2021年重慶交通大學碩士研究生入學初試

《材料科學基礎》考試大綱

一、     考試總體要求：

《材料科學基礎》是材料學科的專業基礎課，著重研究材料的成分、加工方法與材料的組織、性能之間的關系以及其變化規律，是學習材料學科專業課的先行課程。

本科目以闡述材料的化學組成、組織結構與材料性能之間的關系及其變化規律的基本理論為重點，學完本課程應達到以下基本要求：

1、掌握材料的結合方式、晶體學基礎、材料的晶體結構。熟悉材料的非晶態結構及性質

2、掌握點缺陷、線缺陷、面缺陷的模型和特點，了解其應用。

3、掌握相平衡、相圖的基本知識，掌握一元、二元相圖分析方法，熟悉三元相圖的基本分析方法。

4、掌握固體擴散的基本理論及分析方法，了解材料中相變、固態行業及燒結的基本理論及分析方法。

二、考試形式與試卷結構

（一）考試形式

考試形式為筆試，考試時間為3小時，滿分為150分。

（二）試卷結構

1. 選擇題（30分）

2. 填空題（20分）

3. 分析題 （20分）

4. 簡答題  （30分）

5. 綜合計算 （50分）

試卷結構的題目類型及分值分布僅供參考，不承諾與實際試題完全一致。

三、主要參考書目

1.張聯盟主編，《材料科學基礎》，武漢理工大學出版社，第二版，2008

2. 潘金生等主編《材料科學基礎》，清華大學出版社， 2011

四、考試主要知識點

（一）引言

1、材料的分類及特性

2、材料科學與工程學科特點、學科研究內容、研究方法及發展狀態。

（二）晶體學基礎

1、概念：空間點陣，晶胞，晶格，晶系，晶格常數，晶向，晶面，晶向族，晶面族，晶面間距，配位數，堆垛密度（堆積系數）

2、晶面指數和晶向指數

3、堆垛方式及緊密堆積原理

3、常見晶體結構的幾何參數：FCC, BCC, HCP（堆積系數、密排面、間隙位置）

（三）固體材料的結構

1、材料結構的層次與性能關系；原子尺度的結構：原子結構、電離能和電負性、結合鍵及材料性能關系、晶體結合力和結合能、鍵能曲線與材料關系。

2、單質晶體結構的基本特征及規律。     

3、無機化合物典型晶體結構及泡林規則。

4、硅酸鹽結構特點及分類。

5、固溶體的分類、基本特征、固溶度和Hume-Rothery規則、固溶體的性能與成分的關系。

6、了解中間化合物的概念、結構與性質。

（四）晶體缺陷

1、概念：點缺陷，線缺陷（位錯），面缺陷，體缺陷，空位，間隙原子，弗蘭克爾缺陷（Frenkel disorder），肖脫基缺陷（Schottky disorder），刃型位錯，螺型位錯，混合型位錯，柏氏（Burgers）矢量，（刃型位錯）攀移，位錯密度，柯氏氣團（Cottrell atmosphere），派-納力，Frank-Read位錯源，位錯的塞積，位錯的交割，割階和扭折，大角度晶界，小角度晶界 

2、點缺陷的形成和缺陷濃度、缺陷化學反應式書寫。

3、線缺陷：理想晶體的強度、線缺陷概念、分類及幾何模型；伯格斯矢量、線缺陷的運動；位錯的應力場及與缺陷的交互作用、固溶強化、位錯反應位錯增殖、實際晶體的位錯。

4、面缺陷： 表面，晶（粒邊）界，相界面，層錯

（五）非晶體結構與性質

1、晶體與非晶體區別，非晶體特征。

2、熔體的結構理論，硅酸鹽熔體聚合物理論。

3、硅酸鹽熔體的性質：熔體的粘度及其影響因素；熔體的表面張力及其影響因素。

4、玻璃的通性：各向同性、介穩性、熔體向玻璃轉變的漸變性、連續性。

5、玻璃形成的條件。

（六）相平衡與相圖

1．相圖與相平衡的基本概念、相律及杠桿定律回、相圖獲得的方法；

2．單元基本相圖分析、SiO2、ZrO2專業單元相圖分析；

3．二元基本相圖相圖分析，Fe-C二元專業相圖分析

4．三元相圖的表示及基本相圖分析

（七）固體中的擴散

擴散定律及擴散方程的解、克肯答爾效應、擴散的微觀機制、多組元的擴散、達肯方程、擴散的熱力學解釋，影響擴散系數的因素。

（八）材料中相變

1.相變的基本概念和分類及特征。

2、液固相變：均勻形核和非均勻形核、結晶速率

（九）固態反應及燒結

1、固態反應分類及特征、固態反應機理及反應動力學

2、燒結基本類型、燒結過程、燒結推動力及燒結機理