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《无机材料》考试试卷（A卷）（闭卷时间120分钟）院/系年级专业姓名学号一、名词解释肖特基缺陷非均匀成核烧结泰曼温度非本征扩散稳定扩散二、简答题1、简述硅酸盐晶体结构分类的原则和各类结构中硅氧四面体的形状。
2、试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优缺点及其适用条件。
3、影响固相反应的因素有那些？4、网络变性体（如Na2O）加到石英玻璃中，使硅氧比增加。
实验观察到当O/Si=2.5~3时，即达到形成玻璃的极限，根据结构解释为什么在2<O/Si<2.5的碱和硅石混合物可以形成玻璃,而O/Si=3的碱和硅石混合物结晶而不形成玻璃?5、在扩散传质的烧结过程中，使坯体致密的推动力是什么？哪些方法可促进烧结？说明原因。
三、论述题1、简述晶粒生长与二次再结晶的特点，以及造成二次再结晶的原因和控制二次再结晶的方法。
2、相变过程的推动力是什么？《无机材料》考试试卷（A卷）参考答案一、名词解释肖特基缺陷：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。
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。
烧结：由于固态中分子（或原子）的相互吸引，通过加热，使粉末体产生颗粒粘结，经过物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化和再结晶的过程。
泰曼温度：反应物开始呈现显著扩散作用的温度。
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。
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。
这种扩散称稳定扩散。
二、简答题1、硅酸盐晶体结构分类的原则：结构中硅氧四面体的连接方式。
（2.5分）各类结构中硅氧四面体的形状：岛状结构：四面体；组群状结构；（1.5分）双四面体、三节环、四节环和六节环；（1.5分）链状结构：单链、双链；（1.5分）层状结构：平面层；（1.5分）架状结构：三维空间延伸的骨架。
无机非金属材料工学武汉理工大学课后答案第一题：什么是无机非金属材料？不同于金属和有机高分子材料的五个特性是？答案：（1）某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
（2）1-耐高温；2-化学稳定性高；3-高强度和高硬度；4-电绝缘性好；5-韧性差。
第二题：叙述浮法生产平板玻璃流程。
答案：砂岩经过煅烧后粗碎，和粉碎和过筛后的硅砂、白云石、石灰石、纯碱、芒硝、萤石以及烟道灰和来自切裁和成型留下的碎玻璃经不同的运输方式进入排式集料器，经称量混合除铁之后，进入熔窑熔炼，后经锡槽，退火窑，切断得到平板玻璃。
第三题：什么是黏土的可塑性、离子交换性和触变性。
答案：可塑性：黏土与适量水混练后形成的泥团，在外力的作用下，可塑造成各种形状而不开裂，当外力处去后，仍能保持该形状不变的性能。
离子交换性：黏土颗粒因表面层的断裂和晶格内部的不等价置换而带电，使其能够吸附溶液中的异性离子，这些被吸附的离子又可被其他离子所置换。
触变性：黏土泥浆或可塑泥团在静置后会变稠或凝固，若此时受到搅拌或振动，则可使其黏度降低而流动性增加，再放置一段时间后又恢复原来的状态。
第四题：表示煤的组成有哪几种基准？答案：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基。
第五题.长石的种类和作用是什么？答案：种类：钠钾长石族：透长石、正长石、微斜长石。
斜长石族中的斜长石。
作用：在陶瓷工业中：（1）提供碱金属氧化物，有利于降低烧成温度。
（2）长石熔体能熔解黏土及石英等原料，促进莫来石的形成和长大，提高坯体的机械强度和化学稳定性。
（3）长石熔体填充于各颗粒间，促进坯体致密化，提高陶瓷制品的透光度。
在玻璃工业中：引入三氧化二铝的主要原料，同时引入氧化钠，氧化钾。
Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库武汉理工大学材料科学与工程学院一、填空题0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。
