2021福建师范大学材料科学与工程基础研究生考试大纲 正文

《材料科学与工程基础》硕士入学考试大纲

一、考查目标
考查学生对材料科学与工程基础概念、基本理论的理解掌握程度，以及运用基本理论分析、解决材料问题的能力。要求学生系统掌握材料科学与工程的基本概念、基础理论，系统理解和掌握材料的结构、组织结构与性能的关系，及材料制备与加工的基本知识。针对报考物理与能源学院的考生，要求系统掌握材料基础理论知识，诸如材料的结合类型、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的扩散，材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态、回复与再结晶。
二、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，其中必考部分75分，选考部分75分。
考试时间为180分钟。
2、答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
3、试卷题型结构
题型主要为判断、选择、填空、名词解释、简答及计算。
三、考查范围
1、所有考生均须考查内容：
（1）掌握金属晶体的三种结构：体心立方、面心立方和密排六方，熟练掌握各种点阵类型的点阵常数、最近的原子间距、晶胞中的原子数、配位数和致密度。
（2）了解离子晶体、共价晶体和分子晶体的结构，了解液晶的结构。
（3）掌握金属晶体的结构，了解合金的相结构。熟练掌握铁碳合金相图，掌握铁碳合金的基本相、分析相图中点、线、面，掌握亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的结晶过程。了解金属材料的再结晶，影响再结晶的因素。
（4）了解无机非金属材料的结构，主要了解单晶硅、氯化钠、氯化铯、硫化锌、氟化钙、尖晶石等的结构。掌握硅酸盐晶体的结构和硅酸盐玻璃的结构。了解陶瓷和碳化合物的结构。
（5）了解金属材料的制备原理及方法，掌握铁的制备方法。
（6）了解无机非金属材料的制备原理和方法，主要了解玻璃和水泥的制备原理和方法。
（7）掌握电导率和电阻率的计算。了解材料结构与材料电性能的关系。
（8）掌握材料的磁学性能。了解磁性的本质，了解材料结构与磁学性能的关系。掌握磁畴和磁滞回线。
（9）掌握材料的光学性能。了解材料的结构与光学性能的关系。掌握电磁辐射与与原子的相互作用，掌握光的吸收、反射和透射的计算。
（10）了解材料结构的含义，了解晶体的七个晶系和14种布拉菲点阵。掌握晶向晶面的画法以及已知晶向晶面求晶向指数和密勒指数。
（11）掌握三种晶体结构的四面体间隙和八面体间隙的数量、位置和间隙大小。
（12）熟练掌握晶体的各种结构缺陷，点缺陷、线缺陷、体缺陷等。掌握肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷，掌握刃位错、螺位错及混合位错，掌握伯格斯矢量与位错线方向、位错线运动方向等的关系，了解位错的运动：滑移和爬移。了解非晶态结构模型。
（13）能用能带理论解释导体、半导体和绝缘体的导电性差异。了解材料的介电性能。
（14）掌握金属材料、非金属材料和高分子材料的热性能。掌握金属材料、非金属材料和高分子材料的电学性能。掌握金属材料、非金属材料和高分子材料的磁学性能。掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料的光学性质。
（15）掌握金属材料的加工工艺性。
2、报考化学与材料学院、环境科学与工程学院考生选考内容：
（1）了解扩散理论，了解金属、离子固体和共价固体中的扩散机制，了解非晶体中的扩散。掌握稳态扩散的计算。
（2）掌握材料的力学性能，了解材料结构与力学性能的关系。掌握金属材料、无机非金属材料和高分子材料的力学状态、掌握应力和应变的计算，掌握弹性常数和计算。了解聚合物的弹性和粘弹性以及无机固体和金属的滞弹性。了解弹性形变，掌握各种强度指标的定义和意义，包括弹性极限、弹性比功等。了解永久形变，包括塑性流动和粘性流动。
（3）了解材料结构与材料热性能的关系。掌握热导率的计算，了解材料的比热容、热膨胀性、耐热性和热稳定性等热性能。
（4）掌握晶面间距的计算。
（5）了解固体中的转变类型。掌握相率，重点掌握一元相图、二元相图的分析。掌握二元系统中的杠杆法则的应用。
（6）了解材料断裂理论，掌握脆性断裂（解理断裂、晶间断裂）的机理和延性断裂的机理。了解理论断裂强度和脆断强度理论。掌握格列菲斯理论的应用、修正。掌握断裂韧性的计算和应用。
（7）掌握高分子材料的近程结构、远程结构和聚集体结构；掌握聚合物晶体中高分子链的构象，聚合物晶体的类型。了解聚合物共混物的形态结构。
（8）了解高分子材料的制备方法。掌握高分子材料的成型加工方法和聚合物的成型加工特性。
3、报考物理与能源学院考生选考内容：
（1）掌握原子的结合方式，晶体学基础知识；掌握合金、固溶体和中间相的基本概念和特征。掌握实际晶体中的点缺陷、线缺陷 和面缺陷的类型、判断及分析。
重点：空间点阵及有关概念，晶向、晶面指数的标定，典型金属的晶体结构；点缺陷的平衡性质，位错的运动与晶体滑移的关系，位错的物理意义及柏氏矢量的性质与应用。
难点：六方晶系布拉菲指数标定，原子的堆垛方式；位错模型，位错的应力场及不全位错的原子模型。
（2）掌握金属加工工艺的基础知识。掌握晶体的塑性变形以及塑性变形对材料组织与性能的影响；掌握冷变形金属在加热时的组织与性能变化，以及回复，再结晶，晶粒长大的过程及机制；掌握金属的热变形和动态回复和动态再结晶。
重点：金属形变的过程、特征、弹性模量及塑性变形的位错机制；典型的滑移系及临界分切应力和施密特定律；回复与再结晶的驱动力和机制；
难点：回复、再结晶与晶粒长大过程驱动力的识别。
（3）掌握二元合金相图的基本知识（匀晶相图，共晶相图和包晶相图）；掌握相图的分析与使用以及铁碳相图。
重点：吉布斯相律与杠杆定律，匀晶转变与偏析，共晶转变及其不平衡组织，相图中的几何规律，铁碳相图中典型合金的凝固过程及其相与组织的相对量计算，利用相图判断材料的性能。
难点：二次杠杆的应用；组织组成物和相组成物的区分及计算。
（4）掌握扩散定律，扩散的微观机理与现象以及影响扩散的因素。
重点：扩散的概念、本质与分类；扩散的驱动力；扩散定律及其在实际生产中的应用；
难点：反应扩散及其溶质浓度分布。

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