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Ⅱ.材料结构分析

1.光学分析法导论

(1) 光学分析法及其分类发射光谱法吸收光谱法

(2) 光谱仪器

2.原子发射光谱法

(1) 基本原理

原子发射光谱的产生原子能级与能级图谱线强度谱线的自吸与自蚀

(2) 仪器

光源分光仪检测器光谱仪

(3) 分析方法

光谱定性分析光谱半定量分析光谱定量分析

3.原子吸收光谱法

(1) 基本原理原子吸收光谱轮廓原子吸收光谱的测量

(2) 仪器光源原子化器单色器检测器仪器的类型

(3) 干扰及消除方法物理干扰化学干扰电离干扰光谱干扰背景干扰

(4) 分析方法测量条件的选择分析方法

(5) 灵敏度与检出限

(6) 原子荧光光谱法

4.紫外-可见分光光度法

(1) 紫外-见吸收光谱

分子吸收光谱的产生分子吸收光谱类型光谱吸收曲线

(2) 化合物紫外-见光谱的产生

有机化合物的紫外-见吸收光谱无机化合物的紫外-可见吸收光谱溶剂对紫外、可见吸收光谱的影响

(3)紫外-可见分光光度计

组成部件紫外-可见分光光度计的类型分光光度计的校正

(4) 紫外-可见分光光度法的应用

定性分析结构分析定量分析其他方面应用

5.红外光谱分析

(1)概述

红外光区的划分红外光谱法的特点

(2) 基本原理产生红外吸收的条件

双原子分子的振动多原子分子的振动吸收谱带的强度

(2)基团频率和特征吸收峰

(3)基团频率区和指纹区影响基团频率的因素

(4) 红外光谱仪

色散型红外光谱仪傅里叶（Fourier）变换红外光谱仪（FTIR）

(5)试样的处理和制备

红外光谱法对试样的要求制样的方法

(6)红外光谱法的应用

定性分析定量分析原位红外（In-Situ FTIR）

6.分子发光分析(简介)

(1) 分子荧光和磷光分析

(2)化学发光分析

7.核磁共振波谱法

(1) NMR基本原理(2)化学位移和核磁共振谱(3)简单自旋耦合和自旋分裂(4)复杂谱图的简化方法(5)核磁共振波谱仪(6)核磁共振谱的应用其他核磁共振谱的研究

8.X射线物理学基础

(1) X射线的本质

(2) X射线谱

(3) X射线与物质相互作用

9.X射线荧光光谱法

(1) X荧光的产生

(2) X射线荧光光谱仪波长色散型X射线荧光光谱仪能量色散型X射线荧光光谱仪

(3) X射线荧光分析方法及应用定性分析定量分析应用

10.X射线衍射法

(1) X射线衍射方向

(2)布拉格方程的讨论

X射线衍射强度

(4) X射线衍射仪

衍射仪的组成测角仪记录系统实验条件选择及试样制备典型的衍射图附件与其他配套技术

(5)多晶体的物相分析

物相的定性分析物相的定量分析晶粒尺寸的测定

(6)单晶衍射法

11.X射线光电子能谱

(1) X射线光电子能谱分析的基本原理

光电效应原子能级的划分电子结合能EbXPS信息深度化学位移

(2) 光电子能谱实验技术

光电子能谱仪待测样品制备方法XPS谱图解释XPS谱图的校正XPS谱图定性和定量分析电子与物质的交互作用散射

(3) 高能电子与样品物质交互作用产生的电子信息

12.透射电子显微分析

(1) 透射电镜的成像原理

电子波长磁透镜聚焦原理理想成像理想分辨率电磁透镜的分辨本领放大倍率和像的衬度

(2)透射电镜的结构

电子光学部分真空系统电源系统

(3) 电子衍射

电子衍射基本公式选区电子衍射电子衍射谱

(4) 试样的制备方法

粉末试样的制备金属材料和非金属材料超薄膜的制备透射电镜的复型技术

(5) 透射电镜在材料科学研究中的应用扫描电子显微分析

扫描电镜的工作原理扫描电镜的结构扫描电镜的主要参数(放大倍数,分辨率,景深)样品的制备扫描电镜的几种电子像分析(二次电子像,背射电子像,吸收电子像)扫描电镜在材料研究中的应用

