2023年西南石油大學材料科學與工程專業考研材料科學基礎科目考試大綱

考試科目名稱：922材料科學基礎

一、考試性質

《材料科學基礎》是碩士研究生入學考試科目之一。本大綱的制定力求反映招生類型的特點，科學、公平、準確、規范地測評考生的相關基礎知識掌握水平，考生分析問題和解決問題及綜合知識運用的能力。應考人員可根據本大綱的內容和要求，自行學習相關內容和掌握有關知識。本大綱包括考核主要內容、考試形式和試卷結構、參考書目等。

《材料科學基礎》是材料科學與工程學科的重要基礎理論課，是學習和理解各種材料的組成、結構、制備與性能之間聯系的基礎。考核內容主要包括原子結構與結合鍵、晶體結構、晶體缺陷、相圖與相平衡、表面與界面、塑性變形與再結晶、固態晶體中擴散、固態相變。

二、考試主要內容

1、原子結構與結合鍵

(1)電離能、電子親和能、電負性、金屬間化合物、電子化合物等概念;

(2)各種結合鍵的概念、特點、代表材料，通過結合鍵及原子間作用力和鍵能分析材料的物理化學性質。

2、晶體結構

(1)空間點陣、晶胞、空間群等晶體學基本概念，三大晶族與七大晶系分類;

(2)簡單立方、體心立方、面心立方、密排六方等典型金屬晶體結構和常見無機化合物晶體結構的堆積方式、配位數、致密度、晶胞原子數或分子數、點陣常數與原子半徑之間的關系;各種結構中晶向指數和晶面指數的表征，晶向族、晶面族的確定，晶面間距的計算;

(3)硅酸鹽結構類型及特點;高分子鏈的組成和結構特點;

(4)固溶體和金屬間化合物的晶體結構，固溶體的分類、概念、特點、形成條件及影響因素。

3、晶體缺陷

(1)晶體缺陷的分類與形成;點缺陷的平衡濃度方程;

(2)各類位錯的定義及位錯組態、運動的相關基本概念，如滑移、滑移面、滑移方向、滑移系、全位錯和不全位錯、擴展位錯、位錯密度等;

(3)刃位錯、螺位錯的特點及其柏氏矢量的概念、確定與表征方法;發生位錯反應的條件及其產物;

(4)位錯的應力場、彈性應變能與線張力、位錯運動特點、位錯運動的驅動力、阻力及對金屬材料組織和性能的影響;位錯與其它晶體缺陷交互作用,位錯的增殖、塞積與交割;各類面缺陷及體缺陷的定義及其對材料性能的影響。

4、晶態固體中的擴散

(1)擴散宏觀規律、擴散的微觀機制及相關問題分析與計算;

(2)擴散熱力學分析、擴散系數及影響因素;

(3)反應擴散過程與離子晶體中的擴散。

5、相圖與相平衡

(1)組元、組織、相、相平衡等重要概念的區別，相平衡時系統的特點， 相律的計算;

(2)各類二元基本相圖的分析;勻晶轉變、共晶轉變和共析轉變的概念、表達式、平衡結晶過程及組織特點，利用杠桿定律計算不同合金在不同狀態下的相組成物和組織組成物;

(3)鐵碳相圖的分析，包括各特性點和特性線的溫度與碳濃度、相區名稱、不同轉變過程的組織特點等;碳對鐵碳合金的組織與性能的影響，利用杠桿定律計算不同鐵碳合金在不同狀態下的相組成物和組織組成物;

(4)三元系相圖的表示方法;三元相圖中的直線法則、重心法則。

6、表面與界面

(1)表面的定義和結構特點;表面與晶界結構(小角度晶界);

(2)表面的吸附;

(3)晶界的平衡偏析產生原因及影響因素;

(4)晶界的遷移速度、遷移驅動力、遷移機制、影響因素及對于材料性能影響。

7、固態相變

(1)固態相變一般特征;

(2)成分不變的相變;

(3)鋼在加熱時轉變及共析轉變、馬氏體轉變產物的組織特點及力學性能。

8、塑性變形與再結晶

(1)單晶體的塑性變形滑移系及臨界分切應力、滑移的位錯機制;

(2)金屬多晶體塑性變形特點、多晶體變形時晶界的作用及細晶強化機制(晶界對變形的影響);

(3)高分子材料的塑性變形特點;

(4)塑性變形對金屬材料組織結構及性能的影響;

(5)冷變形金屬的回復與再結晶及晶粒長大過程的定義、機制以及對材料的組織和性能影響。

三、考試形式和試卷結構

1、考試時間和分值

考試時間為 180 分鐘，試卷滿分為 150 分。

2、考試題型結構

(1)名詞解釋

(2)填空題

(3)計算題

(4)論述題

四、參考書目

1、《材料科學基礎》，徐恒鈞主編，劉國勛主審，北京工業大學出版社， 2013年出版

2、《材料科學與工程基礎》，趙長生，顧宜主編，化學工業出版社，2019 年出版

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