西安交通大学材料科学基础专业考研大纲

一课程性质与任务

《材料科学基础》是材料科学与工程系各专业本科生的一门重要的专业基础课，以介绍工程材料的基础理论为目的，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。其任务是：

1 研究材料的成份、组织结构、性能及三者间的关系。

2 掌握有关工程材料的基本理论和知识，训练用所学理论分析实际问题的方法和思路。

3 初步掌握材料的科学实验方法和有关的实验技术；掌握定量、半定量地解决工程材料问题的方

法。

二教学安排

1 材料科学基础》为15学分，计96学时，其中讲课84学时，实验、讨论等12学时。

2

3 实验: 实验共六次，计12学时，每次实验二学时。

内容为：

(1) 显微镜的构造及使用；

(2) 常见金属晶体结构和原子堆垛模型分析；

(3) 二元合金平衡组织分析；

(4) 二元合金不平衡组织分析；

(5) 铁碳合金平衡组织与性能分析；

(6) 金属的塑性变形与再结晶。

三教学目的和要求

第一章工程材料中的原子排列

目的：

1．原子之间的键合

2．介绍晶体学的基本概念及晶格类型

3．晶向指数和晶面指数及其表示方法

4．金属的晶体结构特点

5．陶瓷的晶体结构

6．晶体缺陷的类型及特征

要求：

1．掌握晶面、晶向的表示方法

2．熟悉三种典型的晶体结构

3．晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质

4．位错的应力场和应变能；位错的运动与交互作用

第二章固体中的相结构

目的：

1．介绍金属固溶体的分类、结构特点及溶解度

2．金属间化合物相的分类、特点及性能

3．陶瓷晶体相的结构及特点

4．玻璃相及其形成

5．分子相的结构特点

要求：

1．熟悉合金相的主要类型，形成条件和性能特点

2．理解Hume—Rothery规则；

3．玻璃相的形成条件

4．了解分子相的结构特点及分子晶体

第三章凝固与结晶

目的：

1．介绍结晶的基本规律

2．结晶的基本条件

3．晶核的形成

4．晶体的长大

5．陶瓷、聚合物的凝固

6．结晶理论的应用

要求：

1．掌握凝固理论及过冷度的概念

2．晶体长大机制及界面形态

3．用凝固理论解释或说明实际生产问题

第四章二元相图

目的：

1．相、相平衡及相图制作

2．二元匀晶相图

3．二元共晶相图

4．二元包晶相图

5．其它二元要相图

6．二元相图的分析方法

7．介绍相图的热力学依据

8．铸件的组织与偏析

要求：

1．能认识一般的二元相图，并会分析合金的结晶过程及得到的组织．2．掌握分析相图的方法

3．能依据相图判断合金的工艺性能与机械性能

4．理解成分过冷的形成、影响因素

5．会分析铁碳合金平衡结晶过程及室温下所得到的组织

6．说明含碳量的改变怎样影响铁碳合金的组织和性能

第五章三元相图

目的：

1．介绍三元相图的几何特性

2．三元匀晶相图

3．三元共晶相图

4．三元相图中的相平衡特征

5．实用三元相图举例

要求：

1．熟悉三元合金成分表示方法，懂得直线定律与重心法则的应用2．掌握三元合金结晶过程中相与组织的转变规律

3．会看简单的等温截面图和变温截面图

第六章固体中的扩散

目的：

1．介绍扩散定律及其应用

2．扩散的微观机理

3．扩散的热力学理论

4．反应扩散

5．一些影响扩散的重要因素

要求：

1．扩散第一、第二定律的表达式，适用的条件，各符号的意义和单位2．说明扩散系数的意义和影响扩散的因素

3．认识几种重要的扩散现象

4．了解扩散的实际应用，如渗碳过程等

第七章塑性变形

目的：

1．介绍滑移系统和Schmid定律金属的应力一应变曲线

2．单晶体的塑性变形

3．多晶体塑性变形的特点

4．合金的塑性变形

5．冷变形金属的组织与性能

6．聚合物的塑性变形

7．陶瓷材料的塑性变形

要求：

1．熟悉滑移、孪生变形的主要特点

2．说明多晶体塑性变形的过程及特点

3．理解加工硬化、细晶强化等产生的原因和它的实际意义

4．塑性变形过程中组织和性能的变化规律

第八章回复和再结晶

目的：

1．介绍冷变形金属在加热时组织和力学性能的变化

2．回复机制及动力学

3．再结晶时组织的变化及影响再结晶的因素

4．再结晶后晶粒的长大过程

5．金属的热变形

要求：

1．变形金属发生回复和再结晶的条件是什么?有些什么变化?

2．T再对生产有什么意义?如何确定T再?影响T再的因素有哪些?

3．再结晶后晶粒大小如何控制?

4．动态回复过程中位错运动有何特点?从显微组织上如何区分动、静态回复和动、静态再结晶

第九章复合效应与界面

目的：

1．复合材料、增强体及复合效应

2．复合材料增强原理

3．复合材料的界面

要求：

1．了解研究界面的意义

2．界面类型及性能

3．界面结合原理

4．对界面的基本要求及控制界面的原理

第十章固态相变

目的：

1．介绍固态相变的特点

2．固态相变的形核

3．固态相变的核长大

4．扩散型相变示例

5．无扩散型相变

6．陶瓷的相变与增韧

要求：

1．了解固态相变有哪些类型?

2．掌握贝氏体转变与珠光体转变、马氏体转变有什么异同点?

3．马氏体相变有哪些特征

一、考试内容

1.工程材料中的原子排列：

（1）原子键合，工程材料种类；

（2）原子的规则排列：晶体结构与空间点陈，晶向及晶面的表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。

（3）原子的不规则排列：点、线、面缺陷，位错的类型、位错的弹性性质、实际晶体中的位错。

2.固体中的相结构：

（1）固溶体、金属间化合物的分类、结构及性能；