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材料科學(xué)與工程基礎(chǔ) 相關(guān)知識點(diǎn)

材料科學(xué)與工程的定義及其基本要素;金屬材料、陶瓷材料、高分子材料的基本特性及其分類。

原子結(jié)構(gòu)及原子量;原子的電子排布式;核外電子的排布應(yīng)遵循的原則;在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子結(jié)構(gòu)有什么共同特點(diǎn)，從左到右或從上到下元素結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別，性質(zhì)如何遞變;配位數(shù)及其影響配位數(shù)的因素。

離子鍵、金屬鍵、共價(jià)鍵等化學(xué)鍵的主要特點(diǎn);混合鍵及其相關(guān)實(shí)例，電負(fù)性對化學(xué)鍵的影響;結(jié)合鍵類型及鍵能大小對材料(金屬﹑無機(jī)非金屬材料﹑高分子材料的)的熔點(diǎn)﹑密度﹑導(dǎo)電性﹑導(dǎo)熱性﹑彈性模量和塑性影響;金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復(fù)合材料在結(jié)合鍵上的差別;從結(jié)合鍵的角度解釋金屬材料、陶瓷材料、高分子材料所具有的特殊性能。派生結(jié)合或物理鍵合(分子間作用力、氫鍵)。

空間點(diǎn)陣;配位數(shù);致密度;晶向指數(shù)、晶面指數(shù)的標(biāo)注。

典型金屬結(jié)構(gòu)晶體學(xué)特點(diǎn)及其相關(guān)計(jì)算;同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變及其有關(guān)計(jì)算;晶面間距及其計(jì)算公式;布拉格定律公式。

置換型固溶體;間隙型固溶體;影響形成置換型固溶體的因素;非化學(xué)計(jì)量化合物及其正(負(fù))離子空缺(空位)情況的判斷;

晶體缺陷分類;位錯(cuò)基本類型;肖脫基缺陷;弗侖克爾缺陷;金屬晶體和離子晶體中的肖脫基缺陷和弗侖克爾缺陷;點(diǎn)缺陷類型及其相關(guān)判據(jù)和計(jì)算公式。

固態(tài)相變;同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變;非晶態(tài)材料結(jié)構(gòu)特征及其非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型。

體積(晶格)擴(kuò)散的微觀機(jī)制類型;影響擴(kuò)散系數(shù)的因素(溫度﹑化學(xué)鍵﹑晶體結(jié)構(gòu)﹑固溶體類型)。

擴(kuò)散系數(shù)(率)及其公式;穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散;菲克第一定律及其計(jì)算;菲克第二定律在鋼件滲碳工藝中應(yīng)用的計(jì)算公式。

固體表面結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn);固體表面對外來原子的吸附及其主要特征;表面張力和表面能;影響表面能的因素(鍵性﹑溫度﹑雜質(zhì));潤濕過程及分類;潤濕的本質(zhì)和潤濕方程。

鐵碳合金中的基本組織(鐵素體﹑奧氏體﹑滲碳體﹑珠光體﹑馬氏體﹑高溫萊氏體﹑低溫(變態(tài))萊氏體);按含碳量、室溫平衡組織對鐵碳合金分類;典型鐵碳合金結(jié)晶過程分析及其組織組成物或相組織物含量的計(jì)算;鐵碳合金中碳的存在形式;各類鑄鐵(白口鑄鐵﹑灰口鑄鐵﹑球墨鑄鐵﹑可鍛鑄鐵﹑蠕墨鑄鐵)的組織特點(diǎn)和性能區(qū)別;黃銅;青銅。

氧化鎂或氯化納的結(jié)構(gòu)及其計(jì)算;硅酸鹽結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)和類型;滑石的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。

玻璃定義和玻璃的通性;玻璃中的氧化物;硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算和多面體中橋氧平均數(shù)對玻璃性質(zhì)的影響;非晶態(tài)材料的主要特征。

陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)(組織結(jié)構(gòu));陶瓷中各構(gòu)成相的主要作用和對陶瓷性能的影響;陶瓷材料中的主要結(jié)合鍵，從結(jié)合鍵的角度解釋陶瓷材料所具有的特殊性能;為什么外界溫度的急劇變化可能導(dǎo)致陶瓷器件開裂或破碎。

膠凝(結(jié))材料及其分類;硅酸鹽水泥的生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝過程、凝結(jié)硬化過程。

炭黑的結(jié)構(gòu)和碳同素異構(gòu)體的主要類型。

復(fù)合材料的定義、組成和分類、復(fù)合材料界面的形成過程。

納米材料的定義及其基本物理效應(yīng)。

聚合物的結(jié)構(gòu)層次;碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素高分子和無機(jī)高分子概念;高分子鏈構(gòu)型的概念;線形、支化和交聯(lián)高分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能上的不同。

單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的概念，握高分子鏈的構(gòu)象，自由結(jié)合鏈、自由旋轉(zhuǎn)鏈、等效自由結(jié)合鏈、高斯鏈的基本概念以及與實(shí)際高分子鏈之間的區(qū)別;高分子柔性的概念及其影響因素，高分子柔性的表征參數(shù);均方末端距和均方旋轉(zhuǎn)半徑的概念，其平均值的統(tǒng)計(jì)意義;自由結(jié)合鏈和自由旋轉(zhuǎn)鏈均方末端距的計(jì)算。

聚合物分子之間相互作用的類型和本質(zhì);內(nèi)聚能和內(nèi)聚能密度的概念，內(nèi)聚能密度大小與聚合物性能之間的關(guān)系;單晶和球晶的結(jié)晶形態(tài)、形成條件和判別方法，球晶和單晶中高分子鏈的取向方向，高分子鏈在晶體中的構(gòu)象及其形成原因;結(jié)晶度的概念和表示方法。液晶聚合物的概念，液晶聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類。取向的概念、機(jī)理及其對聚合物性能的影響;解取向的概念;解取向和解取向的原理在纖維生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。

聚合物溶解的過程和特點(diǎn)，聚合物的溶解性和相對分子質(zhì)量、聚合物結(jié)構(gòu)以及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系;從熱力學(xué)的觀點(diǎn)解釋聚合物的溶解特點(diǎn)，聚合物的極性對其溶解性的影響，聚合物溶劑選擇的原則;溶度參數(shù)的測定方法。理想溶液模型，理想溶液的熱力學(xué)性質(zhì)，實(shí)際溶液與理想溶液的差別; Flory-Huggins格子模型，聚合物溶液熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算;相互作用參數(shù)(Huggins參數(shù))χ1的概念及其物理意義;過量化學(xué)位(Δμ1E)的含義，過量化學(xué)位與溶劑性質(zhì)之間的關(guān)系;排斥體積的概念，無擾尺寸的定義，各參數(shù)與高分子鏈狀態(tài)之間的關(guān)系;第二維利系數(shù)A2的物理意義;θ狀態(tài)、θ溶液、θ溫度和θ溶劑的概念，θ溶液和理想溶液之間的差別;相分離的定義和臨界條件。增塑和增塑劑的概念，常用的增塑劑以及增塑劑的選擇原則，增塑劑的作用機(jī)理;凝膠和凍膠的概念。

聚合物多分散性的概念及其表示方法;聚合物各種平均相對分子質(zhì)量的表示方法，數(shù)均和重均相對分子質(zhì)量的物理意義和計(jì)算方法。滲透壓的概念，膜滲透壓法測定聚合物相對分子質(zhì)量的原理、實(shí)驗(yàn)方法以及測得的是何種相對分子質(zhì)量用膜滲透壓法測定第二維利系數(shù)A2和θ溫度的方法;光散射的基本原理，光散射測定聚合物相對分子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理過程，用光散射法測定第二維利系數(shù)和高分子分子尺寸的方法;相對粘度、增比粘度、比濃粘度、比濃對數(shù)粘度和特性粘度的定義，溶液粘度的濃度依賴性;粘度法測定粘均相對分子質(zhì)量的基本原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)儀器、數(shù)據(jù)處理過程和測定范圍; MHS方程， K、α值的測定及其影響因素;凝膠滲透色譜(GPC)的分離機(jī)理， GPC的儀器構(gòu)成，弄清標(biāo)定曲線和標(biāo)定方程、普適標(biāo)定參數(shù)和普適標(biāo)定曲線;GPC測定聚合物相對分子質(zhì)量分布的原理、實(shí)驗(yàn)方法， GPC的數(shù)據(jù)處理過程，GPC常用的溶劑和標(biāo)準(zhǔn)樣品。