0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。
0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。
0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。
0005.晶体是指内部质点排列的固体。
0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。
0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。
0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。
0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。
0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。
当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。
0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。
0012.固体质点扩散的推动力是________。
0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。
先进制造工艺技术及其装备复习题复制题目后，按住CtrI+F键查找相应题目答案（超越高度）一、多选（共计25分,每题2.5分,每题答案完全一样得满分,少选、多选、错选均不得分。
）1、工业机器人的发展趋势有（）。
A.机器人的智能化B.机器人的多机协调化C.机器人的标准化D.机器人的模块化正确答案：【A;B;C;D】2、制造与制造业的作用有（）。
A.创造价值，生产物质财富和新的知识B.为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步提供先进的手段和装备C.是国民经济和综合国力的支柱产业D.是国民经济和综合国力的唯一指标正确答案：【A;B;C】3、先进制造技术的发展特点（）。
A.小批量一少品种大批量一多品种变批量B.从劳动密集型一设备密集型一信息密集型一知识密集型变化。
C.手工一机械化一单机自动化一刚性流水自动线一柔性自动线一智能自动化。
D.蒸汽时代一电气时代一信息时代正确答案：【A;B;C】4、电火花加工、电解加工相比，超声波加工的加工精度高，加工表而质量好，但加工金属材料时效率低（）A.B.正确答案：【正确】5、机器人的控制系统由机器人本体和伺服控制器组成。
A.B.正确答案：【正确】6、国际生产工程研究学会（CIRP）定义：”制造是一个涉及制造工业中产品设计、物料选择、（）市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称”。
A.生产计划B.生产过程C.质量保证D.经营管理正确答案：【A;B;C;D】7、光刻加工的主要阶段有（）oA.涂胶B.曝光C.显影D.坚膜正确答案：【A;B;C;D】8、制造与制造业的作用有（）。
A.创造价值，生产物质财富和新的知识B.为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步提供先进的手段和装备C.是国民经济和综合国力的支柱产业D,是国民经济和综合国力的唯一指标正确答案：【A;B;C】9、福特首先推行所有零件都按照一定的公差要求来加工（零件互换技术），实现了以刚性自动化为特征的大量生产方式，它对（）都产生了重大的作用。
一、计算( 每题参考分值5分 )1、 2. 某水泥厂生料和煤灰的化学成分（干燥基，wt%）如下表，已知每97kg2、已知陶瓷生料釉的实验式，用理论组成的原料钾长石（K2O·Al2O3·6SiO2）、钠长石（Na2O·Al2O3·6SiO2）、钙长石（CaO·Al2O3·2SiO2）、高岭土、白云石及石英配料，试用矿物组成满足法列表计算生料釉的配料组成，计算精度0.01。
陶瓷生料釉实验式如下：钠长石（摩尔质量524.5）、钾长石（摩尔质量556.7）、钙长石（摩尔质量278.2）、白云石（摩尔质量184.4）、高岭土（摩尔质量258.1）、石英（摩尔质量60.1）。
