材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)規(guī)范(I)

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)規(guī)范(I)課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課 課程性質(zhì)：必修課面向?qū)I(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料工程、材料成型與控制工程、材料物理等專業(yè)。一、課程的性質(zhì)、任務(wù)與基本要求1.本課程的性質(zhì)與任務(wù)材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料科學(xué)與工程專業(yè)一門同生產(chǎn)實(shí)際有密切聯(lián)系的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生系統(tǒng)掌握材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系及其變化規(guī)律的基礎(chǔ)理論以及顯微組織的分析方法，為后繼專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。2.課程的基本內(nèi)容和要求（1）通過(guò)學(xué)習(xí)應(yīng)著重掌握材料成分、組織、結(jié)構(gòu)及加工過(guò)程與性能間的相互關(guān)系。（2）掌握材料的結(jié)合方式、晶體學(xué)基礎(chǔ)、材料的晶體結(jié)構(gòu)。（3）掌握點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷的

2、模型和特點(diǎn)。 （4）掌握純金屬的結(jié)晶過(guò)程、結(jié)晶的熱力學(xué)條件、形核規(guī)律、長(zhǎng)大規(guī)律，了解結(jié)晶理論的實(shí)際應(yīng)用。 （5）掌握相圖的基本知識(shí)，二元相圖的基本類型，二元相圖的分析與使用方法，熟練應(yīng)用鐵碳相圖。（6）掌握三元相圖的成分表示法、三元系平衡轉(zhuǎn)變的定量法則、三元?jiǎng)蚓鄨D、三元共晶相圖、三元相圖的四相平衡轉(zhuǎn)變、具有化合物的三元相圖的分析方法。（7）掌握單晶體的塑變、多晶體的塑變的規(guī)律，掌握塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響，金屬及合金強(qiáng)化的位錯(cuò)解釋。 （8）掌握金屬及合金在退火過(guò)程中的變化，掌握回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大及金屬熱變形的規(guī)律。（9）掌握典型鋼中相變的一般規(guī)律、相變產(chǎn)物的生成條件、形態(tài)和結(jié)構(gòu)本質(zhì)

3、，能初步選用典型熱處理工藝。3.教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時(shí)分配課堂教學(xué)：90-102學(xué)時(shí)（包括課堂討論等教改環(huán)節(jié)）實(shí) 驗(yàn)：12-18學(xué)時(shí)總 計(jì)：102-120學(xué)時(shí)二、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)計(jì)劃緒論 2學(xué)時(shí)課程的性質(zhì)與任務(wù)，主要內(nèi)容及研究方法，本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法，材料科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史。第一章 材料的晶體結(jié)構(gòu) 6學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）原子的結(jié)合方式 2學(xué)時(shí)（2）晶體學(xué)基礎(chǔ) 2學(xué)時(shí)（3）典型晶體結(jié)構(gòu)及其幾何特征 2學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：空間點(diǎn)陣及有關(guān)概念，晶向、晶面指數(shù)的標(biāo)定，典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。（2）難點(diǎn)：六方晶系布拉菲指數(shù)標(biāo)定，原子的堆垛方式。 3.習(xí)題：13題第二章 晶體缺陷 12學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與

4、學(xué)時(shí)（1）點(diǎn)缺陷 2學(xué)時(shí)（2）線缺陷 8學(xué)時(shí)（3）面缺陷 2學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：位錯(cuò)等有關(guān)基本概念，點(diǎn)缺陷的平衡性質(zhì)，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)與晶體滑移的關(guān)系，位錯(cuò)的性質(zhì)，柏氏矢量的性質(zhì)與應(yīng)用，位錯(cuò)反應(yīng)。（2）難點(diǎn)：位錯(cuò)模型，位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)，不全位錯(cuò)的原子模型。3.習(xí)題：6-8,10-12題。第三章 材料的相結(jié)構(gòu) 8學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）固溶體 1學(xué)時(shí)（2）中間相 1學(xué)時(shí)（3）陶瓷晶體相 1學(xué)時(shí)（4）分子相 5學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：各種相的概念及其分類方法。（2）難點(diǎn)：中間相的結(jié)構(gòu)及其區(qū)別。3.習(xí)題：1題；復(fù)習(xí)思考題：1，2，4題。第四章 凝固 4學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）結(jié)晶的基本

5、規(guī)律 0.5學(xué)時(shí)（2）結(jié)晶的基本條件 1學(xué)時(shí)（3）形核 1學(xué)時(shí)（4）長(zhǎng)大 0.5學(xué)時(shí)（5）高分子材料的結(jié)晶 0.5學(xué)時(shí)（6）凝固理論及其應(yīng)用 0.5學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：有關(guān)過(guò)冷的概念、金屬凝固和形核的條件。（2）難點(diǎn)：與臨界晶核有關(guān)參數(shù)的推導(dǎo)。3.習(xí)題：3，5，7題。第五章 二元相圖 15學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）相圖的基本知識(shí) 2學(xué)時(shí)（2）二元?jiǎng)蚓鄨D 2學(xué)時(shí)（3）二元共晶相圖 2學(xué)時(shí)（4）二元包晶相圖 1學(xué)時(shí)（5）相圖的分析與使用 1學(xué)時(shí)（6）鐵碳相圖 4學(xué)時(shí)（7）相圖的熱力學(xué)基礎(chǔ) 2學(xué)時(shí)（8）鑄錠組織及其控制 1學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：相律與杠桿定律，勻晶轉(zhuǎn)變與偏析，共

