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《材料科學基礎》科目考試大綱
層次：碩士
科目代碼：801
適用招生專業：材料物理與化學，材料學，材料加工工程，先進材料制備技術、先進高分子
材料、冶金物理化學、有色金屬冶金、材料工程、冶金工程
考試主要內容：
1．原子鍵合 ①原子結構；②離子鍵；③共價鍵；④金屬鍵；⑤分子鍵；⑥高分子鏈。
2．固體結構 ①晶體學基礎；②金屬的晶體結構；③合金相結構；④離子晶體結構；
⑤共價晶體結構；⑥聚合物晶體結構。
3．晶體缺陷 ①點缺陷；②線缺陷；③表面及界面。
4．擴散遷移 ①擴散定律；②擴散機制；③影響擴散的因素。
5．變形與再結晶 ①彈性與塑性變形；②單晶體的塑性變形；③多晶體的塑性變形；
④變形后的組織與性能；⑤合金的塑性變形；⑥回復和再結晶；⑦動態回復，動態再結晶和
金屬的熱加工；⑧高聚物的塑性變形。
6．相與相平衡 ①相、組元，系統；②自由度，相律；③相圖及其表示和測定方法；
④材料中的基本相及其特征；⑤相圖熱力學基礎。
7．單元相圖及純組元的凝固與結晶 ①單元系相圖與相平衡；②純金屬的凝固與結晶；
③鑄錠結構及其影響因素；④高分子的結晶。
8．二元相圖及合金的凝固與結晶 ①合金相結構、合金的結晶過程（包括平衡結晶與
不平衡結晶）及合金相圖的建立；②二元合金相圖的基本類型及相圖分析；③合金性能與相
圖的關系；④二元合金的凝固理論；⑤純鐵的同素異構轉變與鐵碳相圖；⑥高分子合金的凝
固與結晶。
9．三元相圖 ①三元相圖基礎；②固態下不溶解的三元共晶相圖。③固態互不溶解三
元共晶相圖的投影圖、結晶過程、等溫截面、變溫截面。④三元相圖分析、等溫截面、變溫
截面。
建議參考書目：
[1]《材料科學基礎》，胡賡祥、蔡珣主編，上海：上海交通大學出版社，2010年（第3版）。
[2]《材料科學基礎》，石德珂主編，西安：西安交通大學出版社，2006年（第2版）。
[3]《材料科學基礎輔導與習題》，蔡珣、戎詠華編著，上海：上海交通大學出版社，2008
年（第3版）
蘭州理工大學樣題
蘭
《金屬學與熱處理》科目考試大綱
層次：碩士
科目代碼：821
適用招生專業：材料物理與化學，材料學，材料加工工程，先進材料制備技術、先進高分子
材料、冶金物理化學、有色金屬冶金、材料工程、冶金工程
考試主要內容：
1．金屬的結構與結晶 ①. 晶胞、晶系、晶面指數與晶向指數； ②. 三種典型金屬晶
體的原子排列方式、晶胞原子數、配位數、致密度、密排晶向與密排晶面； ③. 點缺陷、
位錯、界面的基本概念； ④. 純金屬結晶規律、結晶條件、結晶過程中的形核、長大過程
與晶粒尺寸控制、金屬鑄錠的組織與缺陷。
2．二元合金的結構與相圖 ①. 合金中的相及其結構：固溶體、化合物；②. 二元合金
相圖建立與杠桿定律，二元相圖的分析和使用；③. 二元合金凝固過程分析、組織形貌及平
衡相、平衡組織計算；非平衡凝固過程及其組織分析。
3．鐵碳合金①. 鐵-滲碳體相圖的特征溫度點、碳含量、轉變線、各區域的組織與組成
相、冷卻過程的分析與相組成和組織組成含量計算。 ②. 鋼中的主要雜質的作用；含碳量
對碳鋼組織和性能的影響；常用碳鋼。
4．三元合金相圖
三元合金相圖的表示方法和三相平衡的定量法則，簡單三元相圖及其合金結晶過程分析，
三元相圖的等溫截面和變溫截面；
5．金屬的塑性變形與再結晶①. 金屬塑性變形的方式：滑移、孿生；②. 晶體滑移的
位錯機制、滑移面、滑移方向、滑移系； ③. 塑性變形對金屬組織與性能的影響。 位錯
強化機制、細晶強化機制。④. 冷變形金屬在加熱過程中的組織與性能變化，回復與再結
晶。
6．固態金屬中的擴散
擴散現象，機理和條件，擴散定律，影響擴散的因素。
7．鋼的熱處理①、鋼的奧氏體化過程、奧氏體晶粒度及控制；②、鋼在冷卻時的轉變、
珠光體、貝氏體、馬氏體的組織形貌及性能；TTT曲線與CCT曲線；魏氏組織。③、 退火、
正火、淬火、回火的目的、組織與應用；常用鋼的熱處理規范。
8．工業用鋼①. 鋼的分類與牌號，合金元素在鋼中的作用與影響；②. 常用結構鋼、
合金工具鋼、特殊性能鋼的牌號、化學成分、熱處理、組織、性能及用途。會合理選材。
9．鑄鐵材料
灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的牌號、熱處理、組織與用途。
試題類型：名詞解釋題、填空題、簡述題、繪圖計算題、分析綜合題。
具體要求：基本概念與基本原理清楚，并能夠利用其計算與分析。 注重基本概念與基本理論
的聯系，注重各章節的聯系和綜合。
建議參考書目：
[1]《金屬學與熱處理原理》，崔忠圻、劉北興著，哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2007 年
（第3版）
[2]《金屬學與熱處理》，崔忠圻主編，北京：機械工業出版社，1996年（第1版）
蘭州理工大學樣題
《冶金原理》科目考試大綱
層次：碩士
科目代碼：864
適用招生專業：有色金屬冶金、冶金物理化學、冶金工程
考試主要內容：
1.Al2O3-SiO2-CaO三元系相圖
初晶液相面、共晶線包晶線及組成點冷卻過程的分析
2.化合物離解生成反應
離解壓的計算、離解生成反應平衡圖的分析、化合物相變與離解生成反應ΔG?
