2014年中国石油大学(华东)858-材料科学概论考研大纲
1 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)。 2 (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。 3 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。
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