2014年中国石油大学(华东)858-材料科学概论考研大纲

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2014 年硕士研究生入学考试大纲
考试科目名称：材料科学概论考试时间：180 分钟，满分：150 分
一、考试要求：
本课程主要考察学生掌握材料的成分、组织结构与材料性能之间的相互关系，包括材
料的微观结构、晶体缺陷、原子及分子的运动、材料的形变和再结晶、相平衡及相图、材料
的亚稳态等领域基本概念、基本原理及基本方法的情况。要求考生具备相应的固体物理基础
知识，具有一定的运用材料科学基础知识分析和解决实际问题的能力。
二、考试内容：
1.原子结构与键合
（1）：金属键理论及其应用。
（2）：离子键理论及其应用。
（3）：共价键理论及其应用。
2．固体结构
（1）：晶体学基础（晶体、晶体结构、空间点阵、阵点、晶胞、晶向晶面指数、
晶带定律和晶面间距计算公式等）。
（2）： :极射投影原理和倒易点阵。
（3）： :三种典型的金属晶体结构（点阵常数、晶胞原子数、配位数、致密度和
间隙）。
（4）： :合金相结构及其影响因素（固溶体和中间相的性质及其影响因素）。
（5）： :晶态和非晶态的特点（玻璃和玻璃化转变温度）。
３．晶体缺陷
（1）：点缺陷的分类和平衡浓度对点缺陷形成的影响。
（2）：过饱和点缺陷及其应用。
（3）：位错的基本类型和特征（刃位错、螺位错和混合位错）。
（4）：柏氏矢量，
（5）：位错的运动（滑移、攀移和交割）、
（6）：位错的弹性性质（位错的应力场、应变能、线张力和位错间的交互作用力）。
（7）：位错的形成和增殖。
（8）：实际晶体结构中的位错（单位位错、全位错、不全位错和部分位错，堆垛
层错，位错反应的概念及条件，扩展位错，束集）。
（9）：晶界（小角度晶界结构的分类、大角度晶界的结构、晶界能和晶界特性）。
（10）：孪晶概念及孪晶界的分类。
（11）：相界概念及相界的分类。
４．固体中原子及分子的运动
（1）：菲克第一定律的含义和各参数的量纲。
（2）：菲克第二定律方程解的应用（一些较简单的扩散问题）。
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（3）：柯肯达尔效应的起因，以及标记面漂移方向与扩散偶中两组元扩散系数大
小的关系。
（4）：扩散驱动力和热力学因子判断条件（上坡扩散和下坡扩散）。
（5）：影响扩散的主要因素。
（6）：计算和求解扩散系数及扩散激活能。
（7）：反应扩散的概念。
5．材料的形变和再结晶
（1）：弹性形变的本质和特征。
（2）：弹性的不完整性和粘弹性。
（3）：塑性变形和弹性变形的各种特点。
（4）：比较塑性变形的两种基本形式：滑移与孪生的异同点。
（5）：多晶体塑性变形机制。
（6）： Hall-Petch 公式及其应用（细晶强化）。
（7）：几种强化的概念及机制（弥散强化、沉淀强化、加工硬化和细晶强化）。
（8）：屈服现象与应变时效的概念及机制。
（9）：形变织构与残余应力。
（10）：回复和再结晶（机制、动力学、影响因素和区别）。
（11）：一次与二次再结晶，以及静态与动态再结晶的区别。
6．单组元相图和纯晶体的凝固
（1）： :吉布斯相律的应用。
（2）： :晶体的凝固（液态结构的特征和凝固的热力学条件）。
（3）：均匀形核和非均匀形核的临界晶核半径和形核功的推导。
（4）： :晶体的生长方式及其对生长方式的影响。
（5）： :合金相结构及其影响因素（固溶体和中间相的性质及其影响因素）。
（6）： :液-固界面结构和液-固界面前沿液体的温度分布对晶体的影响。
（7）：凝固理论的应用（细晶获得的途径和单晶制备的方法）。
7．单组元相图和纯晶体的凝固
（1）： :多相平衡成分确定的公切线方法。
（2）： :两相混合物的自由能的确定及杠杆法则的应用。
（3）：自由能-成分曲线与相图之间的转化。
（4）： :二元相图的几何规律。
（5）： :固溶体的平衡凝固与非平衡凝固。
（6）： :共晶合金的平衡凝固与组织组成体、组成相的相对计算。
（7）：共晶合金的非平衡凝固的组织类型（伪共晶和离异共晶）。
（8）： :包晶合金的平衡凝固与组织组成体、组成相的相对计算。
（9）：：调幅分解的判据与特点。
（10）：二元相图恒温转变的类型。
（11）：根据相图判断合金的使用性能和工艺性能。
（12）：铁碳相图的组织及其性能。
（13）：固溶体的凝固理论。
（14）：合金铸锭（件）的组织与缺陷。
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8．三元相图
（1）： :等边和等腰成分三角形表示成分的特点。
（2）：直线法则、杠杆定律和重心定律的含义及应用。
（3）：根据液、固相线投影来判断合金凝固温度范围的方法。
（4）： :根据固态完全不溶的三元共晶投影图，分析合金凝固过程和计算组织组
成体相对含量的方法。
（5）： :相接触法则。
（6）： :根据液相面交线的投影判断三元系中四相平衡反应的类型。
三、参考书目：
《材料科学基础》，胡赓祥、蔡珣、戎咏华编著，上海交通大学出版社，2006 年 7 月第
2 版；
《材料科学基础辅导与习题》，蔡珣、戎咏华编著，上海交通大学出版社，2003 年 8 月
第 1 版。