南京工业大学材料基础考研复习大纲演示文档.ppt

NJ University of Technology《《材料科学基础材料科学基础》》复习复习张其土 南京工业大学材料学院南京工业大学材料学院 2012年12月1日NJ University of Technology一、命题原则一、命题原则 是一种选拔性的考试，试题应能测试出考生是否具是一种选拔性的考试，试题应能测试出考生是否具备研究生入学的基本条件，着重考查考生的基础知识、备研究生入学的基本条件，着重考查考生的基础知识、基础理论和知识的运用能力基础理论和知识的运用能力 试题总分为试题总分为150分钟，考试时间为分钟，考试时间为3小时 1 1、难度适宜、难度适宜 2 2、构成合理：应包括、构成合理：应包括选择题、填充题、问答题、选择题、填充题、问答题、计计算题、综合题等；算题、综合题等；选择和填充题的比例不宜超过选择和填充题的比例不宜超过40%，，具有深度和灵活运用知识能力的考题（难题）以不超过具有深度和灵活运用知识能力的考题（难题）以不超过总分的总分的15%为宜 3 3、题量适度、题量适度 NJ University of Technology二、题目类型二、题目类型是非题：是非题：10-15分分选择题：选择题：15-30分分填充题：填充题：15-30分分名词解释：名词解释：15-20分分论述分析题：论述分析题：20-35分分计算题：计算题：15-30分分相图分析：相图分析：15-25分分NJ University of Technology一、是非题（正确的打一、是非题（正确的打“√”，错误的打，错误的打“×”））1. 在宏观晶体中所存在的对称要素都必定通过晶体的中心。

在宏观晶体中所存在的对称要素都必定通过晶体的中心2. 等轴晶系的对称特点是具有等轴晶系的对称特点是具有4根根3次轴3. 微观对称要素的核心是平移轴微观对称要素的核心是平移轴二、选择题：二、选择题：1. 在等轴晶系中，可能存在的空间格子类型为在等轴晶系中，可能存在的空间格子类型为 (a) P，，I，，C (b) P，，I，，F (c) P，，C，，F (d) F，，I，，C2. 晶体结构中一切对称要素的集合称为晶体结构中一切对称要素的集合称为 (a) 对称型对称型 (b) 点群点群 (c) 微观对称的要素的集合微观对称的要素的集合 (d) 空间群空间群3. 在各种层状硅酸盐结构中，晶胞参数相近的是在各种层状硅酸盐结构中，晶胞参数相近的是 (a) a0和和b0 (b) a0和和c0 (c) c0和和b0 (d) c0 NJ University of Technology 三、填充题：三、填充题：1.晶胞是晶胞是 (1) 。

2.空间群为空间群为Fm3m的晶体结构属于的晶体结构属于 （（2）） 晶族，晶族， （（3）） 晶系3.(1) 能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元；（能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元；（2）高级；（）高级；（3）立方；）立方； 四、计算题：四、计算题：1.试计算试计算Na2O·CaO·Al2O3·3SiO2玻璃的四个结构参数玻璃的四个结构参数 Z、、R、、X 和和 Y2. Z=4、R=2.2、Y=3.6、X=0.4五、论述分析题五、论述分析题 1.固相烧结与液相烧结的主要传质方式？固相烧结与液相烧结之间有何相同固相烧结与液相烧结的主要传质方式？固相烧结与液相烧结之间有何相同 2. 与不同之处？与不同之处？NJ University of Technology三、主要参考书三、主要参考书《《材料科学基础材料科学基础》》 张联盟主编，武汉理工大学出版社张联盟主编，武汉理工大学出版社《《无机材料科学基础无机材料科学基础》》 张其土主编，华东理工大学出版社张其土主编，华东理工大学出版社或其他或其他《《无机材料科学基础无机材料科学基础》》的教材的教材NJ University of Technology第一章、晶体结构基础第一章、晶体结构基础1 1、晶体的基本概念、晶体的基本概念 晶体的本质：质点在三维空间成周期性重复排列晶体的本质：质点在三维空间成周期性重复排列 晶体的基本性质：结晶均一性、各向异性、自限性、对称性、晶体的基本性质：结晶均一性、各向异性、自限性、对称性、 最小内能性最小内能性2 2、对称的概念、对称的概念 物体中的相同部分作有规律的重复物体中的相同部分作有规律的重复 