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【大學教育課程】 > 工程技術學科 > 土木|材料|建築|水利 |
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課程名稱: 材料科學基礎 |
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課程編號: |
SR_2606 |
系列: |
(大學)國家級課程 |
授課學校: |
遼寧工業大學 |
授時: |
全 60 講 |
授課語言: |
中文 |
光碟版: |
1 片教程光碟(flv檔) |
其他說明: |
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簡 介: |
材料科學基礎》是材料科學與工程是材料類學科的一門重要的學科基礎課程,全面介紹材料科學的基本理論,著眼於材料科學的基本及共性問題。課程內容主要包括:晶體結構、晶體.......... |
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光碟版: |
NT$ 460 元
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《材料科學基礎》是材料科學與工程是材料類學科的一門重要的學科基礎課程,全面介紹材料科學的基本理論,著眼於材料科學的基本及共性問題。課程內容主要包括:晶體結構、晶體結構缺陷、結晶與凝固、相結構與相圖、材料中的擴散、塑性變形與再結晶等內容,著重分析材料的結構與性能之間的關係,為後續的專業課奠定基礎。
《材料科學基礎》課程歷史悠久,是遼寧工業大學材料類學科的重要專業基礎課。經過多年的努力和建設,《材料科學基礎》課程不斷發展和進步,2005年被評為遼寧工業大學校級精品課,2009年被評為遼寧省省級精品課。《材料科學基礎》課程內容豐富,結構合理,課後附有豐富的典型習題。為配合理論教學,學校為學生提供了良好的實驗環境,開設了材料科學基礎系列實驗課程。採用多媒體技術手段和先進的教學方法開展教學,收到了良好的效果。
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緒論
本章內容:介紹《材料科學基礎》課程的性質、目的與任務,材料科學的發展及材料科學與工程的關係。
模塊一 材料的結構
基本內容:晶體學基礎、金屬的晶體結構、金屬的相結構。
要求:
1、瞭解點陣和晶胞的概念。
2、熟練掌握晶向指數和晶面指數的標定和晶向及晶面的確定。
3、瞭解晶體的對稱性和晶體投影
4、掌握bcc、fcc、hcp三種典型晶體結構(單晶胞中原子數、緻密度、配位數、原子半徑、間隙、原子堆垛順序等)。
5、瞭解固溶體的類型及影響固溶體溶解度的因素。
6、瞭解金屬間化合物的基本類型及特點。
模塊二 晶體缺陷
基本內容:點缺陷、位錯的基本概念、位錯的運動、位錯的彈性性質、實際晶體中的位錯、位錯的增殖機制、晶體的面缺陷。
要求:
1、瞭解點缺陷的熱力學穩定性。
2、掌握點缺陷平衡濃度的計算及獲得過飽和空位的方法。
2、瞭解位錯的基本類型和結構特徵及運動方式。
3、瞭解柏氏矢量的確定方法物理意義,掌握柏氏矢量的特性,能熟練的根據柏氏矢量定義各種位錯(如刃位錯、螺位錯、混和位錯、部分位錯、單位位錯和全位錯等)。
4、掌握位錯的運動規律、滑移和塑性變形的關係及運動位錯的交割作用。
5、掌握螺位錯、刃位錯的應力場特點、應變能的大小。
6、掌握位錯的線張力、作用在位錯上的力及位錯間的交互作用力。
7、掌握Frank-Read位錯源的開動過程及所需最小切應力的計算。
