材料物理科学基础 = 1 ROMAN I课程教学大纲
《材料物理》 课程教学大纲
《材料物理》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料物理英文名称：Physics of Materials二、课程代码及性质课程代码:0801142课程性质:专业基础课、专业必修课三、学时与学分总学时：40（理论学时：40学时；实践学时：0学时）学分：2.5四、先修课程大学物理、材料科学基础五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业、功能材料专业学生开设。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程的教学目的:1、掌握材料物理（能带论、晶格振动、材料磁性）的基本理论,具备解决和分析问题的能力；2、掌握功能材料的物理（电学、热学、磁学、光学）现象与本质规律，培养学生开发新型功能材料的能力；3、了解功能材料的发展趋势和动态,培养学生学习新知识的能力。
七、教学重点与难点：教学重点：影响材料物理性质的基本理论。
晶体结合、能带论、晶格振动与热学性质、材料的磁性教学难点：能带论、材料的磁性、材料的介电性、超导电性八、教学方法与手段：教学方法：(1)以课堂讲授为主,阐述该课程的基本内容,保证主要教学内容的完成;(2)从材料的物理性质及物理现象为引导、探讨产生光、电、磁的材料物理本质，掌握重要的理论。
教学手段：(1)运用现代教学工具,在课堂上通过PPT讲授方式,实现图文并茂,形象直观;(2)强调研究思路的创新过程，注重理论与实践相结合。
每一个基本理论学习介绍后再增加介绍其带来新功能材料与器件的研究突破，引导学生的学习兴趣。
九、教学内容与学时安排（1）总体安排教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
（2）具体内容各章节的具体内容如下：绪论（2h）第一章晶体结构（4h）1.1 晶格的周期性1.2晶格的对称性1.3 倒格子1.4 准晶第二章晶体结合 (4h)2.1晶体结合的普遍描述2.2 晶体结合的基本类型及特性2.3 晶体结合类型与原子的负电性第三章能带理论 (8h)3.1 经典电子论3.2 布洛赫定理3.3能带论3.4费米-狄拉克分布3.5应用举例第四章晶格振动与热学性质 (6h)4.1 一维晶格振动4.2 三维晶格振动4.3晶格振动的长波分析4.4 晶格热容4.5晶格的热膨胀4.6晶体的热传导第五章材料的导电性 (6h)5.1 金属材料的导电性5.2半导体材料的导电性5.3固体电解质材料的导电性5.4材料的超导电性第六固体的磁性 (6h)6.1材料的磁现象6.2材料磁性的物理本质6.3 抗磁性6.4顺磁性6.5金属材料的抗磁性与顺磁性6.6铁磁性6.7磁畴与技术磁化6.8反铁磁性和亚铁磁性6.9 磁性材料应用第七章材料的光学性能与介电性能 (4h) 7.1 活跃的材料材料的光学与介电性7.2 材料的极化7.3 材料的压电性7.4 介电常数与电容7.5 耗散与介电损耗 7.6 折射与反射 7.7吸收、透射与散射 7.7激光与激光材料7.8光的传输与光纤材料（3）各章节的课后思考题（作业）及讨论要求 思考题（课后作业）：第1章思考题与作业题：1、对于六角密积结构，固体物理学原胞基矢为j i a a a 2321+=j i a a a 2322+-=k a c =31）原胞体积 2）试求倒格子基矢。
《材料科学基础》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲一、《材料科学基础》课程说明（一）课程代码：08131015（二）课程英文名称：Fun dame ntals of Materials Scie nee（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：《材料科学基础》是材料科学与工程系各专业本科生的一门重要的专业基础课，以介绍工程材料的基础理论为目的，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。
