《材料性能》课程教学大纲
材料的性能与表征课程教学大纲
材料的性能与表征课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：材料的性能与表征所属专业：材料化学课程性质：专业基础课学分：2（二）课程简介、目标与任务：材料的物理性能是材料的重要性能之一。
外接因素（温度、电场、磁场等）作用于材料，引起材料内部原子、分子、电子的微观运动状态的改变，在宏观上表现为一定的感应物理量，即呈现某一物理性能。
具体地讲，最常见的材料物理性能有材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能，每一种物理性能对应一定的物理基础。
而材料的物理性能强烈依赖于物质不同层次的结构组成，同时也受环境因素的强烈影响。
每一种材料物理性能都具有一定的分子和测试方法，而物理性能分析也是材料研究的重要手段。
通过本课程的学习，对材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能的物理本质和表征参量、影响因素、分析测试方法有较全面地认识，并了解物理性能分析在材料研究中的应用。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接：先修课程：力学，热学，电磁学，普通物理(光学与原子物理)，材料科学基础（四）教材与主要参考书。
教材：刘勇，陈国钦编著. 材料物理性能. 北京：北京航空航天大学出版社, 2015.09主要参考书：吴雪梅主编；诸葛兰剑等编著. 材料物理性能与检测. 北京：科学出版社, 2012.01.关振铎，龚江宏，唐子龙著. 无机材料物理性能第2版. 北京：清华大学出版社, 2011.06.高智勇，隋解和，孟祥龙编著. 材料物理性能及其分析测试方法. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社, 2015.11.二、课程内容与安排第1章绪论（一）教学方法与学时分配课堂授课，1学时（二）内容及基本要求主要内容：简要介绍本课程的主要内容，学习本课程的意义和目的，以本课程的学习方法。
【了解】：本课程的主要内容，本课程的学习方法。
【一般了解】：学习本课程的意义和目的第2章材料的电性能2.1 电导率和载流子2.2 电子类载流子导电2.3 离子类载流子导电2.4 半导体2.5 超导体2.6 导电性的测量2.7 电阻分析的应用2.8 延伸阅读（一）教学方法与学时分配课堂授课，5学时（二）内容及基本要求主要内容：主要讲述电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体的导电机制及影响因素，导电性的测量方法及电阻分析的应用。
材料性能与表征无机材料物理性能教学大纲
材料性能与表征无机材料物理性能教学大纲一、课程介绍《材料性能与表征》是材料类专业学生的学科基础课程。
本课程主要介绍材料的力学、热学、光学、磁学、电学的特性和表征方法，目的是使学生充分认识材料的物理性能以及这些性能在人类物质生活中的意义，学会利用这些知识解释有关材料的许多现象，认识材料的宏观性能与微观机制的联系，为材料的合成、制备、加工和应用指明方向。
主要内容包括：材料的受力变形、材料的脆性断裂与强度，材料的热学性能，材料的光学性能，材料的磁学性能，材料的电学性能等。
教学部分共含32个理论学时，16个实践环节学时。
Introduction“Properties and Characterization of Materials” is the main professional fundamental course for materials science and engineering students. This course mainly introduces the mechanical, thermal, optical, electrical and magnetic properties and characterization method of materials. The main purpose of this course is to make students fully understand the physical properties of materials and theirs significance in human materials life, learn to explain many phenomena of the materials by these knowledge, to understand the relationship between the