材料科学基础教学大纲
《材料科学基础》教学大纲
《材料科学基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称：材料科学基础课程类别：专业基础课学分：＿____总学时：＿____适用专业：＿____先修课程：＿____后续课程：＿____二、课程性质与目标（一）课程性质《材料科学基础》是材料类专业的一门重要的学科基础课程，它是连接基础科学与工程应用的桥梁。
通过本课程的学习，学生将掌握材料科学的基本概念、基本理论和基本方法，为后续专业课程的学习和从事材料科学与工程领域的研究、开发和应用工作奠定坚实的基础。
（二）课程目标1、知识目标（1）掌握材料的晶体结构、晶体缺陷、相图、扩散、相变等基本概念和基本理论。
（2）熟悉材料的力学性能、物理性能、化学性能等与材料结构和组织的关系。
（3）了解材料科学领域的最新研究成果和发展动态。
2、能力目标（1）具备运用材料科学的基本理论分析和解决材料工程实际问题的能力。
（2）能够进行材料的成分设计、工艺设计和性能预测。
（3）具有查阅相关文献和资料，获取新知识和新信息的能力。
3、素质目标（1）培养学生的科学思维方法和创新意识。
（2）增强学生的工程意识和实践能力。
（3）提高学生的综合素质和社会责任感。
三、课程内容与要求（一）晶体结构1、晶体学基础（1）掌握晶体的基本概念，如空间点阵、晶胞、晶格常数等。
（2）熟悉晶体的对称性和晶体的分类。
2、金属的晶体结构（1）掌握常见金属的晶体结构类型，如体心立方、面心立方和密排六方结构。
（2）了解金属晶体中的原子堆垛方式和间隙类型。
3、离子晶体结构（1）掌握离子晶体的结构规则和典型离子晶体的结构。
（2）了解离子晶体的配位数和半径比规则。
4、共价晶体结构（1）掌握共价晶体的结构特点和典型共价晶体的结构。
（2）了解共价键的特性和共价晶体的性能。
（二）晶体缺陷1、点缺陷（1）掌握点缺陷的类型，如空位、间隙原子和杂质原子。
（2）熟悉点缺陷的形成能和平衡浓度的计算。
2、线缺陷（1）掌握位错的基本概念，如刃型位错、螺型位错和混合位错。
材料科学基础教学大纲
材料科学基础教学大纲一、课程概述《材料科学基础》是材料类专业的一门重要的学科基础课程，它是研究材料的成分、结构、性能与制备之间相互关系的学科。
通过本课程的学习，使学生掌握材料科学的基本概念、基本理论和基本方法，为后续的专业课程学习以及从事材料科学与工程领域的研究、开发和生产工作奠定坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标掌握材料的晶体结构、晶体缺陷、相图、扩散、相变等基本概念和理论。
了解材料的力学性能、物理性能、化学性能等与材料结构和成分的关系。
熟悉材料的制备方法和加工工艺对材料性能的影响。
2、能力目标能够运用所学的理论知识分析和解决材料科学中的实际问题。
具备一定的实验设计和数据分析能力。
培养学生的创新思维和独立思考能力。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。
增强学生的团队合作意识和沟通能力。
激发学生对材料科学的兴趣和探索精神。
三、课程内容1、晶体结构晶体学基础：空间点阵、晶胞、晶系、布拉菲点阵等。
金属晶体结构：体心立方、面心立方、密排六方等结构的特点和原子堆积方式。
离子晶体结构：NaCl 型、CsCl 型、闪锌矿型、纤锌矿型等结构的特点。
共价晶体结构：金刚石型、石墨型等结构的特点。
2、晶体缺陷点缺陷：空位、间隙原子、置换原子等的形成和平衡浓度。
线缺陷：位错的基本类型（刃型位错、螺型位错）、柏氏矢量、位错的运动和交割。
面缺陷：晶界、相界、表面的结构和性质。
3、固体中的扩散扩散的基本概念和菲克定律。
扩散的微观机制：空位机制、间隙机制等。
影响扩散的因素：温度、晶体结构、溶质浓度等。
4、相图相图的基本概念：相、组元、相平衡等。
二元相图：匀晶相图、共晶相图、包晶相图等的分析和应用。
三元相图：成分三角形、等温截面图、垂直截面图等的分析和应用。
