材料科学与工程基础知识
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。
材料科学基础常考知识点
材料科学基础第一章1.按化学组成对材料分类。
答：①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物一级硅酸盐、铝酸盐磷酸盐、硼酸盐、等物质组成的无机非金属材料。
②以金属元素或金属元素为主构成的具有金属特性的金属材料。
③以一种材料为基体，另一种材料为增强体的组合成的复合材料。
④以高分子化合物为基础组成的高分子材料。
2.对结合键分类。
答：结合键包含化学键和物理键。
化学键包含离子键、共价键、金属键；物理键包含范德华键和氢键。
3列举一些开设“材料科学与工程”学院的高校并标明优势专业。
答：清华大学——高分子生物医用材料、能源用高分子材料浙江大学——材料物理与化学大连理工大学——材料成型与控制工程合肥工业大学——高聚物设计合成与应用，、光电高分子材料与器件2-10.名词解释(1)点阵能(2)晶体(3)晶胞(4)空间点阵(5)晶带解：(1)点阵能：0K时1mol离子化合物的正负离子由相互远离的气态结合成离子晶体时释放的能量。
(2)晶体：晶体是内部质点在三维空间按周期性重复排列的固体，即晶体是具有格子构造的固体。
(3)晶胞：把组成各种晶体构造的最小体积单位成为晶胞。
(4)空间点阵：把由一系列在三维空间按周期型排列的几何点称为一个空间点阵。
(5)晶带: 所有相交于某一直线或平行于此直线的所有晶面的组合称为晶带。
一．(1)叙述形成置换固溶体的影响因素？(2)形成连续置换固溶体的充要条件？解：(1)形成置换固溶体的影响因素有：①原子或离子尺寸的影响②晶体结构类型的影响③电负性的影响④电子浓度因素(2)只有两两结构相同和%15<∆r 才是形成连续固溶体的充分必要条件。
二．为什么石英不同系列变体之间转化温度比同系列变体之间转换温度高得多？解：这与各种变体结构特点有关。
-∂方英石结构中2个硅氧四面体之间存在一个对称中心的联系，而-∂磷石英结构中2个硅氧四面体之间存在一个对称面的关系。
如果要将-∂磷石英转化成-∂方英石，由于两者的差别较大，转化时必须将-∂磷石英的结构拆散，重新组合成新的骨架，这种转化比较难进行，所以需要能量高，则需要温度就高。
材料科学与工程专业知识
材料科学与工程专业知识
材料科学与工程专业知识涵盖了多个领域，主要包括：
1. 材料科学基础理论：这是材料科学与工程的核心，包括材料的结构、性质、相变和缺陷等。
2. 材料制备与加工技术：这涉及到材料的合成、加工和成型等工艺技术，是实现材料科学与工程应用的重要环节。
3. 材料性能测试与表征：这涉及到对材料的各种性能进行测试、分析和表征的方法和技术，是评估材料科学与工程产品质量的重要手段。
4. 材料应用：这涉及到材料在不同领域的应用，如航空航天、汽车、能源、电子、生物医学等。
5. 环境友好材料：这涉及到材料的可持续发展和环保，包括绿色材料、可降解材料等。
6. 新材料技术：这涉及到新型材料的研发和应用，如纳米材料、超导材料、智能材料等。
7. 计算材料学：这涉及到利用计算机模拟和计算的方法来研究材料的性质和应用。
8. 材料科学与工程的交叉学科：这涉及到材料科学与工程与其他学科的交叉，如物理学、化学、生物学等。
总之，材料科学与工程专业知识涉及的领域非常广泛，是一个综合性和应用性都非常强的学科。
材料科学与工程大一课程
材料科学与工程大一课程摘要：1.材料科学与工程大一课程简介2.材料科学与工程大一课程的主要内容3.材料科学与工程大一课程的学习方法和建议正文：一、材料科学与工程大一课程简介材料科学与工程是一门研究材料的性质、结构、制备和应用的学科，其领域涉及金属、陶瓷、聚合物和复合材料等。
作为一门重要的工程学科，材料科学与工程在航空航天、电子信息、新能源等众多领域中具有广泛的应用。
大一课程作为材料科学与工程专业的基础阶段，为学生提供了必要的理论知识和实践技能，为后续学习打下坚实的基础。
二、材料科学与工程大一课程的主要内容1.基础理论知识（1）材料力学：研究材料在外力作用下的形变、内部应力分布和破坏等现象，为材料设计和工程应用提供理论依据。
