2021北京工業(yè)大學(xué)875材料科學(xué)基礎(chǔ)研究生考試大綱及參考書目

發(fā)布時間:2020-12-18 編輯:考研派小莉 推薦訪問:
2021北京工業(yè)大學(xué)875材料科學(xué)基礎(chǔ)研究生考試大綱及參考書目

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2021北京工業(yè)大學(xué)875材料科學(xué)基礎(chǔ)研究生考試大綱及參考書目 正文

2021 年碩士研究生招生考試大綱
考試科目名稱:材料科學(xué)基礎(chǔ) 考試科目代碼:875
一、考試要求
材料科學(xué)基礎(chǔ)考試大綱適用于北京工業(yè)大學(xué)材料與制造學(xué)部先進材料研究院
(0805)材料科學(xué)與工程、(0856)材料與化工(專業(yè)學(xué)位)和材料與制造學(xué)部激光
工程研究院(0803)光學(xué)工程、(0854)電子信息(專業(yè)學(xué)位)的碩士研究生招生考
試。此課程是材料科學(xué)與工程學(xué)科的重要基礎(chǔ)理論課,是理解并學(xué)習(xí)各種材料其結(jié)
構(gòu)、加工工藝與性能之間聯(lián)系的基礎(chǔ)。材料科學(xué)基礎(chǔ)的考試內(nèi)容主要包括各類材料共
性基礎(chǔ)知識部分(原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵、晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、相圖與相平衡、材料的
凝固)、金屬材料基礎(chǔ)知識部分(金屬晶體中位錯、表面與界面、塑性變形與再結(jié)
晶、金屬晶體中擴散、固態(tài)相變、金屬材料強韌化)和無機材料基礎(chǔ)知識部分(無機
材料化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)、無機材料的缺陷、無機材料的相圖與相變過程、無機材
料的基本制造加工原理、無機材料的機械性能、無機材料的光學(xué)和電學(xué)性能),要求
考生對其中的基本概念和基礎(chǔ)理論有深入的理解,系統(tǒng)掌握各類基本概念、理論及其
計算和分析的方法,具有綜合運用所學(xué)知識分析和解決材料科學(xué)與工程實際問題的能
力。
二、考試內(nèi)容
考試內(nèi)容分為材料共性知識、金屬材料基礎(chǔ)知識和無機材料基礎(chǔ)知識三大部分,
總分 150 分。其中,材料共性知識部分所有學(xué)生均需作答,共 105 分;金屬材料基礎(chǔ)
知識部分和無機材料基礎(chǔ)知識部分考生需根據(jù)自己的專業(yè)背景二選一作答,不能混
做,共 45 分。題型一般包括名詞解釋、填空、判斷正誤、問答、計算、分析題等。
(一)材料共性知識部分
1.原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵
(1)熟練掌握電離能、電子親和能、電負性、金屬間化合物、電子化合物等概
念,熟練掌握原子核外電子排布,理解光的波粒二象性、測不準(zhǔn)原理、泡利不相容
原理、洪特規(guī)則、能量最低原理、電子能帶結(jié)構(gòu)理論(2)熟練掌握各種結(jié)合鍵的概念、特點、代表材料,通過結(jié)合鍵及原子間作用
力和鍵能分析材料的物理化學(xué)性質(zhì)
2.晶體結(jié)構(gòu)
(1)掌握空間點陣、晶胞、空間群等晶體學(xué)基本概念,三大晶族與七大晶系分
類,理解晶體的宏觀對稱性
(2)熟練掌握簡單立方、體心立方、面心立方、密排六方等結(jié)構(gòu)的堆積方式、
配位數(shù)、致密度、晶胞原子數(shù)、點陣常數(shù)與原子半徑之間的關(guān)系,熟練掌握各種結(jié)
構(gòu)中晶向指數(shù)和晶面指數(shù)的表征,晶向族、晶面族的確定,晶面間距的計算,晶帶
定律的應(yīng)用
3.晶體缺陷
(1)熟練掌握晶體缺陷的分類,點缺陷的平衡濃度計算,固溶體的分類、概
