2023年山东建筑大学材料科学与工程专业考研材料科学基础科目考试大纲

2023年山东建筑大学材料科学与工程专业考研材料科学基础科目考试大纲

一、考试内容

1 绪论与材料结构的基本知识

1.1 掌握材料科学的基本含义。

1.2 材料中的原子排列：

(1) 原子结构;原子结合键，重点掌握结合键分类及其特点。

(2) 晶体、非晶体的概念及异同。

2 材料中的晶体结构

2.1晶体学基础：空间点阵与晶体结构特征、晶胞、布拉菲点阵、晶向指数与晶面指数、晶面间距等概念与特征。侧重于概念和作图。

2.2 掌握常见的金属晶体结构及其几何特征，并会画出其示意图。基本概念：单位晶胞原子数，配位数、致密度、间隙半径、多晶型性。(金属可选)

2.3 离子晶体的结构和共价键晶体的结构的基本概念和特点。典型无机化合物和硅酸盐晶体结构。(无机可选)

3 晶体缺陷：晶体缺陷的概念、分类及其作用。

3.1 点缺陷的类型：空位的特点及分类;点缺陷的平衡浓度;点缺陷的产生及其运动;点缺陷与材料行为。

3.2线缺陷(位错)：(金属可选)

位错的基本类型;刃型位错;螺型位错;混合位错;位错的性质;柏氏矢量;位错密度;位错的运动特点及分类;位错的应变能与线张力;位错的应力场及其与其它缺陷的作用;位错的增殖、塞积与交割，掌握典型位错源的增殖特点;位错反应;实际晶体中的位错：全位错，不全位错。

3.3 面缺陷：面缺陷(晶界、亚晶界，孪晶界，相界和表面)，以及对材料的力学和物理化学性能影响。

4 材料的相结构

4.1 固溶体的概念、分类及特点。

4.2合金、相的概念，相的分类、中间相(金属间化合物)的分类及特点(金属可选)

4.3熔体和玻璃体：熔体的结构和性质，玻璃的通性;硅酸盐玻璃结构参数及对玻璃结构和性能的影响(无机可选)。

5 相图

5.1二元相图(金属可选)

相图的基本知识：相律，相图的表示与建立，杠杆定律及其应用;二元匀晶相图及其分析;固溶体的不平衡结晶;成分过冷及其对晶体生长形态的影响;过冷形成的条件和影响因素。二元共晶相图及合金凝固分析;二元包晶相图;其它类型的二元相图;铁碳合金相图的分析和使用;相图与合金性能的关系，相图的热力学解释;铸锭组织及其控制方法及原理。相图实例分析。

5.2三元相图(金属可选)

三元相图的主要特点、成分表示法-成分三角形、成分三角形中特殊的点和线、平衡转变的类型、共线法则与杠杆定律、重心定律。三元匀晶相图和三元共晶相图：相图分析;等温界面(水平截面);变温截面(垂直截面);投影图的分析;相平衡特点。

5.3 二元相图的基本知识，硅酸盐系统相平衡的特点;二元相图的基本类型，杠杆规则，结晶路径的分析及表达;相图实例分析。三元相图的基本特点，三元相图组成表示方法-浓度三角形(等含量规则、定比例规则、杠杆规则、重心原理);三元相图的基本类型，连线规则、切线规则、重心规则、三角形规则等理解和应用。典型结晶路径的分析及表达;相图实例分析。(无机可选)

6 材料的凝固(金属可选)

6.1材料结晶的基本规律：液态材料的结构、过冷现象、结晶的基本过程。

6.2材料结晶的基本条件：热力学条件、结构条件、能量条件。

6.3晶核的形成：均匀形核、非均匀形核、临界晶核、临界过冷度、形核功与能量起伏、形核率与过冷度的关系。

6.4晶核长大：晶核长大的条件、液固界面微结构与晶体长大机制、液体中温度梯度与晶体的长大形态。

6.5凝固理论的应用：材料铸态晶粒度的控制、单晶体的制备原理、定向凝固技术、急冷凝固技术。重点掌握基本原理。

7 固体中的扩散

扩散的现象与本质;扩散的分类 ;扩散定律：菲克第一定律和菲克第二定律及其应用;扩散的微观机理与现象：扩散机制、扩散的驱动力与上坡扩散、反应扩散;影响扩散的主要因素。

8 材料的变形与断裂(金属可选)

8.1 单晶体的塑性变形方式及其特点;滑移的临界分切应力(tc);位错运动阻力;多滑移;交滑移;孪生。

8.2 多晶体的塑性变形特点。

8.3 合金的塑性变形及其强化方法。

8.4 塑性变形对材料组织和性能的影响特点。

8.5 回复与再结晶、回复动力学、回复机理、回复退火的应用、再结晶动力学(示意图)、再结晶温度、影响再结晶的因素、再结晶晶粒大小的控制、再结晶的应用、动态回复与动态再结晶、金属的热加工、超塑性。

9 固态相变基本原理

9.1固态相变的特点及分类;相变热力学;相变动力学;常见扩散型相变、无扩散型相变，贝氏体转变。(金属可选)

9.2液-固相变过程的热力学、动力学和析晶过程;玻璃分相(无机可选)。

10 固相反应与烧结(无机可选)

10.1 固相反应：固相反应动力学方程：杨德尔方程和金斯特林格方程的推导及其适用的范围;影响固相反应的因素。

10.2 烧结：烧结以及与烧结有关的概念;烧结过程的推动力;烧结模型;烧结过程中的烧结传质机理：蒸发-凝聚传质、扩散传质、流动传质、溶解-沉淀传质发生的原因、条件、特点和动力学方程;烧结过程中晶粒生长与二次再结晶的控制;影响烧结的因素。

11 复合材料(金属可选)

复合材料概念及其常见类型;复合效应;复合材料界面结构。

二、参考教材

1、刘智恩主编，《材料科学基础》，第5版，西北工业大学出版社，2018。

2、石德柯主编，《材料科学基础》，第2版，机械工业出版社，2019。

3、胡志强主编，《无机材料科学基础教程》，第2版，化学工业出版社，2011。

三、注意事项

大纲中标注“金属可选”或“无机可选”部分内容分别供金属类或无机材料类的考生复习选考。其他未标注可选部分为统考内容。

原文链接：

2023年山东建筑大学材料科学与工程专业考研材料科学基础科目考试大纲