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材料學院考研，專業(yè)代碼為080500。

【研究方向及初試內容】

方向：01(全日制)低維材料與納米結構

02(全日制)離子束與固體相互作用及材料改性

03(全日制)薄膜材料結構與性能

04(全日制)生物醫(yī)用與仿生材料

05(全日制)存儲材料與理論

06(全日制)能源與環(huán)境材料

07(全日制)相變與新金屬材料

08(全日制)金屬功能材料

09(全日制)金屬微觀塑性理論及應用

10(全日制)復合材料

11(全日制)信息與功能陶瓷材料

12(全日制)結構陶瓷材料

13(全日制)計算材料科學

14(全日制)材料加工模擬仿真

15(全日制)先進材料加工技術

16(全日制)微納材料與功能薄膜

科目：①101 思想政治理論②201 英語一 或 202 俄語 或 203 日語③301 數(shù)學一

④838 材料科學基礎-物理化學

【考研分數(shù)線】

【考試大綱】

一、課程考核總體要求

《材料科學基礎》是材料科學領域學生的重要專業(yè)基礎課，總體要求是考核學生對基本概念、基本理論的掌握，以及綜合運用這些基礎知識分析材料結構與性能的能力。

二、考核內容

第 1 部分 晶體學基礎

第 2 部分 固體材料的結構

第 3 部分 具體的范性形變

第 4 部分 晶體中的缺陷

第 5 部分 材料熱力學（相圖與相變）

第 6 部分 材料中的界面

第 7 部分 固體中的擴散

第 8 部分 凝固與結晶

第 9 部分 回復與再結晶

第 10 部分 固態(tài)相變

三、考試題型

考試題型可包含以下類型：

1、基本概念題（單項選擇題、多項選擇題、填空題、判斷題、名詞解釋）

2、作圖分析題

3、問答題（簡答、分析論述等）

4、計算分析題

物理化學部分

一、考核內容

1 熱力學第一定律

1.1 熱力學方法、特點及化學熱力學

1.2 熱力學的基本概念

系統(tǒng)和環(huán)境；熱力學平衡狀態(tài)；狀態(tài)函數(shù)；過程和途徑

1.3 熱力學第一定律

表述；熱和功；內能；封閉系統(tǒng)的熱力學第一定律數(shù)學表達式

1.4 可逆過程與體積功

1.5 熱的計算

等容熱效應；等壓熱效應和焓；熱容及簡單變溫過程熱的計算

1.6 對理想氣體的應用

理想氣體的內能；焓和熱容；理想氣體絕熱過程

1.7 熱力學第一定律對相變過程的應用

1.8 熱化學基本概念

反應進度；反應摩爾焓變和摩爾內能變

1.9 反應熱的計算

Hess 定律；生成焓與化學反應標準摩爾焓變；燃燒焓與化學反應的標準摩爾

?

焓變； 摩爾溶解焓與摩爾稀釋焓；反應熱與溫度的關系

2 熱力學第二定律

2.1 熱力學第二定律及其數(shù)學表達式

自然界過程的方向性和限度；熱力學第二定律的表述；熵函數(shù)和熱力學第二

定律的數(shù)學表達式

2.2 熵增加原理和熵判據(jù)

