武汉工程大学《材料科学基础》
大类招生背景下材料科学基础课程教改
摘要大类招生作为一种全新的人才培养模式，正逐步被各大高校所采用。
材料科学基础是材料类专业的一门重要专业基础课，该门课程的特点是内容多、理论性强，涉及的理论知识比较复杂、抽象。
针对这些特点，本文结合武汉工程大学材料科学与工程学院按大类招生的实际，对材料科学基础课程进行了一系列教学改革，提高了该课程教学质量和效果。
关键词大类招生材料科学基础教学改革教学效果Teaching Reform of Foundation of Material Science Course Based on the Enrollment with Categories／／ＬｉｕＦａｎｇｊｕｎ，ＬｉＬｉａｎｇ，ＨｕａｎｇＺｈｉｌｉａｎｇ，ＬｉｕＺｈｉｔｉａｎ，ＸｉｏｎｇＬｉｊｕｎAbstractＥｎｒｏｌｌｍｅｎｔｗｉｔｈｃａｔｅｇｏｒｉｅｓｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙａｃｃｅｐｔｅｄｂｙｍｏｓｔｃｏｌｌｅｇｅｓａｎｄｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ．ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｂａｓｉｃｃｏｕｒｓｅｓｆｏｒｔｈｅｓｔｕ－ｄｅｎｔｓｉｎｍａｔｅｒｉａｌｓｍａｊｏｒ．Ｉｎｔｈｉｓｃｏｕｒｓｅ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｉｓｐｌｅｎｔｉｆｕｌ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｋｎｏｗｌｅｄｇｅｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｅｎｒｏｌｌｍｅｎｔｗｉｔｈｃａｔｅｇｏｒｉｅｓｏｆＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｒｅｆｏｒｍｉｎｅｄｕｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｑｕａｌｉｔｉｅｓａｎｄｔｅａｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Key wordsｅｎｒｏｌｌｍｅｎｔｗｉｔｈｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｃｉｅｎｃｅ；ｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｆｏｒｍ；ｔｅａｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔAuthor＇s addressＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，４３００７３，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ大类招生，就是不按专业或者专业方向来确定招生计划进行招生，而按照院系、学科等大类制定计划进行招生的一种招生模式［１］。
833材料科学基础参考书
833材料科学基础参考书材料科学是研究材料的组成、结构、性能以及制备、加工和应用的学科，其涉及范围广泛，包括金属、陶瓷、高分子、复合材料等。
为了深入了解材料科学，有很多经典的参考书籍可以供我们参考。
1. 《材料科学基础》（Materials Science and Engineering: An Introduction）作者：William D. Callister Jr.这本书是材料科学领域的经典教材，涵盖了材料科学的基础知识和主要原理，包括原子结构、晶体结构、缺陷和析出等。
书中通过简明易懂的语言和图示系统地介绍了各种材料的组织结构和性质，对于初学者来说是一本很好的入门书。
2. 《材料科学与工程概论》（Introduction to Materials Science and Engineering）作者：William D. Callister Jr., David G. Rethwisch这本教材是《材料科学基础》的新版，继承了原版的核心内容，并且增加了对新材料和技术的讨论。
书中包含了大量的实例和案例分析，使读者能够更好地理解材料科学的实际应用。
此外，书中还介绍了材料工程师的职业发展和实践技巧，对于准备从事材料科学研究和工作的学生来说是一本很有价值的参考书。
3. 《材料科学工程导论》（Introduction to Materials Science and Engineering）作者：David G. Rethwisch, William D. Callister Jr.这本教材详细介绍了材料的结构、性质和加工过程。
书中对各种材料的特点进行了比较和分析，包括金属、陶瓷、高分子材料和杂化材料。
此外，书中还讨论了材料的力学、热学和电学性质，以及材料的耐久性和故障分析等方面的知识。
