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1、第 1 页/共 4 页材料科学基础一、课程说明课程编号：050102Z10 课程名称：材料科学基础/Fundamentals of Materials Science 课程类别：专业核心课学时/学分：48/3 先修课程：高等数学、线性代数、大学物理、无机化学、物理化学适用专业：冶金工程教材、教学参考书：（一）教材郑子樵主编材料科学基础（第2 版）长沙：中南大学出版社，2013（二）参考书1、赵品主编材料科学基础教程（第3 版）哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20092、徐恒钧主编材料科学基础北京：北京工业大学出版社，20033、刘智恩主编材料科学基础西安：西北工业大学出版社，20034、胡赓祥主
2、编材料科学基础（第3 版）上海：上海交通大学出版社，20025、美史密斯等著材料科学与工程基础（英文版）北京：机械工业出版社，20116、美凯里斯特等著材料科学与工程基础（第5 版）（英文影印版）北京：化学工业出版社，2004二、课程设置的目的意义材料科学基础 是冶金工程专业本科生必修的专业基础课。本课程以介绍工程材料的基础理论为目的，重点阐述材料的成份、组织结构、加工工艺、材料性能及它们之间的关系，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。本课程的目的和意义是使学生了解和掌握金属材料和无机非金属材料的共性，熟悉材料的组织结构在不同外界状态下的变化规律及对材料性能的影响，掌握材料制备和加工
3、过程中有关材料的组成、结构和性质之间相互关系的基本知识和基础理论，初步具备正确选择和研究材料的能力，并为进一步设计和制备新型材料以及专业课程的学习打下良好的基础。三、课程的基本要求知识要求；（1）了解各种材料的组成、结构、加工工艺与性能之间的关系。（2）了解相平衡的有关知识和外界条件对相平衡的影响，掌握相图分析的基本名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -第 2 页/共 4 页方法和步骤，了解材料专业相图以及在生产中的应用。（3）掌握材料制备及加工过程中物理化学变化过程的速度、机理以及影响因素。能力要求：通过本课程的学习，使学生掌握有关工程材料的基本理论和知识，
4、运用材料科学的基本理论阐明材料形成过程的本质，掌握应用理论知识来解决生产实际问题的方法，初步具备解决工程材料问题的能力，为今后从事材料制备和新材料研究及开发奠定坚实的理论基础。素质要求：通过课程中的分析、讨论、辩论培养分析沟通交流素质，建立材料设计制备到应用的思维模式，提升理解工程管理与经济决策的基本素质。通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第 1章固体材料的结构原子间的键合方式；晶体学基本知识；纯金属的晶体结构；合金相结构；
5、陶瓷材料的晶体相结构8 8 空间点阵及有关概念，晶向、晶面指数的标定，典型晶体结构，合金相的主要类型，形成条件和性能特点晶 体 中 原子 的 堆 积方式，晶体结 构 中 间隙 类 型 与半径教学思路：讲授基本概念和基础知识，视频演示固 体 的 晶 体 结构。教学模式：课前导学、课堂讲授、视频教学，课堂讨论第 2章空位与位错空位；位错的基本类型及特征；柏氏矢量；位错的运动；位错的应力场和应变能；位错的受力；位错与晶体缺陷的交互作用6 6 缺陷与位错的概念，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，缺陷的结构特征及对性能的影响缺 陷 反 应式的写法教学思路：讲授空位与位错基础知识，
