粘土质点的带电基本理论以及粘土的离子吸附与交换规则； 粘土水系统的基本胶体性质（流动性、稳定性、触变性和可塑性）。 5．相平衡与相图 基本相图的相律和组成表示方法及杠杆规则基本原理；掌握分析典型三元和四元系统相图中点、线、面的基本规则和方法； 三元交互系统相图基本概念和物质的表示法。 6．扩散与固相反应 扩散的基本规律和分类及相关定义；固相反应的基本理论并利用主要固相（多相）反应动力学方程计算和分析相关问题；金氏和杨氏两方程异同点和影响固相（多相）反应的主要因素。 7．相变 相变的分类，液-固相变过程热力学基本原理，熔体的冷却过程中均匀和非均匀成核及晶体长大基本理论 8．烧结 固相烧结和液相烧结基本传质机理；烧结和烧成的基本定义和烧结推动力基本概念；晶粒生长和二次再结晶基本概念和理论；了解和分析烧结过程中常见的哪些因素会明显对最终烧结制品的质量产生影响。 金属学原理 一、考试的基本要求 全面掌握金属学的基本概念、基本规律、基本原理，要求能灵活运用金属学的基本理论综合分析材料的金属学问题。 二、考试题型 概念题；简答题；综合论述及应用题。 三、考试内容 第１章 晶体学基础 晶体结构、空间点阵、晶胞、晶系、点阵常数、晶面、晶向、晶面族、晶面族和晶面间距等基本概念；晶体结构与空间点阵的联系与区别；晶面指数和晶向指数的标定；晶带定理及应用；晶体的宏观对称、对称操作和对称要素、对称要素的组合。 第２章 金属及合金的晶体结构 典型的晶体结构与合金相的特点、分类,包括： 三种典型金属晶胞中原子的排列形式，包括晶格常数与原子半径的关系、晶胞内原子数、配位数、致密度、四面体间隙和八面体间隙数目； 相、组织、固溶体、金属间化合物、固溶强化、置换固溶体、间隙固溶体、有序固溶体、电子化合物、间隙相合间隙化合物等基本概念； 固溶体与金属间化合物的区别，间隙固溶体与间隙相及间隙化合物的联系和区别； 影响置换固溶体和间隙固溶体固溶度的因素，金属间化合物的分类及形成控制因素。 第３章 晶体缺陷 晶体缺陷的基本类型和特征，位错线与柏氏矢量、位错运动方向、晶体滑动方向与外加切应力之间的关系； 单位位错、不全位错、堆垛层错、扩展位错和固定位错等基本概念； 位错的应力场和应变能特点、位错的增值以及交割方式； 位错运动的方式及位错反应的必要条件； 晶体缺陷及其对材料性能的影响，金属及合金强化的位错机制。 第４章 固体中的扩散 自扩散、互扩散、柯肯达尔效应、上坡扩散、反应扩散、稳态扩散、非稳态扩散、扩散通量、空位扩散、间隙扩散、扩散常数、扩散系数、扩散激活能等基本概念； 扩散驱动力；菲克定律，扩散的基本规律及其应用； 扩散的机制及其影响因素。 第5章 合金相图 相平衡与相平衡图的基本概念、相律，杠杆应律，二元合金相图的建立，二元相图的基本类型：匀晶相图及固溶体的结晶， 共晶相图及其合金的结晶，包晶相图及其合金的结晶，其它类型的二元合金相图及相图与性能的关系； 合金组元、相、组织、相组成物、组织组成物等基本概念；匀晶、共晶相图，典型合金的结晶过程，杠杆定律及其应用，相图与性能的关系。 铁碳合金的平衡结晶过程及室温下所得到的组织，应用杠杆定律进行相组成物相对含量计算；铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体和渗碳体等基本概念；理解成分过冷的形成及影响因素、成分过冷对组织形态的影响； 三元相图的基本知识，熟悉浓度三角形、直线法则、重心法则、单变量线、投影图、垂直截面、等温截面等。分析简单的三元相图。 第6章 金属及合金的凝固 金属结晶的热力学条件，结构条件，均匀形核和非均匀形核的概念；长大的动力学和热力学条件，晶体的长大机制和生长形态； 合金凝固的基本概念、基本过程和规律；过冷度与结晶过程的关系，过冷度对结晶后所获得组织的影响； 结晶过程获得细晶粒金属的主要途径，应用结晶过程基本理论说明铸锭组织的形成过程及改变铸锭组织的方法。 