作用机理有三种观点：
（a）MgO-Al2O3形成固溶体（写出固溶式） （b）MgO-Al2O3形成化合物（写出固相反应式） （c）MgO-Al2O3出现液相（读出温度）
（1）请你根据MgO-Al2O3相图判断这3种观点是否正确，并说明这三种机理促进烧结的原因。（2）画出1700℃时的自由焓一组成曲线。 4、有一个三元相图A-B-C，如图示：
（a）标明各条界线的性质（共熔用单箭头，转熔用双箭头表示）。 （b）写出E、F、G、H点的性质及相变式。
（c）分析3点的析晶路程，写出刚达析晶结束点时各相含量。
（d）如果冷却速率非常快，3点析晶路程将如何变化。
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???????????????????????????????????????试卷编号 MSE09-5 拟题教研室（或教师）签名 徐协文 教研室主任签名
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长沙理工大学考试试卷
??????????????????????????????????????? 课程名称（含档次）无机材料科学基础/考试 课程代号
专业： 无机材料工程 层次（本部、城南）： 本部 考试方式（开、闭卷）闭
I、选择题（20分） 1、一晶面在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c，该晶面的晶面指数为（ ）。 （a）（236），（b）（326），（c）（321），（d）（123）
2、NiO-MgO、MgO-CaO、PbZrO3-PbTiO3、CaO-TiO2、CaF2-YF3以上五个系统分别形成（ ）。 （a）化合物；（b）低共熔物；（c）连续置换型固溶体；（d）有限置换型固溶体；（e）间隙型固溶体；（f）非化学计量化合物。 已知离子半径（nm）
Ni2+ 0.072 Ca2+0.100 Mg2+0.072 Zr4+ 0.072 Ti4+0.053 Y3+0.089
3、从热力学观点讨论玻璃分组，可以用（ ）把分相区域推算出来。 （a）过冷度-成核速率曲线，（b）过冷度-自由焓曲线，（c）温度-时间-转变曲线，（d）自由焓-组成曲线 若把上述曲线的（a）转变点；（b）最高点；（c）最低点；（d）△G=0的点；（e）切点；（f）拐点；（g）??G/?T?0的点相连可以分别得到： 亚稳分相区范围（ ），不稳分相区范围（ ）。
4、粘土颗粒周围吸附着定向水分子层和水化阳离子，这部分水称为（ ）。 （a）结构水，（b）结合水，（c）自由水
5、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si增高时，相应熔体组成和性质的变化是： （1）熔体中碱性氧化物含量（ ）。 （2）非桥氧百分数（ ）。 （3）低聚物数量（ ）。 （4）熔体粘度（ ）。 （5）熔体析晶倾向（ ）。 （a）不变，（b）降低，（c）升高 6、柏格斯矢量b与位错线（ ）的位错称为刃位错。b与位错线（ ）的位错称为螺位错。（a）垂直，（b）平行，（c）相交。刃位错用符号（ ）表示， 螺位错用（ ）符合表示。（a）⊥，（b）?，（c）θ，（d） ，（e）Vx。
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7、UO2在氧化气氛中可能形成（ ）型非化学计算化合物。 （a）阳离子填隙，（b）阳离子空位，（c）阴离子填隙，（d）阴离子空位 这种非化学计量化合物可以形成（ ）型半导体。（a）n型，（b）p型 8、在BaO和TiO2合成Ba TiO3时，在一定条件下可以生成2Bao·TiO2；BaO·TiO2；BaO·2TiO2；BaO·3TiO2；BaO·4TiO2五种化合物，在此系统中组分数应是（ ） （a）1，（b）2，（c）3，（d）4，（e）5 9、R2O-SiO2系统中，（1）Li2O-SiO2 （2）Na2O-SiO2 （3）K2O-SiO2 （4）Rb2O-SiO2 （5）Cs2O-SiO2分相范围大小次序为（ ） （a）（1）＞（2）＞（3）＞（4）＞（5），（b）（5）＞（4）＞（3）＞（2）＞（1）， （c）（1）＞（2）＞（4）＞（3）＞（5）
10、气体通过玻璃的渗透率随玻璃中（ ）含量的增加而增加。 （a）网络形成离子，（b）网络变性离子，（c）网络中间离子 II、填空（20分）
1、晶体分 三个晶族 个晶系。三方、四方、六方晶系的特征要素分别是 、
，等轴晶系的特征要素 。
2、等径球体的紧密堆积方式有 和 两种，前者的推积方式是 ，后者的推积方式是 。
3、范氏力由 力 力和 力所组成，这三种力均与分子间距离 次方成反比。
4、熔体是 的混合物。 、 和 随熔体的组成和温度而变化。
5、试写出下列反应的缺陷反应式：
Al2O3TiO2????
