中南大學(xué)2025年全國碩士研究生入學(xué)考試《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》考試大綱I.考試性質(zhì)材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)是中南大學(xué)材料學(xué)院招收碩士研究生而設(shè)置的具有選拔性質(zhì)的全國統(tǒng)一入學(xué)考試科目，其目的是科學(xué)、公平、有效地測試學(xué)生掌握大學(xué)本科階段材料科學(xué)的基本知識、基本理論，以及運用基礎(chǔ)知識分析和解決問題的能力。由于本學(xué)科涉及的研究方向比較多，既有共同基礎(chǔ)，又有不同的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，因此本課程采取公共部分加模塊的考試方式。II.考查目標(biāo)要求考生：（1）準(zhǔn)確地再認(rèn)或再現(xiàn)學(xué)科的有關(guān)知識。（2）準(zhǔn)確、恰當(dāng)?shù)厥褂帽緦W(xué)科的專業(yè)術(shù)語，正確理解和掌握學(xué)科的有關(guān)基本原理。（3）能將材料科學(xué)的基本原理應(yīng)用于實踐，運用有關(guān)基本原理，分析和解釋材料組織與性能的變化。Ⅲ.考試形式和試卷結(jié)構(gòu)1、試卷滿分及考試時間本部分本試卷滿分為150分，考試總時間為180分鐘2、答題方式答題方式為閉卷，筆試。試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)公共部分為50分，材料科學(xué)基礎(chǔ)、X射線衍射方法與技術(shù)、高分子材料、無機非金屬材料、金屬塑性加工原理五個模塊各100分。公共部分每個考生必答，五個模塊中考生可以選擇其中任何一個模塊作答。公共部分I.考試科目《材料科學(xué)基礎(chǔ)》晶體結(jié)構(gòu)與二元相圖部分II.考查目標(biāo)考查不同材料研究方向的學(xué)生對材料科學(xué)最基本的晶體結(jié)構(gòu)與二元相圖方基本面的知識的掌握程度。III、考查內(nèi)容（一）固態(tài)材料的結(jié)構(gòu)1.原子間的鍵合方式：離子鍵、共價鍵、金屬鍵等2.晶體學(xué)基本知識：晶體特征、空間點陣、晶胞、晶體結(jié)構(gòu)、晶面指數(shù)、晶向指數(shù)等（二）二元相圖及合金的凝固組織相律、三相反應(yīng)式與反應(yīng)性質(zhì)、杠桿定律、相區(qū)接觸法則等根據(jù)相圖分析材料平衡凝固與非平衡凝固組織或固態(tài)相變組織等二元相圖熱力學(xué)模塊部分模塊一、材料科學(xué)基礎(chǔ)I.考試科目《材料科學(xué)基礎(chǔ)》科目考試涵蓋如下兩門課程內(nèi)容：1）材料科學(xué)基礎(chǔ)2）金屬材料熱處理II、考查目標(biāo)材料科學(xué)基礎(chǔ)（晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、凝固基本原理、二元合金相圖及合金的凝固、三元合金相圖及合金的凝固、固態(tài)材料中的擴散、冷變形金屬的回復(fù)再結(jié)晶與熱加工）——約60%金屬材料熱處理（基體無多型性轉(zhuǎn)變的均勻化退火、回復(fù)再結(jié)晶退火、固溶淬火、時效以及鋼鐵退火、淬火、回火時的組織與性能）——約40%III.考查內(nèi)容（一）固態(tài)材料的結(jié)構(gòu)1.典型固態(tài)材料中的原子間鍵合方式2.純金屬的晶體結(jié)構(gòu)3.合金相結(jié)構(gòu)：固溶體、金屬間化合物等（二）空位、位錯與界面1.空位2.