无机材料工艺学考试试题库(6)

2018-11-19 22:52

的距离在玻璃中与相应的晶体中是一样的。玻璃结构的无序性,主要是由于硅一硅距离(即Si-O-Si键角)的可变性而造成的(1分)。硅氧四面体[SiO4]之间的旋转角度完全是无序分布 的(1分)。在熔融石英玻璃中,硅氧四面体之间不可能以边相连,或以面相连,而只能以顶角相连,形成一种向三度空间发展的架状结构(1分)。

102、简要叙述玻璃结构中阳离子的分类 1)网络生成体氧化物(1分)

能单独生成玻璃,如SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、As2O5等,在玻璃中能形成各自特有的网络体系。F-O键(F代表网络生成离子)是共价、离子混合键,F-O单键能较大,一般>80千卡。

2)网络外体氧化物(1分)

不能单独生成玻璃,不参加网络,一般处于网络之外。M-O键(M代表网络外离子),主要是离子键,电场强度较小,单键能<60千卡。常见的网络外体离子有:Li+、Na+、K+、(Mg2+)、Ca2+、Sr2+、Ba2+等;此外还有Th4+、In3+、Zr4+等离子,其电场强度高,单键能较大,配位数≥6。

3)中间体氧化物(2分)

一般不能单独生成玻璃,其作用介于网络生成体和网络外体之间。I一O(I代表中间体离子)键具有一定的共价性,但离子性占主要。单键能60~80千卡。阳离子的配位数一般为6,但在夺取“游离氧”后配位数可以变成4。当配位数≥6时,阳离子处于网络之外,与网络外体的作用相似。当配位数为4时,能参加网络,起网络生成体的作用(又称补网作用)。常见的中间体氧化物有:BeO、MgO、ZnO、A12O3、Ga2O3、TiO2等。 103、氧化铅在玻璃中的作用

铅是重金属元素,核外电子层次多,离子半径大,电子云容易变形,这些都决定了铅玻 璃电阻大(1分),介电损耗小(1分),折射率和色散高(1分),以及吸收高能辐射等一系列特性(1分)。氧化铅在玻璃中可以作为助熔剂。

104、氧化铝在玻璃中的作用

在一般的钠钙硅玻璃中,引入少量的Al2O3,A13+就可以夺取非桥氧形成铝氧四面体进入硅氧网络之中,把断网重新连接起来,使玻璃结构趋向紧密(2分)。

Al2O3在磷酸盐玻璃中有特殊的作用,铝能与磷氧玻璃中带双键的氧形成铝氧四面体,有改善和强化磷酸盐玻璃结构的作用。

Al2O3但对于玻璃的电学性质有不良作用。在硅酸盐玻璃中,当以Al2O3取代SiO2时,介电损耗和导电率不是下降而是上升(2分)。

105、TiO2作为微晶玻璃成核剂的成核机理 一般认为在核化过程中,首先析出富含钛氧的液相(或玻璃相) (2分)。它是一种微小(约50埃)悬浮体,在一定条件下(如热处理)将转变为结晶相,进而使母体玻璃成核和长大(2分)。

106、P2O5作为微晶玻璃成核剂的成核机理

P2O5是玻璃形成氧化物,对硅酸盐玻璃具有良好的成核能力。常与TiO2、ZrO2共用或单独用于Li2O-A12O3-SiO2、Li2O一MgO-SiO2和MgO-A12O3一SiO2等系统微晶玻璃。P2O5在硅氧网络中易形成不对称的磷酸多面体。加之P5+的场强大于Si4+,因此它容易与R+或R2+一起从硅氧网络中分离出来(2分)。一般认为P2O5在玻璃中的核化作用,来源于分相。因为分相能降低界面能,使成核活化能下降(2分)。

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107、氟化物作为微晶玻璃成核剂的成核机理

当氟含量大于2~4%时,氟化物就会在冷却(或热处理)过程中从熔体中分离出来,形成细结晶状的沉淀物而引起玻璃乳浊(2分)。利用氟化物乳浊玻璃的原理,可促使玻璃成核,其中氟化物微晶体就是玻璃的成核中心(2分)。

108、玻璃成分对析晶的影响

玻璃成分对玻璃的析晶有重要的作用。它是引起玻璃析晶的内因。从相平衡观点出发,一般玻璃系统中成分愈简单,则在熔体冷却至液相线温度时,化合物各组成部分相互碰撞排列成一定晶格的几率愈大,这种玻璃也愈容易析晶(2分)。同理,相应于相图中一定化合物组成的玻璃也较易析晶。当玻璃成分位于相图中的相界线上,特别是在低共熔点上时,因系统要析出两种以上的晶体,在初期形成晶核结构时相互产生干扰,从而降低玻璃的析晶倾向,难于析晶(2分)。

