一、 課程名稱：材料科學與工程綜合
材料科學與工程綜合，含：①材料科學研究方法②無機非金屬材料學③高分子物理④土木工程材料(①必考，②-④任選一門考)
二、適用專業：材料科學與工程綜合(學術和專業學位)
三、總體要求：
1、材料科學研究方法：課程的考試目的在于考察考生對X射線衍射、光學和電子顯微鏡、核磁共振、熱分析、光譜分析、孔結構和硬度壓痕等測試方法的基本原理、測試儀器、制樣方法及結果分析等知識的理解和掌握程度，并關注學生綜合利用各類已知研究方法解決實際材料科學領域問題的能力。
2、無機非金屬材料學：要求考生系統地掌握玻璃、陶瓷、水泥等無機非金屬材料的特性與功能，重點掌握不同材料的組成、工藝、結構、性能和效能之間的關系，綜合運用上述知識，選擇研究路線，設計實驗方案，安全開展實驗，正確采集實驗數據，同時具備工程師基本素質，并培養學生分析和解決材料的設計、制備與檢驗等工程實際問題的能力。
3、高分子物理：本課程著重研究高分子材料結構與性能之間關系的一門學科，與高分子材料的分子設計、合成工藝、改性方法、成型工藝、實際應用等都有非常密切的聯系，是高分子材料與工程及其相關專業的重要專業基礎課之一。通過本課程的學習，使學生對高分子的結構與性能有充分的認識并能從分子運動的觀點分析和解釋高分子結構與性能的關系，培養學生在實際科研工作中運用高分子物理基本原理的能力以及學術交流能力。
4、土木工程材料：掌握土木工程中主要材料的技術性能、品種規格、適用范圍、檢驗方法及儲運等基本知識，熟悉重要材料的規格、型號、生產工藝、組成以及相關測試技術等內容。
四、主要內容：
(一)、材料科學研究方法的主要內容：
一)X射線衍射分析
X射線產生的基本條件;X射線譜的分類及特性;X射線譜的能量方程、微觀粒子在電場作用下的運動方程;依據布拉格方程計算掠射角、晶面間距或入射波長等參數;X射線與物質作用產生的各種射線;影響衍射強度的因素和物理意義;X衍射法對物相的定性、定量分析原理;簡單的XRD圖譜分析。
二)光學顯微鏡分析
傳統光學顯微鏡的構造及分辨率極限;不同電磁波的波長;正交偏光鏡下的晶體光學性質。
三)電子顯微鏡
彈性背散射電子與非彈性背散射電子的區別;電子與固體表面相互作用時產生的各類信號的特點和應用;透射電鏡的結構特點;透射電鏡的明場相、暗場相和衍射花樣的成像原理;簡單的倒易空間計算;透射電鏡的樣品制備;掃描電鏡的結構組成及各主要部件的特點;掃描電鏡的工作原理、影響掃描電鏡分辨率和景深的因素;形貌襯度的成像原理;掃描電鏡的樣品制備;X射線能譜儀的原理、性能特點和分析模式。
四)核磁共振波譜分析
磁性核的特點和常用的磁性核;產生核磁共振的條件;簡單的核磁共振圖譜的識別。
五)熱分析
DSC、DTA和TG的基本工作原理、設備的基本構造及其差異;三種測試方法的基本圖譜的解讀，水泥基材料中常用成分吸、放熱峰在圖譜中的位置。影響DTA、TG曲線的主要因素。
六)光譜與能譜分析
分子的振動形式;紅外光譜的產生條件;紅外光譜定性分析物質官能團的基本原理，常見官能團的位置，簡單紅外光譜的識圖;影響基團頻率位移的因素;紅外光譜試樣的制備方法和要求;拉曼光譜與紅外光譜產生原理的區別;XPS的產生原理，與EDS的區別;XPS測試方法的特點。
七)孔結構分析
孔結構的含義;壓汞法的測試原理，誤差來源;二次進汞原理;各類孔結構參數的含義;氣體吸附法的原理，與壓汞法的比較。
八)硬度測試
測量壓痕硬度的意義;壓痕硬度的測試原理;納米壓痕測試技術的應用范圍。
九)綜合應用
除考察各類研究方法的基礎知識外，尤其注重的是能夠依據各類研究方法的研究對象、適用范圍，綜合運用各類研究方法，解決實際材料科學問題。
參考用書：材料科學研究方法，主編：金祖權，張蘋，出版社：哈爾濱工業大學，出版時間：2018年。
