材料物理与化学专业硕士研究生培养方案
一、培养目标
根据教育要“面向现代化、面向世界、面向未来”的指导方针，为培养德、智、体全面发展的、能适应社会、经济和科学技术发展需要的高层次专门人才，对硕士研究生的培养提出如下要求：
1、掌握马克思主义基本理论，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的道德品质和较强的事业心，积极为社会主义现代化建设服务。
2、树立实事求是和勇于创新的科学精神，掌握坚实的材料科学基础理论和系统的专门知识；掌握必要的实验技能；具备必要的社会实践经验，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。
3、掌握一门外国语，并能熟练地运用于本专业。
4、具有健康的体魄。
二、研究方向：
见附表。
三、学习年限及时间分配
1、脱产硕士研究生的学习年限一般为三年，其中课程学习和论文工作时间约各占一半。课程学习主要安排在1－3学期。
2、课程学习实行学分制，课程学习与论文工作交叉进行，完成规定的学分要求方可申请论文答辩。
3、在职人员的学习年限可适当延长，但延长时间一般不超过一年。
4、硕士研究生在校培养期间，实行学期注册制度，未注册者终止其下一阶段各培养环节内容的登记备案。
5、硕士研究生的学位论文工作，累计不应少于一年时间，不能申请提前答辩。由于客观原因不能按时完成学业者，须提前三个月向有关部门提出申请，经导师同意，学院审批，研究生院审批，可延长学习年限。（具体事宜详见吉林大学研究生院有关规定）。没有提出延期报告或延长期满仍未完成硕士论文工作者，均按结业处理。
四、课程设置及时间要求
1、公共课：
第一外国语（英语、日语、俄语）；100学时，3学分；开课学期为第一学期。
马克思经典著作选读；40学时，2学分。开课学期为第一学期
科学社会主义理论与实践；20学时，1学分；开课学期为第二学期。
2、专业基础课：
材料表征；40学时，2学分；开课学期：第一学期；任课教师：于文学、赵竹弟教授。
新型功能材料；40学时，2学分；开课学期：第二学期；任课教师：王欣教授。
凝聚态物理；64学时，4学分；开课学期：第一学期；任课教师：丁涛副教授。
3、专业课：
无机材料科学；64学时，4学分；开课学期：第一学期；任课教师：孟繁玲教授。
薄膜理论与工艺；64学时，4学分；开课学期：第一学期；任课教师：郑伟涛教授。
液晶材料；40学时，2学分；开课学期：第二期；任课教师：李敏教授。
专业文献阅读及报告；1学分。
开题报告；1学分。
4、选修课：
第二外国语；2学分。
主客体纳米复合材料；40学时，2学分；开课学期：第一学期；任课教师：李晓天教授。
χ光分析实验；40学时，2学分；开课学期：第一学期；任课教师：于文学教授。
低维材料；40学时，2学分；开课学期：第二学期；任课教师：孟繁玲教授。
5、补修课：跨专业招收的研究生需要补学的课程。
材料科学基础；64学时；
材料科学教授专题；32学时；
硕士研究生的课程学习实行学分制。硕士研究生在其学习过程中总学分不低于32学分，其中必修课学分不低于18学分。
学位课程的考核以考试方式进行，以百分制评定成绩。非学位课程的考核方式为考查，成绩评定为及格或不及格。考试、考查合格后方能取得相应学分。学位课程中的公共课程考试由研究生院统一组织进行，其他课程的考试、考查分别由本专业组织进行。
研究生入学后，在指导教师的指导下制定个人的培养计划，课程学习不限定学习时间，可根据本人论文工作计划的进度和需要酌情安排，在申请论文答辩前完成规定的全部学分。研究生的全部课程根据学生的选课情况每学年开设一轮。
硕士研究生的学位课程考试实行重修重考制度，成绩合格获得相应学分，在提请答辩前必须获得全部学分。
硕士研究生一学期有两门学位课程考试不及格或一门学位课程考试不及格经补考后仍不及格者，按学籍管理规定取消学籍。凡补考通过，其成绩均按60分计入成绩档案。
五、文献阅读
专业文献阅读及报告是硕士研究生了解学科前沿、掌握学科发展动态的有效手段，是培养研究生独立获取知识能力的重要环节，本专业要求硕士研究生阅读中、外文献的数量不少于50篇，其中外文文献不少于30篇，由研究生在完成阅读后写出阅读报告，经指导教师批阅后给出成绩，合格者获得1个必修学分。安排在研究生入学后的第一学年完成
六、开题报告
为确保学位论文的质量，本专业的硕士研究生应在导师指导下，通过阅读文献、学术调研，尽早确定论文选题范围，并在第三学期初举行开题报告会。开题报告会由导师负责组织公开进行，开题报告通过者获得1个必修学分。开题报告的有关材料由本单位保存至硕士研究生毕业备查。
七、中期考核
在硕士研究生论文工作中期，要统一组织对硕士研究生的论文工作情况进行一次检查，按《硕士研究生论文工作中期检查考核表》所要求的内容进行考核，考核结果保存在硕士研究生所在培养单位，研究生院将组织人员随机抽查。中期检查不合格者，将给予警告，并对其进行跟踪检查。
八、论文工作
论文工作是全面训练硕士研究生树立严谨的科学学风，掌握科学研究基本方法和独立进行科学研究能力的重要环节。
硕士研究生的学位论文工作应包括以下几个主要环节：专业文献阅读、选题、论文开题报告、学术调研、论文撰写、论文答辩等。
论文工作应与课程学习交叉进行，导师要全面掌握硕士研究生的论文工作进度，根据实际需要对论文工作计划进行及时和必要的调整，研究生的毕业答辩工作，须按相关规定提前提交答辩申请，否则不予受理。
材料物理与化学研究方向及主要研究内容介绍
硕士生课程设置表
材料物理与化学专业
无机材料科学课程教学大纲
课程编号：43020033 课程名称：无机材料科学
学时：64 学分：4 开课学期：1
开课单位：材料科学与工程学院
任课教师：孟繁玲教师代码： 104790 教师职称：教授
教师梯队：
1、课程目的、任务及对象
无机材料科学课设置的目的是介绍无机类材料的电子结构及其对材料电学、磁学和光学性能的影响。本课程与传统固体物理的差别在于更有针对性的讲述氧化物能带结构的特点，Mott绝缘体的本质及电子关联效应，绝缘体氧化物和金属（Metallic）氧化物，Mott绝缘体的掺杂超导电性，电声子相互作用（Jahn-Teller效应）等。通过这门课程的学习，使研究生们对决定无机材料的性质的因素有清楚的了解，为以后的材料设计打下基础。
2、授课的具体内容
第一章总论
§1-1无机材料的结构特点； §1-2先进无机材料的发展概况
第二章无机材料电子结构的基本概念
§2-1 无机材料电子结构的模型：局域模型；扩展模型；中间态模型
§2-2 Jahn-Teller效应；§2-3 Mott绝缘体及电子关联相互作用
第三章能带论
§3-1 能带结构和化学键；§3-2 传导电子的性质
§3-3 磁性能带结构；§3-4 Peierls失稳和Fermi面筑巢化（nesting）
第四章配位场理论
§4-1 电荷转移和带隙；§4-2 分子轨道方法；§4-3 组态相互作用模型
第五章原激发
§5-1 激子；§5-2 激化子；§5-3 Anderson局域；§5-4杂质态
