一、名詞解釋（20分）（8*2.5分）
點群、晶子假說、正尖晶石、網路變性劑、液相獨立析晶、本徵擴散、二級相變、液相燒結
點群：又名對稱型，是指巨集觀晶體中對稱要素的集合。
空間群：空間群：指在乙個晶體結構中所存在的一切對稱要素的集合
晶子假說：蘇聯學者列別捷夫提出晶子假說，他認為玻璃是高分散晶體（晶子）的結合體，矽酸鹽玻璃的晶子的化學性質取決於玻璃的化學組成，玻璃的結構特徵為微不均勻性和近程有序性。
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l／2八面體空隙的尖晶石。
反型尖晶石：二價陽離子分布在八面體空隙中，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。
網路變性劑：單鍵強度＜250kj/mol。這類氧化物不能形成玻璃，但能改變網路結構，從而使玻璃性質改變。
網路形成劑：這類氧化物單鍵強度大於335kj/mol，其正離子為網路形成離子，可單獨形成玻璃。
液相獨立析晶：是在轉熔過程中發生的，由於冷卻速度較快，被**的晶相有可能會被新析出的固相包裹起來，使轉熔過程不能繼續進行，從而使液相進行另乙個單獨的析晶過程，就是液相獨立析晶。
本徵擴散：是指空位**於晶體結構中本徵熱缺陷而引起質點的遷移。
非本徵擴散：空位**於摻雜而引起的質點遷移。
一級相變：體系由一相變為另一相時，如兩相的化學勢相等但化學勢的一級偏微商(一級導數)不相等的稱為一級相變
二級相變：相變時兩相化學勢相等，其一級偏微商也相等，但二級偏微商不等的稱為二級相變。
液相燒結：凡有液相參加的燒結過程稱為液相燒結。
固相燒結：固態粉末在適當的溫度、壓力、氣氛和時間條件下，通過物質與氣孔之間的傳質，變為堅硬、緻密燒結體的過程
反螢石結構：這種結構與螢石完全相同，只是陰、陽離子的個數及位置剛好與螢石中的相反，即金屬離子占有螢石結構中f—的位置，而02—離子或其他負離子佔ca2+的位置，這種結構稱為反螢石結構。（2.
5分）晶胞：從晶體結構中取出來的以反映晶體週期性和對稱性的最小重複單元。
觸變性：是泥漿從稀釋流動狀態到稠化的凝聚狀態之間存在的介於兩者之間的中間狀態。即泥漿靜止不動時似凝固體，一經擾動或搖動，凝固的泥漿又重新獲得流動。
如再靜止又重新凝固，可重複無數次。（2.5分）
硼反常現象：硼酸鹽玻璃與相同條件下的矽酸鹽玻璃相比，其性質隨r2o或ro加入量的變化規律相反，這種現象稱硼反常現象
線缺陷：指在一維方向上偏離理想晶體中的週期性、規則性排列所產生的缺陷。
面缺陷：指在兩維方向上偏離理想晶體中的週期性、規則性排列所產生的缺陷。
可塑性：粘土與適當比例的水混合均勻製成泥團，該泥團受到高於某乙個數值剪應力作用後，可以塑造成任何形狀，當去除應力泥團能保持其形狀，這種性質稱為可塑性。（2.5分）
晶胞引數：表示晶胞的形狀和大小可用六個引數即三條邊稜的長度a、b、c和三條邊稜的夾角α、β、γ即為晶胞引數。
