答:3Y-PSZ,3%mol的氧化钇部分稳定二氧化锆
8Y-SZ,8%mol的氧化钇完全稳定二氧化锆
41. α-SiC、β-SiC、6H-SiC、15R-SiC在晶体结构上的差异,列举几种SiC的合成方法及反应式 答:
二氧化硅碳热还原法:
气相沉积法:
42. 碳化硼的显著特点?列举三种合成方法和反应式
答:具有高熔点、低密度、高导热、高硬度:硬度仅次于金刚石和立方BN,超过SiC的50%;高耐磨性:
刚玉的1~2倍,热膨胀系数低,因此具有很好的热稳定性。在1000℃时能抵抗空气的腐蚀,更高温度易氧化;具有高的抗酸性与抗碱性,耐大多数金属腐蚀
碳化硼可以吸收大量的中子而不会形成任何放射性同位素,因此它在核能发电场里它是很理想的中子吸收剂 。
B4C原料粉末的主要合成方法有:硼碳元素直接合成法、硼酐碳热还原法、镁热法、BN+碳还原法、BCl3的固相碳化和气相沉积。 硼碳元素直接合成法: 硼酐碳热还原法 :
镁热还原法:
43. β-Si3N4和α-Si3N4的结构差异?为什么氮化硅陶瓷的抗氧化性好?列举氮化硅的三种合成方法和反应式
答:α-Si3N4(颗粒状)和β-Si3N4(长柱或针状),两者均属六方晶系,由[SiN4]共顶点构成三维结构。
α相由两层不同且由变形的非六方环层重叠而成,内部应变大,自由能较高;
β相结构对称性高,由几乎完全对称的6个[SiN4]四面体组成的六方环层在c轴方向重叠而成。
氮化硅与氧反应形成SiO2的表面保护膜,阻碍Si3N4的继续氧化
44. 列举AlN的三种合成方法和反应式,为什么AlN陶瓷不能在潮 答:(1)铝和氮(或氨)直接反应法工业上常采用该法:
(2)碳热还原氮化法Al2O3和C的混合粉末在N2或NH3气氛中加热:
(3)铝的卤化物(AlCl3、AlBr3)和氨反应法:
湿的高温空气中使用?
AlN粉料都容易发生水解反应:
因此,必须对制备好的AlN粉末进行处理,以降低粉料表面活性。通常将AlN粉在氩气中加热到1800~2000℃处理,以降低其活性。
45. 硼化物陶瓷具有哪些共同的性质,列举三种通用的制备方法
答:具有高熔点、高强度、高化学稳定性。 直接合成法:成本高,适合实验室制备 碳热还原法:
Ti?2B?TiB2TiO2?B2O3?5C?TiB2?5CO2TiO?BC?3C?2TiB?4CO223242自蔓延高温合成: 2TiO2?B2O3?5Mg?TiB2?5MgO46. 工业固体废物有哪几类,为什么煤矸石可用作陶瓷原料? 3TiO?10Al?3BO?3TiB?5AlO答:煤矸石、粉煤灰、高炉矿渣、选矿尾渣等工业废物在一定程度上可代替传统矿产资源,制备陶瓷材料。 主成分为SiO2、Al2O3,含量占60~85%。还有Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、TiO2及SO3等 矿物成分:高岭石、石英、蒙脱石、长石、伊利石、方解石、硫化铁等,因而可用作陶瓷原料。
2347. 粉体的粒径对其哪些性质有明显影响?
