中南大学材料科学基础与综合考博试题

中南大学博士生入学考试试题试题

材料科学基础（2006）

1 已知Cs‐离子和Br+离子的半径分别为2.65?和1.19?，Cs和Br的原子量分别为128和

80。

1）试确定CsBr晶体的结构为下列哪种结构：NaCl结构、CsCl结构和Blende结构，并说明理由；

2）计算理想CsBr晶体的点阵常数、致密度和密度。

2 简述材料表面科学技术发展对未来材料的影响。

3 材料科学研究和工程实践的大量实例均已表面，在不改变金属材料化学组成的前提下，

可以通过多种技术途径改变材料的组织与性能，试举两例说明之。

4 简述复合材料的类型、制备方法和性能特点。复合材料中基体与增强体之间的界面可以

分为哪几种类型，不同类型的界面对材料的力学性能有什么影响？

5 在合金相中有一类具有长程有序晶体结构，称之为有序相，试回答一下问题：

1）用什么方法可以判断一个相是有序还是无序相？

2）有序－无序转变对合金性能有什么影响？

6 时效强化是合金强化的重要手段，叙述时效强化的理论，叙述研究时效强化的力学、物

理、显微组织结构的表征方法。

7 简述金属晶体的一般特征，金属晶体的缺陷以及这些缺陷对金属性能的影响。

8 疲劳断口组织由哪三个区域组成？各区域有何宏观特征？并分析每个区域的形成机理。

材料科学基础（2007）

（每题20分，选做5题）

1 试比较金属材料与无机非金属材料的结合键类型、特点及其对材料结构与性能的影响。

2 结合Al-Cu、Fe-C相图，比较Al-Cu合金与低碳钢固态相变的特点，以某种Al-Cu合金

或低碳钢为例说明从工艺上如何控制固态相变的组织。

3 试论述金属材料强化和韧化的基本原理与主要途径。

4 下图中T0线为L/α无扩散相变温度线，T g线为玻璃化转变温度线，试分析不同冷却速度

下合金A的平衡、非平衡凝固过程及其组织。

5 镁合金与铝合金都是重要的轻质结构材料，室温下镁合金的塑性变形能力远不及铝合金，

而提高变形温度可以明显改善镁合金的变形能力，试对这种现象进行理论解释。

6 简述两种材料微观结构分析方法的技术特点与适用范围。

7 简述物理气相沉积与化学气相沉积的基本原理与各自的技术特点。

8 从人类社会可持续发展的角度，论述新材料与新技术的发展趋势。

9 结合本人的研究和工作实践，简述一种新型材料的主要性能特点、用途与制备方法。

材料科学基础（2008）

（每题20分，选做5题）

1 简述金属晶体的主要缺陷类型及基本特征并举例说明某一种缺陷对金属性能的影响。

2 简述织构的概念、形成机理与检测方法，并举例说明在材料工程中如何控制与应用织构。

3 试论述金属材料强化和韧化的基本原理与主要途径。

4 结合Al-Cu、Fe-C相图，比较含2%Cu原子的铝合金，和含1%C原子的低碳钢固态相变

的特点，以及从工艺上如何控制这两种合金的固态相变组织。

5 举例说明微合金化元素在调控铝合金微观组织及宏观性能方面的主要作用机理。

6 简述2-3种细化铸锭组织的技术与原理，分析凝固组织对后续加工过程和力学性能的影

响。

7 简述物理气相沉积与化学气相沉积的基本原理与各自的技术特点。

8 简述复合材料的类型，界面结构对材料性能的影响及控制界面结构的技术。

材料科学基础（2009）

（每题20分，选做5题）

1 举例说明金属材料与无机非金属材料的结合键类型、特点及其对材料结构与性能的影响。

2 结合Ag-Cu、Fe-C二元相图，比较原子百分浓度为10%Cu的Ag-Cu合金与原子百分浓

度为1%C的低碳钢固态相变的特点。从工艺上如何控制这两种合金的固态相变组织？

3 简述金属晶体的主要缺陷的类型、基本特征并举例说明某一种缺陷对金属性能的影响。

4 试根据Ag-Cu相图，画出原子百分浓度为10%Cu的Ag-Cu合金，在常规铸造，液相没

有充分搅拌的情况下，凝固前沿的溶质浓度分布曲线，并由此说明合金凝固过程中成分过冷的形成原因。

