2017年南开大学823材料科学基础考研大纲

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823 材料科学基础考试大纲
一、考试目的
材料科学基础考试是南开大学材料科学与工程学院招收材料物
理与化学、材料学、材料工程硕士研究生的入学资格考试之专业基础
课。根据考生参加本考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参
加第二轮，即复试的考生。
二、考试的性质与范围
本考试是测试考生掌握材料化学、材料物理专业知识以及综合运
用的能力。考试范围包括本大纲规定的内容。
三、考试基本要求
1. 具备材料化学、材料物理相关的基础专业知识。
2. 具有扎实的基本功。
3. 具备一定的运用基础知识分析、解决实际问题的能力。
四、考试形式
本考试采取客观试题与主观试题相结合，单项技能测试与综合技
能测试相结合的方法，强调考生掌握材料化学基础知识以及综合运用
的能力。
考试时间为180分钟，答题方式为闭卷考试（可以使用数学计算
器）。
五、考试内容
本考试包括两个部分：材料化学（80分）、材料物理（70分）。
总分150分。
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一、 材料化学部分
1、化学热力学
热力学第一、二、三定律及其应用；各种变化过程（单纯pVT变
化过程、相变化过程和化学变化过程）的方向和限度的判别；相平衡
体系和化学平衡体系中的应用；二组分体系相图的绘制及解析。
2、化学动力学
具有简单级数的反应的特点；反应级数及速率方程的确定；各种
因素对反应速率及速率常数的影响；复合反应的近似处理方法及其应
用；根据反应机理推导速率方程；化学动力学基本原理在气相反应、
多相反应、溶液中反应、催化反应和光化学反应体系中的应用。
3、电化学
电解质溶液的导电能力—电导、电导率、摩尔电导率及其应用；
可逆电池、可逆电极的能斯特公式及其应用；可逆电池的热力学；电
池电动势的测定及其应用；极化与超电势及其应用；分解与分解电压；
金属电沉积；不可逆电极过程的基本原理及其应用。
4、界面化学
表面自由能和表面张力；润湿现象与接触角；毛细管现象；新相
的生成和亚稳定状态；固体表面的吸附及非均相催化反应。
5、无机化学中的化学原理
（1）掌握化学反应中的质量和能量关系；
（2）了解酸碱理论，熟悉溶液中的单相与多相离子平衡，掌握弱
酸、弱碱溶液中离子浓度、盐类水解和沉淀平衡的计算；
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（3）了解配合物的化学键理论（价键理论，晶体场理论，配位场
理论，分子轨道理论），掌握配合物的基本概念、稳定常数及其应用，
熟悉配合物在水溶液中的稳定性以及影响稳定性的因素。熟悉配位化
合物的的命名、几何构型和异构现象以及配合平衡等有关知识。
6、结构化学
（1）了解原子结构的近代概念，熟悉原子中电子的分布，掌握原
子性质的周期性；
（2）了解价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论的基本概念，
掌握离子键、共价键、分子间力和氢键的特点；
（3）了解晶体的特征、性质以及晶体结构与物理性质的关系。
7、元素化学
（1）了解氢、稀有气体及其化合物的性质；
（2）熟悉卤素及其单质的通性，掌握卤化氢、氢卤酸和卤化物的
性质，了解氯的含氧酸及其盐、氰、氢氰酸及其盐的性质；
（3）熟悉氧族元素的通性，掌握过氧化氢、硫化氢、硫化物、硫
的氧化物、含氧酸及其盐的性质，了解氧气、臭氧和水的净化；
（4）熟悉氮族元素的通性，掌握氮的氧化物、含氧酸及其盐的性
质，了解氮气、氨、铵盐以及磷的化合物的性质；
（5）了解硅、硼及其重要化合物的性质，熟悉氧化铝、氢氧化铝
及铝盐的性质，掌握碳及其重要化合物的性质；
（6）熟悉碱金属、碱土金属的通性，掌握其正常氧化物、氢氧化
物与盐类的性质，了解其低氧化物、过氧化物和超氧化物的性质；
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（7）熟悉过渡元素的通性，了解过渡元素的基本性质，掌握铁、
铬、锰、钴、镍、锌、铜及其重要化合物的性质；了解有效原子序数
规则及其应用，掌握金属羰基化合物和过渡金属不饱和链烃配合物的
性质；了解茂夹心型配合物的结构、成键特征和过渡金属的簇合物的
特点。
（8）了解镧系、锕系元素的通性。
8、仪器分析
（1）紫外-可见分光光度法的基本原理及应用。
（2）红外光谱法的基本原理及应用。
（3）晶体的X射线衍射—晶体结构分析基本原理及应用。
（4）扫描与透射电子显微镜分析技术基本原理及应用。
二、材料物理部分
1、 无机材料的电子理论和晶体结构
能带理论、禁带起因、半导体理论基础、载流子浓度计算、固体
缺陷反应方程式、热缺陷和杂质缺陷浓度计算。
2、无机材料的电学性能
电导率，霍尔效应，电导的宏观参数。
离子电导：离子迁移率，离子电导率，影响离子电导率的因素。
晶界效应，表面效应，西贝克效应，p-n 结。
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3、无机材料的介电性能
介质的极化、介质损耗、介电强度、压电性、热释电性、铁电性。
4、无机材料的热学性能
无机材料的热容；晶态固体热容的经典理论及量子理论；
无机材料热膨胀系数；固体材料热膨胀机理；
固体材料热传导的宏观规律；声子导热；光子导热；影响无机材
料热传导的因素；
无机材料的热应力；热应力断裂抵抗因子；抗热冲击损伤性能；
提高抗热冲击断裂性能的措施。
5、无机材料的光学性能
介质的折射率及相对折射率，影响折射率的因素；色散，光的反
射介质对光的吸收规律，光吸收与光波长的关系，介质对光的散射，
散射系数的影响因素，无机材料的透光性，提高无机材料的透光性的
措施。材料的发光和激光，光导纤维。
6、无机材料力学性能
无机材料应力、应变及弹性形变、广义虎克定律；无机材料晶相
的塑性变形，晶格滑移；高温蠕变机理及影响因素；玻璃相的粘性流
动。脆性断裂；理论结合强度；Griffith 微裂纹理论；应力场强度因
子和平面应变断裂韧性；断裂韧性测试；裂纹亚临界生长；亚临界裂
纹生长速率与应力场强度因子的关系，根据亚临界裂纹扩展预测材料
寿命。
7、无机材料的磁学性能
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材料磁性能的表征参量和材料磁化的分类，磁矩，磁畴与磁滞回
线。