《材料物理性能》课程教学资源（PPT课件）绪论——材料、物理、性能

一、课程概况 1、课程名称：《材料物理性能》 2、课程性质：材料科学与工程本科专业的一门 专业基础课 3、研究内容：主要围绕无机非金属材料的物理 性能、影响因素、测试方法、原理及相关应用 等展开讨论。 具体包括材料的力学性能、材料的热学性能、材料的 电学性能、材料的磁学性能等

2 一、课程概况 1、课程名称：《材料物理性能》 2、课程性质：材料科学与工程本科专业的一门 专业基础课. 3、研究内容：主要围绕无机非金属材料的物理 性能、影响因素、测试方法、原理及相关应用 等展开讨论。 具体包括材料的力学性能、材料的热学性能、材料的 电学性能、材料的磁学性能等

4、课程教学目的与要求：以材料物理性能为主 题，将涉及到性能、方法和原理的内容统一起 来，使学生不仅熟悉各种功能材料及其性能， 还要认识和了解各种性能产生的本质原因及影 响因素。 5、课程教学内容：(48学时) 序号 章节内容 学时分配 1 绪论 2 2 材料的力学性能 12 3 材料的热学性能 6 4 材料的光学性能 4 5 材料的电学性能 10 6 材料的磁学性能 4 7 实验 10 总计 48

3 4、课程教学目的与要求：以材料物理性能为主 题，将涉及到性能、方法和原理的内容统一起 来，使学生不仅熟悉各种功能材料及其性能， 还要认识和了解各种性能产生的本质原因及影 响因素。 5、课程教学内容：(48学时) 序号 章节内容 学时分配 1 绪论 2 2 材料的力学性能 12 3 材料的热学性能 6 4 材料的光学性能 4 5 材料的电学性能 10 6 材料的磁学性能 4 7 实验 10 总计 48

二、课程的特点和学习方法 1、课程特点： 理论性比较强；概念多，内容多，公式多， 需要掌握、记忆和理解的知识多. 2、学习方法： ①课前预习，包括一些普通物理知识，对上课内容提前了解； ②上课认真听讲，掌握每堂课的重点内容；要认真作笔记一这 也是一种能力； ③课后及时认真复习，注重归纳总结，做好学习笔记，掌握科 学真谛； ④重视例题和习题，加深对课堂知识的理解； ⑤对基本概念、基本原理应注重理解，辅助记忆。自己完成 作业，检验学习的效果。注意复习，温故而知新

4 二、课程的特点和学习方法 1、课程特点： 理论性比较强;概念多,内容多，公式多， 需要掌握、记忆和理解的知识多. 2、学习方法： ①课前预习,包括一些普通物理知识，对上课内容提前了解; ②上课认真听讲,掌握每堂课的重点内容;要认真作笔记－这 也是一种能力； ③课后及时认真复习,注重归纳总结,做好学习笔记，掌握科 学真谛； ④重视例题和习题,加深对课堂知识的理解； ⑤对基本概念、基本原理应注重理解，辅助记忆。自己完成 作业，检验学习的效果。注意复习，温故而知新

3、学习研究方法： ①经验方法：在大量占有实验数据的基础上，对 数据的分析处理，整理为经验方程，用以表示它 们的函数关系； ②理论方法：从机理着手，即从反映本质的基本 关系出发，按照性能的有关规律、建立物理模型 ,用数学方法求解，得到有关理论方程式。 本科生学习：一方面是知识学习，另外一方面是方法的学 习（学会自学)

5 3、学习研究方法： ①经验方法：在大量占有实验数据的基础上，对 数据的分析处理，整理为经验方程，用以表示它 们的函数关系; ②理论方法：从机理着手，即从反映本质的基本 关系出发，按照性能的有关规律、建立物理模型 ，用数学方法求解，得到有关理论方程式。 本科生学习：一方面是知识学习，另外一方面是方法的学 习（学会自学）

三、教材与参考资料 1、教材： 无机材料物理性能，关振铎等编著，清华大学出 版，2011. 2、参芳书： (1).材料性能学，王从曾，主编，北京工大出版，2001. (2).金属物理性能分析，宋学孟，机械工业出版社，1987. (3).金属材料物理性能，王润，治金工业出版社，1993. (4).材料物理性能，田莳编箸，北航出版社，2001. (⑤).材料物理导论，熊兆贤编箸，科学出版社，2001

