2023年山東建筑大學材料科學與工程專業(yè)考研材料科學基礎(chǔ)科目考試大綱

2023年山東建筑大學材料科學與工程專業(yè)考研材料科學基礎(chǔ)科目考試大綱

一、考試內(nèi)容

1 緒論與材料結(jié)構(gòu)的基本知識

1.1 掌握材料科學的基本含義。

1.2 材料中的原子排列：

(1) 原子結(jié)構(gòu);原子結(jié)合鍵，重點掌握結(jié)合鍵分類及其特點。

(2) 晶體、非晶體的概念及異同。

2 材料中的晶體結(jié)構(gòu)

2.1晶體學基礎(chǔ)：空間點陣與晶體結(jié)構(gòu)特征、晶胞、布拉菲點陣、晶向指數(shù)與晶面指數(shù)、晶面間距等概念與特征。側(cè)重于概念和作圖。

2.2 掌握常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)及其幾何特征，并會畫出其示意圖?；靖拍睿簡挝痪О訑?shù)，配位數(shù)、致密度、間隙半徑、多晶型性。(金屬可選)

2.3 離子晶體的結(jié)構(gòu)和共價鍵晶體的結(jié)構(gòu)的基本概念和特點。典型無機化合物和硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)。(無機可選)

3 晶體缺陷：晶體缺陷的概念、分類及其作用。

3.1 點缺陷的類型：空位的特點及分類;點缺陷的平衡濃度;點缺陷的產(chǎn)生及其運動;點缺陷與材料行為。

3.2線缺陷(位錯)：(金屬可選)

位錯的基本類型;刃型位錯;螺型位錯;混合位錯;位錯的性質(zhì);柏氏矢量;位錯密度;位錯的運動特點及分類;位錯的應(yīng)變能與線張力;位錯的應(yīng)力場及其與其它缺陷的作用;位錯的增殖、塞積與交割，掌握典型位錯源的增殖特點;位錯反應(yīng);實際晶體中的位錯：全位錯，不全位錯。

3.3 面缺陷：面缺陷(晶界、亞晶界，孿晶界，相界和表面)，以及對材料的力學和物理化學性能影響。

4 材料的相結(jié)構(gòu)

4.1 固溶體的概念、分類及特點。

4.2合金、相的概念，相的分類、中間相(金屬間化合物)的分類及特點(金屬可選)

4.3熔體和玻璃體：熔體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，玻璃的通性;硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)參數(shù)及對玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響(無機可選)。

5 相圖

5.1二元相圖(金屬可選)

相圖的基本知識：相律，相圖的表示與建立，杠桿定律及其應(yīng)用;二元勻晶相圖及其分析;固溶體的不平衡結(jié)晶;成分過冷及其對晶體生長形態(tài)的影響;過冷形成的條件和影響因素。二元共晶相圖及合金凝固分析;二元包晶相圖;其它類型的二元相圖;鐵碳合金相圖的分析和使用;相圖與合金性能的關(guān)系，相圖的熱力學解釋;鑄錠組織及其控制方法及原理。相圖實例分析。

5.2三元相圖(金屬可選)

三元相圖的主要特點、成分表示法-成分三角形、成分三角形中特殊的點和線、平衡轉(zhuǎn)變的類型、共線法則與杠桿定律、重心定律。三元勻晶相圖和三元共晶相圖：相圖分析;等溫界面(水平截面);變溫截面(垂直截面);投影圖的分析;相平衡特點。

5.3 二元相圖的基本知識，硅酸鹽系統(tǒng)相平衡的特點;二元相圖的基本類型，杠桿規(guī)則，結(jié)晶路徑的分析及表達;相圖實例分析。三元相圖的基本特點，三元相圖組成表示方法-濃度三角形(等含量規(guī)則、定比例規(guī)則、杠桿規(guī)則、重心原理);三元相圖的基本類型，連線規(guī)則、切線規(guī)則、重心規(guī)則、三角形規(guī)則等理解和應(yīng)用。典型結(jié)晶路徑的分析及表達;相圖實例分析。(無機可選)

