2021青海大學材料科學基礎(chǔ)專業(yè)研究生考研考試大綱

發(fā)布時間：2020-12-09 編輯：考研派小莉推薦訪問：

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2021青海大學材料科學基礎(chǔ)專業(yè)研究生考研考試大綱正文

一、考核目的

材料科學基礎(chǔ)是材料科學與工程專業(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，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、

固體中原子的運動、材料中的擴散，材料的塑性變形與強化、

材料的亞穩(wěn)態(tài)。課程考核目的是使學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、共價鍵、分子鍵和氫

鍵幾種典型結(jié)合鍵的特點。掌握三大固體材料的結(jié)構(gòu)特點、

性能特點，建立材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。掌握晶體學的

基礎(chǔ)知識，重點是掌握晶向指數(shù)與晶面指數(shù)的標定方法，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)及其對材料性能的影響。重點掌握位錯的

概念，柏氏矢量及其性質(zhì)，位錯的運動與交割，位錯反應，

掌握位錯的應力場，了解位錯的能量、晶體的界面與界面能，

吸附與潤濕等概念與現(xiàn)象。掌握擴散的概念、重點掌握擴散

第一定律、擴散第二定律及其應用、擴散機制。了解柯肯達

耳效應，影響擴散的因素。掌握固體材料變形的基本方式、

彈性變形的機制、塑性變形的機理、塑性變形對組織與性能

的影響、金屬及合金強化的位錯解釋。掌握形變金屬及合金

在退火過程中的變化、即回復、再結(jié)晶、晶粒長大過程及其

機制、金屬的熱變形。掌握耐熱材料的蠕變機制，了解合金

的超塑性應用。掌握結(jié)晶的基本過程、結(jié)晶的熱力學條件、

形核及長大規(guī)律、凝固理論的應用。了解非均勻形核的規(guī)律，

進而掌握細化晶粒，單晶和非晶合金材料的制備原理；掌握

相圖的基本知識、二元相圖的基本類型、分析；重點二元相

圖有 Fe-C 相圖、結(jié)晶過程分析和杠桿定律的運用；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，對馬

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基

礎(chǔ)的基本知識，使學生能把握材料的共性，熟悉材料的個性，

培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力。

二、考核內(nèi)容與要點

緒論1.考核基本要求

要求對本課程的學習內(nèi)容有基本的認識和了解，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、共價鍵、

范德瓦耳斯力、氫鍵）、高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)和遠程結(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，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)，共價晶體結(jié)構(gòu)特點。第三章晶體缺陷

1.考核基本要求

掌握位錯理論的相關(guān)概念。重點掌握位錯的概念，

柏氏矢量及其性質(zhì)，位錯的運動與交割，位錯反應，掌握位

錯的應力場，位錯增殖，典型晶體的位錯。

2.考核內(nèi)容

晶體缺陷分類，點缺陷的形成、平衡濃度、運動，位錯

的基本類型和特征，伯氏矢量，位錯的運動兩種最基本形式

（滑移、攀移），運動位錯的交割，位錯的應力場、應變能、

線張力、生成、增殖，實際晶體中的位錯（位錯的伯氏矢量、

堆垛層錯、不全位錯），位錯反應，湯普森四面體，表面及

界面。

第四章固體中原子及分子的運動

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散，掌握擴散的規(guī)律是重要

的。理解一些基本概念：擴散定律、擴散方程的解、擴散原

子理論、影響擴散因素。

2.考核內(nèi)容

擴散定律、擴散系數(shù)、純擴散、化學擴散、上坡擴散、

下坡擴散、原子擴散、反應（相變）擴散、自擴散、互（異）

擴散、擴散激活能，穩(wěn)態(tài)擴散，非穩(wěn)態(tài)擴散，擴散通量、柯

肯達爾效應；固態(tài)金屬中原子擴散的條件；擴散定律的內(nèi)容、

適應條件、解及應用；擴散系數(shù)及其影響因素，擴散驅(qū)動力；擴散的分類；擴散機制。

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（奧羅萬強化機制）；

加工硬化；金屬變形后加熱會出現(xiàn)回復、再結(jié)晶、晶粒長大

現(xiàn)象；蠕變機制；超塑性。冷、熱加工處理后對材料組織結(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（奧羅萬強化機制）；

加工硬化；金屬變形后加熱會出現(xiàn)回復、再結(jié)晶、晶粒長大

現(xiàn)象；蠕變機制；超塑性。

單晶體塑性變形：塑性變形的實質(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，

臨界分切應力等；多晶體塑性變形；合金的塑性變形（固溶

強化、屈服現(xiàn)象的物理本質(zhì)、應變時效）；回復、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；去應力退火與再結(jié)晶退火工藝的制定與應用；冷、熱加

工處理后對材料組織結(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)，應用熱力學理論探討

單元系的凝固機理，包括形核、生長特征是本章的重點內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上了解鑄錠的微觀組織，對比高分子晶體與金屬晶

體的凝固特征異同點為掌握的內(nèi)容。

2.考核內(nèi)容

單元系相變的熱力學及相平衡、純晶體的凝固、形核、

晶體長大、結(jié)晶動力學及凝固組織。重點是結(jié)晶的基本過程、

熱力學條件、凝固理論的應用、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，重點在于鐵碳

相圖分析材料的平衡組織，以及非平衡凝固時材料內(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；

杠桿定律的應用。

第八章三元相圖

1.考核基本要求

要求學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，并會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?？己酥攸c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點。

第九章材料的亞穩(wěn)態(tài)

1.考核基本要求

本章內(nèi)容分兩個部分，其一為亞穩(wěn)態(tài)的材料，包括納米

材料、準晶態(tài)和非晶等材料的主要特點，來開闊學生的視野；

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、貝氏體性能特點的組織本質(zhì)。

2.考核內(nèi)容

了解納米晶材料、準晶態(tài)、非晶態(tài)材料、固態(tài)相變形成

的亞穩(wěn)相?？己酥攸c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。

三、考試題型

試卷題型有填空題、選擇題、判斷題、計算題、綜合分

析題和畫圖題等。

四、考試要求

研究生入學考試科目《材料科學基礎(chǔ)》為閉卷，筆試，

考試時間為 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。

五、參考教材

[1] 胡賡祥，蔡珣，戎詠華. 材料科學基礎(chǔ)[M].上海：

上海交通大學出版社，2010.5，第 3 版.

青海大學

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