1.判断三元化合物N的熔融性质 2.标出边界曲线的温降方向(转熔界线用双箭头)
3.指出无变点K、L、M的性质 4.分析点1,2的结晶路程(表明液固相组成点的变化及个各阶段的相变化)。
5-14 指出5-14所示三元系统相图中的错误。
5-15 见图5-15,若系统的组成W以各个氧化物配料,试计算氧化物的配合
比,组成C又怎样?
5-16 图5-15所示再一个二元系统(钠
长石-钙长石)内生成连续固熔体(斜长石)的三元系统相图。透辉石和斜长石初晶区的界线温度下降方向如箭头所示。配料C冷却析晶时,液相组成从C点沿CA曲致到达A点,与液相汉平衡共存的斜长石组成相当于结线另一端的B点。试问,在液相组成达A点瞬时析出的斜长石组成应如何确定?其含钠量是多少?
5-17 试计算图5-15上熔体W和熔体C在冷却析晶过成中: (1) 液相组成到达A点时,平衡各相的含量。
(2) 析晶结束最终所得两相共生体中的透辉石和斜长石的含量。
5-18 图5-18所示CaO-Al2O3-SiO2系统的富钙部份。若配料P的液相在无变点k发生独立析晶,最终在低共熔点F结束结晶。向此时所获得的C3S、C2S、C3A、C12A7四种晶相的含量各为多少?如果在F点仍未达到充分平衡,残留液相能否离开F点向其它无变点继续转移?为什么?
5-19 一名学生在实验室工怅某日下午用高温炉熔融由K2O、CaO和SiO2配合均匀的混合料。到傍晚,配合料已呈完全熔融状态,正在保温时,由于电源事故
停电,高温炉在晚间缓慢自然冷却。第二天,该生由于好奇,将已冷却在高温炉中的试料作X线射分析,所得结果使他大惑不解,因为发现试样中存在有五种
矿物晶相:β-CaSiO3、
2K2O·CaO·3SiO2、2K2O·CaO·6SiO2、K2O·3CaO·6SiO2和K2O·2CaO·6SiO2.请你帮助回答:
1.为什么试样中存在的晶相多于三个?
2.原始配合料的组成点在哪个付三角形内?
3.电源出事故前,高温炉已达到的(最低)温度是多少度? 4.在分析X线射图谱时,这位学
生开始认为有K2O·CaO·SiO2晶相存在的可疑迹象,但经过考虑后,确认该晶相是不会从试样中析晶的。他为什么能得出这个结论?(K2O-CaO-SiO2富钙部份相图见图5-19)
5-20 见图5-18,若原始液相组成位于波特兰水泥的配料圈内,并恰好在CaO和C3S初相区的边界典线上。 (1) 说明此液相组成的结晶登程。、
() 在缓慢冷却到无变点k的温度1455℃时急剧冷却到室温,则最终获得哪些相?各相含量如何?
5-21 见图5-18,已知h点温度1470℃从点温度1455℃,F在温度1335℃。今取配料成分恰为各变点h的组成,在充分平衡条件下,问: (1) 加热该配合料,什么温度开始出现液相? (2) 要使物料全部熔融,至少要加热到多高温度?
(3) 写出配合料加热开始出现液相时和全部熔融时的反应过程。
5-22 某种陶瓷制品以长石K2O·Al2O3·6SiO2和高岭土Al2O3·2SiO2·2H2O配料,在1200℃烧成,观察烧成制品的显微结构,发现由莫来石晶体和玻璃相组成。问: (1)瓷坯的配料中,长石与高岭土各为若干?
(2)瓷体结构中,莫来石晶体和玻璃相的含量各多少?
