复旦大学材料科学系研究生招生 专业：

复旦大学材料科学系研究生招生

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复旦大学材料科学系研究生招生

复旦大学材料科学系2020年大学物理硕士研究生招生考试大纲

复旦大学2020年硕士研究生招生考试自命题科目考试大纲

科目代码 953 科目名称 大学物理
一、考试内容范围
第一部分    力学
（一）质点运动学
1．掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点机械运动和特征的物理量。能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度。能借助于极坐标计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。
2．理解质点运动的瞬时性、矢量性和相对性。
3．掌握运动学两类问题的求解方法：运动学的第一类问题：由运动方程求质点的速度和加速度；
4. 运动学的第二类问题：由质点的速度或加速度及初始条件，求运动方程。
（二）质点动力学
1.掌握牛顿运动三定律及其适用范围。求解一维变力情况下质点动力学问题。
2.掌握功的概念及变力做功的表达式，能计算一维变力的功。掌握质点的动能定理，理解保守力做功的特点及势能概念。会计算重力、弹性力和万有引力势能，掌握机械能守恒定律。
3.掌握质点的动量定理及质点系的动量守恒定律，理解质点的角动量和角动量守恒定律。掌握运用守恒定律分析力学问题的思路和方法，能求解简单系统在平面内运动的力学问题。
（三）刚体力学
1.理解描述转动的角量（角位移、角速度和角加速度）与线量的关系。
2.理解力矩、力矩的功、转动惯量、刚体的角动量和转动动能等物理量。
3.理解转动定律和角动量守恒定律，会分析处理包括质点和刚体、平动和转动的简单系统的力学问题。
（四）振动和波动
1.理解描述简谐振动的各个物理量(特别是相位)及其相互关系。能根据初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并了解其物理意义。掌握旋转矢量法，会分析有关问题。
2.理解简谐振动的基本特征。会建立弹簧振子或单摆简谐振动的微分方程。理解简谐振动的能量特征。
3.理解两个振动方向相同、同频率简谐振动的合成规律，以及合成振幅的极大和极小条件。了解两个振动方向垂直、同频率简谐振动的合成规律。
4.了解机械波产生的条件及传播过程。掌握根据已知质点简谐振动方程建立平面简谐波的波函数的方法，以及波函数的物理意义。理解描述简谐波的各物理量的物理意义及相互关系。
5.了解惠更斯原理和波的叠加原理。掌握波的相干条件，及应用相位差或波程差概念分析和确定合成振幅加强和减弱的条件和位置。
第二部分  电磁学
（一）真空中的静电场
1．理解库仑定律和电学单位制。
2．掌握电场强度的概念和电场的叠加原理。根据电荷的分布能计算电场强度的空间分布，理解电偶极子和电偶极矩的概念，能计算电偶极子在均匀电场中的力矩。
3．理解静电场的高斯定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。
4．理解静电场力做功的特点及静电场的环路定理，掌握电势能和电势的概念及电场强度和电势的关系。由电荷的分布，根据电势叠加原理会计算空间电势的分布。
（二）静电场中的导体和电介质
1．理解处于静电平衡条件下导体中的电场强度、电势和电荷的分布。
2．理解孤立导体的电容和电容器的电容。会计算平板电容器、圆柱面电容器和球形电容器的电容。
3．理解静电系统的静电能和电场的能量，理解电场能量密度的表达式，掌握简单电荷系统的电场能量的计算。
4．了解电介质的极化机理，了解各向同性电介质中电位移矢量 和电场强度 的关系和区别。理解电介质中的高斯定理和环路定理。
