“材料性能学”课程教学大纲
《材料性能学3》课程教学大纲
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13
3.1
3.1技术磁化和反磁化机制，磁性材料的各自特点。
材料的磁化特征、物质的磁性及其物理本质
M1
2
讲授
2
自学资料
14
3.2
3.2物质的铁磁性及磁特性
铁磁性本质，铁磁体的形状各项异性及退磁能，磁畴与磁畴结构。
M2
2
讲授
2
自学资料
15
3.3
3.3技术磁化和反磁化过程，动态磁化特性
磁化现象及磁化强度，技术磁化的机制。
晶格热振动概念；热容的概念与物理意义，晶态固体热容的经验定律和经典理论，晶态固体热容的量子理论。
M2
2
讲授
2
自学资料
3
1.2
1.2材料的热膨胀
热膨胀系数概念，固体材料热膨胀的机理和热膨胀与其他性能的关系。
M1
2
讲授
2
自学资料
4
1.3
1.3材料的导热性
热导率的概念与物理意义和固体材料热传导的宏观规律，固体材料热传导的微观机理。
10%
5
课堂表现随机检查学生上课源自神状态、回答问题情况10%
五、评分细则
序号
课程目标
考核环节
大致占比
评分等级
1
M1
平时作业
30%
A-能够独立思考、按时完成作业，格式规范、答案准确。B-能够思考按时完成作业，格式合理、答案较准确。C-能够按时完成作业，格式比较合理、答案基本正确。D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱。
六、教材与参考资料
序号
教学参考资料明细
1
图书|材料物理性能, ,中国石油大学（华东）, 2018.（*主教材）
《材料性能》课程教学大纲
《材料性能》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：MT3222、课程名称（中/英文）：材料性能/Properties of Materials3、学时/学分：51/34、先修课程：大学物理，固体物理，材料科学基础、材料加工原理5、面向对象：材料科学与工程专业6、开课院（系）、教研室：材料科学与工程学院7、教材、教学参考书：1)《材料性能学》张帆, 周伟敏. 上海交通大学出版社(2009)2)《材料性能学》王从曾. 北京工业大学出版社(2001)3)《材料的力学行为》匡震邦, 顾海澄, 李中华. 高等教育出版社(1998)4)《材料物理性能》田莳.北京航天航空大学出版社(2002)二、课程性质和任务本课程是材料科学与工程专业的专业基础主干课程。
随着现代科学技术的发展，研制与开发新型结构材料以及新型功能材料、电磁材料等具有特殊物理性能的新材料已成为近代材料研究的发展方向，材料力学性能与物理性能测试方法与技术在现代材料研究领域中也显示出重要作用。
其任务是通过教学和实验的手段，使学生掌握材料力学性能和物理性能的概念，测试及计算的基本原理，培养学生综合分析、解决问题的能力和实验技能，为学生在走上工作岗位以后，无论是从事工程技术工作，科学研究工作或者是开拓新技术领域打下坚实的实验技能基础。
三、教学内容和基本要求第0章绪论1、知识点群材料性能的概念及划分；材料性能的宏观表征方法；微观本质；影响因素；材料性能测试的一般概念。
2、教学内容第一节材料性能的研究意义第二节材料性能的概念及划分第三节材料性能的宏观表征第四节材料性能的微观本质第五节材料性能的影响因素第六节材料性能的测试3、教学安排及教学方式（课堂教学总学时数1 ）4、教学目标对本课程的重要性、范畴、主要内容、教学方法和要求等有一个初步了解，为本课程的学习打下基础。
第1章材料的常规力学性能1、知识点群拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等静载试验方法及相应的力学性能指标；材料的缺口效应；材料的硬度试验方法；材料的冲击韧性试验方法；材料的强度统计学特性。
材料性能课程设计
材料性能课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握材料的性能及其影响因素，理解不同材料的性质和应用。
技能目标要求学生能够运用所学知识对材料的性能进行分析和评价，能够进行简单的材料性能测试。
情感态度价值观目标要求学生培养对材料科学的兴趣和热情，提高对材料性能在实际应用中的认识，培养创新意识和实践能力。
