2017年兰州理工大学材料学院考试大纲考研大纲

《材料科学基础》科目考试大纲
层次：硕士
科目代码：801
适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程，先进材料制备技术、先进高分子
材料、冶金物理化学、有色金属冶金、材料工程、冶金工程
考试主要内容：
1．原子键合 ①原子结构；②离子键；③共价键；④金属键；⑤分子键；⑥高分子链。
2．固体结构 ①晶体学基础；②金属的晶体结构；③合金相结构；④离子晶体结构；
⑤共价晶体结构；⑥聚合物晶体结构。
3．晶体缺陷 ①点缺陷；②线缺陷；③表面及界面。
4．扩散迁移 ①扩散定律；②扩散机制；③影响扩散的因素。
5．变形与再结晶 ①弹性与塑性变形；②单晶体的塑性变形；③多晶体的塑性变形；
④变形后的组织与性能；⑤合金的塑性变形；⑥回复和再结晶；⑦动态回复，动态再结晶和
金属的热加工；⑧高聚物的塑性变形。
6．相与相平衡 ①相、组元，系统；②自由度，相律；③相图及其表示和测定方法；
④材料中的基本相及其特征；⑤相图热力学基础。
7．单元相图及纯组元的凝固与结晶 ①单元系相图与相平衡；②纯金属的凝固与结晶；
③铸锭结构及其影响因素；④高分子的结晶。
8．二元相图及合金的凝固与结晶 ①合金相结构、合金的结晶过程（包括平衡结晶与
不平衡结晶）及合金相图的建立；②二元合金相图的基本类型及相图分析；③合金性能与相
图的关系；④二元合金的凝固理论；⑤纯铁的同素异构转变与铁碳相图；⑥高分子合金的凝
固与结晶。
9．三元相图 ①三元相图基础；②固态下不溶解的三元共晶相图。③固态互不溶解三
元共晶相图的投影图、结晶过程、等温截面、变温截面。④三元相图分析、等温截面、变温
截面。
建议参考书目：
[1]《材料科学基础》，胡赓祥、蔡珣主编，上海：上海交通大学出版社，2010年（第3版）。
[2]《材料科学基础》，石德珂主编，西安：西安交通大学出版社，2006年（第2版）。
[3]《材料科学基础辅导与习题》，蔡珣、戎咏华编著，上海：上海交通大学出版社，2008
年（第3版）
兰州理工大学样题
兰
《金属学与热处理》科目考试大纲
层次：硕士
科目代码：821
适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程，先进材料制备技术、先进高分子
材料、冶金物理化学、有色金属冶金、材料工程、冶金工程
考试主要内容：
1．金属的结构与结晶 ①. 晶胞、晶系、晶面指数与晶向指数； ②. 三种典型金属晶
体的原子排列方式、晶胞原子数、配位数、致密度、密排晶向与密排晶面； ③. 点缺陷、
位错、界面的基本概念； ④. 纯金属结晶规律、结晶条件、结晶过程中的形核、长大过程
与晶粒尺寸控制、金属铸锭的组织与缺陷。
2．二元合金的结构与相图 ①. 合金中的相及其结构：固溶体、化合物；②. 二元合金
相图建立与杠杆定律，二元相图的分析和使用；③. 二元合金凝固过程分析、组织形貌及平
衡相、平衡组织计算；非平衡凝固过程及其组织分析。
3．铁碳合金①. 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。 ②. 钢中的主要杂质的作用；含碳量
对碳钢组织和性能的影响；常用碳钢。
4．三元合金相图
三元合金相图的表示方法和三相平衡的定量法则，简单三元相图及其合金结晶过程分析，
三元相图的等温截面和变温截面；
5．金属的塑性变形与再结晶①. 金属塑性变形的方式：滑移、孪生；②. 晶体滑移的
位错机制、滑移面、滑移方向、滑移系； ③. 塑性变形对金属组织与性能的影响。 位错
强化机制、细晶强化机制。④. 冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化，回复与再结
晶。
6．固态金属中的扩散
扩散现象，机理和条件，扩散定律，影响扩散的因素。
7．钢的热处理①、钢的奥氏体化过程、奥氏体晶粒度及控制；②、钢在冷却时的转变、
珠光体、贝氏体、马氏体的组织形貌及性能；TTT曲线与CCT曲线；魏氏组织。③、 退火、
正火、淬火、回火的目的、组织与应用；常用钢的热处理规范。
8．工业用钢①. 钢的分类与牌号，合金元素在钢中的作用与影响；②. 常用结构钢、