正确答案：解：（1）列表计算各原料引入量3、玻璃的设计成分见表1表1 玻璃的设计成分（质量%）纯碱挥散率 3.10%；玻璃获得率 83.5%；萤石含率 0.85%；芒硝含率 15%；煤粉含率 4.7%；计算基础 200kg玻璃液；计算精度 0.01。
表2各种原料的化学成分（%）4、已知瓷坯及所用原料的化学组成如下表所示，试列表计算瓷坯的配方。
瓷坯及所用原料的化学组成表（%）19.00 39.000.19 0.47 0.30 0.780.50 0.1316.0012.60正确答案： 6、．某建筑工程采用钢筋混凝土结构,需要设计混凝土屋面板用的配合比,设计强度等级C30，其施工要求坍落度为30mm,保证率为95%。
工程采用32.5Mpa 普通硅酸盐水泥(实测强度为40.2Mpa),密度 3.10；采用中砂,表观密度 2.60,堆积1.45g/cm3；采用碎石,最大粒径为20mm, 表观密度为2.70,堆积密度1.52g/cm3；请用绝对体积法设计该混凝土的实验室配合比。
(已知:σ0=5Mpa，A=0.46，B=0.07，保证率为95%，t=-1.645, 混凝土含气量百分数α取1；混凝土的每立米用水量采用确定10/3（T+K ）,其中K 为53,砂率取34%) 正确答案：答: (1)混凝土试配强度:R h=R d－tσ0=30-(-1.645×5)=38.2Mpa;（1分）(2)水灰比:,则：W/C=0.47（2分）(3)用水量:W0=(3+53)×10/3=186kg（1分）(4)混凝土单位水泥用量:C0=186÷0.47=396kg（1分）(5)根据绝对体积法原理,可得方程式:代入数据可得:S0=617kg （2分）G0=1186kg （2分）即混凝土每立方米的各种材料用量为:C0=396kg, W0=186kg, S0=617kg , G0=1186kg;混凝土配合比为:C:S:G:=1:1.56:2.99,7、试计算硅酸盐水泥熟料中的SiO2全部形成C2S时，相应的石灰饱和系数KH。
1.等离子体化学气相沉积法(PCVD)PVCD是借助等离子体内的高能电子与反映气体原子,分子发生非弹性碰撞使之离解或电离,从而产生大量的沉积组元,如原子,离子或活性基团并输送到基体表面上沉积成膜的.非平衡等离子体激活代替传统的加热激活是PCVD的主要优点,可使基体的沉积温度变较低. 由于其沉积温度低,沉积速率快,绕镀性好,设备操作维护简单而广泛用于沉积各种薄膜和超硬膜. 此法得到的膜纯度高,致密,形成的结晶定向好,电子工业中广泛用于高纯材料和晶体材料的制备.所涉及的化学反应有:热解反应,氧化还原反应,复合还原反应等.溶胶-凝胶法(sol-gel)溶胶-凝胶法是指有机或无机化合物经过溶液-溶胶-凝胶而固化. 经过热处理而制得氧化物或其它化合物固体的方法. 由于溶胶凝胶过程中有着纯度高,均匀性强,处理温度低,反应条件易控制等优点而广泛应用于特殊光学玻璃,特殊薄膜,超细粉,复合材料,光学纤维,生物材料等领域.其主要特点有:1.可低温合成氧化物,使得制造无法高温加热的制品成为可能;2.提高材料的均匀性,多成分系溶液是分子级,原子级的混合;3.可提高生产效率.其可制得的材料主要有: 块状材料,纤维材料,涂层和薄膜材料,超细粉末材料及复合材料.所涉及的反应有: 1.溶剂化; 2.水解反应; 3.缩聚反应.2.材料科学与工程的定义材料科学与工程就是研究有关材料组成, 结构, 制备工艺流程与材料性能用途关系的知识及应用. 其四个要素为:组成与结构,合成与生产过程, 性能, 使用效能.材料科学与工程的特点：1多学科交叉材料科学与工程与物理学,化学,冶金学,金属学,陶瓷学,计算数学等多学科交叉和结合的特点.2具有鲜明的工程性材料科学是面向实际,为经济建设服务的,是一门应用科学. 实验室里的研究成果必须通过工程研究开发以确定合理的工艺流程,最后批量生产出符合要求的工程材料. 3处于发展中的学科材料科学没有象力学,电学那样完整的学科体系,是一门处于不断发展之中的学科.3.燃料电池近二,三十年来,由于一次能源的匮乏和环境保护的突出,要求开发利用新的清洁再生能源. (燃料电池由于具有能量转化率高,对环境污染小等优点受到世界各国的普遍重视) 燃料电池是一种将所提供燃料的化学能直接变换为电能的高效能量转换装置; 是既水力,火力,核力后的第四类发电技术.其特点有:1.由于化学能直接转化为电能,与普通发电方式相比,避免了能量形式的变化不受卡诺循环限制, 能量转化效率高.2.环保. 废气如SOx,NOx,CO2等的排放量极低. 此外,由于电池中无运动部件,工作时非常安静.3.电池的本题的负荷反应性能好,可靠性高.碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料(径向尺寸为纳米级,轴向尺寸为微米级). 它主要由六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管,层与层之间保持固定的距离.作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学,电学性能:1力学性能其密度只有钢的1/6,结构与高分子材料相似,但抗拉强度极大,弹性模量达1TPa,用其增强的塑料力学性能优良且抗疲劳,抗蠕变,形变小,滑动性能好.2电学性能利用其结构中空的特点,可作为制造某些纳米尺度金属导线的模具. 有些管径的碳纳米管是性能优于石墨材料的良好导体,另一些管径可能是半导体.3导热性能其拥有非常大的长径比,因而其沿长度方向的热交换性能很高,垂直方向热交换性能较低,故其可制成高各向异性热传导材料.4.XPS（X射线光电子能谱分析）电子能谱是近几十年发展起来的一种研究物质表面性质和状态的新兴物理方法，这里的表面指固体最外层的1-10个原子的表面层，一般为1到几个nm。
武汉理工大学材料科学基础(第2版)课后习题和答案(总51页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第一章绪论1、仔细观察一下白炽灯泡，会发现有多少种不同的材料每种材料需要何种热学、电学性质2、为什么金属具有良好的导电性和导热性3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体4、铝原子的质量是多少若铝的密度为cm3，计算1mm3中有多少原子？5、为了防止碰撞造成纽折，汽车的挡板可有装甲制造，但实际应用中为何不如此设计说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类：黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨，为什么不用Al2O3制造铁锤第二章晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求出该晶面的米勒指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向：（001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（322）与[236]，（257）与[111]，（123）与[121]，（102），（112），（213）， [110]，[111]，[120]，[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为，O2-半径为，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃，NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
填空题(30分）简答题（40分）论述题（30分）1.三大材料无机非金属材料、金属材料、高分子材料2.玻璃的通性各向同性、无固定熔点、亚稳性、性质变化的连续性与可逆性3.玻璃的结构特点长程无序、短程有序4.玻璃的结构理论晶子学说：玻璃是由无数的“晶子”所组成，晶子不同于一般微晶，他是尺寸小的晶格，极易变形的有序排列区域。
即玻璃种存在一定的有序区域。
无规则网络学说：指出了玻璃形成时所需要的氧化物。
5.玻璃生产工艺中的四大稳、玻璃熔制过程的四小稳四大稳：原料稳、燃料稳、熔化稳、成型退火稳四小稳：温度稳、压力稳、液面稳、泡界线稳6.玻璃的熔制过程五个阶段及其特点1）硅酸盐的形成（800～900℃）Na2O+SiO2→Na2SiO3CaO+SiO2→CaSiO3MgO+SiO2→MgSiO32）玻璃的形成当温度继续上升，SiO2未熔物开始熔化、扩散。
这时的反应温度是1200～1350℃。
烧结体出现熔融变成了不透明体，并有大量气泡。
气泡主要是碳酸盐分解：CaCO3→CaO+CO2Na2CO3→N2O+CO23）玻璃的澄清：是指所形成的玻璃排出可见气泡的过程。
澄清温度一般是1400～1500℃，此时玻璃液中的气体、气泡、窑炉内的气体存在着三者的动态平衡。
4）玻璃的均化均化：就是排除条纹，在澄清温度附近，使玻璃达到化学均匀和热均匀。
影响均匀的因素：扩散，表面张力，流动。
5）玻璃的冷却：就是将合格的玻璃液冷却，但冷却过程要缓慢平稳。
