2022年華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)碩士研究生考研大綱 正文

811【材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)】

說明：本卷由兩部分組成，一是必答部分，為材料通識(shí)知識(shí)，要求所有考生必答，成績占總卷面1/3，即50分。二是選做部分，為專業(yè)特色知識(shí)，此部分包括兩個(gè)模塊，考生可以根據(jù)自己的優(yōu)勢選做且只能選做一個(gè)模塊，成績占總卷面的2/3，即100分。

【第一部分材料概論（50分）】

此部分所有考生必答，內(nèi)容為材料的通識(shí)知識(shí)，主要包括：

1、了解材料的作用；材料的定義與分類；材料的四大要素與關(guān)系。

2、了解材料組元與相，材料原子或分子的結(jié)合與結(jié)構(gòu)分布狀態(tài)的三類形式，材料宏觀組織與微觀組織；了解材料的化學(xué)鍵合類型，三大材料不同的結(jié)構(gòu)模式，高分子材料鏈的柔順性；3、了解材料晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷；了解材料化學(xué)穩(wěn)定性與組成、結(jié)構(gòu)的關(guān)系；了解材料力學(xué)性能的基本表現(xiàn)形式及其與組成、結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

4、  了解三大材料的原材料的選用與合成機(jī)理；了解天然礦物原料、高分子材料單體的原料路線；了解氣相法制備材料、液相法制備材料、固相法制備材料工藝過程與方法。

5、  了解材料成型加工涉及的各個(gè)方面；了解自由流動(dòng)成型典型過程；了解受力流動(dòng)成型典型過程；了解受力塑性成型典型過程；了解材料的內(nèi)在性能和成型加工過程中所賦予的附加性能關(guān)系。

6、  了解玻璃生產(chǎn)過程、玻璃融制的五個(gè)階段以及物理、化學(xué)現(xiàn)象與反應(yīng)；了解陶瓷生產(chǎn)過程、基本制備工藝；了解鋼鐵的生產(chǎn)過程；了解橡膠及輪胎生產(chǎn)過程、橡膠的一般配合過程；了解聚烯烴生產(chǎn)過程、聚乙烯結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系；了解聚氯乙烯的制備方法；了解玻璃鋼的生產(chǎn)。

7、  了解結(jié)構(gòu)材料與功能材料；了解復(fù)合材料、其組成、性能與特點(diǎn)，混合材料與復(fù)合材料的區(qū)別；了解航空航天材料、其性能與特點(diǎn)。

8、  了解材料與環(huán)境的相互關(guān)系；了解金屬材料、無機(jī)材料、高分子材料的環(huán)境污染；了解材料在環(huán)境中的劣化。

9、  了解金屬材料、無機(jī)材料、高分子材料生態(tài)化設(shè)計(jì)；了解生態(tài)環(huán)境材料概念與資源循環(huán)再利用。

10、            了解材料選用的使用性能、工藝性能、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境與資源原則。

【第二部分專業(yè)特色選做部分考試大綱】（100分）

   本部分為專業(yè)特色選做部分，包括兩個(gè)模塊，每個(gè)模塊總分都是100分，考生可以根據(jù)自己的專業(yè)優(yōu)勢或特長，選做且只需要選做其中一個(gè)模塊。

【模塊一高分子化學(xué)與物理】（100分）

1、   了解高分子科學(xué)及其發(fā)展歷史。高分子的基本概念和命名方法，了解高分子化合物的合成方法及平均分子量和分子量分布概念。

2、   了解縮合聚合反應(yīng)特征、縮聚反應(yīng)平衡、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、縮聚物的分子量控制方法和計(jì)算。了解體型縮聚特點(diǎn)、凝膠點(diǎn)及Carothers凝膠點(diǎn)方程計(jì)算。

3、   了解單體結(jié)構(gòu)對(duì)聚合反應(yīng)機(jī)理的選擇。了解自由基聚合反應(yīng)特征、引發(fā)劑和引發(fā)反應(yīng)、阻聚及阻聚作用、自由基聚合反應(yīng)速率方程及聚合反應(yīng)控制、鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)及分子量控制、聚合反應(yīng)熱力學(xué)理論。了解自由基聚合的實(shí)施方法。

