— 1 — 附件 东北大学本科生课程实验教学大纲 课程基本信息 课程编号 A3801000120 课程中文名称 材料的物理性能 课程英文名称 Physical Properties of Materials 所属类 ̸ 课群 专业方向类 课程类型 █必修课 □选修课 总学时 40 总学分 2.25 课程负责人 徐民 开课单位 材料科学与工程学院材料系 适用专业 材料科学与工程 考核方式 及说明 考试方式 █考试 □考查 成绩录入 █百分制 □五级分制 □二级分制 成绩组成及说明： (1) 平时（实验）成绩占 10％； (2) 期中成绩占 20%； (3) 期末成绩占 70%。 先修课程 材料科学基础 选用教材 《Materials Science and Engineering An Introduction》，9th Edition, W. D. Callister Jr., D. G. Rethwisch, Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2014. 主要教学 参考书 1. 《材料物理性能》（第三版），邱成军、王元化、曲伟 主编，哈尔滨：哈尔滨工 业大学出版社，2009 年 2. 《材料物理性能》，连法增 主编，沈阳：东北大学出版社，2005 年 3. 《材料物理性能》，田莳 主编，北京：北京航空航天大学出版社，2018 年
— 2 — 课程简介 课程目标及与毕业要求的关系 课程 目标 课程目标的表述 指标点 指标点的表述 达成途径 1 掌握材料物理性能的基本原 理和分析方法，能够根据材料 工程问题，从物理性能的角度 进行软硬件分析。 毕业要求 1.3 掌握材料专业基础知识， 能针对材料工程问题进 行软硬件分析与设计。 课程讲授 / 课堂讨论 / 作业/实验 2 能够应用物理性能知识，建立 热、电和磁等分析模型，分析 材料的成分、结构与物理性能 的关系和影响规律。 毕业要求 2.2 能够应用材料专业基础 知识，建立材料工程对象 的简单模型，并分析对象 特性。 课程讲授 / 课堂讨论 / 作业 3 能够根据物理性能的要求，完 成热学、电学或磁学等性能开 发的工艺设计方案，培养创新 思想。 毕业要求 3.2 能够根据特定需求，完成 材料开发中的工艺设计， 并体现创新意识。 课程讲授 / 课堂讨论 / 作业 材料物理性能是功能材料的基础。本课程将介绍材料的热学、电学、磁学、弹性和 内耗等性能的物理本质，以及物理性能与材料的成分、结构、工艺过程的关系及其变化 规律。本课程采用美国原版教材、双语教学、全英文考试。 材料的热学性能包括材料的热容、热膨胀、热传导和热稳定性。材料的电学性能包 括晶体的能带、金属和合金的导电性、导电性的测量、电阻分析的应用、半导体的电学 性能、超导电性、热电性、压电性、铁电性和磁电性等。材料的磁学性能包括材料的磁 化特征及其基本参数、物质的磁性及其物理本质、物质的铁磁性及其物理本质、铁磁物 质中的能量、磁畴的形成与磁畴结构、技术磁化和反磁化过程、影响金属及其合金铁磁 性的因素、动态磁化特性、材料静态和动态磁性能的测量、材料磁性分析的应用。材料 的弹性包括弹性及内耗的物理本质和应用。课程还介绍与物性相关的制备、测试技术、 分析方法、研发手段和相关的先进功能材料。 通过本课程的学习，能使学生材料物理性能相关的基本概念、基本原理和测试及分 析方法，进而培养学生将所学的专业理论知识运用到材料相关领域技术研发中，解决具 体材料物理性能实际问题的能力，以及新理论和新技术发明的创新能力
