材料科學(xué)與工程學(xué)院

請(qǐng)各位材料科學(xué)與工程學(xué)院目錄TOC\o"1-1"\h\z\t"標(biāo)題2,2,標(biāo)題3,3"第一部分材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)方案 “材料科學(xué)基礎(chǔ)II”課程教學(xué)大綱一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：060102Z10、060102Z20課程名稱(中/英文)：材料科學(xué)基礎(chǔ)/FundamentalsofMaterialsScience課程類別：學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：96/6先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)、物理化學(xué)、弾塑性力學(xué)適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生（壓力加工方向）建議教材及參考書：1.鄭子樵編，材料科學(xué)基礎(chǔ)，中南大學(xué)出版社，2011.2.D.AskelandandP.Phulé,Thescienceandengineeringofmaterials,7thed.,Thomson,2016.二、課程設(shè)置的目的、意義材料是人類社會(huì)發(fā)展的三大支柱之一，是現(xiàn)代工業(yè)的共性基礎(chǔ)，是高技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)，也是國(guó)家綜合實(shí)力的體現(xiàn)。材料科學(xué)與工程是一門以制備和改進(jìn)現(xiàn)有材料、創(chuàng)造新材料為目的，研究材料組成-微結(jié)構(gòu)-制備加工-性能關(guān)系的交叉學(xué)科。本課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門重要學(xué)科基礎(chǔ)課，涵蓋材料性能、晶體學(xué)、相圖、固態(tài)相變、熱處理和材料設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)材料的“成分-結(jié)構(gòu)-制備-性能”之間的內(nèi)在聯(lián)系，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。為學(xué)生掌握制備材料、改善材料技術(shù)，以及發(fā)明新材料打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本課程在教學(xué)內(nèi)容方面?zhèn)戎亟饘俨牧希骖櫶沾刹牧?、高分子材料和?fù)合材料等；本課程可根據(jù)生源采用英文原版教材。三、課程目標(biāo)3.1課程教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1掌握材料多尺度結(jié)構(gòu)（電子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、納米結(jié)構(gòu)、微結(jié)構(gòu)或組織結(jié)構(gòu)）的基本知識(shí)，其中主要包括：描述晶體完整結(jié)構(gòu)和非完整結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)方法、不同尺度結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、各種尺度結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，以及材料晶體結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)測(cè)試分析技術(shù)的基本原理；教學(xué)目標(biāo)2：熟悉材料相圖的基本理論，能熟練運(yùn)用常見材料的二元相圖、三元相圖；教學(xué)目標(biāo)3：掌握材料在制備和服役過(guò)程（凝固、沉積、固態(tài)相變、服役等）中微結(jié)構(gòu)形成和演變的一般規(guī)律；教學(xué)目標(biāo)4：熟悉并掌握結(jié)構(gòu)材料高性能化的基本原理和技術(shù)；教學(xué)目標(biāo)5：了解材料的“成分—結(jié)構(gòu)—制備—性能”之間的“四面體”關(guān)系，形成從該“四面體”關(guān)系來(lái)考慮問題的思維方式，培養(yǎng)根據(jù)應(yīng)用要求改進(jìn)現(xiàn)有材料和研發(fā)新材料的能力；教學(xué)目標(biāo)6：能熟練閱讀本專業(yè)的英文技術(shù)文獻(xiàn)。教學(xué)目標(biāo)7：在培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)及本學(xué)科對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的貢獻(xiàn)，在教學(xué)過(guò)程強(qiáng)化社會(huì)主義核心價(jià)值觀、民族自信和專業(yè)自信教育。3.2課程對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐本課程對(duì)應(yīng)支撐培養(yǎng)目標(biāo)中的要求指標(biāo)點(diǎn)2.4、3.2、4.2、5.1。具體內(nèi)容如下：畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.4：掌握分析研究材料生產(chǎn)復(fù)雜工程問題所需的專業(yè)理論知識(shí)。能夠運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)分析材料組成-工藝-結(jié)構(gòu)-性能相互關(guān)系與制約規(guī)律，識(shí)別材料生產(chǎn)過(guò)程不同階段的關(guān)鍵。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2：掌握材料設(shè)計(jì)與生產(chǎn)所需的專業(yè)理論知識(shí)。通過(guò)系統(tǒng)掌握本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)理論，能夠清晰地描述出一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)需求，并能夠識(shí)別該任務(wù)所面臨的各種制約條件，能從多種備選材料生產(chǎn)制備方案和系統(tǒng)里面進(jìn)行優(yōu)選。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.2：能夠根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出科學(xué)的解釋，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果中的問題設(shè)計(jì)合理的解決方案。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.1：系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)理論，掌握相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)理論和現(xiàn)代分析方法在材料制備技術(shù)中的應(yīng)用知識(shí)與應(yīng)用技巧；系統(tǒng)地掌握材料工程領(lǐng)域主要制備技術(shù)，深入了解新材料與材料加工新技術(shù)的發(fā)展方向。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求2.4教學(xué)目標(biāo)3、5畢業(yè)要求3.2教學(xué)目標(biāo)1、2、4畢業(yè)要求4.2教學(xué)目標(biāo)3、4、5畢業(yè)要求5.1教學(xué)目標(biāo)1、5、6、7四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)本課程分3大知識(shí)模塊：【模塊1】材料的多尺度結(jié)構(gòu)，涵蓋第1章、第2章、第3章。主要內(nèi)容為：物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵；晶體結(jié)構(gòu)及其表征方法（點(diǎn)陣、對(duì)稱性、空間群）；晶體結(jié)構(gòu)研究方法－倒易點(diǎn)陣；晶體的非完整結(jié)構(gòu)；合金相結(jié)構(gòu)及形成規(guī)律；陶瓷材料中的晶體相結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)課1：金相顯微鏡使用及樣品制備?！灸K2】材料的相圖與微觀組織，涵蓋第4章、第5章、第6章。主要內(nèi)容為：相圖熱力學(xué)與相圖研究方法；純金屬凝固與組織特征；二元合金相圖及其組織特征；三元合金相圖及其組織特征。實(shí)驗(yàn)2：典型二元合金顯微組織觀察與分析；實(shí)驗(yàn)3：拉伸試驗(yàn)。【模塊3】材料制備過(guò)程中的組織結(jié)構(gòu)變化。主要內(nèi)容為：固體金屬中的原子擴(kuò)散；固態(tài)相變；材料塑性變形基礎(chǔ)；回復(fù)與再結(jié)晶；材料的強(qiáng)韌化。實(shí)驗(yàn)4：典型組織觀察（鋁及銅合金的變形組織，退火組織），不同冷變形加工量后的合金組織，不同冷變形加工量加熱后晶粒度測(cè)定；實(shí)驗(yàn)5：鐵碳合金非平衡組織觀察。具體教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)見下表：章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐第1章材料的結(jié)構(gòu)1812（4）21.1物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵：離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、二次鍵（弱鍵）、混合鍵，結(jié)合鍵與材料性能2結(jié)合鍵與材料宏觀性能的關(guān)系原子間作用力和作用能與原子間距的關(guān)系及其對(duì)材料宏觀性能的影響課堂教學(xué)，PPT電子課件1.2晶體學(xué)基礎(chǔ)：晶體的宏觀特性、晶體微觀結(jié)構(gòu)的平移周期性，7大晶系、布拉菲點(diǎn)陣，晶面、晶向指數(shù)、晶面間距。2布拉菲點(diǎn)陣、密勒指數(shù)平移周期性-7大晶系-布拉菲點(diǎn)陣的關(guān)系課堂教學(xué)，PPT電子課件1.3純金屬的晶體結(jié)構(gòu)：原子半徑、點(diǎn)陣常數(shù)與原子半徑的關(guān)系、原子堆積方式、配位數(shù)、堆積系數(shù)與晶體結(jié)構(gòu)中的間隙。2fcc,bcc,hcp三種金屬晶體結(jié)構(gòu)堆積系數(shù)與晶體結(jié)構(gòu)中的間隙課堂教學(xué)，PPT電子課件1.4對(duì)稱性及對(duì)稱操作（旋轉(zhuǎn)、鏡面反映、中心反演），7大晶系的對(duì)稱性。2對(duì)稱操作7大晶系的對(duì)稱性課堂教學(xué)，PPT電子課件1.5點(diǎn)群，空間群，國(guó)際符號(hào)、熊夫利斯符號(hào)2點(diǎn)群、空間群的數(shù)學(xué)表述點(diǎn)群、空間群的各種符號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系課堂教學(xué)，PPT電子課件1.6合金相結(jié)構(gòu)：固溶體，金屬件化合物（間隙相）2固溶體和金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)金屬間化合物晶體結(jié)構(gòu)形成規(guī)律課堂教學(xué)，PPT電子課件1.7陶瓷材料晶體結(jié)構(gòu)2離子鍵晶體形成的規(guī)則離子相對(duì)大小與配位多面體關(guān)系的物理本質(zhì)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.8準(zhǔn)晶體2準(zhǔn)晶的發(fā)現(xiàn)、爭(zhēng)論及其科學(xué)意義準(zhǔn)晶的晶體學(xué)模型課堂教學(xué)，PPT電子課件、2012年諾獎(jiǎng)評(píng)委的報(bào)告。1.9金相試樣制備、光學(xué)顯微鏡使用2實(shí)驗(yàn)課第2章空位與位錯(cuò)（非完整晶體）14142.1晶體缺陷的分類。空位（空位的熱力學(xué)分析、空位遷移、離子晶體中的空位、空位對(duì)材料性能的影響）、溶質(zhì)原子作為點(diǎn)缺陷。2點(diǎn)缺陷的種類、存在形式及其對(duì)材料宏觀性能的影響空位物理意義及平衡濃度表達(dá)式的推導(dǎo)課堂教學(xué)，PPT電子課件2.2位錯(cuò)1：位錯(cuò)理論的起源、位錯(cuò)的觀察、位錯(cuò)的基本類型及特征、位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)、P-N力2全位錯(cuò)的種類，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力P-N力與臨界切分應(yīng)力課堂教學(xué)，PPT電子課件2.3位錯(cuò)2：位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)、位錯(cuò)的應(yīng)變能、位錯(cuò)的線張力。