（三） 稳恒电流
1．理解稳恒电流的几个基础概念：电流强度、电流密度、欧姆定律的微分形式、电源和电动势。从场的角度理解建立稳恒电场和稳恒电流的条件电流的连续性方程，恒定条件。
2.熟练运用基尔霍夫定律解决电路的支路电流和回路电压问题。
（四）稳恒磁场
1．掌握磁感应强度 的概念。掌握毕奥-萨伐尔定律，能由电流的分布计算空间磁感应强度 的分布。
2．理解稳恒磁场的高斯定理。
3．理解稳恒磁场的安培环路定理，理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。
4．理解安培定律和洛仑兹力公式。理解平面载流回路的磁矩的概念。能计算载流导线在磁场中所受的安培力；能计算平面载流回路在均匀磁场中所受的磁力矩；能分析运动电荷在均匀电场和均匀磁场中所受的力和运动。
5．了解磁介质的磁化机理及铁磁质的磁化规律和特性，了解各向同性磁介质中磁感应强度 和磁场强度 的关系和区别，了解磁介质中的安培环路定理和高斯定理。
（五）电磁感应
1．掌握法拉第电磁感应定律，会计算回路中所产生的感应电动势。理解动生电动势和感生电动势。
2．了解涡旋电场的概念以及静电场与涡旋电场的区别。
3．了解自感现象和互感现象及自感系数和互感系数。
4．理解电流系统的磁场和磁场能量密度，会计算简单电流系统的磁场能量。
第三部分  热学
（一）气体动理论
1．了解统计物理的几个概念：统计规律、概率和统计平均值。
2．理解理想气体状态方程，理解理想气体的宏观定义、微观模型和统计假设。
3．理解理想气体的压强公式和温度公式，以及宏观量压强和温度的微观本质。
4．理解能量按自由度均分定理及内能的概念，并能应用该定量计算理想气体的定压热容、定体热容和内能。
5．了解麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和分布曲线的物理意义。了解气体分子热运动的平均速率、方均根速率和最概然速率等三种速率。了解气体分子的平均碰撞频率和平均自由程。
6．了解玻尔兹曼能量分布律及粒子在重力场中按高度分布的规律。
（二）热力学
1．掌握功和热量的概念，理解准静态过程，掌握热力学第一定律，能根据热力学第一定律分析、计算理想气体等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量。
2．理解循环过程的特征及热机效率和致冷机的致冷系数。理解卡诺循环以及卡诺热机的效率和卡诺致冷机的致冷系数。
3．理解热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述。
4．了解可逆过程和不可逆过程，了解实际的热力学过程都是不可逆的。
5．了解热力学第二定律的统计意义，了解熵的玻尔兹曼表达式和熵增加原理。
第四部部分   光学
（一）光的干涉
1．理解光的相干性、相干无条件及获得相干光的方法，掌握光程、光程差、半波损失及光的干涉条件。
2．理解杨氏双缝干涉，能确定干涉条纹在屏上的位置，理解薄膜的等厚干涉和等倾干涉以及增透膜和增反膜。
3．掌握劈尖干涉，能确定条纹间距及膜的厚度差，了解牛顿环和迈克耳逊干涉仪的工作原理。
（二）光的衍射
1．了解惠更斯—菲涅耳原理及处理单缝的夫琅和费衍射的半波带法。理解单缝衍射公式，会分析、确定单缝衍射条纹的位置及缝宽和波长对衍射条纹分布的影响，了解圆孔衍射和光学仪器的分辩本领。
2．理解光栅衍射公式，会确定光衍射各级明纹的位置，会分析斜入射的情况及光栅衍射的缺级现象。
（三）光的偏振
1． 理解自然光、偏振光和部分偏振光。理解线偏振光的获得方法和检验方法。
2． 理解布儒斯特定律和马吕斯定律，了解光的双折射现象。
二、试卷结构
本试卷满分150分，全部为计算题。
力学 ~ 40%，电磁学 ~ 40%，热学 ~ 10%,光学 ~ 10%

