无机非金属的复习资料
一、名词解释
1. 晶胞：构成晶格的最基本单元，其既能保持晶体结构的对称性而体积又最基本。
2. 相界：由结构不同或结构相同而点阵参数不同的两块晶体相交接而形成的界面。
3. 风化作用：指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生
物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。
4. 莫氏硬度：表示硬度的一种标准，应用划痕法将锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面
而发生划痕，习惯上矿物学或宝石学上都是用莫氏硬度。
5. 玻璃转变现象：
6. 玻璃分相：玻璃在高温下是均匀的液体，在冷却过程中或在一定温度下热处理时，
由于内部质点迁移，某个组分分别浓集，从而形成化学组成不同的两个相，此过程即为分相。
7. 硼反常现象：由硼离子配位数变化引起性能曲线上出现转折的现象。
8. 助溶剂：加入后在溶剂中形成可溶性分子间的络合物、缔合物或复盐等，以增加药
物在溶剂中的溶解度的助剂。
9. 烧结：指多孔状陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高
的致密化过程。
10. 抗热震性：指材料承受温度剧烈变化而不发生失效的能力。 二、填空 1、 材料结构分为四个层次。
2、 有哪几种晶界
3、 岩石按石头成因可分为4、 玻璃分相的机理：5、 玻璃的工艺溶制过程：陷检验、一次制品、深加工、检验、二次制品。 6、 陶瓷靠成型方法有。注浆成
型法又可以分为空心注浆和实心注浆。 7、 烧成制度包括：、和8、 耐火材料的气孔分为
9、 陶瓷的传热过程：
阶段、ef 、冷却过程（2）等温工艺
三、简答
1 晶系的分类：三斜晶系 单斜晶系 正交晶系 三方晶系 六方晶系 四方晶系 立方晶系 2晶体的缺陷：零维缺陷，即点缺陷，包括晶格位置缺陷，组成缺陷，电子缺陷 一维缺陷，即线缺陷（位错）
二维三维缺陷，即面缺陷或堆积缺陷，包括层错和内界面
3 根据玻璃形成的动力学条件，冷却速率对玻璃态的形成有何影响，为什么？
答：从动力学角度看，它却是稳定的，它转变成晶体的几率很小。因为玻璃的析晶过程必须克服一定的势垒。如果这些势垒很大，尤其当熔体冷却速度很快，粘度就迅速增大，以致降低了内部质点的扩散，来不及进行有规则的排列而形成玻璃。因此，从动力学观点看，生成玻璃的关键是熔体的冷却速度（即粘度增大速度）
4 简要说明石英玻璃、氧化硼玻璃、五氧化二磷玻璃结构的主要共同点与区别
答：共同点：石英玻璃、氧化硼玻璃都含有极性共价键，都具有一定的范德华力区别：它们的基本结构单元分别是硅氧四面体、硼氧三角体和磷氧四面体。石英玻璃是由硅氧四面体构成的三维架状结构，而氧化硼玻璃在低温时是呈无序层状结构，高温时呈链状结构。五氧化二磷玻璃为层状结构，并且每一个磷氧四面体中有一个带双键的氧。
5 均匀形核，非均匀成核区别，非均匀成核有什么特点？
答：均匀形核，在宏观均匀的玻璃体中，在基质内部而与相界，缺陷等无关的成核过程（自发成核，本征成核）
非均匀成核是依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程。
它的特点是由形核剂或二液相的界面可使界面能降低，从而影响G 和r ，此值与熔体对晶核的润湿角有关。
6 玻璃液澄清的目的是什么，请简单说明玻璃液澄清的原理，过程和基本策略？
答：目的是使粘度降低，消除可见气泡。1、澄清过程的实质是使气泡中的气体、窑内的气体与玻璃中的气体之间建立平衡，再使可见气泡漂浮于玻璃液的表面加以消除。2、在高温澄清过程中，玻璃液中所溶解的气体、气泡中气体及炉气三者间的平衡关系，是由某种气体在各组分中的分压所决定的。3、气泡的消除方式，使气泡的体积增大，加速上升，漂浮出玻璃表面而消除。
