2023年青海大學(xué)材料加工工程專業(yè)考研材料科學(xué)基礎(chǔ)科目考試大綱

2023年青海大學(xué)材料加工工程專業(yè)考研材料科學(xué)基礎(chǔ)科目考試大綱

一、考試基本要求及適用范圍概述

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程系統(tǒng)、全面地介紹了材料基礎(chǔ)理論知識(shí)，諸如原子的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、材料的結(jié)合鍵、材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)缺陷、固體中原子的運(yùn)動(dòng)、材料中的擴(kuò)散，材料的塑性變形與強(qiáng)化、材料的亞穩(wěn)態(tài)。課程考核目的是使學(xué)生理解原子的電子結(jié)構(gòu)和元素周期表，掌握金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵、分子鍵和氫鍵幾種典型結(jié)合鍵的特點(diǎn)。掌握三大固體材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能特點(diǎn)，建立材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。掌握晶體學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)是掌握晶向指數(shù)與晶面指數(shù)的標(biāo)定方法，三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)及主要的金屬晶體結(jié)構(gòu)，掌握三種晶體結(jié)構(gòu)的致密度和配位數(shù)。掌握晶體缺陷的類型、各類缺陷的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)及其對(duì)材料性能的影響。重點(diǎn)掌握位錯(cuò)的概念，柏氏矢量及其性質(zhì)，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)與交割，位錯(cuò)反應(yīng)，掌握位錯(cuò)的應(yīng)力場，了解位錯(cuò)的能量、晶體的界面與界面能，吸附與潤濕等概念與現(xiàn)象。掌握擴(kuò)散的概念、重點(diǎn)掌握擴(kuò)散第一定律、擴(kuò)散第二定律及其應(yīng)用、擴(kuò)散機(jī)制。了解柯肯達(dá)耳效應(yīng)，影響擴(kuò)散的因素。掌握固體材料變形的基本方式、彈性變形的機(jī)制、塑性變形的機(jī)理、塑性變形對(duì)組織與性能的影響、金屬及合金強(qiáng)化的位錯(cuò)解釋。掌握形變金屬及合金在退火過程中的變化、即回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大過程及其機(jī)制、金屬的熱變形。掌握耐熱材料的蠕變機(jī)制，了解合金的超塑性應(yīng)用。掌握結(jié)晶的基本過程、結(jié)晶的熱力學(xué)條件、形核及長大規(guī)律、凝固理論的應(yīng)用。了解非均勻形核的規(guī)律，進(jìn)而掌握細(xì)化晶粒，單晶和非晶合金材料的制備原理;掌握相圖的基本知識(shí)、二元相圖的基本類型、分析;重點(diǎn)二元相圖有Fe-C相圖、結(jié)晶過程分析和杠桿定律的運(yùn)用;掌握三元相圖類型、定量法則、分析方法、等溫截面、變溫截面投影圖。著重掌握材料在亞穩(wěn)態(tài)的組織結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，對(duì)馬氏體相變和貝氏體相變等相變理論有深入理解，為掌握實(shí)際材料

熱處理工藝打下必要的基礎(chǔ)。通過掌握以上材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本知識(shí)，使學(xué)生能把握材料的

共性，熟悉材料的個(gè)性，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問題的能力。

二、考試形式

研究生入學(xué)考試科目《材料科學(xué)基礎(chǔ)》為閉卷，筆試，考試時(shí)間為180分鐘，本試卷滿分為150分。答案必須寫在答題紙上，寫在試題紙上無效。

三、考試內(nèi)容

緒論

1.考核基本要求

要求對(duì)本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容有基本的認(rèn)識(shí)和了解，掌握材料的定義、分類，材料的組織與性能關(guān)系。