4. 《材料科学基础教程》（An Introduction to Materials Science）作者：W. D. Callister Jr., D. G. Rethwisch这本教材是一本简明扼要地介绍了材料科学基础知识的书籍，主要关注材料的组织结构、原子排列和晶体缺陷等方面的内容。
关于《材料科学基础》教学改革的探讨与实践
《 材料科学基础》 是材料类专业 的一门重要基础课 ， 自 材料学院成立以来 ， 就非常重视该课程的建设。然而由于 该课程具有理论 性强 、 内容繁杂 、 知识点多而且抽象等特 点， 如何 解 决 好 教 与学 的 问题 ， 一 直是 该 课 程 教学 改革 的 重点 。
一
课， 以强 化基 础 、 突 出共性 、 拓 宽 专业 面 向 。通 过近 几年 的 建设 ， 现在已经初步建立了科学合理的材料科学基础课程 体系 ， 全部课程实现多媒体教学 ， 达到 了良好 的教学效果 。
习机会 。此外 ， 许 多学 校利 用 “ 校 董会 ” 的渠 道 ， 通过“ 产 学 研” 办公室， 也提供 了一定数量的带薪实习岗位。这些措施 拓 宽 了会 计 学实践 教学 的形 式 。 四是 改革 毕业论 文形 式 ， 实
现 形式 的多元 化 。
点发展会计事务所 、 代账公司。一般这类单位工作量大 ， 愿 意 给学 生提供 很大 的实 习空 间 。在 这类 企业 实 习学 生 可 以 接 触到 真实 的账 目和真 实工作 环境 。
【 教改创新 】
关于《 材料科学基础》 教学改革的探讨与实践
王树林 ， 季家友 ， 黄志 良， 石和彬
（ 武汉工程大学 材料学院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ３ ）
摘要 ： 本文针 对无机非金属材料专业的专业基础课《 材料科 学基础》 ， 提 出了教学改革方案 ， 并进行 了教 学实践 ， 实践 证 明 改 变教 学 方 法和 手段 ， 采取 启发 式 教 学模 式 ； 应 用现 代化 信 息技 术 ； 构 筑 先进 的 实验 体 系 ； 重 视课 后 习题 以巩 固课 堂 知识 ； 全面的课程考核方式等是提 高教 学效果的有力措施及手段。 关键词 ： 《 材料科学基础》 ； 教学改革 ； 实践 中 图分 类 号 ： Ｇ ６ ４ ２ ． ０ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ３ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ９ — ０ ０ ５ ０ — ０ ２
材料科学基础期末考试(2024)
引言概述：材料科学基础是材料科学与工程专业的一门重要基础课程，它主要涵盖了材料科学的基本理论、原理和基础知识。
期末考试作为对学生学习成果的综合评价，对于学习者而言具有重要的意义。
本文将围绕材料科学基础期末考试展开，通过对该考试的分析与总结，旨在帮助学生更好地掌握材料科学基础知识，提高期末考试的成绩。
正文内容：一、课程概述1.1课程目标1.2课程内容概述1.3课程的重要性及应用领域二、考试形式及要求2.1考试形式2.2考试时间和地点2.3考试要求三、考试大纲3.1第一部分：结晶学3.1.1晶体结构基础概念3.1.2晶格和晶格常数3.1.3晶体的缺陷与缺陷类型3.2第二部分：热力学3.2.1热力学基本概念3.2.2热力学方程3.2.3界面热力学3.3第三部分：材料力学性能3.3.1弹性力学性能3.3.2塑性力学性能3.3.3强度和硬度等指标3.4第四部分：材料的物理性能3.4.1电学性质3.4.2热学性质3.4.3光学性质3.5第五部分：材料表面和界面的特性3.5.1表面能和表面特性3.5.2界面现象3.5.3材料界面的应用四、备考重点和方法4.1复习重点4.2学习方法和技巧4.3制定合理的复习计划4.4合理安排时间，分配学习任务五、考试技巧5.1阅读题目要求5.2理清答题思路5.3细致审题，理解题意5.4注意答题方式和格式要求5.5注意答题时间管理总结：通过对材料科学基础期末考试的分析，我们可以看出该考试对学生的综合能力和掌握的知识有着较高的要求。
为了在考试中取得好成绩，学生应该全面复习课程内容，并重点关注考试大纲中的重点知识。
在备考过程中，学生需要制定合理的复习计划，科学安排学习时间，并采用有效的学习方法，以提高复习效率。
在考试中，学生还需要注重细节，仔细阅读试题要求，理清答题思路，并合理分配答题时间。
通过认真的备考和合理的应对策略，相信学生一定能够在材料科学基础期末考试中取得优异的成绩。
《材料科学基础》第一章 原子结构与结合健
《材料科学基础》教学大纲四年制本科材料科学与工程专业用80 学时 4 学分一、课程性质和任务《材料科学基础》是材料科学方法与工程专业一级学科公共主干课，是介于一般基础课与专业课之间的专业基础课。
本课程将系统全面介绍材料科学的基础理论知识，诸如固体材料的结合键，材料的结构与性能，材料中的扩散，材料的相变，材料的塑性变形与强化，以及材料科学研究方法等，将金属材料、无机非金属材料、聚合物材料紧密地结合在一起，使学生更好地把握材料的属性，熟悉材料的共性，为后继课程的学习、进一步深造和从事科技工作奠定基础。
