中南大学粉末冶金研究院2016年全国硕士研究生入学考试《粉末冶金》考试大纲
I. 考试性质
本考试涵盖：全日制本科生的粉末冶金原理、粉末冶金模具设计的相关基础知识。其中粉末冶金模具设计内容穿插到粉末冶金原理中“粉末压制”的相关部分。其目的是科学、公平、有效地测试学生掌握本课程的基本知识、基本理论，以及运用于分析和解决实际问题的能力。
II. 考查目标
粉末冶金原理考试在考查基本知识、工艺原理的基础上，注重考查考生运用粉末冶金基本原理分析和解决粉末冶金技术领域中的工程技术问题的能力。考生应能：
1、准确理解和掌握粉末冶金的基本原理、概念、工艺原理和影响因素；
2、运用工艺过程原理分析工程实际问题和掌握质量控制方法；
3、熟悉典型的粉末冶金工艺。
Ⅲ. 考试形式和试卷结构
1、试卷满分及考试时间
本试卷满分为150 分，考试时间为180 分钟
2、答题方式
答题方式为闭卷，笔试。
3、各部分内容考查比例
粉末冶金原理 约大于90%
粉末冶金模具设计 约小于10%
4．题形比例（满分为150分）
名词解释 约10%
填空题 约20%
选择题 约10%
问答题 约50%
分析题 约10%
Ⅴ. 考查内容
一、 粉末性能及其测定
1、粉末物理性能：颗粒密度、显微硬度、粒度及其组成、比表面、颗粒形状及其与粉末制备方法间的联系。粒度测定方法的基本原理、适用范围。粉末比表面的意义及测试原理。
2、化学成分的内涵。
3、粉末工艺性能：松装密度、摇实密度、流动性、压缩性、成形性的概念，与物理性能间的相互联系及测定方法。工艺性能间的相互联系。各自的影响因素。
二、 粉末制取方法
金属粉末制取方法的适应范围。
1、还原法
还原法的基本原理。还原剂的选择准则。固体碳还原铁氧化物的基本原理（热力学和动力学）。还原铁粉的制取工艺和铁粉质量的控制因素。氢还原制备钨粉的基本原理、粒度控制原理（挥发-凝聚）和控制方法。WC粉末的制备原理、碳含量和粒度控制方法。
2、水溶液电解法
水溶液电解制取铜粉的基本原理、成粉条件、电流效率和粒度的控制因素。
3、雾化法
雾化法的种类。二流雾化过程原理、粉末粒度和形状的控制因素和雾化参数对粉末性能的影响规律。RZ法工艺设计依据。水雾化铁粉的性能特点。快速凝固法的原理和技术特点。
4、机械法、机械合金化法、气相沉积法和液相沉淀法的原理及其应用。
三、 粉末压制
压制前物料处理（退火与还原、合批与混合、添加润滑剂与成形剂、制粒等）的目的。
金属粉末压制现象（位移与变形）和致密化实质。压坯强度的影响因素。压制过程受力情况和外压传递效果，不同压制方式对压坯密度分布的影响和改善密度分布的措施。脱模力和弹性后效的影响因素及对压坯质量的影响。压制废品成因分析。
粉末压制理论：巴尔申压制理论的基本假设、适用范围和在高、低压范围产生偏差的原因；黄培云压制理论的基本思路（数学模型的选择）和应用。
四、 特殊成形与成形新技术
成形技术的选择原则[尺寸与形状原则、性能（包括精度）原则和经济性原则]。
1、冷等静压技术：冷等静压制基本原理，压坯密度及其分布规律。CIP压制方式（干袋与湿袋压制）。CIP工艺（模套制作等）
2、热等静压制：HIP的基本工作原理、技术特点。模套材料的选择准则。HIP基本工艺。烧结-HIP。HIP设备类型及特点。
3、粉末注射成形PIM：PIM技术原理与技术优势。PIM工艺与质量控制方法。
4、温压（WP）工艺：温压工艺的技术特点和基本原理。关键技术及解决方法。
5、粉末轧制的工作原理。
6、粉末挤压技术：过程原理。挤压方式。粉末增塑挤压工艺及坯件质量控制方法。粉末包套热挤压工艺。
7、粉浆浇注：基本原理。
