《材料科学基础》考研2021年考研考点归纳
材料科学基础考研复习
材料科学基础考研复习材料科学基础是材料科学与工程学科中的一门基础课程，其内容涉及材料科学的基本理论、基本原理和基本方法，是进行材料科学研究和工程应用的基础。
考研复习材料科学基础需要系统地学习和理解相关知识点，加深对材料科学的理论和实践应用的认识。
1.材料工程基础知识：包括材料科学的发展历史、材料分类与特性等知识。
这些知识对于理解和掌握材料科学的基础概念和原理非常重要。
2.结构与性能关系：掌握材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
了解材料的结构特点，如晶体结构、非晶态结构等，并能够解释材料性能改善的原因。
3.材料制备技术：学习不同材料的制备方法与工艺，如液相法、气相法、固相法等。
了解各种制备方法的特点及其对材料性能的影响。
4.材料测试与分析技术：包括材料的物理性能、化学性能和机械性能等测试方法与技术。
学习各种常用测试仪器和分析方法，如扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等。
5.材料性能与应用：了解材料的各种性能指标，如强度、硬度、导电性、磁性等，并能够解释不同材料的性能应用特点。
在复习材料科学基础时，可以通过以下几个途径进行：1.整理笔记：将课堂上的重点内容进行整理和归纳，形成自己的复习笔记。
可以通过制作思维导图、总结重要公式和推导过程等方式，帮助加深对知识点的记忆和理解。
2.刷题巩固：通过解答一些典型的习题和试题，巩固所学知识。
可以选择一些综合性的考研试题进行模拟考试，提高解题能力和应试技巧。
3.参考教材和相关资料：选择几本优质的教材和参考书进行阅读和学习。
可以参考一些考研辅导资料和复习指南，了解相关知识点的掌握程度和考点分布。
4.学习小组讨论：可以与其他考研学生组成学习小组，一起讨论和解答问题。
通过讨论和交流，加深对知识点的理解和运用，并及时纠正和改进自己的思路和方法。
在复习材料科学基础时，还需要注意以下几点：1.提前规划：合理安排复习时间和目标，制定合理的学习计划。
根据自己的掌握情况和考试时间，合理安排每一阶段的复习内容和进度，保证复习进程的顺利进行。
922_材料科学基础知识资料相关知识点
＜材料科学基础>考研大纲一、试题范围1. 材料结构、蔓延、界面与固态相变（35-45%）1.1 材料的结构（10-15%）目的与要求：控制常见金属的晶体结构、离子化合物结构，了解高分子材料的结构1) 常见的晶体结构晶体化学基本原理、典型金属的晶体结构、无机化合物晶体结构重点：晶体紧密堆积原理，常见的金属和离子化合物结构类型2）固溶体和金属间化合物的晶体结构、置换固溶体及影响因素、间隙固溶体、有序固溶体重点：固溶体的类型及特点3）高分子材料结构，硅酸盐晶体结构高分子链结构、聚拢态结构、硅酸盐晶体结构：岛状结构、组群状结构、链状结构、层状结构和架状结构重点：硅酸盐的晶体结构类型及特点4）非晶态固体结构及准晶体玻璃的概念、通性、结构、硅酸盐玻璃和金属玻璃、准晶体的结构模型、制备、性能与应用重点：晶体结构1.2 晶态固体中的蔓延（5-10%）目的与要求：控制蔓延的宏观逻辑，微观机制，热力学驱动力和反应蔓延1）蔓延的宏观逻辑菲克第一定律与稳态蔓延、菲克第二定律与非稳态蔓延重点：菲克第一、二定律的定义及应用2）蔓延的微观机制蔓延机制、固态原子的无规行走及相关效应、原子跳跃与蔓延系数的微观表达式重点：蔓延的微观机制及与宏观机制的联系第 1 页/共7 