二、课程学习的目标和基本要求：1．对能力培养的要求通过学习，要求学生掌握材料组织结构—成分—工艺—性能相互关系的基本规律和基本理论，深入理解材料组织结构—成分—工艺—性能相互关系，培养学生应用所学的知识，分析、解决材料研究、开发和使用中实际问题的能力。
初步掌握材料科学研究的思路和方法，为后续课程的学习和进一步深造奠定理论基础。
2 ．课程的重点和难点本课程重点是料组织结构—成分—工艺—性能相互关系的基本规律和基本理论，如材料结构与缺陷，材料凝固与相图，塑性变形与强韧化等，并能应用所学的理论分析和解决实际问题。
难点是材料结构，位错理论，合金凝固，二元相图，三元相图，材料强韧化，晶体塑性变形等，3 ．先修课程及基本要求无机化学、物理化学、材料力学三、课程内容及学时分配•教学基本内容第一章材料的结构（ 22 学时）1.1 晶体学基础1.2 常见的晶体结构1.3 固溶体的晶体结构1.4 金属间化合物的晶体结构1.5 硅酸盐结构1.6 非晶态固体结构1.7固体的电子能带结构理论1.8 团簇与纳米材料结构1.9 准晶结构本章重点：•结晶学基础知识 (晶体的概念与性质、晶体宏观对称要素、晶体定向、•单位平行六面体的划分、配位数与配位多面体的概念、鲍林规则 )。
•常见材料的结构理论与模型（常见无机化合物的晶体结构、硅酸盐晶体结构分类及特征、固溶体晶体结构类型及影响因素、缺陷化学反应表示法、金属间化合物的结构类型及影响因素，玻璃的结构）。
《材料科学基础》教学大纲
本知识能够分析和预测材料 析材料的应用
运用晶体学知
的应用前景
识、相图知识、
固溶体知识热力
学知识对材料的
应用进行合理的
分析。
3-2 运用所学的材料科学基础理论分 3-2 使固理论、
断裂理论、扩散
理论分析和预测
材料的应用前
景。
三、教学基本内容
2
第一章：绪论 课程的性质与任务，内容及研究方法，课程特点学习方法，材料发展简史。
入分析；
3.能够把握相图的基本知识，包括二元相图的基本类型，二元相图的分析与使用
方法，铁碳相图；三元相图的成分表示法等。
4.能够了解结晶理论的实际应用，塑性变形对金属组织与性能的影响，金属及合
金强化机制为后继专业课的学习奠定基础。
二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）
毕业要求
指标点
课程目标
第二章：晶体学基础及晶体结构（支撑课程目标1-1、3-1） 1. 基本概念 （空间点阵，晶胞，原胞，点阵常数） 2. 晶面指数和晶向指数 3. 三种晶体结构及原子堆垛方式 要求学生：了解并掌握晶体结构分析的基本原理和方法。
第三章：凝固与结晶（支撑课程目标1-1、3-2） 1. 液态金属的凝固 2. 晶核的形成 3. 晶核的长大 4. 凝固理论应用 要求学生：掌握凝固理论，对凝固过程中所发生的物理变化有清晰的认识
的影响。
变化的特点
2-2 掌握应力场的变化对材料的组织 2-2 了 解 材 料 的
结构与性能的影响
受力状态及组织
性能的变化规律
2-3 掌握界面、变形、结晶度等对材 2-3 掌 握 塑 性 变
料的组织结构与性能的影响
形、界面结构、
再结晶处理对材
武汉工程大学《材料科学基础》
第一章晶体结构第一部分重点定义1.空间点阵：这些阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境，这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵，简称点阵。
2.阵点：为了便于分析研究晶体中质点的排列规律性，可先将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体并简化，将其中每个质点抽象为规则排列于空间的几何点，称之为阵点。
3.晶胞：具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞。
将晶胞作三维的重复堆砌就构成了空间点阵。
4.配位数：配位数(CN)是指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
5.空间利用率：晶体结构中原子体积占总体积的百分比。
如以一个晶胞来计算，则空间利用率就是晶胞中原子体积与晶胞体积之比值，即VCP nV式中CP 为空间利用率；n 为晶胞中原子数；v 是一个原子的体积。
6.反萤石结构：这种结构与萤石完全相同，只是阴、阳离子的个数及位置刚好与萤石中的相反，即金属离子占有萤石结构中F —的位置，而02—离子或其他负离子占Ca2+的位置，这种结构称为反萤石结构。
7.离子极化：离子极化指的是在离子化合物中，正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下，发生变形的现象。
8.离子极化对晶体结构产生的影响：其会导致粒子间距缩短，离子配位数降低，同时变形的电子云相互重叠，使键性由离子键向共价键过度，最终使晶体结构发生变化。
9.最紧密堆积原理：在形成晶体的过程中，物质质点之间趋向于尽可能靠近，从而形成最紧密堆积。
