无机材料科学基础试卷八
一、 名词解释（20分） 1、类质同晶、同质多晶；
2、点缺陷、热缺陷； 3、缩聚、解聚；
4、聚沉值、晶面指数； 二、选择题（10分）
1、依据等径球体的堆积原理得出，立方密堆积的堆积系数（ ）体心立方堆积的堆积系数。
A、大于 B、小于 C、等于 D、不确定 2、晶体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） 3、下列性质中（ ）不是晶体的基本性质。
A、自限性 B、最小内能性 C、有限性 D、各向异性
4、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（ ）。
A、4，8 B、8，4 C、1，2 D、2，4
5、一种玻璃的组成为Na2O.1/3Al2O3.2SiO2，此玻璃中的Al3+可视为（ ），玻璃结构参数 Y= （ ）。
A、 变性离子；2 B、 形成离子；2 C、 变性离子；3.5 D、形成离子；3.5 6、金红石晶体中，所有O2-作稍有变形的立方密堆排列，Ti4+填充了（ ）。
A、 全部四面体空隙 B、全部八面体空隙 C、 1/2四面体空隙 D、 1/2八面体空隙 7、滑石（3MgO·4SiO2·H2O）和高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）分别属于（ ）层状结构的硅酸盐矿物。
A、 1：1和2：1 B、 2：1和1：1 C、 3：1 和2：1
8、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（ ），熔体的黏度（ ），低聚物数量（ ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定
9、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9 J/m2，液固界面能为1.1 J/m2时增加固体表面光滑度，（ ）润湿性能。
A、降低 B、改善 C、不影响 10、粘土泥浆胶溶必须使介质呈（ ）
A、酸性 B、碱性 C、 中性
11、晶体结构中一切对称要素的集合称为（ ）。
A、对称型 B、点群 C、微观对称的要素的集合 D、空间群
12、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。熔体的临界冷却速率越大，就（ ）形成
玻璃。
A、越难 B、越容易 C、很快 D、缓慢 三、填空（15分）
1、黏土带电荷的主要原因是（ ）、（ ）和（ ），黏土所带静电荷为（ ）。
2、晶体的对称要素中微观对称要素种类有（ ） 、（ ）、（ ）。
3、由于（ ） 的结果，必然会在晶体结构中产生“组分缺陷”， 组分缺陷的浓度主要取决于：（ ） 和 （ ） 。
4、UO2+x在氧化气氛中可形成（ ）型非计量化合物，可形成（ ）型半导体，缺陷浓度与氧分压的1/6次方成（ ），如果减少周围氧气的分压，UO2+x的密度将（ ）。 5 ）的位错称为刃位错，可用符号（ ）的位错称为螺位错，可用符号（ ）表示。
6、a=b≠c α=β= 900，γ=1200的晶体属（ ）晶系。
7、立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（ ）面，六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（ ）面。
8、为使瘠性料泥浆悬浮，一般常用的两种方法是（ ）和（ ）
四、问答题（40分）
1、简述硅酸盐晶体结构分类的原则和各类结构中硅氧四面体的形状。（12分）
2、试述B2O3中加入Na2O后,结构发生的变化,解释硼酸盐玻璃的硼反常现象？（9分）
3、用KCl和CaCl2分别稀释同一种黏土泥浆，当电解质加入量相同时，试比较两种泥浆下列性质的差异。（10分）
（1）泥浆的流动性 （2）泥浆的触变性 （3）泥浆的可塑性 （4）坯体的致密度 （5）黏土的δ电位
4、在硅酸盐晶体结构中， [SiO4]四面体或孤立存在，或共顶连接，而不共棱，更不共面，解释之。（9分） 五、计算题（15分）
CeO2为萤石结构，其中加入0.15molCaO形成固溶体,实验测得固溶体晶胞参数a0=0.542nm,测得固溶体密度ρ=6.54g/cm3,试计算说明固溶体的类型？(其中Ce=140.12,Ca=40.08,O=16)
无机材料科学基础试卷八答案及评分标准
二、 名词解释（20分） 1、类质同晶、同质多晶；
同质多晶：化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下结晶成结构不同的晶体的现象，称为同质多晶现象。（2.5分）
类质同晶：物质结晶时，其晶体结构中本应由某种离子或原子占有的配位位置，一部分被介质中性质相似的它种离子或原子占有，共同结晶成均匀的呈单一相的混合晶体，但不引起键性或晶体结构型式发生质变的现象称为类质同晶。（2.5分） 2、点缺陷、热缺陷；
点缺陷：三维方向上缺陷尺寸都处于原子大小的数量级上。（2.5分）
热缺陷：晶体温度高于绝对0K时，由于热起伏使一部分能量较大的质点（原子或离子）离开平衡位置所产生的空位和/或间隙质点。（2.5分） 3、缩聚、解聚；
聚合：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。（2.5分）
解聚：在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，[SiO4]连接成架状。若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]连接方式可从架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成[SiO4]岛状，这种架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程，也即解聚。（2.5分）