合金工具钢、特殊性能钢的牌号、化学成分、热处理、组织、性能及用途。会合理选材。
9．铸铁材料
灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的牌号、热处理、组织与用途。
试题类型：名词解释题、填空题、简述题、绘图计算题、分析综合题。
具体要求：基本概念与基本原理清楚，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。
建议参考书目：
[1]《金属学与热处理原理》，崔忠圻、刘北兴著，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007 年
（第3版）
[2]《金属学与热处理》，崔忠圻主编，北京：机械工业出版社，1996年（第1版）
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《冶金原理》科目考试大纲
层次：硕士
科目代码：864
适用招生专业：有色金属冶金、冶金物理化学、冶金工程
考试主要内容：
1.Al2O3-SiO2-CaO三元系相图
初晶液相面、共晶线包晶线及组成点冷却过程的分析
2.化合物离解生成反应
离解压的计算、离解生成反应平衡图的分析、化合物相变与离解生成反应ΔGө
-T关系式的
斜率变化之间的关系
3.C的燃烧热力学
C-O系发生的反应、C气化反应的热力学分析
4.CO还原金属氧化物
还原反应热力学分析、用CO进行选择性还原金属氧化物时还原条件的计算
5.固体C还原金属氧化物
还原温度在1000°C以下时还原反应的热力学分析、还原温度在1000°C以上时还原反应
的热力学分析
6.气固反应动力学
完整的气固反应机理模型、气固反应所经历的环节、反应处于扩散区动力学区混合区的含
义、金属氧化过程动力学方程式的推导
7.粗金属的精炼
区域精炼的原理分析、氧化精炼的原理分析
8.Cu-H2O系ε-pH图
ε-pH图中物质稳定区、Cu2O浸出反应条件的选择
9.电解过程
阳极反应、阴极反应、极化、电极反应动力学、电解时实际电极电位的计算、阴极上离子
析出的顺序
建议参考书目：
[1] 《冶金原理》，李洪桂主编，科学出版社，2005
[2] 《有色冶金原理》，傅崇说主编，冶金工业出版社，1997
[3]《钢铁冶金原理》，黄希祜主编，冶金工业出版社，2005
兰州理工大学样题
《高分子化学与物理》科目考试大纲
层次:硕士
科目代码：823
适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程，先进材料制备技术、先进高分子
材料、材料工程
考试主要内容：
高分子化学部分：
要求考生系统地掌握高分子化合物的基本概念，高分子化合物的合成反应原理、反应动力
学、热力学，聚合物的合成方法、以及聚合物的化学反应。要求考生具有抽象思维能力和逻
辑推理能力，以及综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。具体要求如下：
1．掌握高分子化学的基本概念；聚合物分类及命名、聚合反应分类及相互关系。
2．掌握从单体结构等因素入手，用热力学、动力学方法分析单体进行均聚合、共聚合反应的
能力。
3．掌握各种连锁聚合反应（自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合、开环聚合、
易位聚合）机理的特点、基元反应；单体与引发剂的匹配、反应速率、相对分子质量和聚合
物空间立构的控制等。
4．掌握各种逐步聚合反应的机理、特点，以及聚合物聚合度的控制等。
5．掌握各种共聚合反应的原理和机理、共聚组成的控制等
6．掌握聚合物化学反应的基本特点和主要的聚合物化学反应。
7．掌握主要聚合物的合成机理、聚合方法、聚合工艺等。
高分子物理部分：
考试内容主要包括三个部分：聚合物的结构、聚合物的分子运动、聚合物的各种物理性能。
以聚合物结构与性能关系为主线、以分子运动为联系结构与性能的桥梁，重点考核高分子的
链结构（包括化学组成、形状、形态、分子量和分子量分布）、凝聚态结构（包括晶态、非晶
态、液晶态、取向及织态结构）和各种物理性能（包括溶液性质、力学性质、流动性质、电
