GATE冶金工程大綱

科目程式碼：MT

課程結構

課程大綱

A節：工程數學

單元1：線性代數

• 矩陣和行列式
• 線性方程組
• 特徵值和特徵向量

單元2：微積分

• 極限、連續性和可微性
• 偏導數
• 最大值和最小值
• 數列與級數
• 收斂性檢驗
• 傅立葉級數

單元3：向量微積分

• 梯度
• 散度和旋度
• 線積分、面積分和體積分
• 斯托克斯定理、高斯定理和格林定理

單元4：微分方程

• 線性的一階和非線性的一階常微分方程
• 具有常係數的高階線性常微分方程
• 柯西方程和尤拉方程
• 拉普拉斯變換
• 偏微分方程——拉普拉斯方程、一維熱傳導方程和波動方程

單元5：機率與統計

• 機率和抽樣定理的定義
• 條件機率
• 均值、中位數、眾數和標準差
• 隨機變數
• 泊松分佈、正態分佈和二項分佈
• 相關和迴歸分析

單元6：數值方法

• 線性方程和非線性方程（二分法、割線法、牛頓-拉夫森法）的解法

• 梯形法和辛普森法積分

• 常微分方程的單步法和多步法

B節：熱力學與速率過程

• 熱力學定律，活性，平衡常數，在冶金系統中的應用，溶液，相平衡，埃林漢圖和相穩定圖，表面的熱力學，介面和缺陷，吸附和偏析

• 基本動力學定律，反應級數，速率常數和速率控制步驟

• 電化學原理-單電極電位，電化學電池和極化，水腐蝕和金屬的保護，電偶腐蝕，縫隙腐蝕，點蝕，晶間腐蝕，選擇性浸出，氧化和高溫腐蝕-表徵和控制

• 傳熱-傳導，對流和傳熱係數關係，輻射，傳質-擴散和菲克定律，傳質係數

• 動量傳遞-粘度的概念，殼體平衡，伯努利方程，摩擦係數

C節：溼法冶金

• 礦物 −
  • 具有經濟意義的礦物
  • 粉碎技術
  • 粒度分類
  • 浮選
  • 礦物加工的其他方法和重力法
• 燒結，火法冶金，溼法冶金和電冶金過程
• 物料衡算和能量衡算
• 提取有色金屬的原理和工藝 −
  • 鋁
  • 銅
  • 鋅
  • 鉛
  • 鎂
  • 鎳
  • 鈦和其他稀有金屬
• 鋼鐵製造 −
  • 原理
  • 爐渣的結構和效能
  • 冶金焦
  • 高爐
  • 直接還原工藝
  • 初煉和精煉
  • 包括脫氧的鋼包冶金操作
  • 脫硫
  • 硫化物形狀控制
  • 惰性氣體沖洗
  • 真空反應器
• 二次精煉工藝，包括 −
  • AOD
  • VAD
  • VOD
  • VAR
  • ESR
• 鑄錠和連鑄
• 不鏽鋼製造，爐子和耐火材料

D節：物理冶金

• 金屬、合金、陶瓷和聚合物的晶體結構和鍵合特性，表面和介面的結構，奈米晶體和非晶態結構

• 固溶體

• 凝固

• 相變和二元相圖

• 鋼、鑄鐵和鋁合金的熱處理原理

• 表面處理

• 回覆、再結晶和晶粒長大

• 工業上重要的黑色金屬和有色金屬合金的組織和效能

• X射線和電子衍射的基本原理

• 光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡的基本原理

• 工業陶瓷、聚合物和複合材料

• 材料的熱、光、電和磁效能的電子基礎簡介

• 電子和光電材料簡介

E節：機械冶金

• 彈性，屈服準則和塑性

• 晶體缺陷

• 位錯理論的基本原理——位錯型別，滑移和孿晶，位錯的源和增殖，位錯周圍的應力場，不全位錯，位錯相互作用和反應

• 強化機制

• 拉伸、疲勞和蠕變行為

• 超塑性

• 斷裂——格里菲斯理論，線彈性斷裂力學和彈塑性斷裂力學的基本概念，韌脆轉變，斷裂韌性

• 失效分析

• 機械測試——拉伸、壓縮、扭轉、硬度、衝擊、蠕變、疲勞、斷裂韌性和成形性

F節：製造工藝

• 金屬鑄造 −

  • 型芯和模具，包括涉及澆注的模具設計

  • 澆口和冒口

  • 熔鍊

  • 砂型鑄造的鑄造工藝

  • 永久模鑄造

  • 投資鑄造和殼模鑄造

  • 鑄造缺陷和修復

• 金屬的熱加工、溫加工和冷加工

• 金屬成形 −

  • 軋製、鍛造、擠壓、拉絲和薄板成形的金屬成形工藝基礎

  • 鍛造

  • 擠壓

  • 拉絲和薄板成形

  • 成形缺陷

• 金屬連線 −

  • 焊接

  • 釺焊和焊接

  • 常用的焊接工藝：手工電弧焊

  • 氣體保護金屬電弧焊

  • 氣體保護鎢極電弧焊

  • 埋弧焊

• 焊接冶金，鋼和鋁合金焊接相關的問題，焊接接頭的缺陷

• 粉末冶金 −

  • 粉末的生產

  • 壓實

  • 燒結

• 使用滲透探傷、超聲波探傷、射線探傷、渦流探傷、聲發射探傷和磁粉探傷的無損檢測方法

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