材料科学与工程基础考试内容范围.doc

838《材料科学与工程基础》考试内容范围 考试科目说明： 《材料科学与工程基础》包含《材料科学基础》、《道路建筑材料》和《无机化学》3个模块，考生可任选其中1个模块进行考试。 考试内容范围： 《材料科学基础》模块 参考教材： 考试内容： 一、性质与要求 《材料科学基础》是材料科学与工程专业一级学科的专业基础课。该课程从材料的组织结构出发，研究材料的结构与材料的制备方法、加工工艺以及材料性能之间的关系。 考试要求：(1) 系统掌握材料科学的基础知识和理论 (2) 能应用基本理论分析和解释常见的工程现象。 二、试卷结构 题形为问答方式的简答题、分析计算和论述题。 三、考试内容及要点 1. 材料结构的基本知识 内容：原子结构，原子结合键，原子排列方式，材料的稳态结构与亚稳态结构。 要点：了解结构与性能间的关系。 2. 材料中的晶体结构 内容：晶体学基础，典型金属晶体结构，离子晶体、共价晶体的结构。 要点：密勒（Miller）指数法；晶带；配位数、致密度；多晶型性；鲍林规则。 3、晶体缺陷 内容：点缺陷及其平衡浓度，位错的几何性质、运动性质及弹性性质，位错的增殖与位错源，实际晶体中的位错，晶体的界面理论。 要点：点缺陷类型、平衡浓度；柏氏矢量；滑移与攀移；位错线的应变能与张力；柯垂耳（Cottrell）气团；位错反应的条件；全位错与分位错；堆垛层错；界面吸附；界面润湿。 4、材料的相结构与相图 内容：材料的相结构，二元相图及其类型，铁－碳合金相图，相图的热力学基础，三元相图。 要点：固溶体和中间相的类型及其特点；影响固溶体溶解度的因素；相律、相图的建立；杠杆定律；枝晶偏析；伪共晶、不平衡共晶、离异共晶；包晶偏析；铁-碳合金相图；铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体；铁-碳合金平衡凝固分析以及组织组成物相对量、相组成物相对量的计算；热脆、冷脆、氢脆；相平衡条件；浓度三角形；共轭连线、直线法则；共轭三角形、重心法则； 5、材料的凝固 内容：材料凝固时晶核的形成，晶体的生长，固溶体合金的凝固，共晶合金的凝固，凝固理论应用。 要点：凝固的热力学条件；过冷度，形核，临界核心，形核率；非均匀形核；熔化熵、温度梯度与晶体生长特性间关系；固溶体合金溶质分布；成分过冷；共晶体的结构；铸锭组织特征；区域熔炼、单晶制备、定向凝固、非晶态。 6、材料中的扩散 内容：扩散现象及扩散方程，扩散微观机制，扩散驱动力，反应扩散，影响扩散因素。 要点：菲克第一定律；菲克第二定律及应用；间隙机制、空位机制；柯肯达尔效应；扩散驱动力、上坡扩散； 7、材料的变形 内容：金属的弹性变形，滑移与孪晶变形，单晶体的塑性变形，多晶体的塑性变形，纯金属的变形与强化，合金的变形与强化，冷变形金属的组织与性能，冷变形金属的恢复与再结晶。 要点：弹性模量的微观解释；位错宽度、派-纳力；滑移系；孪晶变形；施密特定律；单滑移、多滑移、交滑移；霍尔-佩奇（Hall-petch）关系；割阶、扭折；梯杆位错、L-C锁；弗兰克-瑞德源（F-R源）；固溶强化；细晶强化理论；低碳钢屈服理论；应变时效理论；第二相强化理论；纤维组织、位错胞状结构、形变织构、残余应力；回复、亚晶；再结晶；二次再结晶。 《道路建筑材料》模块 参考教材： 考试内容： 一、总论 1、知识点 道路建筑材料的主要研究内容及其特点、材料应具备的性质以及道路材料的检验方法和技术标准。 2、重点和难点：（1） 对道路建筑材料的总体认识，了解道路建筑材料在道路工程中的作用；（2）基于材料的路用性能，掌握道路材料的技术性质；（3）对各种道路材料的检测方法和技术标准；（4）道路材料质量的变异和控制。 二、 砂石材料 1、知识点 石料的技术性质和技术要求、集料的技术性质和技术要求，以及矿质混合料的级配理论和组成设计方法。 2、重点和难点：（1）石料的技术性质与路用性能的关系；（2）孔隙率、空隙率的物理意义及其对材料技术性质的影响；（3）粗、细集料的划分及其在混合料中的作用；（4）矿质混合料的级配理论；（5）不同组成结构对材料性质的影响；（6）矿质混合料的组成设计方法。 三、 石灰和水泥 1、知识点 石灰的消化和硬化过程，质量鉴定指标；硅酸盐水泥的熟料矿物组成、凝结硬化机理和技术性质。 2、重点和难点：（1）石灰的消化和硬化，质量鉴定指标；（2）硅酸盐水泥熟料矿物组成、凝结硬化机理；（3）硅酸盐水泥的技术性质。 四、水泥混凝土和砂浆 1、知识点 普通水泥混凝土的组成材料、技术性质、设计方法和质量控制。 2、重点和难点：（1）水泥混凝土的工作性或施工和易性、其影响因素和改善措施；（2）硬化后混凝土的技术性质及其影响因素和改善措施；（3）水泥混凝土组成材料的技术要求；（4）水泥混凝土的组成设计方法；（5）水泥混凝土的质量控制。 五、沥青材料 1、