2位錯(cuò)的能量表現(xiàn)形式位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)表達(dá)式推導(dǎo)課堂教學(xué)，PPT電子課件2.4位錯(cuò)3：位錯(cuò)的塞積、位錯(cuò)間的交截作用、位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的交互作用、位錯(cuò)的增殖。2位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)中的各種交互作用位錯(cuò)塞積對(duì)材料強(qiáng)度的影響PPT電子課件，TEM下位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)錄像2.5位錯(cuò)4：fcc中的位錯(cuò)。肖克萊位錯(cuò)、弗蘭克位錯(cuò)、堆垛層錯(cuò)、位錯(cuò)反應(yīng)、湯普遜四面體、Schmid定律。2肖克萊和弗蘭克位錯(cuò)的晶體學(xué)模型，位錯(cuò)反應(yīng)的物理意義位錯(cuò)反應(yīng)與不全位錯(cuò)的晶體學(xué)模型課堂教學(xué)，PPT電子課件2.6位錯(cuò)5：bcc中的位錯(cuò)2不全位錯(cuò)的晶體學(xué)模型bcc中不全位錯(cuò)的晶體學(xué)模型課堂教學(xué)，PPT電子課件2.7位錯(cuò)6：hcp中的位錯(cuò)2不全位錯(cuò)的晶體學(xué)模型hcp中位錯(cuò)的晶體學(xué)模型課堂教學(xué)，PPT電子課件第3章材料的表面與界面663.1固體表面的分類、理想表面（二維布拉菲點(diǎn)陣）、清潔表面（表面重構(gòu)與弛豫）、表面自由能。2二維布拉菲點(diǎn)陣，表面原子重構(gòu)晶體表面自由能的各向異性課堂教學(xué)，PPT電子課件3.2晶體的平衡形狀與生長(zhǎng)形狀、實(shí)際表面、表面吸附。2表面的物理化學(xué)現(xiàn)象，晶體形狀與其表面的關(guān)系晶體表面自由能最低原理與晶體形狀課堂教學(xué)，PPT電子課件3.3界面的定義與分類、孿晶界、小角度晶界、大角度晶界（CSL模型)、亞晶界，相界。2各種晶界定義及差異孿晶晶體學(xué)模型課堂教學(xué)，PPT電子課件第4章材料的凝固104.1液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)、金屬結(jié)晶過(guò)程、金屬結(jié)晶條件2課堂教學(xué)，PPT電子課件4.2均勻形核：臨界晶核、形核功、形核率；非均勻形核：2課堂教學(xué)，PPT電子課件4.3晶體長(zhǎng)大1：動(dòng)態(tài)過(guò)冷度（晶體長(zhǎng)大的條件）、固液界面微觀結(jié)構(gòu)、晶體長(zhǎng)大機(jī)制。2課堂教學(xué)，PPT電子課件4.4晶體長(zhǎng)大2。晶體長(zhǎng)大形態(tài)、溫度梯度、平面長(zhǎng)大，樹枝狀長(zhǎng)大。2課堂教學(xué)，PPT電子課件4.5鑄錠晶粒度的控制、單晶制備、定向凝固、非晶態(tài)金屬。2課堂教學(xué)，PPT電子課件第5章二元相圖及合金的凝固組織1816（2）5.1單元系相圖、二元相圖的表示方法（二元合金中的相、杠桿定律、二元相圖測(cè)定）、勻晶相圖1（相圖分析、固溶體合金的平衡凝固和組織）2課堂教學(xué)，PPT電子課件5.2勻晶相圖2（固溶體合金的非平衡凝固和組織、固溶體合金凝固過(guò)程中的溶質(zhì)分布）2課堂教學(xué)，PPT電子課件5.3區(qū)域熔煉、成分過(guò)冷2課堂教學(xué)，PPT電子課件5.4共晶相圖（相圖分析、平衡凝固和組織、共晶組織及其形成機(jī)理、非平衡凝固和組織）2課堂教學(xué)，PPT電子課件5.5包晶相圖、偏晶相圖、形成化合物的二元相圖。2課堂教學(xué)，PPT電子課件5.6具有固態(tài)轉(zhuǎn)變的二元相圖，二元相圖的分析舉例（Fe-FeC3相圖、Cu-Sn相圖、Mg2SiO4-SiO2系相圖、ZrO2-SiO2相圖）2課堂教學(xué)，PPT電子課件5.7相圖熱力學(xué)基礎(chǔ)（Gibbs自由能與成分的關(guān)系、克-克方程、相平衡條件、Gibbs自由能與相圖、）2課堂教學(xué)，PPT電子課件5.8典型組織的觀察（二元系、三元系組織）2課堂教學(xué)，PPT電子課件第6章三元相圖及其合金的凝固組織14146.1三元相圖的成分表示法，三元相圖的杠桿定律和中心法則，勻晶三元相圖（空間模型、凝固過(guò)程及組織、等溫截面、變溫截面）。2課堂教學(xué)，PPT電子課件6.2簡(jiǎn)單共晶三元相圖（空間模型、凝固過(guò)程及組織、等溫截面、變溫截面），固態(tài)有限溶解的三元共晶相圖（空間模型、凝固過(guò)程及組織、等溫截面、變溫截面）。2變溫截面課堂教學(xué)，PPT電子課件6.3具有包共晶反應(yīng)的三元相圖（空間模型、凝固過(guò)程及組織、等溫截面、變溫截面、固相具有固溶度時(shí)的相區(qū)截面投影圖）。2變溫截面課堂教學(xué)，PPT電子課件6.4具有三元包晶反應(yīng)的三元相圖2課堂教學(xué)，PPT電子課件6.5形成穩(wěn)定化合物的三元相圖（形成一個(gè)穩(wěn)定化合物的三元相圖簡(jiǎn)化法、形成幾個(gè)穩(wěn)定化合物的三元相圖簡(jiǎn)化法）2課堂教學(xué)，PPT電子課件6.6三元相圖總結(jié)（兩相平衡、三相平衡、四相平、相區(qū)接鄰規(guī)則）2課堂教學(xué)，PPT電子課件6.7三元相圖實(shí)例分析（Pb-Sn-Bi、Al-Cu-Mg、W-C-Co、MgO-Al2O3-SiO2）2課堂教學(xué)，PPT電子課件第7章固體材料中的擴(kuò)散667.1擴(kuò)散方程、菲克第一定律、菲克第二定律、柯肯達(dá)爾效應(yīng)。2課堂教學(xué)，PPT電子課件7.2擴(kuò)散的微觀機(jī)理、擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散熱力學(xué)、擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力，固溶體中的擴(kuò)散。2課堂教學(xué)，PPT電子課件7.3反應(yīng)擴(kuò)散、材料擴(kuò)散問題舉例。2課堂教學(xué)，PPT電子課件第8章材料塑性變形10828.1單晶體金屬的塑性變形（滑移及滑移系、Schmid定律、扭折、孿生）2課堂教學(xué)，PPT電子課件8.2多晶體金屬的塑性變形（晶界的作用、多晶體塑性變形的微觀特征）、單相固溶體合金塑性變形（屈服現(xiàn)象、應(yīng)變時(shí)效）2課堂教學(xué)，PPT電子課件8.3復(fù)相合金塑性變形、陶瓷材料的塑性變形、聚合物的塑性變形2課堂教學(xué)，PPT電子課件8.4金屬冷加工后的組織與性能變化（組織變化、加工硬化、殘余應(yīng)力、織構(gòu)、）2課堂教學(xué)，PPT電子課件8.5拉伸試驗(yàn)2課堂教學(xué)，PPT電子課件第9章冷變形金屬的回復(fù)、再結(jié)晶與熱加工10829.1概述、冷變形金屬的回復(fù)（回復(fù)動(dòng)力學(xué)、組織變化與回復(fù)機(jī)制）2課堂教學(xué)，PPT電子課件9.2冷變形金屬再結(jié)晶（再結(jié)晶形核、再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)、再結(jié)晶溫度、再結(jié)晶晶粒、再結(jié)晶織構(gòu)、退火孿晶）2課堂教學(xué)，PPT電子課件9.3晶粒長(zhǎng)大（正常晶粒、反常晶粒）2課堂教學(xué)，PPT電子課件9.4金屬熱加工（動(dòng)態(tài)回復(fù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、熱加工后的組織與性能）、金屬材料的強(qiáng)韌化2課堂教學(xué)，PPT電子課件9.5典型組織觀察（鋁及銅合金的變形組織，退火組織），不同冷變形加工量后的合金組織，不同冷變形加工量加熱后晶粒度測(cè)定2課堂教學(xué)，PPT電子課件第10章固態(tài)相變86210.1固態(tài)相變特點(diǎn)：相界面、位向關(guān)系、慣習(xí)面、應(yīng)變能；固態(tài)相變的形核（均勻形核、非均勻形核）；固態(tài)相變的核長(zhǎng)大（長(zhǎng)大機(jī)制、生長(zhǎng)速率）2課堂教學(xué)，PPT電子課件10.2擴(kuò)散型相變：脫溶、脫溶類型、脫溶動(dòng)力學(xué)、調(diào)幅分解；無(wú)擴(kuò)散型相變：馬氏體相變、多晶型轉(zhuǎn)變。2課堂教學(xué)，PPT電子課件10.3鐵碳合金非平衡組織觀察2課堂教學(xué)，PPT電子課件注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求本課程是一門工程性很強(qiáng)的學(xué)科基礎(chǔ)課程。為強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，在5個(gè)常規(guī)實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上，增設(shè)了一個(gè)為期2周的綜合性試驗(yàn)。此外，在課程學(xué)習(xí)期間組織學(xué)生進(jìn)行“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)”，使學(xué)生熟悉材料生產(chǎn)工藝，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)材料工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀和水平的認(rèn)識(shí)。此外，隨著課程的深入組織學(xué)生加入教師的課題組參加“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究”活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和科學(xué)研究的能力。實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容（1）常規(guī)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：金相試樣制備、光學(xué)顯微鏡使用，2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)2：典型組織的觀察（二元系、三元系組織），2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)3：拉伸試驗(yàn)，2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)4：典型組織觀察（鋁及銅合金的變形組織，退火組織），不同冷變形加工量后的合金組織，不同冷變形加工量加熱后晶粒度測(cè)定，2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)5：鐵碳合金非平衡組織觀察，2學(xué)時(shí)（2）綜合性實(shí)驗(yàn)（2周）熟悉常規(guī)有色金屬合金制備的整個(gè)過(guò)程。選擇某個(gè)成熟合金體系，由學(xué)生自己完成制定從制備→加工成型→性能檢測(cè)→數(shù)據(jù)分析的全過(guò)程實(shí)驗(yàn)方案。（3）實(shí)習(xí)（3~4周）學(xué)生到生產(chǎn)第一線進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，全面了解材料的生產(chǎn)過(guò)程。（4）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究（課程持續(xù)期間）組織學(xué)生進(jìn)入教師課題組進(jìn)行具體材料研究。六、課程考核內(nèi)容及方式考核內(nèi)容考核方式成績(jī)比例（%）備注作業(yè)測(cè)評(píng)測(cè)驗(yàn)、論文30平時(shí)測(cè)試口試、測(cè)驗(yàn)10期末考核筆試60七、大綱主撰人：余志明大綱審核人：周宏明“熔煉與鑄造原理與技術(shù)”課程教學(xué)大綱一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：060103Z10課程名稱：熔煉與鑄造原理與技術(shù)/MeltingandCastingofNonferrousMetal課程類別：學(xué)科專業(yè)課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2.0先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生建議教材及參考書：（1）《有色金屬熔煉與鑄錠》，陳存中編著，冶金工業(yè)出版社，1988年。（2）《銅及銅合金熔煉與鑄造》，婁花芬

，黃亞飛，馬可定

