材料科學(xué)基礎(chǔ)II課程教學(xué)大綱

材料科學(xué)基礎(chǔ)

課程教學(xué)大綱一、課說明（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分；課程名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)所屬專業(yè)：材料物理，材料化學(xué)課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)分：8（二）課程簡(jiǎn)介、目標(biāo)與任務(wù)；課程簡(jiǎn)介本程是材料學(xué)科本生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課的主要任務(wù)是使學(xué)生對(duì)材料分類分結(jié)構(gòu)、性能、加工生產(chǎn)、科研、應(yīng)用以及它的過去、現(xiàn)在和未來有一定的了解，并對(duì)材料科學(xué)工程有一個(gè)較全面而又概括的了解。同時(shí)，使學(xué)生掌握完整全面的材料科學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。本程的覆蓋面較寬，要介紹工程材料的分類、結(jié)構(gòu)與性能，生產(chǎn)制備，科研和應(yīng)用、以及與經(jīng)濟(jì)和會(huì)相容等內(nèi)容，材料的發(fā)展歷史，目前狀況和發(fā)展趨勢(shì)。各章節(jié)除介紹相關(guān)材料的基本知識(shí)外，可能反映該領(lǐng)域的新成果、新發(fā)展及其在新技術(shù)中的應(yīng)用。用必要的例子生動(dòng)地描述出該領(lǐng)域的本情況、動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)。從這個(gè)意義上說，它不是一門傳統(tǒng)的導(dǎo)論課，而是學(xué)生掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)識(shí)的基礎(chǔ)課它學(xué)生了解這一領(lǐng)的基礎(chǔ)狀和前景課程對(duì)材料研究的若干方法也做一些簡(jiǎn)介目標(biāo)與任務(wù)：通過本課程教學(xué)，使學(xué)生對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以及材料的生產(chǎn)過程有一個(gè)較全面、較概括的了解當(dāng)前材料科學(xué)研究的前沿有初步了解；培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料科學(xué)的興趣。初步掌握各類工程材料的基本概念，包括組織、結(jié)構(gòu)、性能、生產(chǎn)過程和工程應(yīng)用以及他們之間的相互關(guān)系等步了解材料科學(xué)的研究前沿以及我校材料學(xué)科的科研工作簡(jiǎn)況。（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接；本課程是材料專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)需要學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)，固體物理等作基礎(chǔ)，同時(shí)又是材料專業(yè)的專業(yè)課（如金屬材料學(xué)、陶瓷材料學(xué)、高分子材料、功能材料等）的基礎(chǔ)。（四）教材與主要參考書。MaterialsScienceandEngineeringAnIntroduction》

6thedition,

WilliamD.JR.,JohnWiley&Sons,Inc.2料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》顧宜主編化學(xué)工業(yè)出版社20051

3料科學(xué)與工程》DonaldAskeland,PradeepPhule,清華大學(xué)出版社4料科學(xué)與工程導(dǎo)論》王高潮主編機(jī)械工業(yè)出版社5合材料科學(xué)與工程》倪禮忠陳麒編著，科學(xué)出版社20026料結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)》余焜編著科學(xué)出版社20027料科學(xué)與材料工程基礎(chǔ)L.H.范弗萊克著，夏宗寧、鄒定國(guó)譯，機(jī)械工程出版社，19848料科學(xué)與材料工程導(dǎo)論K.羅爾斯、T.H.考特尼、J.伍夫著，范玉殿、夏宗寧、王英華譯，科學(xué)出版社，9、Engineeringof3rdeditionD.R.Askeland，1994二、課內(nèi)容與安排（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配教學(xué)方法：課堂講授，討論，課下文獻(xiàn)調(diào)研與綜述，學(xué)時(shí)（二）內(nèi)容及基本要求第十二陶瓷的結(jié)與特性參考時(shí)數(shù)：）引言；12.2陶的晶體構(gòu)；12.3硅鹽陶瓷的結(jié)構(gòu)；12.4碳12.5陶中的缺陷；離子型材料中的擴(kuò)散陶瓷的相圖陶的韌性斷裂12.8陶脆性斷裂；12.9應(yīng)-變行為；塑變形的機(jī)制；他力學(xué)性能【重點(diǎn)掌握陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)，陶瓷分類，陶瓷應(yīng)力應(yīng)變行為及塑性變形機(jī)制，【掌握陶瓷的結(jié)構(gòu)類,離子性陶瓷的結(jié)構(gòu)計(jì)算原,酸鹽陶瓷的結(jié)構(gòu)分類,碳的多種形,陶瓷中的缺陷類,缺陷密度計(jì),陶瓷的典型的應(yīng)力應(yīng)變行為特,陶瓷塑性形變的機(jī)制【難點(diǎn)離子性陶瓷的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與計(jì)算,缺陷種類及密度計(jì)算第十三陶瓷的應(yīng)于加工參考學(xué)時(shí)數(shù)8）引言13.2玻應(yīng)用與溫度特性玻璃的成型13.4玻璃的熱處理13.5玻陶瓷；可塑性礦物原料的特性；非塑性成分特性；13.8傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)技術(shù)耐火材料；特殊耐火材料磨料陶瓷壓；帶澆鑄；水泥；進(jìn)陶瓷的應(yīng)用；【重點(diǎn)掌握陶瓷的分類，陶瓷的成型方法【掌握陶瓷的分類,不同類的陶瓷加工成型的工藝類,能夠耐火的溫度和穩(wěn)定使用的溫,玻璃的成型工藝類,璃的生產(chǎn)工,傳統(tǒng)陶瓷應(yīng)用和種,工具陶瓷應(yīng)用和種,功能陶瓷應(yīng)用和種,耐火陶瓷應(yīng)用和種,結(jié)構(gòu)陶瓷應(yīng)用和種,特殊陶瓷的應(yīng)用和種類2

