材料科学与工程学院

1、材料科学与工程学院School of Materials Science & Engineering 兰州理工大学材料科学与工程学院作为西部地区材料与冶金人才培养基地和科学研究基地，已形成了以有色金属材料先进加工技术，有色金属新材料的研究与开发，有色金属材料微观结构与性能，数字材料技术及材料的计算机设计等为主的研究方向。近五年来，先后申报成功国家自然基金项目7项，国家“863”项目2项，国际合作项目6项，国家“973”前期专项项目2项，在新材料研究与开发、先进材料加工成形技术及先进冶金技术等方面形成了自己的特色，为我国尤其是西部地区经济与科技发展做出了重要贡献。学院下设五个教学系（材料

2、成型及自动化系、金属材料工程系、冶金工程系、无机非金属材料系、有机高分子材料系）、一个金工教学部和一个工程实验中心。材料科学与工程学科具有一级博士、硕士学位授予权,一级学科博士后流动站，有色金属冶金、冶金物理化学等五个学科具有硕士学位授予权，材料科学与工程学科高校教师在职硕士培养点、甘肃省高新材料人才培养基地。材料科学与工程学科为甘肃省一级重点学科，有色金属冶金及新材料学科为甘肃省二级重点学科。学院现有教职工106人，专任教师94人，其中博士生导师18人、教授28人、副教授30人。多年来研究生就业率达 100，本科生就业率均在98.5以上。学院建有“甘肃省有色金属新材料重点实验室部省共建国家重

3、点实验室培育基地”、“有色金属合金重点实验室省部共建教育部重点实验室”，甘肃省有色金属及复合材料工程技术研究中心，拥有4000余平房米的重点实验室大楼，6000多平方米的综合实验中心，拥有各种大型先进实验仪器设备，固定资产达4300多万元，为教学与科研工作提供了有效的支撑。二、联系人及联系电话招生学院招生专业联系人联系电话传真电子信箱备注材料科学与工程学院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张莉0931280649209312806962gdcl博士入学考试课程大纲：材料研究方法科目考试大纲考试科目代码：813适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程考试主要内容：

4、1物理学基础 粒子与波；原子分子与光谱；光与物质的相互作用；带电粒子与物质的相互作用；衍射与成像。2晶体学基础 晶体及其对称性；布拉菲点阵；弥勒指数；晶面间距及其夹角；倒易点阵及其矢量；广义晶面与晶带；晶体投影；晶体衍射理论。3光学分析 光学显微分析：反光显微镜，偏光显微镜；相衬显微镜，干涉显微镜，高温显微镜；近场光学显微镜；低倍观察与定量金相；显微摄影与图像分析。4X射线分析 X射线及其性质；X射线衍射原理；X射线衍射分析；X射线光谱分析；X射线荧光仪； 电子探针X射线显微分析仪。5电子分析 透射电子显微分析；扫描电子显微分析；电子表面分析；低能电子衍射；俄歇电子能谱；X射线光电子能谱（XP

5、S）；探针扫描显微分析。6离子分析 质谱分析；离子表面分析；场离子显微镜。7热学分析 差热分析；扫描量热分析；热重分析。8其他核分析 正电子湮没技术；中子衍射；穆斯堡尔谱仪。建议参考书目：1左演声，陈文哲，梁伟.材料现代分析方法,北京:北京工业大学出版社，2000.材料物理与化学科目考试大纲考试科目代码：823 适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程考试主要内容：1.晶体结构 晶体结构的基本类型、实际的晶体结构、倒格子空间及布里渊区2.材料的电性能 自由电子理论，能带理论，半导体3.材料的热学性能 声子，一维原子链的振动，热容及其相关的模型，热膨胀4.材料的磁性能 各类磁性材料的磁

6、化率与温度的关系，铁磁理论 5.材料的光学性能 光与固体的相互作用6.扩散与固态相变 扩散定律、扩散机制、影响扩散的因素；固态相变的分类和机理，固相反应建议参考书1固体物理导论，C. 基泰尔著，项金钟、吴兴惠译，北京：化学工业出版社，20052材料物理导论，熊兆贤著， 北京：科学出版社，20023材料化学导论，唐小真等，北京：高等教育出版社，1997金属物理科目考试大纲考试科目代码：812适用招生专业：材料物理与与化学，材料学，材料加工工程考试主要内容1晶体结合与金属电子理论概略1.1 原子理论与自由原子的电子结构经典理论的的困难、量子论、现代原子理论的原理、量子力学与波动方程，量子数，核外电

