《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱（總學(xué)時(shí)數(shù)：48，學(xué)分?jǐn)?shù)：3）一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是新能源科學(xué)與工程業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課。本課程的教學(xué)任務(wù)和目的，是使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，將金屬學(xué)、半導(dǎo)體材料學(xué)的基礎(chǔ)理論融合為一體，以研究材料共性規(guī)律，即研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝和性能之間的相互關(guān)系，指導(dǎo)材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，并為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程、從事材新能源科學(xué)研究和工程技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。二、課程基本內(nèi)容和要求（一）導(dǎo)論了解材料的發(fā)展史、材料科學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容以及學(xué)習(xí)本課程的目的意義和要求。（二）材料結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)1基本內(nèi)容原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)合鍵、原子排列方式、晶體材料的組織、材料的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和亞

2、穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)2教學(xué)要求（1）了解物質(zhì)是由原子組成，而組成材料的各元素原子結(jié)構(gòu)和原子間的鍵合是決定材料性能的重要因素。 （2）掌握物質(zhì)的組成；原子結(jié)構(gòu)；原子間的鍵合；化學(xué)鍵、物理鍵和氫鍵；原子排列方式。（三）材料中的晶體結(jié)構(gòu)1基本內(nèi)容晶體學(xué)基礎(chǔ)、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)、離子晶體的結(jié)構(gòu)、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)2教學(xué)要求（1）了解：固態(tài)原子按其原子（或分子）聚集的狀態(tài)，可劃分為晶體與非晶體兩大類。了解材料的性能與材料各元素的原子結(jié)構(gòu)和鍵合密切相關(guān)，也與固態(tài)材料中原子或分子在空間的分布排列和運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及原子集合體的形貌特征密切相關(guān)。 （2）掌握：金屬的晶體結(jié)構(gòu)；合金的相結(jié)構(gòu)；離子晶體結(jié)構(gòu)；共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)；聚合物晶態(tài)結(jié)構(gòu)；

3、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。（四）晶體缺陷1基本內(nèi)容點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)的基本概念、位錯(cuò)的能量及其交互作用、晶體中的界面2教學(xué)要求（1）了解：實(shí)際晶體常存在各種偏離理想結(jié)構(gòu)的區(qū)域晶體缺陷、了解點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷三類。了解晶體缺陷有利于分析研究結(jié)構(gòu)敏感性能的變化規(guī)律和相變、擴(kuò)散、塑性變形、再結(jié)晶以及氧化、燒結(jié)等現(xiàn)象，對(duì)探索材料晶體中的奧秘和推動(dòng)材料科學(xué)的發(fā)展起著重要作用。 （2）掌握點(diǎn)缺陷的運(yùn)動(dòng)；點(diǎn)缺陷的平衡濃度；位錯(cuò)的基本結(jié)構(gòu)；位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)；位錯(cuò)的彈性性質(zhì)；面缺陷：晶界，孿晶界，相界，外表面。（五）材料的相結(jié)構(gòu)和相圖 1基本內(nèi)容（1）材料的相結(jié)構(gòu)（2）二元相圖及其類型（3）相圖的熱力學(xué)基礎(chǔ)2教學(xué)要求了解，掌握相圖、

4、相平衡條件；相圖的熱力學(xué)基礎(chǔ)（六）材料的凝固與氣相沉積1基本內(nèi)容材料凝固時(shí)晶核的形成、材料凝固時(shí)晶體的生長(zhǎng)、共晶合金的凝固、用凝固法材料的制備技術(shù)、材料的非晶態(tài)、材料的氣固轉(zhuǎn)變、氣相沉積的材料制備技術(shù)2教學(xué)要求了解：凝固時(shí)晶核的形成，材料凝固時(shí)晶體的生長(zhǎng)；掌握氣相沉積的材料制備技術(shù)（七）擴(kuò)散與固態(tài)相變1基本內(nèi)容擴(kuò)散定律及其應(yīng)用、擴(kuò)散機(jī)制、影響擴(kuò)散的因素與擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力、固態(tài)相變中的形核、固態(tài)相變的晶體生長(zhǎng)2教學(xué)要求了解：擴(kuò)散機(jī)制及其應(yīng)用；掌握：影響擴(kuò)散的因素與擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力、固態(tài)相變中的形核、固態(tài)相變的晶體生長(zhǎng)三、學(xué)時(shí)分配表序號(hào)內(nèi) 容講授課內(nèi)實(shí)踐小計(jì)1導(dǎo)論222材料結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)443材料中的晶體結(jié)構(gòu)884晶體缺陷10105材料的相結(jié)構(gòu)和相圖10106材料的凝固與氣相沉積887擴(kuò)散與固態(tài)相變66合 計(jì)4848四、課程考核課程考核要求和辦法：通過(guò)平時(shí)考核與期末考試詳解和的方法，考查學(xué)生掌握基本概念和重點(diǎn)章節(jié)如相圖、擴(kuò)散和缺陷的計(jì)算等，結(jié)合本課程知識(shí)點(diǎn)多的特點(diǎn)，要求學(xué)生能在理解的基礎(chǔ)上活學(xué)活用。成績(jī)?cè)u(píng)定辦法：平時(shí)考查占30%，期末考試占70%。五、有關(guān)說(shuō)明（一）先修課程大學(xué)物理上，大學(xué)物理下。（二）教學(xué)建議在講授時(shí)，注意結(jié)合金屬學(xué)發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，并拓寬至半導(dǎo)體材料工業(yè)；認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生做好作業(yè)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)際能力。（三）教學(xué)參考書(shū)