第六章绝缘体氧化物
§6-1带隙和光谱学转变；§6-2介电和非线形性质；§6-3带隙的本质
§6-4磁有序；§6-5交换相互作用的起源
第七章金属氧化物
§6-3简单金属：能带结构和Fermi面；输运性质；光学和光谱学性质
§7-2电子关联和磁反常：能带磁性；混价和双交换
§7-3点阵相互作用：Fermi面的不稳定性；金属-金属键；混价体系中的电荷有序和歧化
第八章超导
§8-1高温超导特性；§8-2掺杂Cu氧化物的电子结构；§8-3高温超导中的前沿问题
3、实践性环节
基础理论课，无实践环节。会适当增加一些第一原理能带计算的实际上机运算。
4、本课学习的基本要求
达到对关联电子体系材料性质与电子结构关系的系统深入了解。
5、预备知识
固体物理
6、教材及主要参考书
Transition Metal Oxides An Introduction to their Electronic Structure and Properties (Clarendon Press Oxford) 作者牛津大学P. A. Cox
7、教学方式及考试方式
课程讲授，学期结束将进行综合考试（笔试）。
薄膜理论与工艺课程教学大纲
课程编号：43020043课程名称：薄膜理论与工艺
学时：64学分：4 开课学期： 1
开课单位：材料科学与工程学院
任课教师：郑伟涛教师代码：100237 教师职称：教授
教师梯队:
1、课程目的、任务及对象
薄膜材料与薄膜技术在新材料和高新技术领域占有重要的一席之地，为整个材料的发展起到推动和促进作用。本课程通过对薄膜材料与薄膜技术的基本理论和基本知识的讲解，真空技术、薄膜材料薄膜的化学制备方法和物理气相沉积方法、薄膜的形成和生长原理、薄膜的表征等的介绍，使学生从理论和实验两个方面掌握薄膜材料的制备、薄膜材料结构与性能表征、确立决定薄膜材料结构与性质的各种因素，达到学以致用的目的。结合现代薄膜材料的前沿课题与发展动态，引导学生
尽早了解和认识什么是材料的科学研究和如何进行材料的科学研究，为硕士生的论文工作开展打下良好基础。
2、授课的具体内容
第一章真空技术基础
§1-1 真空的基本知识； §1-2 真空区域的划分；§1-3 固体对气体的吸附与脱附
第二章薄膜制备的化学方法
§2-1 热生长； §2-2 化学气相沉积； §2-3 电镀；§2-5 阳极反应沉积法；§2-6 LB膜技术第三章薄膜制备的物理方法
§3-1 真空蒸发； §3-2 溅射； §3-3 离子束和离子注；§3-4 外延沉积技术
第四章薄膜的形成与生长
§4-1 形核；§4-2 生长过程；§4-3薄膜的生长模式；§4-4 远离平衡态薄膜生长的研究
第五章薄膜表征
§5-1 薄膜厚度控制与测量；§5-2 组分表征；§5-3 结构表征；§5-4 原子化学键合表征
第六章薄膜材料
§6-1 超硬薄膜材料；§6-2 智能薄膜材料；§6-3 纳米薄膜材料；§3-4 磁性薄膜材料
3、实践性环节
讲述过程中安排适当的现场实验操作，使学生在实践中加深理解。
4、本课学习的基本要求
通过本课学习，使学生掌握薄膜制备和表征的基本原理与基本技能，为下一步的论文工作打下良好基础。
5、预备知识
固体物理、热力学与统计物理、量子力学。
6、教材及主要参考书
教材：郑伟涛等编著《薄膜材料与薄膜技术》，化学工业出版社，2004年
主要参考书：
1. K.L. Chopra, Thin Film Phenomena, McGraw-Hill, New York 1969
2. L. C. Feldman and J.W. Mayer, Fundamentals of Surface and Thin Film Analysis, Prentice Hall PTR, North-Holland, 1986.
7、教学方式及考试方式
面授与讨论相结合的方式授课。课程结束将进行综合考试
材料表征课程教学大纲
课程编号：43020022课程名称：材料表征
学时：40 学分：2 开课学期： 1
开课单位：材料科学与工程学院（材料物理与化学专业）
任课教师：于文学赵竹弟教师代码：104681 102345教师职称：教授教师梯队:
1、课程目的、任务及对象
华工材物化复试笔试题 2010年 1、一个人海中溺水，救生员离海有一距离，救生员在水中、陆地上的速度不一样，找一最快路线。 2 、列举生活常见的发光显示器，并说明主要特征。 有机发光显示器（OLED，Organic Light Emitting Display）是一种利用有机半导体材料制成的、用直流电压驱动的薄膜发光器件，OLED显示技术与传统的LCD 显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。OLED的工作原理十分简单，有机材料ITO 透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压的驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴相遇形成激子，使发光分子激发而发出可见光。根据使用的有机材料不同，OLED又分为高分子OLED和小分子OLED，二者的差异主要表现在器件制备工艺上：小分子器件主要采用真空热蒸发工艺；高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。 特点： 1.薄膜化的全固态器件，无真空腔，无液态成份； 2. 高亮度，可达300 cd/m2以上； 3.宽视角，上下、左右的视角宽度超高170度； 4.快响应特性，响应速度为微秒级，是液晶显示器响应速度的1000倍； 5.易于实现全彩色； 6.直流驱动，10V以下，用电池即可驱动； 7.低功耗； 8.工艺比较简单，低成本； 9.分辨率；10.温度特性，在-40℃~70℃范围内都可正常工作。 3 、发光二极管原理，光电二极管的原理 （1）发光二极管（LED）由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关 （2）光电二极管（Photo-Diode，PD）是将光信号变成电信号的半导体器件，由
材料物理与化学专业博士研究生培养方案 一、培养目标及学习年限： 本专业培养德、智、体全面发展的材料物理与化学方面的高级专门人才。要求学生遵守中华人民共和国宪法和法律，具有为科学事业献身的精神、良好的品德和科学修养、健康的身体和良好的心理素质；在本学科掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专业知识，掌握一至两门外国语，具有独立从事科学研究、教学或独立负担专业技术工作的能力，在材料物理与化学或相关科学领域的研究或应用上做出创造性成果，成为为社会主义建设服务的高级科学专门人才。 学习年限按中山大学《学位与研究生教育工作手册》有关规定执行。 二、研究方向： 1、光电薄膜材料与器件； 2、光电纳米材料与技术； 3、一维纳米材料与纳米结构研究； 4、功能纳米材料的合成与物性表征； 5、纳米材料与技术在生物医学中的应用； 6、高分子材料物理与化学； 7、无机材料物理与化学； 8、功能高分子材料； 9、低维材料与量子器件；10、光子学与光电子材料；11、有机光电功能材料；12、燃料电池及关键材料研究；13、新型电池材料；14、材料微观结构表征理论与方法。 三、课程设置及学分要求 （二）、硕博连读生、直博生：必修课21学分，指选课不少于7学分，总学分不少于40学