2.考核內(nèi)容

材料的定義、分類，材料的組織與性能關(guān)系。

第一章原子結(jié)構(gòu)與鍵合

1.考核基本要求

掌握物質(zhì)是由原子組成，而組成材料的各元素原子結(jié)構(gòu)和原子間的鍵合是決定材料性能的重要因素。物質(zhì)的組成;原子結(jié)構(gòu);原子間的鍵合;化學(xué)鍵、物理鍵和氫鍵;高分子鏈。2.考核內(nèi)容

原子結(jié)構(gòu)、原子間的鍵合(金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵、范德瓦耳斯力、氫鍵)、高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。

第二章固體結(jié)構(gòu)

1.考核基本要求

掌握各種重要類型的固體材料的結(jié)構(gòu)及其性能特點(diǎn)，掌握一些基本的概念(合金相組織、晶體結(jié)構(gòu))，熟悉一些晶體結(jié)構(gòu)的典型特點(diǎn)和決定結(jié)構(gòu)的主要因素，結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。2.考核內(nèi)容

晶面與晶向用晶面指數(shù)與晶向指數(shù)的表達(dá)方法，三種常見金屬的晶體結(jié)構(gòu)，相、組織、固溶體、中間相(金屬間化合物)的概念，固溶體、中間相的分類、特點(diǎn)和用途，離子晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)則，典型的離子晶體結(jié)構(gòu)，共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

第三章晶體缺陷

1.考核基本要求

掌握位錯(cuò)理論的相關(guān)概念。重點(diǎn)掌握位錯(cuò)的概念，柏氏矢量及其性質(zhì)，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)與交割，位錯(cuò)反應(yīng)，掌握位錯(cuò)的應(yīng)力場，位錯(cuò)增殖，典型晶體的位錯(cuò)。

2.考核內(nèi)容

晶體缺陷分類，點(diǎn)缺陷的形成、平衡濃度、運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)的基本類型和特征，伯氏矢量，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)兩種最基本形式(滑移、攀移)，運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的交割，位錯(cuò)的應(yīng)力場、應(yīng)變能、線張力、生成、增殖，實(shí)際晶體中的位錯(cuò)(位錯(cuò)的伯氏矢量、堆垛層錯(cuò)、不全位錯(cuò))，位錯(cuò)反應(yīng)，湯普森四面體，表面及界面。

第四章固體中原子及分子的運(yùn)動(dòng)

1.考核基本要求

金屬的凝固、熱處理、冷變形金屬再加熱過程、高溫蠕變以及表面處理都有原子的擴(kuò)散，掌握擴(kuò)散的規(guī)律是重要的。理解一些基本概念：擴(kuò)散定律、擴(kuò)散方程的解、擴(kuò)散原子理論、影響擴(kuò)散因素。

2.考核內(nèi)容

擴(kuò)散定律、擴(kuò)散系數(shù)、純擴(kuò)散、化學(xué)擴(kuò)散、上坡擴(kuò)散、下坡擴(kuò)散、原子擴(kuò)散、反應(yīng)(相變)擴(kuò)散、自擴(kuò)散、互(異)擴(kuò)散、擴(kuò)散激活能，穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，擴(kuò)散通量、柯肯達(dá)爾效應(yīng);固態(tài)金屬中原子擴(kuò)散的條件;擴(kuò)散定律的內(nèi)容、適應(yīng)條件、解及應(yīng)用;擴(kuò)散系數(shù)及其影響因素，擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力;擴(kuò)散的分類;擴(kuò)散機(jī)制。

第五章材料的形變和再結(jié)晶

1.考核基本要求

塑性變形的本質(zhì)，單晶塑性變形的滑移、孿生、扭折形式;多晶塑性變形形式;合金塑性變形(奧羅萬強(qiáng)化機(jī)制);加工硬化;金屬變形后加熱會(huì)出現(xiàn)回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大現(xiàn)象;蠕變機(jī)制;超塑性。冷、熱加工處理后對(duì)材料組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。

