材料學基礎課程教學大綱

材料學基礎課程教學大綱（FundamentaltoMaterialsScience）一、課程概況課程代碼：2303105學 分：3學 時：48（其中講授學時48，實驗學時先修課程：高等數(shù)學、大學物理，工程化學適用專業(yè)：材料類學科新能源相關專業(yè)教 材：《材料科基礎》石德珂等著，機械工業(yè)出版社2003.7月第二版《材料科學基礎》胡賡祥，蔡珣，戎詠華等著，上海交通大學出版社2010年第二版課程歸口：光電工程學院課堂討論和課外實踐等各個教學環(huán)節(jié)探討材料共性規(guī)律，即研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝和性能之間的相互關系，指導材料的設計和應用，并為學習后繼專業(yè)課程、從事材料科學研究和工程技術工作打下堅實的理論基礎。二、課程目標目標1.了解材料科學相關的基本概念、專業(yè)知識和前沿知識。目標2.理解材料的本質(zhì)，結(jié)晶學基本知識，了解各類材料的化學成分，組織結(jié)構(gòu)，加工工藝和性能之間的關系和普遍規(guī)律，,使學生具備選擇材料和分析材料基本性能的基本能力。目標3.掌握相平衡原理，擴散、相變、固相反應等過程的基本原理，具備分析材料系統(tǒng)相圖和分析和解決材料制備工藝的能力。目標4.了解材料分析表征的常用方法，具備材料表征的基本能力。目標5.培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，分析和解決問題的能力，培養(yǎng)終生學習的能力。12（3021（104110，對應關系如表所示。畢業(yè)要求指標點課程目標目標1目標2目標3目標4目標5畢業(yè)要求1-2√√√畢業(yè)要求2-1√√√√畢業(yè)要求4-1√√√√√三、課程內(nèi)容及要求（一）導論1教學內(nèi)容：材料與社會發(fā)展；材料及其分類；課程的目的學習任務與方法以及課程內(nèi)容。（二）材料結(jié)構(gòu)的基本知識原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)合鍵、原子排列方式、晶體材料的組織、材料的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)（2）（三）材料中的晶體結(jié)構(gòu)晶體學基礎、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)、離子晶體的結(jié)構(gòu)、共價晶體的結(jié)構(gòu)（1）了解：固態(tài)原子按其原子（或分子）聚集的狀態(tài)，可劃分為晶體與非晶體兩大類。了解材料的性能與（2）（四）晶體缺陷點缺陷、位錯的基本概念、位錯的能量及其交互作用、晶體中的界面（1）了解：實際晶體常存在各種偏離理想結(jié)構(gòu)的區(qū)域晶體缺陷、了解點缺陷、線缺陷和面缺陷三類。了解重難：缺的動 缺的衡度錯的本構(gòu) 位的動（五）材料的相結(jié)構(gòu)和相圖（1）材的結(jié)構(gòu) （2）二相及類型（3）相的力基礎了解，掌握相圖、相平衡條件；相圖的熱力學基礎重難：率 相衡條，桿律，二元圖析（六）材料的凝固與氣相沉積了解：凝固時晶核的形成，材料凝固時晶體的生長；掌握氣相沉積的材料制備技術（七）擴散與固態(tài)相變擴散定律及其應用、擴散機制、影響擴散的因素與擴散驅(qū)動力、固態(tài)相變中的形核、固態(tài)相變的晶體生長了解：擴散機制及其應用；掌握：影響擴散的因素與擴散驅(qū)動力、固態(tài)相變中的形核、固態(tài)相變的晶體生長3重點難點：擴散機制和影響擴散的因素與擴散驅(qū)動力（八）材料的變形與斷裂金屬變形概述、滑移與孿晶變形、單晶體的塑性形變、多晶體的塑性形變、陶瓷晶體的變形了解：材料受力情況下的力學行為；彈性變形與粘彈性；掌握：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；變形晶體加熱時的變化；回復；再結(jié)晶；再結(jié)晶后晶粒的長大；3重點難點：彈性變形與粘彈性；晶體的塑性變形；多晶體的塑性變形。