北京航空航天大学材料科学基础考研大纲

北京航空航天大学
2017 年招收硕士研究生入学考研大纲
《材料科学基础》考研大纲（2017 版）
适用专业：材料科学与工程专业
第一部分《金属学原理》
《金属学原理》是金属材料学科的科学基础，是材料科学
与工程专业重要的基础平台课之一。要求考生通过本课程学
习，掌握金属材料的原子排列与结构（金属及合金相结构、
晶体缺陷）、金属材料制备与成形方法的基本原理（合金相
图与合金凝固、塑性变形与金属强化方法、固态相变原理）、
金属材料组织结构控制基本原理及其与材料制备成形工艺
之间关系。
考试内容及要求
以下按金属及合金的晶体结构、晶体缺陷、固态金属中
的扩散、纯金属的凝固、二元合金相图及二元合金的凝固、
三元合金相图、金属的塑性变形、金属的回复与再结晶、固
态相变九部分列出考试内容。考试要求：掌握基本概念与基
本原理，并能够利用其计算与分析。注重基本概念与基本理
论的联系，注重各章节的联系和综合。
（一）金属及合金的晶体结构
金属键与金属的特性
金属晶体结构 晶体学基础——晶体结构、空间点阵、晶
格常数、晶向指数和晶面指数、晶面间距、三种典型金属晶
体结构
金属的同素异构转变及意义
合金相分类及影响合金相结构的主要因素、固溶体与固溶
强化（置换式固溶体、间隙式固溶体、有序固溶体）、中间
相及分类
（二）晶体缺陷
点缺陷
位错的基本性质、基本类型、几何性质及其运动特点，面
心立方晶体中的位错与位错反应（面心立方晶体中的全位错、
分位错、层错与扩展位错、位错反应的驱动力及位错反应的
条件、面心立方晶体中的典型位错反应），位错与金属的强
化机制
面缺陷：晶界（晶界的描述、晶界的结构与晶界能、金属
材料的细晶强韧化机理、晶界的运动及强化高温结构材料的
基本方法（驱动力及影响晶界运动的主要因素）），相界面
的结构、晶界及相界的性质
（三）固体金属中的扩散
扩散现象及其意义，宏观规律，热力学，扩散的微观理论
及微观机制，影响扩散的因素
（四）纯金属的凝固
液态金属与合金的结构与性质
金属晶体形核过程热力学分析（均匀形核、非均匀形核、
形核率及影响形核率的因素、细化金属晶粒的基本方法）
金属晶体的生长（固/液界面结构与晶体生长方式及生长
速度、固/液平界面的稳定性与金属晶体凝固形态）
金属铸锭典型组织及其形成机制
（五）二元合金相图及二元合金的凝固
二元匀晶相图及固溶体二元合金的凝固（平衡凝固过程
分析、凝固过程的溶质元素再分配及固溶体的非平衡凝固过
程分析，组成过冷及对固溶体晶体生长形态与凝固组织的影
响）
二元共晶相图及二元共晶合金的凝固（二元共晶相图分析
及典型合金（亚共晶、共晶、过共晶）平衡凝固过程及组织
分析、共晶凝固机制及动力学、离异共晶、非平衡共晶、伪
共晶）
二元包晶相图及凝固（二元包晶相图及合金的平衡凝固过
程分析、包晶反应特点）
Fe-C 合金相图及典型成分 Fe-C 合金凝固过程及凝固组织
分析（铁-渗碳体相图的特征温度点、碳含量、转变线、各
区域的组织与组成相、冷却过程的分析与相组成和组织组成
含量计算）。
（六）三元合金相图
直线法则、杠杠定律、重心法则，三元匀晶相图及合金凝
固过程分析，三元共晶相图及典型合金凝固过程分析与凝固
组织，四相平衡转变及三元相图所遵循的一般规律（三元相
图等温截面的特点、三元相图垂直截面的特点）
（七）金属的塑性变形
金属的塑性、塑性变形及其意义，单晶体塑性变形的基本
方式，多晶体的塑性变形（塑性变形特点、多晶体的屈服强
度、多晶体的应力-应变曲线），塑性变形后金属和合金显
微组织及性能变化
（八）金属的回复与再结晶
冷变形金属在加热过程中的组织结构及性能变化，回复、
再结晶、晶粒长大
（九）固态相变
固态相变分类，扩散型固态相变的一般特点，马氏体相变
的基本特征
第二部分《无机非金属材料学》
