2023年湘潭大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)考研材料科學(xué)基礎(chǔ)科目考試大綱

注：該考試大綱適用于湘潭大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的材料科學(xué)與工程專業(yè)研究生考試。

第一部分 考試說(shuō)明

一、考試性質(zhì)

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，著重講述材料的微觀組織與性能之間的關(guān)系。本課程強(qiáng)調(diào)晶體材料中的共性基礎(chǔ)問(wèn)題，對(duì)于理解現(xiàn)有材料和開(kāi)發(fā)新材料都具有重要的指導(dǎo)意義。因此，該課程被指定為材料學(xué)科專業(yè)碩士研究生的入學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)考試課程。

二、考試的學(xué)科范圍

詳細(xì)要點(diǎn)見(jiàn)第二部分，重在掌握基本概念及其應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)晶體材料的共性知識(shí)。

三、評(píng)價(jià)目標(biāo)

考試的目標(biāo)是考查學(xué)生對(duì)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》基本理論的掌握程度以及應(yīng)用基本理論分析材料問(wèn)題的能力。

四、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

閉卷，筆試，考試時(shí)間180分鐘，試卷滿分為150分。

試卷結(jié)構(gòu)(題型)：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題、名詞解釋、判斷題、簡(jiǎn)答題、簡(jiǎn)單計(jì)算和綜合應(yīng)用題。

第二部分 考試要點(diǎn)

一、固體材料的結(jié)構(gòu)

了解原子間的主要鍵合方式;掌握空間點(diǎn)陣、晶胞的概念;

了解布拉菲點(diǎn)陣;掌握空間點(diǎn)陣與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系;

掌握晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的概念、標(biāo)定方法;

掌握晶面間距、晶面及晶向的夾角計(jì)算方法;

了解晶帶的概念和特點(diǎn);

掌握三種典型純金屬的晶體結(jié)構(gòu)：點(diǎn)陣常數(shù)、原子半徑、配位數(shù)、致密度、原子堆垛方式、間隙;

了解同素異構(gòu)現(xiàn)象、原子半徑的影響因素;

掌握固溶體概念、特征，影響置換/間隙固溶體固溶度的因素;

掌握金屬間化合物概念、影響因素、分類(lèi)、特性。

二、材料的凝固

了解金屬液態(tài)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn);

掌握純結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力的熱力學(xué)分析，均勻/非均勻形核的臨界形核功、形核半徑，結(jié)晶條件;

熟悉晶核長(zhǎng)大的條件;掌握晶體長(zhǎng)大的三種機(jī)制;

掌握純金屬長(zhǎng)大的形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系;

掌握典型鑄錠組織特征及形成原因。

三、單元系、二元系相圖及合金的凝固組織

掌握相圖概念、含義、相律、杠桿定律;

了解常用的相圖測(cè)繪方法;

掌握二元?jiǎng)蚓?、共晶、包晶及其合金凝固組織;

掌握共晶組織的形成特點(diǎn)，偽共晶、離異共晶的概念和形成原因;

掌握有效分配系數(shù)、區(qū)域提純、成分過(guò)冷、凝固界面形貌形成的特點(diǎn)和規(guī)律;

掌握鐵碳合金相圖以及碳的存在形式、碳鋼鑄鐵凝固組織和性能;

掌握相圖的線條和相區(qū)分析;

了解相平衡的熱力學(xué)條件、吉布斯自由能曲線與相圖的關(guān)系。

四、三元系相圖

掌握三元相圖的幾何規(guī)則，勻晶三元相圖的空間模型、結(jié)晶過(guò)程、等溫截面、變溫截面;

掌握共晶三元相圖、包共晶三元相圖、三元包晶相圖的特點(diǎn);

掌握三元相圖中的四相平衡、接觸法則。

五、固體材料中的擴(kuò)散

掌握擴(kuò)散第一、二定律的定義、應(yīng)用范圍以及擴(kuò)散第二定律特殊解;

掌握擴(kuò)散的三個(gè)微觀機(jī)制;

了解擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定方法以及影響因素;

掌握擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力和上坡擴(kuò)散的本質(zhì);

了解柯肯達(dá)爾效應(yīng);

了解反應(yīng)擴(kuò)散的概念、解釋擴(kuò)散層相分布特點(diǎn)、了解速率關(guān)系式。

六、空位與位錯(cuò)

掌握點(diǎn)缺陷概念、點(diǎn)缺陷的平衡濃度、點(diǎn)缺陷對(duì)金屬性能的影響;

掌握位錯(cuò)概念、位錯(cuò)的結(jié)構(gòu)、柏氏矢量;

掌握位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)、滑移、攀移特征;

掌握推動(dòng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的力、位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)、位錯(cuò)的應(yīng)變能、位錯(cuò)的線張力;

掌握位錯(cuò)之間的相互作用;掌握位錯(cuò)的萌生與增殖理論;

掌握堆垛層錯(cuò)、不全位錯(cuò)、位錯(cuò)反應(yīng)、擴(kuò)展位錯(cuò)的概念和特征。

七、材料的變形與斷裂

掌握應(yīng)力應(yīng)變曲線;

掌握滑移、扭折、孿生的概念與區(qū)別;

掌握滑移的位錯(cuò)機(jī)制;

了解單晶體的應(yīng)力應(yīng)變曲線;

了解晶粒取向及晶界對(duì)塑性變形的影響;

了解塑性變形對(duì)組織和性能的影響;

了解合金的塑性變形、冷加工組織與性能變化。

八、回復(fù)和再結(jié)晶

掌握變形金屬加熱時(shí)的變化;

掌握回復(fù)、再結(jié)晶概念及過(guò)程，再結(jié)晶形核、動(dòng)力學(xué)、再結(jié)晶溫度以及組織;

掌握再結(jié)晶晶粒的長(zhǎng)大過(guò)程和動(dòng)力學(xué);

掌握二次再結(jié)晶概念;

了解再結(jié)晶退火;

了解動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶，金屬的熱加工，金屬的超塑性。

九、固態(tài)相變

了解固態(tài)相變的分類(lèi);

掌握固態(tài)相變的形核與長(zhǎng)大的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué);

掌握過(guò)飽和固溶體的脫溶、調(diào)幅分解的特點(diǎn)及對(duì)材料性能的影響;

掌握馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)，馬氏體轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、晶體學(xué)以及特殊馬氏體材料性能。

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