《材料物理性能料》课程简介和教学大纲

1、材料物理性能料课程简介课程编号：02034021课程名称：材料物理性能料 / Physical Properties of Materials学分: 3学时： 48 （课内实验： 6 ）适用专业：材料科学与工程专业建议修读学期：5先修课程：普通物理、材料科学基础考核方式与成绩评定标准：考核方式：笔试 + 平时（含实验）；成绩评定标准：笔试（70%）+ 平时（30%）。教材与主要参考书目：1教材：材料物理性能，主编：邱成军，王元化，曲伟；哈尔滨工业大学出版社，2009年1月第3版2010年7月第5次印刷；书号：ISBN 978-7-5603-1827-1。2参考教材：田莳，材料物理性能，北京航空

2、航天工业大学出版社，2001.8.王从曾, 金属物理性能，北京工业大学出版社，2001年。宋学孟，金属物理性能分析，机械工业出版社，1990内容概述：中文：材料物理性能是“材料科学与工程”一级学科专业（包括：材料物理、金属材料、无机非金属）学生必修的一门重要专业基础课。本课程系统介绍材料的热、电、光、磁、弹性与内耗等物理性能的微观本质、影响因素、及其变化规律。通过物理模型的建立、性能指标的检测、物理效应的分析与应用，使学生能从原子、分子层次，科学认识材料宏观性能与微观结构、化学成分、及制备工艺之间的内在关联性，从而系统、全面掌握材料的成分配方、工艺技术、及性能测试与分析等基本实验技能，为传统材

3、料的改性与新材料的研发打下基础。本课程注重材料科学基础的内涵与材料工程实践知识的结合，加强协调材料科学与工程的关系，以满足培养宽口径材料科学与工程人才的需要。2013年被评为省级精品课程。英文：Physical Properties of Materials (B)is an important compulsory course for the undergraduate students of Materials Science and Engineering, including materialsphysical specialty, metal and materials, and

4、inorganic non-metallic materials. Through the study of this course, students can gain the basic knowledge and professional skills in materials science and Engineering. The relationship between the material science and engineering is well coordinated in this course by strengthening the foundation and

5、 expanding specialty scope for the first level discipline to meet the needs of wide caliber talents in materials science and engineering. This course systematically introduces the content of thermal, electric, optical, magnetic, elastic and internal friction performance, and their detection and anal

6、ysis methods as well, mainly expounds the relation between the physical model, the performance variation, influencing factors on the properties and physical effects, with aims at making the students to master the material properties from the physical effect and micro mechanism of materials, and to l

7、ay the foundation for the development of new materials. In 2009 the course was rated as excellent course in our university, in 2013 was electedas an excellent course in Anhui province.材料物理性能料教学大纲课程编号：02034021课程名称：材料物理性能料 / Physical Properties of Materials学分:3学时： 48 （课内实验： 6）适用专业：材料科学与工程专业建议修读学期：5先修课

8、程：普通物理、材料科学基础课程性质、目的与任务【课程性质】材料物理性能是“材料科学与工程”一级学科专业学生必修的一门重要专业基础课，同时也是该专业的核心课程之一。本课程系统介绍材料的热、电、光、磁、弹性与内耗等物理性能的微观本质、影响因素、及其变化规律等基本知识。通过建立物理模型、性能检测、物理效应的分析与应用，使学生能从原子、分子层次，科学认识材料的成分、工艺、与性能间的关联性，系统掌握材料性能的测试与分析方法等基本实验技能，为传统材料的改性与新材料的研发打下基础。【教学目的与任务】本课程注重材料科学基础的内涵与材料工程实践知识的结合，以及课本知识与前沿科技的融合。通过知识的系统传授、思想方

9、法的凝练与熏陶，培养学生的认知能力和创新意识，提高学生分析和解决科技与工程实际问题的能力，以满足培养宽口径材料科学与工程人才的需要。材料物理性能系统讲授材料物理性能的物理本质、变化规律、及性能测试与分析方法，使学生能科学认识材料的成分、工艺、与性能间的关联性，系统掌握材料的制备、性能测试与分析方法等基本实验技能，为传统材料的改性与新材料的研发打下基础。本课程目标分为课程教学和课程实验两部分：课程教学：课程目的是提高学生对材料性能调控规律的认识，使学生能正确地进行材料性能的设计、制备工艺的调控、及将原理的灵活运用，提高解决工程科技中实际问题的能力。实验教学：通过实验培养学生运用知识、提升实验技能