最紧密堆积分等大球体的最紧密堆积和不等大球体的紧密堆积两种。
适用于适用于典型的离子晶体和金属晶体.10.不等大球体的紧密堆积时，较大的球将按六方和立方最紧密堆积方式进行堆积，而较小的球则按自身体积的大小填入其中的八面体空隙中或四面体空隙中。
11晶体结构：晶体结构＝点阵＋基元12.晶胞所具有的条件：a) 选取的平行六面体能代表整个空间点阵的对称性；b) 平行六面体内相等的棱和角的数目最多；c) 平行六面体棱间的直角最多；d) 在满足上述条件下，晶胞应具有最小的体积。
武汉工程大学《材料科学基础》.
第一章晶体结构第一部分重点定义1.空间点阵：这些阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境，这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵，简称点阵。
2.阵点：为了便于分析研究晶体中质点的排列规律性，可先将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体并简化，将其中每个质点抽象为规则排列于空间的几何点，称之为阵点。
3.晶胞：具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞。
将晶胞作三维的重复堆砌就构成了空间点阵。
4.配位数：配位数(CN)是指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
5.空间利用率：晶体结构中原子体积占总体积的百分比。
如以一个晶胞来计算，则空间利用率就是晶胞中原子体积与晶胞体积之比值，即VCP nV式中CP 为空间利用率；n 为晶胞中原子数；v 是一个原子的体积。
6.反萤石结构：这种结构与萤石完全相同，只是阴、阳离子的个数及位置刚好与萤石中的相反，即金属离子占有萤石结构中F —的位置，而02—离子或其他负离子占Ca2+的位置，这种结构称为反萤石结构。
7.离子极化：离子极化指的是在离子化合物中，正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下，发生变形的现象。
8.离子极化对晶体结构产生的影响：其会导致粒子间距缩短，离子配位数降低，同时变形的电子云相互重叠，使键性由离子键向共价键过度，最终使晶体结构发生变化。
9.最紧密堆积原理：在形成晶体的过程中，物质质点之间趋向于尽可能靠近，从而形成最紧密堆积。
最紧密堆积分等大球体的最紧密堆积和不等大球体的紧密堆积两种。
适用于适用于典型的离子晶体和金属晶体.10.不等大球体的紧密堆积时，较大的球将按六方和立方最紧密堆积方式进行堆积，而较小的球则按自身体积的大小填入其中的八面体空隙中或四面体空隙中。
11晶体结构：晶体结构＝点阵＋基元12.晶胞所具有的条件：a) 选取的平行六面体能代表整个空间点阵的对称性；b) 平行六面体内相等的棱和角的数目最多；c) 平行六面体棱间的直角最多；d) 在满足上述条件下，晶胞应具有最小的体积。
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第一章晶体结构第一部分重点定义1.空间点阵：这些阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境，这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵，简称点阵。
2.阵点：为了便于分析研究晶体中质点的排列规律性，可先将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体并简化，将其中每个质点抽象为规则排列于空间的几何点，称之为阵点。
3.晶胞：具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞。
将晶胞作三维的重复堆砌就构成了空间点阵。
4.配位数：配位数(CN)是指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
5.空间利用率：晶体结构中原子体积占总体积的百分比。
如以一个晶胞来计算，则空间利用率就是晶胞中原子体积与晶胞体积之比值，即VCP nV式中CP 为空间利用率；n 为晶胞中原子数；v 是一个原子的体积。
6.反萤石结构：这种结构与萤石完全相同，只是阴、阳离子的个数及位置刚好与萤石中的相反，即金属离子占有萤石结构中F —的位置，而02—离子或其他负离子占Ca2+的位置，这种结构称为反萤石结构。
7.离子极化：离子极化指的是在离子化合物中，正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下，发生变形的现象。
8.离子极化对晶体结构产生的影响：其会导致粒子间距缩短，离子配位数降低，同时变形的电子云相互重叠，使键性由离子键向共价键过度，最终使晶体结构发生变化。
9.最紧密堆积原理：在形成晶体的过程中，物质质点之间趋向于尽可能靠近，从而形成最紧密堆积。
最紧密堆积分等大球体的最紧密堆积和不等大球体的紧密堆积两种。