macroscopic properties and microscopic mechanisms of materials, and to point out the directions for the synthesis, preparation, processing and application of the materials. The main contents of this course are listed as follows: stress deformation of materials, brittle fracture and strength of materials, thermal properties of materials, optical properties of materials, magnetic properties of materials, electrical properties of materials. The teaching part of this course includes 32 theoretical credit hours and 16 practical credit hours.课程基本信息二、教学大纲1、课程目标1）掌握材料性能的基本理论及其主要影响因素，培养学生对抽象问题的认识，使学生能够针对具体的材料工程问题，建立数学模型并求解。
材料力学性能课程实验教学大纲(课程实验类) - 东南大学分析测试中心
材料力学性能课程实验教学大纲（课程实验类）所属课程名称：材料力学性能英文名称：Material Mechanical Properties of Materials所属课程编号：1202302面向专业：材料类各专业(金属材料、土木工程材料、电子信息材料、先进材料及成形)课程总学时：32+16 ；实验学时16 ；课程学分： 2.5 ；本大纲主撰人：王仕勤、秦鸿根（Tel：52090661，E—mail: wsqwyd@）一、实验目的材料力学性能实验是《材料力学性能》课程中重要的教学环节。
通过实验教学，验证、巩固和补充课堂中讲授的理论知识，使学生掌握材料力学性能的测试原理和测试方法；了解测试设备及基本操作规范；并培养学生对实验数据和实验结果进行正确分析判断的能力以及科学认真的态度和实事求是的工作作风。
为今后的课程设计、毕业设计及工程实践工作打下坚实的基础。
三、教学管理模式与注意事项1、学生在实验前必须认真预习实验指导书的相关内容。
2、教师在实验前进行必要的讲解和指导。
3、学生应严格按照操作规程对仪器设备进行正确操作，确保人身安全和设备安全。
四、成绩评定与占课程总成绩的比例1、指导老师根据学生实验预习情况及实验报告的完成情况进行成绩评定。
2、将实验成绩报给任课教师，以占课程总成绩的15～20%的比例纳入课程的总成绩。
五、设备与器材配置1、电子万能试验机2台7、冲击试验机1台2、液压万能试验机2台8、温度计10只3、布氏硬度计2台9、冷却保温装置6套4、洛氏硬度计1台10、游标卡尺2只5、维氏硬度计1台11、钢筋划线仪2台6、读数放大镜2只12、实验耗材若干六、实验任务书与参考资料1、王仕勤、秦鸿根等材料力学性能实验指导书. 南京：东南大学讲义，2006.112、高建明等材料力学性能. 武汉：武汉大学出版社，2004.83、秦鸿根建筑材料实验指导书. 南京：东南大学讲义，2003.103、伍洪标等无机非金属材料试验. 化学工业出版社，2002.6。
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。
《材料物理性能》课程教学大纲
《材料物理性能》课程教学大纲课程代码：ABCL0518课程中文名称: 材料物理性能课程英文名称：Physical properties of materials课程性质：选修课程学分数：2课程学时数：32授课对象：新能源材料与器件专业本课程的前导课程：《近代物理概论》，《材料科学前沿系列讲座》一、课程简介本课程主要包括材料的热学、光学、电学、磁学等性能和应用。
主要介绍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，各种材料的结构和性能的关系，各种性能之间的相互制约与变化规律。
通过本课程的学习，培养学生测定各种性能的动手能力，另一方面培养学生判断材料优劣、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。
二、教学基本内容和要求本课程基本内容包括材料的电、磁、光、热学性能及材料物理检测方法等，主要阐述了上述性能的物理模型、变化规律、影响因素以及物理效应之间的关系，旨在使学生尽可能地从物理效应和微观机制角度掌握材料性能。
