贵州大学博士研究生入学考试大纲

考试科目代码及名称：3078材料性能 

一、考试基本要求  

《材料性能》以材料的力学性能为主要考核内容，本科目考试着重考核考生掌握工程材料力学性能的基本概念、基本思想、基本分析方法和基本理论的程度，要求考生对工程材料的力学性能理论体系的基本框架有一个比较全面的了解，并能综合运用所学的工程材料力学性能知识分析遇到材料的工程问题。 

二、适用范围

适用于材料学、材料加工、高分子材料专业 

三、考试形式

     闭卷  180分钟

四、考试内容和考试要求

（一）必答题模块考试内容及要求：

力学性能及其指标：强度与塑性、弹性变形、塑性变形、屈服强度、形变硬化（形变强化）、断裂及断裂强度、疲劳强度、拉伸曲线。

（二）选做题模块考试内容及要求：

1、材料科学与工程模块考试内容及要求：

考试对思维与能力的要求说明

《材料性能》以工程材料的力学性能为主要考核内容，是材料类专业的专业主干课的学习内容。课程学习的目的在于从各种工程构件的服役条件和失效现象出发，通过各个教学环节，将材料力学性能的基础理论与其工程实际应用融合，研究、分析和探索材料在各种服役条件下表现出的力学行为的特性及普遍规律，提出衡量和判断材料发生失效时表现出的极限抗力的力学性能指标。研究分析这些指标的物理意义、工程技术意义和实践测定方法，探索这些指标之间的相互关系，以及与生产加工工艺性能之间的关系，分析其材料的内在因素（成分、组织、状态）和外在条件（应力状态、加载速度、温度、环境介质等）对它们的影响，从而为在工程设计和制造过程中合理选择和正确使用材料提供可靠的力学性能依据。同时为根据我国资源情况发展新材料、改进或创造新工艺以提高材料的力学性能指标等方面提供理论依据和检测标准。

考试围绕考核考生对上述内容的掌握情况，进行出题考核。试题的难度、覆盖面、侧重点均符合本大纲要求。为保证合理考查考生掌握相关基础知识及深度，以及对相关知识综合应用能力，基本题、中等难度、综合应用及难度较大的题的比例大致为4：3：3。

考试内容

（1）金属在单向静拉伸载荷下的力学性能

弹性变形阶段的力学性能,包括：弹性模数、弹性变形的本质、弹性模数的意义和影响因素； 塑性变形阶段的力学性能，包括：工程金属材料的塑性变形特点，屈服强度，塑性指标，形变硬化，颈缩和颈应力修正，抗拉强度和真实断裂强度，σ－ε曲线；静力韧度；断裂，包括：断裂类型和断裂方式，决定断裂类型的因素，断裂过程，断口微观分析，断裂强度和判据问题：

（2）其它静加载下的力学性能

扭转，包括：扭转试验特点，扭转性能指标，条件强度极限；弯曲、压缩和多向不等压缩，包括：弯曲试验，单向压缩试验，多向不等压缩试验；硬度，包括：硬度的概念，压入法硬度试验点，布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度，显微硬度，其它硬度试验，硬度与其他性能指标关系。

（3）缺口、冲击和冷脆

缺口效应，包括：缺口的作用，缺口拉伸和缺口偏斜拉伸，缺口静弯曲；冲击韧性，包括：冲击载荷特点，冲击载荷政的变形与断裂，缺口试样的冲击弯曲及冲击值的意义；低温脆性，包括：低温脆性的问题，系列冲击试验和冷脆转化温度及其评定准则，影响冲击值和冷脆转变湿度的因素，落锤试验和断裂分析图。

（4） 断裂韧性

线弹性条件下的断裂韧性指标，包括：裂纹顶端附近的应力应变场，平面应变断裂韧性，裂纹顶端塑性区及其修正，裂纹扩展能量率及其与KIC的关系，影响断裂韧性的因素，KIC 与其他性能的关系；弹塑性条件下的断裂韧性指标，包括：J积分，裂纹顶端张开位移（COD）及δC，JIC、KIC、GIC以及COD之间的关系，阻力曲线；断裂韧性指标的测定，包括：KIC 测定方法，GIC 测定方法，JIC测定方法，δC 测定方法

（5） 疲劳

疲劳现象及其一般规律,包括：变动载荷类型及疲劳失效特点，疲劳曲线，

不对称循环应力下的疲劳极限；疲劳破坏过程，包括：疲劳宏观断口分析，疲劳破坏过程和断口微观分析，疲劳裂纹扩展速率，疲劳门槛值；疲劳强度的影响因素和提高途径，力学方面的因素，材料方面的因素；低周疲劳和热疲劳，包括：现象和特点，循环硬化与软化、周期应力应变曲线，应力幅――破断周次关系、Δσ—N关系、疲劳寿命，塑性应变幅与破断周次关系、Δε—N关系；热疲劳，包括：冲击疲劳。

（6）金属的应力腐蚀和氢脆断裂

应力腐蚀，包括：应力腐蚀现象和断口形貌，应力腐蚀机理，断裂力学在应力腐蚀中的应用，减轻应力腐蚀的途径；氢脆，包括：氢的来源，氢脆类型及机理，氢脆与应力腐蚀关系，氢脆的防止方法；腐蚀疲劳；其他环境、介质作用下的力学行为，包括：液体金属致脆，中子幅照损伤。

