材料熱力學(xué)是材料科學(xué)與工程專業(yè)的主要基礎(chǔ)課程之一。本考試大綱要求考生掌握以下內(nèi)容：

1. 熱力學(xué)定律：第一、第二和第三定律

2. 熱力學(xué)變量及其之間的關(guān)系：狀態(tài)函數(shù)和過程函數(shù);熱力學(xué)定律數(shù)學(xué)表達(dá)式;麥克斯韋關(guān)系式;系數(shù)關(guān)系;壓力系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、熱容等;在理想氣體、固體和液體中的應(yīng)用

3. 熱力學(xué)體系平衡：平衡判據(jù)及其數(shù)學(xué)表達(dá)式;單元二相系的平衡條件;平衡判據(jù)的其它表達(dá)式

4. 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)：微觀、宏觀狀態(tài);熱力學(xué)公式;熵的統(tǒng)計(jì)分析(組態(tài)熵、振動(dòng)熵、電子熵、磁熵);M-B分布;F-D分布;Einstein模型(晶體);單原子氣體模型

5. 單元多相體系：化學(xué)位與Gibbs自由能;單元相圖結(jié)構(gòu);Clausius-Clapeyron方程;蒸發(fā)和升華曲線;凝聚態(tài)的相界;三相點(diǎn)(Tripoints)

6. 多元單相無化學(xué)反應(yīng)體系(溶液)：偏摩爾量及其之間的關(guān)系;偏摩爾量計(jì)算;標(biāo)準(zhǔn)態(tài)和混合過程(mixing process);多元體系的化學(xué)位;活度與活度系數(shù);Gibbs-Duhem方程;稀溶液與規(guī)則溶液;溶液的原子模型(atomistic model)

7. 多元多相無化學(xué)反應(yīng)體系：平衡條件;Gibbs相律;相圖結(jié)構(gòu)(單元、二元和三元相圖);杠桿定律(二元和三元);相圖在材料科學(xué)中的應(yīng)用

8. 相圖熱力學(xué)：自由能-成分(G-X)曲線(G-X標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、公切線與兩相平衡、兩相區(qū)、三相平衡、中間相和亞穩(wěn)相);二元相圖的熱力學(xué)模型(理想溶液模型、規(guī)則溶液模型、中脊線);計(jì)算機(jī)相圖計(jì)算(液相線、固相線、共晶點(diǎn)、固溶度線、溶解度間隙等)

9. 多元多相化學(xué)反應(yīng)體系：氣體中的單變量(univariant)和多變量(multivariant)反應(yīng)(化學(xué)位、反應(yīng)親和力、平衡常數(shù)與自由能變化);Richardson-Ellingham圖;CO/CO2和H2/H2O混合氣體中的氧化;Pourbaix高溫氧化圖

10. 界面熱力學(xué)：曲面幾何;曲面過剩熱力學(xué)量;彎曲界面體系的熱力學(xué)平衡;表面張力與表面自由能;界面對相圖的影響(相界移動(dòng)、界面與蒸汽的平衡、熔點(diǎn)與曲率的關(guān)系);晶體的平衡形狀—Wullf圖;表面吸附(吸附測量、Gibbs吸附方程)

11. 晶體缺陷熱力學(xué)：晶體中的空位濃度;間隙缺陷與雙空位;Frenkel和Schottky缺陷