2018年哈工大材料科学与工程学院复试指导

　　根据教育部关于加强硕士研究生招生复试工作的指导意见及学校有关要求，硕士研究生入学考试初试合格的考生和推免生均需参加复试，材料科学与工程学科2015/2016年硕士研究生招生复试指导确定如下：

　　复试比例及主要内容，

　　Ⅰ复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力考试在面试中进行。复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。

　　Ⅱ复试笔试科目

　　（一）报考080501材料物理与化学学科的考生

　　以下共有六套考题供考生选择。参加复试的考生须从六套题中任选两套考题回答。每套题100分，共200分。

　　第一套题：材料X射线与电子显微分析

　　一、X射线物理基础

　　1.连续X射线

　　2.特征X射线

　　3.X射线与物质相互作用（包含相干散射、非相干散射、光电子、X射线荧光及俄歇电子）

　　二、X射线衍射方向

　　1.布拉格方程的推导

　　2.布拉格方程的讨论（包含反射级数、干涉指数、消光等）

　　三、X射线衍射强度

　　1．原子散射因子

　　2．结构因子（包括含义、推导及如何用结构因子推导晶体消光规律）

　　3．多晶体X射线衍射强度影响因素

　　四、电子光学基础与透射电子显微镜

　　1.电子光学

　　2.电磁透镜及相差分析。

　　五、透射电镜的构造

　　1.透射电子显微镜结构及成像原理

　　2.透射电子显微镜的分辨本质及放大倍数。

　　六、电子衍射

　　电子衍射原理及衍射花样的标定

　　七、透射电子显微镜的衬度原理

　　1.质厚衬度

　　2.衍衬成像原理

　　3.消光距离

　　八、扫描电子显微分析

　　扫描电子显微镜工作原理及构造，表面形貌衬度原理及应用

　　九、电子探针显微分析

　　电子探针仪的结构及工作原理，电子探针仪的分析方法及应用

　　参考书目：

　　周玉、武高辉编著，《材料X射线与电子显微分析》，哈尔滨工业大学出版社。

　　第二套题热力学

　　一、热力学基本规律

　　1．物态方程

　　2．热力学第一定律

　　3．热容量和焓

　　4．热力学第二定律

　　5．熵和热力学基本方程

　　6．熵增加原理的简单应用

　　7．自由能和吉布斯函数

　　二、均匀物质的热力学性质

　　1．麦克斯韦关系及其简单应用

　　2．特性函数

　　3．平衡辐射热力学

　　4．磁介质热力学

　　三、单元系的相变

　　1．热动平衡判据

　　2.单元系的复相平衡条件

　　3．单元复相系的平衡性质

　　四、多元系的复相平衡和化学性质

　　1．多元系的热力学函数和热力学方程

　　2．多元系的复相平衡条件

　　3．吉布斯相律

　　参考书目：

　　汪志诚，《热力学·统计物理（第二版）》，高等教育出版社。

　　第三套题晶体学与晶体缺陷

　　一、晶体学基础

　　1.点阵与点阵结构的确立

　　2.2.理想晶体与实际晶体

　　3.3.晶向指数、晶面指数、晶面间距

　　二、晶体的宏观对称性和微观对称性

　　1.对称性、点对称操作的基本概念

　　2.对称元素的组合原理

　　3.晶体的宏观和微观对称元素

　　4.典型晶体结构

　　三、晶体中的点缺陷、色心

　　1.点缺陷的种类

