865《材料物理化学》2026年考试大纲
一、考试的基本要求
主要考察考生对材料领域共性知识和专业基础知识(任选无机、高分子或
金属三个模块之一)的掌握情况。
材料物理化学(无机模块)：要求学生掌握晶体结构、结晶化学、晶体结
构缺陷的基本概念和基础理论;掌握玻璃体、表面与界面的基本理论与基本概
念;熟悉相平衡图的基本概念，掌握相图的应用，能进行相图的分析;掌握扩
散、固相反应、相变和烧结等高温过程动力学的基本理论与基本概念;具备一
定的分析和解决实际问题的能力。
材料物理化学(高分子模块)：要求学生掌握聚合物的聚合机理、合成方
法和单体对聚合机理的选择;理解聚合物的化学反应对聚合物的性能、服役行
为、社会与环境等的影响;掌握高聚物多层次结构、分子运动和性能之间的关
系;熟悉高聚物结构与性能的基本仪器测试方法，并具备对测试结果进行分析
归纳的能力，为分析和解决高分子材料的科研和生产中的问题提供坚实的理论
基础;具备一定的分析和解决实际问题的能力。
材料物理化学(金属模块)：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;了解纯金属和二元合金的凝固过程及组织演化，了
解金属塑性加工的组织控制和缺陷;掌握二元合金相图和简单三元合金相图;
掌握位错基本理论及其应用;熟悉金属中扩散的基本理论。
二、考试方式和考试时间
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闭卷考试，总分150分，考试时间为3小时。
三、参考书目(仅供参考)
【无机模块】
《无机材料科学基础》，张其土主编，华东理工大学出版社，2007年;
《无机材料科学基础》，曾燕伟主编，武汉理工大学出版社，2015年。
【高分子模块】
《高分子化学》，潘祖仁主编，北京：化学工业出版社，2011年;
《高分子物理》，华幼卿，金日光主编，北京：化学工业出版社，2019年。
【金属模块】
《材料科学基础》，胡赓祥、蔡珣、戎咏华编著，上海交通大学出版社，
2010 年。
四、试题类型
主要包括选择题、是非题、填空题、名词解释、计算题、简答题、问答题、
论述题、图解题、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
(目录)
共性知识考试大纲 ……………………………………………………………3
无机模块考试大纲 ……………………………………………………………3
高分子模块考试大纲 …………………………………………………………5
金属模块考试大纲………………………………………………………………7
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【共性知识】
熟悉：了解国内外材料领域的研究发展状况，掌握进行材料科学
研究的有关知识和方法;了解材料科学与工程基本知识;了解四大类
材料的组成、结构、性能和制备的基本知识以及新材料发展的概况;
了解材料与可持续发展的关系;了解国家的材料发展战略。
【无机模块】
第一部分 晶体结构基础
掌握：晶体的基本概念与性质，单位平行六面体的划分原则，晶
体的对称要素、点群、晶面符号与晶棱符号，结晶化学的基本原理，
晶体的宏观对称，晶体的微观对称，晶胞的概念，空间群的概念，球
体紧密堆积原理;金刚石结构、NaCl结构、硫化锌结构、萤石结构、
金红石结构，刚玉结构、钙钛矿结构、尖晶石结构等典型晶体结构的
特征，以及晶胞参数等的计算;硅酸盐结构与分类，各种类型的典型
硅酸盐结构。
熟悉：晶体的宏观对称，晶体的微观对称，晶胞的概念，空间群
的概念，球体紧密堆积原理，NaCl结构、金刚石结构、萤石结构、
钙钛矿结构、尖晶石结构和层状硅酸盐结构，离子晶体结构中负离子
的堆积方式、正离子的配位数、正离子占据的空隙位置。
