無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題

1、1、已知Mg2半徑為0.072nm，O2半徑為0.140nm，計算MgO晶體結(jié)構(gòu)的堆積系數(shù)與密度。解：MgO為NaCl型，O2做密堆積，Mg2填充空隙。=0.140nm，?2or?2Mgr=0.072nm，=4，晶胞中質(zhì)點體積：，Z22(4343)4oMgrr????????，晶胞體積=，堆積系數(shù)=晶胞中MgO體積晶胞體積)(2????rra3a=68.5%，密度=晶胞中MgO質(zhì)量晶胞體積=3.49gcm3。2、（1）一晶面在x、y、z

2、軸上的截距分別為2a、3b、6c，求出該晶面的米勒指數(shù)；（2）一晶面在x、y、z軸上的截距分別為a3、b2、c，求出該晶面的米勒指數(shù)。解：（1）∵h(yuǎn)：k：l=12：13：16=3：2：1，∴該晶面的米勒指數(shù)為（321）；（2）（321）3、設(shè)原子半徑為R，試計算體心立方堆積結(jié)構(gòu)的（100）、（110）、（111）面的面排列密度和晶面族的面間距。解：在體心立方堆積結(jié)構(gòu)中：Ra340?（100）面：面排列密度=??589.01632342?

3、???RR面間距=RRa155.13220??（110）面：面排列密度=??????833.02833243422????RRR面間距=RRa633.1322220??（111）面：面排列密度=????222423343160.340RR???????????面間距=Ra2230?4、臨界半徑比的定義是：緊密堆積的陰離子恰好互相接觸，并與中心的陽離子也恰好接觸的條件下，陽離子半徑與陰離子半徑之比。即每種配位體的陽、陰離子半徑比的下限。計

4、算下列配位的臨界半徑比：（a）立方體配位；（b）八面體配位；（c）四面體配位；（d）三角形配位。解：（1）立方體配位在立方體的對角線上正、負(fù)離子相互接觸，在立方體的棱上兩個負(fù)離子相互接觸。因此：]22[2222222）（）（）（）（?????????rrrrr7、試根據(jù)原子半徑R計算面心立方晶胞、六方晶胞、體心立方晶胞的體積。解：面心立方晶胞：3330216)22(RRaV???六方晶胞（13）：32202823)238()2(23RR

5、RcaV???????體心立方晶胞：33303364)34(RRaV???8、什么叫表面張力和表面能在固態(tài)下和液態(tài)下這兩者有何差別答：表面張力：垂直作用在單位長度線段上的表面緊縮力或?qū)⑽矬w表面增大一個單位所需作的功。表面能：恒溫、恒壓、恒組成情況下，可逆地增加物系表面積須對物質(zhì)所做的非體積功稱為表面能；液體：不能承受剪應(yīng)力，外力所做的功表現(xiàn)為表面積的擴(kuò)展，因為表面張力與表面能數(shù)量是相同的；固體：能承受剪切應(yīng)力，外力的作用表現(xiàn)為表面積的增

6、加和部分的塑性形變，表面張力與表面能不等。9、一般說來，同一種物質(zhì)，其固體的表面能要比液體的表面能大，試說明原因。解：同一種物質(zhì)，其液體固體的表面結(jié)構(gòu)不同，液體分子可自由移動，總是通過形成球形表面來降低其表面能；固體則不能，固體質(zhì)點不能自由移動，只能通過表面質(zhì)點的極化、變形、重排來降低系統(tǒng)的表面能，固體表面處于高能量狀態(tài)（由于表面力的存在）。10、MgO—Al2O3—SiO2系統(tǒng)的低共熔物放在Si3N4陶瓷片上，在低共熔溫度下，液相的表

7、面張力為900103Nm，液體與固體的界面能為600103Nm，測得接觸角為70.52，求（1）Si3N4的表面張力。（2）把Si3N4在低共熔溫度下進(jìn)行熱處理，測試其熱腐蝕的槽角60，求Si3N4的晶界能？解：（1）已知γLV=900103NmγSL=600103Nmθ=70.52γSV=γSLγLVcosθ=600103900103cos70.25=900.13103Nm（2）已知φ=60γSS=2γSVcosФ2=2900103c