四、培养必修环节要求 按《中山大学学位与研究生教育工作手册》和《物理科学与工程技术学院研究生培养管理条例》有关规定执行。 五、学位论文工作及发表论文要求 按《物理科学与工程技术学院研究生培养管理条例》有关规定执行。 六、必读和选读书目
七、培养质量要求和保障措施 培养材料物理与化学专业高素质的专业人才，要求学生掌握本学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专业知识，具有独立从事科学研究、教学或独立负担专业技术工作的能力，在材料物理与化学或相关科学领域的研究或应用上做出创造性成果，成为为社会主义建设服务的高级科学专门人才。 优秀的导师团队是培养博士研究生的基本保障，可以给博士研究生悉心指导，帮助其选择合理的研究方向和学位论文课题；本专业良好的科研背景可为博士研究生提供良好的学习、研究条件；此外，学院鼓励、支持博士研究生参与国内外的学术交流活动，提供良好的学术氛围。
第一章绪论 1.什么是材料化学？其主要特点是什么？ 答：材料化学是关于材料的结构，性能，制备和应用的化学；其主要特点是跨学科性和实践性。 2.新石器时代的标志是什么？ 答：其标志为陶器和农业的出现。 3.材料与试剂的主要区别是什么？ 答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质，而材料则一般可重复，持续使用，除了正常消耗，它不会不可逆的转变成别的物质。 4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？ 答：金属材料，无机非金属材料，聚合物材料和复合材料。 5、简述材料化学的主要研究内容 结构：组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布 性能：材料固有的化学、物理及力学方面的性能 制备：将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续的过程 应用 中国农业银行企业文化核心理念 一、中国农业银行使命 面向“三农”，服务城乡，回报股东，成就员工 二、中国农业银行愿景 建设城乡一体化的全能型国际金融企业 三、中国农业银行核心价值观 诚信立业，稳健行远 四、核心价值观指导下的相关理念 （一）经营理念：以市场为导向，以客户为中心，以效益为目标。 （二）管理理念：细节决定成败，合规创造价值，责任成就事业。 （三）服务理念：客户至上，始终如一。 （四）风险理念：违规就是风险，安全就是效益。 （五）人才理念：德才兼备，以德为本，尚贤用能，绩效为先。
中国农业银行企业文化核心理念简要释义 一、中国农业银行使命：面向“三农”，服务城乡，回报股东，成就员工 使命是中国农业银行开展全部活动的根本原因和终极责任的集中反映。中国农业银行致力为中国“三农”事业贡献力量，为最广大城乡客户提供优质金融产品与服务，为股东创造持续一流价值回报，为员工创造良好工作环境、搭建事业发展平台，着力实现与国家、社会、客户、股东以及员工等各利益相关方的和谐相处、繁荣共进。
第二章 2.1 扩散常常是固相反应的决速步骤，请说明： 1) 在用MgO 和32O Al 为反应物制备尖晶石42O MgAl 时，应该采用哪些方法加快 固相反应进行？ 2) 在利用固相反应制备氧化物陶瓷材料时，人们常常先利用溶胶-凝胶或共沉 淀法得到前体物，再于高温下反应制备所需产物，请说明原因。 3) “软化学合成”是近些年在固体化学和材料化学制备中广泛使用的方法，请 说明“软化学”合成的主要含义，及其在固体化学和材料化学中所起的作用 和意义。 答： 1. 详见P6 A.加大反应固体原料的表面积及各种原料颗粒之间的接触面积； B.扩大产物相的成核速率 C.扩大离子通过各种物相特别是产物物相的扩散速率。 2. 详见P7最后一段P8 2.2节一二段 固相反应中反应物颗粒较大，为了使扩散反应能够进行，就得使得反应温度 很高，并且机械的方法混合原料很难混合均匀。共沉淀法便是使得反应原料在高 温反映前就已经达到原子水平的混合，可大大的加快反应速度； 由于制备很多材料时，它们的组分之间不能形成固溶的共沉淀体系，为了克 服这个限制，发展了溶胶-凝胶法，这个方法可以使反应物在原子水平上达到均 匀的混合，并且使用范围广。 3. P22 “软化学”即就是研究在温和的反应条件下，缓慢的反应进程中，采取迂回 步骤以制备有关材料的化学领域。 2.2 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应很慢，怎样才能加快反应速 率？ 答：P6 以MgO 和32O Al 反应生成42O MgAl 为例，反应的第一步是生成42O MgAl 晶核， 其晶核的生长是比较困难的，+2Mg 和+3Al 的扩散速率是反应速率的决速步，因 为扩散速率很慢，所以反应速率很慢，加快反应速率的方法见2.1（1）。 第三章 （张芬华整理） 3.1 说明在简单立方堆积、立方密堆积、六方密堆积、体心立方堆积和hc 型堆 积中原子的配位情况。 答：简单立方堆积、 6 立方密堆积、 12
2章材料化学的理论基础 1.用固体能带理论区别导体、半导体、绝缘体。 根据晶体的能带理论，金属晶体中布里渊区一般有重叠，且部分充填。同一区相邻状能级非常接近，只要很下的电场就能把电子提升到相邻的较高能级，导电性好； 半导体物质，第一布里渊区是填满的，和空的第二布里渊区之间只有较小的能量间隙温度升高时，第一布里渊区顶部的电子受到激发，进入到第二布里渊区底部，向自由电子一样，在外加电场的作用下，表现出导电性；温度越高，激发到第二布里渊区的电子越多，其导电性也越强；（ 绝缘体物质，电子填满最低的一系列能带，满带与空带之间的能量间隙很大，电子不能被激发到空带中，因此不能导电。 2.晶体的宏观特性有那些。 自限性、晶面角守恒、解理性、晶体的各向异性、晶体的均匀性、晶体的对称性、固定的熔点这是由构成晶体的原子和晶体内部结构的周期性决定的。说明晶体宏观特性是微观特性的反映 3.说明晶体点阵缺陷的分类情况。 按形成晶体缺陷的原子种类，可将晶体缺陷分成化学缺陷和点阵(几何)缺陷两类。按点阵缺陷在三维空间的尺度，又可将点阵缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。 4.用实验事实简述非晶体材料的几何特征。 在还原气氛中失去部分氧，生成的缺陷反应，说明代表的意义。 5.写出TiO 2 6.