一、 考查目标
《材料科学基础》考试涵盖晶体和非晶态结构与性质、固体表面与界面、相平衡与相图以及过程动力学等知识。要求考生掌握本课程的基本原理和基本规律,理解无机材料组成、结构、性能和材料用途之间相互关系及制约规律,考查学生运用材料科学的基本原理解决复杂实际问题的能力。
二、考试形式与试卷结构
(一)试卷满分及考试时间
满分:150分,考试时间:180分钟。
(二)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
(三)试卷内容结构
1.晶体结构 5~15%
2.晶体结构缺陷 10~20%
3.熔体和非晶态固体 5~10%
4.固体表面与界面 5~10%
5.相平衡与相图 10~20%
6.扩散 5~15%
7.固相反应 5~10%
8.相变 5~15%
9.烧结 5~15%
(四)试卷题型结构
一、单项选择题 15~20分
二、名词解释 15~20分
三、简答题 35~40分
四、综合论述及应用题 60~65分
五、相图分析 15~20分
三、考察内容及要求
1. 晶体结构
①晶体几何基础:晶体的基本概念与性质,晶向指数,晶面指数;②晶体化学基础:球体紧密堆积原理,球体紧密堆积方式和空隙类型;配位数和配位多面体、同质多晶;鲍林规则及应用;③典型无机化合物晶体结构类型:NaCl结构、闪锌矿结构、萤石结构、钙钛矿结构、镁铝尖晶石中阴离子的堆积方式、阳离子填充空隙情况和填充率;④硅酸盐晶体结构的特点和分类。
2. 晶体结构缺陷
①晶体结构中点缺陷的类型,点缺陷化学反应方程式的书写方法;②固溶体特点、分类,置换型固溶体形成条件,置换型固溶体中“组分缺陷”反应表示、固溶体对晶体性质的影响;③非化学计量化合物的四种基本类型。
3. 熔体和非晶态固体
①硅酸盐熔体的结构理论和熔体的性质;②玻璃的通性;③玻璃形成的基本条件;④玻璃的结构及结构参数。
4. 固体表面与界面
①表面润湿的概念和分类,接触角和杨氏方程,影响润湿的因素;②吸附和表面改性,减水剂的作用机理。
5. 相平衡与相图
①相与相平衡的基本概念;②SiO2一元专业相图和CaO-SiO2二元专业相图分析及应用;③三元相图的基本类型,运用相图的基本规则进行典型析晶路径的分析及表达,相图实例分析。
6. 扩散
①固体中质点扩散的特点和扩散动力学方程;②扩散系数的含义;③本征扩散、非本征扩散概念和特点;④影响固体中扩散的主要因素。
7. 固相反应
①固相反应及其动力学特征;②固相反应中杨德尔方程、金斯特林格方程的建立依据及适用范围;③影响固相反应的因素。
8. 相变
①相变的概念与分类;②液-固相变过程的热力学和动力学特点,熔体析晶过程成核和生长过程动力学分析;③影响析晶能力的因素。
9. 烧结
①烧结的概念及推动力;②固相烧结(蒸发-凝聚传质、扩散传质)液相烧结(流动传质、溶解-沉淀传质)的传质机理与特点;③影响烧结的因素。
四、考试用具说明
考试需要直尺,用黑色笔作答。
五、参考书目或参考资料
胡志强主编,无机材料科学基础教程(第二版),化学工业出版社,2011年。
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