答:颗粒的粒径大小对其性质有很大影响,其中最敏感的有粉体的比表面积(specific surface area)、可压缩性(coercibility)和可浇注性(castability)。同时粉体颗粒的粒度决定了粉体的应用范畴,是粉体诸多物理性质中最重要的特征值。
48. 解释一次颗粒、二次颗粒、团聚,软团聚和硬团聚的差异 答:一次颗粒(primary particulate)——没有堆积、絮联等结构的最小单元的颗粒。
二次颗粒(secondary particulate)――指存在有在一定程度上团聚了的颗粒。
团聚(agglomerate)――一次颗粒之间由于各种力的作用而聚集在一起称为“二次颗粒”的现象。 差异:软团聚(Soft Agglomerate):粒子之间由非化学键结合所形成的团聚,例如一般粉体非常细微时产生的团聚。硬团聚(Hard Agglomerate):粒子之间由于发生化学作用,形成化学结合产生的团聚,例如粉体煅烧温度过高时产生的团聚。
49. 解释等体积相当径、等面积相当径、筛分直径、stokes直径的定义,以及各自的测量方法
答:等体积相当径:将某种颗粒所具有的体积用同样体积的球来与之相当,这种球的直径,就代表该颗粒的大小。一般用coulter计数器测定。
等面积相当径:将某种颗粒所具有的表面积用同样表面积的球来与之相当,这种球的直径,就代表该颗粒的大小。一般用BET法测定
筛分直径:颗粒可通过最小方孔宽度
stokes直径:层流颗粒的自由下落直径,即斯托克斯经。用沉降法测得
50. 颗粒粒径分布有哪两种表达方式,d50、d90、d10、Δd50和SPAN的含义
答:分为频率分布和累积分布。d50、d90、d10:分别指在累积分布曲线上占颗粒总量为50%、90%及10%所对应的粒子直径;△d50:指众数直径即最高峰的半高宽(FWHM)。分布宽度SPAN:
51. 选择颗粒测试方法需要注意哪几点?
答:1、了解待测样品是否符合实验要求和环境,如X射线沉降法不适于测量不吸收X射线的物质; 2.了解测试方法所基于的原理与被测参数和颗粒尺寸之间的数学关系;在建立这些关系时,曾作了哪些假设,这些假设对仪器的要求,它有哪些优点和局限性;
3.必须明确所得到数据是以哪种为基准的粒径分布,是颗粒的数量分布、质量分布还是表面积分布等。
52. 200目指的是什么意思,粒径多少?325目呢?万孔筛余5%指的是什么意思?
答:目”系指在筛面的25.4mm(1英寸)长度上开有的孔数。200目,开有200个孔为200目筛。粒径:25.4/200=0.127mm
万孔筛余5%:在1cm×1cm的面积开一万个空筛分留在筛上的5%。
53. 沉降法的原理是什么,测得的是什么直径?
答:颗粒在液体介质中的沉降速率来确定其颗粒尺寸。利用Stoke’s定律来计算颗粒的等效直径。
54. 感应区法分几种?简述各自的原理。
答:感应区法分两种:电阻变化法、光学方法
电阻变化法原理:采用小孔电阻原理,即库尔特法coulter。小孔管浸泡在电解液中,小孔管内外各有一个电极,电流可以通过孔管壁上的小圆孔从阳极流到阴极。测量时将颗粒分散到液体中,颗粒就跟着液体一起流动。当其经过小孔时,小孔的横截面积变小,两电极之间的电阻增大,电压升高,产生一个电压脉冲。在一定的范围内脉冲的峰值正比于颗粒体积。
光学方法:光照射颗粒时发生散射,通过颗粒时,一些产生衍射,光的散射与衍射等特征与颗粒的粒度有一定的关系。
55. 吸附法测出的是什么粒径?什么情况下吸附法测量值不可靠?
答:等面积相当径。适用:颗粒内部无孔隙。如对于多孔的活性炭颗粒,就无法利用比表面积计算粒度。
56. 写出X射线宽化法的公式,适用范围?什么情况下其测量值可以代表颗粒大小?
