无机非金属材料：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤化物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等所组成的材料，它几乎包括除金属材料、有机高分子材料外的所有材料。（传统无机非材料、新型无机非材料）
特点：耐高温、化学稳定性好、强度硬度高、电绝缘性好、韧性差
陶瓷：传统上，“陶瓷”是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧成（结）等过程而制成的各种制品。
广义的陶瓷概念：用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。
按陶瓷的用途分类：普通陶瓷、特种陶瓷（结构陶瓷和功能陶瓷）
粘土：一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体一次粘土：母岩风化后残留在原地而成的黏土层
二次粘土：由风化形成的粘土受风雨作用迁移到其他地点沉积而形成的黏土层
成因：风化残积型、热液蚀变型、沉积型
化学组成：主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水（H2O）
矿物组成：高岭石类Al2O3·2SiO2·2H2O
蒙脱石类：蒙脱石Al2O3·4SiO2·nH2O（n>2）
叶蜡石Al2O3·4SiO2·H2O
伊利石类K2O·3Al2O3·6SiO2· 2H2O
粘土中的杂质矿
可塑性：可塑性是指粘土粉碎后用适量的水调和、混练后捏成泥团，在一定外力的作用下可以任意改变其形状而不发生开裂，除去外力后，仍能保持受力时的形状的性能。
（1）塑性指数：塑限和液限（的含水率）之差；塑限：粘土-水体系具有可塑性所需的最小含水率；液限：粘土-水体系具有可塑性所允许的最大含水率；
（2）塑性指标：工作水分下，粘土泥料受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。
触变性：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加，静置后又能逐渐恢复原状。反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化现象。上述情况可以重复无数次。粘土的上述性质统称为触变性。
粘土泥料的收缩：干燥收缩烧成收缩。
粘土在陶瓷生产中的作用
1）粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础：可成形、成形后保持形状。并且保持干燥、烧成过程中的形状和强度！
2）粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。
3）粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。
4）粘土是陶瓷坯体烧结时的主体。
5）烧成时在一定范围内熔融，利于烧结致密化。
6）粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源
石英晶型转换应用：
通过控制升温或冷却速度来避免体积效应引起的开裂；
利用体积变化，对原料煅烧，利于粉碎。
石英在陶瓷生产中的作用：
1) 石英是瘠性原料，可对泥料的可塑性起调节作用。
2) 在陶瓷烧成时，石英影响陶瓷坏体的体积收缩。
3) 在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大的影响。
4) 石英对陶瓷釉料的性能有很大影响。
长石：碱金属和碱土金属的铝硅酸盐矿物
钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2 钾长石K2O·Al2O3·6SiO2
钙长石Ca O·Al2O3·2SiO2 钡长石BaO·Al2O3·2SiO2
长石在陶瓷生产中的作用：
1.降低烧成温度
长石是坯、釉中碱金属氧化物(K2O、Na2O)的主要来源，从而降低陶瓷的烧成温度。
2.提高机械强度和化学稳定性
熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒，促进莫来石晶体的形成和长大，提高瓷体的机械强度和化学稳定性3.提高透光度
长石熔体填充于各颗粒间，促进坯体致密化。其液相过冷成为玻璃相，提高了陶瓷制品的透光度。
滑石：3MgO·4SiO2·H2O; 白云石CaCO3·MgCO3
菱镁矿MgCO3尖晶石MgO·Al2O3
绿泥石MgCO3·3Al2O3·5SiO2·8H2O
蛇纹石3MgO·4SiO2·2H2O 方解石CaCO3
硅灰石CaO·SiO2透辉石CaO·MgO·2SiO2、
绢云母（KAl2[AlSi3O7](OH,F)2) 锂辉石Li2O·Al2O3·4SiO2 锂云母又称鳞云母LiF·KF·Al2O3·3SiO2。
坯料：（天然或人工合成）原料和添加剂等经过配料和加工后得到的具有成形性能的多组分混合物。
坯料制备：原料预处理、原料破碎、过筛和除铁、泥浆的脱水、造粒、陈腐、练泥
坯釉适应性：指陶瓷坯体与釉层有互相适应的物理性质使釉面不致龟裂或剥脱的性能。
影响因素：膨胀系数、中间层、釉层厚度、吸湿膨胀
造粒：在原料细粉中加入一定量的塑化剂，制成粒度较粗、具有一定假颗粒度级配、流动性较好的团粒（约20～80目），以利于新型陶瓷坯料的压制成形。
成形：将配合料制成浆体、可塑泥团、粉料等坯料或熔融体，经适当的手段和设备变成具有一定形状、强度和性能的坯体或制品的过程。
粘性流动：流体受剪切力作用，剪切应变随时间不断增大，此种变形称为粘性流动。
塑性流动：当理想体受剪切应力小于某极限值（屈服值）时不发
生剪切应变，达到该极限值，则此种形变称为塑性流动。
塑性变形：由粘性流动和塑性流动所产生的变形。
影响浆料流动性和稳定性的因素
（一）固相的含量、颗粒大小和形状的影响浆料流动的阻力来自：1）水分子本身的相互吸引力；2）固相分子与水之间的吸引力；3）固相颗粒相对位移时的碰撞阻力
（二）泥浆温度的影响：温度升高，粘度下降。
（三）粘土及泥浆处理方法的影响：原料处理、浆料处理。
（四）泥浆的pH值的影响
釉：根据陶瓷坯体性能的要求，利用天然矿物原料及某些化工原料按比例配合，在高温作用下熔融而覆盖在坯体表面的富有光泽的玻璃质层
釉的作用：
1）提高坯体化学稳定性：提高对液体和气体不透过性。
2）覆盖于坯体表面：美感、增加瓷器艺术价值与欣赏价值。提高瓷体的表面光洁度。
3）防止沾污坯体，便于洗涤。
4）赋予产品特定的物理和化学性能
5）改善陶瓷制品的性能：釉与坯体高温下反应，冷却后成为一个整体，正确选择釉料配方，可以使釉面产生均匀的压应力，从而改善陶瓷制品的力学性能、热性能、电性能等
影响釉的熔融温度的因素主要有：釉的化学组成、矿物组成、细度、混合均匀程度、烧成温度、时间等。
脱水：全部或部分排除（物料）原料或坯体中的水分。
干燥：是脱水的一种形式，一般是指通过加热方法脱除物料中的水分——烘干。
物料中水分的结合方式：化学结合水、（大气）吸附水、自由水（机械结合水）
干燥过程：加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段、平衡阶段影响干燥速度的因素：1）内扩散速度2）外扩散速度3）其他因素：坯体形状、尺寸、设备的结构与尺寸、干燥方法等。
烧成：成形坯体经高温处理，发生一系列物理化学变化，形成预期的矿物组成和显微结构，达到固定外形并获得所需性能的过程。烧结：粉末或粉末压坯在一定的气氛中，在低于其主要成分熔点的温度下加热而获得具有一定组织和性能的材料或制品的过程。
烧结侧重考察显微组织（孔隙）变化，一般认为烧结以物理变化为主!
