无机材料物理性能教学大纲
无机材料物理性能 教学大纲
无机材料物理性能一、课程说明课程编号:060405Z10课程名称(中/英文):无机材料物理性能/Physical Properties of Inorganic Materials课程类别:学科专业基础课程学时/学分: 56/3.5先修课程:大学物理、物理化学、晶体学基础、材料化学基础适应专业:材料科学与工程教材、教学参考书:(1) 宁青菊、谈国强、史永胜,无机材料物理性能,北京,化学工业出版社,2006(2) 关振铎、张中太、焦金生,无机材料物理性能,北京,清华大学出版社,2006(3) 陈树串,材料物理性能,上海,上海交通大学出版社,1999(4) 邱成军、,材料物理性能,哈尔滨,哈尔滨工业大学出版社,2007二、课程设置的目的意义无机材料物理性能课程是材料科学与工程专业的四年制材料化学方向本科生的一门专业基础课。
通过本课程的学习,了解掌握无机非金属材料的力、光、电、磁、热各种物理性能的基本概念、基本原理,学生将能够理解性能与材料的组成、结构的关系及各性能之间的关联与变化规律,让学生为正确地选择和使用材料、改善材料性能、设计与探索优质新材料提供理论基础。
三、课程的基本要求知识:材料研究必定涉及材料的性能,本课程教学内容包括无机非金属材料的热学、电导、介电、光学、磁学、力学等重要性能的基本原理与微观机制,性能与材料的组成、结构的关系,以及各性能之间的关联与变化规律。
能力:通过本课程的学习,了解掌握无机非金属材料的力、光、电、磁、热各种物理性能的基本概念、基本原理,学生将能够理解性能与材料的组成、结构的关系及各性能之间的关联与变化规律,让学生为正确地选择和使用材料、改善材料性能、设计与探索优质新材料提供理论基础。
素质:建立性能-结构-工艺密切关联的观念,通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质,建立材料设计制备到应用的思维模式,提升理解工程管理与经济决策的基本素质。
提升自主学习和终身学习的意识,形成不断学习和适应发展素质。
《无机材料物理性能》教学与创新实践能力培养
、
相关的专业基础理论知识的同时, 还有必要训练学生具备 相应的实践与应用能力 。鉴于此 , 我们需要积极进行教学 培养学生的科学思维精神和创新实践能力 , 以能力培养为
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应用 ,同时介绍了各种重要物理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等。 这些知识 都是各个领域开发和应用无机非金属材料所必需 的基本 技术 , 在实际工作 中具有重要的意义。 通过本课程的教学 , 不仅需要让学生掌握无机非金属材料的力 、 热、 光、 电、 磁 等关键物理性能和本质 , 同时更加需要学生获得无机材料 物理性 能的研究方法 , 并能够运用所学 的理论知识从微观 的育人培养 目标和指导思想 。 将现代工程教育理念贯穿于 培养方案 中, 上海工程技术大学在培养方案和课程设置上 充分体现“ 工程” 特色, 对从首届学生开始, 要求各试点专 业 的核心或主干专业课程 由具备5 年 以上的工程经历教师 主讲。数学 、 物理 、 力学 、 外语等基础课程 的师资应 由擅长 科学研究并取得一定成果的教师承担。 2 . 选用或者编写合适的教材。优先选用符合教学大纲 或专业规范的优秀英文获奖教材或正式出版的系列教材 , 规定专业基础课和专业课选用一定数量的英文原版教材 , 尤其要鼓励校 、企专家合作编写/ 编著反映现代产业先进 技术的英文专业基础课程和专业课程教材。教材必须在3 年内 进行要新或补充, 及时将产业发展的最新技术纳入其 中。 反馈最为前沿的国际技术创新 。 3 , 建设试点专业的专业英语学习网站。 依托近年来 的 快速发展 , 上海工程技术大学的相关试点专业已具有 比较 丰富和先进的馆藏图书资料和网络资源。同时, “ 飞行技 术” 专业学生在太四飞行训练阶段可调用上海航空股份有 限公司相关机 型的英文飞行手册 、 “ 城市轨道交通车辆工 程” 专业学生在企业实习间可查 阅维修手册以及相关 的英 文网络资源 。 这些资料是开展“ 卓越工程师” 英文教育的宝
