金属物理学课程教学大纲
金属固态相变课程教学大纲(1)
金属固态相变课程教学大纲课程名称：金属固态相变英文名称：solid transformation of metal课程编号：x3010741学时数：64其中实验（实训）学时数： 12 课外学时数：学分数：4.0适用专业：材料科学与工程（卓越工程师）一、课程的性质和任务本课程研究金属材料的成分、工艺、组织和性能之间的关系及影响组织、性能的主要因素。
课程对固态相变、热处理工艺、典型金属材料进行了分析研究，根据材料的性能要求，研究如何设计成分和工艺而获得相应的组织和性能并控制材料的质量。
通过本课程的学习了解材料内在基本规律，包括成分、组织、工艺与性能的关系，以及获得一定组织的途径。
从材料的性能要求出发，研究如何在成份、组织及工艺上满足材料的性能要求；学习工程中常用的典型材料及热处理工艺；学习应用基本规律解决材料实际问题及质量控制的思路和方法。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点（一）固态相变原理1、固态相变概论及奥氏体形成教学内容：（1）相变的一般过程：形核及长大；（2）奥氏体的组织、结构和性能，（3）奥氏体的形成机理，（4）奥氏体形成动力学，（5）奥氏体晶粒长大及其控制。
基本要求：掌握奥氏体形成的临界温度、热力学条件、动力学特点和形成机理，奥氏体的组织、结构和性能，奥氏体晶粒度的概念。
了解连续加热时奥氏体的形成特点，非平衡组织加热时奥氏体的形成。
重点和难点：重点：奥氏体形成热力学条件和形成机理，奥氏体晶粒度和影响因素。
难点：奥氏体的形成机理。
2、钢的过冷奥氏体转变及产物教学内容：（1）过冷奥氏体等温转变动力学曲线，（2）过冷奥氏体的转变，（3）珠光体，（4）马氏体，（5）贝氏体，（6）过冷奥氏体的连续冷却转变曲线，（7）影响 C 曲线的因素基本要求:掌握过冷奥氏体等温转变动力学曲线、连续冷却转变动力学曲线的含义和影响C曲线的因素。
掌握过冷奥氏体转变产物及各组织形态、结构、形成机理及性能。
了解过冷奥氏体转变动力学曲线的制做方法。
金属物理全套教学课件
2.64 2.37 4.10 6.70 7.10 11.33 3.48 2.07 1.47 3.54 10.32 10.32
0.37 0.78 0.49 3.2~7.35 27.5 71.6 33.3 0.57 39.2 13.7 1.37 5.2
7103 3103
8103 2103 3102
2102 1102
■ 课程内容
● 点缺陷与位错理论基础
点缺陷 线缺陷—位错 位错类型与几何性质； 位错应力场与应变能； 位错的点阵 模型；位错间的弹性交互作用；位错的塞积群；位错与溶质 原子的弹性交互作用；位错的运动与交截；位错的来源与消 除； 面心立方金属中的位错组态；
● 晶体结合与金属电子理论概略
原子理论与自由原子的电子结构 原子间互作用与晶体的结合 晶体中的电子状态
● 固态金属中的扩散
FICK扩散定律 扩散方程及其解 (D与浓度无关) 固溶体中的互扩散 扩散的热力学理论 扩散的原子理论
教学用书：
1、冯 端《金属物理学》 第一卷 科学出版社 1997年 2、汪复兴《金属物理》 机械工业出版社 1981年 3、余宗森《金属物理》 冶金工业出版社 1982年 4、冯 端、师昌绪 材料科学导论 化学工业出版社 2002年
三十年代，为了解释晶体实际强度与理论强度之间的巨大差别， 提出了位错概念。但是苦于没有直接的实验证据，位错理论还不能 令人信服。五十年代以后，随着透射电镜和场离子显微镜的出现， 人们可直接观察到各种位错，从而证实了由一些实验现象所推断的 理论，而且对于各种位错几何模型以及它们之间的相互作用和内在 联系也更为清楚了。
界 、相界等
材料性能都是结构敏感性的，也就是说，晶体缺陷的分布与 运动对材料性能有或大或小的影响。绝对的非结构敏感性的性 能是不存在的，但是按照受影响程度的大小，大体上可以划分 为两类。
《金属材料学》 课程教学大纲