《无机非金属材料学》是无机非金属材料专业的基础理
论课。要求考生掌握无机非金属材料晶体与非晶结构特点、
表面与界面、化合物相图、扩散与固相反应、烧结等的基本
知识；在此基础上了解无机非金属材料结构、性能以及制备
过程内在联系的本质。
考试内容及要求
（一）化合物晶体结构及其缺陷
了解化合物晶体典型结构类型，了解各类结构的代表性陶
瓷及其特性与晶体结构的关系；
了解硅酸盐晶体结构特点；
了解化合物晶体的缺陷类型。掌握点缺陷的表示方法、点
缺陷反应方程及其化学平衡；了解固溶体的类型及其形成条
件；了解非化学计量化合物。
（二）熔体与玻璃体
了解硅酸盐熔体的结构和性质，玻璃的结构和玻璃的通性
以及玻璃的形成及其条件；
理解桥氧离子、非桥氧离子、网络形成离子和网络变性离
子的概念及其与性能的关系。
（三）表面与界面
了解固体表面力、晶体的表面结构。
理解弯曲表面效应与陶瓷烧结过程传质的关系。
了解陶瓷粒子在水介质中的电动性质及其影响因素，了解
陶瓷浆料的流变特性和稳定性。
（四）相平衡与相变
掌握陶瓷相图阅读方法，了解相图在陶瓷研究中的作用；
掌握二元和三元相图的分析方法；
掌握相变热力学与动力学。
（五）扩散与固相反应
掌握扩散动力学方程，了解扩散过程的推动力和微观机制，
掌握影响固体材料中扩散的主要因素；
了解固相反应动力学，明了影响固相反应的因素。
（六）烧结
掌握烧结的概念、驱动力和典型的烧结类型；
掌握固态烧结、液相烧结的主要传质方式、驱动力、特点
及其影响因素。
掌握烧结过程中的晶粒生长及其与烧结的关系；
掌握影响烧结的主要因素，了解促进烧结的方法。
第三部分《高分子化学及物理》
《高分子化学及物理》是高分子材料、复合材料等专业
的基础课，它既是专业知识结构中重要的一环，又是后续专
业课程的基础。要求学生掌握高分子的合成反应、制备方法、
高分子的结构、分子运动与性能之间关系等方面的基本原理
和基本知识，了解高聚物结构与性能的表征和研究手段，具
备通过化学合成制备高聚物、高聚物的分子设计、控制高聚
物产品的性质的方法等方面的初步能力，并能利用聚合物的
结构性能关系分析解决实际高分子材料制造和工艺过程中
的问题。
考试内容及要求
（一）高分子化学
要求掌握：各类高分子材料的合成方法；逐步聚合、链式
聚合及乳液聚合的反应原理、影响产物结构的因素及对单体
的要求；共聚物的合成及共聚组成的控制；聚合物的反应。
（二）高分子物理
掌握高分子链结构的长、柔和复杂的特点；掌握高分子分
子量与分子量分布的表征，部分掌握高分子分子量与分子量
分布的测定方法（以粘度法与凝胶渗透色谱法为主）；
理解高分子聚集态结构的多样性、复杂性与多缺陷特点；
掌握高分子的结晶/熔化与分子结构和外界条件的关系；了
解并部分掌握高分子聚集态结构的研究/表征方法；
掌握高分子运动单元多重性及运动松弛时间分布宽的特
点；
掌握相变与转变温度的物理意义；理解高聚物高弹性的特
点、热力学本质与分子运动本质；理解平衡高弹统计理论的
假设、推导思路、结论及理论的应用意义与局限性；
掌握高聚物粘弹性的概念、简单的模型（最多四元件）、
数学表达式以及分别在线性和对数座标中的曲线形式；理解
影响粘弹性的各种内因与外因；理解高聚物粘弹性理论中的
两个基本原理，了解并部分掌握粘弹性的测定方法；部分掌
握利用高聚物的力学性能与温度、时间与频率的关系研究高
分子运动的方法；
理解高聚物中冷拉、银纹等特殊现象的本质，掌握高聚物
断裂韧性的概念与断裂行为的特点，了解影响高聚物应力-
应变行为的结构因素与环境因素；理解高分子溶液的非理想
性、高聚物熔体的非牛顿性与弹性表现；掌握稀溶液理论与
流变学中基本物理量的物理意义；结合高分子材料的加工与
应用，理解影响熔体粘度的各个因素并了解研究高聚物熔体
流变行为的基本方法。