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复旦大学《材料科学基础》、《电子材料与器件工艺》考试大纲

作者:   文章来源:   点击数:4959   更新时间:2010-6-27 15:42:49  

材料工程领域专业课考试大纲

 

《材料科学基础》考试大纲

 

基本参考书:

《材料科学基础》  石德珂主编  机械工业出版社  2003

《材料科学基础》  胡赓祥 蔡珣主编  上海交通大学出版社  2000

 

一、   考试的基本要求

材料科学是研究材料的组成、结构与性质之间关系的一门学科。它是从化学的角度,研究材料的组成、原子结构、原子结合键、微观结构(相)及其相互关系;是发挥材料潜力、用好现有材料和研究开发新材料的理论基础。

要求考生比较系统地掌握材料科学的基本概念、基础理论及其应用。系统地理解材料与成分、组织结构与性能内在联系,具备综合运用所学知识分析和解决工程中实际问题的能力。分析问题要求文字语言通顺,层次清楚;回答问题要求要点明确,理由充分;画图要求清晰明了;计算题要有明确原理,原始数据来源,准确的结果,合理的计量单位。

 

二、考试方法和考试时间

考试采用闭卷、笔试形式,考试时间为180分。

 

三、考试题型

试卷题型包括名词概念、计算、问答题和画图等型式,用材料科学基础知识分析和解决工程中常见材料问题。

 

四、考试内容和考试要求

1、基本概念

考试内容

物质和材料的基本概念;材料科学的发展。

考试要求

1)理解物质和材料的基本概念和材料的分类。

2)了解材料科学的发展和在工程中的应用。

3)掌握纳米材料的概念和纳米材料的效应。

2、 材料结构的基础知识

考试内容

原子结构、原子键合、原子排列和显微组织四种结构以及和性能的关系。

考试要求

1)了解能量最低原理、包利不相容原理等基本原理,理解原子结构主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数、原子量、原子价和电负性等基本概念。能运用相关理论熟练写出原子核外电子排布式。

2)理解各种化学键和物理键及结合键的本质,了解各结合键对性能的影响。

3)了解晶态和非晶态固体材料的基本概念及对材料性能的影响。

4)了解显微组织基本概念和对材料性能的影响。

3、固体材料的晶体结构

考试内容

晶体学基础、金属、陶瓷和高分子材料的晶体结构。

考试要求

1)      理解晶体与非晶体、晶体结构、空间点阵、晶格、晶胞、晶格常数、布拉菲点阵、晶面间距、间隙固溶体和置换固溶体等基本概念。

2)      熟练掌握晶向指数与晶面指数表示方法以及指数与图形的对应关系。

3)      掌握常见的晶体结构(bcc、fcc、hcp)及其几何特征、配位数、堆积因子(致密度)、间隙、密排面与密排方向。

4)      理解金属合金的晶体结构的相、中间相、固溶体、金属化合物、电子化合物与正常价化合物、间隙相与间隙化合物等基本概念。

5)      理解陶瓷材料的晶体结构和与性能的关系。

6)理解高分子材料的组成和结构的基本特征,理解高分子聚集态结构和晶态结构、高分子材料性能与结构的关系和高分子链的近程结构和远程结构,熟知常用高分子材料英文缩写及链节的结构