-T關系式的
斜率變化之間的關系
3.C的燃燒熱力學
C-O系發生的反應、C氣化反應的熱力學分析
4.CO還原金屬氧化物
還原反應熱力學分析、用CO進行選擇性還原金屬氧化物時還原條件的計算
5.固體C還原金屬氧化物
還原溫度在1000°C以下時還原反應的熱力學分析、還原溫度在1000°C以上時還原反應
的熱力學分析
6.氣固反應動力學
完整的氣固反應機理模型、氣固反應所經歷的環節、反應處于擴散區動力學區混合區的含
義、金屬氧化過程動力學方程式的推導
7.粗金屬的精煉
區域精煉的原理分析、氧化精煉的原理分析
8.Cu-H2O系ε-pH圖
ε-pH圖中物質穩定區、Cu2O浸出反應條件的選擇
9.電解過程
陽極反應、陰極反應、極化、電極反應動力學、電解時實際電極電位的計算、陰極上離子
析出的順序
建議參考書目：
[1] 《冶金原理》，李洪桂主編，科學出版社，2005
[2] 《有色冶金原理》，傅崇說主編，冶金工業出版社，1997
[3]《鋼鐵冶金原理》，黃希祜主編，冶金工業出版社，2005
蘭州理工大學樣題
《高分子化學與物理》科目考試大綱
層次:碩士
科目代碼：823
適用招生專業：材料物理與化學，材料學，材料加工工程，先進材料制備技術、先進高分子
材料、材料工程
考試主要內容：
高分子化學部分：
要求考生系統地掌握高分子化合物的基本概念，高分子化合物的合成反應原理、反應動力
學、熱力學，聚合物的合成方法、以及聚合物的化學反應。要求考生具有抽象思維能力和邏
輯推理能力，以及綜合運用所學的知識分析問題和解決問題的能力。具體要求如下：
1．掌握高分子化學的基本概念；聚合物分類及命名、聚合反應分類及相互關系。
2．掌握從單體結構等因素入手，用熱力學、動力學方法分析單體進行均聚合、共聚合反應的
能力。
3．掌握各種連鎖聚合反應（自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合、配位聚合、開環聚合、
易位聚合）機理的特點、基元反應；單體與引發劑的匹配、反應速率、相對分子質量和聚合
物空間立構的控制等。
4．掌握各種逐步聚合反應的機理、特點，以及聚合物聚合度的控制等。
5．掌握各種共聚合反應的原理和機理、共聚組成的控制等
6．掌握聚合物化學反應的基本特點和主要的聚合物化學反應。
7．掌握主要聚合物的合成機理、聚合方法、聚合工藝等。
高分子物理部分：
考試內容主要包括三個部分：聚合物的結構、聚合物的分子運動、聚合物的各種物理性能。
以聚合物結構與性能關系為主線、以分子運動為聯系結構與性能的橋梁，重點考核高分子的
鏈結構（包括化學組成、形狀、形態、分子量和分子量分布）、凝聚態結構（包括晶態、非晶
態、液晶態、取向及織態結構）和各種物理性能（包括溶液性質、力學性質、流動性質、電
學性質等）間的關系，以及聚合物的結構、分子運動、分子量及其分布及各種物理力學性能
的測試方法等。具體為：
1、掌握高分子鏈的基本結構，構造、構型與構象的基本概念，影響柔性的因素，構象的統計
分析與計算。
2、掌握聚合物的凝聚態結構（晶態、非晶態與液晶態）與取向結構的基本結構特點；結晶度
與取向度的定義、計算與測定方法。
3、掌握高分子溶液的溶解過程，溶度參數、第二維利系數、哈金斯參數的物理意義，高分子
溶液與多組分聚合物的相分離機理
4、掌握各種平均分子量與分子量分布的定義、計算與測定方法。
5、掌握高分子的運動特點，玻璃化轉變理論，玻璃化轉變溫度、結晶速度與熔點等基本概念、
影響因素與測定方法。
6、橡膠彈性的特點、產生條件，橡膠彈性熱力學分析，橡膠的統計狀態方程，網絡的溶脹。
7、蠕變、應力松馳、滯后與內耗的基本概念、影響因素及表征方法，線性粘彈性模型，時-