8、瞭解層錯、肖克萊不全位錯和弗蘭克不全位錯;瞭解擴展位錯及其寬度、束集和交滑移。
9、掌握位錯反應的能量條件。
10、瞭解界面能的概念及界面能對相變的影響。
11、瞭解小角晶界及大角晶界的概念及結構;瞭解晶界的特性。
12、瞭解共格相界、半共格相界及非共格相界的結構特點。
模塊三 材料中的擴散
基本內容:擴散第一定律、擴散第二定律、 擴散機制、影響擴散的因素、反應擴散。
要求:
1、熟練掌握擴散第一定律的含義及各參數的量綱,能用第一定律解決一些擴散問題。
2、掌握擴散第二定律的誤差解,並用來解決一些簡單的擴散問題。
3、熟練掌握擴散係數D的表達式及影響擴散的因素。
4、瞭解擴散的驅動力和擴散方向的判據。
5、掌握擴散機制、原子跳躍和擴散的關係及相應的擴散係數表達式。
6、掌握反應擴散的概念及特點,並能根據相圖確定反應擴散滲層的組織分佈及濃度分佈。
模塊四 單組元相圖及純金屬的凝固
基本內容:單元系相變的熱力學及相平衡、純金屬的凝固。
本章要求:
1、掌握相律及其應用
2、掌握結晶的熱力學條件、結構條件、能量條件與動力學條件。
3、掌握均勻形核的臨界晶核半徑和形核功的計算方法。
4、瞭解液-固界面結構及液-固界面前沿液體的溫度分佈對晶體形態的影響。
5、掌握結晶理論的實際應用。
模塊五 二元系相圖及其合金的凝固
基本內容:相圖的表示和實驗測定方法、二元相圖分析、 二元合金的凝固理論。
要求:
1、掌握相、組織及組織組成物等基本概念。
2、掌握勻晶、共晶、共析及包晶等相圖,並能根據相圖分析和金的平衡結晶過程及凝固組織。
3、熟練掌握槓桿定律及相應的計算。
4、熟練掌握Fe-Fe3C及鐵碳合金的平衡結晶過程和室溫組織。
5、瞭解平衡狀態下鐵碳合金的成分、組織、性能之間的對應關係。
6、正常凝固理論
7、成分過冷及其對晶體生長形態的影響
8、鑄錠組織及凝固缺陷
模塊六 晶體的塑性變形
基本內容:單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形、合金的塑性變形、變形金屬的組織與性能、變形晶體加熱時的變化、回復、再結晶、再結晶後晶粒的長大、熱加工對材料組織與性能的影響。
要求:
1、掌握塑性變形的兩種基本形式及其機制、特點和區別。
2、掌握施密特定律的意義並能夠熟練應用。
3、掌握單晶體拉伸及壓縮時初始滑移系的確定方法及晶體轉動規律。
4、掌握派-納力的概念及其表達式的含義。
5、掌握多晶體、固溶體及兩相和金的塑性變形特點及細晶強化、固溶強化、瀰散強化和形變強化的機制及強化效果表達式。
6、瞭解屈服現象與應變時效及其對實際生產的影響與消除方法。
7、瞭解塑性變形對材料組織與性能的影響,掌握加工硬化行為與位錯滑移的關係。
模塊七 回復與再結晶
基本內容:變形金屬的組織與性能、變形晶體加熱時的變化、回復、再結晶、再結晶後晶粒的長大、熱加工對材料組織與性能的影響。
要求:
1、瞭解冷變形金屬在加熱時組織和性能的變化規律
2、掌握回復機制及回復動力學在生產中的應用。
3、掌握再結晶形核機制及再結晶動力學在生產中的應用。
4、瞭解晶粒正常長大的驅動力及晶界遷移的規律。
5、瞭解晶粒異常長大現象及再結晶織構。
6、瞭解熱加工對材料組織與性能的應相。
模塊八 三元相圖
本章內容:三元相圖基礎、固態互不溶解的三元共晶相圖、 固態有限互溶的三元共晶相圖、三相平衡與四相平衡。
本章要求:
1、掌握三元合金相圖的成分表示法。
2、掌握等含量法則、等比例法則、直線法則、槓桿法則和重心定律的含義及應用。
3、掌握各類相區的空間結構特點、在截面圖中的形狀特點及相區接觸法則。
4、掌握三相平衡及四相平衡的類型、形狀特徵及在截面圖和投影圖中的判斷方法。
5、掌握水平截面圖和垂直截面圖的分析方法。