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。
材料物理性能及测试 教学大纲
材料物理性能及测试一、课程说明课程编号:060308Z10课程名称(中英文对照):材料物理性能及测试/ Physical Properties and Measurement of Materials课程类别:选修/学科专业基础课程学时/学分:24/1.5先修课程:物理化学、晶体学基础、固体物理、近代物理基础适用专业:材料科学与工程专业本科生教材、教学参考书:(1)龙毅主编,材料物理性能,XX大学出版社,2009年(2)田莳等编,材料物理性能,北京航空航天大学出版社,2008年(3)邱成军等编,材料物理性能,哈尔滨工业大学出版社,2003年二、课程设置的目的意义材料物理性能课程是材料科学与工程专业的四年制本科生选修的一门专业基础课。
通过本课程的学习,使学生掌握金属材料的各种性能及其影响因素,培养学生测定各种性能的动手能力,及研制新材料、开发新产品、改善生产工艺技术、提高材料性能的能力。
三、课程的基本要求材料物理性能是材料科学与工程专业的一门重要的基础课程,课程的基本要求是:(1)要求学生能够掌握表征材料物理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;能够运用所学到试验操作知识分析材料组成-结构-性能及其相互关系,并能运用相关的数学、自然科学知识对实验结果进行分析,得到合理有效的参数与结论。
(2)要求学生能够明确各类材料的性能与组成和结构的关系,掌握这些性能参数的规律;能够根据所学的专业知识对实验结果做出科学的解释,并能够对实验结果中的问题设计合理的解决方案。
四、教学内容、重点难点及教学设计本课程由金属材料的电学性能、热学性能及磁学性能构成。
主要内容为:概述,金属电阻及其影响因素,半导体,超导体,电性能的测试方法;材料的热熔、热膨胀;材料的导热性;材料的热电性、热稳定性;材料热导率的测量方法;磁性物理概述,原子和离子固有的磁矩,物质的抗磁性和顺磁性,铁磁性的分子场理论,亚铁磁性的分子场理论,铁磁体中的磁晶各向异性、磁致伸缩,磁畴与磁五、实践教学内容和基本要求本课程是一门工程性很强的学科基础课程。
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。
《无机材料科学基础》课程教学大纲
《无机材料科学基础》课程教学大纲课程英文名称:Fundamentals of Inorganic Materials Science课程编号:1313014002课程计划学时:72学分:4.5课程简介:《无机材料科学基础》课程是一门专业基础理论课程,适用于硅酸盐工程与无机材料科学与工程专业。
主要讲授本专业范围内各种物理化学过程的变化和共性规律,为学生学习专业课打下理论基础,是一门必修的重点课程。
本课程是在修完无机化学、物理学、物理化学、结晶矿物岩石学等课程之后,方能开设的课程。
通过本课程的学习,可以使学生了解无机材料的组成-结构-性能之间的相互关系和变化规律,为学生学习专业课程和将来从事无机材料的研究与开发奠定理论基础。
