江西科技師范大學2021材料科學與工程專業研究生招生考試大綱

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2021年碩士研究生招生專業考試大綱

學院代碼：017

學院名稱：材料與機電學院

專業代碼及專業名稱：077301 材料物理與化學

077302 材料學

077303 材料加工工程

一、初試科目代碼及名稱：616無機化學

參考書目及考試大綱：

本《無機化學》考試大綱適用于江西科技師范大學材料物理與化學、材料學、材料加工工程、材料化學等專業的碩士研究生入學考試。

無機化學是闡述化學基本知識、基本原理的一門基礎性學科。它的內容豐富，要求考生對其基本概念有較深入的了解，重點掌握平衡的原理、溶液中的各種化學平衡及其在分析化學中的應用，建立準確的“量”的概念和掌握各種化學分析方法;掌握化學反應速率、物質結構、分散體系等方面的基本理論和基本知識;會運用基本理論和基本知識解釋化學現象，會運用基本分析方法和測試手段進行一般的化學分析，能夠運用所學知識解決生產生活中的實際問題，能將化學知識與專業實際相結合。

一、考試內容

1、氣體及化學熱化學初步

(1)氣體：理想氣體狀態方程，道爾頓分壓定律

(2)熱力學第一定律：環境與體系、狀態與狀態函數、內能、功和熱

(3)反應熱和自由能變的含義及其計算;自發性判據;蓋斯定律

2、化學平衡和化學反應速率

(1)反應速率的表示方法;質量作用定律;阿累尼烏斯公式

(2)標準平衡常數;化學平衡的計算;化學反應等溫方程的應用

(3)溶液酸度計算;緩沖溶液;分步沉淀;電極電勢;常用滴定方法

質子平衡式;溶液的pH值及其計算;緩沖作用原理;氧化還原反應方程式的配平;原電池，電極電勢，標準電極電勢，原電池電動勢的計算，計算原電池電動勢;判斷反應方向;計算平衡常數、Ksp及溶液pH;EDTA的性質及在溶液中的解離平衡;金屬指示劑的變色原理;常用金屬指示劑;

(4)滴定法：滴定曲線與指示劑以及滴定的應用

3、原子結構和元素周期律

(1)原子核外電子的運動狀態：玻爾的原子結構理論和電子的玻粒二象性

(2)波函數、概率密度、電子云;四個量子數

(3)原子核外電子排布與元素周期律

4、化學鍵與物質結構

(1)離子鍵、共價鍵理論

(2)雜化軌道理論要點、雜化軌道類型與分子幾何構型

(3)了解分子間力和氫鍵

5、化學分析

(1)誤差的分類、來源、減免方法，準確度、精密度的概念及其表示方法

(2)有效數字在分析實踐中的運用

(3)標準溶液的表示方法及配制、標定方法;滴定分析計算

(4)吸光光度法

朗伯比爾定律;吸光系數;單一組分的分析;多組分分析及示差法。

二、考試要求(要求掌握和了解的各章內容)

