考試科目名稱(chēng)：材料科學(xué)基礎(chǔ) 

一、考試性質(zhì) 

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是碩士研究生入學(xué)考試科目之一。本考試大綱的制定力求

反映招生類(lèi)型的特點(diǎn)，科學(xué)、公平、準(zhǔn)確、規(guī)范地測(cè)評(píng)考生的材料科學(xué)基礎(chǔ)相關(guān)

基礎(chǔ)知識(shí)掌握水平，考生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題及綜合知識(shí)運(yùn)用能力。應(yīng)考人員可

根據(jù)本大綱的內(nèi)容和要求自行學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容和掌握有關(guān)知識(shí)。 

本大綱主要包括考試主要內(nèi)容、考試形式和試卷結(jié)構(gòu)、參考書(shū)目等。 

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》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)。本課程考試內(nèi)容主要包括

原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵、晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、固體中的擴(kuò)散、相圖與相平衡、材料

的凝固、表面與界面、塑性變形與再結(jié)晶、固態(tài)相變、金屬材料的強(qiáng)韌化。 

二、考試主要內(nèi)容 

1. 原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵 

(1) 掌握電離能、電子親和能、電負(fù)性、金屬間化合物、電子化合物等概念； 

(2) 掌握各種結(jié)合鍵的概念、特點(diǎn)、典型材料，通過(guò)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(diǎn)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(lèi)，了解晶體的宏觀對(duì)稱(chēng)性； 

(2) 掌握簡(jiǎn)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(diǎn)陣常數(shù)與原子半徑之間的關(guān)系，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(jì)算，晶帶定

律的應(yīng)用； 

(3) 掌握固溶體和金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)，固溶體的分類(lèi)、概念、特點(diǎn)、

形成條件及影響因素。 

3. 晶體缺陷 

(1) 掌握晶體缺陷的分類(lèi)、形成，點(diǎn)缺陷的平衡濃度計(jì)算，缺陷反應(yīng)方程計(jì)

算； 

(2) 掌握各類(lèi)位錯(cuò)的定義及位錯(cuò)組態(tài)、運(yùn)動(dòng)的相關(guān)基本概念，如滑移、滑移

面、滑移方向、滑移系、全位錯(cuò)和不全位錯(cuò)、擴(kuò)展位錯(cuò)、位錯(cuò)密度等； 

(3) 掌握刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)的特點(diǎn)及其柏氏矢量的概念、確定與表征方法；掌

握發(fā)生位錯(cuò)反應(yīng)的條件及其產(chǎn)物； 

(4) 掌握位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)、彈性應(yīng)變能與線(xiàn)張力、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的

驅(qū)動(dòng)力、阻力及對(duì)金屬材料組織和性能的影響；掌握位錯(cuò)與其它晶體缺陷交互作

用,位錯(cuò)的增殖、塞積與交割；熟悉各類(lèi)面缺陷及體缺陷的定義及其對(duì)材料性能的

影響。 

4.固體中的擴(kuò)散 

(1) 掌握擴(kuò)散宏觀規(guī)律、擴(kuò)散的微觀機(jī)制及相關(guān)問(wèn)題計(jì)算； 

(2) 熟悉擴(kuò)散熱力學(xué)分析、擴(kuò)散系數(shù)及影響因素； 

(3) 熟悉反應(yīng)擴(kuò)散過(guò)程與離子晶體中的擴(kuò)散。 

5. 相圖與相平衡 

(1) 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(shí)系統(tǒng)的

特點(diǎn)，相律的計(jì)算，能夠根據(jù)冷卻曲線(xiàn)建立相圖； 

(2) 掌握各類(lèi)二元基本相圖的分析，掌握二元相圖中的基本概念、轉(zhuǎn)變表達(dá)

