一、考試要求
材料科學基礎考試大綱適用于北京工業大學材料與制造學部材料科學與工程系（0805）材料科學與工程和（0856）材料與化工（專業學位），及北京工業大學材料與制造學部激光工程研究院（0854）電子信息（專業學位）的碩士研究生招生考試。此課程是材料科學與工程學科的重要基礎理論課，是理解并學習各種材料其結構、加工工藝與性能之間聯系的基礎。材料科學基礎的考試內容主要包括各類材料共性基礎知識部分（原子結構與結合鍵、晶體結構、晶體缺陷、相圖與相平衡、材料的凝固）、金屬材料基礎知識部分（金屬晶體中位錯、表面與界面、塑性變形與再結晶、金屬晶體中擴散、固態相變、金屬材料強韌化）和無機材料基礎知識部分（無機材料化學鍵結構與晶體結構、無機材料的缺陷、無機材料的相圖與相變過程、無機材料的
基本制造加工原理、無機材料的機械性能、無機材料的光學和電學性能），要求考生對其中的基本概念和基礎理論有深入的理解，系統掌握各類基本概念、理論及其計算和分析的方法，具有綜合運用所學知識分析和解決材料科學與工程實際問題的能力。
二、考試內容
考試內容分為材料共性知識、金屬材料基礎知識和無機材料基礎知識三大部分，總分150分。其中，材料共性知識部分所有學生均需作答，共105分；金屬材料基礎知識部分和無機材料基礎知識部分考生需根據自己的專業背景二選一作答，不能混做，共45分。題型一般包括名詞解釋、填空、判斷正誤、問答、計算、分析題等。
（一）材料共性知識部分
1.原子結構與結合鍵
（1）熟練掌握電離能、電子親和能、電負性、金屬間化合物、電子化合物等概念，熟練掌握原子核外電子排布，理解光的波粒二象性、測不準原理、泡利不相容原理、洪特規則、能量最低原理、電子能帶結構理論
（2）熟練掌握各種結合鍵的概念、特點、代表材料，通過結合鍵及原子間作用力和鍵能分析材料的物理化學性質
2.晶體結構
（1）掌握空間點陣、晶胞、空間群等晶體學基本概念，三大晶族與七大晶系分類，理解晶體的宏觀對稱性
（2）熟練掌握簡單立方、體心立方、面心立方、密排六方等結構的堆積方式、配位數、致密度、晶胞原子數、點陣常數與原子半徑之間的關系，熟練掌握各種結構中晶向指數和晶面指數的表征，晶向族、晶面族的確定，晶面間距的計算，晶帶定律的應用
3.晶體缺陷
（1）熟練掌握晶體缺陷的分類，點缺陷的平衡濃度計算，固溶體的分類、概念、特點、形成條件及影響因素，缺陷反應方程計算
（2）熟練掌握各類位錯的定義及相關的基本概念，如滑移、滑移面、滑移方向、滑移系、臨界分切應力、全位錯、不全位錯、位錯密度等；掌握刃位錯、螺位錯的特點及其柏氏矢量的概念、確定與表征方法，掌握發生位錯反應的條件及其產物
（3）熟悉各類面缺陷及體缺陷的定義及其對材料性能的影響
4.相圖與相平衡
（1）熟練掌握組元、組織、相、相平衡等重要概念的區別，理解相平衡時系統的特點，相律的計算，能夠根據冷卻曲線建立相圖
（2）熟練掌握各類二元基本相圖的分析，熟練掌握勻晶、包晶、共晶、亞共晶、過共晶、共析、亞共析、過共析轉變的概念、表達式、平衡結晶過程及組織特點，熟練利用杠桿定律計算相組成物和組織組成物
（3）熟練掌握作為二元相圖的典型代表—鐵碳相圖的分析，包括但不限于各特性點和特性線的溫度與碳濃度、相區名稱、不同轉變過程的組織特點等
（4）熟悉三元系相圖的表示方法、直線法則、杠桿定律、重心法則
5.材料的凝固
（1）熟練掌握晶體材料結晶與長大過程中相關的重要概念，如過冷度、均勻形核、非均勻形核、正（負）溫度梯度、成分過冷、相變潛熱、偽共晶等
（2）熟練掌握純金屬的結晶過程，形核的熱力學條件與結構條件，熟悉晶體長大機制，溫度梯度對晶體生長形態的影響
（3）熟練掌握固溶體結晶的成分起伏、結構起伏和相起伏的概念，掌握顯微偏析、宏觀偏析等非平衡結晶過程對材料性能的影響，深入理解成分過冷的形成過程及不同溫度梯度對晶體形貌的影響
（4）掌握鑄錠組織的特點、形成機制及影響因素
（二）金屬材料基礎知識部分
1.金屬晶體中位錯
（1）熟悉位錯彈性力學性質與位錯能量
（2）掌握位錯運動特點、位錯運動的驅動力、阻力及對金屬材料組織和性能的影響
（3）熟悉主要位錯源及位錯增殖發生臨界條件
（4）掌握面心立方金屬晶體中的位錯
（5）熟練掌握位錯與其它晶體缺陷交互作用及對于金屬材料性能影響
2.表面與界面
（1）熟悉表面與晶界結構（小角度晶界、大角度晶界）、晶界的能量
（2）熟練掌握晶界的平衡偏析產生原因、影響因素及對于金屬材料性能影響