10、，团队合作、书写实验报告的能力。【对应毕业要求】对应指标点：3.1：能够设计针对新材料的研发、应用和工艺改进等复杂工程问题的解决方案。4.1：掌握材料科学与工程研究的方法与能力。二、教学内容及学时分配（按章节列出内容要求学时等，实验上机项目要列在课程内容一栏）材料物理性能总学时数为48学时，其中理论教学为42学时，实验教学为6学时；课程教学共有6章，具体内容及学时安排等如下表所示：课程内容教学要求重点（）难点（）学时安排实验学时上机学时备注第一章.材料的热学性能A11第1节材料的热容41.1 热容的基本概念及热容理论A1.2 热容的影响因素B1.3 热容的测试方法及热分析的应用B第2节材料的热

11、膨胀42.1 热膨胀的物理本质B2.2 热膨胀的影响因素B2.3 热膨胀的测试方法及应用A第3节热传导和热稳定性13.1 基本概念和相关定律A3.2物理机理和影响因素B3.3 测试原理及应用A第4节热电性24.1 热电效应及其规律B4.2 影响热电势的因素B4.3 热电性分析及其应用A第二章.电学性能102.1 材料的导电性B12.2 导体、绝缘体、半导体的导电性A12.3 导电性的影响因素B12.4 电阻分析的应用A12.5 材料的压电、铁电、光电、磁电性及其应用B22.6 超导电性研究专题报告C2实验一、用双臂电桥研究淬火钢的回火转变2第三章. 光学性能33.1 光传播的基本理论A3.2

12、光的反射和折射B3.3 材料对光的吸收和色散B3.4 晶体的双折射和二向色性B3.5材料的受激辐射和激光C第四章. 磁学性能124.1 物质的磁性与分类A4.2 铁磁体的物理本质B4.3 铁磁体的磁各向异性A4.4 磁致伸缩和磁弹性能C4.5 磁畴的形成和磁畴结构B4.6 技术磁化和反磁化过程A4.7 影响铁磁性的因素B4.8 磁性的测量与磁性分析的应用A4.9 新型磁性材料与自旋电子学（前沿专题）A2实验二、冲击法测量软磁材料磁化曲线及磁滞回线2选做实验二：用磁力显微镜观测NdFeB永磁体的磁畴2选做第五章.弹性与内耗85.1 材料的弹性A5.2 影响弹性模量的因素B5.3弹性模量的测量及应

13、用A5.4 滞弹性与内耗B5.5 内耗产生的机制B5.6 内耗的测量方法及应用A实验三、共振法测定金属材料杨氏模量及内耗2第六章.核物理检测方法及其应用C46.1 概述6.2 原子核的组成及核辐射6.3 放射强度的测量及其应用6.4 穆斯堡尔效应及其应用6.5 核磁共振及其应用6.6 正电子湮没及其应用6.7 中子散射及其应用（教学基本要求：A-熟练掌握；B-掌握；C-了解）三、建议实验（上机）项目及学时分配（根据实验情况选做3个实验）实验一：用双臂电桥研究淬火钢的回火转变（2学时）实验二：用振动样品磁强计测定铁磁样品的基本磁性参数（2学时）实验三：用悬丝藕合共振法测定金属材料的杨氏模量及内耗

14、（2学时）实验四：用磁力显微镜观测NdFeB永磁体的磁畴（2学时）四、教学方法与教学手段1. 教材与内容：课程教学以课堂讲授为主，指定教材与参考教材相结合，自编课件与专题前沿讲座相结合；课堂提问、讨论、及课后作业相结合；理论授课与实验相结合；。2. 采用多媒体课件与板书相结合教学教学方法。采用启发式、归纳类比法、教学模型等传统教学方法，突出重点、分散难点；重点凝练思想方法与创新意识的培养。使学生对于主要的内容有清晰、深刻的印象。3. 配合实验，开展实践教学，注重理论联系实际并培养学生分析问题、解决问题的能力。4. 正确处理材料物理性能与基础课、专业课的关系，利用基础课所学过的知识并结合专业特点讲授材料物理性能。五、考核方式与成绩评定标准课程考核成绩采用平时成绩+期终考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的30%，平时成绩考核采用作业、实验和报告相结合的方式；期终考试成绩占课程考核成绩的70%，期终考试试卷对应该课程支撑毕业要求指标点的情况如下表所示：课程支撑毕业要求指标点在试卷中的相应