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材料化学习题答案(完整版)

第二章

2.1 扩散常常是固相反应的决速步骤，请说明：

1) 在用MgO和Al2O3为反应物制备尖晶石MgAl2O4时，应该采用哪些方法加快

固相反应进行？

2) 在利用固相反应制备氧化物陶瓷材料时，人们常常先利用溶胶-凝胶或共沉

淀法得到前体物，再于高温下反应制备所需产物，请说明原因。

3) “软化学合成”是近些年在固体化学和材料化学制备中广泛使用的方法，请

说明“软化学”合成的主要含义，及其在固体化学和材料化学中所起的作用

和意义。

答：

1. 详见P6

A.加大反应固体原料的表面积及各种原料颗粒之间的接触面积；

B.扩大产物相的成核速率

C.扩大离子通过各种物相特别是产物物相的扩散速率。

2. 详见P7最后一段P8 2.2节一二段

固相反应中反应物颗粒较大，为了使扩散反应能够进行，就得使得反应温度

很高，并且机械的方法混合原料很难混合均匀。共沉淀法便是使得反应原料在高

温反映前就已经达到原子水平的混合，可大大的加快反应速度；

由于制备很多材料时，它们的组分之间不能形成固溶的共沉淀体系，为了克

服这个限制，发展了溶胶-凝胶法，这个方法可以使反应物在原子水平上达到均

匀的混合，并且使用范围广。

3. P22

“软化学”即就是研究在温和的反应条件下，缓慢的反应进程中，采取迂回

步骤以制备有关材料的化学领域。

2.2 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应很慢，怎样才能加快反应速

率？

答：P6

以MgO和Al2O3反应生成MgAl2O4为例，反应的第一步是生成MgAl2O4晶核，

其晶核的生长是比较困难的，Mg2 和Al3 的扩散速率是反应速率的决速步，因

为扩散速率很慢，所以反应速率很慢，加快反应速率的方法见2.1（1）。

第三章

（张芬华整理）

3.1 说明在简单立方堆积、立方密堆积、六方密堆积、体心立方堆积和hc型堆

积中原子的配位情况。

答：简单立方堆积、 6

立方密堆积、 12

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