5 简述提高镁合金变形能力的途径与主要理论依据。

6 细化晶粒是提高材料强度与韧性的重要手段。简述实现晶粒细化的途径，试结合一种具

体材料加以讨论。

7 含少量Sn的Zn-Cu-Sn合金在300℃热轧时，出现轧制裂纹，试根据下面的二元相图

（Cu-Zn、Cu-Sn、Sn-Zn），分析该材料出现轧制裂纹的原因并提出解决这个问题的办法。

8 结合本人的研究与工作实践，简述一两种新型材料的主要性能特点、用途与制备方法。

材料科学基础（2010）

（每题20分，选做5题）

1 试从热力学条件、动力学条件及结构因素等三个方面分析非晶合金形成的条件以及制备

非晶合金的主要方法。

2 金属材料室温塑性变形与高温塑性变形的主要机制有何异同？高温合金的主要强化方法

有哪些？

3 简要分析加工硬化、细晶强化、固溶强化、沉淀强化在本质上有何异同。

4 材料、能源、信息是人类发展的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的基础。谈谈你

对能源材料的认识？举例说明1-2种新能源材料（如太阳能、风能、生物能等等）的组成、能源转换、储存或传输的机理、制备方法与应用领域。

5 合金熔炼和铸造中的主要问题是什么？镁合金熔炼铸造有哪些注意事项？

6 形变热处理是合金强韧化的重要工艺，试举一例说明，并分析其机理。

7 简述固体薄膜制备技术中的PVD和CVD的原理、特点和应用领域。

8 已知离子晶体AB中A+和B-离子的半径分别为1.19?和2.65?，以及它们的原子量分别

为A=80g/mol和B=128g/mol。

1）试确定AB晶体的结构为下列哪种结构：NaCl结构、CsCl结构和Blende结构，并说明理由；

2）计算理想AB晶体的点阵常数、致密度和密度。

9 结合Fe-C二元相图，试分析铸铁变质后可能产生的组织变化及变质机理，对后续热处理

有何影响？

材料科学基础（2011）

（共8题，选做5题）

1 简述固体材料结合键的种类和与材料性能的关系

2 叙述你所了解的材料结构缺陷的基本类型，这些缺陷如何影响材料的强度和塑性等性能

3 如何获得组织均匀、性能良好的材料

4 结合你所了解的一种材料，叙述其加工与制备处理过程以获得既有较好强度又有良好其

他性能（如塑性）的综合性能

5 你了解的材料中，在熔化、冷却过程中会发生哪些变化，在这个过程中可以采取哪些方

法和手段来改善材料的性能

6 材料在受到外力时，会有哪些现象产生，变形过程对材料组织和性能有何影响

7 材料制备成型后再加热会发生哪些变化，这种加热对材料产生了哪些影响？如何制备相

对承受高温的材料

材料科学综合（2007）

（共19题，选做5题）

1 简述有色金属材料退火热处理制度的种类及其在材料加工过程中的应用

2 简述超塑性变形的基本原理、实现超塑性变形的工艺条件及超塑性成型的应用

3 简述两种活的纳米材料的制备技术与工艺特点

4 按增强体形貌金属基复合材料可以分为哪几类？简述它们的制备方法

5 简述1-2种你熟悉的材料设计与材料组织演变模拟方法

6 常用的材料连接方法有哪些？它们各有什么工艺特点及使用范围

7 晶体缺陷的种类有哪些？它们对材料的性能有什么影响

8 细化晶粒是提高材料强度与韧性的重要手段，实现晶粒细化的途径有哪些？试结合一种

具体材料加以讨论

9 快速凝固方法的工艺特点是什么？该方法对合金的组织性能有什么影响

10 简述1-2种新型电子信息材料，简要介绍其研究开发现状及实际应用过程需要解决的关

键问题

11 简述离子的极化对材料结构和性能的影响

12 简述硅酸盐晶体的结构特点并比较其与硅酸盐玻璃的差异

13 简述无机化合物中固溶体的类型，并讨论影响形成置换固溶体的因素

14 阐述硅酸盐熔体中Si:O与熔体结构的关系，着重说明硅氧四面体之间产生聚合的原因

15 谈谈获得非晶态物质的途径

16 材料加工包括哪些主要方法？举例说明材料加工在国民经济中的重要作用