5、材料的形变和再结晶金属的弹性变形和塑性变形：弹性变形的本质、塑性变形的方式（滑移、孪生）。
强化机制：固溶强化、细晶强化、加工硬化、时效强化等。
回复和再结晶：回复的机制、再结晶的动力学和晶粒长大。
材料科学基础教学大纲
材料科学基础教学大纲
一、课程名称
材料科学基础
二、课程目的
通过对材料科学基本概念、原理和常用材料的介绍，使学生了解材
料科学相关知识，培养学生的材料科学思维和创新能力，为学生以后
的专业学习奠定基础。
三、课程内容
1. 材料科学基础概念
介绍材料的定义，分类，材料性能指标和相关基本概念，包括密度、比热、热导率、电导率、热膨胀系数等。
2. 材料结构和性质
介绍材料的晶体结构和非晶态、晶界、界面等材料结构，掌握材料
结构对材料性质的影响，如硬度、强度、塑性、脆性等。
3. 材料加工
介绍材料加工的基本概念和分类，掌握常用的加工方式及其原理，
包括锻造、轧制、挤压、静压等。
4. 金属材料
介绍金属材料的基本性质、晶体结构、力学性能及其用途。
5. 陶瓷材料
介绍常见的陶瓷材料种类、性质、制备方法及应用领域。
6. 高分子材料
介绍高分子材料的基本原理、化学结构、加工方式及其应用领域。
7. 复合材料
介绍复合材料的结构和性质，常见的复合材料种类、制备方法及其应用。
8. 其他材料
介绍其他材料，如半导体材料、电子材料等，掌握其基本性质和应用领域。
四、课程评估
1. 平时成绩（30%）
包括出勤情况、课堂表现、作业和答辩等。
2. 期末考试（70%）
考查学生对课程内容的理解和掌握情况。
五、参考书目
•《材料科学基础》郑一民等
•《材料科学基础与工程基础》刘堃等
•《材料科学基础实验》蒋鹰等
注意：本教学大纲仅为参考，具体的教学内容和教学方式可根据学校实际情况而定。
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：材料化学课程性质：专业基础课学分：4学分（72学时）（二）课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程课程简介：本课程是材料专业的一门重要的专业理论基础课。
本课程围绕材料化学成分、组织结构、加工工艺与使用性能之间的关系及其变化规律，系统介绍材料的晶体结构、晶体缺陷、弹塑性变形及回复和再结晶、材料中的扩散、结晶与凝固、材料中的相变、相结构与相图等内容及其相互联系。
目标与任务：学习本课程的目的是为了使学生认识材料的本质，了解金属、无机非金属材料的化学成分、热加工工艺、组织结构与性能之间的关系及其变化规律，为以后学习和工作中如何控制材料的化学成分和生产工艺以提高材料的性能、改进和发展各种热加工工艺以及合理地选材打下系统而坚实的理论基础。
先修课与后续相关课程：先修课：数学、物理、化学、物理化学等。
后续相关课程：其他相关专业课程。
（三）教材与主要参考书。
教材：(1) 石德柯，材料科学基础，机械工业出版社，第二版。
(2) 胡赓祥，蔡珣，材料科学基础，上海交通大学出版社，第二版。
主要参考书：(1) 赵品，材料科学基础教程，哈尔滨工业大学出版社，年第二版。
(2) 刘智恩，材料科学基础，西北工业大学出版社，年第二版。
二、课程内容与安排绪论1学时第一章材料结构的基本知识第一节原子结构第二节原子结合建第三节原子排列方式第四节晶体材料的组织第五节材料的稳态与亚稳态结构（一）教学方法与学时分配讲授，1学时。
（二）内容及基本要求主要内容：【掌握】：熟悉金属键、离子键、共价键、范德华力和氢键的定义、特点。
【了解】：了解原子结构及键合类型；掌握物质的组成、原子的结构、电子结构和元素周期表；【一般了解】：对什么是材料科学、材料的结构与内部性能之间的关系等知识进行概论。
第二章晶体结构第一节晶体学基础第二节纯金属的晶体结构第三节离子晶体的结构第四节共价晶体的结构（一）教学方法与学时分配讲授，10学时。
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》教学大纲