Ⅲ.材料物理性能

1.材料科学简介

(1)材料的分类及其在现代科学技术及生活中的重要作用

(2) 材料科学研究内容

(3) 材料物理的研究内容及其重要性

2.材料的受力形变

(1) 内力、应力、应变和弹性形变

内力及其特点正应力、剪应力及其表示法材料的弹性形变正应变和切应变

虎克定律虎克定律和泊松比虎克定律的通用表示法弹性模量及其影响因素弹性模量的测定方法材料的滞弹性和粘弹性滞弹性和粘弹性粘形体及牛顿流体定律应变蠕变和应力弛豫粘弹性体力学模型及弛豫时间

(2) 晶体及多晶体的塑性形变

各种材料的受力变形行为无机晶体材料的形变特点晶面滑移塑性形变的理论解释晶体缺陷和位错位错运动理论影响位错产生及其滑移的因素

(3) 材料的高温蠕变

材料的高温蠕变现象高温蠕变的特点高温蠕变的理论解释位错运动理论

扩散蠕变理论晶界蠕变理论

(4) 影响蠕变的因素

3.材料的断裂与强度

(1) 材料的脆性断裂及高温蠕变断裂

(2) 理论结合强度理论

(3) Griffith 微裂纹理论

材料应变的弹性理论材料强度的弹性应变能理论影响材料强度的几种因素

(4) 断裂力学简介

裂纹扩展的方式及材料强度经验公式裂纹尖端应力场分析裂纹尖端应力场应力场强度因子和几何形状因子临界应力场强度因子和断裂韧性裂纹扩展的动力和阻力断裂韧性的测定方法及对试件尺寸的要求

(5) 裂纹的起源、亚临界生长与快速扩展

裂纹的起源裂纹的亚临界生长应力腐蚀理论高温应力空腔作用裂纹的亚临界生长速率和应力场强度指数应力场强度指数的测定方法材料使用寿命预测裂纹的快速扩展及阻止措施

(6) 显微结构对材料脆性断裂的影响

(7) 无机材料的强度统计法

强度的统计分析韦伯函数及其求解方法

(8) 提高材料强度的方法

影响材料强度的因素提高材料强度的几种重要方法热韧化和化学强化利用相变提高强度弥散增韧和复合材料

4.材料的热学性能

(1) 声频支振动和光频支振动

(2) 材料的热容

热容及经验定律材料热容的理论解释热容的经典理论热容的量子理论影响材料热容的因素

(3)材料的热膨胀

线膨胀系数和体膨胀系数固体热膨胀机理影响热膨胀系数的因素多晶体和复合材料的热膨胀膨胀系数对相连接材料的稳定性的影响

(4) 材料的热传导

固体热传导的规律固体热传导的机理声子和声子传热光子传热影响热传导的因素某些材料的热传导

(5) 材料的热稳定性

稳定性及其表示方法热应力材料的抗热冲击性能第一应力断裂抵抗因第二应力断裂抵抗因子第三应力断裂抵抗因子抗热冲击损伤性

(6) 提高材料抵抗热冲击断裂的措施

5.材料的光学性能

(1) 材料的透光性能

折射色散反射材料对光的吸收材料对光的散射材料的透光性界面的镜反射和漫反射及对材料透光性的影响提高材料透光性的措施

(2) 材料的发光性能

缺陷化学简介点缺陷及其表示法缺陷化学方程式本征缺陷弗伦克尔缺陷肖特基缺陷错位非本征缺陷影响缺陷生成的因素局域能级电子和空穴缺陷的电子能级局域能级在光的吸收和发射、导电中的应用材料的几种重要的发光机理激光简介自发辐射光的受激吸收和受激辐受激吸收、自发辐射和受激辐射的关系激光器的组成激光器的激励方式粒子束反转分布的激励条件