聚沉值：凡能引起溶膠明顯聚沉（如溶膠變色渾濁）所需外加電解質的最小濃度稱為聚沉值。（2.5分）
晶面指數：結晶學中經常用（hkl）來表示一組平行晶面，稱為晶面指數。數字hkl是晶面在三個座標軸（晶軸）上截距的倒數的互質整數比。
聚合：由分化過程產生的低聚合物，相互作用，形成級次較高的聚合物，同時釋放出部分na2o，這個過程稱為縮聚，也即聚合。（2.5分）
解聚：在熔融sio2中，o/si比為2：1，[sio4]連線成架狀。
若加入na2o則使o/si比例公升高，隨加入量增加，o/si比可由原來的2：1逐步公升高到4：1，[sio4]連線方式可從架狀變為層狀、帶狀、鏈狀、環狀直至最後斷裂而形成[sio4]島狀，這種架狀[sio4]斷裂稱為熔融石英的分化過程，也即解聚。
（2.5分）
點缺陷：三維方向上缺陷尺寸都處於原子大小的數量級上。（2.5分）
熱缺陷：晶體溫度高於絕對0k時，由於熱起伏使一部分能量較大的質點（原子或離子）離開平衡位置所產生的空位和/或間隙質點。（2
非均勻成核：借助於表面、介面、微粒裂紋、器壁以及各種催化位置而形成晶核的過程。
玻璃分相：乙個均勻的玻璃相在一定的溫度和組成範圍內有可能分成兩個互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相)，並相互共存的現象稱為玻璃的分相(或稱液相不混溶現象)。
不一致熔融化合物：是一種不穩定的化合物。加熱這種化合物到某一溫度便發生分解，分解產物是一種液相和一種晶相，兩者組成與化合物組成皆不相同，故稱不一致熔融化合物。
晶粒生長：無應變的材料在熱處理時，平均晶粒尺寸在不改變其分布的情況下，連續增大的過程。
泰曼溫度：反應物開始呈現顯著擴散作用的溫度
二、問答題（70分）
1、試寫出少量mgo摻雜到a12o3中和少量yf3摻雜到caf2中的缺陷反應方程與對應的固溶式。（7分）
解：少量mgo摻雜到a12o3中缺陷反應方程及固溶式為：
， （3.5分）
少量yf3摻雜到caf2中缺陷反應方程及固溶式如下：
3.5分）
2、試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優缺點及其適用條件。（8分）
答：楊德爾方程在反應初期具有很好的適應性，但楊氏模型中假設球形顆粒反應截面積始終不變，因而只適用反應初期轉化率較低的情況。（4分）而金氏模型中考慮在反應程序中反應截面積隨反應程序變化這一事實，因而金氏方程適用範圍更廣，可以適合反應初、中期。
兩個方程都只適用於穩定擴散的情況。（4分）
3、moo3和caco3反應時，反應機理受到caco3顆粒大小的影響。當moo3 ：caco3＝1：
1，moo3的粒徑r1為0.036mm，caco3的粒徑r2為0.13mm時，反應是擴散控制的；而當caco3 ：
moo3＝15：1，r2＜0.03mm時，反應由昇華控制，試解釋這種現象。
（7分）
答：當moo3的粒徑r1為0.036mm，caco3的粒徑r2為0.