第7章 金属的塑性变形 金属的变形特性，单晶体的塑性变形-滑移变形的主要特点与本质，滑移过程的位错机制，孪生机理及位错机制； 多晶体的塑性变形，溶质原子对塑性变形的影响，塑性变形对金属组织和性能的影响； 金属塑性变形的主要形式与机制；塑性变形的宏观现象与微观过程的联系；塑性变形对金属组织和性能的影响；冷加工、加工硬化的概念等。 第8章 回复与再结晶 金属或合金形变后在加热过程中组织结构及性能的变化，变形金属在加热过程中微观组织结构转变的基本规律，回复及再结晶对金属组织与性能的影响，热加工的概念。 第9章 金属的固态相变 固态相变的特点及分类；相变驱动力，界面能与畸变能在形核中的作用； 过饱和固溶体脱溶，共析转变的一般特点，马氏体转变的一般特点 高分子化学 应掌握的知识要点： 1.掌握自由基聚合、自由基共聚、离子聚合、配位聚合、逐步聚合反应的基本概念及其物理意义、基本原理、动力学理论、分子量及其对分子量分布的影响与相关的计算，控制分子量的方法、影响化学结构的因素以及这些因素对性能的影响；掌握高分子化合物的主要特征。 2.掌握四大聚合方法及其异同、适用条件、影响因素；目前工业上高聚物（三大合成材料）常采用的聚合方法。 3. 熟悉聚合物的化学反应、物理与化学因素对其有关性能的影响；掌握常见的聚合物反应的反应式（包括相关条件）。 材料物理基础 1、考试内容 晶体结构 固体结合 点阵振动与晶体的热学性能晶体缺陷 能带理论与材料导电性 材料的物理性能 2.、考察要点 （1）空间点阵与基元；晶体原胞；晶向、晶面及其标志；常见晶格实例；倒易点阵。 （2）离子键结合；共价键结合；金属键结合；范德华尔斯结合。 （3）一维晶格的本征振动：一维单原子链的本征振动；一维双原子链的本征振动。 （4）点阵振动的量子化：晶格振动能量的量子化、声子。 （5）晶格热学性能：晶格热容的爱因斯坦近似；晶格的热传导。 （6）空位；间隙原子；色心；点缺陷的热平衡浓度；点缺陷的迁移（点缺陷扩散、原子晶格扩散）。 （7）波函数与薛定谔方程：描述微观粒子运动规律的波函数所满
湖南大学材料科学与工程学院2009年硕士生招生简章修订样表
1、 湖南大学材料科学与工程学院2009年硕士研究生招生学科、专业目录 学科专业代码、名称 及研究方向 0805材料科学与工程 01 快速凝固、喷射沉积、机械合金化理论及技术 02铝合金、镁合金及金属基复合材料 03材料成形理论技术及其应用 04新型炭材料及炭基复合材料 05结构与功能陶瓷及超硬材料 06功能及纳米材料及薄膜材料 07计算材料科学 08高分子材料 09电子显微学及其在材料中的应用 10生物医用材料 学院主管领导签章： 2008年6月 30 日
6、 湖南大学2009年硕士研究生入学考试自命题科目参考书目 科目代码 013 70 招生院系所代码 及名称 招生 人数 规划数 ①101政治理论 ②201英语 ③302 数学二 ④材料科学基础 复试专业课 1、无机材料物理化学 2、 金属学原理 3、 高分子化学 4、 材料物理基础 5、 金属塑性成形原理 以上复试课程任选其一 欢迎环境科学与工程、力学、物理学、机械工程、土木工程、化学、化学工程与技术及制药类的考生报考 考试科目代码及名称 备注 科目名称 主 要 参 考 书 目 材料科学基础 1．《工程材料科学与设计》，谢弗（schaffer,j.p.）.机械工业出版社，2003 2．《材料科学基础》，胡赓祥，蔡珣.上海交通大学出版社,2000 无机材料物理化学 1．《无机材料物理化学》，周亚栋主编.武汉工业大学出版社，2004 2.《无机材料科学基础》，陆佩文主编.武汉工业大学出版社，2000 金属学原理 1．《金属学原理》，钟家湘.北京理工大学出版社，1995 2．《金属学原理》，胡德林.西北工业大学出版社，1995 高分子化学 《高分子化学》，潘祖仁主编.化学工业出版社第二版 1《材料物理学概论》，李言荣等编.清华大学出版社，2001年。 材料物理基础 2.《材料物理导论》，杨尚林,张宇,桂太龙主编.，哈尔滨工业大学出版社，1999 金属塑性成形原理 学院主管领导签章： 2008年6月 30 日
