2019年吉首大学827材料科学基础考研大纲硕士研究生入学考试大纲
吉首大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲 考试科目代码:[827] 考试科目名称:材料科学基础 一、试卷结构 1) 试卷成绩及考试时间 本试卷满分为 150 分,考试时间为 180 分钟。 2) 答题方式:闭卷、笔试 3)试卷内容结构 材料科学基础 100% 4)题型结构 a: 判断,单项选择,名词解释,约 60 分 b: 简答题,计算题,约 90 分 二、考试内容与考试要求 1、材料的结构 考试内容 晶面指数与晶向指数、晶体的对称性、离子晶体的结构规则、纯金属的晶体 结构及特征、离子晶体的结构、共价晶体的结构、三种典型的金属晶体结构,高 分子材料晶态结构模型。 考试要求 (1)了解物质是由原子组成,而组成材料的各元素原子结构和原子间的键 合是决定材料性能的重要因素。物质的组成;原子结构;原子间的键合;化学键、 物理键和氢键。 (2)掌握晶体学基础;金属的晶体结构;合金的相结构;离子晶体结构; 共价晶体结构;聚合物晶态结构;非晶态结构。 (3)了解 FCC,BCC,HCP 的概念。 (4)掌握晶向,晶面,晶带轴的表示方法及相关的运算。 (5)了解晶体的特点、空间点阵、晶胞、晶系和布拉菲点阵,致密度和配 位数,点阵常数和原子半径,晶体的原子堆垛方式和间隙,多晶型性。 2、空位与位错 考试内容 位错的柏氏矢量位错的能量及交互作用、点缺陷的平衡浓度、影响因素及其 对材料性能的影响。位错的应变场和应力能,位错的受力。 考试要求 (1)熟悉点缺陷的概念、形成、平衡浓度,点缺陷的运动。 (2)掌握柏氏矢量和位错之间的关系及相关的运算。 (3)了解位错的的运动,位错的应变场和应力能,位错的受力,位错与晶 体缺陷的交互作用,位错的萌生与增殖,实际晶体中的位错组态。了解金属晶体 中的滑移面和滑移方向及其与外加切应力之间的关系。 (4)运用位错原理解释材料性质和结构之间的关系。 3、材料的表面与界面 考试内容 材料的四种表面及特点;密排方向与晶体的各向异性之间的关系。 考试要求 (1)了解表面和表面能,晶界和亚晶界(小角度晶界、大角度晶界)结构, 晶界能,晶界特性,孪晶界,相界的定义、种类和特点。 (2)掌握晶体的密排面,密排方向与晶体的各向异性之间的关系。 (3)了解致密度的概念。 4、材料的凝固 考试内容 金属结晶的基本规律,晶核的形成、晶核的成长动力学和热力学。 考试要求 (1)了解金属融熔态的基本结构和特点。 (2)了解金属材料在凝固过程的动力学和热力学。( (3)掌握影响金属材料凝固过程中过冷度的影响,以及过冷度如何影响材 料凝固后的组织。 (4)掌握过冷度与形核之间的关系。 (5)掌握材料凝固的必要条件。 (6)运用结晶理论解释实验现象。 5、二元系相图及合金的凝固与组织 考试内容 相律、匀晶相图、共晶相图、包晶二元相图、铁碳相图;典型合金的结晶过 程的分析,杠杆定律的应用及相图与性能的关系。铁碳合金的平衡结晶过程及室 温下所得到的组织。 考试要求 (1)掌握相平衡条件和相律,相平衡与相平衡图的基本概念、相律的基本 概念,相平衡的相率解释单元系相图 (2)掌握二元相图中的匀晶、共晶、包晶、偏晶等相图的结构分析。 (3)掌握二元相图的平衡结晶过程分析、冷却曲线;二元合金中匀晶、共 晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡组织特点。 (4)熟悉铁碳合金的平衡结晶过程及室温下所得到的组织,并能够应用杠 杆定律进行相组成物相对含量计算;熟悉铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体和渗 碳体等基本概念。 (5)了解共析、包析反应 (6)运用杠杆定律进行组织和相的计算。 (7)了解其他类型的二元相图,复杂二元相图的分析方法,根据相图推测 合金的性能。 6、三元系相图及合金的凝固与组织 考试内容 三元相图的表示方法,三元匀晶相图及固溶体合金的凝固和组织,三元共晶 相图及共晶系合金的凝固和组织。 考试要求 (1) 熟悉三元相图成分表示方法(成分三角形),掌握成分的计算; (2) 了解三元相图的空间模型,三元相图的截面和投影图,三元匀晶、共晶 相图。 (3) 了解固态互不溶解的三元共晶相图的特点。 7、扩散 考试内容 扩散系数及影响因素;扩散驱动力。扩散的微观机制、扩散方程的解及其应 用。 考试要求 (1)了解菲克第一定律,菲克第二定律. (2)典型条件下扩散方程的解,熟悉扩散的原子理论, (3)了解扩散的机制及其影响因素。 8、材料的塑性变形 考试内容 塑性变形的微观机制。滑移、孪晶和塑性变形的关系。 考试要求 (1)了解材料在外力作用下的塑性变形过程、机理、组织结构与性能的影 响规律。 (2)了解滑移和孪晶的基本原理。 (3)了解材料受力情况下的力学行为。 (4)了解材料弹性变形与粘弹性、单晶体的塑性变形、多晶体的塑性变形、 变形后的组织与性能、合金的塑性变形。 9、冷变形金属的回复、再结晶与热加工 考试内容 纯金属及合金的变形强化、冷变形金属的回复与再结晶,金属的热变形、动 态回复再结晶。 考试要求 (1)了解回复、再结晶、再结晶后晶粒的长大。 (2)了解动态回复与动态再结晶的基本原理。 10、固态相变 考试内容 固态相变的分类、马氏体相变、过饱和固溶体的脱溶、共析转变(铁碳); 马氏体相变的非扩散原理。 考试要求 (1)了解一级相变和二级相变的定义及区别。 (2)了解各类固态相变的基本特点。 (3)了解相变动力学,固态相变的热力学及形核、长大。 (4)掌握过饱和固溶体的脱溶、共析转变(铁碳)。 (5)掌握马氏体转变的相关特点。 11、材料的电子结构和物理性能的基本知识 考试内容 固体电子理论发展史、能带理论的基本概念、固体的导电性、半导体的导电 性、电学材料的基本分类、材料磁性的物理本质、物质磁性的分类 考试要求 (1)了解固体电子理论发展史 (2)了解各中电子理论的基本概念。 (3)理解能带理论对导电性的解释。 (4)理解材料磁性的物理本质起因。 (5)理解各类物质磁性的基本特点。 12、材料的强化与韧化 考试内容 材料强化的方法。 考试要求 (1)了解金属材料强化和韧化的方法。 (2)了解陶瓷材料的韧化机理及相关的研究前沿。 (3)了解材料断裂的相关机理。 (4)运用强化韧化机理对材料进行强化韧化过程分析。 三、参考书目 [1] 《材料科学基础》 , 郑子樵, 中南大学出版社, 2013 [2] 材料科学基础(第四版) 刘智恩 主编 西北工业大学出版社 2013
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