中科院理化技术研究所材料与化工专业考博考试以材料科学基础与化工原理为核心,注重跨学科综合能力考核。考生需系统掌握材料结构表征(XRD、SEM、TEM、XPS等)、材料制备工艺(熔融共混、溶液纺丝、3D打印等)、材料性能分析(力学性能、热性能、电学性能)三大基础模块,同时需深入理解高分子化学(聚合反应机理、共聚物设计)、复合材料(界面结合、增韧改性)、纳米材料(合成方法、量子限域效应)等前沿领域。2023年真题显示,约35%的论述题涉及新能源材料(锂离子电池电极材料、钙钛矿太阳能电池)与生物医用材料(形状记忆合金、水凝胶)交叉方向,要求考生具备材料基因组学、机器学习辅助设计等计算材料学知识储备。
材料科学基础部分需重点突破晶体缺陷理论(位错滑移、晶界工程)、相图分析(杠杆定律、包晶反应)、热力学计算(自由能变化、相平衡条件)。针对《材料科学基础》(冯端、王仁、李恒远著)第5-8章,建议结合Al-Cu合金时效强化、Mg-Zn-Y镁合金相变案例进行理解。高分子化学部分应掌握活性聚合(ATRP、RAFT)、可控交联、生物降解机理,重点复习《高分子化学》(王佛松等著)中第4章共聚合与第7章功能高分子内容,注意区分自由基聚合与离子聚合的链转移机理差异。
化工原理考试侧重传质传热单元操作,需熟练运用Fick第二定律解析非稳态扩散问题,掌握Nernst-Planck方程在多孔介质中的应用。2022年考题中,关于微通道反应器内溶质扩散-反应耦合模型构建的案例分析占比达28%,要求考生能结合《化工原理》(陈敏章等著)第3章传质与第5章反应工程知识,建立数学模型并求解。计算材料学作为新兴考核点,需掌握第一性原理计算(VASP软件)、分子动力学模拟(LAMMPS)的基本流程,近三年真题中相关计算题分值占比提升至15%。
备考策略建议采用"三阶段递进式复习法":第一阶段(1-2个月)完成参考书目精读,建立知识图谱,重点标注近五年中科院期刊(《材料导报》《高分子学报》)高被引论文中的关键理论;第二阶段(2个月)进行真题模拟训练,针对材料制备工艺设计题(如设计聚乳酸/纳米黏土复合薄膜制备方案)需掌握正交实验设计方法,针对材料性能优化题(如通过掺杂改善石墨烯导电性)需熟练运用Hall-Petch关系式;第三阶段(1个月)聚焦科研经历与学术潜质评估,需准备3个完整研究案例,包括实验设计、数据解读(如XRD衍射峰拟合分析)、结论推导(如晶粒尺寸与力学性能相关性)等环节。
特别需要注意的是,2024年考试大纲新增"材料循环经济"考核模块,要求考生理解生命周期评价(LCA)方法在废旧锂电池回收中的应用,掌握湿法冶金(硫酸浸出)、火法冶金(高温熔炼)等回收工艺的优缺点对比。建议结合《资源循环与利用》(张强等著)第6章再生金属章节进行专项突破,同时关注《Nature Materials》《Advanced Materials》等期刊近半年关于可降解材料、碳纤维回收的综述论文。