2024年湖南工業大學專升本考試大綱《材料學專業綜合》發布，2024年湖南工業大學專升本辦學地點：湖南省株洲市天元區泰山西路88號(其中無機非金屬材料工程、陶瓷藝術設計專業辦學地點為醴陵校區，地址：湖南省醴陵市長慶示范區淥江新城核心區)

　　說明：除“湖湘工匠燎原計劃”專項以外，其他各專業招生計劃(包含退役大學生士兵和競賽獲獎學生免試計劃)為預計招生數，最終招生計劃數以省教育廳下達為準，學校將在官方網站另行通知。

　　一、考試對象

　　報考無機非金屬材料工程專業的學生。

　　二、考試目的

　　《材料學專業綜合》課程考試旨在考察學生對材料學的基礎理論、基本操作技能和一般規律的掌握情況，以及學會從宏觀和微觀的角度分析材料結構和性質變化的能力，同時考察學生對學科前沿知識了解的情況。

　　三、考試的內容要求

　　1、固體結構

　　(1)原子結構和鍵合：金屬鍵、離子鍵、共價鍵、電子的狀態、能量最低原理、Pauli不相容原理、Hund規則等;

　　(2)基本概念：晶體與非晶體、點陣、晶胞、晶格常數、晶向指數、晶面指數、晶帶、晶面間距、同素異構(轉變)、相、組織、固溶體(間隙或置換)、中間相(金屬間化合物)、固溶強化等;

　　(3)三種典型晶體結構的特征：體心立方、面心立方和密排六方三種晶體結構的晶格常數、晶胞原子數、原子半徑、配位數、致密度、各類間隙尺寸與個數，最密排面(滑移面)和最密排方向的指數與個數等，晶向指數與晶面指數、晶系和空間點陣;

　　(4)固溶體、中間相的分類、特點和用途，固溶體的分類和固溶度。

　　2、晶體缺陷

　　(1)點缺陷及其作用：Schottky空位、Frankel空位、間隙原子、置換原子;

　　(2)線缺陷(刃型位錯、螺型位錯、混合型位錯)及其作用：柏氏矢量、位錯運動、滑移、(雙)交滑移、多滑移、攀移、交割、割價、扭折、塞積;

　　(3)面缺陷及其作用：表面、界面、界面能、晶界(大、小角度晶界)、相界(共格、共格、非共格)、孿晶界。

　　3、固體中原子及分子的運動

　　(1)基本概念：擴散、柯肯達爾效應、Fick第一定律、Fick第二定律、擴散驅動力、上坡擴散、下坡擴散、自擴散和互擴散、原子擴散與反應擴散(相變擴散)、擴散系數、擴散激活能等;

　　(2)固態擴散的條件：溫度(T)、時間(t)、擴散原子要能固溶、擴散要有驅動力;

　　(3)擴散應用：如滲碳、表面沉積、成分偏析均勻化、焊縫偏移等;

　　(4)擴散機制(機理)：交換(換位)機制、間隙機制或推填或擠列或躍遷機制、空位機制、晶界擴散和表面擴散、位錯擴散;

　　(5)影響擴散的因素：溫度、固溶體類型、晶體結構、晶體缺陷、化學成分、應力和磁性等。

　　4、材料的形變和再結晶

　　(1)基本概念：滑移、孿生、滑移帶、滑移線、滑移系、多滑移、交滑移、臨界分切應力、固溶強化、細晶(晶界)強化、彌散(沉淀)強化、形變強化(加工硬化)、纖維組織、形變織構、帶狀組織、殘余應力、回復(低、中、高溫)、再結晶，晶粒長大等;

　　(2)在加熱時的組織和性能變化：回復、再結晶、晶粒長大，影響再結晶的因素。

　　5、相圖

　　(1)基本概念：組元、相、相圖、相變、相律、結構起伏、能量起伏、過冷度，臨界晶核半徑，臨界形核功，形核率，均勻形核，非均勻形核、光滑界面、粗糙界面、溫度梯度、飽和蒸氣壓、Hall-Petch公式等;

　　(2)單組元相圖：純金屬凝固的過程和現象、金屬凝固的熱力學條件、控制晶粒大小;

　　(3)二元系相圖：

　　勻晶相圖及勻晶轉變、相律與杠桿定律及其應用;固溶體的凝固與純金屬的凝固特點、非平衡凝固(結晶);枝晶偏析(晶內偏析)、成分過冷;

