一、考试基本要求  

本科目考试着重考核考生掌握“材料科学基础”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“材料科学”理论体系的基本框架有一个比较全面的了解，理解金属材料、高分子材料制造-加工-结构-性能-应用相关关系，旨在评估考生运用材料科学的基本原理和方法解决实际材料工程问题的能力。

二、适用范围

适用于“材料科学与工程专业”和“高分子材料与工程专业”。

三、考试形式

     闭卷，180分钟。

《材料科学基础》试题形式为1+2模块：“1”为所有考生的必答题模块，主要考点为材料科学与工程基础；“2”为专业特色模块，其专业特色模块名称为：材料科学与工程、高分子材料与工程，考生可根据自身的优势选择其中的1个模块答题。

四、考试内容和考试要求

（一）必答题模块考试内容及要求：

（1） 材料科学基础概述：掌握材料、材料科学、材料工程的含义，材料的分类，材料结构的层次，材料性能的环境效应，工程材料的选择、各种材料（金属、无机非金属及高分子）的结构与性能的区别等。

（2） 晶体结构：掌握晶体价键类型及空间点阵，及常见材料的晶体特征。

（3） 材料的变形与断裂：掌握材料的拉伸变形、典型的应力应变曲线、脆性材料与塑性材料、韧性断裂及脆性断裂的微观特征、脆韧转变内因外因等。

（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：

（1）金属的晶体结构

掌握：原子间的键合，空间点阵，晶向指数和晶面指数。晶体的对称性。极射投影。三种典型的金属晶体结构，金属的多晶型性，合金相结构。

（2）晶体缺陷

掌握：点缺陷的形成、分类，点缺陷的平衡浓度，点缺陷的运动。刃型位错和螺型位错的特征，柏氏矢量的确定、特性以及表示方法。作用在位错上的力和位错的运动，分析位错运动的两种基本形式：滑移和攀移的特点。位错的应力场及位错与晶体缺陷间的交互作用，分析运动位错的交割及其所形成的扭折或割阶不同情况。堆垛层错与不全位错，位错的分解与合成，位错反应的条件，Thompson四面体，材料中的面缺陷等等。

（3）材料的形变

掌握：金属的应力应变曲线，金属的弹性形变，滑移系统，单晶体的塑性形变，滑移的临界分切应力，滑移的位错机制。孪生变形的过程，孪生的特点，孪生的形成，孪生的位错机制，扭折。多晶体塑性形变的特点，霍尔-佩奇关系。屈服现象与应变时效，细晶强化，塑性形变对金属材料组织与性能的影响等等。

（4）二元合金相图及其分类

掌握：相图的基本知识，相图的表示和测定方法，相平衡和相律，杠杆定律。匀晶相图及固溶体凝固，能分析固溶体的平衡凝固过程和非平衡凝固过程。共晶相图及其凝固过程。包晶相图及其凝固过程。能分析其它类型的二元合金相图（具有化合物的二元相图，具有偏晶转变的相图，具有合晶转变的相图，具有熔晶转变的相图，具有固态转变的二元相图）。铁碳相图。

（5）三元相图   

掌握：三元合金相图的表示方法。三元系平衡相的定量法则（直线法则，杠杆定律，重心定律）。三元匀晶相图（三元匀晶相图的空间模型，固溶体合金的结晶过程，三元匀晶相图的截面图及投影图）。三元共晶相图（相图的空间模型，截面图，投影图，相区接触法则）。三元合金相图实例分析。

（6）固体金属中的扩散

掌握：菲克第一定理、菲克第二定理，能根据一些较简单的扩散问题中的初始条件和边界条件，运用菲克第二定律求解。互扩散，反应扩散，扩散的热力学分析，扩散驱动力，柯肯达耳效应，扩散机制，上坡扩散，晶体中原子的跳动与扩散系数，扩散激活能，影响扩散的因素等等。

（7）金属和合金的凝固  

掌握：纯金属的凝固，凝固过程，热力学条件，均匀形核和非均匀形核，均匀形核的临界晶核半径和形核功的推导，形核率。合金的凝固，正常凝固，区域熔炼，表征液体混合程度的有效分配系数Ke，合金凝固中的成分过冷。铸锭的组织与缺陷。

（8）回复与再结晶  

掌握：冷变形金属在加热时的组织与性能变化，回复动力学，回复机制。再结晶过程，再结晶动力学，再结晶温度及其影响因素，再结晶后的晶粒大小。金属的热加工，动态回复和动态再结晶以及热加工后金属的组织与性能变化。

2、高分子材料与工程模块考试内容及要求（高分子化学）：

（1）绪论

掌握高分子化学的基本概念,高分子化合物的基本特点，高分子化合物分类和命名，聚合反应的分类及机理，各种相对分子质量及其表示方法以及分子量分布，以及聚合物的物理状态和主要性能。

（2）缩聚及逐步聚合反应

掌握线型缩聚的反应机理、动力学及聚合度控制、分布和影响因素，逐步聚合反应的特点及重要缩聚物（涤纶、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂）的原料和合成方法；掌握体型缩聚凝胶化现象和凝胶点的预测，无规预聚物和结构预聚物的制备。

（3）自由基聚合

掌握自由基聚合的单体结构、反应的机理及热力学、动力学特征，聚合速率的影响因素及动力学链长、温度、链转移反应对聚合度的影响，链转移剂和相对分子质量调节方法，阻聚剂、缓聚剂概念，阻聚机理和阻聚作用。

（4）自由基共聚合

掌握共聚物的类型和命名，二元共聚物的组成方程和组成曲线，竞聚率的概念；掌握共聚物组成的控制方法及与转化率的定性关系，单体和自由基的活性和Q-e概念。

（5）聚合方法

掌握四种聚合反应方法的特点，悬浮聚合分散剂及分散作用，乳液聚合机理及聚合动力学。

（6）离子聚合

掌握离子聚合的单体、引发体系及引发反应，活性阴离子聚合反应的机理、动力学、应用；离子聚合和自由基聚合的比较。

（7） 配位聚合

掌握配位聚合的定义和特点、引发剂的类型和作用、聚合物的立构规整度，掌握Ziegler-Natta引发剂的组成、性质和反应，丙烯配位聚合的机理。

（8）聚合物的化学反应

掌握几率效应、邻近基团效应、遥爪聚合物、老化、降解、解聚、接枝、嵌段、扩链、硫化等基本概念；掌握聚合物的反应活性、特征及其影响因素，掌握聚合物的相似转变，聚合度增大的反应以及聚合物老化和防老化。

五、参考书目

1. 潘祖仁主编，《高分子化学》，化学工业出版社，2007。

2、张晓燕主编，《材料科学基础》，北京大学出版社，2014。