2023年湘潭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年湘潭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

注：该考试大纲适用于湘潭大学材料科学与工程学院的材料科学与工程专业研究生考试。

第一部分 考试说明

一、考试性质

《材料科学基础》是材料学科的专业基础课，着重讲述材料的微观组织与性能之间的关系。本课程强调晶体材料中的共性基础问题，对于理解现有材料和开发新材料都具有重要的指导意义。因此，该课程被指定为材料学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。

二、考试的学科范围

详细要点见第二部分，重在掌握基本概念及其应用，强调晶体材料的共性知识。

三、评价目标

考试的目标是考查学生对《材料科学基础》基本理论的掌握程度以及应用基本理论分析材料问题的能力。

四、考试形式与试卷结构

闭卷，笔试，考试时间180分钟，试卷满分为150分。

试卷结构(题型)：单项选择题、名词解释、判断题、简答题、简单计算和综合应用题。

第二部分 考试要点

一、固体材料的结构

了解原子间的主要键合方式;掌握空间点阵、晶胞的概念;

了解布拉菲点阵;掌握空间点阵与晶体结构的关系;

掌握晶面指数和晶向指数的概念、标定方法;

掌握晶面间距、晶面及晶向的夹角计算方法;

了解晶带的概念和特点;

掌握三种典型纯金属的晶体结构：点阵常数、原子半径、配位数、致密度、原子堆垛方式、间隙;

了解同素异构现象、原子半径的影响因素;

掌握固溶体概念、特征，影响置换/间隙固溶体固溶度的因素;

掌握金属间化合物概念、影响因素、分类、特性。

二、材料的凝固

了解金属液态结构的特点;

掌握纯结晶驱动力的热力学分析，均匀/非均匀形核的临界形核功、形核半径，结晶条件;

熟悉晶核长大的条件;掌握晶体长大的三种机制;

掌握纯金属长大的形态与温度梯度的关系;

掌握典型铸锭组织特征及形成原因。

三、单元系、二元系相图及合金的凝固组织

掌握相图概念、含义、相律、杠杆定律;

了解常用的相图测绘方法;

掌握二元匀晶、共晶、包晶及其合金凝固组织;

掌握共晶组织的形成特点，伪共晶、离异共晶的概念和形成原因;

掌握有效分配系数、区域提纯、成分过冷、凝固界面形貌形成的特点和规律;

掌握铁碳合金相图以及碳的存在形式、碳钢铸铁凝固组织和性能;

掌握相图的线条和相区分析;

了解相平衡的热力学条件、吉布斯自由能曲线与相图的关系。

四、三元系相图

掌握三元相图的几何规则，匀晶三元相图的空间模型、结晶过程、等温截面、变温截面;

掌握共晶三元相图、包共晶三元相图、三元包晶相图的特点;

掌握三元相图中的四相平衡、接触法则。

五、固体材料中的扩散

掌握扩散第一、二定律的定义、应用范围以及扩散第二定律特殊解;

掌握扩散的三个微观机制;

了解扩散系数的测定方法以及影响因素;

掌握扩散驱动力和上坡扩散的本质;

了解柯肯达尔效应;

了解反应扩散的概念、解释扩散层相分布特点、了解速率关系式。

六、空位与位错

掌握点缺陷概念、点缺陷的平衡浓度、点缺陷对金属性能的影响;

掌握位错概念、位错的结构、柏氏矢量;

掌握位错的运动、滑移、攀移特征;

掌握推动位错运动的力、位错的应力场、位错的应变能、位错的线张力;

掌握位错之间的相互作用;掌握位错的萌生与增殖理论;

掌握堆垛层错、不全位错、位错反应、扩展位错的概念和特征。

七、材料的变形与断裂

掌握应力应变曲线;

掌握滑移、扭折、孪生的概念与区别;

掌握滑移的位错机制;

了解单晶体的应力应变曲线;

了解晶粒取向及晶界对塑性变形的影响;

了解塑性变形对组织和性能的影响;

了解合金的塑性变形、冷加工组织与性能变化。

八、回复和再结晶

掌握变形金属加热时的变化;

掌握回复、再结晶概念及过程，再结晶形核、动力学、再结晶温度以及组织;

掌握再结晶晶粒的长大过程和动力学;

掌握二次再结晶概念;

了解再结晶退火;

了解动态回复与再结晶，金属的热加工，金属的超塑性。

九、固态相变

了解固态相变的分类;

掌握固态相变的形核与长大的热力学和动力学;

掌握过饱和固溶体的脱溶、调幅分解的特点及对材料性能的影响;

掌握马氏体转变的特点，马氏体转变的热力学、动力学、晶体学以及特殊马氏体材料性能。

原文链接：

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