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考试试卷答案（六）      
 
 
一．填空题（每空 1分，共 20分） 
1. 在Al2O3中添加了少量(x%)NiO生成黄 宝石，经分析认为是形成置换型固溶体，则固溶体分子
式为   Al2-xNixＯ3-x/2     。 
2. 常用的相平衡研究方法有热分析法，淬冷法，差热分析法 三种。  
3.一种玻璃的摩尔组成为24mol％Na2O，12mol％Al2O3，64mol％SiO2，其四个基本结构参数
中R＝   2.14     ，非桥氧百分数为＝    12.65％   。 
4. 固体质点扩散的推动力是 化学位梯度  ，液－固相变过程的推动力是 过冷度  ，烧结过程
的推动力是   粉状物料的表面能与多晶烧结体的能量差   。 
5.少量添加物能促进烧结，其原因有四个： 
（1）     形成液相              ；（2） 阻止晶形转变                  ； 
（3）   形成化合物             ；（4）  形成固溶体                     。 
6. 马氏体相变的特征有（1）相变前后存在习性平面和晶面定向关系；（2）快速。可达声速；
（3）无扩散 和（4）无特定温度，而是发生在一定温度段内。 
7.根据三元系统相图上等温线分布的疏密可以判断液相面的陡势。等温线分布越密，说明液相面
越   陡峭        ，则温度变化时，液相量变化越  小         。 
8.   在CaO—Al2O3—SiO2系相图中，有低共熔点8个、双升点7个、鞍形点9个，按相平衡规律该
系统最多可划分成    15       分三角形。 
二、选择题（每空2分，共20分） 
1、若有一个变价金属氧化物 MO，在还原性气氛下形成缺氧型非化学计量化合物，金属正离子 M
和氧离子之比为 M：O＝1.1：1，则其化学组成为     A      。 
A．MO0.91   B. M1.1O   C. MO0.89    D. MO1.1  
2. 硅酸盐熔体中同时存在许多聚合程度不等的负离子团，其种类、大小和复杂程度随熔体的组
成和温度而变。当温度不变时，熔体中碱性氧化物含量增加，O/Si 比值增大，这时熔体中  
B         。 
A.高聚体数量增多              B.高聚体数量减少   
C.高聚体数量多于低聚物数量    D. 高聚体数量少于低聚物数量 
3. 硅砖与高铝砖不能砌筑在一起，其原因是      B     。 
A.SiO2的熔点比 Al2O3的熔点低        B.SiO2中混入少量的 Al2O3会导致 SiO2的熔点降低 
C.两者形成的莫来石晶体的液相线比较平坦  D.莫来石的熔点太低，不能用作耐火材料 
4. 受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散是   B          。 
A.本征扩散    B.非本征扩散      C.正扩散     D.逆扩散 
5. 从热力学观点讨论玻璃分相，可以用    D        把分相区域推算出来。 
A.过冷却-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    E       和       F    点相连可以分别得到亚稳分相区范围和不稳
分相区范围。 
A.转变点；B.最高点；C.最低点；D.△G＝0的点；E.切点；F.拐点；G. 0 TG 的 
6.在扩散系数的热力学关系中，
)
ln
ln
1(
i
i
N



称为扩散系数的热力学因子。在非理想混合体系中： 
    当扩散系数的热力学因子＞0时，扩散结果使溶质   C   ； 
    当扩散系数的热力学因子＜0时，扩散结果使溶质   A   。 
A．发生偏聚   B.浓度不改变  C.浓度趋于均匀  D.发生析晶现象 
7.在烧结过程中只改变坯体中气孔的形状而不引起坯体致密化的传质方式是  B 。 
A.流动传质  B. 蒸发—凝聚传质  C.溶解—沉淀  D. 扩散传质 
三. 名词解释（每题2分，共20分） 
1.非化学计量化合物：化合物原子数量的比例不符合定比定律，即非简单的固定比例关系。 
2.一致熔化合物：熔化时，液相组成与其固相组成相同的化合物 
3.无序扩散：无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力，由热起伏引起的扩散。质点的扩散是无序
的、随机的。 
 