《金属材料学》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：金属材料学英文名称：Science of Metal Materials二、课程代码及性质课程代码: 0806803课程性质:专业必修课三、学时与学分总学时：48（理论学时：48学时；实践学时：0学时）学分：3四、先修课程材料科学基础、热处理原理与工艺、材料力学性能五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业开设六、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. 系统掌握金属合金化的基本原理，建立典型金属材料的牌号--成分--热处理工艺--组织特征--性能之间的关系，形成完整的金属材料学知识体系；2. 熟悉典型金属材料的服役条件与失效方式，为金属材料的工程应用奠定基础；3. 培养学生金属材料设计与选材的基本能力，使学生具备将所学知识进行综合分析的能力；4. 了解金属材料发展前沿与动态，掌握其发展规律。
七、教学重点与难点：教学重点：熟练掌握钢的合金化原理，系统掌握服役条件—材料成分和编号—热处理工艺—组织结构—性能之间的关系。
教学难点：金属材料合金化原理中的元素交互作用辩证关系，针对品种繁杂的钢种，灵活掌握其特点，具备初步应用的基本能力。
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,引入生动的工程案例，将知识性与趣味性有机结合;(2)安排适量的课堂作业和课堂讨论,调动学生学习的主管能动性，要求学生通过课下资料查阅，掌握文献阅读、归纳和表达的基本能力。
教学手段：(1)运用现代教学工具,在课堂上通过PPT讲授方式,引入图像、视频等，生动教学；(2)多引入工程案例，并结合知识点进行剖析。
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（金属材料的过去、现在和将来）：1．教学内容（1）金属材料发展简史（2）现代金属材料（3）金属材料的可持续发展与趋势2．基本要求了解金属材料在国民经济中的地位与作用、金属材料的发展概况和本课程的性质、地位和任务。
金属物理专业_课程教学大纲
金属材料物理专业实验课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：金属材料物理专业实验所属专业：金属材料课程性质：专业实验课学分：4（二）课程简介、目标与任务；课程简介：金属材料物理专业实验是专业实验教学部的重要组成部分，其前身是原物理系金属物理专业，始建于1956年，是我国第一批设置的金属物理专业，是与吉林大学、北京大学、南京大学、中山大学同期先后设置的专业，也是建国初期按照地理区域和行政区域划分的全国八大金属材料研究基地之一。
主要培养有色金属、复合材料、粉末冶金、材料热处理、材料腐蚀与防护及表面等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面的人才。
本专业实用性很强，研究成果可以直接应用到现实生产，所取得的进展和人民群众的日常生活密切相关，专业就业前景广阔。
目标和任务：从基础性的技能训练实验、综合性创新性实验和研究性科研训练等三个层次上进行实验内容、层层深入地培养与训练学生的综合实验素质及创新能力：精选基础性实验，建设并加强综合性实验和研究创新性实验。
（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；《金属物理学》《金属热处理》（四）教材与主要参考书。
教材：自编中参考书：1.《金属热处理综合实验指导书》，王志刚、刘科高主编，高等学校“十二五”实验实训规划教材，冶金工业出版社；2.《金属材料及热处理实验教程》，周小平主编，华中科技大学出版社；3.《金属热处理原理与工艺》，王顺兴主编，哈尔滨工业大学出版社；4.《金属热处理工艺学》，夏立方主编，哈尔滨工业大学出版社（五）主讲教师。
