《材料科学基础II》课程教学大纲（本科）.docx

《《材料科学基础II》课程教学大纲（本科）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《材料科学基础II》课程教学大纲（本科）.docx（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、材料科学基础H课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011139011课程名称：材料科学基础 II/Fundamentals of terials Science II课程类别：专业必修课程学分：2. 5总学时：40理论学时：32实验/实践学时：8适用专业金属材料工程适用对象：本科先修课程：物理化学、机械制造基础教学环境：多媒体开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1 .课程任务与目的材料科学基础H是金属材料工程专业一门重要的专业基础课。本课程的作用是阐 明金属与合金的化学成分、结构、组织与性能之间的关系及其变化规律,系统介绍材料科学， 是金属学的基本原理和基本知识。在本课程材料性能简介环

2、节，介绍当前材料发展与基础理论研究进展的关系及新材料性 能设计内容，结合国家生产建设需求，建立学生的专业自信心，激发投入经济建设一线建功 立业的热情。2 .对接培养的岗位能力通过本课程的学习，使学生掌握金属合金三元相图的基本知识，金属与合金的扩散、凝 固、塑性变形与再结晶等有关理论，具备其组织与性能的初步分析能力，为后续专业课的学 习打下良好的基础，为今后从事金属与合金的研究与应用奠定必要的理论基础。三、课程教学目标L课程以培养材料应用和材料制造专业人才为出发点，通过本课程的学习，使学生达到 能够了解材料科学的基础知识，针对应用中经常遇到的有关方面的材料结构、缺陷现象的规 律性，以及其影响因素

3、及控制、改进措施。止匕外，还要使学生了解各类型材料的基础结构特 点。（对应毕业要求1.4掌握材料科学基础、金属热处理、金属材料学等金属材料专业知 识，并能结合数学、自然科学及工程基础知识等，解决金属材料领域的复杂工程问题。）3 .本课程要求学生掌握了解三元合金相图的基本概念，掌握三元合金相图的分析方法， 运用等温平面和变温平面分析三元合金的结晶过程。掌握纯金属结晶的一般规律，结晶热力 学和动力学的基本概念，掌握固体中原子扩散的宏观规律和微观过程，了解扩散方程的应用， 掌握影响原子扩散的因素以及扩散的驱动力。掌握单晶体和多晶体材料塑性变形的一般规律, 位错运动和组态与多晶体塑性变形各个阶段的联系

4、，掌握冷变形金属在退火过程中的性能、 结构变化规律。了解固体材料的电子结构与物理性能。（对应毕业要求2. 3能够将材料专业知识的基本原理运用于分析成分、组织与性能关 系、工艺等金属材料工程问题的识别、表述和分析，以获得结论。）4 .通过本课程的学习，建立研究固体材料，尤其是金属与合金的化学成分、结构、组织 与性能之间的关系及其变化规律是材料科学与工程工作者的研究内容的观念。能够综合运用 材料、原理和工艺的知识，正确分析材料与性能关系的一般规律。具有一定的，具有综合运 用金属材料工程领域的科学理论和技术手段，具有分析并解决工程实际问题的能力。具有较 好的团队合作能力、组织协调能力和运用所学知识进

5、行集体创业或个人创业。（对应毕业要求3.1能够运用数学抽象、计算、建模等自然科学知识，针对金属材料 工程复杂工程问题，设计满足特定需求的方案或工艺流程；3.2能够运用工程基础知识，针 对金属材料的成分设计、制备加工等复杂工程问题，通过合理选材，或者设计/开发加工技 术及工艺流程，满足特定需求；）5 .通过本课程的学习，培养良好的科学文化素养、良好的职业道德素养和良好的技术文 化素养，以能力为导向的知识储备，具有不断学习和推广新技术的进取精神。探索新材料及 新工艺的新途径研究。为从事材料工程技术提供坚实的理论基础和一定的实践操作能力。有 安 全生产意识和社会责任感，具有不断学习和推广新技术的进取

6、精神。（对应毕业要求8.职业规范：了解国情、具有人文社会科学素养、社会责任感，能够 在工程实践中理解并遵守工程职业道德和行为规范，做到责任担当、贡献国家、服务社会。 8.1具有良好的思想素养、社会道德、人文社会科学素养，具备社会责任感；8.2在金属材 料工程实践中，具有人文社会科学素养、社会责任感，理解并遵守工程职业道德和规范，履 行责任。）四、教学课时安排（-）学时分配主题或知 识点教学内容总学时学时完成课程 教学目标讲课实验实践主题1相结构及二元相 图（4-5节）86201、2、4主题2材料的凝固与气 相沉积1010201、 2、 3、 4主题3扩散与固态相变88001、 2、 3、 4主

