&quot

направление 04.06.01 "Химические науки",
профиль "Неорганическая химия",
аспирантура
дисциплина "Теоретические основы физико-химического анализа"
Вопросы к зачету.
1. Что изучает материаловедение и классификация материалов.
2. Применение ионных расплавов в химических источниках тока (ХИТ). Общие
положения. Средне- и высокотемпературные химические источники тока. Топливные
элементы. Термические регенеративные элементы.
3. Опишите Т-х диаграмму системы Li2WO4-WO3 (рис. 1). Какие параметры влияют на
катодные продукты электрохимического синтеза оксидных бронз? Как протекают
электрохимические процессы на катоде?
Рис. 1. Разграничение областей выделения W, WO2 и LixWO3
в системе Li2WO4-WO3
4. Формирование структуры металла при кристаллизации. Фазы и структура в
металлических сплавах. Твердые тела, металлы, сплавы. Классификация твердых тел,
металлов и сплавов. Металлы и сверхпроводимость.
5. Теплоаккумулирующие материалы на основе фазовых диаграмм. Общие сведения.
Тепловые аккумуляторы. Низкотемпературные теплоаккумулирующие материалы.
Температуры плавления и энтальпии плавления среднетемпературных эвтектических
сплавов. Экспериментальное выявление теплоаккумулирующих составов на Т-х
диаграммах.
6. Натрий получают электролизом расплава эвтектического состава системы NaCl-CaCl2BaCl2. Опишите фазовую диаграмму системы (рис. 2).
Рис. 2. Проекция политермы кристаллизации системы NaCl-CaCl2-BaCl2 на треугольник
составов
7.
Формирование
структуры
металла
при
кристаллизации.
Гомогенная
(самопроизвольная) кристаллизация. Число центров кристаллизации и скорость роста
кристаллов. Гетерогенное образование зародышей. Строение металлического слитка.
Полиморфные превращения.
8. Расплавленные соли и ядерная энергетика. Жидкосолевые ядерные реакторы (ЖСР) –
перспективное направление физико-химической концепции реакторостроения. ЖСР –
перспективный тип реактора физико-химической концепции. Фазовые диаграммы и
выбор топливных композиций для ЖСР.
9. Какие процессы протекают на катоде и аноде при получении фтора из расплава
соединения KF·HF2?
10. Фазы и структуры в металлических сплавах. Твердые растворы. Химические
соединения. Структура сплавов. Процесс кристаллизации и фазовые превращения в
сплавах.
11. Получение металлов, сплавов, неметаллов и других соединений электролизом
расплавов. Электролиз расплавленных сред. Свойства расплавленных электролитов.
Получение металлов и сплавов на основе фазовых диаграмм. Получение неметаллов.
Электролитическое получение различных соединений.
12. Выделить низкоплавкие области в тройной системе DFG (рис. 3) (соединения внутри
системы плавятся конгруэнтно).
Рис. 3
13. Т-х диаграмма железо-углерод. Исторические сведения. Железо. Цементит. Фазовая
диаграмма участка Fe-Fe3C системы Fe-C.
14. Оксидные бронзы. Вольфрамовые оксидные бронзы. Молибденовые оксидные
бронзы. Условия синтеза, анализ и свойства оксидных бронз. Анализ фазовых диаграмм,
катодных продуктов и механизмов электролиза. Анализ вольфраматных и молибдатных
систем. Ванадиевые оксидные бронзы.
15. Определите Vж для н-бутановой кислоты, если Vк = 79,91 см3/моль, а ΔVж/Vк =
12,08%. Сравните с данными Vж = 89,56 см3/моль и определите абсолютное и
относительное отклонения.
16. Углеродистые стали. Влияние углерода на свойства стали. Влияние постоянных
примесей на свойства стали. Система железо-кислород.
17. Стекло, вяжущие материалы, керамика и фазовые диаграммы. Неметаллические
неорганические материалы. Система MgO-Al2O3-SiO2. Вяжущие материалы.
Керамические материалы.
18. Определите изменение объема при плавлении (%) н-гептана, если Vж =
129,24 см3/моль, а Vк = 115,95 см3/моль.
19. Углеродистые стали. Система железо-марганец.
Растворимость газов и примеси других элементов в железе.
Система
железо-кремний.
20. Фазовые диаграммы керамики. Система Cr2O3-Al2O3. Система MgO-Al2O3. Система
Al2O3-SiO2. Огнеупоры. Основные огнеупоры. Огнеупорные материалы специального
назначения.
21. Опишите Т-х диаграммы ряда стабильных диагоналей LiF-MBr (M – K, Rb, Cs),
представленные на рис. 4, 5, 6. Какие фазовые реакции отвечают нонвариантным
процессам?
Рис. 4. Т-х диаграмма
диагонали LiF-KBr
Рис. 5. Т-х диаграмма
диагонали LiF-RbBr
Рис. 6. Т-х диаграмма
диагонали LiF-CsBr
22. Чугун. Процесс графитизации. Структура чугуна. Формы графита. Структура и
свойства чугуна. Примеси в чугуне. Марки серых и высокопрочных чугунов. Ковкий
чугун.