页3）蔓延系数蔓延系数与蔓延激活能、蔓延系数的测定及影响蔓延系数的因素、本征蔓延系数与互蔓延系数重点：蔓延系数的推导及影响因素，柯肯达尔效应4）蔓延的热力学分析推进蔓延原子定向迁移的“力”、菲克定律的普遍形式、上坡蔓延重点：蔓延热力学分析和上坡蔓延5）反应蔓延与离子晶体中的蔓延反应蔓延概念、离子晶体的缺陷、离子晶体中蔓延系数的决定、离子电导率与蔓延系数的关系重点：蔓延逻辑，蔓延机制，蔓延热力学1.3晶态固体材料中的界面（5-10%）目的与要求：控制表面、界面的定义、分类、性质，了解相界面的定义、分类和特点1）晶体表面表面结构与性质、表面能与晶体的平衡形状重点：表面的定义和结构特点2）晶界结构与晶界的能量界面的5个自由度、小角度、大角度晶界重点：小角度晶界的分类，结构特点，晶界的能量3）晶界的偏析与迁移晶界的平衡偏析及影响因素、晶界迁移速度、晶界迁移驱动力、影响晶界迁移率的主要因素、重点：晶界迁移的驱动力及影响因素4）相界面共格界面、半共格、非共格界面、界面能与显微组织形貌重点：相界结构1.4 固态相变（10-15%）目的与要求：控制固态相变的普通逻辑以及脱溶沉淀、调幅分解、共析改变和马氏体相变等几种典型相变的特点1）固态相变总论固态相变的特点及分类、固态相变的形核与长大、固态相变动力学重点：固态相变的分类，特点及形核、长大2）成分保持不变的相变多型性改变、块体改变、有序－无序改变重点：有序参量，有序改变特点3）过饱和固溶体的分解脱溶沉淀过程、方式、脱溶沉淀热力学、等温沉淀的动力学、调幅分解、沉淀相粗化、沉淀强化机制重点：脱溶沉淀的过程，沉淀相的结构及对性能的影响4）共析改变共析改变的热力学、珠光体的形成过程、共析改变动力学、先共析与伪共析改变、珠光体的组织热点及力学性能重点：共析改变的形核、长大和改变的热力学5）马氏体改变、贝氏体改变与过冷奥氏体改变动力学图马氏体改变的基本特征、马氏体改变的晶体学、马氏体改变的动力学、热力学、贝氏体改变特征、过冷奥氏体改变动力学图重点：马氏体改变的特点和热力学2. 相图与材料的凝结（20-25%）2.1 相平衡与相图（15%）目的与要求：控制相图的基本逻辑，铁碳相图的基本知识和相图热力学1）相与相平衡组元、相、相平衡、自由度与相律重点及难点：相图的基本概念，相律2）单元系相图单元系相图的表示和实验测定主意、相图分析、有晶型变化的单元系相图第 3 页/共7 页重点：单元系相图的标示及有晶型变化相图的特点3）二元系相图杠杆定律、二元系相图的类型和几何逻辑、二元系相图的分析重点：杠杆定律和二元相图的几何逻辑4）铁碳相图C相图分析、铁碳合金及平衡结晶分析、铁碳合金的组元及基本相、 Fe－Fe3碳对铁碳合金的组织与性能的影响、铁－石墨相图重点：铁碳相图的分析和组织组成物特点5）相图的热力学解释单元系相图热力学、二元系相图热力学、由自由能－成分曲线合成相图重点：相平衡的判据，自由能-成分曲线的特点6）三元系相图三元系相图的表示主意、三元系平衡相的定量法则、三元匀晶、共晶相图重点：三元系平衡相的定量法则、三元匀晶相图2.2 材料的凝结（5-10%）目的与要求：控制纯金属、固溶体合金、共晶合金结晶的原理，特点，了解常见凝结技术及机制1）纯金属的结晶结晶的过冷现象及热力学条件、液态金属结构、金属的结晶过程、形核与长大重点：过冷的定义和晶体的形核、长大2）固溶体合金的结晶非平衡态的结晶、固溶体合金结晶过程时溶质的重新分布、合金凝结过程中的成分过冷、界面稳定性与晶体生长形态重点：非平衡凝结，成分过冷3）共晶合金结晶共晶改变机制、共晶组织形貌、亚共晶与过共晶合金中初生相形态、共晶系合金的非平衡结晶、铸锭组织的形成与控制重点：共晶合金的形核、长大，非平衡结晶4）凝结技术定向凝结、单晶制取及区域提纯重点：结晶热力学，共晶合金结晶，凝结技术3.