《材料科學基礎 (2)》課程教學大綱

《材料科學基礎》課程教學大綱課程編號：04310264課程性質(zhì)：專業(yè)方向課適合專業(yè)：新能源科學與工程先修課程：固體物理學開設學期：第五學期考核方式：閉卷考試總學時數(shù)：72學分：4（一）課程教學目標通過本課程的學習，使學生加深對固體學知識的理解，掌握能帶理論等基本的理論，掌握分析材料性能產(chǎn)生原因的基本技能，提高學生的理解能力及材料設計能力。（二）課程的目的與任務材料物理是應用物理學專業(yè)一門專業(yè)基礎課，通過對本課程的學習有助于該專業(yè)的學生鞏固大學四年來所學的基礎知識，在課程教學和實踐過程中，能夠培養(yǎng)學生學習和工作的能力，掌握必要的工作技能，對于學生今后就業(yè)或創(chuàng)業(yè)發(fā)揮著重要的作用。在當今科技迅速發(fā)展的年代，培養(yǎng)出適合材料學發(fā)展的應用型人才。（三）理論教學的基本要求學習了本課程以后，使學生在知識面方面得到擴展，在基本技能方面得到提高，到獨立調(diào)研文獻和市場分析的能力。了解材料的分類標準；理解材料學的基本理論，理解材料學在科學技術發(fā)展的重要作用；掌握相應的材料制備技術和分析方法。（四）實踐教學要求（包括但不限于以下內(nèi)容）18學時的實驗，按照實驗課程標準開設。實驗項目編號實驗項目名稱實驗內(nèi)容提要學時分配實驗類型每組人數(shù)必開/選開0431026401掃描電鏡在材料表面形貌觀察了解掃描電鏡的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握掃描電鏡的功能和用途；了解掃描電鏡對樣品的要求以及如何制備樣品。6綜合性2必開0431026402X射線衍射原理與材料物相分析學習了解X射線衍射儀的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握X射線衍射物相定性分析的方法和步驟；學會用PDF（ASTM）卡片及索引以及JADE軟件對多相物質(zhì)進行物相分析6綜合性2必開0431026403紅外光譜的研究掌握紅外光譜儀基本原理；掌握紅外光譜儀的測試步驟；了解簡單的光譜分析6綜合性2必開（五）教學學時分配數(shù)章次各章名稱總學時學時分配講課實驗上機課外小計1第一章材料引言1212122第二章材料結(jié)構(gòu)1266123第三章晶體結(jié)構(gòu)16106164第四章晶體缺陷1616165第五章相圖8268復習與習題課888總計72541872（六）大綱內(nèi)容第一章材料引言教學目的與要求：要求學生了解材料的分類，掌握材料學的研究方法，達到能夠獨立設計材料的能力，能應用所學知識對材料學問題進行解釋。教學重點：材料的發(fā)展歷程、材料的分類、納米材料、聚合物材料、金屬鑄造工藝、材料的環(huán)境效應、生物醫(yī)學材料教學難點：半導體材料的導電理論、金屬相變理論、磁性理論第二章材料結(jié)構(gòu)教學目的與要求：要求學生了解材料結(jié)構(gòu)的基本知識，掌握原子核外電子的排布規(guī)則，能熟練計算原子間化學鍵的鍵能大小和電負性。教學重點：原子間的化學鍵、電子的排布規(guī)律、離子鍵、共價鍵、分子鍵和氫鍵教學難點：化學鍵鍵能的計算、金屬鍵第三章晶體結(jié)構(gòu)教學目的與要求：要求學生了解晶體結(jié)構(gòu)的分類，掌握晶面和晶面間距的算法，能熟練運用晶體學理論進行材料設計，能解釋材料的硬度和熔點與晶體微結(jié)構(gòu)的關系。教學重點：晶體結(jié)構(gòu)的特點、七大晶系十四種空間點陣、晶體中質(zhì)點的堆積、晶格填充率、晶向指數(shù)和晶面指數(shù)教學難點：晶體相變、晶帶軸定律的應用、晶面間距的計算第四章晶體缺陷教學目的與要求：要求學生了解晶體缺陷的形成原因，掌握晶體缺陷的分類，能熟練運用晶體學理論對晶體缺陷的數(shù)量進行控制。教學重點：點缺陷、熱缺陷、非化學計量缺陷、雜質(zhì)缺陷教學難點：缺陷反應方程式、缺陷濃度的計算第五章相圖教學目的與要求：要求學生了解相圖的基本理論，掌握相變的條件，能運用相變理論對物質(zhì)的相進行控制。教學重點：相律、一元相圖、二元相圖、三元相圖教學難點：晶體的析晶過程、三元相圖理論（七）課程有關說明課程大綱的設置為專業(yè)服務，堅持以就業(yè)為導向，加強對學生應用能力的培養(yǎng)，提高學生的素養(yǎng)，與同事和睦相處的能力，加強強化職業(yè)道德建設。面對當今科技社會，培養(yǎng)出適應21世紀社會對材料要求的人才，建立完善的《納米材料與應用》的教學大綱。根據(jù)新的教學大綱要求，參考國內(nèi)有關教材，結(jié)合新的教學理念、方法和手段，編寫新教材。在進行本課程學習前應結(jié)合材料物理學、固體物理學等課程進行學習，積極應用所學知識分析影響材料性能的因素。在教學過程中難點和重點突出，對于重點和難點要用心講解，做到深入淺出。考核方式將閉卷考試和課堂考察相結(jié)合，加強對學生綜合能力的培養(yǎng)。（八）主要教學方法與媒體要求拓展教學方法，在做好課堂教學的同時，調(diào)動學生的積極性開展課堂討論，并積極應用新的教學方法和教學手段。（九）使用教材及主要參考書1.趙品主編：《材料科學基礎》（第1版），武漢理工大學出版社，1999年8月版。2.謝希文主編：《材料科學基礎》（第1版），武漢理工大學出版社，1999年1月版。3.莫淑華主編：《材料科學基礎》（第1版），哈爾濱工業(yè)大學出版社，2012年8月版。4.曾燕偉主編：《材料科學基礎》（第1版），武漢理工大學出版社，2015年3月版。（十）推薦的教學網(wǎng)站和相關專業(yè)文獻網(wǎng)站相關專業(yè)課程教師建設的網(wǎng)絡空間。（十一）其他通過開展課堂討論加深學生對所學知識的理解，并培養(yǎng)學生實事求是勇于創(chuàng)新的精神，合理布