2023年山東建筑大學材料科學與工程專業考研材料科學基礎科目考試大綱

一、考試內容

1 緒論與材料結構的基本知識

1.1 掌握材料科學的基本含義。

1.2 材料中的原子排列：

(1) 原子結構;原子結合鍵，重點掌握結合鍵分類及其特點。

(2) 晶體、非晶體的概念及異同。

2 材料中的晶體結構

2.1晶體學基礎：空間點陣與晶體結構特征、晶胞、布拉菲點陣、晶向指數與晶面指數、晶面間距等概念與特征。側重于概念和作圖。

2.2 掌握常見的金屬晶體結構及其幾何特征，并會畫出其示意圖。基本概念：單位晶胞原子數，配位數、致密度、間隙半徑、多晶型性。(金屬可選)

2.3 離子晶體的結構和共價鍵晶體的結構的基本概念和特點。典型無機化合物和硅酸鹽晶體結構。(無機可選)

3 晶體缺陷：晶體缺陷的概念、分類及其作用。

3.1 點缺陷的類型：空位的特點及分類;點缺陷的平衡濃度;點缺陷的產生及其運動;點缺陷與材料行為。

3.2線缺陷(位錯)：(金屬可選)

位錯的基本類型;刃型位錯;螺型位錯;混合位錯;位錯的性質;柏氏矢量;位錯密度;位錯的運動特點及分類;位錯的應變能與線張力;位錯的應力場及其與其它缺陷的作用;位錯的增殖、塞積與交割，掌握典型位錯源的增殖特點;位錯反應;實際晶體中的位錯：全位錯，不全位錯。

3.3 面缺陷：面缺陷(晶界、亞晶界，孿晶界，相界和表面)，以及對材料的力學和物理化學性能影響。

4 材料的相結構

4.1 固溶體的概念、分類及特點。

4.2合金、相的概念，相的分類、中間相(金屬間化合物)的分類及特點(金屬可選)

4.3熔體和玻璃體：熔體的結構和性質，玻璃的通性;硅酸鹽玻璃結構參數及對玻璃結構和性能的影響(無機可選)。

5 相圖

5.1二元相圖(金屬可選)

相圖的基本知識：相律，相圖的表示與建立，杠桿定律及其應用;二元勻晶相圖及其分析;固溶體的不平衡結晶;成分過冷及其對晶體生長形態的影響;過冷形成的條件和影響因素。二元共晶相圖及合金凝固分析;二元包晶相圖;其它類型的二元相圖;鐵碳合金相圖的分析和使用;相圖與合金性能的關系，相圖的熱力學解釋;鑄錠組織及其控制方法及原理。相圖實例分析。

5.2三元相圖(金屬可選)

三元相圖的主要特點、成分表示法-成分三角形、成分三角形中特殊的點和線、平衡轉變的類型、共線法則與杠桿定律、重心定律。三元勻晶相圖和三元共晶相圖：相圖分析;等溫界面(水平截面);變溫截面(垂直截面);投影圖的分析;相平衡特點。

5.3 二元相圖的基本知識，硅酸鹽系統相平衡的特點;二元相圖的基本類型，杠桿規則，結晶路徑的分析及表達;相圖實例分析。三元相圖的基本特點，三元相圖組成表示方法-濃度三角形(等含量規則、定比例規則、杠桿規則、重心原理);三元相圖的基本類型，連線規則、切線規則、重心規則、三角形規則等理解和應用。典型結晶路徑的分析及表達;相圖實例分析。(無機可選)

6 材料的凝固(金屬可選)

6.1材料結晶的基本規律：液態材料的結構、過冷現象、結晶的基本過程。

6.2材料結晶的基本條件：熱力學條件、結構條件、能量條件。

6.3晶核的形成：均勻形核、非均勻形核、臨界晶核、臨界過冷度、形核功與能量起伏、形核率與過冷度的關系。

6.4晶核長大：晶核長大的條件、液固界面微結構與晶體長大機制、液體中溫度梯度與晶體的長大形態。

6.5凝固理論的應用：材料鑄態晶粒度的控制、單晶體的制備原理、定向凝固技術、急冷凝固技術。重點掌握基本原理。

7 固體中的擴散

擴散的現象與本質;擴散的分類 ;擴散定律：菲克第一定律和菲克第二定律及其應用;擴散的微觀機理與現象：擴散機制、擴散的驅動力與上坡擴散、反應擴散;影響擴散的主要因素。

8 材料的變形與斷裂(金屬可選)

8.1 單晶體的塑性變形方式及其特點;滑移的臨界分切應力(tc);位錯運動阻力;多滑移;交滑移;孿生。

8.2 多晶體的塑性變形特點。

8.3 合金的塑性變形及其強化方法。

8.4 塑性變形對材料組織和性能的影響特點。

8.5 回復與再結晶、回復動力學、回復機理、回復退火的應用、再結晶動力學(示意圖)、再結晶溫度、影響再結晶的因素、再結晶晶粒大小的控制、再結晶的應用、動態回復與動態再結晶、金屬的熱加工、超塑性。

9 固態相變基本原理

9.1固態相變的特點及分類;相變熱力學;相變動力學;常見擴散型相變、無擴散型相變，貝氏體轉變。(金屬可選)

9.2液-固相變過程的熱力學、動力學和析晶過程;玻璃分相(無機可選)。

10 固相反應與燒結(無機可選)

10.1 固相反應：固相反應動力學方程：楊德爾方程和金斯特林格方程的推導及其適用的范圍;影響固相反應的因素。

10.2 燒結：燒結以及與燒結有關的概念;燒結過程的推動力;燒結模型;燒結過程中的燒結傳質機理：蒸發-凝聚傳質、擴散傳質、流動傳質、溶解-沉淀傳質發生的原因、條件、特點和動力學方程;燒結過程中晶粒生長與二次再結晶的控制;影響燒結的因素。

11 復合材料(金屬可選)

復合材料概念及其常見類型;復合效應;復合材料界面結構。

二、參考教材

1、劉智恩主編，《材料科學基礎》，第5版，西北工業大學出版社，2018。

2、石德柯主編，《材料科學基礎》，第2版，機械工業出版社，2019。

3、胡志強主編，《無機材料科學基礎教程》，第2版，化學工業出版社，2011。

三、注意事項

大綱中標注“金屬可選”或“無機可選”部分內容分別供金屬類或無機材料類的考生復習選考。其他未標注可選部分為統考內容。

原文鏈接：

2023年山東建筑大學材料科學與工程專業考研材料科學基礎科目考試大綱