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3018《應用電化學》考博大綱
適用專業：材料物理與化學專業
《應用電化學》是材料物理與化學專業方向的基礎課程。它是在物理化學、金屬學原理、電子
電工學等課程的基礎上，運用數學、物理的有關理論、方法和電化學基本原理，解決科學研究和生
產實際中涉及電化學應用領域內有關的電化學基礎知識，以及金屬腐蝕、金屬電沉積、化學電源等
方面的實際問題。通過課程學習，了解各種化學電源的基本原理、結構和制造過程，以及利用電解
制造金屬、電鍍層和各種不同化學產品的可能途徑。
一、考試內容及要求
以下按照六方面內容列出考試內容及要求：（1）電化學基礎與熱力學；（2）電極/溶液界面的結
構和性質；（3）電極過程動力學；（4）金屬的陽極過程與電沉積；（5）化學電源與燃料電池。并按
深入程度分為了解、理解（或明了）和掌握（或會用）三個層次進行要求。
（一）電化學基礎與熱力學
理解電解池與原電池、電解質溶液的電導、活度、三電極體系等基本概念；掌握原電池的工作
原理，電池電動勢，理解電池的書寫表示形式；掌握電解池、腐蝕電池、濃差電池的原理；
掌握電極電位、可逆電極、不可逆電極，電位-pH 圖的概念和原理；掌握平衡電極電位、標準
電極電位的概念；理解不可逆電極及其電位、影響電極電位的因素；掌握并利用電位-pH 圖，金屬
的電化學平衡圖，分析金屬的及其離子的熱力學穩定性及變化傾向。
（二）電極/溶液界面的結構與性質
掌握電極/溶液界面雙電層結構、電位分布；理解雙電層的微分電容概念與微分電容曲線；理解
雙電層的斯特恩（Stern）模型；
理解電極的零電荷電位概念；理解電極/溶液界面的吸附現象，無機離子和有機分子吸附的特點、
對微分電容曲線的影響，以及氫原子、氧的吸附特點。
（三）電極過程動力學
掌握電化學反應電極過程的定義，基本歷程和電極過程的速度控制步驟概念；掌握電極的極化
作用，極化曲線測量方法；
理解液相傳質步驟動力學特征，掌握理想穩態擴散的動力學規律；理解擴散層厚度概念，了解
旋轉圓盤電極的作用；理解濃差極化條件下的動力學特征，掌握擴散電流密度、極限擴散電流概念；
理解平面電極上的非穩態擴散；
掌握電子轉移步驟動概念，電極電位對電子轉移步驟反應速度的影響；掌握電子轉移步驟的基
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本動力學參數，包括交換電流密度、電極反應常數；掌握穩態電化學極化規律，掌握巴特勒-伏爾摩
方程，塔菲爾公式及適用條件；理解穩態極化曲線測量基本動力學參數方法；
（四）金屬的陽極過程與電沉積過程
掌握金屬的陽極過程，理解活性溶解與鈍化兩種狀態；掌握金屬陽極極化曲線的測量方法，以
及對曲線的分析；理解金屬鈍化的原因與影響因素；
理解金屬電沉積的基本歷程和特點；了解金屬的陰極還原過程、電結晶過程；了解金屬電沉積
過程中添加劑的作用；了解電鍍工藝 ，鍍層的主要性能，影響鍍層質量的因素；
理解金屬的腐蝕與防護技術，理解金屬的電化學腐蝕；了解金屬的電化學防護技術，包括金屬
鍍層、陽極保護、陰極保護、緩蝕劑保護。
（五）化學電源與燃料電池
掌握化學電源的概念與分類；了解化學電源的基本性能、組成部分與主要參數，包括電池電動
勢、電壓-時間曲線、容量、自放電等概念；了解常見的一次電池與二次電池種類，理解鋰離子電池
的反應原理；
理解燃料電池的概念與特點；了解燃料電池的熱力學與動力學；了解常見的燃料電池種類及工
作原理，包括質子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池，堿性燃料電池；了解燃料電池的關鍵部件
及主要參數。
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