以下分章阐述：第一章热学性能课程教学内容：材料热学性能中热容（包括热容的两个经典理论和量子力学理论）、热膨胀、热传导和热稳定性的概念、机理及影响因素。
课程的重点：材料的热膨胀；材料的热传导；材料的热电性。
课程的难点：材料的热容与热焓。
课程教学要求：1. 掌握材料热学性能，包括热容、热膨胀、热传导等性能；2. 理解材料热学性能的测量方法；3. 掌握材料热学性能分析方法的应用。
第二章电学性能课程教学内容：材料导电的物理现象，了解离子导电、电子导电和玻璃态导电的机理，接触超导概念。
课程的重点：超导电性；影响金属导电性的因素；导电性的测量；电阻分析的应用。
课程的难点：绝缘体的电学性能。
课程教学要求：1.了解材料的电学性能，包括材料的导电性、超导电性、介电性和压电性等性能；2.掌握电学性能的测量方法及其分析方法；。
材料力学性能---教学大纲
材料力学性能实验教学大纲大纲制定（修订）时间： 2017年7月课程名称：材料力学性能课程编号：050131004课程类别：专业基础课程课程性质：必修适用专业：材料成型及控制工程课程总学时：32实验（上机）计划学时：2开课单位：材料科学与工程学院一、大纲编写依据1.材料成型及控制工程专业2010版教学计划；2.材料成型及控制工程专业《材料力学性能》理论教学大纲对实验环节的要求；3.近年来《材料力学性能》实验教学经验。
二、实验课程地位及相关课程的联系1.《材料力学性能》是材料成型及控制工程专业重要的专业基础课程；2.本实验课程是《材料力学性能》课程的实践教学环节，3.本实验项目是《材料力学性能》课程综合知识的运用；4.本实验项目是理解材料的硬度测定原理和方法的基础；5.本实验以《金属工艺学》等为先修课；6.本实验为后续的专业课实验教学和毕业设计等有指导意义。
三、实验目的、性质和任务1.理解布氏和洛氏硬度测定的基本原理和方法，训练硬度测定的基本技能，掌握科学的实验方法；2.培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力；3.通过实验使学生能够正确使用硬度计等常用设备，训练学生的实验设计能力和动手能力；4.培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力；四、实验基本要求(1) 实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求；(2) 巩固和加深学生对布氏和洛氏硬度测定的基本原理和方法的理解，提高学生综合运用所学知识的能力；(3) 通过实验，要求学生做到：能够预习实验，撰写实验报告；(4) 学会常用硬度计的使用，完成相关实验；(5) 了解布氏和洛氏硬度的测量方法，能够独立分析实验数据。
五、实验内容和学时分配六、教材（讲义、指导书）：选用教材：《工程材料力学性能》，束德林编，机械工业出版社，2007实验指导书：材料力学性能实验指导书. 沈阳理工大学七、考核方法和评分标准；考核方法：按照实验指导书的具体要求，根据每个学生实验前的预习准备，实验过程的考查，实验操作情况及实验报告的质量，综合给出实验成绩。
《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。
材料性能实验课程设计
材料性能实验课程设计一、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实验的基本原理和方法，了解不同材料的性能特点及其应用。
技能目标要求学生能够运用所学知识进行实验操作，分析实验数据，并能够撰写实验报告。
情感态度价值观目标在于培养学生对科学实验的兴趣和热情，增强其创新意识和实践能力。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。
课程目标旨在帮助学生建立扎实的材料科学基础，提高实验技能，培养解决实际问题的能力。
这些目标将指导我们进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，我们选择和了以下教学内容。
首先，介绍材料的性能实验的基本原理和方法，包括实验操作步骤和注意事项。
其次，分析不同材料的性能特点，如力学性能、热性能、电性能等，并结合实际案例进行讲解。
接着，引导学生进行实验操作，培养其实验技能。
最后，通过实验报告的撰写，提高学生的表达和分析能力。
教学大纲将详细列出每个教学内容的教学安排和进度，确保内容的科学性和系统性。
教材的章节将包括材料的性能实验基本原理、不同材料的性能特点及实验方法等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们将采用多种教学方法。