（2）材料物理：研究材料的导电、导热、光学等物理性能，以及与材料结构和组成之间的关系。
（3）材料化学：研究材料的化学组成、结构、性质及其变化规律，为材料制备和性能优化提供理论支持。
2.实践技能（1）材料实验技术：培养学生掌握常见材料实验方法，如金相显微镜观察、硬度测试等。
（2）材料制备与性能测试：通过实验让学生了解不同材料的制备工艺和性能测试方法，提高实际操作能力。
三、材料科学与工程大一课程的学习方法和建议1.注重理论学习，强化基础知识学生应重视课堂学习和课后复习，加强对基础理论知识的掌握，为后续学习和实践打下坚实基础。
2.动手实践，培养实验技能学生应主动参加实验课程，掌握实验操作技巧，提高实验技能。
同时，要关注实验结果的分析与处理，培养自己的分析问题和解决问题的能力。
3.拓宽学术视野，了解学科前沿学生可以通过阅读专业书籍、学术论文等，了解材料科学与工程领域的研究动态和前沿技术，拓宽自己的学术视野。
4.加强团队合作与交流学生应学会与同学、老师进行有效沟通，分享学习心得和实践经验，提高自己的团队合作能力。
同时，可以积极参加学术竞赛、实践活动等，锻炼自己的实际工程能力。
总之，材料科学与工程大一课程为学生提供了丰富的理论知识和实践技能，为学生后续学习和发展奠定了坚实基础。
材料科学与工程基础
材料科学与工程基础引言材料科学与工程是一门跨学科的学科，涉及到材料的结构、性质、制备和应用等方面。
在现代社会中，材料科学与工程的发展对于推动科技进步和经济发展起着重要作用。
本教案将介绍材料科学与工程的基础知识，帮助学生建立对材料科学与工程的基本理解和认识。
一、材料的分类与性质1. 无机材料无机材料是指由无机化合物或无机元素组成的材料，如金属、陶瓷、玻璃等。
无机材料具有独特的物理、化学和机械性质，广泛应用于各个领域。
2. 有机材料有机材料是指由有机化合物组成的材料，如塑料、橡胶、纤维等。
有机材料具有良好的可塑性和可加工性，被广泛应用于塑料工业、纺织工业等领域。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料，具有较高的强度和刚度。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
4. 材料的性质材料的性质包括物理性质、化学性质和机械性质等。
物理性质包括密度、热导率、电导率等；化学性质包括化学稳定性、腐蚀性等；机械性质包括强度、硬度、韧性等。
二、材料的结构与组织1. 结晶结构结晶结构是指材料中原子或分子的排列方式。
不同的结晶结构决定了材料的物理和化学性质。
常见的结晶结构有立方晶系、六方晶系等。
2. 非晶态结构非晶态结构是指材料中原子或分子的排列无规则，没有明显的长程有序性。
非晶态材料具有特殊的性质，如高强度、高硬度等。
3. 材料的组织材料的组织是指材料中各个组成部分的分布和排列方式。
材料的组织对材料的性能和性质有重要影响。
常见的材料组织有晶粒、相、孪晶等。
三、材料的制备与加工1. 材料的制备方法材料的制备方法包括物理方法、化学方法和机械方法等。
物理方法包括溶液法、气相法等；化学方法包括沉积法、合成法等；机械方法包括粉末冶金、挤压等。
2. 材料的加工方法材料的加工方法包括热加工和冷加工两种。
热加工包括热轧、锻造等；冷加工包括冷轧、冷拔等。
不同的加工方法可以改变材料的结构和性质。
四、材料的性能测试与评价1. 材料的物理性能测试材料的物理性能测试包括密度测试、热导率测试、电导率测试等。
材料科学与工程基础
材料科学与工程基础1. 简介材料科学与工程是研究材料的性质、结构、制备和应用的学科。
它涉及到材料的选择、设计、生产和性能评价等方面，对于现代社会的技术进步和经济发展至关重要。
本文将介绍材料科学与工程的基础知识，包括材料的分类、结构与性能、制备方法以及应用领域等。
2. 材料的分类材料可以根据其组成和性质的不同进行分类。
常见的材料分类包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料。
