2023年材料性能学教学大纲.docx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《2023年材料性能学教学大纲.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2023年材料性能学教学大纲.docx(34页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2023年材料性能学教学大纲 第一篇:材料性能学教学大纲 材料性能学课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编码: 课程类别:必修课 适用专业:材料化学 总 学 时:48 学 分:3 课程简介:本课程是材料化学专业主干课程之一,属专业基础课。本课程主要内容为材料物理性能,以材料通用性物理性能及共同性的内容为主。通过本课程的教学,使学生获得关于材料物理性能包括材料力学性能受力形变、断裂与强度、热学、光学、导电、磁学等性能及其进展和应用,重点驾驭各种重要性能的原理及微观机制,性能的测定方法以及限制和改善性能的措施,各种材料结构与性能的关系,各性能之间的互相制约与转变规律。 授课教材:材料物理性能,吴其
2、胜、蔡安兰、杨亚群,华东理工高校出版社,2023,10。 2、参考书目: 1.材料性能学,北京工业高校出版社,王从曾,2023.1 2.材料的物理性能,哈尔滨工业高校出版社,邱成军等,2023.1 二、课程教化目标 通过学习材料的各种物理性能,使学生驾驭以下内容:各种材料性能的各类本征参数的物理意义和单位以及这些参数在解决实际问题中所处的地位;弄清各材料性能和材料的组成、结构和构造之间的关系;驾驭这些性能参数的物质规律,从而为推断材料优劣、正确选择和运用材料、变更材料性能、探究新材料、新性能、新工艺打下理论基础;为全面驾驭材料的结构,对材料的原料和工艺也应有所相识,以取得分析性能的正确根据。
3、三、教学内容与要求 第一章:材料的力学性能 重点与难点: 重点:应力、应变、弹性变形行为、Griffith微裂纹理论,应力场强度因子和平面应变断裂韧性,提高无机材料强度改良材料韧性的途径。难点:位错运动理论、应力场强度因子和平面应变断裂韧性。教学时数:10学时 教学内容: 1.1 应力及应变:应力、应变; 1.2 弹性形变:Hooke定律;弹性模量的影响因素、无机材料的弹性模量、复相的弹性模量、弹性形变的机理; 1.3 材料的塑性形变:晶体滑移、塑性形变的位错运动理论; 1.4 滞弹性和内耗:粘弹性和滞弹性、应变松弛和应力松弛、松弛时间、无弛豫模量与弛豫模量、模量亏损、材料的内耗; 1.5 材
4、料的高温蠕变:蠕变曲线、蠕变机理、影响蠕变的因素; 1.6 材料的断裂强度:理论断裂强度、Inglis 理论、Griffith微裂纹理论、Orowan理论; 1.7 材料的断裂韧性:裂纹扩展方式、裂纹尖端应力场分析、几何形态因子、断裂韧性、裂纹扩展的动力与阻力; 1.8 裂纹的起源与扩展:裂纹的起源、裂纹的快速扩展、影响裂纹扩展的因素、材料的疲乏、应力腐蚀理论、高温下裂纹尖端的应力空腔作用、亚临界裂纹生长速率与应力场强度因子的关系、根据亚临界裂纹扩展意料材料寿命、蠕变断裂; 1.10 显微结构对材料脆性断裂的影响:晶粒尺寸、气孔的影响; 1.11 提高材料强度及改善脆性的途径:金属材料的强化、
5、陶瓷材料的强化; 1.12 复合材料:复合材料的分类、连续纤维单向强化复合材料的强度、短纤维单向强化复合材料; 1.13 材料的硬度:硬度的表示方法、硬度的测量。教学方式:课堂讲授与多媒体教学相结合。 教学要求:驾驭材料的弹性变形、塑性变形、高温蠕变及其它力学性能的理论描述、产生的缘由、影响因素。驾驭断裂的现象和产生、断裂力学的原理动身,通过理论结合强度、应力场的分析,断裂的判据,应力场强度因子、平面应变断裂韧性、延性断裂、脆性断裂、沿晶断裂、静态疲乏的概念,并根据此判据来分析提高材料强度及改良材料韧性的途径。了解断裂的现象,弄清产生断裂的原理断裂理论,通过应力场的分析。要求驾驭断裂的判据,并