晶体一般的特点有哪些；点阵和晶体的结构有何关系。 （1）晶体的一般特点是： a 、均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体 b 、各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质 c 、自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸 多面体外形 d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点 e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性 （2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系： 点阵结构＝点阵＋结构基元点阵＝点阵结构－结构基元 7.晶体衍射的两个要素是什么它们与晶体结构有何对应关系在衍射图上有何反映。 晶体衍射的两个要素：衍射方向和衍射强度 关系：晶胞大小、形状?衍射方向?衍射（点、峰）的位置
材料化学课后习题答案 P 42 :四(1)(2)(3) P 69 :二、三(1)(2) P 90 : 5 P 133：二、三(1)(2) P l99：—、二二 P 222: 一、 三(1) P 236： 、 - 二 .专业：应用化学14-1 学号： 姓名：丁大林 第二章化学基础知识 一. 填空题 1. 热力学第三定律的具体表述为 纯物质完美晶体在0 K 时 的熵值为零 ，数学表达式为S*(完 美晶体，0 K)=0 J —K 1。 运］=_包］、僵］=爸 \ V S \ :S V \ V T \: T V 4. 理想稀溶液存在依数性质，即溶剂的蒸气压下降 、凝固点降低、沸点升高、渗透压的量值均 与溶液中溶质的数量有关，而与溶质的种类无关。 5. 人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层，简称界面，有液 -气、固-气、固- 液、液-液、固-固界面，通常把固-气界面、 液-气界面称为表面。 6. 表面张力一般随温度和压力的增加而降低，且 c 金属键＞ c 离子键＞ c 极性共价键＞ c 非极性共价键。 2.麦克斯韦关系式为 3.偏摩尔吉布斯函数又称化学势，定义为 % =G B 7. 按照氧化态、还原态物质的状态不同，一般将电极分成第一类电极（金属电极、气体电极）、第二类电极（金属-难溶盐电极）、氧化还原电极三类。 8. 相律是描述相平衡系统中自由度、组分数、相数之间关系的法则。其有多种形式，其中最基本的是吉布斯相律，其通式为 f =c- p+2。 二?名词解释 1. 拉乌尔定律：气液平衡时稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气压P A等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压P A与溶液中溶剂的摩尔分数X A的乘积，该定律称为拉乌尔定律。 2. 亨利定律：在一定温度下，稀溶液中易挥发溶质B在平衡气相中的分压P B与其在平衡液相中的 摩尔分数X B成正比，该定律称为亨利定律。 3. 基元反应：化学反应并非都是由反应物直接生成生成物，而是分若干真实步骤进行的，这些步骤称为基元反应。 4. 质量作用定律：基元反应速率与反应中各反应物浓度的幕乘积成正比，这一规律称为基元反应的 质量作用定律。 5. 稳态近似处理：假定中间物浓度不随时间而改变的处理方法。 6. 极化：当电化学系统中有电流通过时，两个电极上的实际电极电势将偏离其平衡电势e，这种现 象称为电极的极化。 7. 相图：又称平衡状态图，用几何（图解）的方式来描述处于平衡状态时，物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。 三?简答题 —-. -_ 1. 简述什么是亚稳状态，其形成原因及在生产中应如何处理。 答：1）是一种热力学不稳定状态，但在一定条件下能长期存在，称为亚稳状态。 2）形成原因：新相难于形成。 3）生产中遇到亚稳态有时需要保护，有时需要破坏，如非晶体材料制备就是将材料高温熔融后迅 速冷却，使晶格排列长程无序，从而形成非晶态亚稳结构，使材料的耐腐蚀性能力和力学性能得以提高。金属退火处理是为了消除淬火等处理所产生的一些不平衡相，使材料的内部组织重新达到平衡状态。 2. 简述物理吸附与化学吸附的区别。 项目物理吸附化学吸附 吸附力分子间力化学键力 吸附分子层多分子层或单分子层单分子层 吸附温度低高 吸附热小大 吸附速率快慢 吸附选择性无或很差有 3. 简述热分析法绘制相图的步骤。 答：先将样品加热成液态，然后另其缓慢而均匀地冷却，记录冷却过程中系统在不同时刻的温度数据，以温度为纵坐标，时间为横坐标，绘制温度-时间曲线，即冷却曲线（或称步冷曲线）。由若干条组成不同的冷却曲线可绘制出相图。 四.计算题” 1. 计算压力为100kPa, 298K及1400K时如下反应CaCOs）=CaO（s）+CO2（g）的△?*，判断在此两温度下反应的自发性，估算该反应可以自发进行的最低温度。 解: r G：298K - -RTI nK，--RTI n j 与一8.314 298 " !囂=0 、物理性能 物理性能是指材料固有地属性，金属地物理性能包括密度、熔点、电性能、热性能、磁性能等. 文档来自于网络搜索 （）密度：密度是指在一定温度下单位体积物质地质量，密度表达式如下：文档来自于网络搜索 ρ 式中ρ——物质地密度（）； ——物质地质量（）； ——物质地体积（）. 常用材料地密度（℃） 材料铅铜铁钛铝锡钨塑料玻璃 钢 碳纤维复合材料密度[] 密度意义：密度地大小很大程度上决定了工件地自重，对于要求质轻地工件宜采用密度较小地材料（如铝、钛、塑料、复合材料等）；工程上对零件或计算毛坯地质量也要利用密度.文档来自于网络搜索 （）熔点：是材料从固态转变为液态地温度，金属等晶体材料一般具有固定地熔点，而高分子材料等非晶体材料一般没有固定地熔点. 文档来自于网络搜索 常用材料地熔点 材料钨钼钛铁铜铝铅铋锡铸铁碳钢铝合金 熔 点℃ 熔点意义：金属地熔点是热加工地重要工艺参数；对选材有影响，不同熔点地金属具有不同地应用场合：高地熔点金属（如钨、钼等）可用于制造耐高温地零件（如火箭、导弹、燃气轮机零件，电火花加工、焊接电极等），低地熔点金属（如铅、铋、锡等）可用于制造熔丝、焊接钎料等. 文档来自于网络搜索 （）电阻率：电阻率用ρ 表示，电阻率是单位长度、单位截面积地电阻值，其单位为Ω.文档来自于网络搜索 电阻率地意义：是设计导电材料和绝缘材料地主要依据.材料地电阻率ρ越小，导电性能越好.金属中银地导电性最好、铜与铝次之.通常金属地纯度越高，其导电性越好，合金地导电性比纯金属差，高分子材料和陶瓷一般都是绝缘体.导电器材常选用导电性良好地材料，以减少损耗；而加热元件、电阻丝则选用导电性差地材料制作，以提高功率. 