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本《材料专业综合》考试大纲适用于中国科学院大学硕士研究生入学考试。所涉及的 材料力学、材料科学基础、材料分析方法、材料性能都是材料专业本科生的最基本课程。

一、考试方法和考试时间

材料专业综合考试采用闭卷笔试形式，试卷满分为150分， 考试时间为180分钟。

《材料专业综合》考试试题分成四个部分，每一部分试题的分值为100分，总值为400 分。考生需在400分的试题中任意选做分值和不超过150分的试题并明确标示。如果选做试 题的分值和超过150分，考生需要标注计分的题号。如没有标注，判卷将按照所选做试题 的题号顺序依次判卷直到所做题目分值和超过150分题目的前一题，后面所做试题视作无 效考试内容。

二、考试内容

第一部分 材料力学

1.  掌握材料力学的几个基本概念：材料力学的基本假设、应力、变形和应变，量纲和量纲分析，材料力学相关力学量的量纲、材料性质、应力－应变曲线、弹性介质、胡克定律、理想塑性介质、黏弹性与蠕变。

2.  掌握拉伸和压缩、扭转、弯曲应力、弯曲变形、复杂应力状态。

3.  掌握结构分析和能量法以及压杆的稳定性。

4.  了解基于材料力学的Ashby材料筛选方法，残余应力、线弹性断裂力学初步。

第二部分 材料科学基础

1.  原子结构及建合类型，掌握物质的组成、原子的结构、电子结构和元素周期表，熟悉一次键(金属键、离子键、共价键)、二次健(范德华力和氢键)的定义、特点。掌 握材料中的结合键的类型对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。

2.  了解晶体的特点、空间点阵、晶胞、晶系和布拉菲点阵，晶向和晶面的表示方法，晶 带和晶带定律、晶面间距，晶体的对称性，极射投影。掌握三种典型的金属晶体结

构，致密度和配位数，点阵常数和原子半径，晶体的原子堆垛方式和间隙，多晶型性。

3.  了解菲克第一定律，菲克第二定律，典型条件下扩散方程的解，熟悉扩散的原子理论，了解扩散的机制及其影响因素。

4.  熟悉点缺陷的概念、形成、平衡浓度，点缺陷的运动。掌握晶体缺陷的基本类型、特征及其运动特征；其中掌握位错的定义、基本类型和特征，柏氏矢量的定义、特性和 表示方法，位错的运动(滑移、攀移)，实际晶体结构中的位错， 堆垛层错， 不全位  错，位错反应。了解晶体缺陷与合金材料的强化原理。了解外表面和表面能，晶界和 亚晶界(小角度晶界、大角度晶界结构，晶界能，晶界特性，孪晶界)，相界的定义、 种类和特点。

5.  掌握相平衡条件和相律，单元系相图。掌握匀晶相图、共晶相图、包晶相图及其合金凝固，其他类型的二元相图，复杂二元相图的分析方法，根据相图推测合金的性能，

二元相图实例分析(铁碳合金的组织及其性能)。熟悉三元相图成分表示方法(成分三 角形) ，三元相图的空间模型，三元相图的截面和投影图。了解固态互不溶解的三元 共晶相图。

6.  掌握非晶态材料与半晶态材料概念；了解聚合物的分类和主要性能，了解玻璃的结构和性能。

7.  掌握三种基本变化(晶体结构的变化、有序程度的变化、化学成分的变化)，掌握扩散 型相变和无扩散型相变。

8. 掌握材料化学的基本理论，熟悉材料化学制备原理及工艺，学习新材料和新工艺，了 解材料化学领域的新动态。

9.  掌握生物材料、生态环境材料、能源材料、智能材料、仿生材料和复合材料的性质和应用等。

10. 了解材料科学与技术的最新进展情况和未来发展趋势， 了解纳米材料的定义、特性、主 要制备方法和潜在的应用领域。

11. 了解材料表征涉及的主要仪器设备和依据的基本原理，并能初步分析表征的效果。

第三部分 材料分析方法

1.  了解X 射线的性质和获得；晶体衍射强度； X 射线形貌学概论；形貌学实验技术中

的取向衬度形貌技术、透射投影形貌术、反射形貌术；同步辐射技术原理；了解扫描电镜与透射电镜的特点和图像分析；了解常见的光谱分析方法(如红外光谱、拉曼光 谱、紫外可见光谱等)的原理、特点和应用。

2.  掌握X 射线与固体的相互作用、晶体衍射基础；倒易点阵；X 射线衍射理论；X 射 线衍射技术应用中的物相鉴定；应力测定。

3.  掌握X 射线衍射技术中的劳厄法、粉末法、旋转晶体法以及高分辨电子显微图像的 解释。

4.  掌握X 射线光谱分析和光电子能谱分析；电子能量损失谱。

5.  掌握电子衍射基本理论；衍射花样标定；相间的取向关系；衍射衬度理论；高分辨技 术的应用；分析电镜技术中的电子与固体的相互作用。

第四部分 材料性能

1.  掌握晶体结构，晶体的几种对称操作，空间点阵类型(七大晶系)，晶体的 X 射线衍射，晶体的晶向表示，晶面间距计算，晶体点阵的倒空间，布里渊区的定义等。

2.  掌握固体结合的一般性规律，掌握结合能、平衡距离的计算；了解分子轨道法；掌握 常见的几种结合形式(金属键，离子键、共价键、范德华键及氢键)。

3. 掌握晶体材料能带理论中的自由电子论、近自由电子论以及紧束缚近似模型，掌握近自 由电子近似的禁带宽度的计算方法，掌握紧束缚近似的能带E-K 关系；深刻理解能带理论 的基本假设及布洛赫定理，了解克龙尼格-朋奈模型、赝势理论。

4.  掌握固体材料中电子在外场作用下的运动规律，掌握载流子有效质量、平均速度、准动 量；掌握能带理论对半导体、金属导体、绝缘体的电特性解释。