《材料物理性能B》教学大纲课程编号：B04040320课程名称：材料物理性能B英文名称：PhysicalPropertiesofMaterialsB课程性质：专业选修课学时/学分：48/3.00考核方式：考试先修课程：材料科学基础，大学物理后继课程：功能材料，金属材料学适用专业及层次：材料科学与工程及相关专业本科生大纲执笔人：刘欣大纲审核人：刘欣一、课程性质与目标材料物理性能是金属材料工程专业的一门专业基础课。本课程系统地阐述了金属材料的电、磁、光、热等性能的物理模型、原理和影响因素，分析了各性能间的变化规律、性能的控制和改善措施等，内容深入浅出、容易理解。本课程要求学生掌握材料物理性能基本参数的物理意义及其本质：理解材料物理性能参数与成分、结构的关系及影响因素：熟练掌握材料物理性能的测量方法及其分析方法，了解材料的滞弹性与内耗产生的机制及应用。通过本课程的学习，可以为设计新材料和材料改性打下一定基础。本课程要求学生达到以下的目标：课程目标1：能够根据各种金属材料物理性能的理论模型、基本规律分析金属材料成分、组织结构与其物理性能的关系：能够利用金属材料物理性能测试方法衡量材料服役期内对于性能的满足程度，从而建立起金属材料的成分、组织结构、性能与其服役行为间的关系，提出合理化方案，优化材料成分组织，进而改善材料的使用性能；课程目标2：能够利用所掌握的金属材料物理性能知识，准确识别金属材料的复杂工程问题通过文献研究，分析原因，并能够利用所学的物理性能分析方法对复杂工程问题进行验证，依据材料物理性能的基本原理和规律对服役期材料的功能和寿命进行预测和评估，正确表达解决复杂工程问题的可行性方案：课程目标3：能够综合利用所学的金属材料物理性能的基础理论知识和专业知识，针对产品和用户的需求，合理地确定金属材料复杂工程问题的关键环节，设计和优化材料成分、热处理工艺等，满足特定的产品需求；能够在实施过程中考虑安全、经济以及环境等因素的影响：能够体现创新意识。二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系毕业要求指标点课程目标1.能够将数学、自然科学、工1-3.能够根据模型将工程基础和专课程目标1程基础和专业知识用于分析业知识用于金属材料的成分、组织结1
1 《材料物理性能 B》教学大纲 课程编号：B04040320 课程名称：材料物理性能 B 英文名称：Physical Properties of Materials B 课程性质：专业选修课 学时/学分：48 /3.00 考核方式： 考试 先修课程： 材料科学基础，大学物理 后继课程： 功能材料，金属材料学 适用专业及层次： 材料科学与工程及相关专业本科生 大纲执笔人： 刘欣 大纲审核人： 刘欣 一、课程性质与目标 材料物理性能是金属材料工程专业的一门专业基础课。本课程系统地阐述了金属材料的电、 磁、光、热等性能的物理模型、原理和影响因素，分析了各性能间的变化规律、性能的控制和改 善措施等，内容深入浅出、容易理解。本课程要求学生掌握材料物理性能基本参数的物理意义及 其本质；理解材料物理性能参数与成分、结构的关系及影响因素；熟练掌握材料物理性能的测量 方法及其分析方法，了解材料的滞弹性与内耗产生的机制及应用。通过本课程的学习，可以为设 计新材料和材料改性打下一定基础。本课程要求学生达到以下的目标： 课程目标 1：能够根据各种金属材料物理性能的理论模型、基本规律分析金属材料成分、组 织结构与其物理性能的关系；能够利用金属材料物理性能测试方法衡量材料服役期内对于性能的 满足程度，从而建立起金属材料的成分、组织结构、性能与其服役行为间的关系，提出合理化方 案，优化材料成分组织，进而改善材料的使用性能； 课程目标 2：能够利用所掌握的金属材料物理性能知识，准确识别金属材料的复杂工程问题， 通过文献研究，分析原因，并能够利用所学的物理性能分析方法对复杂工程问题进行验证，依据 材料物理性能的基本原理和规律对服役期材料的功能和寿命进行预测和评估，正确表达解决复杂 工程问题的可行性方案； 课程目标 3：能够综合利用所学的金属材料物理性能的基础理论知识和专业知识，针对产品 和用户的需求，合理地确定金属材料复杂工程问题的关键环节，设计和优化材料成分、热处理工 艺等，满足特定的产品需求；能够在实施过程中考虑安全、经济以及环境等因素的影响；能够体 现创新意识。 二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 1. 能够将数学、自然科学、工 程基础和专业知识用于分析 1-3. 能够根据模型将工程基础和专 业知识用于金属材料的成分、组织结 课程目标 1
