2023年湘潭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

注：該考試大綱適用于湘潭大學材料科學與工程學院的材料科學與工程專業研究生考試。

第一部分 考試說明

一、考試性質

《材料科學基礎》是材料學科的專業基礎課，著重講述材料的微觀組織與性能之間的關系。本課程強調晶體材料中的共性基礎問題，對于理解現有材料和開發新材料都具有重要的指導意義。因此，該課程被指定為材料學科專業碩士研究生的入學專業基礎考試課程。

二、考試的學科范圍

詳細要點見第二部分，重在掌握基本概念及其應用，強調晶體材料的共性知識。

三、評價目標

考試的目標是考查學生對《材料科學基礎》基本理論的掌握程度以及應用基本理論分析材料問題的能力。

四、考試形式與試卷結構

閉卷，筆試，考試時間180分鐘，試卷滿分為150分。

試卷結構(題型)：單項選擇題、名詞解釋、判斷題、簡答題、簡單計算和綜合應用題。

第二部分 考試要點

一、固體材料的結構

了解原子間的主要鍵合方式;掌握空間點陣、晶胞的概念;

了解布拉菲點陣;掌握空間點陣與晶體結構的關系;

掌握晶面指數和晶向指數的概念、標定方法;

掌握晶面間距、晶面及晶向的夾角計算方法;

了解晶帶的概念和特點;

掌握三種典型純金屬的晶體結構：點陣常數、原子半徑、配位數、致密度、原子堆垛方式、間隙;

了解同素異構現象、原子半徑的影響因素;

掌握固溶體概念、特征，影響置換/間隙固溶體固溶度的因素;

掌握金屬間化合物概念、影響因素、分類、特性。

二、材料的凝固

了解金屬液態結構的特點;

掌握純結晶驅動力的熱力學分析，均勻/非均勻形核的臨界形核功、形核半徑，結晶條件;

熟悉晶核長大的條件;掌握晶體長大的三種機制;

掌握純金屬長大的形態與溫度梯度的關系;

掌握典型鑄錠組織特征及形成原因。

三、單元系、二元系相圖及合金的凝固組織

掌握相圖概念、含義、相律、杠桿定律;

了解常用的相圖測繪方法;

掌握二元勻晶、共晶、包晶及其合金凝固組織;

掌握共晶組織的形成特點，偽共晶、離異共晶的概念和形成原因;

掌握有效分配系數、區域提純、成分過冷、凝固界面形貌形成的特點和規律;

掌握鐵碳合金相圖以及碳的存在形式、碳鋼鑄鐵凝固組織和性能;

掌握相圖的線條和相區分析;

了解相平衡的熱力學條件、吉布斯自由能曲線與相圖的關系。

四、三元系相圖

掌握三元相圖的幾何規則，勻晶三元相圖的空間模型、結晶過程、等溫截面、變溫截面;

掌握共晶三元相圖、包共晶三元相圖、三元包晶相圖的特點;

掌握三元相圖中的四相平衡、接觸法則。

五、固體材料中的擴散

掌握擴散第一、二定律的定義、應用范圍以及擴散第二定律特殊解;

掌握擴散的三個微觀機制;

了解擴散系數的測定方法以及影響因素;

掌握擴散驅動力和上坡擴散的本質;

了解柯肯達爾效應;

了解反應擴散的概念、解釋擴散層相分布特點、了解速率關系式。

六、空位與位錯

掌握點缺陷概念、點缺陷的平衡濃度、點缺陷對金屬性能的影響;

掌握位錯概念、位錯的結構、柏氏矢量;

掌握位錯的運動、滑移、攀移特征;

掌握推動位錯運動的力、位錯的應力場、位錯的應變能、位錯的線張力;

掌握位錯之間的相互作用;掌握位錯的萌生與增殖理論;

掌握堆垛層錯、不全位錯、位錯反應、擴展位錯的概念和特征。

七、材料的變形與斷裂

掌握應力應變曲線;

掌握滑移、扭折、孿生的概念與區別;

掌握滑移的位錯機制;

了解單晶體的應力應變曲線;

了解晶粒取向及晶界對塑性變形的影響;

了解塑性變形對組織和性能的影響;

了解合金的塑性變形、冷加工組織與性能變化。

八、回復和再結晶

掌握變形金屬加熱時的變化;

掌握回復、再結晶概念及過程，再結晶形核、動力學、再結晶溫度以及組織;

掌握再結晶晶粒的長大過程和動力學;

掌握二次再結晶概念;

了解再結晶退火;

了解動態回復與再結晶，金屬的熱加工，金屬的超塑性。

九、固態相變

了解固態相變的分類;

掌握固態相變的形核與長大的熱力學和動力學;

掌握過飽和固溶體的脫溶、調幅分解的特點及對材料性能的影響;

掌握馬氏體轉變的特點，馬氏體轉變的熱力學、動力學、晶體學以及特殊馬氏體材料性能。

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