6 材料的凝固(金屬可選)

6.1材料結(jié)晶的基本規(guī)律：液態(tài)材料的結(jié)構(gòu)、過冷現(xiàn)象、結(jié)晶的基本過程。

6.2材料結(jié)晶的基本條件：熱力學條件、結(jié)構(gòu)條件、能量條件。

6.3晶核的形成：均勻形核、非均勻形核、臨界晶核、臨界過冷度、形核功與能量起伏、形核率與過冷度的關(guān)系。

6.4晶核長大：晶核長大的條件、液固界面微結(jié)構(gòu)與晶體長大機制、液體中溫度梯度與晶體的長大形態(tài)。

6.5凝固理論的應(yīng)用：材料鑄態(tài)晶粒度的控制、單晶體的制備原理、定向凝固技術(shù)、急冷凝固技術(shù)。重點掌握基本原理。

7 固體中的擴散

擴散的現(xiàn)象與本質(zhì);擴散的分類 ;擴散定律：菲克第一定律和菲克第二定律及其應(yīng)用;擴散的微觀機理與現(xiàn)象：擴散機制、擴散的驅(qū)動力與上坡擴散、反應(yīng)擴散;影響擴散的主要因素。

8 材料的變形與斷裂(金屬可選)

8.1 單晶體的塑性變形方式及其特點;滑移的臨界分切應(yīng)力(tc);位錯運動阻力;多滑移;交滑移;孿生。

8.2 多晶體的塑性變形特點。

8.3 合金的塑性變形及其強化方法。

8.4 塑性變形對材料組織和性能的影響特點。

8.5 回復(fù)與再結(jié)晶、回復(fù)動力學、回復(fù)機理、回復(fù)退火的應(yīng)用、再結(jié)晶動力學(示意圖)、再結(jié)晶溫度、影響再結(jié)晶的因素、再結(jié)晶晶粒大小的控制、再結(jié)晶的應(yīng)用、動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶、金屬的熱加工、超塑性。

9 固態(tài)相變基本原理

9.1固態(tài)相變的特點及分類;相變熱力學;相變動力學;常見擴散型相變、無擴散型相變，貝氏體轉(zhuǎn)變。(金屬可選)

9.2液-固相變過程的熱力學、動力學和析晶過程;玻璃分相(無機可選)。

10 固相反應(yīng)與燒結(jié)(無機可選)

10.1 固相反應(yīng)：固相反應(yīng)動力學方程：楊德爾方程和金斯特林格方程的推導及其適用的范圍;影響固相反應(yīng)的因素。

10.2 燒結(jié)：燒結(jié)以及與燒結(jié)有關(guān)的概念;燒結(jié)過程的推動力;燒結(jié)模型;燒結(jié)過程中的燒結(jié)傳質(zhì)機理：蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)、擴散傳質(zhì)、流動傳質(zhì)、溶解-沉淀傳質(zhì)發(fā)生的原因、條件、特點和動力學方程;燒結(jié)過程中晶粒生長與二次再結(jié)晶的控制;影響燒結(jié)的因素。

11 復(fù)合材料(金屬可選)

復(fù)合材料概念及其常見類型;復(fù)合效應(yīng);復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)。

二、參考教材

1、劉智恩主編，《材料科學基礎(chǔ)》，第5版，西北工業(yè)大學出版社，2018。

2、石德柯主編，《材料科學基礎(chǔ)》，第2版，機械工業(yè)出版社，2019。

3、胡志強主編，《無機材料科學基礎(chǔ)教程》，第2版，化學工業(yè)出版社，2011。

三、注意事項

大綱中標注“金屬可選”或“無機可選”部分內(nèi)容分別供金屬類或無機材料類的考生復(fù)習選考。其他未標注可選部分為統(tǒng)考內(nèi)容。

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