材料物理教学大纲

《材料物理学》教学大纲

课程编号： 课程名称： 材料物理 英文名称： Materials Physics 选用教材： 自编讲义

先修课程： 大学物理；近代物理；固体物理； 适用专业： 材料物理本科

本课程以课堂教授为主，并辅以“材料科学前沿讲座”和“材料物理实验”教学，以突出课程内容的先进性，拓展学生的眼界，并使学生对所学的理论知识具像化，获得实践体验。

一、 教学基本目标

强化专业基础，突出课程特色。同时考虑减少总学时和增加实验教学课，梳理该课程与其他相关专业课的融合通道，合理组合基础课，专业课，实验课和前沿交叉课的教学。培养学生专业知识和知识创新能力。训练学生从物理学研究理论角度面对材料学的问题，建立基础与专业通道。以开拓学生的视野，增强就业竞争力。

二、 课程简介

材料物理是材料物理专业的一门专业主干课程。本课程主要教授材料（主要是凝聚物质）本征的性质（微观结构、运动状态、物理性质）以及它们在各种外界条件（如热、力、光、电、磁、各种微观粒子束辐照）下发生的变化。涉及到高分子物理、金属物理、半导体物理、超导物理、电介质物理学及表面物理学、晶态及非晶态物理学等多门学科。通过本课程学习，学生可以对材料，特别是功能材料的结构、制备机理及各种物理性质有较全面的了解，从而为学生将来从事有关新型材料的研制、开发、应用奠定基础。

材料科学研究材料的组成、结构、性能、生产流程和使用效能以及它们之间的关系。材料科学涉及到的基础和应用领域相当广泛，因此需要对这些领域的基本知识、概念和方法进行较为全面的了解，特别是各学科共同的基础知识。由于材料物理学涉及到金属、晶体、陶瓷、半导体、非晶和聚合物等多个学科，传统的课程限于历史原因往往侧重在某一方面，不利于学生对材料科学的现状建立全面了解，因此本课程在内容上注意涵盖了材料的概况、结构、缺陷、扩散、相变、物性及材料设计的基本方法等材料科学的主要内容，讨论了金属、半导体、介电体、聚合物和超导体等多种类型的材料，在结构上力求建立较为连贯统一的理论框架来概括丰富多彩的材料，以充分体现材料的多样性和概念的统一性。

课程性质：

必修

学时/学分： 56/3.5 考核方式：

考试

大纲执笔人： 田晓慧 大纲审核人： 教科主任

三、 教学基本内容

第一章 材料的物理学基础 20 学时

1．1 粒子与波

1．2 原子、分子结构与光谱 1．3 带电粒子在电磁场中的运动 1．4 带电粒子与物质的相互作用 1．5 光与物质的相互作用

1．6 荧光光谱及其在材料研究中的应用 (材料科学前沿讲座) 第二章 材料的物理性质 16 学时

2．1 材料的电性质 2．2 材料的磁性质 2．3 材料的热性质

2．4 材料的光学性质

2．5 分子材料与分子器件 (材料科学前沿讲座)

第三章 材料的晶体结构 自学6 学时

3．1 晶体中原子、分子的结合方式 3．2 离子键与离子晶体 3．3 共价键与共价化合物 3．4 金属、合金与金属键 3．5 氢键与氢键晶体

第四章 材料的晶体缺陷 自学6 学时

4．1 点缺陷 4．2 线缺陷一位错 4．3 面缺陷

第五章 材料的非晶结构 自学6 学时

5．1 描述方法 5．2 无规则密堆积

5．3 连续无规则网络（rcn） 5．4 硫系玻璃

第六章 材料的表面与界面 6 学时

6．1 陶瓷材料中的晶界行为 6．2 功能陶瓷中的表面界面 6．3 高分子材料的表面 6．4 高聚物共混体系的界面 6．5 高分子材料的表面研究

6．6 超分子自组装材料 (材料科学前沿讲座)

第七章 共混高分子材料之间的相容性和互穿网络聚合物 6 学时

7．1 聚合物之间相容性的基本特点 7．2 聚合物-聚合物相容性理论 7．3 聚合物共混体系相分离机理 7．4 研究聚合物之间相容性的方法 7．5 互穿网络聚合物

7．6 有机—无机杂化材料 (材料科学前沿讲座)

第八章 无机非金属材料 4 学时

8．1 硅酸盐结构与性能 8．2 生物陶瓷 8．3 多孔陶瓷 8．4 纳米硅材料 8．5 IT玻璃

8．6 精细陶瓷在微电子技术中的应用 (材料科学前沿讲座) 第九章 高分子材料结构与性能 6 学时

9．1 高分子化合物的聚集状态 9．2 高分子化合物聚集态的转变 9．3 高分子材料的力学性质 9．4 高分子材料的强度 9．5 高分子材料的光、电性质

9．6 聚合物太阳能电池及光电薄膜材料 (材料科学前沿讲座)

四、 建议教学进度

（每章的教学时数见上，自学18学时和实验32时数）

五、 教学方法 （板书和多媒体结合）

六、 成绩考核方式： （笔试、闭卷）

七、 成绩评定方法

（考试的采用百分制记分，总成绩的构成：总成绩 = 卷面成绩×70 % + 平时成绩×30 %）

八、 教学参考书

材料物理导论 杨尚林 等主编 哈尔滨工业大学出版社 材料科学基础 石德珂 主编 机械工业出版社 材料物理性能 陈树川 等主编 上海交通大学出版社 材料结构分析基础 余焜 主编 科学出版社

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/y5rr.html