华中科大材料学院纳米科学与技术（0805Z1）研究生考试

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        华中科技大学材料科学与工程学院是国家“211工程”和“985工程”重点建设的教学与科研基地，是华中科技大学建设世界知名高水平大学的重要组成部分。先进功能材料研究方向：
          1）纳米材料制备技术和器件集成：研究开发了一系列纳米材料制备技术与装置，成功制备出微型集成化气敏传感器阵列，研发出了电子鼻系统。（相关负责人：谢长生、曾大文教授）
         2）块体非晶材料及其应用技术：开发了系列具有强玻璃形成能力和优异性能的新型块体非晶和非晶基复合材料，开展了块体非晶合金生物相容性和超塑性微成形的研究。（相关负责人：柳林教授）
        3）固体氧化物燃料电池：进行了SOFC设计、材料、制备及系统集成等研究，成功研制了压缩密封材料和金属连接体材料。开发了可商业化的SOFC测试平台。（相关负责人：李箭、黄云辉教授）
        4）热电材料：利用电化学原子层外延技术，成功沉积了VA-VIA族化合物半导体纳米热电薄膜。发明了制备Skutterudite化合物的固相反应法，研制了半导体热电性能测试系统以及ECALE和MA－PAS等新材料制备设备。（相关负责人：杨君友教授）
        5）功能陶瓷材料：研制出了具有高红硬性、高温耐磨性、抗氧化性和抗冲击性能的Ti(C,N)基金属陶瓷。制备了具有新型功能的氧传感器，研发了陶瓷基和陶瓷/高分子模具材料、药物缓释骨类修复材料和特种陶瓷粉体的合成技术。（相关负责人：熊惟皓、肖建中、胡树兵、索进平教授）
        华中科技大学材料科学与工程学院研究生专业包括材料物理与化学（080501 ）、 材料学（080502）、材料加工工程（080503 ）、 纳米科学与技术（0805Z1）、数字化材料成形（0805Z2）、电子封装（0805Z3）。  纳米科学与技术（0805Z1）的研究方向包括:01 (全日制)非平衡态及纳米材料、02 (全日制)高分子基纳米复合材料、03 (全日制)纳米光电材料、04 (全日制)纳米生物材料、05 (全日制)纳米陶瓷材料。研究生考试考① 101思想政治理论② 201英语一③ 302数学二④803 材料物理化学或809 材料科学基础。

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华中科技大学硕士研究生入学考试《材料物理化学》考试大纲

科目代码：803

华中科技大学材料学院803 材料物理化学课件

一、课程目的和性质

《材料物理化学》是材料物理化学专业的基础课。通过本课程的考核，了解学生掌握材料物理化学的基本理论和知识的程度，保障后续材料物理化学、材料分析与测试、材料的功能及其应用等研究必需的物理化学基础知识。