学性质等）间的关系，以及聚合物的结构、分子运动、分子量及其分布及各种物理力学性能
的测试方法等。具体为：
1、掌握高分子链的基本结构，构造、构型与构象的基本概念，影响柔性的因素，构象的统计
分析与计算。
2、掌握聚合物的凝聚态结构（晶态、非晶态与液晶态）与取向结构的基本结构特点；结晶度
与取向度的定义、计算与测定方法。
3、掌握高分子溶液的溶解过程，溶度参数、第二维利系数、哈金斯参数的物理意义，高分子
溶液与多组分聚合物的相分离机理
4、掌握各种平均分子量与分子量分布的定义、计算与测定方法。
5、掌握高分子的运动特点，玻璃化转变理论，玻璃化转变温度、结晶速度与熔点等基本概念、
影响因素与测定方法。
6、橡胶弹性的特点、产生条件，橡胶弹性热力学分析，橡胶的统计状态方程，网络的溶胀。
7、蠕变、应力松驰、滞后与内耗的基本概念、影响因素及表征方法，线性粘弹性模型，时-
温等效原理，动态力学谱与次级转变。
8、屈服、银纹、剪切带、脆韧转变温度与断裂的基本概念，格里菲斯断裂理论，增强与增韧
的途径与机理。
9、牛顿流体与非牛顿流体，聚合物的粘性流动曲线，粘度的测定方法与影响因素，聚合物流
体的弹性响应。
试题类型：题型包括概念题、问答题、计算题。
具体要求：基本概念与基本原理清楚，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。
建议参考书目：
潘祖仁，《高分子化学》，北京：化学工业出版社， 2011，第五版。
金日光、华幼卿主编，《高分子物理》，北京：化学工业出版社，2013，第四版。
兰州理工大学样题
《材料研究方法》科目考试大纲
层次：博士
科目代码：3813
适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程、先进材料及其制备技术、先进高
分子材料
考试主要内容：
1．物理学基础 粒子与波；原子分子与光谱；光与物质的相互作用；带电粒子与物质
的相互作用；衍射与成像。
2．晶体学基础 晶体及其对称性；布拉菲点阵；弥勒指数；晶面间距及其夹角；倒易
点阵及其矢量；广义晶面与晶带；晶体投影；晶体衍射理论；极射赤面投影法。
3．光学分析 光学显微分析：反光显微镜，偏光显微镜；相衬显微镜，干涉显微镜，
高温显微镜；近场光学显微镜；低倍观察与定量金相；显微摄影与图像分析。
4．X射线分析 X射线及其性质；X射线衍射原理；X射线衍射方向和衍射强度；X射线
衍射分析方法；X射线光谱分析；X射线荧光仪； 电子探针X射线显微分析仪。
5．电子分析 透射电子显微分析；电子衍射原理及常见标准衍射花样；衍射花样标定；
晶体薄膜衍衬成像分析；高分辨透射电子显微术；扫描电子显微分析；电子探针显微分析。
6．电子背散射衍射分析 晶体学取向基础；硬件系统；技术原理及花样标定。
建议参考书目：
1. 周玉.《材料分析方法》第 3 版，北京：机械工业出版社，2011.
2. 王培铭, 许乾慰. 《材料研究方法》, 北京：科学出版社，2005.
《材料物理与化学》科目考试大纲
层次：博士
科目代码：3823
适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程、先进材料及其制备技术、先进高
分子材料
考试主要内容
1.晶体结构
晶体结构的基本类型、实际的晶体结构、倒格子空间及布里渊区
2.材料的电性能
自由电子理论，能带理论，半导体
3.材料的热学性能
声子，一维原子链的振动，热容及其相关的模型，热膨胀
4.材料的磁性能
各类磁性材料的磁化率与温度的关系，铁磁理论
5.材料的光学性能
光与固体的相互作用
6.扩散与固态相变
扩散定律、扩散机制、影响扩散的因素；固态相变的分类和机理，固相反应
建议参考书
[1]《固体物理导论》，C. 基泰尔著，项金钟、吴兴惠译，北京：化学工业
出版社，2005
[2]《材料物理导论》，熊兆贤著， 北京：科学出版社，2002
[3]《冶金与材料物理化学》，赵文超著，冶金工业出版社，2001
《固体物理导论》科目考试大纲
层次：博士
科目代码：3807
适用招生专业：材料物理与化学、材料学、材料加工工程、先进材料及其制备技术、先进高
分子材料
考试主要内容：
一、晶体结构
