2018年武汉工程大学2002《材料物理与化学》考博大纲

《材料化学与物理》考试大纲
一、内容和基本要求
(1)材料引言 （ 定义、材料类型、发展方向、基本要求）
 理解材料科学的定义与分类；
 了解材料科学基础课程的研究领域；
 了解本课程的发展方向；
(2)晶体结构（晶体的对称、单形和聚形、晶体定向及结晶符号）
 掌握对称操作和理解对称要素概念（对称面、对称轴、对称中心和旋转反伸轴），掌握
操作方法，理解晶体的对称定律。
 理解单形的概念，了解 47 种几何单形和 146 种结晶单形、47 种几何单形的命名及特征。
了解聚形的概念、聚形分析的方法和步骤。
 理解晶体定向的概念、晶体常数及晶体定向原则，了解各晶系晶体的定向方法和晶体常
数特点、整数定律及意义，了解晶面符号（米氏符号）的概念及构成。
 理解单质晶体、离子晶体的晶体化学特征。
 了解二元化合物、三元化合物单质晶体、离子晶体结构与性能。
 掌握硅酸盐晶体结构及其分类。
(6)相平衡和相图（化学平衡、 热力学势函数法、 相平衡与相图）
 掌握化学平衡的条件、多相反应的平衡常数计算；掌握化学反应等温方程式与△G°的
计算；理解温度对平衡常数的影响。
 掌握热力学势函数法在无机材料工程中的应用。
 掌握 SiO2、C2S、ZrO2 系统相图。
 掌握二元系统相图组成表示方法、杠杆规则和相律。
 掌握二元相图的基本类型及实用实例。
 了解三元系统相图的应用。
(4)非晶态结构与性质 （熔体的结构、熔体的性质、玻璃的形成、玻璃的结构和种类）
 了解熔体结构，熔体粘度与表面张力。
 理解玻璃的概念，玻璃的宏观性质和通性。
 了解玻璃态物质形成方法；理解玻璃形成的热力学观点，玻璃形成的动力学手段；了解
3T 图（时间－温度－转变）的绘制，临界冷却速率，形成玻璃的结晶化学条件，单键
强度、键型。
 了解晶子假说和无规则网络说的主要实验依据和论点。
(3)晶体结构缺陷 （缺陷的类型，固溶体）
 了解点缺陷产生的原因和类型；理解两种基本类型的热缺陷；掌握热缺陷的平衡浓度，
缺陷化学表示方法，缺陷反应式表达的基本规则。
 了解晶体的范性变形与位错模型，帕格斯矢量，位错线的能量，位错运动，位错与晶体
缺陷的交互作用。
 了解平移晶界，孪晶晶界，位错晶界的定义。
 理解固溶体的概念、类型和形成条件；了解非化学计量化合物、固溶体研究方法及固溶
体的应用。
(5)表面结构与性质 （固体的表面，多相体系界面化学，晶界和相界，粘土水系统胶体化学）
 理解固体表面的特征，晶体表面结构，表面力场与表面能；了解离子晶体在表面力场作
用下离子的极化与重排过程。
 了解弯曲表面效应，吸附与表面改性。
 了解晶界结构与分类，多晶体的组织；理解晶界应力，相界定义。
 理解粘土粒子体的荷电性，粘土的离子吸附与交换，粘土胶体的动电性质；了解泥浆流
动性与触变性，泥料可塑性理论。
(7) 固体中的扩散 （扩散的基本特点与宏观动力学方程，扩散过程的推动力和扩散微观机
制，影响扩散的因素）
 掌握扩散动力学方程，了解扩散动力学方程的应用。
 了解扩散的一般推动力，质点迁移的微观机构，非化学计量氧化物中的扩散。
 了解晶体组成、化学键和结构缺陷对扩散的影响。
(8)材料中的相变 （相变的分类，液－固相变过程热力学，液—固相变过程动力学，液－液
相变过程）
 了解相变的分类方法和特点、相变过程的推动力、液相的不混溶现象。
 掌握相变的热力学分类方法、马氏体相变的主要特征、晶核的形成条件、均匀成核与非
均匀成核、晶体生长过程动力学、总的结晶速率与析晶过程、分相的结晶化学观点。
(9)材料制备中的固态反应（固相反应动力学特征，影响固相反应的因素）
 掌握固相反应的动力学关系、化学反应动力学范围的动力学方程、影响固相反应的因素。
 掌握扩散动力学范围的动力学方程。
(10)烧结（固态烧结，液相参与的烧结，影响烧结的因素）
 了解烧结的定义、烧结的模型、影响烧结的因素。
 掌握与烧结相关的一些概念、烧结过程的推动力固相反应法。
 理解固态烧结中的蒸发-凝聚传质和扩散传质、液相烧结中的流动传质和溶解-沉淀传
质、液相烧结的特点，各种传质过程特点与相应的公式，晶粒生长与晶粒长大的定律，二次
再结晶的特征与产生的原因，采用晶界迁移抑制剂时晶粒生长的规律。
(11) 胶体
 掌握动电位概念及其在材料工程中的应用。
 掌握胶体的稳定性特征及其在材料工程中的应用。
(12) 其他
 晶体场理论作为选考部分。
 四元交互相图及其应用部分可作为专题部分。
二、建议教材及主要教学参考书
教材：张联盟编著. 《材料科学基础》.武汉：武汉理工大学出版社,2004
参考书：《材料物理导论》.杨尚林编.哈工大出版社
《材料化学导论》.席慧智编.哈工大出版社
《现代材料化学》.刘光华编.上海科学技术出版社
《无机材料物理化学》.周亚栋主编.武汉工业大学出版社