二、考试科目的基本要求

1、掌握热力学基本定律及相关基本知识

2、掌握基本的化学动力学知识

3、掌握相平衡、化学平衡等基本知识和基本规律

4、掌握电化学的基本知识和主要规律

5、掌握胶体与界面的基本现象和规律

三、考试内容

第一章  热力学第一定律及其应用

1.1  热力学概论

1.2　热力学第一定律

1.3  准静态过程与可逆过程

1.4　焓

1.5　热容

1.6　热力学第一定律对理想气体的应用

1.7 Carnot循环

1.8 Joule-Thomson效应

1.9  热化学

1.10 Hess定律

1.11 几种热效应

第二章  热力学第二定律

2.1   自发变化的共同特征

2.2 　热力学第二定律

2.3   Carnot定律

2.4   熵的概念．

2.5   克劳修斯不等式与熵增加原理

2.6   熵的计算

2.7   热力学第二定律的本质和熵的统计意义

2.8   亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能

2.9   变化的方向和平衡条件

2.10  ΔG的计算

2.11  几个热力学函数间的关系

2.12  热力学第零定律和第三定律

第三章  多组分体系热力学在溶液中的应用

3.1  多组分系统的组成表示法

3.2  偏摩尔量

3.3  化学势

3.4  稀溶液的两个经验定律

3.5  理想液态混合物的定义、通性及各组分的化学势

3.6  稀溶液中各组份的化学势

3.7  稀溶液的依数性

3.8  活度与活度因子

3.9   分配定律

第四章  相平衡

4.1   多相体系平衡的一般条件

4.2   相律

4.3   单组份系统的相平衡

4.4   二组分系统的相图及其应用

4.5   三组份系统的基本相图

第五章      化学平衡

5.1   化学反应的平衡条件和化学反应的亲和势

5.2   化学反应的平衡常数和等温方程式

5.3   平衡常数的表示式

5.4   复相化学平衡

5.5   平衡常数的测定和平衡转化率的计算

5.6   标准生成自由能

5.7   温度、压力和惰性气体对化学平衡的影响

第六章  电解质溶液

6.1   电化学基本概念和法拉第定律

6.2  离子的电迁移率和迁移数

6.3  电解质溶液的电导

6.4  电解质的平均活度和平均活度因子

6.5  强电解质溶液理论

第七章  可逆电池的电动势及其应用

7.1   可逆电池和可逆电极

7.2   电动势的测定

7.3   可逆电池书写方法

7.4   可逆电池的热力学

7.5   电动势产生机理

7.6   电极电势和电池的电动势

7.7   电动势测定的应用

第八章  电解与极化作用

8.1   分解电压

8.2   极化作用

8.3   电解时电极上的竞争反应

8.4   金属的电化学腐蚀与防腐

8.5   化学电源

第九章 化学动力学基础

9.1    化学反应速率的表示法

9.2    化学反应速率方程

9.3    具有简单级数的反应

9.4    几种典型的复杂反应

9.5   温度对反应速率的影响

9.6   活化能

9.7   链反应

9.8   碰撞理论

9.9   单分子反应理论

9.10   在溶液中进行的反应

第十章  表面物理化学      

10.1  表面张力和表面自由能

10.2  弯曲表面下的附加压力和蒸气压

10.3  溶液表面吸附

10.4  液体的铺展和湿润

10.5  表面活性剂及其作用

10.6  固体表面的吸附

10.7  吸附等温线

第十一章　胶体分散体系

11.1  胶体和胶体的基本特性

11.2  溶胶的制备和净化

11.3  溶胶的动力性质

11.4  溶胶的光学性质

11.5  溶胶电学性质

11.6  溶胶的稳定性和聚沉作用

11.7  乳状液

11.8  凝胶

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华中科技大学硕士研究生入学考试《材料科学基础》考试大纲

科目代码：809

华中科技大学材料科学基础809

第一部分  考试说明

一、考试性质

《材料科学基础》是材料学科的专业基础课，着重讲述材料的微观组织与性能之间的关系。本课程强调晶体材料中的共性基础问题，对于理解现有材料和开发新材料都具有重要的指导意义。因此，该课程被指定为材料学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。