　　2.点缺陷的平衡浓度

　　3.点缺陷的形成能

　　4.点缺陷的运动

　　5.点缺陷对晶体物理性能的影响

　　四、位错

　　1.位错的基本类型

　　2.位错的运动

　　3.位错的弹性性质

　　参考书目：

　　钱逸泰编著，《结晶化学导论》，中国科技大学出版社。

　　陈进化编著，《位错基础》，上海科学技术出版社。

　　第四套题相图与相变

　　一、合金相结构

　　1．固溶体

　　2．金属化合物

　　二、二元相图（铁碳合金为例）

　　1．铁碳合金的组元及基本相

　　2．Fe-Fe3C相图分析

　　3．铁碳合金的平衡结晶过程及组织

　　三、三元合金相图

　　1．三元合金相图的表示方法

　　2．三元系平衡相的定量法则

　　3．组元在固态下完全不溶的三元共晶相图

　　四、固态相变通论

　　1．固态相变的一般特点

　　2．固态相变的分类

　　五、过饱和固溶体中的脱溶（时效）

　　1．时效硬化现象及特点

　　2．脱溶过程

　　六、脱溶的调幅分解

　　1．调幅分解的条件

　　2．调幅分解与形核长大两种脱溶方式的对比

　　七、颗粒粗化（奥斯瓦尔德熟化）

　　1．颗粒粗化的特点

　　2．颗粒粗化的驱动力分析

　　3．浓度分布

　　4．粗化过程和粗化速率

　　5．平衡颗粒尺寸

　　八、马氏体相变

　　1．马氏体相变的概念

　　2．马氏体相变的基本特点

　　参考书目：

　　1．崔忠圻，刘北兴编，《金属学与热处理原理》，哈尔滨工业大学出版社，

　　2．潘建生等编，《材料科学基础》，清华大学出版社。

　　第五套题物理化学

　　一、热力学第二定律

　　1.热力学第二定律

　　2.熵变计算

　　3.热力学第三定律

　　4.亥姆霍兹函数与吉布斯函数

　　5.热力学基本方程和麦克斯韦关系式热力学基本方程，麦克斯韦关系式。

　　6.热力学第二定律应用举例--克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程。

　　二、化学平衡

　　1.化学反应的方向和限度

　　2.理想气体反应的平衡常数标准平衡常数的性质

　　3.有纯态凝聚相参加的理想气体反应标准平衡常数的表示式，分解压力与分解温度。

　　4.标准摩尔反应吉布斯函数

　　5.温度对标准平衡常数的影响吉布斯一亥姆霍兹方程，范特霍夫方程，不同温度下平衡常数的求算。

　　三、电化学

　　1.电解质溶液导电机理及导电能力电解质溶液的导电机理，法拉弟定律。

　　2.电解质的平均活度和平均活度系数

　　3.德拜-休格尔极限公式

　　4.原电池的电动势金属与溶液间电势差的产生，原电池的电动势。

　　5.可逆电极与可逆电池电池的充电与放电，可逆电池的条件。第一、二类电极、氧化-还原电极。

　　6.原电池热力学电池的电动势与电池反应的ΔrGm，ΔrHm，ΔrSm之间的关系。能斯特方程

　　7.电极电势标准氢电极、参比电极，电极电势及其计算。电池电动势与电极电势的关系.电极反应的ΔrGm。

　　四、化学动力学基础

　　1.化学反应的速率零级、一级、二级及n级反应的特点.半衰期。

　　2.速率方程的确定微分方法，积分法，半衰期法。

　　3.温度对反应速率的影响阿累尼乌斯公式，活化能。

　　参考书目：

　　1.天津大学物理化学教研室编，《物理化学》（第四版）上、下册，高教出版社。

