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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料科学基础专业教材一、影响材料断裂的因素1、显微结构对材料脆性断裂的影响对多晶材料，晶粒愈小，强度愈高，断裂强度与晶粒尺寸同样符合Hall-Petch关系。a）细晶材料晶界比例大，沿晶界破坏时，裂纹的扩展要走迂回曲折的道路。晶粒愈细，此路程愈长。b）多晶材料中初始裂纹尺寸与晶粒度相当，晶粒愈细，初始裂纹尺寸就愈小，这样就提高了临界应力。2、温度的影响大多数塑性的金属材料随温度的下降，从韧性断裂向脆性断裂过渡。3、结合键及晶体类型对材料的断裂形式有决定性的影响。离子键、共价键晶体易发
2、生解理断裂4、化学成分及显微组织对断裂行为有重要影响。晶界析出脆性夹杂物、有害杂质偏聚易于发生解理断裂。5加载速度和环境因素加载速度高，容易发生脆断。腐蚀介质与应力联合作用，易引起应力腐蚀开裂等。6、裂纹及应力状态材料内部存在微裂纹，裂纹越大，越易于发生解理，即使塑性材料也有可能发生。二影响再结晶的因素1）温度：温度越高，再结晶速度越快，完成再结晶的时间越短。2变形程度变形程度增高，再结晶速度加快，再结晶温度降低，并逐步趋于一稳定值。3、微量溶质原子阻碍再结晶过程，升高再结晶温度4、原始晶粒尺寸在其他条件相同的情况下，金属的原始晶粒越细小，则变形的抗力越大，冷变形后储存的能量较高，再结晶温度则
3、较低。5、第二相粒子在分散相粒子的直径较大，粒子间距较大的情况下，促进再结晶。小的分散相粒子和小的粒子间距阻碍再结晶。三、影响过冷度的因素1、金属纯度越高，过冷度越大2、冷却速度越快，过冷度也越大）四影响晶粒生长的因素晶粒长大是通过晶界迁移实现的。1、温度晶界迁移是热激活过程，温度越高晶粒长大速度越快；2、杂质与合金元素杂质原子使晶界能下降，降低界面驱动力；3、第二相质点弥散分布的第二相阻碍晶界运动，使晶界长大受到抑制；4、相邻晶粒位向差界面能与位向差有关，小角晶度界面能低，移动驱动力和移动速度低，大角晶界则相反。五、何为动态过冷度，说明动态过冷度与晶体长大的关系。单晶制备动态过冷度的意义。当
4、液固界面温度低于熔点一定程度时，便可使得固相界面上原子向液相中跳动的几率小于液相中原子向固相界面上跳动的几率。也即使得前者的迁移速率小于后者的迁移速率，这种使晶核表面能够向液相中推进而在界面上所具有的过冷度称为动态过冷度。关系：当Ti=Tm时，(dn/dt)M(dn/dt)S，晶核既不长大也不熔化。TiTm时，(dn/dt)M(dn/dt)S，晶核将熔化。界面向液相中的推移不可以进行，晶核不可以长大。意义：单晶体采用非自发形核，即提前加入籽晶，成核时需要沿籽晶方向生长，如过冷度太小，不能生长；太大会在熔体中自发形核，形成多个晶核，长成多晶，同时需要控制。六、在负温度梯度下，液体金属结出树枝晶的
5、过程界面某处伸入液相，过冷度很大，形成晶轴，晶轴结晶向两侧液相放出潜热，使液相中垂直于晶轴方向又产生负温度梯度，这样晶轴上又会产生二次晶轴，同理生成三次晶轴。材料科学基础A课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称:材料科学基础A课程英文名称：FundamentalsofMaterialsScienceA编号：性质：专业基础课学时和学分：总学时：80总学分：适用学院及专业：材料科学与工程学院：材料科学与工程专业先修课程：高等数学A、大学物理B、无机与分析化学、有机化学C、物理化学B开课学院、部、中心：材料科学与工程学院二、课程的地位与作用本课程是材料科学与工程专业的专业基础课程。与硅酸盐热工基础