編著，中南大學(xué)出版社，2010年。（3）《變形鋁合金熔煉與鑄造》，王立娟，張萬(wàn)金，吳欣鳳編著，中南大學(xué)出版社，2010年。二、課程設(shè)置的目的、意義有色金屬熔煉與鑄造是材料科學(xué)與工程專業(yè)四年制本科生選修的一門專業(yè)課程，也是全校本科大材料類專業(yè)（如包括：粉末冶金等）本科生的選修課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握有色金屬熔煉與鑄造的基本原理，熟悉有色金屬熔煉與鑄造的相關(guān)技術(shù)、工藝與裝備，可為從事鋁合金、銅合金、鎂合金等熔煉與鑄造工作和后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)3.1課程教學(xué)目標(biāo)本課程主要是要科學(xué)地、系統(tǒng)地闡明有色金屬熔煉與鑄錠凝固的基本原理與技術(shù)。主要包括：金屬氧化的熱力學(xué)原理，金屬氧化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，影響氧化燒損的因素及降低氧化燒損的方法，金屬的氧化精煉原理，揮發(fā)及揮發(fā)損失，夾渣和除渣精煉，氣體在金屬中的存在形態(tài)及來(lái)源，氣體的溶解度及影響因素，吸氣的動(dòng)力學(xué)過(guò)程及影響因素，脫氣精煉，聯(lián)合在線精煉以及成分控制方法；鑄錠的凝固傳熱，凝固區(qū)及凝固方式，溶質(zhì)再分布，成分過(guò)冷，枝晶粗化與枝晶臂間距，鑄錠正常晶粒組織，鑄錠異常晶粒組織，細(xì)化技術(shù)以及常見偏析、縮孔與縮松、裂紋、氣孔、非金屬夾雜物等缺陷分析技術(shù)。其主要教學(xué)目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：能夠運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)指導(dǎo)有色金屬生產(chǎn)與研究過(guò)程中獲得高質(zhì)量熔體與鑄錠，并對(duì)鑄造組織、包括各種缺陷進(jìn)行分析；課程目標(biāo)2：能夠運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和其它相關(guān)自然科學(xué)知識(shí)對(duì)有色金屬熔煉與鑄造生產(chǎn)過(guò)程工藝因素、環(huán)境因素、設(shè)備能力等多因素影響進(jìn)行合理的評(píng)估與控制；課程目標(biāo)3：能夠運(yùn)用所學(xué)熔煉的基本原理、鑄錠凝固基本原理及成分控制專業(yè)知識(shí)分析合金-工藝-組織-性能的相互關(guān)系與制約規(guī)律，掌握合金熔煉與鑄造生產(chǎn)關(guān)鍵過(guò)程及其控制技術(shù)；能勝任從事合金成分設(shè)計(jì)、配料計(jì)算、熔爐準(zhǔn)備、熔煉工藝、鑄造工藝專業(yè)技術(shù)工作崗位工作，并能結(jié)合相關(guān)專業(yè)手冊(cè)與其它相關(guān)專業(yè)理論知識(shí)與技術(shù)進(jìn)行牌號(hào)合金的生產(chǎn)及新合金試制，能合理選擇設(shè)備、控制工藝參數(shù)、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)，并還要考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益等因素。在培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)及本學(xué)科對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的貢獻(xiàn)，在教學(xué)過(guò)程強(qiáng)化民族自信和專業(yè)自信教育，培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)能力和吸收新技術(shù)、新知識(shí)的意識(shí)和創(chuàng)新能力。3.2教學(xué)目標(biāo)對(duì)畢業(yè)生要求的支撐本課程對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1-5、2-4、3-2、4-1、5-1、6-2、7-2，具體內(nèi)容如下：畢業(yè)要求1-5：掌握解決本專業(yè)復(fù)雜工程問題所必須的專業(yè)知識(shí)，能夠運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)與相關(guān)自然科學(xué)知識(shí)對(duì)材料生產(chǎn)方案進(jìn)行初步評(píng)估；能夠運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)材料生產(chǎn)過(guò)程多因素影響工藝模型選用合適的方法求解和評(píng)估；畢業(yè)要求2-4：掌握分析研究材料生產(chǎn)復(fù)雜工程問題所需的專業(yè)理論知識(shí)。能夠運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)分析材料組成-工藝-結(jié)構(gòu)-性能的相互關(guān)系與制約規(guī)律，識(shí)別材料生產(chǎn)過(guò)程不同階段的關(guān)鍵；畢業(yè)要求3-2：掌握材料設(shè)計(jì)與生產(chǎn)所需的專業(yè)理論知識(shí)。通過(guò)系統(tǒng)掌握本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)理論，能夠清晰地描述出一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)需求，并能夠識(shí)別該任務(wù)所面臨的各種制約條件，能從多種備選材料生產(chǎn)制備方案和系統(tǒng)里面進(jìn)行優(yōu)選；畢業(yè)要求4-1：根據(jù)工程應(yīng)用的需要，能夠根據(jù)材料工程技術(shù)研究的需要選擇合適的實(shí)驗(yàn)手段對(duì)材料組成、組織結(jié)構(gòu)、性能及其相互關(guān)系，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出正確的分析，為材料的應(yīng)用提出合理建議；畢業(yè)要求5-1：系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)理論，掌握相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)理論和現(xiàn)代分析方法在材料制備技術(shù)中的應(yīng)用知識(shí)與應(yīng)用技巧；系統(tǒng)地掌握材料工程領(lǐng)域主要制備技術(shù)，深入了解新材料與材料加工新技術(shù)的發(fā)展方向；畢業(yè)要求6-2：能正確認(rèn)知材料科學(xué)與工程中新材料與先進(jìn)加工方法對(duì)社會(huì)進(jìn)步的重大促進(jìn)作用，了解材料科學(xué)與工程對(duì)社會(huì)對(duì)國(guó)防的重要意義；畢業(yè)要求7-2：了解材料科學(xué)與工程中各種工程實(shí)踐活動(dòng)對(duì)社會(huì)對(duì)自然環(huán)境的作用，掌握一定職業(yè)保健知識(shí)與技能，了解一定環(huán)保知識(shí)與環(huán)保技術(shù)。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.5教學(xué)目標(biāo)2、3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.4教學(xué)目標(biāo)1、3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2教學(xué)目標(biāo)3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1教學(xué)目標(biāo)1、3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.1教學(xué)目標(biāo)2、3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.2教學(xué)目標(biāo)2畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)7.2教學(xué)目標(biāo)2四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)本課程分兩大知識(shí)模塊：有色金屬熔煉的基本原理和有色金屬鑄錠凝固基本原理。其具體教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)見下表：章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐緒論11熔體與環(huán)境因素相互作用的基本規(guī)律；熔鑄工藝參數(shù)對(duì)鑄錠組織形成影響與變化規(guī)律無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件第Ι篇有色金屬熔煉的基本原理17第1章金屬的氧化、揮發(fā)和除渣精煉71.1氧化的熱力學(xué)原理1金屬氧化的熱力學(xué)條件和判據(jù)；非標(biāo)準(zhǔn)條件下金屬氧化的熱力學(xué)分析無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.2氧化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制1金屬氧化機(jī)理和氧化膜結(jié)構(gòu)；金屬氧化的動(dòng)力學(xué)方程無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.3影響氧化燒損的因素及降低氧化燒損的方法1.5影響金屬氧化燒損的因素；降低氧化燒損的方法無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.4金屬的氧化精煉原理1雜質(zhì)的吸收和積累；減少雜質(zhì)污染金屬的途徑；雜質(zhì)元素的氧化；金屬的脫氧無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.5揮發(fā)及揮發(fā)損失0.5揮發(fā)的熱力學(xué)；揮發(fā)動(dòng)力學(xué)；影響金屬揮發(fā)損失的因素和降低揮發(fā)損失的方法無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.6夾渣和除渣精煉2非金屬夾雜物的種類和來(lái)源；除渣精煉原理；除渣精煉方法；影響溶劑除渣精煉效果的因素除渣精煉的原理、方法及影響因素課堂教學(xué)，PPT電子課件第2章吸氣和脫氣精煉62.1氣體在金屬中的存在形態(tài)及來(lái)源1氣體存在形態(tài)；氣體的來(lái)源無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件2.2氣體的溶解度及影響因素1金屬和氣體的性質(zhì)；氣體的分壓；溫度；合金元素?zé)o課堂教學(xué)，PPT電子課件2.3吸氣的動(dòng)力學(xué)過(guò)程及影響因素1吸氣過(guò)程；影響金屬實(shí)際吸氣量的因素?zé)o課堂教學(xué)，PPT電子課件2.4脫氣精煉1分壓差脫氣的熱力學(xué)分析；分壓差脫氣的動(dòng)力學(xué)分析；分壓差脫氣精練法；其他脫氣方法脫氣熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析課堂教學(xué)，PPT電子課件2.5聯(lián)合在線精煉1FILD法；SNIF法；MINT法無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件第3章成分控制43.1備料1新金屬料；廢料；中間合金；溶劑無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件3.2配料1計(jì)算成分的確定；爐料品位及料比的選擇；配料計(jì)算配料計(jì)算與核算課堂教學(xué)，PPT電子課件3.3熔爐準(zhǔn)備0.5烘爐；清爐；換爐無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件3.4成分調(diào)整1補(bǔ)料；沖淡無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件3.5熔體質(zhì)量檢驗(yàn)0.5含氣量測(cè)定；非金屬夾雜物檢測(cè)無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件實(shí)驗(yàn)鋁鎂硅合金熔煉與鑄造變質(zhì)處理44鋁鎂硅合金配料、熔煉溫度、加料順序、出氣精煉、靜置溫度與時(shí)間、澆注溫度；加變質(zhì)劑合金與不加變質(zhì)劑合金熔鑄后觀察金相組織，了解變質(zhì)效果與機(jī)理實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)操作第II篇有色金屬鑄錠凝固基本原理10第4章液體金屬流動(dòng)與凝固傳熱34.1液體金屬的流動(dòng)1液體金屬的對(duì)流；枝晶間液體金屬的流動(dòng)；對(duì)流對(duì)結(jié)晶過(guò)程的影響自然對(duì)流、強(qiáng)制對(duì)流和枝晶間液體金屬的流動(dòng)課堂教學(xué)，PPT電子課件4.2鑄錠的凝固傳熱1凝固傳熱的基本微分方程；絕熱模中鑄錠的凝固；水冷模中鑄錠的凝固；無(wú)水冷鐵模中鑄錠的凝固；影響凝固傳熱的因素?zé)o課堂教學(xué)，PPT電子課件4.3凝固區(qū)及凝固方式0.5凝固區(qū)；凝固方式無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件4.4枝晶粗化與枝晶臂間距0.5枝晶粗化過(guò)程；枝晶臂間距無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件第5章鑄錠晶粒組織及其細(xì)化35.1鑄錠正常晶粒組織1表面細(xì)等軸晶區(qū)的形成；柱狀晶區(qū)的形成；中心等軸晶區(qū)的形成無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件5.2鑄錠異常晶粒組織1異常粗大晶粒；羽毛狀晶羽毛狀晶形成理論分析課堂教學(xué)，PPT電子課件5.3晶粒細(xì)化技術(shù)1增大冷卻強(qiáng)度；加強(qiáng)金屬液流動(dòng)；變質(zhì)處理變質(zhì)處理機(jī)理及其實(shí)例分析課堂教學(xué)，PPT電子課件第6章鑄錠常見缺陷分析46.1偏析1顯微偏析；宏觀偏析；防止偏析的主要途徑無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件6.2縮孔與縮松0.5金屬的凝固收縮；縮孔與縮松的形成；影響縮孔及縮松的因素；防止縮孔及縮松的途徑無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件6.3裂紋0.5鑄造應(yīng)力的形成；熱裂形成機(jī)理及影響因素；冷裂的形成及影響因素；防止裂紋的途徑裂紋形成機(jī)理課堂教學(xué)，PPT電子課件6.4氣孔0.5析出型氣孔；反應(yīng)型氣孔與皮下氣孔無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件6.5非金屬夾雜物0.5概述；非金屬夾雜物的形成過(guò)程無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求本課程是一門實(shí)踐性、工程性很強(qiáng)的專業(yè)課程。為強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，以班為單位安排學(xué)生做“鋁鎂硅合金熔煉與鑄造和變質(zhì)處理”實(shí)驗(yàn)，通過(guò)該實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生基本掌握本門課程的科學(xué)原理和技術(shù)，重點(diǎn)掌握鑄