　　2.付献彩主编，《物理化学》（第三版）上、下册，高教出版社，2001。

　　第六套题高分子材料

　　一、高分子的结构

　　1.高分子链的构象统计

　　2.高聚物的结晶过程

　　3.结晶热力学

　　二、高聚物的分子运动

　　1.玻璃化转变现象和玻璃化温度的测量；

　　2.玻璃化转变理论；

　　3.影响玻璃化温度的因素。

　　三、高聚物的分子量及分子量分布

　　1.高聚物分子量的统计意义

　　2.高聚物分子量的测定

　　3.分子量分布的表示方法：图解表示，分布函数；

　　4.基于相平衡的分级方法：高分子溶液的相分离；

　　5.凝胶色谱法：基本原理。

　　四、高聚物的力学性质

　　1.玻璃态和结晶态高聚物的力学性质

　　2.高弹态高聚物的力学性质

　　3.高聚物的粘弹性

　　参考书目：

　　1.潘祖仁编，《高分子化学》（第三版），化学工业出版社。

　　2.何曼君等编，《高分子物理》（第二版），复旦大学出版社。

　　3.平郑骅，汪长春，《高分子世界》，复旦大学出版社。

　　（二）报考0805Z1材料与器件空间环境效应科学与技术的考生

　　在以下2套考题中任选一套。

　　第一套题：《高分子物理与化学》

　　（1）高分子化学部分，占100分

　　主要内容：

　　高分子的基本概念，逐步聚合反应，自由基聚合，共聚反应，离子型聚合

　　高分子降解、交联、老化、接枝、嵌段等基本概念及相应原理和应用。

　　（2）高分子物理部分，占100分

　　主要内容：

　　高分子链结构的特点，高分子的聚集态结构的特征和种类。

　　高分子结构和外加条件对结晶能力和晶体熔点的影响，高聚物分子量、结晶度及其测定方法、玻璃化转变现象和本质，玻璃化温度的影响因素。

　　高聚物力学性质、高聚物的介电常数和介电损耗及其影响因素。

　　参考书目：

　　1．《高分子化学》（第四版），潘祖仁编，化学工业出版社

　　2．《高分子物理》（第三版），何曼君等编，复旦大学出版社

　　第二套考题《机械工程材料》

　　（1）工业用钢部分，占130分

　　主要内容：

　　合金元素在钢中的作用，工程结构用钢，机器零件用钢，工具钢，特殊性能钢。

　　（2）铸铁部分，占20分

　　主要内容：

　　铸铁组织的形成，石墨与基体对铸铁性能的影响，常用铸铁，特殊性能铸铁。

　　（3）有色金属及合金部分，占50分

　　主要内容：

　　铝及铝合金，钛及钛合金，铜及铜合金，轴承合金。

　　参考书目：《金属学与热处理》（第二版），崔忠圻覃耀春编，机械工业出版社

　　（三）报考0805Z2光电信息科学与工程的考生

　　（1）材料结构分析与测试部分，占65分。

　　主要内容：

　　X射线物理基础、衍射方向、衍射强度；电子光学基础与透射电子显微镜；电子衍射。

　　参考书目：

　　周玉主编，《材料分析方法(第二版)》，机械工业出版社。

　　（2）热力学统计物理部分，占65分。

　　主要内容：

　　热力学基本规律；均匀物质的热力学性质；单元系的相变；多元系的复相平衡和化学性质。

　　参考书目：

　　汪志诚，《热力学·统计物理（第二版）》，高等教育出版社。

　　（3）晶体学与晶体缺陷部分，占70分。

　　主要内容：

　　晶体原子结构、晶体结构等晶体学基础；晶体的宏观对称性和微观对称性；晶体中的点

　　缺陷、色心；位错。

　　参考书目：