高聚物分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，高分子鏈運(yùn)動(dòng)單元多重性;高聚物分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴性-松馳特性，分子運(yùn)動(dòng)對溫度的依賴性。高聚物的力學(xué)狀態(tài)和轉(zhuǎn)變。玻璃化溫度的測定方法;玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象、自由體積理論、玻璃化轉(zhuǎn)變的其熱力學(xué)本質(zhì)，影響玻璃化溫度的因素。聚合物結(jié)晶速度的影響因數(shù)，聚合物分子結(jié)構(gòu)與結(jié)晶能力間的關(guān)系，結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及Avrami方程，結(jié)晶度對聚合物性能的影響。結(jié)晶聚合物的熔融特點(diǎn)，熔融過程及影響熔點(diǎn)的因數(shù)，熔點(diǎn)與分子結(jié)構(gòu)及結(jié)晶條件間的關(guān)系。

橡膠彈性產(chǎn)生的原因、條件及特點(diǎn)，橡膠彈性的熱力學(xué)本質(zhì)，由統(tǒng)計(jì)理論導(dǎo)出橡膠狀態(tài)方程的方法及過程,橡膠狀態(tài)方程的物理意義。

聚合物的靜態(tài)粘彈性行為及其特點(diǎn)，蠕變及應(yīng)力松弛的概念，蠕變及回復(fù)、應(yīng)力松弛的分子運(yùn)動(dòng)本質(zhì)。聚合物的動(dòng)態(tài)粘彈性行為及其特點(diǎn)，內(nèi)耗、滯后、復(fù)數(shù)模量的概念及表達(dá)方式;理解內(nèi)耗的影響因數(shù)及分子運(yùn)動(dòng)本質(zhì)。聚合物動(dòng)態(tài)粘彈性的測試方法及動(dòng)態(tài)粘彈性的應(yīng)用。描述粘彈行為數(shù)學(xué)模型運(yùn)動(dòng)方程的建立和力學(xué)參數(shù)的計(jì)算，相應(yīng)力學(xué)模型在描述聚合物粘彈性為中的適用對象和局限。波爾茲曼疊加原理、時(shí)溫等效原理，WLF方程的應(yīng)用，平移因子的計(jì)算方法。

各類高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及影響屈服和斷裂強(qiáng)度的因素，屈服、細(xì)頸、冷拉，強(qiáng)迫高彈形變、銀紋、前切帶等概念及分子機(jī)理。聚合物的強(qiáng)度及斷裂理論，聚合物增強(qiáng)、增韌概念、改性方法及其機(jī)理，橡膠增韌塑料的銀紋-前切帶理論。聚合物表觀粘度、零切粘度、牛頓流體、假塑性流體等概念，非牛頓流體的類型，流動(dòng)曲線和方程、聚合物熔體流動(dòng)的特點(diǎn)和影響流動(dòng)的各種因素。流動(dòng)過程中出現(xiàn)的各種彈性效應(yīng)及其分子機(jī)理。

主要參考書

材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)，顧宜 趙長生主編 化學(xué)工業(yè)出版社(第二版)，2011年;

材料科學(xué)基礎(chǔ)，徐恒鈞 主編 北京工業(yè)大學(xué)出版社 2001年;

材料科學(xué)基礎(chǔ)常見題型解析及模擬題，劉智恩，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001年;

高分子物理，金日光等主編.北京：化學(xué)工業(yè)出版社(第4版)，2013年;

高分子物理, 何曼君主編.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社(第一版)，2007年;

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