通过对课程性质、学生特点和教学要求的分析，明确课程目标，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，选择和教学内容，确保内容的科学性和系统性。
本课程的教学大纲如下：1.第一章：材料性能概述本章介绍材料性能的概念、分类和评价方法，使学生对材料性能有一个全面的认识。
2.第二章：材料的力学性能本章讲解材料的强度、韧性、塑性、硬度等力学性能指标，分析影响力学性能的因素。
3.第三章：材料的物理性能本章介绍材料的密度、热导率、电导率等物理性能指标，探讨物理性能与材料应用的关系。
4.第四章：材料的热性能本章阐述材料的热膨胀、热导、比热等热性能，分析热性能在实际应用中的重要性。
5.第五章：材料的化学性能本章讨论材料的抗氧化性、耐腐蚀性等化学性能，介绍化学性能测试方法和改善途径。
6.第六章：材料的工艺性能本章探讨材料的加工性能、成形性能等工艺性能，了解工艺性能对材料加工的影响。
三、教学方法选择合适的教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握材料性能的基本知识和理论。
2.讨论法：学生针对材料性能的实例进行讨论，提高学生的思考和分析能力。
3.案例分析法：分析实际应用中材料性能的具体案例，使学生了解材料性能在工程中的应用。
4.实验法：进行材料性能实验，使学生亲自体验材料性能的测试方法和过程。
四、教学资源选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
材料性能学课程教学大纲
《材料性能学》课程教学大纲课程名称（英文）：材料性能学（Properties of Materials）课程类型：学科基础课总学时： 72 理论学时： 60 实验（或上机）学时： 12学分：4.5适用对象：金属材料工程一、课程的性质、目的和任务本课程为金属材料工程专业的一门专业基础课，内容包括材料的力学性能和物理性能两大部分。
力学性能以金属材料为主，系统介绍材料的静载拉伸力学性能；其它载荷下的力学性能，包括扭转、弯曲、压缩、缺口、冲击及硬度等；断裂韧性；变动载荷下、环境条件下、高温条件下的力学性能；摩擦、磨损性能以及其它先进材料的力学性能等。
物理性能概括介绍常用物理性能如热学、电学、磁学等的基本参数及物理本质，各种影响因素，测试方法及应用。
通过本课程的学习，使学生掌握材料各种主要性能指标的宏观规律、物理本质及工程意义，了解影响材料性能的主要因素，了解材料性能测试的原理、方法和相关仪器设备，基本掌握改善或提高材料性能指标、充分发挥材料潜能的主要途径，初步具备合理的选材和设计，开发新型材料所必备的基础知识和基本技能。
在学习本课程之前，学生应学完物理化学、材料力学、材料科学基础、钢的热处理等课程。
二、课程基本要求根据课程的性质与任务，对本课程提出下列基本要求：1．要求学生在学习过程中打通与前期材料力学、材料科学基础等课程的联系，并注重建立与同期和后续其它专业课程之间联系以及在生产实际中的应用。
2．能够从各种机器零件最常见的服役条件和失效现象出发，了解不同失效现象的微观机理，掌握工程材料（金属材料为主）各种力学性能指标的宏观规律、物理本质、工程意义和测试方法，明确它们之间的相互关系，并能大致分析出各种内外因素对性能指标的影响。
3．掌握工程材料常用物理性能的基本概念及影响各种物性的因素，熟悉其测试方法及其分析方法，初步具备有合理选择物性分析方法，设计其实验方案的能力。
三、课程内容及学时分配总学时72，课堂教学60学时，实验12学时。
《材料性能学》课程教学大纲
《材料性能学》课程教学大纲课程名称（英文）：材料性能学（Properties of Materials）课程类型：学科基础课总学时： 72 理论学时： 60 实验（或上机）学时： 12学分：4.5适用对象：金属材料工程一、课程的性质、目的和任务本课程为金属材料工程专业的一门专业基础课，内容包括材料的力学性能和物理性能两大部分。
力学性能以金属材料为主，系统介绍材料的静载拉伸力学性能；其它载荷下的力学性能，包括扭转、弯曲、压缩、缺口、冲击及硬度等；断裂韧性；变动载荷下、环境条件下、高温条件下的力学性能；摩擦、磨损性能以及其它先进材料的力学性能等。
物理性能概括介绍常用物理性能如热学、电学、磁学等的基本参数及物理本质，各种影响因素，测试方法及应用。
通过本课程的学习，使学生掌握材料各种主要性能指标的宏观规律、物理本质及工程意义，了解影响材料性能的主要因素，了解材料性能测试的原理、方法和相关仪器设备，基本掌握改善或提高材料性能指标、充分发挥材料潜能的主要途径，初步具备合理的选材和设计，开发新型材料所必备的基础知识和基本技能。