溫等效原理，動態力學譜與次級轉變。
8、屈服、銀紋、剪切帶、脆韌轉變溫度與斷裂的基本概念，格里菲斯斷裂理論，增強與增韌
的途徑與機理。
9、牛頓流體與非牛頓流體，聚合物的粘性流動曲線，粘度的測定方法與影響因素，聚合物流
體的彈性響應。
試題類型：題型包括概念題、問答題、計算題。
具體要求：基本概念與基本原理清楚，并能夠利用其計算與分析。注重基本概念與基本理論
的聯系，注重各章節的聯系和綜合。
建議參考書目：
潘祖仁，《高分子化學》，北京：化學工業出版社， 2011，第五版。
金日光、華幼卿主編，《高分子物理》，北京：化學工業出版社，2013，第四版。
蘭州理工大學樣題
《材料研究方法》科目考試大綱
層次：博士
科目代碼：3813
適用招生專業：材料物理與化學，材料學，材料加工工程、先進材料及其制備技術、先進高
分子材料
考試主要內容：
1．物理學基礎 粒子與波；原子分子與光譜；光與物質的相互作用；帶電粒子與物質
的相互作用；衍射與成像。
2．晶體學基礎 晶體及其對稱性；布拉菲點陣；彌勒指數；晶面間距及其夾角；倒易
點陣及其矢量；廣義晶面與晶帶；晶體投影；晶體衍射理論；極射赤面投影法。
3．光學分析 光學顯微分析：反光顯微鏡，偏光顯微鏡；相襯顯微鏡，干涉顯微鏡，
高溫顯微鏡；近場光學顯微鏡；低倍觀察與定量金相；顯微攝影與圖像分析。
4．X射線分析 X射線及其性質；X射線衍射原理；X射線衍射方向和衍射強度；X射線
衍射分析方法；X射線光譜分析；X射線熒光儀； 電子探針X射線顯微分析儀。
5．電子分析 透射電子顯微分析；電子衍射原理及常見標準衍射花樣；衍射花樣標定；
晶體薄膜衍襯成像分析；高分辨透射電子顯微術；掃描電子顯微分析；電子探針顯微分析。
6．電子背散射衍射分析 晶體學取向基礎；硬件系統；技術原理及花樣標定。
建議參考書目：
1. 周玉.《材料分析方法》第 3 版，北京：機械工業出版社，2011.
2. 王培銘, 許乾慰. 《材料研究方法》, 北京：科學出版社，2005.
《材料物理與化學》科目考試大綱
層次：博士
科目代碼：3823
適用招生專業：材料物理與化學，材料學，材料加工工程、先進材料及其制備技術、先進高
分子材料
考試主要內容
1.晶體結構
晶體結構的基本類型、實際的晶體結構、倒格子空間及布里淵區
2.材料的電性能
自由電子理論，能帶理論，半導體
3.材料的熱學性能
聲子，一維原子鏈的振動，熱容及其相關的模型，熱膨脹
4.材料的磁性能
各類磁性材料的磁化率與溫度的關系，鐵磁理論
5.材料的光學性能
光與固體的相互作用
6.擴散與固態相變
擴散定律、擴散機制、影響擴散的因素；固態相變的分類和機理，固相反應
建議參考書
[1]《固體物理導論》，C. 基泰爾著，項金鐘、吳興惠譯，北京：化學工業
出版社，2005
[2]《材料物理導論》，熊兆賢著， 北京：科學出版社，2002
[3]《冶金與材料物理化學》，趙文超著，冶金工業出版社，2001
《固體物理導論》科目考試大綱
層次：博士
科目代碼：3807
適用招生專業：材料物理與化學、材料學、材料加工工程、先進材料及其制備技術、先進高
分子材料
考試主要內容：
一、晶體結構
1、晶體的宏觀特性
2、晶體的周期性和空間點陣
3、密堆積與配位數
4、幾種常見的晶格
5、晶體的宏觀對稱性
6、晶體的微觀對稱性
7、Miller 指數
8、倒格子
9、布里淵區
10、晶體結構的實驗確定
二、晶體結合
1、晶體的結合能
2、離子鍵與離子晶體
3、共價鍵與共價晶體
4、金屬鍵與金屬晶體
5、范徳瓦爾斯鍵與分子晶體
6、氫鍵與氫鍵晶體
三、晶格振動與晶體熱學性質
1、一維原子鏈的晶格振動
2、晶格振動的量子化和聲子
3、晶格振動譜的實驗方法
4、固體比熱
5、非諧效應
