南京工業(yè)大學無機材料科學復習

1、NJ University of Technology 張其土 南京工業(yè)大學材料學院南京工業(yè)大學材料學院 NJ University of Technology主要參考書主要參考書無機材料科學基礎無機材料科學基礎 陸佩文主編，武漢工業(yè)大學出版社陸佩文主編，武漢工業(yè)大學出版社無機材料科學基礎無機材料科學基礎 張其土主編，華東理工大學出版社張其土主編，華東理工大學出版社NJ University of Technology第一章、晶體結(jié)構(gòu)基礎第一章、晶體結(jié)構(gòu)基礎1 1、晶體的基本概念、晶體的基本概念 晶體的本質(zhì)：質(zhì)點在三維空間成周期性重復排列晶體的本質(zhì)：質(zhì)點在三維空間成周期性重復排列 晶體的基本性

2、質(zhì)：結(jié)晶均一性、各向異性、自限性、對稱性、晶體的基本性質(zhì)：結(jié)晶均一性、各向異性、自限性、對稱性、 最小內(nèi)能性最小內(nèi)能性2 2、對稱的概念、對稱的概念 物體中的相同部分作有規(guī)律的重復物體中的相同部分作有規(guī)律的重復 對稱要素：對稱面、對稱中心、對稱軸（對稱軸的類型和特點）對稱要素：對稱面、對稱中心、對稱軸（對稱軸的類型和特點） （L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4、L L6 6、C C、P P） 4 4次倒轉(zhuǎn)軸不能被其他的對稱要素及其組合取代次倒轉(zhuǎn)軸不能被其他的對稱要素及其組合取代 對稱操作對稱操作: : 對稱要素的組合必須滿足晶體的整體對稱要求，不是無限的對稱要素的組合必須滿

3、足晶體的整體對稱要求，不是無限的NJ University of Technology3、對稱型（點群）：宏觀晶體中只存在、對稱型（點群）：宏觀晶體中只存在32種對稱型種對稱型 對稱型的概念對稱型的概念4、晶體的分類晶體的分類 、晶族分類的依據(jù)、各晶系的晶胞參數(shù)關系晶族分類的依據(jù)、各晶系的晶胞參數(shù)關系5、晶面的取向關系晶面的取向關系 、晶面指數(shù)的含義和計算（舉例）、晶面指數(shù)的含義和計算（舉例）6、空間點陣的概念、空間點陣的概念、 14種布拉維格子（種布拉維格子（ P、I、F、C格子）格子） 7、晶胞的概念晶胞的概念 、晶胞參數(shù)（計算）晶胞參數(shù)（計算）8、微觀對稱要素的特征、空間群的概念（只存在

4、微觀對稱要素的特征、空間群的概念（只存在230種空間群）種空間群） 在微觀對稱操作中都包含有平移動作在微觀對稱操作中都包含有平移動作 9 9、球體緊密堆積原理、球體緊密堆積原理 （六方密堆、立方密堆）（六方密堆、立方密堆） 10、鮑林規(guī)則（離子晶體）鮑林規(guī)則（離子晶體）1111、決定晶體結(jié)構(gòu)的因素：化學組成、質(zhì)點相對大小、極化性質(zhì)、決定晶體結(jié)構(gòu)的因素：化學組成、質(zhì)點相對大小、極化性質(zhì) 1212、同質(zhì)多晶、類質(zhì)同晶、同質(zhì)多晶、類質(zhì)同晶 NJ University of Technology13、典型的晶體結(jié)構(gòu)（晶體結(jié)構(gòu)的描述方法）、典型的晶體結(jié)構(gòu)（晶體結(jié)構(gòu)的描述方法） CaF2結(jié)構(gòu)、金剛石結(jié)構(gòu)、

5、金紅石結(jié)構(gòu)、剛玉結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、金剛石結(jié)構(gòu)、金紅石結(jié)構(gòu)、剛玉結(jié)構(gòu)、 CaTiO3、尖晶石結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu) 14、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類的依據(jù)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類的依據(jù) 15、層狀硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)特點，（晶胞參數(shù)層狀硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)特點，（晶胞參數(shù)a a和和b b值相近）值相近）1616、在面心立方和體心立方中，最密排的平面的晶面符號是什么？、在面心立方和體心立方中，最密排的平面的晶面符號是什么？ （111111）、（）、（110110）17、一晶面在、一晶面在x、y、z軸上的截距分別為軸上的截距分別為2a、3b、6c，求出該晶面的，求出該晶面的 晶面指數(shù)。（晶面指數(shù)。（3