《材料科学基础》教学大纲课程名称：材料科学基础学时：48学时学分：3学分课程目标：本课程旨在培养学生对于材料科学的基础知识与理解。
通过学习材料分类、结构、性能以及材料制备和表征的基本原理，学生将掌握材料科学基础知识，为进一步深入学习高级材料科学课程打下坚实的基础。
教学内容：第一章：材料科学概论（2学时）1.1材料科学的发展历程1.2材料在人类社会中的作用和意义1.3材料科学的研究内容和方法第二章：材料结构与性能（10学时）2.1材料的结构层次2.2结晶与非晶材料2.3晶体结构与晶格常数2.4材料的缺陷与缺陷对材料性能的影响2.5材料的力学性能、热学性能、电学性能等基本性能第三章：材料制备与处理（12学时）3.1材料的物质相与相图3.2材料的熔融法制备3.3材料的溶液法制备3.4材料的气相法制备3.5材料的固相反应制备3.6材料的表面处理与改性第四章：材料表征与分析（12学时）4.1材料的显微结构表征4.2材料的物理性能测试与测量4.3材料的化学成分分析4.4材料的表面形态与性质分析4.5材料的晶体结构表征第五章：新材料的发展与应用（12学时）5.1金属材料和合金的发展与应用5.2无机非金属材料的发展与应用5.3有机高分子材料的发展与应用5.4先进功能材料的发展与应用教学方式：本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、小组讨论和实验室实践等。
通过理论与实践相结合的教学方式，促进学生对材料科学的深层次理解和应用能力的培养。
考核方式：课程考核主要包括平时成绩和期末考试。
平时成绩占总成绩的30%，包括课堂表现、小组讨论和实验报告等；期末考试占总成绩的70%，考查学生对于课程内容的理解和应用能力。
参考教材：1.王晓琪、李大鹏.材料科学基础[M].高等教育出版社.2.张安生、张雄飞、常凤祥.材料科学概论[M].高等教育出版社.3.陈传锋、郭晓义、沈宏.材料科学与工程导论[M].高等教育出版社.备注：本课程以培养学生的材料科学基础知识和理解能力为主要目标。
材料科学基础课程教学大纲
材料科学基础课程教学大纲课程名称：材料科学基础课程代码：MSE101学分：3学分开课对象：本科一年级材料科学与工程专业学生课程教师：XXX一、课程目标材料科学基础是一门介绍材料科学与工程领域基本概念、基本原理以及基本技能的课程。
通过本课程的学习，学生将掌握材料科学与工程的基本知识，包括材料分类、材料结构与性能的关系、材料制备和加工技术等方面的知识。
同时，本课程将培养学生的问题分析与解决能力，提高其实践操作能力和科学研究能力。
二、教学内容与教学安排1.材料科学与工程概述-介绍材料科学与工程的基本定义和发展历程-大纲各个章节的介绍2.结构与性能-原子结构与晶体结构的基本概念和分类-晶体缺陷和固溶体的形成-材料的力学性能、热性能、电性能等基本性能3.材料的制备与加工-金属材料的提取、精炼和制备-陶瓷材料的制备与加工-高分子材料的合成与制备-纳米材料的制备技术4.材料性能测试与分析-材料性能测试的基本原理和方法-金属材料、陶瓷材料和高分子材料的常用测试方法-材料性能测试数据的处理和分析5.材料应用与发展-不同材料在不同工程领域中的应用-材料科学与工程在可持续发展中的作用三、教学方法与学时安排本课程采用理论与实践相结合的教学方法。
理论部分通过讲课、课堂讨论和案例分析来讲解相关知识点。
实践部分设有课堂实验和实验报告，以及期末考核。
教学安排如下：-第1-4周：材料科学与工程概述-第5-8周：结构与性能-第9-12周：材料的制备与加工-第13-16周：材料性能测试与分析-第17-18周：材料应用与发展-第19周：期末考试四、考核方式与成绩评定1.平时表现（20%）-考勤情况（10%）-课堂讨论和参与度（10%）2.实验报告（30%）-实验报告的撰写质量和实验操作技能3.期末考试（50%）-考查学生对课程内容的理解和掌握程度五、参考教材1.材料科学与工程基础，陆谦、蔡生民，高等教育出版社2. 材料科学与工程导论，William D. Callister Jr.、David G. Rethwisch，机械工业出版社1. Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister Jr., David G. Rethwisch2. Introduction to Materials Science and Engineering, JamesF. Shackelford3. Fundamentals of Materials Science and Engineering, William D. Callister Jr., David G. Rethwisch以上即为《材料科学基础》课程的教学大纲。
《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。
《材料科学基础实验》教学大纲
《材料科学基础实验》教学大纲一、课程概述本课程是材料科学与工程专业的一门重要实验课程，旨在培养学生的实验技能、科学思维和研究能力。
通过开展一系列的实验，学生将学习和掌握基本的材料科学实验技术，加深对材料性能与结构关系的理解，提升科研与工程实践的能力。
二、课程目标1.掌握材料科学基本实验技术和实验仪器的使用方法；2.培养学生的实验数据分析和结果判断能力；3.提高学生的科学研究和工程实践能力；4.培养学生的团队合作和沟通能力；5.培养学生的创新意识和问题解决能力。
三、教学内容1.材料基本性能测试实验a)密度测定实验b)弹性模量测定实验c)硬度测定实验d)导电性测定实验e)热导率测定实验f)热膨胀系数测定实验2.材料组织结构观察实验a)金属晶体结构观察实验b)陶瓷微观结构观察实验c)聚合物结构观察实验d)复合材料断口观察实验3.材料处理与改性实验a)金属材料热处理实验b)陶瓷材料烧结实验c)聚合物材料添加剂改性实验d)复合材料制备与性能测试实验四、教学方法1.实验指导：在每次实验前，进行详细的实验指导和操作说明，包括实验目的、原理、步骤和注意事项。
2.实验操作：学生按照指导进行实验操作，注意仪器使用方法和个人安全。
3.数据记录与分析：学生要认真记录实验数据，并进行数据分析及结果判断，形成实验报告。
4.实验讨论与总结：每个实验结束后进行实验讨论，学生可以分享实验中的问题和心得体会，并与同学进行交流和讨论。
5.课后作业：布置课外作业，包括文献查阅和实验报告写作等。
通过课外作业加深对课程内容的理解和掌握。
五、实验考核1.实验报告：每个实验完成后，学生需要撰写实验报告，包括实验目的、原理、步骤、数据记录和分析等内容。
报告要求清晰、准确，重点突出实验结果与结论。
2.实验操作能力：根据实验操作的熟练程度和实验结果的准确性，评价学生的实验操作能力。
3.实验讨论：根据学生的实验讨论表达能力和问题解决能力，评价学生在实验中的思维与沟通能力。
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、课程简介材料科学基础课程是材料科学与工程专业的基础学科，旨在培养学生对材料科学的基本理论、基本知识和基本技能的掌握。
本课程旨在通过系统地讲授材料科学的基本概念、基本理论和基本原理，培养学生对材料科学的兴趣，为其后续学习和科研奠定基础。
二、课程目标1. 了解材料科学的定义、发展历程和学科体系，对材料科学学科的基本框架有初步了解；2. 理解材料的基本概念、分类以及材料性能与组成之间的关系；3. 掌握材料科学的基本原理和基本理论，能够运用这些知识解决实际问题；4. 培养学生的观察、实验和分析能力，使其具备科学研究的基本素养。
三、课程内容本课程主要内容包括以下方面：1. 材料科学基础概念：介绍材料科学的定义、特点和发展历程，引导学生了解材料科学的重要性和应用领域。
2. 材料的分类与性能：介绍材料按照物理、化学和结构特性的不同进行分类，并讲解不同类型材料的性能与组成之间的关系。
3. 材料结构与组织：介绍材料的晶体结构和非晶结构，讲解不同结构对材料性能的影响。
4. 材料表征与测试技术：介绍材料表征的基本方法和常用测试技术，包括显微镜观察、X射线衍射、热分析等。
