无机材料物理性能
无机材料物理性能
1000+ 人选课
更新日期:2025/05/13
开课时间2020/12/10 - 2021/10/29
课程周期47 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

本课程系统讲述了无机材料的受力变形、脆性断裂与强度、热学、光学、电导、介电、压电、磁学和光学等物理性能,既突出理论基础又面向工程应用,各章节内容相对独立又互有关联,着重培养学生综合利用所学知识分析无机材料复杂工程问题的能力。

课程以各物理性能的表征参量、微观机制、影响因素和调控方法为主线展开教学,具体内容包括:晶体的结构、结合、晶格振动以及电子在晶体中的状态及分布等基础物理知识;无机材料受力变形、脆性断裂与强度的机理、方式以及影响因素;无机材料的热容模型、热膨胀机制、热传导的宏观规律与微观机制、抗热震性等热学性能;无机材料的基本电导性能、离子导体和电子导体的导电机理以及半导体掺杂;无机介电材料的极化过程、介电常数、介电损耗和介电强度等基本概念和介电性能分析;介电、压电、热释电和铁电的关系及相关材料的应用;磁学基本知识、无机材料的磁性能和磁效应、无机磁性材料的种类及应用;光与材料相互作用的基本理论知识、光在无机材料中的传播、特种无机光学材料的原理与应用。

通过课程学习,拟使学生达到以下知识能力水平:(1)掌握无机材料的力、热、电、磁、光等物理性能的表征参量、微观机制、影响因素和调控方法等基础知识,理解材料物理性能与其组成、结构的具体关系和变化规律;(2)能够基于组成-结构-物理性能的关系,识别无机材料在制备和使用过程中涉及物理性能的复杂工程问题,能够从性能影响因素的角度分析解决复杂工程问题的多种途径;(3)培养学生的国际视野、爱国情怀和从事无机材料研究的使命感。

    本课程是材料类专业,特别是无机非金属材料工程专业(包括陶瓷、玻璃、晶体、耐火材料和建筑材料等)的一门重要的专业基础课,对于从事材料科学与工程的研究、生产、管理和技术开发的科技人员也具有重要的参考价值。


课程大纲
无机材料物理基础
1.1绪论
1.2晶体结构
1.3晶体结合
1.4晶体缺陷
1.5晶格振动与声子
无机材料的受力形变
2.1应力与应变
2.2弹性模量
2.3滞弹性
2.4塑性形变
2.5高温蠕变
无机材料的脆性断裂与强度
3.1理论断裂强度
3.2Griffith微裂纹理论
3.3应力场强度因子与断裂韧性
3.4断裂韧性测试方法
3.5提高无机材料强度的方法
3.6提高无机材料韧性的方法
3.7硬度
无机材料的热学性能
4.1无机材料的热容
4.2无机材料的热膨胀
4.3无机材料的热传导
4.4无机材料的抗热震性
无机材料的电学性能
5.1电导的一般规律
5.2电子电导
5.3离子电导
5.4半导体电导
5.5无机材料的电导
5.6超导
无机材料的介电性能
6.1极化与介电常数
6.2介电损耗
6.3介电强度与击穿
6.4铁电性能
6.5压电性能
无机材料的磁学性能
7.1磁性及分类
7.2材料的磁化特性
7.3磁损耗
7.4铁氧体磁性材料
无机材料的光学性能
8.1光与物质相互作用
8.2光的吸收、色散与散射
8.3无机材料的透光性
8.4无机材料的颜色
8.5特种光学材料及应用