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吉首大學碩士研究生入學考試自命題考試大綱
考試科目代碼：[827] 考試科目名稱：材料科學基礎
一、試卷結構
1) 試卷成績及考試時間
本試卷滿分為 150 分，考試時間為 180 分鐘。
2) 答題方式：閉卷、筆試
3)試卷內容結構
材料科學基礎 100%
4)題型結構
a: 判斷，單項選擇，名詞解釋，約 60 分
b: 簡答題，計算題，約 90 分
二、考試內容與考試要求
1、材料的結構
考試內容
晶面指數與晶向指數、晶體的對稱性、離子晶體的結構規則、純金屬的晶體
結構及特征、離子晶體的結構、共價晶體的結構、三種典型的金屬晶體結構，高
分子材料晶態結構模型。
考試要求
（1）了解物質是由原子組成，而組成材料的各元素原子結構和原子間的鍵
合是決定材料性能的重要因素。物質的組成；原子結構；原子間的鍵合；化學鍵、
物理鍵和氫鍵。
（2）掌握晶體學基礎；金屬的晶體結構；合金的相結構；離子晶體結構；
共價晶體結構；聚合物晶態結構；非晶態結構。
（3）了解 FCC，BCC，HCP 的概念。
（4）掌握晶向，晶面，晶帶軸的表示方法及相關的運算。
（5）了解晶體的特點、空間點陣、晶胞、晶系和布拉菲點陣，致密度和配
位數，點陣常數和原子半徑，晶體的原子堆垛方式和間隙，多晶型性。
2、空位與位錯
考試內容
位錯的柏氏矢量位錯的能量及交互作用、點缺陷的平衡濃度、影響因素及其
對材料性能的影響。位錯的應變場和應力能，位錯的受力。
考試要求
（1）熟悉點缺陷的概念、形成、平衡濃度，點缺陷的運動。
（2）掌握柏氏矢量和位錯之間的關系及相關的運算。
（3）了解位錯的的運動，位錯的應變場和應力能，位錯的受力，位錯與晶
體缺陷的交互作用，位錯的萌生與增殖，實際晶體中的位錯組態。了解金屬晶體
中的滑移面和滑移方向及其與外加切應力之間的關系。
（4）運用位錯原理解釋材料性質和結構之間的關系。
3、材料的表面與界面
考試內容
材料的四種表面及特點；密排方向與晶體的各向異性之間的關系。
考試要求
（1）了解表面和表面能，晶界和亞晶界（小角度晶界、大角度晶界）結構，
晶界能，晶界特性，孿晶界，相界的定義、種類和特點。
（2）掌握晶體的密排面，密排方向與晶體的各向異性之間的關系。
（3）了解致密度的概念。
4、材料的凝固
考試內容
金屬結晶的基本規律，晶核的形成、晶核的成長動力學和熱力學。
考試要求
（1）了解金屬融熔態的基本結構和特點。
（2）了解金屬材料在凝固過程的動力學和熱力學。（
（3）掌握影響金屬材料凝固過程中過冷度的影響，以及過冷度如何影響材
料凝固后的組織。
（4）掌握過冷度與形核之間的關系。
（5）掌握材料凝固的必要條件。
（6）運用結晶理論解釋實驗現象。
5、二元系相圖及合金的凝固與組織
考試內容
相律、勻晶相圖、共晶相圖、包晶二元相圖、鐵碳相圖；典型合金的結晶過
程的分析，杠桿定律的應用及相圖與性能的關系。鐵碳合金的平衡結晶過程及室
溫下所得到的組織。
考試要求
（1）掌握相平衡條件和相律，相平衡與相平衡圖的基本概念、相律的基本
概念，相平衡的相率解釋單元系相圖
（2）掌握二元相圖中的勻晶、共晶、包晶、偏晶等相圖的結構分析。
（3）掌握二元相圖的平衡結晶過程分析、冷卻曲線；二元合金中勻晶、共
晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡組織特點。
（4）熟悉鐵碳合金的平衡結晶過程及室溫下所得到的組織，并能夠應用杠
桿定律進行相組成物相對含量計算；熟悉鐵素體、奧氏體、珠光體、萊氏體和滲
碳體等基本概念。
（5）了解共析、包析反應
（6）運用杠桿定律進行組織和相的計算。
（7）了解其他類型的二元相圖，復雜二元相圖的分析方法，根據相圖推測
合金的性能。
6、三元系相圖及合金的凝固與組織
考試內容
三元相圖的表示方法，三元勻晶相圖及固溶體合金的凝固和組織，三元共晶
相圖及共晶系合金的凝固和組織。
考試要求
(1) 熟悉三元相圖成分表示方法（成分三角形），掌握成分的計算；
(2) 了解三元相圖的空間模型，三元相圖的截面和投影圖，三元勻晶、共晶
相圖。
(3) 了解固態互不溶解的三元共晶相圖的特點。
7、擴散
考試內容
擴散系數及影響因素；擴散驅動力。擴散的微觀機制、擴散方程的解及其應
用。
考試要求
（1）了解菲克第一定律，菲克第二定律.
（2）典型條件下擴散方程的解，熟悉擴散的原子理論，
（3）了解擴散的機制及其影響因素。
8、材料的塑性變形
考試內容
塑性變形的微觀機制。滑移、孿晶和塑性變形的關系。
考試要求
（1）了解材料在外力作用下的塑性變形過程、機理、組織結構與性能的影
響規律。
（2）了解滑移和孿晶的基本原理。
（3）了解材料受力情況下的力學行為。
（4）了解材料彈性變形與粘彈性、單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形、
變形后的組織與性能、合金的塑性變形。
9、冷變形金屬的回復、再結晶與熱加工
考試內容
純金屬及合金的變形強化、冷變形金屬的回復與再結晶，金屬的熱變形、動
態回復再結晶。
考試要求
（1）了解回復、再結晶、再結晶后晶粒的長大。
（2）了解動態回復與動態再結晶的基本原理。
10、固態相變
考試內容
固態相變的分類、馬氏體相變、過飽和固溶體的脫溶、共析轉變（鐵碳）；
馬氏體相變的非擴散原理。
考試要求
（1）了解一級相變和二級相變的定義及區別。
（2）了解各類固態相變的基本特點。
（3）了解相變動力學，固態相變的熱力學及形核、長大。
（4）掌握過飽和固溶體的脫溶、共析轉變（鐵碳）。
（5）掌握馬氏體轉變的相關特點。
11、材料的電子結構和物理性能的基本知識
考試內容
固體電子理論發展史、能帶理論的基本概念、固體的導電性、半導體的導電
性、電學材料的基本分類、材料磁性的物理本質、物質磁性的分類
考試要求
（1）了解固體電子理論發展史
（2）了解各中電子理論的基本概念。
（3）理解能帶理論對導電性的解釋。
（4）理解材料磁性的物理本質起因。
（5）理解各類物質磁性的基本特點。
12、材料的強化與韌化
考試內容
材料強化的方法。
考試要求
（1）了解金屬材料強化和韌化的方法。
（2）了解陶瓷材料的韌化機理及相關的研究前沿。
（3）了解材料斷裂的相關機理。
（4）運用強化韌化機理對材料進行強化韌化過程分析。
三、參考書目
[1] 《材料科學基礎》 ， 鄭子樵， 中南大學出版社， 2013
[2] 材料科學基礎（第四版） 劉智恩 主編 西北工業大學出版社 2013
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