材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱

第第頁《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱第一章原子結(jié)構(gòu)與鍵合了解并掌握5種原子間的鍵結(jié)合：金屬鍵、離子鍵、共價鍵、范德瓦爾斯力、氫鍵。主要內(nèi)容：晶體學(xué)基礎(chǔ)、金屬的晶體結(jié)構(gòu)、金屬的相結(jié)構(gòu)、離子晶體結(jié)構(gòu)、共價晶體結(jié)構(gòu)、聚合物晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。要求：1、了解點(diǎn)陣與晶胞的概念。2、熟練掌握晶向指數(shù)與晶面指數(shù)的標(biāo)定與晶向及晶面的確定。3、了解晶體的對稱性與晶體投影4、掌握bcc、fee、hep三種典型晶體結(jié)構(gòu)（單晶胞中原子數(shù)、致密度、配位數(shù)、原子半徑、間隙、原子堆垛順序等）。5、了解固溶體的類型及影響固溶體溶解度的因素。6、了解金屬間化合物的基本類型及特點(diǎn)。第三章晶體缺陷主要內(nèi)容：點(diǎn)缺陷、位錯的基本概念、位錯的運(yùn)動、位錯的彈性性質(zhì)、實(shí)際晶體中的位錯、位錯的增殖機(jī)制、晶體的面缺陷。要求：1、了解點(diǎn)缺陷的熱力學(xué)穩(wěn)定性。2、掌握點(diǎn)缺陷平衡濃度的計算及獲得過飽與空位的方法。3、了解位錯的基本類型與結(jié)構(gòu)特征及運(yùn)動方式。4、了解柏氏矢量的確定方法物理意義，掌握柏氏矢量的特性，能熟練的根據(jù)柏氏矢量定義各種位錯（如刃位錯、螺位錯、混與位錯、部分位錯、單位位錯與全位錯等）。5、掌握位錯的運(yùn)動規(guī)律、滑移與塑性變形的關(guān)系及運(yùn)動位錯的交割作用。6、掌握螺位錯、刃位錯的應(yīng)力場特點(diǎn)、應(yīng)變能的大小。7、掌握位錯的線張力、作用在位錯上的力及位錯間的交互作用力。8、了解層錯、肖克萊不全位錯與弗蘭克不全位錯；了解擴(kuò)展位錯及其寬度、束集與交滑移。9、掌握位錯反應(yīng)的能量條件。10、了解界面能的概念及界面能對相變的影響。11、了解小角晶界及大角晶界的概念及結(jié)構(gòu)；了解晶界的特性12、了解共格相界、半共格相界及非共格相界的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。主要內(nèi)容：擴(kuò)散的表象理論、擴(kuò)散的熱力學(xué)分析、擴(kuò)散的原子理論、影響擴(kuò)散的因素、反應(yīng)擴(kuò)散、離子晶體中的擴(kuò)散。要求：1、熟練掌握擴(kuò)散第一定律的含義及各參數(shù)的量綱，能用第一定律解決一些擴(kuò)散問題。2、掌握擴(kuò)散第二定律的誤差解、高斯解與正弦解的形式，并用來解決一些簡單的擴(kuò)散問題。3、熟練掌握擴(kuò)散系數(shù)D的表達(dá)式及影響擴(kuò)散的因素。4、了解擴(kuò)散的驅(qū)動力與擴(kuò)散方向的判據(jù)。5、掌握擴(kuò)散機(jī)制、原子跳躍與擴(kuò)散的關(guān)系及相應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)表達(dá)式。6、掌握反應(yīng)擴(kuò)散的概念及特點(diǎn)，并能根據(jù)相圖確定反應(yīng)擴(kuò)散滲層的組織分布及濃度分布。第五章材料的形變與再結(jié)晶主要內(nèi)容：材料受力情況下的力學(xué)行為、彈性變形與粘彈性、單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形、變形后的組織與性能、合金的塑性變形、變形晶體加熱時的變化、回復(fù)、再結(jié)晶、再結(jié)晶后晶粒的長大、熱加工對材料組織與性能的影響。要求：1、掌握塑性變形的兩種基本形式及其機(jī)制、特點(diǎn)與區(qū)別。2、掌握單晶體拉伸及壓縮時初始滑移系的確定方法及晶體轉(zhuǎn)動規(guī)律。3、掌握派－納力的概念及其表達(dá)式的含義。4、掌握多晶體、固溶體及兩相與金的塑性變形特點(diǎn)及細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化與形變強(qiáng)化的機(jī)制及強(qiáng)化效果表達(dá)式。5、了解屈服現(xiàn)象與應(yīng)變時效及其對實(shí)際生產(chǎn)的影響與消除方法。6、了解塑性變形對材料組織與性能的影響，掌握加工硬化行為與位錯滑移的關(guān)系。7、了解冷變形金屬在加熱時組織與性能的變化規(guī)律8、掌握回復(fù)機(jī)制即回復(fù)動力學(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。9、掌握再結(jié)晶形核機(jī)制及再結(jié)晶動力學(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。10、了解晶粒正常長大的驅(qū)動力及晶界遷移的規(guī)律。11、了解晶粒異常長大現(xiàn)象及再結(jié)晶織構(gòu)。12、了解熱加工對材料組織與性能的影響。第六章單組元相圖及純晶體的凝固主要內(nèi)容：單元系相變的熱力學(xué)及相平衡、純晶體的凝固。要求：1、掌握相律及其應(yīng)用2、掌握結(jié)晶的熱力學(xué)條件、結(jié)構(gòu)條件、能量條件與動力學(xué)條件。3、掌握均勻形核的臨界晶核半徑與形核功的計算方法。4、了解液－固界面結(jié)構(gòu)及液－固界面前沿液體的溫度分布對晶體形態(tài)的影響。5、掌握結(jié)晶理論的實(shí)際應(yīng)用。第七章二元系相圖及其合金的凝固主要內(nèi)容：相圖的表示與實(shí)驗測定方法、相圖的熱力學(xué)基礎(chǔ)、二元相圖分析、二元合金的凝固理論、高分子合金概述。要求：1、掌握多相平衡成分確定的公切線方法。2、掌握自由能－成分曲線與二元相圖的對應(yīng)關(guān)系。3、掌握相、組織及組織組成物等基本概念。4、掌握勻晶、共晶、共析及包晶等相圖，并能根據(jù)相圖分析與金的平衡結(jié)晶過程及凝固組織。5、熟練掌握杠桿定律及相應(yīng)的計算。6、熟練掌握Fe-Fe3C及鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程與室溫組織。37、了解平衡狀態(tài)下鐵碳合金的成分、組織、性能之間的對應(yīng)關(guān)系。第八章三元相圖主要內(nèi)容：三元相圖基礎(chǔ)、固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖、固態(tài)有限互溶的三元共晶相圖、實(shí)用三元相圖舉例。要求：1、掌握三元合金相圖的成分表示法。2、掌握等含量法則、等比例法則、直線法則、杠桿法則與重心定律的含義及應(yīng)用。3、掌握各相區(qū)的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、在截面圖中的形狀特點(diǎn)及相區(qū)接觸法則。4、掌握四相反應(yīng)的類型及判斷方法。5、掌握水平截面圖與垂直截面圖的分析方法。6、根據(jù)投影圖能熟練分析與金的凝固過程并計算組織組成物的相對量。第九章材料的亞穩(wěn)態(tài)主要內(nèi)容：納米晶材料、準(zhǔn)晶態(tài)、非晶態(tài)材料。要求：1、了解納米材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能特點(diǎn)與制備方法。2、了解