同济大学材料科学与工程学院考研专业课821材料科学基础大纲详解

材料科学基础考研大纲解析大纲解析及重点知识（自编）【考试大纲解析】绪论部分材料科学与工程：1.材料的主要类型及其基本特性。

工程材料主要可以划分为：金属、陶瓷、聚合物、复合材料、半导体。

通常所说的三大固体材料是：金属材料（金属中大量的自由电子能在金属两端电势差的作用下定向流动，形成电流，显示金属良好的导电性。

温度升高，金属正离子振动振幅增大，电子运动受阻，电阻升高，因此金属具有正的电阻温度系数。

金属热量的传递，不仅依靠金属正离子的振动，更由于自由电子的运动，极大地增强了热量传递，所以金属具有良好的导热性。

自由电子容易吸收可见光的能量，随后又将吸收的可见光的能量辐射出来，从而使金属不透明具有光泽。

金属的两部分作相对位移时，金属正离子仍沉浸在电子云中，保持着金属键结合，因此金属能变形而不断裂，表现出延展性。

）、陶瓷材料（也叫无机非金属材料，特性：）、高分子材料（特性：质量轻、比强度高、比模量高、耐腐蚀性能好、绝缘性好。

）第1部分材料的原子结构与键合1.原子结构与原子的电子结构；原子结构、原子排列对材料性能的影响。

决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原子结构，原子间的相互作用、相互结合，原子或分子在空间的排列分布和运动规律，以及原子集合体的形貌特征等。

原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成的。

原子的电子结构：电子在原子核外空间作高速旋转运动，就好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，故称为电子云。

电子既具有粒子性又具有波动性，即波粒二象性。

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。

【解析】结合键可分为化学键和物理键两大类。

化学键包括金属键、离子键和共价键；物理键即范德瓦尔斯力。

此外还有一种氢键，性质介于化学键和范德瓦尔斯力之间。

金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合称为金属键。

金属键无饱和性和方向性。

离子键——正负离子依靠他们之间的静电引力结合在一起。

2020年821同济大学材料科学基础真题
简答题（7*10）
1、从相结构的角度分析，化合物、晶体、固溶体和混合物之间的区别
2、试分析水泥或陶瓷材料的显微组织，以及显微组织对材料和性能的影响
3、分析红外光谱影响吸收谱带的因素，为什么不用水做溶剂
4、分析X射线、红外、紫外所吸收的能级以及所能收集的微观信息
5、晶体缺陷，可以用什么仪器（研究方法）分析观察
6、聚合物高弹态中分子运动的特点，可以说熵弹性吗？为什么
7、X射线能够使物质发出什么样的物理信号，并计算面间距
分析题（4*15）
1、NACL CSCL CAF2 为例，分析结晶学定律对晶体结构的影响，各自的具体晶体结构，并画出晶体结构图
2、电子显微镜比光学显微镜的分辨率高的原因？电子束在材料上产生哪些信号？扫描电镜中那些信号可以进行形貌分析，分辨率的大小？
3、金属材料的四大强化机制及其检测方法
4、高分子的应力松弛现象，举例分析分子内部的运动怎么防止或减少
综合题（20）
金属、陶瓷、高分子、混凝土，选择分析其组成结构性能效能？对其组成结构性能的试验方法。

821 材料科学与工程基础821材料科学与工程基础一、概述材料科学与工程基础是近年来随着先进科学技术的发展而逐渐兴起的一门新的综合性科学技术，是研究物质的结构、性能和制备工艺等方面的一门重要学科。

材料科学与工程基础研究的对象是各种不同性质的材料，包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、纳米材料等等。

材料科学与工程基础也是各种工程领域中不可或缺的一项技术支撑，广泛应用于航空航天、汽车、新能源、生物医学、电子信息等方面，它的研究成果在国防、科研和生产中扮演着不可替代的角色。

二、学科发展历程材料科学与工程基础属于新兴学科，其发展演变过程较为短暂，主要经历以下几个阶段：1、原始阶段此阶段主要是材料学研究，是以物相、结构、性能及加工性为研究对象的。