五、 粉末烧结
烧结的概念与重要性。粉末烧结体系种类。烧结理论的基本问题（热力学和动力学）。烧结的基本过程（显微结构演化特征）。烧结驱动力（表面能及晶格畸变能的降低）及其模型计算（表面应力，扩散动力和蒸发-凝聚动力）。烧结机构（粘性流动、蒸发-凝聚、体积扩散、表面扩散、晶界扩散、塑性流动）。等球体烧结模型。单元系粉末烧结的显微结构变化（晶粒长大、孔隙形状与尺寸变化和数量减小）。烧结扩散的一般规律。多元系烧结。液相烧结的种类和三个基本条件及其对液相烧结机构和烧结过程的影响。液相烧结合金的组织特点及控制因素。典型液相烧结合金（WC-Co,W-Cu-Ni,Cu-Sn）。熔浸工艺特点。超固相线烧结的技术特点及烧结质量的控制方法。还原性气氛（含氢或CO）的特点。可控碳气氛（吸热型与放热型）的特点。气氛的露点与碳势。烧结设备的选择原则。钨活化烧结的内涵。
六、 粉末材料的孔隙特性与强化
孔隙与孔隙度。孔隙在粉末烧结材料断裂过程中的作用。粉末烧结材料力学性能与孔隙和孔隙度间的关系。弥散强化机理与材料性能特点。弥散强化材料的制备工艺。颗粒增强铝基复合材料的强化机理与制造工艺。硬质合金性能及其影响因素。纤维增强复合材料的构造原理、载荷转移机理，力学性能复合法则。纤维增强复合材料的强度影响因素。陶瓷材料的韧化机理。
中南大学粉末冶金研究院2016年硕士研究生入学考试《材料科学基础》考试大纲file:///C:\Users\Another\AppData\Local\Temp\%W@GJ$ACOF(TYDYECOKVDYB.png
本考试大纲由粉末冶金研究院教授委员会于2015年06月27日通过。粉末冶金研究院2016年硕士研究生入学考试《材料科学基础》试题形式为1+3模块：“1”为所有考生的必答题模块，占50分，主要考点为材料科学与工程基础；“3”为专业特色模块，各占100分，其专业特色模块名称为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料与工程，考生可根据自身的优势选择其中的1个模块答题。
I． 考试性质
《材料科学基础》考试是材料科学与工程及相关学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。材料科学是研究材料内在结构、性能和制备工艺之间相互作用关系的科学学科，材料工程则是侧重于应用材料科学的基础理论和方法制备满足工程所需的材料的工程学科。三种使用最为广泛的材料包括金属材料、无机非金属材料和高分子材料和工程，同时也包括在现代工业中占据极为重要地位的复合材料和电子材料。《材料科学基础》考试成绩是评价考生是否具备从事材料科学与工程研究能力的基本标准。
II． 考查目标
材料科学与工程学科主要探讨材料组成-制备工艺-结构（电子、原子和微观结构等）-性能-外界环境之间的相互作用关系。其中，材料结构在很大程度上决定了材料的性能。本课程考试通过重点考察学生对材料科学的基本概念和定律的理解基础上，旨在评估考生运用材料科学的基本原理和方法解决实际材料工程问题的能力。
III． 考试形式和试卷结构
1、试卷满分及考试时间
本试卷满分为150分，考试时间180分钟。
2、答题方式
答题方式为闭卷，笔试。
3、试卷内容结构
本试卷分为1+3个模块。其中，模块1为材料科学基础必答题模块，占50分；其他的3个专业模块分别为金属材料、无机非金属材料、高分子材料与工程专业特色模块，各占100分。考生可根据自身的优势选择3个专业特色模块中的1个模块答题。
IV． 试卷题型结构及比例
包括名词解释、简答题、计算和综合分析论述等不同形式的题目。