 
     4. 均匀成核；从均匀的单相熔体中产生晶核的过程，其成核几率处处相同。 
5.固相反应中的海德华定律      
6.置换型固溶体：杂质原子进入晶体后置换原来晶体中原子而形成的固溶体。 
7.溶解－沉淀传质：在有固液两相的烧结中，当固相在液相中有可溶性，此时的烧结传质过程为部
分固相溶解，而在另一部分固相上沉积，直至晶粒长大、颗粒重排获得致密的烧结体  
8. 一级相变；相变时两相化学势相等，但化学势的一级偏微商不相等。发生一级相变时有潜热和
体积的变化。 
9. 肖特基缺陷：正常晶格上的原子迁移到晶体表面，在正常结点上留下空位 
10.晶子学说：玻璃由无数的“晶子”组成。所谓“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格变形的有序
区域，它分散于无定形的介质中，并且“晶子”到介质的过渡是逐渐完成的，两者之间无明显界线。 
四． 判断题(正确打√，错误打×)  (每题 1分，共 10分) 
1. ×2.× 3.×4.√ 5.×6.√7.√8.×9.× 10.√ 
四．综合题（1－4题每题 5分，5题 10分，共 30 分） 
1 如果要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为Mg(OH)2、MgO、γ-Al2O3、α- Al2O3，从提高反应速率
的角度出发，选择什么原料较好？请说明原因。2）试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优缺点
及其适用条件。 
答：1)选择Mg(OH)2、γ-Al2O3；利用热分解、脱水、多晶转变等过程使原料反应活性提高，结
构不稳定，引起晶格活化、缺陷增多，反应和扩散能力均增强。（2分） 
2)杨德尔方程在反应初期具有很好的适应性，但杨氏模型中假设球形颗粒反应截面积始终不
变，因而只适用反应初期转化率较低的情况。而金氏模型中考虑在反应进程中反应截面积随反应进
程变化这一事实，因而金氏方程适用范围更广，可以适合反应初、中期。 
两个方程都只适用于稳定扩散的情况。（3分） 
2 请说明非化学计量化合物与无限固溶体的异同 
答：非化学计量化合物与无限固溶体的共同点：（1）都属于晶体结构缺陷中的点缺陷；（2）
相组成均为均匀单相。（2分） 
不同之处在于：（1）形成原因不同。非化学计量化合物由气氛性质和压力变化引起，而无限
固溶体则由掺杂溶解而引起。（2）形成条件不同。前者只有变价元素氧化物在氧化或还原气氛中
才能形成，而后者则需满足离子半径和电负性差值较小、保持电中性、结构相同等条件才能形成。
（3）组成范围不同。前者的组成变化范围很小，而后者可以在整个组成范围内变化。（3分） 
3 填写下列表格来对比不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程，并说明如何用实验方法区
分这两种过程？（表格中错一条扣0.5分） 
 成核－长大分相 旋节分相 
热力学   
成分 第二相组成不随时间变化                    
 
第二相组成随时间而向两                                                               
个极端组成变化，直达平衡。 
形貌 第二相分离成孤立的球形颗粒      第二相为高度连续性的蠕虫状颗粒  
有序    颗粒尺寸和位置是无序的                                                          在尺寸和间距上是有序的 
界面 分相开始有界面突变 分相开始界面是弥散的逐渐明显 
能量 有分相位垒 无位垒 
扩散 正扩散    负扩散 
时间 时间长，动力学障碍大    时间极短，无动力学障碍 
区分：用 TEM观察分相以后形貌，若两相无明显的连续性，第二相呈孤立球状，则为成核-生长分
相；若两相形成互相交织的"蠕虫状"，则为不稳分解相变过程。（1分） 
4 说明影响扩散的因素？（每一条 1分） 
答：（1）化学键：共价键方向性限制不利间隙扩散，空位扩散为主。金属键离子键以空位扩散为
主，间隙离子较小时以间隙扩散为主。  
（2）缺陷：缺陷部位会成为质点扩散的快速通道，有利扩散。  
（3）温度：D=D0exp（-Q/RT）Q不变，温度升高扩散系数增大有利扩散。Q越大温度变化对扩散
系数越敏感。  
（4）杂质：杂质与介质形成化合物降低扩散速度；杂质与空位缔合有利扩散；杂质含量大本征
扩散和非本征扩散的温度转折点升高。  
（5）扩散物质的性质：扩散质点和介质的性质差异大利于扩散。扩散介质的结构：结构紧密不
利扩散。  
5．分析下列相图（每一问 2分） 
1)划分副三角形 
2）用箭头标出界线上温度下降的方向及界线的性质； 
3）判断化合物 S的性质； 
4）写出各无变量点的性质及反应式； 
5）分析点 1、2熔体的析晶路程。( 注：S、1、E3 在一条直线上) 
 
 
 
0)(
,2
2



PT
C
G
0)(
,2
2



PT
C
G
 
       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
答： 1）如图所示； 
2）温度下降方向如图所示；界线性质：单箭头所示为共熔线，双箭头所示为转熔线。 
3）不一致熔融三元化合物； 
4）E1:三元低共熔点，L→A+S+C； 
E2：三元低共熔点，L→C+S+B； 
E3：双转熔点，L+A+B→S； 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                             
 
a         b  g d