研究材料的成份、组织结构、性能及三者间的关系。
（五）教学目的：掌握有关工程材料的基本理论和知识，训练用所学理论分析实际问题的方法和思路。
初步掌握材料的科学实验方法和有关的实验技术；掌握定量、半定量地解决工程材料问题的方法。
（六）教学内容：本课程主要包括工程材料中的原子排列、固体中的相结构、凝固、相图、固体中的扩散、塑性变形、回复与再结晶、固态相变、复合效应与界面，以上内容都是材料科学的基础理论，它对于发展新材料、培养学生创新能力具有深远的意义。
（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数：72学时分数：4 学分学时数具体分配：（八）教学方式：以讲授为主的教学方式。
（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工程材料中的原子排列教学要点：通过本章的学习使学生掌握固体中原子的排列方式和分布规律，包括固体中的原子是如何相互作用并结合起来的，晶体的特征及其描述方法，晶体结构的特点，各种晶体间的差异，以及晶体结构中缺陷的类型及性质。
这些都是本章重点介绍的内容。
这些知识不仅是学习材料学科课程的基础，也是学习其他专业课程比不可少的基础。
1. 掌握晶面、晶向的表示方法2 •熟悉三种典型的晶体结构3 •晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质4•位错的应力场和应变能；位错的运动与交互作用教学时数：13 学时教学内容：第一节原子键合一、固体中的原子的结合键（金属键、共价键、离子键、分子键、氢键）二、工程材料的分类第二节原子的规则排列一、晶体学基础（晶体、结构、空间点阵、布拉菲点阵晶面指数、晶向指数、晶面间距）二、晶体结构及其几何特征（金属中常见晶体结构、陶瓷的晶体结构）第三节原子的不规则排列一、点缺陷（平衡浓度、形成、结构和能量）二、线缺陷（位错的基本类型、柏氏矢量、位错密度、作用在位错上的力及位错的运动、位错的应力场与应变能位错之间的交互作用、位错的增值、塞积与交割、实际晶体中的位错）三、面缺陷（晶界、亚晶界、挛晶界和相界）考核要求：1、原子键合1.1 固体中的原子的结合键（识记）1.2 工程材料的分类（领会）2、原子的规则排列2.1 晶体学基础（领会）2.2 晶体结构及其几何特征（识记）3、原子的不规则排列3.1点缺陷（应用）3.2线缺陷（应用）3.3面缺陷（领会）第二章固体中的相结构教学要点：通过本章的学习使学生掌握固熔体、化合物、陶瓷晶体相、玻璃相及分子相等五类。
“材料物理”教学大纲
“材料物理”课程教学大纲课程名称：材料物理(Material Physics)课程代码：20301700课程学分/学时：3 / 48先修课程：高等数学、大学物理、材料晶体化学、(结构化学)、材料学导论开课学院：材料与化学学院（03）开课学期：春季课程教学目的：1.使学生从微观的成分、结构、缺陷以及电子、原子（离子）运动出发，认知、探讨材料的宏观性质。
2.使学生掌握材料物理的基本概念、基本知识、基本理论、基本思维方法3.学会从微观本质出发去研究材料宏观性质的思路；4.定性掌握根据微观成分、结构、缺陷设计材料性能的思路。
本课程适用于材料类本科专业主修，也适用于物理、化学、宝石学类专业本科生、研究生修读。
课程内容提要:0 绪论材料物理在材料科学与工程学科中的地位，材料物理的研究内容、研究方法，材料物理与其它学科分支的关系，材料物理与后续课程的关系。
1 统计物理基础理解宏观态与微观态的关系，掌握经典粒子、费米子、玻色子的概念及异同，理解微观粒子全同性、非定域性、定域性、可辨性，理解近独立粒子系统、粒子相空间、统计假设、微观状态数(热力学概率)。
理解玻耳兹曼统计、费米统计、玻色统计的基本原理及异同。
掌握玻耳兹曼分布函数、费米分布函数、玻色分布函数及三者的关系，掌握量子态密度、费米能级含义。
掌握粒子在有势场中的玻耳兹曼分布。
2 材料的点缺陷掌握亚晶格、晶格缺陷的概念，熟练掌握点缺陷的Kröger-Vink符号、缺陷浓度的含义、缺陷反应的书写规则。