在学习本课程之前，学生应学完物理化学、材料力学、材料科学基础、钢的热处理等课程。
二、课程基本要求根据课程的性质与任务，对本课程提出下列基本要求：1．要求学生在学习过程中打通与前期材料力学、材料科学基础等课程的联系，并注重建立与同期和后续其它专业课程之间联系以及在生产实际中的应用。
2．能够从各种机器零件最常见的服役条件和失效现象出发，了解不同失效现象的微观机理，掌握工程材料（金属材料为主）各种力学性能指标的宏观规律、物理本质、工程意义和测试方法，明确它们之间的相互关系，并能大致分析出各种内外因素对性能指标的影响。
3．掌握工程材料常用物理性能的基本概念及影响各种物性的因素，熟悉其测试方法及其分析方法，初步具备有合理选择物性分析方法，设计其实验方案的能力。
三、课程内容及学时分配总学时72，课堂教学60学时，实验12学时。
材料性能实验大纲
《材料性能》课程教学大纲一、本课程的目的与任务材料性能是材料工程专业的一门必修课。
主要讲授材料特别是金属材料在各种服役条件下的失效现象及微观机理；材料性能指标的本质、物理概念、实用意义，以及各种性能指标间的相互关系；影响材料性能的因素，提高材料性能的方向和途径；材料性能指标的测试技术。
开设实验的目的是把课堂教授的理论知识与材料性能指标检测技术有机地结合起来，为今后从事材料性能的检测和失效分析研究奠定基础。
二、本实验课程与其它课程的关系（前修课程、后继课程等）前修课程：无机化学、有机化学、物理化学、晶体学、材料科学基础（或材料化学）、材料现代分析测试方法等。
后继课程：材料物理综合实验、毕业实习、毕业论文等。
三、实验课程理论教学内容安排（包括章节、体系、重点、难点、考核方法、学时安排、实验安排、教材及参考书）本课程与理论课程《材料科学基础》同时或之后进行，在讲授完相应实验内容的理论之后进行，因此不再安排理论教学，但学生必须复习和预习相应的内容。
实验参考资料：材料物理专业《材料性能实验指导书》（材料实验中心自编）和材料性能方面的教材等。
四、本实验课程所需器材试样、高温管式电炉、X衍射仪、扫描电镜、透射电镜、红外光谱仪、热重-差热仪、硬度计、摆锤式冲击试验机、弯曲疲劳试验机、M-2000型磨损试验机、平板导热仪、阳极极化仪、磁性综合仪、微弧氧化仪。
五、实验内容安排（简要说明实验项目体系的结构、类型[综合型、设计型、验证型、演示型、课外自选型]，分项目列出每个实验的目的、要求、内容、方法、时间、参考材料，其它实验（如开放时间的自选实验））实验一材料硬度测定2学时了解硬度仪的组成、结构、工作原理、基本操作步骤和注意事项；学会各种硬度计的使用方法和使用范围；了解硬度仪分析的样品制备方法。
实验二金属材料冲击性能测定3学时了解金属材料冲击性能测定的工艺流程，掌握金属制品的制样要求。
实验三金属材料疲劳性能测定 3学时通过对金属材料疲劳性能的测定，掌握金属材料疲劳曲线和σ-1的获得及其应用。
《材料性能测试实验》教学大纲
《材料性能测试实验》教学大纲材料性能测试实验的教学大纲一、课程介绍本课程是材料科学与工程专业的一门基础课程，旨在培养学生对不同材料的性能进行测试和评估的能力。
通过理论学习和实验操作，使学生能够掌握常见的材料性能测试方法和技术，并能进行实验数据的分析和解读。
同时，通过实践操作，培养学生的实验技能和团队合作能力。
二、教学目标1.理解材料性能测试的基本原理和方法；2.掌握常用的材料性能测试仪器和设备的操作技术；3.学会分析和解读实验数据，评估材料的性能；4.培养实验操作的技能和团队合作精神。
三、教学内容1.材料性能测试的基本原理和方法介绍；2.静态力学性能测试实验；3.动态力学性能测试实验；4.热性能测试实验；5.电性能测试实验；6.光学性能测试实验；7.表面性能测试实验。
四、教学方法1.理论教学：通过课堂讲授的方式，介绍材料性能测试的基本原理和方法；2.实验教学：组织学生进行实验操作，掌握材料性能测试仪器和设备的使用技术；3.实验报告：学生根据实验结果编写实验报告，分析和解读实验数据；4.团队合作：学生以小组形式进行实验操作，培养团队合作精神。
五、教学评估与考核1.实验报告：根据实验结果编写实验报告，包括实验目的、原理、过程、数据分析和结果讨论；2.实验操作考核：对学生的实验操作技术进行考核；3.课堂提问：通过课堂提问的方式检验学生对课程内容的理解程度。
