《材料科学基础》考试大纲

《材料科学基础》考试大纲

一、考查目标

1.掌握材料科学基础的基本知识，具备一定的应用基础理论分析和解决实际问

题的能力。

2. 与专业知识深度融合、有机结合的能力。

二、考查内容

（一）固体结构

1、掌握点阵和晶胞的概念。

2、熟练掌握晶向指数和晶面指数的标定和晶向及晶面的确定。

3、掌握bcc、fcc、hcp三种典型晶体结构。

4、掌握固溶体的类型及影响固溶体溶解度的因素。

5、掌握金属间化合物的基本类型及特点。

（二）晶体缺陷

1、掌握点缺陷的热力学稳定性、握点缺陷平衡浓度的计算及获得过饱和空位的方法。

2、掌握位错的基本类型和结构特征及运动方式。

3、掌握柏氏矢量的确定方法物理意义，掌握柏氏矢量的特性，能熟练的根据柏氏矢量定义各种位错（如刃位错、螺位错、混和位错、部分位错、单位位错和全位错等）。

4、掌握位错的运动规律、滑移和塑性变形的关系及运动位错的交割作用。

5、掌握螺位错、刃位错的应力场特点、应变能的大小。

6、掌握位错的线张力、作用在位错上的力及位错间的交互作用力。

7、掌握Frank-Read位错源的开动过程及所需最小切应力的计算。

8、掌握层错、肖克莱不全位错和弗兰克不全位错；了解扩展位错及其宽度、束集和交滑移。

9、掌握位错反应的能量条件。

10、掌握小角晶界及大角晶界的概念及结构；掌握晶界的特性、界面能的概念及界面能对相变的影响。

（三）固体中原子及分子的运动

1、熟练掌握扩散第一定律的含义及各参数的量纲，能用第一定律解决一些扩散问题。

2、掌握扩散第二定律的误差解、高斯解和正弦解的形式，并用来解决一些

简单扩散问题。

3、熟练掌握扩散系数D的表达式及影响扩散的因素。

4、掌握扩散的驱动力和扩散方向的判据、掌握扩散机制、原子跳跃和扩散的关系及相应的扩散系数表达式。

5、掌握反应扩散的概念及特点，并能根据相图确定反应扩散渗层的组织分布及浓度分布。

（四）材料的形变和再结晶

1、掌握施密特定律的意义并能够熟练应用。

2、掌握单晶体拉伸及压缩时初始滑移系的确定方法及晶体转动规律。

3、掌握派－纳力的概念及其表达式的含义。

4、掌握多晶体、固溶体及两相和金的塑性变形特点及细晶强化、固溶强化、弥散强化和形变强化的机制及强化效果表达式。

5、掌握屈服现象与应变时效及其对实际生产的影响与消除方法。

6、掌握塑性变形对材料组织与性能的影响，掌握加工硬化行为与位错滑移的关系。

7、掌握冷变形金属在加热时组织和性能的变化规律

8、掌握回复机制即回复动力学在生产中的应用。

9、掌握再结晶形核机制及再结晶动力学在生产中的应用。

10、掌握晶粒正常长大的驱动力及晶界迁移的规律、晶粒异常长大现象及再结晶织构。

11、掌握热加工对材料组织与性能的应相。

（五）单组元相图及纯晶体的凝固

1、掌握相律及其应用。

2、掌握结晶的热力学条件、结构条件、能量条件与动力学条件。

3、掌握均匀形核的临界晶核半径和形核功的计算方法。

4、掌握液－固界面结构及液－固界面前沿液体的温度分布对晶体形态的影响。

5、掌握结晶理论的实际应用。

（六）二元系相图及其合金的凝固

1、掌握多相平衡成分确定的公切线方法。

2、掌握自由能－成分曲线与二元相图的对应关系。

3、掌握相、组织及组织组成物等基本概念。

4、掌握匀晶、共晶、共析及包晶相图，并能根据相图分析和金平衡结晶过

程及凝固组织。

5、熟练掌握杠杆定律及相应的计算。

6、熟练掌握Fe－Fe3C及铁碳合金的平衡结晶过程和室温组织。

7、熟练平衡状态下铁碳合金的成分、组织、性能之间的对应关系。

8、熟练掌握二元合金的凝固，正常凝固，有效分配系数，成分过冷，合金铸锭的组

织与缺陷。

（七）三元相图

1、掌握三元合金相图的成分表示法。

2、掌握等含量法则、等比例法则、直线法则、杠杆法则和重心定律的含义

及应用。

3、掌握各相区的空间结构特点、在截面图中的形状特点及相区接触法则。

4、掌握四相反应的类型及判断方法。

5、掌握水平截面图和垂直截面图的分析方法。

6、根据投影图能熟练分析和金的凝固过程并计算组织组成物的相对量。（八）材料的亚稳态

1、了解纳米材料的结构特点、性能特点和制备方法。

2、了解准晶的结构特点和性能特点。

3、了解非晶的结构特点和非晶合金的形能特点。