念、特點、形成條件及影響因素,缺陷反應(yīng)方程計算
(2)熟練掌握各類位錯的定義及相關(guān)的基本概念,如滑移、滑移面、滑移方
向、滑移系、臨界分切應(yīng)力、全位錯、不全位錯、位錯密度等;掌握刃位錯、螺位
錯的特點及其柏氏矢量的概念、確定與表征方法,掌握發(fā)生位錯反應(yīng)的條件及其產(chǎn)
(3)熟悉各類面缺陷及體缺陷的定義及其對材料性能的影響
4.相圖與相平衡
(1)熟練掌握組元、組織、相、相平衡等重要概念的區(qū)別,理解相平衡時系統(tǒng)
的特點,相律的計算,能夠根據(jù)冷卻曲線建立相圖
(2)熟練掌握各類二元基本相圖的分析,熟練掌握勻晶、包晶、共晶、亞共
晶、過共晶、共析、亞共析、過共析轉(zhuǎn)變的概念、表達式、平衡結(jié)晶過程及組織特
點,熟練利用杠桿定律計算相組成物和組織組成物
(3)熟練掌握作為二元相圖的典型代表—鐵碳相圖的分析,包括但不限于各特
性點和特性線的溫度與碳濃度、相區(qū)名稱、不同轉(zhuǎn)變過程的組織特點等
(4)熟悉三元系相圖的表示方法、直線法則、杠桿定律、重心法則
5.材料的凝固
(1)熟練掌握晶體材料結(jié)晶與長大過程中相關(guān)的重要概念,如過冷度、均勻形
核、非均勻形核、正(負)溫度梯度、成分過冷、相變潛熱、偽共晶等
(2)熟練掌握純金屬的結(jié)晶過程,形核的熱力學(xué)條件與結(jié)構(gòu)條件,熟悉晶體長
大機制,溫度梯度對晶體生長形態(tài)的影響(3)熟練掌握固溶體結(jié)晶的成分起伏、結(jié)構(gòu)起伏和相起伏的概念,掌握顯微偏
析、宏觀偏析等非平衡結(jié)晶過程對材料性能的影響,深入理解成分過冷的形成過程
及不同溫度梯度對晶體形貌的影響
(4)掌握鑄錠組織的特點、形成機制及影響因素
(二)金屬材料基礎(chǔ)知識部分
1.金屬晶體中位錯
(1)熟悉位錯彈性力學(xué)性質(zhì)與位錯能量
(2)掌握位錯運動特點、位錯運動的驅(qū)動力、阻力及對金屬材料組織和性能的
影響
(3)熟悉主要位錯源及位錯增殖發(fā)生臨界條件
(4)掌握面心立方金屬晶體中的位錯
(5)熟練掌握位錯與其它晶體缺陷交互作用及對于金屬材料性能影響
2.表面與界面
(1)熟悉表面與晶界結(jié)構(gòu)(小角度晶界、大角度晶界)、晶界的能量
(2)熟練掌握晶界的平衡偏析產(chǎn)生原因、影響因素及對于金屬材料性能影響
(3)熟練掌握晶界的遷移機制、影響因素及對于金屬材料性能影響
(4)熟悉相界面界面結(jié)構(gòu)及界面能對于顯微組織形貌影響
3.塑性變形與再結(jié)晶
(1)熟悉金屬材料變形機制
(2)熟練掌握金屬多晶體塑性變形特點及細晶強化機制
(3)熟練掌握合金塑性變形特點及固溶強化及第二相強化機制
(4)熟練掌握塑變過程中的位錯交互作用及缺陷強化機制
(4)熟悉塑性變形對金屬材料組織、結(jié)構(gòu)、性能的影響
(5)熟悉冷變形金屬的回復(fù)與再結(jié)晶及晶粒長大過程、影響因素及應(yīng)用
(6)熟悉金屬熱加工及超塑性機制、特點及應(yīng)用
4.金屬晶體中擴散部分
(1)熟練掌握擴散宏觀規(guī)律、擴散的微觀機制及相關(guān)問題計算
(2)熟悉擴散熱力學(xué)分析、擴散系數(shù)及影響因素
(3)熟悉反應(yīng)擴散過程及反應(yīng)擴散層結(jié)構(gòu)確定5.固態(tài)相變部分
(1)掌握固態(tài)相變一般特征
(2)熟練掌握成分不變的相變、鋼在加熱時轉(zhuǎn)變及共析轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變、貝
氏體轉(zhuǎn)變、脫溶轉(zhuǎn)變相變過程,以及在金屬材料領(lǐng)域的應(yīng)用
6.金屬材料強韌化部分
(1)熟練掌握金屬材料強化類型、基本原理及在金屬材料中的應(yīng)用
(2)熟練掌握金屬材料韌化機理及在金屬材料中的應(yīng)用
(三)無機材料基礎(chǔ)知識部分
1.無機材料化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)