第二部分 晶体结构缺陷
掌握：点缺陷的概念与类型，热缺陷的分类，热缺陷浓度的计算，
固溶体的概念与分类，能熟练书写缺陷化学反应方程式和相应的固溶
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式，形成连续置换型固溶体的条件，组份缺陷的形成原因，非化学计
量化合物的概念与分类，间隙型固溶体的形成规律，固溶体的研究方
法，位错的基本概念，刃位错与螺位错。
熟悉：点缺陷的概念与类型，固溶体的概念与分类，能熟练书写
缺陷化学反应方程式和相应的固溶式，点缺陷浓度的计算，形成连续
置换型固溶体的条件，组份缺陷的形成原因，刃位错与螺位错。
第三部分 非晶态固体
掌握：熔体的概念，粘度的概念，玻璃的通性，玻璃态物质的形
成方法，玻璃形成的热力学观点和动力学手段，形成玻璃的结晶化学
条件，玻璃的结构，硅酸盐玻璃的结构特征和玻璃结构参数的计算，
硼酸盐玻璃。
熟悉：玻璃的结构，粘度的概念，形成玻璃的结晶化学条件，玻
璃结构参数的计算。
第四部分 材料的表面与界面
掌握：固体的表面力场、晶体的表面结构，固体表面的双电层对
表面能的影响，弯曲表面效应，润湿与粘附的概念与特点，表面粗糙
度对润湿的影响，界面行为，晶界结构与分类，多晶体的组织;粘土
的荷电性，粘土的离子吸附与交换，粘土胶体的电动性质，粘土泥浆
的流动性和稳定性，粘土泥浆发生触变性的条件，粘土具有可塑性的
原因。
熟悉：固体表面的双电层对表面能的影响，润湿与粘附的概念与
特点，表面粗糙度对润湿的影响，粘土的荷电性，粘土泥浆的流动性
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和稳定性。
第五部分 相图
掌握：相图的基本知识，水型物质与硫型物质，单元系统相图，
可逆与不可逆多晶转变的单元相图，二元系统相图的特点，二元相图
的分析，三元系统相图的特点、杠杆规则、连线规则、切线规则、重
心规则、三角形规则等，三元相图的分析与析晶路程。
熟悉：可逆与不可逆多晶转变的单元相图，二元系统相图的特点，
三元系统相图的特点，三元相图的分析与析晶路程。
第六部分 扩散与固相反应
掌握：扩散的基本特点，影响固体材料中扩散的因素，扩散动力
学方程，扩散过程的推动力，微观机构与扩散系数，扩散系数的一般
热力学关系，本征扩散与非本征扩散，点缺陷浓度与质点扩散的关系
及其计算，非化学计量化合物中的扩散特点;固相反应及其动力学特
征，固相反应的动力学方程，扩散动力学范围的动力学方程，影响固
相反应的因素。
熟悉：扩散过程的推动力，扩散系数，扩散系数的一般热力学关
系，本征扩散与非本征扩散，点缺陷浓度与质点扩散的关系及其计算;
扩散动力学范围的动力学方程，固相反应及其动力学特征。
第七部分 相变
掌握：相变的分类方法和特点，一级相变与二级相变，马氏体相
变的特征，相变过程的不平衡态与亚稳区，相变过程的推动力，晶核
形成条件，影响析晶能力的因素，液-固相变过程动力学，分相的结
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晶化学观点，液相的不混溶现象。
熟悉：相变的分类方法和特点，马氏体相变的特征，相变过程的
推动力，晶核形成条件，分相的结晶化学观点。
第八部分 材料的烧结
掌握：烧结的概念与模型，烧结的定义，烧结过程的推动力，固
态烧结中的蒸发-凝聚传质和扩散传质，液相烧结中的流动传质和溶
解-沉淀传质，液相烧结的特点，各种传质过程特点与相应的公式，
晶粒生长与二次再结晶，影响烧结的因素。
熟悉：烧结的概念与模型，烧结过程的推动力，固态烧结中的蒸
发-凝聚传质和扩散传质，液相烧结中的流动传质和溶解-沉淀传质，
各种传质过程特点与相应的公式，晶粒生长与二次再结晶。
【高分子模块】
第一章 缩聚和逐步聚合
掌握：掌握逐步聚合反应的特点;掌握反应程度、官能度、官能
