低温材料科学基础

课程编码：180090080705P3001H 英文名称：Cryogenic Materials Science 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 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。

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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 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 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 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 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 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 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 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 材料低温改性及应用 4学时 黄荣进
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

李来风，理化所科技委副主任， 国家重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统”工程技术委员会委员，主要从事低温材料及应用超导研究， 研究方向：低温绝缘材料，特种胶粘剂； 新型低温负热膨胀材料，热电材料，高强高韧低温钢； 材料力、热、电、磁性能低温实验/测试技术的物理基础；高场超导磁体及脉动传热冷却技术等研究。
黄荣进，低温科学与技术重点实验室副主任，主要从事低温材料、低温实验技术、材料低温热物性研究。