陸佩文材料科學基礎 名詞解釋-課后 - 下載本文

第二章 晶體結構

2.1名詞解釋

晶體 由原子(或離子分子等)在空間作周期性排列所構成的固態物質

晶胞 是能夠反應晶體結構特征的最小單位, 晶體可看成晶胞的無間隙堆垛而成。晶體結構中的平行六面體單位

點陣 (空間點陣) 一系列在三維空間按周期性排列的幾何點. 對稱:物體相同部分作有規律的重復。

對稱型:晶體結構中所有點對稱要素(對稱面、對稱中心、對稱軸和旋轉反伸軸)的集合,又叫點群.

空間群:是指一個晶體結構中所有對稱要素的集合

布拉菲格子 把基元以相同的方式放置在每個格點上,就得到實際的晶體結構。 基元只有一個原子的晶格稱為布拉菲格子。

范德華健 分子間由于色散、誘導、取向作用而產生的吸引力的總和 配位數:晶體結構中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數.

2.2試從晶體結構的周期性論述晶體點陣結構不可能有5次和大于6次的旋轉對稱?

2.3金屬Ni具有立方最緊密堆積的結構試問: I一個晶胞中有幾個Ni原子? II若已知Ni原子的半徑為0.125nm,其晶胞邊長為多少?

2.4金屬鋁屬立方晶系,其邊長為0.405nm,假定其質量密度為2.7g/m3試確定其晶胞的布拉維格子類型

2.5某晶體具有四方結構,其晶胞參數為a=b,c=a/2,若一晶面在x y z軸上的截距分別為2a 3b 6c,試著給出該晶面的密勒指數。

2.6試著畫出立方晶體結構中的下列晶面 (001)(110)(111)并分別標出下列

晶向[210] [111] [101].

2.14氯化銫(CsCl)晶體屬于簡立方結構,假設Cs+和Cl-沿立方對角線接觸,且Cs+的半徑為0.170nm Cl-的半徑為0.181nm,試計算氯化銫晶體結構中離子的堆積密度,并結合緊密堆積結構的堆積密度對其堆積特點進行討論。

2.15氧化鋰(Li2O)的晶體結構可看成由O2-按照面心立方密堆,Li+占據其四面體空隙中,若Li+半徑為0.074nm,O2-半徑為0.140nm試計算I Li2O的晶胞常數 II O2-密堆積所形成的空隙能容納陽正離子的最大半徑是多少。

2.16 MgO具有NaCl型晶體結構,試畫出MgO在(111)(110)和(100)晶面上離子的排列圖案,寫出其離子面密度和晶面間距的表達式。

第三章 熔體玻璃體

3.1熔體 高溫下熔融形成的液態固體

玻璃體 高溫熔體快冷時,由于冷卻速度快,粘度增大太快,質點沒來得及做有規則排列就已經固化,形成玻璃體

網絡形成體:正離子是網絡形成離子,單鍵強度大于335 kJ/mol,能單獨形成玻璃的氧化物。

網絡改變體:正離子是網絡變性離子,單鍵強度小于250KJ/mol,不能單獨形成玻璃,但能改變玻璃網絡結構和性質的氧化物。 網絡中間體

網絡改變體 向玻璃中加入某種氧化物使得玻璃的結構改變,性質改變,這種氧化物稱為“網調整氧化物”

橋氧:與兩個網絡形成離子相連的氧稱為橋氧,

非橋氧: 只與一個網絡形成離子相連的氧稱為非橋氧

晶子學說:玻璃性質的變化是由于石英的多晶轉變引起的。所以玻璃是高分散晶體(晶子)的集合體。“晶子”不同于一般微晶,是帶有晶格變形的有序區域,它們分散在無定型介質中,從“晶子”部分到無定型部分的過渡是逐漸完成的,兩者之間無明顯界線. 晶子學說的核心是結構的不均勻性及進程有序性。 無規則網絡學說:凡是成為玻璃態的物質和相應的晶體結構一樣,也是由一個三度空間網絡所構成。這種網絡是由離子多面體(三角體或四面體)構筑起來的。玻璃中結構多面體的重復沒有規律性。多面體的結合程度取決于橋氧離子的百分數,

而網絡變性離子均勻而無序的分布在四面體骨架空隙中

玻璃形成溫度Tg又稱脆性溫度,是玻璃出現脆性的最高溫度,由于在這個溫度下可以消除玻璃制品因不均勻冷卻產生的內應力,因此又稱為退火溫度上限. 軟化溫度Tf玻璃開始出現液體狀態典型特征的溫度,是玻璃可以拉成絲的最低溫度.