5-23 图5-23(a)所示一个二元系统生成连续固溶体的三元系统状态图。图5-23(b)是其T2等温截面图。试画出: (1)温度T:的等温截面图; (2)T3等温截面图; (3)液相面的投影图。
5-24 根据阿伯尔(Alper),麦克纳利(McNally),里伯(Ribbe)和多曼(Doman)的资料,在1995℃时Al2O3在MgO中的最大溶解度是18%(重量百分比),而MgO和Al2O3在MgAl2O4中的溶解度是39%MgO, 51%Al2O3假设NiO-Al2O3二元系统和MgO-Al2O3二元系统相似,试建立一个三元系,画出这个三元系在2200℃,1900℃和1700℃等温图。
5-25 在你工作的实验中,实验室的指导者指定你研究硅酸钙的电学性能。假如你用合成的方法,试给出一个生料配方,所用原料是通常可以得到的高纯材料。从生产观点出发,10%的液相可以增加反应和烧结的速率。试据此调整你的配方。问预期的烧成温度是多少?如果要你研究降低缎烧温度和保持瓷体白度的可能性,试提出研究进行的方向。在研究上述系统时你将想到哪些同质多象转变? 5-26 试讨论耐火制品在生产和使用中液相形成的重要性。研究MgO-SiO2系统的相图,试讨论50%MgO-50%SiO2(按重量计)60%-40%SiO2(按重量计)两个组成中,哪一个相对地较为合用。在耐火制品的使用中,还有哪些重要的特
性?5-27 氧化物AO和SiO2以一定配合比混合成均匀的粉状配合料,加热至熔融状态,并按不同方式冷却,所得碎冷试料经过观察得以下结果: 冷却方式 (a)迅速冷却 (b)熔融态保留1小时,在液相线以下80℃保温2小时,然后淬冷 (c)熔融态保温3小时,在液相线以下80℃保温2小时,然后淬冷 (d)熔融状态保温2小时,迅速冷却速冷却至室温 请解释观察到的现象。
5-28 三组分瓷(燧石-长石-粘土)具有宽阔的烧成范围,在烧成温度下平衡相是莫来石和硅酸盐液相;滑石瓷(滑石和高岭土的混合物)具有狭窄的烧成范围,在烧成温度下平衡相是顽辉石和硅酸盐液相。试根据出现的各相、各相的性质以及相组成和性质随温度的变化对上述差别给予适当的解释。
5-29 如果将组成为13%Na2O,13%CaO,74%SiO2de 均相玻璃加热到1050℃,1000℃,900℃和800℃,问可能生成的晶态产物将是什么?试予解释。 5-30 当加热超过600℃时,粘土矿物高岭石分解为Al2Si2O7和水蒸汽。假如将这个组成加热到1600℃并保持这个温度直到建立平衡,那么将存在什么相?假如存在的相多于一个,那么它们的重量百分率是多少?试对1585℃时的情况进行同样的计算。
5-31 试在MgO-A12O3-SiO2系统相图上画出组成如40%MgO,55%SiO2,5%A12O3的配料的平衡结晶路线。假如镁橄榄石的不完全回吸沿镁榄橄石-原顽辉石边界发生,试再确定结晶路线。对于平衡和非平衡结晶路线,如何比较低共熔组成和温度?两种情况下最后产物中的组成和每一成分的量是什么?
观察结果 单相,无析晶迹象 表面有析晶,初相是二氧化硅,还有玻璃相 表面有析晶,初相是二元化合物AO·SiO2,同时有玻璃相 没有析晶,但所得玻璃体呈雾状 到液相线以下200℃保温1小时,再迅 第六章 扩 散
6-1 如图6-1所示圆圈代表一种金属原子,一带墨的圆圈代表其同位素原子。图(a)表示原子的原始分布状态,图(b)表示经第一轮跳动后原子的分布情况。试画出经第二轮跳动后原子的可能分布情况并示意画出三个阶段原子的浓度分布曲线。
6-2 试分析碳原子在面心立方和体心立方铁八面体空隙间跳跃情况并以
D??2?p??形式写出其扩散系数(设点阵常数为a)。注:式中?为跃迁自由程;
p迁几率;?为跃迁频率。
6-3 设有一种由等直径的A,B原子组成的固溶体。该固溶体具有简立方的晶体结构,点阵常数a=3?,且A原子在固溶体中分布成直线变化,在0.12nm距
6?1离内由0.15%增至0.63%(原子)。又设A原子跃迁颇率??10(sec),试求每秒内通过单位截面A的原子数。
?65D?2.0?10exp(?84?10/RT),求当6-4 碳原子在体心立方铁中的扩散系数
?3?1振动频率为10sec,迁移自由程?=1.43?时的?S/R
6-5 氢在金属中容易扩散,当温度较高、压强较大时,用金属容器贮存氢气极易渗漏。试讨论稳定状态下金属容器中的氢通过器壁扩散渗漏的情况并提出减少氢扩散逸失的措施。
2?MgO6-6 欲使在MgO中的扩散直至MgO的熔点都是本征扩散,要求三价杂
质离子有什么样的浓度?试对你在计算中所作的各种特性值的估计作充分的说明。
6-7 若认为晶界的扩散通道宽度一般为5?,试证明原子通过晶界扩散和晶格扩
?10?9??Dgb???d????Q????V??。散的重量之比为其中d晶体扩散系数。Dgb,QV分别为晶界扩散系数和晶体扩散系数。
3?1?52?1Q?190?10J?molD?7.2?10m?secVr6-8 (a)已知银的体积自扩散系数,
?52?13?1D?1.4?10m?secQ?90?10J?molgbgb晶界扩散系数,。试求银在927℃
及727℃时Dgb和Dr的比值。
(b)若实验误差为5%,试讨论当晶粒平均直径d=10-4m时,于927℃和727℃下能否察觉到纯银的晶界扩散效应。
6-9 试从D-T图查出(1) CaO在1145℃和1393℃时的扩散系数,(2)A12O3