众所周知，考研大纲是全国硕士研究生考试命题的重要依据，也是考生复习备考必不可少的工具书。今天，小编为大家整理了“华北水利水电大学2025年考研大纲：829材料科学基础 ”的相关内容，谢谢您的关注。
华北水利水电大学
2025 年硕士研究生入学考试初试科目考试大纲
科目代码：829 科目名称：材料科学基础
考试形式和试卷结构
一、试卷分值及考试时间
考试时间 180 分钟（3 个小时），满分 150 分。
二、考试基本要求
本考试大纲适用于报考华北水利水电大学材料与化工专业学位硕士研究生入学考试。
材料科学基础考试是为招收上述学科培养方向的硕士研究生而设置的具有选拔功能的水平考试。其目的是 科学、公平、有效地测试学生大学本科阶段对材料科学基础知识的掌握情况，以保证被录取者具有基本的专业 基础，并便于学校择优选拔。
三、试卷题型
主要题型有：
选择题（20 分），判断题（10 分），填空题（20 分），简答题（40 分），计算题（20 分），综合题（40 分）
试卷满分为 150 分。
四、试卷内容及结构
《材料科学基础》科目包括原子结构与键合，固体结构，晶体结构，固体中原子及分子的运动，材料的形 变和再结晶，单组元相图及纯晶体的凝固，二元系相图和合金的凝固与制备原理，三元相图。
1. 原子结构与键合， 占约 4%
（1）物质的组成，原子的电子结构（四个量子数特征，核外电子的排布规律），元素周期表。
（2）原子间的键合（金属键，离子键，共价键，范德瓦耳斯力，氢键的特征）。
2. 固体结构， 占约 14%
（1）晶体学基础，晶体与非晶体的区别，7 个晶系和 14 中布拉维点阵的区别，理解晶体结构与空间点阵 的不同。能够进行晶向指数和晶面指数的标定及绘出，掌握晶向与晶面的特殊关系（相同指数的晶向和晶面必 定相互垂直），6 个晶带定律的应用，晶面间距的特征。对称元素（宏观对称元素和微观对称元素的特征）。
（2）金属的晶体结构，掌握面心立方，体心立方，密排六方的晶体学特点，点阵常数与原子半径，配位 数，致密度的计算，晶体中四面体间隙和八面体间隙中间隙数目及间隙大小。
（3）合金相结构，合金、组元、相、固溶体（置换固溶体和间隙固溶体）、中间相的含义，固溶体的分 类，置换固溶体影响溶解度的 4 个因素，固溶体的性质，中间相的分类及特征（正常价化合物， 电子化合物，
与原子尺寸因素有关的化合物，超结构），电子浓度的计算，金属间化合物的性质和应用，比较间隙固溶体、 间隙相、间隙化合物的结构与性能。
（4）离子晶体结构，理解并会描述鲍林五规则，硅酸盐晶体结构的类型、组成、结构及性能特征。
3. 晶体缺陷， 占约 16%
（1）晶体缺陷的几何特征及分类。
（2）点缺陷，点缺陷（肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷、空位）形成的区别，空位形成能的含义，点缺陷平 衡浓度的计算及应用，点缺陷的运动形式及对材料性能的影响。
（3）位错，刃型位错、螺型位错的判断及特点对比，混合位错的区分，三种类型位错的主要特征，伯氏 矢量的特性（5 个方面），位错运动对晶体性能的影响，位错滑移和攀移的条件、过程、机制和结果（对比刃 型位错和螺型位错），位错密度的含义、位错生成的来源，实际晶体中位错的伯氏矢量（单位位错、全位错、 不全位错、部分位错）的区别，位错反应要满足的条件。
（4）表面及界面，外表面的特征，表面能的含义，曲率与表面能的关系，晶界、亚晶界的含义，小角度 晶界的含义、分类、特征，大角度晶界的特征，不同类型界面的晶界能的特征、晶界能的计算，晶界特性（6 个方面）。相界（共格相界、半共格相界、非共格相界）的区别。
4. 固体中原子及分子的运动， 占约 10%
（1）菲克第一定律和菲克第二定律的内容、数学表达式、物理意义、适应条件，扩散方程的解及计算， 如两端成分不受扩散影响的扩散偶、一端成分不受扩散影响的扩散体的理解与计算，置换型固溶体中的扩散（柯 肯达尔效应的含义及其应用）。
（2）扩散的热力学分析，上坡扩散的原因，上坡扩散和下坡扩散的判断，引起上坡扩散的因素（3个方 面）。
（3）扩散的原子理论，掌握几种扩散机制的区别，扩散系数、扩散激活能、空位形成能的含义，阿累尼 乌斯方程的含义和各种计算。
（4）影响扩散的因素。
（5）反应扩散的含义、过程及特征。
（6）离子扩散的含义及特征。
5. 材料的形变和再结晶， 占约 20%
（1）软钢在拉伸时的应力-应变曲线的含义。
（2）弹性和黏弹性，弹性变形的本质、主要特征，3 种模量的区别，弹性模量的含义，弹性不完整性（4 种效应）的区别。
（3）晶体的塑性变形，单晶体的三种滑移方式，滑移线、滑移带、滑移系、滑移面、滑移方向等的含义 及特征，滑移系和滑移方向的原因，面心立方、体心立方、密排六方滑移的区别，临界分切应力公式的意义及 计算，取向因子，滑移时晶面转动的特征及区别，滑移的位错机制，孪生的含义及特点，孪晶形成的 3 种方式，
扭折的含义，塑性变形对材料组织与性能的影响（5 个方面），各种强化（固溶强化、细晶强化、加工硬化） 的基本概念及强化本质，塑性变形对材料性能的影响，几种形变织构和残余应力的含义及区别。
