材料工程研究所Graduate Institute of Material Engineering

1、PAGE PAGE 16材料工程研究所Graduate Institute of Material Engineering課程代號(hào)科 目 名 稱 (中 文)學(xué) 分科 目 名 稱 (英 文)頁次CoursseCouursee (CChinnesee)CreeditteCouursee (EEngllishh)PaggeNumbeer專業(yè)選修科目 Elective Courses406001物理冶金3Physical Metallurgy4060002材料機(jī)機(jī)械性質(zhì)質(zhì)3Mecchannicaal MMetaalluurgyy4060003冶金熱熱力學(xué)3Mettalllurggicaal TTher

2、rmoddynaamiccs4060004擴(kuò)散學(xué)學(xué)3Thee Thheorry oof DDifffusiion4060005晶體學(xué)學(xué)3Theeoryy off crrysttalllogrraphhy4060006相變化化3Phaase Traansfformmatiion4060007差排理理論3Thee Thheorry oof DDisllocaatioon4060008電子顯顯微鏡學(xué)學(xué)3Eleectrron Miccrosscoppe4060009表面分分析技術(shù)術(shù)3Surrfacce AAnallysiis TTechhniqquess annd AAppllicaatioon406

3、0110X光繞射射學(xué)3X-RRay Difffraactiion4060111薄膜製製程與應(yīng)應(yīng)用3Thiin FFilmms TTechhnollogyy annd AAppllicaatioon4060112高分子子材料3Pollymeer SScieencee annd EEngiineeerinng材料工程研研究所Graduuatee Innstiitutte oof MMateeriaal EEngiineeerinng選修科目 Eleectiive Couursees4060001物理冶冶金選待定本課程主要要以物理理、化學(xué)學(xué)、熱力力學(xué)、動(dòng)動(dòng)力學(xué)等等為基礎(chǔ)礎(chǔ)，針對(duì)對(duì)結(jié)晶組組織之固固體材

4、料料，(包括括金屬、陶陶瓷、複複合材料料等)，討論其基本冶金特性，如:化學(xué)成份、微觀組織、結(jié)晶組織缺陷，材料受力之變形行為，擴(kuò)散理論，相及相圖，相變態(tài)，疲勞、潛變，金屬之強(qiáng)化機(jī)構(gòu)，製程中相變態(tài)之熱力與動(dòng)力學(xué)理論、及機(jī)械強(qiáng)度性能等，金屬的腐蝕及防蝕原理、鋼鐵之熱處理原理及應(yīng)用，以及材料結(jié)構(gòu)與成份之分法，如：X光繞射原理，Laue照相法，粉末照相法，繞射儀法，電子顯微鏡分析技術(shù)，作一綜合而有系統(tǒng)之探討?！緝?nèi)容綱要要】:1.金屬結(jié)結(jié)構(gòu)與結(jié)結(jié)晶體2.塑性變變形3.金屬磨磨耗4.合金鋼鋼5.相圖6.凝固4060001Phyysiccal MettalllurggySIntrooducctioon tto

5、 tthe folllowwingg toopiccs: quaantiitattivee mettalllogrraphhy; commpossitiionaal aand strructturaal aanallysiis; strructturee off meetalls; mecchannicaal ppropperttiess; ggraiin bbounndarry aand vaccancciess; ssoliid ssoluutioon aand phaase diaagraam; difffussionn; pplassticc deeforrmattionn annd

6、aanneealiing; heeat treeatmmentt off meetalls aand itss apppliicattionn, ffocuusinng oon ssteeel aand itss allloyys; strrenggtheeninng mmechhaniism.【Subjjectt】:1.Mettal Strructturee annd CCrysstalllizzatiion2.Plaastiic DDefoormaatioon3.Weaar oof MMetaal4.Toool SSteeels5.Phaase Diaagraams 6.Sollidiif

