材料学院2017年硕士研究生入学考试专业课考试大纲

泪梦霖 · 发表于 2017-2-22 23:59

科目名称：硅酸盐物理化学
代码：819

一、考试性质
本门课程考试的主要内容是关于无机材料的结构、性能和物理化学变化规律及它们之间的相互联系的基础理论和基本知识。要求学生掌握无机材料及原料的微观组成、结构特征与生产工艺相关联的热力学、动力学影响因素等方面的理论知识和研究方法，并具有综合运用所学知识来分析和解决实际问题的能力。

二、考试形式与试卷结构
1.    答卷方式：闭卷、笔试
2.    答卷时间：180分钟
3.    题型比例：满分150分，名词解释和选择题（占总分20%～30％），论述和简述题（50％），读图分析题（20～30％）。

三、考查要点
1.    晶体结构缺陷
（1）点缺陷：点缺陷的概念、种类，Schottky缺陷，Frenkel缺陷，点缺陷的表示方法，缺陷化学反应方程式的写法。
（2）固溶体：固溶体的概念、特点、分类，置换型固溶体中“组分缺陷”反应表示式，固溶体的性质及应用。
（3）非化学计量化合物：非化学计量化合物结构缺陷的概念、类型及形成条件。
2.    溶体和玻璃体
（1）熔体的结构和性质。
（2）熔体的冷却过程（成核和晶体长大）。
（3）玻璃的通性，玻璃的结构，玻璃的形成条件（从热力学观点、动力学、结晶化学解释）。
3.    固体的表面和界面
（1）固体表面的特点。
（2）固体界面上的润湿。
（3）吸附和表面改性。
4.    黏土-水系统的胶体化学
（1）粘土带正电荷或负电荷的原因（如高岭石）。
（2）粘土-水系统的电动性质（电动电位及影响因素）。
（3）泥浆的流动性、悬浮性、稳定性、触变性、可塑性与动电电位的关系，如何改善这些性能。
5.    相平衡与相图
（1）吉布斯相律；相、组分、自由度的含义。
（2）熟悉一元、二元、三元相图的基本原理和相平衡的特点，能分析溶体的冷却过程，并结合实际了解相图在无机材料研究与生产中的应用。
6.    扩散
（1）固体中质点扩散的特点。
（2）扩散动力学方程。
（3）扩散的微观机制。
（4）扩散系数的求法及影响扩散的各种因素。
7.    固相反应
（1）固相反应特点。
（2）固相反应动力学特征。
（3）固相反应的各种类型。
（4）影响固相反应的各种因素。
8.    烧结过程
（1）烧结的定义，烧结过程的推动力，烧结模型。
（2）固态烧结和液态烧结的传质机理，各种传质机理的分析和比较。
（3）晶粒生长和二次再结晶的概念和分析，晶界在烧结中的作用。
（4）影响烧结的因素， Al2O3陶瓷的常见烧结方法，特种烧结方法的常见应用。

四、参考资料
陆佩文主编，无机材料科学基础（硅酸盐物理化学），武汉：武汉理工大学出版社，2005.

科目名称：高分子化学
代码：849

一、考试性质
为了公平有效地测试考生是否具备攻读材料学相关专业硕士所必须的基本素质、一般能力和培养潜能，以利于选拔具有发展潜力的优秀人才，为国家的经济建设培养具有较强分析与解决问题能力的应用型、复合型的材料学专业人才，考试测试考生是否具有扎实的高分子化学理论知识和实验技能。

二、考试形式与试卷结构
4.    答卷方式：闭卷、笔试
5.    答卷时间：180分钟
6.    题型比例：满分150分，填空或选择题（20％~30％），概念及名词解释（20％~30％，反应式与结构式（30％~40％），简答题或讨论题（30％~40％），反应机理（10％~20％）。

