[硕士研究生入学考试大纲]447材料科学与工程基础

1本文档由标准美女（标准王国）整理，仅作学习交流使用。如文档存在缺页、字迹模糊、乱码等情况，请大家通过论坛消息与我联系。22007年硕士研究生入学考试大纲考试科目名称：材料科学与工程基础考试科目代码：447“材料科学与工程基础”为材料科学与工程一级学科考试科目，答题时间为180分钟，共150分，内容分为两部分。第一部分为公共知识部分，内容为“大学物理学”，占50分；第二部分为选答题部分，占100分，选答题部分分为五组，考生根据选报的二级学科或研究方向选择五组试题中的之一。公共知识部分考试大纲“大学物理学（必答）”部分考试大纲一、考试要求“大学物理学”部分满分为50分，是报考哈尔滨工业大学材料科学与工程学院各二级学科考生必答部分。大学物理学考题主要包括力学、热学和电磁学三大部分，主要参考教材为张三惠主编《大学物理学》（第一～三册，清华大学出版社出版）。大学物理学试题部分的基本要求是：（1）物理概念清晰，理解并掌握力学、热学和电磁学的基本物理原理和方法；（2）能够利用物理学的基本原理和方法解决相关的物理问题。二、考试内容1）力学部分a:动量与角动量：质点系的动量定理，动量守恒定律，质心运动定理，质点及质点系角动量定理及守恒定理。b:功和能：保守力与势能、机械能守恒定律，碰撞。2）热学部分a:气体动理论：温度的微观意义，能量均分定理，麦克斯韦速率分布定律，气体分子平均自由程。b:热力学第一定律：功、热量和热力学第一定律，热容，绝热过程，卡诺循环。c:热力学第二定律：热力学概率与自然过程的方向，热力学第二定律及其微观意义，玻耳兹曼公式及熵增加原理。3）电磁学部分a:静止电荷的电场：库仑定律与叠加原理，电通量及高斯定理，静电场分布。b:静电场中的电介质：电介质的极化，电容器及其电容。c:磁力：磁与电荷运动，磁场与磁感应强度，带电粒子在磁场中的运动。d:磁场中的磁介质：原子磁矩，磁介质的磁化。三、试卷结构a）满分：50分b）题型结构a:概念及简答题（40分）b:论述题（60分）c）内容结构a:力学（30分）3b:热学（30分）c:电磁学（40分）四、参考书目《大学物理学》（第一～三册），张三惠主编，清华大学出版社选答题部分考试大纲第一组：“材料结构与力学性能（选答）”部分考试大纲(材料学学科金属材料与陶瓷材料方向选答部分)一、考试要求试卷内容分为两部分：第一部分为材料结构与缺陷；第二部分为材料力学性能。材料结构与缺陷部分的基本要求是应考者需全面掌握晶体材料结构及其缺陷的基本概念、基本规律、基本原理，要求能灵活运用材料结构与缺陷的基本理论综合分析材料结构与性能的相关性。材料力学性能的基本要求是：(1)理解并掌握材料弹性变形、塑性变形与断裂等基本力学行为的宏观规律及微观本质，并进一步了解应力状态、试样几何因素以及环境因素对材料力学行为的影响；(2)熟悉材料常用力学性能指标的意义、测试原理、影响因素及其应用范围，具有按照实际工作条件和相关标准、规范等正确选择试验方法和指标进行材料测试、评价及选择材料的能力，并了解改善材料力学性能的基本方法和途径。二、考试内容1）材料结构与缺陷部分a:晶体学基础：原子的结合键、结合能；结合键的特点、与性能的关系；晶体学的基本概念；晶面指数、晶向指数的标定；晶面间距的计算；晶体的对称性。b:晶体结构：典型纯金属的晶体结构；合金相的晶体结构；离子晶体结构；共价晶体结构；亚稳态结构。c:晶体缺陷：晶体缺陷的分类、结构、表征、运动特性；空位和间隙原子形成与平衡浓度；位错的基本类型与表征、位错的运动与增殖、位错的弹性性质、实际晶体中的位错；界面、相界、孪晶界；位错及位错与其他晶体缺陷的交互作用。d: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相图及其晶体的结晶过程和组织；三元相图的基本知识。