低温材料科学基础

课程编码：080705M05001H 英文名称：Cryogenic Materials 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：李来风等

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。

材料学，材料力学，大学物理

第一章 第一章 低温材料特征及应用领域 2学时 李来风
第1节 介绍低温材料在制冷、空间技术、应用超导、
第2节 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 第二章：材料科学概论 2学时 黄荣进
第1节 从机械工程材料说起，介绍材料选材的重要性
第2节 简述材料的发展历史，从材料理论建立到实践应用的发展过程
第三章 第三章：材料的组成与结构 8学时 黄荣进
第1节 原子结构，原子的结合方式，晶体学基础（点阵、晶面、晶向）
第2节 金属的晶体结构及原子堆垛方式，原子间隙
第3节 晶体类型及缺陷分类
第4节 点、线、面缺陷
第5节 物质状态及相变
第6节 材料的凝固与结晶（条件、方式及生长），结晶理论的实际应用
第7节 相图的基本知识，相图的热力学基础和建立方法；
第8节 铁碳合金相图、讨论
第四章 第四章：材料结构分析表征技术及原理 4学时 黄荣进
第1节 X射线物理基础，X射线在晶体中的衍射
第2节 X射线衍射实验方法
第3节 光学显微分析
第4节 电子显微分析（扫描，透射电镜）
第五章 第五章 材料低温力学性能 4学时 李来风
第1节 材料力学性能基本知识
第2节 低温拉伸性能
第3节 材料低温疲劳、断裂韧性、冲击韧性
第4节 低温力学性能测试方法和装置
第六章 第六章 材料低温热学性能 4学时 李来风
第1节 材料低温比热
第2节 材料低温热膨胀
第3节 材料低温热导率
第4节 材料低温热辐射
第七章 第七章 材料低温电学性能 2学时 李来风
第1节 材料低温电导
第2节 材料低温热电、铁电性能
第八章 第八章 材料低温磁学性能 4学时 李来风
第1节 材料低温磁阻
第2节 材料低温磁热效应
第3节 超导高场磁体
第4节 超导高场磁体低温相关材料
第九章 第九章 材料低温改性及应用 4学时 王俊杰
第1节 深冷处理基本概念
第2节 材料深冷处理机理
第3节 材料深冷处理工艺
第4节 深冷处理应用于深冷处理装置设计
第十章 实验课 2学时 李来风
第1节 实验课（材料低温力学测量装备）
第2节 实验课（材料低温力学测量实践）
第十一章 实验课 2学时 黄荣进
第1节 超导转变温度及磁浮实验
第2节 热电制冷实验

1、 李来风
研究员，博导，现任理化所低温材料及应用超导研究中心主任，所科技委副主任。1986毕业于天津大学材料系，1989获中国科学院金属所硕士学位，1996获中科院物理所博士学位。1989-1992在中国科学院低温中心工作， 1992年任助理研究员， 1996年任副研究员，1994-1995: 意大利Trieste大学访问学者，1997-1998: 美国密西根大学材料系工作, 1998年任理化所研究员，主要研究方向：低温绝缘材料，负热膨胀材料；超导磁分离技术；材料低物性研究；聚变磁体相关技术等。

2 黄荣进
研究员，博士生导师，中科院低温工程学重点实验室副主任。2004年毕业于广西大学材料科学与工程专业，同年进入中科院理化所凝聚态物理专业硕博连读。2009年获得博士学位后留所工作，2017年8月起任研究员。2015年获得国家自然科学基金委“优青”的资助，2017年入选中国科学院“青创会”优秀会员，2017年入选国家“万人计划”青年拔尖人才。现主要从事低温区绝缘材料和系统，负热膨胀材料探索和机理以及材料在低温下的物性研究。

3、王俊杰
研究员、博士生导师，中科院理化所热力过程与节能技术研究中心主任，热力过程及节能技术北京市重点实验室副主任。1983年毕业于西安交通大学，长期从事材料低温处理技术及装备研究，新型制冷方法及低温科学仪器，低温流体的贮存、传输和控制研究。研究成果在“嫦娥三号”和“长征系列运载火箭”以及高档数控机床等装备上得以应用。
先后荣获国家发明三等奖、中科院发明二等奖、北京市优秀青年奖、中国专利优秀奖等奖励。