材料科學基礎(chǔ)6習題and答案

1、第六章第六章相平衡和相圖相平衡和相圖61名詞解釋略62什么是吉布斯相律？它有什么實際意義？略去63固體硫有兩種晶型，即單斜硫、斜方硫，因此，硫系統(tǒng)可能有四個相，如果某人實驗得到這四個相平衡共存，試判斷這個實驗有無問題？圖61圖6264如圖61是鈣長石（CaAl2Si2O）的單元系統(tǒng)相圖，請根據(jù)相圖回答：（1）六方、正交和三斜鈣長石的熔點各是多少？（2）三斜和六方晶型的轉(zhuǎn)變是可逆的還是不可逆的？你是如何判斷出來的？（3）正交晶型是熱力學穩(wěn)

2、定態(tài)？還是介穩(wěn)態(tài)？65圖62是具有多晶轉(zhuǎn)變的某物質(zhì)的相圖，其中DEF線是熔體的蒸發(fā)曲線。KE是晶型I的升華曲線；GF是晶型II的升華曲線；JG是晶型III的升華曲線，回答下列問題：（1）在圖中標明各相的相區(qū)，并寫出圖中各無變量點的相平衡關(guān)系；（2）系統(tǒng)中哪種晶型為穩(wěn)定相？哪種晶型為介穩(wěn)相？（3）各晶型之間的轉(zhuǎn)變是可逆轉(zhuǎn)變還是不可逆轉(zhuǎn)變？66在SiO2系統(tǒng)相圖中，找出兩個可逆多晶轉(zhuǎn)變和兩個不可逆多晶轉(zhuǎn)變的例子。67C2S有哪幾種晶型？在加

3、熱和冷卻過程中它們?nèi)绾无D(zhuǎn)變？βC2S為什么能自發(fā)地轉(zhuǎn)變成γC2S？在生產(chǎn)中如何防止βC2S轉(zhuǎn)變?yōu)棣肅2S？612已知A和B兩組成構(gòu)成具有低共熔點的有限固溶體的二元系統(tǒng)。試根據(jù)下列實驗數(shù)據(jù)繪制粗略相圖。已知A的熔點為1000℃，B熔點為700℃。含B為25mol％的試樣在500℃完全凝固，其中含73.3mol％初晶相SA（B）和26.7mol％（SA（B）＋SB（A））共生體。含B為50mol％的試樣在同一溫度下凝固完畢，其中含40mol

4、％初晶相SA（B）和60mol％（SA（B）＋SB（A））共生體，而SA（B）相總量占晶相總量的50％。實驗數(shù)據(jù)均在達到平衡狀態(tài)時測定。613根據(jù)Al2O3－SiO2系統(tǒng)相圖說明：（1）鋁硅質(zhì)耐火材料：硅磚（含SiO2＞98％）、粘土磚（含Al2O335％～50％）、高鋁磚（含Al2O360％～90％）、剛玉磚（含Al2O3＞90％）內(nèi)，各有哪些主要的晶相？（2）為了保持較高的耐火度，在生產(chǎn)硅磚時應(yīng)注意什么？（3）若耐火材料出現(xiàn)40％的

5、液相便軟化不能使用，試計算含40mol％Al2O3的粘土磚的最高使用溫度。614根據(jù)CaO－SiO2系統(tǒng)相圖回答下列問題：（1）若以含CaO80％的熔體1000g冷卻到2150℃以后（溫度即將離開2150℃時），會獲得何種產(chǎn)物？這些產(chǎn)物的量各為多少？（2）若以CaO、SiO2二組元配料，加熱至熔融后再冷卻，要求產(chǎn)物中只有C2S和C3S，則配料范圍應(yīng)選在哪里？若平衡冷卻能達到目的嗎？為什么？應(yīng)采取什么措施？615在CaO－SiO2和Al2

6、O3－SiO2系統(tǒng)中，SiO2的液相線都很陡，解釋為什么在硅磚生產(chǎn)中可摻入少量CaO做礦化劑不會降低硅磚的耐火度，而在硅磚中卻要嚴格防止混入Al2O3，否則便會使硅磚耐火度大大下降。616加熱粘土礦物高嶺石（Al2O32SiO22H2O）至600℃時，高嶺石分解為水蒸氣和Al2O32SiO2，繼續(xù)加熱到1595℃時會發(fā)生什么變化？在該溫度下長時間保溫達到平衡，系統(tǒng)的相組成如何？當系統(tǒng)生成40％液相時，應(yīng)達到什么溫度？在什么溫度下該粘土完