(3) 材料非线性光学性能简介

6.材料的磁学性能

(1) 材料磁性的来源

电子的轨道磁矩和自旋磁矩材料的磁性分类交换作用和铁磁性

(2) 强磁性材料的磁畴和磁化

磁畴磁化曲线和磁滞回归线

(3) 强磁性材料及其应用

强磁性材料的分类软磁性材料及其应用硬磁性材料及其应用矩磁材料及其应用

(4) 巨磁电子效应和磁电子学简介

(5) 铁氧体的磁性和结构简介

尖晶石型铁氧体石榴石型铁氧体磁铅石型铁氧体

7.电子论

(1) 电子的波粒二象性

波函数薛定谔（Schrödinger）方程霍尔效应

(2) 经典自由电子学说

直流电导维德曼－弗兰茨定律经典自由电子学说的不足

(3) 量子自由电子学说

驻波边界条件周期性边界条件态密度电子在允许状态上的分布索末菲

量子自由电子模型对金属导电、导热性的解释

(4) 能带理论

布洛赫函数与单电子能带理论K空间的等能线和等能面准自由电子近似电子能级密度能带和原子能级有效质量

8.材料的电性能

(1) 导体

电阻率和电导率体积电阻和表面电阻迁移率和电导率的一般表达式电子

电导离子电导导电聚合物

(2) 绝缘体

能带理论对导体、绝缘体和半导体的本质解释

(3) 半导体

本征半导体杂质半导体能带理论对半导体电阻率与温度关系的解释PN结

(p-n junction)金属－半导体结（metal-semiconductor junction）量子阱与超晶格共振隧道晶体管和负电阻

(4) 超导体

超导体的特性超导体性能的评价指标超导体的分类超导的微观理论

约瑟夫森（Josephson）效应高温超导的研究超导体的应用

9.材料的介电性能

(1) 电介质及其极化

电介质极化的各种机制

(2) 交变电场下的电介质

复介电常数和介质损耗电介质弛豫和频率响应介电损耗分析

(3) 介电击穿

本征击穿机制热击穿机制雪崩式击穿机制

(4) 压电、热电与铁电材料

压电性（piezoelectricity）热（释）电性（pyroelectricity）铁电性（ferroelectricity）

压电、热电、铁电材料的关系

Ⅳ.无机及分析化学

1.原子结构

原子能级波粒二象性核外电子运动量子数波函数的图形电子云图像近似能级图屏蔽效应钻穿效应能级交错能级组周期表原子半径电子亲合能电负性

2.化学键与分子结构

化学键离子键离子的特征价建理论共价键的特点价电子对互斥理论杂化轨道理论分子轨道理论金属键能带理论分子间作用力氢键

3.化学反应速率与反应动力学的初步概念

化学反应速率平均速率瞬时速率碰撞理论过渡状态理论反应速率与温度、浓度的关系元反应质量作用定律速率方程活化能催化剂阿仑尼乌斯公式反应级数反应分子数一级反应的特征二级反应的特征

4.化学热力学的初步概念与化学平衡

功热热力学能焓和焓变热化学化学反应热恒容反应热恒压反应热盖斯定律熵和熵变绝对熵吉布斯自由能和自由能变热力学第一、第二、第三定律吉布斯-亥姆霍茨方程反应自发性的判据标准状态平衡状态标准平衡常数平衡的移动

5.定量分析概论

定量分析过程法定计量单位滴定分析步骤化学计量点终点指示剂标准溶液基准物质

6.酸碱平衡和酸碱滴定

布朗斯特酸碱路易斯酸碱和软硬酸碱理论离解平衡质子条件分析浓度平衡浓度缓冲溶液缓冲范围缓冲容量酸碱滴定曲线滴定突跃准确滴定分别滴定滴定误差基准酸基准碱

7.配位化合物和配位滴定

配合物的组成内界外界中心原子(离子)配位原子配位数单齿多齿螯合物命名价键理论磁矩顺磁性反磁性铁磁性外轨内轨反馈键晶体场理论d轨道分裂及分裂能电子成对能晶体场稳定化能光谱化学序列高自旋低自旋配合单元空间结构顺反异构旋光异构配合物的稳定常数副反应系数条件稳定常数配位滴定指示剂变色范围变色点配位滴定曲线终点金属离子浓度计量点金属离子浓度滴定突跃最高酸度最低酸度选择性滴定滴定误差

8.氧化还原反应与氧化还原滴定

能斯特公式标准电极电势条件电势对称电对不对称电对可逆电对不可逆电对氧化还原指示剂滴定突跃化学计量点电位高锰酸钾滴定法、重铬酸钾滴定法、碘量法结果计算。

9.沉淀平衡、沉淀滴定与重量分析法

溶解度溶度积溶度积规则沉淀溶解平衡影响沉淀溶解度的因素沉淀的形式及影响因素共沉淀后沉淀减少沉淀沾污的方法沉淀条件的选择换算因素莫尔法佛尔哈德法法扬司法

10.分析数据处理

有效数字及其运算规则数字修约规计算规则精密度准确度系统误差随机误差平均偏差标准偏差平均值的标准偏差随机误差的正态分布少量数据的统计处理随机误差的区间概率提高分析结果准确度的方法