无机材料习题.doc

1、简述传统及新型无机材料得分类?【解】传统无机材料就是指以SiO2及其硅酸盐化合物为主要成分制成得材料,因此亦称硅酸盐材料,主要有陶瓷、玻璃,水泥与耐火材料。此外,搪瓷,磨料,铸石(辉绿岩,玄武岩等)‘碳素材料’、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也属于传统得无机材料。新型无机材料就是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊得先进工艺制成得材料。主要包括新型陶瓷、特种玻璃、人工晶体、半导体材料、薄膜材料、无机纤维、多孔材料等。2、请解释为什么陶瓷材料通常就是绝缘体。【解】陶瓷原料主要为长石、粘土、高岭土、石英等,为典型得硅酸盐材料。陶瓷材料大多就是氧化物、氮化物、硼化物与碳化物等,一般为离子晶体,离子晶体中很难产生可以自由运动得电子,而导电需要有能够自由移动得电子,因此陶瓷材料一般不导电,就是绝缘体。3、Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨,为什么不用来做铁锤?【解】Al2O3陶瓷主要成分为αAl2O3,离子间以强力得AlO键连接,AlO键结合力很大,结构非常稳定,反映在宏观性质上硬度大,所以Al2O3陶瓷坚硬且耐磨。如果发生相对移动,将失去电平衡,离子键遭到破坏,其在受到冲击原子间不能产生滑移错位,能量无法分散,受力过大时离子间得距离增大,导致作用力急剧下降,晶体结构被破坏,宏观上表现为脆性,韧性差,抗压强度小。而铁锤需要承受巨大冲击力,故Al2O3陶瓷不能用来制造锤子。4、请说明无机材料得特点以及在国民经济与科学技术发展中得地位与作用。【解】(1)无机材料得特点:在晶体结构上,无机材料中质点间结合力主要为离子键、共价键或离子—共价混合键。这些化学键具有高建能、高键强、大极性得特点,赋予材料以高熔点、高强度、耐磨损、耐腐蚀、高硬度与抗氧化得基本属性。同时具有宽广得导电性、导热性与透光性以及优良得铁电性、铁磁性与压电;在化学组成上,随着无机新材料得发展,无机材料已不局限于硅酸盐,还包括其她含氧酸盐、氧化物、氮化物、碳与碳化物、硼化物、***化物、硫系化合物、硅、锗、ⅢⅥ族化合物等;在形态上与显微结构上,也日益趋于多样化,薄膜(二维)、纤维(一维)、纳米(零维)材料,多孔材料,单晶与非晶材料占有越来越重要得地位;在合成与制备上,为了取得优良得材料性能,新型无机材料在制备上普遍要求高纯度、高细度得原料,并在化学组成、添加物得数量与分布、晶体结构与材料微观结构上能精确加以控制;在应用领域上已成为传统工业技术改造与现代高新技术、新兴产业以及发展现代国防与生物医学所不可或缺得重要组成部分,广泛应用于化工、冶金、信息、通讯、能源、环境、生物、空间、军事、国防等各方面。(2)地位与作用:传统无机材料就是工业技术与基本建设所必须得基础材料,新型无机材料则就是现代高新术、新兴产业与传统工业技术改造得物质基础,也就是发展现代国防与生物医学所不可缺少得重要部分,它本身也被视为当代新技术得核心而普遍受到重视。①促进科学技术得发展 在科学技术发展中,无机材料占有十分重要得地位。②推动工业及社会得进步 无机材料对建立与发展新技术产业、改造传统工业、节约资源、节约能源与发展新能源都起着十分重要得作用。③巩固国防与发展军用技术 当今世界得军备竞争早已不着眼于武器数量上得增加,而就是武器性能与军用技术得抗衡。在武器与军用技术得发展上,无机新材料及以之为基础得新技术占有举足轻重得地位。④推动生物医学得发展 用于生物医学得无机材料统称为生物陶瓷,它得性能一方面必须满足人体相应组织或器官功能得需要,另一方面又必须与周围组织得生理、生化特征相容。碳、氧化铝、氧化钽羟基磷酸钙、磷酸钠、玻璃、复合材料及涂层等无机材料已应用于人工心瓣、人工膝关节与髋关节、牙齿植入等。据调查,20世纪90年代日本生物陶瓷市场年增长率为30%,居各种无机材料之首。这就是因为随着人们生活得改善,对生物陶瓷得需求将日益增加得缘故。  4、定性描述晶体结构得参量有哪些?定量描述晶体结构得参量又有哪些?    答:定性:对称轴、对称中心、晶系、点阵。定量:晶胞参数。  5、依据结合力得本质不同,晶体中得键合作用分为哪几类?其特点就是什么?    答:晶体中得键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键与氢键。    离子键得特点就是没有方向性与饱与性,结合力很大。共价键得特点就是具有方向性与饱与性,结合力也很大。金属键就是没有方向性与饱与性得得共价键,结合力就是离子间得静电库仑力。范德华键就是通过分子力而产生得键合,分子力很弱。氢键就是两个电负性较大得原子相结合形成得键,具有饱与性。    6、等径球最紧密堆积得空隙有哪两种?一个球得周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙?     答:等径球最紧密堆积有六方与面心立方紧密堆积两种,一个球得周围有8个四面体空隙、6个八