材料科学基础各章复习要点2011.12

材料科学基础各章复习要点

第一章 晶体结构

名词解释：

（1） 类质同晶和同质多晶 （2） 萤石型和反萤石型 （3） 二八面体和三八面体

（4） 正尖晶石和反尖晶石 主要内容：

1、 单质金属原子形成晶体时结构上的差异（A1、A2、A3型）

2、 从晶体结构特点说明金属或合金在力学性能上表现出良好的塑性和延展性 3、 通过8-m规则说明金刚石的晶体结构特点

4、NaCl型晶体结构特点，为什么AX型化合物大多具有NaCl型结构？

在AX型晶体结构中，一般阴离子X的半径较大，而阳离子A的半径较小，所以X做紧密堆积，A填充在其空隙中。大多数AX型化合物的r+/r-在0.414～0.732之间，应该填充在八面体空隙，即具有NaCl型结构；并且NaCl型晶体结构的对称性较高，所以AX型化合物大多具有NaCl型结构。

5、CsCl型结构特点；立方ZnS和六方ZnS晶体结构差异；

6、金红石和萤石型晶体结构特点。CaF2晶体结构与性能的关系。 7、刚玉（?-Al2O3）型结构特点。

8、ABO3 (钙钛矿、钛铁矿、碳酸钙)晶体结构特点；AB2O4尖晶石型结构特点 9、BaTiO3的铁电效应，为什么钛酸钙不存在自发极化现象？ 10、硅酸盐晶体结构共同特点

11、五类硅酸盐晶体结构特点，Si/O, 典型代表名称和分子式 12、绿宝石、堇青石结构与性能关系

13、滑石、叶腊石晶体结构特点，结构与性能关系 14、高岭石、蒙脱石晶体结构特点及与性能的关系 15、?-方石英、 ?-鳞石英晶体结构差异

16、O2-作而心立方堆积时，根据电价规则，在下面情况下，空隙内各需填入何种价态的阳离子，并对每一种结构举出一个例子。(a) 所有四面体空隙位置均填满；(b) 所有八而体空隙位置均填满； (c) 填满一半四面体空隙位置； (d) 填满一半八面休空隙位置。

第二章 晶体结构缺陷

名词解释

（1） 弗伦克尔缺陷和肖特基缺陷 （2） 刃位错和螺位错 （3） 热缺陷和杂质缺陷

（4） 置换型固溶体和填隙型固溶体 （5） 点缺陷和线缺陷 主要内容：

1、缺陷反应方程式写法

2、热缺陷浓度计算

3、杂质缺陷、固溶体及固溶分子式

4、非化学计量化合物结构缺陷（半导体） 种类、形成条件、缺陷浓度、电导率与气体压力的关系。

5、连续置换型固溶体的形成条件 6、影响形成间隙型固溶体的因素 7、组分缺陷（补偿缺陷）：不等价离子取代

形成条件、特点（浓度取决于掺杂量和固溶度） 缺陷浓度的计算、与热缺陷的比较 8、固溶体的研究与计算

写出缺陷反应方程——固溶式、算出晶胞的体积和重量——理论密度（间隙型、置换型）

——和实测密度比较

－

9、(a)MgO晶体中，肖脱基缺陷的生成能为6eV（9.612×1019J）， 计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。(b)如果MgO晶体中，含有百万分之一摩尔的A12O3杂质，则在1600℃时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势，说明原因。

10、非化学计量化合物FexO中，Fe3+／Fe2+=0.1，求FexO中的空位浓度及x值。

第三章 熔体与玻璃体

1、描述硅酸盐熔体结构的聚合物理论要点 2、聚合物的形成大致分为三个阶段 3、硅酸盐熔体粘度与组成的关系

＋

4、碱金属离子R硅酸盐熔体粘度的影响 5、硼硅酸盐系统中的硼反常现象 6、极性共价键的物质易形成玻璃的原因。 7、晶子学说和无规则网络学说 8、硅酸盐玻璃和硅酸盐晶体的结构特点 9、石英玻璃和石英晶体的结构特点

