一、 课程名称：材料科学与工程综合
材料科学与工程综合，含：①材料科学研究方法②无机非金属材料学③高分子物理④土木工程材料(①必考，②-④任选一门考)
二、适用专业：材料科学与工程综合(学术和专业学位)
三、总体要求：
1、材料科学研究方法：课程的考试目的在于考察考生对X射线衍射、光学和电子显微镜、核磁共振、热分析、光谱分析、孔结构和硬度压痕等测试方法的基本原理、测试仪器、制样方法及结果分析等知识的理解和掌握程度，并关注学生综合利用各类已知研究方法解决实际材料科学领域问题的能力。
2、无机非金属材料学：要求考生系统地掌握玻璃、陶瓷、水泥等无机非金属材料的特性与功能，重点掌握不同材料的组成、工艺、结构、性能和效能之间的关系，综合运用上述知识，选择研究路线，设计实验方案，安全开展实验，正确采集实验数据，同时具备工程师基本素质，并培养学生分析和解决材料的设计、制备与检验等工程实际问题的能力。
3、高分子物理：本课程着重研究高分子材料结构与性能之间关系的一门学科，与高分子材料的分子设计、合成工艺、改性方法、成型工艺、实际应用等都有非常密切的联系，是高分子材料与工程及其相关专业的重要专业基础课之一。通过本课程的学习，使学生对高分子的结构与性能有充分的认识并能从分子运动的观点分析和解释高分子结构与性能的关系，培养学生在实际科研工作中运用高分子物理基本原理的能力以及学术交流能力。
4、土木工程材料：掌握土木工程中主要材料的技术性能、品种规格、适用范围、检验方法及储运等基本知识，熟悉重要材料的规格、型号、生产工艺、组成以及相关测试技术等内容。
四、主要内容：
(一)、材料科学研究方法的主要内容：
一)X射线衍射分析
X射线产生的基本条件;X射线谱的分类及特性;X射线谱的能量方程、微观粒子在电场作用下的运动方程;依据布拉格方程计算掠射角、晶面间距或入射波长等参数;X射线与物质作用产生的各种射线;影响衍射强度的因素和物理意义;X衍射法对物相的定性、定量分析原理;简单的XRD图谱分析。
二)光学显微镜分析
传统光学显微镜的构造及分辨率极限;不同电磁波的波长;正交偏光镜下的晶体光学性质。
三)电子显微镜
弹性背散射电子与非弹性背散射电子的区别;电子与固体表面相互作用时产生的各类信号的特点和应用;透射电镜的结构特点;透射电镜的明场相、暗场相和衍射花样的成像原理;简单的倒易空间计算;透射电镜的样品制备;扫描电镜的结构组成及各主要部件的特点;扫描电镜的工作原理、影响扫描电镜分辨率和景深的因素;形貌衬度的成像原理;扫描电镜的样品制备;X射线能谱仪的原理、性能特点和分析模式。
四)核磁共振波谱分析
磁性核的特点和常用的磁性核;产生核磁共振的条件;简单的核磁共振图谱的识别。
五)热分析
DSC、DTA和TG的基本工作原理、设备的基本构造及其差异;三种测试方法的基本图谱的解读，水泥基材料中常用成分吸、放热峰在图谱中的位置。影响DTA、TG曲线的主要因素。
六)光谱与能谱分析
分子的振动形式;红外光谱的产生条件;红外光谱定性分析物质官能团的基本原理，常见官能团的位置，简单红外光谱的识图;影响基团频率位移的因素;红外光谱试样的制备方法和要求;拉曼光谱与红外光谱产生原理的区别;XPS的产生原理，与EDS的区别;XPS测试方法的特点。
七)孔结构分析
孔结构的含义;压汞法的测试原理，误差来源;二次进汞原理;各类孔结构参数的含义;气体吸附法的原理，与压汞法的比较。
八)硬度测试
测量压痕硬度的意义;压痕硬度的测试原理;纳米压痕测试技术的应用范围。
九)综合应用
除考察各类研究方法的基础知识外，尤其注重的是能够依据各类研究方法的研究对象、适用范围，综合运用各类研究方法，解决实际材料科学问题。
参考用书：材料科学研究方法，主编：金祖权，张苹，出版社：哈尔滨工业大学，出版时间：2018年。
