《材料物理性能料》課程簡介和教學(xué)大綱

1、材料物理性能料課程簡介課程編號：02034021課程名稱：材料物理性能料 / Physical Properties of Materials學(xué)分: 3學(xué)時： 48 （課內(nèi)實驗： 6 ）適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)建議修讀學(xué)期：5先修課程：普通物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)：考核方式：筆試 + 平時（含實驗）；成績評定標(biāo)準(zhǔn)：筆試（70%）+ 平時（30%）。教材與主要參考書目：1教材：材料物理性能，主編：邱成軍，王元化，曲偉；哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009年1月第3版2010年7月第5次印刷；書號：ISBN 978-7-5603-1827-1。2參考教材：田蒔，材料物理性能，北京航空

2、航天工業(yè)大學(xué)出版社，2001.8.王從曾, 金屬物理性能，北京工業(yè)大學(xué)出版社，2001年。宋學(xué)孟，金屬物理性能分析，機(jī)械工業(yè)出版社，1990內(nèi)容概述：中文：材料物理性能是“材料科學(xué)與工程”一級學(xué)科專業(yè)（包括：材料物理、金屬材料、無機(jī)非金屬）學(xué)生必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程系統(tǒng)介紹材料的熱、電、光、磁、彈性與內(nèi)耗等物理性能的微觀本質(zhì)、影響因素、及其變化規(guī)律。通過物理模型的建立、性能指標(biāo)的檢測、物理效應(yīng)的分析與應(yīng)用，使學(xué)生能從原子、分子層次，科學(xué)認(rèn)識材料宏觀性能與微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、及制備工藝之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，從而系統(tǒng)、全面掌握材料的成分配方、工藝技術(shù)、及性能測試與分析等基本實驗技能，為傳統(tǒng)材

3、料的改性與新材料的研發(fā)打下基礎(chǔ)。本課程注重材料科學(xué)基礎(chǔ)的內(nèi)涵與材料工程實踐知識的結(jié)合，加強(qiáng)協(xié)調(diào)材料科學(xué)與工程的關(guān)系，以滿足培養(yǎng)寬口徑材料科學(xué)與工程人才的需要。2013年被評為省級精品課程。英文：Physical Properties of Materials (B)is an important compulsory course for the undergraduate students of Materials Science and Engineering, including materialsphysical specialty, metal and materials, and

4、inorganic non-metallic materials. Through the study of this course, students can gain the basic knowledge and professional skills in materials science and Engineering. The relationship between the material science and engineering is well coordinated in this course by strengthening the foundation and

5、 expanding specialty scope for the first level discipline to meet the needs of wide caliber talents in materials science and engineering. This course systematically introduces the content of thermal, electric, optical, magnetic, elastic and internal friction performance, and their detection and anal

6、ysis methods as well, mainly expounds the relation between the physical model, the performance variation, influencing factors on the properties and physical effects, with aims at making the students to master the material properties from the physical effect and micro mechanism of materials, and to l

7、ay the foundation for the development of new materials. In 2009 the course was rated as excellent course in our university, in 2013 was electedas an excellent course in Anhui province.材料物理性能料教學(xué)大綱課程編號：02034021課程名稱：材料物理性能料 / Physical Properties of Materials學(xué)分:3學(xué)時： 48 （課內(nèi)實驗： 6）適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)建議修讀學(xué)期：5先修課

8、程：普通物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)課程性質(zhì)、目的與任務(wù)【課程性質(zhì)】材料物理性能是“材料科學(xué)與工程”一級學(xué)科專業(yè)學(xué)生必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是該專業(yè)的核心課程之一。本課程系統(tǒng)介紹材料的熱、電、光、磁、彈性與內(nèi)耗等物理性能的微觀本質(zhì)、影響因素、及其變化規(guī)律等基本知識。通過建立物理模型、性能檢測、物理效應(yīng)的分析與應(yīng)用，使學(xué)生能從原子、分子層次，科學(xué)認(rèn)識材料的成分、工藝、與性能間的關(guān)聯(lián)性，系統(tǒng)掌握材料性能的測試與分析方法等基本實驗技能，為傳統(tǒng)材料的改性與新材料的研發(fā)打下基礎(chǔ)?！窘虒W(xué)目的與任務(wù)】本課程注重材料科學(xué)基礎(chǔ)的內(nèi)涵與材料工程實踐知識的結(jié)合，以及課本知識與前沿科技的融合。通過知識的系統(tǒng)傳授、思想方

9、法的凝練與熏陶，培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力和創(chuàng)新意識，提高學(xué)生分析和解決科技與工程實際問題的能力，以滿足培養(yǎng)寬口徑材料科學(xué)與工程人才的需要。材料物理性能系統(tǒng)講授材料物理性能的物理本質(zhì)、變化規(guī)律、及性能測試與分析方法，使學(xué)生能科學(xué)認(rèn)識材料的成分、工藝、與性能間的關(guān)聯(lián)性，系統(tǒng)掌握材料的制備、性能測試與分析方法等基本實驗技能，為傳統(tǒng)材料的改性與新材料的研發(fā)打下基礎(chǔ)。本課程目標(biāo)分為課程教學(xué)和課程實驗兩部分：課程教學(xué)：課程目的是提高學(xué)生對材料性能調(diào)控規(guī)律的認(rèn)識，使學(xué)生能正確地進(jìn)行材料性能的設(shè)計、制備工藝的調(diào)控、及將原理的靈活運(yùn)用，提高解決工程科技中實際問題的能力。實驗教學(xué)：通過實驗培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識、提升實驗技能