一、课程教学内容及教学基本要求绪论(1学时)要求了解无机材料的分类,特点,组成、结构、性能、工艺以及其与环境的关系。
第一章晶体结构(12学时)本章重点为晶体化学基本原理、典型晶体结构和硅酸盐晶体结构,难点为硅酸盐晶体结构。
第一节结晶学基础本节要求了解各晶系晶体定向法则与结晶符号的表示方法(考核概率0%),理解晶体的基本性质、晶胞与空间点阵的概念与区别(考核概率50%),掌握七大晶系与十四种布拉维格子的划分与特征(考核概率40%)。
1 晶体的基本概念与性质;2 晶胞与空间点阵;3 晶体的对称分类——7个晶系和14种布拉维格子;4 晶体定向与结晶学指数——晶面指数与晶向指数。
第二节晶体化学基本原理本节要求了解晶体中质点间的结合力与结合能(考核概率0%),理解球体最紧密堆积原理和影响离子晶体结构的因素(考核概率40%),掌握同质多晶和类质同晶的概念以及鲍林规则的应用(考核概率100%)1 晶体中质点间的结合力与结合能;2 晶体中质点的堆积——球体最紧密堆积原理;3 影响离子晶体结构的因素——原子半径和离子半径,配位数与配位多面体,离子极化,电负性,结晶化学定律;4 同质多晶与类质同晶;5 鲍林规则。
无机材料物理化学教学大纲
无机材料物理化学教学大纲《无机材料科学基础》教学大纲英文课程名称: Foundation of Inorganic Material Science 课程编号:0711305总学时:88(其中理论课学时:74 实验学时:14)总学分:5.5先修课程:物理化学、晶体学适用专业:无机非金属材料工程开课单位:材料科学与工程学院无机非金属材料工程教研室执笔人:梁忠友审校人:来启辉一、课程教学内容绪论材料的发展动向及本课程的重要地位;本课程的特色及基本要求等。
第一章晶体化学基本原理原子半径和离子半径;球体紧密堆积原理,六方堆积和立方堆积;配位数和配位多面体;离子的极化对化学键和结构的影响;电负性,估计化学键;鲍林规则。
第二章晶体结构与晶体中的缺陷第一节典型结构类型氯化钠型、金刚石型、氯化铯型、闪锌矿型、纤锌矿型、萤石型、金红石型、碘化镉型、刚玉型、钙钛矿型、尖晶石型。
第二节硅酸盐晶体结构岛状结构、组群状结构、链状结构、层状结构、架状结构。
第三节晶体结构缺陷,点缺陷、固溶体、非化学计量化合物,固溶体研究方法;线缺陷,包括螺旋位错和刃位错。
第三章熔体与玻璃体第一节熔体结构――聚合物理论,第二节熔体性质粘度和表面张力。
第三节玻璃通性各向同性;介稳性;熔融态向玻璃态转化的可逆性与渐变性;熔融态向玻璃态转化时物理、化学性质随温度变化的连续性。
第四节玻璃的形成玻璃态物质的形成方法简介;玻璃形成的热力学、动力学,结晶化学条件;第四节玻璃的结构晶子学说;无规则网络学说。
第五节常见玻璃类型硅酸盐玻璃;硼酸盐玻璃。
第四章表面与界面第一节固体的表面固体的表面特征;晶体表面结构;固体表面能;第二节界面行为,润湿与粘附;吸附与表面改姓;第三节晶界晶界结构与分类;多晶体的组织;晶界应力。
第四节粘土―水系统胶体化学粘土的荷电性;离子吸附与交换;电动性质;胶体性质;瘠性料的悬浮与塑化。
第六章相平衡。
第一节硅酸盐系统相平衡的特点热力学平衡态与非平衡态;硅酸盐系统中的组分、相及相律。
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材料科学与工程学院本科课程教学大纲
一、课程基本信息
课程名称(中、英文):无机材料物理性能properties of Inorganic Materials
课程号(代码):301127020-01
课程类别:(必修课)
学时:32 学分:2
本课程要求的先修课程:大学物理,大学化学,材料科学与工程基础二、教学目的及要求