7、题4材料变形与断裂86201、 2、 3、 4主题5材料的电子结构 与物理性能42201、 2、 3、 4知识点6材料概论22001、 2、 3、 4合计403280（二）实践教学安排（指含有实验或实践内容的课程）序号实验/实践项目名称实验学 时实验类型实验要求每组人数备注1显微硬度的测定方法与设备2演示性必做102典型三元合金相图及组织分析2演示性必做103铸锭组织及晶体生长形态观察2演示性必做104金属塑性变形与再结晶组织观 察2演示性必做10五、教学内容及教学设计知识点1相结构及二元合金相图.教学内容了解三元系相图及其类型，三元相图的表示方法，掌握三元匀晶相图和三元共晶相图中 某一点合金

8、的结晶过程分析。1 .教学三元系相图及其类型，三元相图的表示方法，三元相图的建立，三元匀晶相图，具有两 相共晶反应的三元系相图，三元系中的相平衡分析，具有四相平衡反应的三元系相图，三元 系相图实例分析。2 .教学难点应用三元系平衡相的定量法则确定成分三角形内一点的成分组成;三元匀晶相图和三元 共晶相图中某一点合金的结晶过程分析。3 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点2材料的凝固与气相沉积.教学内容了解液态的结构，晶体材料熔液凝固的基本规律，气相沉积的方法。掌握晶核的形成, 均匀形核，非均匀形

9、核，凝固组织及其控制。1 .教学液态的结构，晶体材料熔液凝固的基本规律，凝固的热力学条件，过冷现象，结晶的一 般过程，液、固界面的微观结构，固溶体的凝固，共晶合金的凝固，成分过冷及其对晶体长 大形状的影响，共晶体的形态，凝固组织及其控制，晶粒尺寸的控制，铸锭组织及其控制, 铸锭的缺陷。气相沉积的方法和应用。2 .教学难点均匀形核的临界晶核半径和形核功，液固界面结构和液固界面前沿液体温度分布对晶体 形态影响，成分过冷及其对晶体长大形状的影响。3 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点3扩散与固态相

10、变L教学内容了解扩散的现象及在相变中的应用。掌握扩散方程的应用，扩散方程的应用，扩散的机 制和影响因素。4 .教学扩散现象及扩散方程，菲克定律，菲克定律，扩散方程的应用，柯肯达尔效应，扩散的 微观机制，间隙扩散机制，空位扩散机制，扩散系数，扩散激活能，扩散驱动力和影响扩散 的因素。固态相变的种类和特点。5 .教学难点原子扩散机制，扩散的驱动力，扩散方程的应用。6 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点4材料变形与断裂1 .教学内容了解金属变形概述，掌握塑性变形的机理，理解金属的强化的方法和应用。

11、2 .教学金属变形概述，单晶体的塑性变形，施密特定律，多晶体的塑性变形，晶界和晶向对塑 性变形的影响，纯金属的变形强化，位错的交割、反应和增殖，合金的变形与强化，固溶强 化，低碳钢的屈服和应变时效，相对合金变形的影响，冷变形金属的组织与性能，冷变形金 属的回复，回复阶段性能与组织的变化，回复机制，冷变形金属的再结晶，再结晶的形核, 影响再结晶的因素，再结晶后的晶粒长大。3 .教学难点塑性变形机制，各种强化措施的位错理论解释，回复与再结晶对冷变形金属组织、性能 的影响，回复机制和再结晶晶核形成机制。4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨

12、论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点5材料的电子结构与物理性能L教学内容了解材料的电子结构与物理性能，理解半导体的应用。5 .教学固体的能带理论，半导体与绝缘体的能带结构与导电性。半导体的特点，材料的超导特 性，材料的介电性，材料的磁性和光学性能，材料的热学性能。6 .教学难点固体的能带理论，半导体与绝缘体的能带结构与导电性。7 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点6材料概述L教学内容了解材料的基本种类，理解先进材料的应用和开发。8 .教学常用材料的分类，金属材料，陶瓷材料，功能材料等

13、先进材料的研究和发展，新材料的 制备和应用。9 .教学难点功能材料等先进材料的研究和发展，新材料的制备和应用。10 教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。六、学生成绩评定根据课程类型、课程性质、课程内容及特点，确定适合的考核及成绩比例，考核学生获 取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和等；考核采用多种 形式（测验、答辩、文章、项目等）、多个阶段（平时测试、作业测评、课外阅读、社会实 践、期末考核等）、多种类型（作品、课堂实训、课堂讨论、社会调查、竞赛等）等全过程 的考核。学生成

14、绩评定样表注:考核平时成绩期中 考试期末 考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小文章实验VVV成绩 比例%1010101060.过程考核包括平时成绩和期中考试，根据本课程要求在所采取的考核下方打;1 .期末考试为必修选，且占总成绩的比例不低于40%；.采用“其他”考核的要写明具体形式。七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：石德珂，材料科学基础（第2版），北京：机械工业，2008.参考书目：（1）胡麋祥，材料科学基础，上海：上海交通大学，2000（2）张联盟，材料科学基础，武汉：武汉理工大学，2004.（3）潘金生，材料科学基础，北京：清华大学，1998.2 要文献（专业期刊）：（1）金属学报（2）金属材料与冶金工程期刊（3）金属热处理期刊课程网络资源：（1）热处理学会：www. cts. org. cn（2）热处理之家、热处理：www. rclome. com/