5. 材料加工与工艺：探讨材料的加工过程和工艺方法，包括熔融法、固相法、溶剂法等。
6. 材料性能与应用：介绍材料的物理性能、化学性能和力学性能，以及不同材料在各个领域的应用。
四、教学方法与评估1. 教学方法：本课程采用教师讲授、学生讨论和实验演示相结合的教学方法，通过案例分析和实际问题讨论，培养学生的思维和分析能力。
2. 评估方式：考核方式包括平时表现、作业、实验报告和期末考试等，综合评定学生的学习成绩。
五、参考教材与参考资料参考教材：1. 《材料科学基础》（王萍主编）2. 《材料科学导论》（何选富主编）参考资料：1. Smith, W.F., Principles of Materials Science and Engineering2. Callister, W.D., Materials Science and Engineering: An Introduction六、教学计划本课程总共开设30学时，在教学时间上大致分布如下：1. 第1-2周：材料科学基础概念2. 第3-4周：材料的分类与性能3. 第5-6周：材料结构与组织4. 第7-8周：材料表征与测试技术5. 第9-10周：材料加工与工艺6. 第11-12周：材料性能与应用7. 第13-15周：复习与期末考试七、教学团队本课程的教学团队由材料科学与工程专业的教师组成，他们具有丰富的教学经验和科研背景，能够将材料科学的基本理论和实践相结合，为学生提供优质的教学服务。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《材料科学基础实验》实验教学大纲课程编号：031508 课程性质：独立设课实验课程名称：材料科学基础实验英文名称：Experiment of Materials Science隶属课群：材料科学基础课程总学时：32实验学时：24 上机学时：8适用专业：金属材料工程一、本课程实验教学性质、目的和任务：《材料科学基础实验》是金属材料工程专业必修的实验性专业课程，是系统专业学习过程中必不可少的环节。
开设此课程的目的在于培养学生的基本工程素质。
提高分析问题和解决问题的能力以及实际动手操作能力，为进一步学习专业课程打好基础。
课程的基本任务在于让学生掌握金相试样的制备方法，显微摄影以及暗室操作技术，熟悉金属材料的基本分析方法，结合相图了解典型二元合金平衡及非平衡状态下的组织特征，及其它实验技能。
二、实验教学的主要内容和基本要求：主要内容第一章光学金相分析技术第一节金相显微镜的构造与使用第二节金相试样的制备第三节金相显微摄影与暗室技术第四节显微硬度及其应用第五节晶粒尺寸的测算第二章晶体结构第一节典型晶体结构第二节位错蚀坑的观察第三章二元合金显微组织观察第一节二元合金相图平衡及非平衡结晶组织分析第二节铁碳合金双重相图及组织分析第四章金属的塑性变形与回复再结晶第一节金属的塑性变形第二节回复与再结晶第五章电子显微分析技术第一节扫描电镜结构、原理及典型组织的观察第二节透射电镜薄膜样品制备及典型组织观察第三节选区电子衍射及相机常数和磁转角标定实验教学方法手段的基本要求1.主要以学生操作设备仪器完成相关实验项目；2.以综合性实验训练学生结合所学相关知识灵活设计实验方法；3.有关显微组织分析部分采用多媒体教学。
实验一典型金属晶体结构的刚球堆垛模型分析（一）实验类型：验证（二）实验目的：1.熟悉面心立方、体心立方和密排六方晶体结构中常用晶面、晶向的几何位置、原子排列和密度；2.熟悉三种晶体结构中的四面体间隙和八面体间隙的位置和分布；3.熟悉面心立方和密排六方晶体结构中最密排面的堆垛顺序；4.进一步练习晶面和晶向指数的确定方法。
（三）实验内容：1.把钢球作为金属原子，堆垛出面心立方和体心立方晶体的（100）、（110）、（111）和（112）晶面。
2.在已堆出的上述晶面上，至少确定三个不同方位原子列的晶向指数。
3.用钢球按最密排面堆垛的顺序堆垛出面心立方和密排六方晶体结构。
4.借助模型，找出三种晶体结构中两种间隙的位置。
（四）实验要求：实验教学组织安排：1.推出多媒体辅助教学手段，学生首先在计算机房观看摸拟堆垛教学软件，理解三维晶体结构，及不同晶面、晶向、密排面等的空间位置。