（4）回复和再结晶，退火过程的三个阶段（回复、再结晶、晶粒长大）的特点，退火过程中性能和能量 的变化（6 个方面）及其原因（对应缺陷的类型），回复动力学的含义、公式特性及其计算，回复机制（3种） 的不同及特点，再结晶过程（形核、长大）的含义及特征，晶界弓出形核和亚晶形核的不同，再结晶动力学的 含义、公式的应用，再结晶温度的定义及其影响因素（5 个方面），再结晶后的晶粒大小的含义及影响因素（2 个方面），晶粒长大的特点（2 种类型），正常长大及其影响因素（4 个方面），异常晶粒长大的含义，三个 阶段驱动力的不同。
（5）再结晶退火后的组织，晶粒大小的含义，再结晶织构（3种）的含义，退火孪晶的含义。
6. 单组元相图及纯晶体的凝固， 占约 14%
（1）单元系、相变、凝固、结晶、固态相变的含义。
（2）吉布斯相律的表达式及其应用。
（3）单元系相图的分析，点、线、面的关系及含义。同素异构转变的相图特点，克劳修斯-克拉珀龙方式 的含义。
（4）纯晶体的凝固，结构起伏，液体和固体结构数据对比，凝固的热力学条件， 自由能随温度变化的含 义，熔化热，过冷度，形核方式的分类（均匀形核和非均匀形核的含义），均匀形核中的能量变化和临界晶核， 临界半径公式的含义及计算应用，能量起伏的含义，形核率的影响因素（2 种），形核率与温度、过冷度的关 系，非均匀形核的含义及形核率、临界晶核半径，均匀形核和非均匀形核的特点对比。
（5）晶体长大，液固界面的构造（粗糙界面和光滑界面）的类型和结构特点，晶体长大方式（连续长大、 二维晶核、螺型位错长大）的类型及特点。
（6）结晶动力学及凝固组织，形核率和约翰逊-梅尔动力学方程的含义，相变动力学曲线的特征，孕育期， 正的温度梯度和负的温度梯度的含义及其对结晶的影响。
（7）凝固理论的应用，凝固后细晶的获得方式（3种）及其特点，单晶制备（2 种）及其特点，非晶态金 属的含义及制备的方式。
7. 二元系相同和合金的凝固与制备原理， 占约 16%
（1）二元相图的表示与测定方法，点、线、面的含义。
（2）相图热力学的基本要点，自由能-成分曲线，公切线原理，混合物的自由能和杠杆法则，利用杠杆法 则计算成分，二元相图的几何规律。
（3）二元相图分析，均晶相图、共晶相图、包晶相图的分析，二元相图的特点，点、线、平衡反应及反 应式，三相平衡与相律的关系，固溶体的平衡凝固和非平衡凝固，共晶合金的平衡凝固及其组织变化、非平衡 凝固，包晶相图的凝固及其平衡组织、非平衡组织，结晶转变过程及转变组织，并会画出平衡组织转变过程的 冷却曲线，杠杆定律在匀晶相图、共晶相图和包晶相图中的应用，能够利用杠杆定律计算相组成物与组织组成
物的百分含量，固溶体合金结晶过程与纯金属结晶过程的异同点，平衡结晶后的室温组织及其相组成物和组织 组成物的区别，相与组织的区别，非平衡组织、离异共晶和伪共晶的组织特点、形成条件，偏析及其解决方法。
（4）其他类型的二元相图，形成稳定化合物的相同、形成不稳定化合物的相图、偏晶转变的相图、合晶 转变的相图、熔晶转变的相图、固态转变的二元相图（多晶型转变、共析转变、包析转变、脱溶过程）的特点， 复杂二元相图的分析方法。
（5）根据相图推测合金的性能，判断合金的使用性能，判别合金的工艺性能。
（6）二元相图实例分析，铁碳合金的组织及其性能，点、线、相区的含义及特征，各相区相组成物和组 织组成物的区别，铁素体、奥氏体、渗碳体（一次、二次、三次）、珠光体、莱氏体（高温、低温）的特征， 铁碳合金七大类型（工业纯铁、共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口 铸铁）的平衡结晶过程（反应、冷却曲线、室温组织及形貌特征），室温组织组成物和相组成物，利用杠杆定 律计算平衡结晶过程中相组成物和组织组成物的百分含量，含碳量对铁碳合金组织、力学性能、工艺性能的影 响，铁碳相图的应用。
（7）二元合金的凝固理论，正常凝固的含义，平衡分配系数，正常凝固方程的含义及应用，正偏析的含 义，区域熔炼及其方程的含义和应用（提纯），热过冷，成分过冷的含义及形成条件，成分过冷的临界条件和 判据，成分过冷对晶体生长形态的影响。
8. 三元相图， 占约 6%
（1）三元相图成分表示法、空间模型和截面图，三元相图中的直线法则、杠杆定律、重心定律、相区接 触法则。
（2）固态互不溶解的三元共晶相图，相图的空间模型、截面图、投影图、相区接触法则，不同区域合金 的结晶过程分析，任意温度的水平截面图和任意直线的垂直变温截面，等温（水平）截面和变温（垂直）截面 的分析。
（3）固态有限互溶的三元共晶相图，相图分析，投影图，截面图。
五、参考书目
1. 胡赓祥，蔡珣，戎咏华编著．《材料科学基础》（第三版）．上海交通大学出版社，2012 年.
2. 潘金生、 田民波、仝健民编，材料科学基础，清华大学出版社，2011 年
3. 黄学辉、宋晓岚等主编，材料科学基础（第 3 版），武汉理工大学出版社，2022 年
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