(材料科學(xué)與工程基礎(chǔ))考試大綱

1、（ 材料科學(xué)與工程基礎(chǔ) ） 考試大綱【一】考查目標(biāo)考查學(xué)生對材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)概念、 差不多理論的理解掌握程度， 以及運(yùn) 用差不多理論分析、 解決材料問題的能力。 要求學(xué)生系統(tǒng)掌握材料科學(xué)與工程的 差不多概念、基礎(chǔ)理論，系統(tǒng)理解和掌握材料的結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系， 及材料制備與加工的差不多知識。 針對報考物理與能源學(xué)院的考生， 要求系統(tǒng)掌 握材料基礎(chǔ)理論知識，諸如材料的結(jié)合類型、材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)缺陷、 材料的相結(jié)構(gòu)與相圖、材料的擴(kuò)散，材料的塑性變形與強(qiáng)化、材料的亞穩(wěn)態(tài)、回 復(fù)與再結(jié)晶?！径靠荚囆问胶驮嚲斫Y(jié)構(gòu)1、試卷總分值及考試時間 本試卷總分值為 150 分，考試時間為 180

2、分鐘。2、答題方式 答題方式為閉卷、筆試。3、試卷題型結(jié)構(gòu) 所有考生均考部分： 75 分 報考化學(xué)與材料學(xué)院、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院考生選考部分： 75 分 報考物理與能源學(xué)院考生選考部分： 75 分 題型要緊為判斷、選擇、填空、名詞解釋、簡答及計算。三、考查范圍1、所有考生均考部分： 1掌握金屬晶體的三種結(jié)構(gòu)：體心立方、面心立方和密排六方，熟練掌 握各種點(diǎn)陣類型的點(diǎn)陣常數(shù)、 最近的原子間距、 晶胞中的原子數(shù)、 配位數(shù)和致密 度。2了解離子晶體、共價晶體和分子晶體的結(jié)構(gòu)，了解液晶的結(jié)構(gòu)。 3了解擴(kuò)散理論，了解金屬、離子固體和共價固體中的擴(kuò)散機(jī)制，了解 非晶體中的擴(kuò)散。掌握穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的計算。4掌握金屬

3、晶體的結(jié)構(gòu)，了解合金的相結(jié)構(gòu)。熟練掌握鐵碳合金相圖， 掌握鐵碳合金的差不多相、分析相圖中點(diǎn)、線、面，掌握亞共析鋼、共析鋼、過 共析鋼、亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵的結(jié)晶過程。了解金 屬材料的再結(jié)晶，妨礙再結(jié)晶的因素。5了解無機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)，要緊了解單晶硅、氯化鈉、氯化銫、硫 化鋅、氟化鈣、尖晶石等的結(jié)構(gòu)。掌握硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)和硅酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)。 了解嘆詞和碳化合物的結(jié)構(gòu)。6掌握材料的力學(xué)性能，了解材料結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)系。掌握金屬材 料、無機(jī)非金屬材料和高分子材料的力學(xué)狀態(tài)、 掌握應(yīng)力和應(yīng)變的計算， 掌握彈 性常數(shù)和計算。 了解聚合物的彈性和粘彈性以及無機(jī)固體和金屬的滯彈性

4、。 了解 彈性形變，掌握各種強(qiáng)度指標(biāo)的定義和意義，包括彈性極限、彈性比功等。了解 永久形變，包括塑性流動和粘性流動。7了解材料結(jié)構(gòu)與材料熱性能的關(guān)系。掌握熱導(dǎo)率的計算，了解材料的 比熱容、熱膨脹性、耐熱性和熱穩(wěn)定性等熱性能。8了解金屬材料的制備原理及方法，掌握鐵的制備方法。9了解無機(jī)非金屬材料的制備原理和方法，要緊了解玻璃和水泥的制備 原理和方法。10掌握電導(dǎo)率和電阻率的計算。了解材料結(jié)構(gòu)與材料電性能的關(guān)系。11掌握材料的磁學(xué)性能。 了解磁性的本質(zhì)， 了解材料結(jié)構(gòu)與磁學(xué)性能的 關(guān)系。掌握磁疇和磁滯回線。12掌握材料的光學(xué)性能。 了解材料的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能的關(guān)系。 掌握電磁 輻射與與原子的相互作用

5、，掌握光的吸收、反射和透射的計算。13了解材料結(jié)構(gòu)的含義，了解晶體的七個晶系和 14 種布拉菲點(diǎn)陣。掌 握晶向晶面的畫法以及晶向晶面求晶向指數(shù)和密勒指數(shù)。掌握晶面間距的計算。14掌握三種晶體結(jié)構(gòu)的四面體間隙和八面體間隙的數(shù)量、 位置和間隙大 小。15熟練掌握晶體的各種結(jié)構(gòu)缺陷，點(diǎn)缺陷、線缺陷、體缺陷等。掌握肖 特基缺陷和弗倫克爾缺陷， 掌握刃位錯、 螺位錯及混合位錯， 掌握伯格斯矢量與 位錯線方向、位錯線運(yùn)動方向等的關(guān)系，了解位錯的運(yùn)動：滑移和爬移。了解非 晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型。16了解固體中的轉(zhuǎn)變類型。掌握相率，重點(diǎn)掌握一元相圖、二元相圖的 分析。掌握二元系統(tǒng)中的杠桿法那么的應(yīng)用。17了解材料斷裂理