三、考查要点
9.    绪论
掌握高分子化合物的基本概念、分类及命名原则；掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、高分子结构等基本概念。
10. 缩聚和逐步聚合反应
掌握逐步聚合反应的特点、官能度等活性；掌握反应程度、官能度、线型缩聚、体型缩聚等基本概念；掌握线型缩聚反应的机理、聚合度的控制、影响聚合度的因素，重要线型逐步聚合物的聚合反应方程；体型缩聚单体的条件、平均官能度的计算、体型缩聚的特点、凝胶点的试验测定，利用Carothers方程预测凝胶点，了解重要逐步聚合物的制备方法。
11. 自由基聚合
掌握自由基聚合相关基本概念、单体结构与聚合机理的关系，自由基聚合反应机理及特征，主要引发剂类型及引发机理，影响聚合速率和分子量的因素，自动加速现象及其产生的原因，熟悉阻聚、缓聚、动力学链及动力学链长、聚合上限温度等基本概念。
12. 自由基共聚合
了解共聚反应的意义及目的，共聚物的分类及命名，竞聚率的意义，交替共聚、理想共聚、非理想共聚行为组成的曲线绘制，自由基及单体的活性与取代基的关系。
13. 聚合方法
掌握本体、溶液、悬浮、乳液等各种聚合实施方法的定义、组成、优缺点，掌握一些典型聚合物的聚合方法。掌握经典乳液聚合反应的机理。
14. 离子聚合
掌握阴、阳离子聚合的单体与引发剂及其相互间的匹配，掌握几种典型的离子聚合反应体系的组成与聚合条件，活性种的主要形式，离子型聚合反应机理及其特征，活性高分子，溶剂、温度及反离子对反应速率和分子量的定性影响。掌握活性阴离子聚合的基本特征及其应用。
15. 聚合物的化学反应
掌握聚合物化学反应特点，聚合物化学反应的活性及其影响因素，聚合物的相似转变、接枝、扩链、交联反应原理，了解功能高分子，高分子的降解、老化及防老化原理。

四、参考资料
潘祖仁主编，高分子化学（第五版），化学工业出版社，2014.

科目名称：材料科学基础
代码： 850

一、考试性质
要求考生比较系统地掌握本课程各部分的基本知识，了解材料科学与工程学科的基本体系、材料的主要类型及其基本特点，探讨材料成分与结构、合成与加工、性质、使用性能四要素以及它们之间关系，具有综合运用所学知识来分析和解决实际问题的能力。

二、考试形式与试卷结构
1.    答卷方式：闭卷、笔试
2.    答卷时间：180分钟
3.    题型比例：满分150分，论述和计算题（100％）。

三、考查要点
1.    材料与材料科学
(1) 材料的地位、作用与发展
(2) 材料的定义和分类
(3) 材料的要素及其之间的相互关系、材料科学与工程
2.    材料的组成、结构与性质
(1)    材料的组成：金属材料、无机非金属材料和高分子材料的化学组成
(2)    材料的结构：材料中原子之间化学键的类型及其特征，晶体结构的晶系、晶体中的缺陷，金属材料、无机非金属材料、高分子材料及复合材料的结构
(3)    材料的性能
3.    陶瓷的生产
(1)    陶瓷的概念与分类
(2)    普通陶瓷的原料和基本制备工艺
(3)    新型陶瓷的原料和基本制备工艺
4.    玻璃的生产
(1)    玻璃的分类
(2)    玻璃的化学组成
(3)    玻璃的生产工艺
5.    水泥的生产
(1)    水泥的组成
(2)    硅酸盐水泥的原料及生产过程
6.    金属的凝固及相图
(1)    纯金属的凝固：纯金属的结晶过程，金属结晶的基本条件，形核和晶体长大，凝固理论的应用
(2)    二元相图：匀晶相图，共晶相图，包晶相图，二元相图分析，铁碳相图
(3)    三元相图：三元相图的成分表示法，三元系平衡转变的定量法则，三元匀晶相图，三元共晶相图，三元相图的四相平衡转变，三元相图应用
7.    塑性变形、回复与再结晶
(1)    变形与断裂：弹性变形，单晶体的塑性变形，多晶体的塑性变形，冷变形金属的组织及性能，金属及合金强化的位错解释，断裂
(2)    回复与再结晶：冷变形金属在加热时的变化，回复，再结晶，晶粒长大，金属的热变形
8.    扩散和固态相变
(1)    扩散：扩散定律，扩散机制，扩散的影响因素，反应扩散
(2)    固态相变：固态相变的分类和特点，固态相变的形核和晶核长大，扩散型相变，无扩散型相变，贝氏体相变