缺陷、材料形变与强韧化（35-45%）3.1晶体结构缺陷（15-20%）目的与要求：控制点缺陷、线缺陷的定义、分类、特点以及实际晶体中的位错1）点缺陷点缺陷的形成、点缺陷的平衡浓度、运动与作用、过饱和点缺陷重点：点缺陷的类型，缺点浓度方程的推导2）位错的结构位错的类型、柏氏矢量、晶体中位错的组态和位错密度重点：柏氏矢量的定义，位错的分类及各自特点3）位错的应力场和运动位错的应力场、弹性应变能与线张力、位错的运动重点：位错的受力和滑移、攀移4）位错与晶体结构缺陷的交互作用，位错的增殖、塞积与交割位错间的交互作用，与点缺陷的交互作用、位错的增殖、塞积与交割重点：位错间的交互作用，位错的增殖机制5）实际晶体中的位错全位错和不全位错、位错反应、扩展位错、其他晶体中的位错重点：点缺陷、位错3.2 材料的变形与再结晶（15-20%）目的与要求：控制单晶、多晶塑性变形的机制、特点，控制塑性变形对材料组织结构和性能的影响，控制回复、再结晶对塑性变形材料组织结构和性能的影响1）材料的弹性变形基本概念、广义虎克定律及弹性系数、材料的滞弹性第 5 页/共7 页重点：材料的弹性变形和滞弹性2）单晶体的塑性变形滑移系及临界分切应力、滑移的位错机制、滑移过程中的此生现象、孪生重点：滑移和孪生特点及区别，临界分切应力定律3）多晶体的塑性变形多晶体变形时晶界的作用、多晶体塑性变形特点、晶界对强度的影响重点：多晶体塑性变形的特点，晶界对变形的影响4）塑性变形对材料组织和性能的影响冷变形金属的组织与结构、冷变形金属的加工硬化、形变织构、高分子材料的塑性变形结构变化重点：冷变形的组织结构特点，加工硬化的定义及特点5）晶体的断裂晶体断裂机理、冷变形金属的内应力和储存能重点：断裂机理6）冷变形金属的回复回复过程特征，机制、回复动力学重点：回复的定义和机制，回复对材料的亚结构、性能影响7）第九节冷变形金属的再结晶再结晶的形核与长大、再结晶动力学、再结晶温度及晶粒大小、晶粒长大、晶体的高温变形重点：再结晶的形核、长大，再结晶温度的影响因素、高温晶体的塑性变形，动态回复，动态再结晶3.3 材料的强韧化（5%）目的与要求：总结归纳材料的强韧化措施及其机理1）材料强化的基本原理2）材料韧化的基本原理及常用主意重点：强化机理，强化主意二、考试题型和出题原则说明1.题型考题共分名词解释、理论分析题和工程应用基础题三个板块，原则上名词解释分值不超过总分值的15%，其余部分由出题教师自由调配。
材料科学基础考研知识点总结
材料科学基础考研知识点总结第一章原子结构和键合1.原子键合●金属键●离子键●共价键●氢键●范德华力：静电力诱导力色散力第二章固体结构1.晶体学基础●空间点阵和晶胞●七个晶系14种点阵2.金属的晶体结构●晶体结构和空间点阵的区别3.合金的相结构●晶相指数和晶面指数●晶向指数●晶面指数●六方晶系指数●晶带●晶面间距●晶体的对称性●宏观对称元素●极射投影●金属的晶体结构●三种典型的金属的晶体结构●多晶型性●置换固溶体●间隙固溶体●固溶体的围观不均匀性●影响固溶度的主要因素●固溶体的性质●中间相●正常价化合物●电子化合物●与原子尺寸因素相关的化合物●超结构（有序固溶体）4.常见离子晶体结构●离子晶体配位规则（鲍林规则）●负离子配位多面体规则（引入临界离子半径比值）●电价规则（整体不显电性）●负离子多面体共顶，棱和面规则（由于共用顶，棱和面间距下降，导致库仑力上升，稳定性下降）●不同种类正离子配位多面体规则（能量越高区域越分散）●节约规则（【俄罗斯方块原理】）●典型离子晶体结构●AB型化合物【CsCl结构 NaCl结构 ZnS型结构】●AB2型化合物结构【CaF2 萤石 TiO2金红石型结构】●硅酸盐的晶体结构●孤岛状硅酸盐●组群状硅酸盐●链状硅酸盐●层状硅酸盐●架状硅酸盐5.共价晶体结构第三章晶体中的缺陷1.点缺陷●点缺陷形成●点缺陷的平衡浓度2.位错●刃型位错●螺型位错●混合位错●伯氏矢量●位错运动●位错弹性性质（认识）●位错生成与增值●实际位错中伯氏矢量3.面缺陷●外表面与内表面（了解）●晶界和亚晶界●晶界的特性●孪晶界●相界第四章固体中的扩散1.