煅烧：粉末状原料加热至一定温度，发生化学反应和相变，获得所需要组成和相结构的过程。
煅烧多对原料进行，主要实现某些组分的排除（分解）和结构转变。
烧成过程
1.化学反应分解、氧化、固相反应、共熔、相变……
2.热量传递对流、传导、辐射传热……
3.质量传递扩散……
4.动量传递气体流动
烧成制度：是指烧成时所执行的温度、压力和气氛规范，包括温度制度、气氛制度和压力制度。压力制度是保证温度制度及气氛制度实现的条件
零压位：零压位控制在预热（负压）、烧成（正压）两带之间，便于分隔焰性，使氧化、还原阶段分明。
烧成温度：陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度，即操作时的止火温度。
烧成方法：
一次烧成(本烧)：施釉后的生坯一次直接烧成得到产品
二次烧成(此时将一次烧制称为“素烧”、二次烧制称为“釉烧”) “两点一度”：氧化转强还原的温度点、强还原转弱还原、还原气氛的温度
陶瓷制品在烧成过程中容易产生的缺陷：
变形：起泡：桔釉和釉面针孔（猪毛孔）：坯体染色、烟熏和形成黑斑：
釉裂、釉缕、缺釉和缩釉：开裂、落渣
玻璃：由熔融物冷却而不析晶得到的无机物（狭义）
表现出玻璃转变现象的非晶态物质（广义）
通性：各向同性，无固定熔点，介稳性，凝固的渐变性和可逆性（变化的可逆性），由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温度变化的连续性（可变性）。
玻璃形成温度（Tg），又称脆性温度。它是玻璃出现脆性的最高温度，由于在这个温度下可以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力，所以也称退火温度上限。Tg=1/2~2/3Tm
软化温度（Tf ），它是玻璃开始出现液体状态典型性质的温度。相当于粘度109dPa·S，也是玻璃可拉成丝的最低温度。
玻璃的组成：硅酸盐玻璃以SiO2 为主成分，还有其他氧化物：玻璃形成体、玻璃中间体、玻璃调整体（网络外体）。
玻璃结构的基本特点：近程有序，远程无序。
晶子学说：玻璃的有序性、不均匀性和不连续性。
无规则网络学说：多面体排列的连续性、均匀性和无序性
硼氧反常：纯B2O3玻璃中加入Na2O ，各种物理性质出现极值。而不象SiO2中加入Na2O后性质变坏。
硼反常现象：在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时，性质曲线上产生极值的现象。
逆性玻璃：当存在两种以上金属离子且它们大小、电荷不同时，Y<2也可制成玻璃且性质随量的增加而变好。
玻璃的热历史：指玻璃从高温液态冷却，通过转变温度区域和退火温度区域的经历。
化物总量不变，用一种氧化物取代另一种，玻璃与扩散有关的性
质不成直线变化，而出现明显的极值。
玻璃结构中的氧化物分类（根据无规则网络学说，按元素与氧结合单键能大小分）
网络生成体氧化物（NF）网络外体氧化物（NM）中间体氧化物（NI）
玻璃的分相：玻璃从高温冷却过程中或在一定温度下热处理时，由于内部质点的迁移，某些组分发生偏聚，从而形成化学组成不同的两个或两个以上的液相或玻璃相，此过程叫分相。
分相种类：
1、液相线以上液-液稳定分相（稳定地不混溶）
2、液相线以下的介稳分相（亚稳不混溶性）
均匀成核：在宏观均匀的玻璃体中，在基质内部而与相界、缺陷等无关的成核过程（自发成核、本征成核）。
非均匀成核：依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程。
微晶玻璃：将加有晶核剂（或不加晶核剂）的特定组成的基础玻璃，在控制条件（一定温度制度）下进行晶化热处理，变成具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。
成核剂：贵金属盐类；氧化物；氟化物；复合晶核剂。
热处理工艺：
阶梯式热处理制度：室温→核化温度（核化阶段）核化温度→晶化温度（晶化阶段）→冷却过程（冷却速度可较大）。
等温制度：等温保温即使放热与玻璃导热及比热适应，晶核形成后就较慢晶化。
影响粘度的因素：温度、熔体结构、玻璃组成、热历史（快冷得到的玻璃粘度较小）
粘度的测量与计算：奥霍琴法：T=AX+BY+CZ+D
（X、Y、Z—分别是Na2O、CaO+MgO3％、A12O3的质量百分数）σ的工艺意义：澄清、均化、成形、热加工
水对玻璃的侵蚀过程
○1离子交换反应|
－ Si－O－Na+H+OH - ?—Si－OH + NaOH
②硅羟团水化|
－Si－OH + 1.5H2O ? Si(OH)4
③中和反应
Si(OH)4 + NaOH ? [Si(OH)3O]-Na+
总反应速度由①控制。
Si(OH)4吸附水而成Si(OH)4·· nH2O（硅酸凝胶）-保护膜，使侵蚀最后停止。
水分子可直接进入玻璃
* 水分子直接破坏网络|
-Si-O-Si-+H2O ? 2(-Si-OH)
玻璃原料的分类：主要原料，辅助原料（澄清剂、着色剂、乳浊剂、氧化物、助溶剂），碎玻璃
白砒（澄清剂）
As2O3熔块用于坩埚炉熔制，由于它比重大于玻璃液，沉于坩埚
底部，并立即升华变为蒸气，吸吮玻璃中的小气泡上升排除到玻璃熔体外面。→剧毒，蒸气应立即排除到室外。
作用过程：
玻璃中气泡的来源：
A、配合料中组分的分解：如碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氢氧化物等的分解；
B、组分的挥发；
C、组分间的氧化还原反应；
D、玻璃与耐火材料间的反应。
玻璃液中气体的存在三形式
1、可见气泡
2、物理溶解
3、与玻璃液中某些组分化学结合
此外，还有部分气体吸附在玻璃表面上（量很少）。
玻璃液中可见泡的消除的两种方式
1、使较大的气泡长大、上浮直至破裂；
2、使较小的气泡溶解吸收。
措施：
1、机械搅拌、鼓泡；
2、加入澄清剂；
3、适当降温，回溶
部分小泡
均化过程的动力学因素：扩散，表面张力，玻璃液的流动。
二次气泡：由于温度及炉气变化破坏了在澄清时建立的平衡，在已澄清的玻璃液中产生的小气泡，或使还存在的泡核长大而生成的气泡。二次气泡均匀分布在整个玻璃液中，泡径小，数量多。产生原因：A、碳酸盐或硫酸盐继续分解；B、含钡玻璃在温度波动时生成气泡；
C、溶解气体的析出；
D、电化学反应生成二次气泡。
成形制度：是指在成形各阶段的粘度-时间（η- t）或温度-时间（T-t）制度。
成形方法：
一、人工成形：A）人工吹制： B）自由成形： C）人工拉制： D）人工压制：
二、机械成形：
压制成形法吹制法拉制法压延法浇注法烧结法
缺陷的种类：气泡（气体夹杂物）、结石（固体夹杂物）、条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）
热应力：玻璃中由于温度差而产生的应力。
A）暂时应力：当玻璃温度低于应变点(η=1013.6Pa.S)，处于弹性变形温度范围内(η>1013.6Pa.S)即脆性状态时，经受不均匀的温度变化时产生的热应力。
特点：随温度梯度的产生而产生，随温度梯度的消失而消失。B）永久应力：玻璃在高于其应变点时，温度梯度会引起玻璃结构变化，这种玻璃结构变化在低于应变点时产生并保持的应力。特点：温度梯度消失之后，永久应力不消失。
退火原理：在经过转变温度区域（Tf～Tg）时，玻璃由典型的液态转变成脆性状态。而在Tg点以下的相当的温度范围内玻璃分子仍然能够进行迁移，可以消除玻璃中的热应力和结构的不均匀
性。与此同时：粘度相当大，以致玻璃几乎不发生其外形的改变。退火过程：将玻璃放置在某一温度下保持足够时间后再以缓慢的速度冷却，以便不再产生超过允许范围的永久应力和暂时应力。实质就是减小或消除应力并防止新的应力产生。
在退火温度范围内确定某一保温均热的温度，称之为退火温度。退火工艺：玻璃的退火工艺过程包括四个阶段：
A、加热：加热时玻璃制品表面为压应力，升温速度可较快
B、保温：目的：消除加热过程产生的温度梯度，并消除制品中所固有的内应力。
注：先确定保温温度，然后确定保温时间。
C、慢冷：为了使制品在冷却后不再产生永久应力或仅产生微小的永久应力，冷却速度要求较慢，常采用线性降温。
D、快冷：为提高生产效率、降低燃耗，只要使该阶段的暂时应力不超过极限强度，可适当加快降温速度。
一次退火：玻璃制品成形后不冷却直接退火的工艺过程。
二次退火：玻璃制品成形后先冷却后加热再退火的工艺过程。
胶凝材料：在物理、化学作用下，能从具有流动性的浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料、具有一定机械强度的物质，又称胶结料。无机胶凝材料有机胶凝材料。
水泥：细磨成粉末状，加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气中硬化的粉状水硬性胶凝材料。简言之，水泥是一种水硬性胶凝材料。
凝结时间：是水泥从加水开始到失去流动性，从可塑状态发展到固体状态所需要的时间，凝结时间分初凝时间和终凝时间。
初凝时间：水泥从加水开始到标准稠度净浆失去流动性并开始失去塑性的时间；
终凝时间：水泥从加水开始到标准稠度净浆完全失去塑性，开始产生机械强度的时间
安定性：硬化水泥浆体体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，简称安定性。
引起水泥安定性不良的原因主要是游离氧化钙、氧化镁含量过高或石膏掺量过多。
生产过程
生料制备：石灰质、粘土质原料及少量校正原料破碎后，按比例配合、磨碎，获得成分合适、质量均匀的生料；
熟料煅烧：生料在窑内煅烧至部分熔融得到的以硅酸钙为主要成分的熟料
水泥制成（水泥粉磨）：水泥熟料加少量石膏及混合材料或外加剂共同磨碎。
水泥熟料: 凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物
化学组成硅酸盐水泥熟料主要由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种氧化物组成
矿物组成
硅酸三钙：3CaO?SiO2 硅酸二钙：2CaO?SiO2
铝酸三钙：3CaO?Al2O3 铁铝酸四钙：4CaO?Al2O3?Fe2O3