7、iccatiion.4060002材料機(jī)機(jī)械性質(zhì)質(zhì)S材料機(jī)械械性質(zhì)是是一門探探討金屬屬在承受受應(yīng)力下下所表現(xiàn)現(xiàn)的行為為及反應(yīng)應(yīng)的專業(yè)業(yè)知識(shí)領(lǐng)領(lǐng)域. 本門課課分為三三大部分分: 第第一部分分, 機(jī)機(jī)械基礎(chǔ)礎(chǔ), 討討論數(shù)學(xué)學(xué)架構(gòu)及及應(yīng)力應(yīng)應(yīng)變關(guān)係係; 第第二部分分, 冶冶金基礎(chǔ)礎(chǔ), 從從結(jié)構(gòu)觀觀點(diǎn)討論論塑性變變形及破破壞; 第三部部分, 機(jī)械性性質(zhì)測(cè)試試, 以以工程觀觀點(diǎn)對(duì)材材料在機(jī)機(jī)械性質(zhì)質(zhì)測(cè)試後後之破壞壞進(jìn)行探探討.本門課適適合大四四或第一一年的研研究生, 而且且希望能能成為他他們未來來研究的的基礎(chǔ).4060002Mecchannicaal MMetaalluurgyySMechaanicca

8、l mettalllurggy iis tthe areea oof kknowwleddge whiich deaals witth tthe behhaviior andd reespoonsee off meetalls tto aapplliedd foorcees. Thiis ccourrse willl bbe ddiviidedd innto fouur ppartts. Parrt OOne, Meechaaniccal Funndammenttalss, ppressentts tthe matthemmatiicall frrameeworrk aand strresss

9、-sttraiin rrelaatioonshhipss foor mmanyy off thhe cchappterrs wwilll foolloow. Parrts Twoo, MMetaalluurgiicall Fuundaamenntalls, deaals witth tthe strructturaal aaspeectss off pllasttic defformmatiion andd frractturee. PPartt Thhreee, AAppllicaatioon tto MMateeriaals Tesstinng, deaals witth tthe eng

10、gineeeriing asppectts oof tthe commmonn teestiing tecchniiquees oof mmechhaniicall faailuure of mettalss. This couursee iss suuitaablee foor tthe senniorr orr fiirstt-yeear graaduaate stuudennts andd iss exxpecctedd too beecomme aa baasiss off thheirr addvannce stuudy in thee fuuturre.4060003冶金熱熱力學(xué)選

11、待定本課程主要要討論材料料之熱力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)，以統(tǒng)統(tǒng)計(jì)力學(xué)學(xué)及熱 力學(xué)定定律探討討元素、溶溶體、化化合物之之化學(xué)能能量，異異質(zhì)固溶溶體、汽汽相凝凝相間之之平衡濃濃度、平平衡壓力力，反應(yīng)應(yīng)與系統(tǒng)統(tǒng)變化之之能量評(píng)評(píng)估及控控制與冶金程程序及現(xiàn)現(xiàn)象有關(guān)關(guān)的熱力力學(xué)基本本原理、平平衡的條條件、溶溶液的觀觀念、反反應(yīng)與相相平衡的的熱力學(xué)學(xué)特性、熱熱力學(xué)分分析在冶冶金上的的應(yīng)用?！緝?nèi)容綱要要】1.熱力學(xué)學(xué)之反應(yīng)應(yīng)介紹2.冶金過過程之化化學(xué)平衡衡介紹3.相穩(wěn)定定與平衡衡之介紹紹4.混合相相之介紹紹5.熱力學(xué)學(xué)平衡圖圖介紹4060003Mettalllurggicaal TTherrmoddynaamiccsST

12、he mmainn puurpoosess off thhis couursee arre tto iintrroduuce thee firrst laww off thhermmodyynammicss, iinteernaal eenerrgy, heeat andd woork, heeat cappaciitiees, entthallpy andd apppliicattionns tto mmateeriaals proocesssinng, thee seeconnd llaw of theermoodynnamiics, heeat engginees, Carrnott c