6 三、教材与参考资料 1、教材： 无机材料物理性能，关振铎等编著，清华大学出 版,2011. 2、参考书： (1).材料性能学,王从曾,主编,北京工大出版,2001. (2).金属物理性能分析,宋学孟,机械工业出版社,1987. (3).金属材料物理性能，王润，冶金工业出版社,1993. (4).材料物理性能，田莳编箸，北航出版社,2001. (5).材料物理导论,熊兆贤编箸，科学出版社,2001

四、课程考核方式 考试（闭卷） 成绩评定方法： (1)出勤、课堂讨论、作业情况记入平时成绩，占总 成绩的15%； (2)课堂小组汇报（翻转课堂)，占总成绩的10%； (3)综述性论文，占总成绩的15%； (4)课程实验环节(5次，10学时)，占总成绩的20% (5)期末考试，占总成绩的40%

7 四、课程考核方式 考试(闭卷) 成绩评定方法： （1）出勤、课堂讨论、作业情况记入平时成绩，占总 成绩的15%； （2）课堂小组汇报（翻转课堂），占总成绩的10%； （3）综述性论文，占总成绩的15%； （4）课程实验环节（5次，10学时），占总成绩的20% ； （5）期末考试，占总成绩的40%

引论一 材料、物理、性能 主要内容包括： 1.1材料（概念、分类、特征与应用、重要 性) 1.2物理（概念、研究方法、分类) 1.3材料科学与工程 1.4材料物理（定义、研究目的、范围、实 验技术) 1.5材料性能（定义、本质、分类、目的、 重要性、研究内容)

8 主要内容包括： 1.1 材料 (概念、分类、特征与应用、重要 性) 1.2 物理（概念、研究方法、分类） 1.3 材料科学与工程 1.4 材料物理（定义、研究目的、范围、实 验技术） 1.5 材料性能（定义、本质、分类、目的、 重要性、研究内容） 引论——材料、物理、性能

1.1材料 1、材料的概念 是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的 那些物质的统称。 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年 代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80 年代代文明的三大支柱。80年代以高技术为代表的新技术 革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革 命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防 建设和人民生活密切相关

9 1.1 材料 1、材料的概念 是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的 那些物质的统称。 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年 代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80 年代代文明的三大支柱。80年代以高技术为代表的新技术 革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革 命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防 建设和人民生活密切相关

2、材料的分类 按材料性能来分： 机械性能：高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性材料、 摩擦材料等。 热学性能：耐火材料、绝热材料（保温材料)、传热材料 、防火材料等。 化学性能：耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离子交换 材料、催化剂载体、胶凝材料等。 光学性能：电光材料、导光材料、透光材料、荧光材料、 发光材料、感光材料、分光材料等。 电学性能：绝缘材料、导电材料、压电材料、铁电材料、 超导材料、半导体材料等。 磁学性能：磁性材料、非磁性材料。 声学性能：隔声材料、吸音材料等。 核物理性能：放射性材料、反应材料等。 生物性能：骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等。 复合性能：智能材料、梯度功能材料等。 10

10 2、材料的分类 按材料性能来分： 机械性能：高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性材料、 摩擦材料等。 热学性能：耐火材料、绝热材料（保温材料）、传热材料 、防火材料等。 化学性能：耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离子交换 材料、催化剂载体、胶凝材料等。 光学性能：电光材料、导光材料、透光材料、荧光材料、 发光材料、感光材料、分光材料等。 电学性能：绝缘材料、导电材料、压电材料、铁电材料、 超导材料、半导体材料等。 磁学性能：磁性材料、非磁性材料。 声学性能：隔声材料、吸音材料等。 核物理性能：放射性材料、反应材料等。 生物性能：骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等。 复合性能：智能材料、梯度功能材料等

按状态分，材料可分为单晶、多晶、非晶、准晶和液晶。 从物理化学属性来分，材料可分为无机物材料（金属材 料、无机非金属材料)、有机物材料和不同类型材料所 组成的复合材料。 从应用来看，材料可分为信息材料、能源材料、生物材料 、建筑材料、航空航天材料等。 目前常根据材料的用途，将材料分为结构材料和功能材 料两大类。 结构材料主要利用其力学性质，这类材料是机械制造、工 程建筑、交通运输、航空航天等各种工业的物质基础

11 按状态分，材料可分为单晶、多晶、非晶、准晶和液晶。 从物理化学属性来分，材料可分为无机物材料（金属材 料、无机非金属材料）、有机物材料和不同类型材料所 组成的复合材料。 从应用来看，材料可分为信息材料、能源材料、生物材料 、建筑材料、航空航天材料等。 目前常根据材料的用途，将材料分为结构材料和功能材 料两大类。 结构材料主要利用其力学性质，这类材料是机械制造、工 程建筑、交通运输、航空航天等各种工业的物质基础