1、材料熱力學(xué)Thermodynamics of Materials課程編號(hào)：07410044學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：32 （其中：講課學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0;上機(jī)學(xué)時(shí)：0 ）先修課程：物理化學(xué)、材料科學(xué)與工程適用專(zhuān)業(yè):復(fù)合材料與工程教.材：材料熱力學(xué)，郝士明主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年1月第1版一課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)材料熱力學(xué)課程是材料類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中重要的專(zhuān)業(yè)課，以熱力學(xué)和統(tǒng) 計(jì)熱力學(xué)的原理和方法研究材料問(wèn)題，它與動(dòng)力學(xué)、晶體學(xué)以及固體物理和固體化 學(xué)組成材料科學(xué)的基礎(chǔ)。材料科學(xué)與工程已成為一個(gè)整體。熱力學(xué)對(duì)發(fā)展材料的品 種、提高材料的質(zhì)量、日益顯示其積極的作用，應(yīng)用材料熱力學(xué)原

2、理可以闡明和預(yù) 測(cè)相圖，相變以及材料的其他物理現(xiàn)象。要求學(xué)生在完成學(xué)習(xí)物理化學(xué)、材料 科學(xué)與工程等課程，以及進(jìn)行了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，有一定的生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)的基礎(chǔ)上再安 排學(xué)習(xí)本課程。學(xué)好本課程對(duì)進(jìn)一步學(xué)好材料專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課具有奠定基礎(chǔ)的重要作 用。材料熱力學(xué)課程的任務(wù)是：1、掌握熱力學(xué)的基本知識(shí)，理解相圖的構(gòu)成規(guī)則和詮釋相圖，深入理解材料熱 力學(xué)的基本理論和研究方法；2、能應(yīng)用材料熱力學(xué)的原理和方法來(lái)分析和解決實(shí)際的材料問(wèn)題。（二）課程目標(biāo).知識(shí)方面掌握熱力學(xué)的基本知識(shí)，理解相圖的構(gòu)成規(guī)則和詮釋相圖，深入理解材料 熱力學(xué)的基本理論和研究方法；能應(yīng)用材料熱力學(xué)的原理和方法來(lái)分析和解決實(shí)際的材料問(wèn)題。.能力與

3、素質(zhì)方面通過(guò)對(duì)熱力學(xué)定律的學(xué)習(xí)，能夠掌握熱力學(xué)關(guān)系式的推導(dǎo)、適用條件和在 材料中的應(yīng)用。通過(guò)學(xué)習(xí)單組元材料的相變體積效應(yīng)、熱空穴濃度的計(jì)算，具備利用能量 的觀點(diǎn)去解釋材料現(xiàn)象的能力。通過(guò)學(xué)習(xí)二組元相，掌握理想溶體、正規(guī)溶體的概念和區(qū)別；掌握混合物 自由能的計(jì)算；熟悉化學(xué)式與活度的概念和區(qū)別，具備對(duì)復(fù)合材料與工程復(fù)雜工程 問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別和判斷的基本能力。通過(guò)材料的性能與結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，具備利用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)分析材料性能和材 料結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的能力。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，分析計(jì)算能力，創(chuàng)新能力以 及運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本方法和基本技能去分析和解決實(shí)際復(fù)雜工程問(wèn)題的能 力。（三）課程目標(biāo)與

4、專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-3和5-3o畢業(yè)要求2-3：掌握對(duì)復(fù)合材料與工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行分析與求解。畢業(yè)要求5-3：掌握解決復(fù)合材料與工程領(lǐng)域復(fù)雜問(wèn)題所需的現(xiàn)代工程工具、基 礎(chǔ)知識(shí)。程目標(biāo)畢業(yè)要指標(biāo)點(diǎn)課程 目標(biāo) 1.1課程 目標(biāo) 1.2課程 目標(biāo) 2.1課程 目標(biāo) 2.2課程 目標(biāo) 2.3課程 目標(biāo) 2.4課程 目標(biāo) 2.5畢業(yè)要求2-3qqq畢業(yè)要求5-3qqq二課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章緒論（一）課程內(nèi)容（1）熱力學(xué)發(fā)展史及分類(lèi)；（2）熱力學(xué)定律回顧。（二）教學(xué)要求了解材料熱力學(xué)發(fā)展史及分類(lèi)，掌握材料熱力學(xué)的基本概念，熟悉各種熱力學(xué) 關(guān)系式的

