华北电力大学2022年博士生入学考试初试科目考试大纲

考试命名名称：材料科学与工程技术

一、 考试的总体要求

要求考生全面系统地掌握材料科学与工程领域的基本概念、基本工艺和基本研究方法，能熟练运用材料科学与工程的基础理论，设计基础的材料工艺，解决和分析储能领域的材料问题。

二、 考试的内容

1．原子结构与键合理论

原子结构以及波动学理论基础、原子键合、键合种类和杂化键合基础、次价键包括振动诱导和永久偶极键，混合键和相关理论。

2．晶体学基础

掌握晶体学基础理论和技能，明确多晶、非晶、各向异性、多晶型、同素异构等基础概念；掌握基础点阵如面心、体心和密排六方点阵的结构特点，明确它们的空间致密程度差别的结构因素，清楚离子晶体的种类、结构特点及其理论基础，掌握相关技能演算，如晶体密度、线密度、面密度等计算。掌握典型共价键材料如碳材料的结构特点和分类，明确硅酸盐结构的基础特征。

3. 缺陷学理论

明确晶体缺陷的种类及其特点，特别清楚位错的概念以及位错和塑性变形的关系，掌握单晶体、多晶体、单相、多相合金塑性变形的区别与联系，同时要求掌握相关基础概念，如滑移系等。并通过这些概念和机制的掌握正确理解晶体的性能强化方式。从不同材料体系，如金属、陶瓷、高分子角度掌握位错不同的作用机制，说清楚不同材料体系中的位错形式，同时掌握晶体中典型的二维缺陷和三维缺陷。

4. 高分子结构基础

掌握高分子材料涉及的基础概念，如热塑性、热固性、单体、同分异构体、构型、立体异构、几何异构等。明确高分子材料的结晶过程和相关特点，掌握相关基础概念如结晶度等，清楚高分子的结晶化、融化、玻璃化转变规律和特点。掌握高分子材料变形过程中行为和相关理论模型。从结构和性能的内在关联角度，明确高分子材料性能的结构基础和影响因素，清楚掌握高分子材料的变形机制和强化手段。

5. 结构材料性能学理论

掌握应力-应变关系、弹性变形、塑性变形的过程、表征指标以及从晶体学角度的相关微观机制。掌握硬度的概念，如硬度分类、测试原理等，清楚硬度和强度之间的关系。掌握断裂学基本原理和相关数学模型，清楚韧性断裂、脆性断裂的断口特征和评价标准，明确断裂韧性的原理和测试方法。掌握典型的疲劳和蠕变变形机制、影响因素和断口形貌特征。掌握腐蚀学基础理论，明确腐蚀方式、环境因素、防护措施以及动力学表征手段和方法，并且要求同时掌握氧化、风化、溶胀和溶解以及键断裂等基础概念。

6．功能材料性能学理论

电、磁、声、光、热学性能的相关基础概念和理论模型，性能表征指标和表征方法，相关的物理学基础理论。电性能要求掌握导体、半导体、压电、介电、绝缘等基础理论；磁学性能要求掌握磁学物理学基础、性能表征指标和相关材料体系；光学要掌握光与固体的作用原理，明确电磁辐射、折射、反射、吸收、透过、颜色、发光、激光、光导等基本原理和相关概念，清楚相关应用。热学主要掌握热膨胀、热传导、比热容和热应力，明确储热学基础理论。

7．基础材料体系学基础

金属、陶瓷、高分子及其复合材料的基础材料体系、结构特点和性能。掌握以不同材料体系为基如金属、陶瓷、高分子、碳碳基、纳米复合材料体系和结构特征，清楚复合材料中不同相的种类、相互作用和表征方法。掌握典型复合材料如纤维增强复合材料等的制备工艺和技术。

8．材料相变学基础理论

掌握相图学基础理论，清楚一元、二元和三元相图的结构和相关热力学规律。针对典型的二元相图如铁碳平衡相图可以实现有效分析，并能在此基础上，明确相图和性能的关系。掌握相变学基础理论，能够熟练表征相变动力学，如等温转变和变温连续转变相变。以铁碳合金为例，说清楚相变及其获得组织与性能关联。

9．合金扩散学基础理论

掌握扩散学机制、种类、影响因素、表征指标、扩散定律以及不同材料体系如离子晶体、半导体、高分子中的扩散方式和机制。

10.材料加工学基础

掌握钢铁、陶瓷和高分子三大材料体系的基础加工工艺与技术，如铸造、热处理、沉淀硬化、玻璃化工艺、流延和冶金成型、聚合等。掌握弹性体、薄膜、纤维等制造工艺技术。掌握冷加工和热加工的基础概念，掌握回复、再结晶、晶粒生长的机制和相关基础概念。

三、 考试的题型

计算题、选择题、填空题、简答题、论述题

四、参考书目

陈大钦，孔哲译，材料科学与工程导论（原书第九版）[美]（Materials Science and Engineering，William D, Callister Jr. David G.Rethwisch）中英文版本均可，科学出版社