上海交大材料科学基础课件教学大纲.doc

课程名称：材料科学基础/Fundamentals of Materials Science课堂学时：90实验学时：36适用专业：材料科学与工程类专业、冶金类专业和机电类专业 一、课程的性质、地位、任务 ????《材料科学基础》是材料类和冶金类专业的一门主干课，也是该专业的主要技术基础课。通过讲课、实验、课堂讨论和课外实践等 各个教学环节，将金属学、陶瓷学和高分子物理的基础理论融合为一体，以研究材料共性规律，即研究材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系，指 导材料的设计和应用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。 二、课程的教学内容和基本要求 绪论（1学时） ????了解材料的发展史、材料科学的研究对象和内容以及学习本课程的目的意义和要求。 第一章??原子结构和键合（4学时） ????了解物质由原子组成，而组成材料的各元素的原子结构和原子间的键合是决定材料性能的重要因素。????§1 原子结构????????????(一)、原子结构；????(二)、原子间的键合；????(三)、高分子链。????§2 原子间的键合????????????(一)、金属键????????(二)、离子键????????????(三)、共价键????????????????(四)、范德华力??????(五)、氢键????§3 高分子链????????????(一)、结构单元的化学组成??????????????????1．碳链高分子??2．杂链分子??3．元素有机高分子??4．无机高分子????????????(二)、高分子链结构单元的键合方式??????????????????1．均聚物结构单元顺序 ??2．共聚物的序列结构????????????(三)、高分子链的几何形状????????????(四)、高分子链的构型 第二章??固体结构(8学时) ????固态原子按其原子（或分子）聚集的状态，可划分为晶体与非晶体两大类。晶体中的原子在空间呈有规则的周期性重复排列；而非晶体中的原子则是 无规则排列的。材料的性能与材料各元素的原子结构和键合密切相关，也与固态材料中原子或分子在空间的分布排列和运动规律以及原子集合体的形貌特征密切相 关。????§1 晶体学基础????????????(一)、晶体的空间点阵??????????????????1．空间点阵概念??2．晶胞??3．晶系与布拉菲点阵??4．晶体结构与空间点阵的关系????????????(二)、晶向指数和晶面指数??????????????????1．阵点坐标??2．晶向指数??3．晶面指数??4．六方晶系指数??5．晶带??6．晶面间距????§2 金属的晶体结构????????????(一)、面心立方晶体结构的晶体学特征????????????(二)、体心立方晶体结构的晶体学特征????????????(三)、密排六方晶体结构的晶体学特征????§3 金属的相结构????????????(一)、固溶体??????????????????1．置换固溶体??2．间隙固溶体??3．有序固溶体??4．固溶体的性质????????????(二)、中间相??????????????????1．正常价化合物??2．电子化合物??????????????????3．原子尺寸因素化合物??????????????????????(ⅰ)间隙相和间隙化合物??(ⅱ)拓扑密堆相????§4 离子晶体结构????????????(一)、NaCl型结构????(二)、萤石型结构????(三)、CsCl型结构????(四)、a-Al2O3型结构????§5 共价晶体结构????????????(一)、金刚石结构????(二)、SiO2结构??????(三)、VA、VIA族亚金属结构????§6 聚合物晶态结构????????????(一)、晶胞结构??????(二)、晶态结构模型??(三)、聚合物结晶形态????§7 非晶态结构 第三章??晶体缺陷(12学时) ????实际晶体常存在各种偏离理想结构的区域晶体缺陷。根据晶体缺陷分布的几何特征可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。了解晶体缺陷有利于分析研 究结构敏感性能的变化规律和相变、扩散、塑性变形、再结晶以及氧化、烧结等现象，对探索材料晶体中的奥秘和推动材料科学的发展起着重要作用。????§1 点缺陷????????????(一)、空位与间隙原子????(二)、电缺陷的运动????(三)、点缺陷的平衡浓度????§2 线缺陷????????????(一)、位错概念的引入????????????(二)、位错的基本结构?????????????