2023年西南科技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年西南科技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

“材料科学基础”是材料科学与工程专业的一门核心基础课程，要求考生深入理解材料组成-工艺-结构-性能之间的相互关系及其制约规律，掌握材料的晶体结构、晶体结构缺陷、非晶态结构与性质、表面结构与性质、相平衡与相图、扩散、相变、固态反应、烧结等方面的基本概念与基础知识，能够遵守科学伦理道德，从材料的应用、结构、性能及成本等方面进行材料选择，能够运用材料科学的基本原理解决实际问题。

考核内容：

一、材料引言

材料的重要性;材料科学与工程的内涵;材料的种类;材料的组成、结构、性质、制备与加工、使用性能之间的关系。

二、晶体结构

晶体、空间点阵、晶胞、单位平行六面体等基本概念;晶面指数表征;金属晶体结构类型与性质特点;等径球体最紧密堆积的方式，以及形成的空隙种类和数量;典型无机化合物(AX型、AX2 型、AB03型)晶体结构类型与性质特点;计算AX晶体的堆积系数(空间利用率)、理论密度;硅酸盐晶体结构组成特征、结构特点及分类;硅酸盐晶体的结构与其结晶习性或某一性质之间的关系。

三、晶体结构缺陷

晶体结构缺陷的类型与特点;点缺陷符号表征，缺陷反应方程式，缺陷浓度计算;晶界等概念;位错类型;固溶体分类，置换型固溶体形成条件，间隙型固溶体形成条件，计算固溶体密度;非化学计量化合物概念、类型及特点。

四、非晶态结构与性质

表面张力、粘度等基本概念;硅酸盐熔体的基本结构单元，硅酸盐熔体的结构特征;熔体中聚合物的形成过程;粘度与温度、组成的关系;硼反常现象;表面张力与温度、组成的关系;玻璃的通性;玻璃形成的热力学条件和结晶化学条件;硅酸盐玻璃的结构特征和玻璃结构参数的计算;玻璃的两大结构理论的要点及相互的异同点。

五、表面结构与性质

表面、界面等基本概念;固体表面的特征，晶体表面结构，表面力场与表面能，离子晶体在表面力场作用下离子的极化与重排过程;产生表面现象的根本原因;多相体系的界面化学:表面润湿与粘附,弯曲表面效应，吸附与表面改性;晶界和相界:晶界结构与分类;接触角与Young方程;表面粗糙度对液固相润湿性能的影响。

六、相平衡与相图

相、自由度、一致熔融化合物、不一致熔融化合物等基本概念;材料系统相平衡特点:热力学平衡态与非平衡态，系统中组分，相及相律;单元系统:水型物质与硫型物质，具有同质多晶转变的单元系统相图，Si02系统，C2S系统相图，Zτ02 系统相图;二元系统相图:二元凝聚系统相图组成表示法、杠杆规则和相律，二元系统相图的基本类型;典型二元相图的特点和冷却析晶过程的分析。三元系统相图:相律及组成表示法，三元相图的特点、杠杆规则、连线规则、切线规则、重心规则、三角形规则等,各种三元相图类型和特点、冷却析晶过程的分析、在析晶过程中液相组成点和固相组成点的变化规律。

七、固体中的扩散

扩散、扩散动力、扩散通量、稳定扩散和非稳定扩散等基本概念;菲克第一定律和菲克第二定律的表达式，各自的物理意义;运用菲克第一定律和菲克第二定律解决简单的实际问题;扩散系数与温度的关系;分析影响扩散系数的因素。

八、相变原理

相变的分类和特点;相变过程推动力，晶核形成条件;均匀成核与非均匀成核、晶体生长过程动力学;总的结晶速率，析晶过程，影响析晶能力的因素。

九、固相反应.

固相反应动力学特征;固相反应一般动力学关系，化学反应动力学范围，扩散动力学范围;分析影响固相反应的因素:反应物化学组成与结构的影响，反应物颗粒尺寸与分布的影响，反应温度、压力和气氛的影响，矿化剂及其他因素的影响。

十、烧结

与烧结有关的一些基本概念;烧结过程推动力，烧结模型;固态烧结中的蒸发-凝聚传质和扩散传质、液相烧结中的流动传质和溶解-沉淀传质、液相烧结的特点;晶粒生长与二次再结晶:晶粒生长，二次再结晶，晶界在烧结中的作用;分析影响烧结的因素:原始粉料的粒度，外加剂的作用，烧结温度和保温时间;盐类的选择及其煅烧条件;气氛的影响;成型压力的影响。

参考书目：

张联盟、黄学辉、宋晓岚编，《材料科学基础》，武汉理工大学出版社,2008

原文链接：

2023年西南科技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