六、教材和参考资料1.教材：《材料性能测试与分析》，张三等著，XX大学出版社，20XX年。
2.参考资料：(1)《材料分析与测试教程》，李四等著，XX出版社，20XX年；(2)《材料性能测试技术与方法》，王五等著，XX出版社，20XX年；(3)相关学术期刊论文。
七、实验课表安排1.第1周：课程介绍，实验室规章制度讲解；2.第2-5周：静态力学性能测试实验；3.第6-9周：动态力学性能测试实验；4.第10-13周：热性能测试实验；5.第14-17周：电性能测试实验；6.第18-21周：光学性能测试实验；7.第22-25周：表面性能测试实验；8.第26周：总结和复习。
材料性能学教学大纲
材料性能学》课程教学大纲一、课程基本信息课程编码：课程类别：必修课适用专业：材料化学总学时：48学分：3课程简介：本课程是材料化学专业主干课程之一，属专业基础课。
本课程主要内容为材料物理性能，以材料通用性物理性能及共同性的内容为主。
通过本课程的教学，使学生获得关于材料物理性能包括材料力学性能（受力形变、断裂与强度）、热学、光学、导电、磁学等性能及其发展和应用，重点掌握各种重要性能的原理及微观机制，性能的测定方法以及控制和改善性能的措施，各种材料结构与性能的关系，各性能之间的相互制约与变化规律。
授课教材：《材料物理性能》，吴其胜、蔡安兰、杨亚群，华东理工大学出版社，2006，10。
2、参考书目:1. 《材料性能学》，北京工业大学出版社，王从曾，2007. 12.《材料的物理性能》，哈尔滨工业大学出版社，邱成军等，2009.1二、课程教育目标通过学习材料的各种物理性能，使学生掌握以下内容：各种材料性能的各类本征参数的物理意义和单位以及这些参数在解决实际问题中所处的地位；弄清各材料性能和材料的组成、结构和构造之间的关系；掌握这些性能参数的物质规律，从而为判断材料优劣、正确选择和使用材料、改变材料性能、探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础；为全面掌握材料的结构，对材料的原料和工艺也应有所认识，以取得分析性能的正确依据。
三、教学内容与要求第一章：材料的力学性能重点与难点：重点：应力、应变、弹性变形行为、Griffith 微裂纹理论，应力场强度因子和平面应变断裂韧性，提高无机材料强度改进材料韧性的途径。
难点：位错运动理论、应力场强度因子和平面应变断裂韧性。
教学时数：10 学时教学内容：1.1 应力及应变：应力、应变；1.2 弹性形变：Hooke 定律；弹性模量的影响因素、无机材料的弹性模量、复相的弹性模量、弹性形变的机理；1.3 材料的塑性形变：晶体滑移、塑性形变的位错运动理论；1.4 滞弹性和内耗：粘弹性和滞弹性、应变松弛和应力松弛、松弛时间、无弛豫模量与弛豫模量、模量亏损、材料的内耗；1.5 材料的高温蠕变：蠕变曲线、蠕变机理、影响蠕变的因素；1.6材料的断裂强度：理论断裂强度、Inglis理论、Griffith微裂纹理论、、Orowan 理论；1.7 材料的断裂韧性：裂纹扩展方式、裂纹尖端应力场分析、几何形状因子、断裂韧性、裂纹扩展的动力与阻力；1.8 裂纹的起源与扩展：裂纹的起源、裂纹的快速扩展、影响裂纹扩展的因素、材料的疲劳、应力腐蚀理论、高温下裂纹尖端的应力空腔作用、亚临界裂纹生长速率与应力场强度因子的关系、根据亚临界裂纹扩展预测材料寿命、蠕变断裂；1.10 显微结构对材料脆性断裂的影响：晶粒尺寸、气孔的影响；1.11 提高材料强度及改善脆性的途径：金属材料的强化、陶瓷材料的强化；1.12 复合材料：复合材料的分类、连续纤维单向强化复合材料的强度、短纤维单向强化复合材料；1.13 材料的硬度：硬度的表示方法、硬度的测量。
《材料性能学》教学大纲
《材料性能学》教学大纲一、课程概述本课程是材料科学与工程专业的核心课之一，旨在介绍材料的性能及其相关理论和实验方法。
通过本课程的学习，学生将了解材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等方面的基本概念和实验技术，以及材料的结构与性能之间的相互关系。
二、课程目标1.培养学生的材料性能分析和实验设计能力；2.培养学生的团队协作和沟通能力；3.培养学生的科学研究和创新能力。