6、論，掌握脆性斷裂解理斷裂、晶間斷裂的機(jī)理和 延性斷裂的機(jī)理。了解理論斷裂強(qiáng)度和脆斷強(qiáng)度理論。 掌握格列菲斯理論的應(yīng)用、 修正。掌握斷裂韌性的計算和應(yīng)用。18能用能帶理論解釋導(dǎo)體、 半導(dǎo)體和絕緣體的導(dǎo)電性差異。 了解材料的 介電性能。19掌握高分子材料的近程結(jié)構(gòu)、 遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)和聚集體結(jié)構(gòu)； 掌握聚合物晶 體中高分子鏈的構(gòu)象，聚合物晶體的類型。了解聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)。20掌握金屬材料、非金屬材料和高分子材料的熱性能。掌握金屬材料、 非金屬材料和高分子材料的電學(xué)性能。 掌握金屬材料、 非金屬材料和高分子材料 的磁學(xué)性能。掌握金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料的光學(xué)性質(zhì)。21掌握金屬材料的加工工藝

7、性。22了解高分子材料的制備方法。 掌握高分子材料的成型加工方法和聚合 物的成型加工特性。2、報考化學(xué)與材料學(xué)院、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院考生選考部分：1掌握有機(jī)化學(xué)與有機(jī)化合物的進(jìn)展簡史；有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特征和特 性；價鍵理論和分子軌道理論的要點(diǎn)； 共價鍵和分子結(jié)構(gòu)； 鍵的極性和分子的極 性。2掌握有機(jī)化合物的分類、表示方法和命名：掌握有機(jī)化合物的官能團(tuán) 及相應(yīng)的類名；有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表達(dá)方式； 同分異構(gòu)體的分類及各類異構(gòu)體的含義； IUPAG CCS命名法的差不多要點(diǎn)；順序規(guī)那么的差不多內(nèi)容；確定 R-S構(gòu)型、 Z-E 構(gòu)型、順反構(gòu)型的原那么。3立體化學(xué)：掌握軌道雜化與碳原子價鍵的方向性、有機(jī)分子立

8、體形象 的關(guān)系；c鍵、n鍵的定義及其特點(diǎn)；乙烷、正丁烷、環(huán)己烷的構(gòu)象分析；旋光 活性與手征性； 含手性碳原子的鏈狀化合物的旋光異構(gòu)現(xiàn)象； 碳環(huán)化合物的旋光 異構(gòu)現(xiàn)象；旋光異構(gòu)體的性質(zhì)，相對構(gòu)型和絕對構(gòu)型的表示方法和命名。4烷烴：掌握有機(jī)反應(yīng)的分類方式及各類反應(yīng)的名稱；烷烴物理性質(zhì)的變化規(guī)律及其緣故； 烷烴的鹵化反應(yīng)機(jī)理； 碳自由基的穩(wěn)定性、 鹵化反應(yīng)的選擇 性；小環(huán)烷烴的開環(huán)反應(yīng)。5有機(jī)四大光譜：掌握重要官能團(tuán)的紅外特征吸收峰的位置；1H-NMF中, 特征質(zhì)子的化學(xué)位移；自旋裂分的n+1規(guī)那么；化學(xué)等價與不定價質(zhì)子；峰面積 與質(zhì)子數(shù)的關(guān)系；質(zhì)譜中分子離子峰與分子量的關(guān)系。6脂肪族飽和碳原子上的

9、親核取代反應(yīng)和 B -消除反應(yīng)：掌握誘導(dǎo)效應(yīng)、 共軛效應(yīng)、超共軛效應(yīng)等概念； 碳正離子的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性分析； SN2、SN1、E2、 E1 的反應(yīng)機(jī)理及其立體化學(xué)特點(diǎn)； WagnerMeerwein 重排的機(jī)理； Zaitsev 規(guī) 那么；反應(yīng)物結(jié)構(gòu)、離去基團(tuán)、試劑的親核性、溶劑等因素對 SN2 SN1反應(yīng)的 妨礙,及對取代與消除反應(yīng)競爭的妨礙。7鹵代烴：掌握鹵代烴的分類、結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì),一鹵代烷的親核取代 反應(yīng)、消除反應(yīng),一鹵代烷的制備,有機(jī)金屬化合物。8烯烴：掌握烯烴及共軛烯烴的結(jié)構(gòu)特征；烯烴的反應(yīng)、制備；親電加 成反應(yīng)機(jī)理；共軛雙烯的特征反應(yīng)。9炔烴：掌握炔烴的結(jié)構(gòu)；炔烴的反應(yīng),炔烴的制

