2021 年碩士研究生入學(xué)考試大綱

考試科目名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)

考試時間：180 分鐘，滿分：150 分

一、考試要求：

1.掌握材料科學(xué)的基本概念，理解材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與材料

性能和應(yīng)用之間的關(guān)系；

2.掌握材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論，主要包括晶體學(xué)基礎(chǔ)、材料的微觀結(jié)構(gòu)、晶體

缺陷、 固態(tài)擴散理論、材料的形變與再結(jié)晶、相平衡與相圖、材料的亞穩(wěn)態(tài)及

固態(tài)相變亞穩(wěn)相；

3.了解材料科學(xué)基礎(chǔ)的實驗方法與技術(shù)以及材料科學(xué)基礎(chǔ)理論的應(yīng)用，熟悉

材料的強韌化原理及常用措施。

二、考試內(nèi)容：

1.材料的結(jié)構(gòu)

（1）原子間的鍵合：金屬鍵、離子鍵、共價鍵、范德瓦耳斯力、氫鍵；

（2）晶體學(xué)基礎(chǔ)：空間點陣和晶胞、晶向指數(shù)和晶面指數(shù)，三種典型的金屬晶

體結(jié)構(gòu)，晶體的原子堆垛方式和間隙，多晶型性；

（3）合金相結(jié)構(gòu)：固溶體、中間相。

2.晶體缺陷

（1）點缺陷：點缺陷的形成、點缺陷的平衡濃度、點缺陷的運動；

（2）線缺陷：位錯的基本類型和特征、伯氏矢量，位錯的運動與交互作用，位

錯的應(yīng)力場和應(yīng)變能，位錯的生成和增殖，實際晶體結(jié)構(gòu)中的位錯；

（3）面缺陷：晶界和亞晶界，孿晶界，相界。

3.固體中原子的運動

（1）擴散定律：菲克第一定律、菲克第二定律，擴散系數(shù)，置換型固溶體中的

擴散和柯肯達爾效應(yīng)；

（2）擴散的熱力學(xué)解釋，擴散機制；

（3）影響擴散的因素，反應(yīng)擴散。

4.材料的形變與再結(jié)晶（1）彈性變形：彈性變形的特征、彈性模量，彈性的不完整性，黏彈性；

（2）晶體的塑性變形：單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形，合金的塑性變

形，塑性變形對材料組織與性能的影響；

（3）回復(fù)和再結(jié)晶：冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化，回復(fù)、再結(jié)晶、 晶

粒長大，再結(jié)晶退火后的組織；

（4）熱變形：動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶，熱加工對組織性能的影響，蠕變，超塑

性。

5.材料的凝固與相圖

（1）純晶體的凝固：相平衡條件和相律，晶體凝固的熱力學(xué)條件，均勻形核、 非

均勻形核，晶體長大，結(jié)晶動力學(xué)及凝固組織，多種生長機制和凝固理論的應(yīng)用；

（2）相圖的熱力學(xué)：相圖的表示和測定方法，固溶體的自由能-成分曲線、多相

平衡的公切線原理、混合物的自由能和杠桿法則；

（3）二元相圖：二元相圖的幾何規(guī)律，勻晶、共晶、包晶相圖和其它類型二元

相圖的分析，復(fù)雜二元相圖的分析，溶混間隙相圖、調(diào)幅分解，鐵碳相圖分析，

根據(jù)相圖推測合金的性能，固溶體的凝固理論、共晶凝固理論、合金鑄錠(件)

的組織與缺陷；

（4）三元相圖：三元相圖成分表示方法、三元相圖的截面圖和投影圖、三元相

圖中的杠桿定律及重心定律，固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖。

6.材料的亞穩(wěn)態(tài)及相變理論

（1）納米晶、非晶、準(zhǔn)晶態(tài)材料的組織結(jié)構(gòu)和性能；

（2）固態(tài)相變形成的亞穩(wěn)相：固溶體脫溶分解產(chǎn)物，馬氏體轉(zhuǎn)變，貝氏體轉(zhuǎn)變；

（3）材料強韌化基本原理和常用方法。

三、參考書目

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

2017.

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