　　钱逸泰编著，《结晶化学导论》，中国科技大学出版社。

　　吴自勤译，《现代晶体学》，中国科技大学出版社。

　　（四）报考080502材料学院材料学学科金属材料与陶瓷材料方向的考生

　　（1）材料结构分析与测试原理部分，占70分。

　　参考书目：

　　周玉主编，材料分析方法(第二版),机械工业出版社,2006年。

　　（2）传输原理(传热与传质部分)，占70分。

　　主要内容：传热与传质部分

　　参考书目：

　　吉泽升等主编，传输原理（传热和传质篇）,哈尔滨工业大学出版社2002年。

　　（3）金属热处理原理部分，占60分。

　　主要内容：

　　金属固态相变特征，钢中奥氏体形成，珠光体转变，马氏体转变，贝氏体转变，淬火钢的回火转变，合金的脱溶分解与时效。

　　参考书目：

　　赵连城主编，金属热处理原理，哈尔滨工业大学出版社。

　　（五）报考080502材料学院材料学学科高分子材料方向的考生

　　（1）复合材料原理部分，占80分。

　　主要内容：

　　复合材料的复合效应，界面效应，界面结构，界面理论，复合材料性能复合规律。

　　参考书目：

　　闻狄江主编，《复合材料原理》，武汉工业大学出版社，1998年。

　　（2）复合材料学部分，占50分。

　　主要内容：

　　复合材料的基体、增强体的种类及基本性能；复合材料的结构形式、基本制造技术、基本性能及应用。

　　参考书目：

　　周祖福主编，《复合材料学》，武汉工业大学出版社，1998年。

　　（3）材料结构分析与测试原理部分，占70分。

　　参考书目：

　　周玉主编，材料分析方法(第二版),机械工业出版社,2006年。

　　（六）报考080502航天学院材料学学科的考生

　　（1）材料科学基础部分，占80分。

　　主要内容：

　　①材料的结构，化学键，晶体学，晶体结构，晶体缺陷

　　②纯金属的凝固，纯金属的结晶，形核，二元与三元相图

　　③固体材料的变形与断裂，弹性变形，塑性变形，位错与强化，断裂

　　④回复，再结晶，晶粒长大，金属的热变形

　　⑤扩散定律，扩散机制，影响扩散的因素，反应扩散

　　参考书目：

　　赵品，谢辅洲，孙文山主编，材料科学基础（前8章），哈尔滨工业大学出版社，1999。

　　（2）材料性能学部分，占70分。

　　主要内容：

　　①材料的力学性能，硬度，韧性，疲劳，磨损

　　②材料的热学性能：热容、热膨胀、热传导

　　③材料的磁性能：抗磁性与顺磁性，铁磁性与反铁磁性

　　④材料的电学性能：导电与热电性能，半导体，绝缘体

　　⑤材料的光学性能：线性光学与非线性光学性能

　　参考书目：

　　王从曾主编，材料性能学（前11章），北京工业大学出版社，2001。

　　（3）材料分析方法部分，占50分。

　　主要内容：

　　①材料X射线衍射分析

　　②材料电子显微分析

　　参考书目：

　　周玉主编，材料分析方法（前13章），机械工业出版社，2004。

　　（七）报考080503材料加工工程学科----凝固科学与液态成形技术方向的考生

　　（1）凝固理论部分，占100分。

　　主要内容：

　　液态金属的结构和性质、液态金属的充型过程、铸件的凝固方式、形核过程、生长过程、单相合金的结晶、共晶合金的结晶、铸件组织的形成与控制、铸件中的偏析、铸件中的气孔、铸件的收缩、铸造应力、缩松、缩孔以及热裂。