有色金屬在熔煉和鑄錠過(guò)程中熔體與環(huán)境因素相互作用的基本規(guī)律和熔鑄工藝參數(shù)對(duì)鑄錠組織影響規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分熔煉與鑄造基本理論去分析解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力，成為能夠適應(yīng)工程實(shí)踐要求的高素質(zhì)專業(yè)人才。實(shí)驗(yàn)具體要求：1、相關(guān)的理論課教學(xué)完成后，才能預(yù)約實(shí)驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)以班為單位進(jìn)行預(yù)約，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每個(gè)班分為四個(gè)組進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，各組的人員可以互相協(xié)調(diào)。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度和實(shí)驗(yàn)老師的安排，對(duì)于不遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度等造成損失的學(xué)生，由其承擔(dān)相關(guān)的責(zé)任。4、每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的成員，根據(jù)本小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集體分析和討論，但要求每個(gè)同學(xué)必須單獨(dú)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求有學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)獨(dú)特的理解。5、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占平時(shí)成績(jī)的比例由授課老師和實(shí)驗(yàn)老師協(xié)商后確定。實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)1：鋁鎂硅合金熔煉與鑄造2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)2：變質(zhì)處理2學(xué)時(shí)六、課程考核內(nèi)容及方式考核內(nèi)容考核方式成績(jī)比例（%）備注平時(shí)測(cè)試口試/測(cè)驗(yàn)/考勤20實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、報(bào)告20期末考核筆試60七、大綱主撰人：尹登峰大綱審核人：周宏明“材料力學(xué)性能與測(cè)試”課程教學(xué)大綱一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：060104Z10課程名稱：材料力學(xué)性能與測(cè)試/MechanicalPropertiesofMaterials課程類別：限選課/學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：24/1.5先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)物理化學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生教材、教學(xué)參考書：建議教材：束德林主編《工程材料力學(xué)性能》（第二版）機(jī)械工業(yè)出版社2011年5月參考書：（1）鄭修麟主編《材料的力學(xué)性能》（第二版）西北工業(yè)大學(xué)出版社2000年4月（2）\o"時(shí)海芳，任鑫主編"時(shí)海芳主編《材料力學(xué)性能》\o"北京大學(xué)出版社"北京大學(xué)出版社2010年8月（3）那順桑編著《\o"金屬材料力學(xué)性能(高等)\\那順桑"金屬材料力學(xué)性能》\o"冶金工業(yè)出版社"冶金工業(yè)出版社2011年7月（4）劉春廷主編《材料力學(xué)性能》（英文版）化學(xué)工業(yè)出版社2009年9月（5）ThomasH.Courtney（美）著《材料力學(xué)行為》（英文版）機(jī)械工業(yè)出版社2004年二、課程設(shè)置的目的意義《材料力學(xué)性能與測(cè)試》是材料科學(xué)與工程專業(yè)的四年制本科生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握材料力學(xué)性能測(cè)試和分析的基本方法，有助于學(xué)生在工作中正確選擇和合理使用工程材料；也為今后學(xué)生從事機(jī)器零件或構(gòu)件的失效分析及新型工程材料的研制等工作奠定專業(yè)基礎(chǔ)。該課程也可作為全校本科大材料類專業(yè)（包括：機(jī)械、電子材料、冶金機(jī)械、化工材料）的本科生、研究生的選修課。三、課程目標(biāo)3.1課程教學(xué)目標(biāo)本課程主要是要科學(xué)地、系統(tǒng)地闡明金屬材料在不同環(huán)境條件下（包括：加載速率，受力狀態(tài)，加載頻率、環(huán)境溫度等條件）的力學(xué)行為與材料內(nèi)部微觀組織變化的關(guān)系，介紹檢測(cè)工程材料服役安全的力學(xué)性能指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法。培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析工程材料實(shí)際問題的能力。因此，本課程的教學(xué)目標(biāo)包括以下幾方面：課程目標(biāo)1：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握各力學(xué)性能指標(biāo)，諸如：抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、塑性伸長(zhǎng)率、斷面收縮率；沖擊韌性、韌-脆轉(zhuǎn)變溫度、斷裂韌度、疲勞極限等的物理意義、技術(shù)意義和測(cè)試方法；認(rèn)識(shí)到這些性能指標(biāo)之間的相互關(guān)系。了解工程材料在不同環(huán)境下服役所出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象與其組織結(jié)構(gòu)特征；并初步具備從材料組成、組織狀態(tài)和應(yīng)力狀態(tài)、加載速度、溫度、環(huán)境介質(zhì)等方面分析工程材料失效破壞原因的能力。課程目標(biāo)2：通過(guò)試驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可掌握各種常見試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備，諸如：電子拉伸機(jī)，硬度試驗(yàn)機(jī)，疲勞試驗(yàn)機(jī)等儀器設(shè)備的基本功能和原理；根據(jù)材料的特點(diǎn)與服役環(huán)境熟練選用合適的測(cè)試方法。掌握試驗(yàn)樣品的制備方法，儀器設(shè)備的基本操控技能，能熟練處理測(cè)試曲線和數(shù)據(jù)、正確閱讀和分析檢測(cè)結(jié)果。課程目標(biāo)3：通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生不但可掌握金屬材料力學(xué)性能方面的基本知識(shí)，熟悉力學(xué)性能測(cè)試設(shè)備與基本試驗(yàn)方法，理解工程材料的力學(xué)性能指標(biāo)與各種力學(xué)性能之間的內(nèi)在本質(zhì)。為后繼專業(yè)課學(xué)習(xí)、科學(xué)研究以及解決工程實(shí)際應(yīng)用問題奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.2教學(xué)目標(biāo)對(duì)畢業(yè)生要求的支撐本課程對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求2-5、4-2，具體內(nèi)容如下：畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-5：掌握分析研究材料生產(chǎn)復(fù)雜工程問題所需的試驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)分析知識(shí)。能夠運(yùn)用所學(xué)到試驗(yàn)操作知識(shí)分析材料組成-結(jié)構(gòu)-性能及其相互關(guān)系，并能運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得到合理有效的參數(shù)與結(jié)論。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4-2：能夠根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出科學(xué)的解釋，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果中的問題，提供設(shè)計(jì)合理的解決方案。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求2.5課程教學(xué)目標(biāo)1、2畢業(yè)要求4.2課程教學(xué)目標(biāo)2、3四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)本課程主要教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)如下：緒論主要內(nèi)容：主要介紹成分—加工工藝—組織結(jié)構(gòu)—性能四要素之間的關(guān)系，給出《金屬力學(xué)性能與測(cè)試》課程在材料科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域中的位置；提出本課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容共有八章，闡述教學(xué)思路與框架。提出學(xué)習(xí)本課程的基本要求。金屬在單向靜拉伸載荷下的力學(xué)性能主要內(nèi)容：載荷—伸長(zhǎng)曲線和工程應(yīng)力—工程應(yīng)變曲線、真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線；金屬的彈性、滯彈性、塑性變形、屈服現(xiàn)象、包申格效應(yīng)，變形強(qiáng)化等，了解頸縮現(xiàn)象、頸縮判據(jù)。了解抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度與斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率等性能指標(biāo)；金屬斷裂類型，斷裂機(jī)制，理論斷裂強(qiáng)度。重點(diǎn)、難點(diǎn)：金屬的滯彈性，包申格效應(yīng)，塑性變形機(jī)理，應(yīng)變硬化機(jī)理，頸縮現(xiàn)象、頸縮判據(jù)，裂紋形核的位錯(cuò)模型，斷裂強(qiáng)度的裂紋理論，斷口形貌分析。教學(xué)設(shè)計(jì)：掌握金屬材料的拉伸曲線圖，金屬常用力學(xué)性能指標(biāo)的物理意義、工程意義。講授載荷—伸長(zhǎng)曲線、工程應(yīng)力—應(yīng)變曲線與真應(yīng)力-應(yīng)變曲線時(shí)，應(yīng)進(jìn)行對(duì)比分析，闡述材料彈性變形、塑性變形的本質(zhì)、基本規(guī)律和原理。第二章：金屬在其它靜載荷下的力學(xué)性能主要內(nèi)容：應(yīng)力狀態(tài)柔度系數(shù)，壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)行為與性能指標(biāo)；缺口試樣的靜拉伸及靜彎曲性能；平面應(yīng)力與平面應(yīng)變；材料缺口敏感度及其影響因素；材料硬度試驗(yàn)方法。重點(diǎn)、難點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)柔度系數(shù)，平面應(yīng)力與平面應(yīng)變；缺口效應(yīng)及缺口處的應(yīng)力分布特點(diǎn)。教學(xué)設(shè)計(jì)：掌握金屬材料硬度的基本測(cè)試方法。