对称要素：对称面、对称中心、对称轴（对称轴的类型和特点）对称要素：对称面、对称中心、对称轴（对称轴的类型和特点） 4 4次倒转轴不能被其他的对称要素及其组合取代次倒转轴不能被其他的对称要素及其组合取代 （（L L1 1、、L L2 2、、L L3 3、、L L4 4、、L L6 6、、C C、、P P、、 L L4 4i i ））对称操作对称操作: :借助对称要素，使晶体的相同部分完全重复的操作借助对称要素，使晶体的相同部分完全重复的操作 对称要素的组合必须满足晶体的整体对称要求，不是无限的对称要素的组合必须满足晶体的整体对称要求，不是无限的NJ University of Technology3、对称型（点群）：宏观晶体中只存在、对称型（点群）：宏观晶体中只存在32种对称型种对称型 对称型的概念对称型的概念（所具有的宏观对称要素以一定的顺序组合起来）（所具有的宏观对称要素以一定的顺序组合起来）4、、晶体的分类晶体的分类 、、晶族分类的依据晶族分类的依据5、、晶面的取向关系晶面的取向关系 、晶面指数的含义和计算（举例）、晶面指数的含义和计算（举例）6、、空间点阵的概念、空间点阵的概念、 14种布拉维格子（种布拉维格子（ P、、I、、F、、C格子）格子） 7、、晶胞的概念晶胞的概念 、、晶胞参数（计算）晶胞参数（计算）8、、微观对称要素的特征、空间群的概念（只存在微观对称要素的特征、空间群的概念（只存在230种空间群）种空间群） 在微观对称操作中都包含有平移动作在微观对称操作中都包含有平移动作 9 9、球体紧密堆积原理、球体紧密堆积原理 （六方密堆、立方密堆）（六方密堆、立方密堆） 10、、鲍林规则（离子晶体）鲍林规则（离子晶体）1111、决定晶体结构的因素：化学组成、质点相对大小、极化性质、决定晶体结构的因素：化学组成、质点相对大小、极化性质 1212、同质多晶、同质多晶 NJ University of Technology13、典型的晶体结构（晶体结构的描述方法）、典型的晶体结构（晶体结构的描述方法） CaF2结构、金刚石结构、金红石结构、刚玉结构、结构、金刚石结构、金红石结构、刚玉结构、 CaTiO3、、尖晶石结构、尖晶石结构、NaClNaCl结构结构 14、、硅酸盐晶体结构、硅酸盐晶体结构分类的依据硅酸盐晶体结构、硅酸盐晶体结构分类的依据 15、、层状硅酸盐晶体的结构特点，（晶胞参数层状硅酸盐晶体的结构特点，（晶胞参数a a和和b b值相近）值相近）1616、石英、磷石英、方石英的结构特点、石英、磷石英、方石英的结构特点NJ University of Technology第二章、晶体结构缺陷第二章、晶体结构缺陷1 1、缺陷的概念（凡是造成晶体点阵的周期性势场发生畸变的一切因素）、缺陷的概念（凡是造成晶体点阵的周期性势场发生畸变的一切因素） 2 2、热缺陷、热缺陷 （弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷）及计算（弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷）及计算 热缺陷是一种本征缺陷、高于热缺陷是一种本征缺陷、高于0K0K就存在，就存在， 影响热缺陷浓度的因数：温度和热缺陷形成能（晶体结构）影响热缺陷浓度的因数：温度和热缺陷形成能（晶体结构） 3 3、杂质缺陷、固溶体（晶态固体）、杂质缺陷、固溶体（晶态固体） 固溶体、化合物、混合物之间的比较固溶体、化合物、混合物之间的比较 4 4、非化学计量化合物结构缺陷、非化学计量化合物结构缺陷 种类、形成条件、特点，缺陷的计算等种类、形成条件、特点，缺陷的计算等5 5、连续置换型固溶体的形成条件、连续置换型固溶体的形成条件 6 6、影响形成间隙型固溶体的因素、影响形成间隙型固溶体的因素7 7、组分缺陷（补偿缺陷）：不等价离子取代、组分缺陷（补偿缺陷）：不等价离子取代 形成条件、特点（浓度取决于掺杂量和固溶度）形成条件、特点（浓度取决于掺杂量和固溶度） 缺陷浓度的计算、与热缺陷的比较缺陷浓度的计算、与热缺陷的比较 NJ University of Technology8 8、缺陷反应方程和固溶式、缺陷反应方程和固溶式 9 9、固溶体的研究与计算、固溶体的研究与计算 写出缺陷反应方程写出缺陷反应方程 固溶式、算出晶胞的体积和重量固溶式、算出晶胞的体积和重量 理论密度（间隙型、置换型）理论密度（间隙型、置换型） 和实测密度比较和实测密度比较 1010、位错概念、位错概念 刃位错：滑移方向与位错线刃位错：滑移方向与位错线垂直垂直，伯格斯矢量，伯格斯矢量b b与位错线与位错线垂直垂直 