贵州大学博士研究生招生考试大纲

科目代码及名称：2056材料科学基础

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，要求考生掌握“材料科学”理论体系的基本框架，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，并能综合运用材料科学的基本原理和方法解决实际材料工程问题。

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

四、考试内容和考试要求

（一）必答题模块考试内容及要求：

（1）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。

（2）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。

（3） 材料分析测试技术：掌握扫描电镜、透射电镜、X射线衍射分析技术等分析测试方法的基本工作原理，考察学生对于研究材料的微观组织形貌与结构所必备的基础知识与基本技能。

（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。极射投影原理及吴氏网的应用。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：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：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。

（4）二元合金相图及其分类

掌握：匀晶相图、共晶相图、包晶相图的相图分析，能分析不同成分合金的平衡凝固过程。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）。能利用杆杆定理计算相组成物、组织组成物的相对含量。熟悉掌握铁碳相图。

（5）三元相图

掌握：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）。能利用杠杆定理和重心法则计算相对含量。能进行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。

（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

掌握基本概念：聚合物、单体；聚合物的重复单元、结构单元、单体单元、链节；聚合度；低聚物（齐聚物）；高分子材料；热塑性聚合物、热固性聚合物；

掌握高分子分类和命名；

掌握聚合反应机理；

掌握聚合物的各种相对分子质量及其表示方法以及分子量分布；

掌握大分子微结构与物理状态和主要性能；

了解高分子化学发展史及发展动态。

（2）缩聚和逐步聚合

掌握线型缩聚与成环倾向，线型缩聚的反应机理；

掌握线型缩聚动力学；

掌握影响线型缩聚物聚合度的因素和控制方法；

掌握利用逐步聚合反应生产重要线型聚合物（如涤纶聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂）等的原料和合成方法。

掌握体型缩聚与单体的官能度的关系；

掌握凝胶化现象和凝胶点的预测；

掌握无规预聚物和结构预聚物的制备；

掌握缩聚和逐步聚合的实施方法；

了解其它其他逐步聚合反应生产重要聚合物（如聚酰亚胺及高性能聚合物、聚砜和其它含硫杂链聚合物、氨基树脂）等的原料和合成方法。

（3）自由基聚合

掌握自由基聚合的单体结构及对聚合机理的选择；

掌握自由基聚合反应的机理及热力学、动力学特征；

掌握自由基聚合微观动力学的推导；

掌握温度对聚合速率的影响；

掌握动力学链长、温度、链转移反应对聚合度的影响；

掌握链转移剂和相对分子质量调节方法；

掌握阻聚剂、缓聚剂概念，阻聚机理和阻聚作用。

掌握自由基聚合新进展（如活性自由基聚合等）

了解自由基寿命、链增长、链终止速率常数的测定方法。

（4）自由基共聚合

掌握共聚物的类型和命名

掌握二元共聚物的组成方程、组成曲线；

掌握竞聚率的概念；

掌握共聚物组成的控制方法及与转化率的定性关系；

掌握单体和自由基的活性；

掌握Q-e概念；

了解竞聚率的测定方法及其影响因素；

（5）聚合方法

掌握本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合四种聚合方法的特点；

掌握悬浮聚合分散剂及分散作用；

掌握乳液聚合的主要组份及其作用；

掌握乳液聚合机理及聚合动力学；

了解乳液聚合新技术。

（6）离子聚合

掌握离子聚合的单体、引发体系及引发反应；

掌握活性阴离子聚合反应的机理、动力学；

掌握活性阴离子聚合及其应用；

掌握离子聚合和自由基聚合的比较；

了解活性阴离子聚合的特殊链终止和转移反应；

了解阳离子聚合反应的机理及特点；

了解阳离子聚合相对分子质量的控制方法；

了解离子聚合增长速率常数及其影响因素；

了解丁基锂系丁苯橡胶的合成及丁基橡胶的合成。

（7）配位聚合

掌握配位聚合的定义和特点；

掌握配位聚合引发剂的类型和作用；

掌握聚合物的立构规整度；

掌握Ziegler-Natta引发剂的组成、性质和反应，第三组份的作用；

掌握丙烯和二烯烃配位聚合的机理；

了解α-烯烃用非均相Ziegler－Natta引发剂聚合时调节相对分子质量的方法；

了解Ziegler-Natta引发剂的发展。

（8）聚合物的化学反应

掌握基本概念：几率效应、邻近基团效应、功能高分子、离子交换树脂、高分子试剂、高分子催化剂、遥爪聚合物、老化、降解、解聚、接枝、嵌段、扩链、硫化。

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；

掌握聚合度变大的化学转变：交联、接技、扩链；

掌握聚合度减小的化学反应：聚合物的降解-热降解、水解、氧化降解及光氧化降解；

了解聚合物老化和防老化；

了解反应功能高分子的种类、特点、制备方法及应用。