10、玻璃结构参数的计算，计算结构参数的意义。

第四章 固体的表面与界面

1、离子晶体的表面结构特点 2、玻璃的表面结构特点 3、影响润湿的因素 4、p125 7-2

5、粘土颗粒荷电的原因 6、粘土胶团结构

7、粘土泥浆中引入电解质溶液为什么能使泥浆流动性增加？ 8、粘土具有可塑性的原因 9、瘠性料的悬浮与塑化的方式

第五章 相图

? 判断初晶区

? 判断化合物的性质。根据化合物组成点是否落在其初晶区内，判断化合物性质是一

? ? ? ? ?

致熔或不一致熔。 划分副三角形；

标出界线上的温降方向； 判断界线的性质； 确定无变量点性质； 分析冷却析晶路程

第六章 扩散

1、固体中扩散的特点 2、菲克定律（宏观现象） 菲克第一定律：稳态扩散 菲克第二定律：不稳态扩散

稳定扩散和不稳定扩散的定义；菲克二定律的表达式及物理意义。

3、菲克第一定律的应用：氢气在钢瓶中的泄露问题（扩散通量表达式，如何减小泄露？） 4、扩散系数的物理意义（从D＝ ?.?2.?解释扩散系数和哪些因素有关） 5、各种晶体结构中空位、间隙扩散系数表达式：D=D0exp(-Q/RT) 6、扩散推动力（化学位梯度）

7、扩散系数的一般热力学关系式 会推导

8、浓度差会引起扩散，扩散是否总是从高浓度处向低浓度处进行?为什么? 9、影响扩散的因素 比较D表面 D晶面 D晶内的相对大小

第七章 固相反应

1、固相反应的定义、泰曼温度 2、固相反应的转化率

3、固相反应的一般动力学关系（反应的总阻力=各个分阻力之和） 4、固相反应的特点 （化学反应动力学范围、扩散动力学范围）

能够导出杨德尔方程

明确杨德尔方程、金斯特林格方程、卡特方程的适用条件

5、如果要合成MgAl2O4，可提供选择的原料为MgCO3、Mg(OH)2、MgO、Al2O3·3H2O、γ-Al2O3、α- Al2O3,从提高反应速率的角度出发，选择什么原料较好？

第八章 相变

1、相变的概念 2、相变的分类

3、一级相变、二级相变

4、相变过程中的亚稳态 ，相变过程的推动力，明确相变为什么需要过冷或过热。 6、晶核的形成条件、临界晶核rk。（要有△T）

能够导出均匀成核和非均匀成核的临界半径和临界自由能。（注意：一定搞清式中每一个符号代表什么）

7、影响成核速率的因素：核坯的数目、质点加到核坯上的速率 均匀成核：Iv=P·D

*?GK??GMIS?BSexp(?)RT 非均匀成核：

8、晶体生长速率 与哪些因素有关

9、成核与晶体生长相比，需要更大的△T（能够解释晶体成核和生长与过冷度的关系） 10、总结晶速度方程

11、分相现象、分相的概念及判断 明确亚稳区和不稳区的分相特点

12、试讨论非均匀成核的活化能与接触角θ的关系，并证明当接触角θ为90度时，非均匀活化能的是均匀成核活化能的一半。

第九章 烧结

1、烧结的概念、定义

2、烧成与烧结、烧结与固相反应

3、烧结的推动力（过剩的表面能?G） 4、烧结的模型

（烧结初期的动力学关系、颈部增长率与烧结收缩率之间的关系） 5、固态烧结的类型、特点、公式（与时间、粒径的关系）

蒸发-凝聚传质过程的特点（△L/L=0） 影响扩散传质的因素 如何促进烧结 6、液态烧结的类型、特点、公式（与时间、粒径的关系） 7、液相烧结与固相烧结的异同点 8、晶粒生长与二次再结晶的概念

9、能否通过延长烧结时间来提高产品的致密度

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