2023年天津理工大學材料科學與工程專業(yè)考研材料科學基礎科目考試大綱

2023年天津理工大學材料科學與工程專業(yè)考研材料科學基礎科目考試大綱

學院(蓋章)： 材料科學與工程學院

考試科目名稱： 材料科學基礎

一、考試方式

采取筆試方式。考試時間為180分鐘。試卷滿分150分。

二、 試卷結構與分數比重

填空題20分;概念解釋題30分; 簡答題40分;計算題30分 ; 綜合題30分

三、考查的知識范圍

緒論

了解什么是材料科學、材料科學的形成和材料科學與工程的關系。了解材料科學與工程四要素及其相互關系。

第一章 原子結構與結合鍵

§1-1 原子結構

了解微觀粒子運動的描述方法和原子結構，了解量子數，理解基態(tài)原子的電子分布原則和原子的電負性。

§1-2 結合鍵

掌握各種化學鍵的類型。包括：離子鍵;共價鍵;金屬鍵等。

第二章 材料的結構

§2-1 晶體學基礎

掌握晶體學的有關基本概念，熟悉晶體材料的基本表示方法，了解晶體具有對稱性這一基本特征。包括：空間點陣、原胞、晶胞; 晶體的宏觀與微觀對稱性;晶體結構的基本特征;晶面和晶向指數等。掌握晶帶定律及其運用。

§2-2 常見的晶體結構

掌握常見的晶體結構。包括：典型金屬的晶體結構;常見無機化合物的晶體結構等。

§2-3 固溶體的晶體結構

掌握形成置換固溶體的影響因素，間隙固溶體的填隙方式，理解固溶體的微觀不均勻性。包括：置換固溶體;形成置換固溶體的影響因素;間隙固溶體;有序固溶體及固溶體的微觀不均勻性等。掌握準晶體的結構模型，了解準晶體的制備和性能特點;

第三章 晶體結構缺陷

§3-1 點缺陷

了解各類點缺陷的基本類型，熟悉運用缺陷平衡濃度公式進行非化學計量缺陷。

§3-2 位錯的結構

掌握位錯的類型、柏氏矢量的表示方法及位錯組態(tài)和位錯密度概念。

§3-3 位錯的運動

掌握位錯的運動形式，熟練掌握根據柏氏矢量與位錯線方向判斷正負刃型位錯、左右螺型位錯和混和位錯，并根據切應力與柏氏矢量的位向關系，判斷位錯線的運動方向。

§3-4 位錯的應力場

理解位錯的應力場、刃型位錯應力場的特點，了解位錯的彈性應變能和位錯的線張力。

§3-5 位錯與晶體缺陷間的交互作用

理解位錯間的交互作用及其對位錯繼續(xù)運動的影響，了解位錯與點缺陷間交互作用原理。

§3-6 實際晶體中的位錯

掌握全位錯、不全位錯的概念，同時掌握位錯反應的兩條件，了解擴展位錯和其他晶體中的位錯

第四章 晶態(tài)固體中的擴散

§4-1 擴散的宏觀定律

了解菲克第一定律與穩(wěn)定態(tài)擴散。掌握滿足菲克第二定律及不同初始條件和邊界條件解的物理意義，了解穩(wěn)定態(tài)擴散及非穩(wěn)定態(tài)擴散，并能據此分析解決實際生產中的應用問題;

§4-2 擴散系數

掌握用實驗方法測定擴散常數和擴散激活能的方法，熟悉影響擴散系數的微觀因素，以及對材料性能改善、材料設計、質量控制的指導意義。

第五章 相平衡與相圖

§5-1 相與相平衡

掌握組元、相、自由度與相律的概念，熟練地運用自由度與相律分析二元和三元相圖。

§5-2 二元系相圖

理解二元相圖的類型，熟練掌握二元相圖的幾何規(guī)律，并運用相接角法則和杠桿定律對二元相圖進行分析和計算。

§5-3 鐵碳相圖

熟練掌握Fe-Fe3C相圖與Fe-C相圖各自適用的條件，并據此熟練地分析與計算不同成分的碳鋼與白口鐵的結晶過程、室溫的組織組成、相組成及其相對含量，從而理解碳對鐵碳合金的組織與性能的影響。掌握灰口鑄鐵的石墨化過程，從而理解三種不同基體組織的灰鑄鐵的形成過程。

第六章 材料的凝固

§6-1 純金屬的結晶

了解純金屬結晶時的過冷現象和液態(tài)金屬的結構; 純金屬結晶時均質形核與非均質形核概念與條件;晶體長大時的微觀結構、長大機制和生長形態(tài)。

§6-2 固溶體合金的結晶

了解非平衡態(tài)的結晶過程和影響固溶體合金結晶時溶質的重新分布的因素;合金凝固過程中的成分過冷現象和條件，并理解成分過冷對合金晶體形貌的影響規(guī)律。

§6-3 鑄錠組織的形成與控制

了解鑄錠三晶區(qū)的形成機制;影響鑄錠組織的因素。

第七章 晶態(tài)固體材料中的界面

§7-1 晶體表面

了解表面、表面吸附的概念;表面能與晶體的平衡外形的關系。

§7-2 晶界結構

掌握小角度晶界與大角度晶界的類型、形態(tài)與形成機制，了解晶界原子排列的理論模型。

§7-3 晶界遷移

了解晶界遷移速度和晶界遷移的驅動力，掌握影響晶界遷移率的主要因素。

§7-4 相界面

掌握共格界面、半共格界面和非共格相界的概念和形成條件，了解復雜半共格界面的取向關系。

第八章 固態(tài)相變

§8-1 固態(tài)相變總論

掌握固態(tài)相變的概念、分類及形核與長大方式，了解固態(tài)相變動力學的概念。

§8-2過飽和固溶體的分解

掌握脫溶沉淀的概念、沉淀方式、沉淀強化機制，了解脫溶沉淀的熱力學、動力學概念、調幅分解的熱力學條件。

第九章 材料的變形與再結晶

§9-1單晶體的塑性變形

掌握單晶體塑性變形的概念、方式、機制、條件，孿生變形的特點，理解臨界分切應力定律的概念，了解滑移過程的次生現象。

§9-2 多晶體的塑性變形

掌握多晶體變形時晶界的作用和塑性變形的特點，了解晶界對強度的影響規(guī)律。

§9-3 塑性變形對材料組織和性能的影響

掌握冷變形量對金屬組織與性能的影響規(guī)律，通過比較多晶體與單晶體的流變曲線掌握多晶體流變曲線的特點。了解形變織構對材料性能的影響。

§9-4 冷變形金屬的回復與再結晶

掌握冷變形金屬在回復加熱過程中組織和性能變化的特點過程和機制，了解回復動力學概念。掌握冷變形金屬在再結晶加熱過程中組織和性能變化的特點、過程和機制，了解再結晶的動力學概念。

四、參考書目

教材：材料科學基礎， 徐恒鈞 主編 北京工業(yè)大學出版社 出版時間 2001年

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