无机材料科学基础第九章答案 本文关键词：材料科学，第九章，无机，答案，基础
无机材料科学基础第九章答案 本文简介：第九章答案9-2什么叫相变？按照相变机理来划分，可分为哪些相变?解：相变是物质系统不同相之间的相互转变。按相变机理来分，可以分为扩散型相变和非扩散型相变和半扩散型相变。依靠原子或离子长距离扩散进行的相变叫扩散型相变。非扩散型型相变指原子或离子发生移动，但相对位移不超过原子间距。9-3分析发生固态相变
无机材料科学基础第九章答案 本文内容：
第九章答案
9-2什么叫相变？按照相变机理来划分，可分为哪些相变?
解：相变是物质系统不同相之间的相互转变。按相变机理来分，可以分为扩散型相变和非扩散型相变和半扩散型相变。依靠原子或离子长距离扩散进行的相变叫扩散型相变。非扩散型型相变指原子或离子发生移动，但相对位移不超过原子间距。
9-3分析发生固态相变时组分及过冷度变化相变驱动力的影响。
解：相变驱动力是在相变温度下新旧相的体自由能之差（），而且是新相形成的必要条件。当两个组元混合形成固溶体时，混合后的体系的自由能会发生变化。可以通过自由能-成分曲线来确定其相变驱动力的大小。过冷度是相变临界温度与实际转变温度之差，相变形核的热力学条件是要有过冷度。已知驱动力与过冷度之间的关系是：,这进一步说明了形核的热力学条件。
9-4马氏体相变具有什么特征？它和成核－生成相变有何差别?
解：马氏体相变是替换原子经无扩散切变位移(均匀或不均匀)并由此产生形状改变和表面浮凸、曾不变平面应变特征的一级形核、长大的相变。
特征：具有剪切均匀整齐性、不发生原子扩散、相变速度快、相变有一定范围、有很大的切变型弹性应变能。
成核－生长过程中存在扩散相变，母相与晶相组成可相同可不同，转变速度较慢，无明显的开始和终了温度。
9-5试分析应变能及表面能对固态相变热力学、动力学及新相形状的影响。
解：物质的表面具有表面张力σ,在恒温恒压下可逆地增大表面积dA,则需功σdA,因为所需的功等于物系自由能的增加,且这一增加是由于物系的表面积增大所致,故称为表面自由能或表面能。应变能和表面能可以影响相变驱动力的大小，和新相的形状。
9-6请分析温度对相变热力学及动力学的影响。
解：当温度降低，过冷度增大，成核势垒下降，成核速率增大，直至达到最大值；当温度继续下降，液相粘度增加，原子或分子扩散速率下降。温度过高或过低对成核和生长速率均不利，只有在一定的温度下才有最大成核和生长速率。
9-7调幅分解与脱溶分解有何异同点？调幅分解所得到的显微结构与性能有何特点？
解：调幅分解通过扩散偏聚由一种固溶体分解成与母相结构相同而成分不同的两种固溶体。
脱溶分解是从过饱和固溶体中析出第二相的过程。
它们的主要区别如下：
（１）调幅分解属于连续型相变。它是一种无热力学能垒、无形核的固态相变。脱溶分解是形核－长大型相变，有热力学能垒，有形核过程。
（２）调幅分解初期，母相内的成分起伏是逐步建立起来的，两相的成分随时间增加而连续变化并曾正弦波分布规律，最后达到平衡相成分。脱溶分解的晶核一旦在母相中形成，其成分就是平衡相的成分，以后变化不大。
（３）调幅分解在母相中均匀的发生；脱溶分解晶核一般在晶体缺陷处形成。
（４）调幅分解中的增幅过程是通过上坡扩散。沉淀相晶核的形成是通过下坡扩散。
（５）调幅分解中的两个偏聚区曾不明晰共格界面。沉淀相与母相曾明细界面。
（６）调幅分解组织结构规则，脱溶分解组织的均匀性较差。
相同点：都是通过溶质的扩散而进行。
调幅分解所得到的显微结构通常曾准周期性和互连性的成分调制结构或海绵状组织，组织均匀细密，只有在电镜下才能分辨。
9-8当一种纯液体过冷到平衡凝固温度（T0）以下时，固相与液相间的自由焓差越来越负。试证明在温度T0附近随温度变化的关系近似地为：，式中?HV球形的表面积
则
9-16铜的熔点Tm＝1385k，在过冷度△T＝0.2Tm的温度下，通过均相成核得到晶体铜。计算该温度下的临界核胚半径及临界核胚的原子数。（?H＝1628J/cm3、γ＝1.77×10－5J/cm2，设铜为面心立方晶体，a＝0.3615nm）
解：由,晶核体积为，晶胞的体积为，则晶胞的个数为
将已知条件代入，得：J/cm3
m=1.087nm
则临界核胚的原子数为
