華中科技大學碩士研究生入學考試《材料科學基礎》考試大綱

科目代碼：809

第一部分 考試說明

一、考試性質

《材料科學基礎》是材料學科的專業(yè)基礎課，著重講述材料的微觀組織與性能之間的關系。本課程強調晶體材料中的共性基礎問題，對于理解現(xiàn)有材料和開發(fā)新材料都具有重要的指導意義。因此，該課程被指定為材料學科專業(yè)碩士研究生的入學專業(yè)基礎考試課程。

二、考試的學科范圍

詳細要點見第二部分，重在掌握基本概念及其應用，強調金屬材料的共性知識。

三、評價目標

考試的目標是考查學生對《材料科學基礎》基本理論的掌握程度以及應用基本理論分析材料問題的能力。

四、考試形式與試卷結構

考試時間180分鐘，閉卷筆試。包括概念填空、簡單計算和分析論述等不同形式的題目。

第二部分 考查要點

一、原子結構與鍵合

1.原子結構

(1)物質的組成

(2)原子的結構

(3)原子的電子結構

2.原子間的鍵合

(1)金屬鍵

(2)共價鍵

(3)離子鍵

(4)范德華力

(5)氫鍵

3.高分子鏈

二、晶體結構

1.晶體學基礎

(1) 空間點陣和晶胞

(2) 晶向指數(shù)和晶面指數(shù)

(3) 晶體的對稱性

2.金屬的晶體結構

(1) 三種典型的金屬晶體結構

(2) 晶體的原子堆垛方式和間隙

(3) 多晶型性

3.合金相結構

(1) 固溶體

(2) 中間相

4.離子晶體結構

5.共價晶體結構

三、晶體缺陷

1.點缺陷

(1) 點缺陷的形成

(2) 點缺陷的平衡濃度

(3) 點缺陷的運動

2.位錯

(1) 位錯的基本類型和特征

(2) 伯氏矢量

(3) 位錯的運動

(4) 位錯的彈性性質

(5) 位錯的生成和增殖

(6) 實際晶體結構中的位錯

3.表面及界面

(1) 外表面

(2) 晶界和亞晶界

(3) 孿晶界

(4) 相界

四、擴散

1.表象理論

(1) 菲克第一定律

(2) 菲克第二定律

(3) 擴散方程的解

(4) 置換型固溶體中的擴散

(5) 擴散系數(shù)D與濃度相關時的求解

2.擴散的熱力學分析

3.擴散的原子理論

(1) 擴散機制

(2) 原子跳躍和擴散系數(shù)

4.擴散激活能

5.無規(guī)則行走與擴散距離

6.影響擴散的因素

7.反應擴散

五、形變與再結晶

1.晶體的塑性變形

(1) 單晶體的塑性變形

(2) 多晶體的塑性變形

(3) 合金的塑性變形

(4) 塑性變形對材料組織與性能的影響

2.回復和再結晶

(1) 冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化

(2) 回復

(3) 再結晶

(4) 晶粒長大

(5) 再結晶退火后的組織

3.熱變形與動態(tài)回復、再結晶

(1) 動態(tài)回復與動態(tài)再結晶

(2) 熱加工對組織性能的影響

六、單組元相圖及純晶體的凝固

1.單元系相變的熱力學及相平衡

(1) 相平衡條件和相律

(2) 單元系相圖

2.純晶體的凝固

(1) 液態(tài)結構

(2) 晶體凝固的熱力學條件

(3) 形核

(4) 晶體長大

(5) 結晶動力學及凝固組織

七、二元系相圖及其合金的凝固

1.相圖的表示和測定方法

2.相圖熱力學的基本要點

(1) 固溶體的自由能-成分曲線

(2) 多相平衡的公切線原理

(3) 混合物的自由能和杠桿法則

(4) 從自由能-成分曲線推測相圖

(5) 二元相圖的幾何規(guī)律

3.二元相圖分析

(1) 勻晶相圖和固溶體凝固

(2) 共晶相圖及其合金凝固

(3) 包晶相圖及其合金凝固

(4) 溶混間隙相圖與調幅分解

(5) 復雜二元相圖的分析方法

(6) 根據(jù)相圖推測合金的性能

4.二元合金的凝固理論

(1) 固溶體的凝固理論

(2) 共晶凝固理論

(3) 合金鑄錠(件)的組織與缺陷

八、三元相圖

1.三元相圖的基礎

(1) 三元相圖成分表示方法

(2) 三元相圖的空間模型

(3) 三元相圖的截面圖和投影圖

(4) 三元相圖中的杠桿定律及重心定律

2.固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖

3.固態(tài)有限互溶的三元共晶相圖

4.兩個共晶型二元系和一個勻晶型二元系構成的三元相圖

5.包共晶型三元系相圖

6.具有四相平衡包晶轉變的三元系相圖

九、材料的亞穩(wěn)態(tài)

1.納米晶材料

2.準晶態(tài)

3.非晶態(tài)材料

4.固態(tài)相變形成的亞穩(wěn)相

(1)固態(tài)相變概述

(2)固溶體脫溶分解產物

(3)馬氏體相變

(4)貝氏體相變

十、材料的功能特性

1.功能材料的物理基礎

2.電性能

3.熱性能

4.磁性能

5.光學性能

第三部分 考試樣題

可以參考近年的考試試題，但不要以此去推測考試側重點。不同教師出題風格是不同的，考試題不是教學的全部內容，但出題范圍原則上不會超出大綱。