10、，團(tuán)隊合作、書寫實驗報告的能力。【對應(yīng)畢業(yè)要求】對應(yīng)指標(biāo)點：3.1：能夠設(shè)計針對新材料的研發(fā)、應(yīng)用和工藝改進(jìn)等復(fù)雜工程問題的解決方案。4.1：掌握材料科學(xué)與工程研究的方法與能力。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配（按章節(jié)列出內(nèi)容要求學(xué)時等，實驗上機(jī)項目要列在課程內(nèi)容一欄）材料物理性能總學(xué)時數(shù)為48學(xué)時，其中理論教學(xué)為42學(xué)時，實驗教學(xué)為6學(xué)時；課程教學(xué)共有6章，具體內(nèi)容及學(xué)時安排等如下表所示：課程內(nèi)容教學(xué)要求重點（）難點（）學(xué)時安排實驗學(xué)時上機(jī)學(xué)時備注第一章.材料的熱學(xué)性能A11第1節(jié)材料的熱容41.1 熱容的基本概念及熱容理論A1.2 熱容的影響因素B1.3 熱容的測試方法及熱分析的應(yīng)用B第2節(jié)材料的熱

11、膨脹42.1 熱膨脹的物理本質(zhì)B2.2 熱膨脹的影響因素B2.3 熱膨脹的測試方法及應(yīng)用A第3節(jié)熱傳導(dǎo)和熱穩(wěn)定性13.1 基本概念和相關(guān)定律A3.2物理機(jī)理和影響因素B3.3 測試原理及應(yīng)用A第4節(jié)熱電性24.1 熱電效應(yīng)及其規(guī)律B4.2 影響熱電勢的因素B4.3 熱電性分析及其應(yīng)用A第二章.電學(xué)性能102.1 材料的導(dǎo)電性B12.2 導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的導(dǎo)電性A12.3 導(dǎo)電性的影響因素B12.4 電阻分析的應(yīng)用A12.5 材料的壓電、鐵電、光電、磁電性及其應(yīng)用B22.6 超導(dǎo)電性研究專題報告C2實驗一、用雙臂電橋研究淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變2第三章. 光學(xué)性能33.1 光傳播的基本理論A3.2

12、光的反射和折射B3.3 材料對光的吸收和色散B3.4 晶體的雙折射和二向色性B3.5材料的受激輻射和激光C第四章. 磁學(xué)性能124.1 物質(zhì)的磁性與分類A4.2 鐵磁體的物理本質(zhì)B4.3 鐵磁體的磁各向異性A4.4 磁致伸縮和磁彈性能C4.5 磁疇的形成和磁疇結(jié)構(gòu)B4.6 技術(shù)磁化和反磁化過程A4.7 影響鐵磁性的因素B4.8 磁性的測量與磁性分析的應(yīng)用A4.9 新型磁性材料與自旋電子學(xué)（前沿專題）A2實驗二、沖擊法測量軟磁材料磁化曲線及磁滯回線2選做實驗二：用磁力顯微鏡觀測NdFeB永磁體的磁疇2選做第五章.彈性與內(nèi)耗85.1 材料的彈性A5.2 影響彈性模量的因素B5.3彈性模量的測量及應(yīng)

13、用A5.4 滯彈性與內(nèi)耗B5.5 內(nèi)耗產(chǎn)生的機(jī)制B5.6 內(nèi)耗的測量方法及應(yīng)用A實驗三、共振法測定金屬材料楊氏模量及內(nèi)耗2第六章.核物理檢測方法及其應(yīng)用C46.1 概述6.2 原子核的組成及核輻射6.3 放射強(qiáng)度的測量及其應(yīng)用6.4 穆斯堡爾效應(yīng)及其應(yīng)用6.5 核磁共振及其應(yīng)用6.6 正電子湮沒及其應(yīng)用6.7 中子散射及其應(yīng)用（教學(xué)基本要求：A-熟練掌握；B-掌握；C-了解）三、建議實驗（上機(jī)）項目及學(xué)時分配（根據(jù)實驗情況選做3個實驗）實驗一：用雙臂電橋研究淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變（2學(xué)時）實驗二：用振動樣品磁強(qiáng)計測定鐵磁樣品的基本磁性參數(shù)（2學(xué)時）實驗三：用懸絲藕合共振法測定金屬材料的楊氏模量及內(nèi)耗

14、（2學(xué)時）實驗四：用磁力顯微鏡觀測NdFeB永磁體的磁疇（2學(xué)時）四、教學(xué)方法與教學(xué)手段1. 教材與內(nèi)容：課程教學(xué)以課堂講授為主，指定教材與參考教材相結(jié)合，自編課件與專題前沿講座相結(jié)合；課堂提問、討論、及課后作業(yè)相結(jié)合；理論授課與實驗相結(jié)合；。2. 采用多媒體課件與板書相結(jié)合教學(xué)教學(xué)方法。采用啟發(fā)式、歸納類比法、教學(xué)模型等傳統(tǒng)教學(xué)方法，突出重點、分散難點；重點凝練思想方法與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。使學(xué)生對于主要的內(nèi)容有清晰、深刻的印象。3. 配合實驗，開展實踐教學(xué)，注重理論聯(lián)系實際并培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。4. 正確處理材料物理性能與基礎(chǔ)課、專業(yè)課的關(guān)系，利用基礎(chǔ)課所學(xué)過的知識并結(jié)合專業(yè)特點講授材料物理性能。五、考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)課程考核成績采用平時成績+期終考試成績相結(jié)合的方式，平時成績占課程考核成績的30%，平時成績考核采用作業(yè)、實驗和報告相結(jié)合的方式；期終考試成績占課程考核成績的70%，期終考試試卷對應(yīng)該課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點的情況如下表所示：課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點在試卷中的相應(yīng)