4、聚沉值、晶面指数；
聚沉值：凡能引起溶胶明显聚沉（如溶胶变色浑浊）所需外加电解质的最小浓度称为聚沉值。（2.5分）
晶面指数：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶面指数。数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互质整数比。（2.5分） 三、 选择题（10分）
1、A；2、C；3、C；4、A；5、D，D；6、D；7、B；8、B、A、B；9、B；10、B；11、D；12、A
三、填空（15分）(3个2分)
1、黏土晶格内离子的同晶置换、黏土边面断裂、黏土内腐殖质离解、负
2、平移轴、像移面、螺旋轴
3、不等价置换、搀杂量（溶质数量）、固溶度 4、阴离子间隙型、P、正比、增大 5、垂直、┴、平行、 6、六方
7、（111）、（0001）
8、控制料浆的pH值、有机表面活性物质的吸附 六、问答题（40分）
3、（12分）答：硅酸盐晶体结构分类的原则：结构中硅氧四面体的连接方式。（2分）
各类结构中硅氧四面体的形状：岛状结构：四面体；组群状结构；（2分）双四面体、三节环、四节环和六节环；（2分）链状结构：单链、双链；（2分）层状结构：平面层；（2分）架状结构：三维空间延伸的骨架。（2分）
4、（9分）答：B2O3中加入Na2O后, Na2O所提供的氧使[BO3]三角体变成[BO4]四面体，导致B2O3玻璃结构由两度空间的层状结构部分转变为三维的架状结构，从而加强了网络，并使玻璃的各种物理性质变好，这与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反， 出现硼酸盐玻璃的硼反常现象。
3、（10分）答：（1）泥浆的流动性 KCl >CaCl2 （2分） （2）泥浆的触变性 KCl CaCl2 （2分） （5）黏土的ζ电位 KCl l> N CaCl2 （2分）
4、（9分）答：在硅酸盐晶体结构中， [SiO4]四面体中的Si4+是高电价低配位的阳离子，
以共棱、共面方式存在时，两个中心阳离子（Si4+）间距离较近、排斥力较大，所以不稳定，而孤立存在，或共顶连接。 七、计算题（15分）
2
VOCaOCeOCaCeOO （1） （4分）
ZrO2
Cai2OOCaOCaCe （2） （4分）
2)式知其固溶体的化学式：Ce0.85Ca0.15O1.85
（1）式固溶式为： （1.5分）
（1.5分）
（（1.5分） 由(1)
（1.5分）
实测D＝6.54g/cm3 ，接近D01，说明方程(1)合理， （1分） 固溶体化学式 ：Ce0.85Ca0.15O1.85 为氧空位型固溶体。
无机材料科学基础试卷八
一、 名词解释（20分） 1、类质同晶、同质多晶；
2、点缺陷、热缺陷； 3、缩聚、解聚；
4、聚沉值、晶面指数； 二、选择题（10分）
1、依据等径球体的堆积原理得出，立方密堆积的堆积系数（ ）体心立方堆积的堆积系数。
A、大于 B、小于 C、等于 D、不确定 2、晶体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） 3、下列性质中（ ）不是晶体的基本性质。
A、自限性 B、最小内能性 C、有限性 D、各向异性
4、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（ ）。
A、4，8 B、8，4 C、1，2 D、2，4
5、一种玻璃的组成为Na2O.1/3Al2O3.2SiO2，此玻璃中的Al3+可视为（ ），玻璃结构参数 Y= （ ）。
A、 变性离子；2 B、 形成离子；2 C、 变性离子；3.5 D、形成离子；3.5 6、金红石晶体中，所有O2-作稍有变形的立方密堆排列，Ti4+填充了（ ）。
A、 全部四面体空隙 B、全部八面体空隙 C、 1/2四面体空隙 D、 1/2八面体空隙 7、滑石（3MgO·4SiO2·H2O）和高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）分别属于（ ）层状结构的硅酸盐矿物。
A、 1：1和2：1 B、 2：1和1：1 C、 3：1 和2：1
8、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（ ），熔体的黏度（ ），低聚物数量（ ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定
9、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9 J/m2，液固界面能为1.1 J/m2时增加固体表面光滑度，（ ）润湿性能。
A、降低 B、改善 C、不影响 10、粘土泥浆胶溶必须使介质呈（ ）
A、酸性 B、碱性 C、 中性
11、晶体结构中一切对称要素的集合称为（ ）。
A、对称型 B、点群 C、微观对称的要素的集合 D、空间群
12、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。熔体的临界冷却速率越大，就（ ）形成
玻璃。
A、越难 B、越容易 C、很快 D、缓慢 三、填空（15分）
1、黏土带电荷的主要原因是（ ）、（ ）和（ ），黏土所带静电荷为（ ）。
2、晶体的对称要素中微观对称要素种类有（ ） 、（ ）、（ ）。
3、由于（ ） 的结果，必然会在晶体结构中产生“组分缺陷”， 组分缺陷的浓度主要取决于：（ ） 和 （ ） 。