注：第1部分和第2部分为所有考生必考内容。第3、4、5部分为无机非金属材料方向必考内容，第6、7、8部分为金属材料及表面工程方向必考内容，考生可根据自己的研究领域选作其中一个方向的考题。

四、参考资料
周达飞，陆冲，宋鹂，材料概论，化学工业出版社，2015
赵品，谢辅洲，孙振国，材料科学基础教程，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2016

科目名称：有机化学
代       码：820

一、考试性质
本门课程考试的主要内容是有机化学的基本理论、基本概念和基本方法，以及基础理论的应用。注重考察考生对基础知识的掌握和理解，以及各部分内容的融会贯通。它的评价标准是使高校优秀本科毕业生能达到及格以上水平，选拔优秀人才。

二、考试形式与试卷结构
1.答卷方式：闭卷、笔试
2.答卷时间：180分钟
3.题型比例：满分150分，其中：命名与写结构式占总分15～18%，完成反应与合成占总分20～30%，名词解释和选择题约占总分13～16%，鉴别分离与结构推导占总分13～16%；论述与简答占总分13～20%。

三、考查要点
1.命名与写结构式
（1）命名
   包括：脂肪烃、芳香烃、烃的衍生物、杂环化合物的命名，以及Z，E 和R，S名的命名。
（2）结构
   能够根据给出有机物的名称写出结构式(包括立体结构)。
（3）熟悉常见基团的结构与名称。
2. 基本概念
（1）杂化轨道：sp3、sp2、sp杂化轨道特征。
（2）共价键：σ键、π键，键的极性，极化度。
（3）质子酸碱、Lewis酸碱、共轭酸碱对。
（4）诱导效应、共轭效应、空间效应、共轭体系（π-π共轭、p-π共轭、σ-π超共轭）、芳香体系与芳香性。
（5）手性、手性分子、对映体、外消旋体、内消旋体、外消旋化、构型转化。
（6）构造异构、构型异构、互变异构、构象异构、对映异构。
（7）亲电试剂、亲核试剂、亲电性、亲核性。
（8）活性中间体：自由基、碳正离子、碳负离子、苯炔。
（9）定域轨道、离域轨道、成键轨道、反键轨道。
（10）旋光度、比旋光度、对称面、对称中心。
3.基本规律
（1）结构与物理性质的关系：沸点、熔点、溶解度的变化规律，氢键与分子间作用力。
（2）次序规则，芳烃亲电取代定位规律，马氏规则，过氧化物效应，查衣采夫规则，霍夫曼规则，休克尔规则。
4.基本理论
（1）酸碱理论，化合物酸碱性比较。
（2）电子理论，利用电子效应（共轭效应、诱导效应、超共轭效应等）和空间效应分析和比较反应活性（亲电加成、亲电取代、亲核加成、亲核取代、消除）、活性中间体的稳定性（自由基、碳正离子、碳负离子）、反应机理、反应取向、取代苯的定位规律、α-H的活性、酸碱性等；理解空间效应对化合物性质的影响，如顺反异构及a、e键异构体的相对稳定性，对亲核取代的影响，对醛酮的亲核加成的影响等。
（3）反应类型与反应机理，包括：自由基反应；亲电加成反应；亲电取代反应、亲核取代反应、消除反应、醛酮的亲核加成反应、分子重排反应、酯化反应和水解反应的机理、规律、影响因素和产物。
5.基本反应（化学性质及制备方法）
（1）烷烃：卤代反应，烷烃的制法。
（2）烯烃：加成反应（加H2，加X2、HX、H2SO4、H2O、HOX），硼氢化-氧化反应，臭氧化-还原反应，KMnO4氧化，环氧化，α-H卤代、过氧化物效应)；烯烃制法：炔烃选择性加氢，RX、ROH的消除，Wittig反应。
（3）炔烃：加成反应（加H2，加X2、HX、ROH、HCN、CH3COOH），氧化，金属炔化物的生成及烃基化。
（4）共轭二烯烃：1,2-加成和1,4-加成，双烯合成（Diels-Alder反应）。
