《材料科學(xué)基礎(chǔ)A》課程教學(xué)大綱

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)A課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程中文名稱(chēng)：材料科學(xué)基礎(chǔ)A課程英文名稱(chēng)：Fundamentals of Materials Science A編號(hào)：16043101性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)時(shí)和學(xué)分：總學(xué)時(shí)：80 總學(xué)分：5.0 理論學(xué)時(shí)：80 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0 上機(jī)學(xué)時(shí)：0 實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用學(xué)院及專(zhuān)業(yè)： 學(xué)院：材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)：材料科學(xué)與工程、無(wú)機(jī)非金屬材料工程先修課程：高等數(shù)學(xué)A、大學(xué)物理B、無(wú)機(jī)與分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)C、物理化學(xué)B開(kāi)課學(xué)院、部、中心：材料科學(xué)與工程學(xué)院、材料工程系二、課程的地位與作用本課程是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)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(wú)機(jī)材料物理

2、性能、無(wú)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(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)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(zhuān)業(yè)其他專(zhuān)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)總的目的和要求本課程教學(xué)目的是為強(qiáng)化材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。要求學(xué)生對(duì)固體材料組成、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)缺陷形成與控制、表面與界面性質(zhì)、擴(kuò)散、相平衡與相變、固相反應(yīng)、燒結(jié)等材料物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與基本理論有系統(tǒng)、深入的學(xué)習(xí)，為今后專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。各章主要教學(xué)內(nèi)容第1章 材料引言（1學(xué)時(shí)）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(lèi)。

3、重點(diǎn)是掌握材料的分類(lèi)。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。第2章 晶體結(jié)構(gòu)（15學(xué)時(shí)）本章應(yīng)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；理解晶體的物理性能與晶體對(duì)稱(chēng)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)；掌握典型無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)；理解高分子材料結(jié)構(gòu)。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(wú)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(guān)結(jié)構(gòu)、晶體中質(zhì)點(diǎn)的堆積。第3章 晶體結(jié)構(gòu)缺陷（8學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握點(diǎn)缺陷的概念、缺陷類(lèi)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；掌握線(xiàn)缺陷的概念；理

4、解面缺陷的概念；掌握固溶體的分類(lèi)、置換固溶體生成條件；掌握非化學(xué)計(jì)量化合物缺陷。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(lèi)、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。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（8學(xué)時(shí)）本章應(yīng)了解高聚物結(jié)構(gòu)；掌握非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系；理解常見(jiàn)玻璃類(lèi)型。重點(diǎn)是玻璃熔體結(jié)構(gòu)、熔體的性質(zhì)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系；難點(diǎn)是玻璃的結(jié)構(gòu)。第5章 表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（8學(xué)時(shí)）本章應(yīng)理解固體表面的基本特征；掌握晶體的表面及結(jié)構(gòu)、固體的界面及結(jié)構(gòu)；理解各種界面特性及顯微結(jié)構(gòu)；掌握潤(rùn)濕與粘附；了解測(cè)定固體表面成分和結(jié)構(gòu)的方法。重點(diǎn)固體表面

5、的基本特征及結(jié)構(gòu)、固體的界面及其結(jié)構(gòu)、潤(rùn)濕與粘附；難點(diǎn)是潤(rùn)濕與粘附。第6章 相平衡和相圖(14學(xué)時(shí))本章應(yīng)掌握相圖有關(guān)基本原理及在相圖中的應(yīng)用；掌握三元系統(tǒng)相圖；理解典型單元、二元、三元專(zhuān)業(yè)相圖。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(zhuān)業(yè)相圖。第7章 基本動(dòng)力學(xué)過(guò)程-擴(kuò)散（8學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握固態(tài)擴(kuò)散的宏觀(guān)規(guī)律及其動(dòng)力學(xué)、擴(kuò)散的微觀(guān)機(jī)制及擴(kuò)散系數(shù)；理解影響擴(kuò)散的各種因素；了解擴(kuò)散在材料的高溫動(dòng)力學(xué)過(guò)程中的作用。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(guān)規(guī)律及其動(dòng)力學(xué)。第8章 材料中的相變（8學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握相變的概念，了解相變的分類(lèi)；掌握液-固相變過(guò)

6、程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)；掌握液-液相變過(guò)程的熱力學(xué)和結(jié)晶化學(xué)觀(guān)點(diǎn)；了解分相的動(dòng)力學(xué)；理解馬氏體相變、有序-無(wú)序相變、相變與彌散強(qiáng)化。重點(diǎn)和難點(diǎn)是液相-固相的轉(zhuǎn)變、液相-液相的轉(zhuǎn)變。第9章 材料制備中的固態(tài)反應(yīng)（4學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握固相反應(yīng)的宏觀(guān)規(guī)律及其動(dòng)力學(xué)；理解影響固相反應(yīng)的各種因素；了解固相反應(yīng)在材料制備過(guò)程中的作用。重點(diǎn)是固態(tài)反應(yīng)機(jī)理和固態(tài)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；難點(diǎn)是固態(tài)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。第10章 燒結(jié)（6學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握燒結(jié)的概念、晶粒生長(zhǎng)與二次再結(jié)晶；理解固相燒結(jié)與液相燒結(jié)的四種主要燒結(jié)機(jī)理以及影響燒結(jié)的主要因素；掌握防止二次再結(jié)晶的有效方法；了解燒結(jié)過(guò)程與材料顯微結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。重點(diǎn)：燒結(jié)過(guò)程及機(jī)理、液相燒結(jié)機(jī)理、影響燒結(jié)的因素；難點(diǎn)：四種燒結(jié)機(jī)理。五、課程考核和成績(jī)?cè)u(píng)定方式本課程采用閉卷與平時(shí)考核相結(jié)合的考核方式，閉卷考核占70，平時(shí)考核占30。 六、教材及參考文獻(xiàn)1、教材1 張聯(lián)盟，黃學(xué)輝，宋曉嵐，材料科學(xué)基礎(chǔ)（第2版），武漢，武漢理工大學(xué)出版社，20082、主要參考書(shū)1 ，無(wú)機(jī)