《金属塑性加工原理》，彭大署.中南大学出版社，2003 7、 湖南大学2009年硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲 科目代码 科目名称 (提纲式列举本科目须考查的知识要点, 纸张不够可附页) 材料科学基础 一、考试的基本要求 《材料科学基础》是材料学科的专业基础课，着重研究材料的成分、加工方法与材料的组织、性能之间的关系以及其变化规律，是发挥材料潜力、充分利用现有材料和研究开发新材料的理论基础，是考生学习后续相关材料课程和今后从事材料专业的工作基础课程。 要求考生比较系统地掌握材料科学的基本概念、基础理论及其应用。系统地理解材料与成分、组织结构与性能内在联系，具备综合运用知识分析和解决工程实际问题的能力。 考 试 大 纲 二、考试题型 试卷题型包括名词概念、简答题和分析论述题等型式。 三、考试内容 绪论部分 材料科学与工程 1. 物质和材料的基本概念。 2. 材料的主要类别及其基本特性。 3. 材料科学的发展和在工程中的应用。 第1部分 材料的原子结构 1. 原子结构主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数、原子量、原子价和电负性等基本概念，能量最低原理、包利不相容原理等基本原理，原子核外电子排布规律。原子结构、原子排列对材料性能的影响。 2. 材料中的结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。 3. 原子的堆垛和配位数的基本概念及对材料性能的影响。 4. 显微组织基本概念和对材料性能的影响。 第2部分 材料的晶态结构 1.晶体与非晶体、晶体结构、空间点阵、晶格、晶胞、晶格常数、布拉菲点阵、晶面间距等基本概念。 2.晶体晶向指数与晶面指数的标定方法。 3.晶体结构及类型，常见晶体结构(bcc、fcc、hcp)及其几何特征、配位数、堆积因子（致密度）、间隙、密排面与密排方向。 4.无机非金属材料中的典型晶体结构类型。 5.高分子材料的组成和结构的基本特征，高分子材料结晶形态、高分子链在晶体中的构象、高分子材料晶态结构模型、液晶态的结构特征与分类。 第3部分 点缺陷和扩散 1. 点缺陷的类型，肖脱基空位、弗兰克尔空位、间隙原子和置 2. 换原子，间隙固溶体和置换固溶体等基本概念，离子晶体中的点缺陷特点，点缺陷的平衡浓度、影响因素及其对材料性能的影响。 2.扩散概念和柯肯达尔效应，扩散第一定律、扩散第二定律。 3.扩散驱动力及扩散机制，反应扩散。 4.离子晶体中的扩散、聚合物中的扩散机制。 5.扩散系数、扩散激活能，影响扩散的因素及原理。 第4部分 线、面和体缺陷 1.位错类型，刃型位错、螺型位错、位错线和滑移线的基本概念，柏格斯回路和柏氏矢量的基本概念及物理意义。 2金属晶体中的滑移面和滑移方向。 3.离子晶体、共价晶体和聚合物晶体中的位错。 4.晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界面等基本概念。 5.晶粒度和晶粒尺寸的基本概念及测量。 6.体缺陷基本概念。 7.材料的强化方法及机制。 第5部分 高聚物及非晶态结构 1.高分子的链结构、高分子的聚集态结构。 2.玻璃化转变现象和玻璃化温度，玻璃化转变理论，影响玻璃化温度的因素。 3.高分子结晶能力，结晶速度，影响结晶速度的因素。 4.玻璃态高聚物的结构与性能；高弹态高聚物的力学性质，高弹性的特点，橡胶弹性对温度的依赖关系；高聚物的粘弹性力学松弛现象，粘弹性与时间、温度的关系。热固性和热塑性聚合物的概念及材料特性。 5.离子玻璃、共价玻璃、金属玻璃的结构及性能特点，影响玻璃形成能力的因素。 第6部分 材料的凝固与结晶 1.凝固与结晶、临界晶核的概念。均匀形核和非均匀形核及影响因素。材料的过冷现象，晶体生长机制以及晶体生长形态。 2.金属材料结晶的热力学条件、动力学和结构条件。 3.晶粒尺寸的影响因素及控制方法。 第7部分 相平衡和相图 1.相律的基本概念，相平衡的相率解释。 