材料科学基础材料工程-复旦大学信息科学与工程学院.DOC

材料工程领域专业课考试大纲 《材料科学基础》考试大纲 基本参考书： 《材料科学基础》 石德珂主编 机械工业出版社 2003 《材料科学基础》 胡赓祥 蔡珣主编 上海交通大学出版社 2000 考试的基本要求 材料科学是研究材料的组成、结构与性质之间关系的一门学科。它是从化学的角度，研究材料的组成、原子结构、原子结合键、微观结构（相）及其相互关系；是发挥材料潜力、用好现有材料和研究开发新材料的理论基础。 要求考生比较系统地掌握材料科学的基本概念、基础理论及其应用。系统地理解材料与成分、组织结构与性能内在联系，具备综合运用所学知识分析和解决工程中实际问题的能力。分析问题要求文字语言通顺，层次清楚；回答问题要求要点明确，理由充分；画图要求清晰明了；计算题要有明确原理，原始数据来源，准确的结果，合理的计量单位。 二、考试方法和考试时间 考试采用闭卷、笔试形式，考试时间为180分。 三、考试题型 试卷题型包括名词概念、计算、问答题和画图等型式，用材料科学基础知识分析和解决工程中常见材料问题。 四、考试内容和考试要求 基本概念 考试内容 物质和材料的基本概念；材料科学的发展。 考试要求 理解物质和材料的基本概念和材料的分类。 了解材料科学的发展和在工程中的应用。 掌握纳米材料的概念和纳米材料的效应。 2、 材料结构的基础知识 考试内容 原子结构、原子键合、原子排列和显微组织四种结构以及和性能的关系。 考试要求 1）了解能量最低原理、包利不相容原理等基本原理，理解原子结构主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数、原子量、原子价和电负性等基本概念。能运用相关理论熟练写出原子核外电子排布式。 2）理解各种化学键和物理键及结合键的本质，了解各结合键对性能的影响。 3）了解晶态和非晶态固体材料的基本概念及对材料性能的影响。 4）了解显微组织基本概念和对材料性能的影响。 3、固体材料的晶体结构 考试内容 晶体学基础、金属、陶瓷和高分子材料的晶体结构。 考试要求 理解晶体与非晶体、晶体结构、空间点阵、晶格、晶胞、晶格常数、布拉菲点阵、晶面间距、间隙固溶体和置换固溶体等基本概念。 熟练掌握晶向指数与晶面指数表示方法以及指数与图形的对应关系。 掌握常见的晶体结构（bcc、fcc、hcp）及其几何特征、配位数、堆积因子（致密度）、间隙、密排面与密排方向。 理解金属合金的晶体结构的相、中间相、固溶体、金属化合物、电子化合物与正常价化合物、间隙相与间隙化合物等基本概念。 理解陶瓷材料的晶体结构和与性能的关系。 6）理解高分子材料的组成和结构的基本特征，理解高分子聚集态结构和晶态结构、高分子材料性能与结构的关系和高分子链的近程结构和远程结构，熟知常用高分子材料英文缩写及链节的结构。 4、固体材料的缺陷 考试内容 点缺陷，线缺陷，面缺陷和体缺陷。 考试要求 1）了解点缺陷的肖脱基空位、弗兰克尔空位、间隙原子和置换原子，掌握点缺陷对材料性能的影响。 2）掌握位错理论及其重要性，理解刃型位错、螺型位错、位错线和滑移线的基本概念，熟练运用柏格斯回路。 理解面缺陷中晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界等基本概念。 了解体缺陷基本概念。 5、材料的凝固与结晶 考试内容 材料凝固时晶核的形成与晶体的生长。 考试要求 1）理解凝固与结晶、晶胚与形核的相互关系。理解均匀形核和非均匀形核及影响因素。理解材料的过冷现象，熟悉晶体长大机制以及晶体生长形态。 2）掌握金属材料结晶的热力学条件和结构条件。 3）了解陶瓷和高分子的凝固和结晶。 6、固体材料的原子扩散 考试内容 扩散方程应用，扩散机制与扩散系数，影响扩散因素。 考试要求 1）了解扩散概念和柯肯达尔效应，会应用菲克第一定律、菲克第二定律解决实际问题。 2）理解扩散的微观机理，了解扩散系数、扩散激活能和扩散的驱动力和反应扩散等基本概念。 3）掌握影响扩散的因素。 7、材料热力学及其相图 考试内容 二元相图类型，杠杆定律、相图热力学基础。 考试要求 理解相、组元和相律、共晶、包晶和共析等基本概念。 2) 掌握杠杆定律和二元相图各基本类型，深刻理解铁-碳合金相图中各点、线、面的意义，熟练应用杠杆定律计算工程中实际问题。 了解相图的热力学基础。 掌握钢铁材料基本概念和分类，熟练掌握钢材编号。 8、固体材料的基本性能 考试内容 金属、陶瓷和聚合物的力学、物理、化学性能 考试要求 1）掌握金属的力学、物理和化学性能。准确理解拉伸应力-应变曲线、强度的σ0.2(或σs) 与σb、弹性模量、塑性指标δ与ψ、断裂试验KIC和KI的关系等力学概念。理解金属的密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等物理性能及其表示方法。掌握金属的各种硬度及测定方法、各种腐蚀。理解金属的抗氧化性和化学稳定性和铸造性、锻造性、可焊性、切削加工性和热处