《材料科学基础》考试大纲
一、考试的总体要求
要求学生系统掌握对材料的成分、微观组织结构、制备工艺与材
料性能之间的关系以及其变化规律，同时熟练掌握材料科学与工程的
的基本理论、金属学的基本原理及规律、固态相变等理论以及合理利
用相图工具对材料组织和性能的综合评价分析技能，并进一步考察对
基础理论知识的灵活应用与分析和解决实际问题的能力。
二、考试的内容
1、材料的结构
原子之间键合的基本类型、特征及其对材料性能的影响规律，晶
体与非晶体，晶体结构与空间点阵，晶胞中晶向指数与晶面指数表示
方法，以及指数与图形对应关系；金属材料中常见三种典型晶体结构
的原子位置、单胞中原子数、致密度、配位数、密排面与密排方向；
立方晶系中晶向和晶面指数夹角和晶面间距计算；高分子链的近程、
远程结构。
2、晶体缺陷
晶体缺陷的基本类型、特征及其对材料性能的影响规律；刃型位
错和螺型位错原子模型及其对应的柏氏矢量表示方法；位错的应力场
和应变能；位错的运动与交互作用，位错反应条件及位错滑移运动的
条件和结果；晶体中的界面形式、界面能及其对晶粒形貌的影响。
3、材料的相结构
固溶体的分类及特点，影响固溶体溶解度的主要因素；中间相的
结构、分类、性能及特征；离子晶体和共价晶体的晶体结构；聚合物
的晶态结构；非晶态结构。
4、相图
相图基础知识，二元相图的基本类型特点及结晶过程分析方法，
熟练运用杠杆定律计算平衡转变时相组成和组织组成物的相对含量；
依据相图判断合金的工艺性能与机械性能；在非平衡结晶条件下对不
同类型转变的影响作用；掌握铁碳相图，能够分析平衡结晶过程各典
型成分合金的组织转变过程，相组成和组织组成物的相对含量计算、
室温组织组成的分析；三元合金系的成分表示方法以及不同三元相图
的结构特点和各类等温、变温截面图的绘制及形状分析，并可利用其
进行各种典型成分合金的室温组织变化以及相对含量计算分析，掌握
在平衡结晶时发生的各种转变类型分析。
5、材料的凝固
结晶的基本条件及形核与长大的基本规律；晶体的长大方式与温
度分布的影响关系；结晶理论的实际应用：控制实际结晶晶粒尺寸和
凝固体组织的方法及其凝固原理；成分过冷的形成主要原因、影响因
素及其固溶体凝固组织的影响规律。
6、材料的塑性变形与回复再结晶
晶体塑性变形的基本过程与方式，以及晶体的变形机理及本质，
单晶体、多晶体及合金塑性变形过程及特点；塑性变形对材料组织结
构、性能的影响。加工硬化产生的微观机制及其实际工程意义；利用
位错理论解释金属及合金的强化机制、产生影响及工程意义；回复和
再结晶微观组织结构演变过程以及对材料的组织、性能的影响；再结
晶后晶粒尺寸的主要影响因素及其控制方法。
7、固体中的扩散
菲克第一、二定律的内容和涵义，及其实际工程应用；扩散的基
本条件、微观机理以及主要类型；柯肯达尔效应及实际意义；影响扩
散系数的因素及其影响规律；扩散在材料科学中的实际应用。
8、固态相变
固态相变的主要类型及特点；奥氏体化的基本过程及其影响因素；
不同冷却条件下过冷奥氏体发生的固态相变类型以及组织产物的结
构和性能特点；在不同回火温度下淬火钢的组织转变及性能变化规律。
三、考试题型及比例
填空题： 20%左右
问答题： 30%左右
综合分析、计算题： 50%左右
四、考试形式及时间
考试形式为闭卷笔试，试卷总分值为 150 分，考试时间为三小时。
五、主要参考教材
《材料科学基础》，胡庚祥，蔡珣，戎咏华，上海交通大学出版社。
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