2.1 金属材料金属材料是由金属元素或者其合金组成的材料。
金属具有良好的导电性和导热性，还具有较高的强度和硬度。
常见的金属材料包括铁、铜、铝等。
2.2 陶瓷材料陶瓷材料是由无机非金属元素组成的材料。
陶瓷具有良好的耐热性和耐腐蚀性，但通常较脆。
常见的陶瓷材料包括瓷器、玻璃等。
2.3 聚合物材料聚合物材料是由大量有机高分子化合物组成的材料。
聚合物具有良好的可塑性和绝缘性，广泛应用于塑料、橡胶等领域。
2.4 复合材料复合材料是由两个或更多不同类型的材料组合而成的材料。
复合材料结合了各种材料的优点，具有高强度、高耐腐蚀性和轻质的特点。
3. 材料的结构与性能材料的结构与性能密切相关。
材料的结构包括晶体结构、晶格常数和晶体缺陷等。
材料的性能包括力学性能、热学性能和电学性能等。
3.1 晶体结构晶体结构是材料中原子或离子的排列方式。
晶体可以分为单晶和多晶两种。
单晶具有有序排列的晶格结构，而多晶由多个颗粒状的晶粒组成。
3.2 晶格常数晶格常数是描述晶格结构的参数，它表示晶体中晶格点之间的距离。
晶格常数的大小会影响材料的性能，如硬度和导电性等。
3.3 晶体缺陷晶体缺陷是指晶体中存在的缺陷或杂质。
晶体缺陷会对材料的性能产生重要影响，如导电性和热导率等。
4. 材料的制备方法材料的制备方法是指将原材料转化为具有特定结构和性能的材料的工艺过程。
常见的材料制备方法包括熔炼、溶液法、沉积法和固相反应法等。
4.1 熔炼熔炼是将固体材料加热至熔点并冷却成固体的过程。
大一材料科学导论知识点
大一材料科学导论知识点材料科学导论是材料科学与工程专业的基础课程之一，它主要介绍了材料科学的基本概念、发展历程以及相关的核心知识点和理论基础。
本文将围绕大一材料科学导论的知识点展开论述，帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
一、材料的基本概念在学习材料科学导论之前，首先要了解材料的基本概念。
材料是人类用来满足需求的物质实体，可以分为金属材料、非金属材料和复合材料等多种类型。
材料的性能取决于其组成成分、结构以及制备工艺。
二、材料的分类和性能1.材料的分类材料可以按照其成分和结构进行分类。
按成分可分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等；按结构可分为晶体材料、非晶材料和纳米材料等。
2.材料的性能材料的性能是指材料在特定条件下表现出来的特征和行为。
常见的材料性能包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等。
三、材料性能与结构的关系1.影响材料性能的因素材料的性能与其结构密切相关。
材料的微观结构可以通过原子、微观晶体结构来描述，而宏观结构指的是材料在大尺度上的形态和组织结构。
不同的结构会对材料的性能产生不同的影响。
2.结构与性能的关系结构与性能的关系是材料科学研究的重要内容。
例如，晶体结构的不同会导致材料的力学性能有所差异，非晶态结构则决定了材料的导热性能。
了解结构与性能的关系有助于我们设计和选择适用于特定应用的材料。
四、材料的制备和加工1.材料的制备方法材料的制备方法多种多样，包括传统的熔炼、冶金、陶瓷制备，以及近年来发展起来的各种先进制备技术，如纳米材料的制备、薄膜的制备等。
2.材料的加工方法材料的加工是将原始材料进行成型、改变形状的过程。
常见的加工方法有锻造、铸造、焊接、涂覆、切削等。
不同的材料对应不同的加工方法，选择合适的加工方法可以提高材料的性能和使用价值。
五、材料的性能测试和评价为了评估材料的性能是否满足使用要求，需要进行性能测试和评价。
常用的材料测试方法包括力学测试、热学测试、电学测试和光学测试等。
材料科学与工程基础
材料科学与工程基础
材料科学与工程是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的综合性学科。
在
现代工程领域中，材料科学与工程的基础知识至关重要，它涉及到材料的选择、设计、加工和性能评价等方面，对于提高产品质量、降低成本、延长使用寿命都起着至关重要的作用。
