2023年武漢科技大學材料科學與工程專業(yè)考研無機材料科學基礎科目考試大綱

2023年武漢科技大學材料科學與工程專業(yè)考研無機材料科學基礎科目考試大綱

注：該考試大綱適用于武漢科技大學材料與冶金學院無機非金屬材料、材料化學等研究方向的材料科學與工程專業(yè)研究生考試，以及高性能鋼鐵材料及其應用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心材料化學研究方向的材料科學與工程專業(yè)研究生考試。

考試科目代碼：808

參考書目：

《無機材料科學基礎》(硅酸鹽物理化學重排本)，陸佩文編，武漢理工大學出版社，2010年;

《材料科學基礎》張聯(lián)盟、黃學輝、宋曉嵐，武漢理工大學出版社，2008年。

一、考試要求

1. 系統(tǒng)掌握無機非金屬材料有關的組成、組織結構和性能的關系，表面及界面特性，熱力學與相平衡，擴散、固相反應、相變及燒結等動力學方面的基本理論和基礎知識;

2. 利用掌握的無機材料科學基礎的基本理論和基礎知識，對無機材料制備與應用過程中的熱力學、動力學問題進行推理、分析，具備提出解決問題的思路和方法的能力，具有一定的無機非金屬材料工藝設計及控制、新技術開發(fā)的能力。

二、考試內(nèi)容(包括但不僅限于以下內(nèi)容)

1.結晶學基礎

(1)晶體的基本概念和性質(zhì);

(2)晶體的宏觀對稱要素;

(3)晶體定向和結晶符號;

(4)晶體結構的基本特征;

(5)晶體化學基本原理。

2.晶體結構與晶體的缺陷

(1)典型結構類型(12 種)： 金剛石結構、石墨結構、NaCl 型結構、CsCl 型結構、α-ZnS(閃鋅礦)型結構、β-ZnS(纖鋅礦)型結構、CaF₂(螢石)型結構、TiO₂(金紅石)型結構、CaI₂型結構、α-Al₂O₃(剛玉)型結構、CaTiO₃(鈣鈦礦)型結構、MgAl₂O₄(尖晶石)型結構;

(2)硅酸鹽晶體結構;

(3)晶體結構缺陷：缺陷產(chǎn)生的原因和類型，缺陷化學反應表示方法，缺陷反應遵守的規(guī)則，缺陷濃度的計算;固溶體的分類，影響固溶體形成的因素;4種類型的非化學計量化合物的寫法;固溶體的研究方法;位錯和柏氏矢量的概念。

3.熔體和玻璃體

(1)熔體的結構;

(2)熔體的性質(zhì);

(3)玻璃的通性;

(4)玻璃的形成;

(5)玻璃的結構;

(6)常見玻璃類型。

4.表面與界面

(1)固體的表面;

(2)界面行為：彎曲表面效應;附著潤濕與鋪展?jié)櫇窦敖n;吸附與表面改性;

(3)晶界;

(4)黏土-水系統(tǒng)膠體化學：黏土的帶電原因;黏土的離子吸附與交換;黏土膠體的電動性質(zhì);黏土-水系統(tǒng)的膠體性質(zhì);

(5)表面活性劑的概念及分類。

5.相平衡

(1)硅酸鹽系統(tǒng)相平衡的特點;

(2)單元系統(tǒng)：物質(zhì)的同質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變，SiO₂系統(tǒng)、ZrO₂系統(tǒng)實際相圖;

(3)二元系統(tǒng)：相律;基本相圖類型;析晶過程分析;實際相圖：Al₂O₃-SiO₂ 系統(tǒng);MgO-Al₂O₃系統(tǒng)，MgO-SiO₂系統(tǒng)，F(xiàn)e-C 系統(tǒng)相圖;相圖的測定方法;

(4)三元系統(tǒng)：基本規(guī)則;基本類型及其析晶規(guī)律;復雜相圖的分析重要步驟。

6.擴散與固相反應

(1)擴散宏觀方程;

(2)擴散過程的推動力、微觀機構與擴散系數(shù)、非化學計量氧化物中的擴散;

(3)擴散影響因素分析：溫度、雜質(zhì)、結構、氣氛等;

(4)固相反應及其動力學特征：定義，特點、固相反應的歷程、以及分類;

(5)固相反應的動力學方程：固相反應機理，影響固相反應速度的因素，楊德爾方程，金氏方程;

(6)影響固相反應速度的因素：組成、結構、粒度、反應溫度、壓力、氣氛、以及其它因素。

7.相變

(1)相變的分類：從熱力學、相變方式、以及質(zhì)點遷移特征分類;

(2)液相-固相相變過程熱力學：相變過程的推動力;分析晶核形成條件;臨界晶核尺寸;

(3)液相-固相相變過程動力學：成核過程動力學;晶體長大過程動力學;總的結晶速率;影響析晶能力的因素;

(4)液-液相變過程：玻璃分相現(xiàn)象。

8.燒結

(1)概述：有關基本概念，燒結的推動力、模型的應用及其發(fā)展;

(2)固相燒結：固相燒結的傳質(zhì)機理;各個動力學方程的局限性及公式推導的條件;

(3)晶粒長大與二次再結晶：晶粒長大與二次再結晶概念;反常長大及其控制;晶界在燒結的作用;

(4)影響燒結的因素：結合生產(chǎn)實際進行分析掌握包括原料的粒度、燒結的溫度和保溫時間、氣氛、成型壓力、以及外加劑的作用等;

(5)特種燒結原理概念。

三、試卷結構

1. 考試時間：180 分鐘。

2. 試卷總分：150 分。

3. 題型結構(不僅限于以下題型)：

(1) 填空或選擇題;

(2) 名詞解釋;

(3) 分析簡答題;

(4) 推導題;

(5) 相圖分析;

(6) 計算題等。

原文鏈接：

2023年武漢科技大學材料科學與工程專業(yè)考研無機材料科學基礎科目考試大綱