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0805 材料科学与工程
业务课（自命题）考试大纲、考试题型及分值分布
《材料科学基础》考试大纲
一、考试的总体要求
要求学生系统掌握对材料的成分、组织结构、加工工艺与材料性能之间的关系以及其变
化规律，同时熟悉掌握材料科学的有关基础知识、金属学的基本理论及规律、固态相变等理
论以及合理利用相图工具对材料组织和性能的综合评价分析技能，并进一步考察对基础理论
知识的灵活应用与分析和解决实际问题的能力。
二、考试的内容
1、材料的晶体结构
晶胞中晶向指数与晶面指数表示方法，以及指数与图形对应关系；金属中常见三种典型
晶型的原子位置、单胞中原子数、致密度、配位数、密排面与密排方向；立方晶系中方向指
数的夹角和晶面间距。
2、晶体缺陷
各类晶体缺陷的类型、特征以及对性能的影响；刃型位错和螺型位错原子模型及其对应
的柏氏矢量；位错反应条件及位错滑移运动的条件和结果；晶体中的界面形式、界面能及其
对晶粒形貌的影响。
3、材料的相结构
固溶体的分类及特点，影响固溶体溶解度的因素；材料中的化合物的类型、结构、形成
条件及其主要性能特点。
4、相图
二元相图的基本类型特点及结晶过程分析方法，运用杠杆定律计算平衡转变时相组成和
组织组成物的相对含量；在非平衡结晶条件下对不同类型转变的影响作用；铁碳平衡相图及
各典型成分合金的组织转变过程，平衡转变时相组成和组织组成物的相对含量、室温组织组
成的分析； 三元合金系的成分表示方法以及不同三元相图的结构特点和各类等温、变温截
面图的绘制及形状分析，并可利用其进行各种典型成分合金的室温组织变化以及相对含量计
算分析，掌握在平衡结晶时发生的各种转变类型分析。
5、材料的凝固
结晶的条件及形核与长大规律；晶体的长大方式与温度分布的影响关系；控制实际结晶
晶粒尺寸和凝固体组织的方法及其凝固原理；成分过冷的形成主要原因、影响因素以及对固
溶体凝固组织的影响规律。
6、材料的塑性变形与回复再结晶
晶体塑性变形的基本过程与方式，以及晶体的变形机理及本质；塑性变形对组织结构、
性能的影响。加工硬化产生原因及工程意义；利用位错理论解释金属及合金的强化机制、产
生影响及工程意义；回复和再结晶的特点以及对材料的组织、性能的影响；影响再结晶后晶
粒尺寸的因素及其控制。
7、固体中的扩散
菲克第一、二定律的内容和涵义，及其工程应用；影响扩散系数的因素及其影响规律；
扩散的基本条件、主要机制以及类型特点。
8、固态相变
固态相变类型及特点；奥氏体化过程及影响因素；不同温度下过冷奥氏体发生的固态相
变类型以及组织产物和性能特点；在不同回火温度下淬火钢的组织转变及性能变化规律。
三、考试题型及比例
1、概念题（名词解释、选择、填空等）（30 分）
2、简答题（40 分）
3、论述及应用题（50 分）
4、综合分析计算题（30 分）
四、考试形式及时间
考试形式为闭卷笔试，试卷总分值为 150 分，考试时间为三小时。
五、主要参考教材
《材料科学基础教程》，赵品主编，哈尔滨工业大出版社；
《金属学与热处理》，崔忠圻主编，机械工业出版社。
《无机材料科学基础》考试大纲
一、考试的总体要求
要求学生系统掌握材料的组织结构（空间质点排列、显微结构或相结构等结构层次）与
性能之间的关系及其变化规律的基础理论、材料组织的分析方法等基本知识，以解决材料设
计、制备及加工等相关工程问题。
二、考试的内容
1、晶体结构
晶体与非晶体，晶向指数与晶面指数，体心立方，面心立方，密排六方等基本概念；同
质多晶与类质同晶; 7 大晶系，14 种布拉格点阵的结构特点；结晶学指数的定义与表示方法；
硅酸盐晶体的结构。
2、晶体缺陷
晶体结构缺陷的类型，点缺陷的缺陷反应方程式的书写方法，点缺陷浓度的计算，线缺
陷（刃型位错、螺型位错）的形成与结构特点；Bergers 矢量的定义；固溶体的概念、分类、
形成条件与常见固溶形式、固溶体对晶体性质的影响；非化学计量化合物的四种基本类型。
3、非晶体结构与性质
硅酸盐熔体结构-聚合物结构理论的基本观点；熔体的性质；玻璃的形成条件（热力学
条件，动力学条件和结晶化学条件）；玻璃结构的基本假说（微晶说、无规则网络说）。
4、表面结构与性质
理想表面与非理想表面、晶体与粉体的表面特征；Young 氏方程及其应用（用于粘附状
体的判断）；液相及固相表面现象。
5、相平衡和相图
相图；相图的基本规律、分析方法与应用；分析各种类型的二元和三元相图及其晶体的
结晶过程和组织。
6、扩散
Fick 第一定律相关概念、特点、稳态和非稳态扩散的相关计算；Fick 第二定律概念、特
点；扩散机制、种类、扩散系数的影响因素；相关概念如本征扩散、非本征扩散、自扩散、
互扩散等。
7、相变
相变的分类，一级相变、二级相变的特点；成核长大型相变的成核条件；液-固相变动
力学，均匀成核、不均匀成核的条件、特点及动力学。
8、固相反应
固相反应的动力学特征；抛物线方程、杨德尔方程、金斯特林格方程的建立依据，推导
过程及适应范围；固相反应的影响因素。
9、烧结
烧结的概念；烧结机理，物质的传递形式、发生的条件等；晶体的生长机理与二次再结
晶原因及影响、阻止二次结晶的措施；影响烧结的因素。
三、考试题型及比例
1、概念题（名词解释、选择、填空等）（40 分）
2、简答题（40 分）
3、计算题（20 分）
4、综合论述及应用题（30 分）
5、相图分析（20 分）
四、考试形式及时间
考试形式为闭卷笔试，试卷总分值为 150 分，考试时间为三小时。
五、主要参考教材
《材料科学基础》，张联盟等，武汉理工大学出版社；
《无机材料科学基础》，陆佩文主编，武汉工业大学出版社
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