材料性能I(材料物理性能)课程教学大纲

大学生电脑主页 - dxsdiannao.com – 大学生喜欢的都在这里 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 性能I（材料物理性能）课程教学大纲 课程学时及与其他课程的衔接情况 计划学时：36 开课时间：材料科学与工程专业， 第六学期 先修课程：材料科学与工程基础（I），大学物理（近代物理学部分） 并行专业课程： 材料科学与工程基础（II），材料分析方法 教学目的： 材料性能I（材料物理性能）是材料科学与工程专业的核心课程之一。立足于培养材料应用和材料制造专业人才的出发点，希望通过本课程的学习，要使学生达到能够了解应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。此外，还要使学生了解材料性能的共性特点。 该课程较为系统地介绍了材料的电学，热学，磁学，光学，介电等方面的性能。在教学上注重简单明了地阐述材料物理性能的基本概念，尽量避免复杂的数学推导。为了使概念清晰，使用了大量图表。并且根据新材料发展，将新材料作为应用举例在相应的物理性能教学中给出。 课程大纲具体内容 §1 课程引言 (1学时) 材料性能的概念、“要素”，特点(多样化、指标化、 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化、样品化)；课程内容，材料性能的一般规律性(现象、规律----本质、机理----影响因素、控制与改进方法)及学习方法；性能分类及各类性能所涉及的内容简介。 §2 材料的电学性能（13学时） §2.1概述 (1学时) 从材料性能的定义出发介绍电学性能的含义或涵盖面(导电、介电、压电、铁电、热电、等概念简介)，介绍材料性能的表征方法 — 导电性方面，引入电导率、电流密度概念。 §2.2 导电性的一般理论处理 (2学时) 材料依导电性的分类及导电性范围，四类材料的导电性范围，导电性与材料中电子态间的关系；导电性与材料中载流子的浓度、电荷量、移动速度(及迁移率)的一般关系，在半导体、金属(经典自由电子理论)中的具体形式；量子自由电子理论下的导电性，Fermi球漂移，导电电子数，电导率结论 的推导，自由电子的自由程；能带理论下的导电性结论，各类材料导电性相对强弱的讨论，Brillouin区边界的限制。 习题：(1) 金属导电的微观参量(导电电子数、自由程、漂移速度等) §2.3 金属材料的导电性 (3学时) 机理：实验规律(Matthiessen规则)，残余电阻与温度对电阻的影响，电阻根源—周期势场的不规则点，即散射中心(数量、强度)、导电性的微观控制因素—电子的自由程。 影响因素：温度的影响规律；合金成分的影响(固溶态—影响强度与原子半径及化合价差的关系，有序化的影响；多相区)；相变的影响。 其它(自学内容)：偏离Matthiessen规则的合金化影响，K状态，其它影响因素； 电阻研究的意义：材料分析方法(高纯度分析，相变及转变分析)，测温等应用，精密电阻合金、导电材料、电热合金等。 习题：(1)不同合金系中电阻率与成分的关系，(2)材料电阻率的温度稳定性，精密电阻合金，(3)电阻分析测定相图中固溶度的实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计，(4)硅钢片的涡流损耗问题，该材料的实际工程意义分析。 §2.4 半导体材料的导电性 (4学时) 半导体材料简介(本征—单质、化合物材料，掺杂— n型，p型，材料的电子态特征)，导电性(0K下不导电，T>0K时，依靠热激活导电)，电子有效质量、电子与空穴。 载流子浓度理论推导，本征半导体的典型数值，掺杂半导体的结构、附近能级的产生、及对载流子浓度的影响；半导体材料的导电性与温度、掺杂的关系，晶体缺陷的影响。 非平衡载流子与半导体导电性的光敏感性，p-n结特性。 习题：(1)半导体硅中载流子浓度、导电性及受掺杂的影响的计算。 §2.5 离子晶体导电性与超导电性 (3学时) 离子导电性—固态下离子在电场作用下的迁移率(Einstein公式)，电导率公式，温度与异价杂质对导电性的影响及原因分析。 超导电性—超导特征(电阻率趋于0，抗磁性—第I、II类超导体)，超导条件(温度、磁场、电流密度的临界值，及相关性)；电子态特征(电子对—超导性，与晶格作用—同位素实验结果、超导体常态下导电性不佳)；超导材料(金属及合金，金属间化合物，陶瓷)。 §3 材料的磁性 (10学时) §3.1 材料磁性概述 (1学时) 材料磁性的涵盖面，分析材料磁性的意义(物质磁性自身、磁性材料的工程意义) 磁性表征与基本物理量(磁场、磁矩、磁化强度、磁感应强度、磁极化强度、静磁能、磁场力、磁导率、磁化率)，单位制中物理量的换算关系 材料的宏观磁性：强磁性与自然界中的强磁性材料(3d金属及合金，3d金属离子的氧化物、硫化物等，4f金属及离子化合物)、居里温度，弱磁性(顺磁性与抗磁性)。 §3.2 物质磁性起源 (3学时) 电子的轨道磁矩与自旋磁矩(轨道与自旋旋磁比)，质子与中子的磁矩； 电子磁矩的合成— · 孤立原子的磁矩(Hund法则，Lande(因子)，弱磁性原因，强磁性的必要条件I(有未填满亚电子层)。 · 强磁性固体中的原子磁矩—4f金属及离子的磁矩，3d金属离子(ferrites)的磁矩(轨道淬灭)，3d金属的原子磁矩(轨道淬灭 + 能带理论，Pauling-Slater曲线) 习题：(1)电子轨道磁矩与自旋磁矩，(2)Lande(因子的推导，(3)金属铁的原子磁矩的计算 及解释，(4)铁-钴合金的原子磁矩的解释。 §3.3 顺磁磁化与Weiss分子场理论、自发磁化 (3学时) 涉及原子磁矩之间的微观合成方式 · 抗磁性 · 原子磁矩空间排列状态与微观磁性分类：无序排列(顺磁性)、有序排列(铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性)， · Langevin顺磁磁化 · Weiss分子场理论 · 自发磁化，强磁性物质的必要条件II(铁磁性或亚铁磁性)。 · 交换作用类型—直接交换作用(Bethe-Slater曲线)，间接交换作用，RKKY交换作用(稀土-3d过渡族金属间化合物的饱和磁化强度问题)。 习题：(1)Weiss分子场理论的基本要点， (2)材料磁性的种类及其原子磁矩特征 §3.4 铁磁体中的基本物理现象与能量 (3学时) 退磁场(退磁因子)，磁晶各向异性与磁致伸缩—现象、表征、主要影响因素； 静磁能、退磁能、磁晶各向异性能、磁弹性能、交换作用能； §3.5 磁畴与技术磁化 (3学时) 铁磁体中磁畴及形成原因，畴壁能，单畴粒子尺寸。 磁性材料的磁化过程—起始磁化曲线与磁滞回线；饱和磁化强度、剩磁、矫顽力、起始磁导率、最大磁导率； 磁化过程机理—磁矩的转动、畴壁移动。过程分析举例。 习题：(1)单轴各向异性磁体的磁矩转动反磁化过程的分析 §3.6 磁性材料的技术磁化性能、机理及选材基本原则 (1学时) 软磁与硬磁材料的性能要求，区别，选材基本原则。典型材料 §4 材料的热学性能 (4学时) §4.1 热学性能概述 — 吸、放热(热容问题)，热膨胀，热传导。 §4.2 热膨胀特征 · 表征量—线膨胀系数、体积膨胀系数 · 一般金属及合金的热膨胀规律 · 各类材料热膨胀系数比较 · 正常热膨胀的本质、主要影响因素 · 材料相变与转变过程中尺寸、形状的变化，形状记忆效应 · 金属及合金中的反常热膨胀 §4.3 固体材料的热容 · 固体热容的理论处理—Dulong-Petit定律、Debye理论、自由电子的热容贡献 · 热容的影响因素— 温度、相变/转变、合金热容规则 §4.4 材料的热传导 · 热导率定义 · 传热机理—晶格传热、自由电子传热，Wiedemann-Franz定律；温度、合金元素影响 习题：(1)金属比热的估算，(2)金属热膨胀的估算，(3)热应力的估算， (4)热应力在淬火问题中的应用， (5)热膨胀引起的界面热应力分析，(6)复合材料的热膨胀系数问题 §5 材料的光学性能 (4学时) §5.1 · 光传播的基本理论 · 光的直线传播（折射率、反射率）以及光和材料相互作用后产生的透射、吸收和散射特性 · 对于材料的光发射，讲述激励方式、材料发光的基本性质及物理机制 §5.2 · 对于材料的受激辐射，在讲述共振吸收与自发辐射的基础上介绍激光材料以及其产生激光的过程。 · 光学材料的应用（光导纤维、磁光盘、太阳能电池等）。 · 常用的光学测量方法，如光吸收、拉曼光谱、分子荧光分析法 习题 (1) 材料光吸收的物理机制；(2) 比较激发光谱、发射光谱与吸收光谱的异同；(3) 试述太阳能电池的工作原理 教材及参考资料： （1）教材： 龙毅等编《材料物理性能》（教育部高等学校 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 教材）， 中南大学出版社，2009年6月 （2）王润等编，《材料物理性能》， 冶金工业出版社 （3）田莳编著，《材料的物理性能》，北京航空航天大学出版社， （4） 《材料的物理性能》，哈尔滨工业大学出版社， 【本文由大学生电脑主页[ www.dxsdiannao.com ]—大学生的百事通收集整理】 大学生电脑主页 —— dxsdiannao.com —— 大学生的百事通 _1031749629.unknown