答:适用范围:1~100nm k ? k取为0.89 B:衍射峰宽化,扣除仪器宽化 而X射线衍射线线宽法测定的是微细晶粒尺寸 Bcos?D?57. 显微镜法分为哪三种,Martin径、Feret径和投影面积直径的定义。
答:光学显微镜法、透射电子显微镜法、扫描电子显微镜法 Martin径:颗粒投影的对开线长度,也称定向径 Feret径:颗粒投影的二对边切线(相对平行)之间距离 投影面积直径:与处于稳态下颗粒相同投影面积的圆直径
58. 列举5种粉体的化学成分分析方法
答:分析化学方法、X射线荧光技术、质谱、中子激活分析、电子微探针、离子微探针
59. 列举粉体的晶态表征方法。
答:X射线衍射法,具体的X射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉末法、衍射仪法等,其中常用于陶瓷的方法为粉末法和衍射仪法,含量>5%
电子衍射法, 电子衍射法包括以下几种:选区电子衍射、微束电于衍射、高分辨电子衍射、高分散性电子衍射、会聚束电子衍射等。
60. 原料粗碎、中碎和细碎的出料直径,各阶段采用的设备?
61. 颚式破碎机的特点
答:主要用于块状料的前级处理;设备结构简单,操作方便,产量高;进料粒度大,出料粒度较粗,粒度
调节范围小,破碎比小(~4)
62. 圆锥破碎机和颚式破碎机的相同和不同之处
答:相似之处:即都对物料施以挤压力,破碎后自由卸料。
不同之处:圆锥破碎机的工作过程是连续进行,物料夹在两个锥面之间同时受到弯曲力和剪切力的作用而破碎,故破碎较易进行。因此,生产能力较鄂式破碎机大,动力消耗低。
63. 锤式破碎机的优缺点
答:优点:生产能力高,破碎比大,电耗低,机械结构简单,紧凑轻便,投资费用少,管理方便。 缺点:粉碎坚硬物料时锤子和篦条磨损较大,金属消耗较大,检修时间较长,需均匀喂料,粉碎粘湿物料时生产能力降低明显,甚至因堵塞而停机。为避免堵塞,被粉碎物料的含水量应不超过10%—15%。
64. 反击式破碎机的三个破碎作用
答: (1) 自由破碎:破碎腔内的物料受高速板锤的冲击、物料之间的相互撞击、板锤与物料及物料之间的摩擦作用而粉碎。
(2) 反弹破碎:由于高速旋转的转子的板锤的冲击作用,使物料获得很高的运动速度而撞击到反击板上,从而得到进一步的粉碎。
(3) 铣削破碎 :经上述两种作用未能被破碎的大于出料口尺寸的物料在出口处被高速旋转的锤头铣削而粉碎。
65. 轮碾机的工作原理
答:在轮碾机中,物料原料在碾盘与碾轮之间的相对滑动及碾轮的重力作用下被研磨﹑压碎。碾轮越重﹑尺寸越大,粉碎力越强。为了防止铁污染,经常采用石质碾轮和碾盘。用作破碎时,产品的平均尺寸为3~8 mm;粉磨时为0.3~0.5mm。
66. 球磨机的工作原理,进料和出料粒径。
答:进料粒度:6mm,球磨后细度:1.5~0.075mm
工作原理:当筒体旋转时带动研磨体旋转,靠离心力和摩擦力的作用,将磨球带到一定高度。当离心力小于其自身重量时,研磨体下落,冲击下部研磨体及筒壁,而介于其间的粉料便受到冲击和研磨。
67. 湿磨为什么比干磨的效率高?
答:湿磨的效果较干磨高得多,这是液体介质所起的作用:1.渗入颗粒缝隙之间,使之胀大、变软;2.经毛细管壁或微裂纹扩散至颗粒内部,产生1MPa的压力,起到劈裂作用
68. 通常普通陶瓷球磨的料、球、水的比例为多少?
答:料:球:水的比例约为1:(1.5~2):(0.8~1.2)。
69. 钛酸钡陶瓷中掺杂氧化锶,是选择聚四氟乙烯还是陶瓷体的球磨罐?为什么?
答:四氟乙烯,研磨时不会产生杂质 70. 行星磨的运行方式?