第一章氣體和溶液

掌握理想氣體狀態方程式及其應用。

掌握道爾頓分壓定律。

掌握稀溶液的依數性及其應用。

熟悉膠體的結構、性質、穩定性及聚沉作用。

1.1氣體

掌握理想氣體狀態方程式及道爾頓分壓定律

1.2溶液

了解分散系及稀溶液的通性

1.3膠體溶液

了解溶膠的制備，溶膠的性質，膠團結構和電動電勢，溶膠的穩定性與聚沉

第二章化學熱力學初步

2.1了解熱力學能、焓、熵、自由能等狀態函數的概念

2.2掌握熱力學第一定律，第二定律的基礎內容

2.3 掌握化學反應熱效應的各種計算方法

2.4掌握過程的△S、△G的計算

2.5掌握△G與溫度的關系式，及溫度對反應自發性的影響

第三章化學平衡

了解經驗平衡常數與標準平衡常數以及標準平衡常數與標準吉布斯自由能變的關系。

掌握不同反應類型的標準平衡常數表達式，并能從該表達式理解化學平衡的移動。

掌握有關化學平衡的計算，包括運用多重平衡規則進行計算。

掌握化學平衡移動的定性判斷以及移動程度的定量計算。

3.1正確理解平衡常數的物理意義及表示方法

3.2掌握Gibbs自由能變與平衡常數的關系，并能熟練地進行有關平衡常數的計算

3.3利用Van’t Hoff等溫式判斷任意給定條件下化學反應的方向

3.4運用平衡移動原理說明溫度、濃度壓力對化學平衡移動的影響

3.5多重平衡規則

第四章化學反應速率

了解化學反應速率的概念及其實驗測定方法。

掌握質量作用定律和反應的速率方程式。

掌握阿累尼烏斯經驗式，并能用活化分子、活化能等概念解釋各種外界因素對反應速率的影響。

4.1化學反應速率及其表示法

4.2濃度對反應速率的影響

4.2.1基元反應與非基元反應

4.2.2質量作用定律

4.2.3非基元反應速率方程式的確定

4.2.4反應機理

4.3溫度對反應速率的影響

4.4反應速率理論簡介

4.4.1碰撞理論

4.4.2過渡態理論

4.5催化劑對反應速率的影響

第五章解離平衡

了解活度、離子強度等概念。

理解緩沖作用原理以及緩沖溶液的組成和性質，掌握緩沖溶液pH值計算。

理解難溶電解質沉淀溶解平衡的特點，會運用溶度積規則判斷沉淀溶解平衡的移動以及有關計算。

5.1酸堿理論

5.1.1酸堿質子理論

5.1.2酸堿電子理論

5.2弱酸、弱堿的解離平衡

5.2.1一元弱酸、弱堿的解離平衡

5.2.2多元弱酸、弱堿的解離平衡

5.2.3兩性物質的解離平衡

5.2.4同離子效應和鹽效應

5.3強電解質溶液

5.3.1離子氛概念

5.3.2活度和活度系數

5.4 緩沖溶液

5.4.1緩沖作用原理和計算公式

5.4.2緩沖容量和緩沖范圍

5.5沉淀溶解平衡

5.5.1溶度積和溶度積規則

5.5.2沉淀的生成和溶解

5.5.3分步沉淀和沉淀的轉化

第六章氧化還原反應

掌握氧化還原反應的基本概念，能配平氧化還原反應式。

理解電極電勢的概念，能用能斯特公式進行有關計算。

掌握電極電勢在有關方面的應用。

了解原電池電動勢與吉布斯自由能變的關系。

掌握元素電勢圖及其應用。

6.1氧化還原反應的基本概念

6.2氧化還原方程式配平

6.3電極電勢

掌握原電池，電極電勢，能斯特方程式，原電池的電動勢與△rG的關系

6.4電極電勢的應用

計算原電池的電動勢，判斷氧化還原反應進行的方向，選擇氧化劑和還原劑，判斷氧化還原反應進行的次序，測定某些化學常數

6.5元素電勢圖及其應用

第七章原子結構

了解核外電子運動的特殊性—波粒二象性。

能理解波函數角度分布圖，電子云角度分布圖和電子云徑向分布圖。

掌握四個量子數及物理意義，掌握電子層、電子亞層、能級、軌道等含義。

能用不相容原理、能量最低原理、洪特規則寫出一般元素的原子核外電子排布式和價電子構型。

7.1微觀粒子的波粒二象性

7.1.1氫光譜和玻爾理論

7.1.2微觀粒子的波粒二象性

7.2氫原子核外電子的運動狀態

7.2.1波函數和薛定諤方程

7.2.2波函數和電子云圖形

7.2.3四個量子數

7.3多電子原子核外電子的運動狀態

屏蔽效應和鉆穿效應,原子核外電子排布

7.4原子結構和元素周期律

7.4.1核外電子排布和周期表的關系

7.4.2原子結構與元素基本性質

第八章分子結構

掌握離子鍵理論要點，理解決定離子化合物性質的因素及離子化合物的特征。

掌握電子配對法及共價鍵的特征。

能用軌道雜化理論來解釋一般分子的構型。

了解離子極化、分子間力的概念，掌握氫鍵的形成和特征。

8.1 離子鍵和共價鍵

掌握價鍵理論，共價鍵的特征

8.2軌道雜化理論

了解軌道雜化理論的基本要點，掌握雜化軌道的類型

8.3價層電子對互斥理論

8.4分子軌道理論簡介

8.5分子的極性和分子間力

8.6氫鍵

第九章配位化合物

掌握配位化合物的組成、定義、類型和結構特點。

理解配位離解平衡的意義及有關計算。

掌握螯合物的特點及應用。

9.1配位化合物的組成和定義

9.2配位化合物的類型和命名

9.3配位解離平衡

掌握配位解離平衡和平衡常數，配位解離平衡的移動，掌握EDTA滴定法的基本原理，

9.4螯合物的穩定性

掌握螯合物的結構特點及穩定性，了解螯合劑的應用

三、題型

判斷對錯題、選擇題、填空題、問答題、計算題

主要參考教材(參考書目)