　　共晶相圖及合金凝固：共晶轉變、端部固溶體合金與亞共晶合金和過共晶合金的凝固過程及其組織特點：偽共晶、離異共晶;

　　包晶轉變相圖及其合金凝固、共析轉變等;

　　Fe-Fe3C相圖：Fe-C合金中各相與組織的結構、幾種典型Fe-C合金的冷卻過程分析、杠桿定律在Fe-C合金的應用;

　　具有一個低共熔點的簡單二元相圖、生成一種一致熔融化合物的二元相圖、生成一種不一致熔融化合物的二元相圖、生成一種固相分解的化合物的二元相圖、具有多晶轉變的二元相圖、形成連續固溶體的二元相圖、形成有限固溶體的二元相圖等二元系統相圖的特點、冷卻過程分析、杠桿定律的應用等。

　　6、化學反應中的質量關系和能量關系

　　(1)掌握理想氣體狀態方程相關計算;

　　(2)掌握物質的量、溶液的濃度、溶液的物質的量濃度、化學方程式及根據化學方程式計算、原料利用率和產品產率的計算及溶液的配制;

　　(3)掌握狀態函數的特點，焓與焓變及幾種重要熱效應的概念;

　　(4)了解熱力學中的常用術語：體系與環境，狀態與狀態函數等。

　　7、化學反應的方向、速率

　　(1)掌握濃度、溫度和催化劑對反應速率的影響，并能用反應速率理論解釋各種因素對反應速率的影響;平衡常數的意義;化學平衡的有關計算，并會應用吉布斯自由能變判斷化學反應進行的方向;化學平衡移動的原理;化學平衡的移動;

　　(2)了解化學反應速率的概念及其表示法，反應速率理論和活化能的概念。

　　8、溶液中的離子平衡

　　(1)掌握弱電解質的解離平衡，解離常數，解離度及一元弱酸、弱堿溶液pH值的計算，多元弱酸的解離平衡;

　　(2)掌握同離子效應，緩沖溶液的組成及緩沖原理;

　　(3)掌握鹽類水解反應的本質，各類鹽的水解平衡及有關計算，影響鹽類水解的因素;理解溶度積常數的意義及相關計算，溶度積規則及其應用。

　　9、氧化還原反應

　　(1)掌握氧化還原基本概念，氧化還原反應方程式的配平方法;

　　(2)掌握原電池的組成、符號、正負極、電極反應和電池反應;

　　(3)能運用標準電極電勢判斷氧化劑還原劑的相對強弱以及氧化還原反應的方向和程度;

　　(4)掌握影響電極電勢的因素，能熟練用能斯特方程計算和討論離子濃度、溶液酸度對電極電勢和氧化還原反應方向的影響;

　　(5)掌握元素標準電勢圖及其應用。

　　10、原子結構與元素周期性

　　(1)掌握核外電子運動狀態，四個量子數的物理意義及表述方法;

　　(2)掌握原子核外電子排布的一般規律、泡利原理、能量最低原理、洪德規則、近似能級圖。深刻理解原子結構與元素周期表的關系;

　　(3)掌握電離能、電負性、原子半徑等概念及其與原子結構的關系。

　　11、分子的結構與性質

　　(1)掌握離子鍵和共價鍵的形成、特點及相互區別;

　　(2)掌握sp、sp2和sp3雜化軌道類型與分子空間幾何構型的關系;

　　(3)掌握分子間力和氫鍵，分子的偶極矩，極性分子和非極性分子，分子間力和氫鍵對物質性質的影響。

　　12、固體的結構與性質

　　(1)掌握分子晶體、離子晶體和原子晶體的物理性質的比較以及離子晶體晶格能的概念;

　　(2)掌握離子極化的概念及其對化合物性質的影響。

　　四、考試方法與考試時長

　　1、考試方法：筆試，閉卷;可以使用計算器

　　2、總分：200分

　　3、考試時長：150分鐘

　　4、題目類型：填空題、選擇題、判斷題、簡答題、畫圖題、計算題等。

　　五、推薦復習資料

　　1、《無機化學》(第五版)，高職高專化學教材編寫組編，高等教育出版社，2021年。

　　2、《無機化學與化學分析》，天津大學無機化學教研室編，高等教育出版社，2016年。

　　3、《材料科學基礎》，張聯盟,黃學輝,宋曉嵐編，武漢理工大學出版社，2008年。

　　4、《材料科學基礎》，胡庚祥,蔡珣編，上海交通大學出版社，2022年。