《材料科学基础A》课程教学大纲(2016)版

《材料科学基础A》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名称: 材料科学基础A

课程英文名称：Fundamentals of Materials Science A

编号：16043101

性质：专业基础课

学时和学分：总学时：80 总学分：5.0

适用学院及专业：材料科学与工程学院：材料科学与工程专业

先修课程：高等数学A、大学物理B、无机与分析化学、有机化学C、物理化学B

开课学院、部、中心：材料科学与工程学院

二、课程的地位与作用

本课程是材料科学与工程专业的专业基础课程。与硅酸盐热工基础、材料现代研究方法、无机材料物理性能、无机材料机械与热工设备等共同构成材料科学与工程专业学生的专业基础知识体系。该课程是学生学习材料科学与工程专业其他专业课的基础，也是今后从事材料研究与制备工作的基础。

三、课程教学总的目的和要求

本课程教学目的是为强化材料科学与工程专业基础。要求学生对固体材料组成、结晶结构、结构缺陷形成与控制、表面与界面性质、扩散、相平衡与相变、固相反应、烧结等材料物理化学基础知识与基本理论有系统、深入的学习，为今后专业的学习打下扎实的理论基础。

四、各章主要教学内容

第1章材料引言（1 学时）

本章应了解材料科学的内涵及材料科学在工程中的作用、材料的选择；理解材料组成、结构、性质、工艺、环境间的关系；掌握材料的分类。重点是掌握材料的分类。难点是材料组成、结构、性质、工艺、环境间的关系。

第2章晶体结构（15学时）

本章应掌握结晶学基础有关的基本概念，建立理想晶体中质点空间排列的立体图形；理解晶体的物理性能与晶体对称性的关系、晶体中质点的结合力与结合能、晶体中质点的堆积、单质晶体结构；掌握典型无机化合物晶体结构、硅酸盐晶体结构；理解高分子材料结构。

重点是晶体的基本概念与性质、晶体结构和性质及其之间的关系、典型无机化合物晶体结构、硅酸盐晶体结构；难点是晶体的微观结构、晶体中质点的堆积。

第3章晶体结构缺陷（8学时）

本章应掌握点缺陷的概念、缺陷类型、热缺陷及其浓度计算公式和缺陷化学反应表示法；掌握线缺陷的概念；理解面缺陷的概念；掌握固溶体的分类、置换固溶体生成条件；掌握非化学计量化合物缺陷。

重点是热缺陷及其浓度计算公式和缺陷化学反应表示法、固溶体的分类、置换固溶体生成条件及其中的“组分缺陷”、非化学计量化合物缺陷；难点是非化学计量结构缺陷。

第4章非晶态结构与性质（8学时）

本章应了解高聚物结构；掌握非晶态结构与性质之间的关系；理解常见玻璃类型。

重点是玻璃熔体结构、熔体的性质、非晶态结构与性质之间的关系；难点是玻璃的结构。

第5章表面结构与性质（8学时）

本章应理解固体表面的基本特征；掌握晶体的表面及结构、固体的界面及结构；理解各种界面特性及显微结构；掌握润湿与粘附；了解测定固体表面成分和结构的方法。

重点固体表面的基本特征及结构、固体的界面及其结构、润湿与粘附；难点是润湿与粘附。

第6章相平衡和相图(14学时)

本章应掌握相图有关基本原理及在相图中的应用；掌握三元系统相图；理解典型单元、二元、三元专业相图。

重点是三元系统相图；难点是单元、二元、三元系统专业相图。

第7章基本动力学过程----扩散（8学时）

本章应掌握固态扩散的宏观规律及其动力学、扩散的微观机制及扩散系数；理解影响扩散的各种因素；了解扩散在材料的高温动力学过程中的作用。

重点是菲克定律、固体扩散机构及扩散系数、影响扩散系数的因素；难点是固态扩散的宏观规律及其动力学。

第8章材料中的相变（8学时）

本章应掌握相变的概念，了解相变的分类；掌握液-固相变过程的热力学和动力学；掌握液-液相变过程的热力学和结晶化学观点；了解分相的动力学；理解马氏体相变、有序-无序相变、相变与弥散强化。

重点和难点是液相-固相的转变、液相-液相的转变。

第9章材料制备中的固态反应（4学时）

本章应掌握固相反应的宏观规律及其动力学；理解影响固相反应的各种因素；了解固相反应在材料制备过程中的作用。

重点是固态反应机理和固态反应动力学；难点是固态反应动力学。

第10章烧结（6学时）

本章应掌握烧结的概念、晶粒生长与二次再结晶；理解固相烧结与液相烧结的四种主要烧结机理以及影响烧结的主要因素；掌握防止二次再结晶的有效方法；了解烧结过程与材料显微结构之间的关系。

重点：烧结过程及机理、液相烧结机理、影响烧结的因素；难点：四种烧结机理。

五、课程考核和成绩评定方式

本课程采用闭卷与平时考核相结合的考核方式，闭卷考核占70％，平时考核占30％。

六、教材及参考文献

1、教材

[1] 张联盟，黄学辉，宋晓岚，材料科学基础（第二版），武汉，武汉理工大学出版社，2008

2、主要参考书

[1] 马建丽，无机材料科学基础（第一版），重庆，重庆大学出版社，2008

[2] 陆佩文，无机材料科学基础（第一版），武汉，武汉理工大学出版社，1996

[3] 杜丕一，潘颐，材料科学基础（第一版），北京，中国建材工业出版社，2002

执笔人：xxx 审核：xxx