四种熟料矿物的水化速率C3A＞ C3S＞ C4AF ＞ C2S
煅烧过程
1）物料中自由水分的蒸发（干燥）: RT-150o C（干燥带，Ⅰ）2）生料预烧—物料中粘土矿物脱水，少量MgCO3分解:150－600o C （预热带，Ⅱ）
3）生料分解—主要为碳酸盐（钙）的分解: 600－900o C（分解带，Ⅲ）
4）碳酸盐分解结束，固相反应继续进行，大量放热: 900－1200o C （放热反应带，Ⅳ）
5）煅烧(烧成）：液相出现并迅速增加，游离CaO被迅速吸收，熟料矿物形成，1250－1450－1250o C(烧成带，Ⅴ）
6）熟料冷却: 遇二次空气，温度降低（冷却带，Ⅵ）
急速冷却熟料对改善熟料质量有许多优点：
(1) 防止或减少β-C2S 转化成γ- C2S
(2) 防止或减少C3S的分解
(3) 改善水泥的安定性
(4) 减少熟料中C3A结晶体，提高抗硫酸盐性能
(5) 提高熟料易磨性
一种物质从无水状态变成含水状态叫做水化作用。
水化: 水泥加适量的水拌合后，立即发生化学反应，各组分开始溶解并发生复杂的物理、化学与物理化学及力学变化，称为水化。包括：熟料矿物的水化、水泥的水化。
水泥的（凝结）硬化：水泥加水拌合后形成的包括砂集料在内的可塑性浆体，逐渐失去流动性，转变为具有一定强度的石状体，称为水泥的（凝结）硬化。
硅酸三钙（C3S）的水化
3
水化产物为水化硅酸钙C-S-H凝胶和氢氧化钙CH
在不同条件下，水化所得的水化硅酸钙的成分不同：xCaO?SiO2?yH2O（C-S-H）中x、y值不同。
影响C-S-H组成的因素：C-S-H周围CaO（Ca（OH）2）的浓度、水固比
C3S水化产物的结构形态：
C-S-H(I)—薄片状；
C-S-H(II)—纤维状、棒状晶体
C-S-H(I)、C-S-H(II)的尺寸都很小-胶体尺寸范围； Ca(OH)2—具有固定成分的六方板状晶体
C3S水化过程的五个阶段：
1．初始水解期； 2. 诱导期； 3. 加速期； 4. 衰退期； 5. 稳定期
水化程度指已经水化的水泥量和水泥浆中原有水泥量的比值的百分率。
水化深度指水泥颗粒已经水化层的厚度。
水化速度就是指单位时间内的水泥水化程度或水化深度。
石膏的作用
可以控制水泥的水化速度、调节水泥的凝结时间。
改善水泥的性能。如提高早期强度，降低干缩变形，改善耐久性等。
主要作用是调节水泥的凝结时间
石膏的缓凝机理
水泥中掺加适宜石膏时，Ｃ3Ａ在石膏--石灰的饱和溶液中，生成溶解度极低的三硫型水化硫铝酸钙（AFt），又称钙矾石。棱柱状的小晶体生长在水泥颗粒表面，形成覆盖层或薄膜，阻滞了水分子及离子的扩散，降低了水化速度，延长了凝结时间，防止了快凝现象发生。
石膏掺量过多或过少都会导致不正常凝结。石膏的适宜掺量
碱集料反应：水泥属碱性物质,一般能够抵抗碱类的侵蚀，但当水泥结构中碱含量较高，而配制混凝土的集料中含有活性物质时，水泥结构经过一定时间后会出现明显的膨胀开裂，甚至剥落溃散等现象，称为碱集料反应。
耐火材料:耐火度不小于1580℃的无机非金属材料
矿物组成可分为两大类：结晶相与玻璃相，其中结晶相又分为主晶相和次晶相。
主晶相是指构成耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。主晶相的性质、数量、结合状态直接决定着耐火制品的性质。
次晶相又称第二固相，是在高温下与主晶相共存的第二晶相。
基质：填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物（次晶相）和玻璃相统称为基质，或结合相。
耐火度：耐火材料在无荷重条件下，抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。
高温荷重软化温度：表示材料在温度与荷重双重作用下抵抗变形的能力。
耐火制品荷重软化温度的测定一般是在0.2MPa的固定载荷下，以一定的升温速度均匀加热，测定试样压缩0.6%、4%、40% 时的温度。
测定荷软的意义：可以作为材料最高的使用温度。
热震稳定性：耐火材料抵抗温度急剧变化而不被破坏的性能称为热震稳定性或抗热冲击性能。
矿化剂选择原则：有二液区；形成液相温度＜ 1470℃（鳞石英的最高稳定温度）
矿化剂CaO-SiO2 FeO-SiO2
不定形耐火材料：由耐火骨料和粉料、结合剂、外加剂以一定比例共同组成的，不经成形和烧成而直接使用或加适当液体调配后使用。
不定形耐火材料的分类
1、按耐火骨料品质分类硅质、粘土质、高铝质、镁质等等
2、按所用结合剂分类水泥结合、粘土结合、水玻璃结合、超
微粉结合等等
3、按施工和使用方法分类（该方法在实际使用中最多）
耐火浇注料：耐火捣打料：耐火喷涂、喷补、涂抹料：耐火泥（浆）:耐火投射料：
碳复合耐火材料：由两种或两种以上不同性质的耐火氧化物（MgO、CaO、Al2O3、ZrO2等）和碳素材料及非氧化物材料为原料，用碳素材料作为结合剂而制成的一种多相复合耐火材料。
主要组成碳素耐火材料无定形碳石墨耐火材料结晶型石墨碳化硅耐火材料 SiC
陶瓷的成形方法：（1）产品的形状、大小、厚薄等。
（2）坯料的工艺性能。（3）产品的产量和质量要求。
（4）成形设备要简单，劳动强度要小，劳动条件要好。
（5）技术指标要高，经济效益要好。
浆料成形法：
石膏模注浆成型：陶瓷浆料注入一定形状的（石膏）模型（模具）中，依靠模具的脱水作用而成形称为注浆成形。
热压铸成型：压力作用下, 将融化的含蜡浆料(蜡浆)注入金属模具中,冷却后脱模,得到陶瓷坯体的成形方法。
流延法成型：超细粉末与塑化剂配合，在溶剂中混合均匀，制得可流动性浆料，通过加料嘴向运动的基带上流出，逐渐延展，干燥后得到带状薄膜的成形方法。
可塑成形法：利用模具或刀具等的运动所造成的压力、剪力，挤压等外力对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力的作用下发生可塑变形，制成坯体的过程。
拉坯成型车坯成型旋压成型滚压成型挤压成型轧膜成型
压制成形法：粉状坯料（0.1-1mm）装于模具中，在压机上在压力作用下形成具有一定形状、尺寸和强度的坯体。
优点：生产过程简单，致密度高，制品尺寸精确，表面质量高，设备机械化、自动化程度高，可以连续化生产。
局限性：对于制品形状复杂的制品难于成型，模具磨损大；压力分布不均，致密度不均。
模压成形：将经过造粒、流动性好、假颗粒级配合适的粉料，装入模具内，通过施加外压力使粉料压制成一定形状的坯体的方法。特点：工艺简单，操作方便，宜于大批量生产；周期短、工效高；坯体致密度高；形状、尺寸精度高；复杂形状制品、大型制品成形受限
等静压制：粉末装于弹性（柔性）模具（包套）中，以流体为传压介质，各向均匀受压。
特点：压坯形状、尺寸范围大，尤大尺寸、形状复杂压坯或制品；压坯密度高且均匀；成形粉末广，尤难熔金属化合物、陶瓷、高合金钢等；工艺简单，可不加润滑剂
不足之处：a）制品表面质量较差；b）生产效率较低；
c）模具寿命短；d）设备投资较大
其他成形方法。
陶瓷坯体在烧成过程中要经历哪些物理、化学反应
（一）低温预烧阶段（室温-300℃±）：排除大气平衡吸附水
1)坯体质量减轻；2）随着坯体水分排出，气孔率增加；
3)坯体发生少量收缩，颗粒靠拢；4）坯体强度和气孔率增加 低温预烧阶段为纯物理过程，没有化学变化
（二）分解及氧化阶段（氧化分解阶段）300—950C
结构水和分解气体排出，坯体的重量急速减轻，气孔相应增加。 根据配方组成中粘土、石英含量的多少发生不同程度的体积变化。 后期由于有少量熔体起胶结颗粒的作用，所以坯体强度相应提高。
1）排除结构水 2）有机物、碳和无机物等的氧化
3）碳酸盐、硫化物等的分解 4）晶型转化
（三）高温玻化和成瓷阶段
坯体气孔率迅速降低；体积急剧收缩；强度、硬度增大；
坯体颜色由淡黄、青灰转变成白色，坯体显出光泽并具半透明感，标志坯已瓷化烧结。
1）上述氧化分解反应的继续2）形成液相、固相溶解
3）形成新晶体和晶体长大 4）釉的熔融
(四）冷却阶段：冷却时液相析晶、玻璃相凝固。
冷却过程中析出的莫来石都为粗大针状晶，但所占比例不大。
1）液相析出、2）液相的过冷凝固、3）晶型转变
玻璃熔制： （1）熔制及其作用：
A 、定义：玻璃熔制是将配合料经高温加热、熔融成为均匀的、无气泡的（把气泡、条纹、结石等降低到容许限度），并符合成形要求的玻璃液的过程。
（2）熔制过程的阶段划分：（可根据熔制过程中的不同实质而分为如下五个阶段） A 、硅酸盐形成阶段：
B 、玻璃形成阶段：
C
始熔化，同时发生硅酸盐和剩余SiO2的互溶。烧成物变成透明体。
D 、玻璃的均化阶段：
澄清后的玻璃液中存在着条纹及其它不均匀体，需经过均化过程才能获得化学组成均匀一致的玻璃液。（玻璃形成阶段即开始，与澄清同时进行，温度同或稍低于澄清）
E 、玻璃的冷却阶段：
对一般玻璃，成形操作开始时玻璃粘度101.5～103Pa.s 。均化后的玻璃液需要适当降温使之符合成形要求。
浮法生产平板玻璃
原理：让处于高温熔融状态的玻璃液浮在比它重的玻璃液表面上，受表面张力作用使玻璃具有光洁平整的表面，并在其后的冷却硬化过程中加以保持，则能生产出接近于抛光表面的平板玻璃。
)(900800硅组成由硅酸盐和未熔二氧化不透明烧结物配合料）主要的固相反应完成（?????????→??-C
浮抛介质选择：（1）在1050。
C 温度下的密度要大于玻璃；（2）金属的熔点低于600C ，沸点高于1050C ，1000C 左右的蒸汽压应尽可能低；（3）在1000C 左右温度下，不与玻璃发生化学反应。 优点：玻璃表面质量高—接近、相当机械磨光玻璃；
拉制速度快、产量大 2mm 厚：0.333m/s 6mm 厚：0.111m/s 产品规格品种多样：1.7-20mm 厚、5-6m 宽
缺点： 生产厚度小于1.7mm 的玻璃困难 一般5mm 以上 玻璃厚度的控制：（1）浮法玻璃的平衡厚度，约为7mm
（2）玻璃表面张力的增厚作用（3）玻璃拉薄
率值：反映硅酸盐水泥熟料中各氧化物之间比例关系的指标。 硅率：表示水泥熟料中SiO 2与Al 2O 3、Fe 2O 3之和的比值，也 表示熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例。常用n 或SM 表示。 铝率铁率：表示熟料中氧化铝和氧化铁之比，也表示熟料熔剂矿物中C 3A 与C 4AF 的比例。用p 或IM 表示。
