838-《材料科学基础》.doc

838 材料科学基础考试内容范围 一、 性质与要求 《材料科学基础》是材料科学与工程专业一级学科的专业基础课。该课程从 材料的组织结构出发，研究材料的结构与材料的制备方法、加工工艺以及材料性 能之间的关系。为材料学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程 考试要求：(1) 系统掌握材料科学的基础知识和理论 (2) 能应用基本理论 分析和解释常见的工程现象。 二、试卷结构 题形为问答方式的简答题、分析计算和论述题。 三、考试内容及要点 1. 材料结构的基本知识 内容：原子结构，原子结合键，原子排列方式，材料的稳态结构与亚稳态 结构。 要点：了解结构与性能间的关系。 2. 材料中的晶体结构 内容：晶体学基础，典型金属晶体结构，离子晶体、共价晶体的结构。 要点：密勒（Miller）指数法；晶带；配位数、致密度；多晶型性；鲍林规 则。 3、晶体缺陷 内容：点缺陷及其平衡浓度，位错的几何性质、运动性质及弹性性质，位 错的增殖与位错源，实际晶体中的位错，晶体的界面理论。 要点：点缺陷类型、平衡浓度；柏氏矢量；滑移与攀移；位错线的应变能与 张力；柯垂耳（Cottrell）气团；位错反应的条件；全位错与分位错；堆垛层错； 界面吸附；界面润湿。 4、材料的相结构与相图 内容：材料的相结构，二元相图及其类型，铁－碳合金相图，相图的热力学 基础，三元相图。 要点：固溶体和中间相的类型及其特点；影响固溶体溶解度的因素；相律、 相图的建立；杠杆定律；枝晶偏析；伪共晶、不平衡共晶、离异共晶；包晶偏析； 铁-碳合金相图；铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体；铁-碳合金平衡 凝固分析以及组织组成物相对量、相组成物相对量的计算；热脆、冷脆、氢脆； 相平衡条件；浓度三角形；共轭连线、直线法则；共轭三角形、重心法则； 5、材料的凝固 内容：材料凝固时晶核的形成，晶体的生长，固溶体合金的凝固，共晶合金 的凝固，凝固理论应用。 要点：凝固的热力学条件；过冷度，形核，临界核心，形核率；非均匀形核； 熔化熵、温度梯度与晶体生长特性间关系；固溶体合金溶质分布；成分过冷；共 晶体的结构；铸锭组织特征；区域熔炼、单晶制备、定向凝固、非晶态。 6、材料中的扩散 内容：扩散现象及扩散方程，扩散微观机制，扩散驱动力，反应扩散，影响 扩散因素。 要点：菲克第一定律；菲克第二定律及应用；间隙机制、空位机制；柯肯达 尔效应；扩散驱动力、上坡扩散； 7、材料的变形 内容：金属的弹性变形，滑移与孪晶变形，单晶体的塑性变形，多晶体的塑 性变形，纯金属的变形与强化，合金的变形与强化，冷变形金属的组织与性能， 冷变形金属的恢复与再结晶。 要点：弹性模量的微观解释；位错宽度、派-纳力；滑移系；孪晶变形；施 密特定律；单滑移、多滑移、交滑移；霍尔-佩奇（Hall-petch）关系；割阶、 扭折；梯杆位错、L-C 锁；弗兰克-瑞德源（F-R 源）；固溶强化；细晶强化理论； 低碳钢屈服理论；应变时效理论；第二相强化理论；纤维组织、位错胞状结构、 形变织构、残余应力；回复、亚晶；再结晶；二次再结晶。