13、yyclee, eentrropyy coonceept, thhe tthirrd llaw of theermoodynnamiics, auuxilliarry ttherrmoddynaamicc fuuncttionns, Gibbbs andd Heelmhholttz eenerrgiees, Maxxwelll rrelaatioons, eqquillibrriumm, rreacctioon eequiilibbriaa inn gaas mmixtturees.【Subjjectt】1.Reaactiion theermoodynnamiics2.Hetteroogenn

14、ic cheemiccal equuiliibriium in thee meetalllurrgiccal proocessses3.Phaase equuiliibriium andd sttabiilitty4.Theermoodynnamiics of sollutiionss annd mmixeed pphasses5.Theermoodynnamiic eequiilibbriuum ddiaggramms4060004擴(kuò)散學(xué)學(xué)選待定擴(kuò)散之?dāng)?shù)學(xué)學(xué)模式與與工程應(yīng)應(yīng)用，就就原子理理論與非非可逆熱熱力學(xué)、探探討擴(kuò)散散之機(jī)構(gòu)構(gòu)反應(yīng)速速率，驅(qū)動(dòng)力力與相關(guān)關(guān)之效應(yīng)應(yīng)、擴(kuò)散方方程式，擴(kuò)擴(kuò)散之原

15、原子理論論，純金金屬內(nèi)雜雜質(zhì)之?dāng)U擴(kuò)散濃度度梯度之之影響，非非金屬之之?dāng)U散，缺缺陷化學(xué)學(xué)，非金金屬導(dǎo)電電性質(zhì)。並並就二元元多元、多多相、系系統(tǒng)作系系統(tǒng)分析析之?dāng)⑹鍪觯硗馔庖嘤懻撜撆c相界界表面，並並排等有有關(guān)之?dāng)U擴(kuò)散問題題?！緝?nèi)容綱要要】1.擴(kuò)散方方程式 2.移動(dòng)邊邊界 3.擴(kuò)散與與化學(xué)反反應(yīng) 4060004Thee Thheorry oof DDifffusiionSThe mmainn puurpoosess off thhis couursee arre tto iintrroduuce thee deescrripttionn off diiffuusioon pproccessses

16、in terrms of sollutiionss off thhe ddifffereentiial equuatiion forr diiffuusioon. Theere aree inncluudinng DDifffusiion equuatiionss, TThe theeoryy off diiffuusioon.【Subjjectt】1.Thee diiffuusioon eequaatioon2.Movvingg Boounddariies3.Difffussionn annd cchemmicaal rreacctioon4060005晶體學(xué)學(xué)選待定介紹固態(tài)材材料的晶晶體結(jié)

17、構(gòu)構(gòu)，並以以向量和和矩陣的的方法來來探討多多晶材料料(Poolyccrsttalllinee)晶體體與晶體體之間的的方位關(guān)關(guān)係：加加工變形形 (ddefoormaatioon)和和變相態(tài)態(tài)(phhasee trranssforrmattionn)後的的晶體關(guān)關(guān)係，以以及晶體體之間的的界面。課程內(nèi)容:1.結(jié)晶格格子及結(jié)結(jié)晶系統(tǒng)統(tǒng)2.立體投投影3.晶體對(duì)對(duì)稱性及及內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)4.結(jié)晶格格子在繞繞射的應(yīng)應(yīng)用5.向量與與矩陣之之應(yīng)用於於晶體幾幾何形狀狀6.方位關(guān)關(guān)係7.滑動(dòng)、雙雙晶變形形及其他他不可變變平面之之應(yīng)變關(guān)關(guān)係4060005Thee Thheorry oof CCrysstallloggrap

18、phySThe ssubjjectt coontaainss ann acccouunt of bassic cryystaalloograaphyy annd oof sstruuctuurall immperrfecctioon iin ccrysstalls. Onee reeasoon ffor treeatiing theese twoo suubjeectss toogettherr iss thhat thee sttudyy off thhe ffirsst iis nneceessaary forr a prooperr apppreeciaatioon oof tthe s

