2022年華東理工大學材料科學與工程基礎碩士研究生考研大綱 正文

811【材料科學與工程基礎】

說明：本卷由兩部分組成，一是必答部分，為材料通識知識，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，此部分包括兩個模塊，考生可以根據(jù)自己的優(yōu)勢選做且只能選做一個模塊，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)容為材料的通識知識，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系。

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

4、  了解三大材料的原材料的選用與合成機理；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方面；了解自由流動成型典型過程；了解受力流動成型典型過程；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系。

6、  了解玻璃生產(chǎn)過程、玻璃融制的五個階段以及物理、化學現(xiàn)象與反應；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、聚乙烯結構與性能關系；了解聚氯乙烯的制備方法；了解玻璃鋼的生產(chǎn)。

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

8、  了解材料與環(huán)境的相互關系；了解金屬材料、無機材料、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、無機材料、高分子材料生態(tài)化設計；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，包括兩個模塊，每個模塊總分都是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模塊。

【模塊一高分子化學與物理】（100分）

1、   了解高分子科學及其發(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、   了解縮合聚合反應特征、縮聚反應平衡、反應動力學、縮聚物的分子量控制方法和計算。了解體型縮聚特點、凝膠點及Carothers凝膠點方程計算。

3、   了解單體結構對聚合反應機理的選擇。了解自由基聚合反應特征、引發(fā)劑和引發(fā)反應、阻聚及阻聚作用、自由基聚合反應速率方程及聚合反應控制、鏈轉移反應及分子量控制、聚合反應熱力學理論。了解自由基聚合的實施方法。

4、   了解正離子、負離子、絡合配位聚合反應特征、機理和動力學，引發(fā)劑類型及活性中心的特征，單體結構對聚合反應活性中心的選擇。

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，及單體結構，Q、e值對單體聚合反應活性的影響。

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

7、   高分子的鏈結構。包括：近程結構（結構單元化學組成，鍵接結構，支化與交聯(lián)，構型和共聚物結構），遠程結構（構象，均方末端距，均方旋轉半徑，鏈柔性及其結構的關系）。高分子的凝聚態(tài)結構，包括：高分子間的作用力，結晶形態(tài)和結構（單晶，球晶），晶態(tài)結構模型和非晶態(tài)結構模型，結晶動力學及其影響因素，結晶能力與結構關系，結晶度，結晶熱力學，高分子的取向及其對聚合物性能的影響，液晶態(tài)結構。

8、   聚合物的分子運動。包括高分子的運動單元，高分子熱運動和溫度與時間的關系和聚合物的力學狀態(tài)和轉變過程。掌握高分子的玻璃化轉變，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，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、            聚合物的力學性能。包括掌握應力與應變，模量與柔量等概念，掌握聚合物的高彈性特征及理論、粘彈性及其力學模型、時溫等效原理、聚合物的力學強度、拉伸過程及斷裂破壞過程等。

【模塊二硅酸鹽物理化學】（100分）

1、   了解無機材料的化學組成、晶體結構、各種物性、合成工藝間的基本關系；知道無機材料制造過程中許多化學和物理變化，可進行基礎的熱力學和動力學分析；了解一些新材料的研制現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

2、   無機材料的結構。包括了解晶體及非晶體的基本概念和特點，熟悉晶體的宏觀對稱與微觀對稱、對稱要素與對稱操作，對稱型及其表示方式，晶體的對稱分類原則與對稱分類體系（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；晶體的空間定向和結晶符號。熟悉晶體化學的基本原理，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)則等對晶體結構與性質的意義。熟悉單形與聚形，了解常見晶體的晶形。掌握晶體結構的描述或表示方式，熟悉典型晶體結構（12種），熟悉硅酸鹽晶體結構的變化規(guī)律（組成、硅氧比例、離子堆積、離子替代等）及典型的硅酸鹽結構（5種類型及具體實例），掌握橋氧與非橋氧、1：1與2：1型結構、二八面體與三八面體、位移性轉變與重組性轉變等基本概念；掌握和應用晶體結構解釋無機材料常用的性質或性能，掌握晶體結構與晶體形態(tài)、力學性質和光學性質、缺陷種類等方面的關系。

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

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：如彎曲表面效應、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而引起的膠體化學性質，如泥漿的流動性和觸變性、泥團的可塑性等。

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，能寫出簡單的熔體冷卻過程中的析晶路線，了解專業(yè)相圖及在無機非金屬材料研究與生產(chǎn)中的應用。

6、   擴散與固相反應。包括掌握晶體中擴散的基本特點與菲克第一、第二定律；了解擴散過程的推動力，熟悉固體中的擴散機制和擴散系數(shù)，了解影響擴散系數(shù)的諸因素。掌握固相反應的特征、機理及其一般動力學關系，熟悉固相反應的各種類型，了解影響固相反應的因素。

7、   相變。包括了解相變的分類、相變發(fā)生的熱力學條件；了解液-固相變過程的成核-生長機理，熟悉材料的析晶過程及影響因素；了解分相及相關機理，了解固-固相變的特點。知道玻璃形成的熱力學、動力學和結晶化學觀點。

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



 

華東理工大學

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