低温材料科学基础  080705M05001H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:李来风,黄荣进,王俊杰
授课时间: 星期四,第1、2 节
授课地点: 教一楼227
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 080705M05001H 课时: 40 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:李来风,黄荣进,王俊杰 助教:
英文名称: Cryogenic Materials 召集人:

教学目的、要求

本课程为“制冷及低温工程”,“动力机械及工程”,“工程热物理”,“材料科学与工程”,“低温物理”等专业研究生的专业普及课。主要讲授材料在低温下的力学性能、电学性能、热学性能和磁学性能,以及低温材料在制冷、低温工程、航空航天、应用超导等领域的应用。同时介绍低温材料研究的前沿问题和发展趋势。通过学习,要求了解材料的基本概念,熟悉常用低温材料的物理性能,在实际应用中掌握正确选择合适材料的基本方法。

预修课程

材料学,材料力学,大学物理

教 材

1. 陈国邦,低温工程材料,浙江大学出版社,1998.
2. 阎守胜,陆果,低温物理实验的原理与方法,科学出版社,1985.

主要内容

第一章 低温材料特征及应用领域(共计2学时)(李来风)
1.1介绍低温材料在制冷、空间技术、应用超导、气体工业的应用背景;
1.2简述低温材料的分类、基本特性,介绍本课程的教学计划。
第二章 材料科学概论(4学时)(黄荣进)
2.1从金相学、物理冶金、到材料科学
2.2 Ashby图、分类、代表性材料(经典案例)
第三章 材料的组成与结构(6学时)(黄荣进)
3.1晶体结构
3.2结构缺陷(点、线、面、体)
3.3结构转变(相图、相变、热力学)
第四章 材料结构分析表征技术及原理(4学时)(黄荣进)
XRD、TEM、SEM等设备分析方法 
第五章 材料低温力学性能 (共计4学时)(李来风)
5.1材料力学性能基本知识;低温拉伸性能(教学重点与难点);
5.2材料低温疲劳、断裂韧性、冲击韧性;低温力学性能测试方法和装置。
第六章 材料低温热学性能 (共计4学时)(李来风)
6.1材料低温比热(教学重点与难点);
6.2材料低温热导、热膨胀
第七章 材料低温电学性能(共计2学时)(李来风)
材料低温电导、热电、铁电性能
第八章 材料低温磁学性能 (共计4学时)(李来风)
8.1磁阻、磁热效应;
8.2超导高场磁体及材料
第九章 材料低温改性及应用 (共计6学时)(王俊杰)
9.1深冷处理基本概念;
9.2材料深冷处理机理及工艺;
9.3深冷处理应用于深冷处理装置设计
实验课(2学时,李来风):实验课地点在中科院理化所,内容包括:
1)材料低温力学实验;2)超导转变温度及磁浮实验;3)热电制冷实验。
考试:2学时

教学手段与方法:课堂讲授,多媒体与板书相结合。
考核方式:开卷考试。

参考文献

1. Reed,R.P., Clark,A.F., Materials at Low Temperature, Carnes Publication Services, Inc., 1983
2. Ekin, J.W., Experimental Techniques for Low-Temperature Measurements, Oxford University Press, 2006.