位錯：基本類型與特征、柏氏矢量、位錯的運動、位錯應(yīng)力場與受力、位錯萌生與增殖、實際晶體位錯組態(tài)3.界面：晶界、相界、多晶與復(fù)合材料中的界面（三）材料凝固1.金屬液態(tài)結(jié)構(gòu)與性能特點2.結(jié)晶基本規(guī)律3.形核與長大4.結(jié)晶理論應(yīng)用（四）二元相圖及合金的凝固組織1.含義、杠桿定律2.勻晶相圖及固溶體合金平衡凝固與非平衡凝固組織3.共晶相圖及共晶系合金平衡凝固與非平衡凝固組織4.包晶、偏晶相圖及相應(yīng)系合金平衡凝固5.形成化合物的二元相圖6.Fe-C相圖及其組織轉(zhuǎn)變分析（五）三元及合金的凝固組織1.表示方法、重心法則、杠桿定律2.勻晶三元相圖、相應(yīng)等溫和變溫截面及凝固過程3.簡單三元共晶相圖、相應(yīng)等溫和變溫截面及凝固過程4.包共晶三元相圖、具有三元包晶反應(yīng)的三元相圖及凝固過程（六）固態(tài)材料中的擴散1.擴散方程：菲克第一定律、菲克第二定律2.擴散機制、影響擴散的因素3.擴散熱力學(xué)：驅(qū)動力、上坡擴散4.固溶體中擴散及反應(yīng)擴散（七）材料變形1.單晶體與多晶體塑性變形2.單相固溶體及復(fù)相合金塑性變形3.金屬冷加工后組織與性能特點（八）金屬材料的強韌化（九）基體無多型性轉(zhuǎn)變的均勻化退火與再結(jié)晶退火1.鑄態(tài)合金的組織與性質(zhì)特點2.均勻化退火過程中的組織性能變化3.冷變形金屬加熱退火過程中組織性能變化4.回復(fù)退火5.再結(jié)晶退火6.二次再結(jié)晶7.退火織構(gòu)（十）基體無多型性轉(zhuǎn)變的淬火及時效1.固溶處理2.過飽和固溶體脫溶轉(zhuǎn)變3.脫溶序列4.時效后的組織特征與性能變化（十一）鋼的退火、淬火和回火1.鋼在加熱時的奧氏體相變2.冷卻時的轉(zhuǎn)變（珠光體轉(zhuǎn)變）3.退火及正火工藝4.馬氏體轉(zhuǎn)變5.淬火馬氏體在回火時的轉(zhuǎn)變6.貝氏體轉(zhuǎn)變及等溫淬火7.鋼鐵表面淬火與滲碳IV.復(fù)習(xí)參考教材[1]《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，鄭子樵主編，中南大學(xué)出版社[2]《金屬熱處理》，李松瑞等編寫，中南大學(xué)出版社模塊二、X射線衍射方法與技術(shù)I.考試科目X射線衍射方法與技術(shù)II.考查目標(biāo)X射線衍射科考試涵蓋X射線物理、晶體學(xué)基礎(chǔ)、衍射方向和衍射方法、衍射強度理論、粉末衍射實驗技術(shù)和物相分析。要求考生：掌握X射線的產(chǎn)生方法、與物質(zhì)的相互作用及其在衍射實驗中的作用與影響掌握晶體學(xué)基本知識。包括晶體結(jié)構(gòu)、點陣、倒易點陣、晶體對稱性。掌握X射線衍射原理。包括衍射方向、衍射強度理論。掌握衍射方法和衍射儀的結(jié)構(gòu)與操作。掌握物相分析的原理、方法。并能夠運用各種分析方法來進(jìn)行材料方面的研究工作。Ⅲ.試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)X射線物理、晶體結(jié)構(gòu) 20%衍射理論與方法 40%物相分析及其應(yīng)用 40%Ⅳ.試卷題型結(jié)構(gòu)1）填空題或簡單問答題 20分2)理論綜合 40分3）問答或計算 40分 40分Ⅴ.考查內(nèi)容（一）X射線物理考查X射線產(chǎn)生的方法、與產(chǎn)生條件的關(guān)系，與物質(zhì)的相互作用及其在衍射實驗中的應(yīng)用與影響。（二）晶體學(xué)基本知識考查晶體學(xué)基礎(chǔ)知識，包括與X射線衍射實驗相關(guān)的必備知識：倒易點陣、空間群理論。（三）X射線衍射方向理論考查勞厄方程、布拉格方程、矢量方程、厄瓦爾德圖解法。