石灰饱和系数（KH ）：表示熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（C2S+C3S ）所需氧化钙含量与全部氧化硅生成硅酸三钙（C3S ）所需氧化钙含量的比值；也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。 323A 、C 4AF ； 当p 小于0.64时熟料中的矿物为C 3S 、 C 2S 、C 4AF 、C 2F 。 当p ＜0.64时，石灰饱和系数的表达式为：
实际生产的熟料中还可能有f-CaO 和f-SiO2，则KH 表示为： KH 事实上表示了熟料中C 3S 与C 2S 的比值：
KH ＝1时，熟料中硅酸盐矿物全部为C 3S ，
KH ＝2/3＝0.667时，硅酸盐矿物全部为
C 2S ，
故KH 值介于0.667-1之间。
KH 高，C 3S 多，利于提高水泥质量，但煅烧困难，热耗高，易产生f-CaO 。
KH 低，C 2S 多，易烧性好，水化热低，但水泥凝结硬化慢，早期强度低。
1、熔体的概念:不同聚合程度的各种聚合物的混合物 硅酸盐熔体的粘度与组成的关系(决定硅酸盐熔体粘度大小的主要因素就是硅氧四面体网络连接程度) 在熔体中加入LiO2、Na2O 、K2O 与BaO 、PbO 等,随加入量增加,粘度显著下降。 在含碱金属的硅酸盐熔体中,当Al2O3/Na2O ≤1时,用Al2O3代替SiO2可以起“补网”作用,从而提高粘度。一般加入Al2O3、SiO2与ZrO2有类似的效果。 流动度为粘度的倒数,Φ＝ 粘度的理论解释:绝对速度理论η＝η０exp(ΔE/kT) 自由体积理论η＝B exp ［ ］＝Ａexp( ) 过剩熵理论η ＝ Cexp ［ ＝ Cexp( ) 2、非晶态物质的特点 :近程有序,远程无序 3、玻璃的通性 (1)各向同性(若有应力,为各向异性) (2)介稳性 (3)熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性 (4)、熔融态向玻璃态转化时其物化性质随温度变化的连续性 4、 Tg 、Tf , 相对应的粘度与特点 钠钙硅酸盐熔体粘度与温度关系表明:熔融温度范围内,粘度为50~500dPa·s 。工作温度范围粘度较高,约103~107dPa·s 。退火温度范围粘度更高,约1012、5~1013、5 dPa·s 。 Tg-脆性温度、退火温度,Tf-软化温度、可拉丝的最低温度 5、 单键强度 > 335 kJ/mol(或80 kcal/mol)的氧化物——网络形成体。 单键强度 < 250 kJ/mol(或60 kcal/mol)的氧化物——网络变性体。 在250～335 kJ/mol 为——中间体,其作用介于玻璃的网络形成体与网络变性体之间。 6、玻璃形成的热力学观点: 熔体就是物质在TM 以上存在的一种高能状态。据随温度降低,熔体释放能量大小不同,冷却途径分为结晶化,玻璃化,分相 ΔGv 越大析晶动力越大,越不容易形成玻璃。 ΔGv 越小析晶动力越小,越容易形成玻璃。 玻璃形成的动力学观点: 过冷度增大,熔体质点动能降低,有利于质点相互吸引而聚结与吸附在晶核表面,有利于成核。 过冷度增大,熔体粘度增加,使质点移动困难,难于从熔体中扩散到晶核表面,不利于晶核长大。 过冷度与成核速率Iv 与晶体生长速率u 必有一个极值。 玻璃形成的结晶化学观点: (1)、键强(孙光汉理论) 熔点低的氧化物易于形成玻璃 (2)、键型 三种纯键型在一定条件下都不能形成玻璃。 )(00T T KV -α0T T B -)(0T T C D P -?0T T B -η1
1螺位错：柏格斯矢量与位错线平行的位错。 2同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 3晶胞：指晶体结构中的平行六面体单位，其形状大小与对应的空间格子中的单位平行六面体一致。 4肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置，迁移到晶体的表面，在晶格内正常格点上留下空位，即为肖特基缺陷。肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置，迁移到晶体的表面，在晶格内正常格点上留下空位，即为肖特基缺陷。 5聚合：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。 6非均匀成核：借助于表面、界面、微粒裂纹、器壁以及各种催化位置而形成晶核的过程。7稳定扩散：扩散质点浓度分布不随时间变化。 8玻璃分相：一个均匀的玻璃相在一定的温度和组成范围内有可能分成两个互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相)，并相互共存的现象称为玻璃的分相(或称液相不混溶现象)。 9不一致熔融化合物：是一种不稳定的化合物。加热这种化合物到某一温度便发生分解，分解产物是一种液相和一种晶相，两者组成与化合物组成皆不相同，故称不一致熔融化合物。10晶粒生长：无应变的材料在热处理时，平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。 11非本征扩散：受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。或由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点迁移。（2.5）本征扩散：空位来源于晶体结构中本征热缺陷，由此而引起的质点迁移。 12稳定扩散：若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化，即dc/dt=0。不稳定扩散：扩散物质在扩散层dx内的浓度随时间而变化，即dc/dt≠0。这种扩散称为不稳定扩散。（2.5分） （2.5分） 13可塑性：粘土与适当比例的水混合均匀制成泥团，该泥团受到高于某一个数值剪应力作用后，可以塑造成任何形状，当去除应力泥团能保持其形状，这种性质称为可塑性。（2.5晶胞参数：表示晶胞的形状和大小可用六个参数即三条边棱的长度a、b、c和三条边棱的夹角α、β、γ即为晶胞参数。 14一级相变：体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商(一级导数)不相等的称为一级相变。 15二次再结晶：是液相独立析晶：是在转熔过程中发生的，由于冷却速度较快，被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来，使转熔过程不能继续进行，从而使液相进行另一个单独的析晶过程，就是液相独立析晶。（2.5） 16泰曼温度：反应物开始呈现显著扩散作用的温度。（2.5） 17晶子假说：苏联学者列别捷夫提出晶子假说，他认为玻璃是高分散晶体（晶子）的结合体，硅酸盐玻璃的晶子的化学性质取决于玻璃的化学组成，玻璃的结构特征为微不均匀性和近程有序性。无规则网络假说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。 18正尖晶石；二价阳离子分布在1／8四面体空隙中，三价阳离子分布在l／2八面体空隙的尖晶石。 19液相独立析晶：是在转熔过程中发生的，由于冷却速度较快，被回收的晶相有可能会被
化学热力学初步练习 选择题： 1 .对于任一过程，下列叙述正确的是 ** A 、体系所作的功与反应途径无关 C 、体系所吸收的热量与反应途径无关 2.某反应在标准状态和等温等压条件下， A >A rH m ° > 0 A rS m °>0 C 、"H m ° > 0 A rS m °< 0 3 . CO(g)的 A f H m ° 等于 ** A 、CO(g)的摩尔燃烧热 1 C 、C(石墨)+— 02(g) = CO(g)的A rH m ° 2 (B ) B 、体系的内能变化与反应途径无关 D 、以上叙述均不正确 (D ) B 、A rH m °< 0 A rS m °< 0 D 、A rH m °< 0 A rS m ° > 0 (C ) B 、CO(g)的摩尔燃烧热的负值 D 、2 C(石墨)+ 02(g) = 2 C0(g) 的A rH m ° 4 .稳定单质在298 K , 100 kPa 下，下述正确的是 A 、S m °,A f G m ° 为零 C 、S m °不为零，A fH m °为零 5.一个体系从一个特定的开始状态到终止状态总是有 A 、Q 途径1 = Q 途径2 C 、(Q + W )途径 1 =( Q + W )途径 2 6 .下列单质在298K 时的A f H m °不等于零的是* ** (C ) B 、A fH m ° 不为零 D 、S m °, A f G m ° ,A fH m °均为零 *** (C ) B 、W 途径 1 = W 途径2 D 、A U = =0，与途径无关 A 、Fe(s) B 、C(石墨) C 、Ne(g) D 、Cl 2(l ) AI 2O 3，释放出30.92 kJ 的热，贝U AI 2O 3的标准摩尔生 成焓为(铝的原子量为 27 ) ** A 、30.92 kJ mol -1 B 、一 30.92 kJ mol -1 C 、一 27 X 30.92 kJ mol D 、一 54 X 30.92 kJ mol 在任何温度都能自发进行的条件是 ** 7 .在25 C, 1.00 g 铝在常压下燃烧生成 (D )