主讲：卓仁富，闫徳教师梯队：王君，耿柏松，门学虎，吴志国二、课程内容与安排第一章金属热处理（退火、正火、淬火）（一）教学方法与学时分配8学时，必做实验。
先讲授，然后自己动手完成实验（二）内容及基本要求主要内容：热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，热处理的主要目的是改善钢材性能，提高工件使用寿命。
金属学教学大纲
《金属学原理》教学大纲教学目的：使学生系统掌握金属学基本理论及基本知识，初步具备应用所学知识分析解决实际问题的能力。
使学生在金属学基础理论方面具备阅读一般专业文献及进一步自修提高的能力。
使学生初步具备应用光学金相技术分析金属及合金组织的能力。
绪论（1学时）金属及合金；本课程在教学计划中的地位；本课程的主要内容及学习方法；学习本课程的目的及要求第一章纯金属的晶体结构(8学时)1．1 晶体学基础晶体与非晶体晶体结构与空间点阵，晶胞，十四种Bravias点阵，七个晶系晶面指数和晶向指数的表示方法晶带和晶带轴1．2 纯金属的晶体结构典型金属的晶体结构(体心立方，面心立方，密排六方结构)晶体中原子的堆垛方式晶体结构中的间隙原子半径的物理概念，影响原子半径的因素亚金属晶体结构的特点第二章晶体缺陷(8学时)2. 1 点缺陷点缺陷的类型，点缺陷的平衡浓度，点缺陷对金属性能的影响2. 2 位错的基本概念晶体中的刃型，螺型及混合型位错）Burgers矢量的求法和意义晶体中位错的形成及位错密度2．3 位错的运动位错的滑移，位错的攀移2．4 位错的弹性性质（本节视学时情况可自学）应力、应变的表示方法刃、螺位错的应力场位错的应变能外力对位错的作用力，位错的线张力，位错间的作用力2．5 实际晶体中的位错全位错和不全位错堆垛层错位错反应和扩展位错，位错的增殖及位错源位错的观察2．6 面缺陷面缺陷概述界面结构(小角度晶界模型及大角度晶界模型简介)孪晶界，相界，表面界面能及界面特性第三章二元合金相图(12学时)3．1 合金相结构固溶体置换固溶体中间相中间相的特点及分类正常价化合物，电子化合物，间隙相及间隙化合物3．2 匀晶相图相图的表示，相图的实验测定相图分析相律和杠杆定律典型合金平衡结晶过程不平衡结晶，枝晶偏析3．3 共晶相图相图分析共晶反应典型合金的平衡结晶过程：共晶合金及亚(过)共晶合金的平衡结晶过程不平衡结晶及其组织,伪共晶，离异共晶3．4 包晶相图相图分析包晶反应平衡结晶过程及平衡组织不平衡结晶过程及不平衡组织3．5 其他类型的二元合金相图形成化合物的相图,具有固态转变的相图：具有多晶转变、共析转变、包析转变、脱溶分解等转变的相图3．6 复杂二元相图分析进行分析的基本思路，基本二元相图类型小结，相区接触法则，复杂二元相图举例3. 7 根据相图推测合金性能相图与合金的力学、物理性能相图与合金的铸造性能由相图看热处理的可能性第四章铁碳相图（4学时）4. 1 碳合金的组元和基本相4. 2 相图分析：相图上的点、线、区的分析4. 3 典型合金平衡结晶过程分析4. 4 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响对平衡组织的影响对力学性能的影响对铸造性能的影响杂质元素对钢的性能的影响（硅、锰、磷、硫、氮、氢、氧）第五章三元相图（6学时）5. 1 三元合金相图的表示方法浓度三角形，浓度三角形中具有特定意义的直线三元合金其它表示方法5. 2 三元匀晶相图相图分析：水平截面，垂直截面，液相面投影典型合金的结晶过程5. 3 三元共晶相图三组元固态互不相溶，具有共晶转变的相图：相图分析、水平截面，截线法则，垂直截面，投影图三组元固态有限互溶，具有共晶转变的相图：组元间固态有限互溶时相图的基本特点，截面及投影图，典型合金结晶过程分析5. 4 实际三元合金相图举例Fe—Cr—C三元系垂直截面第六章金属的凝固(6学时)6．1 金属凝固的基本规律液态金属的结构，凝固的热力学条件，过冷现象，结晶的一般过程6. 2 晶核的形成均匀形核：晶核形成时的能量变化，形核率，临界晶核半径，临界形核功不均匀形核：影响不均匀形核的因素6. 