2017年河南工业大学841无机材料科学基础考研大纲

自命题科目考试大纲
科目名称：无机材料科学
科目代码：841
一、试卷考试时间及分值
考试时长：3 小时
试卷分值：150 分
二、考试重点内容：
1.晶体结构基础知识和基本理论；
2.结晶化学、晶体缺陷、熔体和非晶固体态、相平衡、胶体系统等基本理论；
3.无机材料相平衡的基本原理；
4.扩散、固相反应的动力学原理；
5.无机材料相变和烧结热力学与动力学的基本原理及基本应用方法。
三、答题方式：
答题方式为闭卷、笔试。
四、题型结构
填空题：30 分
问答题：70 分
相图题：50 分
五、参考书目：
1、 《无机材料科学基础》 ( 硅酸盐物理化学重排版 ) ，陆佩文编，武汉理工
大学出版社
2、陶瓷导论，W.D.金格瑞等编著，清华大学无机非金属材料教研组译，中国建
筑工业出版社，1980
附：
河南工业大学
2014 年硕士研究生入学考试试题
考试科目： 无机材料科学 共 2 页（第 1 页）
注意：1、本试题纸上不答题，所有答案均写在答题纸上
2、本试题纸必须连同答题纸一起上交。
一、填空（每空 3 分，共 10 空，共 30 分）
1、粘土-水胶体体系中，吸附层表现 电性质，扩散层表现 电
性质。
2、两种可以混溶的组分相互接触后时，发生的原子迁移和扩散效应
会形成 或 。
3、同质异构体之间存在两种结构转变： 和 ，
前者需要 ，转变速率快，后者需要 ，
转变速率缓慢。
4、硅砖制备工艺的一个重要措施是加入矿化剂，原因在于
。
5、晶体材料中质点的主要扩散机制是空位扩散和间隙扩散。扩散过
程受 限制。
二、问答题（每题 10 分，共 8 题。选作其中 7 题，共 70 分）
1、写出浓度场下物质稳定扩散时的动力学方程：菲克第一定律。并
推导物质不稳定扩散时的菲克第二定律动力学表达式。
2、对于粘土-水胶体体系，试述阳离子电价对粘土-阳离子间作用力
的影响，并解释原因。
3、根据固体表面特征，试考虑如何改善固－液间的润湿。
4、热缺陷的基本形式有哪两种？其各自特征有哪些？写出二价化合
物 MX 的热缺陷生成反应式及缺陷浓度表达式。
共 2 页（第 2 页）
5、ZrO2 在高温低氧压环境中，其负离子氧容易逃逸。此过程所形成
的缺陷属于何种类型缺陷？试写出发生的缺陷反应，并计算缺陷
浓度与氧分压之间的关系。
6、Si 和 Al 的原子量接近（28.09, 26.98），但是 SiO2 和 Al2O3 的密度
差别很大（2.65 g/cm3
, 3.96 g/cm3
）。试用晶体结构及鲍林规则说明
此差别。
7、以 Fe＋O2 → FeO 为例，推导固相反应的一般动力学方程。
8、表面张力为 500 mN/m 的某液态硅酸盐与某种多晶氧化物表面接
触，接触角 θ＝45o。二者混合后在高温下的三晶粒交界处形成液
态小球，平均二面角 φ＝90o。已知此多晶氧化物固－固界面张力
为 1000 mN/m，计算它的表面张力。
三、相图题（共 2 题，其中第 1 题 5 分，第二题 45 分，共 50 分）
1、 说明“液相独立析晶”现象。
2、某三元相图如图所示。
(a)、试对组成为 40％A-55％B-5％C 的配料组成点作出平衡结晶路线。
(b)、假如不完全回吸发生在 S1 和 S2 初晶区间的界线上，在某点发生
“液相独立析晶”。请你再确定并作出一条结晶路线。根据你自己
所作的点的位置，确定并表示出“液相独立析晶”开始时的固相/
液相比，及固相中各组成相之比。
(c)、对于平衡和非平衡结晶路线，比较最后的产物组成。
C
S1
B
S2
S3
S4
A
○B
○S3
○S1
○S2
○S4
○A