第一章晶体几何基础 1-1 解释概念： 等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。 空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。 结点：空间点阵中的点称为结点。 晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 对称：物体相同部分作有规律的重复。 对称型：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合为对称型，也称点群。 晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。 晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。 空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。 布拉菲格子：是指法国学者 A.布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则，将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。 晶胞：能够反应晶体结构特征的最小单位。 晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的6个参数（a、b、c、α 、β、γ ）. 1-2 晶体结构的两个基本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的基本特征？ 解答：⑴晶体结构的基本特征： ①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。 ②晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。 ⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。 1-3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。 解答：对称面—m，对称中心—1，n次对称轴—n，n次旋转反伸轴—n 螺旋轴—ns ，滑移面—a、b、c、d 1-5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a、6c，求该晶面的晶面指数。 解答：在X、Y、Z轴上的截距系数：3、4、6。 截距系数的倒数比为：1/3:1/4:1/6=4:3:2 晶面指数为：（432） 补充：晶体的基本性质是什么？与其内部结构有什么关系？ 解答：①自限性：晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。 ②均一性和异向性：均一性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何一部分在结构上是相同的。异向性是由于同一晶体中的不同方向上，质点排列一般是不同的，因而表现出不同的性质。 ③对称性：是由于晶体内部质点排列的对称。 ④最小内能和最大稳定性：在相同的热力学条件下，较之同种化学成分的气体、液体及非晶质体，晶体的内能最小。这是规则排列质点间的引力和斥力达到平衡的原因。 晶体的稳定性是指对于化学组成相同，但处于不同物态下的物体而言，晶体最为稳定。自然界的非晶质体自发向晶体转变，但晶体不可能自发地转变为其他物态。
专 业 论 文 学校：天水师范学院 班级：2012级应化1班姓名：汪治华 学号：20122060155
几种新型无机材料简介 材料是人类生存和发展的物质基础，也是一切工程技术的基础。现代科学技术的发展对材料的性能不断提出新的更高的要求。材料科学是当前科学研究的前沿领域之一。以材料科学中的化学问题为研究对象的材料化学成为无机化学的重要学科之一。 材料主要包括金属材料、无机非金属材料、复合材料和高分子材料等各类化学物质。这里简单介绍几种新型无机材料。 ●氮化硅陶瓷材料 氮化硅（Ｓｉ３Ｎ４）陶瓷是一种高温结构陶瓷材料，属于无机非金属材料。在Ｓｉ３Ｎ４中，硅原子和氮原子以共价键结合，使Ｓｉ３Ｎ４具有熔点高、硬度大、机械强度高、热膨胀系数低、导热性好、化学性质稳定、绝缘性能好等特点。它在１２００℃的工作温度下可以维持强度不降低。氮化硅可用于制作高温轴承、制造无冷却式陶瓷发动机汽车、燃气轮机的燃烧室和机械密封环等，广泛应用于现代高科技领域。 工业上普遍采用高硅与纯氮在较高温度下非氧化气氛中反应制取Ｓｉ３Ｎ４： 3Si+2N2 Ｓｉ３Ｎ４ 采用化学气相沉积法也可以得到纯度较高的Ｓｉ３Ｎ４： 3SiCl4 +2N2 +6H2 Si3N4 +12HCl 除Ｓｉ３Ｎ４外，高温结构陶瓷还有SiC，ZrO2，Al2O3等。 ●砷化镓半导体材料 砷化镓（GaAs）是一种多用途的高技术材料。除了硅之外，GaAs已成为最重要的半导体材料。 砷化镓是亮灰色晶体，具有金属光泽，质硬而脆。GaAs的晶体结构与单质硅和金刚石相似。它在常温下比较稳定，不与空气中的氧气和水作用，也不与HCl，H2SO4等反应。 砷化镓是一种本征半导体，其禁带宽度比硅大，工作温度比硅高（50～250）℃，引入惨杂元素的GaAs可用于制作大功率电子元器件。GaAs中电子运动速度快，传递信息块，GaAs可用于制造速度更快、功能更强的计算机。GaAs中的被激发的电子回到基态是以光的形式释放能量，它具有将电能转换为光能的性能，可作为发光二极管的发光组分，也可以制成二极管激光器，用于在光纤光缆中传递红外光。 ●氧化锡气敏材料 气敏陶瓷是一类对气体敏感的陶瓷材料。早在1931年人们就发现Cu2O的电导率随水蒸气吸附而发生改变。现代社会对易燃、易爆、有毒、有害气体的检测、控制、报警提出了越来越高的要求，因此促进了气敏陶瓷的发展。1962年以后，日本、美国等首先对SnO2和ZnO半导体陶瓷气敏元件进行实用性研究，并取得突破性进展。
2-1 名词解释（a ）弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；（b ）刃型位错和螺型位错 （c ）类质同象与同质多晶 解：（a ）当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。（b ）滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。（c ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 2-6（1）在CaF 2晶体中，弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV ，肖特基缺陷的生成能为5.5eV ，计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度？（k ＝1.38×10－23J/K ） （2）如果CaF 2晶体中，含有百万分之一的YF 3杂质，则在1600℃时，CaF 2晶体中时热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。 解：（1）弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV ，小于肖特基缺陷形成能5.5eV ，所以CaF 2晶体中主要是弗仑克尔缺陷，肖特基缺陷可忽略不计。-----------1分 当T ＝25℃＝298K 时，热缺陷浓度为： 242319298 1006.2)2981038.1210602.18.2exp()2exp(---?=?????-=?-=??? ??kT G N n f ----2分 当T ＝1600℃＝1873K 时，热缺陷浓度为： 423191873 107.1)18731038.1210602.18.2exp()2exp(---?=?????-=?-=??? ??kT G N n f -----2分 （2）CaF 2中含百万分之一（10－ 6）的YF 3时的杂质缺陷反应为： Ca F Ca CaF V F Y YF ''++??→??62223 由此可知：[YF3]=2[Ca V '']，所以当加入10－ 6YF3时，杂质缺陷的浓度为： 73105][2 1][-?==''YF V Ca 杂--------------------1分 此时，在1600℃下的热缺陷计算为： Ca i Ca V Ca Ca ''+→?? x x ＋5×10－ 7 则：8241089.2)107.1()exp(][]][[--???=?=?-==''kT G k Ca V Ca f Ca Ca i 即：871089.21 )105(--?=?+x x ，x ≈8.1×10－4 热缺陷浓度： 4101.8][-?=≈''x V Ca 热------------------1分
第九章习题与答案 一、判断正误 1、烧结中始终可以只有一相是固态。（对） 2、液相烧结与固相烧结的推动力都是表面能。（对） 3、二次再结晶对坯体致密化有利。（错） 4、扩散传质中压应力区空位浓度<无应力区空位浓度<张应力区空位浓度。（对） 5、晶粒长大源于小晶体的相互粘结。（错） 6、一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。一般来说，晶界是杂质的富集之 地。（对） 二、填空 1、烧结的主要传质方式有：蒸发-凝聚传质、扩散传质、流动传质和溶解-沉淀传质四种，这四种传质过程的坯体线收缩ΔL/L与烧结时间的关系依次为ΔL/L=0、ΔL/L～t2/5、ΔL/L～t和ΔL/L～t1/3。 三、选择 1、在烧结过程中，只改变气孔形状不引起坯体收缩的传质方式是（a、c）。 a．表面扩散 b．流动传质 c．蒸发-凝聚 d．晶界扩散 2、在烧结过程中只改变坯体中气孔的形状而不引起坯体致密化的传质方式是（b）。 a. 流动传质 b. 蒸发—凝聚传质 c. 溶解—沉淀 d. 扩散传质 四、问答题 1、典型的传质过程有哪些？各采用什么烧结模型？分析产生的原因是什么？ 答：典型的传质过程有：固相烧结的蒸发-凝聚传质、扩散传质，液相烧结的流动传质、溶解-沉淀传质。 固相烧结的蒸发-凝聚传质过程采用中心距不变的双球模型。 固相烧结的扩散传质、液相烧结的流动传质、溶解-沉淀传质过程采用中心距缩短的双球模型。 原因：蒸发—冷凝：压力差ΔP；扩散传质：空位浓度差ΔC；流动传质：应力—应变； 溶解—沉淀：溶解度ΔC（大、小晶粒溶解度不同；自由表面与点接触溶解度）。 2、试述烧结的推动力和晶粒生长的推动力。并比较两者的大小。 答：烧结推动力是粉状物料的表面能（γsv）大于多晶烧结体的晶界能（γgb），即γsv>γgb。 晶粒生长的推动力是晶界两侧物质的自由焓差，使界面向晶界曲率半径小的晶粒中心推进。 烧结的推动力较大，约为4~20J/g。晶粒生长的推动力较小，约为0.4~2J/g，因而烧结推动力比晶粒生长推动力约大十倍。 3、在制造透明Al2O3材料时，原始粉料粒度为2μm，烧结至最高温度保温0.5h，测得晶粒尺寸为10μm，试问保温2h，晶粒尺寸多大？为抑制晶粒生长加入0.1％MgO，此时若保温2h，晶粒尺寸又有多大？ 解：1、G 2-G02 = kt = 2 μm, G = 10 μm, t = 0.5 h，得 代入数据：G
