无机材料物理化学复习题 - 图文(2)

2019-08-30 15:45

3接触摩擦带电

-5

3悬浮液的定义:固体颗粒半径为10 以上的尺寸分散在液体介质中形成的多相系统 4特点:无布朗运动和扩散稳定性 容易沉降 无丁达尔效应

-7-5

异(胶体固体颗粒半径为10-10 有布朗运动和扩散稳定性 扩散,沉降平衡 有丁达尔效应)同(颗粒都是由很多分子或原子聚集而成,多相系统,界面吉布斯自由能较大,能自发的吸附介质中的离子形成双电层结构,电解质对其有明显的聚沉作用) 5粘土-水系统

1粘土-水系统是溶胶和悬浮液的混合物,它具有二者的性质。

2粘土的荷电原因及荷电性(粘土具有荷电性)1.粘土晶格中的同晶取代 2.粘土表面腐殖质的解离3.粘土颗粒的边棱破键 3粘土与水的作用

结构水:以氢氧基团的形式存在于粘土的晶格中的; 吸附水:指吸附在粘土矿物层间或表面的水。

牢固结合水——在电场作用下,这层水化层与粘土颗粒形成一个整体在介质中一起移动; 疏松结合水——在电场作用下,这层水化层不与粘土颗粒形成一个整体在介质中一起移动; 自由水——排列混乱,不受定向约束。

4瘠性泥浆中Al2O3颗粒在酸性介质和碱性介质中的胶团结构。

? ①粘土在酸性介质中,边棱带正电,板面带负电,因而静电引力会使颗粒间的边棱

与板面结合形成边-面结构。

? ②粘土在碱性介质中,粘土的边棱和板面均带负电,从而消除了形成边-面结构的静

电引力。同时增加了粘土颗粒表面的净负电荷,使粘土颗粒间静电斥力增加,促使泥浆的胶溶过程。

5 H+ Al3+ Ba2+ Sr2+ Ca2+ Mg2+ NH4+ K+ Na+ Li+指出粘土吸附下列不同正离子后的性能变化规律。

离子置换能力减弱,电位升高,结合水增多,流动性越好,泥浆触变性降低,可塑性减小,泥浆稳定性越高

第五章 相平衡与相图

1、相律;2、二元系统相图3、三元系统相图;

凝聚系统:忽略气相影响,只考虑液相和固相的系统。

介稳平衡:属于热力学非平衡态,由于转变速度较慢,可长期存在,呈介稳状态。 无变量点:自由度为零的点。

低共熔点:在液相线相交处形成的系统的最低熔点。

双升点:从无变量点出发,有两条界线的温度是上升的,该无变量点为双升点。 双降点:从无变量点出发,有两条界线的温度是下降的,该无变量点为双降点。 液相独立析晶:由于冷却时间不充分,液相来不及与原先析出的晶体反应完成转熔过程而独立析晶。

第六章 扩散

1扩散的定义:系统内部的物质在浓度梯度,化学位梯度,应力梯度的推动力下,由于质点

的热运动而导致定向迁移,从宏观上表现为物质的定向输送。

稳定扩散:扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间变化,即;即在扩散过程中,体系内部各处扩散质点的浓度不随时间变化,在x方向各处扩散流量相等。

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;如下图(b)所示。实际中的扩散大多是不稳定扩散。 2各种因素对扩散系数的影响

1.温度的影响

D=D0exp(-?G /RT) T?? D? 或T?? ?G??D? 2.杂质与缺陷的影响

杂质的作用:增加缺陷浓度 D?; 使晶格发生畸变 D?; 与基质结合成化合物 D?; 点缺陷:提供机制 线缺陷(位错):提供扩散通道。 3.粘度对扩散系数的影响 η↑?D↓; 4.扩散离子与扩散介质性质的影响

扩散介质结构愈疏松??扩散离子半径愈小??扩散易进行

?扩散离子与扩散介质之间结合力愈小?5.气氛的影响 : 气氛的影响主要是指对非化学计量化合物中离子扩散的影响。

6.化学键的影响:扩散质点对扩散介质之间的结合力小,愈有利于扩散。

第七章 相变

1相变:指在一定外界条件下,体系中发生的从一相到另一相的变化过程。 a.若过程放热, ? H<0,则? T>0,即T 0,则? T<0,即T > T0,必须过热。 结论:相变推动力可表示为过冷度(?T)。

