2023年大連海事大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)考研材料科學(xué)基礎(chǔ)科目考試大綱

2023年大連海事大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)考研材料科學(xué)基礎(chǔ)科目考試大綱

考試科目：材料科學(xué)基礎(chǔ)

試卷滿分及考試時(shí)間：試卷滿分為150分，考試時(shí)間為180分鐘。

考試主要內(nèi)容及要求：

一、材料的鍵合方式

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

二、晶體學(xué)基礎(chǔ)

(1)理解空間點(diǎn)陣的概念，掌握晶體與非晶體、晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣的差異。

(2)掌握晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的標(biāo)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(jié)構(gòu)面心立方、體心立方、密排六方晶胞中原子數(shù)、配位數(shù)、致密度的計(jì)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(jié)構(gòu)

(1)掌握固溶體的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，理解超結(jié)構(gòu)的類型及影響有序化的因素。

(3)了解離子晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)則，了解NaCl型、A2B2型和硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解金剛石型共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解聚合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解非晶態(tài)結(jié)構(gòu)及其性能與晶體結(jié)構(gòu)的區(qū)別。

四、晶體中的缺陷

(1)掌握點(diǎn)缺陷的形成與平衡濃度，掌握點(diǎn)缺陷對晶體性能的影響及其應(yīng)用。

(2)掌握位錯(cuò)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(cuò)運(yùn)動(dòng)的兩種基本形式：滑移和攀移的特點(diǎn)。理解作用于位錯(cuò)的組態(tài)力、位錯(cuò)的線張力、外加切應(yīng)力、位錯(cuò)附近原子實(shí)際所受的力、以及位錯(cuò)間的交互作用力相互之間的關(guān)系與區(qū)別，掌握位錯(cuò)的增值機(jī)制，掌握位錯(cuò)反應(yīng)的判斷。了解運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)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(cuò)和肖克萊不全位錯(cuò)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解孿晶界。

五、固態(tài)中的擴(kuò)散

(1) 理解固體中的擴(kuò)散現(xiàn)象及其與原子運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，掌握擴(kuò)散第一定律和第二定律適用的場合及其對相應(yīng)的擴(kuò)散過程進(jìn)行分析計(jì)算的方法。

(2)理解擴(kuò)散的幾種機(jī)制，理解擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散激活能的概念并掌握其計(jì)算方法，掌握影響擴(kuò)散的主要影素，了解柯肯達(dá)爾效應(yīng)的意義。

(3)了解反應(yīng)擴(kuò)散的特點(diǎn)及用相圖確定反應(yīng)擴(kuò)散出現(xiàn)象的方法。

六、相圖

(1)掌握相律的描述、計(jì)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(dá)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(dá)式，掌握相平衡條件表達(dá)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(zhuǎn)變的圖形、反應(yīng)式;掌握二元典型合金的平衡結(jié)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(jì)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(yīng)式、平衡相計(jì)算、平衡組織計(jì)算、組織示意圖繪制;掌握根據(jù)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(jié)構(gòu)的描述及其與固體結(jié)構(gòu)的差異，掌握結(jié)晶的熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)和能量條件。

(2)掌握均勻形核過程的熱力學(xué)分析，推導(dǎo)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(xué)判據(jù)， 掌握晶體的生長方式及其生長速率，掌握液—固界面結(jié)構(gòu)和液——固界面前沿液體的溫度分布對晶體形態(tài)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(jì)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(jù)，層狀共晶的片間距與冷速的關(guān)系。了解包晶合金凝固機(jī)制及包晶反應(yīng)不完全性。

八、金屬的塑性變形

(1)掌握彈性變形的特點(diǎn)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(cuò)運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，掌握滑移系、分切應(yīng)力、臨界分切應(yīng)力的概念和計(jì)算。

(3)掌握形變強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化的機(jī)制及應(yīng)用。

(4)掌握金屬經(jīng)過冷變形后組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化。

九、回復(fù)與再結(jié)晶

(1)掌握回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大的概念和應(yīng)用。

(2)掌握再結(jié)晶溫度的概念及其影響因素。

(3)掌握冷變形金屬經(jīng)過加熱、保溫后組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化。

參閱：

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》胡庚祥等 上海交通大學(xué)出版社 2010 或者《材料科學(xué)基礎(chǔ)》 趙晶等 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1998年版

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