7 固相烧结的根本驱动力是什么？材料参数对固相烧结有何影响。
答：烧结的驱动力就是总界面能的减少。粉末坯体的总界面能表示为γ•A ，其中γ为界面能；A 为总的比表面积。那么总界面能的减少为：
其中，界面能的变化（Δγ）是因为样品的致密化，比表面积的变化是由于晶粒的长大。对于固相烧结，Δγ主要是固/固界面取代固/气界面。
影响：（1）颗粒尺寸对烧结的影响（2）粉体结块和团聚对烧结的影响（3）颗粒形状对烧结的影响（4）颗粒尺寸分布对烧结的影响
8 气孔产生的原因
1）原料中的气孔（原料没有烧好）；2）制品成型时，颗粒间的气孔；3）制品烧成时，由于物化反应形成的气孔耐火材料中的气孔可分为三类：开口气孔（显气孔）、贯通气孔、封闭气孔。若把开口气孔与贯通气孔合并为一类，则耐火材料的气孔可分为开口气孔和封闭气孔两类。气孔率：耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。
耐火材料中的气孔可分为三类：开口气孔（显气孔）、贯通气孔、封闭气孔。若把开口气孔与贯通气孔合并为一类，则耐火材料的气孔可分为开口气孔和封闭气孔两类。
*
四、论述题
1简述玻璃的通性。
玻璃是一种无规则结构的非晶态固体（从微观上看，玻璃也是一种液体），其分子不像晶体那样在空间具有长程有序的排列，而近似于液体那样具有短程有序。玻璃像固体一样保持特定的外形，不像液体那样随重力作用而流动。
各向同性
玻璃的分子排列是无规则的，其分子在空间中具有统计上的均匀性。在理想状态下，均质玻璃的物理、化学性质（如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等）在各方向都是相同的。无固定熔点，成分随温度变化。因为玻璃是混合物，非晶体，所以无固定熔沸点。玻璃由固体转变为液体是一定温度区域（即软化温度范围）内进行的，它与结晶物质不同，没有固定的熔点。软化温度范围Tg~T1，Tg 为转变温度，T1为液相线温度，对应的黏度分别为1013.4 dPa ·s 、104~6dPa·s 。
介稳性
玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到，从熔融态向玻璃态转变时，冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及做有规则排列而形成晶体，没有释出结晶潜热，因此，玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能，其能量介于熔融态和结晶态之间，属于亚稳状态。从力学观点看，玻璃是一种不稳定的高能状态，比如存在低能量状态转化的趋势，即有析晶倾向，所以，玻璃是一种亚稳态固体材料。
渐变性可逆性
玻璃态物质从熔融态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质的变化也是连续的和渐变的。这与熔体的结晶过程明显不同，结晶过程必然出现新相，在结晶温度点附近，许多性质会发生突变。而玻璃态物质从熔融状态到固体状态是在较宽温度范围内完成的，随着温度逐渐降低，玻璃熔体黏度逐渐增大，最后形成固态玻璃，但是过程中没有新相形成。相反玻璃加热变为熔体的过程也是渐变的。
2影响玻璃析晶的因素
答：不同组成的玻璃析晶能力各不相同，析晶机理也有所不同，因此，玻璃组成是引起玻璃析晶的内因；从结构观点分析，玻璃网络连接程度以及不同组成相互作用化学键强弱也是一个因素；玻璃分相对玻璃析晶也有作用。
3 陶瓷的强度有何特点，影响陶瓷强度的主要因素有哪些，如何影响，请详细阐述。 答：陶瓷材料主要由共价和离子键以及混合键结合的，因此晶体中原子或离子的任何移动都会破坏这种键结构。
陶瓷材料中一般包含的原子数目较多，晶格较大，位错矢量较大，使位错较难生成，也不易滑移和增殖，因此陶瓷材料的范性形变很小，脆性大、易断裂。