3 晶核的成长液—固界面的微观结构，液—固界面附近的温度分布晶体生长形态晶体生长速率6．4 固溶体的凝固固溶体的平衡凝固稳态凝固成分过冷及其对晶体长大形状的影响6．5 共晶合金的凝固共晶体的形态6．6 铸件的组织及其控制铸件三晶区及形成条件影响铸件组织的因素铸件晶粒尺寸的控制6. 7 铸件缺陷偏析，杂质和气孔，缩孔和疏松6. 8 凝固技术的应用单晶的制备，定向凝固，微晶,区域熔炼，非晶态金属第七章固态金属中的扩散(4学时)7．1 扩散方程扩散第一定律，扩散第二定律，扩散第二方程应用举例7．2 扩散机制空位扩散，间隙扩散，置换扩散，扩散系数扩散激活能7．3 扩散的驱动力7．4 反应扩散7．5 影响扩散的因素温度，固溶体类型，晶体结构，浓度，晶体缺陷，合金元素第八章金属及合金的塑性变形(9学时)8．1 金属的应力——应变曲线8．2 滑移与孪晶变形滑移，滑移带，滑移面和滑移方向，滑移系，滑移的临界分切应力，晶体转动，多滑移,滑移的机制孪晶8．3 单晶体的塑性变形施密特定律，单滑移、多滑移和交滑移8．4 多晶体的塑性变形晶界和晶体位向对塑性变形的影响晶粒大小对材料强度与塑性的影响8．5 金属经塑性变形后的组织与性能塑性变形后组织的变化：显微组织的变化，变形金属的亚结构塑性变形后性能的变化：性能变化，择优取向(形变织构)，残留应力和点阵畸变，加工硬化8．6 合金的变形与强化单相合金的变形与强化低碳钢的屈服和应变时效第二相对合金变形的影响8．7 冷变形金属的组织与性能冷变形金属的力学性能,冷变形金属的组织，形变织构，残余应力第九章回复、再结晶和金属热加工（6学时）9．1 冷变形金属的回复回复阶段性能和组织的变化，回复的动力学，回复的机制9．2 冷变形金属的再结晶再结晶的形核，再结晶动力学，影响再结晶的因素，晶粒长大正常晶粒长大，异常晶粒长大(二次再结晶)：9．3 再结晶后组织及性能的变化再结晶图，退火孪晶，再结晶织构9．4 金属的热加工热加工过程及对组织与性能的影响，金属的超塑性实验：（9学时)1、二元合金组织观察(2学时)2、铁碳合金平衡组织观察(2学时)3、三元合金组织分析(2学时)4、金属的塑性变形与再结晶(3学时)。
《金属力学性能》实验课程教学大纲
《金属力学性能》实验课程教学大纲课程代码：MEME3016 课程学分：0.5课程名称（中/英）：金属力学性能/Mechanical Property of Materials 课程学时：54 实验学时：18适用专业：金属材料工程实验室名称：江苏省冶金工程实践教育中心，金属材料工程实验室一、课程简介：金属力学性能是冶金工程、材料类及机械类等专业的主要基础课之一，它是以实验为基础的一门学科，是加强学生实践能力的一个重要的教学环节。
本实验课程包括金属的拉伸试验、金属硬度试验、金属冲击试验、金属的压缩试验以及金属的摩擦磨损试验五部分。
通过本课程的学习，使学生了解国家标准对材料不同力学性能测试的相关要求；理解金属材料在不同条件下的力学行为的特点和产生机理；掌握典型金属材料力学性能指标的物理含义和影响因素。
实验教学旨在加强学生的专业基本试验技能训练，巩固所学专业课程知识，深入理解材料成分、工艺-组织结构-性能之间的规律，培养学生应用各种理论知识分析和解决具体实际问题的能力。
以支撑人才培养规格中在金属材料科学与工程及相关领域从事科学研究、技术开发、工艺要求的实现。
二、实验项目及学时分配三、实验内容及教学要求实验项目1：金属材料硬度试验1.教学内容学习利用硬度计测量金属的洛氏硬度。
2.教学目标（1）了解洛氏硬度测定的工作原理和操作方法。
（2）熟悉洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度和显微硬度的适用范围。
（3）掌握金属材料洛氏硬度的测量方法。
实验项目2：金属的拉伸试验1.教学内容学习利用万能拉伸试验机测量金属在单向拉伸载荷作用下的力学行为。
2.教学目标（1）了解电子万能拉伸试验机的构造原理及使用方法。