团等活性、线形缩聚、体形缩聚等基本概念，掌握线形缩聚反应的机
理与动力学，线形缩聚中影响聚合度的因素及控制聚合度的方法;掌
握重要线形逐步聚合物的聚合反应方程;掌握体形缩聚中的凝胶点的
预测;熟悉逐步聚合的实施方法;了解常见缩聚物的结构、合成与基
本性能。
第二章 自由基聚合及共聚合
掌握：掌握烯类单体对聚合机理的选择性;理解自由基聚合的聚
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合热力学等;掌握自由基聚合反应机理及其与逐步聚合的差异;掌握
引发剂类型、引发机理和引发剂效率;掌握自由基聚合微观动力学、
影响聚合速率和分子量的因素;掌握自动加速现象及其产生的原因;
熟悉阻聚和缓聚、自由基寿命、动力学链、聚合上限温度等基本概念。
第三章 离子聚合和配位聚合
掌握：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;掌握离子聚合
反应机理及其特征;掌握活性聚合和活性聚合物;理解溶剂、温度及
反离子对聚合速率和聚合物结构的影响;熟悉活性种的主要形式;了
解采用离子聚合的常见聚合物。掌握聚合物的立体异构现象、配位聚
合、定向聚合、等规度等基本概念，掌握Ziegler-Natta引发体系的
组成;熟悉丙烯的配位聚合机理及定向机理;熟悉极性单体和二烯烃
的配位聚合;了解茂金属引发剂。
第四章 高分子的链结构和凝聚态结构
掌握：高分子链的结构组成、构造及其与高聚物性能之间的关系。
掌握和理解构型、构象、高分子链的内旋转、链柔性、均方末端距等
基本概念。掌握高聚物链结构、温度、外力等因素对高聚物链柔性的
影响。内聚能密度的概念，内聚能密度大小与分子间作用力之间的关
系;结晶度的概念、测定方法和计算方法;取向和解取向的概念、机
理以及取向对高聚物性能的影响。理解晶体结构的基本概念，聚合物
(聚乙烯、聚丙烯)的晶体结构，聚合物的结晶形态、晶态高聚物的
结构模型;理解非晶态和液晶态高聚物的结构。掌握高分子合金相容
性、形态和性能之间的关系。
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第五章 聚合物的转变与松弛
掌握：高分子运动单元的多重性、分子运动的时间依赖性和温度
依赖性。要求掌握非晶共高聚物、结晶高聚物的温度-形变曲线以及
分子量对温度-形变曲线的影响;Tg的影响因素、Tg的测定、Tg转
变的自由体积理论;聚合物结晶能力与结构的关系。掌握均相成核、
异相成核的概念、结晶速度的表示方法、结晶速度和温度的关系。掌
握熔点的概念、以及影响聚合物Tm的因素。
第六章 橡胶弹性和聚合物的粘弹性
掌握：橡胶弹性的特征、橡胶弹性与结构之间的关系，掌握泊松
比、杨氏模量、切变模量的概念。重点掌握橡胶弹性的热力学分析、
交联橡胶状态方程。掌握热塑性弹性体的概念，嵌段共聚热塑性弹性
体的结构、使用的上下限温度。蠕变、应力松弛、滞后和内耗的基本
概念，线性和理想交联高聚物的蠕变和回复曲线;线性和交联高聚物
的应力松弛曲线，聚合物内耗-温度曲线;聚合物结构与内耗之间的
关系;Boltzmann 叠加原理、时温等效原理;会用WLF方程进行计算。
了解描述粘弹性的力学模型。掌握粘弹性的研究方法和动态力学谱研
究聚合物的结构和分子运动。
第七章 聚合物的屈服和断裂
掌握：杨氏模量、屈服强度、屈服伸长、断裂强度(拉伸强度)、
断裂伸长、断裂能、应变硬化、应变软化、弯曲强度、冲击强度的概
念。掌握强迫高弹形变、非晶和结晶高聚物的应力-应变曲线、银纹
屈服和剪切屈服机理。了解脆性断裂、韧性断裂以及断裂面的形态、
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断裂机理。掌握影响聚合物拉伸强度和冲击强度的因素。
