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考試參考書：胡賡祥、蔡珣主編．材料科學基礎．上海交通大學出版社．2010

一、考試目的與要求

《材料科學基礎》是材料科學與工程專業一級學科的專業基礎課。該課程從材料的成分、組織結構、制備工藝、性能及應用等角度出發，全面地介紹了材料科學的基礎理論知識，為學生學習后續相關材料課程和今后從事材料專業的工作奠定基礎。

要求考生：(1) 掌握材料科學的基礎理論，包括材料微觀結構隨成分、溫度轉變的基本規律，以及成分、組織結構、性能之間關系；(2) 掌握材料的基本理論，包括晶體學基礎、晶體缺陷、合金相結構和固態擴散理論；(3) 能根據材料科學基礎理論，掌握理論分析實際問題的方法和思路；(4) 理解和熟悉材料的科學實驗方法和有關的實驗技術、材料研究的新技術和新成果，包括相變理論和強韌化理論新成果及新材料研究進展等。

二、考試內容

第一章 原子結構與鍵合

掌握離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子鍵和氫鍵的結構差異。

復習重點：原子結構；原子間的鍵合；化學鍵、物理鍵和氫鍵；高分子鏈；一些重要類型固體材料的結構特點及其與性能的關系。

第二章 固體結構

理解晶體與非晶體、晶體結構與空間點陣的差異；掌握晶面指數和晶向指數的標注方法和畫法；掌握面心立方、體心立方、密排六方晶胞中原子數、配位數、致密度的計算方法；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；掌握間隙的概念，及其計算方法；掌握固溶體和中間相的特點、分類；了解離子晶體結構、共價晶體結構。

復習重點：金屬的晶體結構；晶體中原子結構的空間概念及其解析描述(晶面和晶向指數)；晶體幾何相關的計算；固溶體和中間相的特點、分類。

第三章 晶體缺陷

掌握缺陷的類型；掌握點缺陷存在的必然性；掌握點缺陷對晶體性能的影響及其應用；理解位錯的幾何結構特點；掌握用位錯的應變能進行位錯運動趨勢分析的方法；理解位錯反應的判斷；了解弗蘭克不全位錯和肖克萊不全位錯的形成。

復習重點：位錯的基本概念和基本性質；位錯相關的計算。

第四章 固體中原子及分子的運動

理解固體中的擴散現象及其與原子運動的關系，掌握擴散第一定律和第二定律適用的場合及其對相應的擴散過程進行分析的方法。掌握幾種重要的擴散機制適用的對象；掌握擴散的驅動力以及影響擴散的因素；理解擴散激活能的意義；

掌握溫度、晶體結構等因素對擴散的影響；掌握反應擴散的概念；掌握離子晶體中的擴散。

復習重點：擴散的基本知識及其應用；擴散的微觀機制；擴散的驅動力以及影響擴散的因素；離子晶體中的擴散；擴散相關的計算。

第五章 材料的形變和再結晶

掌握金屬塑性變形、滑移、位錯運動之間的關系；掌握滑移系、分切應力、臨界分切應力的概念和計算；掌握金屬經過冷變形后組織結構和力學性能的變化；掌握回復、再結晶、晶粒長大的概念和應用；掌握再結晶溫度的概念，及其

影響因素；掌握冷變形金屬經過加熱、保溫后組織結構和力學性能的變化。

復習重點：金屬塑性變形的基本規律、基本過程；塑性變形對組織性能的影響；冷變形金屬加熱時組織、結構與性能的變化；回復、再結晶、晶粒長大的基本概念，及其組織結構和性能的變化規律。

第六章 單組元相圖及純晶體的凝固

掌握相律的描述和計算，及其對相平衡的解釋；掌握凝固的基本過程和基本條件；掌握均勻形核過程的熱力學分析，掌握臨界晶核半徑概念、臨界形核功概念；掌握影響凝固過程的因素的分析，及其對凝固后晶粒大小的影響；理解成分

過冷的概念及其對晶粒形貌的影響；掌握均勻形核與非均勻形核的差異。

復習重點：相圖、相平衡條件和純晶體材料的凝固理論，多種生長機制和凝固理論的應用。純晶體凝固的基本規律、晶核的形成與長大機制。

第七章 二元系相圖及其合金的凝固

掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶、共析等轉變的圖形、反應式；掌握二元典型合金的平衡結晶過程分析、冷卻曲線；掌握二元合金中勻晶、共晶、包晶的平衡相和平衡組織名稱、相對量的計算；掌握鐵碳相圖及其典型合金的平衡冷卻曲線分析、反應式、平衡相計算、平衡組織計算。

復習重點：基本相圖的分析和應用。

第八章 三元相圖

掌握簡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，了解固溶體的自由能－成分曲線形式，了解相平衡條件表達式，掌握相平衡的公切線法則。

復習重點：三元相圖的成分表示及其性質。