适用于适用于典型的离子晶体和金属晶体.10.不等大球体的紧密堆积时，较大的球将按六方和立方最紧密堆积方式进行堆积，而较小的球则按自身体积的大小填入其中的八面体空隙中或四面体空隙中。
11晶体结构：晶体结构＝点阵＋基元12.晶胞所具有的条件：a) 选取的平行六面体能代表整个空间点阵的对称性；b) 平行六面体内相等的棱和角的数目最多；c) 平行六面体棱间的直角最多；d) 在满足上述条件下，晶胞应具有最小的体积。
总之，晶胞的选择既要考虑周期性，又要考虑宏观对称性13.布拉菲点阵：7个晶系，14种晶格14.声电效应15.电光效应16.压电效应二．重点结论1.等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。
2.n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。
3.三种常见晶体结构4.重点离子化合物结构5.硅酸盐晶体结构非常复杂，但不同的结构之间具有下面的共同特点：（1）结构中的Si4+离子位于O2-离子形成的四面体中心，构成硅酸盐晶体的基本结构单元[SiO4]四面体。
Si-O-Si是一条夹角不等的折线，一般在145°左右。
（2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用。
（3）两个相邻的[SiO4]四面体之间只能共顶而不能共棱或共面连接。
（4）[SiO4]四面体中心的Si4+离子可以部分地被Al3+离子所取代，取代后结构本身不发生太大变化，即所谓的同晶取代，但晶体的性质发生了很大的变化。
这为材料的改性提供了可能。
6.硅酸盐的化学式表征方法主要有以下两种：（1）氧化物表示法将构成硅酸盐晶体的所有氧化物按一定的比例和顺序全部写出来，先是1价的碱金属氧化物，其次是2价、3价的金属氧化物，最后是SiO2 （2）无机络合盐表示法构成硅酸盐晶体的所有离子按一定的比例和顺序全部写出来，再把相关的络阴离子用中括号括起来即可。
先是1价、2价的金属离子，其次是Al3+离子和Si4+离子，最后是O2-离子和OH-离子。
氧化物表示法的优点在于一目了然的反应出晶体的化学组成，可以按此配料来进行晶体的实Array验室合成。
用无机络合盐法则可以比较直观的反应出晶体所属的结构类型，进而可以对晶体结构及性质作出一定程度的预测。
两种表示方法之间可以相互转换。
7.硅酸盐晶体的分类8. 空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性，由于各阵点的周围环境相同。
第三部分重点习题1.Li2O的结构是O2－作面心立方堆积，Li＋占据所有四面体空隙位置，氧离子半径为0.132nm。
求：（1）计算负离子彼此接触时，四面体空隙所能容纳的最大阳离子半径，并与书末附表Li＋半径比较，说明此时O2－能否互相接触；（2）根据离子半径数据求晶胞参数；（3）求Li2O的密度。
2.CaF2的晶胞参数为0.547nm。
（1）根据CaF2晶胞立体图画出CaF2晶胞在（001）面上的投影图；（2）画出CaF2（110）面上的离子排列简图；（3）正负离子半径之和为多少？3.根据电价规则，在下面情况下，空隙内各需填入何种价数的阳离子，并对每一种结构举出—个例子。
（1）所有四面体空隙位置均填满；（2）所有八面体空隙位置均填满；（3）填满—半四面体空隙位置；（4）填满—半八面体空隙位置。
4.下列硅酸盐矿物各属何种结构类型：Mg2[SiO4]，K[AlSi3O8]，CaMg[Si2O6]，Mg3[Si4O10]（OH）2，Ca2Al[AlSiO7]。
第二章晶体缺陷第一部分重点定义1.点缺陷：三维方向上缺陷尺寸都处于原子大小的数量级上。
2.线缺陷:指在一维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷。
3.面缺陷：指在两维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷。
4.肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体的表面，在晶体内正常格点上留下空位，这即是肖特基缺陷。
5.弗伦可尔缺陷：在晶格热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置后，挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。
6.热缺陷：晶体温度高于绝对0K时，由于热起伏使一部分能量较大的质点（原子或离子）离开平衡位置所产生的空位和/或间隙质点。
7.固溶体：含有外来杂质原子的晶体称为固体溶液，简称固溶体。
8.非化学计量化合物：由于晶体缺陷造成晶体的组成中各元素原子的相对数目不能用整数比表示的化合物,称非整数比化合物，也称非化学计量化合物。
第二部分重点结论1.非化学计量化合物的特点：非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体；缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出；非化学计量化合物都是半导体。
