文档介绍：《材料物理导论》课程教学大纲
课程英文名称: An Introduction to Materials Physics
课程编号:0312083002
课程计划学时: 48
学分: 3
课程简介:
本课程的目的主要是让材料物理专业的学生在课程学****期间了解利用物理学的方法处理材料科学中问题。学会从物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律出发,说明材料的微观结构、组织形貌、原子电子运动状态及它们与材料性能和成分之间的关系。
本课程要求理解材料的力学、热学、电学、磁学、光学、声学以及材料的功能转换等内容。通过该课程的学****能深刻理解材料的各种性能及主要影响因素,并能在材料研究中建立相应的物理模型,阐述材料结构、性能和它们在各种外界条件下发生的变化及其变化规律。
一、课程教学内容及教学基本要求
第一章材料的力学
本章重点:材料的形变;材料的塑性、蠕变与黏弹性;材料的断裂与机械强度;材料的力学与显微结构。
难点:材料的塑性、蠕变与黏弹性; 材料的断裂与机械强度。
了解:材料的量子力学基础;材料的力学与显微结构。
本章学时:6学时
教学形式:讲授
教具:黑板,粉笔
第一节材料的形变;材料的塑性、蠕变与黏弹性
本节要求:掌握:材料的形变(考核概率30%)。掌握:材料的塑性、蠕变与黏弹性(考核概率50%)。(重点,难点)
1材料的形变:应力;应变;弹性形变;黏性形变(重点)
2材料的塑性、蠕变与黏弹性:材料发塑性;材料的蠕变;材料的黏弹性(重点,难点)
第二节材料的断裂与机械强度
本节要求:掌握:材料的理论结合强度;材料的脆性断裂与韧性断裂(考核概率70%)。掌握:材料的裂纹断裂理论;材料的断裂韧性;材料的强度(考核概率70%)。
1材料的理论结合强度(重点,难点)
2材料的脆性断裂与韧性断裂(重点,难点)
3材料的裂纹断裂理论(重点,难点)
4材料的断裂韧性(重点,难点)
5材料的强度(重点,难点)
第三节材料的量子力学基础;材料的力学与显微结构
本节要求:了解:材料的量子力学基础。掌握:材料的力学与显微结构。(重点)(考核概率80%)
1材料的量子力学基础:古典量子力论;量子力学的假设;薛定谔方程;量子力学的应用。
2材料的力学与显微结构:纳米陶瓷复合材料显微结构对力学性能的影响;微米陶瓷复合材料显微结构对力学性能的影响;层状结构复合材料显微结构对力学性能的影响;相变增韧复合材料显微结构对力学性能的影响(重点)
3 第一章的小结。
作业:认真复****本章内容,教科书中的****题(只要求与掌握内容有关的)。
第二章材料的热学
本章重点: 材料的热容量;材料的热膨胀;材料的热传导;材料的热稳定性。
难点:材料的热膨胀;材料的热传导;材料的热稳定性。
了解:热力学与统计力学概要。
本章学时:6学时
教学形式:讲授
教具: 黑板,粉笔
第一节热力学与统计力学概要;材料的热容量;材料的热膨胀
本节要求:了解:热力学与统计力学概要。掌握:材料的热容量;材料的热膨胀(考核概率100%)。
1热力学与统计力学概要:热力学与统计力学的关系;热力学概要;统计力学概要。
2材料的热容量:晶格的热振动;热容量的经验定律;热容量的经典理论;热容量的量子理论;实际材料的热容量(重点)。
3材料的热膨胀:热膨胀的定义;热膨胀的微观机理;实际材料的热膨胀(重点,难点)。
第二节材料的热传导;材料的热稳定性
本节要求:掌握:材料的热传导(重点,难点)(考核概率100%)。掌握:材料的热稳定性(重点,难点)(考核概率100%)。
1材料的热传导:热传导的定义;材料热传导的微观机理;实际材料的热导率(重点,难点)
2材料的热稳定性:热稳定性的定义;材料的热应力断裂;材料的热应力损伤;实际材料的热稳定性(重点,难点)。
第三节集成电路用基片材料
本节要求:理解:集成电路用基片材料的分类及性能(考核概率30%)。
1氧化铝材料和氮化铝材料。
2金刚石薄膜材料。
3复合陶瓷和金属复合材料。
4聚合物-陶瓷复合基片材料。
5第二章的小结。
作业:认真复****本章内容。教科书中的****题(只要求与掌握内容有关的)。
第三章材料的电学
本章重点:金属的自由电子论;能带理论;材料的电导;材料的介电性;材料的超导性;高温超导材料。
难点:能带理论;材料的电导。
本章学时:8学时
教学形式:讲授
教具: 黑板,粉笔
第一节金属的自由电子论;能带理论
本节要求:理解:金属的自由电子论(重点:考核概率30%);掌握:能带理论(重点,难点:考核概率100%)。
1金属的自由电子论:金属的自由电子气模型;金属的电导率。
2能带理论:布洛赫定理;准自由电子近似的电子能谱;导体÷半导体与介