（3）熟練掌握晶界的遷移機制、影響因素及對于金屬材料性能影響
（4）熟悉相界面界面結構及界面能對于顯微組織形貌影響
3.塑性變形與再結晶
（1）熟悉金屬材料變形機制
（2）熟練掌握金屬多晶體塑性變形特點及細晶強化機制
（3）熟練掌握合金塑性變形特點及固溶強化及第二相強化機制
（4）熟練掌握塑變過程中的位錯交互作用及缺陷強化機制
（4）熟悉塑性變形對金屬材料組織、結構、性能的影響
（5）熟悉冷變形金屬的回復與再結晶及晶粒長大過程、影響因素及應用
（6）熟悉金屬熱加工及超塑性機制、特點及應用
4.金屬晶體中擴散部分
（1）熟練掌握擴散宏觀規律、擴散的微觀機制及相關問題計算
（2）熟悉擴散熱力學分析、擴散系數及影響因素
（3）熟悉反應擴散過程及反應擴散層結構確定
5.固態相變部分
（1）掌握固態相變一般特征
（2）熟練掌握成分不變的相變、鋼在加熱時轉變及共析轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變、脫溶轉變相變過程，以及在金屬材料領域的應用
6.金屬材料強韌化部分
（1）熟練掌握金屬材料強化類型、基本原理及在金屬材料中的應用
（2）熟練掌握金屬材料韌化機理及在金屬材料中的應用
（三）無機材料基礎知識部分
1.無機材料化學鍵結構與晶體結構
（1）熟練掌握離子鍵、共價鍵、混合鍵、范氏鍵和氫鍵的定義，與材料性能之間的主要關系
（2）熟練掌握鮑林規則、推算結構的方法和牢記相關數據
（3）熟練掌握基本無機材料的結構特點，能夠畫出相關結構示意圖
（4）熟練掌握硅酸鹽結構的分類和特點，無機玻璃的定義、通性和結構特點，了解相關材料的結構與應用之間的關系
（5）掌握碳及含碳材料的結構與應用
（6）學會計算和推算無機材料密度的方法
2.無機材料的缺陷
（1）熟練掌握缺陷的分類、定義和表達方式
（2）學會分析缺陷與材料性能的關系
3.無機材料的相圖與相變過程
（1）熟練掌握基本相圖的分析，包括SiO2、SiO2-Al2O3、CaO-SiO2、MgOAl2O3、ZrO2-CaO、MgO-Al2O3-SiO2
（2）能夠利用相關相圖來討論相變過程，例如，石英各相、莫來石和尖晶石、硅酸鈣各相、鋯石各相和堇青石的形成和相變過程，進而可以推測材料結構的形成和性能的變化規律
（3）掌握玻璃材料的相變過程、結構和性能特點，學會通過相圖設計組成和分析玻璃及其缺陷的形成過程
（4）掌握玻璃分相現象的定義、表述、結構特點和應用
（5）掌握普通陶瓷的相變過程和巖相分析；常用耐火材料和硅酸鹽水泥熟料各相的特點和基本分析判別方法
4.無機材料的基本制造加工原理
（1）粘土陶瓷、玻璃、微晶玻璃、硅酸鹽水泥熟料
（2）掌握成型、燒結、擴散、熔化、冷卻和后加工的定義、控制和測量
5.無機材料的機械性能
（1）掌握單晶和多晶陶瓷斷裂機制，材料脆性斷裂的特點
（2）非晶材料的斷裂和性能特點
（3）掌握無機材料增強的基本原理和方法
6.無機材料的光學和電學性能
（1）掌握基本光學性能的定義、與材料組成結構的關系
（2）掌握基本電學性能的定義、與材料組成結構的關系
（3）了解陶瓷和玻璃著色的原理和生產技術
（4）了解陶瓷壓電性能的控制和應用
三、參考書目
1.《材料科學基礎》，徐恒鈞主編，劉國勛主審，北京工業大學出版社，2002年出版
2.《材料科學與工程基礎》，郭福等譯，化學工業出版社，2016年出版，（譯自于，Fundamentals of Materials Science and Engineering,4th Edition,William D.CallisterJr.,John Wiley&Sons Inc.,2013）
3.《金屬學與熱處理》，崔忠圻主編，機械工業出版社，1989年出版（第二版為2011年出版）
4.《陶瓷導論》，清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室譯，高等教育出版社，2016年出版，（譯自于，Introduction to Ceramics,2nd Edition,Kingery,W.D,John Wiley&Sons Inc.,1976）
原文標題：北京工業大學2023年碩士研究生招生考試自命題科目考試大綱
原文鏈接：https://yanzhao.bjut.edu.cn/info/1025/5758.htm
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