無(wú)機(jī)材料物理性能 教學(xué)大綱

無(wú)機(jī)材料物理性能一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：030305Z10課程名稱(chēng)：無(wú)機(jī)材料物理性能/PhysicalPropertiesofInorganicMaterials課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)教育課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2先修課程：大學(xué)物理，結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué)、無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專(zhuān)業(yè)：無(wú)機(jī)非金屬材料工程教材、教學(xué)參考書(shū)：（1）《無(wú)機(jī)材料物理性能》，關(guān)振鐸、張中太、焦金生編著，清華大學(xué)出版社，1992年。（2）《無(wú)機(jī)材料物理性能（第2版）》，關(guān)振鐸、張中太、焦金生編著，清華大學(xué)出版社，2011年。二、課程設(shè)置的目的意義無(wú)機(jī)材料與金屬材料、高分子材料鼎立地構(gòu)成三大固體材料。這三者的主要區(qū)別是化學(xué)鍵，即原子間的相互作用不同，因而在各種性能上有極大的差異?！稛o(wú)機(jī)材料物理性能》課程即是從組成、結(jié)構(gòu)的角度闡述無(wú)機(jī)材料的物理性能，包括力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)和電學(xué)性能以及壓電、壓磁、熱電、電光、聲光、磁光等耦合性能并闡述其發(fā)展和應(yīng)用?！稛o(wú)機(jī)材料物理性能》是無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中的主干課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握各種重要性能的基本原理及微觀機(jī)制；了解性能的測(cè)定方法以及控制和改善性能的措施；掌握各種材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，以及各性能之間的相互制約與變化規(guī)律。為從事無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)材料與功能材料及相關(guān)行業(yè)的研究開(kāi)發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。三、課程的基本要求知識(shí)要求：掌握無(wú)機(jī)非金屬材料的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、介電、磁學(xué)等性能的基礎(chǔ)知識(shí)；要求掌握各類(lèi)性能的物理意義和單位以及這些性能在實(shí)際問(wèn)題中所處的地位；掌握材料的組成、結(jié)構(gòu)、缺陷、制備工藝等對(duì)各種性能的影響規(guī)律與機(jī)制；了解無(wú)機(jī)材料各項(xiàng)性能中所涉及的主要理論與效應(yīng)，明確其基本含義與推導(dǎo)方法。能力要求：能夠熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)主要理論公式進(jìn)行推導(dǎo)；能夠熟練運(yùn)用物理知識(shí)解釋、說(shuō)明各種物理性質(zhì)的現(xiàn)象及其本質(zhì)；能夠熟練運(yùn)用化學(xué)知識(shí)理解物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)與其物理性能之間的聯(lián)系規(guī)律。明確性能參數(shù)的來(lái)源，即性能和材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的關(guān)系；掌握這些性能參數(shù)的物質(zhì)規(guī)律，從而為判斷材料優(yōu)劣，正確選擇和使用材料，改變材料性能，探索新材料、新性能、新工藝打下理論基礎(chǔ)。素質(zhì)要求：建立無(wú)機(jī)非金屬材料組成—結(jié)構(gòu)—性能—應(yīng)用的一體化觀念，可準(zhǔn)確表達(dá)無(wú)機(jī)材料物理性能所涉及的各項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容與研究方法；能準(zhǔn)確運(yùn)用相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，可與不同領(lǐng)域從業(yè)人員就無(wú)機(jī)材料物理性能專(zhuān)業(yè)問(wèn)題進(jìn)行溝通；能夠準(zhǔn)確識(shí)別、理解與無(wú)機(jī)材料各種物理性能相關(guān)的專(zhuān)業(yè)圖譜，并掌握其含義與分析、研究方法。綜合運(yùn)用先修課程的基礎(chǔ)知識(shí)，在對(duì)無(wú)機(jī)材料的原料和工藝有所理解的基礎(chǔ)上，通過(guò)課程學(xué)習(xí)建立材料從制備到性能、從性能到應(yīng)用的思維模式，提升專(zhuān)業(yè)能力和素養(yǎng)。