首先，通过讲授法，向学生传授基本原理和方法。
其次，利用讨论法，引导学生进行思考和交流，培养其问题解决能力。
此外，通过案例分析法，结合实际案例，帮助学生更好地理解材料性能实验的应用。
最后，采用实验法，让学生亲自动手进行实验操作，提高其实验技能。
四、教学资源我们将选择和准备适当的教学资源，以支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
教材将提供基本的学习材料，包括实验原理、方法和实验报告撰写指南。
参考书将为学生提供更多的学习资料和案例。
多媒体资料将用于辅助教学，帮助学生更好地理解抽象概念。
实验设备将是进行实验操作的重要工具，确保学生能够亲身体验实验过程。
五、教学评估为了全面反映学生的学习成果，我们将设计合理的评估方式。
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《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。
2、教学内容与教学方法1.1 单向静拉伸试验及性能1.1.1 单向静拉伸试验1.1.2 拉伸曲线1.1.3 单向静拉伸基本力学性能指标1.2 其它静载下的力学试验及性能1.2.1 应力状态软性系数1.2.2 压缩1.2.3 弯曲1.2.4 扭转1.2.5 剪切1.2.6 几种静载试验方法的比较1.3 缺口效应1.3.1 缺口处应力分布及缺口效应1.3.2 缺口敏感度1.4 硬度1.4.1 布氏硬度1.4.2 洛氏硬度1.4.3 维氏硬度1.4.4 其它硬度1.4.5 常用材料的硬度1.4.6 纳米硬度1.5 冲击韧性1.5.1 夏比缺口冲击试验1.5.2 冲击韧性和冲击功的适用性1.5.3 冲击试验的应用1.6 强度的统计学分析3、教学安排及教学方式4、教学目标掌握工程上常用的力学性能试验方法的特点、差异、应用范围以及在工程上的应用。
了解使用结构材料的基本性能要求，掌握结构材料的强度、塑性、韧性、硬度等基本概念。
第2章材料的变形1、知识点群弹性变形、粘弹性变形、塑性变形的宏观及微观规律；金属材料的强化原理。
2、教学内容与教学方法2.1 弹性变形2.1.1 弹性变形的宏观描述2.1.2 弹性变形的微观本质2.1.3 弹性模量影响因素2.1.5 橡胶弹性2.1.6 非理想弹性变形2.2 粘弹性变形2.2.1 粘弹性行为2.2.2 力学松弛2.2.3 粘弹性变形的唯象描述2.2.4 时温等效原理2.3 塑性变形2.3.1 塑性变形的一般特点2.3.2 塑性变形机理2.3.3 屈服2.3.4 应变硬化2.3.5 颈缩2.4 先进材料的力学性能2.4.1 金属玻璃2.4.2 多孔材料2.4.3 纳米结构材料3、教学安排及教学方式4、教学目标掌握结构材料在受外力条件下的变形规律，包括宏观描述、微观机制及各种影响因素，掌握金属材料的基本强化原理以及常用的工艺方法。
初步了解先进的非传统材料的力学性能特点。
第3章材料的断裂1、知识点群断裂的分类；断裂强度；断裂机制图；断口分析；解理断裂；微孔聚集断裂；韧脆转变；断裂韧度。
2、教学内容与教学方法3.1 断裂概述3.1.1 断裂类型3.1.2断裂强度3.1.3 宏观断口3.1.4 断裂机制图3.2 断裂过程及机制3.2.1 解理断裂3.2.2 微孔聚集断裂3.2.3 韧-脆转变3.3 非金属材料的断裂3.3.1 陶瓷材料的断裂3.3.2 高分子材料的断裂3.4 断裂韧性3.4.1 裂纹尖端应力强度因子3.4.2 断裂韧性3.4.3 裂纹尖端塑性区及有效裂纹修正3.4.4 断裂韧性的测试3.4.5 断裂韧性的工程应用3.5 材料的韧化3.5.1 金属材料的韧化3.5.2 陶瓷材料的韧化3、教学安排及教学方式4、教学目标掌握工程材料的断裂类型、特点、条件、机制、各种影响因素以及断口的分析方法。
理解材料脆性断裂的实质和危害性，掌握脆性断裂的分析方法（断裂力学）和抗脆断设计原理。
初步了解金属材料和陶瓷材料的增韧原理和常用工程方法。
第4章材料的疲劳1、知识点群疲劳特点；疲劳性能；疲劳机制；影响疲劳性能的因素。
2、教学内容与教学方法4.1 疲劳概述4.1.1 变动应力4.1.2 疲劳破坏特点4.1.3 疲劳宏观断口4.2 疲劳的宏观表征4.2.1 疲劳曲线4.2.2 疲劳极限4.2.3 疲劳过载4.2.4 疲劳缺口敏感度4.2.5 低周疲劳4.2.6 疲劳裂纹扩展速率4.3 疲劳的微观过程4.3.1 延性固体的循环变形4.3.2 疲劳裂纹的萌生4.3.3 疲劳裂纹的扩展4.3.4 疲劳裂纹扩展的阻滞和瞬态过程4.4 非金属材料的疲劳4.4.1 陶瓷材料的疲劳4.4.2 高分子材料的疲劳4.5 特种条件下的疲劳4.5.1 接触疲劳4.5.2 冲击疲劳4.5.3 微动疲劳4.5.4 多轴疲劳4.5.5 变幅疲劳4.6 疲劳短裂纹4.6.1 疲劳短裂纹的定义、分类及扩展特性4.6.2 疲劳短裂纹的扩展3、教学安排及教学方式4、教学目标了解什么是疲劳性能，掌握变动载荷形式，疲劳曲线，疲劳抗力指标及其影响因素，疲劳裂纹的产生条件，表面因素及表面强化处理效应，疲劳裂纹的扩展规律，疲劳断裂的宏观端口的分析。
