適用專業(yè)：材料物理與化學(xué)專業(yè)
《應(yīng)用電化學(xué)》是材料物理與化學(xué)專業(yè)方向的基礎(chǔ)課程。它是在物理化學(xué)、金屬學(xué)原理、電子電工學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理的有關(guān)理論、方法和電化學(xué)基本原理，解決科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中涉及電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)的電化學(xué)基礎(chǔ)知識，以及金屬腐蝕、金屬電沉積、化學(xué)電源等方面的實(shí)際問題。通過課程學(xué)習(xí)，了解各種化學(xué)電源的基本原理、結(jié)構(gòu)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(xué)產(chǎn)品的可能途徑。
一、考試內(nèi)容及要求
以下按照六方面內(nèi)容列出考試內(nèi)容及要求：(1)電化學(xué)基礎(chǔ)與熱力學(xué);(2)電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì);(3)電極過程動力學(xué);(4)金屬的陽極過程與電沉積;(5)化學(xué)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(jìn)行要求。
(一)電化學(xué)基礎(chǔ)與熱力學(xué)
理解電解池與原電池、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)、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(biāo)準(zhǔn)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(xué)平衡圖，分析金屬的及其離子的熱力學(xué)穩(wěn)定性及變化傾向。
(二)電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
掌握電極/溶液界面雙電層結(jié)構(gòu)、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(xiàn)象，無機(jī)離子和有機(jī)分子吸附的特點(diǎn)、對微分電容曲線的影響，以及氫原子、氧的吸附特點(diǎn)。
(三)電極過程動力學(xué)
掌握電化學(xué)反應(yīng)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(zhì)步驟動力學(xué)特征，掌握理想穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的動力學(xué)規(guī)律;理解擴(kuò)散層厚度概念，了解旋轉(zhuǎn)圓盤電極的作用;理解濃差極化條件下的動力學(xué)特征，掌握擴(kuò)散電流密度、極限擴(kuò)散電流概念;理解平面電極上的非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散;
掌握電子轉(zhuǎn)移步驟動概念，電極電位對電子轉(zhuǎn)移步驟反應(yīng)速度的影響;掌握電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動力學(xué)參數(shù)，包括交換電流密度、電極反應(yīng)常數(shù);掌握穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律，掌握巴特勒-伏爾摩方程，塔菲爾公式及適用條件;理解穩(wěn)態(tài)極化曲線測量基本動力學(xué)參數(shù)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(tài);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(diǎn);了解金屬的陰極還原過程、電結(jié)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(zhì)量的因素;
理解金屬的腐蝕與防護(hù)技術(shù)，理解金屬的電化學(xué)腐蝕;了解金屬的電化學(xué)防護(hù)技術(shù)，包括金屬鍍層、陽極保護(hù)、陰極保護(hù)、緩蝕劑保護(hù)。
(五)化學(xué)電源與燃料電池
掌握化學(xué)電源的概念與分類;了解化學(xué)電源的基本性能、組成部分與主要參數(shù)，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(yīng)原理;
理解燃料電池的概念與特點(diǎn);了解燃料電池的熱力學(xué)與動力學(xué);了解常見的燃料電池種類及工作原理，包括質(zhì)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(guān)鍵部件及主要參數(shù)。