2.3 熵變的計算

簡單物理過程；相變過程；混合過程的熵變

2.4 熱力學第三定律和規(guī)定

熵熱力學第三定律的表述；規(guī)定熵的計算；化學反應的熵變

2.5 Helmholtz 函數(shù)判據(jù)和 Gibbs 函數(shù)判據(jù)Helmholtz 函數(shù)及其減少原理；Gibbs 函數(shù)及其減少原理；熱和功在特定條件下與狀態(tài)函數(shù)變的關系

2.6 各熱力學函數(shù)間的關系

封閉系統(tǒng)的熱力學基本關系式；對應系數(shù)關系式；Maxwell 關系式；基本關系式應用

2.7 ?G 和?A 的計算單物理過程、相變過程的?G 和?A；混合過程的?G；?G 與溫度的關系

3液體混合物與溶液

3.1 偏摩爾量

概念；集合公式

3.2 化學勢

表述與應用；化學勢與壓力、溫度的關系

3.3 氣體的化學勢

純理想氣體、理想氣體混合物的化學勢；逸度

3.4 液體混合物和溶液的組成表示法

3.5 拉烏爾定律和亨利定律

3.6 理想液體混合物

定義、化學勢與混合性質

3.7 理想稀薄溶液

化學勢與依數(shù)性

3.8 非理想液體混合物及實際溶液的化學勢

活度與活度系數(shù)；實際溶液的化學勢

4 相平衡

4.1 基本概念

相數(shù)；獨立組分數(shù)；自由度和自由度數(shù)；相律

4.2 純物質的相平衡

克拉伯龍方程；純物質的相圖

4.3 兩組分系統(tǒng)的氣-液平衡

理想溶液和非理想溶液的壓力-組分相圖和溫度-組分相圖

4.4 兩組分部分互溶系統(tǒng)的液-液平衡

4.5 兩組分系統(tǒng)的固-液平衡

形成低共熔混合物的相圖；形成化合物的相圖；形成固溶體的相圖

4.6 三組分系統(tǒng)的分配平衡

5 化學平衡

5.1 化學反應的方向和限度

平衡條件；標準平衡常數(shù)；化學反應等溫式

5.2 標準平衡常數(shù)及平衡組成的計算

各類反應的標準平衡常數(shù)；平衡組成的計算

5.3 化學反應的標準摩爾吉布斯函數(shù)變

5.4 平衡移動

溫度、壓力/惰性氣體、濃度對化學平衡的影響

5.5 同時平衡

6 電化學

6.1 電解質溶液的導電機理與法拉第電解定律

6.2 離子的電遷移和電解質溶液的導電能力

離子的電遷移率和遷移數(shù)；電解質溶液的電導、電導率和摩爾電導率

6.3 離子獨立遷移定律及離子的摩爾電導率

6.4 電導法的應用

水質檢驗；弱電解質電離常數(shù)的測定；難溶鹽溶度積的測定；電導滴定

6.5 電解質溶液熱力學

強電解質溶液的活度和活度系數(shù)；電解質溶液中離子的熱力學性質；電化學勢判據(jù)

6.6 可逆電池

化學能與電能的相互轉換；電池的習慣表示方法；可逆電池的必備條件與分類

6.7 可逆電池與化學反應的互譯

電極反應和電池反應；根據(jù)反應設計電池

6.8 電極的相間電位差與電池的電動勢

6.9 可逆電池電動勢的測量與計算

電動勢的測量；能斯特公式；由電極電勢計算電動勢

6.10 液接電勢及其消除

6.11 電化學傳感器及離子選擇性電極

6.12 電動勢法的應用

6.13 電極過程動力學

6.14 化學電源

7 表面與膠體化學基礎

7.1 比表面能與表面張力

7.2 表面彎曲現(xiàn)象

彎曲液面的附加壓力和楊-拉普拉斯方程；飽和蒸氣壓和開爾文方程

7.3 溶液的表面吸附

溶液表面吸附現(xiàn)象和吉布斯吸附公式；表面活性劑及其應用

7.4 固體表面的吸附

吸附作用；物理吸附和化學吸附；吸附曲線和吸附方程；固液界面的吸附

7.5 膠體分散系統(tǒng)概述

分散系統(tǒng)的種類；膠體的制備與凈化

7.6 溶膠的動力性質和光學性質

布朗運動；擴散現(xiàn)象；沉降和沉降平衡；溶膠的光學性質

7.7 溶膠的電學性質

7.8 納米技術與膠體化學

8 化學動力學基礎

8.1 基本概念

化學反應速率；元反應和反應分子數(shù)；簡單反應和復合反應

8.2 物質濃度對反應速率的影響

速率方程；質量作用定律；反應級數(shù)與速率系數(shù)

8.3 具有簡單級數(shù)的化學反應

零級/一級/二級反應

8.4 反應級數(shù)的測定

8.5 溫度對反應速率的影響

阿倫尼烏斯公式；活化能及其對反應速率的影響

8.6 元反應速率理論

碰撞理論；過渡狀態(tài)理論

8.7 反應機理

對峙反應；平行反應；連續(xù)反應；鏈反應；根據(jù)反應機理推導速率方程；反應機理的推測

8.8 快速反應研究技術簡介

8.9 催化劑對反應速率的影響

催化劑和催化作用；催化劑的一般知識

8.10 均相催化反應和酶催化反應

8.11復相催化反應

8.12 溶劑對反應速率的影響

8.13 光化學反應

9 統(tǒng)計熱力學基礎

9.1 統(tǒng)計熱力學概論

統(tǒng)計熱力學的研究方法和目的；統(tǒng)計系統(tǒng)分類；統(tǒng)計熱力學的基本假定

9.2 玻爾茲曼統(tǒng)計

定位系統(tǒng)的最概然分布；α/β 值的推導；非定位系統(tǒng)的最概然分布；公式的其他形式

9.3 玻色-愛因斯坦統(tǒng)計和費米-狄拉克統(tǒng)計

9.4 配分函數(shù)

配分函數(shù)定義；配分函數(shù)與熱力學函數(shù)的關系；配分函數(shù)的分離

9.5 配分函數(shù)的求法及其對熱力學函數(shù)的貢獻

原子核配分函數(shù)；電子配分函數(shù)；平動配分函數(shù)；單原子理想氣體的熱力學函數(shù)；轉動配分函數(shù)；振動配分函數(shù)

9.6 晶體熱容問題

9.7 分子的全配分函數(shù)

9.8 用配分函數(shù)計算

?和反應的平衡常數(shù)

參考書目

838 材料科學基礎-物理化學

《材料科學基礎》2011 年修訂版 清華大學出版社 潘金生、仝健民、田民波

《材料科學基礎學習輔導》 機械工業(yè)出版社 范群成、田民波

《簡明物理化學》 清華大學出版社 朱文濤等

《物理化學》 高等教育出版社 天津大學物理化學教研室劉俊吉等

《物理化學》 高等教育出版社 南京大學化學化工學院傅獻彩等

PS：以上參考書為盛世清北推薦，僅供參考。

【考研真題】

一：簡答題(5分/題共20分)

1。什么是空間點陣?空間點陣與晶體結構有什么關系?

2。晶界具有哪些特性?

3。簡述柯氏氣團的概念以及對材料的強化作

4。金屬的退火處理包括哪三個階段?簡述這三個階段中晶粒大小，結構的變化

二:(10分)

1。在簡單立方晶胞中畫出(1-21)，(102)晶面，并求出由二者構成的晶帶的晶帶軸指數(shù)和(102)晶面的晶面距。

2。在簡單立方晶胞中畫出[11-2]，[2-21]晶向

3。在六方晶胞中標出(-12-10)，(10-11)晶面和[-12-10]，[2-1-1-3]晶向。

三：判斷題(1分/題共10分)

1。在正交晶系中，(001)面必定與(110)面垂直

2。在碘化銫晶體結構中，碘占據(jù)立方體頂點位置，銫占據(jù)體心位置，所以其結構類型為體心正方。

3。在擴散過程中，溶質原子總是由高濃度向低濃度處遷移。

4。組元晶體結構類型不同，在特定條件下也可以形成無限互溶的固溶體

5。有序固溶體與無序固溶體的轉變是指晶體與非晶體之間的轉變

6。大多數(shù)固相反應是由擴散速率所控制。

7。在固液界面的潤濕中，增加固體表面的粗糙度，就一定有利于潤濕。

s。在低溫時，一般固體發(fā)生的擴散是非本征擴散

10。通常晶體中的原子的擴散激活能越高，其擴散系數(shù)越大，擴散速率越快

四(10分)：體心立方金屬單晶體沿[21-3]方向拉伸時，寫出它的啟動的滑移系統(tǒng)；當雙滑移發(fā)生時，寫出啟動的雙滑移系統(tǒng)；沿[11方向拉伸時，有幾套等效的滑移系統(tǒng)可以啟動?要求具體寫出滑移系統(tǒng)的指數(shù)。

五:(10分)

　試分析面心立方晶體中(點陣常數(shù)為a)，a/2[101]+a/6[-12-1]-)a/3[111位錯反應能否自發(fā)進行：并指出這些位錯各屬于什么類型(指全位錯或分位錯的反應)；反應后形成的新位錯能否在滑移面上運動。

2022清華考研進入備考期，盛世清北建議考生們多多搜集考研信息、考研參考書、考研分數(shù)線、考試大綱、考研真題、考研復試信息、考研經驗等。在考研初復試中做到知己知彼，才能增加自身競爭實力。