掌握点缺陷的种类及其形成方式：本征的肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷、反结构缺陷，非化学计量的阴离子缺位型、阳离子缺位型、间隙阴离子型、间隙阳离子型缺陷，掺杂的替位杂质缺陷、间隙杂质缺陷。
掌握施主掺杂及施主能级、受主掺杂及受主能级。
理解电子陷阱，掌握点缺陷的局域能级。
理解质量作用定律应用于缺陷反应的条件，掌握本征点缺陷热力学平衡的推导，学会分析单因素点缺陷平衡，掌握点缺陷浓度与温度、非化学计量、气氛、掺杂的关系。
材料物理课程教学大纲
MT319
64
4
（中文）材料物理 （英文）Materials Physics 专业基础课
*课程简介 （Description）
（中文）本课程是材料科学的基础课程，是学习材料科学理论的基础。通过本课 程的学习一方面使学生掌握固体物理的一些基础概念，如晶体的周期结构、晶格 振动，自由电子气和能带等，了解固体物理的一些基本处理方法并能应用所学的 知识解释材料中的力学，电学、光学和磁学等物理现象和材料结构的关系；另一 方面也将向学生讲授一些量子力学的基础知识与基本概念。 （英文）Basic principles of modern physics and quantum mechanics as
教学内容 晶体结构 倒易点阵及 晶体衍射 晶体结合 晶格振动 *教学内容、进度安排 及要求 (Class Schedule & Requirements) 热学性质 量子力学导 论 自由电子费 米气 能带理论 半导体
学时 6 6 6 9 9 12 9 12 3
教学方式 授课 授课 授课 授课 授课 授课 授课 授课 授课
*课程简介 （Description）
pertain to solid state physics and the physical behavior of materials on the nanometer scale. Applications to solid state materials will be emphasized on those topics including semiconductors, thermal capacity, electric conductivity, optical and electronic responses, et al.
材料科学基础Ι课程教学大纲
材料科学基础Ι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：材料科学基础所属专业：材料物理，材料化学课程性质：专业基础课学分：8（二）课程简介、目标与任务；课程简介：本课程是材料学科本科生的一门专业基础课。
它的主要任务是使学生对材料的生产、科研、应用以及它的过去、现在和未来有初步了解，以及对材料科学与工程有一个较全面而又概括的了解同时，使学生掌握较完整全面的材料科学基础知识。
本课程的覆盖面较宽，要介绍工程材料的结构与性能，生产制备，科研和应用的概况，材料的发展历史，目前状况和发展趋势。
各章节除介绍有关材料的基本知识外，尽可能反映该领域的新成果、新发展及其在新技术中的应用。
用必要的例子生动地描述出该领域的基本情况、动态和趋势。
从这个意义上说，它不是一门传统的导论课，而是学生掌握材料科学基础知识的基础课。
它让学生了解这一领域的基础、现状和前景。
课程对材料研究的若干方法也做一些简介。
目标与任务：通过本课程教学，使学生对材料科学基础知识以及材料的生产过程有一个较全面、较概括的了解；对当前材料科学研究的前沿有初步了解；培养学生对材料科学的兴趣。
初步掌握各类工程材料的基本概念，包括组织结构、性能、生产过程和应用等；初步了解材料科学的研究前沿以及我校材料学科的科研工作简况。
（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；本课程是材料专业的专业基础课，本课程的学习需要学生具备高等数学、大学物理、大学化学作基础，同时又是材料专业的专业课（如金属材料学、陶瓷材料学、高分子材料、功能材料等）的基础。
（四）教材与主要参考书。