【難點(diǎn)陶瓷的性能與應(yīng)用,陶瓷的成型工藝和生產(chǎn)工藝第十四聚合物的構(gòu)（參學(xué)時(shí)數(shù)：8）

引言；烴分子；聚合物分子；

聚合物分子化學(xué)；14.5分量；14.6聚合物分子形狀；聚物分子結(jié)構(gòu)；分構(gòu)型共物；聚物晶性聚合物結(jié)晶機(jī)理；【重點(diǎn)掌握聚合物的分類，聚合物的結(jié)構(gòu)層次，聚合物的分子量與聚合度【掌握聚物，共聚物，結(jié)構(gòu)單元，接枝聚和物，線形聚合物，交聯(lián)聚合物，網(wǎng)狀聚合物，立體同分異構(gòu)，順式立構(gòu)，反式立構(gòu)，無規(guī)立構(gòu)，相間共聚物，嵌段共聚物，無規(guī)共聚物，晶體結(jié)構(gòu)，球晶結(jié)構(gòu)，鏈折疊模型，數(shù)均分子量，質(zhì)均分子量，聚合度【難點(diǎn)聚合物的結(jié)構(gòu)層次，聚合物的分子量和聚合度第十五聚合物的性、應(yīng)與加工（參學(xué)時(shí)數(shù)12）應(yīng)力-應(yīng)變行為；宏觀形變；粘彈性形變；15.4聚物斷裂；他特性；部晶化聚合物的形變影響晶化聚合物力學(xué)特性的因子；高彈體形變；15.9晶；熔玻轉(zhuǎn)變；熔化溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度響熔化和玻璃轉(zhuǎn)變溫度的因子15.14塑高體纖其應(yīng)先聚合物材料15.19聚合；聚物填加劑；塑的成型技術(shù)高體的生產(chǎn)纖和薄膜的生產(chǎn)【重點(diǎn)掌握合物的應(yīng)力應(yīng)變行為，聚合物的彈性和塑性變形機(jī)理，聚合物的晶化、熔化和玻璃轉(zhuǎn)變現(xiàn)象以及影響熔化和玻璃轉(zhuǎn)變溫度的因子【掌握合物的應(yīng)力應(yīng)變行為，宏觀變形，粘彈性行為，聚合物的斷裂，其他力學(xué)特性，部分晶化聚合物的形變響部分晶化聚合物的力學(xué)特性的因子，高彈體的形變，晶化，熔化，玻璃轉(zhuǎn)變，熔化和玻璃轉(zhuǎn)變溫度，影響熔化和玻璃轉(zhuǎn)變的因子，塑料，高彈體，纖維，其他應(yīng)用，先進(jìn)聚合物材料，聚合，添加劑，塑料成型技術(shù)，高彈體的生產(chǎn)，纖維和薄膜的生產(chǎn)【難點(diǎn)聚合物的彈性和塑性變形機(jī)理，聚合物材料的生產(chǎn)與加工第十六復(fù)合材料參考學(xué)數(shù)：10）引言大顆復(fù)合材料分散-強(qiáng)化復(fù)合材纖長(zhǎng)度的影響16.5纖濃度和取向的影響16.6纖相16.7基體相聚物基復(fù)合材料16.9金基復(fù)合材料16.10陶瓷基復(fù)合材料16.11碳碳合材料雜復(fù)合材料纖增強(qiáng)復(fù)合材料生16.14層狀復(fù)合材料；三明治板料3