第八章 聚合物的流变性
掌握：牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体和表观
粘度的概念。聚合物的普适流动曲线，刚性高聚物和柔性高聚物的粘
流活化能大小以及粘度对温度和剪切速率的敏感性，影响聚合物粘流
温度和粘度的因素。掌握聚合物熔体的弹性表现(法向应力效应、挤
出胀大效应、不稳定流动)。
【金属模块】
第一部分 金属的晶体结构
掌握：掌握晶胞、布拉菲点阵、晶系，掌握晶向、晶面的密勒指
数;掌握纯金属三种典型的晶体结构、堆垛方式，晶向和晶面的表示，
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、结构和性质及
其影响因素;掌握固溶强化。
熟悉：熟悉金属的晶体性;熟悉晶带、晶面间距的计算;熟悉倒
易点阵的基本概念和用途;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。
第二部分 金属的凝固
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，形核率的概念和影响因素;掌握临界形核尺寸、
临界形核功的数学推导;掌握形核和长大过程中晶粒大小的控制方式，
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掌握细晶强化;掌握铸锭的三态组织特征和形成机理;掌握常见缺陷
类型和控制方法。
熟悉：熟悉晶体长大动力学;熟悉晶体生长形态的机理;熟悉非
平衡凝固和金属非晶的形成的条件。
第三部分 相图
掌握：掌握匀晶、共晶、包晶、共析等典型的二元合金相图;掌
握杠杆定律;会利用二元相图进行凝固过程的相分析和组织分析;掌
握铁碳合金的结晶过程的相组成和组织组成计算;掌握三元相图的成
分三角形;掌握利用综合投影图分析互不溶解三元相图中合金的平衡
凝固反应和组织。
熟悉：熟悉合金、相、相平衡及相律的概念;了解相图建立的热
力学基础;熟悉三元相图的等温截面。
第四部分 金属晶体中的缺陷
掌握：掌握刃位错与螺位错的结构;掌握位错线、柏氏矢量、滑
移等概念、表示方法及其在典型位错中的几何关系;掌握位错基本运
动方式;掌握位错与点缺陷、位错与位错、位错与面缺陷之间的交互
作用(包括弹性交互、化学交互等);掌握实际fcc晶体中的位错(包
括堆垛层错、不全位错、扩展位错、位错反应、及其几何分析)。
熟悉：熟悉晶体中的缺陷分类;熟悉常见的缺陷;熟悉点缺陷的
平衡浓度;熟悉位错附近弹性场的定性特征;熟悉位错密度的概念;
熟悉位错的增殖形式。
第五部分 金属及合金中的扩散
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掌握：掌握菲克第一定律、菲克第二定律的物理机理;掌握菲克
定律的简单计算;掌握达肯方程;掌握扩散系数的概念;掌握成分偏
析和扩散控制生长;掌握反应扩散的分析。
熟悉：熟悉扩散的微观机制;熟悉扩散的影响因素;熟悉常见的
扩散型相变及其合金行为的解析;熟悉扩散系数的种类。
第六部分 金属及合金中的塑性变形
掌握：掌握单晶塑性变形中滑移和孪生的相关概念，能区别两者
异同;掌握Schmid因子、软硬取向的概念;会进行临界分切应力计
算与分析;掌握合金(包括单晶和多晶)弹塑性变形过程中的组织、
性能变化及其机理;掌握拉伸曲线的分析及其包含的材料力学性能;
掌握回复和再结晶的概念及其过程中的组织特征和性能变化，能分析
原因。
熟悉：熟悉加工硬化、固溶强化、应变时效、屈服现象及其机理;
熟悉弥散强化的位错强化机理;熟悉织构的概念及其对力学性能的影
响。
第七部分 固态相变和亚稳相
掌握：掌握铝合金中脱溶的概念、过程和性能变化;掌握调幅分
解的概念、特点和热力学机理;掌握马氏体相变的概念、特点和性能
变化。