6、根据此判据来分析提高材料强度及改良材料韧性的途径。 其次章:材料的热学性能 重点与难点: 重点:材料的热膨胀,材料的热稳定性。难点:材料的热传导,材料的热稳定性。教学时数:6学时 教学内容: 2.1 热学性能的物理基础; 2.2 材料的热容:晶体固体热容的阅历定律和经典理论,晶体固体热容的量子理论回顾,无机材料的热容; 2.3 材料的热膨胀:热膨胀系数、热膨胀机理、热膨胀和其他性能的关系、多晶体和复合材料的热膨胀; 2.4 材料的热传导:固体材料热传导的宏观规律,固体材料热传导的微观机理、影响热传导的因素、某些无机材料的热传导; 2.5 材料的热稳定性:热稳定性的表示方法、热应力、抗热冲击断裂
7、性能,抗热冲击损伤性、提高抗热冲击断裂性能的措施。教学方式:课堂讲授与多媒体教学相结合。 教学要求:驾驭材料热容的各种理论及其比较,热膨胀的定义及其基本机理,热传导的宏观规律和微观机理,热稳定性的表示和抗热冲击断裂性能。要求驾驭各种热应力断裂抵抗因子。总结出提高抗热冲击断裂性能的措施。第三章 材料的光学性能 重点与难点: 重点:光的反射和折射、材料对光的汲取和色散、光的散射 难点:光的散射、电-光效应、光折变效应、非线性光学效应 教学时数:8学时 教学内容: 3.1 光传播的基本性质:光的波粒二象性、光的干预和衍射、光通过固表达象; 3.2 光的反射和折射:反射定律和折射定律、折射率的影响因素
8、、晶体的双折射、材料的反射系数及其影响因素; 3.3 材料对光的汲取和色散:汲取系数与汲取率、光的汲取与波长的关系、光的色散; 3.4 光的散射:散射的一般规律、弹性散射、非弹性散射; 3.5 材料的不透亮性与半透亮性:材料的不透亮性、材料的乳浊、半透亮性、透亮材料的颜色、材料的着色; 3.6 电-光效应、光折变效应、非线性光学效应:电光效应及电光晶体、光折变效应、非线性光学效应; 3.7光的传输与光纤材料:光纤进展概况和基本特征、光纤材料的制备、光纤的应用; 3.8 特种光学材料及其应用:固体激光器材料及其应用、光存储材料。教学方式:课堂讲授与多媒体教学相结合。 教学要求:驾驭金属、半导体、
9、绝缘体的电子能带结构,光传播电磁理论、反射、光的汲取和色散、晶体的双折射、介质的光散射等各种光现象的物理本质。了解影响材料光学性能的各种因素。简要了解光纤材料、激光晶体材料及光存储材料等光学材料。 第四章:材料的电导性能 重点与难点: 重点:离子电导,电子电导。 难点:无机材料的电导,半导体陶瓷的物理效应。教学时数:8学时 教学内容: 4.1 电导的物理现象:电导率与电阻率、电导的物理特性; 4.2 离子电导:载流子浓度、离子迁移率、离子电导率、离子电导率的影响因素、固体电解质ZrO2; 4.3 电子电导:电子迁移率、载流子浓度、电子电导率、电子电导率的影响因素 4.4 金属材料的电导:金属电
10、导率、电阻率与温度的关系、电阻率与压力的关系、冷加工和缺陷对电阻率的影响、电阻率的各向异性、固溶体的电阻率; 4.5 固体材料的电导:玻璃态电导、多晶多相固体材料的电导、次级现象、固体材料电导混合法则; 4.6 半导体陶瓷的物理效应:晶界效应、外表效应、西贝克效应、p-n结; 4.7 超导体:超导体的概念、约瑟夫逊效应、超导体的应用。教学方式:课堂讲授与多媒体教学相结合。 教学要求:驾驭各种电导的宏观参数和物理量及电导的主要基本公式;围绕此公式来探讨各种电导的电导率离子电导率、电子电导率及其影响因素,材料的电导混合法则和半导体陶瓷的物理效应。第五章 材料的磁学性能 重点与难点: 重点:抗磁性和
