8. 在（图10-36）中： (1).划分副三角形；

(2).用箭头标出界线上温度下降的方向及界线的性质； (3).判断化合物的性质；

(4).写出各无变量点的性质及反应式；分析M点的析晶路程，写出刚到达析晶终点时各晶相的含量。

解：（1）、（2）见图解；

（3）S1不一致熔融化合物，S2一致熔融化合物，S3不一致熔融化合物，S4不一致熔融化合物，S5一致熔融化合物，S6一致熔融化合物。 （4） E为单转熔点：L＋C ? S6＋S5 F为双转熔点：L ? S4－S6－S5 G为单转熔点：L＋S6? S3＋S4 H为单转熔点：L＋S4? S3＋S5

9. 分析相图（图10-37）中点1、2熔体的析晶路程。( 注：S、1、E 在一条直线上)。

解：熔体1具有穿相区的特征，液相在E3点反应完，固相只剩S一个相，所以穿过S相区，最终在E2点结束。

熔体2液相在E3点反应完，固相剩S和B两个相，无穿相区情况，最终在E2点结束。

10. 在Na2O-CaO-SiO2相图（图10-35）中： (1)划分出全部的副三角形；

(2)判断界线的温度变化方向及界线的性质； (3)写出无变量点的平衡关系式；

(4)分析并写出M点的析晶路程（M点在CS与NC3S6连线的延长线上，注意穿相区的情况）。

解：⑴、⑵见图解； ⑶见下表：

表10-14 Na2O-CaO-SiO2系统富硅部分的无变量点的性质 图中相平衡 点号 1 LNS+NS2+N2CS3 化学组成（wt％） 平衡性质 平衡温度（℃） Na2O Al2O3 SiO2 低共熔点 双升点 双升点 双升点 低共熔点 低共熔点 双降821 37.5 1.8 60.7 2 L+NC2S3 NS2+N2CS3 827 36.6 2.0 61.4 3 L+NC2S3 NS2+NC3S6 785 25.4 5.4 69.2 4 L+NC3S6 NS2+NCS5 785 25.0 5.4 69.6 5 L NS2+N3S8+ NCS5 755 24.4 3.6 72.0 6 7 L N3S8+ NCS5+S（石英） NCS5 755 827 22.0 3.8 19.0 6.8 74.2 74.2 L +S（石英）+NC3S6点 8 α石英α磷石英（存在L及NC3S6） L+βCS NC3S6 +S（石英） 晶型转变 双升点 双升点 晶型转变 晶型转变 870 18.7 7.0 74.3 9 1035 13.7 12.9 73.4 10 L+βCS NC2S3 + NC3S6 1035 19.0 14.5 66.5 11 αCSβCS（存在L及α磷石英） βCS（存在L及NC2S3） 1110 14.4 15.6 73.0 12 αCS1110 17.7 16.5 62.8 （4）M点位于△NC3S6－NS2－NCS5内，在4点析晶结束，最终晶相为：NC3S6、NS2NCS5。开始析出βCS，经过晶型转变、转熔等一系列反应，连穿三个相区，最终在4点析晶结束。

11. 一个陶瓷配方，含长石（K2O·Al2O3·6SiO2）39%，脱水高岭土（Al2O3·2SiO2）61%,在1200℃烧成。问：(1) 瓷体中存在哪几相？(2) 所含各相的重量百分数是多少？

解：在K2O-Al2O3-SiO2系统相图的配料三角形（图10-32）中根据长石与脱水高岭土的含量确定配料组成点，然后在产物三角形（图10-32）找最终平衡相，根据杠杆规则计算各相组成。

第十一章 扩 散

11-1 名词解释（试比较其同）

1．无序扩散：原子或离子的无规则扩散迁移运动发生在结构无序的非晶态材料中，称为无序扩散。

晶格扩散：原子或离子在晶体结构中不断地改变位置而出现由一处向另一处的无规则迁移运动，称为晶格扩散。

2．本征扩散：不含有任何杂质的物质中由于热起伏引起的扩散。

非本征扩散：由于杂质引入引起的扩散。

3．自扩散：一种原子或离子通过由该种原子或离子所构成的晶体中的扩散。

互扩散：两种或两种以上的原子或离子同时参与的扩散。

4．稳定扩散：是指扩散物质的浓度分布不随时间变化的扩散过程，使用菲克第一定律可解决稳定扩散问题。

不稳定扩散：是指扩散物质浓度分布随时间变化的一类扩散，这类问

题的解决应借助于菲克第二定律。

11-2 欲使Mg2+在MgO中的扩散直至MgO的熔点（2825℃）都是非本征扩散，要求三价杂质离子有什么样的浓度？试对你在计算中所作的各种特性值的估计作充分说明。（已知MgO肖特基缺陷形成能为6eV）Mg2+离子在MgO 晶体中以空位

???exp??E/2kT?式中E 为空位生成能，机构扩散，MgO 中肖特基空位浓度： VMg E=6ev ；MgO的熔点Tm=3098k。故当 MgO 加温至靠近熔点（TM=3098k）时肖特基

?6?1.602?10?19??6???exp???9.166?10空位浓度为： VMg 因空位扩散机??23?2?1.38?10?3000??????? ，所以欲使Mg2?在MgO中的扩散直至MgO的熔构的扩散系数Dmg/MgO?VMg??远大于热缺陷空位点均是非本征扩散，应使M3?离子产生的VMg??????]?9.166?10?6 [VMg??? 因此，M3?离子进入MgO晶格，将发生下面缺陷反应：2M?MgO???2MMg?VMg杂质离子M2?的浓度应远大于两倍的热缺陷空位浓度：

?M???2?9.166?103??6?1.8332?10?5

11-3 a) Ca2?/CaO:

T=1145℃,

1?103?0.705 , Dca2?/CaO?2.030?10?13 T1T=1393℃, ?103?0.600, Dca2?/CaO?4.920?10?12

T?D?D0exp??QRT? ? 2.03?10?13?D0exp??Q/8.314?1418?

4.92?10?12?D0exp??Q/8.314?1666? 解得： Q=6045kcal/mol D0=4.21×10-4cm2/sec

b) Al3?/Al2O3 1393℃(1666k) 1716℃(1989k) 1923k(自取)

1?103: 0.600 0.503 0.520 T D / 2.42×10-11 7.02×10-12

解方程组：

2.42×10-11=D0exp(-Q/8.314×1989) 7.02×10-12=D0exp(-Q/8.314×1923) 得 Q=142.6kcal/mol D0=1.16×105cm2/sec