2014武汉理工材料科学基础考研大纲.doc

材料科学基础大纲目录第二章晶体结构 (记忆常识) (了解) (重点每年必考) 3第三章晶体结构缺陷 7第四章非晶态结构与性质 8第五章表面结构与性质 10第六章相图(必考) 12第七章扩散 (重点) 14第八章相变 15第九章固态反应 19第十章烧结 21第十一章腐蚀 21第十二章疲劳与断裂 、概念:晶体:晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,即晶体是具有格子构造的固体。晶胞:晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的最小重复单元。晶胞参数:胞的形状和大小可以用6个参数来表示,此即晶格特征参数,简称晶胞参数。七大晶系:布拉菲(Bravais)依据晶胞参数之间关系的不同,把所有晶体划归为7类,即7个晶系。晶面指数:结晶学中经常用(hkl)来表示一组平行晶面,称为晶面指数。数字hkl是晶面在三个坐标轴(晶轴)上截距的倒数的互质整数比。晶面族:晶体结构中原子排列状况相同但不平行的两组以上的晶面,构成一个晶面族。晶向指数:用[uvw]来表示。其中u、v、w三个数字是晶向矢量在参考坐标系X、Y、Z轴上的矢量分量经等比例化简而得出。晶向族:晶体中原子排列周期相同的所有晶向为一个晶向族,用〈uvw〉表示。2、、共价键、金属键物理键包括范德华键、氢键晶体中离子键共价键比例估算()式中xA、xB分别为A、B元素的电负性值。离子晶体晶格能:1摩尔离子晶体中的正负离子,由相互远离的气态结合成离子晶体时所释放出的能量。(记忆常识)1、最紧密堆积原理:晶体中各离子间的相互结合,可以看作是球体的堆积。球体堆积的密度越大,系统的势能越低,晶体越稳定。此即球体最紧密堆积原理。适用范围:典型的离子晶体和金属晶体。原因:该原理是建立在质点在电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上2、两种最紧密堆积方式:面心立方最紧密堆积ABCABC密排六方最紧密堆积ABABAB系统中:每个球周围有6个八面体空隙8个四面体空隙N个等径球体做最紧密堆积时系统有2N个四面体空隙N个八面体空隙八面体空隙体积大于四面体空隙3、空间利用率:晶胞中原子体积与晶胞体积的比值(要学会计算)﹪(等径球堆积时)4、影响晶体结构的因素内因:质点相对大小(决定性因素)配位数。配位数:一个原子(或离子)周围同种原子(或异号离子)的数目为原子(或离子)的配位数,用CN来表示。极化。离子紧密堆积时,带电荷的离子所产生的电场,必然要对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用,使之发生变形,这种现象称为极化。影响:极化会导致离子间距离缩短,离子配位数降低,同时使变形的电子云相互重叠,使键性由离子键向共价键过渡,最终使晶体结构类型发生变化。外因(了解):(了解)(重点每年必考)分析结构从以下几个方面入手:晶胞分子数,何种离子做何种堆积,何种离子添隙,添隙百分比,正负离子配位数,正负离子电价是否饱和,配位多面体,添隙半径的计算(刚好相切时),隙结构与性质的关系。1、NaCl型:4个NaCl分子Cl离子做面心立方密堆积,Na离子填充八面体空隙,填充率100﹪,正负离子配位数均为6,电价饱和。【NaCl6】或【ClNa6】八面体结构与性能:此结构在三维方向上键力均匀,因此无明显解理,破碎后呈颗粒状,粒为多面体形状。离子键结合,因此有较高的熔点和硬度。2、立方ZnS结构:4个ZnS分子S离子做面心立方密堆积,Zn离子填充四面体空隙填充率50﹪,离子配位数均为4,电价饱和,【ZnS4】四面体画投影图()注意:一定要画虚线,一定要标高,一定要有图例(白球黑球代表什么离子)3、萤石(CaF2)结构:(唯一正离子做堆积的结构)4个CaF2分子Ca离子做面心立方密堆积,F离子填充四面体空隙,填充率100﹪。正离子配位数为8,负离子配位数为4,电价饱和,【CaF8】或【FCa4】结构与性能:与NaCl相比,