《材料科學基礎》課程教學大綱一、課程基本信息

中文名稱：材料科學基礎

英文名稱：FundamentalsofMaterialsScience

課程編號：0803121B

課程類型：專業必修課

總學時數：90

總

學

分：6學分

適用專業：材料化學及材料科學與工程專業

先修課程：高等數學、大學物理，無機化學，有機化學，物理化學

開課院系：應用化學系

二、課程的性質和任務

本課程是材料科學與工程專業的專業基礎課程。與硅酸鹽熱工基礎、材料現代研究方法、無機材料物理性能、無機材料機械與熱工設備等共同構成材料科學與工程專業學生的專業基礎知識體系。該課程是學生學習材料科學與工程專業其他專業課的基礎，也是今后從事材料研究與制備工作的基礎。三、課程教學內容及基本要求第一章

材料引言

教學內容：本章應了解材料科學的內涵及材料科學在工程中的作用、材料的選擇；理解材料組成、結構、性質、工藝、環境間的關系；掌握材料的分類。重點是掌握材料的分類。難點是材料組成、結構、性質、工藝、環境間的關系。基本要求：

了解：材料科學的內涵及材料科學在工程中的作用、材料的選擇

理解：材料組成、結構、性質、工藝、環境間的關系掌握：材料的分類。重點是掌握材料的分類重難點：材料組成、結構、性質、工藝、環境間的關系。

第二章

晶體結構

教學內容：

1.

晶體學基礎

2.

金屬的晶體結構

3.

合金相結構基本要求：

理解：晶體的物理性能與晶體對稱性的關系、晶體中質點的結合力與結合能、晶體中質點的堆積、單質晶體結構；高分子材料結構掌握：結晶學基礎有關的基本概念，建立理想晶體中質點空間排列的立體圖形；典型無機化合物晶體結構、硅酸鹽晶體結構重難點：重點是晶體的基本概念與性質、晶體結構和性質及其之間的關系、典型無機化合物晶體結構、硅酸鹽晶體結構；難點是晶體的微觀結構、晶體中質點的堆積。第三章

晶體結構缺陷

教學內容：

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反應表示法；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反應表示法、固溶體的分類、置換固溶體生成條件及其中的“組分缺陷”、非化學計量化合物缺陷；難點是非化學計量結構缺陷。第四章

基本動力學過程——擴散

教學內容：

1.

表象理論

2.

擴散的熱力學分析

3.

擴散的原子理論

4.

擴散激活能

5.

無規則行走及擴散距離6.

影響擴散的因素7.

反應擴散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過程中的作用理解：影響擴散的各種因素掌握：固態擴散的宏觀規律及其動力學、擴散的微觀機制及擴散系數重難點：重點是菲克定律、固體擴散機構及擴散系數、影響擴散系數的因素；難點是固態擴散的宏觀規律及其動力學。

第五章

材料的形變與再結晶

教學內容：

1.

彈性和粘彈性

2.

晶體的塑性變形

3.

回復和再結晶

4.

熱變形與動態回復和再結晶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：屈服現象與應變時效及其對實際生產的影響與消除方法；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系；冷變形金屬在加熱時組織和性能的變化規律；晶粒正常長大的驅動力及晶界遷移的規律；晶粒異常長大現象及再結晶織構；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、特點和區別；單晶體拉伸及壓縮時初始滑移系的確定方法及晶體轉動規律；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系；回復機制即回復動力學在生產中的應用；再結晶形核機制及再結晶動力學在生產中的應用。第六章

純晶體的凝固

教學內容：1.

液態結構2.

晶體凝固的熱力學條件3.

形核4.

長大5.

結晶動力學與凝固組織基本要求：

了解：液態機構及凝固組織掌握：晶體凝固的熱力學條件及形核長大的熱力學和動力學條件，掌握凝固組織的影響因素

第七章

相平衡與相圖

教學內容：

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、三元專業相圖掌握：相圖有關基本原理及在相圖中的應用；三元系統相圖重難點：重點是三元系統相圖；難點是單元、二元、三元系統專業相圖。四、有關教學環節的要求

本課程主要為課堂教學，考核方法為閉卷方式，成績評定按平時40%+考試成績60%。

五、

教學課時分配

教學內容講課時數第一章材料引言2第二章晶體結構16第三章晶體缺陷16第四章基本動力學過程——擴散10第五章材料的形變與再結晶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，材料科學基礎（第三版），上海，上海交通大學出版社，2010主要參考書目：