《材料科学基础》考试大纲

适用专业名称：材料科学与工程

科目代码及名称考试大纲

805材料科学基础一、考试目的与要求

测试考生对材料科学基础基本概念、基本理论的掌握程度以及应用基本理论分析材料问题的能力，要求考生系统地掌握材料科学基础的基本概念、基础理论，系统地理解材料的成分、组织结构与性能内在联系，初步具备综合运用所学知识分析和解决工程中实际问题的能力。

考生分析问题要求文字语言通顺，层次清楚;回答问题要求要点明确，理由充分;画图要求清晰明了;计算题要有明确原理，准确的结果，合理的计量单位。

二、试卷结构(满分150分)

内容比例：

材料结构和缺陷约75分

相图及约50分

材料的力学性能约25分

题型比例：

1.概念题约40分

2.简答题约40分

3.计算题约20分

4.综合分析题约50分

注：概念题包括名词与术语解释、选择、填空题等，题型不定。

三、考试内容与要求

(一)晶体学基础

考试内容

晶体结构;晶面指数和晶向指数。

考试要求

1.理解晶体与非晶体、晶体结构与空间点阵的差异;

2.掌握晶面指数和晶向指数的标注方法和画法;

3.掌握立方晶系晶面与晶向平行或垂直的判断;

4.掌握立方晶系晶面族和晶向族的展开;

5.掌握面心立方、体心立方、密排六方晶胞中原子数、配位数、紧密系数的计算方法;掌握面心立方和密排六方的堆垛方式的描述及其它们之间的差异。

(二)固体材料的结构

考试内容

玻尔理论和波动力学理论;键能;固溶体。

考试要求

1.掌握波尔理论和波动力学理论对原子核外电子的运动轨道的描述。

2.掌握波粒两相性的基本方程。掌握离子键、共价键、金属键、分子键和氢键的结构差异。

3.了解结合键与电子分布的关系和键合作用力的来源。掌握影响相结构的因素。

4、了解不同固溶体的结构差异。

(三)晶体中的缺陷

考试内容

缺陷类型;柏氏矢量;位错反应。

考试要求

1.掌握缺陷的类型;掌握点缺陷存在的必然性;

2.掌握点缺陷对晶体性能的影响及其应用。理解位错的几何结构特点。

3.掌握柏矢量的求法;掌握用位错的应变能进行位错运动趋势分析的方法。

4.掌握位错与溶质原子的交互作用，掌握位错与位错的交互作用。

5.掌握位错的运动形式。掌握位错反应的判断;了解弗兰克不全位错和肖克莱不全位错的形成。

(四)固态中的扩散

考试内容

扩散第一定律和第二定律;柯肯达尔效应。

考试要求

1.理解固体中的扩散现象及其与原子运动的关系，掌握扩散第一定律和第二定律适用的场合及其对相应的扩散过程进行分析的方法。

2.掌握几种重要的扩散机制适用的对象，了解柯肯达尔效应的意义。

3.掌握温度和晶体结构对扩散的影响。

(五)相图

考试内容

相图类型;杠杆定律的应用。三元相图投影图。

考试要求

1.掌握相律的描述和计算，及其对相平衡的解释;

2.掌握二元合金中匀晶、共晶、包晶、共析、二次相析出等转变的图形、反应式;

3.掌握二元典型合金的平衡结晶过程分析、冷却曲线;掌握二元合金中匀晶、共晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡组织名称、相对量的计算;

4.掌握铁-渗碳体相图及其典型合金的平衡冷却曲线分析、反应式、平衡相计算、平衡组织计算、组织示意图绘制;

5.掌握三元合金的相平衡分析、冷却曲线分析、投影图分析;

6.定性的掌握单相固溶体自由能的求解方法，掌握单相固溶体自由能表达式，掌握固溶体的自由能-成分曲线形式，掌握混合相自由能表达式，了解相平衡条件表达式，掌握相平衡的公切线法则。

(六)金属的凝固

考试内容

凝固理论;凝固热力学和动力学;成分过冷。

考试要求

1.了解液体结构的描述及其与固体结构的差异;

2.掌握凝固的基本过程和基本条件;

3.了解均匀形核过程的热力学分析，掌握临界晶核半径概念、临界形核功概念;

4.掌握影响凝固过程的因素的分析，及其对凝固后固体形貌和晶粒大小的影响;

5.掌握固溶体在不平衡结晶过程中溶质原子在液相和固相中的分布的定量和定性的描述;

6.了解成分过冷的概念及其对晶粒形貌的影响。

(七)金属的塑性变形

考试内容

滑移和孪生机制;强化方法及机理。

考试要求

1.掌握金属塑性变形、滑移、位错运动之间的关系;

2.掌握滑移系、分切应力、临界分切应力的概念和计算;

3.掌握形变强化、细晶强化、第二相强化、固溶强化的概念、分析、应用;

4.掌握金属经过冷变形后组织结构和力学性能的变化。

(八)回复与再结晶

考试内容

回复与再结晶。

考试要求

1.掌握回复、再结晶、晶粒长大的概念和应用;

2.掌握再结晶温度的概念，及其影响因素;

3.掌握冷变形金属经过加热、保温后组织结构和力学性能的变化。

参考书目：

《材料科学基础》(第三版)，胡赓祥、蔡珣、戎咏华主编，上海交通大学出版社，2010年