1. W.D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering: An Introduction，6th edition, John Wiley and Sons, Inc., New York,2003.2. W.D. Callister, Jr.,Fundamentals of Materials Science and Engineering,5th edition, John Wiley and Sons, Inc. (2001). 化学工业出版社，2004年。
材料物理课程教学大纲
《材料物理》课程教学大纲一、《材料物理》课程说明（一）课程代码：（二）课程英文名称：Material Physics（三）开课对象：材料物理学专业（四）课程性质：《材料物理》是材料学专业的一门基础必修课，本课程的任务是通过各种教学环节，使学生通过学习掌握金属物理、半导体物理、磁学、电介质物理等多学科基础理论。
（五）教学目的：通过材料物理的教学，使获得材料学科完整而充实的知识，对近代物理学的全貌有一个基本的和概括的了解，毕业后可适应材料研究与开发工作。
（六）教学内容：本课程共分为四个部分。
第一部分介绍了自由电子理论、能带理论、现代电子理论及材料的物理性质。
第二部分讨论了材料结构、组织变化与控制及材料的力学性质。
第三部分涉及材料表面界面结果、行为和低维材料。
第四部分介绍硅酸盐聚集态的结构、扩散、相变的动力学。
（七）教学时数教学时数：72 学时学分数： 4 学分（八）教学方式以黑板讲授为主要形势的课堂教学（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电子理论教学要点：通过本章的教学使学生初步了解自由电子理论，掌握原子间的结合与电子，包括离子键、共价键、范德华键、金属键等基本概念。
理解金属的自由电子理论、自由电子近似的德鲁特－劳伦兹模型。
1、使学生掌握原子间德结合、原子结合成晶体的键和类型。
2、使学生掌握离子键、共价键、范德华键、金属键之间的区别。
3、掌握魏德曼－弗朗兹比率4、掌握单电子问题实质是讨论电子在平均势场中的动能。
教学时数：4学时教学内容：第一节原子间的结合与电子一、离子键二、共价键三、范德华键四、金属键第二节自由电子近似考核要求：1、原子间的结合与电子1.1离子键（识记）1.2共价键（识记）1.3范德华键（识记）1.4金属键（识记）2、自由电子近似2.1 玻恩－卡曼边界条件（领会）2.2 晶体中形成的能带（领会）2.3 电子在平均势场中的动能（领会）第二章能带理论教学要点：通过本章的教学使学生初步了解能带理论。
材料物理学教学大纲
材料物理学教学大纲一、引言1. 教学目的和意义本教学大纲旨在介绍材料物理学的基本概念、原理和实践应用，为学生提供全面的材料物理学知识基础和实验技能，以培养学生的科学研究能力和创新意识。
2. 教学内容和结构本教学大纲将涵盖材料物理学的相关主题，包括晶体结构和缺陷、材料力学性能、材料的电学和磁学性质、材料的热学性质以及材料的光学性质等。
同时，课程将注重理论学习与实践应用的结合，通过实验操作和实践案例的学习，提高学生的实验技能和问题解决能力。
3. 教学目标和要求通过本课程的学习，学生应达到以下目标和要求：- 具备材料物理学基本概念的理解和掌握；- 熟悉材料物理学的实验技术和实践应用；- 具备分析和解决材料物理学问题的能力；- 培养学生的创新思维和科学研究能力；- 培养学生的团队合作和沟通交流能力。
二、教学内容1. 晶体结构和缺陷- 晶体结构的基本概念和分类- 晶体缺陷的种类和性质- 材料的结晶方式和晶体生长控制技术 - 晶体缺陷对材料性能的影响2. 材料力学性能- 材料的力学特性：弹性、塑性、破裂等 - 应力和变形的关系及其应用- 材料的硬度和韧性测量方法- 材料的疲劳和断裂行为3. 材料的电学和磁学性质- 材料的导电和绝缘特性- 材料的电磁特性和电磁波传播- 材料的磁性和磁场的作用- 超导材料和磁性材料的应用4. 材料的热学性质- 材料的热传导和导热材料- 材料的热膨胀和热应力- 材料的相变和热处理技术- 材料的热电效应和热力学性质5. 材料的光学性质- 材料的折射和反射特性- 材料的色散和吸收特性- 材料的光学纤维和光电子器件- 材料的光学薄膜和表面处理技术三、教学方法和手段1. 授课教师将采用讲授的方式介绍材料物理学的相关理论知识和实践应用，结合具体案例和实验结果进行说明和分析。
