搜索
第二部分强化课程主讲内容参考书目分析814材料科学基础这个考试科目涉及到如下参考书，具体是：参考书目名称出版社作者《金属学》(1-9章)冶金工业出版社宋维锡《材料科学基础》第二版(1-9章)上海交通大学出版社胡庚祥等书中各个章节涉及到的考研知识点侧重点不同，下面我们就通过内容讲解知识点，通过典型例题理解知识点，最后通过课后作业练习真正掌握知识点。金属学（材料科学基础）专业课这几年的题型变化不大，主要有简述题题型，难度略有减小，侧重于对基础知识点的掌握，特别是基本概念和形成过程的考察，在复习是，对于了解的知识点，复习的时候，要进一步加深理解，因为金属学的出题范围虽然不大，但是出题形式很灵活，必须达到对重要知识点的深刻理解，才能分析各种各样的问答方式；对于熟悉的知识点，复习的时候，要进一步发散知识点和思维。金属学的知识点都是相通的，每个章节都不孤立，因此，要通过必要的发散学习，才能掌握更多的知识点，理解也会更加深刻；对于掌握的知识点，要学会在习题中运用，知识点一定不能是孤立的死板的知识，一定要学会灵活复述，知道在什么样的问题中使用这些知识点，这样，在答题的时候，就会轻松了。以下是教材中重点知识点的分析：1、第1本书《金属学》：70%章节章节名称重点难点必考点考试题型分值第1章概论不考0第2章金属和合金的固态结构√√概念题30第3章金属及合金的相图√相图题10第4章金属及合金的凝固与组织√√√概念、分析10-30第5章金属及合金的形变√概念、简答10-20第6章金属及合金的扩散√概念、简答10-20第7章金属及合金的回复与再结晶√√√分析10-30第8章金属及合金的固态转变√√分析10-20第9章铁碳相图和铁碳合金缓冷后的组织√√相图题10-302、第2本书《材料科学基础》：30%章节章节名称重点难点必考点考试题型分值第1章原子结构与键合基本不考0第2章固体结构√√概念20第3章晶体缺陷√√概念20第4章固体中原子及分子的运动√√概念、简答10-20第5章材料的形变和再结晶√√√概念、分析30-50第6章单组元相图及纯晶体的凝固√√√概念、分析20第7章二元系相图及其合金的凝固√√√相图10-30第8章三元相图不考0第9章材料的亚稳态√√概念、分析10-20第一章概论第一章作为概述性质的章节，在历年考试中基本不涉及考题，大家作为对材料的了解，读一下即可。其中涉及到一些概念的部分，入晶粒、晶界、组织等，要着重理解一下，为后面的章节打下基础。第二章金属和合金的固态结构本章节包括19个知识点，其中必须掌握的知识点是9个：1．金属和合金的典型结构模型。理解面心立方（原子所占体积74%，配位数12）、体心立方（原子所占体积68%，配位数8）和密集六方（原子所占体积74%，配位数12）三种结构模型。概念：晶面，金属化合物等；2．空间点阵，单胞。这一部分概念比较多，也比较复杂，是难点，但是并不是考试的重点，理解晶向、单胞、点阵参数这些概念就可以了，对于七大晶系，了解一下即可，不是考研的重点；3．晶面和晶面指数。这个知识点是考试的重点，一定要清楚什么是晶面指数，晶面族和晶带的概念。能找到fcc或者bcc的密排方向，fcc是[110]晶向，bcc是[111]晶向。会画过某一晶向的晶面；4．合金的晶体结构类型。掌握影响合金结构的基本因素（1异类原子间的相互作用因素，即电化学因素；2，原子相对尺寸因素；3，电子浓度因素；4，其他因素，如温度、压力等）。掌握固溶体、中间相的概念，了解间隙相和Laves相的概念；5．固溶体。了解固溶体的分类；掌握影响固溶体的因素（原子尺寸因素，负电性因素，电子浓度因素），在03和04年都考过。理解点阵畸变和偏聚的概念，对后面知识的理解有很大作用；固溶体在性能方面的特点（05年）；6．缺陷的类型（点缺陷，线缺陷，面缺陷，体缺陷）；7．晶体中的位错（重点和难点）一定要明白刃型位错和螺型位错的产生过程和结构特点。这部分内容可以参考上海交大版的材《料科学基础》，讲得很清楚。理解柏氏矢量的概念，可以简单的理解为原子滑移错动的方向和大小；8．