文档来自于网络搜索 （）导热率：导热率用导热率λ表示，其含义是在单位厚度金属，温差为℃时，每秒钟从单位断面通过地热量.单位为(．Ｋ).文档来自于网络搜索 常用金属地热导率 材料银铜铝铁灰铸铁碳钢 热导率[(．Ｋ)] （℃） 金属具有良好地导热性，尤其是银、铜、铝地导热性很好；一般纯金属具有良好地导热性，合金地成分越复杂，其导热性越差. 文档来自于网络搜索 导热率地意义：是传热设备和元件应考虑地主要性能，对热加工工艺性能也有影响. 散热器等传热元件应采用导热性好地材料制造；保温器材应采用导热性差地材料制造.热加工工艺与导热性有密切关系，在热处理、铸造、锻造、焊接过程中，若材料地导热性差，则 学院概况 西安建筑科技大学材料与矿资学院，其前身可追溯到1956年在建筑工艺系开设的“混凝土及建筑制品工艺”专业。学院师资力量雄厚，目前共有教职工147人，其中中国工程院院士1人，教授及教授级高级工程师16人，副教授及高级工程师34人，设有陕西省“三秦学者”岗位,此外还聘有一大批国内外材料学科的专家学者为学院兼职教授。 学院目前拥有材料科学与工程、矿业工程和安全科学与工程三个一级学科，拥有材料科学与工程一级学科博士点，材料物理与化学、材料学、建筑材料、资源循环科学与工程4个二级博士点，硕士学位授予权覆盖学院全部专业。学院设有材料科学与工程博士后科研流动站。 学院下设粉体工程研究所、高温陶瓷研究所、建筑工程材料研究所、材料科学研究所、劳动安全卫生研究所和矿物资源工程研究所6个具有教学、科研和技术服务等职能的实体研究所。拥有国家干法水泥回转窑预热预分解技术研究推广中心、教育部生态水泥工程中心、国家与地方联合生态建筑材料工程技术中心、陕西省（13115）生态水泥、混凝土工程技术研究中心、陕西省新型干法水泥工程研究中心、陕西省水泥新技术推广中心、国家建材设计甲级资质、矿山设计乙级资质和陕西省建筑工程材料质量检测中心。莱钢集团、陕西尧柏集团、陕西声威集团、河南海格尔集团、济南新峨嵋、北京新奥混凝土集团有限公司等企业在我院设立了工程技术研究中心。 近年来，学院在科学研究方面取得了丰硕的成果，形成了新型干法水泥工艺理论与技术、粉体工程、新型超细粉磨技术、工业废弃物资源化、高强与高性能混凝土、陶瓷基复合材料制备技术和新型功能耐火材料研制等研究方向。发表高水平学术论文960余篇，其中三大检索收录330篇，出版专著7部，教材35部。先后获得国家科技进步二等奖1项、国家发明四等奖1项、省部级奖20余项，获国家发明专利180项，年均科研经费3000万元。与德国亚琛工业大学、澳大利亚新南威尔士大学、挪威科技大学等国外知名大学建立了友好合作关系。 学院以独特的地理条件、行业渊源，立足西部，面向全国，为国家培养了一大批新型水泥工艺及装备、耐火材料、工业废弃物资源化、高强与高性能混凝土方面的专门人才，解决了大量的工程技术关键问题，为国家经济建设和陕西地方 一．内蒙古科技大学材料化学课后题答案二．应用化学专业1166129108 三．什么是纳米材料？ 答：所谓纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料，或由它们作为基本单元构成的材料。 四．试阐述纳米效应及其对纳米材料性质的影响？ 答： 1.小尺寸效应；使纳米材料较宏观块体材料熔点有显著降低，并使纳米材料呈现出全新的声，光，电磁和热力学特性。 2.表面与界面效应；使纳米颗粒表面具有很高的活性和极强的吸附性。 3. 量子尺寸效应；使纳米微粒的磁，光，热，电以及超导电性与宏观特性有着显著不同。 4. 宏观量子隧道效应；使纳米电子器件不能无限制缩小，即存在微型化的极限。 三．纳米材料的制备方法？ 答：1.将宏观材料分裂成纳米颗粒。 2.通过原子，分子，离子等微观粒子聚集形成微粒，并控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。 四．1．玻璃体：冷却过程中粘度逐渐增大，并硬化形成不结晶且没有固定的化学组成硅酸盐材料。 2.陶瓷：凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的黏土为原料经过配料，成型，干燥，焙烧等工艺流程制成的器物都可叫陶瓷。 3.P-型半导体：参杂元素的价电子小于纯元素的价电子的半导体。 4.黑色金属：是指铁，铬，锰金属及它们的合金。 5.有色金属:除铁，铬，锰以外的金属称为有色金属。 6.金属固溶体：一种金属进入到另一种金属的晶格内，对外表现的是溶剂的晶格类型的合金。 7.超导体：具有超低温下失去电阻性质的物质。 五．1．简述传统陶瓷制造的主要原料？ 答：黏土，长石，石英矿是制造传统陶瓷的主要原料。 2.陶瓷是否一定含有玻璃相？ 答：并非所有的陶瓷材料都含有玻璃相，某些非氧特种陶瓷材料可以近乎100%的晶相形式存在。 3.试讨论超导体性质的形成原理及超导状态时所表现出来的特殊现象？ 答：电子同晶格相互作用，在常温下形成导体的电阻，但在超低温下，这种相互作用是产生超导电子对的原因。温度越低所产生的这种电子对越多，超导电子对不能相互独立地运动，只能以关联的形式做集体运动。于是整个空间范围内的所有电子对在动量上彼此关联成为有序的整体，超导电子对运动时，不像正常电子那样被晶体缺陷和晶格振动散射而产生电阻，从而呈现无电阻的超导现象。物质处于超导状态时会表现出电阻消失和完全抗磁性现象。 4.简述形状记忆合金原理？ 2016年高分子材料化学与物理考试大纲 一：高分子物理部分 参考书目录： 何曼君、陈维孝、董西侠编《高分子物理（修订版）》，复旦大学出版社，1990年10月 何曼君、张红东、陈维孝、董西侠编《高分子物理（第三版）》，复旦大学出版社，2007年3月 考试形式和试卷结构 一、试卷满分及考试时间 试卷满分为75分，考试时间为分钟. 二、答题方式 答题方式为闭卷、笔试. 三、试卷内容结构 四、试卷题型结构 名词解释及简答题 解答题（包括证明题） 考试内容 聚合物材料的结构特点 1. 掌握高分子链结构的特点 2. 理解高分子链结构的内容构造；构型；构象；结构单元；结构单元的键接结构；支化度；交联度；嵌段数；序列长度；旋光异构；几何异构等概念； 3. 理解高分子链的远程结构分子的大小；内旋转构象链段；静态柔顺性；动态柔顺性等概念； 4. 了解高分子链的构象统计方法；掌握末端距；均方末端距；均方根末端距；均方均方末端距；B条件；无扰尺寸A； Kuhn链段长度le；极限特征比C Y；均方旋转半径；无规线团的形状等概念； 了解和掌握高分子的聚集态结构内容，包括： 1. 高聚物分子间的作用力内聚能密度； 2. 高聚物结晶的结构和形态聚合物结晶模型；晶态结构模型；非晶态模型； 3. 高分子的结晶过程结晶度；结晶动力学；晶体生长；半结晶期； 4. 结晶热力学熔限； 5. 聚合物的取向态结构取向度； 6. 了解高分子液晶及应用性能，如热致型液晶；溶致型液晶；高分子液晶的结构；高分子液晶相变； 掌握高分子的分子运动特点及特点，包括： 1. 