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838材料科學基礎考試內容范圍

一、性質與要求

《材料科學基礎》是材料科學與工程專業一級學科的專業基礎課。該課程從材料的組織結構出發，研究材料的結構與材料的制備方法、加工工藝以及材料性能之間的關系。為材料學科專業碩士研究生的入學專業基礎考試課程

考試要求：(1)系統掌握材料科學的基礎知識和理論(2)能應用基本理論分析和解釋常見的工程現象。

二、試卷結構

題形為問答方式的簡答題、分析計算和論述題。

三、考試內容及要點

1.材料結構的基本知識

內容：原子結構，原子結合鍵，原子排列方式，材料的穩態結構與亞穩態結構。

要點：了解結構與性能間的關系。

2.材料中的晶體結構

內容：晶體學基礎，典型金屬晶體結構，離子晶體、共價晶體的結構。

要點：密勒（Miller）指數法；晶帶；配位數、致密度；多晶型性；鮑林規則。

3、晶體缺陷

內容：點缺陷及其平衡濃度，位錯的幾何性質、運動性質及彈性性質，位錯的增殖與位錯源，實際晶體中的位錯，晶體的界面理論。

要點：點缺陷類型、平衡濃度；柏氏矢量；滑移與攀移；位錯線的應變能與張力；柯垂耳（Cottrell）氣團；位錯反應的條件；全位錯與分位錯；堆垛層錯；界面吸附；界面潤濕。

4、材料的相結構與相圖

內容：材料的相結構，二元相圖及其類型，鐵－碳合金相圖，相圖的熱力學基礎，三元相圖。

要點：固溶體和中間相的類型及其特點；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量、相組成物相對量的計算；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

內容：材料凝固時晶核的形成，晶體的生長，固溶體合金的凝固，共晶合金的凝固，凝固理論應用。

要點：凝固的熱力學條件；過冷度，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特性間關系；固溶體合金溶質分布；成分過冷；共晶體的結構；鑄錠組織特征；區域熔煉、單晶制備、定向凝固、非晶態。

6、材料中的擴散

內容：擴散現象及擴散方程，擴散微觀機制，擴散驅動力，反應擴散，影響擴散因素。

要點：菲克第一定律；菲克第二定律及應用；間隙機制、空位機制；柯肯達爾效應；擴散驅動力、上坡擴散；

7、材料的變形

內容：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，純金屬的變形與強化，合金的變形與強化，冷變形金屬的組織與性能，冷變形金屬的恢復與再結晶。

要點：彈性模量的微觀解釋；位錯寬度、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）關系；割階、扭折；梯桿位錯、L-C鎖；弗蘭克-瑞德源（F-R源）；固溶強化；細晶強化理論；低碳鋼屈服理論；應變時效理論；第二相強化理論；纖維組織、位錯胞狀結構、形變織構、殘余應力；回復、亞晶；再結晶；二次再結晶。