2021陜西師范大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)研究生考試大綱 正文

陜西師范大學(xué)碩士研究生招生考試
“？？-材料科學(xué)基礎(chǔ)”考試大綱
本《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考試大綱適用于陜西師范大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)科各專業(yè)碩士研究生招生考試。材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料學(xué)本科學(xué)生最基礎(chǔ)課程之一，也是大多數(shù)材料學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課。它的主要內(nèi)容包括材料的成分、結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系及其變化規(guī)律，材料的結(jié)構(gòu)和缺陷，材料熱力學(xué)和相平衡，材料擴(kuò)散和相變、材料燒結(jié)及熱處理等。要求考生掌握材料科學(xué)與工程的基本理論，初步掌握、解決材料科學(xué)與工程實(shí)際問題的思路和方法。
一、考試的基本要求
要求考生比較系統(tǒng)地理解材料的微觀結(jié)構(gòu)、成分、制備工藝及性能之間的關(guān)系，掌握材料科學(xué)的基本理論、基本概念和基本技能，學(xué)會如何分析、解決工程實(shí)際問題，建立基本的材料科學(xué)與工程思維方式，并初步具備材料研究、測試和加工的能力。同時(shí)要求考生具有抽象的空間思維能力和綜合運(yùn)用所學(xué)的知識分析問題和解決問題的能力。
二、考試方法和考試時(shí)間
材料科學(xué)基礎(chǔ)考試采用閉卷筆試形式，試卷滿分為150分，考試時(shí)間為180分鐘。
三、考試內(nèi)容
（一）原子的結(jié)構(gòu)與鍵合
1、原子結(jié)構(gòu)與鍵合
（1）原子和電子的結(jié)構(gòu)特征（四個(gè)量子數(shù)）
（2）原子間的鍵合（金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵、分子鍵、氫鍵）
（二）固體結(jié)構(gòu)
1、晶體學(xué)基礎(chǔ)
（1）空間點(diǎn)陣和晶胞
（2）晶面指數(shù)和晶向指數(shù)
（3）晶體的對稱性
（4）極射赤面投影及倒易點(diǎn)陣
2、金屬的晶體結(jié)構(gòu)
（1）三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)
（2）晶體的原子堆垛和間隙
3、合金的相結(jié)構(gòu)
（1）固溶體（定義、分類、均勻性、性質(zhì)）
（2）中間相（四種類型的化合物及其性質(zhì)和應(yīng)用）
4、離子晶體和共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)
（1）離子晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)則（正、負(fù)離子配位規(guī)則、多面體共用規(guī)則）
（2）典型的離子晶體結(jié)構(gòu)（AB型、AB₂型、A₂B₃型、ABO₃型、AB₂O₄型、硅酸鹽型）
（3）共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)
5、準(zhǔn)晶、液晶和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)
（1）準(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu)（5重對稱性）
（2）液晶態(tài)結(jié)構(gòu)
（3）非晶態(tài)結(jié)構(gòu)
（三）晶體缺陷
1、點(diǎn)缺陷
（1）點(diǎn)缺陷的形成
（2）點(diǎn)缺陷的平衡濃度
（3）點(diǎn)缺陷的運(yùn)動
2、位錯(cuò)
（1）位錯(cuò)的基本類型和特征（刃型、螺型、混合型）
（2）柏氏矢量（概念、性質(zhì)、表示方法）
（3）位錯(cuò)的運(yùn)動（滑移、攀移、交割）
（4）位錯(cuò)的彈性性質(zhì)（應(yīng)力場、應(yīng)變能、線張力、作用在位錯(cuò)上的力、位錯(cuò)間交互作用力）
（5）位錯(cuò)的生成和增殖（位錯(cuò)密度、位錯(cuò)的生成、位錯(cuò)的增殖）
（6）實(shí)際晶體中的位錯(cuò)（柏氏矢量、層錯(cuò)、不全位錯(cuò)、位錯(cuò)反應(yīng)、各晶體結(jié)構(gòu)中的位錯(cuò)）
3、表面與界面
（1）表面（表面能）
（2）晶界和亞晶界（小角、大角晶界、晶界能、晶界特性）