答:磨机简体既“自转”,又绕中轴“公转”使研磨介质产生离心力。由于筒体的“行星运动”,加大了研磨介质与物料间的挤压、剪切和冲击力,所以粉碎作用强,容易得到微细粉体。
71. 振动磨的原理
答:振动粉碎是利用研磨体在磨机内作高频振动而将物料粉碎的。在粉碎过程中,研磨体除了作激烈的循环运动外,还进行剧烈的自转。物料主要受冲击作用,也有研磨作用。由于物料本身不可避免地存在结构上的缺陷,在高频振动下,沿缺陷部位极易产生疲劳断裂。故振动磨能有效地对物料进行超细粉碎。
72. 气流粉碎的原理和特点
答:利用高压气体作为介质,将其通过细的喷嘴进入粉碎室,此时气流体积突然膨胀、压力降低、流速急剧增大(可以达到音速或超音速),物料在高速气流的作用下,相互撞击、摩擦、剪切而迅速破碎,然后自动分级,达到细度的颗粒被排出磨机。粗颗粒将进一步循环、粉碎,直至达到细度要求。
特点:(1)不需要任何固体研磨介质。(2)粉碎室内衬为橡胶、耐磨塑料、尼龙等,可保证物料纯度。(3)
在粉碎过程中实现颗粒自动分级,粒度较均匀。(4)耗电量大,附属设备多。噪音、粉尘较大。(5)进料粒度约在1~0.1 mm之间,出料粒度可达1
m左右, 粉粹比可达1:40。
73. 搅拌磨的原理描述
答:与球磨类似,“固定的球”,待研磨的浆料由筒底泵入,研磨后由顶部溢出,可连续操作。研磨体加入量占有效容积一半。
74. 胶体磨的原理
答: 利用固定磨子(定子)和高速旋转磨体(转子)的相对运动产生强烈的剪切、摩擦和冲击等力。被处理的料浆通过两磨体之间的微小间隙,在上述各力及高频振动的作用下被有效地粉碎、混合、乳化及微粒化
75. 高能球磨为什么又称为机械力化学法?
答:用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化,以此来制备新材料。
76. 助磨剂的作用原理和种类
答:助磨剂的亲水基团易紧密地吸附在颗粒表面,憎水基团则一致排列向外,从而使粉体颗粒的表面能降低。助磨剂进入粒子的微裂缝中,积蓄破坏应力,产生劈裂作用,从而提高研磨效率。
液体助磨剂:醇类:甲醇、丙三醇 胺类:三乙醇胺、二异丙醇 胺酸类:油酸 有机酸盐类:可溶性质素磺酸钙、环烷酸钙 气体助磨剂:丙酮气体、惰性气体 固体助磨剂:如六偏磷酸钠、硬脂酸钠或钙、硬脂酸、滑石粉等
77. 写出硫酸铝铵固相分解法合成氧化铝的反应式
78. 如何判断固相化合反应的温度,如何促进固相化合反应? 答:
79. 写出二氧化硅碳热还原-氮化法制备氮化硅的反应式 答:
80. 写出Al热法、Mg热法合成二硼化锆的反应式 答:
81. 沉淀法的种类有哪几种,均匀沉淀法的途径有几种,络合沉淀法的原理
答:直接沉淀法、均匀沉淀法、 共沉淀法、络合沉淀法 均匀沉淀法生长沉淀的主要途径:
① 溶液中的沉淀剂发生缓慢的化学反应,导致氢离子浓度变化和溶液pH值的升高,使产物溶解度逐渐下降而析出沉淀。
② 沉淀剂在溶液中反应释放沉淀离子,使沉淀离子的浓度升高而析出沉淀。
原理:金属离子与柠檬酸、EDTA等络合剂形成常温温度的络合物,在适当的pH和温度下,络合物被破坏,释放出金属离子与外加的沉淀剂作用形成沉淀物。
82. 溶胶-凝胶法的种类、优点和缺点(参考教材)
答:种类:无机金属盐水解、醇-金属醇盐体系的反应