6、某物质在1000℃时，扩散系数D=10－15cm2/s，在1500℃时为10－8cm2/s，试求该物质的扩散激活能 。
7、析晶相变过程的推动力是 。在均匀成核时，临界成核位垒△Gk= ,其值相当于 ，具有临界半径rk的粒子数nk/N= 。
8、有一金属粉末，其粒径2×10－4cm，表面张力γ=1.5J/m2，计算烧结推动力为 。若该粉末体积为7.1cm3/mol，计算体系每摩尔自由焓变化为 。 9、固相反应一般包括 和 两个过程，在硅酸盐工业中最重要的固相反应类型是 反应。
10、在AB2O4型尖晶石结构中，若以氧离子作立方紧密堆积排列，在正尖晶石结构中A离子占有 空隙，B离子占有 空隙。而在反尖晶石结构中A离子占有 空隙，B离子占有 空隙。 III、名词解释（20分） 1、无规则网络假说
2、均匀成核与非均匀成核 3、弗仑克尔缺陷与肖特基缺陷
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4、液相烧结与固相烧结 IV、问答与计算（20分）
1、试简述硅酸盐晶体结构分类的特点，并对每一类举一实例说明之。 2、试述在无机材料研究与制造过程中从相图能获得哪些有用的启示。 3、固溶体（Zr, Ca）O2-x是由CaO溶入ZrO2晶体中形成的，已知：
?387280Dzr4??3.5?10?2exp() cm2/s
RT?420000Dca2??4.4?10?2exp() cm2/s
RT?130630Do2??1.8?10?2exp() cm2/s
RT在1600℃如果CaO溶入量为0.12摩尔百分数，试问这是什么类型的固溶体，写出缺陷反应式与固溶式，哪种离子扩散速率最大？x随什么因素而变化？ 4、试以晶体、玻璃两种不同状态为例，简单说明无机材料组成、结构和性能之间的关系。
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??????????????????????????????????????? 试卷编号 MSE09-6 拟题教研室（或教师）签名 徐协文 教研室主任签名
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长沙理工大学考试试卷
??????????????????????????????????????? 课程名称（含档次）无机材料科学基础/考试 课程代号
专业： 无机材料工程 层次（本部、城南）： 本部 考试方式（开、闭卷）闭
1、示意画出粘土和滑石的结构单元并解释下列名词：（8分） （1）层状硅酸盐矿物 （2）二层型和三层型 （3）二八面体和三八面体
2、试比较高岭、蒙脱、伊利三种粘土矿物结构的特点。由此说明粘土组成、结构、工艺性能之间的关系。（8分）
3、试问什么化学取代物可以得到以下缺陷结构，写出缺陷反应式和固溶式，并比较形成缺陷结构以后对材料制造和材料性质将发生什么影响。（8分） （1）在MgO中阳离子空位 （2）SrTiO3中阳离子填隙 （3）BaTiO3中阴离子空位 （4）Al2O3中阴离子填隙
4、为什么MgO、SrO和BaO的硬度及熔点依次减小，试解释之。（8分） 5、在Na2O-SiO2和Na2O-CaO-SiO2相图上如何合理确定生产上实用的玻璃配方，考虑的出发点和依据是什么？（8分）
6、试举例说明Fick定律在相变、固相反应和烧结传质过程中的具体应用。（8分）
7、试说明如何用较简单的实验方法测定尖晶石晶体中阳离子的互扩散系数和自扩散系数。（8分）
8、试讨论各种不同的固相反应动力学式如何体现与反应物的组成，结构和键性 等结晶化学参数的关系。（8分）
9、（1）MgO-SiO2；CaO-SiO2；SrO-SiO2；BaO-SiO2系统中，分相范围大小次序如何排列，为什么？（8分）
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