材料科学基础 教学要求

1、材料科学基础材料科学基础材料科学基础材料科学基础The Foundation of Material science The Foundation of Material science 第一章第一章 工程材料中的原子排列工程材料中的原子排列教学要求：教学要求： 了解结合键基本分类，掌握金属材料、无机非金属材料、高了解结合键基本分类，掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料的性能特点与结合键的相互关系。分子材料的性能特点与结合键的相互关系。 晶体与非晶体的本质区别及性能差异。晶体与非晶体的本质区别及性能差异。 掌握并熟练立方晶系晶面、晶向及其指数的标定，区别三指掌握并熟练立方晶系晶面、晶向及其

2、指数的标定，区别三指数与四指数标定的主要异同。数与四指数标定的主要异同。材料科学基础材料科学基础 典型的晶体结构：掌握晶胞原子数、配位数、致密度等典型典型的晶体结构：掌握晶胞原子数、配位数、致密度等典型特征，熟知不同晶体结构下的常见的材料特征，熟知不同晶体结构下的常见的材料 掌握三种典型晶体结构的堆垛模型及对应的晶格间隙特点掌握三种典型晶体结构的堆垛模型及对应的晶格间隙特点。 熟悉纯铁的同素异构转变转变。熟悉纯铁的同素异构转变转变。第一章第一章 工程材料中的原子排列工程材料中的原子排列 面缺陷的含义，理解依据位向差对晶界的各种分类，了解面缺陷的含义，理解依据位向差对晶界的各种分类，了解小角晶界

3、中的两种类型及其经典模型，位向差与晶界能的小角晶界中的两种类型及其经典模型，位向差与晶界能的关系。关系。材料科学基础材料科学基础 位错：位错：位错的分类位错的分类 ( (刃型位错、螺型位错刃型位错、螺型位错) )及其对应的模型；及其对应的模型； 柏氏矢量对位错的表征，熟悉柏氏矢量对位错的表征，熟悉b b判断位错判断位错类型类型；b b的特征的特征( (唯一唯一性，守恒性性，守恒性) ) 理解位错密度的含义及其对金属性能的影响。理解位错密度的含义及其对金属性能的影响。 掌握位错的运动方式，位错的运动和晶体滑动的关系，位错运掌握位错的运动方式，位错的运动和晶体滑动的关系，位错运动与动与b b的关系

4、。的关系。 掌握位错的畸变能与掌握位错的畸变能与b b的关系。的关系。 位错反应的何条件、能量条件的分析和判断；位错反应的何条件、能量条件的分析和判断； 位错的增殖、塞积、交割的含义及其对性能的影响。位错的增殖、塞积、交割的含义及其对性能的影响。 位错中的典型全位错与不全位错，堆垛层错的含义。位错中的典型全位错与不全位错，堆垛层错的含义。材料科学基础材料科学基础第二章第二章 固体中的相结构固体中的相结构教学要求：教学要求： 掌握固溶体的定义、晶体结构特点，分类方法。了解置换固掌握固溶体的定义、晶体结构特点，分类方法。了解置换固溶体的四个影响因素，掌握间隙固溶体的概念，间隙固溶体溶体的四个影响因

5、素，掌握间隙固溶体的概念，间隙固溶体中固溶度的影响因素。掌握固溶强化，熟悉固溶体类型对固中固溶度的影响因素。掌握固溶强化，熟悉固溶体类型对固溶强化的影响，了解有序强化。溶强化的影响，了解有序强化。 掌握金属化合物的含义、分类及其主要性能、应用特点。掌握金属化合物的含义、分类及其主要性能、应用特点。材料科学基础材料科学基础第三章第三章 凝固与结晶凝固与结晶教学要求：教学要求： 理解凝固与结晶的含义和结晶的基本过程。理解凝固与结晶的含义和结晶的基本过程。 掌握纯金属结晶的必要条件、热力学条件、结构条件和能掌握纯金属结晶的必要条件、热力学条件、结构条件和能量条件等。掌握过冷对结晶的驱动力和阻力的影响

6、。掌握量条件等。掌握过冷对结晶的驱动力和阻力的影响。掌握两种典型形核方式两种典型形核方式( (均匀形核与非均匀形核均匀形核与非均匀形核) )的特点，生产的特点，生产工艺中促进形核的主要措施。工艺中促进形核的主要措施。材料科学基础材料科学基础第三章第三章 凝固与结晶凝固与结晶 了解形核和长大对结晶的主要影响，掌握液固界面的宏观、了解形核和长大对结晶的主要影响，掌握液固界面的宏观、微观形态特征，两种界面适用材料和长大机制、长大动力微观形态特征，两种界面适用材料和长大机制、长大动力学学( (长大速度长大速度) )特征。理解不同温度梯度与液固界面结构对特征。理解不同温度梯度与液固界面结构对长大形态的影

