蘇州科技大學2021年碩士研究生入學初試考試大綱

    命題學院：土木工程學院

    考試科目名稱：無機材料科學基礎

    說明：常規考試用具及帶有函數計算和四則運算的普通計算器。

    一、考試基本要求

    《無機材料科學基礎》考試大綱適用于報考（專業學位）土木水利（建筑材料方向）專業碩士研究生的入學考試。本考試是為招收（專業學位）土木水利（建筑材料方向）專業碩士生而擬設的具有選拔功能的考試。其主要目的是測試考生對無機材料科學基礎知識的掌握程度及運用能力，理解無機材料科學中的共性規律，掌握材料的組成-形成（工藝）條件-結構-性能-材料用途之間相互關系及制約規律，以及無機材料的基本結構、性質與應用等。具有基本科學的思維方法和理論聯系實際獨立分析問題解決問題的能力。學會用辯證唯物主義的觀點和邏輯思維去認識材料性質變化的本質。重點考察考生以下幾個方面的能力：

    1.熟練掌握無機材料科學的基礎理論。

    2.能從材料組成、結構、性能相互聯系的角度解釋材料在制備、使用過程中的各種物理、化學現象和特征，深入理解材料的組成、結構及性能間的相互關系。

    3.具備分析和解決實際問題的能力，指導材料的設計和應用。

    二、考試內容和考試要求

    1、晶體結構

    （1）掌握晶體的基本概念、晶體的基本性質、晶體的宏觀對稱性、晶體的對稱分類、空間點陣、晶體定向和整數定律、單位平行六面體的劃分原則、十四種布拉維格子、晶胞的概念。

    （2）掌握結晶學指數（晶面指數和晶向指數）的標定、晶向與晶面的關系、晶帶軸定理、晶面間距、晶體中質點的結合力與結合能、電負性的概念、晶體中離子鍵比例估算。

    （3）掌握晶體中質點的堆積、球體最緊密堆積原理、等徑球的最緊密堆積及其空隙、配位數和配位多面體、正負離子半徑比與配位數的關系、典型晶體最緊密堆積時正負離子半徑比的計算、離子極化的概念、同質多晶與類質同晶、位移型轉變和重建型轉變、單質晶體結構。

    （4）掌握鮑林規則、典型的無機化合物結構類型：AX、AX2、A2X3、AX3、A2X5、ABO3和AB2O4。

    （5）掌握硅酸鹽晶體結構：硅酸鹽晶體結構的一般特點與分類、橋氧的定義、島狀硅酸鹽晶體結構、組群狀硅酸鹽晶體結構、鏈狀硅酸鹽晶體結構、層狀硅酸鹽晶體結構、架狀硅酸鹽晶體結構。

    （6）掌握利用典型晶體結構特征進行的相關計算。

    2、晶體結構缺陷

    （1）掌握晶體結構缺陷的類型、點缺陷的概念與類型、空位、間隙質點和雜質質點的概念、線缺陷的概念及分類、刃位錯的形成與幾何特征、螺位錯的形成與幾何特征、面缺陷的概念、抽出型層錯和插入型層錯、弗倫克爾缺陷的定義和特點、肖特基缺陷的定義和特點。

    （2）掌握點缺陷的符號表征、缺陷化學反應表示法、熱缺陷濃度的計算。

    （3）掌握固溶體的概念及分類，置換固溶體、間隙固溶體、連續固溶體、不連續固溶體的定義，形成置換固溶體的條件，形成間隙型固溶體的條件，了解形成固溶體后對晶體性質的影響和固溶體的研究方法，能熟練書寫缺陷化學反應方程式和相應的固溶式。

    （4）非化學計量化合物的概念、特點和分類，色心的形成及定義。

    3、非晶態結構與性質

    （1）熔體的結構：掌握硅酸鹽熔體的基本結構單元、熔體聚合物理論、聚合物的形成、Si-O鍵的特點、熔解石英的分化過程、石英的三維晶格碎片、熔體結構遠程無序的實質、影響聚合物聚合程度的因素。