高聚物分子运动的特点高分子分子运动现象；运动单元的多样性；高分子运动的时间依 赖性；高分子运动的温度依赖性； 2. 高聚物的次级松弛 3. 高聚物的玻璃化转变聚合物的玻璃化转变理论；影响Tg的结构因素及改变Tg手段 材料物理与化学 080501 （一级学科：材料科学与工程） 本学科1998年获得硕士学位授予权，以研究材料中的物理化学过程为主，注重基础理论的培养，并与应用研究相结合，培养学生的独立工作能力为主。主要研究方向有： 1．低维材料合成化学：主要从事零维，一维和二维纳米材料的新方法、新材料合成的研究，特别是材料合成过程中的化学问题。二维材料开展液相电化学沉积技术的基础及应用研究。一维纳米材料的研究着重于半导体化合物纳米管纳米带的制备及应用的研究，如III-V和II-VI化合物半导体纳米管及纳米带的制备方法及器件应用的研究。零维纳米材料的研究则在化合物半导体纳米粉末的制备及与高分子复合材料制备技术及其应用方面开展研究，特别是一些新型制备方法的研究。 2．生物医用材料的物理与化学：生物医用材料是指对人体进行诊断、治疗和置换损坏的组织或器官以及增强其功能的材料，其作用不能为药物所替代。主要采用高分子合成化学的方法来制备新型可降解高分子材料，以获得在功能上与天然大分子接近，在力学与加工性能上又具有合成高分子材料特性的生物医用材料，并研究作为人体组织修复和替代材料、美容整形填充材料、药物控释载体材料等的使用。 3．材料界面物理与化学及高分子材料合成技术：主要研究自由基活性/可控聚合反应，新型光学活性高分子，高分子自组装与性能研究。 4．材料微结构与材料物理：针对国防先进材料，研究材料形成过程、结构演变规律及其物理与化学机理。通过对材料的微结构研究，揭示材料的形成热力学与动力学机制，研究材料微结构与性能的关系，建立典型材料（隐身材料、热透波材料、防热材料及其他特殊电磁功能材料）的结构与性能表征的研究新方法与测试技术。 一、培养目标 掌握坚实的材料物理化学基础理论和系统的材料物理化学专门知识，具有从事科学研究或担负专门技术的能力，能够胜任材料物理化学相关的教学科研工作。 二、课程设置 一、名词解释: 材料：人类社会所能够接受的经济地制造有用器件的物质。（可以用来制造有用的构件、器件或物品的物质。） 晶体：晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。（具有格子构造的固体） 空间点阵：表示晶体结构中各类等同点排列规律的几何图形。（表示晶体内部结构中质点重复规律的几何图形。） 晶向：空间点阵的结点可以看成是分列在一系列相互平行的直线上，这些直线系称为晶列，同一个格子可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个方向，称为晶向。 晶面：空间点阵的结点可以从各个方向被划分为许多组平行且等距的平面点阵，这些平面点阵所处的平面称为晶面。 对称：是指物体相同部分作有规律的重复。 点群：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反演轴）的集合。空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素集合。 肖特基缺陷：正常格点上的质点，在热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体的表面，而在晶体内部正常格点上留下空位。 弗伦克尔缺陷：在晶格热振动时，一些能量较大的质点离开平衡位置后，进入到间隙位置，形成间隙质点，而在原来位置上形成空位。 置换固溶体：溶质原子替换溶剂原子的位置形成的固溶体。 间隙固溶体：溶质原子填入溶剂晶格间隙中形成的固溶体。 中间相：合金组元间相互作用所形成的一种晶格类型及性能均不同于任一组元的合金固相。相律：相平衡体系中揭示相数P ，独立组分数C和自由度F之间关系的规律。 相图：表达多相体系的状态随温度、压力、组成等强度性质变化情况的图形。 二、填空题 1、材料按化学组成，可分为（金属材料）、（无机非金属材料）、（有机高分子材料）、（复合材料）；根据材料的性能，可分为（结构材料）和（功能材料）。 2、物质的三态：气态、液态和固态，从宏观上来看，气体和液体表现为（流动性），固体表现出（固体性）。液体在缓慢降温过程中形成（晶体），在急冷过程中形成（非晶体）。 3、晶体与非晶体的根本区别是：晶体具有（长程有序），而非晶体（长程无序、短程有序）。 4、实际晶体结构、基元和点阵的关系可概括为（晶体结构= 点阵+ 基元）；点阵是周期性重复的（方式），基元是周期性重复的（内容）。 材料化学与材料物理 材料0802 材料化学是从化学的角度研究材料的设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门科学。它既是材料科学的一个重要分支，又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。通过应用研究可以发现材料中规律性的东西，从而指导材料的改进和发展。在新材料的发现和合成，纳米材料制备和修饰工艺的发展以及表征方法的革新等领域所作出了的独到贡献。材料化学在原子和分子水准上设计新材料的战略意义有着广阔应用前景。随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学科学领域的不断进展，作为新兴学科的材料化学发展日新月异。是一个跨学科领域涉及的问题性质及其应用领域的各种科学和工程。这一科学领域探讨了在原子或分子尺度材料的结构之间的关系及其宏观性能。随着媒体的关注明显集中在纳米科学和纳米技术，在近年来材料科学逐步走在很多大学的前列。对一个给定的材料往往是时代的选择，它的界定点。材料的化学分析方法可分为经典化学分析和仪器分析两类。前者基本上采用化学方法来达到分析的目的，后者主要采用化学和物理方法（特别是最后的测定阶段常应用物理方法）来获取结果，这类分析方法中有的要应用较为复杂的特定仪器。现代分析仪器发展迅速，且各种分析工作绝大部分是应用仪器分析法来完成的，但是经典的化学分析方法仍有其重要意义。应用化学方法或物理方法来查明材料的化学组分和结构的一种材料试验方法。鉴定物质由哪些元素（或离子）所组成，称为定性分析；测定各组分间量的关系（通常以百分比表示），称为定量分析。有些大型精密仪器测得的结果是相对值，而仪器的校正和校对所需要的标准参考物质一般是用准确的经典化学分析方法测定的。因此，仪器分析法与化学分析法是相辅相成的，很难以一种方法来完全取代另一种。 经典化学分析根据各种元素及其化合物的独特化学性质，利用与之有关的化学反应，对物质进行定性或定量分析。定量化学分析按最后的测定方法可分为重量分析法、滴定分析法和气体容量法。 ①重量分析法：使被测组分转化为化学组成一定的化合物或单质与试样中的其他组分分离，然后用称重方法测定该组分的含量。 ②滴定分析法：将已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应完为止，根据所用试剂溶液的体积和浓度计算被测物质的含量。 ③气体容量法：通过测量待测气体(或者将待测物质转化成气体形式)被吸收（或发生）的容积来计算待测物质的量。这种方法应用天平滴定管和量气管等作为最终的测量手段。 仪器分析根据被测物质成分中的分子、原子、离子或其化合物的某些物理性质和物理化学性质之间的相互关系，应用仪器对物质进行定性或定量分析。有些方法仍不可避免地需要通过一定的化学前处理和必要的化学反应来完成。仪器分析法分为光学、电化学、色谱和质谱等分析法。 光学分析法：根据物质与电磁波(包括从γ射线至无线电波的整个波谱范围)的相互作用，或者利用物质的光学性质来进行分析的方法。最常用的有吸光光度法（红外、可见和紫外吸收光谱）、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、发射光谱法、荧光分析法、浊度法、火焰光度法、X射线衍射法、X射线荧光分析法、放射化分析法等。 材料物理是使用物理描述材料在许多不同的方式，如力，热，光，力学。这是一个综合 材料化学 第一章 5．试叙述划分正当点阵单位所依据的原则。平面点阵有哪几种类型与型式? 请 论证其中只有矩形单位有带心不带心的两种型式，而其它三种类型只有不带心的 型式? 答：划分正当点阵单位所依据的原则是：在照顾对称性的条件下，尽量选取含点 阵点少的单位作正当点阵单位。平面点阵可划分为四种类型，五种形式的正当平 面格子：正方，六方，矩形，带心矩形，平行四边形。 （a）（b）（c）（d）（a）若划分为六方格子中心带点，破坏六重轴的对称性，实际上该点阵的对称 性属于矩形格子。（b）（c）分别划分为正方带心和平行四边形带心格子时，还可 以划分成更小的格子。（d）如果将矩形带心格子继续划分，将破坏直角的规则性，故矩形带心格子为正当格子。 6．什么叫晶胞，什么叫正当晶胞，区别是什么? 答：晶胞即为空间格子将晶体结构截成的一个个大小，形状相等，包含等同内容 的基本单位。在照顾对称性的条件下，尽量选取含点阵点少的单位作正当点阵单位，相应的晶胞叫正当晶胞。 9.什么叫晶面指标，标出下图所示点阵单位中各阴影面的晶面指标。 答：晶面指标（hkl）是平面点阵面在三个晶轴上的倒易截数之比，它是用来标 记一组互相平行且间距相等的平面点阵面与晶轴的取向关系的参数。 （001）（1 10） （11 1）（0 1 1） （1 11）（101） 12、什么是晶体衍射的两个要素?它们与晶体结构有何对应关系？晶体衍射两要 素在衍射图上有何反映? 答：晶体衍射的两个要素：衍射方向和衍射强度 关系：晶胞大小、形状衍射方向衍射（点、峰）的位置 晶胞内原子种类和位置衍射强度衍射点（线）的黑度、宽度峰的高度、高度 13、阐明劳埃方程各符号的物理意义，并说明为何摄取劳埃图时需用白色射线， 材料化学复习题： 1. 原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ 2，计算体心立方结构和六方密堆结构的堆积系数 (1) 体心立方 a ：晶格单位长度 R ：原子半径 a 34R = 3 4R a = ，n=2, ∴68.0) 3/4()3/4(2)3/4(23 333===R R a R bcc ππζ (2)六方密堆 n=6 3，已知金属镍为A1型结构，原子间接触距离为249.2pm ，请计算：1）Ni 立方晶胞的参数；2）金属镍的密度；3）分别计算（100）、（110）、（111）晶面的间距。 解：对于面心立方A1型: 原子间接触距离249.2pm=0.2492nm=2R, （1）nm R a 3525.02 2492 .022 4=?= = , （2）金属镍的密度： A A N a nM abcN nM 3== ρ 3823-34458.69 3.51610 6.02108.972g cm A M a N ρ-??= = ????=? （3）对于立方晶系，面间距公式为： hkl d = 因此有： (100) 晶面间距: 2 2 2 1000 013525.0++= d =0.3525nm 74 .0)3(3 812) 3/4(6)2321(6)3/4(633hcp =?=?R R R R a a c R ππξ＝R a a c 23 8== (110) 晶面间距: nm d 2493.00113525.02 2 2 110=++= (111) 晶面间距: 2035.03 3525.01 113525.02 2 2 111==++= d nm 4，试计算体心立方铁受热而变为面心立方铁时出现的体积变化。在转变温度下，体心立方铁的晶格参数是0.2863nm ，而面心立方铁的点阵参数是0.359lnm 。 解: 体心立方: V 1=a 3 = (0.2863nm)3 = 0.02347 nm 3 面心立方: V 2= a 3 = (0.3591nm)3 = 0.04630 nm 3 ΔV=V 2-V 1=0.02284nm 3, 因此体积增大0.02284 nm 3 5，固溶体与（液体）溶液有何异同？固溶体有几种类型？ 固体溶液与液体溶液的共同点：均具有均一性、稳定性，均为混合物，均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度，对液体溶液称为溶解度）； 1．均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样； 2. 稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离； 3．混合物：溶液一定是混合物。 固体溶液与液体溶液的不同点：固溶体的溶质和溶剂均以固体形式出现，而液体溶体的溶质和溶剂均以液体形式出现； 固溶体：又称固体溶液，指由一种或多种溶质组元溶入晶态溶剂，并保持溶剂晶 格类型所形成的单相晶态固体。 固溶体按固溶度分可两种类型：有限固溶体与无限固溶体；按溶质原子在晶格中 的位置可分为置换固溶体与填隙固溶体。 6，试述影响置换固溶体的固溶度的因素? 答：有原子或离子半径大小，电价，化学键性质，晶体结构等因素。 （1）原子或离子半径大小： 材料化学与物理化学的联系 摘要：材料化学是研究材料在制备，使用过程中涉及到的化学过程，故其基础知识与物理化学息息相关。本文简单介绍一下两者的联系。 关键词：材料物理反应历程相图 正文： 材料化学一般是作为材料科学与工程系的一个专业。它主要的研究范畴并不是材料的化学性质，而是材料在制备、使用过程中涉及到的化学过程、材料性质的 测量。比如陶瓷材料在烧结过程中的变化、金属材料在使用过程中的腐蚀现象（怎样防止生锈）、冶金过程中条件的控制对产品的影响（怎么才能炼出优质钢材），而物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的。它以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，探索、归纳和研究化学的基本规律和理论，构成化学科学的理论基础。