一、內(nèi)容和基本要求

(1)材料引言 ( 定義、材料類型、發(fā)展方向、基本要求)

理解材料科學(xué)的定義與分類;

了解材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的研究領(lǐng)域;

了解本課程的發(fā)展方向;

(2)晶體結(jié)構(gòu)(晶體的對(duì)稱、單形和聚形、晶體定向及結(jié)晶符號(hào))

掌握對(duì)稱操作和理解對(duì)稱要素概念(對(duì)稱面、對(duì)稱軸、對(duì)稱中心和旋轉(zhuǎn)反伸軸)，掌握操作方法，理解晶體的對(duì)稱定律。

理解單形的概念，了解47種幾何單形和146種結(jié)晶單形、47種幾何單形的命名及特征。了解聚形的概念、聚形分析的方法和步驟。

理解晶體定向的概念、晶體常數(shù)及晶體定向原則，了解各晶系晶體的定向方法和晶體常數(shù)特點(diǎn)、整數(shù)定律及意義，了解晶面符號(hào)(米氏符號(hào))的概念及構(gòu)成。

理解單質(zhì)晶體、離子晶體的晶體化學(xué)特征。

了解二元化合物、三元化合物單質(zhì)晶體、離子晶體結(jié)構(gòu)與性能。

掌握硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)及其分類。

(6)相平衡和相圖(化學(xué)平衡、 熱力學(xué)勢(shì)函數(shù)法、 相平衡與相圖)

掌握化學(xué)平衡的條件、多相反應(yīng)的平衡常數(shù)計(jì)算;掌握化學(xué)反應(yīng)等溫方程式與△G°的計(jì)算;理解溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響。

掌握熱力學(xué)勢(shì)函數(shù)法在無機(jī)材料工程中的應(yīng)用。

掌握SiO2、C2S、ZrO2系統(tǒng)相圖。

掌握二元系統(tǒng)相圖組成表示方法、杠桿規(guī)則和相律。

掌握二元相圖的基本類型及實(shí)用實(shí)例。

了解三元系統(tǒng)相圖的應(yīng)用。

(4)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) (熔體的結(jié)構(gòu)、熔體的性質(zhì)、玻璃的形成、玻璃的結(jié)構(gòu)和種類)

了解熔體結(jié)構(gòu)，熔體粘度與表面張力。

理解玻璃的概念，玻璃的宏觀性質(zhì)和通性。

了解玻璃態(tài)物質(zhì)形成方法;理解玻璃形成的熱力學(xué)觀點(diǎn)，玻璃形成的動(dòng)力學(xué)手段;了解3T圖(時(shí)間-溫度-轉(zhuǎn)變)的繪制，臨界冷卻速率，形成玻璃的結(jié)晶化學(xué)條件，單鍵強(qiáng)度、鍵型。

了解晶子假說和無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)說的主要實(shí)驗(yàn)依據(jù)和論點(diǎn)。

(3)晶體結(jié)構(gòu)缺陷 (缺陷的類型，固溶體)

了解點(diǎn)缺陷產(chǎn)生的原因和類型;理解兩種基本類型的熱缺陷;掌握熱缺陷的平衡濃度，缺陷化學(xué)表示方法，缺陷反應(yīng)式表達(dá)的基本規(guī)則。

了解晶體的范性變形與位錯(cuò)模型，帕格斯矢量，位錯(cuò)線的能量，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)與晶體缺陷的交互作用。

了解平移晶界，孿晶晶界，位錯(cuò)晶界的定義。

理解固溶體的概念、類型和形成條件;了解非化學(xué)計(jì)量化合物、固溶體研究方法及固溶體的應(yīng)用。

(5)表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì) (固體的表面，多相體系界面化學(xué)，晶界和相界，粘土水系統(tǒng)膠體化學(xué))

理解固體表面的特征，晶體表面結(jié)構(gòu)，表面力場(chǎng)與表面能;了解離子晶體在表面力場(chǎng)作用下離子的極化與重排過程。

了解彎曲表面效應(yīng)，吸附與表面改性。

了解晶界結(jié)構(gòu)與分類，多晶體的組織;理解晶界應(yīng)力，相界定義。

理解粘土粒子體的荷電性，粘土的離子吸附與交換，粘土膠體的動(dòng)電性質(zhì);了解泥漿流動(dòng)性與觸變性，泥料可塑性理論。

(7) 固體中的擴(kuò)散 (擴(kuò)散的基本特點(diǎn)與宏觀動(dòng)力學(xué)方程，擴(kuò)散過程的推動(dòng)力和擴(kuò)散微觀機(jī)制，影響擴(kuò)散的因素)

掌握擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程，了解擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程的應(yīng)用。

了解擴(kuò)散的一般推動(dòng)力，質(zhì)點(diǎn)遷移的微觀機(jī)構(gòu)，非化學(xué)計(jì)量氧化物中的擴(kuò)散。

了解晶體組成、化學(xué)鍵和結(jié)構(gòu)缺陷對(duì)擴(kuò)散的影響。

(8)材料中的相變 (相變的分類，液-固相變過程熱力學(xué)，液—固相變過程動(dòng)力學(xué)，液-液相變過程)

了解相變的分類方法和特點(diǎn)、相變過程的推動(dòng)力、液相的不混溶現(xiàn)象。

掌握相變的熱力學(xué)分類方法、馬氏體相變的主要特征、晶核的形成條件、均勻成核與非均勻成核、晶體生長(zhǎng)過程動(dòng)力學(xué)、總的結(jié)晶速率與析晶過程、分相的結(jié)晶化學(xué)觀點(diǎn)。

(9)材料制備中的固態(tài)反應(yīng)(固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征，影響固相反應(yīng)的因素)

掌握固相反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)范圍的動(dòng)力學(xué)方程、影響固相反應(yīng)的因素。

掌握擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)范圍的動(dòng)力學(xué)方程。

(10)燒結(jié)(固態(tài)燒結(jié)，液相參與的燒結(jié)，影響燒結(jié)的因素)

了解燒結(jié)的定義、燒結(jié)的模型、影響燒結(jié)的因素。

掌握與燒結(jié)相關(guān)的一些概念、燒結(jié)過程的推動(dòng)力固相反應(yīng)法。

理解固態(tài)燒結(jié)中的蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)和擴(kuò)散傳質(zhì)、液相燒結(jié)中的流動(dòng)傳質(zhì)和溶解-沉淀傳質(zhì)、液相燒結(jié)的特點(diǎn)，各種傳質(zhì)過程特點(diǎn)與相應(yīng)的公式，晶粒生長(zhǎng)與晶粒長(zhǎng)大的定律，二次再結(jié)晶的特征與產(chǎn)生的原因，采用晶界遷移抑制劑時(shí)晶粒生長(zhǎng)的規(guī)律。

(11) 膠體

掌握動(dòng)電位概念及其在材料工程中的應(yīng)用。

掌握膠體的穩(wěn)定性特征及其在材料工程中的應(yīng)用。

(12) 其他

晶體場(chǎng)理論作為選考部分。

四元交互相圖及其應(yīng)用部分可作為專題部分。

二、建議教材及主要教學(xué)參考書

教材：張聯(lián)盟編著. 《材料科學(xué)基礎(chǔ)》.武漢：武漢理工大學(xué)出版社,2004

參考書：《材料物理導(dǎo)論》.楊尚林編.哈工大出版社

《材料化學(xué)導(dǎo)論》.席慧智編.哈工大出版社

《現(xiàn)代材料化學(xué)》.劉光華編.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社

《無機(jī)材料物理化學(xué)》.周亞棟主編.武漢工業(yè)大學(xué)出版社