2021 年碩士研究生入學考試大綱

考試科目名稱：材料科學基礎

考試時間：180 分鐘，滿分：150 分

一、考試要求：

1.掌握材料科學的基本概念，理解材料的成分、組織結構、制備工藝與材料

性能和應用之間的關系；

2.掌握材料科學的基礎理論，主要包括晶體學基礎、材料的微觀結構、晶體

缺陷、 固態(tài)擴散理論、材料的形變與再結晶、相平衡與相圖、材料的亞穩(wěn)態(tài)及

固態(tài)相變亞穩(wěn)相；

3.了解材料科學基礎的實驗方法與技術以及材料科學基礎理論的應用，熟悉

材料的強韌化原理及常用措施。

二、考試內容：

1.材料的結構

（1）原子間的鍵合：金屬鍵、離子鍵、共價鍵、范德瓦耳斯力、氫鍵；

（2）晶體學基礎：空間點陣和晶胞、晶向指數和晶面指數，三種典型的金屬晶

體結構，晶體的原子堆垛方式和間隙，多晶型性；

（3）合金相結構：固溶體、中間相。

2.晶體缺陷

（1）點缺陷：點缺陷的形成、點缺陷的平衡濃度、點缺陷的運動；

（2）線缺陷：位錯的基本類型和特征、伯氏矢量，位錯的運動與交互作用，位

錯的應力場和應變能，位錯的生成和增殖，實際晶體結構中的位錯；

（3）面缺陷：晶界和亞晶界，孿晶界，相界。

3.固體中原子的運動

（1）擴散定律：菲克第一定律、菲克第二定律，擴散系數，置換型固溶體中的

擴散和柯肯達爾效應；

（2）擴散的熱力學解釋，擴散機制；

（3）影響擴散的因素，反應擴散。

4.材料的形變與再結晶（1）彈性變形：彈性變形的特征、彈性模量，彈性的不完整性，黏彈性；

（2）晶體的塑性變形：單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形，合金的塑性變

形，塑性變形對材料組織與性能的影響；

（3）回復和再結晶：冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化，回復、再結晶、 晶

粒長大，再結晶退火后的組織；

（4）熱變形：動態(tài)回復與動態(tài)再結晶，熱加工對組織性能的影響，蠕變，超塑

性。

5.材料的凝固與相圖

（1）純晶體的凝固：相平衡條件和相律，晶體凝固的熱力學條件，均勻形核、 非

均勻形核，晶體長大，結晶動力學及凝固組織，多種生長機制和凝固理論的應用；

（2）相圖的熱力學：相圖的表示和測定方法，固溶體的自由能-成分曲線、多相

平衡的公切線原理、混合物的自由能和杠桿法則；

（3）二元相圖：二元相圖的幾何規(guī)律，勻晶、共晶、包晶相圖和其它類型二元

相圖的分析，復雜二元相圖的分析，溶混間隙相圖、調幅分解，鐵碳相圖分析，

根據相圖推測合金的性能，固溶體的凝固理論、共晶凝固理論、合金鑄錠(件)

的組織與缺陷；

（4）三元相圖：三元相圖成分表示方法、三元相圖的截面圖和投影圖、三元相

圖中的杠桿定律及重心定律，固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖。

6.材料的亞穩(wěn)態(tài)及相變理論

（1）納米晶、非晶、準晶態(tài)材料的組織結構和性能；

（2）固態(tài)相變形成的亞穩(wěn)相：固溶體脫溶分解產物，馬氏體轉變，貝氏體轉變；

（3）材料強韌化基本原理和常用方法。

三、參考書目

《材料科學基礎》（第三版），胡賡祥、蔡珣、戎詠華主編，上海交通大學出版社，

2017.

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