复旦大学材料科学系2020年材料科学基础硕士研究生招生考试大纲

复旦大学2020年硕士研究生招生考试自命题科目考试大纲
科目代码 850 科目名称 材料科学基础
一、考试内容范围
 
第一章：材料科学概论
1.1 材料与物质：理解物质与材料的关系和区别。
1.2 材料的分类：掌握材料的经典分类方法，及其各自的化学键合、特点、进一步分类和典型材料举例。
1.3 材料与社会发展：理解材料科学发展对社会发展的推动作用。
1.4 材料科学与工程：掌握材料科学与工程同材料科学的区别，及其四要素间的相互关系。
1.5 材料科学在工程中的应用及其发展重点：了解材料科学发展现状，能举例一些新材料并描述其特点、应用现状和应用前景等。
 
第二章：材料结构的基础知识
2.1 概述：掌握材料的四级结构，能理解它们如何分别对材料的性质产生影响。
2.2 原子结构：掌握原子的结构，包括质子、中子、电子间的关系；理解海森堡测不准原理和薛定谔波动方程；掌握电子能级分布，理解主量子数、角量子数、磁量子数与自旋量子数的含义和取值规则，及能运用泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则给出指定元素的核外电子排布，并据此解释磁性、原子价态、电负性等特性。
2.3 元素周期表及其特性：掌握元素周期表的结构及其主要特征。
2.4 原子结合键：掌握三种化学键、两种物理键以及混合键的特点，并能运用相关原理解释典型物质的特性。
2.5 结合能与材料性能：掌握以上几种结合键键能的大小范围，并能由此解释对材料物理性能和力学性能的影响。
2.6 原子排列方式：掌握晶态与非晶态的区别，及其对材料性质的不同影响。
2.7 晶体的显微组织：掌握显微组织对材料性能的影响，能区分单相组织和多相组织。
 
第三章：固体材料的晶体学基础
3.1 概述：掌握晶体与非晶体的区别，以及晶体材料的主要特征。
3.2 晶体结构与空间点阵：掌握空间点阵的含义，能用点阵参数描述晶胞结构。
3.3 晶系与布拉菲点阵：能从点阵参数的角度区分7种晶系和14种空间点阵，掌握金属材料三种最典型的晶体结构及其代表性元素。
3.4 布拉菲点阵和复合点阵：理解晶体结构和空间点阵的相互关系和区别。
3.5 晶向指数和晶面指数：掌握晶向指数和晶面指数的含义、表示方法以及同晶向族和晶面族的关系，能给出六方晶系的晶向指数和晶面指数。
3.6 晶带及晶面间距：掌握晶带的含义和晶带定律；掌握晶面间距的含义，能运用常见晶系的晶面间距计算公式求解给定元素中相邻晶面的晶面间距；了解晶面间距的测定方法，能运用布拉格定律求得晶面间距。
3.7 晶胞特征：掌握各种常见晶系晶胞内的原子数、原子半径、点阵参数、每个原子的相邻原子数、配位数、致密度、原子体密度的计算方法。
3.8 密堆结构的间隙：掌握各种常见晶系内，八面体间隙和四面体间隙的个数及其间隙半径；理解元素的多晶特性及其同素异构转变。
3.9 金属合金的晶体结构：理解金属合金的物相结构；掌握固溶体的分类（置换固溶体和间隙固溶体）及其引起的结构变化；掌握金属间化合物的分类（正常价化合物、电子化合物及尺寸因素化合物）及其各自的特性。
3.10 陶瓷的晶体结构：掌握陶瓷的显微组织构成（晶体相、玻璃相和气相）；掌握离子晶体的特性，能计算离子半径、配位数和离子堆积，了解离子晶体结构的三条鲍林规则，了解四种典型的离子晶体结构（二元离子晶体、刚玉型结构、钙钛矿型结构和尖晶石型结构）及其代表性物质；掌握共价晶体的特性，了解三种典型的共价晶体结构（单质型、硫化锌型和二氧化硅型）及其代表性物质；了解硅酸盐的基本结构。
3.11 高分子的晶体结构：掌握高分子链结构和聚集态结构，近程结构和远程结构，一级、二级、三级和四级结构，构造、构型和构象等概念及其影响因素，并能用来解释高分子材料的各种不同特性；理解高分子单晶、球晶、树枝状晶、串晶、伸直链晶等晶态结构及其模型，以及无序结构和有序结构的非晶态结构及其模型。
 