17 你认为当前材料加工领域研究的热点（前沿）问题和其中的难点是什么？并给予说明。（针

对一个热点问题即可）

18 谈谈你对计算机在材料科学与工程中的应用的了解与认识

19 结合自己的经历，论述你对你感兴趣的一个专业问题的创新思路

材料科学综合（2008）

（共8题，选做5题）

1 试举1-2例计算机模拟与计算方法在材料科学与工程中的具体应用和基本原理

2 在不改变金属材料化学组成的前提下，可以通过多种制备技术改变材料的组织与性能，

试举两例说明之

3 简述材料表面科学技术发展对未来材料的影响

4 简要介绍1-2种新型功能材料的研究开发现状及实际应用过程中需要解决的关键问题

5 从人类社会可持续发展的角度，论述新材料与新技术的发展趋势

6 金相显微镜、扫描电镜、透射电镜都能用来观察和分析材料的微观结构，它们所依据的

原理和方法是审？举例说明

7 简述1-2种纳米材料的性能特征与应用及其制备技术

8 结合本人的研究和工作实践，简述一种新型材料的主要性能特点、用途与制备方法

材料科学综合（2009）

（共12题，选做5题）

1 试论述金属材料强化与韧化的基本原理与主要途径

2 简述两种材料微观结构分析方法的技术特点与使用范围

3 简述严重冷变形的金属在随后的加热过程中其微观组织与性能的演变规律

4 简述1-2种你熟悉的材料设计与材料组织演变模拟方法

5 简述复合材料的类型，界面结构对材料性能的影响及控制界面结构的技术

6 举例说明1-2种新型能源材料（如：锂离子电池材料、太阳能电池材料、燃料电池材料、

储氢电池材料、超级电容器材料等）的性能要求与制备技术

7 举例说明与其他材料相比生物医用材料有什么特殊性能要求

8 简述两种获得纳米材料的制备技术与工艺特点

9 描述非晶态物质结构的模型有哪些？讨论各模型的特点

10 讨论影响无机非金属材料热学、力学性能的结构因素

11 简述利用红外吸收光谱测定无机非金属材料结构所依据的原理。讨论石英玻璃材料在热、

力、电、磁、光场作用下可能产生的结构与性能变化

12 请根据本人的知识结构特点，分析从事无机非金属材料领域科学研究的优势与不足

材料科学综合（2010）

（共12题，选做5题）

1 简述材料表面工程技术的特点及应用领域

2 举例说明材料的成分-微观组织-性能-加工工艺四者之间的相互关系

3 面对全球气候变暖的人类社会发展新形势，试论述未来材料技术发展的基本思路和发展

重点

4 试论述航空航天结构材料的主要种类和发展趋势

5 试论述材料的连接方法（至少3种），并简述其原理

6 试举2例说明如何利用纳米技术进行材料改性

7 举例说明一种太阳能电池（或电极）材料的组成、制备技术和性能要求

8 Au20Sn是一种在电子封装中有着重要用途的贵金属焊料，但该成分合金为两化合物（脆

性相）的共晶合金，而电子封装中常用到该合金0.08mm作用的环状焊片，试述该材料的制备技术

9 说明静电吸引理论、晶体场理论、价键理论、分子轨道理论和自由电子理论的主要特点

10 说明R2O-SiO2、R2O-B2O3和R2O-GeO2三个组成体系玻璃中R2O的含量与玻璃结构和性

能的关系（R为碱金属离子）

11 讨论硅酸盐陶瓷和硅酸盐玻璃在结构、性能及制备方法方面的异同

12 谈谈自己在专业兴趣发展方面的设想，并说明原因

材料科学综合（2011）

（共8题，选做5题）

1 结合你所学的知识，说明一种高性能材料的主要性能特点、用途及制备方法

2 叙述两种材料组织结构分析的常用手段和简要检测原理

3 新技术新工艺是材料研究中的重要问题，举例说明某种材料制备新技术的原理和方法，

说明所制备的材料组织性能与常规制备材料的区别

4 谈谈你对未来材料设计特点和材料制备和研究的发展趋势的看法

5 以某种具体材料为例说明提高材料强度的原理与过程

6 结合你的体会，谈谈如何改变材料的组织与性能

7 你所感兴趣的材料中，常见的组织缺陷有哪些，如何消除