个
9-17图9-1为晶核的半径r与△G间的关系，现有不同温度的三条曲线，请指出哪条温度最高？哪条温度最低？并说明理由。
图9-1△G~r关系曲线
解：晶核的半径相同时
篇2：材料科学领域专利审查时有关创造性判断的技术分析
材料科学领域专利审查时有关创造性判断的技术分析 本文关键词：材料科学，创造性，时有，审查，判断
材料科学领域专利审查时有关创造性判断的技术分析 本文简介：材料科学领域专利审查时有关创造性判断的技术分析马彩霞马彩霞，（1977-），女，山西运城人，副研究员，四级专利审查员，主要从事催化剂领域的专利审查工作。联系方式：[email protected]2*通讯作者，薛永兵，联系方式：[email protected]薛永兵2*（1.国家知识产权局专利局材
材料科学领域专利审查时有关创造性判断的技术分析 本文内容：
材料科学领域专利审查时有关创造性判断的技术分析
马彩霞
马彩霞，（1977-），女，山西运城人，副研究员，四级专利审查员，主要从事催化剂领域的专利审查工作。
联系方式：[email protected]
2*通讯作者，薛永兵，联系方式：[email protected]
薛永兵2*
（1.
国家知识产权局专利局材料工程发明审查部，北京，100088；2太原科技大学化学与生物工程学院，太原，030021；）
摘要：
在国内外的专利审查中，创造性的判断一直是实质审查工作中的难点和争议点。本文通过材料科学领域的真实案例，从发明与对比文件1的区别点、发明实际要解决的技术问题、对比文件给出的技术启示的判断以及预料不到的技术效果等方面对创造性的判断进行了技术分析，思考和总结了专利审查中有关创造性判断中需要注意的问题，有助于进一步全面、客观地进行创造性判断和审查，也为专利申请人和科技工作者撰写和申请专利提供参考和借鉴。
关键词：专利审查，创造性，技术分析，材料领域
一、引言
在专利审查工作中，创造性审查是一个敏感而又难以把握的问题，创造性判断标准的把握关系到授予专利权的稳定性，因而成为衡量审查质量的关键因素。
由于创造性判断的难点和争议点最终都会落在对技术的讨论上，因此本文以审查过程中的真实案例，从发明与对比文件1的区别点、实际要解决的技术问题、对比文件给出的技术启示的判断以及预料不到的技术效果等方面对创造性的判断进行了技术分析，思考和总结了专利审查中有关创造性判断中需要注意的问题，有助于进一步全面、客观地进行创造性判断和审查，也为专利申请人和科技工作者撰写和申请专利提供参考和借鉴。
在介绍案例之前，根据专利法和《专利审查指南2010》，对专利审查工作中的一些术语进行介绍。
发明的创造性：是指与现有技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著进步。其中突出的实质性特点是指发明相对于现有技术是非显而易见的。如果发明是所属领域的技术人员在现有技术的基础上仅仅通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验就可以得到，则该发明就是显而易见的，不具备突出的实质性特点；此外，显著的进步，是指发明与现有技术相比能够产生有益的技术效果。例如，发明克服了现有技术中存在的缺点和不足，或者为解决某一技术问题提供了一种不同构思的技术方案，或者代表某种新的技术发展趋势。
所属技术领域的技术人员（本领域技术人员）：是指一种假设的“人”，假定他知晓申请日或优先权日之前所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，但他不具有创造能力。如果所要解决地技术问题能够促使本领域地技术人员在其他技术领域寻找技术手段，他也应具有从该其他技术领域中获知该申请日或优先权日之前地相关现有技术、普通技术知识和常规实验手段的能力。
二、催化剂领域的典型案例分析
案例1
申请号：200680050752.2
公开号：CN101356005A
该申请权利要求1的技术方案为：
一种排气净化用催化剂，其特征在于，在实质上具有钙钛矿型晶体结构并由下述式所表示的复合氧化物上担载有至少选自Pt、Pd和Rh的1种或2种以上的元素，
AαB1-xB′xO3-δ
.