2. 实验操作配备实验室和相关实验设备，教师将组织学生进行实验操作和案例研究，培养学生的实验技能和问题解决能力。
3. 讨论和研讨教师将组织学生进行小组讨论和研讨，引导学生深入探讨材料物理学的前沿知识和研究领域，培养学生的科学研究能力和创新意识。
材料物理学教学大纲
《材料物理学》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：13103102课程类别：专业核心课程适应专业：材料物理课程总的教学时数：64学时课程总学分：3 学分课程简介：材料物理是介于物理学与材料学之间的一门边缘学科，它旨在利用物理学中的一些学科的成果来阐明材料中的种种规律和转变过程。
本课程试图从物理学的角度来说明物质的微观结构、组织形貌、原子电子运动状况以及它们与材料性能和成分之间的关系, 即突出了物理学的主干,从物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律出发, 并建立相应的物理模型, 阐述材料本身的结构、性质和它们在各种外界条件下发生的变化及其变化规律。
本书课程内容丰富、涉及面广、实用性强。
主要介绍金属结构理论；缺陷物理；材料强化；导电物理基础；材料的介电行为；铁电物理；磁性物理；材料的相变；非晶态物理；低维材料结构。
授课教材：《材料物理》王国梅、万发荣主编，武汉理工大学出版社，2004参考书目：[1]《材料物理学概论》，李言荣、恽正中主编，清华大学出版社，2001年。
[2]《材料物理导论》，熊兆贤主编，科学出版社，2002年。
[3]《材料物理导论》，徐毓龙主编，电子科技大学出版社，1995年。
二、课程教育目标材料物理学是材料学中一门重要的基础课程，通过这门课程的教学，达到以下目标：（1）要求学生能够掌握典型固体材料的结构、物理现象、性质、形成机制和应用，了解材料的制备技术和发展状况；（2）要求学生能够掌握材料物理的基本概念，基本理论和方法技术。
三、教学内容与要求第一章概论2学时第二章材料结构理论教学重点：晶体学中的一些基本概念和初步计算方法教学难点：材料结构的实验表征方法教学时数：6学时教学内容：概述，原子结合与结合键，晶体结构与晶体学，准晶、非晶和液晶，材料结构的实验研究教学方式：课堂讲授教学要求：（1）了解材料中原子的结合方式：离子键、共价键、极化键、金属键。
（2）掌握晶体学中的一些基本概念和初步计算方法。
材料科学基础课程教学大纲
材料科学基础课程教学大纲
一、课程背景与目标
材料科学基础课程是材料科学与工程专业的一门基础性课程，旨在培养学生对材料科学基本理论和基本知识的理解和掌握，为其后续的专业学习和科研工作打下坚实的基础。
本课程通过系统地讲授材料结构、性能与应用等方面的基础知识，旨在培养学生的科学思维、分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容
1. 材料科学基础
1.1 材料科学的发展历程
1.2 材料科学的研究方法与手段
1.3 材料科学的基本概念和专业术语
2. 材料结构与性能
2.1 材料的晶体结构与非晶体结构
2.2 材料的晶体缺陷与非晶缺陷
2.3 材料的晶体结构与性能关系
2.4 材料的物理性质与化学性质
2.5 材料的机械性能与材料强度
3. 材料制备与加工
3.1 金属材料的制备与加工
3.2 陶瓷材料的制备与加工
3.3 高分子材料的制备与加工
3.4 复合材料的制备与加工
3.5 材料制备与加工中的工艺控制与监测
4. 材料性能测试与分析
4.1 材料性能测试的基本原理与方法4.2 材料力学性能测试与分析
4.3 材料热学性能测试与分析
4.4 材料电学性能测试与分析。
《材料科学基础》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲一．课程名称：材料科学基础二．课程代码：MS101三．学时：48学时（3学分）四．授课对象：本科生五．前置课程：无六．课程性质：专业基础课七．课程目标：1．使学生了解材料科学的基本概念和基本原理。