扩散的表象理论●菲克第一定律●菲克第二定律●扩散方程●置换固溶体扩散（柯肯达尔效应）2.扩散热力学●扩散的热力学分析（上坡扩散）3.扩散的微观理论与机制●扩散机制●晶界扩散及表面扩散●扩散系数4.扩散激活能5.影响扩散的因素●温度●晶体结构●晶体缺陷●化学成分●应力作用6.反应扩散7.离子晶体中的扩散第五章材料的变形1.弹性变形●弹性的不完整性●包申格效应●弹性后效●弹性滞后2.黏弹性变形3.塑性变形●单晶体塑性变形●滑移●孪生●扭折●多晶体的塑性变形●晶粒取向的影响●晶界的影响●合金的塑性变形●单相固溶体塑性变形●影响因素●曲服现象●应变实效●多相合金的塑性变形●弥散分布型合金的塑性变形●塑性变形对组织性能影响●显微组织变化●亚结构变化●性能变化●形变织构●残余应力4.回复与再结晶●冷变形金属在加热时组织与性能的变化●回复●再结晶●晶粒的长大5.热加工●动态回复●动态再结晶●蠕变●超塑性第六章凝固1.相平衡和相率●吉布斯相律2.纯晶体的凝固●液态结构●晶体凝固的热力学条件●形核●晶粒长大●结晶动力学及凝固组织●凝固理论应用3.合金的凝固●正常凝固●区域熔炼●合金成分过冷4.铸锭组织与凝固技术●铸锭的宏观组织●铸锭的缺陷第七章相图1.二元相图基础●2.二元相图●匀晶相图●共晶相图●包晶相图●铁碳相图3.三元相图基●基本特点●表示方法●杠杠定律及重心定律第八章材料的亚稳态1.纳米材料2.准晶3.非晶态4.固态相变形成亚稳相●固体相变形成的亚稳相●固溶体脱溶分解产物●脱熔转变●连续脱溶●不连续脱溶●脱溶过程亚稳相●脱溶分解对性能影响●马氏体转变●特征●形态●贝氏体转变●钢中贝氏体转变特征●贝氏体转变的基本特征。
齐鲁工业大学835《材料科学基础》考试大纲2021年考研专业课初试大纲
《材料科学基础》考试大纲一、考试题型1、名词解释2、简答题3、论述题4、综合分析题二、考试参考用书《材料科学基础》，石德珂著，机械工业出版社，2003年6月版三、考试内容第一章材料结构的基本知识了解原子结构、原子结构键、原子排列方式、晶体材料的组织、材料的稳态结构与亚稳态结构。
掌握材料中原子结构键、原子排列方式。
第二章材料中的晶体结构了解晶体学基础、纯金属的晶体结构、离子晶体的结构、共价晶体的结构。
掌握晶体学基础、纯金属的晶体结构。
第三章高分子材料的结构了解高分子材料基本知识、高分子链的结构及构象、高分子的聚集态结构、高分子材料的性能与结构。
第四章晶体缺陷了解点缺陷、位错的基本概念、位错的能量及交互作用、晶体中的界面。
掌握点缺陷、位错的基本概念、位错的交互作用。
第五章材料的相结构及相图了解材料的相结构、二元相图及其类型、复杂相图分析、相图的热力学基础、三元系相图及其类型。
掌握材料的相结构、二元相图及其类型、二元相图的分析与使用，铁碳相图和铁碳合金、杠杆定律。
第六章材料的凝固与气相沉积了解材料凝固时晶核的形成、材料凝固时晶体的生长、固溶体合金的凝固、共晶合金的凝固、制造工艺与凝固组织、用凝法材料的制备技术、材料非晶态、材料的气-固转变、气相沉积法的材料制备技术。
掌握材料凝固时晶核的形成、材料凝固时晶体的生长、固溶体合金的凝固、共晶合金的凝固、制造工艺与凝固组织。
第七章扩散与固态相变了解扩散定律及其应用、扩散机制、影响扩散的因素与扩散驱动力、几个特殊的有关扩散的实际问题、固态相变中的形核、固态相变的晶体成长、扩散型相变、无扩散相变。
掌握扩散定律及其应用、扩散机制、影响扩散的因素与扩散驱动力、两个特殊的有关扩散的实际问题。
固态相变中的形核、固态相变的晶体成长、扩散型相变、无扩散相变的基本概念。
第八章材料的变形与断裂了解金属变形概述、金属的弹性变形、滑移与孪晶变形、单晶体的塑性变形、多晶体的塑性变形、纯金属的变形强化、合金的变形与强化、冷变形金属的组织与性能、金属的断裂、冷变形金属的回复阶段、冷变形金属的再结晶、金属的热变形、蠕变与超塑性、陶瓷晶体的变形、高分子材料（聚合物）的变形。
