一、性質(zhì)與要求

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)一級(jí)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程從材料的組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究材料的結(jié)構(gòu)與材料的制備方法、加工工藝以及材料性能之間的關(guān)系。

考試要求：(1) 系統(tǒng)掌握材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和理論 (2) 能應(yīng)用基本理論分析和解釋常見(jiàn)的工程現(xiàn)象。

二、試卷結(jié)構(gòu)

題形為問(wèn)答方式的簡(jiǎn)答題、分析計(jì)算和論述題。

三、考試內(nèi)容及要點(diǎn)

1. 材料結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)

內(nèi)容：原子結(jié)構(gòu)，原子結(jié)合鍵，原子排列方式，材料的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)與亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。

要點(diǎn)：了解結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系。

2. 材料中的晶體結(jié)構(gòu)

內(nèi)容：晶體學(xué)基礎(chǔ)，典型金屬晶體結(jié)構(gòu)，離子晶體、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)。

要點(diǎn)：密勒(Miller)指數(shù)法;晶帶;配位數(shù)、致密度;多晶型性;鮑林規(guī)則。

3、晶體缺陷

內(nèi)容：點(diǎn)缺陷及其平衡濃度，位錯(cuò)的幾何性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及彈性性質(zhì)，位錯(cuò)的增殖與位錯(cuò)源，實(shí)際晶體中的位錯(cuò)，晶體的界面理論。

要點(diǎn)：點(diǎn)缺陷類型、平衡濃度;柏氏矢量;滑移與攀移;位錯(cuò)線的應(yīng)變能與張力;柯垂耳(Cottrell)氣團(tuán);位錯(cuò)反應(yīng)的條件;全位錯(cuò)與分位錯(cuò);堆垛層錯(cuò);界面吸附;界面潤(rùn)濕。

4、材料的相結(jié)構(gòu)與相圖

內(nèi)容：材料的相結(jié)構(gòu)，二元相圖及其類型，鐵-碳合金相圖，相圖的熱力學(xué)基礎(chǔ)，三元相圖。

要點(diǎn)：固溶體和中間相的類型及其特點(diǎn);影響固溶體溶解度的因素;相律、相圖的建立;杠桿定律;枝晶偏析;偽共晶、不平衡共晶、離異共晶;包晶偏析;鐵-碳合金相圖;鐵素體、滲碳體、奧氏體、珠光體、萊氏體;鐵-碳合金平衡凝固分析以及組織組成物相對(duì)量、相組成物相對(duì)量的計(jì)算;熱脆、冷脆、氫脆;相平衡條件;濃度三角形;共軛連線、直線法則;共軛三角形、重心法則;

5、材料的凝固

內(nèi)容：材料凝固時(shí)晶核的形成，晶體的生長(zhǎng)，固溶體合金的凝固，共晶合金的凝固，凝固理論應(yīng)用。

要點(diǎn)：凝固的熱力學(xué)條件;過(guò)冷度，形核，臨界核心，形核率;非均勻形核;熔化熵、溫度梯度與晶體生長(zhǎng)特性間關(guān)系;固溶體合金溶質(zhì)分布;成分過(guò)冷;共晶體的結(jié)構(gòu);鑄錠組織特征;區(qū)域熔煉、單晶制備、定向凝固、非晶態(tài)。

6、材料中的擴(kuò)散

內(nèi)容：擴(kuò)散現(xiàn)象及擴(kuò)散方程，擴(kuò)散微觀機(jī)制，擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力，化學(xué)位，反應(yīng)擴(kuò)散，影響擴(kuò)散因素。

要點(diǎn)：菲克第一定律;菲克第二定律及應(yīng)用;間隙機(jī)制、空位機(jī)制;柯肯達(dá)爾效應(yīng);上坡擴(kuò)散;

7、材料的變形

內(nèi)容：金屬的彈性變形，滑移與孿晶變形，單晶體的塑性變形，多晶體的塑性變形，純金屬的變形與強(qiáng)化，合金的變形與強(qiáng)化，冷變形金屬的組織與性能，冷變形金屬的恢復(fù)與再結(jié)晶。

要點(diǎn)：彈性模量的微觀解釋;位錯(cuò)寬度、派-納力;滑移系;孿晶變形;施密特定律;單滑移、多滑移、交滑移;霍爾-佩奇(Hall-petch)關(guān)系;割階、扭折;梯桿位錯(cuò)、L-C鎖;弗蘭克-瑞德源(F-R源);固溶強(qiáng)化;細(xì)晶強(qiáng)化理論;低碳鋼屈服理論;應(yīng)變時(shí)效理論;第二相強(qiáng)化理論;纖維組織、位錯(cuò)胞狀結(jié)構(gòu)、形變織構(gòu)、殘余應(yīng)力;回復(fù)、亞晶;再結(jié)晶;二次再結(jié)晶。