2.然后，在实验室独立堆垛。
实验报告要求：1.实验目的；2.画出面心立方和体心立方晶体结构的（100）、（110）、（111）和（112）晶面的原子分布图；3.上述每个图中至少标出三个不同方位的晶向；4.求出上述各晶面的原子面密度；5.指出三种晶体结构的最密排晶面和最密排晶向。
（五）主要仪器设备：1.计算机及多媒体辅助教学软件，每人一套；2.有机玻璃盒（约70× 70×70mm立方形）、涂有凡士林油的玻璃球（直径约8～10mm，盒装约100颗）、医用镊子。
每人一套；3.晶体结构模型。
实验二金相显微镜的构造与使用（一）实验类型：验证（二）实验目的：1.了解金相显微镜的构造；2.了解金相显微镜的明场、暗场照明方式及偏光技术；3.掌握金相显微镜的使用方法。
（三）实验内容：1.了解倒立式金相显微镜的构造与光路。
2.操作显微镜并能熟练地掌握聚焦方法。
了解孔镜光阑，视场光阑和滤光片的作用。
3.熟悉物镜、目镜上的标志并合理选配物镜和目镜。
4.分别在明场和暗场的照明下观察同一试样，分析组织特征及成因。
5.分别在明场及偏光方式下观察同一试样，分析组织特征及成因。
6.借助物镜测微器确定目镜测微器的格值。
7.参观、演示大型金相显微镜NEOPHOT—30。
（四）实验要求：实验教学组织安排：1.组织学生在计算机房观看摸拟辅助教学软件，使学生直观、形象理解金相显微镜的原理、构造、使用与维护。
2.反复练习显微镜的聚焦，直到熟练掌握。
3.反复改变孔镜光阑，视场光阑的大小。
加或不加滤光片，观察同一视场映象的清晰程度。
4.将同一试样分别放在显微镜的明场和暗场照明方式下进行对比观察。
将同一试样分别放在显微镜的明场和偏光方式下进行对比观察。
5.借助物镜测微器确定目镜测微器的格值，并按要求对组织进行实地测量6.参观：NEOPHOT—30大型金相显微镜。
实验报告要求：1.实验目的；2.实验内容；3.回答上述实验中的思考题并解释原因；4.绘出同一试样在明场照明和暗场照明下的组织示意图，分析形貌特征。
（五）主要仪器设备：1.计算机及辅助教学软件，每人一套；2.练习操作的金相显微镜；3.备有暗场照明装置的金相显微镜；4.配备测微目镜和物镜测微器的金相显微镜；5.供观察的金相试样。
实验三光学金相分析技术（一）实验类型：综合（二）实验目的：1.掌握金相试样制备的基本方法及技术要点。
2.识别制样过程中常见的缺陷。
3.熟悉金相显微摄影的基本原理及显微摄影技术；4.掌握暗室操作技术。
（三）实验内容：1.制备不同材料的金相试样；2.各种材料的浸蚀方法2.采用4X 金相显微摄影装置对制备的试样进行金相显微摄影；3.暗室操作：冲洗底片和金相照片；4.分析材料的金相组织；5.撰写实验报告。
（四）实验要求：实验教学组织安排1. 每班分两组，每组12～15人。
安排学生独立完成从制样到照像、洗像及最终显微组织分析全过程；2．要求学生做好实验预习工作，熟悉实验用仪器、设备，确定实验日期；3.实验以学生为主体，教师指导为辅。
实验报告要求：1.实验目的；2.简述制备金相试样及拍摄一张合格金相照片所必须经过的程序及工艺条件等、整个过程，并附上绘制的金相组织图；3.分析实际制样中出现的问题。
4.将照片贴在实验报告上，并注明试样材料及处理工艺、金相组织及浸蚀剂、放大倍数（物镜和照相目镜倍数之积）、摄影参数（所用光源、滤光片、光圈大小、曝光时间）；5.分析底片和照片的质量。
（五）主要仪器设备：1.待磨试样、砂轮机、金相砂纸及玻璃板、抛光机、抛光液、吹风机、金相显微镜、浸蚀剂、酒精、夹子等。
2.金相显微摄影装置、曝光箱（印相机）、裁纸刀、上光机、感光软片、相纸、显影液、定影液、停影液、定时闹钟、搪瓷（或塑料）盒、显影温度计、竹夹子等。
实验四晶粒尺寸的测定（一）实验类型：验证（二）实验目的：1．熟悉用定量金相方法测定晶粒尺寸；2．学会用测微尺来换算晶粒尺寸的大小。
（三）实验内容：1．用热浸蚀法制出一个用于测量晶粒尺寸的试样。
2．借助测微尺测量均匀的单相合金的晶粒尺寸。