式中，A表示实质上选自Ba和Sr的1种元素或2种元素的组合，B表示实质上选自Fe和Co的1种元素或2种元素的组合，B′表示实质上选自Nb、Ta和Ti的1种元素或2种以上的元素的组合，α为0.95～1.05，x为0.05～0.3，δ是为满足电荷中性条件而确定的值。
美国专利局审查员给出的审查意见认为该权利要求不具备创造性。理由如下：对比文件（JP11-342336A）也公开了一种废气净化催化剂，其中的复合氧化物是具有下式的实质上是钙钛矿型的晶体结构，AM1-XEXO3±Z，其中，A表示Ba和Sr，M表示Fe和Co，E表示Nb、Ta，0 从表面上看，美国专利局审查员给出的审查意见有理有据，但是根据催化剂领域的发明特点，从催化剂产品的组成和结构的区别点入手，结合所解决的技术问题和技术效果方法，就会发现其创造性的判断存在问题。 第一，从技术上分析，本申请与对比文件共同的催化剂成分钙钛矿复合氧化物在对比文件1中和在本发明中所起的作用不同，催化的反应不同，效果也不同。 对比文件1： （1）作用：钙钛矿复合氧化物本身就是催化剂； （2）反应：其催化的化学反应为NOx直接分解反应，NOx—N2+O2，该反应难于进行，反应过程中不存在还原剂，可以在有氧或无氧环境中反应， （3）效果：无氧条件中反应效果好，有氧条件下下为800℃下，NOx转化率可以达15％。 本发明: (1)作用：钙钛矿复合氧化物在催化剂中的作用为催化剂载体，其上负载Pt、Pd或Rh中的一种或几种为活性组分。 (2)反应：作为三效（将CO和HC氧化为CO2和水，将NOx还原成氮气）催化剂。排气净化反应中，其反应原料中含有氧气（空气），有关反应如下： 氧化反应： 2CO+O2—2CO2 4HC+5O2—4CO2+2H2O 2NO+2CO－2CO2+N2 HC+NO2—CO2+H2O HC+NO—N2+CO2+H2O 还原反应： 2NO+CO—N2+CO2 2NO+HC-N2+2H2O 其中NOx是依靠还原剂（CO，HC）发生氧化还原反应还原成N2的，而不是直接分解。 （3）效果：233℃，NOx转化率90％。 从以上分析中可以看出，对比文件1中的化学反应与权利要求1中的化学反应是截然不同的，一个是NOx的直接分解为N2和O2，一个是NOx在还原剂（HC或CO）的作用下发生氧化还原反应生成N2和CO2或水。对比文件1中的复合氧化物与本发明权利要求1中的复合氧化物在催化剂中的作用也是不同的，一个本身就是催化剂，另一个是催化剂中的载体，反应条件和结果差异很大（对比文件1：800摄氏度，转化率15％；本申请：233摄氏度，转化率90％）。 第二，对比文件1与上述的公知常识无法结合来评价本申请权利要求1的创造性。 首先，根据上述技术分析可知，本申请与对比文件共同的催化剂成分钙钛矿复合氧化物在对比文件1中和在本发明中所起的作用不同和催化的反应是不同的，即钙钛矿复合氧化物在对比文件1中和在本发明中所解决的技术问题是不同的。在现有技术中有将某些稀土型钙钛矿复合氧化物作为载体，负载铂系金属，用于排气的净化。但是，其钙钛矿组成中必须含有昂贵的稀土元素才能达到好的催化效果，因为现有技术中认为，不含有稀土的钙钛矿作为载体，由于没有储氧能力，催化效果很差。因此，本领域的技术人员不能从现有技术中获得将不含稀土元素的钙钛矿复合氧化物作为载体的技术启示。 因此根据对比文件1的公开内容和现有技术，本领域技术人员不会想到采用本申请的技术方案克服现有技术的偏见，把对比文件1中所述的用于NOx直接分解的不含有稀土钙钛矿复合氧化物催化剂作为三效催化剂的载体； 另外，美国专利局的审查员认为：虽然JP11-342336没有明确记载其上负载Pt、Pd和Rh的一种或两种以上的元素，但是在本领域，用Pt、Pd和Rh作为废气脱氮活性成分是公知常识。 Pt、Pd和Rh作为废气脱氮催化剂的活性成分是有具体的使用条件的，本申请和对比文件1从大的领域上说，都是废气净化，但是从上述技术分析可知二者具体的反应类型和催化工艺条件完全不同。在现有技术中，没有Pt、Pd和Rh在NOx直接分解反应具有活性的记载，本领域的技术人员根据这些金属的性质也无法推测出该类金属可用于NOx直接分解。