一、考試總體要求
《材料科學基礎I》是材料學科的專業(yè)基礎課,課程揭示材料的成分、制備方法與材料的組織、性能之間的關系以及其變化規(guī)律,是學習材料學科專業(yè)課的先行課程。
本科目闡述材料的組成與結構、制備與加工、性質、使用性能等材料科學與工程各要素之間的相互關系及其制約規(guī)律。學完本課程應達到以下基本要求:
1、掌握材料的結合方式、晶體學基礎、材料的晶體結構。
2、掌握點缺陷、線缺陷、面缺陷、固溶體、非化學計量化合物的模型和特點,了解其應用。
3、掌握相平衡、相圖的基本知識,掌握單元基礎相圖、二元基礎相圖和三元基礎相圖的分析方法,了解專業(yè)相圖。
4、了解材料中相變、擴散、固態(tài)反應及燒結的基本理論及分析方法。
二、考試主要知識點
(一)引言
1、材料的分類及特性
2、材料科學與工程學科特點、學科研究內容、研究方法及發(fā)展狀態(tài)
(二)晶體學基礎
1、概念:空間點陣,晶胞,晶格,晶系,晶格常數,晶向,晶面,晶向族,晶面族,晶面間距,配位數,堆垛密度(堆積系數)
2、晶面指數和晶向指數
3、堆垛方式及緊密堆積原理
4、常見晶體結構的幾何參數:FCC, BCC, HCP(堆積系數、密排面、間隙位置)
(三)固體材料的結構
1、材料結構的層次與性能關系;原子尺度的結構:原子結構、電離能和電負性、結合鍵及材料性能關系、晶體結合力和結合能、鍵能曲線與材料關系
2、單質晶體結構的基本特征及規(guī)律
3、無機化合物典型晶體結構及泡林規(guī)則
4、硅酸鹽結構特點及分類
5、固溶體的分類、基本特征、固溶度和Hume-Rothery規(guī)則、固溶體的性能與成分的關系
6、了解中間化合物的概念、結構與性質
(四)晶體缺陷
1、概念:點缺陷,線缺陷(位錯),面缺陷,體缺陷及相關概念
2、點缺陷的形成和缺陷濃度、缺陷化學反應式書寫
3、線缺陷:理想晶體的強度、線缺陷概念、分類及幾何模型;伯格斯矢量、線缺陷的運動;位錯的應力場及與缺陷的交互作用、固溶強化、位錯反應位錯增殖、實際晶體的位錯
4、面缺陷: 表面,晶(粒邊)界,相界面,層錯
(五)相平衡與相圖
1、相圖與相平衡的基本概念、相律及杠桿定律、相圖獲得的方法
2、單元基本相圖分析、SiO2、ZrO2專業(yè)單元相圖分析
3、二元基本相圖相圖分析,F(xiàn)e-C二元專業(yè)相圖分析
4、三元相圖的表示及基本相圖分析
(六)材料中相變
1、相變的基本概念和分類及特征
2、液固相變:均勻形核和非均勻形核、結晶速率
(七)固態(tài)反應及燒結
1、固態(tài)反應分類及特征、固態(tài)反應機理及反應動力學
2、燒結基本類型、燒結過程、燒結推動力及燒結機理
三、考試形式與試卷結構
(一)考試形式
考試形式為筆試,考試時間為3小時,滿分為150分。
(二)試卷結構
1. 選擇題
2. 填空題
3. 分析題
4. 簡答題
5. 綜合計算
說明:試卷結構的題目類型及分值分布僅供參考,不承諾與實際試題完全一致。
四、主要參考書目
1. 黃學輝、宋曉嵐主編,張聯(lián)盟主審,《材料科學基礎》(第3版),武漢理工大學出版社,2022年8月
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