19、eccondd.1.Cryystaal llattticees aand cryystaal ssysttemss2.Steereoograaphiic pprojjecttionn3.Cryystaal ssymmmetrry aand intternnal4.Apppliccatiion of recciprrocaal llattticee inn thhe ddifffracctioon oof XX-raays andd Ellecttronns5.Vecctor aand mattrixx meethoods forrgeeomeetryy oof cryystaals.6.Ori

20、ienttatiion rellatiionsshipps7.Sliip, twiinniing andd innvarriannt pplanne strrainns4060006相變化化選待定本課程討論論材料相相變化之之基本原原理與機(jī)機(jī)構(gòu)、擴(kuò)擴(kuò)散的原原子機(jī)構(gòu)構(gòu)滲性相相變化、同質(zhì)結(jié)結(jié)核、核核成長、異異質(zhì)結(jié)核核、界面面性質(zhì)、微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)、凝固固、析出出、非滲滲性相變變化等，及及更深入入討論相相變化程程序，包包括凝固固、晶體體成長、析析出、共共析系統(tǒng)統(tǒng)、再結(jié)結(jié)晶體及及晶粒成成長、有有序排列列、非有有序排列列等相變變化基礎(chǔ)礎(chǔ)現(xiàn)象；強(qiáng)調(diào)利利用熱力力學(xué)，介介面結(jié)構(gòu)構(gòu)及動(dòng)力力學(xué)方法法探討相相變化之之行為

21、及及其導(dǎo)致致形態(tài)。【內(nèi)容綱要要】:1.單一成成分系統(tǒng)統(tǒng)介紹2.固溶基基底介紹紹3.介面自自由能介介紹4.金屬成成核5.合金之之均質(zhì)化化處理4060006Phaase TraansfformmatiionSThe mmainn puurpoosess off thhis couursee arre tto iintrroduuce thee phhasee trranssforrmattionns ffor finnal yeaar sstuddentts sspeccialliziing mettalllurggy, matteriial sciiencce oor eengiineeerin

22、ng mmateeriaals, therre aare inccluddingg thhermmodyynammicss ,kkineeticcs ,difffussionn thheorry aand thee sttruccturre aand prooperrtiees oof iinteerfaace.【Subjjectt】:1. Siinglle CCompponeent Sysstemms2. Biinarry SSoluutioons3. Innterrfacciall Frree Eneergyy4. Nuucleeatiion in purre MMetaals5. All

23、loyy Sooliddifiicattionn4060007差排理理論選待定差排是晶體體材料之之重要的的缺陷，對(duì)對(duì)材料性性質(zhì)有重重大的影影響。舉舉凡對(duì)金金屬材料料之機(jī)械械性質(zhì)，半半導(dǎo)體材材料之電電磁性質(zhì)質(zhì)均有決決定性的的作用。差差排與空空孔(vvacaancyy)及疊疊差(sstacckinng ffaullt)往往往有密密切的關(guān)關(guān)係，尤尤其是金金屬或半半導(dǎo)體材材料在退退火階段段，表現(xiàn)現(xiàn)十分顯顯著。本課程內(nèi)容容摘要如如下：1.差排觀觀測(cè)2.差排彈彈性變形形特性3.差排移移動(dòng)4.面心結(jié)結(jié)構(gòu)之差差排5.體新結(jié)結(jié)構(gòu)之差差排6.差排交交互作用用7.差排源源8.差排強(qiáng)強(qiáng)化4060007Theeoryy

24、 off DiisloocattionnSThe ssubjjectt off diisloocattionns iis aan eesseentiial bassis forr ann unnderrstaandiing of manny oof tthe phyysiccal andd meechaaniccal prooperrtiees oof ccrysstalllinne ssoliids.1.Obsservvatiion of Dissloccatiionss2.Elaastiic PPropperttiess off Diisloocattionns3.Movvemeent o

25、f Dissloccatiionss4.Dissloccatiionss inn Faace-Centtered CCubiic MMetaals5.Dissloccatiionss inn Ottherr Crrysttal Strructturees6.Joggs aand Inteerseectiion of Dissloccatiion7.Oriiginn Muultiipliicattionn off Diisloocattionns8.Dissloccatiion Arrrayss annd CCrysstall Boounddaarriess9.Strrenggth of Cry