（2）熟悉金属在室温下单向静拉伸实验的最新国家标准及金属在单向拉伸载荷作用下的应力—应变曲线类型。
（3）掌握金属材料在室温下单向静拉伸曲线及力学行为如屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率的测定方法，加深对强度指标和塑性指标的认识。
金属材料学材料物理专业课程教学大纲
《金属材料学》材料物理专业课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称：金属材料学所属专业：材料物理专业课程性质：专业基础课学分：3（二）课程简介：《金属材料学》是一门综合性和应用性较强的专业必修课。
根据材料物理专业先修课程和教学内容，本课程包括金属学和金属材料两大部分，其中金属学的内容作为《材料科学基础》课程的补充和深入，金属材料部分在《材料科学基础》、《材料力学性能》等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。
课程的学习，使学生系统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。
目标与任务；通过本课程的学习主要掌握：1.金属材料的成份、组织结构及性能三者间的关系，金属的基本理论和知识。
2.合金元素在钢中的作用、原理和规律；3.钢的热处理原理以及其与合金化的配合；4.掌握各类铸铁的成分组织和性能特点；5.常用有色金属及其合金的成分、性能和热处理特点.（三）先修课程：《材料科学基础》、《材料力学性能》等。
（四）教材与主要参考书。
教材：《金属学与热处理》第二版，崔忠圻主编，哈尔滨工业大学出版社。
参考书：《金属材料学》第二版，吴承建陈国良强文江等编著，冶金工业出版社。
《金属材料学》第二版，戴起勋主编程晓农主审，化学工业出版社。
《材料科学基础》，胡赓祥、蔡荀主编，上海交通大学出版《材料科学基础》，潘金生等编，清华大学出版社二、课程内容与安排绪论（一）讲授，2学时（二）内容及基本要求1.金属材料的发展概况。
2.了解金属材料在国民经济中的地位与作用。
3.本课程的性质、地位和任务。
第一章金属的晶体结构第一节金属的结合方式第二节金属的晶体结构第三节实际金属的晶体结构（一）教学方法与学时分配讲授，5学时（二）内容及基本要求主要内容：1．组成材料的原子间的键合方式及其与性能间的关系。
2．晶体学基础的基本概念和应用。
4. 点缺陷、线缺陷、面缺陷。
大学金属物理基础教案
大学金属物理基础教案本教案旨在为大学物理专业学生提供金属物理基础的教学内容，介绍金属物理的基础理论和实验方法，使学生了解金属原理及其实际应用，提高学生的理论水平和实践能力。
课程根据教学大纲，分为三个部分：结晶体理论，材料表征和材料性能测试。
以下是具体的教学内容。
第一部分：结晶体理论（300字）1. 金属结晶体的结构与形成机理本部分介绍金属结晶体的成分和结构，以及金属结晶的形成机理。
指导学生学习晶体缺陷和晶界的基础概念和作用，对于理解金属物理特性和实际应用具有基本意义。
2. 金属晶体缺陷理论介绍金属晶体缺陷的种类，以及在晶体缺陷中出现的物理现象、机制和性质。
教学内容包括表面缺陷、体积缺陷、晶界缺陷等。
第二部分：材料表征（300字）1. 金属材料表面分析技术讲解金属材料表面分析技术，如SEM/TEM/XRD/AFM等，利用这些技术对金属材料的组成、形貌和结构进行表征。
要求学生掌握这些技术的基本原理和应用范围，为后续的材料性能测试做好准备。
2. 金属材料物理性质测试这一部分介绍金属材料物理性质测量的基本原理和方法，如硬度测试、拉伸测试、韧性测试等。
教学内容涉及以上实验方法所涉及的关键物理量与本质，帮助学生了解材料的物理性质及其物理本质。
第三部分：材料性能测试（400字）1. 金属材料的热力学性质测试介绍热力学性质及其意义，包括热膨胀、热导率、热扩散率、热容等，重点讲解制备测试的基本原理和方法。
2. 金属材料的磁性测试讲解磁性和金属材料的磁性特性对于工程问题的重要性。
介绍测试技术如磁滞曲线、磁阻效应等实验方法，分析这些实验结果对于材料物理性质和应用的影响。
3. 金属材料的电性测试介绍金属材料的电性及其特性，比如电阻率、电导率、电磁感应等测试基础原理和方法。
总结：本教案介绍了金属物理基础的三个部分：结晶体理论、材料表征和材料性能测试。
这些教学内容不仅有助于学生理解金属物理的基础原理，还有助于学生研究金属的实际应用。
金属物理学
《金属物理学》课程教学大纲课程英文名称:Metallogrphy physics课程编号:0312113002课程计划学时：48学分:3本课程是材料物理专业的一门重要专业基础课，主要研究材料的组成、结构与性能之间的相互关系和变化规律，比较全面系统地介绍材料的微观结构、晶体缺陷、固体中的扩散、变形与再结晶、相图等，着重于基本概念和基本理论，强调科学性、先进性和实用性。
通过本课程的教学，使学生获得材料科学的基本概念、基本理论等知识，培养学生分析解决生产实际问题的能力，进行新材料、新工艺研究开发的初步能力。
一、课程教学内容及教学基本要求第一章晶体学本章重点：首先概略地介绍晶体结构及其基本性质的基本知识，晶体的对称性及各向异性是研究晶体内部结构、形态、和物理性质的依据，几何晶体学的内容就是以晶体的这两个基本性质相贯穿的。
几何晶体学部分以对称、单形和聚形、晶体定向和晶面符号。
晶体的分类、单形的推导、晶体定向中晶轴的选取，都是以对称为依据的。
单形和聚形实质上都是晶体对称性和各向异性在晶体形态上的具体体现。
而研究晶体对称性和各向异性，首先就必须进行晶体定向，晶体定向的理论依据是整数定律，它阐明了晶格中面网和行列之间的关系。
晶带定律则是从别一角度来阐明了这一关系。
这是几何晶体学内容选取的基本指导思想，也表明了各章之间紧密联系的线索。
晶体测量和晶体投影是几何晶体学的重要研究方法，介绍并在有关章节中应用。
难点：晶胞的概念、晶系及晶体的对称性本，倒易点阵。
章学时: 16学时教学形式:讲授教具:黑板，粉笔第一节§1.1晶体状态及晶体的宏观特性§1.2点阵晶体结构本节要求：理解晶体内原子结构，掌握：晶体结构的定义及特点（重点：考核概率50%）。
1晶体与非晶体的概念，空间格子概念及组成要素，晶体的基本性质，结晶学的主要研究内容。
2晶体内原子及分子间的离子键、化合键、共价键及范德瓦耳斯键。
第二节§1.3.1对称变换操作§1.3.2对称变换的解析式本节要求：理解：对称的概念和晶体对称特点，对称操作和对称要素，对称要素的组合，掌握：对称操作的规则（重点：考核概率50%）晶体内部结构对称要素的类型及组合，会分析常见的典型结构。
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金属物理学课程教学大纲
一、课程说明
（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；
课程名称：金属物理学
所属专业：金属材料物理学
课程性质：专业方向选修课，学位课，必修环节
学分： 4
（二）课程简介、目标与任务；
课程简介：本课程第一部分主要介绍金属的晶体结构，合金的主要分类及其对应的晶体结构和性质；第二部分从热力学统计理论和相变动力学出发，来讨论合金的稳定相及其对应的形成过程；第三部分主要介绍金属的基本力学和电学特性，并初步介绍当代金属物理的一些主要研究领域。
目标与任务：掌握金属合金的主要分类，其对应的结构和性质，理解合金相的形成过程及其物理本质，了解金属各项特性的物理本质及其实际应用。
（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；
修完普通物理学及四大力学课程、热力学统计物理、数学物理方法、固体物理课程后才可学习该课程，该课程向前联系基本物理知识的运用，向后衔接研究生科学研究中遇到的实际问题。
（四）教材与主要参考书。
教材：
《金属物理学》，冯端，北京：科学出版社，1990.
主要参考书：
《金属学原理》，余永宁，北京：冶金工业出版社，2000.
