2023年上海理工大學(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

參考教材: 胡庚祥等 《材料科學(xué)基礎(chǔ)》, 上海交通大學(xué)出版社 2010(第三版) .

一、基本要求

要求考生掌握金屬材料的結(jié)構(gòu)、組織、性能方面的基本概念、基本原理;理解金屬材料的結(jié) 構(gòu)、組織、性能之間的相互關(guān)系和基本變化規(guī)律。

主要內(nèi)容：

(一)原子結(jié)構(gòu)與鍵合

掌握波爾理論和波動(dòng)力學(xué)理論對(duì)原子核外電子的運(yùn)動(dòng)軌道的描述。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。了解結(jié)合鍵與電子分布的關(guān)系和鍵合作用力的來(lái)源。

(二)固體材料的結(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;掌握立方晶系晶面與晶向平行或垂直的判斷;掌握立方晶系晶面族和晶向族的展開;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)、緊密系數(shù)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。掌握影響相結(jié)構(gòu)的因素。了解不同固溶體的結(jié)構(gòu)差異。

重點(diǎn)：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))。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。

(三)晶體中的缺陷

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);掌握柏矢量的求法;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。掌握位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的交互作用，掌握位錯(cuò)與位錯(cuò)的交互作用。掌握位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)形式。 掌握位錯(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。

重點(diǎn)：位錯(cuò)的基本概念和基本性質(zhì)。

(四)固態(tài)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(guò)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，了解柯肯達(dá)爾效應(yīng)的意義。掌握溫度和晶體結(jié)構(gòu)對(duì)擴(kuò)散的影響。

重點(diǎn)：擴(kuò)散的基本知識(shí)及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用

(五)材料的變形和再結(jié)晶

掌握金屬的應(yīng)力應(yīng)變曲線、屈服強(qiáng)度(屈服應(yīng)力)、抗拉強(qiáng)度(抗拉應(yīng)力)的概念和計(jì)算; 掌握彈性變形的概念、虎克定律的應(yīng)用和計(jì)算;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;掌握形變強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化的概念、分析、應(yīng)用;掌握金屬經(jīng)過(guò)冷變形后組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化。

重點(diǎn)：金屬塑性變形的基本原理、基本過(guò)程，及其對(duì)組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。

回復(fù)與再結(jié)晶 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(guò)加熱、保溫后組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化。

重點(diǎn)：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。

(六)金屬的凝固 了解液體結(jié)構(gòu)的描述及其與固體結(jié)構(gòu)的差異;掌握凝固的基本過(guò)程和基本條件;了解均勻形核過(guò)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(guò)程的因素的分析，及其對(duì)凝固后固體形貌和晶粒大小的影響;掌握固溶體在不平衡結(jié)晶過(guò)程中溶質(zhì)原子在液相和固相中的分布的定量和定性的描述;了解成分過(guò)冷的概念及其對(duì)晶粒形貌的影響。

重點(diǎn)：金屬凝固過(guò)程中形核和長(zhǎng)大的基本規(guī)律。

(七)相圖

掌握相律的描述和計(jì)算，及其對(duì)相平衡的解釋;掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶、共析、二次相析出等轉(zhuǎn)變的圖形、反應(yīng)式;掌握二元典型合金的平衡結(jié)晶過(guò)程分析、冷卻曲線;掌握二元合金中勻晶、共晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡組織名稱、相對(duì)量的計(jì)算;掌握鐵-滲碳體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、組織示意圖繪制;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，掌握單相固溶體自由能表達(dá)式，掌握固溶體的自由能-成分曲線形式，掌握混合相自由能表達(dá)式，了解相平衡條件表達(dá)式，掌握相平衡的公切線法則。

重點(diǎn)：基本相圖的分析和應(yīng)用。

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