6、、材料现代研究方法、无机材料物理性能、无机材料机械与热工设备等共同构成材料科学与工程专业学生的专业基础知识体系。该课程是学生学习材料科学与工程专业其他专业课的基础，也是今后从事材料研究与制备工作的基础。三、课程教学总的目的和要求本课程教学目的是为强化材料科学与工程专业基础。要求学生对固体材料组成、结晶结构、结构缺陷形成与控制、表面与界面性质、扩散、相平衡与相变、固相反应、烧结等材料物理化学基础知识与基本理论有系统、深入的学习，为今后专业的学习打下扎实的理论基础。四、各章主要教学内容第1章材料引言本章应了解材料科学的内涵及材料科学在工程中的作用、材料的选择；理解材料组成、结构、性质、工艺、环境间
7、的关系；掌握材料的分类。重点是掌握材料的分类。难点是材料组成、结构、性质、工艺、环境间的关系。第2章晶体结构本章应掌握结晶学基础有关的基本概念，建立理想晶体中质点空间排列的立体图形；理解晶体的物理性能与晶体对称性的关系、晶体中质点的结合力与结合能、晶体中质点的堆积、单质晶体结构；掌握典型无机化合物晶体结构、硅酸盐晶体结构；理解高分子材料结构。重点是晶体的基本概念与性质、晶体结构和性质及其之间的关系、典型无机化合物晶体结构、硅酸盐晶体结构；难点是晶体的微观结构、晶体中质点的堆积。第3章晶体结构缺陷本章应掌握点缺陷的概念、缺陷类型、热缺陷及其浓度计算公式和缺陷化学反应表示法；掌握线缺陷的概念；理解
8、面缺陷的概念；掌握固溶体的分类、置换固溶体生成条件；掌握非化学计量化合物缺陷。重点是热缺陷及其浓度计算公式和缺陷化学反应表示法、固溶体的分类、置换固溶体生成条件及其中的“组分缺陷”、非化学计量化合物缺陷；难点是非化学计量结构缺陷。第4章非晶态结构与性质本章应了解高聚物结构；掌握非晶态结构与性质之间的关系；理解常见玻璃类型。重点是玻璃熔体结构、熔体的性质、非晶态结构与性质之间的关系；难点是玻璃的结构。第5章表面结构与性质本章应理解固体表面的基本特征；掌握晶体的表面及结构、固体的界面及结构；理解各种界面特性及显微结构；掌握润湿与粘附；了解测定固体表面成分和结构的方法。重点固体表面的基本特征及结构、
9、固体的界面及其结构、润湿与粘附；难点是润湿与粘附。第6章相平衡和相图(14学时)本章应掌握相图有关基本原理及在相图中的应用；掌握三元系统相图；理解典型单元、二元、三元专业相图。重点是三元系统相图；难点是单元、二元、三元系统专业相图。第7章基本动力学过程-扩散本章应掌握固态扩散的宏观规律及其动力学、扩散的微观机制及扩散系数；理解影响扩散的各种因素；了解扩散在材料的高温动力学过程中的作用。重点是菲克定律、固体扩散机构及扩散系数、影响扩散系数的因素；难点是固态扩散的宏观规律及其动力学。第8章材料中的相变本章应掌握相变的概念，了解相变的分类；掌握液-固相变过程的热力学和动力学；掌握液-液相变过程的热力
10、学和结晶化学观点；了解分相的动力学；理解马氏体相变、有序-无序相变、相变与弥散强化。重点和难点是液相-固相的转变、液相-液相的转变。第9章材料制备中的固态反应本章应掌握固相反应的宏观规律及其动力学；理解影响固相反应的各种因素；了解固相反应在材料制备过程中的作用。重点是固态反应机理和固态反应动力学；难点是固态反应动力学。第10章烧结本章应掌握烧结的概念、晶粒生长与二次再结晶；理解固相烧结与液相烧结的四种主要烧结机理以及影响烧结的主要因素；掌握防止二次再结晶的有效方法；了解烧结过程与材料显微结构之间的关系。重点：烧结过程及机理、液相烧结机理、影响烧结的因素；难点：四种烧结机理。五、课程考核和成绩评
