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《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考試大綱

適用專業(yè)名稱：材料科學(xué)與工程

科目代碼及名稱考試大綱

805材料科學(xué)基礎(chǔ)一、考試目的與要求

測試考生對材料科學(xué)基礎(chǔ)基本概念、基本理論的掌握程度以及應(yīng)用基本理論分析材料問題的能力，要求考生系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本概念、基礎(chǔ)理論，系統(tǒng)地理解材料的成分、組織結(jié)構(gòu)與性能內(nèi)在聯(lián)系，初步具備綜合運用所學(xué)知識分析和解決工程中實際問題的能力。

考生分析問題要求文字語言通順，層次清楚;回答問題要求要點明確，理由充分;畫圖要求清晰明了;計算題要有明確原理，準確的結(jié)果，合理的計量單位。

二、試卷結(jié)構(gòu)(滿分150分)

內(nèi)容比例：

材料結(jié)構(gòu)和缺陷約75分

相圖及約50分

材料的力學(xué)性能約25分

題型比例：

1.概念題約40分

2.簡答題約40分

3.計算題約20分

4.綜合分析題約50分

注：概念題包括名詞與術(shù)語解釋、選擇、填空題等，題型不定。

三、考試內(nèi)容與要求

(一)晶體學(xué)基礎(chǔ)

考試內(nèi)容

晶體結(jié)構(gòu);晶面指數(shù)和晶向指數(shù)。

考試要求

1.理解晶體與非晶體、晶體結(jié)構(gòu)與空間點陣的差異;

2.掌握晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的標注方法和畫法;

3.掌握立方晶系晶面與晶向平行或垂直的判斷;

4.掌握立方晶系晶面族和晶向族的展開;

5.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)、緊密系數(shù)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。

(二)固體材料的結(jié)構(gòu)

考試內(nèi)容

玻爾理論和波動力學(xué)理論;鍵能;固溶體。

考試要求

1.掌握波爾理論和波動力學(xué)理論對原子核外電子的運動軌道的描述。

2.掌握波粒兩相性的基本方程。掌握離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子鍵和氫鍵的結(jié)構(gòu)差異。

3.了解結(jié)合鍵與電子分布的關(guān)系和鍵合作用力的來源。掌握影響相結(jié)構(gòu)的因素。

4、了解不同固溶體的結(jié)構(gòu)差異。

(三)晶體中的缺陷

考試內(nèi)容

缺陷類型;柏氏矢量;位錯反應(yīng)。

考試要求

1.掌握缺陷的類型;掌握點缺陷存在的必然性;

2.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。

3.掌握柏矢量的求法;掌握用位錯的應(yīng)變能進行位錯運動趨勢分析的方法。

4.掌握位錯與溶質(zhì)原子的交互作用，掌握位錯與位錯的交互作用。

5.掌握位錯的運動形式。掌握位錯反應(yīng)的判斷;了解弗蘭克不全位錯和肖克萊不全位錯的形成。

(四)固態(tài)中的擴散

考試內(nèi)容

擴散第一定律和第二定律;柯肯達爾效應(yīng)。

考試要求

1.理解固體中的擴散現(xiàn)象及其與原子運動的關(guān)系，掌握擴散第一定律和第二定律適用的場合及其對相應(yīng)的擴散過程進行分析的方法。

2.掌握幾種重要的擴散機制適用的對象，了解柯肯達爾效應(yīng)的意義。

3.掌握溫度和晶體結(jié)構(gòu)對擴散的影響。

(五)相圖

考試內(nèi)容

相圖類型;杠桿定律的應(yīng)用。三元相圖投影圖。

考試要求

1.掌握相律的描述和計算，及其對相平衡的解釋;

2.掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶、共析、二次相析出等轉(zhuǎn)變的圖形、反應(yīng)式;

3.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、共析、二次相析出的平衡相和平衡組織名稱、相對量的計算;

4.掌握鐵-滲碳體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、組織示意圖繪制;

5.掌握三元合金的相平衡分析、冷卻曲線分析、投影圖分析;

6.定性的掌握單相固溶體自由能的求解方法，掌握單相固溶體自由能表達式，掌握固溶體的自由能-成分曲線形式，掌握混合相自由能表達式，了解相平衡條件表達式，掌握相平衡的公切線法則。

(六)金屬的凝固

考試內(nèi)容

凝固理論;凝固熱力學(xué)和動力學(xué);成分過冷。

考試要求

1.了解液體結(jié)構(gòu)的描述及其與固體結(jié)構(gòu)的差異;

2.掌握凝固的基本過程和基本條件;

3.了解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;

4.掌握影響凝固過程的因素的分析，及其對凝固后固體形貌和晶粒大小的影響;

5.掌握固溶體在不平衡結(jié)晶過程中溶質(zhì)原子在液相和固相中的分布的定量和定性的描述;

6.了解成分過冷的概念及其對晶粒形貌的影響。

(七)金屬的塑性變形

考試內(nèi)容

滑移和孿生機制;強化方法及機理。

考試要求

1.掌握金屬塑性變形、滑移、位錯運動之間的關(guān)系;

2.掌握滑移系、分切應(yīng)力、臨界分切應(yīng)力的概念和計算;

3.掌握形變強化、細晶強化、第二相強化、固溶強化的概念、分析、應(yīng)用;

4.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。

(八)回復(fù)與再結(jié)晶

考試內(nèi)容

回復(fù)與再結(jié)晶。

考試要求

1.掌握回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大的概念和應(yīng)用;

2.掌握再結(jié)晶溫度的概念，及其影響因素;

3.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。

參考書目：

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》(第三版)，胡賡祥、蔡珣、戎詠華主編，上海交通大學(xué)出版社，2010年