2021中國科學(xué)院大學(xué)材料專業(yè)綜合專業(yè)研究生考試大綱 正文

中國科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試
《材料專業(yè)綜合》考試大綱
本《材料專業(yè)綜合》考試大綱適用于中國科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試。所涉及的材料力學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料分析方法、材料性能都是大學(xué)材料專業(yè)本科學(xué)生最基本的課程。
一、考試方法和考試時(shí)間
材料專業(yè)綜合考試采用閉卷筆試形式，試卷滿分為150分，考試時(shí)間為180分鐘。
《材料專業(yè)綜合》考試試題分成四個(gè)部分，每一部分試題的分值和為100分，總值為400分?？忌柙?00分的試題中任意選做分值和不超過150分的試題并明確標(biāo)示。如果選做試題的分值和超過150分，考生需要標(biāo)注計(jì)分的題號(hào)。如沒有標(biāo)注，判卷將按照所選做試題的題號(hào)順序依次判卷直到所做題目分值和超過150分題目的前一題，后面所做試題視作無效考試內(nèi)容。
二、考試內(nèi)容
（一） 材料力學(xué)
1. 掌握材料力學(xué)的幾個(gè)基本概念：材料力學(xué)的基本假設(shè)、應(yīng)力、變形和應(yīng)變，量綱和量綱分析，材料力學(xué)相關(guān)力學(xué)量的量綱、材料性質(zhì)、應(yīng)力－應(yīng)變曲線、彈性介質(zhì)、胡克定律、理想塑性介質(zhì)、黏彈性與蠕變；
2. 掌握拉伸和壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲應(yīng)力、彎曲變形、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)；
3. 掌握結(jié)構(gòu)分析和能量法以及壓桿的穩(wěn)定性；
4. 了解基于材料力學(xué)的 Ashby 材料篩選方法，殘余應(yīng)力、線彈性斷裂力學(xué)初步。
 
