一、考試性質
《材料科學基礎》是材料學科的專業(yè)基礎課,著重講述材料的微觀組織與性能之間的關系。本課程強調晶體材料中的共性基礎問題,對于理解現(xiàn)有材料和開發(fā)新材料都具有重要的指導意義。因此,該課程被指定為材料學科專業(yè)碩士研究生的入學專業(yè)基礎考試課程。
二、考試的學科范圍
詳細要點見第二部分,重在掌握基本概念及其應用,強調晶體材料的共性知識。
三、評價目標
考試的目標是考查學生對《材料科學基礎》基本理論的掌握程度以及應用基本理論分析材料問題的能力。
四、考試形式與試卷結構
閉卷,筆試,考試時間180分鐘,試卷滿分為150分。
試卷結構(題型):單項選擇題、名詞解釋、判斷題、簡答題、簡單計算和綜合應用題。
第二部分 考試要點
一、固體材料的結構
了解原子間的主要鍵合方式;掌握空間點陣、晶胞的概念;
了解布拉菲點陣;掌握空間點陣與晶體結構的關系;
掌握晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的概念、標定方法;
掌握晶面間距、晶面及晶向的夾角計算方法;
了解晶帶的概念和特點;
掌握三種典型純金屬的晶體結構:點陣常數(shù)、原子半徑、配位數(shù)、致密度、原子堆垛方式、間隙;
了解同素異構現(xiàn)象、原子半徑的影響因素;
掌握固溶體概念、特征,影響置換/間隙固溶體固溶度的因素;
掌握金屬間化合物概念、影響因素、分類、特性。
二、材料的凝固
了解金屬液態(tài)結構的特點;
掌握純結晶驅動力的熱力學分析,均勻/非均勻形核的臨界形核功、形核半徑,結晶條件;
熟悉晶核長大的條件;掌握晶體長大的三種機制;
掌握純金屬長大的形態(tài)與溫度梯度的關系;
掌握典型鑄錠組織特征及形成原因。
三、單元系、二元系相圖及合金的凝固組織
掌握相圖概念、含義、相律、杠桿定律;
了解常用的相圖測繪方法;
掌握二元勻晶、共晶、包晶及其合金凝固組織;
掌握共晶組織的形成特點,偽共晶、離異共晶的概念和形成原因;
掌握有效分配系數(shù)、區(qū)域提純、成分過冷、凝固界面形貌形成的特點和規(guī)律;
掌握鐵碳合金相圖以及碳的存在形式、碳鋼鑄鐵凝固組織和性能;
掌握相圖的線條和相區(qū)分析;
了解相平衡的熱力學條件、吉布斯自由能曲線與相圖的關系。
四、三元系相圖
掌握三元相圖的幾何規(guī)則,勻晶三元相圖的空間模型、結晶過程、等溫截面、變溫截面;
掌握共晶三元相圖、包共晶三元相圖、三元包晶相圖的特點;
掌握三元相圖中的四相平衡、接觸法則。
五、固體材料中的擴散
掌握擴散第一、二定律的定義、應用范圍以及擴散第二定律特殊解;
掌握擴散的三個微觀機制;
了解擴散系數(shù)的測定方法以及影響因素;
掌握擴散驅動力和上坡擴散的本質;
了解柯肯達爾效應;
了解反應擴散的概念、解釋擴散層相分布特點、了解速率關系式。
六、空位與位錯
掌握點缺陷概念、點缺陷的平衡濃度、點缺陷對金屬性能的影響;
掌握位錯概念、位錯的結構、柏氏矢量;
掌握位錯的運動、滑移、攀移特征;
掌握推動位錯運動的力、位錯的應力場、位錯的應變能、位錯的線張力;
掌握位錯之間的相互作用;掌握位錯的萌生與增殖理論;
掌握堆垛層錯、不全位錯、位錯反應、擴展位錯的概念和特征。
七、材料的變形與斷裂
掌握應力應變曲線;
掌握滑移、扭折、孿生的概念與區(qū)別;
掌握滑移的位錯機制;
了解單晶體的應力應變曲線;
了解晶粒取向及晶界對塑性變形的影響;
了解塑性變形對組織和性能的影響;
了解合金的塑性變形、冷加工組織與性能變化。
八、回復和再結晶
掌握變形金屬加熱時的變化;
掌握回復、再結晶概念及過程,再結晶形核、動力學、再結晶溫度以及組織;
掌握再結晶晶粒的長大過程和動力學;
掌握二次再結晶概念;
了解再結晶退火;
了解動態(tài)回復與再結晶,金屬的熱加工,金屬的超塑性。
九、固態(tài)相變
了解固態(tài)相變的分類;
掌握固態(tài)相變的形核與長大的熱力學和動力學;
掌握過飽和固溶體的脫溶、調幅分解的特點及對材料性能的影響;
掌握馬氏體轉變的特點,馬氏體轉變的熱力學、動力學、晶體學以及特殊馬氏體材料性能。
第三部分 考試樣題
可以參考近年的考試試題,但不要以此去推測考試側重點。不同教師出題風格是不同的,考試題不是教學的全部內容,但出題范圍原則上不會超出大綱。
本文內容整理于湘潭大學研究生院。
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