26、ystaalliine Sollidss 4060008電子顯顯微鏡學(xué)學(xué)選待定本課程著重重在電子子顯微鏡鏡學(xué)之基基礎(chǔ)理論論介紹。利利用倒晶晶格及EEwalld球之之觀念介介紹晶體體對(duì)電子子的繞射射理論。並並利用波波動(dòng)力學(xué)學(xué)的散射射觀念，由由淺入深深的介紹紹電子的的單次繞繞射及多多次繞射射的像對(duì)對(duì)比理論論，且介介紹穿透透式及掃掃瞄式電電子顯微微鏡之成成相原理理，電子子與物質(zhì)質(zhì)之作用用，電子子繞射及及影像對(duì)對(duì)比原理理，試片片之製作作電子顯顯微鏡像像之解析析，課程程內(nèi)容著著重於工工程之應(yīng)應(yīng)用?！緝?nèi)容綱要要】1.電子顯顯微鏡介介紹2.顯微鏡鏡成像3.顯微鏡鏡試片4.顯微鏡鏡量測(cè)5.電子顯顯微鏡實(shí)實(shí)例分

27、析析4060008Eleectrro MMicrrosccopeeSThe mmainn puurpoosess off thhis couursee arre tto iintrroduuce thee opperaatioon aand callibrratiion of thee Ellecttro Miccrosscoppe, theere aree inncluudinng EElecctroo Diiffuusioon iin tthe Eleectrro MMicrrosccopee, IInteerprretaatioon oof TTrannsmiissiion Eleect

28、rro MMicrrogrraphhs aand Typpicaal EElecctroo Miicrooscoope Invvesttigaatioon.【Subjjectt】1.Inttrodducttionn off Ellecttro Miccrosscoppe2.Thee Foormaatioon oof DDifffracctioon PPattternns aand Imaagess3.Maggnettic Speecimmenss4.Addditiionaal MMeassureemennts5.Casse SStuddiess4060009表面分分析技術(shù)術(shù)3選待定表面分析是是

29、原子層層次的相相關(guān)研究究, 它它包括振振動(dòng), 電子或或離子頻頻譜分析析, 微微技術(shù)等等之應(yīng)用用。主要要的項(xiàng)目目包含, 表面面形貌觀觀察( SEMM, BBSEMM, AAFM ), 成份分分析( 光譜分分析, 質(zhì)譜分分析, EDXX ), 結(jié)構(gòu)構(gòu)分析( XRRD, AESS, EESCAA, XXPS ), 鍵結(jié)分分析( Ramman光光譜, FTIIR ), 表表面粗糙糙度, 膜厚, 附著著力, 內(nèi)應(yīng)力力等膜之之特性分分析。4060009Surrfacce AAnallysiis TTechhniqquessand ApppliccatiionSurfaace pheenommenaa an

30、nd pproccessses occcurrringg att innterrfacce aare beccomiing inccreaasinnglyy immporrtannt iin aa wiide varrietty oof iinduustrriall apppliicattionns iinclludiing thee arreass off fiilmss cooatiing surrfacce ttreaatmeentss, cconcclussionn, ttrioobollogyy, mmicrroellecttronnicss, ssenssorss annd sse

31、mii-coonduuctoor ttechhnollogiies. Acccommpannyinng tthiss iss ann evver-groowinng nneedd foor ssurffacee chharaacteerizzatiion alllowiing bettterr deefinnitiion of proocesssess occcurrrinng aat aa miicrooscoopicc leevell. SSurffacee annalyysiss iss thhe uuse of vibbrattionn, eelecctroon oor iion sp

32、eectrrosccopiic aand miccrosscoppic tecchniiquees ffor thee sttudyy off maaterriall att thhe aatommic levvel. Itt inncluudess SEEM, AFMM, XXRD, EDDX, ESCCA, XPSS, AAES, Raamann Sppecttrumm, aand FTIIR aanallysiis.4060110X光繞射射學(xué)選待定本課程主要要的目的的是建立立學(xué)生將將來可以以以X光光作為研研究工具具的能力力。本課課程主要要可分成成四部份份：一是是結(jié)晶學(xué)學(xué)原理、二二是X光光

