2016年中南大学粉末冶金研究院《材料科学基础》考试大纲

　　本考试大纲由粉末冶金研究院教授委员会于2015年06月27日通过。粉末冶金研究院2016年硕士研究生入学考试《材料科学基础》试题形式为1+3模块：“1”为所有考生的必答题模块，占50分，主要考点为材料科学与工程基础；“3”为专业特色模块，各占100分，其专业特色模块名称为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料与工程，考生可根据自身的优势选择其中的1个模块答题。

　　I．考试性质
　　《材料科学基础》考试是材料科学与工程及相关学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。材料科学是研究材料内在结构、性能和制备工艺之间相互作用关系的科学学科，材料工程则是侧重于应用材料科学的基础理论和方法制备满足工程所需的材料的工程学科。三种使用最为广泛的材料包括金属材料、无机非金属材料和高分子材料和工程，同时也包括在现代工业中占据极为重要地位的复合材料和电子材料。《材料科学基础》考试成绩是评价考生是否具备从事材料科学与工程研究能力的基本标准。

　　II．考查目标
　　材料科学与工程学科主要探讨材料组成-制备工艺-结构（电子、原子和微观结构等）-性能-外界环境之间的相互作用关系。其中，材料结构在很大程度上决定了材料的性能。本课程考试通过重点考察学生对材料科学的基本概念和定律的理解基础上，旨在评估考生运用材料科学的基本原理和方法解决实际材料工程问题的能力。

　　III．考试形式和试卷结构
　　1、试卷满分及考试时间
　　本试卷满分为150分，考试时间180分钟。
　　2、答题方式
　　答题方式为闭卷，笔试。
　　3、试卷内容结构
　　本试卷分为1+3个模块。其中，模块1为材料科学基础必答题模块，占50分；其他的3个专业模块分别为金属材料、无机非金属材料、高分子材料与工程专业特色模块，各占100分。考生可根据自身的优势选择3个专业特色模块中的1个模块答题。

　　IV．试卷题型结构及比例
　　包括名词解释、简答题、计算和综合分析论述等不同形式的题目。
　　名称解释约20%
　　简答题约40%
　　分析计算题约40%

　　V．考查内容
　　（1）材料科学基础必答题模块考点：
　　材料科学与工程学科的核心在于通过对材料结构和化学的表征以及对材料合成与制备过程中涉及的相关机理的理解，来澄清材料结构、性能、制备工艺和外界环境之间的相互作用规律。因此，考生必须对材料科学基础所涉及的基本概念有清晰的认识和理解。此模块的主要考查内容包括：
　　一、材料科学基础概述：材料、材料科学、材料工程的含义，材料的分类，材料结构的层次，材料性能的环境效应，工程材料的选择等。
　　二、晶体结构：掌握晶体价键类型及空间点阵，及常见材料的晶体特征（含金属、无机非金属、聚合物等）。
　　三、材料结构表征技术：掌握X射线和电子显微分析方法的原理及在材料结构表征中的应用，考生对倒易点阵的概念和布拉格方程应该有清晰的理解。
　　四、材料性能及表征技术：包括材料各种性能（包括力学、电学、热学、光学和磁学等）的基本测试方法和原理。

　　（2）金属材料模块考点：
　　一、晶体结构
　　金属材料中的原子键合方式、特点及其对材料性能的影响；
　　晶体学基础：空间点阵与晶体结构、晶胞、布拉菲点阵、晶向指数与晶面指数；常见典型的晶体结构及其特征、晶体材料的多晶型性；
　　合金相结构：固溶体、金属间化合物的概念及分类、影响固溶体溶解度的因素、合金相与材料性能的关系。

　　二、晶体缺陷
　　晶体缺陷的概念及分类；
　　点缺陷的类型、点缺陷的平衡浓度、点缺陷的产生及其运动、点缺陷与材料行为；位错的基本类型、位错的性质、柏氏矢量、位错的运动、位错的应力场及其与其他缺陷的作用、位错的增值、塞积与交割、位错反应、实际晶体中的位错类型、位错理论的应用；
　　表面与界面：表面与表面吸附、晶界与相界的概念和分类、界面特性、晶体缺陷在材料组织控制（如扩散、相变）和性能控制（如材料强化）中的作用

　　三、凝固
　　金属结晶与凝固的概念、金属结晶的基本规律、金属结晶的热力学条件、均匀形核、非均匀形核、晶核的长大、凝固理论的应用

　　四、相图
　　相图基本知识、相图的热力学基础；
　　二元合金相图：匀晶、共晶、包晶相图中合金的平衡、非平衡结晶过程及其组织、杠杆定律及应用、二元合金相图分析方法、相图与性能的关系；
　　铁碳合金相图：铁碳合金相图的分析和使用、分析合金结晶过程及其组织；
　　三元相图：三元合金的成分表示法、共线法则与杠杆定律、重心定律；三元相图中的等温截面（水平截面）、变温截面（垂直截面）、平衡转变的类型、根据截面图或投影图分析合金的平衡结晶过程

　　五、材料中的扩散
　　扩散的概念、本质、分类；
　　扩散第一定律和菲克第二定律一般表达式和适用条件、扩散定律的应用、扩散的微观机理、扩散的热力学理论、扩散驱动力、扩散系数、上坡扩散、反应扩散、影响扩散的重要因素、扩散理论的应用