陶瓷材料的强度是高度结构敏感性的，不仅取决于材料本身，还与材料的应力状态、制备方法、测量方法，以及晶体结构、微结构和晶体缺陷等密切相关。
影响因素：1）气孔，陶瓷材料的强度随气孔率的增加而呈指数下降。
2）晶粒尺寸，细化颗粒也是提高陶瓷材料强度的有效手段，但两者的强化机制并不相同。金属材料中颗粒细小形成了大量的晶界，这些晶界会阻碍位错的运动，使得材料的强度有所提高。而在陶瓷中晶粒细化后，材料中的晶粒数目大大增加，由于在晶界两侧的晶粒取向并不相同，裂纹移动至此往往受阻，不容易得到扩展，因此提高了材料的强度。
3）温度与材料强度的相关性，陶瓷材料的强度当温度T
耐火材料在无荷重条件下，抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。
与有固定熔点的结晶态物质不同，耐火材料一般是由多种矿物组成的多相固体混合物，没有固定的熔点。其熔融是在一定温度范围内进行的，当对其加热升温至某一温度时开始出现液相（即固定的开始熔融温度），继续加热温度仍然继续升高、液相量也随之增多，直至升至某一温度全部变为液相，在这个温度范围内，液相与固相同时存在。
4、耐火度与熔点的区别：
1、熔点指纯物质的结晶相与液湘处于平衡时的温度；
2、熔点是一个物理常数；
耐火材料为多相混合体，其熔融是在一定的温度范围内进行的，是一个工艺指标。 影响因素：① 耐火制品的化学矿物组成及其分布状态是影响其耐火度的主要因素。 ② 杂质成分特别是具有强熔剂作用的杂质，将严重降低制品的耐火度。
③ 测定条件也将影响到耐火度的大小，如：粉末的粒度、测温锥的安装、升温的速率及炉内的气氛（针对变价元素，如Fe2＋与Fe3＋之间的转变）
耐火材料的高温荷重软化温度也称为高温荷重变形温度，表示材料在温度与荷重双重作用下抵抗变形的能力，即指耐火材料试样在固定压力下，不断升高温度，试样发生一定变形量和坍塌时的温度。
无机非金属的复习资料
一、名词解释
1. 晶胞：构成晶格的最基本单元，其既能保持晶体结构的对称性而体积又最基本。
2. 相界：由结构不同或结构相同而点阵参数不同的两块晶体相交接而形成的界面。
3. 风化作用：指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生
物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。
4. 莫氏硬度：表示硬度的一种标准，应用划痕法将锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面
而发生划痕，习惯上矿物学或宝石学上都是用莫氏硬度。
5. 玻璃转变现象：
6. 玻璃分相：玻璃在高温下是均匀的液体，在冷却过程中或在一定温度下热处理时，
由于内部质点迁移，某个组分分别浓集，从而形成化学组成不同的两个相，此过程即为分相。
7. 硼反常现象：由硼离子配位数变化引起性能曲线上出现转折的现象。
8. 助溶剂：加入后在溶剂中形成可溶性分子间的络合物、缔合物或复盐等，以增加药
物在溶剂中的溶解度的助剂。
9. 烧结：指多孔状陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高
的致密化过程。
10. 抗热震性：指材料承受温度剧烈变化而不发生失效的能力。 二、填空 1、 材料结构分为四个层次。
2、 有哪几种晶界
3、 岩石按石头成因可分为4、 玻璃分相的机理：5、 玻璃的工艺溶制过程：陷检验、一次制品、深加工、检验、二次制品。 6、 陶瓷靠成型方法有。注浆成
型法又可以分为空心注浆和实心注浆。 7、 烧成制度包括：、和8、 耐火材料的气孔分为
9、 陶瓷的传热过程：
阶段、ef 、冷却过程（2）等温工艺
三、简答
1 晶系的分类：三斜晶系 单斜晶系 正交晶系 三方晶系 六方晶系 四方晶系 立方晶系 2晶体的缺陷：零维缺陷，即点缺陷，包括晶格位置缺陷，组成缺陷，电子缺陷 一维缺陷，即线缺陷（位错）
二维三维缺陷，即面缺陷或堆积缺陷，包括层错和内界面
3 根据玻璃形成的动力学条件，冷却速率对玻璃态的形成有何影响，为什么？
答：从动力学角度看，它却是稳定的，它转变成晶体的几率很小。因为玻璃的析晶过程必须克服一定的势垒。如果这些势垒很大，尤其当熔体冷却速度很快，粘度就迅速增大，以致降低了内部质点的扩散，来不及进行有规则的排列而形成玻璃。因此，从动力学观点看，生成玻璃的关键是熔体的冷却速度（即粘度增大速度）
4 简要说明石英玻璃、氧化硼玻璃、五氧化二磷玻璃结构的主要共同点与区别
答：共同点：石英玻璃、氧化硼玻璃都含有极性共价键，都具有一定的范德华力区别：它们的基本结构单元分别是硅氧四面体、硼氧三角体和磷氧四面体。石英玻璃是由硅氧四面体构成的三维架状结构，而氧化硼玻璃在低温时是呈无序层状结构，高温时呈链状结构。五氧化二磷玻璃为层状结构，并且每一个磷氧四面体中有一个带双键的氧。
5 均匀形核，非均匀成核区别，非均匀成核有什么特点？
答：均匀形核，在宏观均匀的玻璃体中，在基质内部而与相界，缺陷等无关的成核过程（自发成核，本征成核）
非均匀成核是依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程。
它的特点是由形核剂或二液相的界面可使界面能降低，从而影响G 和r ，此值与熔体对晶核的润湿角有关。
6 玻璃液澄清的目的是什么，请简单说明玻璃液澄清的原理，过程和基本策略？
答：目的是使粘度降低，消除可见气泡。1、澄清过程的实质是使气泡中的气体、窑内的气体与玻璃中的气体之间建立平衡，再使可见气泡漂浮于玻璃液的表面加以消除。2、在高温澄清过程中，玻璃液中所溶解的气体、气泡中气体及炉气三者间的平衡关系，是由某种气体在各组分中的分压所决定的。3、气泡的消除方式，使气泡的体积增大，加速上升，漂浮出玻璃表面而消除。
7 固相烧结的根本驱动力是什么？材料参数对固相烧结有何影响。
答：烧结的驱动力就是总界面能的减少。粉末坯体的总界面能表示为γ•A ，其中γ为界面能；A 为总的比表面积。那么总界面能的减少为：
其中，界面能的变化（Δγ）是因为样品的致密化，比表面积的变化是由于晶粒的长大。对于固相烧结，Δγ主要是固/固界面取代固/气界面。
影响：（1）颗粒尺寸对烧结的影响（2）粉体结块和团聚对烧结的影响（3）颗粒形状对烧结的影响（4）颗粒尺寸分布对烧结的影响
8 气孔产生的原因
1）原料中的气孔（原料没有烧好）；2）制品成型时，颗粒间的气孔；3）制品烧成时，由于物化反应形成的气孔耐火材料中的气孔可分为三类：开口气孔（显气孔）、贯通气孔、封闭气孔。若把开口气孔与贯通气孔合并为一类，则耐火材料的气孔可分为开口气孔和封闭气孔两类。气孔率：耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。
耐火材料中的气孔可分为三类：开口气孔（显气孔）、贯通气孔、封闭气孔。若把开口气孔与贯通气孔合并为一类，则耐火材料的气孔可分为开口气孔和封闭气孔两类。
*
四、论述题
1简述玻璃的通性。
玻璃是一种无规则结构的非晶态固体（从微观上看，玻璃也是一种液体），其分子不像晶体那样在空间具有长程有序的排列，而近似于液体那样具有短程有序。玻璃像固体一样保持特定的外形，不像液体那样随重力作用而流动。
各向同性
玻璃的分子排列是无规则的，其分子在空间中具有统计上的均匀性。在理想状态下，均质玻璃的物理、化学性质（如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等）在各方向都是相同的。无固定熔点，成分随温度变化。因为玻璃是混合物，非晶体，所以无固定熔沸点。玻璃由固体转变为液体是一定温度区域（即软化温度范围）内进行的，它与结晶物质不同，没有固定的熔点。软化温度范围Tg~T1，Tg 为转变温度，T1为液相线温度，对应的黏度分别为1013.4 dPa ·s 、104~6dPa·s 。