　　参考书目：

　　安阁英主编，《铸件形成理论》，机械工业出版社，1989。

　　（2）液态成形技术部分，占50分。

　　主要内容：

　　铸造工艺方案的确定、铸造工艺设计参数、浇注系统设计、冒口、冷铁和铸筋。

　　参考书目：

　　王文清李魁盛主编，《铸造工艺学》，机械工业出版社，2011。

　　（3）铸造合金及其熔炼部分，占50分。

　　主要内容：

　　铸铁的结晶及组织的形成、铸铁的熔炼、铸造铝合金及组织的形成、铸造铝合金的熔炼

　　参考书目：

　　陆文华等主编，《铸造合金及其熔炼》，机械工业出版社，2005。

　　（八）报考080503材料加工工程学科----塑性成形科学与技术方向的考生

　　（1）锻造工艺学部分，占50分。

　　主要内容：

　　自由锻工艺及缺陷分析，模锻工艺及缺陷分析，精密模锻特点及主要方法，锻件图设计及工艺方案制定，锻模模膛和结构设计。

　　参考书目：

　　李春峰，《金属塑性成形工艺及模具设计》高等教育出版社，2008。

　　吕炎，《锻造工艺学》，机械工业出版社，1995。

　　（2）冲压工艺学部分：50分

　　主要内容：

　　1）冲压变形基础

　　a:冲压变形的应力应变特点

　　b:冲压成形方法的力学特点与分类

　　c:冲压变形分类及提高成形极限的方法

　　d:板材的冲压成形性能与典型试验方法

　　2）冲压成形工艺理论与方法

　　a:板材弯曲变形工艺理论

　　b:成形极限图与胀形工艺方法

　　c:直壁形状零件拉深工艺理论

　　d:复杂曲面形状零件拉深工艺理论

　　参考书目：

　　李硕本，《冲压工艺学》，机械工业出版社，1982

　　李春峰，《金属塑性成形工艺及模具设计》，高等教育出版社，2008

　　（3）塑性加工力学部分，占100分。

　　主要内容：

　　《弹性与塑性力学基础》：第一、二、三、五、六章。

　　参考书目：

　　王仲仁，苑世剑，胡连喜，《弹性与塑性力学基础》，哈尔滨工业大学出版社，1997。

　　（九）报考080503材料加工工程学科----材料连接科学与技术方向的考生

　　（1）焊接电弧理论与电弧焊方法部分，占75分。

　　主要内容：

　　①《电弧焊基础》第1章：电弧的物理基础，电弧理论、现象，电弧本质，带电粒子的产生，电弧的热源、力源特性，电弧的电特性，交流电弧的特点、电弧磁场及外部磁场对电弧的作用。

　　②《电弧焊基础》第2章：焊丝熔化热、熔化速度、熔化特性，熔滴过渡的分类及与各种条件的关系（并与后续章节中的MIG焊、CO2焊、MAG焊、埋弧焊实际情况相联系）；焊缝成形与焊接参数的关系，焊接缺陷的种类。

　　③后续章节：TIG焊、MIG焊、CO2焊、MAG焊、埋弧焊、等离子弧焊的原理与应用，脉冲焊接的特点，焊接飞溅与控制措施。

　　参考书目：

　　杨春利，林三宝，《电弧焊基础》，哈工大出版社，2003。

　　（2）焊接冶金学部分，占75分。

　　主要内容：

　　主要涉及绪论、焊接材料的组成及作用、焊接化学冶金、焊接接头的组织和性能、焊接缺陷及其控制、焊接性及其试验方法等章节，重点掌握基本概念、基本规律和分析方法。内容要点如下：

　　①绪论：焊接的本质和途径，焊接接头的组成特征，焊接温度场类型和焊接热循环特点。

　　②焊接材料的组成及作用：焊条的组成及其作用，焊条的种类及型号，焊条的冶金性能和工艺性能。

　　③焊接化学冶金：焊接化学冶金的特殊性，焊接区内气体与金属的作用，焊接熔渣对金属的作用，焊缝金属的净化与合金化。

　　④焊接接头的组织和性能：焊接熔池的结晶特点、形态和焊缝的相变组织，焊接热影响区的组织和性能，熔合区的划分及特征。

　　⑤焊接缺陷及其控制：偏析和夹杂的形成及控制，气孔的形成机理及防止措施，焊接裂纹的种类和特征，结晶裂纹和延迟裂纹的形成与控制。

　　⑥焊接性及其试验方法：焊接性及其影响因素，常用工艺焊接性试验方法及其特征。

　　参考书目：刘会杰主编，《焊接冶金与焊接性》，机械工业出版社，2007年3月。

　　（3）焊接结构部分，占50分。

　　主要内容：

　　第1章：焊接结构的特点，构件焊接性的含义及影响因素。

　　第3章：焊接应力与变形的形成过程、焊接残余应力的分布、焊接残余应力的影响、焊接残余变形的分类及产生过程、焊接残余应力与焊接残余变形的调控方法及原理、焊接残余应力测试方法及原理。

　　第4章：焊接接头非均质特性、焊接接头工作应力的分布与承载能力、焊缝静载强度计算的基本原理及简化计算的基本假设。

　　第5章：金属断裂特征及焊接结构脆性断裂影响因素、焊接结构制造特点与脆性断裂的关联性、预防焊接结构脆性断裂的措施及依据。

　　第6章：材料及结构疲劳失效的特征、疲劳断裂的物理过程和断口特征、疲劳试验S-N曲线及疲劳图、影响焊接结构疲劳强度的因素及分析、提高焊接结构疲劳强度的措施及依据、疲劳裂纹扩展寿命的定量描述方法及理论基础。

　　参考书目：

　　《焊接结构学》（第2版），方洪渊主编，机械工业出版社2017.3。

　　（十）报考080503材料加工工程学科----电子封装技术方向的考生

　　(1)微电子制造科学与工程，占50分

　　主要内容：

　　晶体缺陷；直拉法单晶生长；扩散；热氧化；离子注入；光学光刻与光刻胶；刻蚀；物理沉积；化学气相沉积；CMOSIC制作工艺步骤。

　　参考书目：

　　StephenA.Campbell.微电子制造科学原理与工程技术.电子工业出版社.

