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，具有综合运用所学知识来分析和解决实际问题的能力。

二、考试内容

绪论

了解本课程作为本专业的一门重要基础理论课程，在材料的研制中所起的重要作用；了解无机材料的化学组成、晶体结构、各种物性、合成工艺间的基本关系；懂得无机材料制造过程中许多化学和物理变化可进行热力学和动力学的分析；了解一些新材料的研制现状及发展趋势。

第一章 晶体结构及缺陷

1、熟悉晶体化学的基本原理。

2、了解离子半径、球体紧密堆积、配位数、离子极化和鲍林规则等对晶体结构与性质的意义。

3、熟悉有代表性的氧化物、化合物和硅酸盐晶体结构，掌握与本专业有关的各种晶体类型。

4、了解实际晶体中点缺陷分类、缺陷符号与反应平衡、固溶体的分类和实例、固溶体的性质及应用、非化学计量化合物的类型和形成条件。

第二章 熔体和玻璃体

1、了解熔体的结构和性质，能够用熔体的聚合物理论分析一些实际问题。

2、了解液-固相变过程的热力学和动力学。

3、熟悉材料的析晶过程及影响因素。

4、熟悉玻璃的通性和玻璃的结构，知道玻璃形成的热力学、动力学和结晶化学观点。

第四章 表面与界面
　　1、了解固体的表面力场与表面能，了解离子晶体在表面力场作用下离子极化与重排的过程。

2、了解多相体系的界面化学，如弯曲表面效应、润湿与粘附及表面改性。

第五章 胶体

1、了解粘土带正电荷或负电荷的原因（如高岭石）。

2、熟悉粘土-水系统的动电性质（动电电位及影响因素）。

3、熟悉粘土胶粒带电与水化等一系列表面效应而引起的胶体化学性质，如泥浆的流动性和触变性、泥团的可塑性等。

第六章  相平衡

1、了解吉布斯相律及其中相、组分和自由度的含义。

2、熟悉单元、二元、三元相图的基本原理和相平衡的特点，能写出其中的熔体冷却过程中的析晶路线，并结合实际了解相图在无机非金属材料研究与生产中的应用。

第七章 扩散

1、熟悉晶体中扩散的基本特点与菲克第一、第二定律。

2、了解扩散过程的推动力、微观机构与扩散系数，知道扩散系数的求法及影响扩散的诸因素。

第七章 固相反应

1、了解固相反应的特点及其一般动力学关系。

2、熟悉固相反应的各种类型。

3、了解影响固相反应的各种因素。

第八章 烧结
　　1、了解烧结的定义、各阶段的特点、烧结的推动力和基本模型。

2、知道在纯固态和有液相参与的烧结过程中，四种基本传质产生的原因、条件、特点和动力学方程。

3、了解烧结过程中晶粒生长与二次再结晶的控制和影响烧结的众多因素。

4、了解特种烧结的原理和特点及常见应用。

 

为国家经济建设培养具有较强分析与解决问题能力的学术性、应用型、复合型的材料科学与工程专业人才，公平有效地测试考生具备攻读材料科学与工程相关专业所必须的基本理论知识、学术素质和培养潜能，本考试大纲考试测试考生的“陶瓷材料学”相关基础理论知识和相关技术的掌握程度。

要求考生系统掌握“陶瓷材料学”的基本知识、基本概念，反应机理、影响因素和技术方法。

重点是陶瓷材料的组成、结构、制备、性能、应用及其控制的相互关系；掌握结构缺陷、表面、界面及晶界、相平衡及相变动力学、烧结机理及模型等陶瓷材料的理论基础；掌握陶瓷材料的热、光、形变、强度、热应力、电导、介电、磁等物理和力学性能。

常用陶瓷材料的制备工艺，相关的化学反应和机理。具备综合运用“陶瓷材料学”的基础知识分析问题和解决问题的能力。叙述陶瓷工业、陶瓷工艺过程及陶瓷制品；论述陶瓷材料显微组织的形成过程；论述陶瓷材料的热、光、形变、强度、热应力、电导、介电、磁等物理、力学性能。

粘土的主要工艺性能；洁净燃料；熔化和相关的热工设备；玻璃分相的实质和多孔玻璃的制造原理；触变性和在无机材料工艺中的重要作用；玻璃的退火作用；煅烧；烧成；“三传”过程；熔体中析出晶体的过程；水泥熟料的煅烧过程中物理和化学变化；预分解窑技术；陶瓷材料常用烧结或烧成方法；无机胶凝材料；石膏的硬化机理；石灰的硬化机理；水玻璃的硬化机理；水泥熟料的主要矿物组成；混凝土拌和物的和易性；混凝土的常用外加剂种类和主要作用；加气混凝土的生产工艺；耐火材料定义；硅砖和高铝砖等耐火材料制备技术要点；玻璃配合料在浮法平板玻璃熔池内的反应过程；回转窑系统中悬浮预热器技术产生的原因和应用的意义；水泥熟料中矿物的水化和硅酸盐水泥的水化反应；常见的工业固体废弃物和再利用的技术途径；常见工业矿物与岩石的性质和利用技术等。