無機及分析化學第四版南京大學《無機及分析化學》編寫組高等教育出版社 2006.4

編制單位：江西科技師范大學

編制日期：2020年09月04日

初試科目代碼及名稱：923 材料科學基礎

參考書目及考試大綱：

本《材料科學基礎》考試大綱適用于江西科技師范大學材料物理與化學、材料學、材料加工工程、材料化學等專業的碩士研究生入學考試。

一、試題范圍

1. 材料結構、擴散、界面與固態相變(35-45%)

1.1 材料的結構(10-15%)

目的與要求：掌握常見金屬的晶體結構、離子化合物結構，了解高分子材料的結構

1) 常見的晶體結構

晶體化學基本原理、典型金屬的晶體結構、無機化合物晶體結構

重點：晶體緊密堆積原理，常見的金屬和離子化合物結構類型

2)固溶體和金屬間化合物的晶體結構、置換固溶體及影響因素、間隙固溶體、有序固溶體

重點：固溶體的類型及特點、固溶體的影響因素

3)高分子材料結構，硅酸鹽晶體結構

高分子鏈結構、聚集態結構、硅酸鹽晶體結構：島狀結構、組群狀結構、鏈狀結構、層狀結構和架狀結構

重點：硅酸鹽的晶體結構類型及特點

4)非晶態固體結構及準晶體

玻璃的概念、通性、結構、硅酸鹽玻璃和金屬玻璃、準晶體的結構模型、制備、性能與應用

重點：非晶體的結構特點

1.2 晶態固體中的擴散(5-10%)

目的與要求：掌握擴散的宏觀規律，微觀機制，熱力學驅動力和反應擴散

1)擴散的宏觀規律

菲克第一定律與穩態擴散、菲克第二定律與非穩態擴散

重點：菲克第一、二定律的定義及應用

2)擴散的微觀機制

擴散機制、固態原子的無規行走及相關效應、原子跳動與擴散系數的微觀表達式

重點：擴散的微觀機制及與宏觀機制的聯系

3)擴散系數

擴散系數與擴散激活能、擴散系數的測定及影響擴散系數的因素、本征擴散系數與互擴散系數

重點：擴散系數的推導及影響因素，柯肯達爾效應

4)擴散的熱力學分析

推動擴散原子定向遷移的“力”、 菲克定律的普遍形式、上坡擴散

重點：擴散熱力學分析和上坡擴散

5)反應擴散與離子晶體中的擴散

反應擴散概念、離子晶體的缺陷、離子晶體中擴散系數的確定、離子電導率與擴散系數的關系

重點：擴散規律，擴散機制，擴散熱力學

1.3晶態固體材料中的界面(5-10%)

目的與要求：掌握表面、界面的定義、分類、性質，了解相界面的定義、分類和特點

1)晶體表面

表面結構與性質、表面能與晶體的平衡外形

重點：表面的定義和結構特點

2)晶界結構與晶界的能量

界面的5個自由度、小角度、大角度晶界

重點：小角度晶界的分類，結構特點，晶界的能量

3)晶界的偏析與遷移

晶界的平衡偏析及影響因素、晶界遷移速度、晶界遷移驅動力、影響晶界遷移率的主要因素、

重點：晶界遷移的驅動力及影響因素

4)相界面

共格界面、半共格、非共格界面、界面能與顯微組織形貌

重點：相界結構

1.4 固態相變(10-15%)

目的與要求：掌握固態相變的一般規律以及脫溶沉淀、調幅分解、共析轉變和馬氏體相變等幾種典型相變的特點

1)固態相變總論

固態相變的特點及分類、固態相變的形核與長大、固態相變動力學

重點：固態相變的分類，特點及形核、長大

2)成分保持不變的相變

多型性轉變、塊體轉變、有序-無序轉變

重點：有序參量，有序轉變特點

3)過飽和固溶體的分解

脫溶沉淀過程、方式、脫溶沉淀熱力學、等溫沉淀的動力學、調幅分解、沉淀相粗化、沉淀強化機制

重點：脫溶沉淀的過程，沉淀相的結構及對性能的影響

4)共析轉變

共析轉變的熱力學、珠光體的形成過程、共析轉變動力學、先共析與偽共析轉變、珠光體的組織熱點及力學性能

重點：共析轉變的形核、長大和轉變的熱力學

5)馬氏體轉變、貝氏體轉變與過冷奧氏體轉變動力學圖

馬氏體轉變的基本特征、馬氏體轉變的晶體學、馬氏體轉變的動力學、熱力學、貝氏體轉變特征、過冷奧氏體轉變動力學圖

重點：馬氏體轉變的特點和熱力學

2. 相圖與材料的凝固(20-25%)

