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《材料科學導論》考試大綱
一、 考試要求：
材料科學導論考試大綱主要考察學生對材料科學概念、性能和測試表征等基
礎知識的掌握程度以及運用能力，考試內容涵蓋材料科學基礎、材料物理性能和
材料分析方法三大部分，要求考生對基本概念深入理解、對材料物理性能規律準
確把握并對材料分析方法系統掌握，具有綜合運用學知識分析和解決材料學問題
的綜合能力。
二、 考試內容：
A．材料科學基礎
（一）材料學基礎知識
1.原子結構
（1）物質的組成；（2）原子的結構；（3）原子的電子結構。
2.原子間的鍵合
（1）金屬鍵；（2）共價鍵；（3）離子鍵；（4）范德華力；（5）氫鍵。
3.晶體學基礎
（1）空間點陣和晶胞；（2）晶向指數和晶面指數；（3）晶體的對稱性.
4.金屬的晶體結構
（1）三種典型的金屬晶體結構；（2）晶體的原子堆垛方式和間隙；（3）多晶型
性.
5.合金相結構
(1) 固溶體；(2)中間相。
6．離子晶體結構
7．共價晶體結構
（二）晶體缺陷
1.點缺陷
(1)點缺陷的形成；(2)點缺陷的平衡濃度；(3)點缺陷的運動。
2.位錯
（1）位錯的基本類型和特征；（2）伯氏矢量；（3）位錯的運動；（4）位錯的彈
性性質；（5）位錯的生成和增殖；（6）實際晶體結構中的位錯.
3.表面及界面
（1）外表面；（2）晶界和亞晶界；（3）孿晶界；（4）相界.
（三）擴散
1.表象理論
（1）菲克第一定律；（2）菲克第二定律；（3）擴散方程的解；（4）置換型固溶
體中的擴散；（5）擴散系數與濃度相關的求解。
2.擴散的熱力學分析
3.擴散的原子理論
（1）擴散機制；（2）原子跳躍和擴散系數
4.擴散激活能
5.影響擴散的因素
6.反應擴散
（四）形變與再結晶
1.晶體的塑性變形
（1）單晶體的塑性變形；（2）多晶體的塑性變形；（3）合金的塑性變形；（4）
塑性變形對材料組織與性能的影響.
2.回復和再結晶
（1）冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化；（2）回復；（3）再結晶；（4）晶
粒長大；（5）再結晶退火后的組織。
3.熱變形與動態回復、再結晶
（1）動態回復與動態再結晶；（2）熱加工對組織性能的影響.
（五）純晶體的凝固及相圖
1.純晶體的凝固
（1）液態結構；（2）晶體凝固的熱力學條件；（3）形核；（4）晶體長大；（5）
結晶動力學及凝固組織.
2.相圖
（1）基本知識；（2）二元相圖；（3）鐵碳相圖；（4）三元相圖。
B．材料物理性能
（一）固體電子能量結構及電性能
1.電子的粒子性和波動性；2.晶體能帶結構；3.金屬導電機制；4.半導體導電性
及遷移率；5.半導體摻雜；6.半導體接觸；7.電介質極化；8.電場作用下電介質破
壞；9.熱釋電性。
（二）材料光學性能
1.光與固體相互作用；2.材料透明性；3.透明材料顏色原理；4.熒光及磷光；5.
熱輻射；6.激光原理及材料；7.紅外透過材料；8.紅外透明陶瓷及金剛石；9.電光
晶體及應用。
（三）材料熱學性能
1. 固體熱容理論；2.金屬及合金的熱容；3.德拜溫度；4.陶瓷材料熱容；5.材料
相變；6.熱膨脹機理；7.熱膨脹系數；8.低膨脹合金；9.熱傳導規律及微觀機制
10.熱阻及導熱系數；11.熱導率；12.抗熱沖擊性能。
C．材料分析方法
（一）X 射線衍射分析技術
1.X 射線與物質相互作用機制；2.布拉格方程及衍射方法；3.X 射線衍射儀的基
本結構及工作原理；4.粉末衍射定性分析；5.應力分析；6.謝樂公式；7.物相分析
的一般方法。
（二）電子顯微分析技術
1.光學顯微鏡與透射電鏡的異同；2.電子與物質的相互作用；3.掃描電鏡和透
射電鏡基本工作原理及應用范圍；4.透射電鏡成像方法、明場像、暗場像；5.電
子衍射原理、基本衍射公式、電子衍射花樣及標定方法。
三、 試卷結構
滿分：150 分
題型結構
（一）考試題型
1.概念題（40 分），每題 5 分，8 題共 40 分；
2.問答題（80 分），每題 10 分，8 題共 80 分；
3.論述題（30 分），每題 15 分，2 題共 30 分。
（二）內容結構
1. 材料學基礎知識（15 分）
2. 晶體缺陷（20 分）
3. 擴散（10 分）
4. 形變與再結晶（15 分）
5. 純晶體的凝固及相圖（15 分）
6.固體電子能量結構及電性能（20 分）
7.材料光學性能（15 分）
8.材料熱學性能（10 分）
9. X 射線衍射分析技術（15 分）
10. 電子顯微分析技術（15 分）
四、 參考書目
1. 潘金生、仝健民、田民波主編，《材料科學基礎》，清華大學出版社，200
年第 5 版；
2. 田蒔 主編，《材料物理性能》，北京航空航天大學出版社，2014 年第 7 版；
3. 周玉 主編，《材料分析方法》，機械工業出版社，2015 年第 3 版。
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