7、子排布规律等1.2 晶体的结合原子间互作用势的普遍规律、结合能、原子间作用力的由来，平衡距离ro附近的性质、晶体结合类型与结合键等。1.3晶体中的电子状态 经典电子理论及缺陷、自由电子的量子理论、能级与状态密度、电子排布与费米能，电子比热，能带论及周期场效应，能隙与布里渊区，紧束缚近似，能带论的应用。 2点缺陷与位错理论基础2.1晶体缺陷的概念及位错理论的历史发展2.2 点缺陷的性质与平衡浓度计算2.3 位错类型与几何性质基本类型与特征，柏氏矢量的性质与确定、位错密度与常见组态、初步应用。2.4 位错的弹性性质应力场与应变能直刃、螺型位错的应力场与应变能计算、混合位错的应力与应变能计算、位错的

8、线张力2.5 位错的点阵模型PN模型PN模型位移场、应力场及能量、错排能与PN力等2.6位错位错间的弹性交互作用位错受力，Mott-Nabarro公式及peach-Koehler公式、两平行刃位错、螺位错之间交互作用2.7位错的塞积群在同一滑移面上平行位错间的弹性交互作用塞积群中位错的分布、塞积群对障碍的作用力、塞积群在晶体中所造成的应力场及种种效应等。2.8位错与溶质原子的弹性交互作用位错与球形对称畸变溶质原子交互作用的处理,柯氏气团的形成与结构.，柯氏气团的稳定条件。2.9 位错的运动与交截基本形式,保守与非保守运动,扭折与割阶,刃位错、螺位错的相互交截等。2.10 位错的来源与消除位错的

9、各种来源，FR机制及双交滑移增殖机制，位错的消除等。2.11 面心立方金属中的位错组态全位错与不全位错，位错反应，堆垛层错与扩展层错,Thompson记号，面角位错与位错网络，空位聚集形成位错与层错四面体等。3固态金属中的扩散3.1扩散现象，研究方法，固体中的原子扩散途径等。3.2 扩散定律FICK I律及意义， FICK II律及意义3.3 扩散方程的解 (D与浓度无关)Fick I律解, Fick II律解与应用(薄膜解、Grube解、傅里叶解)3.4 扩散方程的解（D与浓度有关）互扩散系数，Baltzmann-Matano解等3.5 固溶体中的互扩散kirkendall 效应及意义，达根

10、方程等3.6 扩散的热力学理论驱动力、迁移率、D的微观表达式、上坡扩散及其例 3.7 扩散的原子理论扩散机制、无规行走与扩散距离、扩散的Arrherius方程，D和微观表达式、不同晶体结构D的具体表达式、短路扩散等。二、建议参考书1汪复兴，金属物理，机械工业出版社，1981年2余宗森，金属物理，冶金工业出版社，1982年3冯端，金属物理学，第一卷，科学出版社，1997年硕士入学考试课程大纲：材料科学基础科目考试大纲考试科目代码：401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 原子结构；离子键；共价键；金属键；分子键；高分子链。2固体

11、结构 晶体学基础；金属的晶体结构；合金相结构；离子晶体结构；共价晶体结构；聚合物晶体结构。3晶体缺陷 点缺陷；线缺陷；表面及界面。4扩散迁移 扩散定律；扩散机制；影响扩散的因素。5变形与再结晶 弹性与塑性变形；单晶体的塑性变形；多晶体的塑性变形；变形后的组织与性能；合金的塑性变形；回复和再结晶；动态回复，动态再结晶和金属的热加工；高聚物的塑性变形。6相与相平衡 相、组元，系统；自由度，相律；相图及其表示和测定方法；材料中的基本相及其特征；相图热力学基础。7单元相图及纯组元的凝固与结晶 单元系相图与相平衡；纯金属的凝固与结晶；铸锭结构及其影响因素；高分子的结晶。8二元相图及合金的凝固与结晶 合金

12、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；二元合金相图的基本类型及相图分析；合金性能与相图的关系；二元合金的凝固理论；纯铁的同素异构转变与铁碳相图；高分子合金的凝固与结晶。9三元相图 三元相图基础；固态下不溶解的三元共晶相图。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。三元相图分析、等温截面、变温截面。10亚稳相与非平衡相变 纳米晶；非晶；固态相变形成的亚稳相；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

13、版）材料成形原理科目考试大纲考试科目代码：481适用招生专业：材料物理与化学，材料学，材料加工工程考试主要内容1. 液态金属的结构和性质金属在加热时的结构、性质变化。液态金属（合金）的流动性，充型能力及流变成形的基本概念。2. 液态金属凝固热力学和动力学液态金属凝固的热力学条件，均质形核，异质形核和纯金属的长大。3. 液态金属凝固过程中的传热、传质傅立叶导热微分方程，凝固过程中的传热、传质、铸件的温度场。铸件凝固时间的计算。4. 金属的结晶、结晶组织及其控制铸件宏观凝固组织的特征及形成机理。成分过冷对单相合金凝固过程的影响，铸件宏观凝固组织的控制。共晶合金的凝固，定向凝固技术，快速凝固技术。5