2.考核內(nèi)容

塑性變形的本質(zhì)。單晶塑性變形的滑移、孿生、扭折形式;多晶塑性變形形式;合金塑性變形(奧羅萬強(qiáng)化機(jī)制);加工硬化;金屬變形后加熱會(huì)出現(xiàn)回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大現(xiàn)象;蠕變機(jī)制;超塑性。

單晶體塑性變形：塑性變形的實(shí)質(zhì)、方式-滑移、孿生，滑移帶，滑移線，滑移系，多滑移，交滑移，軟(硬)位向，臨界分切應(yīng)力等;多晶體塑性變形;合金的塑性變形(固溶強(qiáng)化、屈服現(xiàn)象的物理本質(zhì)、應(yīng)變時(shí)效);回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大和二次再結(jié)晶的定義、區(qū)別;再結(jié)晶溫度及影響因素;去應(yīng)力退火與再結(jié)晶退火工藝的制定與應(yīng)用;冷、熱加工處理后對(duì)材料組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。

第六章單組元相圖及純晶體的凝固

1.考核基本要求

單元系的凝固是研究相變的基礎(chǔ)，應(yīng)用熱力學(xué)理論探討單元系的凝固機(jī)理，包括形核、生長特征是本章的重點(diǎn)內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上了解鑄錠的微觀組織，對(duì)比高分子晶體與金屬晶體的凝固特征異同點(diǎn)為掌握的內(nèi)容。

2.考核內(nèi)容

單元系相變的熱力學(xué)及相平衡、純晶體的凝固、形核、晶體長大、結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及凝固組織。重點(diǎn)是結(jié)晶的基本過程、熱力學(xué)條件、凝固理論的應(yīng)用、非均勻形核的規(guī)律。

第七章二元系相圖及合金的凝固

1.考核基本要求

掌握二元系材料的相圖及凝固原理是將來理解材料成分-制備工藝-組織結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)鍵。因此，重點(diǎn)在于鐵碳相圖分析材料的平衡組織，以及非平衡凝固時(shí)材料內(nèi)部成分和結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律。

2.考核內(nèi)容

鐵碳相圖、鐵碳合金結(jié)晶過程分析;組織與相的區(qū)別;杠桿定律的應(yīng)用。

第八章三元相圖

1.考核基本要求

要求學(xué)生在二元相圖的基礎(chǔ)上理解三元相圖，主要掌握三元相圖的基本特點(diǎn)，并會(huì)分析簡單三元相圖的投影圖和截面圖。掌握三元相圖類型、定量法則、分析方法、等溫截面、變溫截面、投影圖。

2.考核內(nèi)容

三元相圖基礎(chǔ)、固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖、固態(tài)有限互溶的三元共晶相圖。考核重點(diǎn)是三元相圖類型、定量法則、杠桿法則、等溫截面、變溫截面、投影圖，尤其是三元共晶相圖的以上知識(shí)點(diǎn)。

第九章材料的亞穩(wěn)態(tài)

1.考核基本要求

本章內(nèi)容分兩個(gè)部分，其一為亞穩(wěn)態(tài)的材料，包括納米材料、準(zhǔn)晶態(tài)和非晶等材料的主要特點(diǎn)，來開闊學(xué)生的視野;其二為經(jīng)固態(tài)相變獲得的亞穩(wěn)態(tài)材料，總結(jié)固態(tài)相變的一些特征，理解馬氏體、貝氏體性能特點(diǎn)的組織本質(zhì)。

2.考核內(nèi)容

了解納米晶材料、準(zhǔn)晶態(tài)、非晶態(tài)材料、固態(tài)相變形成的亞穩(wěn)相。考核重點(diǎn)是材料亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)、性能與形成的概念和相互之間的關(guān)系，對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變的類型、定義、轉(zhuǎn)變特征等有深入理解。

四、主要參考教材(參考書目)

[1]胡賡祥，蔡珣，戎詠華.材料科學(xué)基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2010.5，第3版。

原文鏈接：

2023年青海大學(xué)材料加工工程專業(yè)考研材料科學(xué)基礎(chǔ)科目考試大綱