材料科学与工程的基础知识主要包括材料的结构与性能、材料的制备与加工、
材料的表征与测试等内容。
首先，材料的结构与性能是材料科学与工程的核心内容之一。
材料的结构包括原子结构、晶体结构和晶粒结构等，而材料的性能则包括力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等。
通过对材料的结构与性能进行深入的研究，可以为材料的设计和应用提供重要的理论基础。
其次，材料的制备与加工是材料科学与工程的另一个重要内容。
材料的制备包
括熔炼、溶解、沉淀、成型等过程，而材料的加工则包括锻造、轧制、挤压、注塑等工艺。
通过对材料的制备与加工进行研究，可以实现材料的精密控制和优化，从而提高材料的性能和降低成本。
最后，材料的表征与测试也是材料科学与工程的重要组成部分。
材料的表征包
括显微结构观察、成分分析、物相分析等内容，而材料的测试则包括力学性能测试、热学性能测试、电学性能测试和光学性能测试等。
通过对材料的表征与测试，可以全面了解材料的性能特点，为材料的选用和应用提供科学依据。
综上所述，材料科学与工程基础知识对于现代工程领域具有重要意义。
掌握材
料的结构与性能、制备与加工、表征与测试等基础知识，可以为工程技术人员提供科学的指导，从而实现产品质量的提高和技术水平的提升。
希望本文所述内容能够对材料科学与工程的学习和研究有所帮助。
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4.晶体的各向异性 金属晶体不同方向上性能不同，这种性质叫做晶体的各向异性。
实际晶体结构
一块晶体内部晶格位向完全一致，称该晶体为单晶体。由多晶 粒构成的晶体称为多晶体。
实际晶体中存在的晶体缺陷，按缺陷几何特征可分为以下三种：
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1.点缺陷 点缺陷是指在三维尺度上都很小而不超过几个原子直径的缺陷。 ⑴原子空位 ⑵间隙原子 ⑶置换原子，如图所示。 点缺陷破坏了原子的平衡状态，使晶格发生了扭曲—晶格畸变， 使金属的电阻率、屈服强度增加，金属的密度发生变化。
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材料的结合键类型不同，则其性能不同。常见结合 键的特性见表1-1。
表2-1 结合键的特性
结构特点 力学性能 热力性质 电学性质 光学性质
离子键
共价键
无方向性或方向性不明显， 方向性明显，
配位数大
配位数小，密度小
金属键
无方向性，配位 数大，密度大
强度高，劈裂性良好，硬度大 强度高，硬度大
有各种强度，有 塑性
第2章 材料科学与工程基础知识
一、材料的分类
1
二、 材料的结构
固体材料的性能主要取决于其化学成分、组织结构及加工工艺 过程。所谓结构就是指物质内部原子在空间的分布及排列规律。
使用性能
组
成
与
（工程）
结
性质
构 （化学）
（物理学）
合成与制备过程
2
材料的化学键
组成物质的质点（原子、分子 或离子）间的相互作用力称为 结合键。
(2)面心立方晶格（fcc晶格） 1)原子排列特征 面心立方晶格的晶胞如图所示。
2)晶格常数 a=b=c,α=β=γ=90°。
3)原子半径 r 2 a 。
4
4)晶胞所含原子数 4个原子。
5)配位数 12。
6)致密度 74%。
7)具有面心立方晶格的金属：γ-Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au、Ag熔点高，膨胀系数小，熔Fra bibliotek体中有离子存在
熔点高，膨胀系
有各种熔点，
数小，熔体中有的 导热性好，液态的
含有分子
温度范围宽
绝缘体，熔体为导体
绝缘体，熔体为 非导体
导电体（自由电子）
与各构成离子的性质相同， 折射率大，同气
对红外线的吸收强，多是无色 体的吸收光谱很不
或浅色透明的
同
不透明，有金属 光泽
8
9
晶体结构及其分类
所谓晶体是指原子在其内部沿三维空间呈周期性重复排列的一 类物质。晶体的主要特点是：①结构有序；②物理性质表现为各向 异性；③有固定的熔点；④在一定条件下有规则的几何外形。
