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《材料科學基礎》考試大綱

一、考試的基本要求

《材料科學基礎》是材料學科的專業基礎課，著重研究材料的成分、加工方法與材料的組織、性能之間的關系以及其變化規律，是發揮材料潛力、充分利用現有材料和研究開發新材料的理論基礎，是考生學習后續相關材料課程和今后從事材料專業的工作基礎課程。

要求考生比較系統地掌握材料科學的基本概念、基礎理論及其應用。系統地理解材料與成分、組織結構與性能內在聯系，具備綜合運用知識分析和解決工程實際問題的能力。

二、考試內容

第1部分材料的原子結構與鍵合
1.原子結構與原子的電子結構；原子結構、原子排列對材料性能的影響。
2.材料中的結合鍵的類型、本質，各結合鍵對材料性能的影響，鍵-能曲線及其應用。
3.原子的堆垛和配位數的基本概念及對材料性能的影響。
4.顯微組織基本概念和對材料性能的影響。
第2部分材料的晶態結構
1.晶體與非晶體、晶體結構、空間點陣、晶格、晶胞、晶格常數、布拉菲點陣、晶面間距等基本概念。
2.晶體晶向指數與晶面指數的標定方法。
3.晶體結構及類型，常見晶體結構(bcc、fcc、hcp)及其幾何特征、配位數、堆積因子（致密度）、間隙、密排面與密排方向。
4.合金相結構，固溶體、中間相的基本概念和性能特點。
5.離子晶體和共價晶體機構，離子晶體結構規則、典型的離子晶體結構。
5.高分子材料的組成和結構的基本特征，高分子材料結晶形態、高分子鏈在晶體中的構象、高分子材料晶態結構模型、液晶態的結構特征與分類。
第3部分點缺陷和擴散
1.點缺陷的類型，肖脫基空位、弗蘭克爾空位、間隙原子和置換原子，間隙固溶體和置換固溶體等基本概念，離子晶體中的點缺陷特點，點缺陷的平衡濃度、影響因素及其對材料性能的影響。
2.擴散概念，擴散第一定律、擴散第二定律。
3.擴散驅動力及擴散機制。
4.離子晶體中的擴散、聚合物中的擴散機制。
5.擴散系數、擴散激活能，影響擴散的因素及原理。
第4部分線、面和體缺陷
1.位錯類型，刃型位錯、螺型位錯、位錯線和滑移線的基本概念，柏格斯回路和柏氏矢量的基本概念及物理意義。
2金屬晶體中的滑移面和滑移方向。
3.離子晶體、共價晶體和聚合物晶體中的位錯。
4.晶界、亞晶界、孿晶界、堆垛層錯和相界面等基本概念。
5.晶粒度和晶粒尺寸的基本概念及測量。
6.體缺陷基本概念。
7.材料的強化方法及機制。
第5部分高聚物及非晶態結構
1.高分子的鏈結構、高分子的聚集態結構。
2.玻璃化轉變現象和玻璃化溫度，玻璃化轉變理論，影響玻璃化溫度的因素。
3.高分子結晶能力，結晶速度，影響結晶速度的因素。
4.玻璃態高聚物的結構與性能；高彈態高聚物的力學性質，高彈性的特點，橡膠彈性對溫度的依賴關系；高聚物的粘彈性力學松弛現象，粘彈性與時間、溫度的關系。熱固性和熱塑性聚合物的概念及材料特性。
第6部分相平衡和相圖
1.相律的基本概念，相平衡的相率解釋。
2.純晶體的凝固，晶體凝固的熱力學條件，形核、晶體長大過程，凝固動力學及凝固組織。
3.二元相圖中的勻晶、共晶、包晶、偏晶等相圖的結構分析；共析、包析反應；二元相圖的平衡結晶過程分析、冷卻曲線；二元合金中勻晶、共晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡組織特點；杠桿定律及其應用。
4.基本相圖的分析和應用。
5.三元相圖的基本概念，成分三角形、等溫截面、垂直截面的概念，三元勻晶的平衡轉變過程分析。
第7部分固態相變基礎
固態相變的特點及分類；均勻形核和非均勻形核等基本概念。相變驅動力，界面能與畸變能在形核中的作用。