1、晶体的宏观特性
2、晶体的周期性和空间点阵
3、密堆积与配位数
4、几种常见的晶格
5、晶体的宏观对称性
6、晶体的微观对称性
7、Miller 指数
8、倒格子
9、布里渊区
10、晶体结构的实验确定
二、晶体结合
1、晶体的结合能
2、离子键与离子晶体
3、共价键与共价晶体
4、金属键与金属晶体
5、范徳瓦尔斯键与分子晶体
6、氢键与氢键晶体
三、晶格振动与晶体热学性质
1、一维原子链的晶格振动
2、晶格振动的量子化和声子
3、晶格振动谱的实验方法
4、固体比热
5、非谐效应
四、晶体中的缺陷与运动
1、缺陷类型
2、缺陷数目的统计
3、缺陷的运动
4、晶体中原子的扩散
5、晶体中的位错
五、固体电子论
1、电子气的能量状态
2、电子气的费密能量
3、金属中的电子气热容量
4、功函数和接触势差
5、热导率
六、固体的能带理论
1、布洛赫定理
2、近自由电子近似
3、紧束缚近似
4、布洛赫电子的准经典运动
5、晶体中电子运动的速度和加速度
6、导体、半导体和绝缘体的能带论解释
七、半导体
1、半导体的能带结构
2、半导体的光吸收
3、电子和空穴的统计
4、半导体的电导率
5、载流子注入，复合和扩散；P-N结概念
建议参考书目：
[1]《固体物理导论》(原著第8版)，基泰尔 著，项金钟等译，北京：化学工业出版社，200
5年版。
[2]《固体物理学》，朱建国等著，北京：科学出版社，2005年（第1版）。
《聚合物结构与性能》科目考试大纲
层次:博士
科目代码：3843
适用招生专业：先进高分子材料，材料物理与化学，材料学，材料加工工程，先进材料及其
制备技术
考试主要内容：
1.高分子科学和高分子物理学的建立、发展和现状，高分子物理的研究对象与内容、高
分子结构的特点。
2. 高分子的结构单元的化学组成和键接方式、空间排列及支化、交联等问题，高分子结
构特点、各层次结构的主要内容，链结构与性能的关系，化学键内旋转、构象、构型、柔顺
性和链段等基本概念及定量描述，影响柔顺性的因素，分子柔顺性的大小判断方法。
3. 聚合物的非晶态和晶态结构特征以及结晶度的测试方法，高分子的结晶动力学、结晶
热力学的基本知识和实验方法，高分子液晶的种类、结构与应用，高分子多相体系的种类。
4. 高分子的分子运动的时间、温度依赖性，玻璃化转变现象、影响因素及测定方法，高
分子运动的特点，线性非晶、结晶、交联高聚物的ε－t曲线及其力学状态及转变，玻璃化转
变的自由体积理论及WLF方程，Tg的测量方法及其影响因素。
5. 高聚物的溶解特性，溶度参数概念。高分子稀溶液、亚浓溶液及浓溶液的特性，高分
子在溶液中的形态和尺寸，高分子溶液的热力学性质(混合热、混合熵和混合自由能等)，流
体力学性质(扩散、粘度等)，高聚物溶解的特点，溶剂的选择原则，θ温度、Huggins参数、
第二维利系数A2的概念及物理意义和应用，交联高聚物的溶胀平衡公式的应用。
6. 高聚物粘性流动特点，高聚物熔体的流动特征及其流动曲线和粘度的表征，影响聚合
物粘流温度和粘度的因素，聚合物熔体的弹性表现（法向应力效应、挤出胀大效应、不稳定
流动），高聚物熔体弹性效应的机理、现象及影响因素，牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、
胀塑性流体和表观粘度。
7.分子量的统计意义，端基分析法、沸点上升法、冰点降低法、蒸气压下降法、膜渗透
压法、粘度法和凝胶渗透色谱法（GPC）测定聚合物分子量的原理和方法，测量分子量分布的
表示方法，分布宽度系数、微分分布曲线。
8. 高弹态高聚物的特征和橡胶弹性理论，高弹态的熵弹本质，聚合物的粘弹性概念和力
学松弛特征，粘弹性的测试方法，时温等效原理以及各类聚合物的应力－应变曲线及影响力
学性能的因素。
9. 聚合物的电学性能、介电性及导电性的概念及其影响因素，聚合物的静电现象，静电
的防止和利用。
10. 高聚物的热稳定性，耐高温的高聚物材料，高聚物的热膨胀和热传导，热学性质和
分子结构的关系。
建议参考书目：
1、马德柱，何平笙，徐仲德，周漪琴编著，2003，高聚物的结构与性能（第二版），科
学出版社。
2.陈平，唐传林，廖明义主编，2012，高聚物的结构与性能——研究生规划教材，化学工
业出版社。