本课程是固体力学学科研究生的专业核心课（并作为工程力学及相关学科研究生的专业普及课）。通过本课程的学习，使学生了解和掌握固体材料的微观结构和晶体缺陷的主要特征、原子扩散的概念、相图的主要形式和相变基本类型及其过程、晶体塑性变形机制和再结晶原理等方面的基本知识。

大学物理，大学化学

教材与参考文献： 1. 余永宁．材料科学基础．北京：高等教育出版社，2006． 2. 潘金生等．材料科学基础．北京：清华大学出版社，1998． 3. 胡赓祥，蔡洵主编．材料科学基础．上海：上海交通大学出版社，2000． 4. 黄昆等．固体物理．北京：高等教育出版社，1996． 5. 石德珂， 朱维斗．《材料物理》． 北京：机械工业出版社，2006． 6. William D. Callister, Jr. Fundamentals of Materials Science and Engineering, Wiley, 7th ed, 2001. 7. Robert W. Cahn and Peter Haasen. Physical Metallurgy. Elsevier Science B. V., Amsterdam, 1996. 8. Richard W. Hertzberg, Richard P. Vinci, Jason L. Hertzberg. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials. Wiley, 5th ed, 2012. 9. 杨柯等译．走进材料科学．北京：化学工业出版社， 2008 （Robert W. Cahn. The Coming of Materials Science.）

第1章  绪论（2学时），讲授内容如下：
1.1	本课程基本概况，包括课程目的与作用、课程讲授内容及其参考书、内容属性及其分析方法特点、教学安排与要求、教学方式和考试方式。
1.2	材料和材料物理基本概念，包括材料的定义与分类、材料物理的定义与内涵、材料物理与固体力学、工程力学学科的内在联系。
1.3	材料物理研究科学前沿的范例。
1.4	材料物理研究工程应用（包括材料与结构失效分析）的范例。

第2章  固体材料的微观结构， 共12学时，分解为如下6部分讲授。
2.1   原子结构与固态结合键（1学时），内容包括：
原子核外电子状态描述，原子核外电子的排布规律，固体中原子结合键与元素性质（重点）。
2.2   晶体结构的周期性与空间点阵（1学时），内容包括：
晶体结构与结构基元，空间点阵与阵点（重点），阵胞与晶胞，布拉菲点阵和晶系（重点）。
2.3   晶体中点线面的表示方法（3学时），内容包括：
晶胞内原子位置的表示方法，晶面和晶向指数标定（三轴坐标系）（重点），六方晶系晶面指数和晶向指数标定（四轴坐标系）（难点），晶带和晶带定理（重点），晶面和晶向之间几何关系的表达（晶面夹角和晶向夹角公式，极射投影）。
2.4   晶体的对称性（2学时），内容包括：
晶体对称性概念，宏微观对称元素和操作（重点），点群和空间群符号和意义（重点）。 
2.5   元素的晶体结构（2学时），内容包括：
元素晶体结构符号和结构参量的定义（重点），三种常见金属晶体结构（BCC， FCC，HCP）（重点），其它元素晶体结构。
2.6   固溶体与化合物结构（3学时），内容包括：
基本概念（组元，合金，合金成分，合金相），影响合金相形成的主要因素，金属固溶体类型与结构特征（重点），影响金属固溶体溶解度的主要因素，化合物晶体结构符号，各类化合物的类型与结构特征（金属离子共价化合物，硅酸盐）（重点）。

第3章  晶体缺陷，共12学时，分解为如下3部分讲授。
3.1   点缺陷（2学时），内容包括：
点缺陷的基本类型与特征，点缺陷的平衡浓度（重点） 。
3.2   线缺陷（8学时），内容包括：
位错的基本类型与特征（重点），位错的几何性质（重点），位错的运动（重点与难点），作用在位错上的力（难点），位错的弹性性质与位错之间的弹性交互作用（难点），位错之间的交割（难点），位错增殖，实际晶体中的位错（FCC）（重点）。
3.3   面缺陷（2学时），内容包括：
表面结构，晶界结构（小角度晶界，大角度晶界，孪晶界，反向畴界）（重点），相界结构（共格，半共格，非共格）（重点）。

第4章  固体中原子的扩散，共6学时，分解为如下3部分讲授。
4.1   概述（1学时），内容包括：
扩散的基本概念，扩散的热力学条件。
4.2   扩散方程的建立、求解和应用（3学时），内容包括：
误差函数解（重点），高斯函数解（重点），柯肯达尔效应与互扩散（难点）。
4.3   扩散机制（2学时），内容包括：
间隙与空位扩散机制（重点），扩散系数的物理意义（重点），影响扩散的主要因素（温度，成分，结构，缺陷，外场等）（重点）。

第5章  相图与相变，共10学时，分解为如下4部分讲授。
5.1   概述（1学时），内容包括：
基本概念（相，组织，相图），热力学定律和与热力学判据（重点），吉布斯相律（重点）。
5.2   相变的分类和相变主要特征（1学时），内容包括：
一级与二级相变，匀相与非匀相转变，均匀与非均匀形核，扩散与非扩散型转变。
5.3   单元系相图与相变（2学时），内容包括：
单元相图的基本特征和分析，克拉贝龙—克劳修斯方程（重点），同素异构转变（重点）。
5.4   二元系合金相图与相变（6学时），内容包括：
各类二元相图的基本特征与分析（重点），杠杆定理（重点），金属与固溶体的凝固（重点），过饱和固溶体的脱溶（重点与难点），共晶/共析转变，包晶/包析转变，无序-有序转变，马氏体与贝氏体转变。

第6章  塑性变形与再结晶，共8学时，分解为如下3部分讲授。
6.1   滑移变形（3学时），内容包括：
滑移的晶体学特征（重点），分位错与堆垛层错能（难点），滑移的几何学特征（重点），屈服行为及单晶体的应力－应变响应（重点），单晶体与多晶体应力－应变行为的关系。
6.2   孪生变形（2学时），内容包括：
孪生变形概述，孪生的几何学特征（重点），孪生的特点及其与滑移的差异（难点），HCP 晶体里的孪生（难点），BCC 和 FCC 晶体里的孪生。
6.3   形变组织的回复与再结晶（3学时），内容包括：
回复与再结晶概述，回复过程与机制（重点），再结晶过程与机制（重点），再结晶后的晶粒长大。

教学手段与方法： 
        课堂讲授为主，（第2章至第6章）每章安排0.51学时的课堂讨论。

考核方式：
        课堂开卷考试。

教材与参考文献： 
1.	余永宁．材料科学基础．北京：高等教育出版社，2006． 
2.	潘金生等．材料科学基础．北京：清华大学出版社，1998．
3.	胡赓祥，蔡洵主编．材料科学基础．上海：上海交通大学出版社，2000． 
4.	黄昆等．固体物理．北京：高等教育出版社，1996．
5.	石德珂， 朱维斗．《材料物理》． 北京：机械工业出版社，2006．
6.	William D. Callister, Jr. Fundamentals of Materials Science and Engineering, Wiley, 7th ed, 2001. 
7.	Robert W. Cahn and Peter Haasen. Physical Metallurgy. Elsevier Science B. V., Amsterdam, 1996. 
8.	Richard W. Hertzberg, Richard P. Vinci, Jason L. Hertzberg. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials. Wiley, 5th ed, 2012. 
9.	杨柯等译．走进材料科学．北京：化学工业出版社， 2008 （Robert W. Cahn. The Coming of Materials Science.）