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碩士研究生入學(xué)考試《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考試大綱

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

一、考試目的與要求

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)一級學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程從材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝、性能及應(yīng)用等角度出發(fā)，全面地介紹了材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)材料課程和今后從事材料專業(yè)的工作奠定基礎(chǔ)。

要求考生：(1) 掌握材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論，包括材料微觀結(jié)構(gòu)隨成分、溫度轉(zhuǎn)變的基本規(guī)律，以及成分、組織結(jié)構(gòu)、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(chǔ)、晶體缺陷、合金相結(jié)構(gòu)和固態(tài)擴(kuò)散理論;(3) 能根據(jù)材料科學(xué)基礎(chǔ)理論，掌握理論分析實際問題的方法和思路;(4) 理解和熟悉材料的科學(xué)實驗方法和有關(guān)的實驗技術(shù)、材料研究的新技術(shù)和新成果，包括相變理論和強(qiáng)韌化理論新成果及新材料研究進(jìn)展等。

二、考試內(nèi)容

第一章 原子結(jié)構(gòu)與鍵合

掌握離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子鍵和氫鍵的結(jié)構(gòu)差異。

復(fù)習(xí)重點：原子結(jié)構(gòu);原子間的鍵合;化學(xué)鍵、物理鍵和氫鍵;高分子鏈;一些重要類型固體材料的結(jié)構(gòu)特點及其與性能的關(guān)系。

第二章 固體結(jié)構(gòu)

理解晶體與非晶體、晶體結(jié)構(gòu)與空間點陣的差異;掌握晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的標(biāo)注方法和畫法;掌握面心立方、體心立方、密排六方晶胞中原子數(shù)、配位數(shù)、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、分類;了解離子晶體結(jié)構(gòu)、共價晶體結(jié)構(gòu)。

復(fù)習(xí)重點：金屬的晶體結(jié)構(gòu);晶體中原子結(jié)構(gòu)的空間概念及其解析描述(晶面和晶向指數(shù));晶體幾何相關(guān)的計算;固溶體和中間相的特點、分類。

第三章 晶體缺陷

掌握缺陷的類型;掌握點缺陷存在的必然性;掌握點缺陷對晶體性能的影響及其應(yīng)用;理解位錯的幾何結(jié)構(gòu)特點;掌握用位錯的應(yīng)變能進(jìn)行位錯運(yùn)動趨勢分析的方法;理解位錯反應(yīng)的判斷;了解弗蘭克不全位錯和肖克萊不全位錯的形成。

復(fù)習(xí)重點：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(yùn)動

理解固體中的擴(kuò)散現(xiàn)象及其與原子運(yùn)動的關(guān)系，掌握擴(kuò)散第一定律和第二定律適用的場合及其對相應(yīng)的擴(kuò)散過程進(jìn)行分析的方法。掌握幾種重要的擴(kuò)散機(jī)制適用的對象;掌握擴(kuò)散的驅(qū)動力以及影響擴(kuò)散的因素;理解擴(kuò)散激活能的意義;

掌握溫度、晶體結(jié)構(gòu)等因素對擴(kuò)散的影響;掌握反應(yīng)擴(kuò)散的概念;掌握離子晶體中的擴(kuò)散。

復(fù)習(xí)重點：擴(kuò)散的基本知識及其應(yīng)用;擴(kuò)散的微觀機(jī)制;擴(kuò)散的驅(qū)動力以及影響擴(kuò)散的因素;離子晶體中的擴(kuò)散;擴(kuò)散相關(guān)的計算。

第五章 材料的形變和再結(jié)晶

掌握金屬塑性變形、滑移、位錯運(yùn)動之間的關(guān)系;掌握滑移系、分切應(yīng)力、臨界分切應(yīng)力的概念和計算;掌握金屬經(jīng)過冷變形后組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化;掌握回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大的概念和應(yīng)用;掌握再結(jié)晶溫度的概念，及其

影響因素;掌握冷變形金屬經(jīng)過加熱、保溫后組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化。

復(fù)習(xí)重點：金屬塑性變形的基本規(guī)律、基本過程;塑性變形對組織性能的影響;冷變形金屬加熱時組織、結(jié)構(gòu)與性能的變化;回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大的基本概念，及其組織結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)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;掌握凝固的基本過程和基本條件;掌握均勻形核過程的熱力學(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(fù)習(xí)重點：相圖、相平衡條件和純晶體材料的凝固理論，多種生長機(jī)制和凝固理論的應(yīng)用。純晶體凝固的基本規(guī)律、晶核的形成與長大機(jī)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(zhuǎn)變的圖形、反應(yīng)式;掌握二元典型合金的平衡結(jié)晶過程分析、冷卻曲線;掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶的平衡相和平衡組織名稱、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分析、反應(yīng)式、平衡相計算、平衡組織計算。

復(fù)習(xí)重點：基本相圖的分析和應(yīng)用。

第八章 三元相圖

掌握簡單三元合金的相平衡分析、冷卻曲線分析、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-成分曲線形式，了解相平衡條件表達(dá)式，掌握相平衡的公切線法則。

復(fù)習(xí)重點：三元相圖的成分表示及其性質(zhì)。