碩士研究生入學(xué)考試《材料科學(xué)基礎》考試大綱

考試參考書(shū)：胡賡祥、蔡珣主編.材料科學(xué)基礎.上海交通大學(xué)出版社.2010

考試目的與要求

《材料科學(xué)基礎》是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)一級學(xué)科的專(zhuān)業(yè)基礎課。該課程從材料的成分、組織結構、制備工藝、性能及應用等角度出發(fā)，全面地介紹了材料科學(xué)的基礎理論知識，為學(xué)生學(xué)習后續相關(guān)材料課程和今后從事材料專(zhuān)業(yè)的工作奠定基礎。

要求考生：(1) 掌握材料科學(xué)的基礎理論，包括材料微觀(guān)結構隨成分、溫度轉變的基本規律，以及成分、組織結構、性能之間關(guān)系;(2) 掌握材料的基本理論，包括晶體學(xué)基礎、晶體缺陷、合金相結構和固態(tài)擴散理論;(3) 能根據材料科學(xué)基礎理論，掌握理論分析實(shí)際問(wèn)題的方法和思路;(4) 理解和熟悉材料的科學(xué)實(shí)驗方法和有關(guān)的實(shí)驗技術(shù)、材料研究的新技術(shù)和新成果，包括相變理論和強韌化理論新成果及新材料研究進(jìn)展等。

考試內容

第一章 原子結構與鍵合

掌握離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、分子鍵和氫鍵的結構差異。

復習重點(diǎn)：原子結構;原子間的鍵合;化學(xué)鍵、物理鍵和氫鍵;高分子鏈;一些重要類(lèi)型固體材料的結構特點(diǎn)及其與性能的關(guān)系。

第二章 固體結構

理解晶體與非晶體、晶體結構與空間點(diǎn)陣的差異;掌握晶面指數和晶向指數的標注方法和畫(huà)法;掌握面心立方、體心立方、密排六方晶胞中原子數、配位數、致密度的計算方法;掌握面心立方和密排六方的堆垛方式的描述及其它們之間的差異;掌握間隙的概念;掌握固溶體和中間相的特點(diǎn)、分類(lèi);了解離子晶體結構、共價(jià)晶體結構。

復習重點(diǎn)：金屬的晶體結構;晶體中原子結構的空間概念及其解析描述(晶面和晶向指數);晶體幾何相關(guān)的計算;固溶體和中間相的特點(diǎn)、分類(lèi)。

第三章 晶體缺陷

掌握缺陷的類(lèi)型;掌握點(diǎn)缺陷存在的必然性;掌握點(diǎn)缺陷對晶體性能的影

響及其應用;理解位錯的幾何結構特點(diǎn);掌握用位錯的應變能進(jìn)行位錯運動(dòng)趨勢分析的方法;理解位錯反應的判斷;了解弗蘭克不全位錯和肖克萊不全位錯的形成。

復習重點(diǎn)：位錯的基本概念和基本性質(zhì);位錯相關(guān)的計算。

第四章 固體中原子及分子的運動(dòng)

理解固體中的擴散現象及其與原子運動(dòng)的關(guān)系，掌握擴散第一定律和第二定律適用的場(chǎng)合及其對相應的擴散過(guò)程進(jìn)行分析的方法。掌握幾種重要的擴散機制適用的對象;掌握擴散的驅動(dòng)力以及影響擴散的因素;理解擴散激活能的意義;

掌握溫度、晶體結構等因素對擴散的影響;掌握反應擴散的概念;掌握離子晶體中的擴散。

復習重點(diǎn)：擴散的基本知識及其應用;擴散的微觀(guān)機制;擴散的驅動(dòng)力以及影響擴散的因素;離子晶體中的擴散;擴散相關(guān)的計算。

第五章 材料的形變和再結晶

掌握金屬塑性變形、滑移、位錯運動(dòng)之間的關(guān)系;掌握滑移系、分切應力、臨界分切應力的概念和計算;掌握金屬經(jīng)過(guò)冷變形后組織結構和力學(xué)性能的變化;掌握回復、再結晶、晶粒長(cháng)大的概念和應用;掌握再結晶溫度的概念，及其

影響因素;掌握冷變形金屬經(jīng)過(guò)加熱、保溫后組織結構和力學(xué)性能的變化。

復習重點(diǎn)：金屬塑性變形的基本規律、基本過(guò)程;塑性變形對組織性能的影響;冷變形金屬加熱時(shí)組織、結構與性能的變化;回復、再結晶、晶粒長(cháng)大的基本概念，及其組織結構和性能的變化規律。

第六章 單組元相圖及純晶體的凝固

掌握相律的描述和計算，及其對相平衡的解釋;掌握凝固的基本過(guò)程和基本條件;掌握均勻形核過(guò)程的熱力學(xué)分析，掌握臨界晶核半徑概念、臨界形核功概念;掌握影響凝固過(guò)程的因素的分析，及其對凝固后晶粒大小的影響;理解成分

過(guò)冷的概念及其對晶粒形貌的影響;掌握均勻形核與非均勻形核的差異。

復習重點(diǎn)：相圖、相平衡條件和純晶體材料的凝固理論，多種生長(cháng)機制和凝固理論的應用。純晶體凝固的基本規律、晶核的形成與長(cháng)大機制。

第七章 二元系相圖及其合金的凝固

掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶、共析等轉變的圖形、反應式;掌握二元典型合金的平衡結晶過(guò)程分析、冷卻曲線(xiàn);掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶的平衡相和平衡組織名稱(chēng)、相對量的計算;掌握鐵碳相圖及其典型合金的平衡冷卻曲線(xiàn)分析、反應式、平衡相計算、平衡組織計算。

復習重點(diǎn)：基本相圖的分析和應用。

第八章 三元相圖

掌握簡(jiǎn)單三元合金的相平衡分析、冷卻曲線(xiàn)分析、截面圖分析;定性的掌握單相固溶體自由能的求解方法，了解固溶體的自由能-成分曲線(xiàn)形式，了解相平衡條件表達式，掌握相平衡的公切線(xiàn)法則。

復習重點(diǎn)：三元相圖的成分表示及其性質(zhì)。