11、顺磁性、铁磁性与反铁磁性 难点:铁磁性与反铁磁性 教学时数:8学时 教学内容: 5.1 基本磁学性能:磁学基本量、物质的磁性分类; 5.2 抗磁性和顺磁性:原子本征磁矩、抗磁性、物质的顺磁性、金属的抗磁性与顺磁性、影响金属抗、顺磁性的因素; 5.3 铁磁性与反铁磁性:铁磁质的自发磁化、反铁磁性和亚铁磁性、磁畴、磁化曲线和磁滞回线; 5.4 磁性材料的动态特性:沟通磁化过程与沟通回线、磁滞损耗和趋肤效应、磁后效应和复数磁导率、磁导率减落及磁共振损耗; 5.5 磁性材料及其应用:软磁材料、硬磁材料、磁信息存储材料、纳米磁性材料。教学方式:课堂讲授与多媒体教学相结合。 教学要求:驾驭固体物质的各种磁
12、性(抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性)的形成机理及宏观表现;重点驾驭磁性表征参量、各类磁性物质的内部互相作用;磁性材料在交变磁场中的磁化过程及宏观磁性;了解磁性材料及其应用。 第六章 材料的功能转换性能 重点与难点: 重点:介质的极化与损耗、介电强度、压电性能、铁电性 难点:压电性能、铁电性 教学时数:8学时 教学内容: 6.1 介质的极化与损耗:介质极化相关物理量、极化类型、宏观极化强度与微观极化率的关系、介质损耗分析、材料的介质损耗、降低材料介质损耗的方法; 6.2 介电强度:介电强度、固体电介质的击穿、影响材料击穿强度的因素; 6.3 压电性能:压电效应及其逆效应、压电材料的探
13、讨进程、压电材料主要表征参数、压电陶瓷的预极化、压电陶瓷的稳定性、压电材料及其应用; 6.4 铁电性:铁电性的概念、铁电体的分类、铁电体的起源、铁电体的性能及其应用、反铁电体; 6.5 热电性能:热电效应、热电材料、热电材料的应用; 6.6 光电性能:光电效应、光电材料及其应用; 6.7 热释电性能:热释电效应及其逆效应、热释电材料、热释电材料的应用; 6.8 智能材料:智能材料的特征与构成、智能材料的分类、智能金属材料、智能无机非金属材料、智能高分子材料。教学方式:课堂讲授与多媒体教学相结合。 教学要求:驾驭电介质的介电性能,包括介电常数、介电损耗、介电强度及其随环境(温度、湿度、辐射等)的
14、转变规律。了解极化的微观机制、电介质的压电性、铁电性、热电性能、光电性能和热释电性的性能、常用材料及其应用、智能材料的特征、分类及应用。 四、作业: 每章根据学生学习状况,选择布置教材中部分习题促进学生课后复习、稳固课堂教学内容,并进行讲评。 五、考核与评定 以期末考试(闭卷)成果为主,参考课堂提问、探讨课发言状况以及平常作业和考勤等,综合评定后,给出结业成果。 期末考试占70,平常成果占30。 其次篇:高分子材料结构与性能课程教学大纲 高分子材料结构与性能课程教学大纲 课程代码: 070417 课程性质:专业任选总学时: 学时 总学分: 开课学期: 适用专业:化工 先修课程:有机化学、物理化
15、学后续课程:毕业论文 大纲执笔人:HJH 参加人: HGJGHJH 审核人: JHHJH 修订时间:2023年8月 编写根据: 09化学工程与工艺专业人才培育方案2023年版 一、课程介绍 高分子材料结构与性能课程是以高分子结构-性能-应用为主线,联系其他材料科学,阐述了高分子材料的合成方法、结构性能和主要应用领域,并简要介绍了各类高分子材料的基础学问和有关的加工成型方法。通过本课程的学习,使学生能够了解高分子材料的基础学问,拓宽学问面,使学生进一步了解本专业。它是学生学习材料物理、材料物理试验、树脂基复合材料复合材料科学与工程试验、高分子材料成型加工、高分子材料工程试验等其它专业基础课的先修
16、课程和基础,同时也是不同专业十几门选修课的先修课程,在专业培育中处于重要地位。同时,该课程也可作为化学化工类非高分子专业的本专科生,为拓宽学问面,相识基础高分子科学相关的选修课,有望进展成化学化工类高校生专业基础课程,为将来从事材料领域的探讨和开发工作打好基础。 二、本课程教学在专业人才培育中的地位和作用 材料在生产与生活中占有特殊重要的地位,并与人们生活紧密相联。而作为材料学中的一大类别高分子材料正发挥着越来越重要的作用。本门课程作为应用化学以及化学工程与工艺专业本科生的一门专业选修课,目的在于让学生了解高分子材料学的基础学问,扩大学问面,培育学生驾驭高分子材料基本学问与概念,并能初步分析和
