07310160+材料热力学

1、材料热力学课程编号 ： 学 分： 学 时： 先修课程 ： 适用专业 : 复合材料与工程教 材： 开课学院 ：Thermodynamics of Materials07310160 230 （其中：讲课学时： 30 实验学时： 0 ; 上机学时： 0 ） 物理化学、材料科学与工程 材料物理与化学，无机非金属材料，金属材料，高分子材料与工程，材料热力学，郝士明主编，化学工业出版社， 2004年1月第 1版 材料科学与工程学院一、 课程的性质与任务 :材料热力学课程是材料类相关专业教学计划中重要的专业课，以热力学和统 计热力学的原理和方法研究材料问题，它与动力学、晶体学以及固体物理和固体化 学组成材

2、料科学的基础。材料科学与工程已成为一个整体。热力学对发展材料的品 种、提高材料的质量、日益显示其积极的作用，应用材料热力学原理可以阐明和预 测相图，相变以及材料的其他物理现象。要求学生在完成学习物理化学 、材料 科学与工程等课程，以及进行了认识实习，有一定的生产实际知识的基础上再安 排学习本课程。学好本课程对进一步学好材料专业的专业课具有奠定基础的重要作 用。材料热力学课程的任务是：1、掌握热力学的基本知识，理解相图的构成规则和诠释相图，深入理解材料热 力学的基本理论和研究方法；2、能应用材料热力学的原理和方法来分析和解决实际的材料问题。 二、课程的基本内容及要求第一章 绪 论1、教学内容（1

3、）热力学发展史及分类；（2）热力学定律回顾。2、基本要求 了解材料热力学发展史及分类，掌握材料热力学的基本概念，熟悉各种热力学 关系式的推导、适用条件和在材料中的应用。3、重难点（1）重点是热力学关系式的推导、适用条件和在材料中的应用； （2）难点是热力学关系式的推导。第二章 单组元材料的热力学金属相变的体积效应的热力学解释； 纯金属中的平衡空位浓度； 晶体的热容及由热容计算自由能； 单组元材料两相平衡。1、教学内容（1）（2）（3）（4）2、基本要求 掌握单组元材料的相变体积效应、热容的概念；掌握热容计算自由能的计算； 掌握单组元材料的两相平衡的计算；了解 Gibbs-Helmholtz 方

4、程的推导和应用。3、重难点 （1）重点是单组元材料的相变体积效应、热容的概念及热容计算自由能； （2）难点是晶体的热容及由热容计算自由能。第三章 二组元相理想溶体和正规溶体近似； 溶体的性质； 混合物自由能； 化学势与活度。1、教学内容（1）（2）（3）（4）2、基本要求 掌握理想溶体、正规溶体的概念和区别；掌握混合物自由能的计算；熟悉化学 式与活度的概念和区别。3、重难点 （1）重点是混合物自由能的计算，化学式与活度的概念和区别； （2）难点是混合物自由能的计算。第四章 二组元材料热力学两相平衡； 固-液两相平衡； 溶解度曲线； 固溶体间的两相平衡； 相稳定化参数。1、教学内容（1）（2）（

5、3）（4）（5）2、基本要求 掌握运用热力学分析材料平衡相成分以及平衡组织的基本方法。3、重难点（1）重点是两相平衡及相稳定化学参数；（2）难点是热力学分析材料平衡相成分以及平衡组织。 第五章 两个重要的溶体模型1、教学内容（1） Bragg-Williams 近似；（2） 双亚点阵模型。2、基本要求掌握 Bragg-Williams 和双亚点阵模型的含义和应用的条件。3、重难点（1）重点是 Bragg-Williams 和双亚点阵模型的含义及应用； （2）难点是两种溶体模型的含义及应用条件。第六章 相变热力学新相的形成； 固溶体的分解； 析出相的表面张力效应； 二级相变； 晶间偏析。1、教学

6、内容（1）（2）（3）（4）（5）2、基本要求 掌握材料相变的分类，以及相变驱动力的计算；了解析出相的表面张力效应； 了解相变对相平衡的影响。3、重难点 （1）重点是材料相变分类以及相变驱动力的计算； （2）难点是相变驱动力的计算。第七章 多组元相多组元相的正规溶液模型； 化合物相； 代位-间隙式固溶体； 二级相变自由能。1、教学内容（1）（2）（3）（4）2、基本要求 了解多组元相的正规溶体模型；了解化合物相和代位 -间隙式固溶体自由能计算 的原理。3、重难点(1) 重点是多组元相的正规溶体模型；(2) 难点是化合物相和代位-间隙式固溶体自由能计算的原理。 第八章多组元材料热力学教学内容三元

7、系中的两相平衡； 固溶体与线性化合物的平衡； 两个线性化合物之间的平衡； 固溶体之间的平衡。基本要求掌握三组元相的相图分析，能利用相图解决实际问题。 重难点1、2、3、(1) 重点是三组元相的相图分析；(2) 难点是三元系中的相平衡及相图分析。 三、课程学时分配章节讲课实验上机第一章绪论、热力学基本定律复习4第二章 单组元材料的热力学4第三章二组元相4第四章二组元材料的热力学4第五章两个重要的溶体模型2第六章相变热力学6第七章多组元相4第八章多元材料热力学2四、大纲说明课程总成绩依据下列权重评定：平时成绩占 30%;笔试占70%。五、参考书目：1、金属材料热力学，徐祖耀主编，科学出版社，198

8、1年10月第1版；2、材料热力学，徐祖耀、例麟主编，科学出版社，1999年8月第1版；3、 材料热力学和动力学，徐瑞、荆天辅主编，哈尔滨工业大学出版社，2003年 12月第1版；4、 Thermodynamics of materials，W.C Carter， 2002 (MIT 材料系本科课程)。制定人：唐华审定人：陈刚批准人：杨娟2013年4月10日课程简介课程编码课程名称英文名称学分学时课程内容07310160材料热力学 Thermodynamics of Material230（其中讲课学时： 30；实验学时： 0 ；上机学时： 0 ）200 字以内）本课程是我校为复合材料专业本科生开设的专业课程。本课程由浅入深地讨论 单组元系、二组元系和三组元以上多组元系材料的相形成规律和相平衡问题；相变 的热力学问题：重要的溶体模型和集团的变分模型；亚稳、局域等次级相平衡以及 材料设计与热力学等问题。重点学习经典热力学和统