2.1 相平衡與相圖(15%)

目的與要求：掌握相圖的基本規律，鐵碳相圖的基本知識和相圖熱力學

1)相與相平衡

組元、相、相平衡、自由度與相律

重點及難點：相圖的基本概念，相律

2)單元系相圖

單元系相圖的表示和實驗測定方法、相圖分析、有晶型變化的單元系相圖

重點：單元系相圖的標示及有晶型變化相圖的特點

3)二元系相圖

杠桿定律、二元系相圖的類型和幾何規律、二元系相圖的分析

重點：杠桿定律和二元相圖的幾何規律

4)鐵碳相圖

鐵碳合金的組元及基本相、 Fe-Fe3C相圖分析、鐵碳合金及平衡結晶分析、碳對鐵碳合金的組織與性能的影響、鐵-石墨相圖

重點：鐵碳相圖的分析和組織組成物特點

5)相圖的熱力學解釋

單元系相圖熱力學、二元系相圖熱力學、由自由能-成分曲線合成相圖

重點：相平衡的判據，自由能-成分曲線的特點

6)三元系相圖

三元系相圖的表示方法、三元系平衡相的定量法則、三元勻晶、共晶相圖

重點：三元系平衡相的定量法則、三元勻晶相圖

2.2 材料的凝固(5-10%)

目的與要求：掌握純金屬、固溶體合金、共晶合金結晶的原理，特點，了解常見凝固技術及機制

1)純金屬的結晶

結晶的過冷現象及熱力學條件、液態金屬結構、金屬的結晶過程、形核與長大

重點：過冷的定義和晶體的形核、長大

2)固溶體合金的結晶

非平衡態的結晶、固溶體合金結晶過程時溶質的重新分布、合金凝固過程中的成分過冷、界面穩定性與晶體生長形態

重點：非平衡凝固，成分過冷

3)共晶合金結晶

共晶轉變機制、共晶組織形貌、亞共晶與過共晶合金中初生相形態、共晶系合金的非平衡結晶、鑄錠組織的形成與控制

重點：共晶合金的形核、長大，非平衡結晶

4)凝固技術

定向凝固、單晶制取及區域提純

重點：結晶熱力學，共晶合金結晶，凝固技術

3.缺陷、材料形變與強韌化(35-45%)

3.1晶體結構缺陷(15-20%)

目的與要求：掌握點缺陷、線缺陷的定義、分類、特點以及實際晶體中的位錯

1)點缺陷

點缺陷的形成、點缺陷的平衡濃度、運動與作用、過飽和點缺陷

重點：點缺陷的類型，缺點濃度方程的推導及點缺陷濃度的計算

2)位錯的結構

位錯的類型、柏氏矢量、晶體中位錯的組態和位錯密度

重點：柏氏矢量的定義，位錯的分類及各自特點

3)位錯的應力場和運動

位錯的應力場、彈性應變能與線張力、位錯的運動

重點：位錯的受力和滑移、攀移

4)位錯與晶體結構缺陷的交互作用，位錯的增殖、塞積與交割

位錯間的交互作用，與點缺陷的交互作用、位錯的增殖、塞積與交割

重點：位錯間的交互作用，位錯的增殖機制

5)實際晶體中的位錯

全位錯和不全位錯、位錯反應、擴展位錯、其他晶體中的位錯

重點：面心立方晶體中的位錯

3.2 材料的變形與再結晶(15-20%)

