《材料科學基礎》考試大綱

一、考核知識點和考核要求

1、固體結構

(1)原子結構和鍵合：金屬鍵、離子鍵、共價鍵、高分子鏈等;

(2)基本概念：晶體與非晶體、點陣、晶胞、晶格常數、晶向指數、晶面指數、晶帶、晶面間距、同素異構(轉變)、相、組織、固溶體(間隙或置換)、中間相(金屬間化合物)、固溶強化等;

(3)三種典型晶體結構的特征：體心立方、面心立方和密排六方三種晶體結構的晶格常數、晶胞原子數、原子半徑、配位數、致密度、各類間隙尺寸與個數，最密排面(滑移面)和最密排方向的指數與個數等;

(4)固溶體、中間相的分類、特點和用途。

2、晶體缺陷

(1)點缺陷及其作用：Schottky空位、Frankel空位、間隙原子、置換原子;

(2)線缺陷(刃型位錯、螺型位錯、混合型位錯)及其作用：柏氏矢量、位錯運動、滑移、(雙)交滑移、多滑移、攀移、交割、割價、扭折、塞積;

(3)面缺陷及其作用：表面、界面、界面能、晶界(大、小角度晶界)、相界(共格、共格、非共格)、孿晶界;

3、固體中原子及分子的運動

(1)基本概念：擴散、柯肯達爾效應、Fick第一定律、Fick第二定律、擴散驅動力、上坡擴散、下坡擴散、自擴散和互擴散、原子擴散與反應擴散(相變擴散)、擴散系數、擴散激活能等;

(2)固態(tài)金屬擴散的條件：溫度(T)、時間(t)、擴散原子要能固溶、擴散要有驅動力

(3)擴散應用：如滲碳、表面沉積、成分偏析均勻化、焊縫偏移等;

(4)擴散機制(機理)：交換(換位)機制、間隙機制或推填或擠列或躍遷機制、空位機制、晶界擴散和表面擴散、位錯擴散;

(5)影響擴散的因素：溫度、固溶體類型、晶體結構、晶體缺陷、化學成分、應力和磁性等。

4、材料的形變和再結晶

(1)基本概念：滑移、孿生、滑移帶、滑移線、滑移系、多滑移、交滑移、軟(硬)位向，臨界分切應力、固溶強化、細晶(晶界)強化、彌散(沉淀)強化、形變強化(加工硬化)、纖維組織、形變織構、帶狀組織、殘余應力、回復(低、中、高溫)、再結晶(動、靜態(tài)的)，晶粒長大、再結晶全圖、冷加工、熱加工等;

(2)材料應力—應變曲線對應材料的力學性能指標;

(3)冷變形金屬的組織和性能：塑性變形對材料組織和性能的影響(單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形、合金的塑性變形等);

(4)在加熱時的組織和性能變化：回復、再結晶、晶粒長大，影響再結晶的因素;

(5)金屬熱變形的組織和性能：熱變形與動態(tài)回復、再結晶：動態(tài)回復和動態(tài)再結晶

5、相圖

(1)基本概念：組元、相、相圖、相變、相律、結構起伏、能量起伏、過冷度，臨界晶核半徑，臨界形核功，形核率，均勻形核，非均勻形核、溫度梯度、Hall-Petch公式;

(2)單組元相圖及純晶體的凝固：純金屬凝固的過程和現象、金屬凝固的熱力學條件、控制晶粒大小;

(3)二元系相圖及其合金的凝固：

勻晶相圖及勻晶轉變、相律與杠桿定律及其應用;固溶體的凝固與純金屬的凝固特點、非平衡凝固(結晶);枝晶偏析(晶內偏析)、成分過冷;

共晶相圖及合金凝固：共晶轉變、端部固溶體合金與亞共晶合金和過共晶合金的凝固過程及其組織特點：偽共晶、離異共晶;

包晶轉變相圖及其合金凝固、共析轉變等;

Fe-Fe3C相圖：Fe-C合金中各相與組織的結構、幾種典型Fe-C合金的冷卻過程分析、杠桿定律在Fe-C合金的應用;

二元合金的凝固理論：鑄錠(件)的宏觀組織、鑄錠(件)的缺陷;

二、題目類型

1、選擇題

2、判斷題、是非題、辨別題

3、改錯題、辨析題

4、填空題

5、名詞解釋題

6、簡答題、簡述題

7、問答題

8、論述題

9、計算題

10、應用題

11、作圖題

在上述題型中選擇4-6種題型。

三、考試方法和考試時間

1、考試方法：閉卷 、筆試

2、記分方式：百分制，滿分為100分

3、考試時間：100分鐘