四、晶體中的缺陷與運動
1、缺陷類型
2、缺陷數目的統計
3、缺陷的運動
4、晶體中原子的擴散
5、晶體中的位錯
五、固體電子論
1、電子氣的能量狀態
2、電子氣的費密能量
3、金屬中的電子氣熱容量
4、功函數和接觸勢差
5、熱導率
六、固體的能帶理論
1、布洛赫定理
2、近自由電子近似
3、緊束縛近似
4、布洛赫電子的準經典運動
5、晶體中電子運動的速度和加速度
6、導體、半導體和絕緣體的能帶論解釋
七、半導體
1、半導體的能帶結構
2、半導體的光吸收
3、電子和空穴的統計
4、半導體的電導率
5、載流子注入，復合和擴散；P-N結概念
建議參考書目：
[1]《固體物理導論》(原著第8版)，基泰爾 著，項金鐘等譯，北京：化學工業出版社，200
5年版。
[2]《固體物理學》，朱建國等著，北京：科學出版社，2005年（第1版）。
《聚合物結構與性能》科目考試大綱
層次:博士
科目代碼：3843
適用招生專業：先進高分子材料，材料物理與化學，材料學，材料加工工程，先進材料及其
制備技術
考試主要內容：
1.高分子科學和高分子物理學的建立、發展和現狀，高分子物理的研究對象與內容、高
分子結構的特點。
2. 高分子的結構單元的化學組成和鍵接方式、空間排列及支化、交聯等問題，高分子結
構特點、各層次結構的主要內容，鏈結構與性能的關系，化學鍵內旋轉、構象、構型、柔順
性和鏈段等基本概念及定量描述，影響柔順性的因素，分子柔順性的大小判斷方法。
3. 聚合物的非晶態和晶態結構特征以及結晶度的測試方法，高分子的結晶動力學、結晶
熱力學的基本知識和實驗方法，高分子液晶的種類、結構與應用，高分子多相體系的種類。
4. 高分子的分子運動的時間、溫度依賴性，玻璃化轉變現象、影響因素及測定方法，高
分子運動的特點，線性非晶、結晶、交聯高聚物的ε－t曲線及其力學狀態及轉變，玻璃化轉
變的自由體積理論及WLF方程，Tg的測量方法及其影響因素。
5. 高聚物的溶解特性，溶度參數概念。高分子稀溶液、亞濃溶液及濃溶液的特性，高分
子在溶液中的形態和尺寸，高分子溶液的熱力學性質(混合熱、混合熵和混合自由能等)，流
體力學性質(擴散、粘度等)，高聚物溶解的特點，溶劑的選擇原則，θ溫度、Huggins參數、
第二維利系數A2的概念及物理意義和應用，交聯高聚物的溶脹平衡公式的應用。
6. 高聚物粘性流動特點，高聚物熔體的流動特征及其流動曲線和粘度的表征，影響聚合
物粘流溫度和粘度的因素，聚合物熔體的彈性表現（法向應力效應、擠出脹大效應、不穩定
流動），高聚物熔體彈性效應的機理、現象及影響因素，牛頓流體、非牛頓流體、假塑性流體、
脹塑性流體和表觀粘度。
7.分子量的統計意義，端基分析法、沸點上升法、冰點降低法、蒸氣壓下降法、膜滲透
壓法、粘度法和凝膠滲透色譜法（GPC）測定聚合物分子量的原理和方法，測量分子量分布的
表示方法，分布寬度系數、微分分布曲線。
8. 高彈態高聚物的特征和橡膠彈性理論，高彈態的熵彈本質，聚合物的粘彈性概念和力
學松弛特征，粘彈性的測試方法，時溫等效原理以及各類聚合物的應力－應變曲線及影響力
學性能的因素。
9. 聚合物的電學性能、介電性及導電性的概念及其影響因素，聚合物的靜電現象，靜電
的防止和利用。
10. 高聚物的熱穩定性，耐高溫的高聚物材料，高聚物的熱膨脹和熱傳導，熱學性質和
分子結構的關系。
建議參考書目：
1、馬德柱，何平笙，徐仲德，周漪琴編著，2003，高聚物的結構與性能（第二版），科
學出版社。
2.陳平，唐傳林，廖明義主編，2012，高聚物的結構與性能——研究生規劃教材，化學工
業出版社。
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