17、解决材料探讨中的实际问题。高分子材料结构与性能是以高分子材料为基本探讨对象的一门课程,是高分子科学的基础课程。与化学的其它二级学科相比,它与现代物理学有着更加深刻的亲缘关系,其进展更加依靠于化学与物理学的进步,同时也对这两大轴心科学的进步产生深刻的影响。由于近年高分子科学对各个工业部门和科技领域的渗透作用显著,所以在化学本科等非高分子专业作为选修课教学具有重要的意义。 三、本课程教学所要到达的基本目标 高分子材料结构与性能课程的内容主要包括高分子材料的结构-性能-应用的内在联系和塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂与功能高分子等主要高分子材料品种的介绍,要求学生在驾驭高分子材料的结构-性能-应用的内
18、在联系的基础上,熟识塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂的一些主要品种,并能对一些材料性能及相关影响因素做出简洁说明。通过教学提高学生运用高分子化学与物理的学问分析问题、解决问题的实力。 本课程的基本要求如下: 1、驾驭高分子的基本学问、基本概念; 2、了解高分子各类材料的特点; 3、了解和驾驭高分子材料的各种合成方法; 4、了解和驾驭高分子材料的结构与性能的关系。 四、学生学习本课程应驾驭的方法与技能 本课程较系统地阐述了高分子材料的合成方法,并以高分子结构-性能-应用为主线,介绍了各类高分子材料的基础学问,是关于高分子材料基础应用的好用课程,它的任务是使学生较娴熟地驾驭各类高分子材料的基本概念、
19、制备及其应用,并能运用结构-性能-应用的内在联系,初步分析和解决材料探讨中的实际问题。 五、本课程与其他课程的联系与分工 高分子材料结构与性能课程是材料化学、高分子材料与工程及其相近专业的一门重要课程,是在学生具备了必要的有机化学、物理化学等基础学问之后,在学习了高分子化学与物理基础上选修的专业基础课程,并为功能高分子材料化学,高聚物合成工艺学等后续专业课程的学习奠定坚实的基础。 六、本课程的教学内容与目的要求 材料科学概述共2学时 1、教学目的和要求: 1熟识材料的分类;了解材料的多层次结构。 2驾驭复合材料及复合效应以及材料工艺及其与结构和性能的关系。 2、教学内容: 1第一节材料与材料科
20、学2其次节材料结构简述3第三节材料的性能 4第四节材料工艺及其与结构和性能的关系5第五节材料的强化机制 3、教学重点和难点: 1重点:材料及材料化过程,复合材料,功能物性,材料结构及性能关系2难点:几个重要概念,复合材料,材料化过程 4、本章思索题: P289思索题与习题 高分子材料的制备反应共4学时 1、教学目的和要求: 1熟识连锁聚合反应与逐步聚合反应的基本反应类型。2了解高分子材料制备反应的新进展;驾驭自由基聚合反应与自由基共聚合反应的概念、机理及应用以及聚合实施方法。 2、教学内容: 1第一节高分子与高分子材料2其次节连锁聚合反应3第三节逐步聚合反应 4第四节高分子材料制备反应新进展
21、3、教学重点和难点: 1重点:自由基聚合,乳液聚合,逐步加聚反应 2难点:连锁聚合反应与逐步聚合反应机理、反应条件 4、本章思索题: P289-291思索题与习题 高分子材料的结构与性能共8学时 1、教学目的和要求:1熟识聚合物大分子联的组成和构造,聚合物凝合态结构;了解高分子材料的力学性能、物理性能以及化学性能。2驾驭聚合物分子运动的特点、聚合物的物理状态、玻璃化转变以及聚合物熔体的流淌。 2、教学内容: 1第一节聚合物的结构 2其次节高聚物的分子运动及物理状态3第三节高分子材料的力学性能4第四节高分子材料的物理性能5第五节高分子材料的化学性能 3、教学重点和难点: 1重点:聚合物的柔顺性与
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2023 材料 性能 教学大纲
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内