三、教学内容1.材料性能基础知识1.1材料的内部结构1.2麦克斯韦方程组及其应用1.3力学性能和力学行为1.4热学性能和热行为1.5电学性能和电行为1.6磁学性能和磁行为2.材料性能测试与分析2.1常用材料性能测试方法与仪器2.2材料性能测试数据处理与分析2.3材料性能参数的计算与评价3.材料性能评价与设计3.1材料性能评价的基本原则和方法3.2材料性能与结构设计的相关问题3.3材料性能参数在工程设计中的应用四、教学方法1.理论课授课方式包括讲授、讨论和案例分析等；2.实验课采用实验操作和数据分析相结合的方式；3.课堂上鼓励学生多提问，教师及时解答。
五、教学评价1.平时成绩占40%，包括课堂讨论、作业和实验；2.期末考试占60%，包括理论知识和实验技能的考察。
六、参考教材1.《材料性能学》，张三、李四，清华大学出版社，2024年；2.《材料力学性能与测试》王五、赵六，北京大学出版社，2024年；3.《材料热学性能与测试》王五、赵六，北京大学出版社，2024年；4.《材料电学性能与测试》王五、赵六，北京大学出版社，2024年；5.《材料磁学性能与测试》王五、赵六，北京大学出版社，2024年。
七、教学进度安排1.第1-2周：材料性能基础知识2.第3-5周：材料性能测试与分析3.第6-8周：材料性能评价与设计4.第9-14周：课程复习和期末考试八、教学辅助手段1.使用多媒体技术进行教学内容展示；2.实验室配备相应的材料性能测试仪器，进行实验研究和操作指导。
《材料性能学》课程教学大纲
《材料性能学》课程教学大纲一、《材料性能学》课程说明（一）课程代码：（二）课程英文名称：Introductions of Materials Properties（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：《材料性能学》属于材料科学与工程一级学科主干专业课（五）教学目的：使学生掌握材料各种主要性能的基本概念物理本质化学变化律以及性能指标的工程意义，了解影响材料性能的主要因素及材料性能与其化学成分，组织结构之间的关系，基本掌握提高材料性能的主要途径。
（六）教学内容：本课程包括金属材料力学性能，金属物理性能分析，无机材料无论性能，高分子材料力学材料性能、材料的腐蚀与老化、性能指标的工程意义、指标的测试与评价及应用为主线贯穿始终，让学生对材料性能知识有一个完整的了解，以便达到举一反三、触类旁通的效果。
（七）教学时数:学时数：72 学时分数： 4 学分（八）教学方式:以粉笔、黑板为主要形式的课堂教学（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格，综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40％，期末成绩占60％。
.二、讲授大纲与各章的基本要求第一章材料的单向静拉伸的力学性能教学要点：让学生了解材料在静载作用下的应力应变关系及常见的三种失败形式的特点和基本规律，这些性能指标的物理概念和工程意义，探讨提高材料性能指标的途径和方向1、使学生了解力—拉伸曲线和应力——应变曲线。
2 、使学生了解材料的弹性变形以及性能指标3、非理想弹性与内耗的概念4、非理想弹性的几种类型及工程应用5、掌握塑性变形的实质以及指标测方法6、了解断裂的机理教学时数： 8 学时教学内容：第一节力——伸长曲线和应力——应变曲线一、力——伸长曲线（低碳钢曲线，决定因素）二、应力——应变曲线中有实力与工程应力的关系式、曲线第二节弹性形变及其性能指标一、弹性形变本质二、弹性模数三、影响弹性模数的因素（键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件的负荷持续时间）四、比例极限与弹性极限五、弹性比功第三节非理想弹性与内耗一、滞弹性二、粘弹性三、伪弹性四、包申格效应五、内耗第四节塑性变形及其性能指标一、塑性变形机理（金属材料的塑性变形、陶瓷材料的塑性变形、高分子的塑性变形）二、屈服观象与屈服强度三、影响金属材料屈服强度的因素（晶体结构、晶界与亚结构、溶质元素、第二相、温度应变速率与应力状态）四、应变硬化（机理、指数、意义）五、抗拉强度与缩颈条件六、塑性与塑性指标七、超塑性第五节断裂一、断裂的类型及断口特征（韧性断裂与脆性断裂、穿晶断裂与沿晶断裂、洁切断裂与解理断裂、高分子材料的断裂、断口分析）二、裂纹形裂的位错模型（佤纳——斯特罗理论、断裂强度的裂纹理论）三、断裂强度四、真实断裂强度与静力韧度考核要求：1、力—伸长曲线和应力——应变曲线1.1力—伸长曲线（低碳钢曲线、决定因素）(识记)1.2应力—应变曲线中有实力与工程应力的关系式(识记)2、弹性形变及其