考試參考書：胡賡祥、蔡珣主編．材料科學(xué)基礎(chǔ)．上海交通大學(xué)出版社．2010

一、考試目的與要求

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)一級(jí)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程從材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝、性能及應(yīng)用等角度出發(fā)，全面地介紹了材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)材料課程和今后從事材料專業(yè)的工作奠定基礎(chǔ)。

要求考生：(1) 掌握材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論，包括材料微觀結(jié)構(gòu)隨成分、溫度轉(zhuǎn)變的基本規(guī)律，以及成分、組織結(jié)構(gòu)、性能之間關(guān)系；(2) 掌握材料的基本理論，包括晶體學(xué)基礎(chǔ)、晶體缺陷、合金相結(jié)構(gòu)和固態(tài)擴(kuò)散理論；(3) 能根據(jù)材料科學(xué)基礎(chǔ)理論，掌握理論分析實(shí)際問題的方法和思路；(4) 理解和熟悉材料的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和有關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、材料研究的新技術(shù)和新成果，包括相變理論和強(qiáng)韌化理論新成果及新材料研究進(jìn)展等。

二、考試內(nèi)容

第一章 原子結(jié)構(gòu)與鍵合

掌握離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、分子鍵和氫鍵的結(jié)構(gòu)差異。

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：原子結(jié)構(gòu)；原子間的鍵合；化學(xué)鍵、物理鍵和氫鍵；高分子鏈；一些重要類型固體材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與性能的關(guān)系。

第二章 固體結(jié)構(gòu)

理解晶體與非晶體、晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣的差異；掌握晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的標(biāo)注方法和畫法；掌握面心立方、體心立方、密排六方晶胞中原子數(shù)、配位數(shù)、致密度的計(jì)算方法；掌握面心立方和密排六方的堆垛方式的描述及其它們之間的差異；掌握間隙的概念，及其計(jì)算方法；掌握固溶體和中間相的特點(diǎn)、分類；了解離子晶體結(jié)構(gòu)、共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)。

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：金屬的晶體結(jié)構(gòu)；晶體中原子結(jié)構(gòu)的空間概念及其解析描述(晶面和晶向指數(shù))；晶體幾何相關(guān)的計(jì)算；固溶體和中間相的特點(diǎn)、分類。

第三章 晶體缺陷

掌握缺陷的類型；掌握點(diǎn)缺陷存在的必然性；掌握點(diǎn)缺陷對(duì)晶體性能的影響及其應(yīng)用；理解位錯(cuò)的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；掌握用位錯(cuò)的應(yīng)變能進(jìn)行位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)分析的方法；理解位錯(cuò)反應(yīng)的判斷；了解弗蘭克不全位錯(cuò)和肖克萊不全位錯(cuò)的形成。

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：位錯(cuò)的基本概念和基本性質(zhì)；位錯(cuò)相關(guān)的計(jì)算。

第四章 固體中原子及分子的運(yùn)動(dòng)

理解固體中的擴(kuò)散現(xiàn)象及其與原子運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，掌握擴(kuò)散第一定律和第二定律適用的場(chǎng)合及其對(duì)相應(yīng)的擴(kuò)散過程進(jìn)行分析的方法。掌握幾種重要的擴(kuò)散機(jī)制適用的對(duì)象；掌握擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力以及影響擴(kuò)散的因素；理解擴(kuò)散激活能的意義；

掌握溫度、晶體結(jié)構(gòu)等因素對(duì)擴(kuò)散的影響；掌握反應(yīng)擴(kuò)散的概念；掌握離子晶體中的擴(kuò)散。

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：擴(kuò)散的基本知識(shí)及其應(yīng)用；擴(kuò)散的微觀機(jī)制；擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力以及影響擴(kuò)散的因素；離子晶體中的擴(kuò)散；擴(kuò)散相關(guān)的計(jì)算。

第五章 材料的形變和再結(jié)晶

掌握金屬塑性變形、滑移、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系；掌握滑移系、分切應(yīng)力、臨界分切應(yīng)力的概念和計(jì)算；掌握金屬經(jīng)過冷變形后組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化；掌握回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大的概念和應(yīng)用；掌握再結(jié)晶溫度的概念，及其

影響因素；掌握冷變形金屬經(jīng)過加熱、保溫后組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化。

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：金屬塑性變形的基本規(guī)律、基本過程；塑性變形對(duì)組織性能的影響；冷變形金屬加熱時(shí)組織、結(jié)構(gòu)與性能的變化；回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大的基本概念，及其組織結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律。

第六章 單組元相圖及純晶體的凝固

掌握相律的描述和計(jì)算，及其對(duì)相平衡的解釋；掌握凝固的基本過程和基本條件；掌握均勻形核過程的熱力學(xué)分析，掌握臨界晶核半徑概念、臨界形核功概念；掌握影響凝固過程的因素的分析，及其對(duì)凝固后晶粒大小的影響；理解成分

過冷的概念及其對(duì)晶粒形貌的影響；掌握均勻形核與非均勻形核的差異。

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：相圖、相平衡條件和純晶體材料的凝固理論，多種生長(zhǎng)機(jī)制和凝固理論的應(yīng)用。純晶體凝固的基本規(guī)律、晶核的形成與長(zhǎng)大機(jī)制。

第七章 二元系相圖及其合金的凝固

掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶、共析等轉(zhuǎn)變的圖形、反應(yīng)式；掌握二元典型合金的平衡結(jié)晶過程分析、冷卻曲線；掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶的平衡相和平衡組織名稱、相對(duì)量的計(jì)算；掌握鐵碳相圖及其典型合金的平衡冷卻曲線分析、反應(yīng)式、平衡相計(jì)算、平衡組織計(jì)算。

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：基本相圖的分析和應(yīng)用。

第八章 三元相圖

掌握簡(jiǎn)單三元合金的相平衡分析、冷卻曲線分析、截面圖分析；定性的掌握單相固溶體自由能的求解方法，了解固溶體的自由能－成分曲線形式，了解相平衡條件表達(dá)式，掌握相平衡的公切線法則。

復(fù)習(xí)重點(diǎn)：三元相圖的成分表示及其性質(zhì)。