物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度。所以材料化学不仅与无机，有机，分析有关它还与物化有很大联系。 从材料制备方面来看，物理化学对于材料化学中的材料的制备是至关重要的，如非晶态合金制备方法用到了很多物理化学中学的知识，传统非晶态合金的制备主要采用快速凝固法和机械合金化法。直接凝固法包括:水淬法,吸入铸造法,高压铸造,单向熔化法等，水淬法是将合金置于石英管中,将合金熔化后连同石英管淬入到流动水中,以实现快速冷却,形成大块的非晶合金。这种方法可以达到较高的冷却速度,有利于大块的非晶合金的形成。这个水淬法是我们物理化学中非常重要的冶金方法之一。再如铁碳合金相图是进行研究铁碳合金的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，也是制定各种热加工工艺的依据。铁碳合金相图可以帮助我们根据金属材料的成分推断其组织，由组织定性分析其力学性能，这在铸造、锻造、焊接以及热处理等方面有着广泛的应用。所以物理化学在材料的制备中有很大贡献。 对于材料化学过程中涉及到的化学过程更是有很大的用途，我们都知道从材料到产品是需要制备的，而制备过程也可以说是化学过程。比如金属化工艺是一个复杂的、含有多个气、液、固相的多相物理化学反应过程，其中包括一系列在许多气、液、固相界面间的扩散和在不同液相内进行的多种平行和连续反应。现今常用的两类工艺方法(分别称为氧化物/氢氧化物法和醇盐作用法。醇类可被视为起着“促进剂”的作用)的宏观反应历程粗略地简要归纳，示意表述如下1.正盐的生成。2.过碱度化反应。其中每个反应都有好几步，比如 等等 其次材料性质的测量也是很重要的，材料的种类很多，材料的性质也是各不相同的，为了我们生活健康我们必须知道材料的具体组成及其性质。物理化学可利用其知识了解其性质并且加以利用，如在新材料制备中，聚乙二醇发挥了很重要的作用，聚乙二醇是一种非离子表面活性剂,其分子式为H-(O-CH2-CH2)n-OH,其中桥氧原子-O-亲水, -CH2-CH2-亲油。文献[1]报道,在通常情况下,聚乙二醇分子是一根锯齿型的长链,当溶于水时,长链成为曲折型,如图1所示,与溶剂为醇的情形类似。在当前一些新材料如复合材料、薄膜材料、粉体材料、高分子材料和纳米结构材料等的制备中,聚乙二醇起了较重要的作用如：余晴春等[4]用溶胶—凝胶法制备凝胶的同时将聚合物嵌入,制备了聚乙二醇和五氧化二钒干凝胶的纳米复合材料(PEG/VXG)。 习题 1（2010 年 3 月 18 日） 2. 下图是一个伸展开的聚乙烯分子，其中 C—C 化学键长为 154pm。试根据 C 习题 1 答案 2、下图是一个伸展开的聚乙烯分子，其中 C—C 化学键长为 1.54?。试根据 C 原子的立体化学计算分子的链周期。 答： 1、晶体一般的特点是什么?点阵和晶体的结构有何关系？ 答：（1）晶体的一般特点是： a 、均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体 b 、各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质 c 、自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸 多面体外形 d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点 e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性 （2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系： 点阵结构＝点阵＋结构基元 点阵＝点阵结构－结构基元 2、下图是一个伸展开的聚乙烯分子，其中C—C化学键长为1.54?。试根据C原子的立体化学计算分子的链周期。 答：因为C原子间夹角约为109.5° ，所以链周期＝2×1.54?×sin(109.5°/2)=2.51? 3、由X射线法测得下列链型高分子的 周期如下，试将与前题比较思考并说明 其物理意义。化学式 链周期 聚乙烯醇 2.52 聚氯乙烯 5.1 聚偏二氯乙烯 4.7 答：由题中表格可知，聚乙烯醇的链周期为2.52 ?，比聚乙烯略大，原因可能是-OH体积比H大，它的排斥作用使C原子间夹角变大，因而链周期加长，但链周期仍包含两个C原子；聚氯乙烯的链周期为5.1 ?，是聚乙烯链周期的两倍多，这说明它的链周期中包含四个C原子，原因是原子的半径较大Cl原子为使原子间排斥最小，相互交错排列，其结构式如下： 聚偏二氯乙烯链周期为4.7 ?比聚乙烯大的多，而接近于聚氯乙烯的链周期为5.1 ?，可知链周期仍包含4个C原子。周期缩短的原因是由于同一个C原子上有2个Cl原子，为使排斥能最材料的物理性能与化学性能
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原子的立体化学计算分子的链周期。
CCC CCCC
3. 由 X 射线法测得下列链型高分子的周期如下，试与前题计算结果比较，并说
明其物理意义。
化学式
链周期
聚乙烯醇
CH2 CH n OH
2.52
聚氯乙烯 聚偏二氯乙烯
CH2 CH n
Cl
5.1
Cl
CH2 C n Cl
4.7
4. 根据右图所示平面点阵结构图形回答问题：1）请将 平面点阵结构抽象出相应的平面点阵；2）画出正当 点阵单位；3）指出其点阵型式；4）指出每个结构 基元包含几个 和几个 ；5）用分数坐标表示出正 当点阵单位中所有球的位置。
6. 试指出金钢石、NaCl、CsCl 晶胞中原子的种类，数 目及它们所属点阵型式。
7. 四方晶系的金红石晶体结构中，晶胞参数为 a = b = 458pm, c＝298pm,求算坐 标为(0,0,0)处的 Ti 原子到坐标为(0.31,0.31,0)处的氧原子间的距离。
8. 晶面交角守恒是指什么角守恒，为何守恒？晶面的形状和大小为什么不守恒? 晶体外形一般说受哪些因素的影响？
C 原子间夹角约为 109.5? 链周期＝2×1.54?×sin(109.5?/2)=2.51?
3、由 X 射线法测得下列链型高分子的周期如下，试将与前题比较思考并说明其 物理意义。 答案见《结构化学基础（第 3 版）习题解析》，周公度；段连运，北京：北京大 学出版社，2003，157
4.根据右图所示平面点阵结构图形回答问题： 答： 1）平面点阵结构抽象出相应的平面点阵如下图（左）， 为点阵点。
2）正当点阵单位如上图（右），虚线所示。 3）点阵型式为平面四方。 4）每个结构基元包含 3 个 和 4 个 5）每个正当点阵单位中含 1 个结构基元，各球的位置为：
：0, 0；?, 0；?, ?； ：?, ?；?, ?；?, ?；?, ?
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