33、繞射的的原理、三三是X光光繞射的的基本應(yīng)應(yīng)用、四四是材料料的結(jié)構(gòu)構(gòu)分析。授課重點(diǎn):1.X-RRay 特性2.晶體與與倒晶格格3.X-RRay 繞射原原理4.實(shí)驗(yàn)方方法5.a. Lauue 法法b. Poowdeer 法法c. Diiffrracttomeeterr annd SSpecctroometter 量測(cè)6.單晶與與多晶量量測(cè)7.晶體結(jié)結(jié)構(gòu)鑑定定8.化學(xué)分分析9.實(shí)例分分析4060110X-RRay DifffraactiionSTopiccs ccoveeredd inncluude prooperrtiees oof XX-raays, geeomeetryy off crryst

34、talss, ddireectiionss off diiffrractted Beaams, inntennsitty oof ddifffracctedd beeamss, oorieentaatioon aand quaalitty oof ssinggle cryystaals, sttruccturre oof ppolyycryystaalliine agggreggatees, dettermminaatioons of cryystaal sstruuctuure, phhasee diiagrram dettermminaatioon, andd Exxperrimeents

35、s.1.Prooperrtiees oof XX-Raay2.Cryystaalloograaphyy annd RReciiproocall Laattiice3.Priinciiplees oof XX-Raay DDifffracctioon4.Expperiimenntall Meethoods5.a. Lauue PPholltoggrapphsb. Poowdeer PPhottogrraphhsc. Diiffrracttomeeterr annd SSpecctroometter Meaasurremeentss6.Oriienttatiion andd Quualiity o

36、f Sinnglee Crrysttal7.Strructturee off Poolyccrysstalllinne AAggrregaatess8.Dettermminee off Crrysttal Strructturee9.Cheemiccal Anaalyssis by X-RRay Difffraactiion10.Caase Stuudiees4060111薄膜製製程與應(yīng)應(yīng)用3S1.介紹薄薄膜於現(xiàn)現(xiàn)在工業(yè)業(yè)與技術(shù)術(shù)之重要要性。2.探討並並檢視薄薄膜形成成之理論論。3.介紹各各種不同同的薄膜膜技術(shù):如化學(xué)學(xué)氣相沉沉積、分子束束磊晶及及濺鍍。4.使學(xué)生生能了解解薄膜之之特性:電、光

37、及機(jī)機(jī)械行為為。5.介紹薄薄膜之應(yīng)應(yīng)用:如如電路光光電設(shè)備備及資料料儲(chǔ)存。4060111Thiin FFilmms TTechhnollogyy annd SAppllicaatioon1.To inttrodducee thhe iimpoortaancee annd ssignnifiicannce of thiin ffilmms oof mmateeriaals in moddernn inndusstriies andd teechnnoloogy. 2.To expplorre aand exaaminne tthe theeoryy foor tthinn fiilm forrm

38、attionn. 3.To teaach varriouus ttypees oof tthinn fiilm tecchnoologgy, succh aas cchemmicaal vvapoour depposiitioon (CVDD), mollecuularr beeam epiitaxxy (MBEE) aand spuutteerinng. 4.To enaablee sttudeentss too knnow prooperrtiees oof tthinn fiilmss: eelecctriicall beehavviouur, optticaal bbehaavioour andd meechaaniccal behhaviiourr. 5.To inttrodducee apppliicattionns oof tthinn fiilmss inn suuch as eleectrroniicall ciircuuitss, ooptiicall innstrrumeentss annd ddataa sttoraage. 4060112高分子子材料3選高分子材料料, 特特別是合合成型高高分子, 是無無所不在在且必須須的. 高分子子具有複複雜的行行為模式式, 這這些特性性將被反反映在環(huán)環(huán)繞興奮奮氣息中中的研究究中. 本門課課分為四四大部分分: