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2021年长安大学838材料科学基础考试大纲

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参考教材:《材料科学基础》(第二版),石徳珂主编,机械工业出版社

考试内容:

一、性质与要求

《材料科学基础》是材料科学与工程专业一级学科的专业基础课。该课程从材料的组织结构出发,研究材料的结构与材料的制备方法、加工工艺以及材料性能之间的关系。

考试要求:(1)系统掌握材料科学的基础知识和理论(2)能应用基本理论分析和解释常见的工程现象。

二、试卷结构

题型可为名词解释、选择题、简答题、分析计算和论述题等。

三、考试内容及要点

1、材料结构的基本知识

内容:原子结构,原子结合键,原子排列方式,材料的稳态结构与亚稳态结构。

要点:了解结构与性能间的关系。

2、 材料中的晶体结构

内容:晶体学基础,典型金属晶体结构,离子晶体、共价晶体的结构。

要点:密勒(Miller)指数法;晶带;配位数、致密度;多晶型性;鲍林规则。

3、高分子材料的结构

内容:高分子链的结构和构象,高分子的聚集态结构,高分子材料的性能与结构。

要点:加聚和缩聚;高分子链的结构;高分子的聚集态结构;晶态和非晶态;热塑性塑料;热固性塑料;橡胶。

4、晶体缺陷

内容:点缺陷及其平衡浓度,位错的几何性质、运动性质及弹性性质,位错的增殖与位错源,实际晶体中的位错,晶体的界面理论。

要点:点缺陷类型、平衡浓度;柏氏矢量;滑移与攀移;位错线的应变能与张力;柯垂耳(Cottrell)气团;位错反应的条件;全位错与分位错;堆垛层错;界面吸附;界面润湿。

5、材料的相结构与相图

内容:材料的相结构,二元相图及其类型,铁-碳合金相图,相图的热力学基础,三元相图。

要点:固溶体和中间相的类型及其特点;影响固溶体溶解度的因素;相律、相图的建立;杠杆定律;枝晶偏析;伪共晶、不平衡共晶、离异共晶;包晶偏析;铁-碳合金相图;铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体;铁-碳合金平衡凝固分析以及组织组成物相对量、相组成物相对量的计算;热脆、冷脆、氢脆;相平衡条件;浓度三角形;共轭连线、直线法则;共轭三角形、重心法则;

6、材料凝固与气相沉积

内容:材料凝固时晶核的形成,晶体的生长,固溶体合金的凝固,共晶合金的凝固,凝固理论应用;气相沉积法制备材料的原理与技术。

要点:凝固的热力学条件;过冷度,形核,临界核心,形核率;非均匀形核;熔化熵、温度梯度与晶体生长特性间关系;固溶体合金溶质分布;成分过冷;共晶体的结构;铸锭组织特征;区域熔炼、单晶制备、定向凝固、非晶态;凝聚-蒸发的平衡,物理气相沉积,化学气相沉积,单晶体外延生长。

7、扩散与固态相变

内容:扩散现象及扩散方程,扩散微观机制,扩散驱动力,化学位,反应扩散,影响扩散因素。固态相变中相界面与形核,固态相变中晶体生长,扩散型相变和无扩散型相变。

要点:菲克第一定律;菲克第二定律及应用;间隙机制、空位机制;柯肯达尔效应;上坡扩散;烧结;相界面类型;相变形核,扩散控制相变,界面控制相变;脱溶沉淀,调幅分解;马氏体相变。

8、材料的变形

内容:金属的弹性变形,滑移与孪晶变形,单晶体的塑性变形,多晶体的塑性变形,纯金属的变形与强化,合金的变形与强化,冷变形金属的组织与性能,冷变形金属的恢复与再结晶。

要点:弹性模量的微观解释;位错宽度、派-纳力;滑移系;孪晶变形;施密特定律;单滑移、多滑移、交滑移;霍尔-佩奇(Hall-petch)关系;割阶、扭折;梯杆位错、L-C锁;弗兰克-瑞德源(F-R源);固溶强化;细晶强化理论;低碳钢屈服理论;应变时效理论;第二相强化理论;纤维组织、位错胞状结构、形变织构、残余应力;回复、亚晶;再结晶;二次再结晶。


【责任编辑:星轨】

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