8*材料物理化內(nèi)容介紹
8*材料物理化學，適用于華工以下專業(yè)： 1、材料科學與工程學院：生物醫(yī)學工程、材料科學與工程、材料與化工 2、醫(yī)學院：生物醫(yī)學工程 3、生物醫(yī)學科學與工程學院：材料與化工、生物醫(yī)學工程 這門專業(yè)課的主要題型是： 1、選擇題（一般15道，一道兩分，總分30分） 2、填空題（30個空，一空一分，總共30分） 3、簡答題與計算題 總共7道，有簡答題（解釋原理、原因）、計算題（缺陷、玻璃、擴散章節(jié)等）一道10分，總分70分 4、三元相圖題（一道，20分/25分）） 學長分析說學長介紹 H學長，21級華南理工材料學院材料與化工專業(yè)（無機非方向）的擬錄取研究生,專業(yè)課分數(shù)為110+,為了各位考研學子避免走彎路，特此編寫8*材料物理化學專業(yè)課的"藍寶書"。 8*專業(yè)課考的內(nèi)容很細。無論是課本里面的，還是課本里面那些很小很小的那些小行的字，*可能拿出來處一道題，要求對課本要非常的熟悉，對每一章的內(nèi)容也要非常的熟悉。一道題就可以考4、5個空，這些都是課本可以找得到的，但是考得非常細，同學們都要去學會背熟。 最全的名詞解釋 飽和蒸汽壓:單位時間內(nèi)有液體分子變?yōu)闅怏w分子的數(shù)目與氣體分子變?yōu)橐后w分子數(shù)目相同，宏觀上說即液體的蒸發(fā)速度與氣體的凝結速度相同的氣體稱為飽和蒸汽，飽和氣體所具有的壓力稱為飽和蒸汽壓。 敞開體系：體系與環(huán)境之間既有物質交換，又有能量交換。 封閉體系：體系與環(huán)境之間無物質交換，但有能量交換 孤立體系：體系與環(huán)境之間既無物質交換，又無能量交換，故又稱為隔離體系。 廣度量和強度量：是指與物質的數(shù)量成正比的性質，如系統(tǒng)物質的量，體積，熱力學能，熵等。具有加和性，在數(shù)學上是一次齊函數(shù)，而是指與物質無關的性質，如溫度壓力等 平衡態(tài)：系統(tǒng)內(nèi)部處于熱平衡、力平衡、相平衡、化學平衡。 狀態(tài)函數(shù)：體系的一些性質，其數(shù)值僅取決于體系所處的狀態(tài)，而與體系的歷史無關；它的變化值僅取決于體系的始態(tài)和終態(tài)，而與變化的途徑無關。具有這種特性的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)。 熱：體系與環(huán)境之間由于溫度的不同而傳遞的能量稱為熱。 功：體系與環(huán)境之間傳遞的除熱以外的其它能量都稱為功。 摩爾相變焓：是指單位物質的量的物質在恒定溫度T及該溫度平衡壓力下發(fā)生相變時對應的焓變。 標準摩爾生成焓：在溫度為T的標準態(tài)下，由穩(wěn)定相態(tài)的單質生成化學計量數(shù)*B=1的β相態(tài)的化合物B 該生成反應的焓變稱為該化合物B在溫度T時的標準摩爾生成焓。 標準摩爾燃燒焓：在標準壓力下，反應溫度時，1摩爾反應物質B完全氧化成相同溫度的指定產(chǎn)物時的標準摩爾反應焓。 可逆過程：我們把某一體系經(jīng)過某一個過程，如果能使體系和環(huán)境都完全復原，則該過程稱為“可逆過程”。 反應熱：當體系發(fā)生反應之后，使產(chǎn)物的溫度回到反應前始態(tài)時的溫度，體系放出或吸收的熱量，稱為該反應的熱效應。 溶解熱： 在恒定的T、p下，單位物質的量的溶質B溶解與溶劑A中，形成B的摩爾分數(shù)xB=0.1的溶液時，過程的焓變。 稀釋熱：在恒定的T、p下，某溶劑中質量摩爾濃度b1的溶液用同樣的溶劑稀釋成為質量摩爾濃度b2的溶液時，所引起的每單位物質的量的溶質之焓變。 準靜態(tài)過程：在過程進行的每一瞬間，體系都接近于平衡狀態(tài)，以致在任意選取的短時間dt內(nèi)，狀態(tài)參量在整個系統(tǒng)的各部分*確定的值，整個過程可以看成是由一系列極接近平衡的狀態(tài)所構成。 卡諾循環(huán)： 1、恒溫可逆膨脹 2、絕熱可逆膨脹 3、恒溫可逆壓縮 4、絕熱可逆壓縮 卡諾定理：在兩個不同溫度的熱源之間工作的所有熱機，以可逆熱機效率最大。 熱力學基本方程： 1dU=Tds—pd* 2dH=TdS+*dp 3dA=-SdT-pd* 4dG=-SdT+*dp（記憶方法見后） 拉烏爾定律：稀溶液中溶劑的蒸汽壓等于同一溫度下純?nèi)軇┑娘柡驼羝麎号c溶液中溶劑的摩爾分數(shù)的乘積 PA=PA*xA 亨利定律：一般來說，氣體在溶劑中的溶解度很小，所形成的溶液屬于稀溶液范圍。氣體B在溶劑A中溶液的組成無論是由B的摩爾分數(shù)XB，質量摩爾濃度bB，濃度cB等表示時，均與氣體溶質B的壓力近似成正比。 偏摩爾量：在溫度、壓力及除了組分B以外其余組分的物質的量均不變的條件下，廣度量X隨組分B的物質的量nB變化率XB稱為組分B的偏摩爾量。 