2021辽宁石油化工大学材料科学基础专业研究生考试大纲

一、考试要求：
材料科学基础是材料工程领域硕士研究生入学考试的专业课程，主要介绍金属材料的
化学成分、热加工工艺、组织结构与性能之间的关系及其变化规律，为以后在工作中恰当地
控制材料的化学成分和生产工艺以提高材料的性能，改进和发展各种热加工工艺以及合理地
选材打下系统而坚实的理论基础。
考试具体要求：
1）答案写在答题纸上；
2）允许考生携带计算器等。
二、考试内容：
1．原子结构与键合
金属键、离子键、共价键的定义、特点。 2．固体结构
晶体的特点；空间点阵与晶胞；晶系和布拉菲点阵；晶向和晶面的表示方法；晶带和晶
带定律；晶面间距；倒易点阵；金属的晶体结构；合金相结构。
重点掌握：立方点阵晶向和晶面的表示方法；晶带和晶带定律；三种典型的金属晶体结
构。
3．晶体缺陷
点缺陷；位错的类型及特征；柏氏矢量；柏氏矢量的定义、特性和表示方法；位错的运
动（滑移、攀移，运动位错的交割）；位错的弹性性质（位错的应力场、应变能、线张力、 作用在位错上的力、位错间的交互作用力）；位错的生成和增殖；实际晶体结构中的位错；
堆垛层错；不全位错；位错反应；扩展位错；面角位错；表面及界面。
重点掌握：位错的类型及特征；位错的运动（滑移、攀移，运动位错的交割）。
4．固体中原子及分子的运动
菲克第一定律；菲克第二定律；扩散方程求解；置换型固溶体中的扩散（柯肯达尔效应）；
扩散系数 D 与浓度相关时的求解；扩散的热力学分析；扩散的原子理论；扩散激活能；无规
则行走与扩散距离；影、响扩散的因素；反应扩散。
重点掌握：柯肯达尔效应；影响扩散的因素。 5．材料的形变和再结晶 弹性变形的本质、特征和弹性模量、弹性的不完整性；单晶体的塑性变形、滑移、孪生、
扭折；多晶体的塑性变形；合金的塑性变形；单相固溶体合金的塑性变形；固溶强化；屈服
现象与应变时效；多相合金的塑性变形；塑性变形对材料组织与性能的影响、显微组织的变
化、亚结构的变化、性能的变化（加工硬化）、形变织构、残余应力；回复（回复动力学、
回复机制）；再结晶（定义、再结晶过程、再结晶动力学、再结晶温度及其影响因素、再结
晶后的晶粒大小）；晶粒长大（晶粒的正常长大及其影响因素、异常晶粒长大（二次再结晶））。
重点掌握：单晶体的塑性变形、滑移、孪生、扭折；固溶强化；屈服现象与应变时效； 再结晶现象与再结晶温度及其影响因素、再结晶后的晶粒大小控制。
6．单组元相图及纯晶体的凝固 相平衡条件和相律；金属结晶的热力学条件；形核方式（均匀形核、非均匀形核）；晶
体长大；结晶动力学及凝固组织（凝固时的生长形态和凝固后的晶粒大小控制）。
重点掌握：相律；晶体结晶的热力学条件；凝固后的晶粒大小控制。
7．二元系相图及其合金的凝固 相图的表示和测定方法；相图热力学的基本要点（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、从自由能-成分曲线推测相图、二元相图的
几何规律）；匀晶相图和固溶体凝固（平衡和非平衡凝固）；共晶相图及其合金凝固（平衡和
非平衡凝固）；包晶相图及其合金凝固（平衡和非平衡凝固）；其他类型的二元相图；复杂二 元相图的分析方法；根据相图推测合金的性能；二元相图实例分析（铁碳合金的组织及其性
能）；固溶体的凝固理论（正常凝固、区域熔炼、表征液体混合程度的有效分配系数 ke、合
金凝固中的成分过冷）；合金铸锭（件）的组织与缺陷。
重点掌握：相律及应用；杠杆定律及应用；Fe－Fe3C 相图。 8．三元相图 三元相图成分表示方法（成分三角形）；三元相图的空间模型；三元相图的截面和投影 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（主要是投影图）分
析。
重点掌握：三元相图成分表示方法（成分三角形）；三元相图中的杠杆定律及重心定律
三、参考书目
[1]胡庚祥，蔡珣等.材料科学基础（第二版）.上海：上海交通大学出版社. 2006 年.
[2]余永宁.材料科学基础（第二版）.北京：高等教育出版社. 2006 年.