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《材料结构与性能》教学大纲

一、课程基本信息

1、课程编码：U11M11074

2、课程名称（中文）：材料结构与性能

（英文）：Materials Structures and Properties

3、学时/学分：40学时/2.5学分

4、先修课程：基础物理、固体物理、物理化学、材料物理基础

5、开课单位：***应用物理系

6、开课学期（春/秋/春、秋）：春季开课

7、课程模块：学科专业

8、课程类别：专业核心课程

9、教材及教学参考书：

教材：

自编讲义《材料结构与性能》，2015

参考书目：

1、周某某，结构与物性，高等教育出版社

2、H. Stocker, Handbook of Physics, Verlag Harri Deutsch Press

3、张某某等, 无机材料物理性能, 清华大学出版社

4、XX大学教材，材料物理性能与检测，科学出版社

二、教学目的和任务

材料结构与性能主要研究材料的组份/结构、性能的原理及微观机制、结构与性能的关系，是材料物理等专业的必修专业核心课。

通过本门课程的学习，学生将了解材料的力学、热学、光学、电学及介电和磁学性能；掌握上述性能的原理及微观机制；正确分析材料的结构与性能的关系；掌握各性能之间的相互制约与变化规律, 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。

三、教学内容、基本要求及学时分配

下面按各章列出基本要求和内容。基本要求按深入的程度分“了解”、“理解”和“掌握”三个层次。

绪论（1学时）

0.1 材料结构

组成与结构；

结构的层次

0.2 材料性能

性能定义；

对角线上的基本性能；

非对角线上的耦合性能；

合性能；

性能的正与负。

0.3 材料结构与性能关系

宏观参数、微观参数

第1章 材料结构（10学时）

1.1 原子结构和元素周期性

1.1.1 电子构型

掌握核外电子的基态排布、价电子组态；理解屏蔽效应和穿透效应

1.1.2 元素周期性

掌握原子的电离能、电子亲和能、电负性；了解相对论效应对元素周期性质的影响

1.1.3 化合物中元素的周期性质

了解化合物中元素的氧化态、周期表中化合物的性质；了解过渡金属元素物化性质的变化规律

1.1.4 f 区元素举例

* 延伸阅读：稀土与先进功能材料

1.2 分子结构与键合

2.1.1 离子键

掌握离子健与形成条件、离子键的强度、离子的极化与后果、离子晶体与形成规则

思考与探索：离子液体与固体电解质

2.1.2 共价键

了解价键理论与分子轨道理论，共价晶体与形成规则；了解共轭分子中的离域π键及其对物质性质的影响，配位键与配位化合物的构型

思考与探索：贝壳与仿生超硬材料

2.1.3 金属键

掌握改性共价键理论与能带理论，金属晶体与形成规则；了解金属配位键与金属配合物

* 延伸阅读：形状记忆合金

2.1.4 氢键

了解氢键的形成和物质的性能

思考与探索：海参与人工肌肉

2.1.5 范德华键

了解van der Waals力，分子识别、超分子和有序高级结构

思考与探索：壁虎

2.1.6 混合键

了解混合键形成与晶体结构，石墨、XX、DNA等

思考与探索：石墨烯与石墨

1.3 晶体结构和缺陷

1.3.1 晶体结构的周期性和对称性

掌握晶胞、点阵、对称性、晶系和晶族、

1.3.2 晶体缺陷

掌握缺陷与非化学整比化 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。

总计

35

1

4

40





六、对学生能力培养的要求

本课程属于材料物理专业核心课程，学生重点掌握材料性能的原理及微观机制，具备正确分析材料的结构与性能的关系能力，掌握各性能之间的相互制约与变化规律, 具备判断材料优劣，正确选择和使用材料，改变材料性能的能力。

七、其它说明和注意事项

以课堂教学为主，结合PowerPoint电子教案与板书的教学手段

八、考核形式

闭卷考试（统一命题，统一考试，统一阅卷）。

最终成绩为考试成绩和平时成绩的综合评定。

课程负责人签名：尹某某

专家组审核意见： 专家组组长签名：

审核日期：

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