复旦大学2020年硕士研究生招生考试自命题科目考试大纲 科目代码 一、考试内容范围 第一章：材料科学概论 1.1 材料与物质：理解物质与材料的关系和区别。 1.2 材料的分类：掌握材料的经典分类方法，及其各自的化学键合、特点、进一步分类和典型材料举例。 1.3 材料与社会发展：理解材料科学发展对社会发展的推动作用。 1.4 材料科学与工程：掌握材料科学与工程同材料科学的区别，及其四要素间的相互关系。 1.5 材料科学在工程中的应用及其发展重点：了解材料科学发展现状，能举例一些新材料并描述其特点、应用现状和应用前景等。 第二章：材料结构的基础知识 2.1 概述：掌握材料的四级结构，能理解它们如何分别对材料的性质产生影响。 2.2 原子结构：掌握原子的结构，包括质子、中子、电子间的关系；理解海森堡测不准原理和薛定谔波动方程；掌握电子能级分布，理解主量子数、角量子数、磁量子数与自旋量子数的含义和取值规则，及能运用泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则给出指定元素的核外电子排布，并据此解释磁性、原子价态、电负性等特性。 2.3 元素周期表及其特性：掌握元素周期表的结构及其主要特征。 2.4 原子结合键：掌握三种化学键、两种物理键以及混合键的特点，并能运用相关原理解释典型物质的特性。 2.5 结合能与材料性能：掌握以上几种结合键键能的大小范围，并能由此解释对材料物理性能和力学性能的影响。 2.6 原子排列方式：掌握晶态与非晶态的区别，及其对材料性质的不同影响。 2.7 晶体的显微组织：掌握显微组织对材料性能的影响，能区分单相组织和多相组织。 850 科目名称 材料科学基础 第三章：固体材料的晶体学基础 3.1 概述：掌握晶体与非晶体的区别，以及晶体材料的主要特征。 3.2 晶体结构与空间点阵：掌握空间点阵的含义，能用点阵参数描述晶胞结构。 3.3 晶系与布拉菲点阵：能从点阵参数的角度区分7种晶系和14种空间点阵，掌握金属材料三种最典型的晶体结构及其代表性元素。 3.4 布拉菲点阵和复合点阵：理解晶体结构和空间点阵的相互关系和区别。 3.5 晶向指数和晶面指数：掌握晶向指数和晶面指数的含义、表示方法以及同晶向族和晶面族的关系，能给出六方晶系的晶向指数和晶面指数。 3.6 晶带及晶面间距：掌握晶带的含义和晶带定律；掌握晶面间距的含义，能运用常见晶系的晶面间距计算公式求解给定元素中相邻晶面的晶面间距；了解晶面间距的测定方法，能运用布拉格定律求得晶面间距。 3.7 晶胞特征：掌握各种常见晶系晶胞内的原子数、原子半径、点阵参数、每个原子的相邻原子数、配位数、致密度、原子体密度的计算方法。 3.8 密堆结构的间隙：掌握各种常见晶系内，八面体间隙和四面体间隙的个数及其间隙半径；理解元素的多晶特性及其同素异构转变。 3.9 金属合金的晶体结构：理解金属合金的物相结构；掌握固溶体的分类（置换固溶体和间隙固溶体）及其引起的结构变化；掌握金属间化合物的分类（正常价化合物、电子化合物及尺寸因素化合物）及其各自的特性。 3.10 陶瓷的晶体结构：掌握陶瓷的显微组织构成（晶体相、玻璃相和气相）；掌握离子晶体的特性，能计算离子半径、配位数和离子堆积，了解离子晶体结构的三条鲍林规则，了解四种典型的离子晶体结构（二元离子晶体、刚玉型结构、钙钛矿型结构和尖晶石型结构）及其代表性物质；掌握共价晶体的特性，了解三种典型的共价晶体结构（单质型、硫化锌型和二氧化硅型）及其代表性物质；了解硅酸盐的基本结构。 3.11 高分子的晶体结构：掌握高分子链结构和聚集态结构，近程结构和远程结构，一级、二级、三级和四级结构，构造、构型和构象等概念及其影响因素，并能用来解释高分子材料的各种不同特性；理解高分子单晶、球晶、树枝状晶、串晶、伸直链晶等晶态结构及其模型，以及无序结构和有序结构的非晶态结构及其模型。 第四章：固体材料的晶体缺陷 4.1 引言：掌握晶体缺陷的含义、作用和分类。 4.2 点缺陷：掌握空位、间隙原子和置换原子三种点缺陷产生的原因，以及对材料性能的影响。 4.3 线缺陷：掌握刃型位错和螺旋位错产生的原因及其柏格斯回路的表示方法，理解滑移和攀移这两种位错运动方式。 4.4 位错特性及测定法：理解位错对材料力学性能、力学行为、加工特性等的影响，熟悉观察位错的常用实验方法。 4.5 面缺陷：理解外表面缺陷和内界面缺陷的含义，能区分晶界、亚晶界、孪晶界、相界、堆垛层错，掌握它们对材料性能的影响。 4.6 体缺陷：能描述常见的体缺陷类型及其对材料性能的影响。 第五章：材料热力学与相图 5.1 概述：理解相的含义及其影响因素。 5.2 相图建立的基本方法：掌握相图的建立方法及图解方法，理解吉布斯相率和杠杆定律，并能运用杠杆定律计算相图中给定相的质量分数。 5.3 二元相图的基本类型和分析：掌握均晶相图、共晶相图、包晶相图等主要二元合金相图的图解分析方法，及能运用杠杆定律计算图中各相的质量分数。 5.4 相图与合金性能之间的关系：能根据相图判断材料的物理性能、力学性能、工艺性能等。 5.5 铁碳合金相图：能基于铁碳相图，1）区分渗碳体、铁素体、奥氏体等合金相及其在图中的位置；2）掌握包晶点、共晶点、共析点、包晶反应线、共晶反应线、共析反应线等典型位置对应的温度和含义；3）碳含量对材料的力学性能和工艺性能等的影响；4）掌握退火、正火、淬火及回火的区别和作用。 5.6 相图热力学基础：理解相图的意义，能识别不同热焓增量（ΔH）情况下的吉布斯自由能-成分曲线；理解化学位、相平衡、公切线法则的含义，及其在分析相图时的作用。
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