第四章：固体材料的晶体缺陷
4.1 引言：掌握晶体缺陷的含义、作用和分类。
4.2 点缺陷：掌握空位、间隙原子和置换原子三种点缺陷产生的原因，以及对材料性能的影响。
4.3 线缺陷：掌握刃型位错和螺旋位错产生的原因及其柏格斯回路的表示方法，理解滑移和攀移这两种位错运动方式。
4.4 位错特性及测定法：理解位错对材料力学性能、力学行为、加工特性等的影响，熟悉观察位错的常用实验方法。
4.5 面缺陷：理解外表面缺陷和内界面缺陷的含义，能区分晶界、亚晶界、孪晶界、相界、堆垛层错，掌握它们对材料性能的影响。
4.6 体缺陷：能描述常见的体缺陷类型及其对材料性能的影响。
 
第五章：材料热力学与相图
5.1 概述：理解相的含义及其影响因素。
5.2 相图建立的基本方法：掌握相图的建立方法及图解方法，理解吉布斯相率和杠杆定律，并能运用杠杆定律计算相图中给定相的质量分数。
5.3 二元相图的基本类型和分析：掌握均晶相图、共晶相图、包晶相图等主要二元合金相图的图解分析方法，及能运用杠杆定律计算图中各相的质量分数。
5.4 相图与合金性能之间的关系：能根据相图判断材料的物理性能、力学性能、工艺性能等。
5.5 铁碳合金相图：能基于铁碳相图，1）区分渗碳体、铁素体、奥氏体等合金相及其在图中的位置；2）掌握包晶点、共晶点、共析点、包晶反应线、共晶反应线、共析反应线等典型位置对应的温度和含义；3）碳含量对材料的力学性能和工艺性能等的影响；4）掌握退火、正火、淬火及回火的区别和作用。
5.6 相图热力学基础：理解相图的意义，能识别不同热焓增量（ΔH）情况下的吉布斯自由能-成分曲线；理解化学位、相平衡、公切线法则的含义，及其在分析相图时的作用。
 
第六章：固体材料的凝固与结晶
6.1 引言：理解凝固和结晶的含义及其影响因素。
6.2 金属结晶的基本规律：掌握金属结晶的微观过程和宏观现象，理解过冷度对材料性能的影响。
6.3 纯金属结晶的基本条件：掌握金属结晶的热力学条件（过冷度）、结构条件（结构起伏）及其影响因素。
6.4 晶核的形成：理解均匀形核与非均匀形核的区别；掌握均匀形核的条件和过程，理解自由能变化、临界晶核、形核功、形核率的概念及其对均匀形核的影响；掌握非均匀形核的条件和过程，理解固体杂质润湿角、表面形貌和物理性能对非均匀形核的影响。
6.5 晶体的生长：掌握晶体长大的条件、微观结构变化过程、机制、形态以及影响因素。
6.6 陶瓷和高分子的凝固：了解陶瓷和高分子的结晶过程。
6.7 结晶理论的应用：理解铸态晶粒度的控制方法和单晶体的制备方法。
 
第七章：材料扩散与迁移
7.1 概况：理解扩散的物理含义。
7.2 扩散现象和扩散方程：掌握扩散现象在材料科学的含义及对材料性能的影响；掌握稳态扩散菲克第一定律和非稳态扩散菲克第二定律，并能熟练运用它们计算简单的工程问题；理解互扩散原理，及柯肯达尔效应的物理含义和意义。
7.3 扩散的微观机理：掌握扩散的微观机制（空位扩散、间隙扩散和自间隙机制），以及原子跃迁距离、扩散系数、扩散激活能的物理含义和计算方法。
7.4 扩散的驱动力和反应扩散：理解扩散的主要驱动力，以及反应扩散的含义、过程和实例。
7.5 影响扩散的因素：掌握温度、原子键力、晶体结构、晶体缺陷等对扩散的影响机制。
 