（5）脂环烃：卤代，环丙烷衍生物的开环加成（如加HX）；制法：双烯合成；β-二羰基化合物的应用。
（6）芳烃：环上亲电取代（卤代、硝化、磺化、傅-克烷基化和傅-克酰基化、氯甲基化），氧化（侧链氧化，环的破裂）；烷基苯α-H的卤代；烷基苯制法。
（7）卤代烃：亲核取代（水解、醇解、氨解、与NaCN的反应、与AgNO3的反应、卤素置换），SN1、SN2；消除反应（E1、E2）；与金属的反应（格氏试剂及其应用、武慈反应、与锂的反应）；卤代烃制法：由烯烃制备，由醇制备。
（8）醇：与活泼金属的反应，与HX、PX3、PCl5、SOCl2的反应，分子内脱水，分子间脱水，酯的生成，氧化和脱氢，α-二元醇的反应（HIO4氧化、Pinacol重排）；醇的制法：烯烃水合，硼氢化-氧化反应，卤代烃水解、格氏合成，醛酮、羧酸、酯的还原。
（9）酚：酸性，氧化，酚醚、酚酯的生成，环上取代，与三氯化铁的显色反应；酚的制法：异丙苯氧化法，磺化碱熔法，重氮盐水解。
（10）醚：钅羊盐的生成，醚键的断裂；环氧乙烷制法及性质；醚的制法：醇分子间脱水，Wiliammson合成法。
（11）醛、酮：亲核加成反应（加HCN、NaHSO3、ROH、RMgX、氨及其衍生物），Wittig反应，α-H的反应（卤代、卤仿反应、羟醛缩合），氧化（K2Cr2O7或KMnO4氧化、银镜反应、铜镜反应），还原（金属氢化物还原、Clemmensen还原、Wolf-Kishner-黄鸣龙反应），Cannizzaro歧化反应（包括交叉歧化及分子内歧化）；醛、酮制法：炔烃水合，醇氧化，傅-克酰基化，Rosenmund还原，乙酰乙酸乙酯及丙二酸酯的应用等。
（12）羧酸：酸性，衍生物的生成，脱羧反应，α-H的卤代，二元酸的反应；卤代酸的反应；羟基酸的性质。羧酸的制法：不饱和烃、醇、醛的氧化，腈的水解，格氏试剂与CO2的反应，丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯法；羟基酸的制法。
（13）羧酸衍生物：酰卤、酸酐、酯、酰胺的水解、醇解、氨解，酯的还原，Claisen缩合（包括交叉缩合和分子内缩合），酯与RMgX的反应，酰胺的Hofmann降级反应。
（14）腈：水解，还原，制法。
（15）硝基化合物：硝基烷烃弱酸性；芳香族硝基化合物硝基还原性，芳环上的取代。
（16）胺：胺的碱性，烃基化，酰基化，磺酰化，与亚硝酸的反应，芳胺环上的取代。季铵碱的Hofmann消除；胺的制法：氨的烃基化，硝基化合物还原，还原胺化，Hofmann降级反应。
  （17）杂环化合物：五元杂环的亲电取代，六元杂环的亲电、亲核取代。
6.化合物的鉴别
  熟悉不同类型化合物常见的鉴别方法。每组鉴别3～4个化合物，所用方法必须有明显的直观现象（如颜色变化、气体生成、沉淀出现等），格式简单明了。
7.化合物的分离提纯
能够熟练运用有机化合物的性质和变化规律及基本实验技术进行常规有机化合物的分离和提纯。每组2～4个化合物的分离或提纯，即从混合体系中将化合物一一分离出来或除去化合物中少量的杂质。
8.结构推导
据性质及反应现象推导有机物结构，并能写出各步反应式。
9.有机合成
能够较熟练地运用有机化合物的性质和变化规律设计合成路线，解答常规多步有机合成问题。
   （1）由指定原料合成目标化合物
   （2）自选适当原料合成目标化合物
  内容涉及烷烃、烯烃、炔烃、酚、RX、ROH、醛酮、羧酸、胺等；要求方法正确，合成路线合理可行。
10.基本实验技术
  掌握蒸馏、分馏、水蒸气蒸馏、萃取、重结晶等基本技术及应用；能够解答常见的实验问题。

四、参考资料
　王琴珠主编《有机化学》（第一版），清华大学出版社，1997．