此阶段主要解决无机非金属材料的基础性问题，如水泥、石膏的结构、制备工艺等。

2、逐步形成综合阶段20世纪50年代，有机材料科学建立，此时的材料学才逐渐形成一种综合性学科。

此时的材料研究不仅注重材料的物相、结构、性能及加工性，还注重材料的环境适应性、可靠性、生态性等问题。

3、分科和各自发展阶段20世纪90年代，材料科学和材料工程分科，材料科学注重研究材料的基础理论，材料工程注重研究材料的工程应用。

此阶段材料学逐渐变成材料科学和工程。

4、新发展阶段21世纪初，新材料、纳米材料、生物材料逐渐兴起，材料科学和工程成为半导体、光电、杨氏模量、热电材料、强化材料、智能材料、复合材料、无机非金属材料、高分子材料等方向研究的主干学科，迎来新的发展阶段。

三、学科分支与重点领域材料科学和工程分科后，分为以下几个分支：1、材料物理与化学2、材料表面和界面科学3、材料合成与处理4、材料性能测试与加工工艺此外，材料科学与工程的重点领域有：1、航空航天材料的研究航空航天材料具有高强度、高韧性、耐腐蚀、耐高温等特点，在航空航天领域具有广泛的应用前景，研究该领域材料科学和工程是材料科学家和工程师的重要任务。

《材料科学基础》科目考试大纲《材料科学基础》科目考试大纲考试科目代码：801适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程，冶金物理化学，有色金属冶金考试主要内容：1．原子键合①原子结构；②离子键；③共价键；④金属键；⑤分子键；⑥高分子链。

2．固体结构①晶体学基础；②金属的晶体结构；③合金相结构；④离子晶体结构；⑤共价晶体结构；⑥聚合物晶体结构。

3．晶体缺陷①点缺陷；②线缺陷；③表面及界面。

4．扩散迁移①扩散定律；②扩散机制；③影响扩散的因素。

5．变形与再结晶①弹性与塑性变形；②单晶体的塑性变形；③多晶体的塑性变形；④变形后的组织与性能；⑤合金的塑性变形；⑥回复和再结晶；⑦动态回复，动态再结晶和金属的热加工；⑧高聚物的塑性变形。

6．相与相平衡①相、组元，系统；②自由度，相律；③相图及其表示和测定方法；④材料中的基本相及其特征；⑤相图热力学基础。

7．单元相图及纯组元的凝固与结晶①单元系相图与相平衡；②纯金属的凝固与结晶；③铸锭结构及其影响因素；④高分子的结晶。

8．二元相图及合金的凝固与结晶①合金相结构、合金的结晶过程（包括平衡结晶与不平衡结晶）及合金相图的建立；②二元合金相图的基本类型及相图分析；③合金性能与相图的关系；④二元合金的凝固理论；⑤纯铁的同素异构转变与铁碳相图；⑥高分子合金的凝固与结晶。

9．三元相图①三元相图基础；②固态下不溶解的三元共晶相图。

③固态互不溶解三元共晶相图的投影图、结晶过程、等温截面、变温截面。

④三元相图分析、等温截面、变温截面。

10．亚稳相与非平衡相变①纳米晶；②非晶；③固态相变形成的亚稳相；④脱溶转变、马氏体转变和贝氏体转变。

建议参考书目：[1]《材料科学基础》，胡赓祥、蔡珣主编，上海：上海交通大学出版社，2000年版。

[2]《材料科学基础》，石德珂主编，西安：西安交通大学出版社，2006年（第2版）。

《金属学与热处理》科目考试大纲考试科目代码：821适用招生专业：材料物理与化学(080501)，材料学(080502)，材料加工工程(080503)冶金物理化学（080601），有色金属冶金（080603）考试主要内容：1．金属的结构与结晶①. 晶胞、晶系、晶面指数与晶向指数；②. 三种典型金属晶体的原子排列方式、晶胞原子数、配位数、致密度、密排晶向与密排晶面；③. 点缺陷、位错、界面的基本概念；④. 纯金属结晶规律、结晶条件、结晶过程中的形核、长大过程与晶粒尺寸控制、金属铸锭的组织与缺陷。

