北京工业大学：材料科学基础教学大纲

1、材料科学基础教学大纲材料科学基础U- 1英文名称：Prin ciples of Materials Scie neen 1课程编号： 0003240 课程类型：学科基础必修课 学时： 64学分： 4适用对象：材料类本科 先修课程：物理化学 使用教材及参考书：1. 材料科学基础，徐恒钧编著，北京工业大学出版社， 2001 年 10 月2. Materials Science and Engineering An Introduction, William D.Callister, Jr. John Wiley & Sons(ASIA) Pte Ltd, 2002一、课程性质、目的和任务本

2、课程为材料科学与工程一级学科专业基础必修课， 是研究材料的成分、 结 构与性能之间的关系及其变化规律的一门应用基础科学，是进一步学习金属材 料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、结构材料及功能材料的基础。它 将阐述各种材料的共性基础知识， 从材料的组织结构出发， 研究材料的结构与材 料的制备方法、加工工艺以及材料性能之间的关系。二、课程教学内容及要求第一章 原子结构与结合键第一节 原子结构：电子波函数及四个量子数 1第二节 结合键:键型及其性质 2第二章 材料的结构第一节 晶体学基础：点阵和晶胞 1 ；晶体对称性 2 ；晶面指数和晶向指 数1;晶体投影第二节 常见晶体结构：密堆积 1 ；氯

3、化铯1 、氯化钠1 ；纤锌矿1 ； 闪锌矿1;钙钛矿1;金红石2;萤石第三节 固溶体结构 2 ；第四节 金属间化合物 2 ；第五节 硅酸盐结构 2 ；第六节 非晶态固体 3 ；第七节 准晶体3 ；第八节能带理论初步第三章 晶体结构缺陷 第一节 点缺陷1; 第二节 位错的结构 1 ； 第三节 位错的运动 2 ； 第四节 位错应力场 3 ； 第五节 位错与缺陷的交互作用 3 ； 第六节 位错的增殖、塞积与交割 3 ；第七节 全位错和不全位错1;位错反应1;扩展位错 第四章相平衡与相图第一节相与相平衡2;第二节单元系相图2;第三节 二元系相图1；第四节铁碳相图1；第五节相图的热力学解释3第六节三元系

4、相图2 第五章材料的凝固第一节结晶：成核与长大2第二节溶质分凝1、成分过冷1;界面稳定性2；第三节共晶合金结晶3;第四节铸锭三晶区2;第五节凝固技术3;第六节 无机材料的液固相变;第七节高分子材料凝固 其中角标符号表示：1:掌握、2:理解、3 :了解、:自学或粗讲三、课程教学基本要求课堂讲授为主。教学方法：板书要有英文标题和部分专业英文词汇； 安排有 较多数量的习题。讲课配以必要的实物模型，如密堆积，三元立体相图等。使用 计算机多媒体（晶体结构、相图），课件等现代化教学手段。按章节安排的习题数量如下：第一章（2-3）;第二章（5- 10）;第三章（3-5）;第五章（5- 6）; 第六章（2-

5、3） 考试环节：笔试。四、实践环节实验一：位错蚀坑观察：要求了解位错蚀坑的形态和分布， 了解位错增殖和位错 运动。实验二：铁碳合金平衡组织观察；实验三：二元、三元组织观察实验四：凝固条件对组织的影响机光敏玻璃，了解非均匀成核五、学时分配,、'八 早学时分配合计讲课习题课实验课上机课讨论课其他144214221831021241424205628264材料科学基础U- 2英文名称：Principles of Materials Sciencen -2课程编号：0003241课程类型：学科基础必修课学时：56学分：3.5适用对象：材料科学与工程专业本科生先修课程：物理化学，材料力学，材料导

6、论，材料科学基础n -1 使用教材及参考书：1材料科学基础，徐恒钧编著，北京工业大学出版社，2001年10月2. Materials Science and Engineering An Introduction, William D.Callister, Jr. John Wiley & Sons(ASIA) Pte Ltd, 2002一、课程性质、目的和任务本课程为材料科学与工程一级学科的专业基础必修课，是研究材料的成分、 结构与性能之间的关系及其变化规律的一门应用基础科学，是进一步学习金属材 料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、结构材料及功能材料的基础。它 将阐述各种材料的

7、共性基础知识，从材料的组织结构出发，研究材料的结构与材 料的制备方法、加工工艺以及材料性能之间的关系。二、课程教学内容及要求材料科学基础II - 2课程，内容主要包括：晶体态固体中的扩散，晶态固体 材料中的界面，材料的变形与再结晶，材料的强韧化及固态相变。第一章晶态固体中的扩散第一节扩散宏观规律1第二节 扩散的微观机制1第三节扩散热力学分析2第四节 扩散系数及影响因素1第五节反应扩散2第六节离子晶体中的扩散第二章晶态固体材料中的界面第一节晶体表面1第二节晶界结构(小角度晶界1大角度晶界3)第三节晶界的能量1第四节晶界的平衡偏析1第五节晶界的迁移1第六节相界面1第七节界面能与显微组织形貌2第三章

8、 材料的变形与再结晶 第一节弹性变形2 第二节单晶体的塑性变形1 第三节多晶体塑性变形1第四节 塑变过程中的位错交互作用1 第五节多相合金塑性变形2 第六节高分子材料的塑性变形2 第七节塑性变形对组织性能的影响2 第八节冷变形金属的回复与再结晶及晶粒长大1 第九节热加工及超塑性3第四章固态相变第一节固态相变总论1第二节成分不变的相变2第三节钢在加热时转变及共析转变1第四节马氏体转变1第五节贝氏体转变2 第六节 脱溶转变及回火转变1第五章材料的强韧化第一节材料的强化基本原理2 第二节材料韧化的基本原理2其中角标符号表示：1:掌握、2:理解、3 :了解、:自学或粗讲三、课程教学基本要求课堂讲授为主。教学方法：板书要有英文标题和部分专业英文词汇；安排有较多数量的习题。使用计算机多媒体（晶体塑性变形、固态相变），课件等现代 化教学手段。 按章节安排的习题数量如下：第一章（3 5）;第二章（3 5）; 第三章 （4 6）;第四章（4 6）;第五章（2 3） 考试环节：笔试。四、实践环节实验一、金属的塑性变形与再结晶对金属进行不同量的塑性变形后，在不同温度进行加热保温，研究塑性变形 量、加热温度对于塑变后金属的再结晶过程及再结晶后组织的影响，使学生掌握该问题的研究方法，建立起