无机材料物理性能 教学大纲.docxVIP

无机材料物理性能 一、课程说明 课程编号：030305Z10 课程名称：无机材料物理性能/ Physical Properties of Inorganic Materials 课程类别：专业教育课程 学时/学分：32/2 先修课程：大学物理，结晶学与岩相学、无机材料科学基础 适用专业：无机非金属材料工程 教材、教学参考书： （1）《无机材料物理性能》，关振铎、张中太、焦金生编著，清华大学出版社，1992年。 （2）《无机材料物理性能（第2版）》，关振铎、张中太、焦金生编著，清华大学出版社，2011年。 二、课程设置的目的意义 无机材料与金属材料、高分子材料鼎立地构成三大固体材料。这三者的主要区别是化学键，即原子间的相互作用不同，因而在各种性能上有极大的差异。《无机材料物理性能》课程即是从组成、结构的角度阐述无机材料的物理性能，包括力学、热学、光学、磁学和电学性能以及压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等耦合性能并阐述其发展和应用。《无机材料物理性能》是无机非金属材料工程专业培养方案中的主干课程。通过本课程的学习，使学生掌握各种重要性能的基本原理及微观机制；了解性能的测定方法以及控制和改善性能的措施；掌握各种材料的组成、结构与性能的关系，以及各性能之间的相互制约与变化规律。为从事无机结构材料与功能材料及相关行业的研究开发工作奠定基础。 三、课程的基本要求 知识要求：掌握无机非金属材料的力学、热学、光学、电学、介电、磁学等性能的基础知识；要求掌握各类性能的物理意义和单位以及这些性能在实际问题中所处的地位；掌握材料的组成、结构、缺陷、制备工艺等对各种性能的影响规律与机制；了解无机材料各项性能中所涉及的主要理论与效应，明确其基本含义与推导方法。 能力要求：能够熟练运用数学知识对主要理论公式进行推导；能够熟练运用物理知识解释、说明各种物理性质的现象及其本质；能够熟练运用化学知识理解物质组成、结构与其物理性能之间的联系规律。明确性能参数的来源，即性能和材料的组成、结构和构造的关系；掌握这些性能参数的物质规律，从而为判断材料优劣，正确选择和使用材料，改变材料性能，探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础。 素质要求：建立无机非金属材料组成—结构—性能—应用的一体化观念，可准确表达无机材料物理性能所涉及的各项学习内容与研究方法；能准确运用相关专业知识，可与不同领域从业人员就无机材料物理性能专业问题进行沟通；能够准确识别、理解与无机材料各种物理性能相关的专业图谱，并掌握其含义与分析、研究方法。综合运用先修课程的基础知识，在对无机材料的原料和工艺有所理解的基础上，通过课程学习建立材料从制备到性能、从性能到应用的思维模式，提升专业能力和素养。 四、教学内容、重点难点及教学设计 章节 教学内容 总学时 学时分配 教学 重点 教学 难点 教学方案设计（含教学方法、教学手段） 讲课 (含研讨) 实践 第1章 无机材料力学性能 应力与应变；弹性与塑形形变；黏性流动与高温蠕变；断裂强度；微裂纹 8 8 0 理论结合强度与格里菲斯微裂纹理论 裂纹的起源与扩展　 从弹性形变、塑性形变、高温蠕变、断裂、理论结合强度、微裂纹理论、裂纹的起源与生长、无机材料增强增韧、复合材料等方面开展教学。教学方法以讲授为主，结合课堂讨论、随堂作业。教学手段为多媒体课件。 第2章 无机材料热学性能 热容定律及其经典和量子理论；固体热膨胀机理与现象；固体热传导规律与机理；热稳定性 4 4 0 无机材料的热容与热传导 固体热容的量子理论　 从热容的定义与理论、热膨胀性质及其机理、热传导的宏观规律与微观机制、热稳定性等方面开展教学。教学方法以讲授为主，结合课堂讨论、随堂作业。教学手段为多媒体课件。 第3章 无机材料光学性能 光的本质；光透过介质的现象；无机材料透光性；界面反射；不透明与半透 明性 4 4 0 介质对光的吸收与散射 吸收与散射机理 从光的本质与现象、介质对光的吸收与散射、透光性、界面反射与光泽、不透明性与半透明性、颜色等方面开展教学。教学方法以讲授为主，结合课堂讨论、随堂作业。教学手段为多媒体课件。 第4章 无机材料电学性能 电导物理现象；离子电导、电子电导与玻璃态电导；无机材料电导；半导体陶瓷的物理效应 6 6 0 离子电导与电子 电导 电子电导的载流子浓度与迁移率 从电导现象与物理特性、离子电导、电子电导、玻璃态电导、无机材料电导、半导体等方面开展教学。教学方法以讲授为主，结合课堂讨论、随堂作业。教学手段为多媒体课件。 第5章 无机材料介电性能 介质极化的物理性质与机理；介质损耗的表达及其规律；介电强度；铁电性与压电性机理 8 8 0 介质极化与铁电性 自发极化的微观机理 从介质极化、介质损耗、介电强度、铁电性、压电性等方面开展教学。教学方法以讲授为主，结合课堂讨论、随