4、   了解正離子、負(fù)離子、絡(luò)合配位聚合反應(yīng)特征、機(jī)理和動(dòng)力學(xué)，引發(fā)劑類型及活性中心的特征，單體結(jié)構(gòu)對(duì)聚合反應(yīng)活性中心的選擇。

5、   了解共聚物類型。了解共聚物的微分組成方程及共聚物組成控制方法，單體競聚率的測定及影響，及單體結(jié)構(gòu)，Q、e值對(duì)單體聚合反應(yīng)活性的影響。

6、   了解聚合物的化學(xué)反應(yīng)特征、分類及影響因素。典型的聚合物的相似轉(zhuǎn)化反應(yīng)，聚合物的交聯(lián)接枝﹑嵌段及擴(kuò)鏈反應(yīng), 聚合物的降解反應(yīng)。以及綠色高分子概念。

7、   高分子的鏈結(jié)構(gòu)。包括：近程結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)單元化學(xué)組成，鍵接結(jié)構(gòu)，支化與交聯(lián)，構(gòu)型和共聚物結(jié)構(gòu)），遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)（構(gòu)象，均方末端距，均方旋轉(zhuǎn)半徑，鏈柔性及其結(jié)構(gòu)的關(guān)系）。高分子的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)，包括：高分子間的作用力，結(jié)晶形態(tài)和結(jié)構(gòu)（單晶，球晶），晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型，結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及其影響因素，結(jié)晶能力與結(jié)構(gòu)關(guān)系，結(jié)晶度，結(jié)晶熱力學(xué)，高分子的取向及其對(duì)聚合物性能的影響，液晶態(tài)結(jié)構(gòu)。

8、   聚合物的分子運(yùn)動(dòng)。包括高分子的運(yùn)動(dòng)單元，高分子熱運(yùn)動(dòng)和溫度與時(shí)間的關(guān)系和聚合物的力學(xué)狀態(tài)和轉(zhuǎn)變過程。掌握高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變，包括：自由體積理論，影響Tg的各種因素。掌握聚合物熔體流動(dòng)特征、影響Tf的因素、影響聚合物剪切粘度的因素。

9、   高分子溶液。包括理解聚合物的溶解過程，包括溶解原理、溶度參數(shù)和溶劑選擇原則。掌握高分子溶液熱力學(xué)，包括：Flory-Huggins溶液理論和Flory-Krigbum稀溶液理論。熟悉聚合物分子量及分子量分布的測定方法，包括：端基分析，膜滲透，光散射，粘度和凝膠滲透色譜。

10、            聚合物的力學(xué)性能。包括掌握應(yīng)力與應(yīng)變，模量與柔量等概念，掌握聚合物的高彈性特征及理論、粘彈性及其力學(xué)模型、時(shí)溫等效原理、聚合物的力學(xué)強(qiáng)度、拉伸過程及斷裂破壞過程等。

【模塊二硅酸鹽物理化學(xué)】（100分）

1、   了解無機(jī)材料的化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、各種物性、合成工藝間的基本關(guān)系；知道無機(jī)材料制造過程中許多化學(xué)和物理變化，可進(jìn)行基礎(chǔ)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析；了解一些新材料的研制現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

