837-材料科学基础考试大纲

（研究生招生考试属于择优选拔性考试，考试大纲及书目仅供参考，考试内容及题型可包括但不仅限于以上范围，主要考察考生分析和解决问题的能力。）

第一部分考试说明

一、考试性质

《材料科学基础》是材料学科的专业基础课，着重讲述材料的微观组织与性能之间的关系，强调晶体材料中的共性基础问题，对于理解现有材料和开发新材料都具有重要的指导意义。该课程被指定为材料物理与化学、材料学、材料加工工程（学术型硕士）及材料材料工程（工程硕士）专业硕士研究生入学统一考试的科目之一。《材料科学基础》考试要力求科学、公平、准确、规范地测评考生的基本素质和综合能力，选拔具有发展潜力的优秀人才入学攻读硕士学位。

二、考试的学科范围

材料的结构与缺陷，材料的凝固与相图，塑变与再结晶及固态相变等基础知识模块。

三、评价目标

考试的目标是考查考生对《材料科学基础》基本理论的掌握情况以及应用基本理论分析材料问题的能力。

四、考试形式与试卷结构

试卷满分150分，考试时间180分钟，闭卷笔试。包括名词解释、填空、简答、计算和分析论述等不同形式的题目。

第二部分考查要点

一、材料的结构

1、材料的结合方式

化学键和物理键

工程材料的键性

2、晶体学基础

晶体与非晶体

空间点阵

晶向指数与晶面指数

晶体的极射赤面投影

晶体宏观对称性

晶体宏观对称要素与操作

对称要素组合规律

晶体微观对称元素与操作

点群与空间群

3、材料的晶体结构

典型金属的晶体结构

共价晶体的晶体结构

离子晶体的晶体结构

合金相结构

二、晶体缺陷

1、点缺陷

点缺陷的类型及形成

点缺陷的运动及平衡浓度

点缺陷对性能的影响

缺陷反应方程式

2、线缺陷

位错的基本概念

位错的运动

位错的弹性性质

实际晶体中的位错

3、面缺陷

外表面

晶界与亚晶界

三、凝固理论

1、纯金属的结晶过程

液态金属的结构

纯金属的结晶过程

2、结晶的热力学条件

结晶的过冷现象

凝固的热力学条件

3、形核规律

均匀形核

非均匀形核

4、长大规律

液一固界面的微观结构

晶核的长大机制

纯金属的生长形态

四、固体中原子及分子的运动

1、晶体中扩散的基本特点与宏观动力学方程

2、扩散过程的推动力、微观结构与扩散系数

3、固体材料中的扩散及影响因素

五、材料形变

1、弹性变形

普弹性

滞弹性

2、单晶体的塑性变形

滑移

孪生

晶体的扭折

3、多晶体的塑性变形

多晶体塑性变形过程

晶粒大小对塑性变形的影响

多晶体应力—应变曲线分析

4、塑性变形对金属组织与性能的影响

显微组组与性能的变化

形变织构

残余应力

5、金属及合金强化的位错解释

Cottrell气团

位错交割和带割阶位错的运动

固定位错

滑动位错与第二相质点的交互作用

六、相图

1、相图的基本知识

相图的表示方法

相图的建立

相平衡与相律

二元相图的一些几何规律

2、二元相图的基本类型

匀晶相图

共晶相图

包晶相图

3、二元相图的分析和使用

其他类型的二元相图

复杂二元相图的分析方法

4、铁碳相图和铁碳合金

铁碳相图

碳和杂质元素对碳钢组织和性能的影响

合金铸件的组织与缺陷

七、回复与再结晶

1、形变金属及合金在退火过程中的变化

显微组织的变化

储存能释放与性能变化

2、回复

回复机理

回复动力学

3、再结晶

再结晶的形核

再结晶动力学

影响再结晶的因素

再结晶后晶粒大小

4、晶粒长大

晶粒的正常长大

晶粒的异常长大

5、金属的热变形

动态回复

动态再结晶

热加工后的组织及性能

八、固态相变

1、固态相变的特点

相变阻力大

新相与母相界面上原子排列易保持一定的匹配

新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系

新相习惯于在母相的一定晶面上形成

母相晶体缺陷对相变起促进作用

易于出现过渡相

2、固态相变的基本类型

3、固态相变时的形核与长大

均匀形核

非均匀形核

晶核长大

4、钢的固态转变

钢在加热时的转变

过冷奥氏体等温转变曲线和连续冷却转变曲线

珠光体转变

马氏体转变

贝氏体转变

钢在回火时的转变