2）材料力学性能部分a:材料基本力学性能试验：(1)掌握静载拉伸试验方法与拉伸性能指标的含义及测定，熟悉典型材料拉伸变形断裂行为与应力－应变曲线；(2)熟悉压缩、弯曲、扭转试验原理、特点及应用，了解应力状态对材料力学行为的影响；(3)掌握布氏、洛氏、维氏硬度试验原理、特点及应用范围。b:材料变形行为与变形抗力：(1)掌握弹性变形行为及其物理本质，熟悉材料的弹性常数及其工程意义；(2)熟悉材料塑性变形行为及其微观机制，了解材料物理屈服现象；(3)了解材料的理论与实际屈服强度、微观与宏观屈服应力及宏观屈服判据；(4)了解材料强化的基本途径与常用方法。4c:材料断裂行为：(1)了解材料常见断裂形式及其分类方法；(2)熟悉金属延性断裂行为及微观机制；(3)熟悉解理和沿晶断裂行为及微观机制；(4)了解断裂的宏观强度理论。d:材料的脆性及脆化因素：(1)了解材料脆性的本质及表现，熟悉微观脆性与宏观脆性的联系与区别；(2)熟悉缺口顶端的应力和应变特征，了解缺口试样拉伸行为及缺口敏感性；(3)了解冲击载荷特征与冲击变形断裂特点，掌握缺口试样冲击试验与冲击韧性的意义及应用；(4)了解材料低温脆性的本质及其评定方法。e:材料裂纹体的断裂及其抗力：(1)了解材料的理论断裂强度，掌握Griffith强度理论及应用；(2)掌握线弹性断裂力学的基本概念与基本原理，了解裂纹尖端塑性区及其修正；(3)了解裂纹体的断裂过程与断裂韧性的测定及其影响因素。f:材料的疲劳：(1)熟悉高周、低周疲劳行为,s-N与-N疲劳曲线及其经验规律，掌握疲劳抗力的意义及表征；(2)了解疲劳断裂过程、特征及微观机制；(3)掌握疲劳裂纹扩展的断裂力学处理思路与Paris方程；(4)了解材料疲劳抗力的影响因素。g:材料高温力学性能：(1)了解高温下材料力学性能特点、高温蠕变行为、断裂过程及其微观机制；(2)掌握蠕变极限与持久强度指标的含义、评价方法及影响因素。三、试卷结构a）满分：100分（材料结构与缺陷、材料力学性能各占50分）b）题型结构a:材料结构与缺陷部分（50分）(1)概念题（名词解释、多项选择、填空、改错等）（10分）(2)简答题（10分）(3)计算题（10分）(4)综合论述及应用题（20分）b:力学性能部分（50分）（1）基本术语解释（10分）（2）多项选择（5分）（3）简答题（15分）（4）综合论述与计算题（20分）四、参考书目1．《材料科学基础》，胡赓祥、蔡珣主编，上海交通大学出版社，2000年2．《材料科学基础》，潘金生、仝健民、田民波编，清华大学出版社，1998年3．《材料的力学性能》（第2版），郑修麟主编，西北工业大学出版社，2000年4．《材料力学性能》，石德珂、金志浩编，西安交通大学出版社,1998年第二组：“材料科学基础（选答）”部分考试大纲(材料学学科无机非金属材料与复合材料方向选答部分)一、考试要求：要求学生熟练掌握本大纲所求的内容，并能够利用相关原理，解决工程中所5遇到的实际问题。《材料科学基础》满分100分。二、考试内容：1）热力学第一定律：热力学第一定律、焓、热容、热力学第一定律对理想气体的应用、热化学。2）热力学第二定律：熵的概念、熵变的计算、Helmholz自由能和Gibbs自由能、化学反应方向的确定、热力学对单组分体系的应用、偏摩尔量与化学势、化学势与化学平衡。3）溶液：概念、拉乌尔定律、亨利定律、混合溶液各组分的化学势、混合气体各组分的化学势。4）相平衡：相平衡条件、相律、水的相图、二组分相图的组成原理、杠杆规则、二元凝聚体系相图、形成化合物的二元相图；三组分体系相图的构成原理、三组分低共熔混合物的相图。5）化学平衡：化学反应的平衡条件、液相与气相的反应平衡常数、化学反应平衡常数与标准生成Gibbs自由能。6）电解质溶液：电化学的基本概念、法拉第定律、离子迁移和迁移数、电导和电导率、电解质的活度的活度系数。7）电池与电动势：可逆电池、电极、电池的表示方法、可逆电池热力学、电动势的产生原理、电池电动势的计算、浓差电池、PH值的测定。8）化学动力学：化学反应速率表示法、速率方程、基元反应、非基元反应、零级反应、一级反应、二级反应、反应速率与温度的关系、活化能。