2.二元相图中的匀晶、共晶、包晶、偏晶等相图的结构分析；共析、包析反应；二元相图的平衡结晶过程分析、冷却曲线；二元合金中匀晶、共晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡组织特点；杠杆定律及其应用。 3.基本相图的分析和应用。 4.简单三元合金的相平衡分析、冷却曲线分析、截面图分析。 无机材料物理化学 1．晶体结构与晶体缺陷 硅酸盐物质主要结构特点和相关定义；晶体缺陷的分类和定义以及书写缺陷反应式应遵循的规则；固溶体、缺陷化学、非化学计量化合物的基本类型和分类与定义。 2．熔体和玻璃体 熔体的基本结构和定义以及玻璃的形成条件和通用性；利用玻璃的结构参数等表达式分析和计算相关玻璃的组成和性质；常见玻璃类型。 3．表面与界面 表面、界面、晶界和相界的基本定义和相关界面平衡表达式； 润湿与粘附的基本定义并利用主要表达式对相关问题计算和分析。 4．胶体
足的条件和所适用的方程， （8）一维晶格的近自由电子近似：自由电子近似，近自由电子近似和能带的形成。 （9）材料的导电性：材料导电性的经典电子理论与能带理论。 （10）材料的磁性：包括磁的基本概念及基本量，材料的磁化现象，材料顺磁性与抗磁性 （11）料的光学特性：材料的光学常数，材料的光吸收过程及发光现象。 金属塑性成形原理 适用专业：材料科学与工程类的材料成形、金属材料、机械工程专业本科。 考试内容及基本要求 1、绪论 金属塑性加工定义、分类，特点，地位，发展概况。 本课程的性质、内容、意义、发展概况。 着重阐明本课程的性质、内容、要求，对其它仅作一般介绍。 2、应力与应变分析 塑性加工时的外力及分类、内力、应力符号及正负号规定。 点应力状态概念，描述方法，任意斜截面应力的确定，应力边界条件表达式，应力张量定义与性质，应力不变量，应力的坐标变换公式，主应力定义与计算，主应力图示，主切应力与最大切应力定义与计算，八面体面应力，等效应力意义与表达式。 应力张量分解意义与方法，球应力张量、偏应力张量定义、物理意义，偏应力张量不变量定义与物理意义，π平面定义，π平面上应力特点，张量分解几何表示，利用π平面方法求主应力。 应力平衡微分方程的意义、推导、形式。 本章着重于点应力状态的概念，任意斜截面上应力公式的应用，张量分解的定义与几何表示、平衡微分方程的建立。直角坐标系平衡微分方程要求能具体推导，其他坐标系列可作一般介绍。本章包含的基本概念和公式较多，是其他各章的基础，要求熟练掌握，相关公式要求能进行形式互换，应能应用公式进行相应计算。 坐标网格法简介、位移、位移增量、应变概念，应变与位移关系方程（直角坐标要求推导，圆柱坐标、球坐标下介绍表达式），线应变与切应变，*相对位移张量与位移的刚体转动分量。 点的应变状态的概念，任意方向上的应变的确定，应变张量，应变张量不变量，主应变，主切应变和最大切应变，八面体应变，等效应变的定义与表达式，应变张量分解，球应变张量和偏应变张量。 *应变协调方程概念与表达式，塑性变形的体积不变条件表达式与应用，主应变图示与变形力学图示。 应变速度张量定义，确定，用途，速度边界条件。 应变增量张量定义，确定，用途，应变全量与应变张量的关系。 变形速度的表示方法（含绝对变形，相对变形，对数变形）与计算。 本章最基本的表示方法是应变与位移关系方程。要注意位移，相对位移，应变之间和工具运动速度，金属质点位移速度，应变速度之间及应变全量、应变增量、应变速度之间的联系与差别，掌握应变、应变速度、多道次加工时变形程度与工件尺寸的确定方法。 3、金属塑性变形的物性方程 拉伸曲线、硬化曲线、金属变形的力学特点，静水压力的影响，包辛格效应，基本假设，材料简化模型，弹性应力应变关系，弹性应变能。 屈服条件、屈服函数、屈服轨迹的定义，特雷斯卡屈服条件和密塞斯屈服条件的意义、表达式、几何表示、两者差别、实验验证、等向强化材料屈服条件。 加载准则、加载方式（简单加载、复杂加载、中性加载）的概念，塑性应力应变关系的增量理论和全量理论的内容、表达式、应用、实验验证。 