2、   無機(jī)材料的結(jié)構(gòu)。包括了解晶體及非晶體的基本概念和特點(diǎn)，熟悉晶體的宏觀對(duì)稱與微觀對(duì)稱、對(duì)稱要素與對(duì)稱操作，對(duì)稱型及其表示方式，晶體的對(duì)稱分類原則與對(duì)稱分類體系（晶族和晶系），掌握空間格子類型及七大晶系的晶體常數(shù)或晶胞參數(shù)特點(diǎn)；晶體的空間定向和結(jié)晶符號(hào)。熟悉晶體化學(xué)的基本原理，掌握不同晶體類型及堆積方式。掌握離子半徑、球體緊密堆積、配位數(shù)與配位多面體、離子極化和鮑林規(guī)則等對(duì)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的意義。熟悉單形與聚形，了解常見晶體的晶形。掌握晶體結(jié)構(gòu)的描述或表示方式，熟悉典型晶體結(jié)構(gòu)（12種），熟悉硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律（組成、硅氧比例、離子堆積、離子替代等）及典型的硅酸鹽結(jié)構(gòu)（5種類型及具體實(shí)例），掌握橋氧與非橋氧、1：1與2：1型結(jié)構(gòu)、二八面體與三八面體、位移性轉(zhuǎn)變與重組性轉(zhuǎn)變等基本概念；掌握和應(yīng)用晶體結(jié)構(gòu)解釋無機(jī)材料常用的性質(zhì)或性能，掌握晶體結(jié)構(gòu)與晶體形態(tài)、力學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)、缺陷種類等方面的關(guān)系。

3、   晶體中的缺陷。包括：了解晶體中缺陷及其類型，掌握實(shí)際晶體中點(diǎn)缺陷分類、缺陷符號(hào)與缺陷反應(yīng)方程式；掌握類質(zhì)同像、同質(zhì)多相、固溶體、非化學(xué)計(jì)量化合物等基本概念及具體實(shí)例，掌握熱缺陷的類型及影響因素，熟悉固溶體的分類、影響因素和實(shí)例，熟悉非化學(xué)計(jì)量化合物的特點(diǎn)、形成條件及主要類型；掌握材料形成固溶體或非化學(xué)計(jì)量化合物后其性質(zhì)或性能的變化及在實(shí)際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。

4、   表面與界面。包括了解固體表面力場與表面能、離子晶體在表面力場作用下，離子極化與重排過程；掌握多相體系的界面化學(xué)：如彎曲表面效應(yīng)、潤濕與粘附，改善潤濕的主要措施；表面改性。掌握多晶材料中晶界分類、多晶體組織、晶界應(yīng)力和電荷。熟悉粘土膠粒荷電性、離子交換及與水化等一系列表面效應(yīng)而引起的膠體化學(xué)性質(zhì)，如泥漿的流動(dòng)性和觸變性、泥團(tuán)的可塑性等。

5、   相平衡。包括理解相的基本概念、凝聚系統(tǒng)相律和相平衡的研究方法，熟悉單元、二元、三元相圖的基本原理、類型、規(guī)則和相平衡的特點(diǎn)，能寫出簡單的熔體冷卻過程中的析晶路線，了解專業(yè)相圖及在無機(jī)非金屬材料研究與生產(chǎn)中的應(yīng)用。

6、   擴(kuò)散與固相反應(yīng)。包括掌握晶體中擴(kuò)散的基本特點(diǎn)與菲克第一、第二定律；了解擴(kuò)散過程的推動(dòng)力，熟悉固體中的擴(kuò)散機(jī)制和擴(kuò)散系數(shù)，了解影響擴(kuò)散系數(shù)的諸因素。掌握固相反應(yīng)的特征、機(jī)理及其一般動(dòng)力學(xué)關(guān)系，熟悉固相反應(yīng)的各種類型，了解影響固相反應(yīng)的因素。

7、   相變。包括了解相變的分類、相變發(fā)生的熱力學(xué)條件；了解液-固相變過程的成核-生長機(jī)理，熟悉材料的析晶過程及影響因素；了解分相及相關(guān)機(jī)理，了解固-固相變的特點(diǎn)。知道玻璃形成的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和結(jié)晶化學(xué)觀點(diǎn)。

8、   燒結(jié)。包括了解燒結(jié)的定義、燒結(jié)各階段的特點(diǎn)、燒結(jié)的推動(dòng)力和基本模型；熟悉在純固態(tài)和有液相參與的燒結(jié)過程中，四種基本傳質(zhì)方式及其產(chǎn)生的原因、條件、特點(diǎn)；了解燒結(jié)過程中的晶粒生長與二次再結(jié)晶過程及推動(dòng)力,了解影響燒結(jié)的諸多因素。了解特種燒結(jié)的大致種類及其原理、特點(diǎn)。



 

華東理工大學(xué)

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