一，解释下列名称或术语键合力：固体材料中原子间用于相连接及保持一定的几何形状或物性的结合力。

晶格能:：在0k时1mol离子化合物的各种离子相互移动至无限远及拆散成气态所需要的能量电负性：原子得到电子的能力空间格子：将晶体内部的结构基元抽象成几何点，将实际晶体使用三维点阵表示的空间结构晶胞：砸实际晶体中划分出的平行六面体单位基元点阵：把晶体内部的原子、离子或原子集团等结构抽象成几何的点平行六面体：空间格子中的最小单位基元，由六个两两平行且大小相等的面组成晶面指数：表示晶体中点阵平面的指数，由晶面在三个晶轴的截距值决定点群：宏观晶体对贺元素集合而成结的晶学群晶面常数：晶体定向中，轴率a：b：c和轴角α，β，γ统称为晶体的几何常数二，分别简述形成离子键和金属键的条件和特点离子键：条件：△X≥1.7特点：没有饱和性和方向性共价键：条件：0.7≤△X＜1.7特点：有饱和性和方向性金属键：条件：△X＜0.5特点：没有饱和性和明显的反向性三，范德华键和氢键的联系和区别联系：都是依靠分子或分子的偶极矩引力而形成区别：范德华键无饱和性和方向性，氢键有明显的饱和性和方向性四，简述元素周期表中金属离子半径变化的规律同周期随原子序数增加而减小，同主轴随原子序数增加而增大，对角线上离子半径大小大致相等。

五，写出单型三方柱，四方柱，四方双锥，六方柱填型中各晶面的晶面指数，并写出它们的对称性。

三方柱晶面指数(0 0 0 1)(0 0 0 1)(1 1 2 0)(1 2 1 0)(2 1 1 0)对称型 L33L23PC四方柱晶面指数(0 0 1)(0 1 0)(1 0 0)(0 1 0)(1 0 0)(0 0 1)对称型 L44L25PC四方双锥晶面指数（0 1 1）（1 0 1）（0 1 1）（1 0 1）（0 1 0）（1 0 0）（0 1 0）（1 0 0）（0 1 1）（1 0 1）（0 1 1）（1 0 1）对称型 L44L25PC六方柱晶面指数（0 0 0 1）（0 0 0 1）（0 1 1 0）（1 0 1 0）（1 1 0 0 ）（0 1 1 0）（1 0 1 0）（1 1 0 0）对称型 L46L27PC六，写出立方体中六个晶面指数（0 0 1）（0 0 1）（0 1 0）（1 0 0）（0 1 0）（1 0 0）七，在六方晶体中标出晶面（0 0 0 1）（2 1 1 0）（1 0 1 0）（1 1 2 0）（1 2 1 0）的位置（0 0 0 1）面opqrst（2 1 1 0）面o’s’so（1 0 1 0）面tss’t’（1 1 2 0）面trr’t’（1 2 1 0）面qss’q’1，原子半径：分子内部原子的中心距为两个原子半径之和离子半径：离子周围的一个其他原子不能侵入的势力范围配位数：在晶体结构中，一个原子或离子直接相邻的原子或异号离子数目称为配位数点缺陷：亦称零维缺陷，缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维反向上的缺陷都很小热缺陷：是指由热起伏的原因所产生的空位或间隙质点肖特基缺陷：质点由面位置迁移到新表面位置，而在晶体表面形成新的一层，同时在晶体内部留下空位弗伦克尔缺陷：质点离开正常格点后进入到晶格间隙位置，其特征是空位和间隙点成对出现位错：质点在一维方向上偏离理想晶体中的周期性，规则性排列多产生的缺陷，这种缺陷的尺寸在一维方向上较长，而在另二维方向上较短2，四面体空隙个数=8*n/4=2n八面体空隙个数=6*n/6=n当大小不等的球体进行堆积时，其中较大的球将按六方和立方最紧密堆积方式进行堆积，而较小的球按自身大小填入其中的八面体空隙中或四面体空隙中3，原子数配位数堆积系数面心立方480.68体心立方2120.74密排立方6120.744，证明：晶胞体积=3√3/2*a2*1.6a原子体积=4π/3（a2/2）*6原子体积占晶胞体积=原子体积/晶胞体积=74.9%空隙率=1-74.9%=25.1%5，刃型位错的特点：①伯格斯矢量与刃型位错垂直②刃型位错有正负之分，把多余半原子面在滑移面上边的刃型位错称为正刃型位错，反之为负刃型位错③在刃型位错的周围要发生晶体的畸变，在多余的半原子面的这一边晶体收挤压缩变形，原子间距离变小，而另一边的晶体则受拉膨胀变形，原子间距增大，从而使位错周围产生弹性应变，形成应力场④位错在晶体中引起的畸变在位错处最大，离位错线越远的晶格畸变越小，原子严重错排列的区域只有几个原子间距，因此，位错是沿位错线为中心的一条狭长管道螺旋位错的特征：①伯格斯矢量与刃型位错平行②螺旋位错分为左旋和右旋，根据螺旋面旋转方向，符合右手法则的称为右旋螺旋位错，符合左手法则的称为左旋位错③螺旋位错只引起剪切畸变，而不引起体积膨胀和收缩，因为存在晶格畸变，所以在位错线附近也形成应力场，同样的，离位错线距离越远，晶格畸变越小，螺旋位错也只包含几个原子宽度的线缺陷。