由于负离子缺位和间隙正离子使金属离子过剩产生金属离子过剩（n型）半导体，正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩（p型）半导体。
2.影响形成置换型固溶体影响因素：（1）离子尺寸：15%规律：1.（R1-R2）/R1>15%不连续。
2.<15%连续。
3.>40%不能形成固熔体。
（2）离子价：电价相同，形成连续固熔体。
（3）晶体结构因素：基质，杂质结构相同，形成连续固熔体。
（4）场强因素。
（5）电负性：差值小，形成固熔体。
差值大形成化合物。
3.影响形成间隙型固溶体影响因素：（1）杂质质点大小：即添加的原子愈小，易形成固溶体，反之亦然。
（2）晶体（基质）结构：离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的，在一定程度上来说，结构中间隙的大小起了决定性的作用。
一般晶体中空隙愈大，结构愈疏松，易形成固溶体。
（3）电价因素：外来杂质原子进人间隙时，必然引起晶体结构中电价的不平衡，这时可以通过生成空位，产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。
4.形成固溶体后对晶体性质的影响：（1）稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生；（2）活化晶格，形成固溶体后，晶格结构有一定畸变，处于高能量的活化状态，有利于进行化学反应；（3）固溶强化，溶质原子的溶入，使固溶体的强度、硬度升高；（4）形成固溶体后对材料物理性质的影响：固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化，但一般都不是线性关系。
固溶体的强度与硬度往往高于各组元，而塑性则较低.5.固溶体、晶格缺陷和非化学计量化合物三者之间的异同点分类形成原因形成条件缺陷反应化学式溶解度、缺陷浓度热缺陷肖特基弗伦克尔热起伏T>0kO+MM Mi··+MXMX只受温度控制固溶体无限，有限，置换，间隙搀杂溶解大小，电负性，电价，结构无：受温度控制有：搀杂量<固溶度受温度控制搀杂量>固溶度受固溶度控制非化学计量化合物阳缺阴间阳间阴缺环境中气氛性质和压力变化Fe1-xOUO2+xZn1+xOTiO2-X[h·]∝[]∝[]∝[]∝第三部分重点习题1.写出下列缺陷反应式：（l）NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体；（2）CaCl2溶入NaCl中形成空位型固溶体；（3）NaCl形成肖特基缺陷；（4）Agl形成弗伦克尔缺陷（Ag+进入间隙）。
2.非化学计量化合物FexO中，Fe3+／Fe2+＝0.1，求FexO中的空位浓度及x值。
3.非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压．非化学计量化合物Fe1-xO及Zn1+xO的密度将发生怎么样的变化？增大还是减小？为什么？4.在MgO－Al2O3和PbTiO3－PbZrO3中哪一对形成有限固溶体，哪一对形成无限固溶体，为什么？5.CeO2为萤石结构，其中加入15mol%CaO形成固溶体，测得固溶体密度d＝7.01g/cm3，晶胞参数a＝0.5417nm，试通过计算判断生成的是哪一种类型固溶体。
已知原子量Ce140.12，Ca40.08，O16.00。
第三章非晶态结构与性质第一部分重点定义1. 习惯上把高熔点物质的液体称为熔体（指熔点温度以上，具有一定流动性的液体），所以对于硅酸盐来说，它的液体一般称之为熔体。
熔体或液体介于气体和晶体之间，高温时其结构状态接近气体，在低温时接近晶体。
2.缩聚（聚合）：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。
3.解聚：在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，[SiO4]连接成架状。
若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]连接方式可从架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成[SiO4]岛状，这种架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程，也即解聚。
4.硼反常现象：硼酸盐玻璃与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反，这种现象称硼反常现象。
5.晶子学说、无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。
这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。
晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。