2023年武漢科技大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)考研無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)科目考試大綱

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

考試科目代碼：808

參考書(shū)目：

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》(硅酸鹽物理化學(xué)重排本)，陸佩文編，武漢理工大學(xué)出版社，2010年;

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

一、考試要求

1. 系統(tǒng)掌握無(wú)機(jī)非金屬材料有關(guān)的組成、組織結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，表面及界面特性，熱力學(xué)與相平衡，擴(kuò)散、固相反應(yīng)、相變及燒結(jié)等動(dòng)力學(xué)方面的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí);

2. 利用掌握的無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)無(wú)機(jī)材料制備與應(yīng)用過(guò)程中的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行推理、分析，具備提出解決問(wèn)題的思路和方法的能力，具有一定的無(wú)機(jī)非金屬材料工藝設(shè)計(jì)及控制、新技術(shù)開(kāi)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(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)

(1)晶體的基本概念和性質(zhì);

(2)晶體的宏觀對(duì)稱要素;

(3)晶體定向和結(jié)晶符號(hào);

(4)晶體結(jié)構(gòu)的基本特征;

(5)晶體化學(xué)基本原理。

2.晶體結(jié)構(gòu)與晶體的缺陷

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

(2)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu);

(3)晶體結(jié)構(gòu)缺陷：缺陷產(chǎn)生的原因和類型，缺陷化學(xué)反應(yīng)表示方法，缺陷反應(yīng)遵守的規(guī)則，缺陷濃度的計(jì)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(xué)計(jì)量化合物的寫法;固溶體的研究方法;位錯(cuò)和柏氏矢量的概念。

3.熔體和玻璃體

(1)熔體的結(jié)構(gòu);

(2)熔體的性質(zhì);

(3)玻璃的通性;

(4)玻璃的形成;

(5)玻璃的結(jié)構(gòu);

(6)常見(jiàn)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(yīng);附著潤(rùn)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(xué)：黏土的帶電原因;黏土的離子吸附與交換;黏土膠體的電動(dòng)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(diǎn);

(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(shí)際相圖;

(3)二元系統(tǒng)：相律;基本相圖類型;析晶過(guò)程分析;實(shí)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(cè)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(fù)雜相圖的分析重要步驟。

6.擴(kuò)散與固相反應(yīng)

(1)擴(kuò)散宏觀方程;

(2)擴(kuò)散過(guò)程的推動(dòng)力、微觀機(jī)構(gòu)與擴(kuò)散系數(shù)、非化學(xué)計(jì)量氧化物中的擴(kuò)散;

(3)擴(kuò)散影響因素分析：溫度、雜質(zhì)、結(jié)構(gòu)、氣氛等;

(4)固相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)特征：定義，特點(diǎn)、固相反應(yīng)的歷程、以及分類;

(5)固相反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程：固相反應(yīng)機(jī)理，影響固相反應(yīng)速度的因素，楊德?tīng)柗匠?，金氏方?

(6)影響固相反應(yīng)速度的因素：組成、結(jié)構(gòu)、粒度、反應(yīng)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(xué)、相變方式、以及質(zhì)點(diǎn)遷移特征分類;

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

(3)液相-固相相變過(guò)程動(dòng)力學(xué)：成核過(guò)程動(dòng)力學(xué);晶體長(zhǎng)大過(guò)程動(dòng)力學(xué);總的結(jié)晶速率;影響析晶能力的因素;

(4)液-液相變過(guò)程：玻璃分相現(xiàn)象。

8.燒結(jié)

(1)概述：有關(guān)基本概念，燒結(jié)的推動(dòng)力、模型的應(yīng)用及其發(fā)展;

(2)固相燒結(jié)：固相燒結(jié)的傳質(zhì)機(jī)理;各個(gè)動(dòng)力學(xué)方程的局限性及公式推導(dǎo)的條件;

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

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

(5)特種燒結(jié)原理概念。

三、試卷結(jié)構(gòu)

1. 考試時(shí)間：180 分鐘。

2. 試卷總分：150 分。

3. 題型結(jié)構(gòu)(不僅限于以下題型)：

(1) 填空或選擇題;

(2) 名詞解釋;

(3) 分析簡(jiǎn)答題;

(4) 推導(dǎo)題;

(5) 相圖分析;

(6) 計(jì)算題等。

原文鏈接：

2023年武漢科技大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)考研無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)科目考試大綱