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科目代碼833

科目名稱材料科學基礎

試卷總分150

考試時間3小時

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考試內容

第一部分：原子結構與鍵合

1.原子結構：(1)物質的組成;(2)原子的結構;(3)原子的電子結構;

2.原子間的鍵合：(1)金屬鍵;(2)共價鍵;(3)離子鍵;(4)范德華力;(5)氫鍵;

3.高分子鏈

第二部分：晶體結構

1.晶體學基礎：(1) 空間點陣和晶胞;(2) 晶向指數和晶面指數;

2.金屬的晶體結構：(1) 三種典型的金屬晶體結構;(2) 晶體的原子堆垛方式和間隙;(3) 多晶型性;

3.離子晶體的結構：(1)離子晶體的主要特點;(2)配位數與離子的堆積;(3)離子晶體的結構規則;(4)典型離子晶體的結構。

第三部分：高分子材料的結構

1. 高分子材料的合成與分類;

2. 高分子鏈的結構及構象：(1)高分子鏈的鏈接方式和構型;(2)高分子鏈的幾何形狀;

3. 高分子的聚集態結構：(1)晶態與非晶態聚合物的結構;(2)聚合物的結晶度與玻璃化溫度;

4.高分子材料的性能與結構關系。

第四部分：晶體缺陷

1.點缺陷：(1) 點缺陷的類型與形成;(2) 點缺陷的平衡濃度;(3) 點缺陷的對材料性能的影響;

2.位錯：(1) 位錯的基本類型和特征;(2) 伯氏矢量;(3) 位錯的運動;(4) 位錯的彈性性質;(5) 位錯的生成和增殖;(6) 實際晶體結構中的位錯;

3.表面及界面：(1) 外表面;(2) 晶界和亞晶界;(3) 孿晶界;(4) 相界。

第五部分：材料的相結構及相圖

1.合金相結構：(1) 固溶體;(2) 中間相;

2. 二元相圖及其類型：(1)相圖基本知識：相平衡條件和相律;(2)一元相圖;

3.二元相圖：(1) 勻晶相圖和固溶體凝固;(2) 共晶相圖及其合金凝固;(3) 包晶相圖及其合金凝固;(4)杠桿法則;(5) 二元相圖的幾何規律;(6) 調幅分解;(7) 復雜二元相圖的分析方法;(8) 根據相圖推測合金的性能;

4.三元相圖的基礎：(1) 三元相圖成分表示方法;(2) 三元相圖的空間模型;(3) 三元相圖的截面圖和投影圖;(4) 三元相圖中的杠桿定律及重心定律;

5.三元勻晶相圖;

6.具有兩相共晶反應的三元相圖。

第六部分：材料的凝固與氣相沉積

1. 材料凝固時的晶核形成：(1)均勻形核;(2)形核率;(3)非均勻形核;

2.材料凝固時晶體生長影響因素與規律;

3. 固溶體的凝固理論;

4.共晶合金的凝固理論。

第七部分：擴散與固態相變

1.擴散定律與應用：(1) 菲克第一定律;(2) 菲克第二定律;

2. 擴散機制：(1)間隙擴散與空位擴散;(2)互擴散和柯肯達爾效應;(3) 擴散系數的求解;

3.擴散的影響因素與擴散驅動力;

4.(1)離子晶體的擴散與燒結;(2)納米晶體的擴散;

5.固態相變的形核;

6.固態相變的晶體成長;

7.擴散型相變;

8.無擴散相變.

第八部分：材料的變形與斷裂

1.金屬的變形;

2.滑移與孿晶變形：(1)滑移機制;(2)滑移面與滑移方向;

3.單晶體的塑性變形;

4.多晶體的塑性變形：(1)塑性變形的影響因素;(2)晶粒大小對材料強度與塑性的影響;

5.純金屬的變形強化：(1)位錯交割;(2)位錯反應與增殖;

6.合金的變形與強化：(1)單相合金的變形與強化;(2)低碳鋼的屈服和應變時效;(3)第二相對合金變形的影響;

7.冷變形金屬的組織與性能;

8.金屬的斷裂;

9.冷變形金屬的回復與再結晶;

10.金屬的熱變形、蠕變與超塑性;

11.陶瓷晶體的變形。

第九部分：材料的變形與斷裂

1.固體的能帶理論;2.半導體;3.材料的磁性;4.材料的光學性能;5.材料的熱學性能;

6.功能材料舉例。

第十部分：材料概論

1.金屬材料;2.高分子材料;3.工程結構陶瓷材料;4.復合材料。