（二） 材料科學(xué)基礎(chǔ)
1．原子結(jié)構(gòu)及建合類型，掌握物質(zhì)的組成、原子的結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和元素周期表，熟悉一次鍵（金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵）、二次?。ǚ兜氯A力和氫鍵）的定義、特點(diǎn)。掌握材料中的結(jié)合鍵的類型對(duì)材料性能的影響，鍵-能曲線及其應(yīng)用。
2．了解晶體的特點(diǎn)、空間點(diǎn)陣、晶胞、晶系和布拉菲點(diǎn)陣，晶向和晶面的表示方法，晶帶和晶帶定律、晶面間距，晶體的對(duì)稱性，極射投影。掌握三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)，致密度和配位數(shù)，點(diǎn)陣常數(shù)和原子半徑，晶體的原子堆垛方式和間隙，多晶型性。
3．了解菲克第一定律，菲克第二定律，典型條件下擴(kuò)散方程的解，熟悉擴(kuò)散的原子理論，了解擴(kuò)散的機(jī)制及其影響因素。
4．熟悉點(diǎn)缺陷的概念、形成、平衡濃度，點(diǎn)缺陷的運(yùn)動(dòng)。掌握晶體缺陷的基本類型、特征及其運(yùn)動(dòng)特征；其中掌握位錯(cuò)的定義、基本類型和特征，柏氏矢量的定義、特性和表示方法，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)（滑移、攀移），實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中的位錯(cuò)，堆垛層錯(cuò)，不全位錯(cuò)，位錯(cuò)反應(yīng)。了解晶體缺陷與合金材料的強(qiáng)化原理。了解外表面和表面能，晶界和亞晶界（小角度晶界、大角度晶界結(jié)構(gòu)，晶界能，晶界特性，孿晶界），相界的定義、種類和特點(diǎn)。
5．掌握相平衡條件和相律，單元系相圖。掌握勻晶相圖、共晶相圖、包晶相圖及其合金凝固，其他類型的二元相圖，復(fù)雜二元相圖的分析方法，根據(jù)相圖推測(cè)合金的性能，二元相圖實(shí)例分析（鐵碳合金的組織及其性能）。熟悉三元相圖成分表示方法（成分三角形），三元相圖的空間模型，三元相圖的截面和投影圖。了解固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖。
6．掌握非晶態(tài)材料與半晶態(tài)材料概念；了解聚合物的分類和主要性能，了解玻璃的結(jié)構(gòu)和性能。
7．掌握三種基本變化（晶體結(jié)構(gòu)的變化、有序程度的變化、化學(xué)成分的變化），掌握擴(kuò)散型相變和無擴(kuò)散型相變。
8．掌握材料化學(xué)的基本理論，熟悉材料化學(xué)制備原理及工藝，學(xué)習(xí)新材料和新工藝，了解材料化學(xué)領(lǐng)域的新動(dòng)態(tài)。
9．掌握生物材料、生態(tài)環(huán)境材料、能源材料、智能材料、仿生材料和復(fù)合材料的性質(zhì)和應(yīng)用等。
10．了解材料科學(xué)與技術(shù)的最新進(jìn)展情況和未來發(fā)展趨勢(shì)，了解納米材料的定義、特性、主要制備方法和潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。
11．了解材料表征涉及的主要儀器設(shè)備和依據(jù)的基本原理，并能初步分析表征的效果。
（三） 材料分析方法
1．了解X射線的性質(zhì)和獲得；晶體衍射強(qiáng)度；； X-射線形貌學(xué)概論；形貌學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)中的取向襯度形貌技術(shù)、透射投影形貌術(shù)、反射形貌術(shù)；同步輻射技術(shù)原理；同步輻射應(yīng)用中的X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)、X射線吸收的近邊結(jié)構(gòu)電子成像理論；電子衍射基本理論；衍射花樣標(biāo)定；相間的取向關(guān)系；衍射襯度理論；高分辨技術(shù)的應(yīng)用；分析電鏡技術(shù)中的電子與固體的相互作用。
2. 掌握X射線與固體的相互作用、晶體衍射基礎(chǔ)；倒易點(diǎn)陣；X射線衍射幾何原理；X射線衍射技術(shù)應(yīng)用中的物相鑒定；應(yīng)力測(cè)定；
3．掌握X射線衍射技術(shù)中的勞厄法、粉未法、旋轉(zhuǎn)晶體法以及高分辨電子顯微圖像的解釋。
4．掌握X射線能譜；電子能量損失譜。
（四） 材料性能
1. 掌握晶體結(jié)構(gòu)，晶體的幾種對(duì)稱操作，空間點(diǎn)陣類型（七大晶系），晶體的X射線衍射，晶體的晶向表示，晶面間距計(jì)算，晶體點(diǎn)陣的倒空間，布里淵區(qū)的定義等。
2. 掌握固體結(jié)合的一般性規(guī)律，掌握結(jié)合能、平衡距離的計(jì)算；了解分子軌道法；掌握常見的幾種結(jié)合形式（金屬鍵，離子鍵、共價(jià)鍵、范德華鍵及氫鍵）。
3. 掌握晶體材料能帶理論中的自由電子論、近自由電子論以及緊束縛近似模型，掌握近自由電子近似的禁帶寬度的計(jì)算方法，掌握緊束縛近似的能帶E-K關(guān)系；深刻理解能帶理論的基本假設(shè)及布洛赫定理，了解克龍尼格-朋奈模型、贗勢(shì)理論。
4. 掌握固體材料中電子在外場作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握載流子有效質(zhì)量、平均速度、準(zhǔn)動(dòng)量；掌握能帶理論對(duì)半導(dǎo)體、金屬導(dǎo)體、絕緣體的電特性解釋。
三、主要參考書目
1． 殷有泉、勵(lì)爭、鄧成光. 材料力學(xué) (修訂版). 北京: 北京大學(xué)出版社, 2006.
2． S. 鐵摩辛柯、J. 蓋爾. 材料力學(xué) (法定計(jì)量單位制版). 北京: 科學(xué)出版社, 1990.
3． J. Gere. Mechanics of Materials (6th Edition). Belmont: Thomson, 2004.
4．石德珂，材料科學(xué)基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社，1999.
5．劉智恩，材料科學(xué)基礎(chǔ)，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2000.
6．秦善，晶體學(xué)基礎(chǔ)，北京大學(xué)出版社，2004.
7．周玉，武高輝，材料分析測(cè)試技術(shù)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998.
8．許順生，馮端主編， X射線衍襯貌相學(xué)，科學(xué)出版社，1987.
9．朱靜，葉恒強(qiáng)等，高空間分辨分析電子顯微學(xué)，科學(xué)出版社，1987.
10．P. Hirsch, et al, Electron Microscopy of Thin crystals, Robert E. Krieger Publishing Co. Inc., Huntington, New York, 1965
11．鄭冀，梁輝、馬衛(wèi)兵、許鑫華、劉曉非，材料物理性能(第一版)，天津大學(xué)出版社, 2008
12．潘金生、仝健民、田民波編，材料科學(xué)基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社，1998.
13．William F. Smith, Javad Hashemi, Foundations of Materials Science and Engineering, 機(jī)械工業(yè)出版社，2010.
14．黃昆，固體物理學(xué)，高等教育出版社,1988.
15．黃昆，謝希德，半導(dǎo)體物理學(xué)，科學(xué)出版社,2012.
16．邱成軍，王元化，曲偉，材料物理性能(第三版)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008.
 
編制單位：中國科學(xué)院大學(xué)
                                                編制日期：2019年6月27日
 
 

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