螺位错：滑移方向与位错线平行，伯格斯矢量螺位错：滑移方向与位错线平行，伯格斯矢量b b与位错线平行与位错线平行 NJ University of Technology第三章、非晶体固体第三章、非晶体固体1 1、熔体的概念：不同聚合程度的各种聚合物的混合物、熔体的概念：不同聚合程度的各种聚合物的混合物 硅酸盐熔体的粘度与组成的关系硅酸盐熔体的粘度与组成的关系2 2、非晶态物质的特点、非晶态物质的特点 3 3、玻璃的通性（、玻璃的通性（4 4个）个） 4 4、、 Tg 、、Tf , ,相对应的粘度和特点相对应的粘度和特点5 5、网络形成体、网络变化体、网络中间体、网络形成体、网络变化体、网络中间体 NJ University of Technology6 6、玻璃形成的热力学观点（结晶化、玻璃化、分相）、玻璃形成的热力学观点（结晶化、玻璃化、分相）7 7、玻璃形成的动力学条件、玻璃形成的动力学条件 3T3T图图------临界冷却速率临界冷却速率8 8、玻璃形成的结晶化学条件（键强、键型）、玻璃形成的结晶化学条件（键强、键型）9 9、玻璃的结构学说（、玻璃的结构学说（二种玻璃二种玻璃结构学构学说的共同之的共同之处和不同之和不同之处））1010、玻璃的结构参数、玻璃的结构参数 （注意给出的条件）（注意给出的条件） Z Z可根据玻璃类型定，先计算可根据玻璃类型定，先计算R R，，再计算再计算X X、、Y Y1111、硼的反常现象、硼的反常现象NJ University of Technology第四章、表面与界面第四章、表面与界面1 1、晶体的表面双电层与表面能的关系、晶体的表面双电层与表面能的关系 2 2、润湿的概念、定义、润湿的概念、定义 改善润湿的方法：去除表面吸附膜（提高固体表面能）、改善润湿的方法：去除表面吸附膜（提高固体表面能）、 改变表面粗糙度、降低固液界面能改变表面粗糙度、降低固液界面能 3 3、表面粗糙度对润湿的影响、表面粗糙度对润湿的影响 4 4、吸附膜对润湿的影响、吸附膜对润湿的影响 5 5、弯曲表面的效应与开尔文公式、弯曲表面的效应与开尔文公式6 6、晶界的概念、晶界的分类与特点、晶界的概念、晶界的分类与特点 7 7、晶界构型，以及决定晶界构型的因素、晶界构型，以及决定晶界构型的因素8 8、晶界应力（与热膨胀系数差、温度差、晶粒直径成正比，与晶粒长、晶界应力（与热膨胀系数差、温度差、晶粒直径成正比，与晶粒长 度成反比；细而长的针状晶粒的强度和抗冲击性能好）度成反比；细而长的针状晶粒的强度和抗冲击性能好）NJ University of Technology9 9、粘土荷电的原因、粘土荷电的原因1010、粘土与水的作用、粘土泥浆属于塑性流动、粘土与水的作用、粘土泥浆属于塑性流动 1111、电动电位的概念，以及影响因素、电动电位的概念，以及影响因素1212、泥浆胶溶的机理与条件、泥浆胶溶的机理与条件1313、泥浆发生触变的原因、泥浆发生触变的原因 1414、粘土的可塑性、粘土的可塑性1515、瘠性料的悬浮与塑化、瘠性料的悬浮与塑化NJ University of Technology第五章、相平衡第五章、相平衡1 1、相律以及相图中的一些基本概念、相律以及相图中的一些基本概念 相、独立组分、自由度等相、独立组分、自由度等2 2、自由度与相图座标系统的关系、自由度与相图座标系统的关系3 3、等含量规则、等比例规则、杠杆规则、三角形规则、、等含量规则、等比例规则、杠杆规则、三角形规则、 连线规则、切线规则、重心规则等。

连线规则、切线规则、重心规则等4 4、可逆与不可逆多晶转变的特点、可逆与不可逆多晶转变的特点5 5、一致熔和不一致熔化合物的特点、一致熔和不一致熔化合物的特点6 6、三元相图析晶路径的分析、三元相图析晶路径的分析 判断化合物的性质判断化合物的性质 划分副三角形（与无变量点的关系）划分副三角形（与无变量点的关系） 标出界线上的温度走向和界线的性质标出界线上的温度走向和界线的性质 确定无变量点的性质确定无变量点的性质 分析具体的析晶路程分析具体的析晶路程 NJ University of TechnologyNJ University of TechnologyNJ University of TechnologyNJ University of TechnologyNJ University of Technology第六章、扩散与固相反应第六章、扩散与固相反应1 1、固体中扩散的特点、固体中扩散的特点 2 2、菲克定律（宏观现象）、菲克定律（宏观现象） 菲克第一定律：稳态扩散菲克第一定律：稳态扩散 