— 3 — 4 能够运用物理性能知识，根据 材料的需求，利用热分析、电 阻分析和磁性分析等手段，制 定合理的研究方案和目标。 毕业要求 4.1 能够根据材料系统的需 求，利用理论分析等手 段，给出相关问题的研究 方案和目标。 课程讲授 / 课堂讨论 / 实验 实验教学内容、实验目的及与课程目标的联系 实验名称 教学内容 学时 实验目的 实验类型 对应的课程目标 用DSC测 定合金的 相变温度 热分析（DSC）的 结构及实验原理； 利用 DSC 测量合金 相变温度和热焓的 方法。热分析软硬 件的操作和分析。 利用热分析进行材 料热力学和动力学 分析的基本方法。 2 掌握材料热学性能的 相关基本概念和原理。 掌握热分析的基本原 理、仪器结构和分析方 法。能够根据材料工程 问题，进行热分析硬件 和软件的操作和分析。 掌握材料相变的热分 析方法。 综合性 课程目标 1 磁性系列 实验一： 非晶和纳 米晶软磁 材料的制 备和磁性 - 电弧熔 炼和熔体 旋淬 根据非晶和纳米晶 软磁材料的磁性需 求，选择适当的真 空制备工艺参数， 制定合理的研究方 案和目标。高真空 电弧炉和高真空甩 带机的结构、组成 和工作原理。非晶 和纳米晶软磁材料 电弧熔炼和熔体旋 淬的方法。影响软 磁材料磁性能的成 分和工艺因素。 2 能够运用物理性能知 识，根据软磁材料的需 求，制定合理的研究方 案和目标。掌握具有优 异物理性能的先进功 能材料的全流程研究 中的真空制备技术的 原理和方法。了解提高 软磁材料磁性能的成 分和工艺因素。 研究性 课程目标 4
— 4 — 实验教学方法 磁性系列 实验二： 非晶和纳 米晶软磁 材料的制 备和磁性 - 静态磁 性测量 根据非晶和纳米晶 软磁材料的磁性需 求，选择适当的静 态磁性测试方法， 制定合理的研究方 案和目标。软磁材 料静态磁性测量装 置的组成和工作原 理。非晶和纳米晶 软磁材料静态磁性 测量的方法。影响 软磁材料的静态磁 性测量 2 能够运用物理性能知 识，根据软磁材料的需 求，利用磁性分析手 段，制定合理的研究方 案和目标。了解提高软 磁材料静态磁性能的 方法。掌握静态磁性能 的测量方法。 研究性 课程目标 4 磁性系列 实验三： 非晶和纳 米晶软磁 材料的制 备和磁性 - 动态磁 性测 根据非晶和纳米晶 软磁材料的需求， 选择适当的动态磁 性测试方法，制定 合理的研究方案和 目标。软磁材料动 态磁性测量装置的 组成和工作原理， 非晶和纳米晶软磁 材料动态磁性测量 的方法。 2 能够运用物理性能知 识，根据软磁材料的需 求，利用磁性分析手 段，制定合理的研究方 案和目标。了解提高软 磁材料动态磁性能的 方法。掌握动态磁性能 的测量方法。 研究性 课程目标 4 1. 针对课程的重点和难点，结合实验深入讲解，加深学生对基本概念、原理及测 试技术的理解，提高学生的理论联系实际的能力和动手解决实际问题的能力。 2. 采用边演示边讲解的方式，教授实验相关的软硬件的操作和分析方法，在讲授 过程中组织相关问题的讨论。 3. 学生分组进行实验（每组 4-6 人），运用所学的物理性能知识，根据材料的需 求，制定合理的研究方案和目标，进行实验操作和数据处理及分析，提高学生针对工 程问题的分析能力和解决问题能力，培养学生基本的研究能力
— 5 — 实验考核方法及与总成绩的关系 实验教学考核评价标准 得分 考核评价标准 ＞90 实验报告完整正确，数据分析准确，报告认真规范，结论准确， 思考题回答正确。 80-90 实验报告比较完整正确，数据分析较准确，报告比较认真规范， 结论正确，思考题回答比较正确。 60-80 实验报告基本完整正确，数据分析基本正确，报告基本认真规 范但欠工整，结论基本正确，思考题回答基本正确。 ＜60 实验报告不完整，数据分析有错误，报告欠认真规范，结论有 错误，思考题回答有错误。 课程负责人：徐 民 学院负责人： 考核方法：采取实验报告的方式考核实验教学目标的达成情况。 与总成绩的关系：实验成绩作为平时成绩占课程总成绩的 10%