14、. 材料成形过程中的化学冶金和质量控制液态成形过程中的应力、变形和裂纹，气孔和夹杂，缩孔与缩松，化学成分的不均匀性。液态金属与气体界面、熔渣和铸型界面的反应，合金化。6. 应力, 应变分析点的应力、应变状态，等效应力、应变，平面应力、应变问题等基本概念。主应力、主剪应力和最大剪应力的计算以及应力平衡微分方程，小变形几何方程和虚功原理。7. 屈服准则屈服准则的概念，屈雷斯加（Tresca）屈服准则，米赛斯（Mises）屈服准则。两种屈服准则的异同和屈服准则的参数表达式。8. 塑性应力应变关系（本构方程）及真实应力应变曲线弹性应力应变关系，塑性变形时的应力应变关系的特点，真实应力、应变（对数应变）

15、，掌握真实应力应变曲线的绘制。塑性变形的增量理论，塑性变形的全量理论，最大塑性功原理。9. 金属的塑性和塑性变形塑性、塑性指标和金属的超塑性，影响塑性的因素，提高金属塑性的主要途径。10. 塑性成形中的摩擦金属塑性成形中摩擦的特点和影响，库仑摩擦条件，常摩擦条件。11. 主应力法, 滑移线法, 上限法主应力法、滑移线法、上限法的基本原理，掌握相关的基本概念和解题方法。12. 焊接成形热过程焊接温度场的概念及其影响因素;焊接热循环的概念及其主要参数的测试与计算。13. 焊接化学冶金过程焊接化学冶金过程的特点, 焊接区的气体及其对金属的作用, 熔渣及其对金属的作用。14. 焊接接头组织及性能的变化

16、熔池凝固的特点及结晶形态。焊缝金属的不均匀性。焊缝固态相变后组织与性能的关系。焊接热影响区的组织与性能。15. 焊接成形技术典型焊接方法的基本原理和技术特点; 焊接冶金缺陷的种类, 基本特征;常用金属材料的焊接性要点。焊接应力与变形的形成原因,影响因素及防止措施。建议参考书1材料成形原理，陈平昌 等主编，机械工业出版社（任一版本）金属学与热处理科目考试大纲考试科目代码：421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.金属的结构与结晶 1.1 晶胞、晶系、晶面指数与晶向指数； 1.2 三种典型金属晶体的原子排列方式、晶胞

17、原子数、配位数、致密度、密排晶向与密排晶面； 1.3 点缺陷、位错、界面的基本概念； 1.4 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。2.二元合金的结构与相图 2.1 合金中的相及其结构：固溶体、化合物；2.2 二元合金相图建立与杠杆定律，二元相图的分析和使用；2.3 二元合金凝固过程分析、组织形貌及平衡相、平衡组织计算；非平衡凝固过程及其组织分析。3.铁碳合金3.1铁-渗碳体相图的特征温度点、碳含量、转变线、各区域的组织与组成相、冷却过程的分析与相组成和组织组成含量计算。 3.2 钢中的主要杂质的作用；含碳量对碳

18、钢组织和性能的影响；常用碳钢。4.三元合金相图三元合金相图的表示方法和三相平衡的定量法则，简单三元相图及其合金结晶过程分析，三元相图的等温截面和变温截面；5.金属的塑性变形与再结晶5.1金属塑性变形的方式：滑移、孪生；5.2 晶体滑移的位错机制、滑移面、滑移方向、滑移系； 5.3塑性变形对金属组织与性能的影响。 位错强化机制、细晶强化机制。5.4冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化，回复与再结晶。6.固态金属中的扩散扩散现象，机理和条件，扩散定律，影响扩散的因素。7.钢的热处理7.1钢的奥氏体化过程、奥氏体晶粒度及控制；7.2钢在冷却时的转变、珠光体、贝氏体、马氏体的组织形貌及性能；TTT曲线与CCT曲线；魏氏组织。7.3退火、正火、淬火、回火的目的、组织与应用；常用钢的热处理规范。8.工业用钢8.1钢的分类与牌号，合金元素在钢中的作用与影响；8.2常用结构钢、合金工具钢、特殊性能钢的牌号、化学成分、热处理、组织、性能及用途。会合理选材。9.铸铁材料灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的牌号、热处理、组织与用途。试题类型：名词解释题、填空题、简述题、绘图计算题、分析综合题。 具体要求：基本概念与基本原理清楚，并能够利用其计算与分析。 注重基本概念与基本理论的联系，注重各章节的联系和