109、玻璃成形用模型材料有那些要求? 1)晶粒细,金相组织致密、均匀 2)耐热性和热稳定性应当高(1分) 3)易于加工

4)具有小的热膨胀性和不变形(1分) 5)具有良好的导热系数和高的比热(1分) 6)能耐“体积增长” 7)具有高度抗蚀性 8)具有耐磨损性

9)具有较高的粘结温度(1分) 110、产生玻璃结构应力的原因

玻璃由于不同的化学组成,其热膨胀系数会产生差异(2分),在温度到达常温后,由于不同膨胀系数的相邻部分收缩不同,使玻璃产生了结构应力(2分)。

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三、辨析(每小题2分,共15小题30分;正确的画“√”,错误的画“×”号;正确的请说明原因,错误的请进行更正。)

1、粘土试样的总收缩等于干燥线收缩与烧成线收缩之和。

2、球磨机中研磨体运动基本方程表明,脱离角与筒体转速及研磨体所在层的同心圆半径有关,而与研磨体质量无关。

3、蒸发法主要用于制备金属超微颗粒。

4、对开路粉磨流程,不同粉磨系统的循环负荷率一般在50%—300%。 5、粗分级机主要用来进行粉体颗粒的粗分离。

6、立式磨机不仅可以进行水泥生料的粉磨,有的机型也可以磨制水泥。

7、辊压机不仅可进行水泥熟料的半终端粉磨,有的机型也可以实现水泥熟料的终端粉磨。

8、对硅酸盐熔体,碱金属氧化物和碱土金属氧化物总量对二氧化硅的比值愈高,则愈不容易熔化。

9、泡界线和热点的位置是重合的。

10、在玻璃熔融温度下,石英颗粒愈小,玻璃成型时间愈短。

11、在玻璃熔化中澄清、均化、冷却温度根据熔体在各阶段所需粘度确定。 12、均化作用就是在玻璃液中消除条纹和其它不均匀体。 13、熔化程度根据原料和配合料组成决定。

14、玻璃熔制过程中,根据泡界线是否处于合适位置,可以判断溶制过程是否正确。 15、非均相成核比均相成核的自由能大。

16、从热力学的观点,玻璃内能低于同成分晶体的内能。

17、微晶玻璃一般是在玻璃的转变温度以上和主晶相熔点以下进行成核和晶体长大。 18、微晶玻璃是一种复合材料。

19、触变性的大小可用触变环的大小和方向来表示。 20、泥浆的正触变性对注浆成型既有力有又弊。

21、长性玻璃在相同的冷却速度下有较长的操作时间,而短性玻璃则要求迅速成型。 22、在玻璃成型中,模具壁厚一定要小于温度波动厚度的50%或1倍左右。 23、玻璃退火的目的,是防止玻璃炸裂和提高玻璃的机械强度。

24、在浮法玻璃生产中,只有在低温下玻璃表面张力的增厚作用才能表现出来。 25、硬化标志着水泥浆失去流动性而且具有一定的塑性强度。

26、凝结则表示水泥浆体固化后所建立的结构具有一定的机械强度。 27、生产同一标号水泥可以采取不同的配料方案来实现。 28、C3S是在固相反应阶段形成的。

29、水泥浆体在硬化过程中会产生体积变化,固相体积大大增加,而水泥—水体系的总体积则有所缩减。

30、熟料中四种主要矿物的水化速率快慢的顺序为:C3A>C2S>C3S>C4AF。 31、水泥熟料出窑后需缓慢冷却。

32、新型干法预分解窑碳酸盐分解主要在悬浮预热器内完成。

33、预分解窑的热耗较一般悬浮预热窑低,这是由于窑产量大幅度提高,减少了单位熟 料的窑体表面散热损失。

34、预分解窑和悬浮预热窑一样,对原料的适应性较差。 35、水泥生产中湿法窑的特点是自冷端加入生料球。 36、烧成是一个系统总能量增加的过程。

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37、陶瓷烧成中低温预热阶段主要排除坯体中的结晶水。 38、陶瓷烧成中入窑坯体水分越少越好。

