武汉理工大学考研习题及答案--材料科学基础科目

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(3) 5 点 冷却过程

6 点 冷却过程

12 、解:(1) S1 不一致熔融二元化合物,高温稳定,低温分解 S2 一致熔融二元化合物

S3 不一致熔融二元化合物,低温稳定,高温分解 (2) 见图 (3) E1 ,过渡点, E2 ,单转熔点, E3 ,过渡点, E4 ,低共熔点, E5 ,低共熔点,(4)

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(5)在 E5 点出现液相,在 N 点所在温度完全熔融。

16 、解:(1) k 点开始出现液相,温度为 1455 ℃ ,连接 3k 交 CaO-C3S 线于 6 点 ,

线段长度可直接量取;

(2)急冷好, k 点将进行转熔过程 L +C3SC2S +C3A

这样C3S量会减少,急冷使转熔过程来不及进行,从而提高C3S含量; (3)AS2与CaCO3配料,不能得到 3 点矿物组成

3 点组成 66CaO 1.179mol 26SiO2 0.433mol 8Al203 0.078mol 化成 mol% 69.76% 25.62% 4.62% SiO2 mol%/Al203 mol%=5.55

题目中组成点 Al203 · 2SiO2 · 2H2O 与CaCO3配料, SiO2 mol%/Al203 mol%=2 :1

二者比较, SiO2 量不够,所以需加入 SiO2 。 设配料 100g ,含 66g CaO , 26g SiO2 , 8g Al203 66g CaO 化成CaCO3量 66/56 × 100=117.86g

8g Al203 化成 Al203 · 2SiO2 · 2H2O 量 8/102 × 258=20.24g AS2 · 2H2O 提供 SiO2 8/102 × 2 × 60=9.41g 还需 SiO2 量 20.24-9.41=10.83g

CaCO3 wt%=79.14% ,AS2· 2H2O wt%=13.59% , SiO2 wt%=7.27%

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17 、解:(1)该点位于△NC3S6 -NCS 5 -SiO2 中, Q 点附近β -CS 初晶区 对应无变量点 H 点 1:3:6+ α-石英 +L 1:1:5 配料在 827 ℃熔化,完全熔化为 1050 ℃左右 (2)加热到 1050 ℃ L→ β-CS 1000 ℃ L→1:3:6+ α-鳞石英 900 ℃ L→1:3:6+ α-石英

800 ℃ 加热到 800 ℃时未熔化,冷却到 800 ℃时三个晶相 1:3:6 1:1:5

(3)NC3S6 加热是不一致熔融,加热分解

1:3:6 析晶,先析出α-CS ,α -CS →β-CS , RQ 线上 L+ β-CS→1:3:6

1:3:6 加热到 RQ 界线与 CS-1:3:6 交点温度开始熔化(1050 ℃左右)分解出β-CS

18 、解:组成点确定下来,图中 M 点,△ MS-M 2 Al2S35 -SiO2 对应无变量点 1 点(1355 ℃)加热该组成点,于 1 点开始出现液相,液相组成点在 MS 与 SiO2 界线上移动,固相组成点在 MS-SiO2 连线上变化,以 M 点为支点连成杠杆,当 L%=35% 时,对应温度 1390 ℃,

L%=45% 时,对应温度 1430 ℃,烧成温度范围为 1390 ~ 1430 ℃。

19 、解: 50%AS2 30%KAS6 20%SiO2 组成点在△ QWD 中 3 点, 3 点位于初晶区,对应 E 点结晶结束 985 ℃ L SiO2 +A3S2 + KAS 6 ,加热组成为 3 物质,于 E 点开始

出现液相

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升温于 1250 ℃时,固相中有 SiO2 ·A3S2 及 L 相,液相组成点在莫来石与石英界线上(与 1250 ℃等温线交点),固相组成点在 SiO2 与A3S2 连线上,用杠杆规则计算。 20 、解: 40£S2 + 6% 液相

原始组成点在A3S2 初晶区,在A3S2 组点与 E 点连线上,在图中 12 点附近,过原始组成点做△ SiO2 -K20-Al203 各边平行线,确定出K2O 、 SiO2 、Al203百分含量

K20: wt%=4.12% Al203 : wt%=27.06% SiO2: wt%=68.82% 长石K2O ·Al203· 6SiO2 (94+102+360=556) 仅从长石中获得K2O

100gK2O: 4.12g Al203: 27.06g SiO2: 68.82g 4.12gK2O 化成长石 4.12/94 × 556=24.34g 24.34g 长石提供Al203 4.47g SiO2 15.79g

另需加Al203: 27.06-4.47=22.59g SiO2: 68.82-15.79=53.03g 长石 wt%=

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2、解:扩散的基本推动力是化学位梯度,只不过在一般情况下以浓度梯度的方式表现出来;扩散是从高化学位处流向低化学位处,最终系统各处的化学位相等。如果低浓度处化学势高,则可进行负扩散,如玻璃的分相过程。 3、解:看成一维稳定扩散,根据菲克第一定律

扩散系

数宏观表达式 D=D0exp(-Q/RT) D0=0.34×10-14m2/s

Q=4.5kcal/mol=4.5×103×4.1868J/mol=1.85×104J/mol R=8.314J/mol?K, T=300+273=573K

D=0.34×10-14exp(-3.88)=0.34×10-14×0.02=6.8×10-17m2/s

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=24.35

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