《材料科學基礎》教學大綱

1、材料科學基礎課程教學大綱（總學時數(shù)：48，學分數(shù)：3）一、課程的性質(zhì)、目的和任務本課程是新能源科學與工程業(yè)的一門專業(yè)基礎必修課。本課程的教學任務和目的，是使學生通過學習，將金屬學、半導體材料學的基礎理論融合為一體，以研究材料共性規(guī)律，即研究材料的成分、組織結構、制備工藝和性能之間的相互關系，指導材料的設計和應用，并為學習后繼專業(yè)課程、從事材新能源科學研究和工程技術工作打下堅實的理論基礎。二、課程基本內(nèi)容和要求（一）導論了解材料的發(fā)展史、材料科學的研究對象和內(nèi)容以及學習本課程的目的意義和要求。（二）材料結構的基本知識1基本內(nèi)容原子結構、原子結合鍵、原子排列方式、晶體材料的組織、材料的穩(wěn)定結構和亞

2、穩(wěn)態(tài)結構2教學要求（1）了解物質(zhì)是由原子組成，而組成材料的各元素原子結構和原子間的鍵合是決定材料性能的重要因素。 （2）掌握物質(zhì)的組成；原子結構；原子間的鍵合；化學鍵、物理鍵和氫鍵；原子排列方式。（三）材料中的晶體結構1基本內(nèi)容晶體學基礎、純金屬的晶體結構、離子晶體的結構、共價晶體的結構2教學要求（1）了解：固態(tài)原子按其原子（或分子）聚集的狀態(tài)，可劃分為晶體與非晶體兩大類。了解材料的性能與材料各元素的原子結構和鍵合密切相關，也與固態(tài)材料中原子或分子在空間的分布排列和運動規(guī)律以及原子集合體的形貌特征密切相關。 （2）掌握：金屬的晶體結構；合金的相結構；離子晶體結構；共價晶體結構；聚合物晶態(tài)結構；

3、非晶態(tài)結構。（四）晶體缺陷1基本內(nèi)容點缺陷、位錯的基本概念、位錯的能量及其交互作用、晶體中的界面2教學要求（1）了解：實際晶體常存在各種偏離理想結構的區(qū)域晶體缺陷、了解點缺陷、線缺陷和面缺陷三類。了解晶體缺陷有利于分析研究結構敏感性能的變化規(guī)律和相變、擴散、塑性變形、再結晶以及氧化、燒結等現(xiàn)象，對探索材料晶體中的奧秘和推動材料科學的發(fā)展起著重要作用。 （2）掌握點缺陷的運動；點缺陷的平衡濃度；位錯的基本結構；位錯的運動；位錯的彈性性質(zhì)；面缺陷：晶界，孿晶界，相界，外表面。（五）材料的相結構和相圖 1基本內(nèi)容（1）材料的相結構（2）二元相圖及其類型（3）相圖的熱力學基礎2教學要求了解，掌握相圖、

4、相平衡條件；相圖的熱力學基礎（六）材料的凝固與氣相沉積1基本內(nèi)容材料凝固時晶核的形成、材料凝固時晶體的生長、共晶合金的凝固、用凝固法材料的制備技術、材料的非晶態(tài)、材料的氣固轉變、氣相沉積的材料制備技術2教學要求了解：凝固時晶核的形成，材料凝固時晶體的生長；掌握氣相沉積的材料制備技術（七）擴散與固態(tài)相變1基本內(nèi)容擴散定律及其應用、擴散機制、影響擴散的因素與擴散驅(qū)動力、固態(tài)相變中的形核、固態(tài)相變的晶體生長2教學要求了解：擴散機制及其應用；掌握：影響擴散的因素與擴散驅(qū)動力、固態(tài)相變中的形核、固態(tài)相變的晶體生長三、學時分配表序號內(nèi) 容講授課內(nèi)實踐小計1導論222材料結構的基本知識443材料中的晶體結構884晶體缺陷10105材料的相結構和相圖10106材料的凝固與氣相沉積887擴散與固態(tài)相變66合 計4848四、課程考核課程考核要求和辦法：通過平時考核與期末考試詳解和的方法，考查學生掌握基本概念和重點章節(jié)如相圖、擴散和缺陷的計算等，結合本課程知識點多的特點，要求學生能在理解的基礎上活學活用。成績評定辦法：平時考查占30%，期末考試占70%。五、有關說明（一）先修課程大學物理上，大學物理下。（二）教學建議在講授時，注意結合金屬學發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，并拓寬至半導體材料工業(yè)；認真指導學生做好作業(yè)，提高分析問題和解決問題的實際能力。（三）教學參考書