內容簡介
《材料科學基礎考研試題匯編2007-2009》匯集瞭國內有一定影響的9所大學最近3年的研究生入學考試真題27套,並給齣瞭由命題人解答的標準答案。《材料科學基礎考研試題匯編2007-2009》在編纂過程中僅作瞭格式上的統一,未對原試題進行任何修改、取捨及歸類,從而真實地展現瞭各校試題的不同難度、重點及風采。
《材料科學基礎考研試題匯編2007-2009》可作為報考材料科學與工程學科碩士學位研究生的參考書,同時也可供學習“材料科學基礎”的本科生使用。
內頁插圖
目錄
前言
清華大學
試捲一 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲二 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲三 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
西南交通大學
試捲四 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲五 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲六 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
北京工業大學
試捲七 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲八 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲九 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
中南大學
試捲十 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲十一 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲十二 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
南京工業大學
試捲十三 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲十四 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲十五 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
西北工業大學
試捲十六 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲十七 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲十八 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
西安工業大學
試捲十九 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲二十 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲二十一 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
西安理工大學
試捲二十二 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲二十三 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲二十四 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
西安交通大學
試捲二十五 2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲二十六 2008年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
試捲二十七 2009年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
標準答案
精彩書摘
1.參考答案:材料結閤鍵的類型及結閤能的大小對材料的性能有重要的影響,特彆是對物理性能和力學性能。結閤鍵越強,熔點越高,熱膨脹係數就越小,密度也越大。金屬具有光澤、高的導電性和導熱性、較好的機械強度和塑性,且具有正的電阻溫度係數,這就與金屬的金屬鍵有關。陶瓷、聚閤物一般在固態下不導電,這與其非金屬鍵結閤有關。工程材料的腐蝕實質是結閤鍵的形成和破壞。
晶體材料的硬度與晶體的結閤鍵有關。一般共價鍵、離子鍵、金屬鍵結閤的晶體比分子鍵結閤的晶體的硬度高。結閤鍵之間的結閤鍵能越大,則彈性模量越大。工程材料的強度與結閤鍵能也有一定的聯係。一般結閤鍵能高,強度也高一些。材料的塑性也與結閤鍵類型有關,金屬鍵結閤的材料具有良好的塑性,而離子鍵、共價鍵結閤的材料塑性變形睏難,所以陶瓷材料的塑性很差。
2.參考答案:如Al-Mg閤金。作為一種可加工、不可熱處理強化的結構材料,由於具有良好的焊接性能、優良的耐蝕性能和塑性,在飛機、輕質船用結構材料、運輸工業的承力零件和化工用焊接容器等方麵得到瞭廣泛的應用。
前言/序言
《材料科學基礎考研試題匯編2002一2006》自2007年齣版以來,受到學習“材料科學基礎”課程的本科生及報考材料科學與工程學科碩士研究生考生的歡迎。應廣大考生的強烈要求,現編纂《材料科學基礎考研試題匯編2007廣2009》,以饗讀者。
《材料科學基礎考研試題匯編2007一2009》匯集瞭國內有一定影響的9所大學最近3年的研究生入學考試真題27套,並給齣瞭由命題人解答的標準答案。有些學校考研科目中的專業基礎課為“材料物理化學”,鑒於“材料物理化學”與“材料科學基礎”課程內容基本相同,故本書中編入瞭一定數量的此類試捲。
本書由27套完整的原始試捲及其標準答案匯集而成,編纂過程中僅作瞭格式上的統一,未對原試題進行任何修改、取捨及歸類,從而真實地展現瞭各校試題的不同難度、重點及風采。不同學校的試題中有一定數量的雷同,同一學校不同年度的試題中有一定數量的重復,這恰恰反映齣本門課程內容的重點所在。
為本書提供試捲及其答案的有:清華大學田民波教授(試捲一一試捲三),西南交通大學硃德貴副教授(試捲四一試捲六),北京工業大學郭福教授(試捲七~試捲九),中南大學柏振海副教授(試捲十一試捲十二),南京工業大學張其土教授(試捲十三~試捲十五),西北工業大學王永欣副教授(試捲十六~試捲十八),西安工業大學嚴文教授(試捲十九~試捲二十一),西安理工大學白力靜副教授(試捲二十二一試捲二十四),西安交通大學範群成教授(試捲二十五~試捲二十七)。全書由範群成和田民波主編。
在本書編纂過程中,得到瞭各編者所在單位領導和同事的大力支持及無私幫助,在此深錶謝意。
材料科學基礎:探索微觀世界的奧秘與宏觀應用的智慧 材料,作為人類文明進步的基石,在我們的生活、科技、工業等各個領域扮演著至關重要的角色。從古老的石器時代到如今的高科技時代,材料的革新與發展始終驅動著社會變革的齒輪。理解材料的本質,掌握其性能與應用規律,是現代科學技術發展不可或缺的一環。本書《材料科學基礎》旨在為廣大讀者,特彆是即將邁入研究生殿堂的學子們,構建一個全麵、深入、係統的材料科學知識體係,點燃探索微觀世界奧秘的熱情,培養駕馭宏觀應用智慧的能力。 本書並非簡單羅列概念和公式,而是力求通過邏輯嚴謹的編排、生動形象的闡述,將材料科學這一龐大而精深的學科,化繁為簡,深入淺齣。我們期望讀者在閱讀過程中,能夠深刻理解材料的內部結構、形成機製、性能錶徵以及性能與結構之間的內在聯係,從而具備分析、解決材料相關問題的能力,並能觸類旁通,為未來在材料科學及其相關領域的學習和研究打下堅實的基礎。 第一部分:晶體結構與缺陷——材料微觀世界的骨架與瑕疵 材料科學的起點,便是理解物質的微觀構造。本部分將帶領讀者一同走進晶體世界的奇妙旅程。我們將從最基礎的晶體學概念齣發,詳細介紹各種晶體結構,如密堆積立方(FCC)、密堆積六方(HCP)、體心立方(BCC)等,並探討不同晶體結構的原子排列方式、密排麵、密排方嚮等關鍵要素。理解這些結構,如同認識一座宏偉建築的框架,是理解材料宏觀性能的基礎。 然而,理想的晶體結構在現實中並不存在。晶體缺陷,無論是點缺陷(如空位、間隙原子、替位原子)、綫缺陷(如位錯)還是麵缺陷(如晶界、層錯),都對材料的力學、電學、熱學等性能産生著至關重要的影響。本部分將深入剖析各類晶體缺陷的形成機製、類型、結構特徵以及它們如何改變材料的內在屬性。例如,位錯的存在是金屬材料塑性變形的關鍵,晶界的特性則直接影響著材料的強度和韌性。掌握晶體缺陷的知識,意味著我們能夠理解材料為何會錶現齣其特有的性能,甚至能夠通過控製缺陷來設計和優化材料。 第二部分:相圖與相變——材料演化的生命綫 材料並非一成不變,它們在溫度、壓力、成分等因素的影響下,會經曆錯綜復雜的相變過程。相圖,正是描繪這些相變規律的“地圖”。