北京航空航天大学3018应用电化学考博大纲

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3018《应用电化学》考博大纲
适用专业：材料物理与化学专业
《应用电化学》是材料物理与化学专业方向的基础课程。它是在物理化学、金属学原理、电子
电工学等课程的基础上，运用数学、物理的有关理论、方法和电化学基本原理，解决科学研究和生
产实际中涉及电化学应用领域内有关的电化学基础知识，以及金属腐蚀、金属电沉积、化学电源等
方面的实际问题。通过课程学习，了解各种化学电源的基本原理、结构和制造过程，以及利用电解
制造金属、电镀层和各种不同化学产品的可能途径。
一、考试内容及要求
以下按照六方面内容列出考试内容及要求：（1）电化学基础与热力学；（2）电极/溶液界面的结
构和性质；（3）电极过程动力学；（4）金属的阳极过程与电沉积；（5）化学电源与燃料电池。并按
深入程度分为了解、理解（或明了）和掌握（或会用）三个层次进行要求。
（一）电化学基础与热力学
理解电解池与原电池、电解质溶液的电导、活度、三电极体系等基本概念；掌握原电池的工作
原理，电池电动势，理解电池的书写表示形式；掌握电解池、腐蚀电池、浓差电池的原理；
掌握电极电位、可逆电极、不可逆电极，电位-pH 图的概念和原理；掌握平衡电极电位、标准
电极电位的概念；理解不可逆电极及其电位、影响电极电位的因素；掌握并利用电位-pH 图，金属
的电化学平衡图，分析金属的及其离子的热力学稳定性及变化倾向。
（二）电极/溶液界面的结构与性质
掌握电极/溶液界面双电层结构、电位分布；理解双电层的微分电容概念与微分电容曲线；理解
双电层的斯特恩（Stern）模型；
理解电极的零电荷电位概念；理解电极/溶液界面的吸附现象，无机离子和有机分子吸附的特点、
对微分电容曲线的影响，以及氢原子、氧的吸附特点。
（三）电极过程动力学
掌握电化学反应电极过程的定义，基本历程和电极过程的速度控制步骤概念；掌握电极的极化
作用，极化曲线测量方法；
理解液相传质步骤动力学特征，掌握理想稳态扩散的动力学规律；理解扩散层厚度概念，了解
旋转圆盘电极的作用；理解浓差极化条件下的动力学特征，掌握扩散电流密度、极限扩散电流概念；
理解平面电极上的非稳态扩散；
掌握电子转移步骤动概念，电极电位对电子转移步骤反应速度的影响；掌握电子转移步骤的基
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本动力学参数，包括交换电流密度、电极反应常数；掌握稳态电化学极化规律，掌握巴特勒-伏尔摩
方程，塔菲尔公式及适用条件；理解稳态极化曲线测量基本动力学参数方法；
（四）金属的阳极过程与电沉积过程
掌握金属的阳极过程，理解活性溶解与钝化两种状态；掌握金属阳极极化曲线的测量方法，以
及对曲线的分析；理解金属钝化的原因与影响因素；
理解金属电沉积的基本历程和特点；了解金属的阴极还原过程、电结晶过程；了解金属电沉积
过程中添加剂的作用；了解电镀工艺 ，镀层的主要性能，影响镀层质量的因素；
理解金属的腐蚀与防护技术，理解金属的电化学腐蚀；了解金属的电化学防护技术，包括金属
镀层、阳极保护、阴极保护、缓蚀剂保护。
（五）化学电源与燃料电池
掌握化学电源的概念与分类；了解化学电源的基本性能、组成部分与主要参数，包括电池电动
势、电压-时间曲线、容量、自放电等概念；了解常见的一次电池与二次电池种类，理解锂离子电池
的反应原理；
理解燃料电池的概念与特点；了解燃料电池的热力学与动力学；了解常见的燃料电池种类及工
作原理，包括质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池，碱性燃料电池；了解燃料电池的关键部件
及主要参数。