 

 

为了公平、有效地测试考生是否具备攻读材料科学与工程相关专业博士学位所必须的基本素质、能力和培养潜能，以利于选拔具有发展潜力的优秀人才，为国家的经济建设培养具有较强分析与解决问题能力的应用型、复合型的材料科学与工程专业人才。考试测试考生是否具有扎实的复合材料学知识。

要求考生：

1．掌握复合材料的定义、分类、特点、复合原理及设计。

2．了解复合材料增强体和基体的类型、基本性质及制备方法，掌握各类聚合物基矿物复合材料的基本性质、特点及其应用。

3．了解各类复合材料的基本成型方法、工艺、设备以及发展趋势。具备综合运用复合材料学基础知识，分析问题和解决问题的能力。

 

1、概念及名词解释

2、填空或选择题

3、简答题或讨论题

4、综合题（设计或者论述）

 

复合材料的定义、分类、组成、特点、应用及发展趋势。了解复合材料的增强增韧方法和原理。

掌握复合材料基体概述；热固性树脂、热塑性树脂与橡胶等聚合物基体，陶瓷基体，金属基体的主要种类、特点及性能。

掌握：玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、典型矿物和晶须的特点、性能、制备方法及应用领域；赤泥、粉煤灰等固体工业废弃物的特点及应用。

掌握纤维与矿物的表面处理与复合材料界面设计，复合效应与复合原理；复合材料性能与工艺设计。

了解复合材料的主要成型与加工工艺：挤出、注射、模压、树脂传递模塑(RTM)、混炼与压延等加工技术的特点、基本原理、设备、操作要点、主要用途。

掌握典型无机纤维增强复合材料的特点、工艺、性能、主要应用、研究现状与发展趋势。

掌握典型有机纤维和天然纤维增强复合材料的特点、工艺、性能、主要应用、研究现状与发展趋势。

掌握典型矿物复合材料、赤泥与粉煤灰等工业固废改性复合材料的特点、工艺、性能、主要应用、研究现状与发展趋势。                                

掌握纳米复合材料的概念、特点、制备方法、性能、主要应用、研究现状与发展趋势。

了解木塑复合材料的概念、发展、特点、工艺、性能、主要应用、研究现状与发展趋势。

了解碳碳复合材料的概念、发展、特点、工艺、性能、主要应用、研究现状与发展趋势。

掌握高分子化合物的基本概念、分类及命名原则；掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念，了解聚合物的物理状态和主要性能，了解高分子科学及其工业发展历史和前景。

掌握逐步聚合反应的特点、官能度等活性；掌握反应程度、官能度、线型缩聚、体型缩聚等基本概念；掌握线型缩聚反应的机理与动力学，线型缩聚物聚合度的控制、影响聚合度的因素，重要线型逐步聚合物的聚合反应方程，体型缩聚单体的条件、官能团与官能度、平均官能度的计算、体型缩聚的特点、凝胶点的试验测定，利用Carothers方程和flory方程预测凝胶点，利用Carothers方程计算体型缩聚物的平均聚合度，无规预聚物和结构预聚物的概念。了解重要逐步聚合物的制备方法。

掌握自由基聚合相关基本概念、单体结构与聚合机理的关系，自由基聚合反应机理及特征，主要引发剂类型及引发机理，低转化率时自由基聚合动力学推导及应用，影响聚合速率和分子量的因素，高转化率下的自动加速现象及其产生的原因，掌握自由基聚合无链转移条件、有链转移条件下平均聚合度的计算，熟悉阻聚、缓聚、自由基寿命、动力学链、聚合上限温度等基本概念。了解光、热、辐射等其它引发作用。

了解共聚反应的意义及目的，共聚物的分类及命名，掌握二元共聚物瞬时组成与单体组成微分方程的推导，共聚物平均组成的表达方式，竞聚率的意义，典型的共聚物瞬时组成曲线类型以及共聚物组成与转化率的关系，交替共聚、理想共聚、非理想共聚行为组成的曲线绘制，共聚物组成均一性的控制方法，自由基及单体的活性与取代基的关系、判定以及对反应速率的影响，Q-e概念。

掌握本体、溶液、悬浮、乳液等各种聚合实施方法的定义、组成、优缺点，掌握一些典型聚合物的聚合方法。掌握经典乳液聚合的机理，了解其动力学。

掌握阴、阳离子聚合的单体与引发剂及其相互间的匹配，掌握几种典型的离子聚合反应体系的组成与聚合条件，活性种的主要形式，离子型聚合反应机理及其特征，活性高分子，溶剂、温度及反离子对反应速率和分子量的定性影响。掌握活性阴离子聚合的基本特征、反应动力学、平均聚合度的计算、活性阴离子聚合物应用。

    掌握配位聚合基本概念： 配位聚合，络合聚合，定向聚合，立构规整形聚合物， Ziegler-Natta催化剂，单金属机理，双金属机理； 聚-烯烃、聚二烯烃的立体异构式； Ziegler-Natta催化剂的组成及性质；配位聚合催化剂的发展；丙烯配位聚合的催化剂。熟悉立构规整度的测定，单金属、双金属机理内容，影响Ziegler-Natta催化剂活性的因素，对映体的立构选择性聚合，Ziegler-Natta催化剂的发现及其对聚烯烃合成的贡献。

