沈工大无机非金属材料物理性能教学大纲

《无机非金属材料物理性能》课程教学大纲英文名称：Physicalpropertyofinorganicmaterial课程类型：专业课学时学分：56学时/3.5学分适用专业：无机非金属材料工程一、课程性质、目的和任务《无机非金属材料物理性能》是无机非金属材料工程的专业课之一。其教学的任务和目的是使学生通过本课程的学习，了解无机非金属材料的力学性能（包括受力形变、断裂与强度）、热学、光学、电导、介电、磁学等性能及其发展和应用，掌握各种性能的原理及微观机制，各性能的测试方法以及控制和改善性能的措施，各种材料结构与性能的关系，各性能之间的相互制约与变化规律。二、教学基本要求1.

掌握力学、热学、光学及电学性能等的基本概念、各自的特性和应用范围。2.

掌握各种性能的原理及微观机制。3.

掌握各种材料的组成、结构和性能之间的关系。4.

了解各种性能的最新发展趋势。三、课程内容1.

无机材料的受力变形1.1无机材料的应力、应变及弹性形变应力，应变，无机材料的弹性变形行为1.2无机材料中晶相的塑性形变晶格滑移，塑性形变的位错运动理论，塑性形变速率对屈服强度的影响1.3无机材料的高温蠕变高温蠕变的位错运动理论，扩散蠕变理论，晶界蠕变理论，影响蠕变的因素1.4高温下玻璃相的粘性流动流动模型，影响粘度的因素2.无机材料的脆性断裂与强度2.1脆性断裂现象弹、粘、塑性形变，脆性断裂行为，突发性断裂与裂纹的缓慢生长2.2理论结合强度2.3Griffith微裂纹理论2.4应力场强度因子和平面应变断裂韧性裂纹扩展方式，裂纹尖端应力场分析，应力场强度因子及几何形状因子，临界应力场强度因子及断裂韧性2.5裂纹的起源与快速扩展裂纹的起源，裂纹的快速扩展，防止裂纹扩展的措施2.6无机材料中裂纹的亚临界生长应力腐蚀理论，高温下裂纹尖端的应力空腔作用，亚临界生长速率与应力场强度因子的关系，根据亚临界裂纹扩展预测材料寿命，蠕变断裂2.7显微结构对材料脆性断裂的影响晶粒尺寸，气孔的影响2.8提高无机材料强度改善材料韧性的途径微晶、高密度与高纯度，提高抗裂能力与预加应力，化学强化，相变增韧，弥散增韧3.无机材料的热学性能3.1无机材料的热容晶态固体热容的经验定律和经典理论，晶态固体热容的量子理论回顾，无机材料的热容3.2无机材料的热膨胀热膨胀系数，固体材料热膨胀机理，热膨胀和其他性能的关系，多晶体和复合材料的热膨胀，陶瓷制品表面釉层的热膨胀系数3.3无机材料的热传导固体材料热传导的宏观规律，固体材料热传导的微观机理，影响热导率的因素，某些无机材料的热导率3.4无机材料的热稳定性热稳定性的表示方法，热应力，抗热冲击断裂性能，抗热冲击损伤性，提高抗热冲击断裂性能的措施4.无机材料的光学性能4.1光通过介质的现象折射，色散，反射4.2无机材料的透光性介质对光的吸收，介质对光的散射，无机材料的透光性，提高无机材料透光性的措施4.3界面反射和光泽镜反射和漫反射，光泽4.4不透明性和半透明性不透明性，乳浊剂的成分，乳浊机理，常用乳浊剂，改善乳浊剂的工艺措施，半透明性4.5无机材料的颜色5.无机材料的电导5.1电导的物理现象电导的宏观参数，电导的物理特性5.2离子电导载流子浓度，离子迁移率，影响离子电导率的因素5.3电子电导电子迁移率，载流子浓度，电子电导率，影响电子电导的因素，晶格缺陷与电子电导5.4玻璃态电导5.5无机材料的电导6.

无机材料的介电性能6.1介质的极化极化现象及其物理量，科劳修斯－莫索蒂方程，电子位移极化，离子位移极化，松弛极化，转向极化，空间电荷极化自发极化6.2介质损耗介质损耗的表示方法，介质损耗和频率、温度的关系，无机材料的损耗6.3介电强度介质在电场中的破坏，热击穿，电击穿，无机材料的击穿6.4铁电性铁电体，钛酸钡自发极化的微观机理，铁电畴，铁电体的性能及其应用6.5压电性压电效应，压电振子及其参数，压电性与晶体结构，压电陶瓷的预极化及其性能稳定性，压电材料及其应用7.

无机材料的磁学性能7.1物理的磁性磁性，磁性的本质，磁性的分类7.2磁畴与磁滞回线磁畴，磁滞回线，磁导率7.3铁氧体的磁性与结构尖晶石型铁氧体，石榴石型铁氧体，磁铅石型铁氧体7.4铁氧体磁性材料软磁材料，硬磁材料，矩磁材料材料本身的化学成分及组织结构之间的关系。了解各种性能之间的关系，掌握各种性能的本质特征。关于重点和难点的说明：着重让学生了解和掌握各种性能的基本概念，各种性能与性能的原理和微观机制。本课程的难点是高温蠕变、微裂纹理论、断裂韧性、介质的击穿以及介质损耗；重点应放在力学性能和各种电学性能上。通过实验加深对各种性能的概念的理解。四、教学环节学时分配序号教学内容学时学时分配课外上机学时课外实验学时备注讲授实验上机1无机材料的受力形变882无机材料的脆性断裂与强度10103无机材料的热学性能884无机材料的光学性能885无机材料的电导12126无机材料的介电性能667无机材料的磁学性能44合计5656五、选用教材1．教材：[1]无机材料物理性能.关振铎等.清华大学出版社，1992.[2]无机材料物理性能.宁青菊等.化学工业出版社，2006.六、说明1．修订大纲的指导思想：突出学科基础理论教育，深化理论教学内容，以利于培养具有丰厚的无机非金属材料科学理论基础的研究型人才和工程应用型人才。2．本课程与其它课程的联系：本课程是在学习大学物理、工程力学等基础课和学科基础课之后而在专业课之前进行的，在公共基础课和专业课之间起着承上启下的作用，并为其它专业相关的学科基础课和专业课的学习建立必要的基础理论。3．教学方式与教学方法的具体改革措施：（1）教师讲授与学生自学相结合；（2）课上讲授与讨论相结合；（