_{《材料科学基础》研究生入学考试大纲}

一、基本要求

考试科目的重点放在与材料科学有关的基本现象、基本概念、基本规律及基本方法上， 主要涉及固体材料的结构和相变基础的相关部分。具体内容为：原子和分子的键合, 晶体学 基础、合金相、陶瓷相结构、相变规律、相图热力学及扩散传质，晶体材料的微观结构及缺 陷与强度、塑性之间的关系，以及在加热过程中组织和性能的变化等。其基本要求是能正确 认识材料的本质，掌握其组织形态与形成规律，能建立和使用相图分析相变规律，深入认识 材料在塑性变形与断裂过程中微观结构的变化，掌握材料四大强化机制的理论实质，具有利 用这些规律控制材料组成和生产工艺、改变其组织结构、提高其性能的理论知识，具备设计 和制备新材料、改进和发展各种工艺的坚实理论基础。

二、考试内容

（一）绪论 性质、任务、内容、研究方法、特点和应用范围，发展史及各类材料简介。

（二）晶体学基础

晶体的周期性，结构单元与空间点阵, 布拉菲点阵, 晶向指数和晶面指数, 晶面间距、 晶面夹角和晶带定理, 极射投影。

（三）固体材料的结构 基础知识:原子、分子键合及其特性（包括氢键、范德华键）,周期表中元素的分类。金

_{属及合金相的晶体结构: 典型金属的晶体结构,合金相的晶体结构。陶瓷的结构: 离子与共价}

晶体结构, 陶瓷材料的典型结构, 硅酸盐的结构, 玻璃相结构。

（四）材料的凝固 凝固的热力学条件，形核，临界核心，形核率，均匀和非均匀形核及其应用，晶体长大，

长大速率，形状，大小的控制，凝固理论应用。

（五）相图

基础知识: 相平衡与相律, 相图的表示与测量. 匀晶相图：固溶体平衡与非平衡凝固， 杠杆定律,微观与宏观偏析, 成分过冷，区域提纯。共晶相图：共晶合金的凝固，伪共晶， 离异共晶。包晶相图：包晶合金的凝固，包晶合金应用。其它类型的二元相图。铁碳相图分析，合金铸件组织与缺陷，相图热力学基础。

三元相图表示法，重心法则，杠杆定律，两相平衡、三相平衡、四相平衡的三元相图,

形成稳定化合物的三元相图，三元相图应用。

（六）固态扩散 菲克第一，第二定律及其解，扩散定律的应用，扩散热力学分析，扩散机制及影响因素，

上坡扩散与反应扩散。

（七）固态相变原理

相变热力学, 固态相变的分类与特征, 扩散型相变, 非扩散型相变。

（八）晶体缺陷的基本类型 点缺陷：热缺陷，杂质缺陷，非化学计量点缺陷，复合点缺陷，热缺陷的平衡浓度。线

缺陷：位错类型及几何性质，柏氏矢量，位错密度。面缺陷：晶界类型，共格、半共格和非共格界面，大角度和小角晶界，孪晶界，晶界运动，晶界偏聚，界面能与组织形貌的关系。

（九）位错的弹性行为 位错的弹性性质：应力场，应变能，位错受力，线张力。位错的运动与增殖：滑移，攀

移，交滑移，交割，塞积，位错的萌生与增殖，晶体材料强化的位错机制。实际晶体中的位 错：f.c.c 中的单位位错，不全位错，固定位错，扩展位错，位错反应。

_{（十）晶体材料的塑性变形}

单晶体塑变，多晶体塑变（特点，晶界影响，屈服现象），塑变后的组织与性能，合金 的塑变，蠕变的特点。

（十一）回复与再结晶 冷变形金属加热时性能变化和能量释放。回复动力学，温度，时间对回复速度的影响。

回复机制，点缺陷的聚合，消失，位错组态改变，多边化。再结晶机制及其影响因素。晶粒 长大及二次再结晶，再结晶全图。金属材料的热变形，动态回复与动态再结晶，热变形后组织与性能。超塑性及其实现条件。

三、参考书目

1．刘智恩. 材料科学基础(第 3 版). 西北工大出版社.

2．胡赓祥等. 材料科学基础. 上海交大出版社.

3．潘金生. 材料科学基础. 清华出版社.

中国矿业大学 材料科学与工程学院

2013.09