和解决金属材料工程领域中构、性能与其服役行为间关系的分析和优化。的复杂工程问题。2.问题分析：能够应用数学、自然科学、材料科学与工程的基础理论知识和金属材料的2-2.能够通过对金属材料的复杂工程专业知识，识别、表达复工问题进行分析、预测、评估，正确表课程目标2程问题的关键环节、参数与解达复杂工程问题的解决方案。决方案，并能够通过文献研究对具体的复杂工程问题进行分析，以获得有效结论。3.设计/开发解决方案：能够综合利用所学的基础理论知识和专业知识，针对金属材料工程领域中的复杂工程问题，3-1：能够根据产品和用户需求合理设计和优化材料成分、材料加/地确定金属材料复杂工程问题的设计工工艺、热处理工艺、防腐工课程目标3目标和约束条件。艺等，满足特定的产品需求，并能够在方案设计及优化中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的影响。三、教学基本内容及要求第一章：电学性能（支撑课程目标1、2、3）1.材料的导电性2.半导体的电学性能3.绝缘体的电学性能4.超导电性5.影响金属导电性的因素6.导电性的测量7.电阻分析的应用要求学生：掌握金属、半导体、绝缘体的电导理论，熟悉电介质的极化原理，熟悉影响金属导电性的因素，掌握电阻分析的应用。教学重点：金属导电理论、半导体电导理论、电介质的极化、影响金属导电性的因素、电阻分析的应用教学难点：金属导电理论、半导体电导、电阻分析的应用第二章：磁学性能（支撑课程目标1、2、3）1.磁性基本量及磁性分类2.抗磁性和顺磁性2
2 和解决金属材料工程领域中 的复杂工程问题。 构、性能与其服役行为间关系的分析 和优化。 2. 问题分析：能够应用数学、 自然科学、材料科学与工程的 基础理论知识和金属材料的 专业知识，识别、表达复杂工 程问题的关键环节、参数与解 决方案，并能够通过文献研究 对具体的复杂工程问题进行 分析，以获得有效结论。 2-2.能够通过对金属材料的复杂工程 问题进行分析、预测、评估，正确表 达复杂工程问题的解决方案。 课程目标 2 3. 设计/开发解决方案：能够 综合利用所学的基础理论知 识和专业知识，针对金属材料 工程领域中的复杂工程问题， 设计和优化材料成分、材料加 工工艺、热处理工艺、防腐工 艺等，满足特定的产品需求， 并能够在方案设计及优化中 体现创新意识，考虑社会、健 康、安全、法律、文化以及环 境等因素的影响。 3-1. 能够根据产品和用户需求合理 地确定金属材料复杂工程问题的设计 目标和约束条件。 课程目标 3 三、教学基本内容及要求 第一章：电学性能（支撑课程目标1、2、3） 1. 材料的导电性 2. 半导体的电学性能 3. 绝缘体的电学性能 4. 超导电性 5. 影响金属导电性的因素 6. 导电性的测量 7. 电阻分析的应用 要求学生：掌握金属、半导体、绝缘体的电导理论，熟悉电介质的极化原理，熟悉影响金属 导电性的因素，掌握电阻分析的应用。 教学重点：金属导电理论、半导体电导理论、电介质的极化、影响金属导电性的因素、电阻 分析的应用 教学难点：金属导电理论、半导体电导、电阻分析的应用 第二章：磁学性能（支撑课程目标 1、2、3） 1. 磁性基本量及磁性分类 2. 抗磁性和顺磁性