硬度課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)與后面的硬度實(shí)驗(yàn)教學(xué)相聯(lián)系，做到理論與實(shí)際。介紹壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)行為時(shí)應(yīng)注意同第一章靜拉伸載荷下材料的力學(xué)行為進(jìn)行對(duì)比（包括：曲線特點(diǎn)、性能指標(biāo)等）。注意從實(shí)例引入，著重面向應(yīng)用。介紹材料的缺口效應(yīng)和缺口敏感度。第三章：金屬在沖擊載荷下的力學(xué)性能主要內(nèi)容：沖擊載荷下金屬變形的特點(diǎn)，沖擊彎曲試驗(yàn)與沖擊韌性；低溫脆性本質(zhì)；韌-脆轉(zhuǎn)化溫度及其評(píng)價(jià)方法；斷裂分析圖（FAD圖），材料韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的影響因素。重點(diǎn)、難點(diǎn)：低溫脆性與韌-脆轉(zhuǎn)變本質(zhì)；斷裂分析圖（FAD圖）教學(xué)設(shè)計(jì)：要求理解金屬在沖擊載荷下的力學(xué)性能。清楚介紹金屬的低溫脆性機(jī)制，讓學(xué)生掌握低溫脆性的測(cè)試方法。介紹斷裂分析圖（FAD圖）時(shí)應(yīng)注意逐步推理的講授。闡述影響沖擊韌性和韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的因素。第四章金屬的斷裂韌度主要內(nèi)容：裂紋擴(kuò)展的基本形式與力學(xué)參量，線彈性條件下應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)因子與材料的斷裂韌度，材料的斷裂韌度KI，KIC和GIC判據(jù)，斷裂韌度KIC測(cè)量。影響斷裂韌性的基本因素，斷裂韌度KIC的工程應(yīng)用。重點(diǎn)、難點(diǎn)：應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)因子概念，裂紋尖端塑性區(qū)修正，材料的斷裂判據(jù)KIC和GIC，材料斷裂韌度的測(cè)試。教學(xué)設(shè)計(jì)：要求學(xué)生注意復(fù)習(xí)材料力學(xué)的基本內(nèi)容，加強(qiáng)邏輯思維訓(xùn)練。介紹線彈性力學(xué)和彈塑性力學(xué)的應(yīng)力場(chǎng)分析，講清應(yīng)力場(chǎng)及裂紋尖端塑性區(qū)產(chǎn)生的原因。著重闡述材料的斷裂韌度意義，評(píng)價(jià)金屬斷裂韌性的指標(biāo)。通過(guò)實(shí)例介紹金屬構(gòu)件安全性的定量計(jì)算和判定。第五章金屬的疲勞主要內(nèi)容：金屬的疲勞現(xiàn)象與特點(diǎn)，金屬疲勞斷口形貌特征，疲勞曲線與基本疲勞力學(xué)性能，疲勞壽命，疲勞極限，疲勞圖，缺口敏感度，疲勞裂紋擴(kuò)展速率及門檻值，疲勞過(guò)程和機(jī)理，疲勞裂紋擴(kuò)展壽命估算，影響疲勞強(qiáng)度主要因素。重點(diǎn)、難點(diǎn)：金屬疲勞圖,疲勞過(guò)載；疲勞過(guò)程機(jī)制以及影響疲勞的基本因素。疲勞壽命的定量計(jì)算，評(píng)價(jià)材料的疲勞抗力指標(biāo)。教學(xué)設(shè)計(jì)：向?qū)W生介紹金屬的疲勞現(xiàn)象和特點(diǎn)。正確理解金屬材料的疲勞破壞過(guò)程與相關(guān)機(jī)制，了解影響疲勞強(qiáng)度的主要因素。介紹低周疲勞、沖擊疲勞、熱疲勞等概念，注意低周疲勞與高周疲勞的對(duì)比分析。了解缺口機(jī)件疲勞壽命估算。第六章金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂主要內(nèi)容：應(yīng)力腐蝕概念，應(yīng)力腐蝕條件，應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理，評(píng)價(jià)材料應(yīng)力腐蝕的指標(biāo)，防止應(yīng)力腐蝕的措施。氫脆本質(zhì)與特征，防止氫脆的方法。應(yīng)力腐蝕與氫致延滯斷裂的區(qū)別。重點(diǎn)、難點(diǎn)：應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理，氫脆本質(zhì)與特征；應(yīng)力腐蝕與氫致延滯斷裂的區(qū)別。教學(xué)設(shè)計(jì)：注意回顧電化學(xué)的基本知識(shí)。并運(yùn)用對(duì)比的方法加強(qiáng)教學(xué)效果。第七章金屬磨損和接觸疲勞主要內(nèi)容：金屬磨損現(xiàn)象與概念，材料的磨損模型，磨損試驗(yàn)方法，金屬接觸疲勞。重點(diǎn)、難點(diǎn)：理解材料的磨損機(jī)理和接觸疲勞破壞機(jī)理。教學(xué)設(shè)計(jì)：介紹材料磨損現(xiàn)象以及磨損分類，材料磨損的試驗(yàn)方法；了解接觸疲勞現(xiàn)象和金屬接觸疲勞試樣方法。掌握提高金屬耐磨性的途徑。第八章金屬高溫力學(xué)性能主要內(nèi)容：金屬的蠕變現(xiàn)象，蠕變變形與蠕變斷裂，金屬高溫力學(xué)性能指標(biāo)，重點(diǎn)、難點(diǎn)：理解蠕變變形與斷裂機(jī)理，區(qū)分蠕變極限和持久強(qiáng)度的概念。教學(xué)設(shè)計(jì)：介紹金屬蠕變現(xiàn)象與蠕變斷裂機(jī)理，掌握評(píng)價(jià)金屬高溫力學(xué)性能指標(biāo)及影響因素。教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)可參見下表：章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐緒論無(wú)無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件第1章金屬在單向靜拉伸載荷下的力學(xué)性能521.1應(yīng)力-應(yīng)變曲線0.5應(yīng)力-應(yīng)變曲線測(cè)定與分析無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.2彈性變形0.5彈性變形實(shí)質(zhì)，胡克定律，彈性模量，滯彈性，包申格效應(yīng)滯彈性與表征，循環(huán)韌性與內(nèi)耗，包申格效應(yīng)與表征課堂教學(xué)，PPT電子課件1.3塑性變形1塑性變形方式，屈服現(xiàn)象，應(yīng)變硬化，縮頸現(xiàn)象，塑性的表征屈服點(diǎn)確定，變形強(qiáng)化，縮頸判據(jù)，塑性各指標(biāo)關(guān)聯(lián)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.4金屬的斷裂1斷裂類型，斷裂機(jī)制（包括：沿晶斷裂，解理斷裂，微孔聚集斷裂等），金屬斷裂理論斷裂機(jī)制，解理裂紋的形成（位錯(cuò)塞積，位錯(cuò)反應(yīng)理論），Griffith斷裂理論課堂教學(xué)，PPT電子課件第2章金屬在其它靜載荷下的力學(xué)性能42.1應(yīng)力狀態(tài)柔性系數(shù)0.5應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力柔性系數(shù)應(yīng)力狀態(tài)柔性系數(shù)α概念課堂教學(xué)，PPT電子課件2.2壓縮壓縮試驗(yàn)特點(diǎn)，壓縮曲線分析壓縮與拉伸曲線對(duì)比課堂教學(xué)，PPT電子課件2.3彎曲0.5彎曲試驗(yàn)特點(diǎn)，抗彎性能指標(biāo)彎矩截面系數(shù)，彎曲彈性模量課堂教學(xué)，PPT電子課件2.4扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)特點(diǎn)，扭轉(zhuǎn)斷口分析，扭轉(zhuǎn)性能指標(biāo)扭轉(zhuǎn)試樣中的應(yīng)力與應(yīng)變，扭轉(zhuǎn)性能指標(biāo)測(cè)定PPT電子課件，2.5缺口試樣靜載荷試驗(yàn)0.5缺口效應(yīng)，缺口試樣靜載荷試驗(yàn)，缺口敏感度缺口試樣中的應(yīng)力分布，平面應(yīng)變，平面應(yīng)力課堂教學(xué)，PPT電子課件2.6硬度0.52布氏硬度，洛氏硬度，維氏硬度不同硬度的表征方式第3章金屬在沖擊載荷下的力學(xué)性能23.1沖擊載荷下金屬變形和斷裂的特點(diǎn)0.5沖擊載荷下金屬變形特點(diǎn)沖擊載荷下金屬變形特點(diǎn)課堂教學(xué)，PPT電子課件3.2沖擊彎曲和沖擊韌性0.5沖擊彎曲試驗(yàn)，沖擊韌性無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件3.3低溫脆性0.5低溫脆性現(xiàn)象，韌脆轉(zhuǎn)變溫度，落錘試驗(yàn)和斷裂分析圖金屬韌-脆轉(zhuǎn)變，韌脆轉(zhuǎn)變溫度的確定，F(xiàn)AD圖分析課堂教學(xué)，PPT電子課件3.4影響韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的冶金因素0.5主要是晶體結(jié)構(gòu)，合金成分，顯微組織的影響微觀組織的影響第4章金屬的斷裂韌度54.1線彈性條件下的金屬斷裂韌度1.5裂紋擴(kuò)展的基本形式，應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子與斷裂韌度，裂紋尖端塑性區(qū)及修正，斷裂韌度KIC斷裂韌度的內(nèi)涵，應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子，裂紋尖端塑性修正課堂教學(xué)，PPT電子課件4.2斷裂韌度的KIC測(cè)試1.5測(cè)試斷裂韌度KIC樣品制備，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，結(jié)果有效性判定試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，測(cè)試結(jié)果有效性判定課堂教學(xué)，PPT電子課件4.3影響斷裂韌度KIC的因素1KIC與常規(guī)力學(xué)性能關(guān)系，影響斷裂韌度諸因素?zé)o課堂教學(xué)，PPT電子課件4.4斷裂韌度在金屬材料中應(yīng)用舉例1無(wú)無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件第5章金屬的疲勞55.1金屬疲勞現(xiàn)象及特點(diǎn)0.5變動(dòng)載荷，金屬疲勞，疲勞斷口形貌特征疲勞斷口形貌特征與分析課堂教學(xué)，PPT電子課件5.2疲勞曲線及基本疲勞力學(xué)性能0.5疲勞曲線的測(cè)定，循環(huán)疲勞極限，疲勞圖，疲勞過(guò)載，疲勞缺口敏感度疲勞圖，疲勞過(guò)載，疲勞缺口敏感度課堂教學(xué)，PPT電子課件5.3疲勞裂紋擴(kuò)展速率及疲勞門檻值1疲勞裂紋擴(kuò)展速率曲線分析，Paris公式，過(guò)載峰概念工程疲勞門檻值，疲勞裂紋擴(kuò)展壽命估算5.4疲勞過(guò)程及機(jī)理1疲勞裂紋萌生，疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程機(jī)理Cottrell-Hull模型，Laird疲勞裂紋擴(kuò)展模型5.5影響疲勞強(qiáng)度的主要因素0.5表面狀態(tài)，殘余應(yīng)力，材料組織與成分無(wú)5.6低周疲勞1.5低周疲勞，缺口試樣疲勞壽命估算，低周沖擊疲勞，熱疲勞金屬循環(huán)硬化和軟化，缺口機(jī)件疲勞壽命估算第6章金屬應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂16.1應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕概念應(yīng)力腐蝕機(jī)制課堂教學(xué)，PPT電子課件6.2氫脆氫脆類型，與氫脆機(jī)制氫致延滯斷裂機(jī)制課堂教學(xué)，PPT電子課件第7章金屬磨損和接觸疲勞17.1磨損概念磨損類型，磨損曲線，耐磨性課堂教學(xué)，PPT電子課件7.2磨損模型粘著磨損，磨粒磨損，沖蝕磨損比較不同條件下磨損特征課堂教學(xué)，PPT電子課件7.3磨損試驗(yàn)方法磨損試驗(yàn)機(jī)與磨損評(píng)定方法無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件7.4金屬接觸疲勞接觸疲勞現(xiàn)象，接觸應(yīng)力，接觸破壞機(jī)理，接觸疲勞試驗(yàn)方法，影響接觸疲勞壽命的因素接觸應(yīng)力第8章金屬的高溫力學(xué)性能18.1金屬的蠕變現(xiàn)象等強(qiáng)溫度，蠕變曲線，無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件8.2蠕變變形與蠕變斷裂蠕變變形和蠕變斷裂機(jī)制蠕變變形機(jī)制包括：①位錯(cuò)滑移蠕變，②擴(kuò)散蠕變課堂教學(xué)，PPT電子課件8.3金屬高溫力學(xué)性能指標(biāo)及其影響因素蠕變極限，持久強(qiáng)度極限，剩余應(yīng)力，影響高溫力學(xué)性能因素應(yīng)力-蠕變速率曲線，應(yīng)力-時(shí)間曲線，應(yīng)力松弛曲線，課堂教學(xué)，PPT電子課件注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求《材料力學(xué)性能與測(cè)試》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程；為強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中安排了3次，合計(jì)6個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程。