2023年大連海事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

試卷滿分及考試時間：試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。

考試主要內容及要求：

一、材料的鍵合方式

(1)熟悉原子結構及鍵合類型，掌握金屬鍵、離子鍵、共價鍵、范德華力和氫鍵的結構特征及其對材料性能的影響。

二、晶體學基礎

(1)理解空間點陣的概念，掌握晶體與非晶體、晶體結構與空間點陣的差異。

(2)掌握晶面指數和晶向指數的標注方法和畫法、立方晶系晶面與晶向平行或垂直的判斷、立方晶系晶面族和晶向族的展開。

(3)掌握三種典型金屬晶體結構面心立方、體心立方、密排六方晶胞中原子數、配位數、致密度的計算方法，理解面心立方和密排六方的堆垛方式的描述及其它們之間的差異。

(4)了解晶體的對稱性。

三、固體材料的結構

(1)掌握固溶體的分類、結構特點及其影響固溶體固溶度的因素。

(2)掌握中間相的分類及其結構特點，理解超結構的類型及影響有序化的因素。

(3)了解離子晶體的結構規則，了解NaCl型、A2B2型和硅酸鹽晶體結構特點，了解金剛石型共價晶體結構特點，了解聚合物結構特點，了解非晶態結構及其性能與晶體結構的區別。

四、晶體中的缺陷

(1)掌握點缺陷的形成與平衡濃度，掌握點缺陷對晶體性能的影響及其應用。

(2)掌握位錯的基本類型和特征，掌握柏氏矢量的物理意義及其特性，掌握位錯運動的兩種基本形式：滑移和攀移的特點。理解作用于位錯的組態力、位錯的線張力、外加切應力、位錯附近原子實際所受的力、以及位錯間的交互作用力相互之間的關系與區別，掌握位錯的增值機制，掌握位錯反應的判斷。了解運動位錯的交割及其所形成的扭折或割階不同情況，了解弗蘭克不全位錯和肖克萊不全位錯的形成。

(3)理解小角度和大角度晶界模型，理解晶界能與晶界特性，掌握相界結構特點，了解孿晶界。

五、固態中的擴散

(1) 理解固體中的擴散現象及其與原子運動的關系，掌握擴散第一定律和第二定律適用的場合及其對相應的擴散過程進行分析計算的方法。

(2)理解擴散的幾種機制，理解擴散系數、擴散激活能的概念并掌握其計算方法，掌握影響擴散的主要影素，了解柯肯達爾效應的意義。

(3)了解反應擴散的特點及用相圖確定反應擴散出現象的方法。

六、相圖

(1)掌握相律的描述、計算及其對相平衡的解釋。

(2)定性的掌握單相固溶體自由能的求解方法，掌握單相固溶體自由能表達式，掌握固溶體的自由能-成分曲線形式，掌握混合相自由能表達式，掌握相平衡條件表達式，掌握相平衡的公切線法則。

(3)掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶、共析、二次相析出等轉變的圖形、反應式;掌握二元典型合金的平衡結晶過程分析、冷卻曲線;掌握二元合金中勻晶、共晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡組織名稱、相對量的計算;掌握鐵-滲碳體相圖及其典型合金的平衡冷卻曲線分析、反應式、平衡相計算、平衡組織計算、組織示意圖繪制;掌握根據相圖推測合金性能的方法。

(4)掌握簡單三元合金的相平衡分析、冷卻曲線分析、截面圖分析;

七、金屬的凝固

(1)了解液體結構的描述及其與固體結構的差異，掌握結晶的熱力學、結構和能量條件。

(2)掌握均勻形核過程的熱力學分析，推導臨界晶核半徑、臨界形核功。掌握形核率及其影響因素，掌握液——固界面的分類及其熱力學判據， 掌握晶體的生長方式及其生長速率，掌握液—固界面結構和液——固界面前沿液體的溫度分布對晶體形態的影響，掌握減小晶粒尺寸的方法。

(3)掌握固溶體的平衡凝固與非平衡凝固，理解成分過冷的概念及其對晶粒形貌的影響。掌握共晶合金的平衡凝固與組織組成物、組成相的相對量計算。

(4)了解共晶合金非平衡組織類型及層片狀共晶和棒狀共晶的判據，層狀共晶的片間距與冷速的關系。了解包晶合金凝固機制及包晶反應不完全性。

八、金屬的塑性變形

(1)掌握彈性變形的特點和虎克定律，理解彈性的不完整性和粘彈性。

(2)掌握金屬塑性變形、滑移、位錯運動之間的關系，掌握滑移系、分切應力、臨界分切應力的概念和計算。

(3)掌握形變強化、細晶強化、第二相強化、固溶強化的機制及應用。

(4)掌握金屬經過冷變形后組織結構和力學性能的變化。

九、回復與再結晶

(1)掌握回復、再結晶、晶粒長大的概念和應用。

(2)掌握再結晶溫度的概念及其影響因素。

(3)掌握冷變形金屬經過加熱、保溫后組織結構和力學性能的變化。

參閱：

《材料科學基礎》胡庚祥等 上海交通大學出版社 2010 或者《材料科學基礎》 趙晶等 哈爾濱工業大學出版社 1998年版

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