位错与点缺陷的作用（06年考）。理解点缺陷与位错的相互作用，掌握柯氏气团的概念；9．金属晶体中的内外界面（重点，考点）。掌握小角度晶界、大角度晶界以及其他界面类型。小角度晶界、大角度晶界是历年考试的重点，05和06年都出了考题，小角度晶界是由位错组成，而大角度晶界的三种结构模型（过度结构模型，小岛结构模型，重合阵点结构模型）。理解相界面、共格、孪晶、亚晶和层错界的概念。强化阶段，需要对这一章节有一个大体的了解。在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过仔细分析书中内容，结合交大版《材料科学基础》理解重要概念，想象相应的物理过程，从而更加深刻的理解概念，熟悉相应知识点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。【知识点3】晶面和晶面指数。【例题1】分别画出立方晶系晶胞内的（110）、（112）晶面和[110]、[111]晶向。分析：（112）晶面，x、y、z轴的截距比应该为1:1:1/2。[110]晶向为到x、y、z轴截距分别为1，1和无穷。解题：易错点：Miller晶面指数是截距的倒数比。【例题2】在体心立方晶胞中画出一个最密排方向并标明晶向指数；再画出过该方向的两个不同的低指数（简单）晶面，写出对应的晶面指数。这两个面和与其平行的密排方向构成什么关系？解题：如图所示。构成晶带关系。【知识点8】位错与点缺陷的作用【例题3】点缺陷（如间隙原子或代位原子）和线缺陷（如位错）为何会发生交互作用？这种交互作用如何影响力学性能？解题：点缺陷产生畸变，使局部能量升高，附近有弹性应变场；位错也是如此，但位错周围不同位置应力场状态不同，有的为压应力，有的为拉应力；点缺陷会聚集到位错上使应变能降低，使系统那个能量下降，吸附溶质的位错是一种稳定组态；此时位错被钉扎二难以运动，使强度提高，会产生上下屈服效应。【知识点9】金属晶体中的内外界面（重点，考点）。掌握小角度晶界、大角度晶界以及其他界面类型。【例题4】单相金属或合金各晶粒间的界面一般称之为晶界，通常晶界又分为小角度晶界和大角度晶界两大类，试问：划分为两类晶界的依据是什么？并讨论构成小角度晶界的结构模型。解题：依据是按界面两侧晶粒间的取向差，15°的称为小角度晶界，15°的为大角度晶界。小角度境界的结构模型是位错模型，比如对称倾转晶界用一组平行刃位错来描述。而大角度晶界的三种结构模型（过度结构模型，小岛结构模型，重合阵点结构模型）。第三章金属及合金的相图本章节包括8个知识点，其中必须掌握的知识点是2个。1．相，相律的概念；2．掌握杠杆定律。强化阶段，需要掌握的知识点2个：相，相律的概念；杠杆定律。在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过对二元相图的理解，理解相变规律，掌握成分随温度的变化规律，熟悉相应知识点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。这一章节不是很重点，出题也只会结合铁碳相图出题，考察杠杆定律，只要掌握了二元合金相图的一般规律就可以了，前面的相平衡热力学概念知道即可。三元相图不考。【知识点1】【例题1】简述二元系中共晶反应、包晶反应和共析反应的特点；并计算其各相平衡时的自由度。解题：共晶反应是：液相同时凝固出两个不同成分的固相相互配合生长，一般长成片层状。共析与共晶相似，只是母相是固相，即一个固相同时生成另两个不同成分的固相。包晶反应是：液相与一个固相反应生成另一个固相，新生成的固相包住原有的固相，反应需要固相中的扩散，速度较慢。这三种反应出现时，自由度都是0，即三相成分固定，温度也固定。第四章金属及合金的凝固与组织本章节包括28个知识点，其中必须掌握的知识点是2个。是重点以及难点，很重要的一章。1.凝固过程的宏观特征。（宏观现象表现，描述其过程特征，过冷度的概念）；2.