無機非金屬材料科學基礎課后習題答案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 (2) 見圖 (3) E1 ，過渡點，E2 ，單轉熔點， E3 ，過渡點， E4 ，低共熔點， E5 ，低共熔點，(4)(5)在 E5 點出現液相，在 N 點所在溫度完全熔融。 16 、解：(1) k 點開始出現液相，溫度為 1455 ℃ ,連接 3k 交 CaOC3S 線于 6 點 ,線段長度可直接量取；(2)急冷好， k 點將進行轉熔過程 L +C3SC2S +C3A 這樣C3S量會減少，急冷使轉熔過程來不及進行，從而提高C3S含量； (3)AS2與CaCO3配料，不能得到 3 點礦物組成 3 點組成 66CaO 26SiO2 8Al203 化成 mol% % % % SiO2 mol%/Al203 mol%= 題目中組成點 Al203 2SiO2 2H2O 與CaCO3配料， SiO2 mol%/Al203 mol%=2 ：1 二者比較， SiO2 量不夠，所以需加入 SiO2 。 設配料 100g ，含 66g CaO ， 26g SiO2 ， 8g Al203 66g CaO 化成CaCO3量 66/56 100= 8g Al203 化成 Al203 2SiO2 2H2O 量 8/102 258= AS2 2H2O 提供 SiO2 8/102 2 60= 還需 SiO2 量 = CaCO3 wt%=% ，AS2 2H2O wt%=% ， SiO2 wt%=% 17 、解：(1)該點位于△NC3S6 NCS 5 SiO2 中， Q 點附近β CS 初晶區 對應無變量點 H 點 1:3:6+ α石英 +L 1:1:5 配料在 827 ℃熔化，完全熔化為 1050 ℃左右 (2)加熱到 1050 ℃ L→ βCS 1000 ℃ L→1:3:6+ α鱗石英 900 ℃ L→1:3:6+ α石英 800 ℃ 加熱到 800 ℃時未熔化，冷卻到 800 ℃時三個晶相 1:3:6 1:1:5 (3)NC3S6 加熱是不一致熔融，加熱分解 1:3:6 析晶，先析出αCS ，α CS →βCS ， RQ 線上 L+ βCS→1:3:6 1:3:6 加熱到 RQ 界線與 CS1:3:6 交點溫度開始熔化(1050 ℃左右）分解出βCS 18 、解：組成點確定下來，圖中 M 點，△ MSM 2 Al2S35 SiO2 對應無變量點 1 點(1355 ℃）加熱該組成點，于 1 點開始出現液相，液相組成點在 MS 與 SiO2 界線上移動，固相組成點在 MSSiO2 連線上變化，以 M 點為支點連成杠桿，當 L%=35% 時，對應溫度 1390 ℃， L%=45% 時，對應溫度 1430 ℃，燒成溫度范圍為 1390 ～ 1430 ℃。 19 、解： 50%AS2 30%KAS6 20%SiO2 組成點在△ QWD 中 3 點， 3 點位于初晶區，對應 E 點結晶結束 985 ℃ L SiO2 +A3S2 + KAS 6 ，加熱組成為 3 物質，于 E 點開始出現液相 升溫于 1250 ℃時，固相中有 SiO2 A3S2 及 L 相，液相組成點在莫來石與石英界線上（與 1250 ℃等溫線交點），固相組成點在 SiO2 與A3S2 連線上，用杠桿規則計算。 20 、解： 40%A3S2 + 6% 液相 原始組成點在A3S2 初晶區，在A3S2 組點與 E 點連線上，在圖中 12 點附近，過原始組成點做△ SiO2 K20Al203 各邊平行線，確定出K2O 、 SiO2 、Al203百分含量 K20: wt%=% Al203 : wt%=% SiO2: wt%=% 長石K2O Al203 6SiO2 (94+102+360=556) 僅從長石中獲得K2O 100gK2O: Al203: SiO2: 化成長石 556= 長石提供Al203 SiO2 另需加Al203: = SiO2: = 長石 wt%== 第六章答案解：擴散的基本推動力是化學位梯度，只不過在一般情況下以濃度梯度的方式表現出來；擴散是從高化學位處流向低化學位處，最終系統各處的化學位相等。如果低濃度處化學勢高，則可進行負擴散，如玻璃的分相過程。解：看成一維穩定擴散，根據菲克第一定律 擴散系數宏觀表達式 D=D0exp(Q/RT) D0=1014m2/s Q=103104J/mol R=， T=300+273=573K D=1014exp()=1014=1017m2/s cx=1017/106=1023 c2=1019=1023解： 20個Fe的晶胞體積：20a3m3 ， 30個Fe的晶胞體積：30a3m3 濃度差： J=1019個/S?m2 1個晶胞面積a2， n=Jx60a2=82個解：根據恒定源擴散深度 ∴要得到兩倍厚度的滲碳層，需4h。 解：不穩定擴散中恒定源擴散問題 已知x不變， ∴D1t1=D2t2 已知D1，D2，t1，則可求t2=480s 解：不穩定擴散恒定源半無限擴散 已知x=103cm，D，求解t=105s= 解：(1) D=D0exp(Q/RT) T=563+273=836K時，D=31014cm2/s T=450+273=723K時，D=1014cm2/s 代入上式可求 Q=48875J，D0=1015cm2/s 解：晶界擴散 Dgb=1010exp(19100/T) 體擴散 DV=104exp(38200/T) T增大，exp(19100/T)減小，Dgb減小，DV減小； T減小，exp(19100/T)增大，Dgb增大，DV增大； 計算有 T= Dgb= DV T，DgbDV，高溫時，體積擴散占優； T，Dgb DV，低溫時，晶界擴散占優。 1解：T=800+273=1073K時 Dα=(83600/RT)=107cm2/s Dβ=(141284/RT)=108 cm2/s Dα Dβ 擴散介質結構對擴散有很大影響，結構疏松，擴散阻力小而擴散系數大，體心較面心疏松；αFe 體心立方，βFe 面心立方。13 解：離子晶體一般為陰離子作密堆積，陽離子填充在四面體或八面體空隙中。所以陽離子較易擴散。如果陰離子進行擴散，則要改變晶體堆積方式，阻力大。從而就會拆散離子晶體的結構骨架。 14 解：固體表面質點在表面力作用下，導致表面質點的極化、變形、重排并引起原來的晶格畸變，表面結構不同于內部，并使表面處于較高的能量狀態。晶體的內部質點排列有周期性，每個質點力場是對稱的，質點在表面遷移所需活化能較晶體內部小，則相應的擴散系數大。同理，晶界上質點排列方式不同于內部，排列混亂，存在著空位、位錯等缺陷，使之處于應力畸變狀態，具有較高能量，質點在晶界遷移所需的活化能較晶內小，擴散系數大。 但晶界上質點與晶體內部相比，由于晶界上質點受兩個晶粒作用達到平衡態，處于某種過渡的排列方式，其能量較晶體表面質點低，質點遷移阻力較大因而D晶界D表面。第八章相變答案2. 解：特征： ①母相與馬氏體之間不改變結晶學方位關系（新相總是沿一定的結晶學面形成，新相與母相之間有嚴格的取向關系）16