研究生《材料科学基础》入学考试大纲第一部分考试说明一、考试性质《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，它是如何发挥材料潜力使用好现有材料和研究开发新材料的理论基础，也是学习材料学科专业课的先行课程，所以设立为材料学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。

二、考试的学科范围考查的详细要点见第二部分。

知识面要全面兼顾，重点在于基础。

三、评价目标对《材料科学基础》的基本理论掌握，应用基本理论分析常见的工程现象的能力。

分析问题要求文字语言通顺，层次清楚；回答问题要求要点明确，即提出论点，指明方向，简要说明理由；计算题要有明确原理，原始数据来源，准确的结果，合理的计量单位。

四、考试形式与试卷结构考试时间180分钟，采用闭卷笔试。

题形为问答方式的分析和论述题，含通用的计算内容。

按题目内容分小题按要点记分。

五、参考书目西安交大石德柯等编《材料科学基础》，2003年第二版,或其它相似教科书。

第二部分考试要点第一章材料结构的基本知识：原子结构，原子结合键，原子排列方式，晶体材料的组织，材料的稳态结构与亚稳态结构第二章材料中的晶体结构：晶体学基础，纯金属的晶体结构，离子晶体的结构，共价晶体的结构第三章高分子材料的结构：高分子材料概述，高分子链的结构及构象，高分子的聚集态结构，高分子材料的性能与结构第四章晶体缺陷：点缺陷，位错的基本概念，位错的能量及交互作用，晶体中的界面第五章材料的相结构及相图：材料的相结构，二元相图及其类型，复杂相图分析，相图的热力学基础，三元系相图及其类型第六章材料的凝固与气相沉积：材料凝固时晶核的形成，材料凝固时晶体的生长，固溶体合金的凝固，共晶合金的凝固，制造工艺与凝固组织，用凝固法材料的制备技术，材料非晶态，材料的气－固转变，气相沉积法的材料制备技术第七章扩散与固态相变：扩散定律及其应用，扩散机制，影响扩散的因素与扩散驱动力，几个特殊的有关扩散的实际问题，固态相变中的形核，固态相变的晶体成长，扩散型相变，无扩散相变第八章材料的变形与断裂：金属变形概述，金属的弹性变形，滑移与孪晶变形，单晶体的塑性变形，多晶体的塑性变形，纯金属的变形强化，合金的变形与强化，冷变形金属的组织与性能，金属的断裂，冷变形金属的回复阶段，冷变形金属的再结晶，金属的热变形、蠕变与超塑性，陶瓷晶体的变形，高分子材料(聚合物)的变形。

824 材料科学基础《材料物理》考试大纲一、考试目的本考试为材料物理与化学专业(选考)学位研究生的入学资格考试的专业基础。

招生单位根据考生参加本考试的成绩和其他三门课程每门课程和总成绩的情况决定是否可以获得复试资格。

二、考试的基本要求要求考生具备一定材料科学与大学物理等方面的基础知识。

掌握材料物理的基础理论、基本概念、基本规律；材料宏观性质的微观本质；具备运用所学基础知识分析解决材料物理实际问题的能力。

三、考试的范围和内容考试范围包括本大纲规定的专业知识：1、材料的力学性质，包括材料的形变，塑性、蠕变与黏弹性，断裂与机械强度。

2、材料的热学性质，包括材料的热容量，热膨胀，热传导，热稳定性。

3、材料的电学性质，包括材料的电导，介电性，铁电性，超导性。

4、材料的磁学性质，包括材料的抗磁性和顺磁性，铁磁性，磁性指标。

5、材料的光学性质，包括材料的透光性，激光与激光材料，光的传输与光纤材料，非线性光学效应；6、材料的声学性质，包括声波的产生与传播，室内声学与吸声材料，水中声学与水生材料，超声、微声、次声及其材料。