6、视频演示交互作用。教学模式：课前导学、课堂讲授、视频教学第 3章材料的表面与界面材料的表面；材料的界面4 4 材料的表面晶体 学 和 热 力学，材料的界面的定义和种类，材料的晶界和相界，多晶材料中的界面材 料 的 界面 及 其 结构，材料界面行为教学思路：讲授界面和表面的定义，讨论多晶的界面。教学模式：课前导学、课堂讲授、专题讨论第 4章材料的凝固金属液态结构与性能特点；金属结晶的基本规律；晶核的长大；结晶理论的应用4 4 凝固理论及过冷度的概念，晶体长大机制及界面形态，凝固理论的应用晶 体 长 大机 制 及 界面形态教学思路：讲授凝固的概念，晶体长大机制及界面形态，讨论凝固的应用。教学模式：
7、课前导学、课堂讲授、课堂讨论第 5章单元系、二单元系相图；二元相图；匀晶相图及固溶体合6 6 二元相图分析方法，合金结晶过程及其组成 分 过 冷的 形 成 及影响因素教学思路：讲授单元系、二元系相图，讨论合金名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -第 3 页/共 4 页章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践元系相图及合金的凝固组织金的凝固；共晶相图及共晶系合金的凝固；包晶相图及其合金的凝固；偏晶相图及其合金的凝固；形成化合物的二元相图；具有固态转变的二元相图织分析合金的工艺及机械性能与相图的联系，成分过冷
8、的形成及影响因素的工艺及机械性能 与 相 图 的 联系。教学模式：课前导学、课堂讲授、课堂讨论第 6章固体材料中的扩散扩散方程；扩散的微观机制；扩散系数；扩散热力学；固溶体中的扩散；反应扩散；离子晶体中的扩散；非晶体中的扩散4 4 扩散的概念与本质，扩散的驱动力，固相扩散，扩散定律及其应用非 稳 态 扩散方程教学思路：讲授扩散的概念与本质，扩散的驱动力，固相扩散，扩散定律，专题讨 论 扩 散 的 应用。教学模式：课前导学、课堂讲授、专题讨论第 7章材料的变形与断裂材料的弹性变形；单晶体金属的塑性变形；多晶体的塑性变形；单相固溶体合金塑性变形；复相合金的塑性变形；金属冷加工后的组织与性能的变化；
9、晶体的断裂6 6 滑移、孪生变形的特点，多晶体塑性变形过程及特点，加工硬化、细晶强化等产生的 原 因 及 意义，塑性变形过程中组织和性能的变化规律外 力 作 用下 的 变 形方 式 及 塑性 变 形 的机制教学思路：讲授材 料 的 弹 性 变形，视频变形的动态过程。教学模式：课前导学、课堂讲授、视频教学第 8章回复和再结晶概述；冷变形金属的回复；冷变形金属的再结晶；晶粒长大；热加工过程的回复与再结晶6 6 变形金属发生回复和再结晶的 条 件 及 变化，再结晶后晶粒大小的控制，动态回复过程中位错运动及特点，动、静 态 回 复 和动、静态再结晶的区别动 态 回 复过 程 中 位错 运 动 及特点教
10、学思路：讲授回复和再结晶的基础知识，视频回复和再结晶动态过程。教学模式：课前导学、课堂讲授、视频教学第 9章固态相变固态相变概述；过饱和固溶体的脱溶；共析转变；马氏体转变；贝氏体转变；块型转变；有序-无序转变4 4 固态相变的类型，贝氏体转变与珠光体转变、马氏体转变的异同点，马氏体相变的特征贝 氏 体 转变 与 珠 光体转变、马氏 体 转 变的异同点教学思路：讲授固态相变的基础知识，讨论马氏体、贝氏体转变的异同，并提问。教学模式：课前导学、课堂讲授、课堂讨论合计48 48 注：实践包括实验、上机等名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -第 4 页/共 4 页五、实践教学内容和基本要求本课程无实践教学环节。六、考核方式及成绩评定本课程的成绩评定包括平时成绩和期末考试成绩两大部分，其中平时成绩占60%，期末考试成绩占40%。平时成绩又分为课堂教学考核和课外作业两个部分，分别占总成绩的 40%和 20%。课堂教学考核的方式主要有课堂作业和课堂讨论。期末考试采用闭卷、笔试方式进行。考核方式考核内容成绩比例（%）备注课堂考核主动性,团队素质,交流能力40 作业测评文献和自学能力与素质,创新与解决问题能力20 期末考试课程知识和分析能力40 七、大纲主撰人：大纲审核人：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -