《无机材料科学基础课后习题答案(六)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机材料科学基础课后习题答案(六)（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6-1 说明熔体中聚合物形成过程？ 答： 聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位， 组成大小不同的聚合体。可分为三个阶段 初期：石英的分化；中期：缩聚并伴随变形；后期： 在一定时间和一定温度下， 聚合和解聚达到平衡。6-2 简述影响熔体粘度的因素？答：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。6-3 名词解释（并比较其异同） 晶子学说和无规则网络学说 单键强 分化和缩聚 网络形成剂和网络变性剂答：晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶格变形的有序区域。 它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部分过渡是逐渐完成时，
2、二者没有明显界限。无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。 这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成， 而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。单键强： 单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。分化过程：架状SiOj断裂称为熔融石英的分化过程。缩聚过程： 分化过程产生的低聚化合物相互发生作用， 形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。即凡氧化物的单键能/熔点 0.74kJ/mo*者称为网 络形成剂。网络变性剂： 这类氧化物不能形成
3、玻璃， 但能改变网络结构， 从而使玻璃性质改变，即单键强/熔点 0.125kJ/molk者称为网络变形剂。6-4试用实验方法鉴别晶体 Si。2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同？答：利用X一射线检测。晶体SiO2一质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。SiO2熔体一内部结构为架状，近程有序，远程无序。SiO2玻璃一各向同性。硅胶一疏松多孔。6-5玻璃的组成是13wt%Na2。、13wt%CaO、74wt%SiQ,计算桥氧分数？解：Na2。CaOSiO2wt%131374mol0.210.231.23mol%12.613.873.6R=(12.6+13.8+73.6 X
4、2)/ 73.6=2.39 Z=4 . X=2R - Z=2.39 X 24=0.72Y=Z X= 4 - 0.72=3.28氧桥 =3.28/ ( 3.28 X 0.5+0.72 )=69.5%6-6有两种不同配比的玻璃，其组成如下:序号Na2O(wt%)AlzO/wt%)SiO2(wt%)181280212880试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？解：对于 1: Z=4 R=O/Si=2.55，Xi=2R-4=1.1 Yi=Z Xi= 4- 1.1=2.9对于 2: R2= O/Si=2.45，X2=2R2- 4=0.9 Y2= 4 X2= 4 - 0.9=3.1:丫1丫2 二序
5、号1的玻璃组成的粘度比序号 2的玻璃小。6-7在SiO2中应加入多少Na?。，使玻璃的O/Si=2.5 ,此时析晶能力是 增强还是削弱？解：设加入x mol的Na2。，而SiO2的量为y mol。则 O/Si= （x+2y） / y =2.5，x=y/2 即二者的物质量比为1:2时，O/Si=2.5。因为 O/Si 增加了，粘度下降，析晶能力增强了。6-8有一种平板玻璃组成为 14Na2O 13CaO-73SiQ （wt%重量百分比），其密度为2.5g/cm3,计算玻璃的原子堆积系数（AFP）为多少？计算该玻璃的结构参数值？解：该玻璃的平均分子量GM=0.14 X 62+0.13 X 56+0
6、.73 X 60.02=59.77在 1? 3 中原子数为n= p No/GM=2.5 X 0X 6.02 X 23/59.77 =0.252 个/? 3在 1? 3 原子所占体积V=0.0252 X 4/3 兀0.14X 分0.0398X0+60.73 X 0.39(0.14+0.13+0.73 X 2)为 1.32=0.4685AFP=0.46结构参数:Na2。CaOSiO2wt%141373mol0.230.231.22mol%13.713.772.6R=(13.7+13.7+72.6X 2)/ 72.6=2.38 Z=4 ，X=2R - Z=2.38 X 24=0.76Y=Z X= 4
7、 - 0.76=3.246-9试比较硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃在结构与性能上的差异。答：结构差异：硅酸盐玻璃：石英玻璃是硅酸盐玻璃的基础。 石英玻璃是硅氧四面体SiO4以顶角相连而组成的三维架状结构。由于Si-O-Si键角变动范围大，使石英玻璃中SiOj四面体排列成无规则网络结构。SiO2是硅酸盐玻璃中的主要氧化物。硼酸盐玻璃：B和O交替排列的平面六角环的 B-O集团是硼酸盐玻璃的重要基元，这些环通过BO B链连成三维网络。B2O3 是网络形成剂。这种连环结构与石英玻璃硅氧四面体的不规则网络不同，任何OB 三角体的周围空间并不完全被临接的三角体所填充，两个原子接近的可能性较小。性能差异：硅酸盐玻璃
8、：试剂和气体介质化学稳定性好、硬度高、生产方法简单等优点。硼酸盐玻璃： 硼酸盐玻璃有某些优异的特性。 例如： 硼酐是唯一能用以制造有吸收慢中子的氧化物玻璃； 氧化硼玻璃的转化温度比硅酸盐玻璃低得多； 硼对中子射线的灵敏度高， 硼酸盐玻璃作为原子反应堆的窗口对材料起屏蔽中子射线的作用。6-10 解释硼酸盐玻璃的硼反常现象？答：硼反常现象：随着Na2O （ R2O ）含量的增加，桥氧数增大，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O 含量达到15%16%时，桥氧又开始减少，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。硼反常现象原因： 当数量不多的碱金属氧化物同B2O3 一起熔融时，碱金属所提供的氧不像熔融SiO2 玻璃中作为非桥氧出现在结构中，而是使硼转变为由桥氧组成的硼氧四面体。致使B2O3 玻璃从原来二度空间层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络结构， 并使玻璃的各种物理性能变好。 这与相同条件下的硅酸盐玻璃性能随碱金属 或碱土金属加入量的变化规律相反。