二、考试的学科范围

详细要点见第二部分，重在掌握基本概念及其应用，强调金属材料的共性知识。

三、评价目标

考试的目标是考查学生对《材料科学基础》基本理论的掌握程度以及应用基本理论分析材料问题的能力。

四、考试形式与试卷结构

考试时间180分钟，闭卷笔试。包括概念填空、简单计算和分析论述等不同形式的题目。

第二部分  考查要点

一、原子结构与键合

1．原子结构

   （1）物质的组成

   （2）原子的结构

   （3）原子的电子结构

2．原子间的键合

（1）金属键

（2）共价键

（3）离子键

（4）范德华力

（5）氢键

3．高分子链

二、晶体结构

1.晶体学基础

(1) 空间点阵和晶胞

(2) 晶向指数和晶面指数

(3) 晶体的对称性

2.金属的晶体结构

(1) 三种典型的金属晶体结构

(2) 晶体的原子堆垛方式和间隙

(3) 多晶型性

3.合金相结构

(1) 固溶体

(2) 中间相

4．离子晶体结构

5．共价晶体结构

三、晶体缺陷

1.点缺陷

(1) 点缺陷的形成

(2) 点缺陷的平衡浓度

(3) 点缺陷的运动

2.位错

(1) 位错的基本类型和特征

(2) 伯氏矢量

(3) 位错的运动

(4) 位错的弹性性质

(5) 位错的生成和增殖

(6) 实际晶体结构中的位错

3.表面及界面

(1) 外表面

(2) 晶界和亚晶界

(3) 孪晶界

(4) 相界

四、扩散

1.表象理论

(1) 菲克第一定律

(2) 菲克第二定律

(3) 扩散方程的解

(4) 置换型固溶体中的扩散

(5) 扩散系数D与浓度相关时的求解

2.扩散的热力学分析

3.扩散的原子理论

(1) 扩散机制

(2) 原子跳跃和扩散系数

4.扩散激活能

5.无规则行走与扩散距离

6.影响扩散的因素

7.反应扩散

五、形变与再结晶

1.晶体的塑性变形

(1) 单晶体的塑性变形

(2) 多晶体的塑性变形

(3) 合金的塑性变形

(4) 塑性变形对材料组织与性能的影响

2.回复和再结晶

(1) 冷变形金属在加热时的组织与性能变化

(2) 回复

(3) 再结晶

(4) 晶粒长大

(5) 再结晶退火后的组织

3.热变形与动态回复、再结晶

(1) 动态回复与动态再结晶

(2) 热加工对组织性能的影响

六、单组元相图及纯晶体的凝固

1.单元系相变的热力学及相平衡

(1) 相平衡条件和相律

(2) 单元系相图

2.纯晶体的凝固

(1) 液态结构

(2) 晶体凝固的热力学条件

(3) 形核

(4) 晶体长大

(5) 结晶动力学及凝固组织

七、二元系相图及其合金的凝固

1.相图的表示和测定方法

2.相图热力学的基本要点

(1) 固溶体的自由能-成分曲线

(2) 多相平衡的公切线原理

(3) 混合物的自由能和杠杆法则

(4) 从自由能-成分曲线推测相图

(5) 二元相图的几何规律

3.二元相图分析

(1) 匀晶相图和固溶体凝固

(2) 共晶相图及其合金凝固

(3) 包晶相图及其合金凝固

(4) 溶混间隙相图与调幅分解

(5) 复杂二元相图的分析方法

(6) 根据相图推测合金的性能

4.二元合金的凝固理论

(1) 固溶体的凝固理论

(2) 共晶凝固理论

(3) 合金铸锭(件)的组织与缺陷

八、三元相图

1.三元相图的基础

(1) 三元相图成分表示方法

(2) 三元相图的空间模型

(3) 三元相图的截面图和投影图

(4) 三元相图中的杠杆定律及重心定律

2.固态互不溶解的三元共晶相图

3.固态有限互溶的三元共晶相图

4.两个共晶型二元系和一个匀晶型二元系构成的三元相图

5.包共晶型三元系相图

6.具有四相平衡包晶转变的三元系相图

九、材料的亚稳态

1.纳米晶材料

2.准晶态

3.非晶态材料

4.固态相变形成的亚稳相

  （1）固态相变概述

（2）固溶体脱溶分解产物

（3）马氏体相变

（4）贝氏体相变

十、材料的功能特性

1.功能材料的物理基础

2.电性能

3.热性能

4.磁性能

5.光学性能

第三部分  考试样题

可以参考近年的考试试题，但不要以此去推测考试侧重点。不同教师出题风格是不同的，考试题不是教学的全部内容，但出题范围原则上不会超出大纲。