第二章、晶体结构缺陷 1、缺陷的概念 2、热缺陷（弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷） 热缺陷是一种本征缺陷、高于0K就存在，热缺陷浓度的计算 影响热缺陷浓度的因数：温度和热缺陷形成能（晶体结构） 弗伦克尔缺陷肖特基缺陷 3、杂质缺陷、固溶体 4、非化学计量化合物结构缺陷（半导体） 种类、形成条件、缺陷的计算等 5、连续置换型固溶体的形成条件 6、影响形成间隙型固溶体的因素 7、组分缺陷（补偿缺陷）：不等价离子取代 形成条件、特点（浓度取决于掺杂量和固溶度） 缺陷浓度的计算、与热缺陷的比较 幻灯片6 8、缺陷反应方程和固溶式 9、固溶体的研究与计算 写出缺陷反应方程→固溶式、算出晶胞的体积和重量→理论密度（间隙型、置换型）→和实测密度比较 10、位错概念 刃位错：滑移方向与位错线垂直，伯格斯矢量b与位错线垂直 螺位错：滑移方向与位错线平行，伯格斯矢量b与位错线平行 混合位错：滑移方向与位错线既不平行，又不垂直。 幻灯片7 第三章、非晶态固体 1、熔体的结构：不同聚合程度的各种聚合物的混合物 硅酸盐熔体的粘度与组成的关系 2、非晶态物质的特点 3、玻璃的通性 4、 Tg 、Tf ,相对应的粘度和特点 5、网络形成体、网络改变（变性）体、网络中间体 玻璃形成的结晶化学观点：键强，键能 6、玻璃形成的动力学条件 (相变)，3T图 7、玻璃的结构学说（二种玻璃结构学说的共同之处和不同之处） 8、玻璃的结构参数 Z可根据玻璃类型定，先计算R，再计算X、Y 注意网络中间体在其中的作用。 9、硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别 10、硼的反常现象 幻灯片8 第四章、表面与界面 1、表面能和表面张力，表面的特征 2、润湿的概念、定义、计算；槽角、二面角的计算 改善润湿的方法：去除表面吸附膜（提高固体表面能）、
浅谈工科无机化学实验课程教学 摘要 摘要：结合本人教学实践和针对无机化学实验课程在传统教学模式中存在的问题及无机化学实验本身的课程特点，文章设计了无机化学实验的课程教学模式，包括三个方面:重视和解决不 摘要：结合本人教学实践和针对无机化学实验课程在传统教学模式中存在的问题及无机化学实验本身的课程特点，文章设计了无机化学实验的课程教学模式，包括三个方面:重视和解决不同地区学生的基础差异、注重实验方案的优化创新和完善实验教学评价体系。 关键词：基础差异;实验方案;评价体系;无机化学 无机化学实验是大一新生进入大学阶段初次接触的实验内容，具有承上启下的重要作用。其不仅能帮助学生巩固在课堂上学习的理论知识，锻炼基本实验技能，培养学生观察、分析和解决问题的基本科学实验能力，也是为提高学习化学的兴趣、学习后续课程和未来的科学研究及实际工作打下良好的基础[1]。很多大学新生在刚进入大学时，很难适应大学的教学模式。大学课程与高中课程的差异较大，不论是在学习方法上还是在学习的知识点的深度上，都有明显差异[2,3]。主要体现在下面几个方面。①地区差异：在高中阶段，不同地区的学生的课程设置不同。相对而言，沿海城市的教育资源比较丰富，沿海地区的学生在学习化学基础知识的同时，能够有机会在学校实验室接触到教材中提到的实验过程或实验现象，甚至有可能有自己亲自动手做实验的机会。在这样的过程中，学生不仅能学到一些基本的实验操作方法，而且能很好地帮助学生理解书本中的内容。而不少中西部地区的学生，在高中阶段仅仅只能学习课本上的知识，基本没有动手操作实验的机会。因而导致不同地区的学生的基础差异很大，使大学老师的实验课程教学实施起来困难重重且教学效果不好。②学习目的和学习方法不同：在现行的应试教育背景下，高中生的学习往往是被动的，家长和老师起主导作用。为了在高考中取得好的成绩，去一所理想的学校，在家长和老师的共同监督下，大部分的高中学生可以埋头学习考试大纲规定的考试内容。而大学需要学生们的自我学习和自我提升能力，大学老师往往只起到引导的作用，学生的学习是自主学习。高中的教学方法以提高解题能力为主而进行的大量解题技巧的练习。 高中生课前预习的习惯并未得到挖掘，在课堂上更是很少记课堂笔记，课后也不会翻看课本回顾知识要点，仅仅是完成老师布置的习题任务，学生学习主动性较差，对教师有很强的依赖性。同时，由于高中升学压力的影响，学生很少有空余时间去阅读一些相关的课外资料，不能很好地拓展自己的知识体系。而在大学中，课时相对较少，但教学信息量多，知识点较深入，因此就要求学生进行课前预习，课上记笔记，课后进行大量相关书籍或资料的阅读，这样学生才能领会到知识的精髓，才有可能将其运用到以后的学习和实践中;另外，高中的教学活动都是以教材为依据的，高中化学与大学化学体系基本相同，但其深度相差较
选择题 1．NaCl 型结构中，Cl - 按立方最紧密方式堆积，Na +充填于（ B ）之中。 A 、全部四面体空隙 B 、全部八面体空隙 C 、1/2四面体空隙 D 、1/2八面体空隙 2．在析晶过程中，若?T 较大，则获得的晶粒为（ A ） A 、数目多而尺寸小的细晶 B 、数目少而尺寸大的粗晶 C 、数目多且尺寸大的粗晶 D 、数目少且尺寸小的细晶 3．在熔体中加入网络变性体会使得熔体的析晶能力（ c ）： a.不变 b. 减弱 c. 增大 4．在烧结过程的传质方式中，不会使坯体致密的是（ a ） a. 扩散传质 b. 溶解-沉淀传质 c. 蒸发-凝聚传质 d. 流动传质 5．过冷度愈大，临界晶核半径（ c ）相应的相变（ e ） a. 不变 b. 愈大 c. 愈小 d. 愈难进行 e. 愈易进行 f. 不受影响 6．从防止二次再结晶的角度考虑，起始粒径必须（ c ） a. 细 b. 粗 c. 细而均匀 d. 粗但均匀 7．根据晶界两边原子排列的连贯性来划分，在多晶体材料中主要是( B ) A 、共格晶界 B 、非共格晶界 C 、半共格晶界 8．玻璃结构参数中的Z 一般是已知的，请问硼酸盐玻璃的Z =（ B ） A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 9．石英晶体结构属于（ d ） a. 岛状结构 b. 链状结构 c. 层状结构 d. 架状结构 10. 在离子型化合物中，晶粒内部扩散系数D b ，晶界区域扩散系数D g 和表面区域扩散系数D s 三者中（ C ）最大 A 、D b B 、D g C 、 D s 11. 系统2222CaO + SiO 2CaO SiO + CaO SiO + 3CaO 2SiO →???中的独立组分数为（ d ） a. 5 b. 4 c. 3 d. 2 12. 熔体系统中组成越简单，则熔体析晶（ B ） A 、不受影响 B 、越容易 C 、越难 13. 过冷度越大，相应的成核位垒（ b ），临界晶核半径（ b ），析晶能力（ a ） a. 越大 b. 越小 c. 不变 14. 下列选项中不属于马氏体相变的特征的是（ B ） A 、相变后存在习性平面 B 、属扩散型相变 C 、新相与母相间有严格的取向关系 D 、在一个温度范围内进行 E 、速度很快 15. 颗粒不同部位的空位浓度存在差异，下列区域中（ b ）处的空位浓度最大 A 、晶粒内部 B 、颈部表面张应力区 C 、受压应力的颗粒接触中心 16. 塑性泥团中颗粒之间最主要的吸力为（ B ） A 、范德华力 B 、毛细管力 C 、局部边-面静电引力 17. CaTiO 3（钛酸钙）型结构中，Ca 2+和O 2-共同组成立方紧密堆积，Ca 2+占据立方面心的角顶位置，O 2-占据立方面
1.课堂上主要介绍了哪些无机功能材料？ 答：纳米材料超导材料功能薄膜材料功能转换材料梯度材料生物医用材料 功能陶瓷磁性材料储氢材料 2.纳米材料有哪些基本性质？ 答：物理性能：表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应 化学性能：表面活性及敏感性、催化性能 表面效应：纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而显著增加，粒子的表面能及表面张力随 着增加，物理、化学性质发生变 化。 小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会 引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性 质的变化称为小尺寸效应。 量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费 米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象和纳 米半导体微粒存在不连续的最高被占据轨道和最低被占据的分 子轨道能级，能隙变宽的现象。 宏观量子隧道效应：颗粒的一些宏观物理量，如微磁化 强度，量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，称其为宏 观量子隧道效应。 3.超导材料有哪些特性？以及超导材料的分类？ 超导体主要具有三个特性: 零电阻性超导材料处于超导态时电阻为零,如果用磁场 在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。