理想液態(tài)混合物：任一組分在全部組成范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律的液態(tài)混合物稱為理想液態(tài)混合物。 化學勢：保持溫度、壓力和除B以外的其它組分不變，體系的Gibbs自由能隨組分B 的物質的量 nB 的變化率稱為化學勢，所以化學勢就是偏摩爾Gibbs自由能。 超額函數(shù)： 用來衡量整個溶液的不理想程度的狀態(tài)函數(shù)。 理想稀溶液：無限稀薄溶液，指的是溶質的相對含量趨于零的溶液。在這種溶液中，溶質分子之間的距離非常遠，每個溶劑分子或溶質分子周圍幾乎沒有溶質分子而完全是溶劑分子。理想稀溶液溶劑符合拉烏爾定律，溶質符合亨利定律。 稀溶液的依數(shù)性：指的是只依賴溶液中溶質分子的數(shù)量，而與溶質分子本性無關的性質。依數(shù)性包括溶液中溶劑的蒸汽壓下降，凝固點降低，沸點升高和滲透壓的數(shù)值。 自由度與自由度數(shù)：是指維持系統(tǒng)相數(shù)不變情況下，可以獨立改變的變量如溫度壓力組成其個數(shù)為自由度數(shù)F表示 最大正偏差系統(tǒng)的溫度：組成相圖上出現(xiàn)最低點，在此點氣相線和液相線相切。由于對應于此點組成的液相在該指定壓力下沸騰時產(chǎn)生的氣相與液相組成相同，故沸騰時溫度恒定，且這一溫度又是液態(tài)混合物沸騰的最低溫度，故稱之為最低恒沸點，該組成的混合物稱為恒沸混合物。與此相似，最大負偏差系統(tǒng)的溫度—組成相圖上出現(xiàn)最高點，該點所對應的溫度稱為最高恒沸點，具有該點組成的混合物稱為合肥混合物。 低共熔混合物：液相L完全凝結后形成的固體A和固體B的兩種固相的機械混合物(其總組成即液相L的組成)在加熱到該溫度時可以熔化，因此該溫度是液相能夠存在的最低溫度，也是固相A和固相B能夠同時熔化的最低溫度。此溫度稱為低共熔點。 熱分析法：是繪制相圖常用的基本方法。其原理是根據(jù)系統(tǒng)在冷卻過程中溫度隨時間的變化情況來判斷系統(tǒng)中是否發(fā)生了相變，通常的做法是先將樣品加熱呈液態(tài)，然后令其緩慢而均勻的冷卻，記錄冷卻過程中系統(tǒng)在不同時刻的溫度數(shù)據(jù)，再以溫度為縱坐標時間為橫坐標，繪制成溫度時間曲線，即冷卻曲線或步冷曲線。由若干條組成不同的系統(tǒng)的冷卻曲線就可以繪制出相圖。 陰極：能發(fā)生還原作用的電極稱為“陰極”。 陽極：能發(fā)生氧化作用的電極稱為“陽極”。 離子遷移規(guī)律：在無限稀釋溶液中，每種離子獨立運動，互不影響。無限稀釋電解質的摩爾電 導率等于無限稀釋事陰、陽離子的摩爾電導率之和。 電極反應規(guī)律： （1）.在電極界面上發(fā)生化學變化物質的質量與通入的電量成正比； （2）.幾個電解池串聯(lián)，當所取的基本粒子荷電數(shù)相同，在各電極上發(fā)生反應的物質，物質的量相同，析出物質的質量與其摩爾質量成正比。 題型練習一、晶體結構 石英與剛玉化學組成相似，鋁、硅原子量接近，但是石英密度低于剛玉，請從密堆積和配位多面體兩種結構語言解釋。 答：①剛玉中氧離子作六方最密堆積，而石英中氧離子作密堆積； ②剛玉中鋁離子填充較大的八面體空隙，而石英中的硅離子填充四面體空隙，所以石英結構更疏松，密度更低。 ③石英中硅氧四面體為共頂連接，而剛玉中鋁氧八面體為共棱或共面連按，所以剛玉密度更大。 二、 晶體結構缺陷 由于（）的結果，必然會在晶體結構中產(chǎn)生“組成缺陷”，組成缺陷的濃度主要取決于（）和（）。 答：不等價置換、摻雜量、固溶度 三、 相變 說明過冷度對核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影響，如無析晶區(qū)又要使其析晶應采取什么措施?要使自發(fā)析晶能力大的熔體形成玻璃應采取什么措施? 答:（1）過冷度過大或過小對成核與生長速率均不利，只有在一定過冷度下才能有最大成核和生長速率: ①若△T大，控制在成核率較大處析晶，易得晶粒多而尺寸小的細晶； ②若△T小，控制在生長速率較大處析晶，則容易獲得晶粒少而尺寸大的粗晶； （2）如果成核與生長兩條曲線完全分開而不重疊，則無析晶區(qū)，該熔體易形成玻璃而不易析晶；若要使其在一定過冷度下析晶，般采用移動成核曲線的位置，使它向生長曲線靠攏。可以用加入適當?shù)暮嘶瘎钩珊宋粔窘档停梅蔷鶆蛐魏舜婢鶆蛐魏耍箖删€重疊而容易析晶。要使自發(fā)析晶能力大的熔體形成玻璃，采取增加冷卻速度以及迅速越過析晶區(qū)的方法，使熔體來不及析晶而玻璃化。
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發(fā)表于 2022-9-20 12:22
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