《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息

中文名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)

英文名稱：FundamentalsofMaterialsScience

課程編號：0803121B

課程類型：專業(yè)必修課

總學(xué)時(shí)數(shù)：90

總

學(xué)

分：6學(xué)分

適用專業(yè)：材料化學(xué)及材料科學(xué)與工程專業(yè)

先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理，無機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，物理化學(xué)

開課院系：應(yīng)用化學(xué)系

二、課程的性質(zhì)和任務(wù)

本課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。與硅酸鹽熱工基礎(chǔ)、材料現(xiàn)代研究方法、無機(jī)材料物理性能、無機(jī)材料機(jī)械與熱工設(shè)備等共同構(gòu)成材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)體系。該課程是學(xué)生學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)其他專業(yè)課的基礎(chǔ)，也是今后從事材料研究與制備工作的基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求第一章

材料引言

教學(xué)內(nèi)容：本章應(yīng)了解材料科學(xué)的內(nèi)涵及材料科學(xué)在工程中的作用、材料的選擇；理解材料組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、工藝、環(huán)境間的關(guān)系；掌握材料的分類。重點(diǎn)是掌握材料的分類。難點(diǎn)是材料組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、工藝、環(huán)境間的關(guān)系?；疽螅?/p>

了解：材料科學(xué)的內(nèi)涵及材料科學(xué)在工程中的作用、材料的選擇

理解：材料組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、工藝、環(huán)境間的關(guān)系掌握：材料的分類。重點(diǎn)是掌握材料的分類重難點(diǎn)：材料組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、工藝、環(huán)境間的關(guān)系。

第二章

晶體結(jié)構(gòu)

教學(xué)內(nèi)容：

1.

晶體學(xué)基礎(chǔ)

2.

金屬的晶體結(jié)構(gòu)

3.

合金相結(jié)構(gòu)基本要求：

理解：晶體的物理性能與晶體對稱性的關(guān)系、晶體中質(zhì)點(diǎn)的結(jié)合力與結(jié)合能、晶體中質(zhì)點(diǎn)的堆積、單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)；高分子材料結(jié)構(gòu)掌握：結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)有關(guān)的基本概念，建立理想晶體中質(zhì)點(diǎn)空間排列的立體圖形；典型無機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)重難點(diǎn)：重點(diǎn)是晶體的基本概念與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及其之間的關(guān)系、典型無機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)；難點(diǎn)是晶體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體中質(zhì)點(diǎn)的堆積。第三章

晶體結(jié)構(gòu)缺陷

教學(xué)內(nèi)容：

1.

點(diǎn)缺陷

2.

位錯(cuò)

3.

表面與界面基本要求：

理解：面缺陷的概念掌握：點(diǎn)缺陷的概念、缺陷類型、熱缺陷及其濃度計(jì)算公式和缺陷化學(xué)反應(yīng)表示法；線缺陷的概念；

固溶體的分類、置換固溶體生成條件；非化學(xué)計(jì)量化合物缺陷。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是熱缺陷及其濃度計(jì)算公式和缺陷化學(xué)反應(yīng)表示法、固溶體的分類、置換固溶體生成條件及其中的“組分缺陷”、非化學(xué)計(jì)量化合物缺陷；難點(diǎn)是非化學(xué)計(jì)量結(jié)構(gòu)缺陷。第四章

基本動(dòng)力學(xué)過程——擴(kuò)散

教學(xué)內(nèi)容：

1.

表象理論

2.

擴(kuò)散的熱力學(xué)分析

3.

擴(kuò)散的原子理論

4.

擴(kuò)散激活能

5.

無規(guī)則行走及擴(kuò)散距離6.

影響擴(kuò)散的因素7.

反應(yīng)擴(kuò)散8.

離子晶體中的擴(kuò)散9.

高分子的分子運(yùn)動(dòng)基本要求：

了解：擴(kuò)散在材料的高溫動(dòng)力學(xué)過程中的作用理解：影響擴(kuò)散的各種因素掌握：固態(tài)擴(kuò)散的宏觀規(guī)律及其動(dòng)力學(xué)、擴(kuò)散的微觀機(jī)制及擴(kuò)散系數(shù)重難點(diǎn)：重點(diǎn)是菲克定律、固體擴(kuò)散機(jī)構(gòu)及擴(kuò)散系數(shù)、影響擴(kuò)散系數(shù)的因素；難點(diǎn)是固態(tài)擴(kuò)散的宏觀規(guī)律及其動(dòng)力學(xué)。

第五章

材料的形變與再結(jié)晶

教學(xué)內(nèi)容：

1.

彈性和粘彈性

2.

晶體的塑性變形

3.

回復(fù)和再結(jié)晶

4.

熱變形與動(dòng)態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶5.

陶瓷材料變形的特點(diǎn)6.

高聚物變形的特點(diǎn)基本要求：

了解：屈服現(xiàn)象與應(yīng)變時(shí)效及其對實(shí)際生產(chǎn)的影響與消除方法；塑性變形對材料組織與性能的影響，掌握加工硬化行為與位錯(cuò)滑移的關(guān)系；冷變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化規(guī)律；晶粒正常長大的驅(qū)動(dòng)力及晶界遷移的規(guī)律；晶粒異常長大現(xiàn)象及再結(jié)晶織構(gòu)；熱加工對材料組織與性能的影響掌握：塑性變形的兩種基本形式及其機(jī)制、特點(diǎn)和區(qū)別；單晶體拉伸及壓縮時(shí)初始滑移系的確定方法及晶體轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律；派－納力的概念及其表達(dá)式的含義；多晶體、固溶體及兩相和金的塑性變形特點(diǎn)及細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化和形變強(qiáng)化的機(jī)制及強(qiáng)化效果表達(dá)式加工硬化行為與位錯(cuò)滑移的關(guān)系；回復(fù)機(jī)制即回復(fù)動(dòng)力學(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用；再結(jié)晶形核機(jī)制及再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。第六章

純晶體的凝固

教學(xué)內(nèi)容：1.

液態(tài)結(jié)構(gòu)2.

晶體凝固的熱力學(xué)條件3.

形核4.

長大5.

結(jié)晶動(dòng)力學(xué)與凝固組織基本要求：

了解：液態(tài)機(jī)構(gòu)及凝固組織掌握：晶體凝固的熱力學(xué)條件及形核長大的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，掌握凝固組織的影響因素

第七章

相平衡與相圖

教學(xué)內(nèi)容：

1.

單組元相圖及晶體的凝固

2.

二元系相圖

3.

三元系相圖基本要求：理解：典型單元、二元、三元專業(yè)相圖掌握：相圖有關(guān)基本原理及在相圖中的應(yīng)用；三元系統(tǒng)相圖重難點(diǎn)：重點(diǎn)是三元系統(tǒng)相圖；難點(diǎn)是單元、二元、三元系統(tǒng)專業(yè)相圖。四、有關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的要求

本課程主要為課堂教學(xué)，考核方法為閉卷方式，成績評定按平時(shí)40%+考試成績60%。

五、

教學(xué)課時(shí)分配

教學(xué)內(nèi)容講課時(shí)數(shù)第一章材料引言2第二章晶體結(jié)構(gòu)16第三章晶體缺陷16第四章基本動(dòng)力學(xué)過程——擴(kuò)散10第五章材料的形變與再結(jié)晶16第五章

純晶體的凝固10第五章相平衡與相圖20合計(jì)90

六、建議教材及主要參考書教

材：

胡庚祥，蔡珣，材料科學(xué)基礎(chǔ)（第三版），上海，上海交通大學(xué)出版社，2010主要參考書目：