9）界面现象：表面自由能和表面张力、弯液面下的附加压力、弯液面上的蒸汽压、吉布斯吸附公式、润湿现象和接触角、表面活性剂、吸附等温线、Langmuir吸附、BET吸附。10）胶体：胶体的概念、胶体的基本性质、电动现象、双电层和电动电势、胶体的稳定和聚沉。三、试卷结构：a)满分：100分b)题型结构a:选择题（20分）b:问答题（30分）c:计算题（50分）四、参考书目《物理化学》，傅献彩、沈文霞、姚天扬主编，高等教育出版社，2000年第三组：“复合科学基础（选答）”部分考试大纲(航天学院材料学学科复合材料方向选答部分)一、考试要求复合材料基础满分为100分。主要考察学生对材料科学和复合材料学基础知识的掌握程度。二、考试内容1）复合材料的基本概念及原理a:基本概念b:分类方法c:性能特点6d:基本设计原理2）复合材料的基体a:聚合物b:金属c:陶瓷3）复合材料的增强相的形态及制造工艺a:纤维b:颗粒4）复合材料的界面a:基本概念b:粘结机制c:陶瓷相变增韧5）聚合物基、金属基和陶瓷基复合材料a:聚合物基复合材料的制造工艺、性能特点及应用b:金属基复合材料的制造工艺、性能特点及应用c:陶瓷基复合材料的制造工艺、性能特点及应用6）复合材料的性能分析及测试a:性能分析b:性能测试三、试卷结构a)满分：100分b)题型结构a:概念题（20分）每题4分，共5题。b:简答题（40分）每题8分，共5题。c:论述题（40分）每题20分，共2题。四、参考书目1．《复合材料概论》，王荣国、武卫莉、谷万里编著，哈尔滨工业大学出版社，2003年1月2．《高性能复合材料学》，郝元凯、肖加余编著，化学工业出版社，2004年1月第四组：“固体物理（选答）”部分考试大纲(材料物理与化学学科选答部分)一、考试要求要求考生系统地掌握固体物理的基本概念和基本原理，并能利用固体物理的基本原理分析固体的物理性能。要求考生对晶体结构与晶体结合、晶格热振动及固体的热性质、固体电子论（特别是能带结构）等基本原理有很好的掌握，并能熟练应用固体物理的基本原理分析固体的导电性质与磁性质等物理性质。二、考试内容1）固体结构与固体结合a:晶体结构b:晶体衍射与倒易点阵c:布里渊区d:固体键合的物理本质72）晶格热振动及晶体的热性质a:格波，声学和光学格波，声子b:固体比热c:固体热传导3）自由电子理论及能带理论a:费米面b:霍尔效应c:固体能带的基本概念d:导体、绝缘体和半导体的物理本质4）半导体晶体a:半导体的有效质量b:p型和n型半导体c:载流子浓度d:p-n结三、试卷结构a）满分：100分b）题型结构a:概念及简答题（40分）b:论述题（60分）c）内容结构a:固体结构与固体结合（15分）b:晶格热振动及晶体的热性质（30分）c:自由电子理论及能带理论（30分）d:半导体晶体（25分）四、参考书目《固体物理学》，黄昆原著、韩汝琦改编，高等教育出版社第五组：“金属学与热处理（选答）”部分考试大纲(材料加工工程学科选答部分)一、考试要求要求考生全面、系统地掌握“金属学与热处理”课程的基础理论，基本知识和基本技能，并能灵活运用金属学热处理理论分析和解决工程实际的问题的综合能力。二、考试内容1）金属学理论a:金属与合金的晶体结构及晶体缺陷b:纯金属的结晶理论c:二元合金相图及二元合金的结晶d:铁碳合金及Fe-Fe3C相图e:三元合金相图f:金属的塑性变形理论及冷变形金属加热时的组织性能变化2）热处理原理及工艺a:钢的加热相变理论b:钢的冷却相变理论8c:回火转变理论d:合金的时效及调幅分解e:钢的普通热处理工艺及钢的淬透性三、试卷结构a）满分：100分b）题型结构a:基本知识与基本概念题（约20分）b:理论分析论述题（约40分）c:实际应用题（约20分）d:计算与作图题（约20分）c）内容结构a:金属学理论（约60分）b:热处理原理及工艺（约40分）d）试题形式a:选择题b:判断题c:简答与综合题等四、参考书目：《金属学与热处理