7、材料的功能转换，包括电-光和光-弹功能转换，压电效应，功能转换材料。

四、考试形式和题型考试形式为闭卷、笔试，采取客观试题与主观试题相结合，单项技能测试与综合技能测试相结合的方法，主要考核考生对基础知识的掌握程度与解决实际问题的能力。

考试包括三个部分：1、填空题主要考核材料物理的基本概念、基本原理及基础现象等方面。

共40分。

2、简答题要求考生用简练的语言回答有关材料物理的基础现象及其基本原理等方面的简答题。

共计60分。

3、计算题要求考生求解或论证有关材料物理性质及其应用方面的计算题。

共计50分。

五、考试成绩满分总分为150分，考试时间为180分钟。

六、答题要求要求考生用钢笔或圆珠笔做在答题卷上。

考试过程需要使用科学计算器。

827材料力学考纲
827材料力学考纲是材料科学与工程专业的一门必修课程，旨在培养学生对材
料力学基本理论和应用的理解，以及解决工程材料实际问题的能力。

以下是对该考纲的描述和要求。

827材料力学考纲要求学生具备以下几方面的知识和能力：
1. 材料的力学性能：学生需要掌握不同材料的力学特性，包括拉伸、压缩、剪切、弯曲等方面的性能指标，如弹性模量、屈服强度、韧性等。

理解和分析这些性能有助于材料选择和设计。

2. 弹性力学：学生需要了解弹性力学的基本原理和理论，包括胡克定律、应力
应变关系、弹性体力学模型等。

掌握弹性力学的理论和应用能够帮助学生预测材料的变形和破坏行为，为工程实践提供依据。

3. 塑性力学：学生需要熟悉材料的塑性变形机制和塑性力学的基本概念，如塑
性流动、应变硬化等。

理解塑性力学有助于分析材料的塑性变形过程和塑性失效的原因，为合理设计材料提供依据。

4. 破坏力学：学生需要了解材料破坏的力学原理，包括断裂、疲劳、蠕变等各
种破坏形式。

通过分析和预测材料的破坏行为，可以有效延长材料的使用寿命和提高工程结构的安全性。

5. 应用实例与案例分析：学生需要学习和分析实际的工程材料问题，如材料的
失效原因、强度计算、断裂分析等。

通过实例和案例分析，学生可以将所学理论知识应用于实际问题，培养解决材料力学问题的能力。

827材料力学考纲要求学生通过学习和实践，掌握材料力学的基本理论和方法，并能将其应用于材料科学与工程领域的实际问题。

这门课程对于学生的专业发展和工程实践具有重要意义，是培养材料科学与工程专业人才的基础之一。

823材料科学基础考试⼤纲823 材料科学基础考试⼤纲⼀、考试⽬的材料科学基础考试是南开⼤学材料科学与⼯程学院招收材料物理与化学、材料学、材料⼯程硕⼠研究⽣的⼊学资格考试之专业基础课。

根据考⽣参加本考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第⼆轮，即复试的考⽣。

⼆、考试的性质与范围本考试是测试考⽣掌握材料化学、材料物理专业知识以及综合运⽤的能⼒。

考试范围包括本⼤纲规定的内容。

三、考试基本要求1. 具备材料化学、材料物理相关的基础专业知识。

2. 具有扎实的基本功。

3. 具备⼀定的运⽤基础知识分析、解决实际问题的能⼒。

四、考试形式本考试采取客观试题与主观试题相结合，单项技能测试与综合技能测试相结合的⽅法，强调考⽣掌握材料化学基础知识以及综合运⽤的能⼒。

考试时间为180分钟，答题⽅式为闭卷考试（可以使⽤数学计算器）。

五、考试内容本考试包括两个部分：材料化学、材料物理。

⼀、材料化学部分1、化学热⼒学热⼒学第⼀、⼆、三定律及其应⽤；各种变化过程（单纯pVT变化过程、相变化过程和化学变化过程）的⽅向和限度的判别；相平衡体系和化学平衡体系中的应⽤；⼆组分体系相图的绘制及解析。

2、化学动⼒学具有简单级数的反应的特点；反应级数及速率⽅程的确定；各种因素对反应速率及速率常数的影响；复合反应的近似处理⽅法及其应⽤；根据反应机理推导速率⽅程；化学动⼒学基本原理在⽓相反应、多相反应、溶液中反应、催化反应和光化学反应体系中的应⽤。