1.晶体的基本概念 (1) 晶格与晶胞 晶格是指描述晶体排列规律的空间格架。从晶格中取出一个最
能代表原子排列特征的最基本的几何单元，称为晶胞。晶胞各棱边 的尺寸称为晶格常数。
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2.线缺陷 线缺陷是指二维尺度很小而另一维尺度很大的缺陷。它包括各 种类型的位错。所谓位错是指晶体中一部分晶体相对另一部分晶体 发生了一列或若干列原子有规律的错排现象。第一个图为刃型位错， 第二个图为螺型位错。
12
十四种布拉菲晶胞：
简单三斜 简单单斜
底心单斜
triclinic Simple monoclinic Base-centered
13
简单正交 Simple Orthorhombic
体心正交 Body-centered Orthorhombic
底心正交 Base-centered
面心正交 14
Face-centered
4
共价键
形成：元素周期表中的ⅣA、 ⅤA、ⅥA族大多数元素或电负 性不大的原子相互结合时，原 子间不产生电子的转移，以共 价电子形成稳定的电子满壳层 的方式实现结合。这种由共用 电子对产生的结合键称为共价 键。氧化硅中硅氧原子间共价 键，其结构如图所示。
性能特点：共价键结合力 很大，所以共价晶体具有高强 度、高硬度、高熔点、脆性大。
2 .常见金属的晶格类型
(1)体心立方晶格（bcc晶格） 1)原子排列特征 体心立方晶格的晶胞如图所示。
2)晶格常数 a=b=c,α=β=γ=90°。 3)原子半径 r 3。a
4
4)晶胞所含原子数 2个原子。 5)配位数 8。 6)致密度 68%。 7)具有体心立方晶格的金属：α-Fe、β-Ti、Cr、W、Mo、V、 17 b等30余种金属。
5
金属键
形成：由金属正离子与 自由电子之间相互作用而 结合的方式称为金属键。 如图所示。
性能特点： 1) 良好 的 导电性 及 导 热性； 2) 正 的 电 阻 温 度 系 数 ； 3) 良 好 的 强 度 及 塑 性 ； 4)特有的金属光泽。
6
分子间作用力
形成：一个分子的正电荷部位与 另一分子的负电荷部位间以 微弱静电引力相引而结合在 一起称为范德华力（或分子 键）。 特性：分子晶体因其结合键 能很低，所以其熔点很低， 硬度也低。但其绝缘性良好。
简单六方（角） Hexagonal
简单菱方（三角） Rhombohedral（Trigonal）
简单四方 Tetragonal
体心四方 15
Body-centered tetragonal
简单立方 Cubic
体心立方 Body-centered cubic
面心立方
16
Face-centered cubic
等。
18
(3)密排六方晶格（hcp晶格） 1)原子排列特征 密排六方晶格的晶胞如图所示。
2)晶格常数 a b c, c 1.633, 90， 120. 3)原子半径 r 1 a a
2 4)晶胞所含原子数 6个原子。 5)配位数 12。 6)致密度 74%。 7)具有密排六方晶格的金属：Mg、Cd、Zn、Be、α-Ti等。 19
1. 离子键 2. 共价键 3. 金属键 4. 分子间作用力
3
离子键
形成：正、负离子 靠静电引力结合在一起 而形成的结合键称为离 子键。
特性：离子键没有 方向性，无饱和性。 NaCl晶体结构如图所示。
性能特点：离子晶体的硬度高、热膨胀系数小，但脆
性大，具有很好的绝缘性。典型的离子晶体是无色透
明的。
10
(2) 晶系 按原子排列形式及晶格常数不同可将晶体分为七种晶系，见表 1-2。
表1-2 晶系
11
(3) 原子半径 原子半径是指晶胞中原子密度最大方向相邻两原子之间距离的 一半。 (4) 晶胞中所含原子数 晶胞中所含原子数是指一个晶胞内真正包含的原子数目。 (5) 配位数和致密度 配位数是指在晶体结构中，与任一原子最近邻且等距离的原子 数。 致密度（K）是指晶胞中原子所占体积分数，即K = n v′/ V 。 式中，n为晶胞所含原子数、v′为单个原子体积、V为晶胞体积。