3．测定亚共析钢中珠光体的相对含量，并计算出钢的含碳量。
（四）实验要求：实验教学组织安排：1.磨制出一个用于测量晶粒尺寸的试样。
2.用热浸蚀法浸蚀出一个完好的试样。
3.用截线法测定单相合金晶粒的平均截线长度，再借助测微尺测出晶粒度。
然后进行误差分析。
4.测定亚共析钢中珠光体的相对量，并进行误差分析，再计算出钢的含碳量。
实验报告要求：1.实验目的；2.整理全部实验原始数据；3.按所设计的表格分别表示出测晶粒尺寸和相的相对含量时的测试项目、计算式、数据、误差及结果。
4.简述所用的测量方法和步骤。
（五）主要仪器设备：1.待磨试样、金相砂纸及玻璃板、抛光机、抛光液、吹风机、浸蚀剂、酒精、酒精灯、夹子、脱脂棉等。
2.金相显微镜、测微尺。
实验五位错蚀坑的观察（一）实验类型：验证（二）实验目的：１．用光学金相显微镜观察晶体表面的位错蚀坑；２．根据蚀坑的形貌和组态分析晶体中的位错。
（三）实验内容：１．观察位错蚀坑，根据其形貌和组态分析晶体中的位错；２．制备硅单晶位错蚀坑试样。
３．配合实验观看有关录像。
（四）实验要求：实验教学组织安排：1．每班分两组，每组12～15人，安排学生在实验室制备硅单晶位错蚀坑试样；2．在显微镜下观察并画出显微组织；3．将原始数据交由指导教师签字。
实验报告要求：1．实验目的；2．绘制小角倾侧晶界、位错塞积、位错运动及层错等金相形貌示意图；3．根据有关理论知识分析所观察的位错蚀坑金相特征。
（五）主要仪器设备：1．一套典型位错蚀坑金相试样；2．待磨硅单晶试片；3． 20μm 金刚砂及化学试剂氢氟酸（HF ）、硝酸（3HNO ）、三氧化铬（3CrO ）；4． 必需的容器及工具；5． 金相显微镜；6． 位错录像片。
实验六 二元合金显微组织分析（一）实验类型：验证（二）实验目的：1.掌握利用相图分析二元合金在平衡及非平衡凝固条件下结晶组织的方法；2.熟悉典型共晶系二元合金平衡组织及非平衡凝固的显微组织特征及其差异。
（三）实验内容：1.熟悉本实验所要观察的合金系相图。
2.分析不同成分合金的平衡凝固及非平衡凝固过程以及相应的组织。
3.观察并画出Pb —Sn 合金、Pb —Sb 合金、Al —Si 合金、Al —Cu 合金、Cu —Sn 合金等不同成分下显微组织示意图，注明各组成物。
分析组织与成分的变化规律。
4.讨论冷却速度对本实验所观察合金结晶过程的影响（四）实验要求：实验教学组织安排：１．组织学生在计算机室通过多媒体教学软件，学习、了解金属材料在凝固过程中显微组织的形成过程；2．要求学生做好实验预习工作，熟悉本实验所要观察的合金系相图。
实验报告要求：1.画出各合金的显微组织示意图，并注解其状态特征。
2.结合相图分析不同成分合金结晶组织的形成过程及组织的变化规律。
3.联系所观察的合金说明组织组成物与相组成物的不同及两者的关系。
4.说明初生晶体与共晶体可具有那些形态，并加以解释。
5.计算Al-Si 、Al-Cu 合金系共晶体中两组成相的相对量，并说明其对合金的实际应用有何影响。
6.分析A1—4％Cu 、Cu 一10％Sn 合金快冷和慢冷的凝固过程和组织。
说明冷速对组织的影响。
比较冷却速度对共晶及包晶反应的影响。
（五）主要仪器设备：1.选定合金的金相试样；2.金相显微镜；3.电脑、多媒体教学软件。
实验七 铁碳合金相图及组织分析（一）实验类型：验证（二）实验目的：1.熟练运用铁碳合金双重相图，提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。
2.掌握碳钢和铸铁的显微组织特征。
（三）实验内容：1.讨论Fe 一Fe 3C 相图：①分析各相及组织组成物的本质；②分析不同含碳量铁碳合金在不同冷却条件下凝固过程的室温组织及其形貌特征；③总结铁碳合金的组织，性能与含碳量的关系。
2.观察、分析并画出工业纯铁、不同碳钢及铸铁的组织示意图。
（四）实验要求：实验教学组织安排：１．组织学生在计算机室通过多媒体教学软件，学习、了解Fe一Fe3C相图类合金在凝固过程中显微组织的形成过程；2．要求学生做好实验预习工作，熟悉Fe一Fe3C相图。