3、电化学电解质溶液的导电能⼒—电导、电导率、摩尔电导率及其应⽤；可逆电池、可逆电极的能斯特公式及其应⽤；可逆电池的热⼒学；电池电动势的测定及其应⽤；极化与超电势及其应⽤；分解与分解电压；⾦属电沉积；不可逆电极过程的基本原理及其应⽤。

4、界⾯化学表⾯⾃由能和表⾯张⼒；润湿现象与接触⾓；⽑细管现象；新相的⽣成和亚稳定状态；固体表⾯的吸附及⾮均相催化反应。

5、⽆机化学中的化学原理（1）掌握化学反应中的质量和能量关系；（2）了解酸碱理论，熟悉溶液中的单相与多相离⼦平衡，掌握弱酸、弱碱溶液中离⼦浓度、盐类⽔解和沉淀平衡的计算；（3）了解配合物的化学键理论（价键理论，晶体场理论，配位场理论，分⼦轨道理论），掌握配合物的基本概念、稳定常数及其应⽤，熟悉配合物在⽔溶液中的稳定性以及影响稳定性的因素。

材料科学基础考研大纲材料科学是一门关于材料的结构、性能、制备和应用的学科，是现代工程技术的基础和支撑。

作为材料科学的学习者，我们需要系统地学习材料科学的基础知识，掌握材料的结构与性能、材料的制备与加工、材料的应用与发展等方面的知识。

在考研复习过程中，我们需要按照大纲要求，有针对性地进行复习和总结，才能更好地备战考研，取得理想的成绩。

首先，我们需要系统地学习材料的基本概念和分类。

材料是构成各种物体的物质，包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。

不同类型的材料具有不同的结构和性能，我们需要深入了解各种材料的特点和应用，为后续的学习打下坚实的基础。

其次，我们需要学习材料的结构与性能。

材料的结构决定了其性能，包括晶体结构、晶体缺陷、晶体生长等方面的知识。

同时，材料的性能包括力学性能、热学性能、电磁性能等多个方面，我们需要全面了解材料的性能参数及其测试方法，为材料的选材和设计提供依据。

接着，我们需要学习材料的制备与加工。

材料的制备包括传统的冶金制备、陶瓷制备、高分子材料合成等多种方法，我们需要了解各种制备方法的原理和特点。

同时，材料的加工是指将原材料加工成最终产品的过程，包括铸造、锻造、焊接、涂层等多种加工方法，我们需要了解各种加工方法的工艺流程和应用范围。

最后，我们需要学习材料的应用与发展。

材料的应用涉及到各个领域，包括航空航天、汽车制造、电子电气、建筑材料等多个领域，我们需要了解不同领域对材料性能的要求和适用范围。

同时，材料科学是一个不断发展的学科，我们需要了解材料科学的最新进展和发展趋势，为未来的研究和应用提供参考。

总之，材料科学基础是考研复习的重点内容，我们需要系统地学习和掌握材料的基本概念、结构与性能、制备与加工、应用与发展等方面的知识。

只有深入理解和掌握这些知识，我们才能在考试中取得好成绩，也才能在未来的学习和工作中有所作为。

希望大家能够认真对待材料科学基础的学习，取得优异的成绩。

824材料科学基础
摘要：
1.材料科学的定义与意义
2.材料科学的研究内容
3.材料科学的发展历程
4.材料科学的应用领域
5.我国在材料科学领域的发展现状与前景
正文：
【1.材料科学的定义与意义】
材料科学基础是一门研究材料结构、性能、制备和应用的学科，它旨在理解和改善材料的性能，从而为各种工程和技术应用提供合适的材料。

