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

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。

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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。

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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。