一、考试基本要求
要求掌握材料科学的核心基础理论,明确材料的组成、结构与性能之间的内在关系及变化规律;熟练掌握原子结构与键合、固体结构、晶体缺陷、原子扩散、材料形变与再结晶、相图与凝固、材料亚稳态等核心知识点。能够运用相关理论分析材料的基本特性,解决材料科学领域的基础工程问题,为后续专业学习及从事材料相关工程技术、科学研究工作奠定坚实基础。
二、考试方式及时间
1 .考试方式:闭卷笔试
2 .考试时间:150 分钟
三、考试题型及比例
试卷总分200 分,题型及比例如下:填空题15%(30 分)、单项选择题15%(30 分)、判断题10%(20 分)、简答题30%(60 分)、计算题15%(30 分)、综合分析题15%(30 分)。
四、考试内容及考试要求
第一章原子结构与键合
1 .掌握原子结构中描述电子空间位置和能量的4 个量子数。
2 .掌握原子间结合键的分类(离子键、共价键、金属键、分子键等)及其核心特点。
3 .了解高分子链的基本结构特征。
第二章固体结构
1 .掌握晶体学基础,熟练掌握晶向指数和晶面指数的标注方法。
2 .掌握3 种典型金属晶体结构的晶体学特点、原子堆垛方式及间隙特征。
3 .掌握固溶体的分类及结构特点,熟悉合金相结构的基本类型。
4 .掌握离子晶体的结构规则,了解NaCl 型、A2B2 型和硅酸盐晶体的结构特点。
5 .了解共价晶体、聚合物晶态结构及非晶态结构的基本特征。
第三章晶体缺陷
1 .掌握点缺陷的类型及形成机制。
2 .熟练掌握位错的基本类型(刃型、螺型)和特征,理解滑移与攀移的特点。
3 .掌握位错的增殖机制、位错反应的条件,了解运动位错的交割及堆垛层错与不全位错。
4 .了解表面及界面的结构特征与基本性质。
第四章固体中原子及分子的运动
1 .掌握菲克第一定律、第二定律的含义及适用条件,能运用菲克第二定律求解简单扩散问题。
2 .掌握扩散的原子机制,熟悉扩散活化能的计算与求解方法。
3 .了解扩散的热力学分析、无规行走与扩散距离、反应扩散、离子晶体及高分子中的扩散特点。
4 .能运用电荷中性原理确定不同情况下的缺陷类型。
第五章材料的形变和再结晶
1 .了解弹性和黏弹性的基本特征。
2 .掌握晶体塑性变形的两种基本形式(滑移与孪生)的异同点,理解滑移的位错机制。
3 .掌握回复与再结晶的动力学规律、形核机制,了解晶粒长大的影响因素。
4 .了解热变形与动态回复、再结晶的特点,熟悉陶瓷材料和高聚物的变形特性。
第六章单组元相图及纯晶体的凝固
1 .掌握相律的基本应用。
2 .掌握均匀形核的临界晶核半径和形核功的推导逻辑。
3 .理解液-固界面结构、界面前沿温度分布对晶体形态的影响,了解晶体生长方式与生长速率的关系。
4 .了解气-固相变与薄膜生长、高分子结晶的基本特征。
第七章二元相图及其合金的凝固
1 .了解相图的表示方法和测定原理。
2 .掌握多相平衡成分确定的公切线方法,能计算两相混合物的相对量。
3 .熟练分析二元相图(如匀晶、共晶、包晶型),掌握共晶、包晶合金的平衡凝固过程及组织组成。
4 .掌握成分过冷的含义及判据,了解非平衡组织类型与偏析的分类。
5 .了解SiO2-Al2 O 3 和Fe-Fe3C 二元系相图的基本组织,熟悉高分子合金的概述。
第八章三元相图
1 .掌握三元相图的成分表示方法(等边、等腰、直角成分三角形)。
2 .理解并能应用等含量法则、直线法则、杠杆法则和重心法则。
3 .能根据固态完全不溶的三元共晶投影图,分析合金凝固过程并计算组织组成体相对量。
4 .了解相区的接触法则及不同类型三元相图的基本特征。
第九章材料的亚稳态
1 .掌握纳米晶、准晶态、非晶态材料的结构与性能特点。
2 .了解固态相变形成的亚稳相特征,比较固态相变与液
-固相变的异同点。
3 .熟悉马氏体与贝氏体的转变特征及转变机制。
五、其他说明
考生自带计算器、书写工具(钢笔、签字笔等),严禁携带任何参考资料及电子存储设备。
六、参考书目
1 .胡赓祥等.材料科学基础[M].上海:上海交通大学出版社,2010 .
2 .张联盟等.材料科学基础[M].武汉:武汉理工大学出版社,2008 .
3 .张均林等.材料科学基础[M].北京:化学工业出版社,2006 .
4 .余永宁.材料科学基础[M].北京:高等教育出版社,2012 .