4、固体材料的缺陷

考试内容

点缺陷,线缺陷,面缺陷和体缺陷。

考试要求

1)了解点缺陷的肖脱基空位、弗兰克尔空位、间隙原子和置换原子,掌握点缺陷对材料性能的影响。

2)掌握位错理论及其重要性,理解刃型位错、螺型位错、位错线和滑移线的基本概念,熟练运用柏格斯回路

3)    理解面缺陷中晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界等基本概念。

4)了解体缺陷基本概念。

5、材料的凝固与结晶

考试内容

材料凝固时晶核的形成与晶体的生长。

考试要求

1)理解凝固与结晶、晶胚与形核的相互关系。理解均匀形核和非均匀形核及影响因素。理解材料的过冷现象,熟悉晶体长大机制以及晶体生长形态。

2)掌握金属材料结晶的热力学条件和结构条件。

3)了解陶瓷和高分子的凝固和结晶。

6、固体材料的原子扩散

考试内容

扩散方程应用,扩散机制与扩散系数,影响扩散因素。

考试要求

1)了解扩散概念和柯肯达尔效应,会应用菲克第一定律、菲克第二定律解决实际问题。

2)理解扩散的微观机理,了解扩散系数、扩散激活能和扩散的驱动力和反应扩散等基本概念。

3)掌握影响扩散的因素。

7、材料热力学及其相图

考试内容

 二元相图类型,杠杆定律、相图热力学基础。

考试要求

1)    理解相、组元和相律、共晶、包晶和共析等基本概念。

2) 掌握杠杆定律和二元相图各基本类型,深刻理解铁-碳合金相图中各点、线、面的意义,熟练应用杠杆定律计算工程中实际问题。

3)    了解相图的热力学基础。

4)    掌握钢铁材料基本概念和分类,熟练掌握钢材编号。

8、固体材料的基本性能

考试内容

金属、陶瓷和聚合物的力学、物理、化学性能

考试要求

  1)掌握金属的力学、物理和化学性能。准确理解拉伸应力-应变曲线、强度的σ0.2(或σs) 与σb弹性模量、塑性指标δ与ψ、断裂试验KICKI的关系等力学概念。理解金属的密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等物理性能及其表示方法。掌握金属的各种硬度及测定方法、各种腐蚀。理解金属的抗氧化性和化学稳定性和铸造性、锻造性、可焊性、切削加工性和热处理工艺性能等工艺性能。

2)掌握聚合物的物理力学状态、机械性能和物理性能特点。准确理解玻璃态、高弹态、粘流态、粘弹性、蠕变、应力松弛、滞后与内耗、老化等概念。

3)理解陶瓷的力学、物理与化学性能特点。

 

 

 

《电子材料与器件工艺》考试大纲

 

一、考试的基本要求

理解并掌握单晶硅材料制备及IC制造工艺的原理,方法以及工艺参数对工艺质量的影响。

 

二、考试方法和考试时间

考试采用闭卷、笔试形式,考试时间为180分。

 

三、考试内容和考试要求

 

1.单晶硅材料制备

考试内容

单晶硅直拉法生长及硅外延工艺。

考试要求                                                                               

1)认识单晶硅生长的物理过程。

2)单晶硅稳定生长的基本条件(等径生长,生长过程中原生缺陷的产生和杂质分布均匀性控制)

3)硅气相外延过程中,生长速率与生长参数(反应剂浓度,温度,气流速度,硅片位置)间的关系。

4)采用SiCl4与H2外延生长硅工艺,外延层杂质分布与理想分布间的差异,造成差异的原应以及改善措施。

 

2.热工艺

考试内容

硅的热氧化及掺杂工艺

考试要求

1)SiO2的结构、性能及在IC中的功能。

2)掌握按Deail-Grove模型推导所得的SiO2热生长规律。

3)掌握恒定表面浓度扩散及有限源扩散的杂质分布。

4)认识离子注入的优越性。

5)离子注入的退火功能和方式。

6)离子注入杂质分布的简单表达式。

 

3.薄膜工艺

考试内容

CVD(化学气相淀积)及PVD(物理气相淀积)

考试要求

1)CVD的优越性及在IC制造中的应用

2)熟悉APCVD,LPCVD,PECVD工艺方法及特点

3)SiO2,Poly-Si,Si3N4薄膜的CVD制备工艺。

4)金-半欧姆接触的形成原理及方法。

5)VLSI中常用作接触与互连材料的选择。

6)金属薄膜的物理气相淀积技术(真空蒸发,溅射)。

 

4.图象转移技术

考试内容

光刻工艺

考试要求

1)正、负光刻胶的感光机理。

2)光刻胶的主要性能。

3)光刻工艺流程及提高光刻质量的途径。

 

 

 
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