    （2）熔體的性質：掌握粘度的概念、影響熔體粘度的主要因素、退火點的定義、硼反?，F象、表面張力、影響表面張力的因素。

    （3）玻璃的形成：掌握玻璃的通性、介穩狀態的概念、玻璃軟化溫度、Tg和Tm的關系、玻璃形成的熱力學條件、玻璃形成的動力學條件、晶核生成速率和晶核生長速率的定義、析晶特征曲線、玻璃中可檢測到的晶體最小體積、三T曲線、玻璃形成的結晶化學條件、玻璃網絡形成體、網絡改變體和網絡中間體的定義。

    （4）玻璃的結構：掌握玻璃結構的定義、玻璃結構的特點、晶子學說、無規則網絡學說。

    （5）常見玻璃類型：掌握硅酸鹽玻璃結構、玻璃的結構參數、硼酸鹽玻璃結構。

    4、表面結構與性質

    （1）掌握固體的表面、表面弛豫與重構的定義、固體的表面自由能和表面張力、表面偏析、固體的表面力、分子間引力的主要來源、離子晶體的表面、固體表面的雙電層對表面能的影響、粉體表面結構、表面粗糙度和微裂紋。

    （2）掌握潤濕的類型、沾濕、浸濕和鋪展的過程及自由焓變化、粘附功、浸潤功、鋪展系數、接觸角的定義、Young方程及應用、粘附及決定粘附的條件、吸附與表面改性。

    （3）掌握晶界、晶界結構的分類，了解多晶體組織、晶界應力。

    5、相平衡與相圖

    （1）掌握幾種基本相圖：多晶轉變的單元相圖；石英相圖；生成化合物、固溶體及含轉熔點的二元相圖；鐵碳合金相圖；二元系統專業相圖；三元相圖的特點和分析判讀原則；生成不一致熔二元化合物、三元化合物的三元相圖；典型的硅酸鹽專業相圖。

    （2）掌握單元系統相圖的特點和分析方法，掌握可逆與不可逆多晶轉變的特點；

    （3）掌握具體二元相圖的分析方法，掌握各種類型二元相圖的特點和冷卻析晶過程的分析；

    （4）掌握三元相圖的特點、杠桿規則、連線規則、切線規則、重心規則、三角形規則等，熟悉并理解各種三元相圖類型和特點、冷卻析晶過程的分析、在析晶過程中液相組成點和固相組成點的變化規律。

    6、擴散

    （1）理解擴散的概念、本質、推動力、基本特點、多元系統中的擴散及其影響因素。

    （2）掌握擴散動力學方程；菲克定律的理解和應用；固體材料中的擴散機構；擴散系數與擴散機構的關系；空位機構的擴散動力學方程；擴散系數的一般熱力學關系及應用；擴散的影響因素。

    7、材料中的相變

    （1）理解相變的分類方法和特點；相變的熱力學條件和推動力；成核-生長相變機理中的均態成核與非均態成核；過冷度對核化速率和晶體生長速率的影響；調幅分解相變機理；分相的結晶化學觀點。

    （2）理解熱起伏及臨界晶核概念；掌握臨界晶核、成核位壘、理解晶核數量的計算；

    （3）理解成核生長相變機理對析晶控制的指導作用；

    （4）理解液相相變中亞穩分相和不穩分相的差別；

    （5）理解不混溶間隙線和旋結相線。

    8、材料制備中的固態反應

    （1）掌握固相反應的推動力和基本步驟；

    （2）理解尖晶石型的固相反應機理及反應界面方程、平板方程、揚德方程、金斯特林格方程的模型和適用條件；

    （3）掌握固態反應的主要影響因素。

    9、燒結

    燒結概述，固態燒結及機理，固相燒結，再結晶和晶粒長大，影響燒結的因素。

    （1）了解燒結的定義、燒結的模型、影響燒結的因素；

    （2）掌握與燒結相關的一些概念、燒結過程的推動力；

    （3）熟悉并理解固態燒結中的蒸發-凝聚傳質和擴散傳質方式、液相燒結中的流動傳質和溶解-沉淀傳質方式、液相燒結的特點、各種傳質過程的特點與相應的公式、晶粒生長與晶粒長大的定律、二次再結晶的特征與產生的原因、采用晶界遷移抑制劑時晶粒生長的規律，以及影響燒結的各種因素。

    三、考試基本題型和考試方式：

    基本題型可能有：名詞解釋、簡答題、計算題、相圖分析題、論述題。

    考試方式：筆試，閉卷。考試時間為180分鐘，滿分為150分。

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