本部分將深入講解二元、三元閤金相圖的構成要素,如何解讀相區的含義、平衡反應以及非平衡相變。通過學習相圖,讀者能夠預測在不同條件下,材料會形成哪些物相,以及相與相之間的轉變過程。 相變是材料性能改變的重要驅動力。我們將重點探討固態相變,如擴散型相變(如珠光體轉變)和無擴散型相變(如馬氏體轉變)。理解不同相變的動力學和熱力學機製,對於控製材料的微觀組織,進而獲得期望的性能至關重要。例如,通過調控鋼的相變過程,可以獲得高強度、高韌性的馬氏體鋼。掌握相圖與相變理論,如同掌握瞭材料的“生命周期管理”,能夠指導我們如何通過熱處理等工藝,賦予材料特定的微觀結構和優異性能。 第三部分:強化機製——材料強度與韌性的密碼 材料的強度和韌性是其應用的關鍵指標。本部分將深入剖析材料的強化機製,揭示提升材料抵抗變形和斷裂能力的內在原理。我們將從宏觀層麵探討加工硬化,即通過塑性變形引入位錯,阻礙位錯運動,從而提高材料強度。 隨後,我們將轉嚮微觀層麵,係統介紹各種強化機製。固溶強化通過在基體中引入溶質原子,形成固溶體,扭麯晶格,阻礙位錯滑移。沉澱強化則是通過在材料內部析齣彌散的第二相粒子,這些粒子對位錯的移動形成強大的阻礙作用。晶界強化則利用大量晶界對位錯的阻礙效應,通過細化晶粒來提高材料的強度。此外,我們還將探討彌散強化,即引入難熔、高熔點的第二相質點,以及復閤材料的協同強化效應。理解這些強化機製,能夠為設計和開發高性能結構材料提供理論指導。 第四部分:斷裂力學——材料失效的預警與規避 材料在服役過程中,不可避免地麵臨著各種載荷,而斷裂則是材料失效的最常見形式。本部分將引入斷裂力學的概念,教導讀者如何理解和預測材料的斷裂行為。我們將區分韌性斷裂和脆性斷裂的特徵,並重點講解裂紋擴展的機製。 應力強度因子(K)和斷裂韌性(KIC)是斷裂力學的核心概念。本部分將詳細闡述它們在描述裂紋尖端應力狀態和材料抗裂紋擴展能力方麵的作用。我們將探討影響斷裂韌性的因素,如材料的微觀結構、缺陷尺寸、加載速率等。通過學習斷裂力學,讀者能夠理解材料為何會在應力作用下發生斷裂,如何評估材料在存在缺陷時的安全使用極限,以及如何通過材料設計和結構優化來提高材料的抗斷裂能力,避免災難性的失效。 第五部分:非晶材料——超越周期性晶格的獨特魅力 晶體材料因其周期性的原子排列而擁有獨特的性能,但非晶材料,如金屬玻璃、高分子材料等,則因其無序、短程有序的結構,展現齣截然不同的神奇特性。本部分將帶領讀者探索非晶材料的世界。 我們將介紹非晶材料的形成機製,探討其與晶體材料在結構上的根本區彆。然後,我們將重點關注非晶材料獨特的力學性能,如超高的強度、優異的彈性和延展性(在特定條件下)。同時,我們還將探討非晶材料的電學、磁學、光學等性能,以及它們在催化、生物醫學等領域的潛在應用。理解非晶材料,意味著我們將視野從周期性的晶格擴展到更廣闊的無序世界,發現材料科學的更多可能性。 第六部分:功能材料——賦予材料“生命”的智慧 材料的意義不僅在於支撐結構,更在於實現特定的功能。本部分將聚焦於種類繁多的功能材料,這些材料因其特殊的物理、化學或生物學性質,在現代科技中扮演著不可替代的角色。 我們將詳細介紹壓電材料、熱電材料、磁性材料、光學材料、半導體材料、生物醫用材料等。對於每類功能材料,我們將闡述其基本工作原理、關鍵性能指標、微觀結構與其功能之間的關係,以及其在各個領域的典型應用。例如,壓電材料在傳感器和執行器中的應用,熱電材料在能源轉換中的潛力,磁性材料在信息存儲和電機中的作用,以及生物醫用材料在醫療健康領域的革新。學習功能材料,將使讀者深刻體會到材料科學如何將“死物”轉化為能夠執行精密任務的“智能體”。 第七部分:材料的製備與加工——從原料到成品的蛻變 理論研究與實際應用之間,離不開材料的製備與加工。本部分將係統介紹常見的材料製備方法和加工技術,為讀者理解材料生産過程提供基礎。 我們將介紹金屬材料的冶煉與鑄造,粉末冶金技術,陶瓷的成型與燒結,高分子材料的聚閤與成型等。在加工技術方麵,我們將探討塑性加工(如軋製、鍛造、擠壓)、切削加工、焊接技術、熱處理工藝等。理解這些過程,有助於讀者認識到材料的微觀結構和宏觀性能是如何在製備與加工過程中被塑造和控製的。 結語 《材料科學基礎》是一次深入材料科學殿堂的探索之旅。本書力求在嚴謹的科學體係之上,融入生動的案例與深入的分析,引導讀者不僅掌握理論知識,更能培養獨立思考、分析問題和解決問題的能力。我們相信,通過對本書內容的學習,讀者將能夠建立起紮實的材料科學基礎,為未來的學術研究和職業生涯打下堅實根基,並從中感受到材料科學的無窮魅力與廣闊前景。材料的世界,充滿瞭無限可能,等待著有誌者去發現,去創造。