　　(2)微连接原理与方法，占50分

　　主要内容：

　　一、固相连接

　　微电子封装互连中固相连接的特点、热压接与扩散焊原理、超声压焊及超声热压焊的特点、金膜和铝膜上进行超声压焊特点。

　　二、钎焊连接

　　系统平衡能量最小原理、Young方程推导、再流焊及其原理、热风再流焊的温度曲线及各温区功能、各种再流焊方法的优缺点。

　　三、熔化连接

　　电阻焊原理、帕尔贴效应、电阻焊的工艺参数对焊接过程及接头质量的影响。

　　四、胶接原理

　　各向异性导电胶和各向同性导电胶的结构及连接原理。

　　五、微互连焊点失效原理

　　热疲劳、电迁移等。

　　六、纳米连接方法

　　参考书目：《微连接原理与方法》讲义

　　（3）电子封装结构与设计，占50分

　　主要内容：

　　一、陶瓷封装

　　陶瓷封装结构及封装流程。陶瓷封装特点、陶瓷基板的制作工艺流程、氧化铝及氮化铝陶瓷材料的特性。

　　二、金属封装

　　金属封装分类及定义、元件及组件金属封装的特点及应用、元件及组件金属封装总体流程。

　　三、塑料封装

　　塑料封装的定义、塑料封装器件的构成、典型塑封器件的分类及特点、塑料封装结构及封装流程。

　　四、芯片键合与互连

　　芯片粘接的方法及特点、载带自动焊内引线键合方法、TAB单点键合方法的优势及特点、引线键合方法的分类。

　　五、薄膜封装

　　薄膜封装结构特点及封装流程、薄膜封装与厚膜封装的特点、共烧陶瓷基板与硅基板的特点、聚合物薄膜的淀积工艺。

　　参考书目：

　　《微电子封装手册》RaoR.Tummala电子工业出版社。

　　《多芯片组件技术手册》王传声，叶天培。电子工业出版社

　　（4）电子封装可靠性，占50分。

　　主要内容：

　　可靠性数学基本概念；参数估计；加速寿命试验；抽样检查；可靠性增长试验；可靠性物理。

　　参考书目：

　　刘明治编，《可靠性试验》（电子元器件质量与可靠性技术丛书）（第一版），电子工业出版社，2004。

　　姚立真编，《可靠性物理》（电子元器件质量与可靠性技术丛书）（第一版），电子工业出版社，2004。

　　顾瑛编，《可靠性工程数学》（电子元器件质量与可靠性技术丛书）（第一版），电子工业出版社，2004。

　　（十一）报考085204材料工程的考生根据自己所选专业方向在以上（一）至（十）相应学科中选择考题。

　　Ⅲ面试主要内容。

　　(1)综合分析与语言表达能力；

　　(2)从事科研工作的基础与能力；

　　(3)外语听力及口语；

　　(4)大学学习情况及学习成绩；

　　(5)专业课以外其他知识技能的掌握情况；

　　(6)特长与兴趣；

　　(7)身心健康状况。

　　考生应自行提供相关内容的证明材料。

　　录取方式

　　一、各二级学科或方向对复试的笔试和面试应分别设定合格线。复试中笔试或面试成绩没有达到合格线者将失去被录取的资格。满足以下条件者可认为是复试合格考生：

　　（1）复试笔试成绩达到120分；

　　（2）复试面试成绩达到48分。

　　二、按考生最后成绩排序，根据各二级学科或方向计划录取名额由高到低顺序录取。统考生的最后成绩为初试四门统考科目成绩与复试成绩之和；对于校内外推免生，初试成绩按照各二级学科或方向考生中初试成绩的最高分计算。