第八章：材料的基本性能
8.1 材料的性能：理解材料使用性能与工艺性能的区别。
8.2 金属材料的性能：
（1）力学性能：1）掌握常见的材料力学性能指标的含义及其试验方法；2）掌握材料的拉伸试验方法，能从拉伸曲线上区分弹性变形阶段、屈服变形阶段、塑性变形阶段和失稳断裂阶段，能鉴别各种典型材料的拉伸曲线，能熟练掌握弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率、断面收缩率等的计算方法；3）了解材料的安全设计准则（强度准则和刚度准则）；4）能区分脆性断裂和韧性断裂的断口形貌；5）掌握各种硬度测试（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、几种小载荷显微硬度）的原理、方法、适用范围和表示方法；6）掌握材料冲击韧性的含义、试验方法和表示方法；7）掌握疲劳和疲劳极限的概念，能区分疲劳断口上的裂纹源、裂纹扩展区和瞬断区；8）掌握蠕变的概念，能区分蠕变的三个阶段；9）理解断裂韧性的概念，了解Griffith公式，掌握应力强度因子、断裂韧性的含义及三种裂纹扩展的基本形式。
（2）物理性能：掌握相对密度、熔点、热膨胀系数、磁性、导热性、导电性、介电常数等的物理含义、计算公式和测量方法等，能说出常见材料的这些特性。
（3）化学性能：掌握耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性的区别与关系。
（4）工艺性能：掌握铸造性、锻造性、可焊性、切削加工性和热处理工艺性等概念。
8.3 高分子材料的性能：1）掌握玻璃态、高弹态和粘流态的含义和区别，以及对应的脆化温度、玻璃化转变温度、粘流温度和分解温度；2）理解线性非晶态高分子、线性晶态高分子和体型高分子在力学状态上的区别；3）掌握高分子材料的强度、模量、弹性、韧性、耐磨性等力学性能及其与微观结构的关系，以及特殊的粘弹性行为（蠕变、应力松弛、滞后和内耗）；4）掌握高分子材料的绝缘性、耐热性、耐蚀性、耐老化性等物理与化学性能及其与微观结构的关系，以及相应的测试方法。
8.4 陶瓷材料的性能：掌握陶瓷材料的刚度、硬度、强度、塑性、韧性和脆性等力学性能，以及热膨胀性、导热性、热稳定性、化学稳定性、导电性等理化性能的含义和特点。
 
第九章：基础材料概论
9.1 金属材料：1）能区分黑色金属和有色金属、钢和铸铁；2）掌握钢铁材料的不同分类方法，包括按化学成分、金相组织、冶金质量和用途进行区分及所依据的标准；3）掌握Si、Mn、P、S、N、O、H等杂质元素对钢的影响；4）掌握我国钢材的编号规则，包括普通结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等，及其中各种符号的含义；5）掌握普通结构钢、优质结构钢、特殊性能钢、铸铁等的性能特点、要求、用途和常见牌号；6）掌握铝及其合金、铜及其合金、钛及其合金、镁及其合金的特点、种类、分级和用途。
9.2 陶瓷材料：掌握陶瓷材料的分类，能区分普通陶瓷和先进陶瓷。
9.3 聚合物材料：掌握聚合物材料的分类，能例举典型的热固性树脂和热塑性树脂及其应用。
9.4 复合材料：掌握复合材料的分类，能例举典型的复合材料及其应用。
9.5 半导体材料：掌握典型的半导体材料，理解它们的工作原理，能描述它们的应用现状和发展趋势。
 
第十章：新材料
10.1 掌握纳米材料的定义和四大效应，能例举常见的纳米材料。
10.2 能描述信息材料、能源材料、生物医用材料、智能材料、功能转换材料、环境材料和软材料等新材料的特点，并例举在生活中的应用。
 
二、试卷结构
总分150分
三、参考书目
作者 书名 出版社 出版时间 版次 备注
石德珂 材料科学基础 机械工业出版社 2005年1月 2  
William F. Smith Foundations of Materials Science and Engineering McGraw-Hill Education 2018年1月 6  

复旦大学材料科学系专业的介绍

复旦大学材料科学系设有“材料物理与化学”和物理电子学博士点,“材料物理与化学”、“材料学”、“物理电子学”和“信息功能材料与器件”硕士点,“材料工程”工程硕士点以及“材料科学与工程”和“电子科学与技术”一级学科博士后流动站。其中，“材料物理与化学”2007年入选为上海市重点学科和国家重点建设学科；物理电子学纳入“电子科学与技术”国家重点学科。省部级基地有国家微电子材料与元器件微分析中心、国家教育部先进涂料工程研究中心等。
  