材料科学对于推动我国科技进步、提高人民生活水平具有重要意义。

【2.材料科学的研究内容】
材料科学的研究内容包括：材料结构与性能、材料制备与加工、材料性能评价与测试、材料应用与防护等。

通过对材料的研究，我们可以了解材料的微观结构，从而预测和改善材料的宏观性能。

【3.材料科学的发展历程】
材料科学发展历程可以追溯到人类文明的起源。

在漫长的历史中，人们通过对各种材料的使用和改进，推动了社会的进步。

20 世纪中叶，随着科学技术的飞速发展，材料科学逐渐从传统的金属材料、陶瓷材料、聚合物材料等领域拓展到纳米材料、生物材料、石墨烯等新兴领域。

【4.材料科学的应用领域】
材料科学在许多领域都有广泛的应用，如航空航天、建筑、交通、通信、能源等。

以航空航天领域为例，高性能的合金材料、陶瓷材料和复合材料等对于提高飞行器的性能和安全性至关重要。

【5.我国在材料科学领域的发展现状与前景】
我国在材料科学领域取得了举世瞩目的成就，近年来在纳米材料、超导材料、石墨烯等研究方向上取得了一系列重大突破。

绪论1. 材料和材料科学的定义：材料：具有在特定条件下使用要求的形态和物理状态的物质（不包含燃料、化工原料或产品、食品和药品）。

材料科学：研究材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系及变化规律的一门学科。

材料科学的内涵：核心问题是材料的组织结构与性能以及两者之间的关系。

2. 材料科学与工程的四要素模型及四要素之间的关系：材料的成分与结构是影响其各种性质的直接因素，加工过程通过改变材料的成分与结构从而影响其性质。

例如铁碳合金，不含碳时，即纯铁，延展性好但强度低；含碳量较低时，称之为钢，钢中含碳量增加，强度硬度上升，但塑性韧性下降。

由同一元素碳构成的不同材料如石墨和金刚石,也有着不同的性能。

结构与成分是材料研究的核心，性质是落脚点，根据材料的性质可以确定其使用效能，例如金属具有刚性和硬度，可做结构材料。

材料的制备/合成和加工不仅赋予材料一定的尺寸和形状,而且是控制材料成分和结构的必要手段。

如钢材可以通过退火、淬火、回火等热处理来改变它们内部的结构而达到预期的性能,冷轧硅钢片经过复杂的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大减少铁损。

3. 材料结构层次与材料结构和性能的关系：①原子结构②结合键内部结构③原子排列方式（晶体、非晶体）④显微组织⑤宏观组织（肉眼可见）讨论结构对性能的影响关系：①原子结构②结合键③原子排列方式④显微组织和缺陷 Eg.1 结合键受到原子结构影响，易失去电子的元素形成金属键，结合键为金属键，导致原子趋于紧密堆积，电子共有化使得受力形变时金属键不至于破坏，故而有很好的延展性。

Eg.2 组织是指金相观察方法观察材料内部时看到的涉及晶粒大小、方向、形状、排列方式等组成关系的组成物。

如铁素体和珠光体。

材料热处理加工导致组织结构变化，其力学性能也有所差异。

4. 材料选择的基本原理①性能使用性原则：根据工作环境条件，按照材料的性能指标来选择相应的适用材料。

②失效性选择原则：对服役后失效的材料进行失效原因、解决对策分析，选择新的适用材料。

824材料科学基础摘要：一、材料科学基础的定义与重要性1.材料科学的定义2.材料科学的重要性二、材料科学基础的分类1.金属材料2.陶瓷材料3.聚合物材料4.复合材料三、材料科学基础的研究方法1.实验方法2.理论计算方法四、材料科学基础的应用领域1.工业制造2.航空航天3.生物医药4.新能源正文：材料科学基础是研究材料的性质、结构和制备的科学。

材料是构成各种工程结构和器件的基本元素，材料的性能在很大程度上决定了工程和产品的性能。

因此，材料科学基础在现代科技领域中具有重要的地位。

材料科学基础主要包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等。

金属材料是指以金属元素为主要成分的材料，具有良好的导电、导热、延展性等性能。

陶瓷材料是由氧化物、氮化物、硼化物等构成的无机非金属材料，具有高硬度、高熔点等特点。

聚合物材料是由大量重复单元组成的大分子化合物，具有良好的柔韧性、耐磨性等性能。

复合材料是由两种或多种材料组合而成的，兼具各种材料的优点。

材料科学基础的研究方法包括实验方法和理论计算方法。

实验方法是通过各种测试手段，如X射线衍射、扫描电子显微镜等，来获得材料的结构和性能信息。

理论计算方法是利用第一性原理、分子动力学等理论方法，对材料的结构和性能进行模拟和预测。

材料科学基础在许多领域都有广泛的应用。

在工业制造领域，材料科学基础为新型材料的开发和传统材料的改进提供了理论支持。

在航空航天领域，材料科学基础为制造轻质、高强度的航空器和卫星提供了关键的技术。

在生物医药领域，材料科学基础为生物医用材料的研发提供了理论依据。

在新能源领域，材料科学基础为开发高效能源转换和储存材料提供了技术支持。

总之，材料科学基础作为一门重要的学科，为各种领域的发展提供了关键的技术支持。