（7）磨损

磨擦及磨损的概念，包括：磨擦及磨损，磨损类型及耐磨性；磨理机理及影响因素，包括：粘着磨损，磨粒磨损，腐蚀磨损；提高耐磨性途径；磨损试验方法；接触疲劳，包括：接触应力的概念，接触疲劳的类型和损伤过程，影响接触疲劳抗力的因素，接触疲劳试验方法。

（8）高温力学性能

蠕变和蠕变断裂，包括：蠕变现象，蠕变过程中变形与断裂机理；蠕变极限与持久强度，包括：蠕变极限及其测定方法，持久强度及其测定方法，影响蠕变极限及持久强度的主要因素；松驰稳定性，包括：应力松驰现象，松驰稳定性指标及其测定方法；其他高温力学性能，包括：高温短时拉伸性能，高温硬度，高温疲劳、蠕变与疲劳交互作用。

（9）聚合物材料的力学性能

高分子材料的结构；晶态聚合物与非晶态聚合物的变形；聚合物的粘弹性；聚合物的强度与断裂；聚合物的疲劳断裂

（10）陶瓷材料的力学性能

陶瓷材料的结构；陶瓷材料的变形与断裂；陶瓷材料的强度；陶瓷材料的硬度与耐磨性；陶瓷材料的断裂与增韧；陶瓷材料的疲劳。

（11）复合材料的力学性能

复合材料的定义与性能；复合材料的力学性能；复合材料的断裂与疲劳。

2、高分子材料与工程模块考试内容及要求（高分子材料结构与性能）：

考试对思维与能力的要求说明

“高分子材料结构与性能”是以高分子为研究对象，以高分子材料结构与性能之间的内在联系及其基本规律为主要研究内容的一门学科。以高分子结构与性能关系为主线、以分子运动为联系结构与性能的桥梁，重点考核高分子的链结构、凝聚态结构和各种物理性能（包括溶液性质、力学性质、流动性质、电学性质等）之间的内在联系和基本规律，同时兼顾考查高分子的结构、分子运动、分子量及其分布及各种物理力学性能的测试方法等。

考试内容

（1）高分子的链结构

构型的概念；构象的概念；高分子链的柔顺性的概念及主要影响因素；均方末端距的几何计算法；高分子链柔顺性的表征；晶体和溶液中的构象。

（2）高分子的凝聚态结构

内聚能密度的概念；晶体结构的基本概念；各种结晶形态、形成条件及研究方法；高分子晶态结构模型；高分子的结晶过程；结晶度及其测定方法；非晶态结构模型（Flory的无规线团模型和两相球粒模型）；液晶态的基本概念；液晶的结构特征和形成条件；液晶的特性和应用；高分子的取向现象、取向机理、取向度的表征和应用；高分子合金的概念、相容性和组分含量与织态结构的关系；非相容高分子合金的增容方法和相容性表征。

（3）高分子的溶液性能

高聚物的溶解过程；溶剂的选择原则；溶解度参数的概念和测定；Flory-Huggins晶格模型理论的基本假设和高分子溶液热力学相关的基本公式；相互作用参数（c1）和第二维利系数（A2）物理意义；q溶液的含义和q条件；

渗透压的概念及公式的应用；高分子溶液及多组分高分子相图和相分离机理；高分子浓溶液在高分子增塑和溶液纺丝中的应用；凝胶与冻胶的概念。

（4）高分子的分子量和分子量分布

各种平均分子量的统计意义和表达式；分子量分布宽度的表示方法（多分散系数、分布宽度σ、微分分布曲线、积分分布曲线）；端基分析法、气相渗透法、粘度法测分子量的基本原理、基本公式、测试方法、所测分子量的为哪一种平均分子量和分子量范围；高分子的沉淀与溶解分级方法、原理；体积排除色谱的分离机理、实验方法、数据处理。

（5）高分子的分子运动

高分子分子热运动的主要特点；模量（或形变）—温度曲线上的各种力学状态和转变所对应的分子运动情况；玻璃化转变的现象、自由体积理论（热力学和动力学理论）；玻璃化温度的测定方法和影响因素及调节；玻璃态高分子的次级转变；高分子的分子结构和结晶能力的关系；等温结晶动力学方程和应用；结晶高分子的熔融过程的特点和熔点的影响因素。

（6）橡胶弹性

橡胶弹性的特点；通过热力学分析掌握橡胶弹性的本质；橡胶状态方程及一般修正。

（7） 高分子的粘弹性

高分子的粘弹性现象和分子机理（蠕变现象、应力松弛现象、滞后现象、力学损耗）；粘弹性的力学模型理论（Maxwell 模型、Kelvin模型和多元件模型）；松弛时间谱和推迟时间谱的物理意义；Boltzmann叠加原理及应用；时温等效原理（WLF方程）及应用；测定高聚物粘弹性的实验方法；储能模量、损耗模量、损耗角正切、对数减量之间的关系；分子运动与动态力学谱之间的关系。

（8） 高分子的力学性能

高分子应力-应变曲线，从该曲线所能获得的重要信息，及各种因素对应力-应变曲线影响；屈服现象和机理，银纹、剪切带的概念，了解屈服判据；高分子的强度、韧性和疲劳等概念；格里菲斯的脆性断裂理论；高分子强度的影响因素、增强方法和增强机理；高分子韧性的影响因素、增韧方法和增韧机理。

（9）高分子的流变性

牛顿流体和非牛顿流体；高分子黏性流动的特点；高分子熔体剪切黏度的测定方法；高分子熔体剪切黏度的影响因素及分子解释；高分子的拉伸黏度、类型及测定方法；高分子熔体的弹性表现。