博士研究生入学考试自命题科目考试大纲

科目代码：3705   科目名称：功能材料

一. 考试要求

主要考查学生对电、磁、光、热、能源、智能功能材料的基本概念、理化原理、性能特征的理解与掌握，能结合工程实际分析和解决功能材料相关问题。

二、考试内容

1．导电材料

材料的导电性能与表征；固体的导电理论，重点是经典自由电子论、霍尔效应和能带理论；金属导电材料，重点是金属材料导电性能的影响因素、金属的热电效应、典型金属导电材料（金、银、铜、铝及其合金）的性能特点；导电陶瓷，重点是陶瓷的导电机制、典型导电陶瓷的性能特点及其代表性应用；导电高分子，重点是导电机制、主要导电高分子材料及其典型应用。

2．半导体材料

半导体材料的概念与分类；本征半导体与杂质半导体；热平衡载流子浓度与分布；半导体材料的导电特性、光电性质、光吸收特性、非平衡载流子、界面特性（重点是p-n结）；温度与杂质浓度对半导体材料电导率的影响；硅、锗的物理性质及应用，化合物半导体材料的性能特点和典型应用。

3．超导材料

超导体的临界参数、零电阻现象和完全抗磁性，超导体的唯象理论、微观机制和BCS理论，元素超导材料、合金超导材料和化合物超导材料、高温超导材料的性能特点与典型应用。

4．电子陶瓷

介电常数、介电损耗与介电强度的概念和物理意义；电介质击穿与极化机制；绝缘陶瓷的分类、典型材料、性能特点与工程应用；陶瓷的压电效应，压电陶瓷的主要性能特点和典型应用；热释电效应和铁电性能，主要热释电陶瓷和铁电陶瓷材料性能特点与应用；典型微波介质陶瓷性能特点与应用；热敏、压敏、气敏、湿敏陶瓷的结构特点与典型应用。

5．磁性材料

磁学基本量、物质的磁性、自发磁化理论、技术磁化与反磁化，典型软磁合金的种类及性能特点，典型永磁合金的种类及性能特点，铁氧体的性能特点。

6. 光学材料

材料的光学特性；材料的发光机理，发光材料的分类与性能特点；固体激光器材料的物理基础，激光晶体的构成与典型材料的主要性能特点；光纤的结构与分类，光纤的导光原理与传输特性；液晶分子结构特点与性能。

7. 热学功能材料

材料的热学性能；热膨胀合金的性能特点与应用；材料的热电效应与应用。

8. 能源材料

太阳能电池结构与关键材料的性能特点，锂离子电池对正极材料和负极材料的性能要求，典型锂离子电池正极和负极材料，燃料电池电极、隔膜和双极集流板的作用和主要材料，金属储氢原理和性能特点，典型储氢合金的制备与应用。

9. 智能材料

形状记忆效应原理，形状记忆合金的主要类型及其性能;电流变体的机理，电流变体的组成与应用;光致变色高分子的原理，光致变色高分子材料的特性和主要应用。

三、考试形式

考试形式为闭卷、笔试，考试时间为3小时，满分100分。

题型包括：填空题、简答题、综合分析题、计算题等。

四、参考书目

1. 《功能材料学概论》，马如璋等，冶金工业出版社，1999年9月第1版

2.  《功能材料概论》，殷景华等，哈尔滨工业大学出版社，2017年8月第1版

3． An Introduction to Electronic Materials for Engineers(2nd Edition), Wei Gao, Zhengwei Li a nd Nigel Sammes, World Scientific,2011