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《材料结构与性能》教学大纲
一、课程基本信息
1、课程编码:U11M11074
2、课程名称(中文):材料结构与性能
(英文):Materials Structures and Properties
3、学时/学分:40学时/2.5学分
4、先修课程:基础物理、固体物理、物理化学、材料物理基础
5、开课单位:***应用物理系
6、开课学期(春/秋/春、秋):春季开课
7、课程模块:学科专业
8、课程类别:专业核心课程
9、教材及教学参考书:
教材:
自编讲义《材料结构与性能》,2015
参考书目:
1、周某某,结构与物性,高等教育出版社
2、H. Stocker, Handbook of Physics, Verlag Harri Deutsch Press
3、张某某等, 无机材料物理性能, 清华大学出版社
4、XX大学教材,材料物理性能与检测,科学出版社
二、教学目的和任务
材料结构与性能主要研究材料的组份/结构、性能的原理及微观机制、结构与性能的关系,是材料物理等专业的必修专业核心课。
通过本门课程的学习,学生将了解材料的力学、热学、光学、电学及介电和磁学性能;掌握上述性能的原理及微观机制;正确分析材料的结构与性能的关系;掌握各性能之间的相互制约与变化规律, 为判断材料优劣,正确选择和使用材料,改变材料性能,探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础。
三、教学内容、基本要求及学时分配
下面按各章列出基本要求和内容。基本要求按深入的程度分“了解”、“理解”和“掌握”三个层次。
绪论(1学时)
0.1 材料结构
组成与结构;
结构的层次
0.2 材料性能
性能定义;
对角线上的基本性能;
非对角线上的耦合性能;
合性能;
性能的正与负。
0.3 材料结构与性能关系
宏观参数、微观参数
第1章 材料结构(10学时)
1.1 原子结构和元素周期性
1.1.1 电子构型
掌握核外电子的基态排布、价电子组态;理解屏蔽效应和穿透效应
1.1.2 元素周期性
掌握原子的电离能、电子亲和能、电负性;了解相对论效应对元素周期性质的影响
1.1.3 化合物中元素的周期性质
了解化合物中元素的氧化态、周期表中化合物的性质;了解过渡金属元素物化性质的变化规律
1.1.4 f 区元素举例
* 延伸阅读:稀土与先进功能材料
1.2 分子结构与键合
2.1.1 离子键
掌握离子健与形成条件、离子键的强度、离子的极化与后果、离子晶体与形成规则
思考与探索:离子液体与固体电解质
2.1.2 共价键
了解价键理论与分子轨道理论,共价晶体与形成规则;了解共轭分子中的离域π键及其对物质性质的影响,配位键与配位化合物的构型
思考与探索:贝壳与仿生超硬材料
2.1.3 金属键
掌握改性共价键理论与能带理论,金属晶体与形成规则;了解金属配位键与金属配合物
* 延伸阅读:形状记忆合金
2.1.4 氢键
了解氢键的形成和物质的性能
思考与探索:海参与人工肌肉
2.1.5 范德华键
了解van der Waals力,分子识别、超分子和有序高级结构
思考与探索:壁虎
2.1.6 混合键
了解混合键形成与晶体结构,石墨、XX、DNA等
思考与探索:石墨烯与石墨
1.3 晶体结构和缺陷
1.3.1 晶体结构的周期性和对称性
掌握晶胞、点阵、对称性、晶系和晶族、
1.3.2 晶体缺陷
掌握缺陷与非化学整比化 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。
总计
35
1
4
40
六、对学生能力培养的要求
本课程属于材料物理专业核心课程,学生重点掌握材料性能的原理及微观机制,具备正确分析材料的结构与性能的关系能力,掌握各性能之间的相互制约与变化规律, 具备判断材料优劣,正确选择和使用材料,改变材料性能的能力。
七、其它说明和注意事项
以课堂教学为主,结合PowerPoint电子教案与板书的教学手段
八、考核形式
闭卷考试(统一命题,统一考试,统一阅卷)。
最终成绩为考试成绩和平时成绩的综合评定。
课程负责人签名:尹某某
专家组审核意见: 专家组组长签名:
审核日期:
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