因此，本领域技术人员在看到对比文件1后，不会有动机去尝试在本身催化效果较好的钙钛矿复合氧化物催化剂上负载没有氮氧化物直接分解活性且价格高昂的Pt、Pd和Rh金属。此外，在催化剂领域中，催化剂的催化作用是活性成分与载体之间协同作用的结果，并不是简单的1+1的关系，本领域技术人员也无法预料将常用的脱氮活性组分Pt、Pd和Rh金属负载在不含稀土的钙钛矿复合氧化物上就能取得好的同时脱HC、CO和NOx的三效催化剂的效果。 从本案例的上述分析中可以看出，审查员站在本领域技术人员的角度，在没有看到本申请内容的情况下，不会产生将上述公知常识结合到对比文件1中的动机和启示，因此本申请具有创造性。 案例2 申请号：201110025318.1，公开号：CN102139233A 该申请权利要求1的技术方案为： 一种保护具有微米和/或纳米多级结构的催化剂的方法，包括如下步骤：在所述具有微米和/或纳米多级结构的催化剂表面包覆一层二氧化硅层。 从属权利要求9中的技术方案为：根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述具有微米和/或纳米多级结构催化剂中的多级结构为一维结构、二维结构或三维结构 负责质检的质检员的观点认为：本申请虽然记载是多极结构的催化剂，但是在本申请权利要求9中记载了“所述具有微米和/或纳米多级结构催化剂中的多级结构为一维结构、二维结构或三维结构。” 在对比文件2（“界面组长控制的碳纳米管/有序介孔氧化硅核壳纳米线”，张磊 等，《科学通报》，第53卷，第17期，20080916）中公开了一种制备碳纳米管/有序介孔氧化硅核壳纳米线的方法，其中所述具有一维线状结构的碳纳米管为核，以介孔氧化硅为壳，即氧化硅包覆碳纳米管催化剂。由于本领域技术人员无法确定本申请多级结构中的一维结构与碳纳米管的一维结构的区别，因此推定二者是相同的；另外，纳米颗粒包覆二氧化硅保护层为现有技术，本领域技术人员很容易想到在组合后的纳米材料上包袱二氧化硅保护层，因此，即使本申请所述多级结构与现有的普通纳米颗粒不同，本领域技术人员对其进行二氧化硅包覆也是显而易见的。因此本申请权利要求1和9不具备创造性。 但深入理解本申请和对比文件，就会发现上述有关创造性的判断比较武断，同样从催化剂产品的组成和结构的区别点入手，结合所解决的技术问题来判断本申请的创造性。 首先对纳米多级结构材料的概念进行解释， 纳米多级结构材料又称为纳米组装材料或纳米尺度的图案材料，其基本内涵式以纳米颗粒以及他们组成的纳米丝，管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系，其中包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系等。纳米颗粒，丝，管为结构规整的有序排列。以氧化锌的纳米粒子为例，纳米氧化锌粒子经组装后可形成（1）纳米线、纳米管等一维结构，（2）纳米片、纳米花形式的二维结构，以及（3）纳米球等形式的三维结构。 然后根据对比文件2和现有技术来判断其创造性。 对比文件2中公开的技术方案是对一维的碳纳米管进行包覆。 碳纳米管作为一个一维晶体，其是由碳原子之间通过共价键形成的完整的结构（图1），该结构内部的组成是统一的； 而本申请所述微米和/或纳米多级结构的精髓在于组装，是由独立的纳米颗粒，通过颗粒间弱的相互作用结合、组装形成的并具有一定图案（图2），其内部可包含各种形式的纳米颗粒、纳米线或纳米片等；纳米颗粒之间的作用力为范德华力、静电作用力或氢键作用力，与碳纳米管晶体中碳原子之间的共价键完全不同。由此可见，对比文件2中的碳纳米管的结构与本申请所述微米和/或纳米多级结构的催化剂是不同的。 图1碳纳米管的一维晶体结构 （Fig.1 One dimensional crystal structure of carbon nanotubes） 图2 以ZnO为例的纳米多极结构 Fig.2 Nanometer hierarchical structure of ZnO 此外，众所周知，碳纳米管可作为防弹衣的基本材料，其可承受100万个大气压的压力而不破碎，由此可以看出碳纳米管具有超高的机械强度（参见“碳纳米管的制备及应用进展”，周健波）。因此在采用碳纳米管作为原料时本领域技术人员无需考虑其在搅拌时是否“易碎”的问题。