7、响规律，掌握枝晶生长的含义。长大形态的影响规律，掌握枝晶生长的含义。 理解晶粒度的含义、标准晶粒度等级判断粗、细晶。正确理解晶粒度的含义、标准晶粒度等级判断粗、细晶。正确理解细化晶粒对材料性能的影响规律和常用的细化晶粒组理解细化晶粒对材料性能的影响规律和常用的细化晶粒组织的措施和手段。织的措施和手段。材料科学基础材料科学基础材料科学基础材料科学基础第四章第四章 相相 图图教学要求：教学要求： 能够理解能够理解“相相”和和“组织组织”的概念，掌握相律的表征及含的概念，掌握相律的表征及含义。义。 掌握匀晶转变、单析转变、共晶转变、共析转变、包晶转掌握匀晶转变、单析转变、共晶转变、共析转变、包晶转变

8、的基本形式。掌握纯金属与固溶体合金在结晶时的主要变的基本形式。掌握纯金属与固溶体合金在结晶时的主要差别和共同点。差别和共同点。 理解相图的平衡结晶与非平衡结晶的含义，掌握微观偏析理解相图的平衡结晶与非平衡结晶的含义，掌握微观偏析与宏观偏析的成因、主要类型、危害和处理措施，金属铸与宏观偏析的成因、主要类型、危害和处理措施，金属铸锭的三区特征、分布及典型的宏观偏析。锭的三区特征、分布及典型的宏观偏析。材料科学基础材料科学基础第四章第四章 相相 图图 掌握二元相图的分析方法并能标注相图的相区和组织；针对掌握二元相图的分析方法并能标注相图的相区和组织；针对具有水平转变具有水平转变( (共晶、共析转变共

9、晶、共析转变) )和脱溶转变过程能够进行组和脱溶转变过程能够进行组织、相的分析，组织组成物、相组成物的计算。织、相的分析，组织组成物、相组成物的计算。 熟悉铁碳合金相图，掌握各类铁碳合金的分类方法和其成分、熟悉铁碳合金相图，掌握各类铁碳合金的分类方法和其成分、组织特征，了解不同类型铁碳合金的性能和应用特点，组织组织特征，了解不同类型铁碳合金的性能和应用特点，组织组成和相组成的杠杆定律的分析和相关计算需要掌握。组成和相组成的杠杆定律的分析和相关计算需要掌握。材料科学基础材料科学基础第六章第六章 塑性变形塑性变形 掌握塑性变形的基本模式下滑移的产生条件、特点以及典型形掌握塑性变形的基本模式下滑移的

10、产生条件、特点以及典型形貌特征。熟悉常见的典型晶体结构貌特征。熟悉常见的典型晶体结构(fcc(fcc、bcc)bcc)的滑移系特点，的滑移系特点，掌握金属塑性与滑移系的相互关系。掌握金属塑性与滑移系的相互关系。 理解金属的屈服与临界切应力的关系，掌握临界切应力的含义。理解金属的屈服与临界切应力的关系，掌握临界切应力的含义。能够进行典型晶体结构下不同滑移系的取向因子的分析与计算能够进行典型晶体结构下不同滑移系的取向因子的分析与计算( (取向因子取向因子m m计算，计算，coscos，coscos的确定的确定三个方向：外力方三个方向：外力方向，滑移面法线方向，滑移方向；两种情况向，滑移面法线方向，

11、滑移方向；两种情况已知外力轴，已知外力轴，未知外力轴未知外力轴) )。理解外加载荷、应力、晶体滑移、临界切应力。理解外加载荷、应力、晶体滑移、临界切应力的关系。的关系。材料科学基础材料科学基础第六章第六章 塑性变形塑性变形 理解晶体滑移中的几何硬化、几何软化理解晶体滑移中的几何硬化、几何软化, ,掌握交滑移、多滑移、掌握交滑移、多滑移、单滑移的含义、形貌特征，理解位错运动与滑移类型的关系单滑移的含义、形貌特征，理解位错运动与滑移类型的关系。 掌握孪生变形的产生条件、主要特点，能理解不同塑性变形机掌握孪生变形的产生条件、主要特点，能理解不同塑性变形机制的主要区别及其形貌特征。制的主要区别及其形貌