浮法玻璃冷却：1200-1150℃制球：1320℃拉丝；1280℃垂直引上：1020-980℃在冷却的过程中主要防止温度的上下波动。
防止二次气泡的产生。
7.成分对玻璃的粘度的影响8.玻璃的料性及其对生产的指导意义料性：随温度变化，粘度变化速率不同，这种情况称为玻璃具有不同的料性。
料性短，变化率快，易于成型；料性长，变化率慢，不易成型。
9.温度对玻璃粘度的影响温度越高，粘度越小，稳定性越好。
第四套试卷 武汉理工大学考试试卷一、根据Na 2O 晶胞图（见右图）回答下列问题： 1．画出Na 2O 晶胞图{100}面族的投影图。
2．根据晶胞结构指出正、负离子的配位数？3．阴离子作何种堆积，阳离子作何种填隙，填隙率是多少？ 4．计算说明O 2−的电价是否饱和二．1．在立方单胞内画出指数为（112）的晶面及指数为[112]的晶向。
2．下列硅酸盐矿物按照硅氧四面体连接方式分类，各属何种结构类型；[][][][][]243832618272541122Mg SiO ,Na AISi O ,Be Al Mg Si O ,Ca Al AlSiO ,Ca Mg Si O (OH)三．写出缺陷反应方程式，每组写两个合理方程，并写出相应的固溶体化学式。
1．Al 2O 3加入到MgO 中 2．TiO 2加入到Nb 2O 3中武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案四.1．在简单碱金属硅酸盐系统（22R O SiO −）中，碱金属离子+R 系统粘度的影响如图所示。
说明为什么产生这种现象。
2．种物质表面能按由小到大的顺序为：222PbI >PbF >CaF ，试用清洁表面的离子重排及表面双电层模型解释之。
五．简单回答下列问题1．Al/Au 焊接接头处克肯达尔效应造成的紫灾可以用什么法延缓或消除？为什么？ 2．烧结的推动力是什么？烧结过程分为几个阶段，各阶段的特征是什么？六．在液-固相变时，产生球形固相粒子，系统自由焓的变化为32443V G r G r ππσ∆=∆+。
设KG ∆为临界自由焓，K V 为临界晶核的体积。
试证明：12K K V G V G ∆=∆（只证明在均匀成核的条件下）。
七．粒径为l μ球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间。
1．用扬德方程计算2．用金斯特林格方程计算，对计算结果进行比较并说明为什么？八．如图A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题；1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界线的性质；2．判断化合物D的性质；3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；4．写出组成点M1在完全平衡条件下的冷却结晶过程，结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）；5．写出组成点M2在完全平衡条件下的冷却结晶过程，在M2熔体的液相组成点刚刚到达J1时，求其相组成（用线段比表示）。
武汉理工大学 试题标准答案及评分标准一、填空题：1、浓度梯度；2、（煤中的碳=烟气中的碳+灰渣中的碳）3、（从上往下流动）；4、对数平均温差；5、使需要的启动功率最小；6、1.005×10—6(m 2.S)； 7.a； 8.c； 9.错二、简答题1、写出加强对流换热可采取的两个措施。
（1）提高气流体的流动速度（2）增大换热物体之间的温度差（3）增加各个换热物体的换热面积。
①可以增大换热物体的面积；②通过改变换热物体的放置位置，增加换热面积（4）改变流体与固体之间的接触角度，减少边界层厚度2、简述2个减少流动阻力损失的措施（1）降低流体的黏度（2）在满足流体输送的前提下，尽可能地降低流动速度（3）在考虑工艺要求的成本的基础上，尽可能地缩短管路的长度（4）采用尽量平滑的进口和出口（5）采用曲率半径的弯管（6）尽量采用逐扩管或阶梯型变化管道3、简述提高实际燃烧温度的主要途径。