晶核的自发形成——均匀形核（描述均匀形核的机理和过程，ΔG总=-VΔGp+Sσ，结构涨落，晶胚，晶核的概念）；3.非均匀形核（概念，过程）；4.晶体的成长（宏观和微观，成长条件，一，二；晶体的成长机理：连续成长，借台阶侧向扩展成长，二维晶核式的成长，借晶体缺陷成长）；5.晶体的形貌（05年）（具有规则几何外形——非金属，金属间化合物，不规则几何外形——金属晶体；正负温度梯度；一次晶枝，二次晶枝）；6.结晶过程中结构缺陷的形成（空位、位错的产生过程，亚晶及亚晶界的形成）；7.组成过冷——成分过冷（05年）（温度过冷和浓度过冷）；8.凝固后的组织（显微偏析——晶内偏析即枝晶偏析，晶粒间的偏析，晶界偏析；晶粒形貌05年考过，1、2、3）；9.共晶合金的凝固及共晶组织（离异共晶，伪共晶）；10.铸锭的凝固及组织（考点）（细晶区，柱晶区，等轴晶区；铸锭的形成机理；影响铸锭结晶组织的因素）。强化阶段，需要掌握的知识点2个：相，相律的概念；杠杆定律。在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过对二元相图的理解，理解相变规律，掌握成分随温度的变化规律，熟悉相应知识点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。这一章节不是很重点，出题也只会结合铁碳相图出题，考察杠杆定律，只要掌握了二元合金相图的一般规律就可以了，前面的相平衡热力学概念知道即可。【知识点10】【例题1】铸锭的一般组织可分为哪几个区域？写出其名称。并简述影响铸锭结晶组织的因素解题：分为三晶区：激冷区、柱状晶区、中心等轴晶区。影响铸锭结晶组织的因素：1，液体过冷度，越小越好。2，凝固温度范围，越大越好，有利于枝晶的破碎。3，温度梯度，越小越有利于等轴晶。4，合金熔点低，温度梯度小。5，搅拌或加孕育剂。【例题2】简述铸锭的宏观偏析。解题：宏观偏析：正常偏析和比重偏析。正常偏析：指按合金的分配系数先析出的含溶质低，后凝固的含溶质多。因铸锭尺寸大，由表面到中心成分不均匀，偏析出现在宏观尺度上，称宏观偏析。反常偏析：仍遵守分配系数关系，只是形成大量枝晶后，富集溶质的液相会沿枝晶间的通道逆向反流到先凝固的铸锭表面附近，千万由表面到中心成分分布的反常。比重偏析：是凝固时，固相与液相比重不同，而沉积或漂浮，从而造成铸锭下端与上端成分的不均匀，也是宏观尺度。【知识点2,3】【例题3】1．相同过冷度下比较均匀形核与非均匀形核的临界半径、临界形核功。临界晶核体积，哪个大？2．合金凝固时的液/固界面前沿通常比纯金属液/固界面前沿更容易出现过冷，为什么？3．典型的金属（如铁）和典型的非金属（如硅，石墨）在液相中单独生长时的形貌差异是什么？解题：1，临界半径相同；临界界形核功是均匀形核时高；临界晶核何体积也是均匀形核时大。2，合金界面前沿会出现组成过冷，即界面前溶质的富集提高了局部区域的熔点，所以更易出现过冷。3，因两者分别是粗糙型（铁）和光滑型界面（硅），前者是外形均匀的等轴晶或枝晶，后者为规则多边形、有棱角的形状。【知识点8】【例题4】什么是一次带状组织和二次带状组织？分析一次带状组织和二次带状组织形成的原因。解题：一次带状组织是凝固时形成枝晶，热轧后成带状而产生的；在CuCl浸蚀下，黑色条带是枝晶干（含溶质不），白色条带常是富集杂质的枝晶间，也称原始带状。二次带状是固态转变的产物，在硝酸酒精浸蚀下，白色带状是先共析铁素体，黑色带状是珠光体，也称显微带关组织。只有在一次带状的基础上才会产生二次带状。这些带状都与元素的偏析和夹杂物的特殊分布有关。第五章金属及合金的形变本章节包括25个知识点，其中必须掌握的知识点是6个。是必考的一章，也是很重要的一章。1.滑移的机理（概念：滑移，滑移带，滑移系，位错线）2.滑移的临界分切应力τk。3.形变过程中位错的增殖（增殖过程）4.晶界在形变中的作用（晶界的切变和协调作用）；5.晶粒的大小对形变的影响；6.上、下屈服点和吕德斯带。强化阶段，需要掌握的知识点6个。在复习每一个知识点的过程中，首先要