四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)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章無(wú)機(jī)材料力學(xué)性能應(yīng)力與應(yīng)變；彈性與塑形形變；黏性流動(dòng)與高溫蠕變；斷裂強(qiáng)度；微裂紋880理論結(jié)合強(qiáng)度與格里菲斯微裂紋理論裂紋的起源與擴(kuò)展從彈性形變、塑性形變、高溫蠕變、斷裂、理論結(jié)合強(qiáng)度、微裂紋理論、裂紋的起源與生長(zhǎng)、無(wú)機(jī)材料增強(qiáng)增韌、復(fù)合材料等方面開(kāi)展教學(xué)。教學(xué)方法以講授為主，結(jié)合課堂討論、隨堂作業(yè)。教學(xué)手段為多媒體課件。第2章無(wú)機(jī)材料熱學(xué)性能熱容定律及其經(jīng)典和量子理論；固體熱膨脹機(jī)理與現(xiàn)象；固體熱傳導(dǎo)規(guī)律與機(jī)理；熱穩(wěn)定性440無(wú)機(jī)材料的熱容與熱傳導(dǎo)固體熱容的量子理論從熱容的定義與理論、熱膨脹性質(zhì)及其機(jī)理、熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律與微觀機(jī)制、熱穩(wěn)定性等方面開(kāi)展教學(xué)。教學(xué)方法以講授為主，結(jié)合課堂討論、隨堂作業(yè)。教學(xué)手段為多媒體課件。第3章無(wú)機(jī)材料光學(xué)性能光的本質(zhì)；光透過(guò)介質(zhì)的現(xiàn)象；無(wú)機(jī)材料透光性；界面反射；不透明與半透明性440介質(zhì)對(duì)光的吸收與散射吸收與散射機(jī)理從光的本質(zhì)與現(xiàn)象、介質(zhì)對(duì)光的吸收與散射、透光性、界面反射與光澤、不透明性與半透明性、顏色等方面開(kāi)展教學(xué)。教學(xué)方法以講授為主，結(jié)合課堂討論、隨堂作業(yè)。教學(xué)手段為多媒體課件。第4章無(wú)機(jī)材料電學(xué)性能電導(dǎo)物理現(xiàn)象；離子電導(dǎo)、電子電導(dǎo)與玻璃態(tài)電導(dǎo)；無(wú)機(jī)材料電導(dǎo)；半導(dǎo)體陶瓷的物理效應(yīng)660離子電導(dǎo)與電子電導(dǎo)電子電導(dǎo)的載流子濃度與遷移率從電導(dǎo)現(xiàn)象與物理特性、離子電導(dǎo)、電子電導(dǎo)、玻璃態(tài)電導(dǎo)、無(wú)機(jī)材料電導(dǎo)、半導(dǎo)體等方面開(kāi)展教學(xué)。教學(xué)方法以講授為主，結(jié)合課堂討論、隨堂作業(yè)。教學(xué)手段為多媒體課件。第5章無(wú)機(jī)材料介電性能介質(zhì)極化的物理性質(zhì)與機(jī)理；介質(zhì)損耗的表達(dá)及其規(guī)律；介電強(qiáng)度；鐵電性與壓電性機(jī)理880介質(zhì)極化與鐵電性自發(fā)極化的微觀機(jī)理從介質(zhì)極化、介質(zhì)損耗、介電強(qiáng)度、鐵電性、壓電性等方面開(kāi)展教學(xué)。教學(xué)方法以講授為主，結(jié)合課堂討論、隨堂作業(yè)。教學(xué)手段為多媒體課件。第6章無(wú)機(jī)材料磁學(xué)性能磁現(xiàn)象、本質(zhì)與分類(lèi)；磁疇與磁滯回線；鐵氧體結(jié)構(gòu)、磁性與材料220磁疇與磁滯回線磁滯回線從物質(zhì)磁性、磁疇、磁滯回線、鐵氧體結(jié)構(gòu)、鐵氧體磁性材料等方面開(kāi)展教學(xué)。教學(xué)方法以講授為主，結(jié)合課堂討論、隨堂作業(yè)。教學(xué)手段為多媒體課件。注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求無(wú)六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定教學(xué)過(guò)程中采取講授、討論、分析等方式進(jìn)行，注重過(guò)程考核，考核方式主要為隨堂點(diǎn)名、研討報(bào)告、課程論文，過(guò)程考核占總評(píng)成績(jī)的50%，期末考試占總評(píng)成績(jī)的50%。期末考試滿分100分，開(kāi)卷考試，側(cè)重于無(wú)機(jī)材料物理性能的基礎(chǔ)知識(shí)與理論掌握情況，并實(shí)際物理性能問(wèn)題分析能力，乘以系數(shù)0.5。課堂點(diǎn)名滿分100分，隨機(jī)點(diǎn)名N次（N≥5），缺勤M次，扣除M×100/N分，剩余分?jǐn)?shù)乘以系數(shù)0.1。研討報(bào)告滿分100分，分組就某一性能進(jìn)行PPT報(bào)告與研討，每人都要參加，其他組負(fù)責(zé)評(píng)分，取平均分乘以系數(shù)0.2。學(xué)術(shù)論文滿分100分，分組就某一性能完成一篇與PPT報(bào)告內(nèi)容相同的學(xué)術(shù)論文，每人都要參加，乘以系數(shù)0.2?？己朔绞娇己藘?nèi)容成績(jī)比例（%）備注隨堂點(diǎn)名學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性10%研討報(bào)告就某一性能在課堂