目的與要求：掌握單晶、多晶塑性變形的機制、特點，掌握塑性變形對材料組織結構和性能的影響，掌握回復、再結晶對塑性變形材料組織結構和性能的影響

1)材料的彈性變形

基本概念、廣義虎克定律及彈性系數、彈性的不完整性

重點：材料的彈性變形和彈性的不完整性

2)單晶體的塑性變形

滑移系及臨界分切應力、滑移的位錯機制、滑移過程中的晶面轉動現象、孿生、扭轉

重點：滑移和孿生特點及區別，臨界分切應力定律

3)多晶體的塑性變形

多晶體變形時晶界的作用、多晶體塑性變形特點、晶界對強度的影響

重點：多晶體塑性變形的特點，晶界對變形的影響

4)塑性變形對材料組織和性能的影響

冷變形金屬的組織與結構變化、冷變形金屬的加工硬化、形變織構、高分子材料的塑性變形結構變化

重點：冷變形的組織結構特點，加工硬化的定義及特點

5)晶體的斷裂

晶體斷裂機理、冷變形金屬的內應力和儲存能

重點：斷裂機理

6)冷變形金屬的回復

回復過程特征，機制、回復動力學

重點：回復的定義和機制，回復對材料的亞結構、性能影響

7)冷變形金屬的再結晶

再結晶的形核與長大、再結晶動力學、再結晶溫度及晶粒大小、晶粒長大、晶體的高溫變形

重點：再結晶的形核、長大，再結晶溫度的影響因素、高溫晶體的塑性變形，動態回復，動態再結晶

3.3 材料的強韌化(5%)

目的與要求：總結歸納材料的強韌化措施及其機理

1)材料強化的基本原理

2)材料韌化的基本原理及常用方法

重點：強化方法及強化機理

二、考試題型和出題原則說明

1. 題型

考題共分名詞解釋、理論分析題和工程應用基礎題三個板塊，原則上名詞解釋分值不超過總分值的15%，其余部分由出題教師自由調配。

2. 出題原則

考研專業基礎課的試題以中等偏上的題為主，類型以基礎性、綜合類試題為主，盡量避免對于廣大考生來說過于專業和抽象難懂的內容，考研試題的內容要求涵蓋提綱所有要求考核的內容，提綱中所列重點必須考，題量適中，保證考生基本能答完試題并有時間檢查。

三、主要參考教材(參考書目)

1、《材料科學基礎》(第三版)，胡賡祥蔡珣戎詠華編著，上海交通大學出版社。

2、《材料科學基礎輔導與學習》(第三版)，蔡珣戎詠華編著，上海交通大學出版社。

3、《熱處理原理與工藝》，石湘琴編著，機械工業出版社

二、復試科目名稱：材料綜合

參考書目及考試大綱：

一、考試組成

材料綜合是材料科學與工程專業研究生入學考試的綜合考試內容，試卷涵蓋材料制備技術、儀器分析和主觀能力測試三部分。其中，材料制備技術部分占40分，儀器分析40分，主觀能力測試20分，共100分。

二、材料制備技術部分大綱

需要掌握 溶膠-凝膠法、水熱與溶劑熱合成、 電解合成、化學氣相沉積、定向凝固技術、低溫固相合成、熱壓燒結、自蔓延高溫合成、等離子體燒結合成技術

三、儀器分析部分大綱

需要掌握X射線衍射原理、X射線衍射儀的使用及應用。掃描電鏡的結構原理及應用，透射電鏡的結構原理及應用，以及化學結構分析常用的紫外紅外光譜等。

四、主觀能力部分測試大綱

通過主觀論述題的形式來考察研究生是否具有嚴謹的科學態度和細致、踏實的工作作風，是否具有分析和解決實際問題的能力。

參考書目

材料概論(第三版) 周達飛、陸沖、宋鸝編，化學工業出版社，2015-05

《材料分析方法》(第三版)，周玉等，北京：機械工業出版社，2013

三、同等學力考生加試科目

1.科目名稱：材料化學

參考書目及考試大綱：

一、考試內容與考試要求

(一)理論部分考試內容

1. 材料的內稟性質(intrinsic properties)，外賦性質(extrinsic properties)的含義。

2. 材料化學與其他化學學科之間的聯系與差別。

3. 無機材料的主要制備方法。

4. 無機材料的主要研究方法。

5. 材料化學的基本知識：晶體結構、電子結構、相平衡、缺陷及晶體對稱性與材 料性質的關系。

6. 功能材料的基本知識：光、電、磁功能材料相關知識。

7. 材料的性質與形態：如玻璃材料、納米材料和多孔材料等。

(二)應用部分考試內容

8. 根據無機材料的主要制備方法、研究方法、缺陷化學理論，在給定的實驗條件 下，設計某種無機材料的合成(制備)步驟、寫出表征所得材料的儀器或設備。

9. 無機材料在很多領域獲得應用。論述題給出一種或幾種無機材料某領域的一些 信息，要求考生說明應用原理，分析涉及哪些理論知識。

二、題型

填空題、簡答題、實驗題、論述題

三、參考書目：

材料化學,