39、陶瓷烧成中FeS2必须在釉面熔融和坯体气孔封闭前氧化。

40、陶瓷烧制中冷却速度主要取决于坯体厚度及坯体内液相的凝固速度。

41、陶瓷烧制中高温时应快速冷却,但快速冷却应注意在液相变为固相玻璃的温度(750~8000C)之后进行。

42、陶瓷生产中,隧道窑工作系统是指窑内气体输送系统。

43、在物理化学结合水的排除阶段 可用较高的干燥速度干燥制品也不会变形或开裂。 44、制备无机非金属材料所使用的物料中均含有结晶水。 45、在水泥生产过程中,窑内均存在预热带。

46、在水泥生产过程中,碳酸盐分解全部在回转窑内进行。 47、生产棕色玻璃时可采用芒硝加过量的还原剂的方法着色。 48、玻璃熔化时的最高温度为热点温度。

49、为了便于排出从玻璃液中分离出来的气体,窑内气体的压力必须大些。 50 一般水泥标号为混凝土强度等级的2.5~3倍为宜。 51、脱色剂也有较强的的着色能力。

52、玻璃成形速度取决于石英砂粒的溶扩速度。

53、玻璃澄清时,气体分压较低的相进入分压较高的相。 54、气泡中含有气体的种类愈多,则每种气体的分压就愈大。 55、玻璃液表面张力大的条纹和不均匀体,容易消失。 56、随温度升高,硅酸盐形成的反应速度加快。 57、温度不变时,硅酸盐形成的反应速度加快。

58、随反应物浓度增加,硅酸盐形成的反应速度减慢。 59、高而细产品适宜采用粉料压制成形。 60、在水泥立窑生产中煤的颗粒越细越好。 61、水泥熟料矿物中减缩作用最大的是C 3S。

62、一般来说,硬水比软水侵蚀硬化水泥浆体或混凝土更严重。 63、硬化水泥浆体或混凝土孔液中的PH=8~10.5。 64、混凝土的拉压强度只有抗拉强度的(1/10~1/20)。

65、测定混凝土和易性时,塌落度愈大表示其流动性愈差。 66、在水泥用量不变的情况下,水灰比愈小,水泥浆就愈稀。

67、在普通混凝土中,水泥石和粘结面的强度经常大大超过骨料强度。 68、当用同一种水泥时,混凝土的强度主要决定于水灰比。 69、具有正触变性的材料即是假塑性材料。 70、具有反触变性的材料即是胀流性材料。 71、只有结合的碳酸对水泥浆体才有害。 72、淬火玻璃的抗冲击强度比一般玻璃小。 73、淬火玻璃的密度小于退火玻璃。 74、淬火玻璃的抗弯强度比一般玻璃小。 75、淬火程度随风压的提高而增大。 76、淬火程度随风温的降低而增大。

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77、玻璃的化学蚀刻是用氢氟酸溶掉玻璃表面层的硅氧。 78、玻璃的化学抛光是用氢氟酸溶掉玻璃表面层的硅氧。 79、银、铝涂层是反光镜的常用材料。

80、玻璃态物质的结构特点是短程无序、长程有序。

81、对于石英玻璃,温度越高,硅氧四面体的结合越致密。

82、除了硼反常外,在钠硼铝硅玻璃中还会出现“硼-铝反常”现象。

83、通常说玻璃是不稳定的或亚稳态的物质,这是从动力学角度阐述的。 84、如果熔体中阴离子集团是低聚合的,就不容易形成玻璃。

85、键强小于80千卡/克分子的氧化物属于玻璃的网络外体氧化物。 86、在气泡周围容易发生均匀成核。 87、氟化钙可以用作玻璃的乳浊剂。

88、钾长石和钠长石可以为玻璃提供组分中的氧化铝。

89、消除玻璃中的颜色的最经济的办法是在配合料中加入澄清剂。 90、砂岩和石英岩经过高温煅烧,可以提高研磨效率,降低机械损耗。 91、中心加料和中心卸料的粉料仓会发生颗粒分层(离析)现象。 92、玻璃熔制过程中仅存在液相和气相物质。

93、玻璃液的均化过程主要是由于依靠分子扩散运动完成的。

94、池窑既可以做成间歇作业的形式,也可以做成连续作业的形式。 95、气泡又称之为气体夹杂物。

96、条纹和节瘤的粘度比玻璃的粘度高。

97、利用玻璃黏度的可塑性,可以在成形过程中多次加热玻璃,使之反复达到所需的成形粘度,以制造复杂的制品。

98、真空吸料是将玻璃液吸出池窑进行供料的方法。

99、对于薄壁玻璃制品,除适当地控制冷却速度外,一般不再进行退火处理。 100、澄清作用就是在玻璃液中消除条纹和其它不均匀体。

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