名称解释 约20%
简答题 约40%
分析计算题 约40%
V． 考查内容
（1）材料科学基础必答题模块考点：
材料科学与工程学科的核心在于通过对材料结构和化学的表征以及对材料合成与制备过程中涉及的相关机理的理解，来澄清材料结构、性能、制备工艺和外界环境之间的相互作用规律。因此，考生必须对材料科学基础所涉及的基本概念有清晰的认识和理解。此模块的主要考查内容包括：
一、 材料科学基础概述：材料、材料科学、材料工程的含义，材料的分类，材料结构的层次，材料性能的环境效应，工程材料的选择等。
二、 晶体结构：掌握晶体价键类型及空间点阵，及常见材料的晶体特征（含金属、无机非金属、聚合物等）。
三、 材料结构表征技术：掌握X射线和电子显微分析方法的原理及在材料结构表征中的应用，考生对倒易点阵的概念和布拉格方程应该有清晰的理解。
四、 材料性能及表征技术：包括材料各种性能（包括力学、电学、热学、光学和磁学等）的基本测试方法和原理。
（2）金属材料模块考点：
一、晶体结构
金属材料中的原子键合方式、特点及其对材料性能的影响；
晶体学基础：空间点阵与晶体结构、晶胞、布拉菲点阵、晶向指数与晶面指数；常见典型的晶体结构及其特征、晶体材料的多晶型性；
合金相结构：固溶体、金属间化合物的概念及分类、影响固溶体溶解度的因素、合金相与材料性能的关系。
二、晶体缺陷
晶体缺陷的概念及分类；
点缺陷的类型、点缺陷的平衡浓度、点缺陷的产生及其运动、点缺陷与材料行为；位错的基本类型、位错的性质、柏氏矢量、位错的运动、位错的应力场及其与其他缺陷的作用、位错的增值、塞积与交割、位错反应、实际晶体中的位错类型、位错理论的应用；
表面与界面：表面与表面吸附、晶界与相界的概念和分类、界面特性、晶体缺陷在材料组织控制（如扩散、相变）和性能控制（如材料强化）中的作用
三、凝固
金属结晶与凝固的概念、金属结晶的基本规律、金属结晶的热力学条件、均匀形核、非均匀形核、晶核的长大、凝固理论的应用
四、相图
相图基本知识、相图的热力学基础；
二元合金相图：匀晶、共晶、包晶相图中合金的平衡、非平衡结晶过程及其组织、杠杆定律及应用、二元合金相图分析方法、相图与性能的关系；
铁碳合金相图：铁碳合金相图的分析和使用、分析合金结晶过程及其组织；
三元相图：三元合金的成分表示法、共线法则与杠杆定律、重心定律；三元相图中的等温截面（水平截面）、变温截面（垂直截面）、平衡转变的类型、根据截面图或投影图分析合金的平衡结晶过程
五、材料中的扩散
扩散的概念、本质、分类；
扩散第一定律和菲克第二定律一般表达式和适用条件、扩散定律的应用、扩散的微观机理、扩散的热力学理论、扩散驱动力、扩散系数、上坡扩散、反应扩散、影响扩散的重要因素、扩散理论的应用
六、材料的塑性变形
常温下塑性变形的主要方式：滑移、孪生、滑移的表象学、掌握滑移系、滑移的临界分切应力和滑移时晶体的转动、多滑移与交滑移、孪生的晶体学和孪生变形的特点、晶界对多晶体金属的塑性变形的影响、固溶体合金和多相合金的塑性变形特点、塑性变形对材料组织和性能的影响、金属材料强化机制
七、回复与再结晶
冷变形金属在加热过程中的回复与再结晶：显微组织变化和性能变化、储存能变化、内应力变化、回复动力学、回复机理、回复退火的应用、再结晶动力学、再结晶温度、影响再结晶的因素、再结晶晶粒大小的控制、再结晶的应用、晶粒的正常长大、晶粒的异常长大
动态回复与动态再结晶、金属的热加工
八、固态相变及材料的强韧化
固态相变的特点及分类、相变热力学、相变动力学、过饱和固溶体的分解转变、过饱和固溶体的时效、调幅分解、钢的加热转变、钢在冷却时的转变；材料的强韧化方法