12、特征。 了解多晶体金属塑性变形的基本机制和条件。掌握细晶强化、了解多晶体金属塑性变形的基本机制和条件。掌握细晶强化、细晶韧化，理解霍尔细晶韧化，理解霍尔- -佩奇公式的含义。佩奇公式的含义。 了解固溶强化的模型了解固溶强化的模型柯氏气团以及该结构对屈服、应变时效、柯氏气团以及该结构对屈服、应变时效、吕德斯带的影响。吕德斯带的影响。材料科学基础材料科学基础第六章第六章 塑性变形塑性变形 了解金属材料强化的机制，理解聚合型多相合金强化的两种了解金属材料强化的机制，理解聚合型多相合金强化的两种情况情况( (多相均为软韧相时的混合定则；多相中强化相的不同分多相均为软韧相时的混合定则；多相中强化相的不同

13、分布、形态对性能的作用布、形态对性能的作用) )。理解弥散强化和沉淀强化。理解弥散强化和沉淀强化。 掌握冷变形的组织的主要特征掌握冷变形的组织的主要特征: :纤维组织的及其特征；织纤维组织的及其特征；织构的类型及其表征、危害。构的类型及其表征、危害。 了解储存能的基本分类和作用了解储存能的基本分类和作用, ,掌握加工硬化。掌握加工硬化。 热塑性聚合物的塑性变形与温度、加载速度的关系，了解剪热塑性聚合物的塑性变形与温度、加载速度的关系，了解剪切带和银纹的特征。了解热固性聚合物的塑性变形特点和陶切带和银纹的特征。了解热固性聚合物的塑性变形特点和陶瓷的塑性变形机制。瓷的塑性变形机制。材料科学基础材料

14、科学基础第七章第七章 回复与再结晶回复与再结晶 本章总纲：掌握冷变形金属在加热过程中产生的组织、性能本章总纲：掌握冷变形金属在加热过程中产生的组织、性能的变化规律。的变化规律。 回复：掌握回复的驱动力、组织、性能特点。回复：掌握回复的驱动力、组织、性能特点。 了解回复的类型及晶体缺陷了解回复的类型及晶体缺陷( (位错位错) )的变化特征，了解多变的变化特征，了解多变化化( (回复亚晶回复亚晶) )的形成机制。的形成机制。 掌握回复的工程应用。掌握回复的工程应用。 再结晶：掌握再结晶的驱动力、组织、性能特点。了解不同再结晶：掌握再结晶的驱动力、组织、性能特点。了解不同再结晶形核机制及其条件。再结

15、晶形核机制及其条件。 理解再结晶的动力学特征。理解再结晶的动力学特征。材料科学基础材料科学基础 区分固态相变与再结晶的主要特征，掌握再结晶温度的计算区分固态相变与再结晶的主要特征，掌握再结晶温度的计算方法。方法。 理解临界变形度以及原始晶粒组织对再结晶晶粒度的影响。理解临界变形度以及原始晶粒组织对再结晶晶粒度的影响。 晶粒长大：掌握晶粒长大：掌握( (再结晶后再结晶后) )晶粒长大的驱动力及其不同类型晶粒长大的驱动力及其不同类型的组织、性能特征，了解晶粒长大的机制。能正确区分正常的组织、性能特征，了解晶粒长大的机制。能正确区分正常长大、反常长大的长大规律及组织。长大、反常长大的长大规律及组织。

16、 掌握再结晶全图及再结晶的工程应用，了解再结晶孪晶与再掌握再结晶全图及再结晶的工程应用，了解再结晶孪晶与再结晶织构。结晶织构。 能够正确区分冷热加工及其实质，了解冷、热加工中的再结能够正确区分冷热加工及其实质，了解冷、热加工中的再结晶和回复特征。理解冷加工、热加工在组织和性能的上主要晶和回复特征。理解冷加工、热加工在组织和性能的上主要相同点和区别相同点和区别( (纤维组织、流线、带状组织等特点纤维组织、流线、带状组织等特点) )。第七章第七章 回复与再结晶回复与再结晶材料科学基础材料科学基础第八章第八章 固态相变固态相变 理解固态相变的定义、三个变化特征。掌握固态相变的分类理解固态相变的定义、三个变化特征。掌握固态相变的分类方法，能正确区分不同固态相变类型的相变特点。方法，能正确区分不同固态相变类型的相变特点。 理解固态相变的相变动力和阻力理解固态相变的相变动力和阻力(