13mm時, caco3顆粒大於moo3，由於產物層較厚，擴散阻力較大，反應由擴散控制，反應速率隨著caco3顆粒度減小而加速，（3.5分）當r24、 什麼是潤濕？改善潤濕的方法有那些？
（8分）
答：潤濕：固體與液體接觸後，體系（固體+液體）的吉布斯自由能降低時，就稱潤濕。（2分）
改善潤濕的方法有：①降低γsl s、v 兩相組成盡量接近；（1.5分）
②降低γlv 在液相中加表面活性劑；（1.5分）
③提高γsv 去除固體表面吸附膜；（1.5分）
④改變粗糙度。（1.5分）
5、為什麼等軸晶系有原始、麵心、體心格仔，而沒有單面心格仔？（4分）
答：因為從結構分布看，單面心格仔不符合立方格仔所固有的4l3的對稱性。（4分）
6、二次再結晶與晶粒生長有何異同？生產中避免二次再結晶的方法有哪些？（6分）
答：相同點:（1）兩者推動力均為介面兩側質點的吉布斯自由能之差；（2）進行方式都是通過介面遷移。（1分）
不同點：（1）前者是個別晶粒異常生長，後者是晶粒尺寸均勻生長；（2）前者氣孔被包裹到晶粒內部，後者氣孔維持在晶界交匯處。（2分）
生產中避免二次再結晶的方法有：（1）合理選擇原料的細度，提高粉料粒度的均勻性；（2）控制溫度；（3）引入新增劑。（3分）
7、說明高嶺石和蒙脫石的結構特點，並解釋為什麼蒙脫石具有膨脹性和高的陽離子交換容量，而高嶺石則不具有膨脹性、陽離子交換容量也很低。（10分）
答：高嶺石的陽離子交換容量較小，而蒙脫石的陽離子交換容量較大。因為高嶺石是1:
1型結構，離子的取代很少，單網層與單網層之間以氫鍵相連，氫鍵強於范氏鍵，水化陽離子不易進入層間，因此陽離子交換容量較小。（5分）而蒙脫石是為2:1型結構，鋁氧八面體層中大約1/3的al3+被mg2+取代，為了平衡多餘的負電價，在結構單位層之間有其它陽離子進入，而且以水化陽離子的形式進人結構。
水化陽離子和矽氧四面體中o2-離子的作用力較弱，因而，這種水化陽離子在一定條件下容易被交換出來。c軸可膨脹以及陽離子交換容量大，是蒙脫石結構上的特徵。（5分）
4、二次再結晶與晶粒生長有何異同？生產中避免二次再結晶的方法有哪些？（7分）
答：相同點:（1）兩者推動力均為介面兩側質點的吉布斯自由能之差；（2）進行方式都是通過介面遷移。（2分）
不同點：（1）前者是個別晶粒異常生長，後者是晶粒尺寸均勻生長；（2）前者氣孔被包裹到晶粒內部，後者氣孔維持在晶界交匯處。（2分）
生產中避免二次再結晶的方法有：（1）合理選擇原料的細度，提高粉料粒度的均勻性；（2）控制溫度；（3）引入新增劑。（3分）
5、在矽酸鹽晶體結構中， [sio4]四面體或孤立存在，或共頂連線，而不共稜，更不共面，解釋之。（6分）
答：在矽酸鹽晶體結構中， [sio4]四面體中的si4+是高電價低配位的陽離子，以共稜、共面方式存在時，兩個中心陽離子（si4+）間距離較近、排斥力較大，所以不穩定，而孤立存在，或共頂連線。（6分）
7、用圖例說明過冷度對核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影響，如無析晶區又要使其析晶應採取什麼措施？要使自發析晶能力大的熔體形成玻璃應採取什麼措施？（8分）
答：過冷度過大或過小對成核與生長速率均不利，只有在一定過冷度下才能有最大成核和生長速率，如下圖。（4分）
若δt大，控制在成核率較大處析晶，易得晶粒多而尺寸小的細晶；（1分）
若δt小，控制在生長速率較大處析晶則容易獲得晶粒少而尺寸大的粗晶；（1分）
如果成核與生長兩曲線完全分開而不重疊，則無析晶區，該熔體易形成玻璃而不易析晶；若要使其在一定過冷度下析晶，一般採用移動成核曲線的位置，使它向生長曲線靠攏。可以用加人適當的核化劑，使成核位壘降低，用非均勻成核代替均勻成核。使兩曲線重疊而容易析晶。
（1分）
要使自發析晶能力大的熔體形成玻璃，採取增加冷卻速度以迅速越過析晶區的方法，使熔體來不及析晶而玻璃化。（1分）
8、試解釋說明為什麼在矽酸鹽結構中al3+經常取代[sio4]中si4+，但si4+一般不會置換[alo6]中的al3+？（（配位數為6時，s14＋、a13＋和o2－的離子半徑分別為0.40、0.
53和1.40；配位數為4時，一離子半徑依次為0.26、0.
40和1.38））。（8分）
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