2023年溫州大學材料科學與工程專業考研材料科學基礎科目考試大綱

考試科目：材料科學基礎

科目代碼： 816

一、 參考書目(所列參考書目僅供參考，非考試科目指定用書)：

《材料科學與工程基礎》 (第2版)，顧宜等主編，化學工業出版社，2011年。

《工程材料科學與設計》，(美)詹姆斯、謝弗等主編，北京：機械工業出版社，2003年。

二、 考試形式：

試卷滿分：150分 考試時間：180分鐘

答卷方式：閉卷、筆試

三、 考查范圍：

本考試課程要求從原子的外圍電子結構入手，由微觀到宏觀，較為系統、全面地掌握材料各層次的內部結構、宏觀性質——力學性能、電學性能、光學性能、介電性能、磁學性能、熱學性能等，以及兩者之間的關系、相應的基本概念和基礎理論。能夠較為全面地掌握材料的性能與結構之間關系的規律。

第一章 材料的定義、分類及基本性質

1. 掌握材料的分類方法及各類材料的組成、性能特點;

2. 掌握材料科學與工程四大要素之間的關系;

3. 了解不同材料的應用領域微觀。

第二章 物質結構基礎

1. 掌握一次、二次鍵特點與材料宏觀性能之間的關系;重點掌握鍵-能曲線與材料力學性質和熱學性質之間的關系;掌握原子的堆垛與原子半徑之間的關系了解四大材料的原子結構及鍵的基本組成;

2. 熟練掌握七大晶系中，各晶胞參數的之間的關系;準確、熟練掌握FCC、BCC、HCP結構的配位方式、晶胞原子數、配位數確定的方法;熟練掌握FCC、BCC、HCP的密排方向、密排面的確定方法;準確掌握FCC、BCC、HCP四面體和八面體間隙的位置;掌握多原子陣點的典型離子晶體結構：氯化銫、氯化鈉、氟化鈣、硫化鋅、鉆石立方結構。

3. 準確掌握有關缺陷的基本概念;掌握雜質與點缺陷的類型，重點掌握肖托基缺陷、弗倫克爾缺陷;認識間隙擴散和置換擴散的特點、機制和發生所要滿足的條件;了解擴散的實際例子;掌握菲克第一定律的有關計算;認識共價和金屬晶體中的擴散現象;了解聚合物中的擴散機制;重點掌握線缺陷中的刃位錯和螺旋位錯的晶體幾何學描述;掌握BCC、FCC、HCP中的滑移系構成、特點;開動的條件;了解離子晶體、共價晶體、聚合物中位錯的形式，及對材料性質的影響;認識多晶材料的晶界的性質、特點;了解晶界中的擴散機制;了解晶體材料的體缺陷的類型和與材料宏觀性質簡的關系;掌握金屬強化手段、原理;了解實際強化的實際應用。

4. 熟悉與相有關的基本概念;認識平衡相圖;掌握成分的描述方法;認識理想同晶系統;掌握杠桿原理對同晶相圖中的固相和液相成分的分析;學會確定同晶相圖中液相線和固相線;了解偏離理想的狀態的積聚效應;掌握共晶相圖中的術語和概念的定義;認識共晶相圖中的融化和凝固的過程;掌握采用杠桿原理對共晶相組成進行分析;認識包晶相圖。

第三章 材料組成與結構

1. 掌握高分子材料自由基聚合反應及其特點;掌握縮合聚合反應及其特點;掌握高聚物的結晶形態及其成形條件、測定方法;認識高聚物的結晶行為及其影響因素、結晶動力學和高分子的取向;掌握高聚物的形變隨溫度的變化特點，如彈性、粘性流動。

2. 掌握無機非金屬材料的鍵合，離子晶體、共價晶體(原子晶體)、混合鍵合晶體，電負性差與晶體類型;認識無機材料的結構(簡單結構、鈣鈦礦、尖晶石、硅酸鹽結構、熔體和玻璃結構)和性能特點。

第四章 材料的性能

4.1 固體材料的力學性質

1. 掌握材料應力-應變曲線涉及的基本概念和意義;

2. 了解不同材料彈性變形、塑性變形的規律及應力-應變曲線的特點;

3. 掌握材料拉伸實驗的基本原理和方法;

4. 掌握材料的硬度實驗、沖擊實驗的原理和方法;

5. 掌握脆性斷裂的相關概念;初步掌握斷裂力學的基本理論;

6. 掌握與材料疲勞性能相關的基本概念和疲勞實驗的原理、方法。

4.2 材料的熱性能

1. 掌握熱脹現象的機理及理論描述;

2. 掌握熱傳導的機理;

3. 認識熱應力對材料力學性能的影響。

4.3 材料的電學性能

1. 掌握電子導電機理和導電性能的內部決定因素;

2. 初步掌握能帶結構對導電性的決定作用;

3. 掌握費狄函數對導電性能的解釋;

4. 了解超導現象和超導的原理;

5. 掌握不同半導體的類型及導電機理。

4.4 材料的磁學性能

1. 掌握磁性的分類;

2. 重點掌握鐵磁性的特點及磁疇、磁滯回線等基本概念;

3. 一般掌握磁性的影響因素;

4. 了解反鐵磁性、亞鐵磁性的現象及相關理論;

5. 了解磁性在實際器件中的應用。

4.5 材料的光學性能

1. 掌握不同極化類型及極化強度的概念;

2. 掌握介電率、介電常數、介電強度等概念及相關的介電現象;

3. 掌握吸收、透射、散射現象的機理及定性的理論解釋;

了解光現象的電子過程。

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