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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、相平衡、膠體系統等基本理論；
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
筑工業出版社，1980
附：
河南工業大學
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。
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 電性質，擴散層表現 電
性質。
2、兩種可以混溶的組分相互接觸后時，發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定擴散時的動力學方程：菲克第一定律。并
推導物質不穩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)、假如不完全回吸發生在 S1 和 S2 初晶區間的界線上，在某點發生
“液相獨立析晶”。請你再確定并作出一條結晶路線。根據你自己
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。
C
S1
B
S2
S3
S4
A
○B
○S3
○S1
○S2
○S4
○A
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