2023年武汉科技大学材料科学与工程专业考研无机材料科学基础科目考试大纲

2023年武汉科技大学材料科学与工程专业考研无机材料科学基础科目考试大纲

注：该考试大纲适用于武汉科技大学材料与冶金学院无机非金属材料、材料化学等研究方向的材料科学与工程专业研究生考试，以及高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心材料化学研究方向的材料科学与工程专业研究生考试。

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、CsCl 型结构、α-ZnS(闪锌矿)型结构、β-ZnS(纤锌矿)型结构、CaF₂(萤石)型结构、TiO₂(金红石)型结构、CaI₂型结构、α-Al₂O₃(刚玉)型结构、CaTiO₃(钙钛矿)型结构、MgAl₂O₄(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;

(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，SiO₂系统、ZrO₂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：Al₂O₃-SiO₂ 系统;MgO-Al₂O₃系统，MgO-SiO₂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;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。

原文链接：

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