1、金属物理学课程教学大纲 金属物理学 课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：金属物理学所属专业：金属材料物理学课程性质：专业方向选修课， 学位课，必修环节学 分： 4（二）课程简介、目标与任务；课程简介：本课程第一部分主要介绍金属的晶体结构，合金的主要分类及其对应的晶体结构和性质；第二部分从热力学统计理论和相变动力学出发，来讨论合金的稳定相及其对应的形成过程；第三部分主要介绍金属的基本力学和电学特性，并初步介绍当代金属物理的一些主要研究领域。目标与任务：掌握金属合金的主要分类，其对应的结构和性质，理解合金相的形成过程及其物理本质，了解金属各项特性的物理本质及
2、其实际应用。（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；修完普通物理学及四大力学课程、热力学统计物理、数学物理方法、固体物理课程后才可学习该课程，该课程向前联系基本物理知识的运用，向后衔接研究生科学研究中遇到的实际问题。（四）教材与主要参考书。 教材： 金属物理学，冯端，北京：科学出版社，1990.主要参考书：金属学原理，余永宁，北京：冶金工业出版社，2000.金属材料学，孙茂才，北京：冶金工业出版社，2002年。金属物理研究方法，赵伯麟，余永宁，北京：冶金工业出版社，1981.（五）主讲教师。主讲：耿柏松教师梯队：王君，闫徳，卓仁富，吴志国二、课程内容与安排绪论（1学
3、时）交代本课程的主要内容，讲授方式，学生需要掌握和了解的内容，与已经学过的课程的相关性，在后续的学习中的地位和作用。第一章 金属及合金的结构1.1 元素的原子结构和周期表1.2 钢球密堆和几种典型的金属结构1.3 金属的原子半径1.4 合金相的分类1.5 固溶体的晶体结构1.6 影响替代式固溶体的溶解度的一些经验规律1.7 固溶体的性质1.8 固溶体的微观不均匀性1.9 有序固溶体1.10 电子化合物1.11 间隙相1.12 其它金属化合物（一）教学方法与学时分配讲授及课堂讨论，21学时（二）内容及基本要求主要内容：金属的晶体结构，合金相的晶体结构及分类，常见固溶体的分类、结构与特性【重点掌握
4、】：合金、固溶体的分类、结构【掌握】：不同种类合金、固溶体的特性【难点】：合金、固溶体的分类、结构第二章 合金热力学及统计理论2.1 相平衡的热力学判据和合金的平衡相2.2 从自由能曲线推导相图2.3 均匀相的热力学函数2.4 理想溶体和非理想溶体2.5 合金热力学函数的讨论2.6 正规熔体2.7 固液相的平衡2.8 合金有序化的物理本质2.9 固溶体的统计物理模型2.10 准化学近似2.11 二元合金溶解度曲线的统计理论2.12 有序-无序转变的统计理论（一）教学方法与学时分配讲授及课堂讨论，20学时（二）内容及基本要求主要内容：合金的热力学形成过程和热力学参数，合金固溶体的统计物理模型【重
5、点掌握】：合金的热力学形成过程和热力学参数【掌握】：合金固溶体的统计物理模型【难点】：理想溶体、正规熔体、准化学近似第三章 相变动力学3.1 母相与新芽体之间的热力学平衡3.2 相变时的成核生长3.3 非均匀成核3.4 取向结晶3.5 晶体在蒸气中的生长机制3.6 新相的成核率和成长线速度3.7 相变速率3.8 成分变化的成核 （一）教学方法与学时分配讲授及课堂讨论，16学时（二）内容及基本要求主要内容：相变的形核生长、成核率和相变速率【重点掌握】：相变形核生长的物理机制【掌握】：成核率、生长线速度、相变速率的定义和推导过程【难点】：成核率、相变速率第四章 合金的弹性理论和电子理论基础4.1
6、弹性力学的基本概念4.2 错配求模型4.3 错配求模型的应用4.4 金属的电子结构4.5 刚能带模型4.6 电子屏蔽模型（一）教学方法与学时分配讲授及课堂讨论，12学时（二）内容及基本要求主要内容：错配球模型的定义和应用，刚能带模型和电子屏蔽模型【掌握】：错配球模型、刚能带模型、电子屏蔽模型的定义【了解】：错配球模型、刚能带模型、电子屏蔽模型的推导过程【难点】：错配球模型、刚能带模型、电子屏蔽模型的数学推导第五章 当代金属学的主要研究领域6.1 当代金属学的主要研究方向（一）教学方法与学时分配讲授及课堂讨论，2学时（二）内容及基本要求主要内容：金属的主要特性及应用领域，近几年金属物理的研究进展【了解】： 金属的主要特性及应用领域【一般了解】： 近几年金属物理的研究进展三、课程考试安排与成绩记分办法（一）考试安排：考试时间：无固定时间，在主要章节讲授完成后随机。考试形式：考核，为学生分组给出题目，学生调研后完成PPT报告，以答辩的形式考核。（二）记分办法：平时成绩30%+ppt汇报70% 制定人：耿柏松 王君审定人：批准人：日 期：5 / 55 / 55