（1）选用高发热值的燃料（2）控制适当的空气过剩系数（3）预热空气或燃料（4）减少向外界的散失的热量三、解：两水池的能量方程：we h H H +=吸入管流动阻力系数:()8.2662.04.425.0825,025.010827.010827.042111411=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ζζλd l d s压出管综合阻力系数: 6.35405.05.52.05025,02.010827.010827.044322422=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ζζλd l d s 则: )(3.1306.0)8.2666.3540()(222212O mH V s s sV h w =⨯+=+==水泵的扬程: )(75.182575.02O mH H He =⨯==η将以上计算结果代入能量方程,提升高度: )(45.53.1375.18m h H H w e =-=-=四、解：由于三个基准不能同时转换，所以分两步进行：（1）先由干燥无灰基转换为干燥基dafd d C A C )100(100-=89.724.791002.8100100100=⨯-=-=daf d d C A C （2）由干燥基转换为收到基dar ar C M C )100(100-=34.7089.721005.3100100100=⨯-=-=d ar ar C M C 五、解：气体--热电偶—管道的热平衡关系式：rw net r g q t t -=-,)(α热电偶—管道间换热量：w w w rw r r wr r w net F F F E E Q εεϕεε-++--=-111,由于F r ＜＜F w ，φrw =1，有εrw =ε)(,w r rw rw net E E q -=ε)/(4.3551009827310018027315.0669.5100100244440,m w T T C q w r rw rw net =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=ε代入热平衡式：得热电偶测量误差：2.4854.355,===-αrw net r g q t t 气体的真实温度：2.1842.41802.4=+=+=r g t t ℃六、题、解)21(1.0049.04/24/)/(22=<=+==M M d ld ld A V Bi πππλαλα∴可以采用集总参数法求解。
填空题(30分）简答题（40分）论述题（20分）推导计算题（10分）1.三大材料无机非金属材料、金属材料、有机高分子材料2.什么是玻璃转变现象当物质由固体加热或由熔体冷却时，在相当于晶态物质熔点绝对温度的2/3-1/2温度附近出现热膨胀，比热等性能的突变。
3.如何理解玻璃的四个通性各向同性：玻璃态物质的质点排列是无规则的，是统计均匀的，其理化性质在任何方向都是相同的无固定熔点：玻璃态物质由固体转变为液体是在一定的温度范围内进行的，并且没有新的晶体生成亚稳性：玻璃是由熔体几句冷却而得到的，因为温度下降黏度增加。
质点来不及做有规则排列形成晶体，没有放出结晶潜热性质变化的连续性：玻璃的性质随成分发生连续和逐渐变化。
性质变化的可逆性：从熔体状态冷却过程中，可以多次进行，其物理化学性质产生逐渐和连续的变化，而且是可逆的，没有生成新相。
4.玻璃的结构特点近程有序，远程无序5.玻璃的结构理论及其学术内容晶子学说：a. 玻璃是由极微细的有序区域——“晶子”组成。
b. 晶子分散在无序区域当中，由晶子——到无序区域的过渡是逐步的，没有严格的界限。
c. 晶子不同于一般微晶，它是尺寸小的晶格极度变形的有序排列的区域。
d. 晶子中心部份，有序程度最高。
e. 晶子大小 7～20A 2～4个[SiO4] [SiO4]玻璃结构单元f. 晶子占玻璃 10～20%无规则网络学说a. 玻璃中的键状态或结构单元和晶体相似。
如石英玻璃，[SiO4]四面体构成三维网络，但缺乏周期性和相对称性。
b. 氧化物成玻有四个条件△一个氧原子不能够和两个以上的阳离子结合，O的配位数不能大于2。
△中心阳离子周围的氧离子数不能过多，一般是3～4。
△网络中氧配位多面体之间，只以顶角相连，不能共棱，更不能共面。
△网络当中每个氧配位多面体至少有三个顶角共用，以形成向三度空间发展的无规则网络结构6.什么是铝（硼）反常现象铝酸盐玻璃（硼酸盐玻璃）与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随三氧化二铝或三氧化二硼加入量的变化规律相反铝反常：Al2O3在硅酸盐玻璃中也有4和6两种配位状态。
当Na2O / Al2O3>1时，Al3+离子位于四面体中，粘度增加；当Na2O / Al2O3<1时，Al3+离子位于八面体中，粘度降低。