6、21）18、為什么等軸晶系晶體有原始、面心、體心而無底心格子？、為什么等軸晶系晶體有原始、面心、體心而無底心格子？19、O2-作而心立方堆積時，根據(jù)電價規(guī)則，在下面情況下，空隙內(nèi)作而心立方堆積時，根據(jù)電價規(guī)則，在下面情況下，空隙內(nèi) 各需填入何種價數(shù)的陽離子，并對每一種結(jié)構(gòu)舉出各需填入何種價數(shù)的陽離子，并對每一種結(jié)構(gòu)舉出個例子。個例子。 （a）所有四面體空隙位置均填滿；）所有四面體空隙位置均填滿；(b) 所有八而體空隙位置均填滿；所有八而體空隙位置均填滿； (c) 填滿填滿半四面體空隙位置；半四面體空隙位置；(d) 填滿填滿半八面休空隙位置。半八面休空隙位置。NJ University of T

7、echnology第二章、晶體結(jié)構(gòu)缺陷第二章、晶體結(jié)構(gòu)缺陷1 1、缺陷的概念、缺陷的概念 2 2、熱缺陷、熱缺陷 （弗倫克爾缺陷、肖特基缺陷）（弗倫克爾缺陷、肖特基缺陷） 熱缺陷是一種本征缺陷、高于熱缺陷是一種本征缺陷、高于0K0K就存在，熱缺陷濃度的計算就存在，熱缺陷濃度的計算 影響熱缺陷濃度的因數(shù)：溫度和熱缺陷形成能（晶體結(jié)構(gòu)）影響熱缺陷濃度的因數(shù)：溫度和熱缺陷形成能（晶體結(jié)構(gòu)） 3 3、雜質(zhì)缺陷、固溶體、雜質(zhì)缺陷、固溶體 4 4、非化學計量化合物結(jié)構(gòu)缺陷（半導體）、非化學計量化合物結(jié)構(gòu)缺陷（半導體） 種類、形成條件、缺陷的計算等種類、形成條件、缺陷的計算等5 5、連續(xù)置換型固溶體的形成條

8、件、連續(xù)置換型固溶體的形成條件 6 6、影響形成間隙型固溶體的因素、影響形成間隙型固溶體的因素7 7、組分缺陷（補償缺陷）：不等價離子取代、組分缺陷（補償缺陷）：不等價離子取代 形成條件、特點（濃度取決于摻雜量和固溶度）形成條件、特點（濃度取決于摻雜量和固溶度） 缺陷濃度的計算、與熱缺陷的比較缺陷濃度的計算、與熱缺陷的比較 NJ University of Technology8 8、缺陷反應方程和固溶式、缺陷反應方程和固溶式 9 9、固溶體的研究與計算、固溶體的研究與計算 寫出缺陷反應方程寫出缺陷反應方程 固溶式、算出晶胞的體積和重量固溶式、算出晶胞的體積和重量 理論密度（間隙型、置換型）理

9、論密度（間隙型、置換型） 和實測密度比較和實測密度比較 1010、位錯概念、位錯概念 刃位錯：滑移方向與位錯線刃位錯：滑移方向與位錯線垂直垂直，伯格斯矢量，伯格斯矢量b b與位錯線與位錯線垂直垂直 螺位錯：滑移方向與位錯線平行，伯格斯矢量螺位錯：滑移方向與位錯線平行，伯格斯矢量b b與位錯線平行與位錯線平行 產(chǎn)產(chǎn)生生的的各各種種缺缺陷陷雜雜質(zhì)質(zhì)基基質(zhì)質(zhì)ClClCaCaCl iCl.KKCl2Cl K.KKCl2Cl2VCaCaClNJ University of Technology 11 11、(a)MgO晶體中，肖脫基缺陷的生成能為晶體中，肖脫基缺陷的生成能為6eV（9.6121019J）