(1)熟練掌握離子鍵、共價鍵、混合鍵、范氏鍵和氫鍵的定義,與材料性能之
間的主要關(guān)系
(2)熟練掌握鮑林規(guī)則、推算結(jié)構(gòu)的方法和牢記相關(guān)數(shù)據(jù)
(3)熟練掌握基本無機材料的結(jié)構(gòu)特點,能夠畫出相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖
(4)熟練掌握硅酸鹽結(jié)構(gòu)的分類和特點,無機玻璃的定義、通性和結(jié)構(gòu)特點,
了解相關(guān)材料的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用之間的關(guān)系
(5)掌握碳及含碳材料的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用
(6)學(xué)會計算和推算無機材料密度的方法
2.無機材料的缺陷
(1)熟練掌握缺陷的分類、定義和表達方式
(2)學(xué)會分析缺陷與材料性能的關(guān)系
3.無機材料的相圖與相變過程
(1)熟練掌握基本相圖的分析,包括 SiO2、SiO2-Al2O3、CaO-SiO2、MgO
Al2O3、ZrO2-CaO、MgO-Al2O3-SiO2
(2)能夠利用相關(guān)相圖來討論相變過程,例如,石英各相、莫來石和尖晶石、
硅酸鈣各相、鋯石各相和堇青石的形成和相變過程,進而可以推測材料結(jié)構(gòu)的形成
和性能的變化規(guī)律
(3)掌握玻璃材料的相變過程、結(jié)構(gòu)和性能特點,學(xué)會通過相圖設(shè)計組成和分
析玻璃及其缺陷的形成過程
(4)掌握玻璃分相現(xiàn)象的定義、表述、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用(5)掌握普通陶瓷的相變過程和巖相分析;常用耐火材料和硅酸鹽水泥熟料各
相的特點和基本分析判別方法
4.無機材料的基本制造加工原理
(1)粘土陶瓷、玻璃、微晶玻璃、硅酸鹽水泥熟料
(2)掌握成型、燒結(jié)、擴散、熔化、冷卻和后加工的定義、控制和測量
5.無機材料的機械性能
(1)掌握單晶和多晶陶瓷斷裂機制,材料脆性斷裂的特點
(2)非晶材料的斷裂和性能特點
(3)掌握無機材料增強的基本原理和方法
6.無機材料的光學(xué)和電學(xué)性能
(1)掌握基本光學(xué)性能的定義、與材料組成結(jié)構(gòu)的關(guān)系
(2)掌握基本電學(xué)性能的定義、與材料組成結(jié)構(gòu)的關(guān)系
(3)了解陶瓷和玻璃著色的原理和生產(chǎn)技術(shù)
(4)了解陶瓷壓電性能的控制和應(yīng)用
三、參考書目
1.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》,徐恒鈞主編,劉國勛主審,北京工業(yè)大學(xué)出版社,2002 年
出版
2.《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》,郭福等譯,化學(xué)工業(yè)出版社,2016 年出版,(譯自
于,F(xiàn)undamentals of Materials Science and Engineering, 4th Edition, William D. Callister
Jr., John Wiley & Sons Inc., 2013)
3.《金屬學(xué)與熱處理》,崔忠圻主編,機械工業(yè)出版社,1989 年出版(第二版為
2011 年出版)
4.《陶瓷導(dǎo)論》,清華大學(xué)新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室譯,高等教育出
版社,2016 年出版,(譯自于,Introduction to Ceramics, 2nd Edition, Kingery, W. D,
John Wiley & Sons Inc., 1976)
北京工業(yè)大學(xué)

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