对比文件2中对碳纳米管进行氧化硅包覆的目的只是为了对其表面进行改性，提高其分散性。 而本申请中采用SiO2对纳米多级结构的材料进行包覆，主要是针对多级结构本身结构稳定性较差，采用包覆的目的是保护具有纳米多级结构的催化剂，提高其机械强度。现有技术中公开的对纳米材料的包覆目的是改变纳米材料的表面性质，如可有效防止纳米颗粒团聚，使其分散性好等，并未给出为增强纳米材料的机械强度可采用SiO2对其进行包覆的技术启示。当本领域技术人员面临如何提高多级纳米结构机械强度这一技术问题时，不可能想到采用现有技术中采用SiO2对多级纳米材料进行包覆。因此认为该申请的权利要求1具备创造性。 三、 结论和建议 通过上述创造性判断案例的技术分析，可以看出在判断一个申请是否具备创造性时，除仔细阅读和理解申请文件与对比文件，准确确定二者之间的区别特征外，还要从该区别特征的作用、应用以及能产生的技术效果等多方面综合考虑来确定该区别特征实际解决的技术问题，如果对比文件或现有技术中给出的技术启示很明确，即所述区别特征就是用于解决上述技术问题的技术手段，则本申请相对于对比文件结合现有技术给出的技术启示是显而易见的，不具备专利法规定的创造性的。反之，如果对比文件或现有技术中不能给出如上的技术启示，则本申请应当是具备创造性。 对于专利审查工作者来说，通过申请文件与对比文件确定的区别特征，以及通过综合考虑该区别特征的作用、应用以及能产生的技术效果来确定该区别特征实际解决的技术问题，然后从现有技术中寻找通过所述区别特征来解决所述技术问题的技术启示的思路来判断申请文件的创造性是比较客观的。此外，虽然专利法中规定审查员应站在本领域技术人员的角度来判断创造性，但作为具有主观意识的个体的人，在创造性的认定中，难免会因为自身对本领域技术掌握的程度、对技术的理解分歧等原因导致对创造性的判断不一致，因此审查员在审查工作中，特别是审查交叉领域的申请案件时，应多阅读本领域相关知识，拓宽自己的知识面，同时降低自己的创造能力，努力站在本领域技术人员的角度来判断创造性，从而使创造性的审查标准尽可能统一。 同样，对于申请专利保护的科技工作者而言，面对审查员质疑的创造性问题时，也应当对“发明实际解决的技术问题”高度重视。首先认真思考审查员确定的区别特征和“发明实际解决的技术问题”是否准确恰当，然后分析审查员所用的对比文件或现有技术是否给出了解决所述技术问题达到技术效果的技术启示等方面，来修改申请文件或有理有据地阐述发明具备创造性的理由。 Technical Analysis about the Inventive Step in Patent Examination in Material Field Ma Caixia1,Xue Yongbing2 1. Material & Engineering Examination Dept.,State Intellectual Property Office of China,The Patent Office,Beijing,100088,P. R. China 2. School of Chemical & Biological Technology,Taiyuan University of Science & Technology,Taiyuan,030021,P. R. China Abstract： it is always difficult and controversial for estimating or evaluating the inventive step in patent examination all over the world. In this article,it is technically analyzed about the inventive step basis on the differences through the true patent case in material field,mainly discussed the objective technical problem and unexpected effects for the decision of the priority . Some advices were proposed for the patent examination and for the applicant. Keywords: patent examinaton， the inventive step ，technical analysis，material field 作者简介，马彩霞（1977-），女，山西运城人，副研究员，四级专利审查员，主要从事催化剂领域的专利审查工作。 