玻璃的通性 各向同性, 熱力學介穩性, 凝固的漸變性與可逆性, 熔融態向玻璃態轉化時物理化學性質隨溫度變化的連續性

無規密堆積模型將原子看作是不可壓縮的硬球,這些硬球無規則地堆垛,使其總體密度達到最大可能值。液態金屬的結構是由一些基本的幾何單元組成的近程有序,最小的單元是四面體,這種模型又成為密集無序堆垛模型

微晶無序模型微晶:帶有晶格變形的有序區域,大小為1--10nm,幾個到幾十個原子間距。在微晶中心質點排列有序,離其中心越遠則變形程度愈大。 拓撲無序模型拓撲無序模型認為:非晶態合金是均勻連續、致密填充、混亂無規的原子硬球的集合,不存在微晶與周圍原子以晶界分開的情況。

硼反常現象在Na2O-SiO2熔體中加入B2O3粘度會先增大后減小. 最初加入B2O3

時,主要形成[SiO4]四面體進行補網作用,由于Na2O拆網使粘度很低;隨著B2O3加入量的增加,[BO4]含量增加,粘度不斷增加,直到補網完成[BO4]的比例最大,粘度達到最大值;此后繼續加入B2O3,則形成[BO3]平面三角形的結構,使網絡的連接變得疏松,又導致粘度η下降.

(其他名詞解釋)

類質同晶:物質結晶時,其晶體結構中原有離子或原子的配位位置被介質中部分類質類似的它種離子或原子占存,共同結晶成均勻的,單一的混合晶體,但不引起鍵性。

同質多晶:化學組成相同的物質,在不同的熱力學條件下結晶或結構不同的晶體。 正尖晶石:二價陽離子分布在1/8四面體空隙中,三價陽離子分布在1/2八面體空隙的尖晶石。

反尖晶石:如果二價陽離子分布在八面體空隙中,而三價陽離子一半在四面體空

隙中,另一半在八面體空隙中的尖晶石。

分化過程:架狀[SiO4]斷裂稱為熔融石英的分化過程。

縮聚過程:分化過程產生的低聚化合物相互發生作用,形成級次較高的聚合物,次過程為縮聚過程。

單鍵強度:化合物的分解能除以化合物的配位數得出的商數即為單鍵強度。

3.2影響熔體粘度的因素有哪些?分析R2O對硅酸鹽熔體黏度的影響規律以及原因

3.3簡述石英晶體,石英熔體,Na2O·SiO2熔體結構和性質的區別

3.4簡述非晶態合金材料的主要特性以及應用

3.6 SiO2熔體粘度在1000°C時的粘度10的14次方Pa*S,在1400°C時為10的7次方Pa*S,Si2O玻璃的粘滯流動的活化能是多少?上述數據在恒壓下獲得,若在恒容下獲得,你認為活化能會改變嗎為什么?

3.8 在SiO2中應加入多少Na2O,使玻璃的O/Si=2.5 ?此時析晶能力是增強還是減弱?

3.9計算下列玻璃的結構參數以及非橋氧分數 (1) (2) (3) (4)

3.10 有一種玻璃組成為14% Na2O 13êO 73%SiO2 (Wt%)其密度為2.5g/cm3計算該玻璃的原子堆積系數和結構參數值

3.11兩種不同配比的玻璃,其組成(wt%)見下表,試計算玻璃結構參數,并由

結構參數說明該兩種玻璃在高溫時粘度的大小。

3.13比較硅酸鹽玻璃和硼酸鹽玻璃在結構和性能上的差異。

第四章 點缺陷和線缺陷

弗倫克爾缺陷:在晶格熱振動時,一些能量足夠大的原子離開平衡位置后,擠到晶格點的間隙中,形成間隙原子,而原來位置上形成空位。這種缺陷稱為弗倫克爾缺陷。

肖特基缺陷:如果正常格點上的原子,熱起伏過程中活的能量離開平衡位置遷移到晶體的表面,在晶體內正常格點上留下空位,這即是肖特基缺陷。 刃型位錯:伯格斯矢量b與位錯線垂直的位錯稱為刃型位錯。

螺型位錯:位錯線和滑移方向(伯格斯矢量b)平行,由于位錯線垂直的平行面不是水平的,而是像螺旋形的,故稱螺旋位錯。 伯格斯矢量

第五章 表面與界面

表面:固體的表面現象與液體相似,通常把一個相與它本身蒸汽接觸的分界面稱為表面。

界面:相鄰晶粒不僅位向不同,而且結構、組成也不相同,即它們代表不同的兩個相,則其間界稱為界面。

第六章 相平衡與相圖

相 體系中具有相同物理與化學性質的均勻部分的總和,如純液體或真溶液均為單相。固溶體也為單相。

相平衡 相與相之間的平衡,是動態平衡。

第七章 固體中質點的擴散

7.1本征擴散:主要出現肖特基和弗蘭克爾點缺陷,由此點缺陷引起的擴散稱為





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