（4） 粘土的结合水量 小

大

（5） 泥浆的流动性 小 大

（6） 泥浆的稳定性 小 大

（7） 泥浆的触变性 大 小

（8） 泥浆的滤水性 大 小

（9） 泥浆的浇注时间 慢 快

（10） 坯体的形成速度 快 慢

（11） 泥浆的可塑性 大 小

【例5-7】用Na2CO3和Na2SiO3分别稀释同一粘土泥浆，试比较电解质加入量相同时，两种泥浆的流动性（注浆、过滤），触变性和坯体致密度。

【解】Na2CO3稀释的泥浆，流动性较差，注浆速率低，但触变性差，坯体致密度高。 原因：Na2CO3与Na2SiO3作稀释剂时，Na2SiO3的稀释效果好。

（1） SiO32－能游离出SiO2形成硅变溶胶，起溶胶保护剂作用，从而保护粘土胶 粒，抑制胶粒凝聚，

粘度降低 流动性增加。

（2） 由于天然粘土通常是Ca（或Mg）－粘土，加入稀释剂Na2CO3或Na2SiO3

后， 发生交换反应：

Ca－粘土 ＋ Na2CO3 → 2Na－粘土 ＋ CaCO3↓ （a）

Ca－粘土 ＋ Na2SiO3 → 2Na－粘土 ＋ CaSiO3↓ （b）

沉淀溶解度 CaCO3 > CaSiO3

（b）式反应更完全，能形成更多的Na－粘土，ζ 电位升高，粘度降低，流动

性增加。

（3） SiO32－为硅酸盐聚合阴离子，带负电，其表面几何形状与粘土颗粒边界相适 应，则易被吸附在粘土颗粒边面上（或吸附在版面上）。当粘土边面带正电荷时，它能有效 地中和边面正电荷；当粘土边面不带电荷时，它能被吸附在边面上使之带上负电荷。由于这 种聚合阴离子的作用，导致原来粘土颗粒间边－面、边－边结合转变为面－面排列，原来面 －面排列的颗粒间斥力进一步增加，则泥浆充分被稀释，粘度降低，流动性增加。

而虽然Na2CO3也是呈碱性，但相比之下，对粘土边－面、边－边结合的结构拆散 得不完全，则粘度增加，流动性降低，相应：触变性增加，坯体致密度增加。

第七章 固体中的扩散

【例7-1】什么叫扩散？在离子晶体中有几种可能的扩散机构？氧化物晶体中哪种扩散是主 要的，为什么？

【解】固体中的粒子（原子、离子或分子）由浓度高处迁移至浓度低处的现象称为扩散。

离子晶体中有五种可能的扩散机构：易位扩散、环形扩散、间隙扩散、准间隙扩散、 空位扩散。

氧化物晶体中空位扩散是最主要的扩散，原因：空位扩散所需活化能最小。

【例7-2】试说明扩散系数的定义、物理意义及量纲。

【解】扩散系数：表征物质扩散本领大小的一个重要参量，是物质的一个多性指标。

物理意义：单位浓度梯度、单位时间内通过单位面积所扩散的物质的量。

量纲：L2T－1（cm2/秒）

【例7-3】试分析具有肖特基缺陷的晶体中阴离子的扩散系数小以阳离子的扩散系数的原 因。

【解】在晶体中，阴离子半径较大，还常作密堆积，形成结构骨架。阳离子的半径较小，填 充于空隙中。则阳离子的肖氏缺陷（空位）的（形成能及）迁移能小与阳离子空位的（形成 能及）迁移能。

由

式中：：缺陷形成能 ：缺陷迁移能

因为Q增大所以D增大（） Q阳

则 D阳离子>D阴离子

【例7-4】扩散系数与哪些因素有关？为什么？为什么可以认为浓度梯度大小基本上不影响 D值，但浓度梯度大则扩散得快又如何解释？

【解】影响扩散系数D的因素：

（1）

T增大 ； D增大； Q增大； D减小；

（2） 扩散物质的性质

扩散粒子性质与扩散介质性质间差异越大，D值越大。扩散粒子半径越小，D值越 大。

（3） 扩散介质的结构：结构越致密，D越小。

（4） 位错、晶界、表面：

处于位错、晶界、表面处的质点，D较大。

D表面（10－7cm2/s）>D晶界（10－10 cm2/s）>D内部（10－14 cm2/s） （5）杂质（第三组元）：

第三组元与扩散介质形成化合物——对扩散离子产生附加键力，则D减小。 第三组元

不与扩散介质形成化合物——使扩散介质晶格产生畸变，则D增大。

（6）粘度： r减小 D增大

式中：T—温度 r—扩散粒子半径 η —扩散介 质系数

η 增大 D减小 即；扩散介质粘度越大，D越小。