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808 无机材料科学基础
考试科目代码： 808
参考书目：
《无机材料科学基础 》(硅酸盐物理化学重排本 )，陆佩文编 ，武汉理工大学出版社 ，
2010 年 ；
《材料科学基础》张联盟、黄学辉、宋晓岚，武汉理工大学出版社， 2008 年。
一、考试要求
1. 系统掌握无机非金属材料有关的组成、组织结构和性能的关系，表面及界
面特性，热力学与相平衡，扩散、固相反应、相变及烧结等动力学方面的基本理
论和基础知识；
2. 利用掌握的无机材料科学基础的基本理论和基础知识，对无机材料制备与
应用过程中的热力学、动力学问题进行推理、分析，具备提出解决问题的思路和
方法的能力，具有一定的无机非金属材料工艺设计及控制、新技术开发的能力。
二、考试内容（包括但不仅限于以下内容）
1 结晶学基础
（ 1） 晶体的基本概念和性质；
（ 2） 晶体的宏观对称要素；
（ 3） 晶体定向和结晶符号；
（ 4） 晶体结构的基本特征；
（ 5） 晶体化学基本原理。
2 晶体结构与晶体的缺陷
（ 1） 典型结构类型（ 12 种 ）： 金刚石结构、石墨结构、 NaCl 型结构、 CsC l
型结构、 α-ZnS （闪锌矿）型结构、 β-ZnS （纤锌矿）型结构、 CaF 2（萤石）型结
构、 TiO 2（金红石）型结构、 CaI 2型结构、 α-Al 2O3（刚玉）型结构、 CaTiO 3（钙
钛矿）型结构、 MgAl 2O4（尖晶石）型结构；
（ 2） 硅酸盐晶体结构；
（ 3） 晶体结构缺陷 ： 缺陷产生的原因和类型 ， 缺陷化学反应表示方法 ， 缺陷
反应遵守的规则 ， 缺陷浓度的计算 ； 固溶体的分类 ， 影响固溶体形成的因素 ； 4种
类型的非化学计量化合物的写法；固溶体的研究方法；位错和柏氏矢量的概念。
3 熔体和玻璃体
（ 1） 熔体的结构；
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（ 2） 熔体的性质；
（ 3） 玻璃的通性；
（ 4） 玻璃的形成；
（ 5） 玻璃的结构；
（ 6） 常见玻璃类型。
4 表面与界面
（ 1） 固体的表面；
（ 2） 界面行为 ： 弯曲表面效应 ； 附着润湿与铺展润湿及浸渍 ； 吸附与表面改
性；
（ 3） 晶界；
（ 4） 黏土－水系统胶体化学 ： 黏土的带电原因 ； 黏土的离子吸附与交换 ； 黏
土胶体的电动性质；黏土－水系统的胶体性质；
（ 5） 表面活性剂的概念及分类。
5 相平衡
（ 1） 硅酸盐系统相平衡的特点；
（ 2） 单元系统：物质的同质多晶转变， SiO 2系统、 ZrO 2系统实际相图；
（ 3） 二元系统 ： 相律 ； 基本相图类型 ； 析晶过程分析 ； 实际相图 ： Al 2O3-SiO 2
系统； MgO-Al 2O3系统， MgO-SiO 2系统， Fe-C 系统相图；相图的测定方法；
（ 4） 三元系统 ： 基本规则 ； 基本类型及其析晶规律 ； 复杂相图的分析重要步
骤。
6 扩散与固相反应
（ 1） 扩散宏观方程；
（ 2）扩散过程的推动力 、微观机构与扩散系数 、非化学计量氧化物中的扩散 ；
（ 3） 扩散影响因素分析：温度、杂质、结构、气氛等；
（ 4） 固相反应及其动力学特征：定义，特点、固相反应的历程、以及分类 ；
（ 5） 固相反应的动力学方程 ： 固相反应机理 ， 影响固相反应速度的因素 ， 杨
德尔方程，金氏方程；
（ 6） 影响固相反应速度的因素 ： 组成 、 结构 、 粒度 、 反应温度 、 压力 、 气氛 、
以及其它因素。
7 相变
（ 1） 相变的分类：从热力学、相变方式、以及质点迁移特征分类；
（ 2） 液相－固相相变过程热力学：相变过程的推动力；分析晶核形成条件 ；
临界晶核尺寸；
（ 3） 液相－固相相变过程动力学：成核过程动力学；晶体长大过程动力学 ；
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总的结晶速率；影响析晶能力的因素；
（ 4） 液－液相变过程：玻璃分相现象。
8 烧结
（ 1） 概述：有关基本概念，烧结的推动力、模型的应用及其发展；
（ 2） 固相烧结 ： 固相烧结的传质机理 ； 各个动力学方程的局限性及公式推导
的条件；
（ 3） 晶粒长大与二次再结晶 ： 晶粒长大与二次再结晶概念 ； 反常长大及其控
制；晶界在烧结的作用；
（ 4） 影响烧结的因素 ： 结合生产实际进行分析掌握包括原料的粒度 、 烧结的
温度和保温时间、气氛、成型压力、以及外加剂的作用等；
（ 5） 特种烧结原理概念。
三、试卷结构
1. 考试时间： 180 分钟。
2. 试卷总分： 150 分。
3. 题型结构 （ 不仅限于 以下题型 ）：
（ 1） 填空或选择题；
（ 2） 名词解释；
（ 3） 分析简答题；
（ 4） 推导题；
（ 5） 相图分析；
（ 6） 计算题等。
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