完全抗磁性超导材料处于超导态时，只要外加磁场小于 临界磁场，磁场不能透入超导体内，超导材料内部的磁场恒为零。超导悬浮，就是利用超导体的完全抗磁性。 约瑟夫森效应当两超导体之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝 缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定 值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流 电流变成高频交流电，而且频率与电压成正比。 超导体的分类没有唯一的标准，最常用的分类如下： 由物理性质分类：可分成第一类超导体（若超导相变属于 一阶相变）和第二类超导体（若超导相变属于二阶相变）。 由超导理论来分类：可分成传统超导体（若超导机制可用BCS理论解释）和非传统超导体（若超导机制不能用BCS理论 解释）。 由超导相变温度来分类：可分成高温超导体（若可用液态 氮冷却就形成超导体）和低温超导体（若需要其他技术来冷却）。 由材料来分类：它们可以是化学元素（如汞和铅）、合金（如铌钛合金和铌锗合金）、陶瓷（如钇钡铜氧和二硼化镁） 或有机超导体（如富勒烯和碳纳米管，这可能都包括在化学元 素之内，因为它们是由碳组成）。 3.功能薄膜介绍了哪些？哪些类别？以及制造方法？ 答：按化学组成分：无机膜有机膜复合膜 按相组成分为：固体薄膜液体薄膜气体薄膜胶体薄膜 按晶体形态分：单晶膜多晶膜微晶膜纳米晶膜超晶格膜 按薄膜的功能及其应用领域分：电学薄膜光学薄膜硬质 膜、耐蚀膜、润滑膜有机分子膜装饰膜、包装膜
第三章练习题 一、填空题 1.玻璃具有下列通性：、态转化时物理、化学性能随温度变化的连续性。 2.在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，体系的粘度 3.物质在熔点时的粘度越越容易形成玻璃，大于，等于，小于)时容易形成玻璃。 4.熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中可以出现和分相三种不同的相变过程。 5.当SiO2含量比较高时，碱金属氧化物降低熔体粘度的能力是Li2Na22O。 6. 2Na2O·CaO·Al2O3·2SiO2的玻璃中，结构参数Y为 3 。 7. 从三T曲线可以求出为避免析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越小，越容易形成玻璃。 8．NaCl和SiO2两种物质中SiO2 容易形成玻璃，因其具有极性共价键结构。 9.在Na2O－SiO2熔体中，当Na2O/Al2O3<1时，加入Al2O3使熔体粘度降低。 10. 硅酸盐熔体中聚合物种类，数量与熔体组成（O/Si）有关，O/Si比值增大，则熔体中的高聚体[SiO4]数量减少。 11. 硅酸盐熔体中同时存在许多聚合程度不等的负离子团，其种类、大小和复杂程度随熔体的组成和温度而变。当温度不变时，熔体中碱性氧化物含量增加， O/Si比值增大，这时熔体中高聚体数量减少。 二、问答题 1.试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加入—价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为什么？ 答：1) 熔体粘度对玻璃形成具有决定性作用。熔体在熔点时具有很大粘度，并且粘度随温度降低而剧烈地升高时，容易形成玻璃。 2) 在硅酸盐熔体中，加入R2O，随着O/Si比增加，提供游离氧，桥氧数减小，硅氧网络断裂，使熔体粘度显著减小。加入RO，提供游离氧，使硅氧网络断裂，熔体粘度降低，但是由于R的场强较大，有一定的集聚作用，降低的幅度较小。加入B2O3，加入量少时，B2O3处于三度空间连接的[BO4]四面体中，使结构网络聚集紧密，粘度上升。随着B2O3含量增加，B开始处于[BO3]三角形中使结构网络疏松，粘度下降。 3+2+ 1当我排队等着站上小便池的时候有人已经在大便池先尿了■■■■■■■■■■■■张为政整理■■■■■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■■■■ 2.试阐述网络形成体和网络变性体。 玻璃网络形成体：其单键强度>335KJ／MOL。这类氧化物能单独形成玻璃。 网络变性体：其单键强度<250KJ/MOL。这类氧化物不能形成玻璃,但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变。
《无机化学》课程自评报告 1.教研室概况 1.1师资队伍 教研室目前在编教师2人，其中教授1人，讲师1人2。35岁以下青年教师1人，主讲教师具有硕士以上学位或讲师以上职称，在职博士1人。 1.2承担教学任务 本课程组近三年承担的教学任务： 2004级12个班的无机化学、2005级7个班的无机化学、2006级7个班的无机化学理论教学和52个实验教学班的实验教学及2003级8个班、2004级8个班、2005级5个班的普通化学理论和42个实验教学班实验课教学。虽然承担的教学任务较重还是保质保量的完成了教学任务。 2.师资队伍建设 高水平的师资队伍是保证课程改革与建设，提高教学质量的关键。多年来教研室一直重视师资队伍的建设，目前形成了一支学术水平较高、有崇高的师德和敬业精神的师资队伍。 2.1师资结构 高级职称教师比例：课程组具有高级职称的教师1人，占课程组人数的50%。 2.2教书育人 教师的师德和教风，不仅直接关系到教学质量的高低，还对学生的世界观、价值观、人生观的形成有着直接的影响，因此，教研室高度重视学风的建设。老教师身体力行，以严谨的科学态度和高度的责任心，以“传、帮、带”的形式传给青年教师，使教研室保持了科学、严谨、认真、负责的优良传统。近几年由于
扩招，工作量不断增大，不管承担多大的教学任务，教师以高度的责任心，做到作业全批全改。教师还利用课余时间和学生谈心，密切了师生关系，受到学生的好评。杨云老师获得2004学年度天津商学院优秀教师。 2.3学术水平和教学水平 2.3.1师资培养 建设一支结构合理、相对稳定、热爱教学、勇于创新的教师队伍是实现教学目标的根本保证。无机化学课程组现有教授1人，省部及有突出贡献的专家1人，享受国务院特殊津贴专家1人，讲师1人。 教研室非常重视师资队伍建设，在教学任务繁重的情况下，采取多种方式制定了提高教师素质的计划，现有1人在职攻读博士学位，准备07-08年底，再送一名教师攻读博士，争取到08年，实现课程组教师队伍都具有硕士以上学历。 随着招生规模的扩大和选修课的增加，计划近5年引进博士生1—2名；5年内晋升1副教授，使课程组教师在学历层次，年龄结构、职称比例，学缘关系更趋合理，教学和科研水平有较大幅度提高。 2.3.2学术水平 近三年教研室的全体教师积极参加科学研究和教学研究工作，共承担校级课题两项，发表教改论文1篇，学术论文10余篇，其中SCI收录3篇。马书林老师获得2004年度天津商学院科研贡献奖。杨云老师获得天津商业大学2006年度科研贡献奖。 2.3.3教学水平 高级职称教师全部为本科生授课，授课率达100%。所有主讲教师都具有硕士学位或讲师以上职称。能系统开出两门课的比率100%。 2006年教学论文《如何做好普通高校工科无机化学教学之我见》发表于天津商学院高教研究。 3.深化教学改革，提高教学质量 3.1建立无机化学教学课程体系 我们根据多年的教学经验及工科院校人才培养的要求，通过近两年大纲的修改，制订出符合学校办学方针相一致的《无机化学》课程教学大纲，优化与重组
无机材料科学基础试卷六 一、名词解释（20分） 1、反萤石结构、晶胞； 2、肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷； 3、网络形成体、网络改变体； 4、触变性、硼反常现象； 二、选择题（8分） 1、粘土泥浆胶溶必须使介质呈（） A、酸性 B、碱性 C、中性 2、硅酸盐玻璃的结构是以硅氧四面体为结构单元形成的（）的聚集体。 A、近程有序，远程无序 B、近程无序，远程无序 C、近程无序，远程有序 3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）体心立方堆积的堆积系数。 A、大于 B、小于 C、等于 D、不确定 4、某晶体AB，A—的电荷数为1，A—B键的S=1/6，则A+的配位数为（）。 A、4 B、12 C、8 D、6 5、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（）。 A、4，8 B、8，4 C、1，2 D、2，4 6、点群L6PC属（）晶族（）晶系。 A、高级等轴 B、低级正交 C、中级六方 D、高级六方 7、下列性质中（）不是晶体的基本性质。 A、自限性 B、最小内能性 C、有限性 D、各向异性 8、晶体在三结晶轴上的截距分别为1/2a、1/3b、1/6c。该晶面的晶面指数为（）。 A、（236） B、（326） C、（321） D、（123） 9、非化学计量化合物Cd1+xO中存在（）型晶格缺陷 A、阴离子空位 B、阳离子空位 C、阴离子填隙 D、阳离子填隙 10、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。熔体的临界冷却速率越大，就（）形成玻璃。 A、越难 B、越容易 C、很快 D、缓慢 11、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。 A、对称型 B、点群 C、微观对称的要素的集合 D、空间群 12、在ABO3(钙钛矿)型结构中，B离子占有（）。 A、四面体空隙 B、八面体空隙 C、立方体空隙 D、三方柱空隙晶体 三、填空（17分） 1、在玻璃形成过程中，为避免析晶所必须的冷却速率的确定采用（）的方法。 2、a=b≠c α=β=γ=900的晶体属（）晶系。 3、六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（）面，立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的