并能運用這些理論建立實驗方法，解釋實驗現(xiàn)象，（四）X射線衍射強度理論考查衍射強度的產(chǎn)生原因和方法、解釋衍射強度各因素的影響原因、方法，并運用強度理論解釋實驗現(xiàn)象，計算物相含量。（五）X射線衍射方法根據(jù)衍射方向理論建立單晶、多晶衍射衍射方法。（六）粉末X射線衍射儀掌握粉末衍射儀的整體構(gòu)造以及各部件的功能，根據(jù)衍射理論解釋和設(shè)計實驗參數(shù)。并能對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理。（七）X射線物相分析掌握物相定性分析的原理、方法和實驗步驟，掌握K值法、絕熱法以及殘余奧氏體測量的定量方法，并運用這些方法解決實際問題。VI.復(fù)習(xí)參考教材《晶體X射線衍射學(xué)基礎(chǔ)》，李樹棠，冶金工業(yè)出版社模塊三、高分子材料I.考查內(nèi)容一、聚合反應(yīng)逐步聚合反應(yīng)；包括線型縮聚、克羅瑟斯方程、非線型聚合、凝膠化現(xiàn)象鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)，包括自由基聚合反應(yīng)、離子聚合、配位聚合、活性聚合、開環(huán)聚合；聚合實施方法；高分子的化學(xué)反應(yīng)。二、高分子的結(jié)構(gòu)高分子的多分散性，分子量及其分布；高分子的鏈結(jié)構(gòu)及凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)，包括晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)。三、高分子溶液及多組分體系高分子溶液理論；高分子共混；四、聚合物的性能聚合物的屈服和斷裂；聚合物的高彈性與黏彈性；聚合物的電學(xué)性質(zhì)、聚合物的光學(xué)性質(zhì)。五、主要聚合物材料主要聚合物的制備方法、性能；功能高分子材料；II.復(fù)習(xí)參考資料[1]盧江、梁暉，《高分子化學(xué)》第二版，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年[2]何曼君，張紅東，陳維孝，董西俠，《高分子物理》第三版，復(fù)旦大學(xué)出版社，2006年模塊四、無機非金屬材料I.考查內(nèi)容一、晶體化學(xué)基礎(chǔ)原子核外電子排布與原子軌道近似能力；原子間的鍵合、無機非金屬晶體結(jié)構(gòu)與多面體間隙；硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)特征。二、固溶體材料、晶體點缺陷與缺陷化學(xué)固溶體的概念及分類，影響固溶度的影響因素；固溶體溶的組分缺陷：陽離子空位、陰離子空位；固溶體的特性及應(yīng)用；點缺陷的幾何組態(tài)，點缺陷的缺陷化學(xué)反應(yīng)；固溶體點缺陷在半導(dǎo)體、離子導(dǎo)電體中的應(yīng)用分析；非化學(xué)計量化合物及其缺陷化學(xué)。三、材料中的擴散與相變擴散的概述、擴散動力學(xué)方程、固體擴散的微觀機制、擴散系數(shù)、影響擴散系數(shù)的因素；固體中的擴散、非化學(xué)計量氧化物中的擴散，擴散的應(yīng)用實例；相變的含義、相變的分類及不同類型的相變介紹、相變過程的不平衡狀態(tài)及亞穩(wěn)區(qū)；相變過程中的成核長大的基本原理、相變機理與應(yīng)用分析舉例：微晶玻璃、單晶生長；固態(tài)相變的基本特征；新相成核的基本原理（均勻成核、非均勻成核、成核率）；無機非金屬材料的相變及應(yīng)用分析：BaTiO3的晶型轉(zhuǎn)變、SiO2的晶型轉(zhuǎn)變與應(yīng)用、ZrO2的晶型轉(zhuǎn)變與陶瓷增韌。