一、考試要求：
1. 掌握材料科學的基本概念，理解材料的成分、組織結構、制備工藝與材料性能和應用之間的關系；
2. 掌握材料科學的基礎理論，主要包括晶體學基礎、材料的固體結構、晶體缺陷、固態擴散理論、材料的形變與再結晶、凝固理論與相圖、材料的強韌化；
3. 熟悉材料科學基礎理論的應用，能夠根據材料科學的基礎理論分析材料應用中常見的科學與工程原理。
二、考試內容：
1. 材料的結構
（1）原子間的鍵合：金屬鍵、離子鍵、共價鍵、范德瓦耳斯力、氫鍵；
（2）晶體學基礎：空間點陣和晶胞、晶向指數和晶面指數，晶帶定理，三種典型的金屬晶體結構，晶體的原子堆垛方式和間隙，多晶型性；
（3）合金相結構：固溶體、中間相。
2. 晶體缺陷
（1）點缺陷：點缺陷的形成、點缺陷的平衡濃度、點缺陷的運動；
（2）線缺陷：位錯的基本類型和特征、伯氏矢量，位錯的運動與交互作用，位錯的應力場和應變能，位錯的生成和增殖，實際晶體結構中的位錯，位錯反應；
（3）面缺陷：晶界和亞晶界，孿晶界，相界。
3. 固體中原子的運動
（1）表象理論：菲克第一定律、菲克第二定律，擴散方程的解，置換型固溶體中的擴散和Kirkendall效應，擴散的熱力學分析；
（2）原子擴散理論；擴散機制，擴散系數，Arrhenius方程，擴散激活能；
（3）影響擴散的因素，反應擴散。
4. 材料的形變與再結晶
（1）彈性變形：彈性變形的特征、彈性模量，彈性的不完整性；
（2）晶體的塑性變形：單晶體的塑性變形，多晶體的塑性變形，合金的塑性變形，塑性變形對材料組織與性能的影響；
（3）回復和再結晶：冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化，回復、再結晶、晶粒長大，再結晶退火后的組織，
（4）熱變形：動態回復與動態再結晶，熱加工對組織性能的影響，蠕變，超塑性。
5. 材料的凝固與相圖
（1）純晶體的凝固：相平衡條件和相律，晶體凝固的熱力學條件，均勻形核、非均勻形核，晶體長大，結晶動力學及凝固組織，多種生長機制和凝固理論的應用；
（2）相圖的熱力學：相圖的表示和測定方法，固溶體的自由能-成分曲線、多相平衡的公切線原理、混合物的自由能和杠桿法則；
（3）二元相圖：二元相圖的幾何規律，勻晶、共晶、包晶相圖和其它類型二元相圖的分析，復雜二元相圖的分析，溶混間隙相圖、調幅分解，鐵碳相圖分析，根據相圖推測合金的性能，固溶體的凝固理論、共晶凝固理論、合金鑄錠(件)的組織與缺陷；
（4）三元相圖：三元相圖成分表示方法、三元相圖的截面圖和投影圖、三元相圖中的杠桿定律及重心定律，固態互不溶解的三元共晶相圖。
三、參考書目
《材料科學基礎》（第三版），胡賡祥、蔡珣、戎詠華編，上海交通大學出版社，2010.
