一、 考试的总体要求
要求考生比较系统地掌握本课程各个章节的基础理论和基本知识,了解材料的结构、 物性和化学反应的变化规律和相互联系,从而具有综合运用所学知识来分析和解决实际问题的能力。
二、 考试的内容及比例:(重点部分)
第一章 晶体结构
晶体化学基本原理——配位数和配位多面体,球体紧密堆积原理,离子极化,电负性,鲍林规则的应用;
晶体结构——各种简单的典型的晶体结构的描述和特点,硅酸盐晶体结构的分类、性质和特点(重点层状结构),鲍林电价规则的应用;
晶体结构缺陷——点缺陷及其化学反应表示方法(重点),热缺陷的化学平衡及浓度计算,固溶体特点,分类及其研究方法,置换型固溶体中“组分缺陷”反应表示式,非化学计量化合物的各种缺陷反应式。
第二章 熔体和玻璃体
玻璃结构理论,熔体性质和玻璃的通性,玻璃形成的基本条件(从热 力学、动力学、结晶化学解释),常见的玻璃类型及其基本结构参数的计算。
第三章 表面与界面
界面上的润湿,粘附、吸附和表面改性,弯曲表面效 应;晶界结构和分类,多晶体晶界构形与相分布;固体微 粒子一溶剂界面特性及扩散双电层与电位的关系,氧化物料浆稳定性的控制。
第四章 相平衡
在牢固的掌握单元和二元系统各种类型相图及其基本规则的基础上,重点讨论三元 相图中的一些基本类型,并能熟练地运用相图的基本规则来确定相图中的点、线、面的性 质以及相平衡和非平衡的条件下分析熔体冷却下来的析晶路程,熟练地看懂相图,并能初 步运用相图知识来解决实际问题。
第五章 扩散和固相反应
固体中质点扩散的特点和扩散动力学方程,扩散推动力及扩散机制、非化学计量氧化 物中的扩散,扩散系数及其影响因素;固相反应及其动力学特征,固相反应中两个扩散动 力学方程的分析和比较,影响固相反应的因素。
第六章 相变
相变的分类,液固相变过程的热力学和动力学分析,液一液相变中玻璃分相,介稳相 图中的亚稳区和不稳区的特点,分相热力学理论和结晶化学观点。
第七章 烧结
烧结的概念及推动力,固态烧结和液态烧结的传质机理,各种传质机理的分析和比较,晶粒生长和二次再结晶的概念和分析,晶界在烧结中的作用,影响烧结的因素。
第八章 陶瓷材料的力学性能
陶瓷材料的弹性形变、虎克定律,应力,应变,弹性模量,剪切模量,体积模量,多相系 统的弹性模量,陶瓷材料的塑性形变,滑移,延展性,理论剪切强度,位错,蠕变,陶瓷材料 的脆性断裂,强度,理论断裂强度,格里菲斯(Griffith)微裂纹理论,英格里斯(Inglis)和奥 罗万(Orowan)对临界应力的计算,断裂表面能,裂纹扩展的临界条件,格里菲斯对临界应 力的计算,应力强度因子K1,平面应变断裂韧性K1c,裂纹的起源,裂纹的快速扩展,影响 裂纹扩展的因素,静态疲劳,蠕变断裂,纤维结构对材料脆性断裂的影响,提高陶瓷材料强 度的方法,改善陶瓷材料脆性的途径,复合材料的强度和韧性,陶瓷材料的强度。
第九章 陶瓷材料的热学性能
晶体的点阵振动,格波,影响热导率的因素,陶瓷 材料的热容,热膨胀,固体材料热膨胀机理,多晶体和复合材料的热膨胀,陶瓷材料的抗热 震性,抗热震断裂性,抗热震损伤性,抗热震性的表示法,测量方法,热应力,抗热震性因 子,导热系数,热应力因子R,R,R’,抗热应力损伤因子 R 和 R ,影响抗热震性的因素, 影响抗热震断裂性的主要因素,影响抗热震损伤性的主要因素。
第十章 陶瓷材料的电学性能
陶瓷材料的电阻及电导,弗兰克尔缺陷和肖特基缺陷,载流子,载流子浓度,迁移率,杂质离子电导,电子式电导,玻璃的电导,中和效应,压抑效应,电极和介质问的离子交换,电化学老化,提高陶瓷材料绝缘电阻的措施,半导体陶瓷材料的电导,导电陶瓷的电导,陶瓷材料在电场中的极化与介电常数,极化的基本概念及微观机理,有效电场,克劳修斯一莫索蒂方程,极化形式,电子与离子的位移与松弛极化,自发极化,复合材料的介电常数,介电常数的温度系数,空间电荷,陶瓷材料的介质损耗,介质损耗的基本概念,复介电常数,介质的损耗的形式,复合介质的损耗,空间电荷效应,影响介质损耗的因素,陶瓷材料的损耗,陶瓷材料的抗电强度,在强电场作用下陶瓷介质的破坏,电击穿,热击穿,陶瓷材料的电化学老化。
各部分比例如下:第1-2章约30分;第3章15-15分;第4章20-25分;第5-7章25-30分;第8章约15分;第9章约10分;第10章约25分。
三、 试卷题型及比例
1、真空判断 30-40;2、简答题 30-40;3、计算题 15-25; 4、分析讨论题 45-60
四、 考试形式及时间
考试形式为笔试。考试时间为三小时。。
五、 主要参考教材(参考书目)
1.《硅酸盐物理化学》,陆佩文等编,东南大学出版社。
2.《陶瓷材料物理性能》,关振铎,张中太,焦金生,清华大学出版社 .