联系方式：msmmcx@163.com 或13718402195 E-mail：tykjdxxyb@163.com 篇3：无机材料科学基础课后习题答案10 无机材料科学基础课后习题答案10 本文关键词：材料科学，课后，无机，习题，答案 无机材料科学基础课后习题答案10 本文简介：1.解释下列名词：凝聚系统，介稳平衡，低共熔点，双升点，双降点，马鞍点，连线规则，切线规则，三角形规则，重心规则。解：凝聚系统：不含气相或气相可以忽略的系统。介稳平衡：即热力学非平衡态，能量处于较高状态，经常出现于硅酸盐系统中。低共熔点：是一种无变量点，系统冷却时几种晶相同时从熔液中析出，或加热时同 无机材料科学基础课后习题答案10 本文内容： 1. 解释下列名词：凝聚系统，介稳平衡，低共熔点，双升点，双降点，马鞍点，连线规则，切线规则，三角形规则，重心规则。 解：凝聚系统：不含气相或气相可以忽略的系统。 介稳平衡：即热力学非平衡态，能量处于较高状态，经常出现于硅酸盐系统中。 低共熔点：是一种无变量点，系统冷却时几种晶相同时从熔液中析出，或加热时同时融化。 双升点：处于交叉位的单转熔点。 双降点：处于共轭位的双转熔点。 马鞍点：三元相图界线上温度最高点，同时又是二元系统温度的最低点。 连线规则：将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点。 切线规则：将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交点在连线的延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，远离交点的晶相被回吸。 三角形规则：原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。 重心规则：如无变点处于其相应副三角形的重心位，则该无变点为低共熔点：如无变点处于其相应副三角形的交叉位，则该无变点为单转熔点；如无变点处于其相应副三角形的共轭位，则该无变点为双转熔点。 2. 从SiO2的多晶转变现象说明硅酸盐制品中为什么经常出现介稳态晶相？ 解：在573℃以下的低温，SiO2的稳定晶型为b －石英，加热至573℃转变为高温型的a －石英，这种转变较快；冷却时在同一温度下以同样的速度发生逆转变。如果加热速度过快，则a －石英过热而在1600℃时熔融。如果加热速度很慢，则在870℃转变为a －鳞石英。a －鳞石英在加热较快时，过热到1670℃时熔融。当缓慢冷却时，在870℃仍可逆地转变为a －石英；当迅速冷却时，沿虚线过冷，在163℃转变为介稳态的b －鳞石英，在117℃转变为介稳态的g －鳞石英。加热时g －鳞石英仍在原转变温度以同样的速度先后转变为b －鳞石英和a －鳞石英。a －鳞石英缓慢加热，在1470℃时转变为a －方石英，继续加热到1713℃熔融。当缓慢冷却时，在1470℃时可逆地转变为a －鳞石英；当迅速冷却时，沿虚 线过冷，在180～270℃转变为介稳状态的b －方石英；当加热b －方石英仍在180～270℃迅速转变为稳定状态的a －方石英。熔融状态的SiO2由于粘度很大，冷却时往往成为过冷的液相－－石英玻璃。虽然它是介稳态，由于粘度很大在常温下可以长期不变。如果在1000℃以上持久加热，也会产生析晶。熔融状态的SiO2，只有极其缓慢的冷却，才会在1713℃可逆地转变为a －方石英。对SiO2的相图进行分析发现，SiO2的所有处于介稳状态的熔体的饱和蒸汽压都比相同温度范围内处于热力学稳定态的熔体的饱和蒸汽压高。而理论和实践证明，在给定的温度范围，具有最小蒸汽压的相一定是最稳定的相。