通過(guò)這些實(shí)踐訓(xùn)練，有助于學(xué)生將其所學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，使學(xué)生能熟練測(cè)定與閱讀材料力學(xué)性能的指標(biāo)，同時(shí)具備分析工程材料破壞失效原因的能力。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容：1、單向靜拉伸載荷下金屬的力學(xué)性能的測(cè)定與分析（2學(xué)時(shí)）①介紹標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸要求，試樣的基本制備方法，測(cè)試基本原理與方法，試驗(yàn)曲線分析②利用電子拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的拉伸力-伸長(zhǎng)量曲線；依據(jù)試樣和所測(cè)曲線算出抗拉強(qiáng)度σb，屈服強(qiáng)度σ0.2和斷后伸長(zhǎng)率δ等力學(xué)性能指標(biāo)。③按照要求，撰寫出試驗(yàn)報(bào)告2、金屬的硬度測(cè)定（2學(xué)時(shí)）①按照硬度測(cè)試要求，準(zhǔn)備相關(guān)樣品（注意：樣品厚度，平整度和光潔度等）。 ②采用洛氏或布氏硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)試。介紹基本原理和測(cè)試操作要求，學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)處理與分析方法。③按照要求，撰寫出試驗(yàn)報(bào)告。 3、金屬?zèng)_擊韌性測(cè)定與斷口分析（2學(xué)時(shí)） ①闡述沖擊試驗(yàn)測(cè)試基本原理，介紹樣品尺寸要求與制備方法。 ②借助沖擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的AK值；利用肉眼及顯微鏡觀察試樣斷口形貌。 ③按照要求，撰寫出試驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)具體要求：1、相關(guān)的理論課教學(xué)完成后，才能預(yù)約實(shí)驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)以班為單位進(jìn)行預(yù)約，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每個(gè)班可分為四個(gè)小組進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，各組的人員可以互相協(xié)調(diào)。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度和實(shí)驗(yàn)老師的安排，對(duì)于不遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度等造成損失的學(xué)生，由其承擔(dān)相關(guān)的責(zé)任。4、每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的成員，根據(jù)本小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集體分析和討論，但要求每個(gè)同學(xué)必須單獨(dú)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求有學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)獨(dú)特的理解。5、建議實(shí)驗(yàn)成績(jī)占該課程最終考核成績(jī)的比例為20%。六、課程考核內(nèi)容及方式為了使最終成績(jī)能更好地反映學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力；建議本課程考核方式將采用平時(shí)表現(xiàn)考察、試驗(yàn)教學(xué)考核、期末綜合考試三結(jié)合的模式。適當(dāng)增加學(xué)習(xí)過(guò)程的考核和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核，降低期末考試成績(jī)所占比例。建議期末考試采用統(tǒng)一出題，閉卷考試，集體閱卷的形式。考核內(nèi)容考核方式成績(jī)比例（%）備注平時(shí)測(cè)試口試/作業(yè)/測(cè)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)20期末考核筆試測(cè)驗(yàn)60七、大綱主撰人：譚澄宇許曉嫦陶穎大綱審核人：周宏明“電子信息材料”課程教學(xué)大綱一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：060105Z10課程名稱：電子信息材料/Electronicinformationmaterials課程類別：學(xué)科專業(yè)課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生建議教材及參考書：（1）

干福熹，王陽(yáng)元，信息材料，天津，天津大學(xué)出版社，2000年（2）雷智，張靜全，信息材料，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009年（3）樊慧慶，電子信息材料，國(guó)防工業(yè)出版社，2012年（4）DonaldA.NeamensemiconductorPhysicsanddevices-BasicprinciplesMcGrawHill出版,1998（5）S.O.Kasap,PrinciplesofElectronicMaterialsandDevicesMcGramHill出版第二版.2000二、課程設(shè)置的目的、意義現(xiàn)代信息與電子系統(tǒng)的發(fā)展離不開電子信息材料與元器件，電子信息材料的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和新的合成工藝日新月異。從未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，我國(guó)已成為世界電子信息材料和元器件的重要生產(chǎn)基地。本課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的四年制本科生選修的一門專業(yè)課，也是全校本科大材料類專業(yè)（包括：機(jī)械、電子材料、化學(xué)化工、物理、環(huán)境資源）的本科生、研究生的選修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠初步了解電子信息材料制備、結(jié)構(gòu)分析、信息材料性能表征等相關(guān)知識(shí)，認(rèn)知現(xiàn)今社會(huì)新型電子信息材料的研究進(jìn)展和應(yīng)用領(lǐng)域，掌握半導(dǎo)體發(fā)光材料、光纖材料、大規(guī)模集成電路等信息材料的制備過(guò)程及特點(diǎn)。三、課程目標(biāo)3.1課程教學(xué)目標(biāo)本課程主要是要科學(xué)地、系統(tǒng)地初步闡明電子信息材料的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握一定的電子信息材料的基本知識(shí)，分析涉及聲、光、電、磁等信息材料制備過(guò)程中復(fù)雜問題的能力，其主要教學(xué)目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，初步了解電子信息材料的基本框架，初步掌握電子信息材料中半導(dǎo)體、光導(dǎo)纖維等基礎(chǔ)材料所需的典型制備工藝。能夠運(yùn)用所學(xué)到知識(shí)分析材料組成-結(jié)構(gòu)-性能及其相互關(guān)系，并能掌握半導(dǎo)體電子元器件、有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)、無(wú)鉛電子焊料等最新研究領(lǐng)域和工藝流程。課程目標(biāo)2：能夠運(yùn)用所學(xué)的物理、化學(xué)和材料科學(xué)的知識(shí)，從微電子學(xué)角度理解和分析不同半導(dǎo)體材料的優(yōu)缺點(diǎn)，把握信息材料的發(fā)展脈搏，知曉電子信息材料制備工藝的特點(diǎn)與原理，能結(jié)合一些具體加工復(fù)雜工程問題建立解決思路并運(yùn)用材料知識(shí)來(lái)求解。課程目標(biāo)3：根據(jù)工程應(yīng)用的需要，能夠根據(jù)電子信息材料技術(shù)研究的需要選擇合適的實(shí)驗(yàn)手段對(duì)電子信息材料組元、組織結(jié)構(gòu)、性能及其相互關(guān)系，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出正確的分析，為材料的應(yīng)用提出合理建議。課程目標(biāo)4：系統(tǒng)地掌握電子信息材料基礎(chǔ)理論，掌握硅基半導(dǎo)體制備相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)理論和MOCVD等多種方法在電子信息材料制備技術(shù)中的應(yīng)用知識(shí)與應(yīng)用技巧；系統(tǒng)地掌握信息材料工程領(lǐng)域主要制備技術(shù)，深入了解新材料與新制備技術(shù)的發(fā)展方向。在培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)及本學(xué)科對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的貢獻(xiàn)，強(qiáng)調(diào)發(fā)展先進(jìn)的電子信息材料是我國(guó)自主創(chuàng)新的必有之路。沒有先進(jìn)的電子芯片及電子材料，我們的現(xiàn)代化就是空中樓閣。在教學(xué)過(guò)程強(qiáng)化民族自信和專業(yè)自信教育。3.2教學(xué)目標(biāo)對(duì)畢業(yè)生要求的支撐本課程對(duì)應(yīng)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1、5.3、12.2，具體內(nèi)容如下：畢業(yè)要求3.1：知識(shí)遷移與創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。能夠集成材料科學(xué)與工程中的設(shè)計(jì)、制備、測(cè)試與應(yīng)用多方面知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際進(jìn)行新材料、新工藝、新技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。畢業(yè)要求5.3：了解互聯(lián)網(wǎng)檢索、文獻(xiàn)檢索等本專業(yè)相關(guān)資源收集分析手段的優(yōu)勢(shì)和不足，能針對(duì)具體的材料生產(chǎn)復(fù)雜工程問題選擇合適的手段收集資源，了解現(xiàn)代工程工具在本專業(yè)的應(yīng)用，并綜合分析做出合理的預(yù)測(cè)。畢業(yè)要求12.2：能針對(duì)個(gè)人或職業(yè)發(fā)展的需求，采取合適的方法不斷學(xué)習(xí)，適應(yīng)發(fā)展。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求3.1課程教學(xué)目標(biāo)1、2、3畢業(yè)要求5.3課程教學(xué)目標(biāo)3、4畢業(yè)要求12.2課程教學(xué)目標(biāo)3、4四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)本課程分3大知識(shí)模塊：【模塊1】光電材料學(xué)基礎(chǔ)部分，涵蓋第1章、第2章、第3章、第4章、第5章。主要內(nèi)容為：第1章電子信息材料概論；第2章半導(dǎo)體發(fā)光材料；第3章，有機(jī)光電子材料；第4章激光材料；第5章光纖通信材料；【模塊2】集成電路材料部分，涵蓋第6章、第7章、第8章、第9章、主要內(nèi)容為：第6章磁性材料；第7章超導(dǎo)材料；第8章大規(guī)模集成電路材料；第9章電子焊料?！灸K3】新興電子信息材料部分，涵蓋第10章、第11章。主要內(nèi)容為第10章3D打印電子信息材料、第11章，石墨烯材料第12章，總結(jié)課，學(xué)生講述個(gè)人感興趣的電子信息材料，總結(jié)電子信息科技論文寫作，提出考核要求。具體教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)見下表：章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐第1章電子信息材料概論2無(wú)無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.1電子信息材料概念0.51.2電子信息材料發(fā)展歷程0.5電子器件與人類社會(huì)進(jìn)步的關(guān)系無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件1.3電子信息材料的新變化和新發(fā)展1石墨烯材料、OLED材料電子信息材料的新領(lǐng)域課堂教學(xué)，PPT電子課件第2章發(fā)光半導(dǎo)體2LED發(fā)光原理課堂教學(xué)，PPT電子課件2.1發(fā)光半導(dǎo)體簡(jiǎn)介及發(fā)展歷史0.5發(fā)展歷程無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件2.2半導(dǎo)體發(fā)光材料結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理0.5半導(dǎo)體發(fā)光材料的特殊結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)與發(fā)光效應(yīng)2.3半導(dǎo)體發(fā)光材料制備工藝1MOCVD制備方法無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件第3章有機(jī)發(fā)光材料4哪些有機(jī)材料可以發(fā)光及其定義，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)稱八羥基奎寧鋁結(jié)構(gòu)的理解。