性能指标2.1弹性形变本质（领会）2.2弹性模数(识记)2.3影响弹性模数的因素（键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件的负荷持续时间）（领会）2.4比例极限与弹性极限（领会）2.5弹性比功（领会）3、非理想弹性与内耗3.1滞弹性（领会）3.2粘弹性（领会）3.3伪弹性（领会）3.4包申格效应(识记)3.5内耗(识记)4、塑性变形及其性能指标4.1塑性变形机理(识记)4.2屈服观象与屈服强度（领会）4.3影响金属材料屈服强度的因素(识记)4.4应变硬化（领会）4.5抗拉强度与缩颈条件(识记)4.6塑性与塑性指标(识记)4.7超塑性(识记)第五节断裂5.1断裂的类型及断口特征(识记)5.2裂纹形裂的位错模型（领会）5.3断裂强度（领会）5.4真实断裂强度与静力韧度（领会）第二章材料在其他静载下的力学性能教学要点：让学生了解扭转、弯曲、压缩与带缺口试样的静拉伸以及材料硬度实验的方法、应用范围、力学性能指标。
《材料性能学》课程教学大纲
《材料性能学》课程教学大纲课程代码：050431011课程英文名称：Inorganic material capability课程总学时：40 讲课：40 实验：0上机：0适用专业：无机非金属材料工程、粉体材料科学与工程大纲编写（修订）时间：2017.3一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是无机非金属材料工程专业的专业课，必修课。
课程教学所要达到的目的是：1.了解无机材料的力学、热学、光学、电学及介电和磁学性能；2.掌握上述性能的原理及微观机制；3.正确分析无机材料的结构与性能的关系；4.掌握各性能之间的相互制约与变化规律,为判断材料优劣，正确选择和使用材料，改变材料性能，探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础；5.实验技能方面掌握重要性能的测试方法。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.知识方面的基本要求掌握无机材料的受力形变，具体掌握应力和应变、弹性形变、无机材料的塑性形变、无机材料的高温蠕变、黏滞流动。
重点掌握应力和应变、弹性形变。
掌握无机材料的脆性断裂与强度，具体掌握理论断裂强度、格里菲微裂纹理论、断裂韧性常规测试方法、提高陶瓷材料强度及改善脆性的途径、复合材料、陶瓷材料的硬度。
重点掌握断裂韧性常规测试方法。
掌握无机材料的热性能，具体掌握内容无机材料的热容、无机材料的热膨胀、无机材料的热传导、无机材料的抗热震性，重点掌握无机材料的抗热震性。
掌握无机非金属材料电学性能，具体掌握电导的基本性能、离子电导、电子电导、无机材料的电导、多晶半导体材料、无机材料的电导，重点掌握无机材料的电导。
掌握无机材料介电性能，具体掌握介质的电极化、介质的损耗、介电强度、铁电性、压电性，重点掌握介质的电极化、介质的损耗。
掌握无机材料的磁学性能，具体掌握磁矩和磁化强度、物质的磁性、磁畴的形成和磁滞回线、铁氧体结构及磁性、磁性材料的物理效应、磁性材料及应用，重点掌握磁畴的形成和磁滞回线。
掌握无机材料的光学性能，具体掌握光和物质相互作用的基本理论、光在界面的反射和折射、光在各向异性介质中的传播、光的吸收、色散和散射、无机材料的透光性、无机材料的颜色、特种光学材料及应用。
《材料性能学》课程教学大纲
《材料性能学》课程教学大纲材料性能学一、课程基本信息1.课程名称：材料性能学2.学分：3学分3.授课学期：大三上学期4.前置课程：物理学，无机化学，材料科学基础5.课程类型：基础必修课6.课程性质：理论+实验二、课程教学目标本课程主要旨在培养学生对材料性能及其测试、分析的基本理论和实践技能，使学生具备以下能力：1.掌握常见材料的性能参数，了解不同材料性能的相互关系；2.熟悉常见的材料性能测试方法，能够正确选择测试方法并进行实验操作；3.能够从材料结构与配方等方面分析、解释材料性能的变化规律，并能提出改进措施；4.能够进行简单的材料性能测试和数据分析，掌握基本的统计方法；5.具备良好的实验安全意识和团队合作精神。