菲克第二定律：不稳态扩散菲克第二定律：不稳态扩散3 3、扩散系数是一个什么样的参数（、扩散系数是一个什么样的参数（D∝frD∝fr2 2）） 4 4、扩散推动力（化学位梯度）、扩散推动力（化学位梯度） 5 5、扩散系数的一般热力学关系式及其讨论、扩散系数的一般热力学关系式及其讨论 6 6、质点的扩散方式（五种、其中空位最常见，所需能量最小）、质点的扩散方式（五种、其中空位最常见，所需能量最小） 7 7、本征扩散、非本征扩散，及其相应的扩散系数、本征扩散、非本征扩散，及其相应的扩散系数D D和扩散活化能和扩散活化能 产生本征扩散与非本征扩散的原因与条件，分析、计算产生本征扩散与非本征扩散的原因与条件，分析、计算 非化学计量化合物中的扩散非化学计量化合物中的扩散8 8、、萤石结构的萤石结构的ZrOZrO2 2中中ZrZr4+4+和和O O2-2-哪个扩散的活化能大？哪个扩散的活化能大？NJ University of Technology9 9、固相反应的定义、泰曼温度、固相反应的定义、泰曼温度1010、固相反应的转化率、固相反应的转化率 1111、固相反应的一般动力学关系（反应的总阻力、固相反应的一般动力学关系（反应的总阻力= =各个分阻力之和）各个分阻力之和）1212、固相反应的特点、固相反应的特点 （化学反应动力学范围、扩散动力学范围）（化学反应动力学范围、扩散动力学范围）1313、杨德尔方程、杨德尔方程 G G＜＜0.3 0.3 1414、金斯特林格方程、金斯特林格方程 G G＜＜0.8 0.8 NJ University of Technology第七章、相变第七章、相变1 1、相变的概念、相变的概念 2 2、相变的分类、相变的分类 3 3、一级相变、二级相变、一级相变、二级相变 4 4、固态相变、固态相变 马氏体相变的概念与特征、有序－无序相变的概念马氏体相变的概念与特征、有序－无序相变的概念5 5、相变过程中的亚稳态与形成亚稳区的原因、相变过程中的亚稳态与形成亚稳区的原因6 6、晶核的形成条件、临界晶核半径、晶核的形成条件、临界晶核半径r rk k、成核位垒（要有、成核位垒（要有△△T T））7 7、均匀成核速率，影响成核速率的因素：核坯的数目、质点加到核坯、均匀成核速率，影响成核速率的因素：核坯的数目、质点加到核坯 上的速率上的速率 Iv=PIv=P·D DNJ University of Technology8 8、均匀成核、非均匀成核（非均匀成核速率）、均匀成核、非均匀成核（非均匀成核速率） 9 9、晶体生长速率、晶体生长速率 1010、成核与晶体生长相比，需要更大的、成核与晶体生长相比，需要更大的△△T T 1111、分相现象、分相的概念及判断、分相现象、分相的概念及判断1212、玻璃析晶热处理分析、玻璃析晶热处理分析 NJ University of Technology第八章、烧结第八章、烧结1 1、烧结的概念、定义、烧结的概念、定义 2 2、烧结与烧成、烧结与熔融、烧结与固相反应、烧结与烧成、烧结与熔融、烧结与固相反应3 3、烧结的推动力（过剩的表面能、烧结的推动力（过剩的表面能 G G））4 4、烧结的模型、烧结的模型5 5、固态烧结的类型、特点、公式。

在扩散传质中质点由什么地方向什、固态烧结的类型、特点、公式在扩散传质中质点由什么地方向什 么地方扩散？么地方扩散？6 6、液态烧结的类型、特点、公式、液态烧结的类型、特点、公式7 7、液态烧结与固态烧结的异同点、液态烧结与固态烧结的异同点 8 8、晶粒生长的概念、公式、计算：、晶粒生长的概念、公式、计算：D D2 2-Do-Do2 2= =ktkt 晶粒生长与再结晶是在烧结的中、后期进行的晶粒生长与再结晶是在烧结的中、后期进行的 晶粒生长不是小晶粒之间的相互粘结，而是晶界移动的结果晶粒生长不是小晶粒之间的相互粘结，而是晶界移动的结果NJ University of Technology9 9、二次再结晶的概念、晶粒生长与二次再结晶的区别、二次再结晶的概念、晶粒生长与二次再结晶的区别 1010、造成二次再结晶的原因以及防止二次再结晶的方法、造成二次再结晶的原因以及防止二次再结晶的方法1111、在有杂质（或烧结添加剂存在下）的晶粒生长：、在有杂质（或烧结添加剂存在下）的晶粒生长：G G3 3-Go-Go3 3= =ktkt 1212、在晶粒的正常生长过程中，晶粒的极限尺寸；并分析烧结过程中、在晶粒的正常生长过程中，晶粒的极限尺寸；并分析烧结过程中 的晶粒大小。

的晶粒大小 NJ University of Technology。