无机材料物理性能是材料学科一门重要的基础课,它从材料的组成、结构的角度阐述无机材料的物理性能及本质,包括力学、热学、电学、光学、磁学、以及压电、电光、声光等性能。
这些性能基本上都是各个领域在研制和应用无机非金属材料中对材料提出的基本技术要求,在实际工作中具有重要的意义。
无机材料物理性能的研究方法可以分为两种:一种是经验方法,在大量获取实验数据的基础上,经过对数据的分析处理,整理为经验方程,来表示它们的函数关系;另一种是从机理着手,即从反映本质的基本关系,如原子、电子间的相互作用出发,按照性能的有关规律,建立物理模型,用数学方法求解,得到有关理论方程式。
通过教学,让学生掌握无机材料的关键物理性能及本质,以及无机材料物理性能的研究方法。
三、教学内容(含各章节主要内容、学时分配,并以下划线或*等方式注明
重点、难点)
具体内容及时间安排(按次)如下:
1.绪论及第一章无机材料的受力形变复习、课堂讨论1.1,1.2无机材料的应力、应变及弹性形变/ 1.3材料中晶相的塑性形变 1.4 粘性流动1.5无机材料的高温蠕变1.6无机材料的超塑性
2.第二章2.1 脆性断裂的现象复习、课堂讨论
2.1 Griffith微裂纹理论
理论结合强度
2.2 裂纹的起源与快速扩展
一、裂纹的起源
二、裂纹的快速扩展
三、防止裂纹扩展的措施
2.3/2.4略
2.5 提高无机材料强度改进材料韧性的途径
一、微晶、高密度与高纯度
二、提高抗裂能力与预加应力
三、化学强化
四、相变增韧
五、弥散增韧
2.6 复合材料
3力学部分第三章无机材料的断裂及裂纹扩展
3.1应力场强度/断裂韧性
3.2断裂韧性测试方法
3.3显微结构对材料断裂韧性的影响
3.4略
3.5硬度与压痕开裂的应用
4.热学部分第四章4.1 无机材料的热容4.2 无机材料的热膨胀
5.4.3 无机材料的热传导4.4 无机材料的热稳定性/热学部分课堂练习
6.光学部分第五章5.1 光通过介质的现象5.2 无机材料的透光性
7.5.2 无机材料的透光性5.3 界面反射和光泽(自学5.4节)5.5 无机材料的颜色8.5.6 其他光学性能的应用:光发射/荧光材料补充
9.5.6 其他光学性能的应用:激光原理与材料/光电效应补充
10.第六章无机材料的电导§6.1 电导的物理现象/复习§6.2 离子电导
11.§6.3 电子电导§6.4.玻璃态电导§6.5.无机材料的电导
12.§6.6.半导体陶瓷的物理效应§6.7.超导体
13.第七章无机材料的介电性能§7.1 介质的极化
14.§7.2 介质损耗§7.3 介电强度
15.§7.4 铁电性§7.5 压电性
16.磁学部分第八章8.1 物质的磁性8.2 磁畴与磁滞回线/总复习
四、教材(名称、作者、出版社、出版时间)
《无机材料物理性能》第二版,关振铎、张中太、焦金生,2011,清华大学出版社。
五、主要参考资料
邱成军等,材料物理性能,2003,哈尔滨工业大学出版社;
陈树川等,材料物理性能,1999,上海交通大学出版社。
六、成绩评定(注明期末、期中、平时成绩所占的比例,或理论考核、实
践考核成绩所占的比例)
理论考核期末60%+平时成绩40% ————————————————————————————————备注:
1、各学院可根据参考格式,结合本学科课程的特点,另行规范教学大纲的格式,但
本学院所开各门课程的教学大纲必须统一格式。
2、每门本科课程都必须有教学大纲。
教学大纲的内容要符合培养目标要求,服从课
程体系结构及教学安排的整体需要。
教学大纲由教研室组织有关教师编写,经学院或教研室认定后施行,并注意根据每轮教学的具体情况及时更新、修订大纲内容。
教师在教学过程中原则上应当严格执行教学大纲。
3、学院开出的各门本科课程的教学大纲均应上网(学院网页),并在上第一次课时就
告诉学生,以便于学生查询。