3.铁磁性的物理本质4.磁晶各向异性和磁晶各向异性能5.磁致伸缩和磁弹性能6.铁磁体的形状各向异性和退磁能7.磁畴的形成和结构8.技术磁化和反磁化过程9.影响铁磁性的因素10.动态磁化特性11.磁性的测量12.磁性分析的应用要求学生：掌握材料产生抗磁性、顺磁性和铁磁性本质和条件，掌握铁磁性材料的性能特征；掌握磁畴的形成和结构特征；熟悉技术磁化机理；了解反磁化过程：了解磁性能的测试分析应用。教学重点：材料的抗磁性和顺磁性、铁磁性的物理本质、铁磁性材料的性能特征、磁畴的形成和结构、技术磁化和反磁化过程教学难点：抗磁性、铁磁性的物理本质、磁畴的形成、技术磁化过程第三章：光学性能（支撑课程目标1、2）1.光传播的基本理论2.光的反射和折射3.材料对光的吸收和色散4晶体的双折射和二向色性5介质的光散射6.材料的光反射7.材料的受激辐射和激光要求学生：掌握光的折射、吸收、双折射、散射、发射及受激辐射的现象及原理。教学重点：光的折射、吸收、双折射、散射、发射及受激辐射现象及原理教学难点：光的双折射现象、光的自发辐射与受激辐射现象第四章：热学性能（支撑课程目标1、2、3）1.热容与热焰2.热膨胀3.热传导4.热电性5.热稳定性要求学生：掌握材料的热容、热膨胀的物理模型：熟悉影响热容和热膨胀的因素：掌握热分析方法及应用：熟悉热传导机理和热电性理论：了解热稳定性。教学重点：材料的热容、热膨胀的物理模型、影响因素及分析应用，热传导机理，热电性理论教学难点：热容与热膨胀的物理模型及分析应用第五章：弹性与滞弹性（支撑课程目标1）3
3 3. 铁磁性的物理本质 4. 磁晶各向异性和磁晶各向异性能 5. 磁致伸缩和磁弹性能 6. 铁磁体的形状各向异性和退磁能 7. 磁畴的形成和结构 8. 技术磁化和反磁化过程 9. 影响铁磁性的因素 10.动态磁化特性 11.磁性的测量 12.磁性分析的应用 要求学生：掌握材料产生抗磁性、顺磁性和铁磁性本质和条件，掌握铁磁性材料的性能特征； 掌握磁畴的形成和结构特征；熟悉技术磁化机理；了解反磁化过程；了解磁性能的测试分析应用。 教学重点：材料的抗磁性和顺磁性、铁磁性的物理本质、铁磁性材料的性能特征、磁畴的形 成和结构、技术磁化和反磁化过程 教学难点：抗磁性、铁磁性的物理本质、磁畴的形成、技术磁化过程 第三章：光学性能（支撑课程目标 1、2） 1. 光传播的基本理论 2. 光的反射和折射 3. 材料对光的吸收和色散 4. 晶体的双折射和二向色性 5. 介质的光散射 6. 材料的光反射 7. 材料的受激辐射和激光 要求学生：掌握光的折射、吸收、双折射、散射、发射及受激辐射的现象及原理。 教学重点：光的折射、吸收、双折射、散射、发射及受激辐射现象及原理 教学难点：光的双折射现象、光的自发辐射与受激辐射现象 第四章：热学性能（支撑课程目标 1、2、3） 1. 热容与热焓 2. 热膨胀 3. 热传导 4. 热电性 5. 热稳定性 要求学生：掌握材料的热容、热膨胀的物理模型；熟悉影响热容和热膨胀的因素；掌握热分 析方法及应用；熟悉热传导机理和热电性理论；了解热稳定性。 教学重点：材料的热容、热膨胀的物理模型、影响因素及分析应用，热传导机理，热电性理 论 教学难点：热容与热膨胀的物理模型及分析应用 第五章：弹性与滞弹性（支撑课程目标 1）
1.滞弹性与内耗2.内耗产生的机制3.内耗的量度和内耗的测量方法4.内耗分析的应用要求学生：了解材料的滞弹性与内耗产生的原因：了解内耗产生的机制：了解内耗的分析及应用。教学重点：材料的滞弹性与内耗的定义、产生机制及分析应用教学难点：材料内耗的产生机制第六章：核物理分析方法及其应用（支撑课程目标1）1．原子核的组成与性质2.放射性衰变与放射性同位素的应用3.穆斯堡尔效应及其应用4.核磁共振及其应用5.正电子没及其应用6.中子散射及其应用要求学生：了解原子核的组成与基本特性：了解各种核物理分析方法原理及应用。教学重点：原子核的组成与基本特性，核物理分析方法的应用。教学难点：原子核的基本特性，核物理分析方法原理。四、教学安排（学时数48）1、教学环节安排课程目标（毕业要求指标具体知识与能力要求采用的教学环节点)基本理论和专业知识的掌握，课堂授课、提问、随堂测课程目标1（指标点1-1）验、作业知识体系的系统学习能力。利用所学知识确定复杂工程间题的关键环节的应用分析能课程目标2（指标点2-2）自学、文献检索、讨论课力，查阅文献分析工程问题的自主学习能力。合理地确定复杂工程问题的设课程目标3（指标点3-1）计目标和约束条件的统筹设计自学、讨论课能力。2、学时安排学时分配教学内容自学讨论课课堂授课4