    掌握聚合物化学反应的基本概念：几率效应，邻近基团效应；聚合物与小分子反应活性的比较及影响因素；典型的聚合物的化学反应；聚合物交联反应：橡胶的硫化、饱和聚烯烃的过氧化物交联； 典型聚合物的热降解反应：PMMA, PE, PP, PVC, PS。 熟悉纤维素的反应、卤化反应、环化反应，光致交联固化，接枝共聚物的合成，氧化降解、聚合物老化机理及老化的防止与利用。功能高分子的定义及主要种类。     

 

 高分子物理部分    

 

1．高分子链的构型，构象，链段，均方末端距，高斯链，全同立构，间同立构。2．高分子结构的特点、层次；常见高分子的结构及分类；支化与交联；共聚物结构。3．高分子链长、末端距的计算方法; 高分子链的柔顺性及本质。

1．基本概念：内聚能密度，单晶，片晶，球晶，纤维状晶，串晶，伸直链晶体，结晶度，取向，取向度，相容性。2．晶体结构的基本概念；分子链在晶体中的构象；典型的聚合物晶体结构；球晶和片晶的特点。3．Keller折叠链模型；无规线团模型；局部有序模型。 4．液晶的化学结构及晶型；液晶的流变性。5．取向对聚合物材料的影响。  

    1．基本概念：溶度参数，Huggins参数，θ温度，第二维利系数A₂，聚合物增塑，凝胶，冻胶。2．高分子的溶解过程；溶剂对聚合物溶解能力判定原则；高分子溶液与理想溶液的偏差；Flory-Huggins高分子溶液理论；Flory-Krigbaum稀溶液理论。3．Huggins参数、θ温度及第二维利系数A₂之间的关系；θ溶液与理想溶液。4．高分子浓溶液及应用5．共混聚合物相容性的热力学判别。

    1．基本概念：相对粘度(ηr)，增比粘度(ηsp)，比浓粘度(ηsp/c)，比浓对数粘(lnηr/c)，特性粘度([η])，数均（重均、粘均、Z均）分子量，凝胶渗透色谱（GPC）。2．聚合物分子量的统计意义；常用的统计平均相对摩尔质量。 3．相对摩尔质量分布宽度及表示方法。 4．聚合物分子量的测定原理；不同测定方法的适用范围。 5．特性粘度和相对摩尔质量的关系 

1．基本概念：玻璃态，高弹态，粘流态，玻璃化转变温度，自由体积理论，结晶度，增塑，共混。2．聚合物分子运动的特点。3．玻璃化转变温度测定方法；影响玻璃化温度的因素及调节手段。4．分子结构与结晶能力、结晶速度间的关系。

    1．基本概念：杨氏模量，切变模量，体积模量，熵弹性，热塑性弹性体。2．橡胶高弹形变的特点与本质。

    1．基本概念：蠕变，应力松弛，滞后与内耗，Boltzmann叠加原理，时温等效原理，动态粘弹性，松弛时间，蠕变柔量。2. 高分子材料(包括高分子固体，熔体及浓溶液)的力学行为特性，粘弹性本质。3. 聚合物的静态力学驰豫现象：蠕变与应力松弛。4. 描述聚合物粘弹性的力学模型及所描述的聚合物的力学过程。 

    1．基本概念：屈服应力，断裂应力，强迫高弹性，银纹，脆性断裂，韧性断裂，应力集中，冲击强度，疲劳。2. 晶态、非晶态及取向聚合物应力－应变特点。3. 聚合物的屈服与增韧机理。4. 影响聚合物强度的因素与增强途径、机理

 第九章 聚合物的流变性

    1．基本概念：牛顿流体，非牛顿流体，表观粘度，熔融指数，挤出胀大，熔体破裂，法向应力效应，动态粘度；2．聚合物熔体粘度测定方法；3．聚合物熔体流动特性与分子结构关系。

《工业矿物与岩石》课程重点考察考生对工业矿物与岩石概念、分类以及重要工业矿物与岩石“成分-结构-性能-应用”关系的理解与认知以及对它们研究现状与进展的掌握。

考试内容涵盖工业矿物与岩石的概念与分类，架状硅酸盐（石英族、长石族、沸石族），层状硅酸盐（云母族、蛭石、滑石、叶蜡石、高岭石、蒙脱石、坡缕石、海泡石），链状硅酸盐（辉石族、闪石族、硅灰石），岛状硅酸盐（红柱石、蓝晶石、夕线石），单质与卤化物（金刚石、石墨、萤石），其它含氧盐矿物（菱镁矿、重晶石、石膏、硬石膏），工业岩石原料（霞石正长岩、煤矸岩、硅藻土、高岭土、膨润土、凹凸棒石粘土、沸石岩），工业固体废物（粉煤灰、矿山尾矿、冶金渣）等。

题型以论述题为主，无填空、判断正误、计算等题型。