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《材料科學基礎》考試大綱

適用專業名稱：材料科學與工程

科目代碼及名稱考試大綱

805材料科學基礎一、考試目的與要求

測試考生對材料科學基礎基本概念、基本理論的掌握程度以及應用基本理論分析材料問題的能力，要求考生系統地掌握材料科學基礎的基本概念、基礎理論，系統地理解材料的成分、組織結構與性能內在聯系，初步具備綜合運用所學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，準確的結果，合理的計量單位。

二、試卷結構(滿分150分)

內容比例：

材料結構和缺陷約75分

相圖及約50分

材料的力學性能約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語解釋、選擇、填空題等，題型不定。

三、考試內容與要求

(一)晶體學基礎

考試內容

晶體結構;晶面指數和晶向指數。

考試要求

1.理解晶體與非晶體、晶體結構與空間點陣的差異;

2.掌握晶面指數和晶向指數的標注方法和畫法;

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、配位數、緊密系數的計算方法;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)固體材料的結構

考試內容

玻爾理論和波動力學理論;鍵能;固溶體。

考試要求

1.掌握波爾理論和波動力學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、分子鍵和氫鍵的結構差異。

3.了解結合鍵與電子分布的關系和鍵合作用力的來源。掌握影響相結構的因素。

4、了解不同固溶體的結構差異。

(三)晶體中的缺陷

考試內容

缺陷類型;柏氏矢量;位錯反應。

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用。理解位錯的幾何結構特點。

3.掌握柏矢量的求法;掌握用位錯的應變能進行位錯運動趨勢分析的方法。

4.掌握位錯與溶質原子的交互作用，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)固態中的擴散

考試內容

擴散第一定律和第二定律;柯肯達爾效應。

考試要求

1.理解固體中的擴散現象及其與原子運動的關系，掌握擴散第一定律和第二定律適用的場合及其對相應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，了解柯肯達爾效應的意義。

3.掌握溫度和晶體結構對擴散的影響。

(五)相圖

考試內容

相圖類型;杠桿定律的應用。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、二次相析出等轉變的圖形、反應式;

3.掌握二元典型合金的平衡結晶過程分析、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

考試內容

凝固理論;凝固熱力學和動力學;成分過冷。

考試要求

1.了解液體結構的描述及其與固體結構的差異;

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晶過程中溶質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、位錯運動之間的關系;

2.掌握滑移系、分切應力、臨界分切應力的概念和計算;

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、應用;

4.掌握金屬經過冷變形后組織結構和力學性能的變化。

(八)回復與再結晶

考試內容

回復與再結晶。

考試要求

1.掌握回復、再結晶、晶粒長大的概念和應用;

2.掌握再結晶溫度的概念，及其影響因素;

3.掌握冷變形金屬經過加熱、保溫后組織結構和力學性能的變化。

參考書目：

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