重庆交通大学2027年硕士研究生招生专业考试大纲：813材料科学与工程基础

重庆交通大学2027年硕士研究生招生专业考试大纲：813材料科学与工程基础

  一、考试总体要求

  本课程的考试内容包括材料结构的基本知识、材料中的晶体结构、晶体缺陷、材料的相结构及相图、材料的凝固与气相沉积、扩散与固态相变六大部分。要求考生能理解相关的基本概念，较系统地掌握材料的成分、组织结构与性能之间的关系及其变化规律，特别是固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论，并能理解有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响。

  （一）考试内容

  1．材料结构的基本知识

  原子结构、原子结合键、原子排列方式（重点掌握晶体与非晶体原子排列的特点，并了解 X 射线衍射法分析晶体结构的基本原理）、晶体材料的组织。

  2．材料中的晶体结构

  晶体学基础、纯金属的晶体结构。重点掌握立方晶系晶面指数和晶向指数的表示方法以及配位数和致密度的概念。

  3．晶体缺陷

  点缺陷、位错、孪晶的基本概念、位错的能量及交互作用、晶体中的界面。

  重点理解点缺陷和位错的基本概念，掌握点缺陷的产生、点缺陷与材料行为、位错与塑性变形、晶体中的位错模型及位错易动性、柏氏矢量、位错的运动。

  4．材料的相结构及相图

  材料的相结构、相图的基本知识、二元系相图。重点掌握 Fe－Fe3C 相图分析及应用（典型铁碳合金的平衡结晶及其组织过程，平衡结晶过程及其组织分析），含碳量对铁碳合金组织及性能的影响，能用杠杆定律进行相关计算。

  5．材料的凝固与气相沉积

  材料凝固时晶核的形成、材料凝固时晶体的生长、固溶体合金的凝固、共晶合金的凝固制造工艺与凝固组织、材料非晶态、材料的气-固转变，气相沉积法的材料制备技术。

  6．扩散与固态相变

  扩散定律及其应用、扩散机制、影响扩散的因素与扩散驱动力、固态相变中的形核、固态相变的晶体生长、扩散型相变、无扩散相变。

  （二）考试要求

  1．材料结构的基本知识

  1）熟悉常见的原子结合键；

  2）了解结合键的本质并能理解结合键与性能的关系；

  3）了解原子的主要排列方式及原子排列的研究方法；

  4）理解材料的单相组织及多相组织；

  5）了解材料的稳态结构及亚稳态结构；

  6）掌握基本术语：一次键、二次键、晶体、非晶体、单相组织、多相组织。

  2．材料中的晶体结构

  1）熟悉晶面指数和晶向指数的表示方法；

  2）掌握纯金属晶体结构的相关知识，并能计算一个晶胞中的原子数、配位数、致密度；

  3）了解典型金属的晶体结构；

  4）了解晶体结构中的间隙；

  5）掌握基本术语：空间点阵、晶胞、晶面指数、晶向指数、晶带。

  3．晶体缺陷

  1）了解点缺陷的类型；

  2）掌握点缺陷的产生以及点缺陷与材料行为的关系；

  3）了解位错与塑性变形的关系；

  4）了解晶体中的位错类型及位错易动性；

  5）了解柏氏矢量并能分析位错的运动；

  6）理解材料界面能与显微组织的变化关系；

  7）掌握基本术语：肖脱基空位、弗兰克尔空位、空位片、刃位错、螺位错、柏氏矢量、晶界能、表面能、内吸附、润湿。

  4．材料的相结构及相图

  1）熟悉材料的基本相结构：晶相（包括固溶体和中间相）、非晶相；

  2）理解固溶体中溶质原子的偏聚与有序；

  3）掌握杠杆定律及其应用；

  4）熟悉典型铁碳合金的平衡结晶及其组织形成过程；

  5）掌握钢的平衡结晶过程及其组织分析；

  6）掌握含碳量对铁碳合金组织及性能的影响；

  7）掌握基本术语：置换固溶体、间隙固溶体、中间相、相、组织、匀晶、共晶、共析、铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体、马氏体。

  5．材料的凝固与气相沉积

  1）了解材料凝固时均匀形核和非均匀形核的形成；

  2）掌握晶核长大的必要条件、固液界面的微观结构、熔化熵与晶体生长方式；

  3）理解温度梯度对晶体生长的影响；

  4）掌握共晶合金的凝固规律；

  5）了解材料的气-固转变；

  6）了解气相沉积法的材料制备技术；

  7）掌握基本术语：均匀形核、非均匀形核、成分过冷、离异共晶、气相沉积。

  6．扩散与固态相变

  1）了解扩散定律及其应用；

  2）理解扩散机制包括间隙扩散和空位扩散机制以及互扩散和克肯达尔效应；

  3）了解固态相变中的形核机制；

  4）了解固态相变中的晶体生长及控制机制；

  5）理解无扩散型相变的基本特征以及马氏体转变的晶体学、马氏体的形态与性能；

  6）掌握基本术语：扩散、克肯达尔效应、扩散型相变、无扩散相变。

  二、考试形式

  考试形式为闭卷笔试，考试时间为 3 小时，满分为 150 分。

  三、主要参考书目

  1．石德珂、王红洁主编．材料科学基础（第 3 版）[M]．北京：机械工业出版社，2020