博士后流动站 材料科学与工程 电子科学与技术（部分）      
博士点 材料科学与工程 材料物理与化学 材料学 物理电子学
硕士点 材料物理与化学 材料学 物理电子学 信息功能材料与器件
专业学位 材料工程领域专业学位硕士（全日制） 材料工程领域工程硕士      
 

复旦大学材料科学系的师资力量

师资力量与科研状况
        材料科学系师资力量雄厚，现有教职工80人，其中教授31人、副教授34人。至2019年8月，34%的专任教师拥有国家与省部级人才称号，其中国家杰出青年基金获得者3人，海外引进人才8人，国家优秀青年基金获得者4人，双聘中科院院士1人，国家自然科学基金创新研究群体1个。
        近五年来，本系教师共承担和完成了包括科技部、国家自然科学基金委员会、总装备部、国防科工委、教育部、上海市等各类科研项目，以及企事业单位委托项目共计413项。先后获得国家、省部级科技奖励21项，包括国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖1项、省部级技术发明一等奖和科技进步一等奖10项、二等奖10项；发表SCI论文1000余篇，获得授权国家专利130余件。

复旦大学材料科学系的联系方式

复旦大学材料科学系的联系方式
地址：上海市杨浦区邯郸路220号
电话：020-65642381

复旦大学材料科学系的介绍

 复旦大学材料科学系是国内综合性大学中最早设立具有工科性质的院系之一。1982年，为了适应国民经济建设的发展需求，复旦大学组织物理系、化学系部分力量成立了复旦大学材料科学研究所，1986年3月正式建立校直属的材料科学系。经历了30余年的发展，复旦大学材料学科进入ESI国际排名前1‰，2017年“材料科学与工程”入选国家“双一流”建设学科。
学科设置与特色
        围绕国家重大战略和建设上海全球创新中心的目标，材料科学系以功能新材料为重点，面向学科前沿和未来新兴产业，开展科学研究和人才培养。利用复旦大学数理化基础学科的优势，通过物理与化学结合、材料与器件结合，构建课程和知识体系，提高学科整体水平，成为服务国家和上海创新发展的人才和学术高地。
主要研究方向：功能聚合物材料及应用、先进光电与储能材料、材料失效与器件可靠性、光纤材料与器件技术等。
科研机构与平台：国家微电子材料与元器件分析中心、国家教育部先进涂料研究中心、专用材料与技术教育部重点实验室、上海市高校电子与光电子材料及器件分析技术工程研究中心、TFT-LCD关键材料及技术国家工程实验室（参与）、复旦大学光纤研究中心等。
重点学科：“材料物理与化学”是国家重点建设和上海市重点学科；“材料科学与工程”是上海市一流学科（B类）；“物理电子学”纳入“电子科学与技术”一级国家重点学科。
本科专业3个：“材料物理”、“材料化学”、“电子科学与技术”。
硕士点4个：“材料物理与化学” 、“材料学”、“物理电子学”、“材料工程”工程硕士。
博士点4个：“材料科学与工程”一级学科、“材料物理与化学”二级学科、“材料学”二级学科、“物理电子学”二级学科。
博士后流动站2个：“材料科学与工程”、“电子科学与技术（部分）”。
人才培养
        材料科学系把“立德树人”作为根本任务，致力于培养具有扎实的专业知识和高素质的创新人才。近年来，通过“素质教育全人培养”教学改革以及专业核心课程建设等具体举措，人才培养效果显著，并获得上海市精品课程2门。鼓励学生积极参加“莙政学者”、“望道学者”、“创新性实验计划”和“挑战杯”等科研活动。为培养学生的国际视野，每年派送优秀学生去海外著名大学交流学习。培养的本科生和研究生就业率保持在98%以上，主要进入国内外一流大学或学术机构深造、世界500强企业和国家重点企业就职，发挥着骨干和领军作用，深受用人单位好评。