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2024 年硕士研究生入学考试大纲
考试科目名称：材料科学基础 考试时间： 180 分钟，满分： 150 分
一、 考试要求：
1. 掌握材料科学的基本概念，理解材料的成分、组织结构、制备工艺与材
料性能和应用之间的关系；
2. 掌握材料科学的基础理论，主要包括晶体学基础、材料的微观结构、晶
体缺陷 、 固态扩散理论 、 材料的形变与再结晶 、 相平衡与相图 、 材料的亚稳态及
固态相变亚稳相；
3. 了解材料科学基础的实验方法与技术以及材料科学基础理论的应用，熟
悉材料的强韧化原理及常用措施。
二、考试内容：
1. 材料的结构
（ 1）原子间的键合：金属键、离子键、共价键、范德瓦耳斯力、氢键；
（ 2）晶体学基础：空间点阵和晶胞、晶向指数和晶面指数，三种典型的金
属晶体结构，晶体的原子堆垛方式和间隙，多晶型性；
（ 3）合金相结构：固溶体、中间相。
2. 晶体缺陷
（ 1）点缺陷：点缺陷的形成、点缺陷的平衡浓度、点缺陷的运动；
（ 2） 线缺陷 ： 位错的基本类型和特征 、 伯氏矢量 ， 位错的运动与交互作用 ，
位错的应力场和应变能，位错的生成和增殖，实际晶体结构中的位错；
（ 3）面缺陷：晶界和亚晶界，孪晶界，相界。
3. 固体中原子的运动
（ 1）扩散定律：菲克第一定律、菲克第二定律，扩散系数，置换型固溶体
中的扩散和柯肯达尔效应；
（ 2）扩散的热力学解释，扩散机制；
（ 3）影响扩散的因素，反应扩散。
4. 材料的形变与再结晶
（ 1）弹性变形：弹性变形的特征、弹性模量，弹性的不完整性，黏弹性；
（ 2）晶体的塑性变形：单晶体的塑性变形，多晶体的塑性变形，合金的塑
性变形，塑性变形对材料组织与性能的影响；
（ 3）回复和再结晶：冷变形金属在加热时的组织与性能变化 ， 回复、再结
晶、晶粒长大，再结晶退火后的组织，
（ 4）热变形：动态回复与动态再结晶，热加工对组织性能的影响，蠕变，
超塑性。
5. 材料的凝固与相图
（ 1）纯晶体的凝固：相平衡条件和相律，晶体凝固的热力学条件，均匀形
核 、 非均匀形核 ， 晶体长大 ， 结晶动力学及凝固组织 ， 多种生长机制和凝固理论
的应用；
（ 2）相图的热力学：相图的表示和测定方法，固溶体的自由能 -成分曲线 、
多相平衡的公切线原理、混合物的自由能和杠杆法则；
（ 3）二元相图：二元相图的几何规律，匀晶、共晶、包晶相图和其它类型
二元相图的分析 ， 复杂二元相图的分析 ， 溶混间隙相图 、 调幅分解 ， 铁碳相图分
析 ，根据相图推测合金的性能 ，固溶体的凝固理论 、共晶凝固理论 、合金铸锭 (件 )
的组织与缺陷；
（ 4）三元相图：三元相图成分表示方法、三元相图的截面图和投影图、三
元相图中的杠杆定律及重心定律，固态互不溶解的三元共晶相图。
6. 材料的亚稳态及相变理论
（ 1）纳米晶、非晶、准晶态材料的组织结构和性能；
（ 2）固态相变形成的亚稳相：固溶体脱溶分解产物，马氏体转变，贝氏体
转变；
（ 3）材料强韧化基本原理和常用方法。
三、参考书目
《材料科学基础 》 （ 第三版 ） ， 胡赓祥 、 蔡珣 、 戎咏华主编 ， 上海交通大学
出版社 ， 201 7.
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