課堂教學(xué)，PPT電子課件31有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體概述及發(fā)展歷史1有機(jī)類發(fā)光材料課堂教學(xué)，PPT電子課件3.2半導(dǎo)體發(fā)光材料類別、發(fā)光原理1區(qū)分OLED與LED的異同理解染料等有機(jī)物發(fā)光的特殊結(jié)構(gòu)PPT電子課件，3.3有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體器件與應(yīng)用2利用視頻幫助同學(xué)理解有機(jī)發(fā)光材料的制備過(guò)程和應(yīng)用拓展無(wú)課堂視頻，PPT電子課件第4章激光材料24.1激光材料概述及發(fā)展歷程0.5激光發(fā)光的歷史無(wú)。課堂教學(xué)，PPT電子課件4.2激光發(fā)光的原理1激光發(fā)光的原子價(jià)態(tài)及三個(gè)重要闕值條件理解原子受激發(fā)射的原理課堂教學(xué)，PPT電子課件4.3激光材料的種類及應(yīng)用0.5半導(dǎo)體及氣體激光器半導(dǎo)體激光器的發(fā)光結(jié)構(gòu)。課堂教學(xué)，PPT電子課件第5章光纖通信材料25.1光纖通信的由來(lái)及發(fā)展歷程0.5光纖的試驗(yàn)無(wú)。課堂教學(xué)，PPT電子課件5.2光纖的結(jié)構(gòu)及分類0.5光纖全反射的邊界條件，光纖材料的皮層和芯層的折射率對(duì)全發(fā)射的理解及相關(guān)材料的要求。課堂教學(xué)，PPT電子課件5.3光纖材料的制備與現(xiàn)代化應(yīng)用1光纖傳輸模式及接入方法無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件第6章磁性材料4粉末多晶衍射強(qiáng)度公式的推導(dǎo)。及公式中各參數(shù)的意義。粉末多晶衍射強(qiáng)度公式的推導(dǎo)與理解。課堂教學(xué)，PPT電子課件6.1材料磁學(xué)現(xiàn)象與磁性磁性材料的概念、分類與應(yīng)用1磁性材料的原理及分類磁疇概念的解釋課堂教學(xué)，PPT電子課件6.2軟磁材料結(jié)構(gòu)、分類與應(yīng)用硬磁材料的分類與應(yīng)用1軟磁和硬磁材料的區(qū)別。磁性材料應(yīng)用視頻，PPT電子課件6.3磁學(xué)的各種物理效應(yīng)及應(yīng)用磁性液體的概念、原理及應(yīng)用1磁性液體的提出及解釋磁性材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。課堂教學(xué)，PPT電子課件6.4磁記錄材料的原理與應(yīng)用1不同磁性記錄材料的類別磁光效應(yīng)的轉(zhuǎn)換課堂教學(xué)，PPT電子課件第7章超導(dǎo)材料2PDF卡片；PDF卡片索引（卡納瓦特?zé)o機(jī)索引、芬克無(wú)機(jī)索引）；索引規(guī)則；物相分析的一般步驟；定性相分析時(shí)應(yīng)該注意的問題。索引規(guī)則的理解；定性相分析應(yīng)該注意的問題。課堂教學(xué)，PPT電子課件7.1超導(dǎo)材料的概念及發(fā)展歷程0.5低溫超導(dǎo)的提出及高溫超導(dǎo)的發(fā)展。無(wú)視頻，PPT電子課件7.2超導(dǎo)的原理及材料結(jié)構(gòu)特征1低溫超導(dǎo)過(guò)程中的庫(kù)伯對(duì)的作用量子化的引入及其在低溫超導(dǎo)中的庫(kù)伯對(duì)課堂教學(xué)，PPT電子課件7.3超導(dǎo)材料和器件的應(yīng)用及發(fā)展0.5高溫超導(dǎo)材料的發(fā)展及超導(dǎo)材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用無(wú)視頻，PPT電子課件、學(xué)生的PPT報(bào)告第8章大規(guī)模集成電路材料4二級(jí)管、三級(jí)管等半導(dǎo)體材料及超大規(guī)模集成電路的制備無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件8.1半導(dǎo)體材料1半導(dǎo)體現(xiàn)象及其特殊材料結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料的特殊性視頻，PPT電子課件8.2二極管材料1二極管的PN結(jié)及其材料硅基、鍺基半導(dǎo)體課堂教學(xué)，PPT電子課件8.3三級(jí)管材料1三級(jí)管的柵極等與材料的關(guān)系放大電路的建立視頻，PPT電子課件8.4大規(guī)模集成電路1大規(guī)模集成電路的制備方法印刷電路的制備方法課堂教學(xué)，PPT電子課件第9章電子焊料4無(wú)鉛電子焊料的成分設(shè)計(jì)無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件9.1焊接方法介紹及電子焊料的概念1各種焊接方法的解釋電器中的回流焊視頻，PPT電子課件9.2電子焊料的發(fā)展歷程、分類1電子焊料的分類及無(wú)鉛化無(wú)鉛化的設(shè)計(jì)思想課堂教學(xué)，PPT電子課件9.3電子焊料的制備方法及測(cè)試分析1實(shí)際工廠中的電子焊料性能分析及表征無(wú)鉛焊料的優(yōu)缺點(diǎn)及表征課堂教學(xué)，PPT電子課件、學(xué)生的PPT報(bào)告9.4典型工廠樣品分析1借助典型工廠樣品，分析其金相組織、斷口形貌、融化曲線等電子焊料分析表征方法討論，PPT電子課件第10章3D打印材料23D打印的制備方法增材制備方法的實(shí)現(xiàn)視頻，PPT電子課件10.13D打印的概念及歷程0.53D打印的發(fā)展歷程課堂教學(xué)，PPT電子課件10.23D打印的制備方法0.5制備方法的異同無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件10.33D打印的應(yīng)用領(lǐng)域及新進(jìn)展13D打印在電子領(lǐng)域的新應(yīng)用3D打印在電子領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)課堂教學(xué)，PPT電子課件第11章石墨烯材料2石墨烯的基本結(jié)構(gòu)特征無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件11.1石墨烯概念的提出0.5石墨烯的結(jié)構(gòu)石墨烯的特征結(jié)構(gòu)課堂問題研討、學(xué)生的PPT報(bào)告11.2石墨烯的發(fā)展歷程0.5石墨烯的發(fā)展諾貝爾獎(jiǎng)得主的方法課堂教學(xué)，PPT電子課件11.3石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域1石墨烯在顯示技術(shù)中的應(yīng)用無(wú)課堂教學(xué)，PPT電子課件第12課總結(jié)課電子信息類科技型綜述論文的寫作2電子信息類科技型綜述論文的分類，查詢方法，寫作方法與規(guī)范，論文考核的要求課堂教學(xué)，PPT電子課件注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求六、課程考核內(nèi)容及方式考核內(nèi)容考核方式成績(jī)比例（%）備注課堂測(cè)評(píng)測(cè)驗(yàn)20平時(shí)測(cè)試口試、講座20期末考核綜述論文60七、大綱主撰人：王斌余琨大綱審核人：周宏明“金屬材料及熱處理I”課程教學(xué)大綱一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：060106Z10課程名稱（中/英文）：金屬材料及熱處理/MetallicMaterialsandHeat-Treatment課程類別：必修/學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：80/5先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)教材、教學(xué)參考書：1、李松瑞主編，《金屬熱處理》，冶金工業(yè)出版社2、崔振鐸劉華山主編，《金屬材料及熱處理》，中南大學(xué)出版社3、肖紀(jì)美，合金與相變，冶金工業(yè)出版社徐祖耀，相變?cè)?，科學(xué)出版社4、H.K.D.H.BhadeshiaandR.W.K.Honeycombe,“SteelsMicrostructureandProperties”，3rdEd.,ElsevierLtd.,20065、J.W.Martin,R.D.Doherty,andB.Cantor,“StabilityofMicrostructureinMetallicSystems”,2ndEd.,CambridgeUniversityPress,1997二、課程設(shè)置的目的意義《金屬材料及熱處理》是材料科學(xué)與工程專業(yè)，特別是金屬材料專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程結(jié)合相圖和相變知識(shí)，簡(jiǎn)要介紹金屬材料合金化的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)闡明有色金屬合金及鋼熱處理的基本原理，解析金屬材料的成分、組織、熱處理和性能之間的關(guān)系以及利用這些關(guān)系來(lái)改變金屬材料性能的工藝途徑。通過(guò)該課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)結(jié)合相圖及熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析，利用固態(tài)相變的基本理論來(lái)分析金屬材料在熱處理工藝中的組織與性能變化，了解金屬材料的組成、組織、生產(chǎn)工藝及性能（服役）之間的關(guān)系。三、課程的基本要求(按照本專業(yè)培養(yǎng)方案的培養(yǎng)要求，參照培養(yǎng)方案中課程體系與培養(yǎng)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣，闡述本課程所承載的知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的具體要求。)3.1課程教學(xué)目標(biāo)本課程結(jié)合相圖和相變知識(shí)，簡(jiǎn)要介紹金屬材料合金化的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)闡明有色金屬合金及鋼鐵熱處理的基本原理，解析金屬材料的成分、熱處理、組織和性能之間的關(guān)系以及利用這些關(guān)系來(lái)改變金屬材料性能的工藝途徑。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用熱處理知識(shí)分析材料在熱處理中組織演變與性能調(diào)控的能力，其主要教學(xué)目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：理解固態(tài)轉(zhuǎn)變中的相圖熱力學(xué)與相變動(dòng)力學(xué)，以及固態(tài)轉(zhuǎn)變中的組織演變規(guī)律。課程目標(biāo)2：認(rèn)識(shí)并靈活運(yùn)用合金成分-工藝-組織-性能之間的關(guān)系，掌握通過(guò)適當(dāng)熱處理調(diào)控組織結(jié)構(gòu)、并進(jìn)一步調(diào)控合金性能的原理與方法。課程目標(biāo)3：通過(guò)典型實(shí)際合金（基體無(wú)多形性轉(zhuǎn)變的鋁合金、銅合金管、鎂合金等和基體有多型性轉(zhuǎn)變的鋼鐵、鈦合金等）生產(chǎn)工藝（熱處理）介紹，了解針對(duì)不同需求的實(shí)際合金生產(chǎn)的多樣性和復(fù)雜性，了解熱處理工藝制定的原理、原則與方法。3.2教學(xué)目標(biāo)對(duì)畢業(yè)生要求的支撐本課程對(duì)應(yīng)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.5、3.3、4.3和5.1，具體內(nèi)容如下：畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.5：掌握解決本專業(yè)復(fù)雜工程問題所必須的專業(yè)知識(shí)，能夠運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)與相關(guān)自然科學(xué)知識(shí)對(duì)材料生產(chǎn)方案進(jìn)行初步評(píng)估；能夠運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)材料生產(chǎn)過(guò)程多因素影響工藝模型選用合適的方法求解和評(píng)估。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3：具有材料科學(xué)與工程全過(guò)程方案設(shè)計(jì)及評(píng)估能力。能夠根據(jù)產(chǎn)品和工程要求完成包括設(shè)備配置和系統(tǒng)優(yōu)化的全過(guò)程工藝方案設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)和滿足全過(guò)程多因素制約條件，并能夠分析闡明設(shè)計(jì)方案的合理性。