2．培养学生运用材料科学知识解决实际问题的能力。
3．激发学生对材料科学研究的兴趣。
八．教材与参考书：参考书：九．教学内容和要求：1．材料科学概述1.1材料科学的定义和研究内容1.2材料科学的发展历程1.3材料分类和材料选择原则1.4材料的性能和结构1.5材料科学与工程应用2．材料结构与组成2.1原子结构与结晶2.2晶体缺陷与非晶态材料2.3材料的组织和相变3．材料工艺与加工3.1材料的制备过程3.2材料的加工方法和加工工艺3.3材料表面处理和改性4．材料性能与评价4.1材料的物理性能4.2材料的力学性能4.3材料的化学性能4.4材料的热学性能4.5材料的电学性能4.6材料的光学性能4.7材料的磁学性能4.8材料的导热性能5．材料选型与应用5.1材料的优化设计5.2材料的可持续发展5.3材料在能源领域的应用5.4材料在医药领域的应用5.5材料在环境保护领域的应用5.6材料在信息技术领域的应用十．教学方法：1．理论教学通过课堂讲授，结合多媒体和实例分析，引导学生理解材料科学的基本概念和原理。
2．实验教学开展相关实验，使学生通过自己动手操作和观察结果，加深对材料科学的理解。
3．课外阅读鼓励学生参考相关专业书籍和论文，加强对材料科学知识的深入了解。
十一．考核方式：1．平时成绩（20%）包括课堂表现和实验报告的评分。
2．期中考试（30%）涵盖了课程的基本概念和原理。
3．期末考试（50%）对整个课程的知识和理解进行综合考察。
十二．教学进度安排：教学周数主题内容第1周材料科学概述材料科学的定义和研究内容第2周材料分类和材料选择原则材料的分类和选用原则第3周材料的结构和组成材料的原子结构和结晶第4周材料的组织和相变材料的组织和相变第5周材料的制备过程材料的制备方法和工艺第6周材料的加工方法和加工工艺材料的加工方法和工艺第7周材料表面处理和改性材料表面处理和改性方法第8周期中考试第9周材料的物理性能材料的物理性能和测试方法第10周材料的力学性能材料的力学性能和测试方法第11周材料的化学性能材料的化学性能和测试方法第12周材料的热学性能材料的热学性能和测试方法第13周材料的电学性能材料的电学性能和测试方法第14周材料的光学性能材料的光学性能和测试方法第15周材料的磁学性能材料的磁学性能和测试方法第16周材料的导热性能材料的导热性能和测试方法第17周材料的优化设计材料的优化设计方法第18周材料的可持续发展材料的可持续发展原则第19周材料在能源领域的应用材料在能源领域的应用第20周材料在医药领域的应用材料在医药领域的应用第21周材料在环境保护领域的应用材料在环境保护领域的应用第22周材料在信息技术领域的应用材料在信息技术领域的应用第23周复习第24周期末考试十三．补充说明：本课程注重理论与实践相结合，通过实验教学和课外阅读，培养学生的实际操作能力和科学研究能力。
材料科学基础Ⅰ课程教学大纲
材料科学与工程学院本科课程教学大纲材料科学基础Ⅰ课程教学大纲课程名称：材料科学基础Ⅰ课程编号：02100040 英文名称：Foundation of Materials ScienceⅠ学时：56学时学分：3.5学分开课学期：第五学期适用专业：金属材料课程类别：必修课程性质：专业基础课先修课程：材料力学、金属工艺学教材：《材料科学基础教程》赵品主编哈尔滨工业大学出版社一、课程的性质及任务本课程是高等学校本科材料科学与工程类专业的一门重要的专业基础课程。
“材料科学基础Ⅰ”是研究材料成分、结构与性能之间关系及其变化规律的一门应用基础科学。
其任务是使学生获得较全面的材料科学的基础理论知识，为今后从事材料科学研究和后续专业课的学习打下坚实基础。
二、课程内容及学习方法1、材料的结构材料的结合方式；晶体学基础；材料的晶体结构。
2、晶体缺陷点缺陷、线缺陷、面缺陷。
3、固体材料的变形与断裂弹性变形；单晶体的塑变；多晶体的塑变；塑变对组织性能的影响；金属的强化理论。
4、回复与再结晶形变金属及合金在退火过程中的转变；回复、再结晶及晶粒长大；金属的热变形、动态回复与动态再结晶。
三、课程的教学要求1、材料的结构掌握共价键、离子键、金属键和分子键等基本概念；理解空间点阵、晶格、晶材料科学基础Ⅰ课程教学大纲系、晶胞等概念。
