《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，無機化學(xué)，有機化學(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、無機材料物理性能、無機材料機械與熱工設(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。重點是掌握材料的分類。難點是材料組成、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。重點是掌握材料的分類重難點：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)點的結(jié)合力與結(jié)合能、晶體中質(zhì)點的堆積、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)點空間排列的立體圖形；典型無機化合物晶體結(jié)構(gòu)、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)重難點：重點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、典型無機化合物晶體結(jié)構(gòu)、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)；難點是晶體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體中質(zhì)點的堆積。第三章

晶體結(jié)構(gòu)缺陷

教學(xué)內(nèi)容：

1.

點缺陷

2.

位錯

3.

表面與界面基本要求：

理解：面缺陷的概念掌握：點缺陷的概念、缺陷類型、熱缺陷及其濃度計算公式和缺陷化學(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)計量化合物缺陷。重難點：重點是熱缺陷及其濃度計算公式和缺陷化學(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)計量化合物缺陷；難點是非化學(xué)計量結(jié)構(gòu)缺陷。第四章

基本動力學(xué)過程——擴散

教學(xué)內(nèi)容：

1.

表象理論

2.

擴散的熱力學(xué)分析

3.

擴散的原子理論

4.

擴散激活能

5.

無規(guī)則行走及擴散距離6.

影響擴散的因素7.

反應(yīng)擴散8.

離子晶體中的擴散9.

高分子的分子運動基本要求：

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

熱變形與動態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶5.

陶瓷材料變形的特點6.

高聚物變形的特點基本要求：

了解：屈服現(xiàn)象與應(yīng)變時效及其對實際生產(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滑移的關(guān)系；冷變形金屬在加熱時組織和性能的變化規(guī)律；晶粒正常長大的驅(qū)動力及晶界遷移的規(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制、特點和區(qū)別；單晶體拉伸及壓縮時初始滑移系的確定方法及晶體轉(zhuǎn)動規(guī)律；派－納力的概念及其表達式的含義；多晶體、固溶體及兩相和金的塑性變形特點及細晶強化、固溶強化、彌散強化和形變強化的機制及強化效果表達式加工硬化行為與位錯滑移的關(guān)系；回復(fù)機制即回復(fù)動力學(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用；再結(jié)晶形核機制及再結(jié)晶動力學(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)晶動力學(xué)與凝固組織基本要求：

了解：液態(tài)機構(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：重點是三元系統(tǒng)相圖；難點是單元、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40%+考試成績60%。

五、

教學(xué)課時分配

教學(xué)內(nèi)容講課時數(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第四章基本動力學(xué)過程——擴散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：