10、，）， 計算在計算在25和和1600時熱缺陷的濃度。時熱缺陷的濃度。(b)如果如果MgO晶體中，晶體中，含有百萬分之一摩爾的含有百萬分之一摩爾的A12O3雜質(zhì)，則在雜質(zhì)，則在1600時，時，MgO晶體中是熱晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢，說明原因。缺陷占優(yōu)勢還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢，說明原因。 1212、非化學計量化合物非化學計量化合物FexO中，中，F(xiàn)e3+Fe2+=0.1，求，求FexO中的空中的空位濃度及位濃度及x值。值。 NJ University of Technology第三章、非晶體固體第三章、非晶體固體1 1、熔體的概念：不同聚合程度的各種聚合物的混合物、熔體的概念：不同聚合

11、程度的各種聚合物的混合物 硅酸鹽熔體的粘度與組成的關系硅酸鹽熔體的粘度與組成的關系2 2、非晶態(tài)物質(zhì)的特點、非晶態(tài)物質(zhì)的特點 3 3、玻璃的通性、玻璃的通性 4 4、 Tg 、Tf , ,相對應的粘度和特點相對應的粘度和特點5 5、網(wǎng)絡形成體、網(wǎng)絡變性體、網(wǎng)絡中間體、網(wǎng)絡形成體、網(wǎng)絡變性體、網(wǎng)絡中間體 計算（如計算（如PbPb玻璃中玻璃中PbPb2 2的作用）的作用） NJ University of Technology6 6、玻璃形成的熱力學觀點、玻璃形成的熱力學觀點7 7、玻璃的結(jié)構(gòu)學說（、玻璃的結(jié)構(gòu)學說（二種玻璃結(jié)構(gòu)學說的共同之處和不同之處二種玻璃結(jié)構(gòu)學說的共同之處和不同之處）8 8、

12、玻璃的結(jié)構(gòu)參數(shù)、玻璃的結(jié)構(gòu)參數(shù) Z Z可根據(jù)玻璃類型定，先計算可根據(jù)玻璃類型定，先計算R R，再計算，再計算X X、Y Y 注意網(wǎng)絡中間體在其中的作用。注意網(wǎng)絡中間體在其中的作用。9 9、硼的反?，F(xiàn)象、硼的反?，F(xiàn)象1010、硅酸鹽晶體與硅酸鹽玻璃的區(qū)別、硅酸鹽晶體與硅酸鹽玻璃的區(qū)別1111、容易形成玻璃的物質(zhì)，在熔點附近有較高的粘度、容易形成玻璃的物質(zhì)，在熔點附近有較高的粘度、Tg/TmTg/Tm2/32/31212、玻璃的組成為玻璃的組成為13wt%Na2O、13wt%CaO和和74wt%SiO2，試計算其，試計算其 非橋氧的百分數(shù)。非橋氧的百分數(shù)。 NJ University of Tec

13、hnology第四章、表面與界面第四章、表面與界面1 1、晶體的表面雙電層與表面能的關系，、晶體的表面雙電層與表面能的關系，固體是如何降低其表面能的？固體是如何降低其表面能的？ 固體表面的雙電層厚度主要取決于什么？固體表面的雙電層厚度主要取決于什么？ 2 2、潤濕的概念、定義、潤濕的概念、定義 改善潤濕的方法：去除表面吸附膜（提高固體表面能）、改善潤濕的方法：去除表面吸附膜（提高固體表面能）、 改變表面粗糙度、降低固液界面能改變表面粗糙度、降低固液界面能 3 3、表面粗糙度對潤濕的影響、表面粗糙度對潤濕的影響 4 4、吸附膜對潤濕的影響、吸附膜對潤濕的影響 5 5、彎曲表面的效應、彎曲表面的效

14、應 ( (開爾文公式的應用開爾文公式的應用) )6 6、界面的分類與特點、界面的分類與特點 7 7、決定晶界構(gòu)型的因素、決定晶界構(gòu)型的因素 （界面能與晶界能的相互關系）（界面能與晶界能的相互關系） 8 8、粘土荷電的原因、粘土與水的作用、電動電位、粘土荷電的原因、粘土與水的作用、電動電位9 9、泥漿膠溶的原理與條件、粘土泥漿屬于塑性流動、泥漿膠溶的原理與條件、粘土泥漿屬于塑性流動 1010、泥漿發(fā)生觸變的原因、泥漿發(fā)生觸變的原因 NJ University of Technology第五章、相平衡第五章、相平衡1 1、相律以及相圖中的一些基本概念、相律以及相圖中的一些基本概念 相、獨立組分、自

