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12019 年硕士研究生入学考试大纲考试科目名称：材料科学概论 考试时间：180 分钟，满分：150 分一、考试要求：本课程主要考察学生掌握材料的成分、组织结构与材料性能之间的相互关系，包括材料的微观结构、晶体缺陷、原子及分子的运动、材料的形变和再结晶、相平衡及相图、材料的亚稳态等领域基本概念、基本原理及基本方法的情况。要求考生具备相应的固体物理基础知识，具有一定的运用材料科学基础知识分析和解决实际问题的能力。二、考试内容：1.原子结构与键合（1）金属键理论及其应用。（2）离子键理论及其应用。（3）共价键理论及其应用。2固体结构（1）晶体学基础（晶体、晶体结构、空间点阵、阵点、晶胞、晶向晶面指数、晶带定律和晶面间距计算公式等） 。（2）极射投影原理和倒易点阵。（3）三种典型的金属晶体结构（点阵常数、晶胞原子数、配位数、致密度和间隙） 。（4）合金相结构及其影响因素（固溶体和中间相的性质及其影响因素） 。（5）晶态和非晶态的特点（玻璃和玻璃化转变温度） 。晶体缺陷（1）点缺陷的分类和平衡浓度对点缺陷形成的影响。（2）过饱和点缺陷及其应用。（3）位错的基本类型和特征（刃位错、螺位错和混合位错） 。（4）柏氏矢量。（5）位错的运动（滑移、攀移和交割） 。（6）位错的弹性性质（位错的应力场、应变能、线张力和位错间的交互作用力） 。（7）位错的形成和增殖。（8）实际晶体结构中的位错（单位位错、全位错、不全位错和部分位错，堆垛层错，位错反应的概念及条件，扩展位错，束集） 。（9）晶界（小角度晶界结构的分类、大角度晶界的结构、晶界能和晶界特性） 。（10）孪晶概念及孪晶界的分类。（11）相界概念及相界的分类。固体中原子及分子的运动（1）菲克第一定律的含义和各参数的量纲。（2）菲克第二定律方程解的应用（一些较简单的扩散问题） 。（3）柯肯达尔效应的起因，以及标记面漂移方向与扩散偶中两组元扩散系数大小的关2系。（4）扩散驱动力和热力学因子判断条件（上坡扩散和下坡扩散） 。（5）影响扩散的主要因素。（6）计算和求解扩散系数及扩散激活能。（7）反应扩散的概念。5材料的形变和再结晶（1）弹性形变的本质和特征。（2）弹性的不完整性和粘弹性。（3）塑性变形和弹性变形的各种特点。（4）比较塑性变形的两种基本形式：滑移与孪生的异同点。（5）多晶体塑性变形机制。（6）Hall-Petch 公式及其应用（细晶强化） 。（7）几种强化的概念及机制（弥散强化、沉淀强化、加工硬化和细晶强化） 。（8）屈服现象与应变时效的概念及机制。（9）形变织构与残余应力。（10）回复和再结晶（机制、动力学、影响因素和区别） 。（11）一次与二次再结晶，以及静态与动态再结晶的区别。6单组元相图和纯晶体的凝固（1）吉布斯相律的应用。（2）晶体的凝固（液态结构的特征和凝固的热力学条件） 。（3）均匀形核和非均匀形核的临界晶核半径和形核功的推导。（4）晶体的生长方式及其对生长方式的影响。（5）合金相结构及其影响因素（固溶体和中间相的性质及其影响因素） 。（6）液-固界面结构和液-固界面前沿液体的温度分布对晶体的影响。（7）凝固理论的应用（细晶获得的途径和单晶制备的方法） 。7单组元相图和纯晶体的凝固（1）多相平衡成分确定的公切线方法。（2）两相混合物的自由能的确定及杠杆法则的应用。（3）自由能-成分曲线与相图之间的转化。（4）二元相图的几何规律。（5）固溶体的平衡凝固与非平衡凝固。（6）共晶合金的平衡凝固与组织组成体、组成相的相对计算。（7）共晶合金的非平衡凝固的组织类型（伪共晶和离异共晶） 。（8）包晶合金的平衡凝固与组织组成体、组成相的相对计算。（9）调幅分解的判据与特点。（10）二元相图恒温转变的类型。（11）根据相图判断合金的使用性能和工艺性能。（12）铁碳相图的组织及其性能。（13）固溶体的凝固理论。（14）合金铸锭（件）的组织与缺陷。8三元相图3（1）等边和等腰成分三角形表示成分的特点。（2）直线法则、杠杆定律和重心定律的含义及应用。（3）根据液、固相线投影来判断合金凝固温度范围的方法。（4）根据固态完全不溶的三元共晶投影图，分析合金凝固过程和计算组织组成体相对含量的方法。（5）相接触法则。（6）根据液相面交线的投影判断三元系中四相平衡反应的类型。三、参考书目：材料科学基础 ，胡赓祥、蔡珣、戎咏华编著，上海交通大学出版社，2006 年 7 月第2 版；材料科学基础辅导与习题 ，蔡珣、戎咏华编著，上海交通大学出版社，2003 年 8 月第 1 版。
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