10、法。 10醇和醚：掌握醇的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)；一元醇的反應(yīng)；多元醇的反應(yīng)； 頻哪醇重排機(jī)理；醇的制備；醚的反應(yīng)和制法。11芳香烴：掌握苯的結(jié)構(gòu)和表達(dá)方法；苯的反應(yīng)；苯環(huán)上取代反應(yīng)的歷 程和定位效應(yīng)；休克爾規(guī)那么及芳香性的判斷。12醛酮：掌握醛酮的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì),醛酮的化學(xué)反應(yīng),醛酮的制備。 13羧酸：掌握羧酸的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)；羧酸的酸性強(qiáng)弱的比較；羧酸的 化學(xué)反應(yīng)；酯化反應(yīng)的三種機(jī)理；二元羧酸的反應(yīng)；羧酸的制法。14羧酸衍生物：掌握羧酸衍生物的命名、結(jié)構(gòu)；羧酸衍生物的反應(yīng)；酯 水解的三種機(jī)理；羧酸衍生物的制備。15縮合反應(yīng)：掌握a氫的酸性強(qiáng)弱及其妨礙因素；羰基化合物活性強(qiáng)弱 的分析和排序； 各種縮

11、合反應(yīng)； 羥醛縮合和酯縮合反應(yīng)的機(jī)理； 乙酰乙酸乙酯合 成法和丙二酸二乙酯合成法；1, 5二羰基、1, 3二羰基化合物及a B 不飽 和羰基化合物的合成方法。16周環(huán)反應(yīng)： 掌握周環(huán)反應(yīng)的概念； 電環(huán)化反應(yīng)的選擇規(guī)那么及其應(yīng)用； 環(huán)加成反應(yīng)；c遷移反應(yīng)。17胺：掌握胺的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)； 胺的堿性強(qiáng)弱比較； 胺的反應(yīng)； Hoffmann 消除反應(yīng)的機(jī)理、立體化學(xué)及應(yīng)用；重氮甲烷的反應(yīng)；胺的制法。18含氮芳香化合物：掌握硝基苯的單分子、雙分子還原反應(yīng)；芳香族硝 基化合物的芳香親核取代反應(yīng)； 芳香胺的親電取代反應(yīng)； 聯(lián)苯胺重排； 重氮化反 應(yīng)及芳香重氮鹽在合成上的應(yīng)用；芳香親電取代的苯炔中間體機(jī)理。

12、19酚和醌：掌握苯酚的反應(yīng)和制法；對苯醌和二烯體的 D-A 加成。 20雜環(huán)化合物：掌握五元雜環(huán)化合物吡咯、呋喃、噻吩和六元雜環(huán)化合 物吡啶的親電取代反應(yīng)。 21 糖類：掌握單糖、寡糖、多糖、變旋現(xiàn)象、差向異構(gòu)化、糖脎、糖苷、 還原糖與非還原糖等概念；葡萄糖的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)；單糖的反應(yīng)。22氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸：掌握等電點(diǎn)的概念；蛋白質(zhì)與核酸的差不多 結(jié)構(gòu)。23萜類、甾族、生物堿：萜類、甾族化合物的差不多結(jié)構(gòu)；萜類化合物 的分類。3、報考物理與能源學(xué)院考生選考部分：1掌握原子的結(jié)合方式，金屬鍵的特點(diǎn)，晶體學(xué)基礎(chǔ)知識，典型晶體結(jié) 構(gòu)及其幾何特征，合金、固溶體和中間相的差不多概念和特征。重點(diǎn)：

13、空間點(diǎn)陣 及有關(guān)概念，晶向、晶面指數(shù)的標(biāo)定，典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：六方晶系布 拉菲指數(shù)標(biāo)定，原子的堆垛方式。2掌握點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷的類型、判斷及分析。重點(diǎn)：位錯等有 關(guān)差不多概念，點(diǎn)缺陷的平衡性質(zhì)， 位錯的運(yùn)動與晶體滑移的關(guān)系， 位錯的性質(zhì)， 柏氏矢量的性質(zhì)與應(yīng)用，位錯反應(yīng)。難點(diǎn)：位錯模型，位錯的應(yīng)力場，不全位錯 的原子模型。3掌握金屬變形的基礎(chǔ)知識、單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形以 及塑性變形對材料組織與性能的妨礙。 重點(diǎn)：金屬形變的過程及特征、 彈性模量； 塑性變形的位錯機(jī)制； 典型的滑移系； 臨界分切應(yīng)力及施密特定律； 多晶體變形 的特點(diǎn)；塑性變形對材料組織和性能的妨礙。難點(diǎn)：等效滑移系的確定。4掌握相圖的差不多知識，勻晶相圖，共晶相圖，包晶相圖，相圖的分 析與使用以及鐵碳相圖。重點(diǎn)：吉布斯相律與杠桿定律，勻晶轉(zhuǎn)變與偏析，共晶 轉(zhuǎn)變及其不平衡組織， 相圖中的幾何規(guī)律， 鐵碳相圖中典型合金的凝固過程及其 相與組織的相對量計算，利用相圖判斷材料的性能。難點(diǎn)：二次杠桿的應(yīng)用；組 織組成物和相組成物的區(qū)分及計算。5掌握擴(kuò)散定律，擴(kuò)散的微觀機(jī)理與現(xiàn)象以及妨礙擴(kuò)