熟练掌握晶向与晶面指数的标定；极射赤面投影与标准极图；典型金属、离子化合物与共价化合物的晶体结构特点；合金相结构等概念2、晶体缺陷掌握点缺陷的类型和平衡浓度的计算；熟练掌握位错的基本类型、柏氏矢量、位错运动等基本概念；了解位错的弹性性质即位错的应力场、应变能、位错所受的力、位错线张力。
理解掌握实际晶体结构中的位错、汤普逊四面体及位错反应；了解晶界和亚晶界的结构及特性。
3、固体材料的变形与断裂掌握单晶体的三种塑变方式滑移、孪生和扭折；多滑移与交滑移过程及滑移力的计算；多晶体塑变理论和冷塑变对组织性能的影响。
《材料科学基础》教学大纲
《材料科学基础》教学大纲一、课程信息二、课程内容（一）本课程的性质、目的本课程是材料科学与工程各专业的一门重要的学科基础理论课程，是该专业学生研究材料及其成型原理的重要理论基础。
本课程主要为专业课的学习提供有关材料科学的基础知识，为后继专业课程的学习、同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。
该课程的教学目标是使学生充分掌握材料科学的基础理论，深入理解材料的组成、结构、性能和加工的规律及相互联系，能从材料组成-结构-性能-加工工艺相互联系的角度理解、解释材料制备、使用过程中的各种化学、物理现象和性能。
（二）基本教学内容第1章材料科学与工程材料与材料科学的重要地位，材料分类，材料性能与内部结构的关系，材料的制备与加工工艺对性能的影响，《材料科学基础》课程的性质、任务和内容以及在材料科学与工程技术中的作用。
介绍课程的学习方法，教学、考核的形式，主要参考书目。
第2章材料的原子结构目的要求：了解原子结构及建合类型，掌握物质的组成、原子的结构、电子结构和元素周期表，熟悉一次键（金属键、离子键、共价键）、二次健（范德华力和氢键）的定义、特点。
掌握材料中的结合键的类型对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
主要内容：1.原子结构主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数、原子量、原子价和电负性等基本概念，能量最低原理、包利不相容原理等基本原理，原子核外电子排布规律。
原子结构、原子排列对材料性能的影响。
2.材料中的结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
3.原子的堆垛和配位数的基本概念及对材料性能的影响。
4.显微组织基本概念和对材料性能的影响。
重点难点：结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
第3章材料的晶态结构目的要求：了解晶体的特点、空间点阵、晶胞、晶系和布拉菲点阵，晶向和晶面的表示方法，晶带和晶带定律、晶面间距，晶体的对称性，极射投影。
掌握三种典型的金属晶体结构，致密度和配位数，点阵常数和原子半径，晶体的原子堆垛方式和间隙，多晶型性。
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材料物理科学基础I课程教学大纲
课程名称：材料物理科学基础I 课程编号：02100050 英文名称：Foundation of Materials Science I
学时：56学时学分：3.5学分开课学期：第五学期
适用专业：材料物理
课程类别：必修
课程性质：专业基础课
先修课程：高等数学、大学物理、物理化学、材料力学。
教材：《材料科学基础》赵品谢辅洲主编哈尔滨工业大学出版社
一、课程的性质及任务
本课程是是材料物理专业的一门重要的专业技术基础课程。
课程的目的及任务：其目的是使学生通过本课程的学习，了解并掌握常用的工程材料基本原理、主要类型（包括金属材料、非金属材料和复合材料等）以及主要的性能特点和适用范围，从而为在实际的工程应用中合理的设计并使用各种材料奠定良好的基础。
本课程的具体任务是：熟悉常用工程材料的基本原理；熟悉常用材料的成分、组织结构与性能间的关系，以及有关的加工工艺的影响；初步掌握常用工程材料的性能和应用，并初步具备选用常用材料的能力。