三、教学内容和安排1.材料性能概述-材料性能的定义与分类-材料性能的相互关系2.材料性能测试方法-材料力学性能测试方法及仪器介绍-材料热学性能测试方法及仪器介绍-材料电学性能测试方法及仪器介绍-材料光学性能测试方法及仪器介绍3.材料性能测试与数据分析-材料力学性能测试与数据分析-材料热学性能测试与数据分析-材料电学性能测试与数据分析-材料光学性能测试与数据分析4.材料性能的微观原因分析-材料结构对性能的影响-材料配方对性能的影响-单一性能参数对材料整体性能的影响5.材料性能的提高与改进-材料工艺对性能的影响-材料改性与改进方法及案例介绍四、教学方法与手段1.理论讲授：系统性地介绍材料性能学的基本理论知识，并结合实际案例进行讲解。
2.实验操作：设计适当的实验项目，让学生亲自操作材料性能测试仪器，掌握实验操作技巧和数据处理方法。
3.讨论研讨：组织学生进行课堂讨论，促进学生思考和交流，加强学习效果。
4.课外作业：布置相关阅读任务和实验报告撰写任务，培养学生自主学习和科研能力。
五、考核方式与标准1.平时成绩：包括课堂表现，实验操作，作业完成情况等，占总评的20%。
2.期中考试：占总评的30%。
3.期末考试：占总评的50%。
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“材料性能学”课程教学大纲武汉大学物理科学与技术学院＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝一、课程英文名称：An Introduction to Materials Properties二、适用专业：材料科学与技术试验班，材料物理等本科专业学生三、课程性质：指定选修四、总学时（学分）：54学时（3学分）；五、授课方式：1、课堂授课（为主）；2、实验（电镜断口观察）、3、课堂讨论（每一位学生选择一个专题，写一篇综述论文，并且在课堂上讲解和讨论，与作业一起作为平时成绩，平时成绩占总成绩的50％。
）六、使用教材：《材料性能学》王从曾主编，刘会亭主审，北京工业大学出版社，2001年。
七、参考书目1、《工程材料力学性能》刘瑞堂、刘文博、刘锦云编，哈尔滨工业大学出版社，2001年。
2、《材料物理性能》田莳编著，北京航空航天大学出版社，2001年。
3、《材料物理导论》熊兆贤编著，科学出版社，2001年。
八、课程主要内容简介：《材料性能学》是一门专业指定选修课。
该课程涉及知识面宽，信息量大，基础性强。
主要讲授材料各种性能的基本概念、物理(化学)本质、影响材料性能的因素及性能指标的测试原理与工程应用等。
材料性能涉及到材料科学和工程两部分内容。
性能的物理本质部分告诉我们“为什么”，工艺一结构、性能及其测试分析技术告诉我们“如何做”，其载体和桥梁就是具体的材料。
学习过程中把这两部分有机地结合起来，有利于学生掌握材料各种性能研究领域的整体，促进积极思维和创造精神。
主要内容包括：１）材料的力学性能：材料在静载条件下的力学性能、冲击韧性、断裂韧性、疲劳性能、磨损性能，以及高温力学性能等；２）材料的物理性能：材料的热学性能、磁学性能、电学性能、光学性能、压电及铁电性能等；３）材料的腐蚀及老化性能等。
九、教学目的与要求：本课程是“材料科学与工程”一级学科的专业课程之一。
目的在于使学生了解材料常见力学性能和物理性能的本质及其变化规律；初步熟悉有关力学性能和物理性能的测试方法和在材料科学研究中的运用；掌握材料韧性、脆性、疲劳性能、热性、电性、磁性、弹性、内耗等的本质、基本变化规律、以及与组织结构的关系；掌握测试的基本原理和分析方法；了解在材料研究及实际工业生产中的运用。
十、教学内容：第一章绪言“材料性能学”课程的学习意义、学习任务、学习方法、主要内容等。
第二章材料单向静拉伸的力学性能§1 应力－应变曲线§2 拉伸性能指标。
材料的强度：屈服强度、抗拉强度；材料的塑性：延伸率、短面收缩等。
§3 弹性变形。
弹性的本质：双原子模型、Hooke定律；弹性模量；影响弹性模量的因素；§4 非理想弹性与内耗。
理想弹性材料；滞弹性材料；内耗的定义；内耗的产生机理：点阵中原子有序排列引起的内耗、晶界内耗、与位错有关的内耗等；内耗的测量；内耗的应用§5 塑性变形。
塑性变形机理：金属材料的塑性变形（滑移、孪生）、多晶体材料的塑性变形的特点、陶瓷材料的塑性变形、高分子材料的塑性变形；屈服现象及其本质：物理屈服现象、屈服现象的本质、影响屈服强度的因素；应变硬化（学生自学）；超塑性；§6 材料断裂与断口分析（多媒体讲座和电镜实验观察）。
断裂分析的意义；断裂的分类；断口分析法；韧性（延性）断裂：定义、特点、典型材料、韧性断裂的宏观特征、韧性断口的微观特征；脆性（包括：解理和沿晶）断裂：定义、特点、主要材料、脆性断裂的宏观特征、解理断裂的微观特征、沿晶断裂的微观特征、疲劳断裂、焊接断口。