6、能根據投影圖能分析和金的凝固過程並計算組織組成物的相對量。
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知識模塊講次 (共 60 講) |
材料的結構
第01講 空間點陣與晶體結構(18分40秒)
第02講 晶向指數與晶面指數(25分22秒)
第03講 晶帶與晶面間距(8分23秒)
第04講 晶體的極射赤面投影圖(5分39秒)
第05講 三種典型的金屬晶體結構(11分9秒)
第06講 晶體的原子堆垛方式和間隙(13分55秒)
第07講 離子晶體與共價晶體的結構(8分32秒)
第08講 固溶體(13分14秒)
第09講 中間相(10分14秒)
晶體中的缺陷
第10講 點缺陷(16分47秒)
第11講 位錯的特徵(18分9秒)
第12講 位錯的運動與交割(25分0秒)
第13講 位錯的應力場與應變能(19分24秒)
第14講 作用在位錯線上的力與位錯間的交互作用力(15分0秒)
第15講 位錯的生成與增殖(16分58秒)
第16講 實際晶體中的位錯與位錯反應(27分56秒)
第17講 小角度晶界和大角度晶界(22分55秒)
第18講 孿晶界與相界(9分24秒)
材料中的擴散
第19講 擴散第一定律(13分47秒)
第20講 擴散第二定律及誤差解(13分35秒)
第21講 擴散機制與柯肯達爾效應(10分30秒)
第22講 原子跳躍和擴散係數(21分3秒)
第23講 影響擴散的因素(9分36秒)
第24講 反應擴散(15分15秒)
單組元相圖及純金屬的結晶
第25講 單組元相圖的熱力學與相平衡(9分0秒)
第26講 液態金屬的結構與結晶的熱力學條件(6分18秒)
第27講 形核(22分18秒)
第28講 晶體長大與凝固組織(12分52秒)
第29講 凝固理論的應用(6分32秒)
二元相圖及合金的凝固
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第30講 勻晶相圖與固溶體凝固(16分7秒)
第31講 共晶相圖及其合金的凝固(16分7秒)
第32講 包晶相圖及其合金的凝固(11分37秒)
第33講 其它類型的二元相圖(9分8秒)
第34講 鋼的凝固過程及平衡組織(14分35秒)
第35講 鑄鐵的凝固過程及平衡組織(22分27秒)
第36講 固溶體的正常凝固(10分54秒)
第37講 成分過冷與固溶體的生長形態(14分17秒)
第38講 共晶體的形核與生長(8分26秒)
第39講 合金鑄錠(件)的組織與缺陷(10分14秒)
晶體的塑性變形
第40講 滑移(16分30秒)
第41講 Schmid定律及其應用(20分42秒)
第42講 派-納力(6分38秒)
第43講 孿生(14分49秒)
第44講 多晶體的塑性變形(15分14秒)
第45講 固溶體的塑性變形(20分0秒)
第46講 瀰散強化(12分7秒)
第47講 冷變形金屬的組織和性能(27分38秒)
回復與再結晶
第48講 冷變形金屬加熱時的組織性能變化(6分41秒)
第49講 回復(20分7秒)
第50講 再結晶形核機制(13分15秒)
第51講 再結晶動力學(10分52秒)
第52講 再結晶溫度及影響因素(9分3秒)
第53講 再結晶後的晶粒尺寸(6分47秒)
第54講 正常晶粒長大(22分44秒)
第55講 再結晶織構與二次再結晶(8分20秒)
三元相圖
第56講 三元相圖基礎(16分10秒)
第57講 勻晶相圖(23分42秒)
第58講 固態互不溶解的三元共晶相圖(40分58秒)
第59講 固態有限互溶的三元共晶相圖(60分13秒)
第60講 三相平衡和四相平衡(37分1秒) |
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