式、平衡結(jié)晶過(guò)程及組織特點(diǎn)，掌握利用杠桿定律計(jì)算相組成物和組織組成物； 

(3) 掌握作為二元相圖的典型代表—鐵碳相圖的分析，包括各特性點(diǎn)和特性

線(xiàn)的溫度與碳濃度、相區(qū)名稱(chēng)、不同轉(zhuǎn)變過(guò)程的組織特點(diǎn)等，掌握碳對(duì)鐵碳合金

的組織與性能的影響，了解鐵－石墨相圖； 

(4) 熟悉三元系相圖的表示方法、直線(xiàn)法則、杠桿定律、重心法則。 

6. 材料的凝固 

(1) 掌握晶體材料結(jié)晶與長(zhǎng)大過(guò)程中相關(guān)的重要概念，如過(guò)冷度、均勻形核、

非均勻形核、正（負(fù)）溫度梯度、成分過(guò)冷、相變潛熱、偽共晶等； 

(2) 掌握純金屬的結(jié)晶過(guò)程，形核的熱力學(xué)條件與結(jié)構(gòu)條件，熟悉晶體長(zhǎng)大

機(jī)制，溫度梯度對(duì)晶體生長(zhǎng)形態(tài)的影響； 

(3) 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(guò)程對(duì)材料性能的影響，理解成分過(guò)冷的形成過(guò)程及不同

溫度梯度對(duì)晶體形貌的影響； 

(4) 熟悉鑄錠組織的特點(diǎn)、形成機(jī)制及影響因素。 

7. 表面與界面 

(1) 掌握表面的定義和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；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) 掌握晶界的平衡偏析產(chǎn)生原因及影響因素； 

(3) 掌握晶界的遷移速度、遷移驅(qū)動(dòng)力、遷移機(jī)制、影響因素及對(duì)于材料性

能影響； 

(4) 熟悉相界面界面結(jié)構(gòu)及界面能對(duì)于顯微組織形貌影響。 

8. 固態(tài)相變部分 

(1) 掌握固態(tài)相變一般特征。 

(2) 掌握成分不變的相變、過(guò)飽和固溶體的分解； 

(3) 掌握鋼在加熱時(shí)轉(zhuǎn)變及共析轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變的特征、相

變過(guò)程的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織特點(diǎn)及力學(xué)性能，以及在金屬材料領(lǐng)

域的應(yīng)用。 

9. 塑性變形與再結(jié)晶 

(1) 掌握單晶體的塑性變形滑移系及臨界分切應(yīng)力、滑移的位錯(cuò)機(jī)制、 滑移

過(guò)程中的次生現(xiàn)象、孿生； 

(2) 掌握金屬多晶體塑性變形特點(diǎn)、多晶體變形時(shí)晶界的作用及細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)

制（晶界對(duì)變形的影響）； 

(3) 掌握合金塑性變形特點(diǎn)及固溶強(qiáng)化及第二相強(qiáng)化機(jī)制；掌握塑變過(guò)程中

的位錯(cuò)交互作用及缺陷強(qiáng)化機(jī)制； 

(4) 掌握塑性變形對(duì)金屬材料組織結(jié)構(gòu)與性能的影響； 

(5) 掌握冷變形金屬的回復(fù)與再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大過(guò)程的定義、機(jī)制以及對(duì)材

料的組織和性能影響； 

(6) 熟悉高分子材料的塑性變形特點(diǎn)；了解金屬熱加工及超塑性機(jī)制、特點(diǎn)

及應(yīng)用。了解晶體斷裂機(jī)理、冷變形金屬的內(nèi)應(yīng)力和儲(chǔ)存能。 

10. 金屬材料的強(qiáng)韌化 

(1) 掌握材料強(qiáng)化類(lèi)型、基本原理及在材料中的應(yīng)用。 

(2) 熟悉材料韌化機(jī)理及在材料中的應(yīng)用。 

三、考試形式和試卷結(jié)構(gòu) 

1、考試時(shí)間和分值 

考試時(shí)間為 180 分鐘，試卷滿(mǎn)分為 150 分。 

2、考試題型結(jié)構(gòu) 

（1）名詞解釋 

（2）填空題 

（3）簡(jiǎn)述題 

（4）綜合題 

四、參考書(shū)目 

1、《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，徐恒鈞主編，劉國(guó)勛主審，北京工業(yè)大學(xué)出版社， 2002 

年出版。 

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