硼反常：B2O3含量较少时，以[BO4]四面体形式存在。
粘度随B2O3 含量的增加而增大。
当硼含量增至Na2O / B2O3<1时，以[BO3]三角体中，使结构疏松，粘度下降。
7.玻璃的熔制过程五个阶段及其特点（1）硅酸盐的形成（800～1000℃）Na2O+SiO2→Na2SiO3 CaO+SiO2→CaSiO3MgO+SiO2→MgSiO3一系列物理，化学变化；反应在固体状态下进行；这一阶段结束时，形成硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物（2）玻璃的形成当温度继续上升时，硅酸盐烧结物和剩余二氧化硅开始熔融并且互相溶解和扩散，由不透明的半熔融烧结物转变为透明玻璃液。
但玻璃液中存在大量的气泡，化学组成和性质不均匀，有很多条纹。
平板玻璃形成大约在1200~1400℃完成。
CaCO3→CaO+CO2 Na2CO3→Na2O+CO2（3）玻璃的澄清是指使玻璃液继续加热，降低熔体粘度，排除可见气泡的过程。
澄清温度一般是1400～1500℃，此时玻璃液粘度约为10Pa.s（4）玻璃的均化均化：就是排除条纹（消除不均体），在澄清温度附近，使玻璃达到化学均匀和热均匀。
影响均化的因素：扩散、表面张力、对流。
（5）玻璃的冷却就是将合格的玻璃液冷却到成型所需要的温度，其温度根据玻璃品种的不同而不同。
在冷却的过程中，要防止温度的上下波动，防止二次气泡的产生。
二次气泡是直径小于0.1mm 的小气泡。
8. 成分对玻璃的粘度的影响① 氧硅比硅氧四面体网络的连接程度与氧硅比的大小有关。
当氧硅比增大，硅氧四面体的连接程度降低，导致粘滞活化能降低，熔体黏度下降。
反之，黏度上升。
② 键强与离子的极化在其他条件相同前提下，黏度随阳离子与氧的键力增大而增大。
当氧硅比很高时，硅氧四面体间连接较少，四面体间很大程度依靠键力R-O 连接。
当氧硅比很低时，熔体中氧硅阴离子团很大，对黏度起主要作用的是硅氧四面体之间的键力。
这时R2O 除提供“游离氧”以断裂硅氧网络外，R+离子在网络中还对Si-O 键有反极化作用，减弱Si-O 间的键力，降低熔体的黏度。
③ 结构的对称性结构不对称就可能在结构中存在缺陷或者薄弱环节，使黏度下降。
④ 配位数阳离子的配位状态对玻璃的黏度有重要影响。
9. 玻璃的料性及其对生产的指导意义料性：随温度变化，粘度变化速率不同，这种情况称为玻璃具有不同的料性。
用料性来表示不同成分的玻璃的粘度与温度的关系。
料性短，变化率快，易于机械成型；料性长，变化率慢，不易成型。
10. 粘度如何测量玻璃的粘度值范围很广，不能用一种方法测定，需要分段测定。
① 旋转法测定范围1-10^15Pa ·s将旋转体放到玻璃熔体中，当旋转体以一定角度旋转时，旋转体因玻璃熔体的粘滞阻力而产生扭力矩，通过测量扭力矩，即可获得玻璃熔体的黏度ωηM K =此法设备复杂，但测量范围宽，容易实现自动化，缩短测定时间，操作简单，准确度和精确度高。
k 是仪器系数② 落球法测定范围1-10^3Pa ·s原理是根据斯托克斯定律，即球在一个无边界的广阔液体中等速运动时，液体的粘度为⎪⎭⎫⎝⎛'-=v ρρη2gr 92V-球的运动速度；p-球的密度。
P ‘-玻璃液的密度条件：球体在无限范围的液体中运动，在实际测量中，需考虑边界条件的影响，通过引入仪器常数K 加以修正。
特点：设备简单容易制造，准确度较高。
操作不便，黏度值测定范围较窄。
③ 拉丝法测定范围10^7-10^14Pa ·s,为低温黏度。
该法是用一定长度和直径的无缺陷的玻璃丝，在直立的管状电炉中受一定的荷重作用时，测量其伸长-时间曲线，利用后一阶段的伸长速率计算黏度t l r 3plg 2∆∆=πη P-荷重；r-玻璃丝半径11. 温度对玻璃粘度的影响温度越高，粘度越小，稳定性越好。
12. 影响玻璃表面张力有哪些因素① 温度越高，质点热运动加剧，相互作用力减小，表面张力降低② 外界气氛。
非极性气体对表面张力的影响较小。
而极性气体对玻璃表面张力的影响非常大，极性越大表面张力降低越大。
③ 气氛影响。
实践表明，窑内气氛对表面张力影响很大。
在还原气氛下较氧化气氛下玻璃表面张力大20%左右。
④ 各种氧化物对玻璃的表面张力有不同的影响。
13. 玻璃为什么会析晶玻璃态物质转变为结晶物质的过程称为结晶过程。
热力学观点：玻璃内能高于同成分晶体的内能，玻璃有析晶倾向。
熔体的能量和晶体的能量之差越大，则析晶倾向越大。
动力学观点：冷却时熔体粘度增加甚快，质点移动困难。