二、课程内容及学习方法
1、材料的结构
材料的结合方式。
晶体学基础。
材料的晶体结构。
2、晶体缺陷
点缺陷：点缺陷的类型及形成，点缺陷的运动及平衡浓度，点缺陷对性能的影响。
线缺陷：位错的基本概念，位错的运动，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。
面缺陷：外表面，晶界与亚晶界。
3、扩散
扩散定律：菲克第一定律，菲克第二定律，扩散方程在生产中的应用举例，扩
散的驱动力及上坡扩散。
扩散机制：间隙扩散，置换扩散，扩散系数公式。
影响扩散的因素：温度，固溶体类型，晶体结构，浓度，合金元素的影响，短路扩散。
反应扩散。
4、钢的热处理原理与工艺
固态相变概论。
钢在加热时的转变：奥氏体的形成过程，奥氏体晶粒长大及其控制。
钢在冷却时的转变：冷却条件对钢性能的影响，过冷奥氏体等温转变曲线，影响过冷奥氏体等温转变的因素，过冷奥氏体连续冷却转变曲线。
珠光体转变：珠光体的组织形态、结构和性能，珠光体的形成，非共析钢先共析相的形成。
马氏体转变：钢中马氏体的晶体结构，钢中马氏体转变的主要特点，钢中马氏体的形态及亚结构，马氏体的性能，奥氏体稳定化和残余奥氏体。
贝氏体转变：贝氏体转变的基本特征，贝氏体形态，贝氏体的形成过程，贝氏体的力学性能。
淬火钢的回火转变：淬火碳钢回火时的组织转变，回火组织与性能，回火脆性。
钢的退火与正火：钢的退火及应用，钢的正火及应用。
钢的淬火与回火：钢的淬火，钢的回火。
钢的表面热处理：钢的表面淬火，钢的化学热处理。
其他热处理与表面热处理新技术。
5、工业用钢
钢的分类及编号：钢的分类，钢的编号。
合金元素在钢中的作用：合金元素在钢中的分布，合金元素对相变的影响。
工程结构钢：普通质量碳素结构钢，低合金结构钢。
机器结构钢：概述，调制钢，渗碳钢，弹簧钢，滚动轴承钢。
工具钢：刃具钢，模具钢，量具钢。
特殊性能钢：不锈钢，耐热钢，其他特殊性能的钢及合金。
6、铸铁
概述：铸铁的分类，铁碳合金双重相图和铸铁的石墨化，铸铁的组织与性能。
常用普通铸铁：灰口铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁。
特殊性能铸铁：耐磨铸铁，耐热铸铁，耐蚀铸铁。
三、课程的教学要求
1、材料的结构
材料的结合方式，晶体学基础，材料的晶体结构。
2、晶体缺陷
点缺陷，线缺陷，面缺陷。
3、扩散
扩散定律，扩散机制，影响扩散的因素，反应扩散。
4、钢的热处理原理与工艺
固态相变概论，钢在加热时的转变，钢在冷却时的转变，珠光体转变，马氏体转变，
贝氏体转变，淬火钢的回火转变，钢的退火与正火，钢的淬火与回火，钢的表面热处理，其他热处理与表面热处理新技术。
5、工业用钢
钢的分类及编号，合金元素在钢中的作用，工程结构钢，机器结构钢，工具钢，特殊性能钢。
6、铸铁
概述，常用普通铸铁，特殊性能铸铁。
四、课程学时分配
五、课程习题要求
本课程习题的基本要求是：巩固和深化对课程内容的理解，培养分析问题、解决问题的能力和严肃认真的科学作风。
习题的分量占自学时间的四分之一到三分之一，具体数量视习题的难易程度而定。
六、课程的实验内容与要求
1、碳钢的热处理
2、碳钢热处理后的显微组织观察
3、结构钢的淬透性测定
4、示差热分析法测定钢的临界点
实验目的：验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。
培养学生初步具备实验样品的制备、常用分析测试手段的使用以及组织结构观察等实际工作的能力。
实验要求：观察现象，验证理论，学习实验样品的制备方法，学习使用各种观察测试仪器。
具备正确处理实验数据的能力，培养运用所学理论解决实际问题的能力、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。
在实验中严肃认真的态度和踏实细致、实事求是的作风；提高功率因数的方法。
七、课程主要参考书
仝建民潘金生著《材料科学基础》清华大学出版社1998.06
石德珂主编《材料科学基础》西安交大出版社1995
制定人：张瑞军
审定人：张瑞军
批准人：杨庆祥
2005年5月。