23. Керамика с особыми свойствами. Керамические шарики в шарикоподшипниках.
Пъезокерамика. Керамика с электронной проводимостью и на основе сверхпроводников.
Керамика на основе системы Ti-O. Сверхпроводящая керамика. Системы
La2O3-BaO-CuO, Y2O3-BaO-CuO, Dy2O3-BaO-CuO, Eu2O3-BaO-CuO, Bi2O3-BaO-CuO.
Перспективы применения керамики.
24. Исходный состав раствора отвечает перитектике р, содержащей 33,25% Na2SO4 при
32,38°С. Какая масса мирабилита Na2SO4·10H2O (содержит 44,1% Na2SO4) – выделяется
из 200 кг раствора состава р при его охлаждении до температуры эвтектики (-1,2°С) (рис.
7)?
Рис. 7. Политерма системы Na2SO4-H2O
25. Термическая обработка стали. Теория термической обработки стали. Термическая
обработка и диаграмма состояния. Основные виды термической обработки стали. Четыре
основных превращения в стали.
26. Экспериментальное выявление низкоплавких составов и областей в двойных,
тройных и многокомпонентных системах. Выявление низкоплавких составов и областей
в двухкомпонентных, трехкомпонентных, четырех- и пятикомпонентных системах.
Выявление оптимальных составов расплавов для выращивания функциональных
монокристаллов по Т-х диаграммам.
27. Описать фазовую диаграмму системы C2Cl4-н-C11H24 (рис. 8). Для каких целей можно
использовать низкоплавкий состав: 41,5 мол.% н-C11H24, 58,5% C2Cl4?
Рис. 8. Т-х диаграмма системы тетрахлорэтен – н-ундекан
28. Особенности нагрева и охлаждения в соляных ванная. Классификация соляных ванн.
Некоторые физико-химические свойства солей, солей и щелочей, применяемых в ваннах.
29. Плавленные вещества и расплавленное состояние. Плавление металлов. Фазовые
переходы в твердом состоянии.
30. На рис. представлены кристаллические решетки, принадлежащие сплавам одной
системы. Какая это система (рис. 9)?
Рис. 9.
31. Химико-термическая обработка стали (инструментов) (ХТО). Т-х диаграмма Fe-B,
фазовый состав борного слоя и его механические свойства. Электролизное борирование.
Жидкостное борирование.
32. Плавление кристаллов с ионной связью. Краткая история развития химии ионных
расплавов. Основные вопросы химии ионных расплавов. Возможные модели ионных
жидкостей. Квазирешеточная модель. Дырочная модель. Кристаллитная модель. Модель
полиэдрических дырок. Модель свободного объема. Модель различных структур.
33. Какие типы фазовых диаграмм изображены на рис.? Опишите фазовые реакции для
точек нонвариантных равновесий (рис. 10).
Рис. 10
34. Сплавы металлов с эффектом памяти формы. Механизм памяти. Круговой эффект
памяти формы. Диаграммы состояния двойных и тройных систем.
35. Сравнение применимости различных моделей для прогнозирования свойств
расплавленных солей. Сжимаемость. Ионные жидкости, содержащие полимерные
анионы. Плотность упаковки частиц и межионные расстояния в ионных расплавах.
36. Опишите Т-х диаграмму системы Fe-P, изображенную на рис. 11.
Рис. 11. Т-х диаграмма системы Fe-P
37. Пайка металлов. Физико-химические особенности пайки. Растворно-диффузионный
спай. Физико-химическая совместимость металлов.
38. Скорость звука в галогенидных расплавах. Скорость звука в расплавах тройных
взаимных систем. Модель автокомплексообразования.
39. Описать возможные реакции химического взаимодействия в тройной взаимной
системе Ca,Ba||F,Cl (рис. 12) и описать ликвидус системы.
Рис. 12. Политерма кристаллизации системы Ca,Ba||F,Cl
40. Припои. Медные припои. Медно-цинковые припои. Медно-никелевые припои.
Медно-фосфорные припои. Серебряные и палладиевые припои. Припои с участками
золота и платины. Алюминиевые и магниевые припои. Оловянно-свинцовые припои.
Свинцовые припои. Индиевые, цинковые, кремниевые и таллиевые припои. Титановые
припои.
41. Строение поверхностного слоя расплавленных галогенидов щелочных металлов.
Термодинамические характеристики полиионного поверхностного слоя индивидуальных
галогенидов щелочных элементов. Плавление солей с органическими катионами. Пути
практического применения ионных расплавов.
42. Описать ликвидус системы NaF-KF-MgF2 (рис. 13) и фазовые равновесия.
Рис. 13. Политерма кристаллизации системы MgF2-KF-NaF
Разработчик
Гаркушин И.К.
(подпись)
«___»______________20__г.