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804 金属学与电化学基础考试大纲
一、考试的基本要求
金属学部分：要求学生比较系统地理解和掌握金属学的基本概念和基本理
论，掌握金属的成分、组织、结构与性能之间的关系。掌握纯金属和合金相的晶
体结构；掌握纯金属的结晶过程及理论，了解铸锭的组织控制和缺陷；掌握二元
合金相图和三元合金相图；掌握位错基本理论及其应用；掌握金属中扩散的基本
理论。
电化学基础部分：要求学生系统地理解电化学热力学基本概念，掌握动力学
的推导和应用，掌握水溶液电化学的基本概念和基本规律，能正确熟练地进行电
化学计算，掌握有关电势阶跃法，电势扫描法，强制对流法和交流阻抗法的基本
原理的简单应用，培养学生实事求是的作风和科学思维等，能综合运用所学的知
识分析问题和解决问题。
二、考试方式、科目比例和考试时间
闭卷考试；总分 150 分，其中金属学 75 分，电化学基础 75 分；考试时间为
3 小时。
三、参考书目
金属学：《材料科学基础》，陈立佳编著，冶金工业出版社，2007
电化学基础：[美]阿伦.J.巴德，拉里.R.福克纳著，邵元华, 朱果逸等译, 电
化学方法原理和应用(第二版)，化学工业出版社，2005
四、试题类型：
主要包括填空题、名词解析、简答题、计算题等类型，并根据每年的考试要
求做相应调整。
五、考试内容及要求
金属学部分：
（一）金属的晶体结构
掌握：掌握晶胞、布拉菲点阵、晶系和密勒指数；掌握纯金属三种典型的晶
体结构及其基本的晶体学参数；掌握原子半径与晶胞棱长的关系、晶胞内原子数、
致密度、配位数；掌握固溶体和中间相的分类、结构和性质。
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熟悉：熟悉金属的晶体性；熟悉晶体点阵与空间点阵；熟悉三种典型的纯金
属晶体结构所对应的间隙类型、数目、大小和特征。
（二）纯金属的结晶
掌握：掌握结晶的热力学条件，结构条件和能量条件；掌握均匀形核，非均
匀形核，形核率；掌握晶粒大小的控制，铸锭的组织和缺陷。
熟悉：熟悉热分析法，结晶现象；熟悉晶体长大动力学，液固界面。
（三）相图
掌握：掌握几种典型的二元合金相图；掌握杠杆定律，利用相图进行结晶过
程分析、组织分析和计算；掌握铁碳合金的结晶过程、平衡组织和计算；掌握三
元相图的成分三角形、直线法则、重心法则；掌握利用投影图计算互不溶解三元
相图中合金的平衡组织。
熟悉：熟悉合金、相、相平衡及相图概念；熟悉相图的建立；熟悉非平衡凝
固；熟悉三元相图的水平截面和垂直截面。熟悉碳钢的牌号与杂质的影响。
（四）金属晶体中的缺陷
掌握：掌握刃位错与螺位错的结构；掌握柏氏矢量的概念；掌握位错基本运
动方式；掌握加工硬化、固溶强化、应变时效、屈服现象及其机理；掌握弥散强
化的位错强化机理。
熟悉：熟悉晶体中的缺陷分类；熟悉点缺陷的平衡浓度。
（五）金属及合金中的扩散
掌握：掌握扩散第一，扩散第二定律及其应用。
熟悉：熟悉扩散的微观机制；熟悉扩散的影响因素。
电化学基础部分：
（一）电化学热力学
掌握：掌握双电层的概念及形成原因、类型，准确理解原电池、电解池的基
本概念，掌握 Gibbs 自由能和电动势之间的换算，液接界电势的计算，迁移数的
测量和计算，熟悉一些选择性电极的工作原理。
熟悉：化学可逆性、热力学可逆性和实际可逆性的区别；自由能和电动势
emf 的定义及其特点；半反应和还原电势；形式电势的定义及其特点；界面电势
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差和液接界电势；双电层概念：电极/溶液界面的基本结构，Stern 双电层模型及
其数学表达式，紧密层结构。
（二）电化学动力学
掌握：掌握电极电位对电子转移步骤反应速度的影响的实质，理解电子转移
步骤的基本动力学参数的物理意义，稳态极化的 Butler-Volmer 及其近似处理，
Tafel 公式的应用，熟悉电化学极化规律。
熟悉：电极反应的本质，电极动力学的 Butler-Volmer 模型，单步骤单电子过
程，多步骤多电子过程，Butler-Volmer 模型在单步骤单电子和多电子过程中的应
用：交换电流；电流-过电势公式及其近似处理；物质传递的影响；Tafel 图。
（三）迁移和扩散引起的物质传递
掌握：了解液相传质的方式、动力，理想稳态扩散过程、真实条件下的稳态
扩散过程和旋转圆盘电极的工作原理，了解非稳态扩散过程的特点。
熟悉：液相传质三种方式（扩散、对流、电迁移）的定义及其它们间的异同
点；在活性电极附近的混合迁移和扩散；稳态扩散过程中电化学问题的边界条件
和扩散方程的解；旋转圆盘电极；非稳态扩散过程：平面电极上的非稳态扩散，
球面电极上的非稳态扩散。
（四）电化学常用实验方法的基础知识和相关应用
掌握：电势阶跃法，电势扫描法，强制对流法和交流阻抗法的基本原理。
熟悉：电势阶跃法，电势扫描法，强制对流法和交流阻抗法的简单应用。
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