第三章材料在其它静载荷下的力学性能§1 应力状态软性系数。
§2 扭转的力学性能。
§3 弯曲的力学性能。
§4 压缩的力学性能。
§5 缺口试样的力学性能。
缺口处的应力分布及三向应力；缺口形式；缺口敏感度；影响因素；§6 硬度。
布氏硬度：测量原理、特点；洛氏硬度：测量原理、特点；维氏硬度：测量原理、特点；第四章材料的冲击韧性及低温脆性§1 冲击试样与冲击韧性。
冲击实验的种类；冲击载荷的特点；一次冲击试验原理；冲击韧性A k的意义；冲击试样的断裂过程；冲击试验的应用；§2 低温脆性。
低温脆性的评价：能量原则、断口形貌原则、断口变形特征原则；影响低温脆性的因素第五章材料的断裂韧性基础§1 Griffith断裂理论。
完整晶体的理论断裂强度；Griffith断裂理论；Orowan的修正；§2 裂纹扩展的能量判据。
§3 裂纹顶端的应力场。
三种断裂类型；I型裂纹顶端的应力场；应力强度因子K I；§4 裂纹顶端的塑性区。
§5 应力强度因子的塑性区修正。
§6 影响断裂韧性的因素。
内部因素；外部因素；§7 断裂韧性的工程应用。
第六章固体电子理论简介§1 电子的波动性。
§2 原子结构。
原子结构模型，量子力学的基本原理，原子中的电子结构，分子和金属键。
§3 金属电子论。
经典自由电子理论，量子自由电子论，能带理论。
第七章材料的电学性能§1 电子类载流子导电。
金属的导电机制：经典理论、能带理论；影响材料导电性的因素：温度、应力、范性变形、热处理的影响。
§2离子类载流子导电。
定义；理论；离子导电与扩散；离子导电的影响因素。
§3 电阻的测量。
§4 与电性有关的材料。
§5 电阻分析的应用。
研究合金的时效，合金的有序-无序转变，测量固溶体溶解度曲线等；第八章材料的热学性能§1 热学性能的物理基础。
§2 热容。
基本概念；经典热容理论：杜隆－珀替定律、柯普定律；固体热容的量子理论：爱因思坦模型、德拜模型；自由电子对热容的贡献。
§3 合金的热容。
§4 陶瓷材料的热容。
§5 相变对热容的影响。
§6 热分析。
差热分析（DTA）；示差扫描量热法（DSC）。
§3 热容的应用。
第九章材料的膨胀分析§1 热膨胀的物理本质。
§2 双原子模型。
§3 膨胀系数§4 异常膨胀。
相变因素；原子系数因素；熔点因素。
§5 热膨胀的影响因素。
合金成分和相变，晶体结构，晶体的各向异性，铁磁性。
§6 膨胀的测量。
光学膨胀仪，电磁膨胀仪。
§7 膨胀分析的应用。
第十章材料的磁学性质§1 磁介质及其分类§2 磁性的物理本质。
电子轨道磁矩；电子自旋磁矩；原子核磁矩；原子总磁矩。
§3 表征磁性的物理量。
磁化与外场的关系；总磁场与外场的关系。
§4 磁性的分类。
抗磁体；顺磁体；铁磁体。
§5 抗磁性与顺磁性。
正离子的抗磁性；正离子的顺磁性；自由电子的顺磁性；自由电子的抗磁性；顺磁性和抗磁性在材料研究中的应用。
§6 铁磁性。
磁化曲线；磁滞回线；铁磁性理论：自发磁化理论、磁畴理论、技术磁化理论。
§7 铁磁性的测量。
§8 铁磁性分析的应用。
第十一章材料的介电性能§1 介质极化与介电性能。
平板电容器与电介质；极化参数。
§2 介电质的极化形式和机制。
位移极化；松弛极化；转向极化；空间电荷极化；自发极化。
§3 电介质的介质损耗。
介质的损耗形式：电导损耗、极化损耗、电离损耗、结构损耗、宏观结构不均匀的介质损耗；影响介电损耗的因素：频率的影响；温度的影响。
§4 介电质的压电性能。
压电效应的基本原理；压电性能的主要参数：介电常数、介质损耗、弹性系数、压电常数、机械品质因数、机电偶合系数；压电材料的应用。
§5 电介质的热释电性（Pyroelecrticity）。
定义；热释电现象；热释电的产生条件；热释电性的表征；热释电材料；热释电性额应用。
§6 电介质的铁电性。
铁电性的定义；电滞回线；居里温度；临界现象；铁电畴；铁电体的电致伸缩效应；铁电体的起源；§7 铁电性、压电性、热释电性之间的关系§8 影响材料压电性和铁电性的因素。
化学成分；晶粒间界；预极化条件；薄膜材料的择优取向。
§9 压电、铁电性能的测量。
§10 压电、铁电材料的应用。
第十二章材料的光学效应（课堂讨论内容）第十三章材料的疲劳性能（课堂讨论内容）第十四章材料的磨损性能（课堂讨论内容）第十五章材料的高温力学性能（课堂讨论内容）第十六章材料的腐蚀效应（课堂讨论内容）。