5、推導(dǎo)、適用條件和在材料中的應(yīng)用。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）重點(diǎn)熱力學(xué)關(guān)系式的推導(dǎo)、適用條件和在材料中的應(yīng)用。(2)難點(diǎn)熱力學(xué)關(guān)系式的推導(dǎo)。第二章單組元材料的熱力學(xué)1、課程內(nèi)容(1)金屬相變的體積效應(yīng)的熱力學(xué)解釋?zhuān)?2)純金屬中的平衡空位濃度；(3)晶體的熱容及由熱容計(jì)算自由能；(4)單組元材料兩相平衡。2、教學(xué)要求掌握單組元材料的相變體積效應(yīng)、熱容的概念；掌握熱容計(jì)算自由能的計(jì)算； 掌握單組元材料的兩相平衡的計(jì)算；了解Gibbs-Helmholtz方程的推導(dǎo)和應(yīng)用。 3、重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)單組元材料的相變體積效應(yīng)、熱容的概念及熱容計(jì)算自由能；(2)難點(diǎn)晶體的熱容及由熱容計(jì)算自由能。第三章二組元相

6、1、課程內(nèi)容(1)理想溶體和正規(guī)溶體近似；(2)溶體的性質(zhì)；(3)混合物自由能；(4)化學(xué)勢(shì)與活度。2、教學(xué)要求掌握理想溶體、正規(guī)溶體的概念和區(qū)別；掌握混合物自由能的計(jì)算；熟悉化學(xué) 式與活度的概念和區(qū)別。3、重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)混合物自由能的計(jì)算，化學(xué)式與活度的概念和區(qū)別；(2)難點(diǎn)混合物自由能的計(jì)算。第四章 二組元材料熱力學(xué)1、課程內(nèi)容(1)兩相平衡；(2)固-液兩相平衡；(3)溶解度曲線(xiàn)；(4)固溶體間的兩相平衡；2、教學(xué)要求掌握運(yùn)用熱力學(xué)分析材料平衡相成分以及平衡組織的基本方法。3、重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)兩相平衡及相穩(wěn)定化學(xué)參數(shù)；(2)難點(diǎn)熱力學(xué)分析材料平衡相成分以及平衡組織。第五章兩個(gè)重

7、要的溶體模型1、課程內(nèi)容(1) Bragg-Williams 近似;(2)雙亞點(diǎn)陣模型。2、教學(xué)要求掌握Bragg-Williams和雙亞點(diǎn)陣模型的含義和應(yīng)用的條件。3、重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)Bragg-Williams和雙亞點(diǎn)陣模型的含義及應(yīng)用；(2)難點(diǎn)兩種溶體模型的含義及應(yīng)用條件。第六章相變熱力學(xué)1、課程內(nèi)容(1)新相的形成；(2)固溶體的分解；(3)析出相的表面張力效應(yīng)；(4)二級(jí)相變；2、教學(xué)要求掌握材料相變的分類(lèi)，以及相變驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算；了解析出相的表面張力效應(yīng); 了解相變對(duì)相平衡的影響。3重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)材料相變分類(lèi)以及相變驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算；(2)難點(diǎn)相變驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算。第七章多組元相

8、1、課程內(nèi)容(1)多組元相的正規(guī)溶液模型；化合物相；(3)二級(jí)相變自由能。2、教學(xué)要求了解多組元相的正規(guī)溶體模型；了解化合物相自由能計(jì)算的原理。3、重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)重點(diǎn)多組元相的正規(guī)溶體模型；(2)難點(diǎn)化合物相自由能計(jì)算的原理。三、課程學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章(按序填寫(xiě))教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目 標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上 機(jī)課 程 實(shí) 踐小 計(jì)第一章緒論44多媒體1.1第二章單組元 材料的熱力學(xué)66多媒體、板書(shū)1. 1； 1.3； 2. 1第三章二組元 相66多媒體、討論2. 2； 2. 5第四章二組元 材料的熱力學(xué)44多媒體、板書(shū)2. 3； 2. 5第五章兩個(gè)重 要的溶體模型22多媒體、討論第六章相變熱 力學(xué)22多媒體、板書(shū)2.4； 2.5第七章多組元 相22多媒體、討論合計(jì)3232多媒體、板書(shū)見(jiàn)考核形式考核要求考核權(quán)重備注作業(yè)按時(shí)交、獨(dú)立完成、清晰5-10%課堂表現(xiàn)出勤、回答問(wèn)題15-25%期末考試閉卷60-70%、課程考核五、參考書(shū)目及學(xué)習(xí)資料1、金屬材料熱力學(xué)，徐祖耀主編，科學(xué)出版社，1981年10月第1版；2、材料熱力學(xué)，徐祖耀、例麟