【重點(diǎn)掌握合材料的分類，復(fù)合材料的各向異性，增強(qiáng)想對(duì)復(fù)合材料性能的影響，基體相的性能特點(diǎn)，復(fù)合材料的力學(xué)特性【掌握顆粒復(fù)合材料，分散強(qiáng)化復(fù)合材料，纖維長(zhǎng)度的影響，纖維濃度和取向的影響，纖維相，基體相，聚合物基體復(fù)合材料，金屬基體復(fù)合材料，碳-碳復(fù)合材料，其它復(fù)合材料，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料生產(chǎn)，片狀復(fù)合材料，三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合材料【難點(diǎn)響復(fù)合材料的性能的因素纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的軸向和橫向拉伸強(qiáng)度、彈性模量的計(jì)算第十七材料的腐蝕退化（考學(xué)時(shí)數(shù)：4）引溶和溶解鍵合裂解；17.4風(fēng)化電學(xué)腐蝕腐蝕速率腐蝕速率的預(yù)測(cè)鈍17.9境效應(yīng)17.10腐蝕的類型氧腐環(huán)境17.13腐蝕防護(hù)【重點(diǎn)掌握言，金屬的腐蝕，陶瓷材料的腐蝕，聚合物材料的退化，腐蝕案例研究【掌握化學(xué)腐蝕，腐蝕速率，腐蝕速率預(yù)測(cè)，鈍化，環(huán)境效應(yīng)，腐蝕形式，腐蝕環(huán)境，腐蝕防護(hù)，氧化，聚合物的溶脹和溶解，鍵合裂解，聚合物的風(fēng)化，人造全髖關(guān)節(jié)替換【難點(diǎn)電化學(xué)腐蝕的速率計(jì)算以及腐蝕防護(hù)，腐蝕形式和腐蝕環(huán)境第十八電學(xué)性能（考學(xué)時(shí)：6引18.2歐姆定律18.3電率18.4導(dǎo)機(jī)18.5固體的能帶結(jié)構(gòu)用能帶和原子鍵合模型解釋導(dǎo)電；18.7電子遷移率金屬的電阻率；18.9業(yè)合金的電子特性本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性；非征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性18.12電率和載流子濃度溫度的關(guān)系霍爾效應(yīng)；導(dǎo)體器件；離子材料的電導(dǎo)18.16聚物的電特性；電場(chǎng)矢量和極化極類型介常數(shù)對(duì)頻率的依賴關(guān)系18.21介強(qiáng)度介材料；鐵性；電性【重點(diǎn)掌握導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理及規(guī)律，半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理及規(guī)律，介電行為規(guī)律【掌握姆定律，電導(dǎo)率，電子導(dǎo)電和離子導(dǎo)電，固體中的能帶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電的能帶和原子成健模型解釋，電子遷移率，金屬的電阻率，商用合金的電學(xué)特性，內(nèi)稟半導(dǎo)體，外稟半導(dǎo)體，電導(dǎo)率和載流子濃度隨溫度的變化，霍爾效應(yīng)，半導(dǎo)體器件，離子材料中的導(dǎo)電，聚合物的電學(xué)特性，電容，場(chǎng)矢量和極化，極化的類型，介電常數(shù)的頻率依賴性，介電強(qiáng)度，絕緣材料，鐵電材料，壓電材料【難點(diǎn)不同材料的導(dǎo)電機(jī)理以及所遵從的規(guī)律4

第十九熱學(xué)特性參考學(xué)數(shù)：2）引；19.2熱；熱脹19.4熱導(dǎo)率19.5熱力【重點(diǎn)掌握定壓熱容，定容熱容，熱膨脹系數(shù)，熱應(yīng)力【掌握容的物理含義，定壓熱容，定容熱容，熱導(dǎo)率，熱脹冷縮的機(jī)理，熱應(yīng)力的來源?！倦y點(diǎn)熱脹冷縮的物理機(jī)理，熱應(yīng)力的預(yù)測(cè)第二十磁學(xué)性能參考學(xué)數(shù)：6）引基本概念抗性和順磁性鐵性反鐵磁性和亞鐵磁性溫度對(duì)磁性的影響20.7疇和磁滯；20.8軟材料硬材料存儲(chǔ)；超導(dǎo)性【重點(diǎn)掌握磁性的起源，原子玻爾磁子的計(jì)算，材料飽和磁化強(qiáng)度的理論計(jì)算【掌握性的基本概念，磁性的起源，抗磁性和順磁性，鐵磁性，反鐵磁性和亞鐵磁性，溫度對(duì)磁學(xué)行為的影響，磁疇和磁致，軟磁材料，硬磁材料，磁存儲(chǔ)，超導(dǎo)電性，去磁能，磁能積，第I類超導(dǎo)體，第II類超導(dǎo)體【難點(diǎn)飽和磁化強(qiáng)度的理論計(jì)算第二十章光學(xué)特性參考學(xué)數(shù)：6）引言；電輻射；21.3光與固體相互作用；21.4光和電子的相互作用21.5折；21.6反射；吸收；21.8透；顏；絕緣體的不透明度和半透明度發(fā)；光電導(dǎo)率；激；纖通訊【重點(diǎn)掌握光學(xué)性能與能帶結(jié)構(gòu)的關(guān)系【掌握磁輻射的經(jīng)典解釋，電磁輻射的量子解釋，電磁輻射與物質(zhì)的相互作用，折射率，折射的機(jī)理，吸收和透射以及顏色和能帶的關(guān)系，發(fā)光的機(jī)理，發(fā)光顏色的調(diào)制，激光器的工作原理，光纖的結(jié)構(gòu)【難點(diǎn)色，透明，吸收的物理機(jī)理第二十章材料科與工程相關(guān)的經(jīng)