2023年中國石油大學(華東)材料科學與工程專業(yè)考研材料科學基礎科目考試大綱

2023年中國石油大學(華東)材料科學與工程專業(yè)考研材料科學基礎科目考試大綱

考試科目名稱：材料科學基礎

考試時間：180 分鐘，滿分：150 分

一、考試要求：

1. 掌握材料科學的基本概念，理解材料的成分、組織結構、制備工藝與材料性能和應用之間的關系;

2. 掌握材料科學的基礎理論，主要包括晶體學基礎、材料的固體結構、晶體缺陷、固態(tài)擴散理論、材料的形變與再結晶、凝固理論與相圖、材料的強韌化;

3. 熟悉材料科學基礎理論的應用，能夠根據(jù)材料科學的基礎理論分析材料應用中常見的科學與工程原理。

二、考試內容：

1. 材料的結構

(1)原子間的鍵合：金屬鍵、離子鍵、共價鍵、范德瓦耳斯力、氫鍵;

(2)晶體學基礎：空間點陣和晶胞、晶向指數(shù)和晶面指數(shù)，晶帶定理，三種典型的金屬晶體結構，晶體的原子堆垛方式和間隙，多晶型性;

(3)合金相結構：固溶體、中間相。

2. 晶體缺陷

(1)點缺陷：點缺陷的形成、點缺陷的平衡濃度、點缺陷的運動;

(2)線缺陷：位錯的基本類型和特征、伯氏矢量，位錯的運動與交互作用，位錯的應力場和應變能，位錯的生成和增殖，實際晶體結構中的位錯，位錯反應;

(3)面缺陷：晶界和亞晶界，孿晶界，相界。

3. 固體中原子的運動

(1)表象理論：菲克第一定律、菲克第二定律，擴散方程的解，置換型固溶體中的擴散和Kirkendall效應，擴散的熱力學分析;

(2)原子擴散理論;擴散機制，擴散系數(shù)，Arrhenius方程，擴散激活能;

(3)影響擴散的因素，反應擴散。

4. 材料的形變與再結晶

(1)彈性變形：彈性變形的特征、彈性模量，彈性的不完整性;(2)晶體的塑性變形：單晶體的塑性變形，多晶體的塑性變形，合金的塑性變形，塑性變形對材料組織與性能的影響;

(3)回復和再結晶：冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化，回復、再結晶、晶粒長大，再結晶退火后的組織;

(4)熱變形：動態(tài)回復與動態(tài)再結晶，熱加工對組織性能的影響，蠕變，超塑性。

5. 材料的凝固與相圖

(1)純晶體的凝固：相平衡條件和相律，晶體凝固的熱力學條件，均勻形核、非均勻形核，晶體長大，結晶動力學及凝固組織，多種生長機制和凝固理論的應用;

(2)相圖的熱力學：相圖的表示和測定方法，固溶體的自由能-成分曲線、多相平衡的公切線原理、混合物的自由能和杠桿法則;

(3)二元相圖：二元相圖的幾何規(guī)律，勻晶、共晶、包晶相圖和其它類型二元相圖的分析，復雜二元相圖的分析，溶混間隙相圖、調幅分解，鐵碳相圖分析，根據(jù)相圖推測合金的性能，固溶體的凝固理論、共晶凝固理論、合金鑄錠(件) 的組織與缺陷;

(4)三元相圖：三元相圖成分表示方法、三元相圖的截面圖和投影圖、三元相圖中的杠桿定律及重心定律，固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖。

三、參考書目

《材料科學基礎》(第三版)，胡賡祥、蔡珣、戎詠華編，上海交通大學出版社，2010.

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