山东大学材料科学与基础教学大纲.doc

材料科学基础 2. 课程的基本内容和要求 （ 1 ）通过学习应着重掌握材料成分、组织、结构及加工过程与性能间的相互关系。 （ 2 ）掌握材料的结合方式、晶体学基础、材料的晶体结构。 （ 3 ）掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷的模型和特点。 （ 4 ）掌握纯金属的结晶过程、结晶的热力学条件、形核规律、长大规律，了解结晶理论的实际应用。 （ 5 ） 掌握相图的基本知识，二元相图的基本类型，二元相图的分析与使用方法，熟练应用铁碳相图。 （ 6 ）掌握三元相图的成分表示法、三元系平衡转变的定量法则、三元匀晶相图、三元共晶相图、三元相图的四相平衡转变、具有化合物的三元相图的分析方法。 （ 7 ）掌握单晶体的塑变、多晶体的塑变的规律，掌握塑性变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释。 （ 8 ）掌握金属及合金在退火过程中的变化，掌握回复、再结晶、晶粒长大及金属热变形的规律。 （ 9 ）掌握典型钢中相变的一般规律、相变产物的生成条件、形态和结构本质，能初步选用典型热处理工艺。 3. 教学环节与学时分配 课堂教学： 90-102 学时（包括课堂讨论等教改环节） 实 验： 12-18 学时 总 计： 102-120 学时 二、教学内容与教学计划 绪论 2 学时 课程的性质与任务，主要内容及研究方法，本课程的特点与学习方法，材料科学发展简史。 第一章 材料的晶体结构 6 学时1. 教学内容与学时 （ 1 ）原子的结合方式 2 学时 （ 2 ）晶体学基础 2 学时 （ 3 ）典型晶体结构及其几何特征 2 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：空间点阵及有关概念，晶向、晶面指数的标定，典型金属的晶体结构。 （ 2 ）难点：六方晶系布拉菲指数标定，原子的堆垛方式。 3. 习题： 1 3 题 第二章 晶体缺陷 12 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）点缺陷 2 学时 （ 2 ）线缺陷 8 学时 （ 3 ）面缺陷 2 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：位错等有关基本概念，点缺陷的平衡性质，位错的运动与晶体滑移的关系，位错的性质，柏氏矢量的性质与应用，位错反应。 （ 2 ）难点：位错模型，位错的应力场，不全位错的原子模型。 3. 习题： 6-8,10-12 题。 第三章 材料的相结构 8 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）固溶体 1 学时 （ 2 ）中间相 1 学时 （ 3 ）陶瓷晶体相 1 学时 （ 4 ）分子相 5 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：各种相的概念及其分类方法。 （ 2 ）难点：中间相的结构及其区别。 3. 习题： 1 题；复习思考题： 1 ， 2 ， 4 题。 第四章 凝固 4 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）结晶的基本规律 0.5 学时 （ 2 ）结晶的基本条件 1 学时 （ 3 ）形核 1 学时 （ 4 ）长大 0.5 学时 （ 5 ）高分子材料的结晶 0.5 学时 （ 6 ）凝固理论及其应用 0.5 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：有关过冷的概念、金属凝固和形核的条件。 （ 2 ）难点：与临界晶核有关参数的推导。 3. 习题： 3 ， 5 ， 7 题。 第五章 二元相图 15 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）相图的基本知识 2 学时 （ 2 ）二元匀晶相图 2 学时 （ 3 ）二元共晶相图 2 学时 （ 4 ）二元包晶相图 1 学时 （ 5 ）相图的分析与使用 1 学时 （ 6 ）铁碳相图 4 学时 （ 7 ）相图的热力学基础 2 学时 （ 8 ）铸锭组织及其控制 1 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：相律与杠杆定律，匀晶转变与偏析，共晶转变及其不平衡组织，相图中的几何规律，铁碳相图中典型合金的凝固过程及其相与组织的相对量计算，利用相图判断材料的性能。 （ 2 ）难点：二次杠杆的应用；相图的热力学原理。 3. 习题： 2 ， 3 ， 11 题。 第六章 三元相图 6 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）相图基本知识 1 学时 （ 2 ）三元匀晶相图 3 学时 （ 3 ）三元共晶相图 1 学时 （ 4 ）三元相图总结 1 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：直线法则与重心定律；全方位投影图及其应用；材料的凝固过程分析；三元系反应类型的判断；相区接触法则。 （ 2 ）难点：利用全方位投影图分析特定成分材料的凝固过程。 3. 习题： 15 19 题。 第七章 材料中的扩散 3 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）概述 1 学时 （ 2 ）扩散定律 1 学时 （ 3 ）扩散的微观机理与现象 0.5 学时 （ 4 ）影响扩散的因素 0.5 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：扩散的概念、本质与分类；扩散的驱动力；扩散定律及其应用； （ 2 ）难点：反应扩散及其溶质浓度分布。 3. 习题： 4 ， 5 ， 8 题。 第八章 材料的塑性变形 8 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）金属变形概述 1 学时 （ 2 ）单晶体的塑性变形 2 学时 （ 3 ）多晶体的塑性变形 1 学时 （ 4 ）合金的塑性变形 1 学时 （ 5 ）塑性变形对材料组织与性能的影响 1 学时 （ 6 ）高分子材料的塑性变形 2 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：塑性变形的位错机制；典型的滑移系；滑移的分类及滑移的痕迹；临界分切应力；多晶体变形的特点；合金变形的特点；塑性变形对材料组织和性能的影响。 （ 2 ）难点：等效滑移系的确定。 3. 习题： 1 3 ， 5 题。 第九章 回复与再结晶 6 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）冷变形金属在加热时的组织与性能变化 2 学时 （ 2 ）回复 1 学时 （ 3 ）再结晶 1 学时（ 4 ）晶粒长大 1 学时 （ 5 ）金属的热变形 1 学时 2. 重点与难点 （ 1 ）重点：冷变形金属在加热时的组织与性能变化；回复、再结晶等概念；回复与再结晶的驱动力和机制；正常长大与异常长大；临界变形量的意义与应用；热加工过程中组织与性能变化。 （ 2 ）难点：回复、再结晶与晶粒长大过程驱动力的识别。 3. 习题： 2 ， 3 ， 9 ， 10 题。 第十章 固态相变 4 学时 1. 教学内容与学时 （ 1 ）概述