4、UO2+x在氧化气氛中可形成（ ）型非计量化合物，可形成（ ）型半导体，缺陷浓度与氧分压的1/6次方成（ ），如果减少周围氧气的分压，UO2+x的密度将（ ）。 5 ）的位错称为刃位错，可用符号（ ）的位错称为螺位错，可用符号（ ）表示。
6、a=b≠c α=β= 900，γ=1200的晶体属（ ）晶系。
7、立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（ ）面，六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（ ）面。
8、为使瘠性料泥浆悬浮，一般常用的两种方法是（ ）和（ ）
四、问答题（40分）
1、简述硅酸盐晶体结构分类的原则和各类结构中硅氧四面体的形状。（12分）
2、试述B2O3中加入Na2O后,结构发生的变化,解释硼酸盐玻璃的硼反常现象？（9分）
3、用KCl和CaCl2分别稀释同一种黏土泥浆，当电解质加入量相同时，试比较两种泥浆下列性质的差异。（10分）
（1）泥浆的流动性 （2）泥浆的触变性 （3）泥浆的可塑性 （4）坯体的致密度 （5）黏土的δ电位
4、在硅酸盐晶体结构中， [SiO4]四面体或孤立存在，或共顶连接，而不共棱，更不共面，解释之。（9分） 五、计算题（15分）
CeO2为萤石结构，其中加入0.15molCaO形成固溶体,实验测得固溶体晶胞参数a0=0.542nm,测得固溶体密度ρ=6.54g/cm3,试计算说明固溶体的类型？(其中Ce=140.12,Ca=40.08,O=16)
无机材料科学基础试卷八答案及评分标准
二、 名词解释（20分） 1、类质同晶、同质多晶；
同质多晶：化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下结晶成结构不同的晶体的现象，称为同质多晶现象。（2.5分）
类质同晶：物质结晶时，其晶体结构中本应由某种离子或原子占有的配位位置，一部分被介质中性质相似的它种离子或原子占有，共同结晶成均匀的呈单一相的混合晶体，但不引起键性或晶体结构型式发生质变的现象称为类质同晶。（2.5分） 2、点缺陷、热缺陷；
点缺陷：三维方向上缺陷尺寸都处于原子大小的数量级上。（2.5分）
热缺陷：晶体温度高于绝对0K时，由于热起伏使一部分能量较大的质点（原子或离子）离开平衡位置所产生的空位和/或间隙质点。（2.5分） 3、缩聚、解聚；
聚合：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。（2.5分）
解聚：在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，[SiO4]连接成架状。若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]连接方式可从架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成[SiO4]岛状，这种架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程，也即解聚。（2.5分）
4、聚沉值、晶面指数；
聚沉值：凡能引起溶胶明显聚沉（如溶胶变色浑浊）所需外加电解质的最小浓度称为聚沉值。（2.5分）
晶面指数：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶面指数。数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互质整数比。（2.5分） 三、 选择题（10分）
1、A；2、C；3、C；4、A；5、D，D；6、D；7、B；8、B、A、B；9、B；10、B；11、D；12、A
三、填空（15分）(3个2分)
1、黏土晶格内离子的同晶置换、黏土边面断裂、黏土内腐殖质离解、负
2、平移轴、像移面、螺旋轴
3、不等价置换、搀杂量（溶质数量）、固溶度 4、阴离子间隙型、P、正比、增大 5、垂直、┴、平行、 6、六方
7、（111）、（0001）
8、控制料浆的pH值、有机表面活性物质的吸附 六、问答题（40分）
3、（12分）答：硅酸盐晶体结构分类的原则：结构中硅氧四面体的连接方式。（2分）
各类结构中硅氧四面体的形状：岛状结构：四面体；组群状结构；（2分）双四面体、三节环、四节环和六节环；（2分）链状结构：单链、双链；（2分）层状结构：平面层；（2分）架状结构：三维空间延伸的骨架。（2分）
4、（9分）答：B2O3中加入Na2O后, Na2O所提供的氧使[BO3]三角体变成[BO4]四面体，导致B2O3玻璃结构由两度空间的层状结构部分转变为三维的架状结构，从而加强了网络，并使玻璃的各种物理性质变好，这与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反， 出现硼酸盐玻璃的硼反常现象。
3、（10分）答：（1）泥浆的流动性 KCl >CaCl2 （2分） （2）泥浆的触变性 KCl CaCl2 （2分） （5）黏土的ζ电位 KCl l> N CaCl2 （2分）
4、（9分）答：在硅酸盐晶体结构中， [SiO4]四面体中的Si4+是高电价低配位的阳离子，
以共棱、共面方式存在时，两个中心阳离子（Si4+）间距离较近、排斥力较大，所以不稳定，而孤立存在，或共顶连接。 七、计算题（15分）
2
VOCaOCeOCaCeOO （1） （4分）
ZrO2
Cai2OOCaOCaCe （2） （4分）
2)式知其固溶体的化学式：Ce0.85Ca0.15O1.85
（1）式固溶式为： （1.5分）
（1.5分）
（（1.5分） 由(1)
（1.5分）
实测D＝6.54g/cm3 ，接近D01，说明方程(1)合理， （1分） 固溶体化学式 ：Ce0.85Ca0.15O1.85 为氧空位型固溶体。