15、由度等相、獨立組分、自由度等 2 2、水型物質(zhì)相圖的特點（固液界線的斜率為負）、水型物質(zhì)相圖的特點（固液界線的斜率為負）3 3、單元系統(tǒng)相圖中可逆與不可逆多晶轉(zhuǎn)變的特點、單元系統(tǒng)相圖中可逆與不可逆多晶轉(zhuǎn)變的特點4 4、SiO2SiO2相圖中的多晶轉(zhuǎn)變（重建型轉(zhuǎn)變、位移型轉(zhuǎn)變）相圖中的多晶轉(zhuǎn)變（重建型轉(zhuǎn)變、位移型轉(zhuǎn)變）5 5、一致熔化合物和不一致熔化合物的特點、一致熔化合物和不一致熔化合物的特點6 6、形成連續(xù)固溶體的二元相圖的特點（沒有二元無變量點）、形成連續(xù)固溶體的二元相圖的特點（沒有二元無變量點）7 7、相圖的坐標系統(tǒng)由什么來決定（相平衡系統(tǒng)中的最大自由度）、相圖的坐標系統(tǒng)由什么來決定（相

16、平衡系統(tǒng)中的最大自由度）8 8、界線、連線的概念，以及他們的關系、界線、連線的概念，以及他們的關系 NJ University of Technology9 9、等含量規(guī)則、等比例規(guī)則、背向規(guī)則、杠桿規(guī)則、等含量規(guī)則、等比例規(guī)則、背向規(guī)則、杠桿規(guī)則、 連線規(guī)則、切線規(guī)則、重心規(guī)則。連線規(guī)則、切線規(guī)則、重心規(guī)則。1010、獨立析晶（非平衡析晶）、獨立析晶（非平衡析晶）1111、三元相圖析晶路徑的分析、三元相圖析晶路徑的分析 判斷化合物的性質(zhì)判斷化合物的性質(zhì) 劃分副三角形劃分副三角形 標出界線上的溫度走向和界線的性質(zhì)標出界線上的溫度走向和界線的性質(zhì) 確定無變量點的性質(zhì)確定無變量點的性質(zhì) 分析具體的

17、析晶路程分析具體的析晶路程 NJ University of Technology第六章、擴散與固相反應第六章、擴散與固相反應1 1、固體中擴散的特點、固體中擴散的特點 2 2、菲克定律（宏觀現(xiàn)象）、菲克定律（宏觀現(xiàn)象） 菲克第一定律：穩(wěn)態(tài)擴散菲克第一定律：穩(wěn)態(tài)擴散 菲克第二定律：不穩(wěn)態(tài)擴散菲克第二定律：不穩(wěn)態(tài)擴散3 3、擴散系數(shù)是一個什么樣的參數(shù)、擴散系數(shù)是一個什么樣的參數(shù) 4 4、擴散推動力（化學位梯度）、擴散推動力（化學位梯度） 5 5、擴散系數(shù)的一般熱力學關系式、擴散系數(shù)的一般熱力學關系式 6 6、質(zhì)點的擴散方式（五種、其中空位最常見，所需能量最?。?、質(zhì)點的擴散方式（五種、其中空位最常

18、見，所需能量最?。?7 7、本征擴散、非本征擴散，及其相應的擴散系數(shù)、本征擴散、非本征擴散，及其相應的擴散系數(shù)D D 產(chǎn)生本征擴散與非本征擴散的原因，分析、計算產(chǎn)生本征擴散與非本征擴散的原因，分析、計算8 8、螢石結(jié)構(gòu)的、螢石結(jié)構(gòu)的ZrOZrO2 2中中ZrZr4+4+和和O O2-2-哪個擴散的活化能大？哪個擴散的活化能大？ ZrZr4+4+NJ University of Technology9 9、固相反應的定義、泰曼溫度、固相反應的定義、泰曼溫度1010、固相反應的轉(zhuǎn)化率、固相反應的轉(zhuǎn)化率 1111、固相反應的一般動力學關系（反應的總阻力、固相反應的一般動力學關系（反應的總阻力= =各