了解低周疲劳概念。
掌握疲劳性能测试方法。
第5章材料在不同环境下的力学性能1、知识点群高温蠕变；高速加载下的变形和断裂；环境诱发断裂；磨损性能。
2、教学内容与教学方法5.1 高温力学性能5.1.1 概述5.1.2 蠕变曲线5.1.3 蠕变极限5.1.4 持久强度及持久塑性5.1.5 松弛稳定性5.1.6 蠕变的微观过程5.1.7 常见高温结构材料的蠕变性能5.1.8 高温瞬时拉伸5.1.9 高温硬度5.1.10 高温疲劳5.2 高速加载下的力学性能5.2.1 概述5.2.2 高速载荷下的变形5.2.3 高速载荷下的断裂5.2.4 动态断裂韧性5.2.5 高分子材料的冲击强度5.3 环境诱发断裂5.3.1 应力腐蚀断裂5.3.2 氢致开裂5.3.3 液体金属脆5.3.4 腐蚀疲劳5.4 材料的磨损性能5.4.1 概述5.4.2 磨损机理5.4.3 磨损试验方法5.4.4 非金属材料的磨损特性3、教学安排及教学方式4、教学目标掌握在高温、高速加载、轻微腐蚀介质和带摩擦等工程环境中的变形和失效规律以及相应的性能指标。
第6章材料的热学性能1、知识点群热容；热膨胀；热传导；热分析方法。
2、教学内容与教学方法6.1 热容6.1.1 热容的定义6.1.2 热容随温度变化的实验规律6.1.3 晶体热容理论6.1.4 工程材料的热容6.1.5 相变对热容的影响6.1.6 热容的测量6.2 材料的热膨胀6.2.1热膨胀的表征及工程意义6.2.2热膨胀的物理本质6.2.3格留乃森定律及固体极限膨胀方程6.2.4影响热膨胀的材料因素6.2.5常用工程材料的热膨胀性能6.2.6热膨胀系数的测定6.3 热传导6.3.1 热传导的表征及工程意义6.3.2 热传导的物理机制6.3.3 魏德曼—弗朗兹定律6.3.4 工程材料的热导率及其影响因素6.3.5 热导率的测定6.4 热分析方法及应用6.4.1 热分析方法6.4.2 热分析的应用4、教学目标理解材料热容、热膨胀、热传导的物理本质及影响因素；掌握热容、热导率及热膨胀系数的工程意义及实际应用；了解常用热分析方法及其在材料研究中的应用。
第7章材料的磁学性能1、知识点群磁性的分类；铁磁性的宏观表征；铁磁性的微观理论；铁磁性的影响因素；铁磁性的测量；磁性分析的应用。
2、教学内容与教学方法7.1 磁性基本概念7.1.1 磁学基本量7.1.2 物质磁性的分类7.1.3 抗磁性和顺磁性7.2 铁磁性的宏观表征7.2.1 磁化曲线和磁滞回线7.2.2 动态磁化7.2.3 磁各向异性7.2.4 磁致伸缩7.2.5 铁磁体的形状各向异性和退磁能7.3 铁磁性的微观理论7.3.1 自发磁化7.3.2 磁畴结构7.3.3 技术磁化微观机制7.4 铁磁性的影响因素7.4.1 温度的影响7.4.2 应力的影响7.4.3 加工硬化和晶粒细化的影响7.4.4 磁场退火7.4.5 合金成分和组织的影响7.5 磁性的测量及磁性分析的应用7.5.1 磁性的测量7.5.2 磁性分析的应用4、教学目标理解材料磁性产生的物理本质；掌握材料的磁性分类；理解材料磁化的过程及其机理；重点掌握铁磁性材料的特性以及铁磁性理论解释；掌握材料磁性能的基本表征量及其测试方法；掌握材料此性能的影响因素以及磁性测试技术在材料研究中的应用。
第8章材料的电学性能1、知识点群导电性；半导电性；超导电性；介电性；热电性；铁电性；压电性；热释电性。
2、教学内容与教学方法8.1 导电性能8.1.1 概述8.1.2 金属的导电性8.1.3 离子固体的导电性8.1.4 半导体的电学性能8.1.5 超导电性8.1.6 聚合物材料的导电性8.1.7 电阻的测量及在材料研究中的应用8.2 介电性8.2.1 介电性及电介质的极化8.2.2 介质损耗8.2.3 介电强度8.3 铁电性8.3.1 铁电性基本概念8.3.2 铁电性的微观理论8.3.3 铁电体的性能及应用8.4 热电性8.4.1 热电效应及本质8.4.2 材料热电性能的表征8.5 其他电学耦合效应8.5.1 压电性8.5.2 热释电性4、教学目标理解材料导电性和介电性的物理本质；掌握材料导电性的基本表征量及其测试方法；掌握材料电性能的影响因素以及电性能测试技术在材料研究中的应用；初步了解材料的热电性、压电性、铁电性和热释电性。
第9章材料的光学性能1、知识点群材料对光的折射、反射、吸收、散射、透射；材料的光发射；耦合光学效应；非线性光学效应。