6、晶轉(zhuǎn)變及其不平衡組織，相圖中的幾何規(guī)律，鐵碳相圖中典型合金的凝固過(guò)程及其相與組織的相對(duì)量計(jì)算，利用相圖判斷材料的性能。（2）難點(diǎn)：二次杠桿的應(yīng)用；相圖的熱力學(xué)原理。3.習(xí)題：2，3，11題。第六章 三元相圖 6學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）相圖基本知識(shí) 1學(xué)時(shí)（2）三元?jiǎng)蚓鄨D 3學(xué)時(shí)（3）三元共晶相圖 1學(xué)時(shí)（4）三元相圖總結(jié) 1學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：直線法則與重心定律；全方位投影圖及其應(yīng)用；材料的凝固過(guò)程分析；三元系反應(yīng)類型的判斷；相區(qū)接觸法則。（2）難點(diǎn)：利用全方位投影圖分析特定成分材料的凝固過(guò)程。3.習(xí)題：1519題。第七章 材料中的擴(kuò)散 3學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）概述 1學(xué)

7、時(shí)（2）擴(kuò)散定律 1學(xué)時(shí)（3）擴(kuò)散的微觀機(jī)理與現(xiàn)象 0.5學(xué)時(shí)（4）影響擴(kuò)散的因素 0.5學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：擴(kuò)散的概念、本質(zhì)與分類；擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力；擴(kuò)散定律及其應(yīng)用；（2）難點(diǎn)：反應(yīng)擴(kuò)散及其溶質(zhì)濃度分布。3.習(xí)題：4，5，8題。第八章 材料的塑性變形 8學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）金屬變形概述 1學(xué)時(shí)（2）單晶體的塑性變形 2學(xué)時(shí)（3）多晶體的塑性變形 1學(xué)時(shí)（4）合金的塑性變形 1學(xué)時(shí)（5）塑性變形對(duì)材料組織與性能的影響 1學(xué)時(shí)（6）高分子材料的塑性變形 2學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：塑性變形的位錯(cuò)機(jī)制；典型的滑移系；滑移的分類及滑移的痕跡；臨界分切應(yīng)力；多晶體變形的特點(diǎn)；合金變

8、形的特點(diǎn)；塑性變形對(duì)材料組織和性能的影響。（2）難點(diǎn)：等效滑移系的確定。3.習(xí)題：13，5題。第九章 回復(fù)與再結(jié)晶 6學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）冷變形金屬在加熱時(shí)的組織與性能變化 2學(xué)時(shí)（2）回復(fù) 1學(xué)時(shí)（3）再結(jié)晶 1學(xué)時(shí)（4）晶粒長(zhǎng)大 1學(xué)時(shí)（5）金屬的熱變形 1學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：冷變形金屬在加熱時(shí)的組織與性能變化；回復(fù)、再結(jié)晶等概念；回復(fù)與再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力和機(jī)制；正常長(zhǎng)大與異常長(zhǎng)大；臨界變形量的意義與應(yīng)用；熱加工過(guò)程中組織與性能變化。（2）難點(diǎn)：回復(fù)、再結(jié)晶與晶粒長(zhǎng)大過(guò)程驅(qū)動(dòng)力的識(shí)別。3.習(xí)題：2，3，9，10題。第十章 固態(tài)相變 4學(xué)時(shí)1.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)（1）概述 1學(xué)時(shí)（

9、2）固態(tài)相變的形核與長(zhǎng)大 2學(xué)時(shí)（3）過(guò)飽和固溶體的分解 0.5學(xué)時(shí)（4）鋼中的相變提示 0.5學(xué)時(shí)2.重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：固態(tài)相變的特點(diǎn)；固態(tài)相變的能量變化；晶體缺陷對(duì)固態(tài)相變的影響。（2）難點(diǎn)：調(diào)幅分解的熱力學(xué)條件。3.習(xí)題：復(fù)習(xí)思考題14題。其它教學(xué)環(huán)節(jié)期中綜合課 2學(xué)時(shí)期末綜合課 2學(xué)時(shí)綜合題講解 816學(xué)時(shí)課堂演示實(shí)驗(yàn) 48學(xué)時(shí)習(xí)題課 4學(xué)時(shí)三、實(shí)驗(yàn) 本課程共安排69個(gè)實(shí)驗(yàn)，1218學(xué)時(shí)。1.金相顯微鏡的結(jié)構(gòu)與使用 2學(xué)時(shí)2.金相試樣的制備 2學(xué)時(shí)3.定量金相分析 2學(xué)時(shí)4.鑄錠組織觀察 2學(xué)時(shí)5.二元合金顯微組織 2學(xué)時(shí)6.鐵碳合金平衡組織 2學(xué)時(shí)7.塑性變形與再結(jié)晶 2學(xué)時(shí)8.位錯(cuò)蝕坑觀察 2學(xué)時(shí)9.三元合金顯微組織 2學(xué)時(shí)四、教材與參考書(shū)1.教材2.主要參考書(shū) 石德柯.材料科學(xué)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社,1999年第一版.趙 品.材料科學(xué)基礎(chǔ)教程.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002年第二版. 網(wǎng)上資料材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)網(wǎng)站：94.