自命題科目考試大綱科目名稱：無機材料科學

科目代碼：841

一、試卷考試時間及分值

考試時長：3小時

試卷分值：150分

二、考試重點內容：

1.晶體結構基礎知識和基本理論；

2.結晶化學、晶體缺陷、熔體和非晶固體態(tài)、相平衡、膠體系統(tǒng)等基本理論；

3.無機材料相平衡的基本原理；

4.擴散、固相反應的動力學原理；

5.無機材料相變和燒結熱力學與動力學的基本原理及基本應用方法。

三、答題方式：

答題方式為閉卷、筆試。

四、題型結構

填空題：30分

問答題：70分

相圖題：50分

五、參考書目：

1、 《無機材料科學基礎》 ( 硅酸鹽物理化學重排版 ) ，陸佩文編，武漢理工大學出版社

2、陶瓷導論，W.D.金格瑞等編著，清華大學無機非金屬材料教研組譯，中國建筑工業(yè)出版社，1980

河南工業(yè)大學

2014年碩士研究生入學考試試題

考試科目： 無機材料科學  共 2  頁（第  1  頁） 

注意：1、本試題紙上不答題，所有答案均寫在答題紙上

      2、本試題紙必須連同答題紙一起上交。

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一、填空（每空3分，共10空，共30分）

1、粘土-水膠體體系中，吸附層表現(xiàn)    電性質，擴散層表現(xiàn)    電性質。

2、兩種可以混溶的組分相互接觸后時，發(fā)生的原子遷移和擴散效應會形成           或            。

3、同質異構體之間存在兩種結構轉變：           和          ，前者需要              ，轉變速率快，后者需要            ，轉變速率緩慢。

4、硅磚制備工藝的一個重要措施是加入礦化劑，原因在于            

                                   。

5、晶體材料中質點的主要擴散機制是空位擴散和間隙擴散。擴散過程受                         限制。

二、問答題（每題10分，共8題。選作其中7題，共70分）

1、寫出濃度場下物質穩(wěn)定擴散時的動力學方程：菲克第一定律。并推導物質不穩(wěn)定擴散時的菲克第二定律動力學表達式。

2、對于粘土-水膠體體系，試述陽離子電價對粘土-陽離子間作用力的影響，并解釋原因。

3、根據(jù)固體表面特征，試考慮如何改善固－液間的潤濕。

4、熱缺陷的基本形式有哪兩種？其各自特征有哪些？寫出二價化合物MX的熱缺陷生成反應式及缺陷濃度表達式。

                                                      共 2 頁（第  2   頁）   

5、ZrO2在高溫低氧壓環(huán)境中，其負離子氧容易逃逸。此過程所形成的缺陷屬于何種類型缺陷？試寫出發(fā)生的缺陷反應，并計算缺陷濃度與氧分壓之間的關系。

6、Si和Al的原子量接近（28.09, 26.98），但是SiO2和Al2O3的密度差別很大（2.65 g/cm3, 3.96 g/cm3）。試用晶體結構及鮑林規(guī)則說明此差別。

7、以Fe＋O2 → FeO為例，推導固相反應的一般動力學方程。

8、表面張力為500 mN/m的某液態(tài)硅酸鹽與某種多晶氧化物表面接觸，接觸角θ＝45o。二者混合后在高溫下的三晶粒交界處形成液態(tài)小球，平均二面角φ＝90o。已知此多晶氧化物固－固界面張力為1000 mN/m，計算它的表面張力。

三、相圖題（共2題，其中第1題5分，第二題45分，共50分）

1、 說明“液相獨立析晶”現(xiàn)象。

2、某三元相圖如圖所示。

(a)、試對組成為40％A-55％B-5％C的配料組成點作出平衡結晶路線。

(b)、假如不完全回吸發(fā)生在S1和S2初晶區(qū)間的界線上，在某點發(fā)生“液相獨立析晶”。請你再確定并作出一條結晶路線。根據(jù)你自己所作的點的位置，確定并表示出“液相獨立析晶”開始時的固相/液相比，及固相中各組成相之比。

(c)、對于平衡和非平衡結晶路線，比較最后的產物組成。