材料科學基礎期末復習

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1、材料科學基礎復習1、正尖晶石，反尖晶石；螢石結構，反螢石結構；位移型轉變，重建型轉變；二八面體，三八面體；同質(zhì)多晶，異質(zhì)同晶。正尖晶石答：在尖晶石AB2O4型結構中，如果A離子占據(jù)四面體空隙，B離子占據(jù)八面體空隙，則稱為正尖晶石。(A)[B2]O4反尖晶石型結構答：如果半數(shù)的B離子占據(jù)四面體空隙，A離子和另外半數(shù)的B離子占據(jù)八面體空隙，則稱為反尖晶石。(B)[AB]O4螢石結構:答：Ca2+作立方緊密堆積,F-充填于全部的四面體空隙,八面體空隙全部空著，因此在八個F-之間存在有較大的空洞，為陰離子F-的擴散提供條件反螢石結構：答：晶體結構與螢石完全相同，只是陰、陽離子的位置

2、完全互換。如：Li2O、Na2O、K2O等。其中Li+、Na+、K+離子占有結構中F-離子的位置，而O2-或其它離子占有Ca2+離子的位置。叫做反同形體。位移型轉變：答：同一系列（即縱向）之間的轉變不涉及晶體結構中鍵的破裂和重建，僅是鍵長和鍵角的調(diào)整，轉變迅速且可逆重建型轉變：答：不同系列（即橫向）之間的轉變，如α-石英和α-磷石英，α-磷石英和α-方石英之間的轉變都涉及鍵的破裂和重建，轉變速度緩慢二八面體：答：八面體以共棱方式相連，但八面體中的O2-離子只被兩個其它陽離子所共用，這種八面體稱為二八面體。三八面體：答：八面體仍共棱方式相連，但八面體中的O2-離子被其它三個陽

3、離所共用，稱為三八面體。同質(zhì)多晶：答：化學組成相同的物質(zhì)，在不同的熱力學條件下形成不同的晶體的現(xiàn)象。異質(zhì)同晶：答：化學組成相似或相近，在相同的熱力學條件下，形成的晶體具有相同的結構，這種現(xiàn)象稱為類質(zhì)同晶現(xiàn)象。2、架狀結構，層狀結構，島狀結構。島狀結構:硅酸鹽晶體結構中的硅氧四面體以孤立狀態(tài)存在,它們之間通過其它正離子的配位多面體連結。層狀結構:硅氧四面體通過三個共同氧連接，在二維平面內(nèi)延伸成一個硅氧四面體層。架狀結構：架狀結構硅酸鹽晶體其結構特征是每個硅氧四面體的四個角頂都與相鄰的硅氧四面體共頂3、解釋在AX型晶體結構中，NaCl型結構最多？答：在AX型晶體結構中，一般陰離

4、子X的半徑較大，而陽離子A的半徑較小，所以陰離子做緊密堆積，陽離子填充在其空隙中。大多數(shù)AX型化合物的r+/r-比在0.414-0.732之間，應填充在八面體空隙中。即具有NaCl型結構；并且NaCl型晶體結構的對稱性較高，那么有些在0.732-1.00之間的晶體，其晶格能相差很小，且由于極化結果，也趨向于NaCl型結構，所以AX型晶體結構中，NaCl型結構最多。4、用NaCl結構理論解釋水泥熟料中死燒MgO和CaO結構的不同？答：NaCl結構是一種立方面心格子，其中陰離子按最緊密方式堆積，陽離子充填于全部的八面體的空隙中，陰陽離子的配位數(shù)都為6。水泥熟料中死燒MgO和Ca

5、O結構與NaCl結構，結構非常穩(wěn)定水化速度緩慢，會影響水泥的安定性。但由于Ca2+半徑比Mg2+半徑大得多，因而在CaO結構中，O2-被"撐開"，這樣，CaO結構不如MgO的結構穩(wěn)定，游離CaO水化速度比游離MgO要快些，游離CaO加熱即可水化，而游離MgO經(jīng)壓蒸才能水化。5、TiO2的性質(zhì)及應用1.在光學性質(zhì)上具有很高的折射率。為集成光學棱鏡材料。2.在電學性質(zhì)上具有高的介電系數(shù)。因此，成為制備光學玻璃的原料，也是無線電陶瓷中需要得晶相。3.TiO2的納米和介孔材料有催化、凈化效果，用于光催化下的凈化功能6、為什么對稱軸不存在5次和高于6次以上的軸？1.因為5次和高于6次

6、對稱軸的存在都違反晶體的格子構造規(guī)律，它們所構成的面網(wǎng)網(wǎng)孔均不能無間隙地排滿整個平面，結果在面網(wǎng)上就出現(xiàn)空隙，這在晶體格子構造中是不可能存在的2.另外，從基轉角α來看，只有等于360o、180o、120o、90o、60o、0o,才能整除360o，即n=360/α為整數(shù)。3.正五邊形上兩平行行列ad和bc得結點間距不等，違反空間格子規(guī)律，所以5次對稱軸在晶體上是不存在的。7、用島狀結構理論解釋水泥熟料中γ－C2S和β－C2S結構的不同？鎂橄欖石中如果Mg2+離子位置全部換成Ca2+離子，就是水泥熟料中的γ-C2S的結構,其中Ca2+的配位數(shù)為6.結構穩(wěn)定，活性低在水泥中幾乎是

7、惰性的。但如其中的Ca2+的配位數(shù)為8和6兩種配位時，是β-C2S，則屬單斜晶系，隨亦為島式結構，由于其配位不規(guī)則，化學性質(zhì)活潑，能與水發(fā)生水化反應。8、分析說明高嶺石，蒙脫石結構特點及其結構差異，并說明性質(zhì)和結構的相關性。答：高嶺石：1:1層狀結構，有解理性，層間為氫鍵。因此可交換的陽離子容量小。水分子不易進入單網(wǎng)層之間，晶體不會因為水含量增加膨脹，固具有很好的可塑性。蒙脫石：2:1層狀結構，有解理性，層間為范氏鍵，易吸水，有膨潤性。具有很高的陽離子交換能力。對Na、Ca、Mg、Al、H等正離子均有強的交換性。9