11、定方式本课程采用闭卷与平时考核相结合的考核方式，闭卷考核占70，平时考核占30。六、教材及参考文献1、教材1张联盟，黄学辉，宋晓岚，材料科学基础，武汉，武汉理工大学出版社，XX2、主要参考书1马建丽，无机材料科学基础，重庆，重庆大学出版社，XX2陆佩文，无机材料科学基础，武汉，武汉理工大学出版社，19963杜丕一，潘颐，材料科学基础，北京，中国建材工业出版社，XX执笔人：xxx审核：xxx材料科学基础(专业任选课)FundamentalsofMaterialsScience以下部分标题填写用黑体五号字体，具体填写内容字体为宋体五号）【课程编号】RZ26493【学分数】2【学时数】40=36+4
12、【适用专业】物理学一、教学目的、任务本课程是物理学专业的选修课。本课程使学生了解和掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的共性以及一些主要材料的特性；熟悉材料的组织结构在不同外界状态下的变化规律及对材料性能的影响，了解材料科学的进展，初步具备正确选择和研究材料的能力，并为进一步设计和制备新型材料打下良好的基础。二、课程教学的基本要求掌握：属于高要求。对于要求掌握的内容应透彻明了，相关的知识点应能熟练灵活运用，能分析和计算有关问题。理解：属于一般要求。对于要求理解的内容应明了，能分析有关问题。了解：属于较低要求。对于要求了解的内容，知道所涉及问题的现象和有关实验，能对它们进行定性解释
13、。三、教学内容和学时分配1+5+4+5+9+3+4+5+4=40主要内容及教学要求：绪论1、本课程的性质、目的与任务2、材料科学与工程的关系。第一章固体材料的结构基础知识1、原子结构与键合2、晶体学基础知识3、常见的晶体结构4、固溶体和金属间化合物的晶体结构第二章晶体结构缺陷【课程类别】专业任选【编写日期】【先修课程】高数、普物1、点缺陷2、位错的结构3、位错的的应力场和运动4、位错与晶体结构缺陷的交互作用，位错的增殖、塞积与交割5、实际晶体中的位错第三章晶态固体中的扩散1、扩散的宏观规律菲克第一定律与稳态扩散、菲克第二定律与非稳态扩散2、扩散的微观机制扩散机制、固态原子的无规行走及相关效应、
14、原子跳动与扩散系数的微观表达式3、扩散系数扩散系数与扩散激活能、扩散系数的测定及影响扩散系数的因素、本征扩散系数与互扩散系数第四章相平衡和相图1、相与相平衡组元、相、相平衡、自由度与相律2、单元系相图单元系相图的表示和实验测定方法、相图分析、有晶型变化的单元系相图3、二元系相图杠杆定律、二元系相图的类型和几何规律、二元系相图的分析4、铁碳相图铁碳合金的组元及基本相、FeFe3C相图分析、铁碳合金及平衡结晶、碳对铁碳合金的组织与性能的影响、铁石墨相图5、相图的热力学解释单元系相图热力学、二元系相图热力学、由自由能成分曲线合成相图6、三元系相图三元系相图的表示方法、三元系平衡相的定量法则、三元匀晶、共晶相图其它教学环节：实验教学1、实验项目名称：金相显微镜的使用及金相试样的制备实验目的：掌握金相试样制备的基本方法，掌握金相显微镜的使用方法，观察金相组织形貌。仪器设备：待磨试样、砂轮机、及玻璃板、抛光机、吹风机、金相显微镜、夹子。消耗材料：金相砂纸、抛光液、浸蚀剂、酒精、脱脂棉、吸水纸。实验课的考试或考核办法实验考