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.3：具有研發(fā)新材料、新工藝的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，能根據(jù)材料性能的要求，設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案進(jìn)行材料制備研究，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，綜合多方信息對(duì)方案和工藝參數(shù)進(jìn)行評(píng)估得到有效的結(jié)論。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.1：系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)理論，掌握相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)理論和現(xiàn)代分析方法在材料制備技術(shù)中的應(yīng)用知識(shí)與應(yīng)用技巧；系統(tǒng)地掌握材料工程領(lǐng)域主要制備技術(shù)，深入了解新材料與材料加工新技術(shù)的發(fā)展方向。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求1.5課程教學(xué)目標(biāo)1、2畢業(yè)要求3.3課程教學(xué)目標(biāo)2、3畢業(yè)要求4.3課程教學(xué)目標(biāo)2、3畢業(yè)要求5.1課程教學(xué)目標(biāo)3四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)本課程分4大知識(shí)模塊：【模塊1】固態(tài)相變基本，涵蓋第1章。主要內(nèi)容為：相變熱力學(xué)、相變動(dòng)力學(xué)（形核與長(zhǎng)大、相變速度）【模塊2】基體無(wú)多形性轉(zhuǎn)變的合金熱處理，涵蓋第2章、第3章、第4章、第10章。主要內(nèi)容為：均勻化退火、回復(fù)與再結(jié)晶退火、淬火與時(shí)效、形變熱處理?！灸K3】基體有多形性轉(zhuǎn)變的合金熱處理，涵蓋第5章、第6章、第7章、第8章、第9章。主要內(nèi)容為：退火與正火、淬火與回火、等溫淬火、表面淬火、化學(xué)熱處理、形變熱處理。【模塊4】金屬材料概述，涵蓋第10章。主要內(nèi)容為：合金化原理、鋁合金、銅合金、鎂合金、難容金屬、鋼鐵材料。章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課（含研討）實(shí)踐緒論22課堂教學(xué)，PPT電子課件第1章固態(tài)相變?cè)?6(1)相變熱力學(xué)原理形核驅(qū)動(dòng)力、阻力1.1概述1課堂教學(xué)，PPT電子課件1.2新相形核與長(zhǎng)大33(0.5)相變熱力學(xué)分析形核熱力學(xué)計(jì)算、形貌控制課堂教學(xué)，PPT電子課件1.3相變動(dòng)力學(xué)22(0.5)課堂教學(xué)，PPT電子課件第2章均勻化退火55(0.5)2.1鑄錠中非平衡組織的類型、特點(diǎn)、危害和產(chǎn)生的原因33(0.5)退火前后組織變化非平衡組織產(chǎn)生原因課堂教學(xué)，PPT電子課件2.2均勻化退火工藝選擇與制訂原則22課堂教學(xué)，PPT電子課件第3章回復(fù)與再結(jié)晶退火1010(1)回復(fù)與再結(jié)晶時(shí)的組織變化(晶粒內(nèi)外)再結(jié)晶影響因素分析3.1冷變形金屬在退火過(guò)程中的組織變化概述22課堂教學(xué)，PPT電子課件3.2冷變形金屬回復(fù)過(guò)程中的性能變化11退火時(shí)力學(xué)性能變化總趨勢(shì)回復(fù)退火硬化現(xiàn)象課堂教學(xué)，PPT電子課件3.3再結(jié)晶：組織變化過(guò)程66(1)新晶粒產(chǎn)生與長(zhǎng)大新晶粒形成機(jī)制課堂教學(xué)，PPT電子課件3.4回復(fù)與再結(jié)晶工藝11課堂教學(xué)，PPT電子課件第4章基體無(wú)多形性轉(zhuǎn)變的合金的淬火與時(shí)效119(1)2脫溶序列與脫溶組織脫溶組織與脫溶機(jī)制4.1固溶處理前后組織與性能變化分析11課堂教學(xué)，PPT電子課件4.2脫溶序列與相變機(jī)制22(0.5)課堂教學(xué)，PPT電子課件4.3脫溶組織特征分析33普遍脫溶與局部脫溶晶界無(wú)沉淀帶課堂教學(xué)，PPT電子課件4.4時(shí)效前后性能變化22課堂教學(xué)，PPT電子課件4.5淬火與時(shí)效工藝選擇21(0.5)影響時(shí)效效果的因素課堂教學(xué)，PPT電子課件第5章鋼鐵的退火與正火97(0.5)2鋼鐵加熱與冷卻過(guò)程中的組織變化多形性轉(zhuǎn)變先共析相形態(tài)變化5.1鋼加熱與冷卻過(guò)程中的組織變化66(0.5)冷卻時(shí)先共析相形態(tài)變化課堂教學(xué)，PPT電子課件5.2普通退火、球化退火、正火工藝312球化退火課堂教學(xué)，PPT電子課件第6章鋼的淬火與回火2018(1)2淬火組織、回火組織馬氏體、回火馬氏體、貝氏體組織的形成及形貌特征6.1馬氏體相變特征22相變熱力學(xué)原理相變晶體學(xué)課堂教學(xué)，PPT電子課件6.2鋼中馬氏體相變35(0.5)馬氏體形態(tài)影響因素、力學(xué)性能奧氏體熱穩(wěn)定化課堂教學(xué)，PPT電子課件6.3鋼的馬氏體淬火：淬透性、淬火工藝532淬透性與淬硬性淬透性課堂教學(xué)，PPT電子課件6.4等溫淬火及工藝55貝氏體形成與形貌貝氏體與馬氏體、珠光體的關(guān)系課堂教學(xué)，PPT電子課件6.5淬火鋼的回火44(0.5)回火過(guò)程中的組織與性能變化分析回火脆性課堂教學(xué)，PPT電子課件6.6鋼的淬火硬化與時(shí)效硬化11課堂教學(xué)，PPT電子課件第7章鋼的表面淬火11表面淬火后的組織在工件各部位中的變化組織隨距離的變化分析課堂教學(xué)，PPT電子課件第8章化學(xué)熱處理：滲碳、滲氮、碳氮共滲22化學(xué)熱處理后的組織變化滲層組織分析課堂教學(xué)，PPT電子課件第9章形變熱處理4晶體缺陷對(duì)相變動(dòng)力學(xué)的影響形變對(duì)相變動(dòng)力學(xué)的影響9.1熱變形過(guò)程中的組織變化11動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶亞動(dòng)態(tài)回復(fù)與亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶課堂教學(xué)，PPT電子課件9.2時(shí)效性合金的形變熱處理22各種形變熱處理工藝課堂教學(xué)，PPT電子課件9.3馬氏體型合金的形變熱處理11課堂教學(xué)，PPT電子課件第10章合金化原理及合金介紹8810.1合金化原理21相圖、合金相形成規(guī)律課堂教學(xué)，PPT電子課件10.2鋁合金及其合金元素32課堂教學(xué)，PPT電子課件10.3銅合金、鎂合金11課堂教學(xué)，PPT電子課件10.4鋼鐵材料11課堂教學(xué)，PPT電子課件10.5難容金屬11課堂教學(xué)，PPT電子課件機(jī)動(dòng)2注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求本課程是一門工程性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，安排了3個(gè)極具代表性的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)該對(duì)金屬熱處理的基本原理在材料生產(chǎn)中的運(yùn)用有較全面的理解，對(duì)于材料的成分、工藝、組織與性能之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深，且對(duì)于金屬材料熱處理工藝的制訂原則有一定了解。實(shí)驗(yàn)具體要求：1、相關(guān)的理論課教學(xué)完成后，才能預(yù)約實(shí)驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)以實(shí)際上課班為單位進(jìn)行預(yù)約，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每個(gè)班分為四個(gè)組進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，各組的人員可以互相協(xié)調(diào)。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度和實(shí)驗(yàn)老師的安排，對(duì)于不遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度等造成損失的學(xué)生，由其承擔(dān)相關(guān)的責(zé)任。4、每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的成員，根據(jù)本小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集體分析和討論，但要求每個(gè)同學(xué)必須單獨(dú)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求有學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)獨(dú)特的理解。5、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占平時(shí)成績(jī)的比例由授課老師和實(shí)驗(yàn)老師協(xié)商后確定。實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)1：鋁合金的淬火與時(shí)效，2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)2：普通碳鋼的退火與正火，2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)3：不同成分的碳鋼的淬火與回火，2學(xué)時(shí)六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定根據(jù)課程類型、課程性質(zhì)、課程內(nèi)容及特點(diǎn)，確定適合的考核內(nèi)容、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定?？己藘?nèi)容重點(diǎn)考核學(xué)生獲取知識(shí)的能力、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力等；考核方式采用多種形式（筆試、口試、答辯、測(cè)驗(yàn)、論文等）、多個(gè)階段（平時(shí)測(cè)試、作業(yè)測(cè)評(píng)、課外閱讀、社會(huì)實(shí)踐、期末考核等）、多種類型（作品、課堂實(shí)訓(xùn)、課堂討論、社會(huì)調(diào)查、競(jìng)賽等）等全過(guò)程的考核；成績(jī)?cè)u(píng)定加大過(guò)程考核及階段性考核成績(jī)比例（原則上≥40%），減少期末成績(jī)的占分比例?？己藘?nèi)容考核方式成績(jī)比例（%）備注作業(yè)測(cè)評(píng)出勤、口試、討論30平時(shí)測(cè)試實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、報(bào)告10期末考核筆試60七、大綱主撰人：劉華山大綱審核人：李勁風(fēng)“金屬材料及熱處理II”課程教學(xué)大綱一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：060107Z10課程名稱：金屬材料及熱處理II/MetalMaterialsandHeatTreatmentⅡ課程類別：學(xué)科專業(yè)課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3先修課程：物理化學(xué)，材料科學(xué)基礎(chǔ)（物理冶金基礎(chǔ)、金屬學(xué)原理），金屬力學(xué)性能，金屬熔煉與鑄造適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生建議教材及參考書：（1）李松瑞主編，《金屬熱處理》，冶金工業(yè)出版社；（2）崔振鐸劉華山主編，《金屬材料及熱處理》，中南大學(xué)出版社二、課程設(shè)置的目的、意義《金屬材料及熱處理II》是材料科學(xué)與工程專業(yè)，特別是金屬材料學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)課程，同時(shí)也是材料加工、材料物理專業(yè)重要的專業(yè)選修課。本課程系統(tǒng)講授金屬（合金）材料熱處理的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)闡明基于無(wú)多型性轉(zhuǎn)變合金（以鋁合金為例）的均勻化退火、再結(jié)晶退火及固溶淬火時(shí)效過(guò)程中的組織性能變化的基本原理，以及鋼鐵退火加熱冷卻、淬火、回火過(guò)程中的組織性能變化的基本原理。通過(guò)本課程內(nèi)容學(xué)習(xí)，解析金屬材料的成分、組織、熱處理和性能之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生如下基本能力：通過(guò)改變熱處理工藝，改善合金組織，從而提高合金的性能。三、課程目標(biāo)3.1課程對(duì)畢業(yè)生能力支撐3.1課程教學(xué)目標(biāo)本課程結(jié)合相圖和相變知識(shí)，簡(jiǎn)要介紹金屬材料合金化的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)闡明有色金