2相变的分类;按热力学分类 ? (P,T) 一级相变和二级相变

一级特点:有相变潜热,并伴随有体积改变。

二级特点:相变时两相化学势相等,其一级偏微熵也相等,而二级偏微熵不等。 按相变方式分类

成核-长大型相变:由程度大,但范围小的浓度起伏开始发生相变,并形成新相核心。如结晶釉。

连续型相变(不稳分相):由程度小,范围广的浓度起伏连续长大形成新相。 如微晶

玻璃。

按质点迁移特征分类

扩散型:有质点迁移。无扩散型:在低温下进行,如:同素异构转变、马氏体转变。 按成核特点分类

均质转变:发生在单一均质中 非均质转变:有相界面存在。 按成分、结构的变化分

重构式转变 位移式转变 3晶核形成条件 成核: 长大 消失

临界晶胚半径rK:新相可以长大而不消失的最小晶胚半径 球形系统自由焓的变化:162页

均匀成核-组成一定,熔体均匀一相,在T0温度下析晶, 发生在整个熔体内部,析出物质组成与熔体一致。 非均匀成核-

4相变速率(晶核生长速率和晶体生长速率) 第八章 固相反应 1固相反应过程及机理

1. 反应物扩散到界面。在界面发生化学反应,形成细薄且含大量结构缺陷的新相。 2. 在界面上进行反应。产物新相的结构调整和晶体生长。

3. 产物层增厚。反应物通过扩散以使反应继续进行。 2固相反应的六个阶段

(1)隐蔽期(T≈<300℃)晶格和物相基本上无变化。 (2)第一活化期(T≈300~450℃)无新相的生成。

(3)第一脱活期(T≈500℃)反应产物已经形成,但尚未形成正常的晶格结构。 (4)第二活化期(T≈550~620℃)晶核已经形成并开始长大。 (5)晶体成长期(T≈620~800℃)晶核已成长为晶体颗粒 (6)晶格校正期(T≈>800℃)形成正常的晶体结构。 3一般反应历程

A、反应物之间的混合接触;

B、产生表面效应进行化学反应在表面形成产物层;

C、反应物质点通过产物层相互扩散使反应向颗粒内部进行以及产物晶体的成长和晶格缺陷的校正。

4固相反应的机理:反应速率控制过程,晶体长大控制过程,扩散控制过程

5固相反应的整体反应速度的倒数为扩散最大速率的倒数和化学反应最大速率的倒数之和 6杨德尔动力学方程与金斯特林格动力学方程的特点 183页

第九章 烧结

无液相参加的烧结(固相烧结); 有液相参加的烧结(液相烧结)。 烧结的实质:物理性质变化:V ? 、气孔率? 、强度 ?、致密度?…

衡量烧结的指标:烧成收缩率、气孔率、吸水率、实际密度/理论密度、强度等物理指标来衡量物料烧结质量。

1传质机理

固相烧结 蒸发-凝聚传质 扩散传质 液相烧结 粘性流动 溶解-沉淀 2颈部增长速率与时间的关系。193 195 201 202

3晶粒长大:在烧结的中、后期,细颗粒晶体聚集体在高温下晶粒尺寸连续增大,并伴随有较小颗粒被兼并或消失的过程。

4二次再结晶:当正常的晶粒长大过程停止以后,个别具有多边界的大晶粒,以自身为核心不断吞并周围小晶粒而异常长大的过程称为二次再结晶。 5烧结与固相反应的异同点 (1)相同点:a、在低于熔点或熔融温度下进行;b、过程自始至终至少有一个相是固相。 (2)不同点:a、固相反应为化学量的变化,有两个组元发生反应,反应前后结构与性能是不同的; b、烧结是一个物理化学反应,有物理量和化学量的变化,在反应过程中,有一个组元(二个组元或三组元等)不发生化学反应,仅由粉末体变成致密体,晶相的微观组成是不变的,只是排列更加致密,结晶更加完善的过程。 6外加剂对烧结的影响

1)外加剂与烧结主体形成固溶体使主晶格畸变,缺陷增加,有利结构基元移动而促进烧结。2)外加剂与烧结主体形成液相,促进烧结。 3)外加剂与烧结主体形成化合物,促进烧结。4)外加剂阻止多晶转变,促进烧结。 5)外加剂起扩大烧结范围的作用。 7液相烧结与固相烧结对比:

共同点:1)推动力——表面能 2)过 程——颗粒重排、气孔填充、晶粒生长等阶段。 不同点:1)液相烧结速率快、比固相烧结温度低;2)影响液相烧结的因素比固相烧结更为复杂。


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