14.玻璃结晶成核的机理均相核化机理当玻璃熔体的温度高于液相线温度，液相自由能小于固相，所以液态是稳定相。
当温度低于液相线温度，则固态变为稳定相。
从熔体微观结构看，液体中质点在熔点以上的“起伏”不可能导致形成稳定的新相，只有在低于熔点时，这种“起伏”导致相变。
异相核化机理当系统中存在异相物质，这些物质的表面或结构中不连续性等可作为核化的良好位置，并成为诱导晶核，这种核化过程称为异相核化。
由于存在这类界面降低了界面能，使晶核形成速率加快，从而降低了整个过程自由能。
15.玻璃熔制所用的设备玻璃熔窑：池窑和坩埚窑。
按作业方式分类：连续作业熔窑，间歇作业熔窑按使用的热源分类：火焰窑，电热窑，火焰+电热窑16.浮法玻璃的成型原理让处于高温熔融状态的玻璃液浮在比它重的金属液表面上，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，则能生产出接近抛光表面的平板玻璃。
17.玻璃配合料的质量要求有哪些①同一原料应有适宜的粒度，不同原料之间保持一定的粒度比，保证配合料的均匀度，熔制速度，玻璃液均匀度，提高混合质量，防止配合料的分层。
②应具有一定水分，使水在石英颗粒表面形成水膜。
③需有一定的气体率，有利于玻璃液的澄清和均化。
④混合均匀，保证玻璃液的均匀性。
19排除可见气泡的两种方式气泡的上升逸散：气泡大小和玻璃液的茹度是气泡能否漂浮的决定因素。
按照斯托克斯定律，气泡的上升速度与气泡半径的平方成正比，与玻漓液的粘度成反比。
结论:大直径气泡比小直径气泡更易从玻璃液中逸出。
气泡的收缩消除：气泡中气体的总压力等于大气压力，气泡上玻璃液柱的压力再加上气体与玻璃液界面间的表面张力的总和。
结论:溶解于玻璃液中的气体，更容易扩散到大气泡中，使之增大上升溢出;微小气泡更容易在玻璃液中溶解消失。
18.玻璃浮法工艺为什么选择金属锡作为浮抛介质浮法工艺对浮抛介质的要求：①在1050℃温度下密度大于玻璃。
②金属的熔点低于600℃，沸点高于1050℃，1000℃左右的蒸汽压应尽可能低。
③在1000℃左右温度下，不与玻璃发生反应。
能满足以上条件的金属有镓，铟，锡三种，其中锡最便宜、无毒19.玻璃退火的工艺制度退火：消除玻璃制品在成型或热处理后残留在制品内的永久应力的过程。
加热阶段：玻璃进入退火窑后必须加热到退火温度。
保温阶段：消除快速加热时玻璃存在的温度梯度，消除玻璃中固有的内应力。
慢冷阶段：在固有应力消除后，防止降温过程中由于温度梯度产生的新应力。
快冷阶段：指应变温度到室温区间，只产生暂时应力，不发生热破坏的情况下，尽快冷却。
20.论述玻璃的缺陷及其产生原因气泡（气体夹杂物）：一次气泡（产生的原因主要是澄清不良，炉内气氛和气压控制不当）二次气泡（产生的原因有物理的和化学的两种）结石（结晶夹杂物）：配合料结石（由未融化的颗粒产生）耐火材料结石（耐火材料质量低劣，熔化温度过高，助溶剂用量过大，易起反应的耐火材料堆砌在一起）析晶结石（玻璃在一定温度范围内，由于本身析晶而产生结石）条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）：玻璃主体内存在的异类玻璃夹杂物。
包括熔制不均匀引起、窑碹玻璃滴引起、耐火材料被侵蚀引起、结石熔化引起21.玻璃中的应力有哪些按产生原因分为：热应力（温度差）、结构应力（组成不一致）、机械应力（外力作用）而热应力按其存在的特点又分为暂时应力和永久应力22.水泥的定义、分类加入适量水后可成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂石等材料牢固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料，通称为水泥按用途和性能分为：通用水泥、专用水泥、特性水泥按所含主要水硬性矿物分类：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，氟铝酸盐水泥，以工业废渣为主要组分的水泥23. 水泥、水泥熟料、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥概念的区别。
水泥:加入适量水后可成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂石等材料牢固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料，通称为水泥。
