2023年天津大學材料學專業考研金屬材料科學基礎科目考試大綱

注：該考試大綱適用于天津大學材料科學與工程學院金屬材料研究方向的材料學專業研究生考試。

一、考試的總體要求

該課程是材料學專業(金屬材料方向)的一門重要專業基礎課，要求考生全面、系統地掌握金屬學的基本知識和基本理論;了解與金屬材料性能密切相關的物質結構特征及與成形過程相關的材料行為規律;具備綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。

二、考試的內容

第 1 部分 金屬的晶體結構

① 空間點陣和晶胞;

② 晶系和布拉菲點陣;

③ 晶向指數和晶面指數;

④ 典型金屬的晶體結構：原子堆垛方式、點陣常數、配位數和致密度、間隙;

⑤ 多晶型轉變。

第 2 部分 晶體缺陷

① 點缺陷：點缺陷的類型、點缺陷的產生;

② 位錯的基本概念：位錯的基本類型、柏氏矢量、位錯的運動、位錯密度、位錯的觀察;

③ 位錯的能量及交互作用：位錯的分解與合成;

④ 晶體中的界面：晶界的結構與晶界能。

第 3 部分 相結構及相圖

① 材料的相結構：固溶體、中間相;

② 二元相圖及其類型：相圖的基本知識、杠桿定律、二元系相圖、相圖與性能的關系;

③ 復雜相圖分析：分析方法、鐵-碳合金相圖;

④ 三元系相圖及其類型：三元相圖的表示方法、相區接觸法則、垂直截面及水平截面、三元勻晶相圖、具有兩相共晶反應的三元系相圖、具有共晶型四相平衡反應的三元系相圖。

第 4 部分 金屬的凝固

① 晶體材料熔融凝固的基本規律：液態的結構、凝固的熱力學條件、過冷現象、結晶的一般過程;

② 晶核的形成：均勻形核、形核率、非均勻形核;

③ 晶核的生長：液-固界面的微觀結構、熔體中晶體的生長形態、晶體長大的線速度;

④ 固溶體的凝固：固溶體的平衡凝固、穩態凝固、成分過冷;

⑤ 共晶合金的凝固：共晶體的形成、共晶體的形態;

⑥ 凝固組織及其控制：晶粒尺寸的控制、鑄錠組織及其控制、鑄錠的缺陷。

第 5 部分 材料中的原子擴散

① 擴散現象及擴散方程：擴散現象、菲克第一定律、菲克第二定律、擴散方程的應用、柯肯達爾效應;

② 擴散的微觀機制：空位機制、間隙機制、自間隙機制、擴散系數、擴散激活能;

③ 擴散驅動力;

④ 反應擴散;

⑤ 影響擴散的因素。

第 6 部分 金屬的塑性變形

① 滑移與孿晶變形：滑移機制、滑移面和滑移方向、孿晶變形;

② 單晶體的塑性變形：施密特定律、單滑移、多滑移、交滑移;

③ 多晶體的塑性變形;

④ 純金屬的變形強化：位錯的交割、位錯的反應、位錯的增殖;

⑤ 合金的變形與強化：單相合金的變形與強化、低碳鋼的屈服和應變時效、第二相對合金變形的影響;

⑥ 冷變形金屬的組織與性能：冷變形金屬的力學性能、冷變形金屬的組織、形變織構、殘余應力。

第 7 部分 回復與再結晶

① 冷變形金屬的回復：回復階段性能與組織的變化、回復動力學、回復機制;

② 冷變形金屬的再結晶：再結晶的形核、再結晶動力學、影響再結晶的因素、再結晶后的晶粒長大。

三、試卷題型及比例

1.填空

2.選擇

3.判斷

4.問答題

5.計算題

第1、2、3種類型占 30%~50%;第 4、5 種類型約占 50%~70%。

四、考試形式及時間

考試形式為筆試。考試時間為 3 小時(滿分 150 分)。

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