4 1. 滞弹性与内耗 2. 内耗产生的机制 3. 内耗的量度和内耗的测量方法 4. 内耗分析的应用 要求学生：了解材料的滞弹性与内耗产生的原因；了解内耗产生的机制；了解内耗的分析及 应用。 教学重点：材料的滞弹性与内耗的定义、产生机制及分析应用 教学难点：材料内耗的产生机制 第六章：核物理分析方法及其应用（支撑课程目标 1） 1. 原子核的组成与性质 2. 放射性衰变与放射性同位素的应用 3. 穆斯堡尔效应及其应用 4. 核磁共振及其应用 5. 正电子湮没及其应用 6. 中子散射及其应用 要求学生：了解原子核的组成与基本特性；了解各种核物理分析方法原理及应用。 教学重点：原子核的组成与基本特性，核物理分析方法的应用。 教学难点：原子核的基本特性，核物理分析方法原理。 四、教学安排（学时数48） 1、教学环节安排 课程目标（毕业要求指标 点） 具体知识与能力要求 采用的教学环节 课程目标1（指标点1-1） 基本理论和专业知识的掌握， 知识体系的系统学习能力。 课堂授课、提问、随堂测 验、作业 课程目标2（指标点2-2） 利用所学知识确定复杂工程问 题的关键环节的应用分析能 力，查阅文献分析工程问题的 自主学习能力。 自学、文献检索、讨论课 课程目标3（指标点3-1） 合理地确定复杂工程问题的设 计目标和约束条件的统筹设计 能力。 自学、讨论课 2、学时安排 教学内容 学时分配 课堂授课 讨论课 自学
电学性能12磁学性能10262光学性能12 热学性能2弹性与滞弹性02核物理分析方法及其应用2总计424五、课程考核方案1、各部分考核权重考核方式或途径考核权重5%平时表现25%作业、课程论文期末考试70%总计100%2、评分标准（1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等情况，按百分制评分，总评后折算成10分。得分完成情况上课出勤率高，无旷课现象，上课态度非常认真，课堂笔记详实，正确回答问题，积极参与讨论，能正确阐明自己的观点和想90-100分法，能积极与其他同学合作、交流，共同解决问题。上课出勤率较高，上课态度较认真，有记录课堂笔记，能正确回75-89分答问题，能参与讨论、阐明自己的观点和想法，能与其他同学合作、交流，共同解决问题。上课出勤率一般，上课态度一般，回答问题正确率一般，参与讨论一般、不能清晰地阐明自己的观点和想法，与其他同学合作、60-74分交流，共同解决问题的能力态度一般。旷课率高，上课态度较差，不能正确回答问题，不积极参与讨0-59分5
5 电学性能 12 磁学性能 10 2 光学性能 6 2 热学性能 12 弹性与滞弹性 2 核物理分析方法及其应用 0 2 总计 42 4 2 五、课程考核方案 1、各部分考核权重 考核方式或途径 考核权重 平时表现 5% 作业、课程论文 25% 期末考试 70% 总计 100% 2、评分标准 （1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等情况，按百分 制评分，总评后折算成10分。 完成情况 得分 上课出勤率高，无旷课现象，上课态度非常认真，课堂笔记详 实，正确回答问题，积极参与讨论，能正确阐明自己的观点和想 法，能积极与其他同学合作、交流，共同解决问题。 90-100分 上课出勤率较高，上课态度较认真，有记录课堂笔记，能正确回 答问题，能参与讨论、阐明自己的观点和想法，能与其他同学合 作、交流，共同解决问题。 75-89分 上课出勤率一般，上课态度一般，回答问题正确率一般，参与讨 论一般、不能清晰地阐明自己的观点和想法，与其他同学合作、 交流，共同解决问题的能力态度一般。 60-74分 旷课率高，上课态度较差，不能正确回答问题，不积极参与讨 0-59分