（九）固體材料中的電子結(jié)構(gòu)與物理性能固體的能帶理論、半導體、材料的磁性、材料的光學性能、材料的熱學性能3重點難點：固體的能帶理論教學內(nèi)容與課程目標的對應關系及學時分配如表所示。序號教 學 內(nèi) 容支撐的課程目標支撐的畢業(yè)要求指標點講授學時1導論目標1,52-1，4-122材料結(jié)構(gòu)的基本知識目標1,2,51-2,2-1,4-143材料中的晶體結(jié)構(gòu)目標1,241-2,2-1,4-184晶體缺陷目標1,2,51-2,2-1,4-1105材料的相結(jié)構(gòu)和相圖目標1,2,3,4,51-2,2-1,4-1106材料的凝固與氣相沉積目標1,2,3,4,51-2,2-1,4-187擴散與固態(tài)相變目標1,2,3,4,51-2,2-1,4-16總 計4848四、課程實施（一）教學方法與教學手段把握主線，采用典型實例引導學生掌握材料，成分，結(jié)構(gòu)的相關概念的實際意義，分析間的關系和普遍規(guī)律，,使學生具備分析材料的基本知識。利用科學前沿進展，幫助學生理解材料改性的方法和過程，使學生能利用材料學的基本理論處理和分析材料測試結(jié)果，并能夠指導材料的優(yōu)化設計。采用多媒體教學手段，配合例題的講解及適當?shù)乃伎碱}，保證講課進度的同時，注意學生的掌握程度和課堂的氣氛。采用案例式教學，引進材料分析和改性的實際案例，讓學生真正了解材料成分結(jié)構(gòu)的分的實際應用能力。（二）課程實施與保障主要教學環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課2講授3作業(yè)布置與批改學生必須完成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)，作業(yè)必須達到以下基本要求：教師批改和講評作業(yè)要求如下：。4課外答疑為了解學生的學習情況，幫助學生更好地理解和消化所學知識、改進學習方法和思維方式，培養(yǎng)其獨立思考問題的能力，任課教師需每周安排一定時間進行課外答疑與輔導。5成績考核本課程考核的方式為閉卷筆試?？荚嚥扇〗炭挤蛛x，監(jiān)考由學院統(tǒng)一安排。有下列情況之一者，總評成績?yōu)椴患案瘢?/31/30.6。五、考核方式（一）課程考核包括期末考試、平時及作業(yè)情況考核和實驗考核，期末考試采用閉卷筆試。（二）課程成績=平時成績×50%+期末考試成績×50%。具體內(nèi)容和比例如表所示。成績組成考核/評價環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評價細則平時成績平時作業(yè)20%15-2020%1-2隨堂練習15%1-315%2-1課程報告15%15%4-1期末考試期末考試卷面成績50%70%1-2、2-1、4-1（三目標達成度計算方法如下：i

A100AiBiCi式中：Ai=平時成績占總評成績的權(quán)重i在平時成績中的權(quán)重，Bi=實驗成績占總評成績的權(quán)重i在實驗成績中的權(quán)重，Ci=期末成績占總評成績的權(quán)重i在期末成績中的權(quán)重。六、有關說明（一）持續(xù)改進本課程根據(jù)學生作業(yè)、課堂討論、實驗環(huán)節(jié)、平時考核情況和學生、教學督導等的反饋，及時對教學中的不足之處進行改進，并在下一輪課程教學中整改完善，確保相應畢業(yè)要求指標點達成。（二）參考書目及學習資料《物理化學》第五版，作者：朱志昂《無機材料物理性能》第二版，作者關振鐸，張中太，焦金生《FundamentalsofMaterialsScie