介稳性
玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到，从熔融态向玻璃态转变时，冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及做有规则排列而形成晶体，没有释出结晶潜热，因此，玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能，其能量介于熔融态和结晶态之间，属于亚稳状态。从力学观点看，玻璃是一种不稳定的高能状态，比如存在低能量状态转化的趋势，即有析晶倾向，所以，玻璃是一种亚稳态固体材料。
渐变性可逆性
玻璃态物质从熔融态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质的变化也是连续的和渐变的。这与熔体的结晶过程明显不同，结晶过程必然出现新相，在结晶温度点附近，许多性质会发生突变。而玻璃态物质从熔融状态到固体状态是在较宽温度范围内完成的，随着温度逐渐降低，玻璃熔体黏度逐渐增大，最后形成固态玻璃，但是过程中没有新相形成。相反玻璃加热变为熔体的过程也是渐变的。
2影响玻璃析晶的因素
答：不同组成的玻璃析晶能力各不相同，析晶机理也有所不同，因此，玻璃组成是引起玻璃析晶的内因；从结构观点分析，玻璃网络连接程度以及不同组成相互作用化学键强弱也是一个因素；玻璃分相对玻璃析晶也有作用。
3 陶瓷的强度有何特点，影响陶瓷强度的主要因素有哪些，如何影响，请详细阐述。 答：陶瓷材料主要由共价和离子键以及混合键结合的，因此晶体中原子或离子的任何移动都会破坏这种键结构。
陶瓷材料中一般包含的原子数目较多，晶格较大，位错矢量较大，使位错较难生成，也不易滑移和增殖，因此陶瓷材料的范性形变很小，脆性大、易断裂。
陶瓷材料的强度是高度结构敏感性的，不仅取决于材料本身，还与材料的应力状态、制备方法、测量方法，以及晶体结构、微结构和晶体缺陷等密切相关。
影响因素：1）气孔，陶瓷材料的强度随气孔率的增加而呈指数下降。
2）晶粒尺寸，细化颗粒也是提高陶瓷材料强度的有效手段，但两者的强化机制并不相同。金属材料中颗粒细小形成了大量的晶界，这些晶界会阻碍位错的运动，使得材料的强度有所提高。而在陶瓷中晶粒细化后，材料中的晶粒数目大大增加，由于在晶界两侧的晶粒取向并不相同，裂纹移动至此往往受阻，不容易得到扩展，因此提高了材料的强度。
3）温度与材料强度的相关性，陶瓷材料的强度当温度T
耐火材料在无荷重条件下，抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。
与有固定熔点的结晶态物质不同，耐火材料一般是由多种矿物组成的多相固体混合物，没有固定的熔点。其熔融是在一定温度范围内进行的，当对其加热升温至某一温度时开始出现液相（即固定的开始熔融温度），继续加热温度仍然继续升高、液相量也随之增多，直至升至某一温度全部变为液相，在这个温度范围内，液相与固相同时存在。
4、耐火度与熔点的区别：
1、熔点指纯物质的结晶相与液湘处于平衡时的温度；
2、熔点是一个物理常数；
耐火材料为多相混合体，其熔融是在一定的温度范围内进行的，是一个工艺指标。 影响因素：① 耐火制品的化学矿物组成及其分布状态是影响其耐火度的主要因素。 ② 杂质成分特别是具有强熔剂作用的杂质，将严重降低制品的耐火度。
③ 测定条件也将影响到耐火度的大小，如：粉末的粒度、测温锥的安装、升温的速率及炉内的气氛（针对变价元素，如Fe2＋与Fe3＋之间的转变）
耐火材料的高温荷重软化温度也称为高温荷重变形温度，表示材料在温度与荷重双重作用下抵抗变形的能力，即指耐火材料试样在固定压力下，不断升高温度，试样发生一定变形量和坍塌时的温度。