1、2017年材料科學(xué)基礎(chǔ)考試綱要本課程考試要求學(xué)生了解并掌握材料的基本概念、材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論問題；了解和掌握包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料以及半導(dǎo)體及功能材料在內(nèi)的基礎(chǔ)知識；掌握晶體結(jié)構(gòu)、晶體的不完整性、固溶體、非晶態(tài)固體的基礎(chǔ)知識與基本理論；掌握材料內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動與電子運(yùn)動的基本規(guī)律及基礎(chǔ)理論。一、考試內(nèi)容1晶體結(jié)構(gòu)1.1晶體學(xué)基礎(chǔ)：(1)空間點(diǎn)陣：空間點(diǎn)陣的概念、晶胞、晶系、布拉菲點(diǎn)陣、晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣。(2)晶向指數(shù)和晶面指數(shù)：晶向指數(shù)、晶面指數(shù)、六方晶系指數(shù)、晶帶、晶面間距。(3)晶體的對稱性：對稱要素、點(diǎn)群、單形及空間群1.2晶體化學(xué)基本原理(1) 電負(fù)性(2)晶體中的鍵型：金屬結(jié)合（

2、金屬鍵）、離子結(jié)合（離子鍵）、共價結(jié)合（共價鍵）、范德瓦耳斯結(jié)合（分子間鍵）、氫鍵(3)結(jié)合能和結(jié)合力(4)原子半徑1.3典型晶體結(jié)構(gòu)(1)金屬晶體：晶體中的原子排列及典型金屬晶體結(jié)構(gòu)、晶體中原子間的間隙(2)共價晶體(3) 離子晶體：離子堆積與泡林規(guī)則、典型離子晶體結(jié)構(gòu)分析(4)硅酸鹽晶體：硅酸鹽的分類、硅酸鹽礦物結(jié)構(gòu)、島狀結(jié)構(gòu)、環(huán)狀結(jié)構(gòu)、鏈狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、骨架狀結(jié)構(gòu)(5)高分子晶體：高分子晶體的形成、高分子晶體的形態(tài)2. 晶體的不完整性2.1點(diǎn)缺陷(1)點(diǎn)缺陷的類型：熱缺陷、組成缺陷、電荷缺陷、非化學(xué)計量結(jié)構(gòu)缺陷(2)點(diǎn)缺陷的反應(yīng)與濃度平衡：熱缺陷、組成缺陷和電子缺陷、非化學(xué)計量缺陷與色

3、心2.2位錯(1)位錯的結(jié)構(gòu)類型：刃型位錯、螺型位錯、混合型位錯、Burgers回路與位錯的結(jié)構(gòu)特征、位錯密度(2)位錯的應(yīng)力場：位錯的應(yīng)力場、位錯的應(yīng)變能與線張力、位錯核心(3)位錯的運(yùn)動：位錯的滑移、位錯攀移、位錯的滑移、位錯攀移(4)位錯與缺陷的相互作用：位錯之間的相互作用、位錯與點(diǎn)缺陷的相互作用。(5)位錯源與位錯增殖：位錯的來源、位錯的增殖2.3表面、界面結(jié)構(gòu)及不完整性(1)晶體的表面：表面力場、晶體表面狀態(tài)、晶體表面的不均勻性(2)晶界：晶界幾何、小角度晶界、大角度晶界、晶界能、孿晶界、晶界的特性3.固溶體3.1影響固溶度的因素(1)休姆-羅瑟里(Hume-Rothery)規(guī)律(2

4、) 尺寸因素(3)電價因素(4)電負(fù)性因素3.2固溶體各論(1)置換固溶體(2)間隙固溶體(3)有序固溶體：短程有序-微觀不均勻性、長程有序(4)固溶體的理論分析與計算(5)中間相：電子化合物、間隙相、間隙化合物、拓?fù)涿芏严?.非晶態(tài)固體4.1非晶態(tài)固體的特征與表述(1)非晶態(tài)固體的結(jié)構(gòu)特征(2) 非晶態(tài)固體的結(jié)構(gòu)表征函數(shù)：徑向分布函數(shù)RDF、結(jié)構(gòu)描述參數(shù)(3)非晶態(tài)固體的短程序：化學(xué)短程序（CSRO）、幾何短程序(GSRO)與局域結(jié)構(gòu)參數(shù)4.2非晶態(tài)半導(dǎo)體(1) 非晶半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)模型(2)非晶半導(dǎo)體的微結(jié)構(gòu)4.3非晶態(tài)金屬(1) 非晶態(tài)金屬和合金的結(jié)構(gòu)模型(2) 非晶態(tài)金屬的微結(jié)構(gòu)：幾何微結(jié)

5、構(gòu)、化學(xué)微結(jié)構(gòu)、磁各向異性與微結(jié)構(gòu)4.4玻璃(1)玻璃結(jié)構(gòu)理論：玻璃結(jié)構(gòu)的無規(guī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)說、玻璃結(jié)構(gòu)的微晶子學(xué)說、常見玻璃的微觀結(jié)構(gòu)(2)玻璃的轉(zhuǎn)變(3) 玻璃化的條件：熱力學(xué)與動力學(xué)條件、結(jié)晶化學(xué)條件4.5非晶態(tài)高分子(1)非晶態(tài)高分子的結(jié)構(gòu)模型：無規(guī)線團(tuán)模型、局部有序模型(2)玻璃化轉(zhuǎn)變5.固體材料中的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動與遷移5.1晶格中原子的運(yùn)動與擴(kuò)散(1)熱缺陷的運(yùn)動、產(chǎn)生與復(fù)合(2)基本擴(kuò)散定律-菲克定律：穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散-菲克第一定律的應(yīng)用、非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散-菲克第（二）定律的應(yīng)用(3)擴(kuò)散系數(shù)：自擴(kuò)散系數(shù)、偏擴(kuò)散系數(shù)、交互擴(kuò)散系數(shù)5.2擴(kuò)散機(jī)制及影響擴(kuò)散的因素(1)擴(kuò)散機(jī)制：置換擴(kuò)散、間隙擴(kuò)散、表面與晶界擴(kuò)散、位錯擴(kuò)散。(2)影響擴(kuò)散的因素：溫度的影響、擴(kuò)散介質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響、擴(kuò)散物質(zhì)的影響、第三組元的影響、位錯和界面擴(kuò)散的影響、外場作用的影響6. 固體材料的晶格振動與電子運(yùn)動6.1晶格振動與熱性質(zhì)(1)晶格的振動：一維原子鏈的振動、三維晶格的振動、晶格振動的長波分析(2)晶格振動與熱過程：愛因斯坦和德拜比熱理論、晶格的熱膨脹、晶格的熱傳導(dǎo)6.2晶體中的電子運(yùn)動與能帶理論(1)一維周期場中的電子運(yùn)動與能帶(2)三維