无机非金属材料性能 一、绪论（2学时） 1、无机非金属材料的特点 (1)化学组成上为无机化合物或非金属元素单质，包括传统的氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等含氧酸盐、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗及碳材料等。 (2)形态与形状上包括多晶、单晶、非晶、薄膜、纤维、复合材料等。 (3)晶体结构复杂。单个晶格可能包含多种元素的原子，晶格缺陷种类多。 (4)原子间结合力丰要为离子键、共价键或者离了—共价混合键，具有高的键能、大的极性。 (5)制备上通常要求高纯度、高细度原料，并在化学组成、添加物的数量和分布、晶体结构和材料微观结构上能精确控制。 (6)性能多样。具有高熔点高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀及抗氧化，宽广的导电性能、导热性、透光件以及良好的铁电性、铁磁性和压电性等待殊性能；但大多数无机材料拉伸强度低，韧性差，脆性大。 (7)应用极其广泛。几乎在所有的领域都有无机材料的应用，尤其新型无机材料更是现代技术的发展基础、在电子信息技术、激光技术、光纤技术、光电子技术、传感技术、超导技术以及空间技术的发展中占有十分重要的地位。 2、传统无机非金属材料与新型无机非金属材料 传统无机材料一般是指以天然的硅酸盐矿物(粘土、石英、长石等)为主要原料，经高温窑烧制而成的一大类材料。故又称窑业材料，主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，其化学组成均为硅酸盐，因此也称为硅酸盐材料。新型无机材料则是指应用于高科技领域的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非属化合物经持殊的先进工艺制成的具有优异性能的无机新材料，包括特种陶瓷、特种玻璃、特性水泥、新型耐火材料、人工晶体、增导体材料等。 3、无机非金属材料的分类 无机材料种类繁多、性能各异。从传统硅酸盐材料到新型无机材料，众多门类的无机材料已经渗透到人类生活、生产的各个领域，需从多个角度对无机材料进行分类。无机材料按成分特点、可分为单质和化合物两大类；按结构特征，可
6-1 说明熔体中聚合物形成过程？ 答：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。 可分为三个阶段初期：石英的分化； 中期：缩聚并伴随变形； 后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚达到平衡。6-2 简述影响熔体粘度的因素？ 答：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。 碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。 随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。 6-3 名词解释（并比较其异同） ⑴晶子学说和无规则网络学说 ⑵单键强 ⑶分化和缩聚 ⑷网络形成剂和网络变性剂
答：⑴晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质，晶子向无 定形部分过渡是逐渐完成时，二者没有明显界限。 无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子 多面体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网 是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多 面体的重复没有规律性。 ⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程：架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。 缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻 璃。即凡氧化物的单键能/熔点﹥0.74kJ/mol.k 者称为网 络形成剂。 网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变，即单键强/熔点﹤0.125kJ/mol.k者称 为网络变形剂。
6-4 试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同？ 答：利用X—射线检测。 晶体SiO2—质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。 SiO2熔体—内部结构为架状，近程有序，远程无序。 SiO2玻璃—各向同性。 硅胶—疏松多孔。 6-5 玻璃的组成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2，计算桥氧分数？ 解： Na2O CaO SiO2 wt% 13 13 74 mol 0.21 0.23 1.23 mol% 12.6 13.8 73.6 R=(12.6+13.8+73.6 ×2)/ 73.6=2.39 ∵Z=4 ∴X=2R﹣Z=2.39×2﹣4=0.72 Y=Z﹣X= 4﹣0.72=3.28 氧桥%=3.28/（3.28×0.5+0.72） =69.5%
6-1 说明熔体中聚合物形成过程？答：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。 可分为三个阶段初期：石英的分化； 中期：缩聚并伴随变形； 后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚达到平衡。 6-2 简述影响熔体粘度的因素？ 答：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。 碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。 随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。 6-3 名词解释（并比较其异同） ⑴ 晶子学说和无规则网络学说 ⑵ 单键强 ⑶ 分化和缩聚 ⑷ 网络形成剂和网络变性剂答：⑴晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶
格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部 分过渡是逐渐完成时，二者没有明显界限。 无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由 一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体（三 角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次 有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律 性。 ⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程：架状［SQ4］断裂称为熔融石英的分化过程。 缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较 高的聚合物，次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻 璃。即凡氧化物的单键能/熔点〉0.74kJ/molk者称为网 络形成剂。 网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而 使玻璃性质改变，即单键强/熔点＜ 0.125kJ/molk者称 为网络变形剂。 6-4试用实验方法鉴别晶体 Si。?、SQ2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的 结构有什么不同？
第七章 扩散与固相反应 1、名词解释： 非稳定扩散：扩散过程中任一点浓度随时间变化； 稳定扩散：扩散质点浓度分布不随时间变化。 无序扩散：无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力，由热起伏引起的扩散。 质点的扩散是无序的、随机的。 本征扩散：主要出现了肖特基和弗兰克尔点缺陷，由此点缺陷引起的扩散为 本征扩散（空位来源于晶体结构中本征热缺陷而引起的质点迁 移）； 非本征扩散：空位来源于掺杂而引起的质点迁移。 正扩散和逆扩散： 正扩散：当热力学因子时，物质由高浓度处流向低浓度处，扩散结果使溶质 趋于均匀化，D i >0。 逆扩散：当热力学因子 时，物质由低浓度处流向高浓度处，扩散结果使溶质 偏聚或分相，D i <0。 2、简述固体内粒子的迁移方式有几种? 答 易位，环转位，空位扩散，间隙扩散，推填式。 3、说明影响扩散的因素？ 化学键：共价键方向性限制不利间隙扩散，空位扩散为主。金属键离子键以 空位扩散为主，间隙离子较小时以间隙扩散为主。 缺陷：缺陷部位会成为质点扩散的快速通道，有利扩散。 温度：D=D 0exp （-Q/RT ）Q 不变，温度升高扩散系数增大有利扩散。Q 越大 温度变化对扩散系数越敏感。 杂质：杂质与介质形成化合物降低扩散速度；杂质与空位缔合有利扩散；杂 质含量大本征扩散和非本征扩散的温度转折点升高。 扩散物质的性质：扩散质点和介质的性质差异大利于扩散； 扩散介质的结构：结构紧密不利扩散。 4、在KCl 晶体中掺入10-5mo1％CaCl 2，低温时KCl 中的K +离子扩散以非本征 扩散为主，试回答在多高温度以上，K +离子扩散以热缺陷控制的本征扩散为主？（KCl 的肖特基缺陷形成能ΔH s =251kJ/mol ，R=8.314J/mo1·K ） 解：在KCl 晶体中掺入10-5mo1％CaCl 2，缺陷方程为： 则掺杂引起的空位浓度为'710K V -??=?? 欲使扩散以热缺陷为主，则''K K V V ????>????肖 即7exp()102s H RT -?->