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大綱所列項是考生需要掌握的基本內容，僅供復習參考使用。

科目代碼：847                                

科目名稱：材料科學基礎

一、考查目標

1.掌握堅實的有關材料科學的基礎知識，包括材料科學相關基本概念、原理、定律及應用等。

2.掌握材料結構與性能之間的變化規律，熟練材料制備工藝及研究方法，掌握分析材料相關問題的方法。

3.能掌握材料設計工藝及相關測試技術，掌握材料的成分、組織結構、制備工藝與材料性能和應用之間的相互關系。

4.能運用相關基本理論和知識來分析和解決實際問題。

二、考試形式與試卷結構

1.試卷成績及考試時間

本試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。

2.答題方式

答題方式為閉卷、筆試。

3.試卷內容結構

各部分內容所占分值為：

原子結構與鍵合  5-20分

固體結構  10-30分

晶體缺陷  10-30分

固體中原子及分子的運動  10-40分

材料的形變和再結晶  10-30分

單組元相圖及純晶體的凝固  10-30分

二元系相圖和合金的凝固與制備原理  10-40分

三元相圖  5-20分

4.試卷題型結構

選擇題；填空題；判斷題；名詞解釋題；問答題；計算題等。

三、考查范圍

第一章  原子結構與鍵合

第一節 原子結構

一、物質的組成

二、原子的結構

三、原子的電子結構

四、元素周期表

第二節 原子間的鍵合

一、金屬鍵

二、離子鍵

三、共價鍵

四、范德瓦耳斯力

五、氫鍵

第二章  固體結構

第一節 晶體學基礎

一、空間點陣和晶胞

二、晶向指數和晶面指數

三、晶體的對稱性

第二節 金屬的晶體結構

一、三種典型的金屬晶體結構

二、晶體的原子堆垛方式和間隙

三、多晶型性

第三節 合金相結構

一、固溶體

二、中間相

第四節 離子晶體結構

一、離子晶體的結構規則

二、典型的離子晶體結構

三、硅酸鹽的晶體結構

第五節 共價晶體結構

一、共價晶體結構

第三章  晶體缺陷

第一節 點缺陷

一、點缺陷的形成

二、點缺陷的平衡濃度

三、點缺陷的運動

第二節 位錯

一、位錯的基本類型和特征

二、伯氏矢量

三、位錯的運動

四、位錯的彈性性質

五、位錯的生成和增殖

六、實際晶體結構中的位錯

第三節 表面及界面

一、外表面

二、晶界和亞晶

三、孿晶界

四、相界

第四章  固體中原子及分子的運動

第一節 表象理論

一、菲克第一定律

二、菲克第二定律

三、擴散方程的解

四、置換型固溶體中的擴散

五、擴散系數D與濃度相關時的求解

第二節 擴散的熱力學分析

一、擴散的熱力學分析

第三節 擴散的原子理論

一、擴散機制

二、原子跳躍和擴散系數

第四節 擴散激活能

一、擴散激活能

第五節 無規則行走與擴散距離

1. 無規則行走

2. 擴散距離

第六節 影響擴散的因素

一、影響擴散的因素

第七節 反應擴散

一、反應擴散

第八節 離子晶體中的擴散

一、離子晶體中的擴散

第五章  材料的形變和再結晶

第一節 彈性和黏彈性

一、彈性變形的本質

二、彈性變形的特征和彈性模量

三、彈性的不完整性

四、黏彈性

第二節 晶體的塑性變形

一、單晶體的塑性變形

二、多晶體的塑性變形

三、合金的塑性變形

四、塑性變形對材料組織與性能的影響

第三節 回復和再結晶

一、冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化

二、回復

三、再結晶

四、晶粒長大

五、再結晶退火后的組織

第四節 熱變形與動態回復、再結晶

一、動態回復與動態再結晶

二、熱加工對組織性能的影響

三、蠕變

第六章  單組元相圖及純晶體的凝固

第一節 單元系相變的熱力學及相平衡

一、相平衡條件和相律

二、單元系相圖

第二節 純晶體的凝固

一、液態結構

二、晶體凝固的熱力學條件

三、形核

四、晶體長大

五、結晶動力學及凝固組織

六、凝固理論的應用舉例

第七章  二元系相圖和合金的凝固與制備原理

第一節 相圖的表示和測定方法

1. 相圖的表示

2. 相圖的測定

第二節 相圖熱力學的基本要點

一、固溶體的自由能-成分曲線

二、多相平衡的公切線原理

三、混合物的自由能和杠桿法則

四、從自由能-成分曲線推測相圖

五、二元相圖的幾何規律

第三節 二元相圖分析

一、勻晶相圖和固溶體凝固

二、共晶相圖及其合金凝固

三、包晶相圖及其合金凝固

四、溶混間隙相圖與調幅分解

五、其他類型的二元相圖

六、復雜二元相圖的分析方法

七、根據相圖推測合金的性能

八、二元相圖實例分析

第四節 二元合金的凝固理論

一、固溶體的凝固理論

二、共晶凝固理論

三、合金鑄錠(件)的組織與缺陷

四、合金的鑄造和二次加工

第八章  三元相圖

第一節 三元相圖的基礎

一、三元相圖成分表示方法

二、三元相圖的空間模型

三、三元相圖的截面圖和投影圖

四、三元相圖中的杠桿定律及重心定律

第二節 固態互不溶解的三元共晶相圖

一、固態互不溶解的三元共晶相圖

第三節 固態有限互溶的三元共晶相圖

一、固態有限互溶的三元共晶相圖

主要參考書目（所列參考書目僅供參考）