金属腐蚀与防护课程教学大纲-西安工业大学北方信息工程学院 联系客服

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的特点,建议命题采用填空、选择、简答、图形等题型。

七、建议使用教材及主要教学参考资料

㈠ 教材:

《机械制造基础》(工程材料及热加工工艺基础),侯书林,朱海,机械工业出版社,2006 ㈡ 主要教学参考资料:

1 《机械制造概论》,许本枢,机械工业出版社,2003

2 《工程材料及机械制造基础》相瑜才,孙维连,机械工业出版社,2004

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《材料科学基础》课程教学大纲

英文名称: Fundamentals of Material Sciences 课程编码:150601 课内教学时数:80 学分:5学分

适用专业:金属材料工程 开课单位:机电信息系 修订人:刘鹏 审核人:张伟

修订时间:2014年10月

一、课程的性质和任务

《材料科学基础》是金属材料工程与材料物流专业本科生的一门重要的专业基础课,它以物理学、物理化学、化学等为基础,涉及材料晶体结构、材料热力学、材料动力学、材料性能等系统的材料科学知识。本课程将系统、全面地介绍材料基础理论知识,诸如材料的结合键、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形与强化。本课程的教学目的是使学生系统掌握材料的化学成分、组织结构与性能之间的关系及其变化规律的基础理论以及显微组织的分析方法,为后继专业课如材料加工成型、材料热处理、材料的性能、工程材料学、材料测试、材料的近代研究方法、计算机在材料科学中的应用等,的学习奠定基础。

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点

第一单元 原子结构与键合

㈠ 基本要求 了解原子的结构,掌握原子间的结合键对材料性能的影响,并能用结合键的特征解释材料的性能。

㈡ 教学重点 原子之间的结合键,如金属键,离子键,共价键等对材料性能的影响。 ㈢ 教学难点 运用原子之间的结合键解释材料的性能。 ㈣ 教学内容 1 原子结构 (1) 物质的组成 (2) 原子的结构 (3) 原子的电子结构 (4) 元素周期表 16

2 原子间的键合 (1) 金属键 (2) 离子键 (3) 共价键 (4) 范德瓦耳斯力 (5) 氢键 3 高分子链

(1) 高分子链的近程结构 (2) 高分子链的远程结构

第二单元 固体结构

㈠ 基本要求 了解晶体和非晶体的区别;了解离子、共价和聚合物的晶态结构及相对应的性能特点;了解单晶体、多晶体、晶粒和晶界等概念;理解空间点阵、晶格、晶胞、晶系(七个),布拉菲点阵(14种)、 晶面指数、晶向指数、晶面间距、各向同性与各向异性、同素异构转变(重结晶)、相、组织、固溶体、中间相(金属间化合物)的概念;熟练掌握求晶面间距d(hkl)、晶面夹角以及晶带轴定理和三种典型晶体结构的特征。

㈡ 教学重点 有关晶体学的基础知识和纯金属的晶体结构、离子晶体的结构、共价晶体的结构和高分子材料的结构。

㈢ 教学难点 晶面指数与晶向指数;晶体的对称性;离子晶体的结构规则;高分子材料的结构。 ㈣ 教学内容 1 晶体学基础 (1) 空间点阵和晶胞 (2) 晶向指数和晶面指数 (3) 晶体的对称性 (4) 极射投影 (5) 倒易点阵 2 金属的晶体结构

(1) 三种典型的金属晶体结构 (2) 晶体的原子堆垛方式和间隙 (3) 多晶型 3 合金相结构 (1) 固溶体 (2) 中间相 4 离子晶体的结构 (1) 离子晶体的结构规则

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(2) 典型的离子晶体结构 (3) 硅酸盐的晶体结构 5 共价晶体的结构 6 聚合物晶体结构 (1) 聚合物的晶体形态 (2) 聚合物晶态结构的模型 (3) 聚合物晶体的晶胞结构 7 非晶态结构

第三单元 晶体缺陷

㈠ 基本要求 了解关于位错的应力场、位错的应变能、线张力、等知识;理解点缺陷、线缺陷、面缺陷的模型和特点;掌握点缺陷(Schottky空位、Frankel空位、间隙原子、置换原子 等)、线缺陷(刃型位错、螺型位错、混合型位错、全位错、不全位错、堆垛层错)、面缺陷(表面、界面、界面能、晶界、相界)等概念;理解并掌握位错源、位错生成、位错增殖、位错分解与合成、位错反应以及晶界的特性(大、小角度晶界)、孪晶界、相界的类型。熟练掌握柏氏矢量、位错运动(滑移、(双)交滑移、多滑移、攀移)、位错的相互作用(交割、割价、扭折、塞积)。

㈡ 教学重点 点缺陷的平衡浓度公式;位错类型的判断及其特征、位错的运动与晶体滑移的关系;柏氏矢量的特征;位错源、位错的增殖(F-R源、双交滑移机制等)和运动、交割。

㈢ 教学难点 位错模型,位错的能量及交互作用,位错的应力场,不全位错的原子模型。 ㈣ 教学内容 1 点缺陷 (1) 点缺陷的形成 (2) 点缺陷的平衡浓度 (3) 点缺陷的运动 2 位错

(1) 位错的基本类型和特征 (2) 柏氏矢量 (3) 位错的运动 (4) 位错的弹性性质 (5) 位错的生成和增值 (6) 实际晶体结构中的位错 3 表面与界面 (1) 外表面 (2) 晶界和亚晶界 (3) 孪晶界 18