材料科学基础基础知识点总结
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式2 原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。
如金属。
金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。
分子晶体：熔点低，硬度低。
如高分子材料。
氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。
如复合材料。
3 结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。
（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。
4 原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序，各向异性。
（2）非晶体：――――――――――不规则排列。
长程无序，各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
图1-5特征：a 原子的理想排列；b 有14种。
其中：空间点阵中的点－阵点。
它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
（2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。
2 晶胞图1－6（1）――－：构成空间点阵的最基本单元。
（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。
（3）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
《材料科学基础》考试重点及答案
《材料科学基础》考试重点及答案1晶体点阵有实际原子、离子、分子或各种原子集团，按一定几何规律的具体排列方式称为晶体结构或为晶体点阵。
2晶格用以描述晶体中原子排列规律的空间格架。
3配位数原子周围最近邻等距离的原子数目；在离子晶体里，一个正离子周围的最近邻负离子数称为配位数。
4晶体缺陷晶体中原子偏离其平衡位置而出现的不完整性区域。
5位错晶体中某处一列或若干列原子有规律的错排。
6位错反应有两个位错合成为一个新位错或有一个位错分解为几个新位错的过程。
7小角晶界两个相邻晶粒位向差小于10度的晶界称为小角晶界。
8晶面能由于晶界上原子排列不规律产生点阵畸变，引起能量升高，这部分能量称为晶面能。
9固熔体固态下一种组元熔解在另一种组元中而形成的新相。
10间隙相又称为简单间隙化合物非金属原子与过渡族原子的半径的比值小于0.59，化合物具有比较简单的结构称为间隙化合物。
11过冷度实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的温度差称为过冷度。
12均匀形核在过冷的液态金属中，依靠液态金属本身的能量变化获得驱动力由晶胚直接形核的过程。
13非均匀形核在过冷液态金属中，若晶胚是依附在其他物质表面上成核的过程。
14形核率单位时间单位体积内所形成的晶核数目。
15相图又称状态图或平衡图表示材料系统中相得状态与温度及成分之间关系的一种图形。
成分过冷这种有液相成分改变而形成的的过冷。
16伪共晶这种有非共晶成分的合金得到的共晶组织。
17包晶转变当有些合金凝固到达一定温度时，已结晶出来的一定成分的固相与剩余的液相发生反应生成另一种固相，这种转变为共晶转变。
18 扩散第一定律：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质量（通称为扩散通量）与该截面处的浓度梯度成正比。
19 科肯道尔效应：由于两种原子扩散速度不同，导致扩散偶的一侧向另一侧发生物质静输送的性质。
20 本征扩散：以本征缺陷为媒介发生的扩散称为本征扩散。
(处于热平衡状态的晶体内部总存在一定数量的点缺陷，这类点缺陷也称为本征缺陷)。
材料科学基础复习资料整理
一.名词解释塑性韧性强度弹性比功分子键（空间）点阵固溶体间隙固溶体固溶强化位错多晶体单晶体反应扩散柯肯达尔效应二次结晶共晶转变包晶转变共析转变铁素体（非）均匀形核结构起伏成分过冷过冷度加工硬化再结晶淬透性（过）时效回火脆性调幅分解二. 需掌握的知识点1. 延性断裂和脆性断裂的区分标准—断裂前有无明显塑性变形。
2. 原子核外电子分布规律遵循的三个原则。
3. 金属键、离子键、共价键、分子键的特点。
4. 混合键比例计算与电负性差的关系。
5. fcc、bcc、hcp的常见金属、一个晶胞内原子数、配位数、致密度、常见滑移系等。
6. 固态合金相分为两大类：固溶体（间隙固溶体与置换固溶体）和中间相（区别点）。
7.影响固溶体溶解度的因素。
8.间隙相和间隙化合物的区别。
9. 晶体缺陷几何特征分类-点、线、面缺陷。
10. 点缺陷的种类及其区别（肖脱基缺陷和弗兰克尔缺陷）。
11.获得过饱和点缺陷的方法及原因。
12. 各类位错运动方向与柏氏矢量、切应力、位错线的位向关系。
13. 位错的主要运动方式；常温下金属塑性变形的方式。
14. 位错的增殖机制：F-R位错增殖机制、双交滑移增殖机制的主要内容。
15.说明柏氏矢量的确定方法。
掌握利用柏氏矢量和位错线的位向关系来判断位错类型。
16.两根平行的螺型位错相遇时的相互作用情况。
17.刃型位错和螺型位错的不同点。
18. 大小角度晶界的位向差、常见类型、模型描述、能量等。
19. 扩散第一定律、第二定律的数学表达式及其字母的物理含义。
20. 体扩散的主要机制、适用对象、扩散激活能大小等；短路扩散等；反应扩散与原子扩散；多晶材料的三种扩散途径—晶内、晶界、表面扩散。
21.柯肯达尔效应的含义及说明的问题（重要意义）。
22. 上坡扩散：物质由低浓度→高浓度，说明扩散的真正原因是化学势梯度而非浓度梯度。
23. 反应扩散定义、特点、扩散层增厚速度的决定因素。
24. 影响扩散的主要因素简述及分别叙述。
考研必备之《材料科学基础》学霸笔记
考研必备之《材料科学基础》学霸笔记材料科学基础笔记第⼀章原⼦结构与键合概述：决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原⼦结构，原⼦间的相互作⽤、相互结合，原⼦或分⼦在空间的排列分布和运动规律以及原⼦集合体的形貌特征等。
为此，我们需要了解材料的微观构造，即其内部结构和组织状态，以便从其内部的⽭盾性找出改善和发展材料的途径。
第⼀节原⼦结构1 物质的组成物质是由⽆数微粒按⼀定⽅式聚集⽽成的，这些微粒可能是原⼦、分⼦或离⼦；分⼦是能单独存在且保持物质化学特性的⼀种微粒；原⼦是化学变化中的最⼩微粒。
2 原⼦的结构（原⼦结构直接影响原⼦间的结合⽅式）3 原⼦的电⼦结构3.1电⼦既有粒⼦性⼜具有波动性，具有波粒⼆象性。
3.2电⼦的状态和在某处出现的机率可⽤薛定谔⽅程的解/波函数来描述，即原⼦中每个电⼦的空间位置和能量可⽤四个量⼦数来确定：a主量⼦数（n）：决定原⼦中电⼦的能量及与核的平均距离（⼀般能量低的趋向近轨道,r较⼩，反之则反），即表⽰电⼦所处的量⼦壳层。
如K、L、M…，n=1,2,3；b 轨道⾓动量量⼦数（l）：表⽰电⼦在同⼀壳层内所处的能级，与电⼦运动的⾓动量有关。