（3）相界（共格、半共格、非共格）
（四）固體中原子及分子的運(yùn)動
1、擴(kuò)散的表象理論
（1）菲克第一定律
（2）菲克第二定律
（3）擴(kuò)散方程的解
（4）置換型固溶體中的擴(kuò)散（Kirkendall效應(yīng)）
（5）擴(kuò)散系數(shù)D與濃度相關(guān)時(shí)的求解
2、擴(kuò)散的熱力學(xué)分析
3、擴(kuò)散的原子理論
（1）擴(kuò)散的微觀機(jī)制
（2）原子跳躍和擴(kuò)散系數(shù)
4、擴(kuò)散激活能
5、影響擴(kuò)散的因素
6、反應(yīng)擴(kuò)散
（五）材料的形變和再結(jié)晶
1、材料應(yīng)力應(yīng)變曲線、彈性和黏彈性
（1）材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線（彈性極限、屈服極限、胡克定律）
（2）彈性變形的本質(zhì)
（3）彈性變形的特征和彈性模量
（4）彈性的不完整性（包申格效應(yīng)、彈性后效、彈性滯后）
（5）黏彈性
2、晶體的塑性變形
（1）單晶體的塑性變形（滑移、孿生、扭折）
（2）多晶體的塑性變形（晶粒取向、晶界的影響）
（3）合金的塑性變形（固溶體、多相合金）
（4）塑性變形對材料組織與性能的影響（形變織構(gòu)、殘余應(yīng)力、點(diǎn)陣畸變、加工硬化）
3、回復(fù)與再結(jié)晶
（1）冷變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化
（2）回復(fù)（動力學(xué)、機(jī)制）
（3）再結(jié)晶（形核和長大、動力學(xué)、影響因素）
（4）晶粒長大（正常長大、異常長大）
（5）再結(jié)晶退火組織（再結(jié)晶退火后的晶粒大小、再結(jié)晶織構(gòu)、退火孿晶）
4、熱變形與動態(tài)再結(jié)晶
（1）動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶（機(jī)制、組織結(jié)構(gòu)變化）
（2）熱加工對組織和性能的影響
（3）高溫蠕變
（4）超塑性
（六）單組元相圖和純金屬的凝固
1、單元系相變的熱力學(xué)和相平衡
（1）相平衡條件和相律
（2）單元系相圖
2、純金屬的凝固
（1）純金屬凝固的基本條件（熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)、能量）
（2）形核（均勻形核、非均勻形核）
（3）晶體的長大（晶體長大的條件、固液界面結(jié)構(gòu)、晶體長大機(jī)制和速率）
（4）結(jié)晶動力學(xué)和凝固組織
（5）凝固理論的應(yīng)用實(shí)例
（七）二元相圖
1、二元相圖的表示、測定方法和幾何特征
（1）相圖的表示與測定方法
（2）二元相圖熱力學(xué)的基本要點(diǎn)（自由能-成分曲線、多相平衡公切線、杠桿定律、二元相圖的幾何特征）
2、二元相圖的分析
（1）二元勻晶相圖（固溶體平衡及非平衡凝固、杠桿定律計(jì)算）
（2）二元共晶相圖（平衡及非平衡凝固、組織形態(tài)、杠桿定律計(jì)算）
（3）二元包晶相圖（平衡及非平衡凝固、杠桿定律計(jì)算）
（4）其它類型的二元相圖（具有化合物、偏晶、合晶、溶晶、固態(tài)相變）
（5）復(fù)雜二元相圖的分析方法（分解型、合成型）
（6）Fe-Fe₃C相圖（相圖分析、典型合金的冷卻曲線及組織形態(tài)）
四、掌握重點(diǎn)
（一） 原子間鍵合的種類及特點(diǎn)
（二） 晶向指數(shù)和晶面指數(shù)的標(biāo)定
（三） 晶體結(jié)構(gòu)中原子間隙的計(jì)算
（四） 晶體缺陷的種類、運(yùn)動方式及特點(diǎn)
（五） 菲克第一定律和第二定律的表達(dá)式及適用條件
（六） 單晶體滑移、孿生變形的主要特點(diǎn)，熟練掌握滑移的微觀機(jī)理
（七） 冷變形金屬在加熱時(shí)發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大時(shí)的條件、動力學(xué)特點(diǎn)、微觀機(jī)理和影響因素
（八） 金屬結(jié)晶形核和長大的基本原理及其應(yīng)用
（九） 典型二元相圖的分析方法及其應(yīng)用
 
五、主要參考書目
[1] 胡庚祥等編著，《材料科學(xué)基礎(chǔ)（第三版）》，上海交通大學(xué)出版社，2010。
[2] 劉智恩主編《材料科學(xué)基礎(chǔ)（第4版）》，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2013。
[3] 潘金生等編著，《材料科學(xué)基礎(chǔ)（修訂版）》，清華大學(xué)出版社，2011。
 
 
 
編制單位：陜西師范大學(xué)
編制日期：2018年9月7日
 

陜西師范大學(xué)

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