所以由于晶型转变速度不同，在不同的加热或冷却速率下，硅酸盐制品中经常出现介稳态晶相。 3. SiO2具有很高的熔点，硅酸盐玻璃的熔制温度也很高。现要选择一种氧化物与SiO2在800℃的低温下形成均一的二元氧化物玻璃，请问，选何种氧化物？加入量是多少？ 解：根据Na2O－SiO2系统相图可知最低共熔点为799℃。故选择Na2O能与SiO2在800℃的低温下形成均一的二元氧化物玻璃。 4. 具有不一致熔融二元化合物的二元相图〔图10-12（c）〕在低共熔点E发生如下析晶过程：LA+C，已知E点的B含量为20%，化合物C的B含量为64%。今有C1，C2两种配料，已知C1中B含量是C2中B含量的1.5倍，且在高温熔融冷却析晶时，从该二配料中析出的初相（即达到低共熔温度前析出的第一种晶体）含量相等。请计算C1，C2的组成。 解：设C2中B含量为x,则C1中B含量为1.5x，由题意得： 所以C1组成B含量为26％，C2组成B含量为17.3％。 5. 已知A，B两组分构成具有低共熔点的有限固溶体二元相图〔图10-12（i）〕。试根据下列实验数据绘制相图的大致形状：A的熔点为1000℃，B的熔点为700℃。含B为0.25mol的试样在500℃完全凝固，其中含0.733 mol初相α和0.267mol（α＋β）共生体。含B为0.5mol的试样在同一温度下完全凝固，其中含0.4 mol初相α和0.6mol（α＋β）共生体，而α相总量占晶相总量的50%。实验数据均在达到平衡状态时测定。 解：设C点含B为x%,E点含B为y%，D点含B为z%，由题意借助杠杆规则得关系式： 解得： x=5.1％ y=79.9％ z=94.9％ 由此可确定C、D、E三点的位置，从而绘出其草图。 6. 在三元系统的浓度三角形上画出下列配料的组成点，并注意其变化规律。 1. A=10%,B=70%,C=20%（质量百分数，下同） 2. A=10%,B=20%,C=70% 3. A=70%,B=20%,C=10% 今有配料（1）3kg，配料（2）2kg，配料（3）5kg，若将此三配料混合加热至完全熔融，试根据杠杆规则用作图法求熔体的组成。 解：根据题中所给条件，在浓度三角形中找到三个配料组成点的位置。连接配料（1）与配料（2）的组成点，按杠杆规则求其混合后的组成点。再将此点与配料（3）的组成点连接，此连线的中点即为所求的熔体组成点。 7. 图〔10-24（e）〕是具有双降升点的生成一个不一致熔融三元化合物的三元相图。 请分析1，2，3点的析晶路程的各自特点，并在图中用阴影标出析晶时可能发生穿相区的组成范围。组成点n在SC连线上，请分析它的析晶路程。 解：熔体1的析晶路程： 熔体2的析晶路程： 熔体3的析晶路程； 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 图中点号 相平衡 平衡性质 平衡温度（℃） 化学组成（wt％） Na2O Al2O3 SiO2 1 LNS+NS2+N2CS3 低共熔点 821 37.5 1.8 60.7 2 L+NC2S3NS2+N2CS3 双升点 827 36.6 2.0 61.4 3 L+NC2S3NS2+NC3S6 双升点 785 25.4 5.4 69.2 4 L+NC3S6NS2+NCS5 双升点 785 25.0 5.4 69.6 5 L NS2+N3S8+ NCS5 低共熔点 755 24.4 3.6 72.0 6 L N3S8+ NCS5+S（石英） 低共熔点 755 22.0 3.8 74.2 7 L +S（石英）+NC3S6NCS5 双降点 827 19.0 6.8 74.2 8 α石英α磷石英（存在L及NC3S6） 晶型转变 870 18.7 7.0 74.3 9 L+βCSNC3S6 +S（石英） 双升点 1035 13.7 12.9 73.4 10 L+βCSNC2S3 + NC3S6 双升点 1035 19.0 14.5 66.5 11 αCSβCS（存在L及α磷石英） 晶型转变 1110 14.4 15.6 73.0 12 αCSβCS（存在L及NC2S3） 晶型转变 1110 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。