《金属材料学》，孙茂才，北京：冶金工业出版社，2002年。
《金属物理研究方法》，赵伯麟，余永宁，北京：冶金工业出版社，1981.
（五）主讲教师。
主讲：耿柏松
教师梯队：王君，闫徳，卓仁富，吴志国
二、课程内容与安排
绪论（1学时）
交代本课程的主要内容，讲授方式，学生需要掌握和了解的内容，与已经学过的课程的相关性，在后续的学习中的地位和作用。
第一章金属及合金的结构
1.1 元素的原子结构和周期表
1.2 钢球密堆和几种典型的金属结构
1.3 金属的原子半径
1.4 合金相的分类
1.5 固溶体的晶体结构
1.6 影响替代式固溶体的溶解度的一些经验规律
1.7 固溶体的性质
1.8 固溶体的微观不均匀性
1.9 有序固溶体
1.10 电子化合物
1.11 间隙相
1.12 其它金属化合物
（一）教学方法与学时分配
讲授及课堂讨论，21学时
（二）内容及基本要求
主要内容：金属的晶体结构，合金相的晶体结构及分类，常见固溶体的分类、结构与特性
【重点掌握】：合金、固溶体的分类、结构
【掌握】：不同种类合金、固溶体的特性
【难点】：合金、固溶体的分类、结构
第二章合金热力学及统计理论
2.1 相平衡的热力学判据和合金的平衡相
2.2 从自由能曲线推导相图
2.3 均匀相的热力学函数
2.4 理想溶体和非理想溶体
2.5 合金热力学函数的讨论
2.6 正规熔体
2.7 固液相的平衡
2.8 合金有序化的物理本质
2.9 固溶体的统计物理模型
2.10 准化学近似
2.11 二元合金溶解度曲线的统计理论
2.12 有序-无序转变的统计理论
（一）教学方法与学时分配
讲授及课堂讨论，20学时
（二）内容及基本要求
主要内容：合金的热力学形成过程和热力学参数，合金固溶体的统计物理模型【重点掌握】：合金的热力学形成过程和热力学参数
【掌握】：合金固溶体的统计物理模型
【难点】：理想溶体、正规熔体、准化学近似
第三章相变动力学
3.1 母相与新芽体之间的热力学平衡
3.2 相变时的成核生长
3.3 非均匀成核
3.4 取向结晶
3.5 晶体在蒸气中的生长机制
3.6 新相的成核率和成长线速度
3.7 相变速率
3.8 成分变化的成核
（一）教学方法与学时分配
讲授及课堂讨论，16学时
（二）内容及基本要求
主要内容：相变的形核生长、成核率和相变速率
【重点掌握】：相变形核生长的物理机制
【掌握】：成核率、生长线速度、相变速率的定义和推导过程
【难点】：成核率、相变速率
第四章合金的弹性理论和电子理论基础
4.1 弹性力学的基本概念
4.2 错配求模型
4.3 错配求模型的应用
4.4 金属的电子结构
4.5 刚能带模型
4.6 电子屏蔽模型
（一）教学方法与学时分配
讲授及课堂讨论，12学时
（二）内容及基本要求
主要内容：错配球模型的定义和应用，刚能带模型和电子屏蔽模型
【掌握】：错配球模型、刚能带模型、电子屏蔽模型的定义
【了解】：错配球模型、刚能带模型、电子屏蔽模型的推导过程
【难点】：错配球模型、刚能带模型、电子屏蔽模型的数学推导
第五章当代金属学的主要研究领域
6.1 当代金属学的主要研究方向
（一）教学方法与学时分配
讲授及课堂讨论，2学时
（二）内容及基本要求
主要内容：金属的主要特性及应用领域，近几年金属物理的研究进展
【了解】：金属的主要特性及应用领域
【一般了解】：近几年金属物理的研究进展
三、课程考试安排与成绩记分办法
（一）考试安排：
考试时间：无固定时间，在主要章节讲授完成后随机。
考试形式：考核，为学生分组给出题目，学生调研后完成PPT报告，以答辩的形式考核。
（二）记分办法：
平时成绩30%+ppt汇报70%
制定人：耿柏松王君审定人：
批准人：
日期：。