如s、p、d、f…（0，1，2，…n-1）；c 磁量⼦数（m）：给出每个轨道⾓动量量⼦数的能级数或轨道数，为2l+1,决定电⼦云的空间取向；d ⾃旋⾓动量量⼦数（s）：反映电⼦不同的⾃旋⽅向，其值可取*只有n,l决定能量和能级3.3能级和能级图把电⼦不同状态对应着相同能量的现象称为简并。
将所有元素的各种电⼦态（n，l）按能量⽔平排列成能级图。
3.4核外电⼦的排布规则a 能量最低原理：电⼦的排布总是尽可能使体系的能量最低；b Pauling不相容原理：在⼀个原⼦中，不可能有上述运动状态完全相同的两个电⼦，即不能有上述四个量⼦数都相同的两个电⼦；c 洪德Hund规则：在同⼀个亚层中的各个能级中，电⼦的排布尽可能分占不同的能级，⽽且⾃旋⽅向相同（尽可能保持⾃旋不成对）；3.5 元素周期表元素是具有相同核电荷数的同⼀类原⼦的总称；元素的外层电⼦结构随着原⼦序数的递增⽽呈周期性的变化规律称为元素周期律；元素周期表是元素周期律的表现形式；元素的性质、原⼦结构和该元素在周期表中的位置三者之间有着密切的关系。
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《材料科学基础》考研2021年考研考点归纳与考研
真题
第1章材料概论
1.1 考点归纳
一、材料的分类
工程材料按属性可分为四类：金属材料、陶瓷材料、高分子材料及由前三类相互组合而成复合材料；
按使用性能可分为两大类：主要利用其力学性能的结构材料和主要利用其物理性能的功能材料。
1．金属材料
（1）金属材料中包括两大类型：钢铁材料和有色金属。
有色金属主要包括铝合金、钛合金、铜合金、镍合金等；
（2）在有色金属中，铝及其合金用得最多，这主要是因为铝及其合金的以下特性：
①重量轻，只有钢的1/3；
②有好的导热性和导电性，在远距离输送的电缆中多用铝；
③耐大气腐蚀，可用来制作容器和包装品、建筑结构材料及导电材料。
2．陶瓷材料
（1）传统的陶瓷材料是由粘土、石英、长石等成分组成，主要作为建筑材料使用；（2）新型的结构陶瓷材料，其化学组成和制造工艺都大不相同，其成分主要是
A12O3、SiC、Si3N4等；
（3）新型结构陶瓷在性能上的优点：
①重量轻；
②压缩强度高，可以和金属相比，甚至超过金属；
③熔点高，耐高温；
④耐磨性能好，硬度高；
⑤化学稳定性高，有很好的耐蚀性；
⑥电与热的绝缘材料。
（4）新型结构陶瓷在性能上的缺点：
①容易脆断；
②不易加工成形。
3．高分子材料
（1）高分子材料又称聚合物；
（2）按用途可分为：塑料、合成纤维和橡胶三大类型；
（3）塑料又分为：通用塑料和工程塑料。
4．复合材料
（1）金属、聚合物、陶瓷自身都各有其优点和缺点，如把两种材料结合在一起，就产生了复合材料；
（2）复合材料可分为三大类型：塑料基的复合材料、金属基和陶瓷基的复合材料；5．电子材料、光电子材料和超导材料
（1）电子材料是指在电子学和微电子学中使用的材料，主要包括半导体材料、介电功能材料和磁性材料等；
（2）光电子材料；
（3）超导材料。
二、材料性能与内部结构的关系
1．材料的性能
金属、陶瓷与材料三种基本类型材料中，金属有好的导电性，有高的塑性与韧性；陶瓷材料则有高的硬度但很脆，且大多是电的绝缘材料；高分子材料的弹性模量、强度、塑性都很低，多数也是不导电的。
2．内部结构关系
这些材料的不同性能都是由其内部结构决定的，从材料的内部结构来看，可分为四个层次：原子结构、结合键、原子的排列方式（晶体和非晶体）以及显微组织。
三、材料的制备与加工工艺对性能的影响
材料的性能取决于其内部结构，只有改变了材料的内部结构才能达到改变或控制材料性能的目的，而材料的制备和加工工艺常常对材料的性能起着决定性作用。
四、什么是材料科学
材料科学是研究各种材料的结构、制备加工工艺与性能之间关系的科学。
这一关系可用一四面体表示，如图1-1所示。
图1-1 材料科学与工程四要素。