19、個分阻力之和）各個分阻力之和）1212、固相反應的特點、固相反應的特點 （化學反應動力學范圍、擴散動力學范圍）（化學反應動力學范圍、擴散動力學范圍）1313、楊德爾方程、楊德爾方程 G G0.3 0.3 1414、金斯特林格方程、金斯特林格方程 G G0.8 0.8 1515、如果要合成如果要合成MgAl2O4，可提供選擇的原料為，可提供選擇的原料為MgCO3、Mg(OH)2、 MgO、Al2O33H2O、-Al2O3、- Al2O3,從提高反應速率的角度從提高反應速率的角度 出發(fā)，選擇什么原料較好？出發(fā)，選擇什么原料較好？1616、濃度差會引起擴散，擴散是否總是從高濃度處向低濃度處進行濃度差

20、會引起擴散，擴散是否總是從高濃度處向低濃度處進行? 為什么為什么?NJ University of Technology第七章、相變第七章、相變1 1、相變的概念（相的概念等）、相變的概念（相的概念等） 2 2、相變的分類、相變的分類 3 3、一級相變、二級相變、一級相變、二級相變 4 4、固態(tài)相變、固態(tài)相變 馬氏體相變、有序無序相變馬氏體相變、有序無序相變 5 5、相變過程中的亞穩(wěn)態(tài)、相變過程中的亞穩(wěn)態(tài) 6 6、晶核的形成條件、臨界晶核、晶核的形成條件、臨界晶核r rk k。（要有。（要有T T）7 7、影響成核速率的因素：核坯的數(shù)目、質(zhì)點加到核坯上的速率、影響成核速率的因素：核坯的數(shù)目、質(zhì)

21、點加到核坯上的速率 Iv=PDIv=PD8 8、均勻成核、非均勻成核，選擇成核劑的要求。、均勻成核、非均勻成核，選擇成核劑的要求。9 9、晶體生長速率、晶體生長速率 1010、成核與晶體生長相比，需要更大的、成核與晶體生長相比，需要更大的T T NJ University of Technology1111、分相現(xiàn)象、分相的概念及判斷、分相現(xiàn)象、分相的概念及判斷 1212、無擴散型相變的特點、無擴散型相變的特點 由于存在均勻切變，使晶體發(fā)生外形變化由于存在均勻切變，使晶體發(fā)生外形變化 由于相變過程無擴散，新相與母相的化學成分相同由于相變過程無擴散，新相與母相的化學成分相同 母相與新相之間具有一

22、定的取向關系母相與新相之間具有一定的取向關系 相變速度極快相變速度極快1313、試討論非均勻成核的活化能與接觸角試討論非均勻成核的活化能與接觸角的關系，并證明當接觸角的關系，并證明當接觸角 為為90度時，非均勻活化能的是均勻成核活化能的一半。度時，非均勻活化能的是均勻成核活化能的一半。 NJ University of Technology第八章、燒結(jié)第八章、燒結(jié)1 1、燒結(jié)的概念、定義、燒結(jié)的概念、定義 2 2、燒成與燒結(jié)、燒結(jié)與固相反應、燒成與燒結(jié)、燒結(jié)與固相反應3 3、燒結(jié)的推動力（過剩的表面能、燒結(jié)的推動力（過剩的表面能 G G）4 4、燒結(jié)的模型、燒結(jié)的模型 （燒結(jié)初期的動力學關系、

23、頸部增長率與燒結(jié)收縮率之間的關系）（燒結(jié)初期的動力學關系、頸部增長率與燒結(jié)收縮率之間的關系）5 5、固態(tài)燒結(jié)的類型、特點、公式（與時間、粒徑的關系）、計算、固態(tài)燒結(jié)的類型、特點、公式（與時間、粒徑的關系）、計算 蒸發(fā)蒸發(fā)- -凝聚傳質(zhì)過程的特點（凝聚傳質(zhì)過程的特點（L/L=0L/L=0）6 6、液態(tài)燒結(jié)的類型、特點、公式（與時間、粒徑的關系）、液態(tài)燒結(jié)的類型、特點、公式（與時間、粒徑的關系） 、計算、計算7 7、液相燒結(jié)與固相燒結(jié)的異同點、液相燒結(jié)與固相燒結(jié)的異同點 8 8、晶粒生長與、晶粒生長與二次再結(jié)晶二次再結(jié)晶的概念（燒結(jié)中后期）的概念（燒結(jié)中后期） NJ University of Technol