四、熔體與玻璃體熔體的含義、熔體的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)理論、熔體的性質(zhì)；玻璃的通性、玻璃形成的熱力學(xué)條件、動力學(xué)條件與結(jié)晶化學(xué)條件；玻璃的結(jié)構(gòu)學(xué)說。五、固相反應(yīng)與燒結(jié)固相反應(yīng)動力學(xué)，固相反應(yīng)影響因素；燒結(jié)的概述、固態(tài)燒結(jié)的推動力及燒結(jié)機理；固態(tài)燒結(jié)機理、燒結(jié)動力學(xué)分析；液態(tài)燒結(jié)機理及其分析；燒結(jié)過程中的晶粒生長與二次再結(jié)晶；影響燒結(jié)狀態(tài)的因素；陶瓷燒結(jié)狀態(tài)分析II.復(fù)習(xí)參考資料[1]宋曉嵐、黃學(xué)輝，無機材料科學(xué)基礎(chǔ)，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年[2]曾人杰，《無機材料化學(xué)》，廈門大學(xué)出版社，2004[3]賀藴秋等，無機材料物理化學(xué)，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年模塊五、金屬塑性加工原理材料加工模塊：I.考試科目金屬塑性加工原理II.考查目標(biāo)金屬塑性加工原理考試涵蓋塑性加工力學(xué)、塑性加工材料學(xué)的內(nèi)容。塑性加工力學(xué)包括變形形體應(yīng)力與應(yīng)變分析，塑性物性方程、塑性加工力學(xué)求解；金屬及合金的塑性變形機理，金屬在塑性加工中組織結(jié)構(gòu)（織構(gòu)）與性能變化規(guī)律，金屬在塑性加工中塑性行為、摩擦與潤滑、不均勻變形、斷裂，以及金屬強韌性控制等。要求考生：（1）理解金屬塑性加工過程的熱力學(xué)條件及應(yīng)力應(yīng)變分析的基本概念和基本理論。掌握各種基本變形力學(xué)方程，能推導(dǎo)典型塑性加工問題的應(yīng)力與應(yīng)變計算公式。（2)掌握金屬在塑性加工過程中金屬的塑性、變形抗力、斷裂等與加工條件的關(guān)系。能按照要求或給定公式進(jìn)行變形程度、應(yīng)變速度、工件尺寸與變形力能參數(shù)等計算。(3）理解塑性加工過程中金屬變形的微觀與宏觀的基本規(guī)律，掌握金屬在塑性加工過程中金屬的塑性、不均勻變形、斷裂等的基本規(guī)律。(4）理解金屬塑性加工過程組織結(jié)構(gòu)（織構(gòu)）與性能變化的基本概念、基本規(guī)律，掌握金屬在塑性加工過程中強韌性能控制的基本概念、基本規(guī)律、基本方法。（5）根據(jù)所學(xué)知識，對金屬的流動、產(chǎn)品質(zhì)量等有關(guān)因素進(jìn)行相應(yīng)分析，能基本制定或選擇出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的生產(chǎn)工藝。Ⅲ.試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)塑性力學(xué)基礎(chǔ)及其力學(xué)求解約10%金屬塑性變形機理與塑性行為約20%金屬塑性變形組織演變與性能約20%金屬塑性流動、不均勻變形與潤滑約30%金屬塑性加工過程中的強韌性能控制與斷裂約20%Ⅳ.考查內(nèi)容1、塑性力學(xué)基礎(chǔ)及其力學(xué)求解(1）塑性力學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)概念與表示，應(yīng)力及應(yīng)變不變量，應(yīng)力與應(yīng)變主軸；應(yīng)力張量分解及其物理意義；應(yīng)力平衡微分方程、幾何方程、相容性方程（連續(xù)性方程）、塑性變形體積不變條件；變形力學(xué)圖及其在塑性加工中的應(yīng)用。