（3）无机非金属模块考点：
一、化合物晶体结构及其缺陷
了解结合键的概念与特性、离子键与静电吸引理论、配位键与晶体场理论、传统价键理论、现代价键理论、分子轨道理论，了解化合物晶体典型结构类型、硅酸盐晶体结构、无机化合物晶体结构缺陷、掌握点缺陷的表示方法、点缺陷反应方程及其化学平衡，各类结构的代表性陶瓷及其特性与晶体结构的关系，硅酸盐晶体结构特点；固溶体的类型及其形成条件。
二、非晶态结构与表征
了解硅酸盐熔体的结构和性质、玻璃的结构和玻璃的通性、玻璃的形成及其条件。
三、表面与界面
了解固体表面力、晶体的表面结构，表面吸附与润湿，多晶体的晶界构型；陶瓷粒子在水介质中的动电性质及其影响因素，陶瓷浆料的流变特性和稳定性等。
四、相平衡与相变
掌握陶瓷相图阅读方法，相图在陶瓷研究中的作用；了解相变热力学与动力学。
五、扩散与固相反应
掌握扩散动力学方程，了解扩散过程的推动力和微观机制、影响固体材料中扩散的主要因素；了解固相反应动力学、影响固相反应的因素。
六、烧结
掌握烧结的概念、驱动力和典型的烧结类型；固态烧结、液相烧结的主要传质方式、驱动力、特点及其影响因素；烧结过程中的晶粒生长及其与烧结的关系、影响烧结的主要因素、促进烧结的方法。
七、无机非金属材料性能的微观解析
掌握晶格振动与热学性能，晶格振动与热膨胀，声子激发与热传导，吸热与热反射原理等；载流子运动与材料的电磁性能，包括离子导电、电子导电、介电性、磁性、法拉第效应等；质点间结合强度与材料的力学行为，包括弹性变形机理、弹性变形机理、材料断裂原理与特征；材料中光学现象，包括光折射、光反射、光吸收、光弹性质、热光性质、非线性光学效应、发光与受激发射、光损伤等；材料化学稳定性的表征、化学组成、结构与化学稳定性的关系等。
（4）高分子材料与工程模块考点：
一、高分子材料基础
高分子材料的基本概念及高分子材料的命名、分类、特点，聚合物的平均分子量及分子量分布，高分子材料的成型工艺。
二、高分子材料的制备
高分子材料制备的缩聚反应和逐步聚合以及聚合实施方法、聚合反应机理和特征以及动力学、影响聚合度的因素及聚合度的控制方法、自由基共聚合、配位聚合和开环聚合，高分子材料的化学性能包括化学反应的特征、几率效应与邻近基团效应对聚合物基团反应的影响、聚合物的相似转变、接枝、嵌段、交联、降解反应、老化及防老化措施。
三、高分子材料的结构与性能
聚合物的链结构包括高分子链的组成和构造、高分子链的构象、链的柔顺性以及聚集态结构包括聚合物的非晶态、晶态、结晶热力学，聚合物的分子运动包括分子热运动、玻璃化转变及其影响因素、高分子材料的流变特性，高分子材料的力学性能和物理性能包括高聚物屈服、拉伸行为、力学松驰。
四、通用高分子材料和功能高分子材料
塑料、橡胶、纤维、胶粘剂和涂料等通用典型高分子材料的种类、结构和性能特征、组成成分及作用。功能高分子的种类、重要功能高分子材料如生物医用高分子、液晶高分子、离子交换树脂、吸附树脂、超强吸水剂、导电高分子、感光高分子、智能高分子、高分子催化剂、高分子功能膜等的制备及结构与性能和主要应用。
五、聚合物共混和聚合物基复合材料
聚合物共混物及其制备方法、聚合物共混物的相容性和增容、聚合物共混物的形态结构和影响因素、聚合物共混物的性能特征。聚合物基复合材料的种类及主要特性、增强剂种类及作用特征、聚合物基复合材料的制备和成型及主要应用、聚合物基复合材料的界面特性；聚合物基纳米复合材料的种类及制备方法、聚合物基纳米复合材料的特性及主要应用前景。
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