变形抗力概念、等效应力与等效应变关系曲线的意义、确定、运用。 *塑性势、最大塑性功原理概念与表达式。 塑性加工问题的求解途径，平面应变问题轴对称问题的定义，变形力学方程。 要求着重掌握特雷斯卡屈服条件和密塞斯屈服条件的表达式、几何表示、两者差别，增量理论的运用；最大塑性功原理的意义与表达式。对于平面应变问题和轴对称问题要求能掌握其变形与应力特点，并根据一般变形力学方程独立导出其相应方程。 4、工程法及应用 变形力，工作应力、平均单位压力的概念，应力状态影响系数定义与表达式，工作面投影代替力投影法则，塑性加工时的外摩擦对接触面应力、变形力、金属流动的影响，常用摩擦定理。 *理论法简介，工程法的实质，简化方法，求解步骤、用途等。 锻压、轧制、拉拔、挤压、*冲压的平面应变问题和轴对称问题（包括直角坐标、球坐标）变形力的确定。 要求着重掌握塑性加工中典型问题变形力的求解方法（包括公式推导和计算），并能对主要影响因素进行分析。 5、滑移线理论及其应用 滑移线的力学性质、汉盖应力方程，几何性质，汉盖第一定理和汉盖第二定理，滑移线场的确定方法，格林格尔速度方程，速度图的意义，绘制方法与运用。 滑移线法求解塑性变形问题的实质、步骤特点等。各种求解实例（包括均匀场和简单扇形场组合问题，对称双心扇形场问题，不对称双心扇形场问题等）。 要求着重掌握滑移线基本的力学性质和几何性质，解题步骤，能运用滑移线法求解较简单问题（包括应力分布、速度分布）。 在学时受到限制的情况下，滑移线理论内容可以相应简略，通过1~2个例子作适当介绍。 6、上限定理及其应用 静力学许可应力场，运动学许可速度场，上界解下界解，精确解，极限分析方法的概念，变形体的虚功原理（包括考虑速度间断面时的虚功原理，）上限定理，下限定理。 刚性三角块上限模式、刚性三角块上限模式应用实例（锻压、轧制、拉拔、挤压的平面应变问题），连续速度场上限模式，连续速度场上限模式应用实例（平面应变问题，圆柱坐标轴对称问题、球坐标轴对称问题，*一般三维问题）。*上限单元技术介绍。上限法综合评价。 重点是上限定理，刚性三角形上限模式和连续速度场上限模式的导出及其应用。变形体速度场的建立时解题的基础，应予以切实注意。 7、不均匀变形及金属流动规律 要求掌握金属塑性变形的宏观规律，塑性加工中的变形特点，金属质点流动的基本规律（实验：金属流动与不均匀变形）。 不均匀变形的原因和后果，减轻不均匀变形的措施。基本应力、附加应力、工作应 力、残余应力的概念，减轻和消除措施。 应力与变形的分布和测定方法。 8、金属的断裂 掌握金属塑性加工诸方法的应力与变形特点、塑性加工过程的断裂的物理本质，塑性与断裂的关系断裂，金属材料的可加工性； 掌握除面心立方外，金属在塑性加工中的塑性—脆性转变现象，产生原因； 要求综合以上所学知识能分析塑性加工中的各种加工方法断裂现象的原因。 9、金属塑性加工中的摩擦与润滑 掌握金属塑性加工中的摩擦分类，摩擦机理； 影响摩擦系数的因素，及摩擦系数的测定方法（实验：摩擦系数的测定）。 掌握塑性加工成形中润滑机理及选择润滑剂的原则和方法。 了解近代润滑方法改进对产品质量的影响。 10、金属的塑性 深入了解金属塑性变形的变形机理和基本规律，塑性变形机理，主要掌握多晶体塑性变形机构； 金属塑性的概念及测定方法； 掌握塑性指标的表示方法及塑性图的用途； 了解并掌握影响金属塑性的因素和提高塑性的措施及途径； 了解超塑性现象特点、定义、分类、制备方法等； 掌握细晶超塑性的基本特征及其机理。 11、塑性变形对金属组织性能的影响 掌握金属组织性能变化的基本规律； 掌握金属在热加工变形、冷加工变形和温加工变型中，晶粒大小及分布，夹杂物和相变等组织变化的基本规律；金属的物理性能和物理化学性能变化的基本规律。 掌握动态回复、动态再结晶的特征及其控制组织性能变化。 金属塑性变形的温度——速度效应、形变热处理。 学院主管领导签章： 2008年6月 30 日
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