(2）塑性物性方程金屬塑性變形過程四個力學(xué)特點及其對于塑性加工的意義；塑性條件方程的定義、典型塑性條件方程及其在塑性加工中的應(yīng)用；加工硬化與后繼屈服、塑性加載與卸載準(zhǔn)則、加載路徑；塑性加載過程的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系：增量理論、塑性流動法則和全量理論；變形抗力與變形抗力曲線、影響變形抗力的因素，變形抗力曲線在塑性加工中的應(yīng)用。（3）塑性問題求解工程法（切塊法）的思想，運用典型工程法求解分析軋制、擠壓、鍛造加工過程的力學(xué)問題；能量法的求解思路。2、金屬塑性變形機理與塑性行為(一）金屬塑性變形的機理（1）滑移與塑性變形常溫下塑性變形的主要方式，滑移的表象學(xué)，掌握滑移系、滑移的臨界分切應(yīng)力和滑移時晶體的轉(zhuǎn)動、多滑移與交滑移；(2)孿生與塑性變形孿生的晶體學(xué)和孿生變形的特點。(3)多晶體塑性變形及非晶體學(xué)塑性變形機制晶界對多晶體金屬的塑性變形的影響，固溶體合金的塑性變形特點，多相合金的塑性變形特點，相圖在塑性加工中的應(yīng)用。金屬的高溫塑性變形的非晶體學(xué)機制，超塑性的概念、分類及產(chǎn)生條件。(二）金屬的塑性行為(1)金屬塑性指標(biāo)與成形性能金屬塑性的概念及測定方法，成形性能的表征方法與影響因素。(2)塑性圖及其應(yīng)用影響塑性因素、塑性圖及提高塑性途徑；塑性圖及其在塑性加工中的應(yīng)用。3、金屬塑性變形組織演變與性能(一）塑性變形過程顯微組織演變與性能(1)冷變形顯微組織演變與性能冷加工金屬組織結(jié)構(gòu)、能量、性能變化的基本規(guī)律，亞晶強化、加工硬化的概念和本質(zhì)原因。加工硬化在塑性加工中的利弊，掌握影響加工硬化的因素。(2)熱變形組織演變與性能金屬的動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶概念。金屬的熱加工、冷加工、溫加工的概念，掌握熱加工溫度的制訂，掌握熱加工后的組織與性能變化規(guī)律，第二類動態(tài)再結(jié)晶圖在塑性加工總的應(yīng)用。冷加工纖維組織和熱加工的“帶狀組織”的異同，塑性變形中的熱效應(yīng)及溫度效應(yīng)。(3)變形金屬退火組織演變與性能冷變形金屬加熱時可能的回復(fù)、再結(jié)晶與晶粒長大三個過程及三個過程的性能變化規(guī)律。冷變形—退火循環(huán)的作用，退火的作用/分類，回復(fù)組織結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律，掌握回復(fù)退火的應(yīng)用。再結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律，影響再結(jié)晶晶粒大小的因素，如何控制再結(jié)晶退火后金屬性能，第一類再結(jié)晶全圖及其應(yīng)用。(4)形變熱處理形變熱處理強化概念、分類方法，各類形變熱處理的基本工藝特點、適用范圍、滿足的條件等。（二）金屬塑性加工中的織構(gòu)與各向異性(1)織構(gòu)的基本概念與表征取向（差）概念與表征，織構(gòu)概念，織構(gòu)的表征。(2)織構(gòu)與塑性各向異性Schmidt定律，位錯滑移與應(yīng)變張量之間的關(guān)系。(3)塑性加工過程中的織構(gòu)及其影響變織構(gòu)，再結(jié)晶織構(gòu)，織構(gòu)對金屬性能的影響規(guī)律，織構(gòu)的工程應(yīng)用。4、金屬塑性流動、不均勻變形與潤滑（一）金屬塑性變形宏觀流