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2022年珠海科技学院专升本专业课《材料科学与工程基础》考试大纲

来源:诚为径教育   时间:2022年04月20日
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《材料科学与工程》专业考试大纲

  考试科目名称:材料科学与工程基础

  一、考试的内容、要求和目的

  1、考试内容:

  第1章 绪论(考核比重:10%)

  材料的定义、分类;

  四大材料的主要性质和应用特点;

  材料科学与工程的定义、性质、重要性;

  材料科学与工程的“四面体”关系。

  第2章 材料结构基础(考核比重:40%)

  2.1 物质的组成、状态及材料结构

  物质的组成和状态;

  材料结构的含义。

  2.2 材料的原子结构

  原子中的电子结构;

  四个量子数的物理意义;

  原子中电子壳层数目、电子填充方式和原则、表达方式;

  电子能级及电子的稳定性。

  2.3 原子之间相互作用和结合

  原子间相互作用的内在因素和结合类型与性质;

  原子的间距和半径;

  空间排列状态及配位数,键性与键能之间的关系。

  2.4 多原子体系中电子的相互作用与稳定性

  原子杂化轨道的类型及空间图形;

  分子轨道的意义、类型及空间图形。

  第3章 材料组成与结构(考核比重:35%)

  3.1 材料组成与结构的基本内容

  3.3 无机非金属材料的组成与结构

  组成和结合键性质;

  简单晶体的结构类型;

  体心立方和面心立方中的八面体间隙、四面体间隙;

  几种典型晶体的结构:单晶硅、NaCl、CsCl、ZnS,钙钛矿、尖晶石;

  碳黑、石墨、金刚石、C60、碳纳米管、石墨烯的结构与性能特点及应用。

  3.4 高分子材料的组成与结构

  高分子材料结构的多层次性;

  大分子链的组成和结构特点;

  大分子链的内旋转、柔性和构象;

  大分子链间的相互作用与聚集态结构模型;

  结晶构象与晶体结构的特点;

  合成高分子和天然高分子的主要类型;

  高分子共混材料的微结构特点、界面;

  常见的几种高分子材料的应用与特性。

  3.5 复合材料的组成与结构

  复合材料的定义、分类、组成与结构特点;

  复合材料的典型结构及“连通性”概念;

  界面的形成过程、结构与功能特点;

  界面理论中的浸润和化学键理论。

  第4章 材料的性能(考核比重:15%)

  4.1 固体材料的力学性能

  不同材料力学性能的差异及其与组成和结构的关系,应力和应变的定义;

  五种基本类型应力-应变曲线的物理意义(参量);

  弹性形变、应力状态与模量之间的关系,粘弹形变与蠕变、应力松弛(静态)和内耗(动态);

  永久形变的机制与塑性材料的增强途径;

  强度的概念及测试方法和计算公式。

  脆性断裂和韧性断裂的机制及相互转变因素;

  理论断裂强度和脆性断裂理论,裂纹在脆性断裂中的重要作用;

  塑性变形及断裂;

  断裂韧性的类型,硬度的概念,布氏硬度、洛氏和维氏硬度的测试技术及区别;

  疲劳寿命曲线与疲劳强度,疲劳断裂机制,提高材料耐疲劳性的途径。

  4.2 材料的热性能

  不同材料热物理性能的差异及其与组成和结构的关系;

  材料的导热机制;

  热导率的定义;

  热容和比热的定义其在热分析技术中的应用;

  材料热膨胀的内在因素及影响因素;

  材料热性能与温度的关系;

  有机高分子材料的热物理和热化学稳定性、表征方法、耐热性和阻燃性。

  4.3 材料的电学性能

  不同材料电学性能的差异及其与组成和结构的关系;

  电导率和电阻率的定义;

  电导机制、电导率的基本参数及影响因素;

  材料的电子能带结构与电导性、光导性和半导电性,超导电性的定义、超导体的2种特性、3个性能指标,介电常数的定义、介质极化的三种机制;

  交变电场中的介电损耗的成因及影响因素;

  击穿强度的定义;

  材料电性能与温度的关系。

  4.7 复合材料的性能

  复合效应的主要类型;

  混合效应;

  界面效应、界面相的功能,二次复合规律;

  单向连续纤维增强复合材料的力学性能,模量和强度。

  2、考试的要求和目的

  通过本考试,使学生掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等各种材料的共性规律及个性特征。掌握材料制备/加工——组成/结构——性能(应用)关系的“大材料”整体概念,为以后材料专业课程的学习、材料设计、以及材料的应用等奠定良好的理论基础。

  二、考试的形式和结构

  1、考核形式:闭卷

  2、考试时间:150分钟

  3、试卷题型:单项选择题(25%)、判断题(15%)、填空题(10%)、简答题(20%)、作图题(10%)、计算题(20%)(比例可能会有微调)

  4、对考试辅助工具的要求:携带钢笔、圆珠笔或中性笔,以及铅笔、圆规、三角板等尺规绘图工具,禁止携带计算器。

  三、教材及教学参考书

  教材:《材料科学与工程基础(第三版)》,赵长生,顾宜主编,北京:化学工业出版社,2019.10,ISBN:978-7-122-34841-8。


  参考书:《工程材料科学与设计》(The science and design of engineering materials),主编:(美) 詹姆斯. 谢弗(James P. Schaffer)等,原书第2版, 1999;余永宁,强文江等译。北京:机械工业出版社,2002

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