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西南石油大學2020年碩士研究生招生專業課考試大綱
考試科目名稱：材料科學基礎
一、考試性質
《材料科學基礎》是碩士研究生入學考試科目之一。本考試大綱的制定力求反映招生類型的特點，科學、公平、準確、規范地測評考生的相關基礎知識掌握水平，考生分析問題和解決問題及綜合知識運用能力。應考人員可根據本大綱的內容和要求自行學習相關內容和掌握有關知識。
本大綱主要包括考試主要內容、考試形式和試卷結構、參考書目等。
《材料科學基礎》是材料科學與工程學科的重 要基礎理論課，是理解并學習各種材料其結構、加工工藝與性能之間聯系的基礎。本課程考試內容主要包括原子結構與結合鍵、晶體結構、晶體缺陷、相圖與相平衡、材料的凝固、金屬晶體中位錯、表面與界面、塑性變形與再結晶、金屬晶體中擴散、固態相變、金屬材料強韌化。
二、考試主要內容
1. 原子結構與結合鍵
(1) 掌握電離能、電子親和能、電負性、金屬間化合物、電子化合物等概念；
(2) 掌握各種結合鍵的概念、特點、代表材料，通過結合鍵及原子間作用力和鍵能分析材料的物理化學性質。
2. 晶體結構
(1) 掌握空間點陣、晶胞、空間群等晶體學基本概念，三大晶族與七大晶系分類，了解晶體的宏觀對稱性；
(2) 掌握簡單立方、體心立方、面心立方、密排六方等結構的堆積方式、配位數、致密度、晶胞原子數、點陣常數與原子半徑之間的關系，掌握各種結構中晶向指數和晶面指數的表征，晶向族、晶面族的確定，晶面間距的計算，晶帶定律的應用；
(3) 掌握固溶體和金屬間化合物的晶體結構，固溶體的分類、概念、特點、形成條件及影響因素。
3. 晶體缺陷
(1) 掌握晶體缺陷的分類、形成，點缺陷的平衡濃度計算，缺陷反應方程計算；
(2) 掌握各類位錯的定義及位錯組態、運動的相關基本概念，如滑移、滑移面、滑移方向、滑移系、全位錯和不全位錯、擴展位錯、位錯密度等；
(3) 掌握刃位錯、螺位錯的特點及其柏氏矢量的概念、確定與表征方法；掌握發生位錯反應的條件及其產物；
(4) 掌握位錯的應力場、彈性應變能與線張力、位錯運動特點、位錯運動的驅動力、阻力及對金屬材料組織和性能的影響；掌握位錯與其它晶體缺陷交互作用,位錯的增殖、塞積與交割；熟悉各類面缺陷及體缺陷的定義及其對材料性能的影響。
4. 晶態固體中的擴散
(1) 掌握擴散宏觀規律、擴散的微觀機制及相關問題計算；
(2) 熟悉擴散熱力學分析、擴散系數及影響因素；
(3) 熟悉反應擴散過程與離子晶體中的擴散。
5. 相圖與相平衡
(1) 掌握組元、組織、相、相平衡等重要概念的區別，理解相平衡時系統的特點，相律的計算，能夠根據冷卻曲線建立相圖；
(2) 掌握各類二元基本相圖的分析，掌握勻晶、共晶、亞共晶、過共晶、共析、亞共析、過共析轉變的概念、表達式、平衡結晶過程及組織特點，掌握利用杠桿定律計算相組成物和組織組成物；
(3) 掌握作為二元相圖的典型代表—鐵碳相圖的分析，包括各特性點和特性線的溫度與碳濃度、相區名稱、不同轉變過程的組織特點等，掌握碳對鐵碳合金的組織與性能的影響，了解鐵－石墨相圖；
(4) 熟悉三元系相圖的表示方法、直線法則、杠桿定律、重心法則。
6. 材料的凝固
(1) 掌握晶體材料結晶與長大過程中相關的重要概念，如過冷度、均勻形核、非均勻形核、正（負）溫度梯度、成分過冷、相變潛熱、偽共晶等；
(2) 掌握純金屬的結晶過程，形核的熱力學條件與結構條件，熟悉晶體長大機制，溫度梯度對晶體生長形態的影響；
(3) 掌握固溶體結晶的成分起伏、結構起伏和相起伏的概念，掌握顯微偏析、宏觀偏析等非平衡結晶過程對材料性能的影響，理解成分過冷的形成過程及不同溫度梯度對晶體形貌的影響；
(4) 熟悉鑄錠組織的特點、形成機制及影響因素。
7. 表面與界面
(1) 掌握表面的定義和結構特點；熟悉表面與晶界結構（小角度晶界、大角度晶界）、晶界的能量；
(2) 掌握晶界的平衡偏析產生原因及影響因素；
(3) 掌握晶界的遷移速度、遷移驅動力、遷移機制、影響因素及對于材料性能影響；
(4) 熟悉相界面界面結構及界面能對于顯微組織形貌影響。
8. 固態相變部分
(1) 掌握固態相變一般特征。
(2) 掌握成分不變的相變、過飽和固溶體的分解；
(3) 掌握鋼在加熱時轉變及共析轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變的特征、相變過程的熱力學、動力學，轉變產物的組織特點及力學性能，以及在金屬材料領域的應用。
9. 塑性變形與再結晶
(1) 掌握單晶體的塑性變形滑移系及臨界分切應力、滑移的位錯機制、 滑移過程中的次生現象、孿生；
(2) 掌握金屬多晶體塑性變形特點、多晶體變形時晶界的作用及細晶強化機制（晶界對變形的影響）；
(3) 掌握合金塑性變形特點及固溶強化及第二相強化機制；掌握塑變過程中的位錯交互作用及缺陷強化機制；
(4) 掌握塑性變形對金屬材料組織、結構、性能的影響；
(5) 掌握冷變形金屬的回復與再結晶及晶粒長大過程的定義、機制以及對材料的組織和性能影響；
(6) 熟悉高分子材料的塑性變形特點；了解金屬熱加工及超塑性機制、特點及應用。了解晶體斷裂機理、冷變形金屬的內應力和儲存能。
10. 金屬材料強韌化部分
(1) 掌握材料強化類型、基本原理及在材料中的應用。
(2) 掌握材料韌化機理及在材料中的應用。
三、考試形式和試卷結構
1、考試時間和分值
考試時間為180分鐘，試卷滿分為150分。
2、考試題型結構
（1）名詞解釋
（2）填空題
（3）計算題
（4）論述題
四、參考書目
1、《材料科學基礎》，徐恒鈞主編，劉國勛主審，北京工業大學出版社， 2002 年出版。
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