材料结构与性能.doc

材料结构与性能教学大纲申请主编：河北工业大学，阎殿然 教授本课程是硕士研究生的学位课程，计划学时：40h绪言 重点阐述材料的结构与性能的关系，本课程对改善现有材料性能及研究开发新材料的意义 第一章 晶体的缺陷（3h）1.1 点缺陷的类型1.1.1金属晶体的点缺陷；1.1.2间隙原子的组态；1.1.3离子晶体的点缺陷； 1.2 点缺陷的平衡浓度（热平衡缺陷）1.2.1单位空位的平衡浓度： 及其热力学推倒；1.2.2双空位平衡浓度： C双及其推倒1.3 点缺陷的形成能1.3.1自由电子的能量变化，1.3.2点缺陷的形成能1.4 点缺陷的运动1.4.1点缺陷的迁移，1.4.2点缺陷的迁移率1.5 点缺陷对晶体性能的影响1.5.1点缺陷对晶体结构的影响；1.5.2点缺陷对晶体性能的影响；热平衡缺陷第二章 晶体的线缺陷(17h) 本章主要介绍晶体线缺陷的基本知识，线缺陷间的相互作用，实际晶体中的位错；静止、运动态位错的相互作用。通过本章的学习使学生对线缺陷的类型，相互作用及其存在对材料性能的影响及实际晶体中的线缺陷有一个深刻的理解。2.1 位错的基本概念(2h)2.1.1位错的表征及柏氏矢量的守恒性，2.1.2位错运动，2.1.3位错的应力场与应变能 2.2 静止位错间的弹性交互作用(4h)2.2.1 静止位错间的相互作用力（的推倒），2.2.2两个相互平衡、垂直的各种位错的相互作用，2.2.3位错的塞积2.3 位错的运动及运动位错间的交互作用(2h)2.3.1位错的保守及非保守运动2.3.2位错滑移运动及其与晶体宏观变形的关系，2.3.3位错的攀移运动及其驱动力2.4 运动位错的交互作用(3h)2.4.1运动位错的弹性交互作用（交割）；2.4.2带割阶位错的运动；2.4.3会合位错及其对位错运动的影响2.5 实际晶体中的位错及其交互作用(6h)2.5.1面心立方晶体的位错（位错的分解）、2.5.2扩展位错割阶扩展，2.5.3Lomer-Cottrell位错，2.5.4位错网络形成，2.5.5扩展位错的攀移；2.5.6体心立方晶体中的部分位错及位错反应2.5.7密排六方晶体中的部分位错及位错反应第三章 线缺陷与点缺陷间的交互作用(6h) 本章主要介绍点缺陷与线缺陷间的相互作用，对点缺陷与线缺陷的作用条件及Cottrell气团的结构及不同类型的溶质原子在Cottrell气团内的位置，Cottrell气团的形成条件及其对材料性能的影响进行分析与讨论。通过本章的学习使同学们了解晶体中的异类缺陷是相互作用的3.1 位错与溶质原子间的弹性交互作用(4h)3.1.1位错与产生球形畸变溶质原子间的交互作用；3.1.2Cottrell气团的结构及形成条件；3.1.3位错与产生非球形畸变溶质原子间的交互作用-Snoek气团3.2 位错与溶质原子其它交互作用(2h)3.2.1位错与溶质原子的静电交互作用；3.2.2位错与溶质原子的化学交互作用；3.2.3位错与长程有序固溶体溶质原子的交互作用第四章 界面(4h) 本章主要介绍面缺陷（界面），主要包括：晶界，相界及表面的结构。重点介绍晶界的结构及其对材料性能的影响4.1 晶界(2h)4.1.1小角度晶界的结构（倾侧、扭转晶界的结构）；4.1.2大角度晶界模型重合位置点阵、O点阵、旋错模型；4.1.3晶界能4.2 相界(1h)4.2.1相界的特性；4.2.2在热平衡条件下第二相的形态4.3 反相畴界及晶体表面(1h)4.3.1反相畴界4.3.2晶体表面第五章 晶体的力学性能的微观理论(12h)本章材料的主要力学性能，包括塑性变形、屈服、强化、疲劳、断裂的微观变形理论，通过本章的学习，使同学进一步加深对材料性能与微观结构的关系。5.1 单晶体的塑性变形与加工硬化(4h) 5.1.1单晶体的滑移变形；5.1.2极图；5.1.3材料的加工硬化理论；5.1.4单晶体的孪生变形，5.1.5面心立方及体心立方晶体孪生的位错机制；5.1.6单晶体的扭折变形。5.2 多晶体的塑性变形（2h)5.2.1多晶体的变形特点、5.2.2变形理论；5.2.3形编织构。5.3双相合金及复合材料的塑性变形(1h) 5.3.1双相合金的变形；5.3.2不同形态第二项的复合材料的变形。5.4屈服现象(1h) 5.4.1非均匀屈服；5.4.2均匀屈服；5.4.3影响材料屈服的因素；5.4.4屈服机制5.5合金强化(2h) 5.5.1固溶强化；5.5.2弥散强化；5.5.3晶界强化（作者介绍见下页）阎殿然：河北工业大学材料学院教授，博士生导师，国务院享受政府特贴的专家，河北省教学名师，教育部高等学校材料科学与工