1、专业课程设计 料课程简介课程编号：02034815课程名称：专业课程设计料/ Course design of materials science and Engineering学分: 2学时：2 周 适用专业：材料科学与工程专业建议修读学期：7开课单位：材料科学与工程学院材料物理与化学系课程负责人：孙雅馨先修课程：热力学统计物理，量子力学，固体物理，材料科学基础考核方式与成绩评定标准：本课程考核采用平时成绩+课程设计报告成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的 20%，平时成绩考核采用考勤的方式；设计报告成绩占课程考核成绩的 80%。教材与主要参考书目：【教材】计算材料学基础，张跃，北京航
2、空航天大学出版社，2007 年 6 月。【参考书目】1材料设计，熊家炯，天津大学出版社，2000 年 12 月。2. 相关材料的中英文科技文献。内容概述：本设计借助于第一性原理计算方法，设计和建立新材料的晶体结构，通过收敛性测试确定合理的计算参数，制定计算路线，确定新材料的稳定的晶体结构和电子结构。通过本课程的学习，使学生充分了解材料的计算模拟和设计是一个重要的材料研究工具，巩固和加深对材料物理方面的基本理论知识理解和掌握，加深学生对材料“结构-性能” 本构关系的理解。This course design is aimed to design and build the crystal str
3、ucture of novel materials using the related materials calculations softwares based on the first principles. The calculation parameters are should to be tested by convergence calculations. Then, the stable crystal structures and electronic structures characteristics can be determined. By studying of
4、this course, the students can be fully to understand that the simulation and design of materials is an important research tool. Making the students to be well understand and grasp the basic theoretical knowledge of materials physics. Deepen the students to know the constitutive relationship of struc
5、tures and performance of materials. 专业课程设计 料教学大纲课程编号：02034815课程名称：专业课程设计料/ Course design of materials science and Engineering学分: 2学时：2 周 适用专业：材料科学与工程专业建议修读学期：7开课单位：材料科学与工程学院材料物理与化学系课程负责人：孙雅馨先修课程：热力学统计物理，量子力学，固体物理，材料科学基础一. 课程性质、目的与任务 【课程性质】材料科学与工程专业课程设计是集中性实践教学环节，属于一门专业设计类课程。利用先修课程“热力学统计物理” ， “量子力学”，
6、 “固体物理”和 “材料科学基础”获得的基本原理和研究方法，设计新材料。分析研究新材料的电子结构性质，预测新材料的性质。【教学目标】通过本课程的学习，使学生能够综合应用基础理论和专业知识，借助于第一性原理计算软件建立和设计新材料的晶体结构，确定合理的计算参数，分析电子结构特点，巩固和加深材料物理方面的基本理论知识。使学生充分了解材料的计算模拟和设计是一个重要的材料研究工具，既可以解决用传统解析方法无法解决的理论问题，又可以模拟实验条件难以具备的复杂实验；加深学生对材料“结构-性能”本构关系的理解。【对应毕业要求】对应毕业要求：2.2：熟练掌握文献检索、归纳的能力，具备独立设计综合性实验能力。3
7、.4：具有综合运用理论和技术手段解决新的工程问题、设计开发新材料的能力。二、教学内容及学时分配专业课程设计总学时数为 2 周。具体内容及学时安排等如下表所示：课程内容 教学要求 重点（） 难点（） 学时安排 实验学时 上机学时 备注第一章 第一性原理计算方法 0.25 周第一节 材料设计的范围与层次 B第二节 基于第一性原理的主要计算方法 B第三节 密度泛函理论 B 第二章 晶体结构 0.25 周第一节 晶体结构的对称性 B 第二节 倒格子 B第三节 晶体结构几何优化 A 第四节 晶体的总能量计算 A第三章 晶体物理性质的计算 0.5 周第一节 晶体能带的对称性 B第二节 能带计算方法 A第三
8、节 电子结构分析 A 第四章 材料设计 1 周第一节 晶体结构的元素替代和化学掺杂 B第二节 材料设计及性能分析 A （教学基本要求：A-掌握；B-熟悉； C-了解）三、建议实验（上机）项目及学时分配上机实验 1 周四、教学方法与教学手段本课程教学过程采用理论教学和上机实验相结合。五、考核方式与成绩评定标准本课程考核采用平时成绩+课程设计报告成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的 20%，平时成绩考核采用考勤的方式；设计报告成绩占课程考核成绩的 80%。六、教材与主要参考书目1. 计算材料学基础，张跃，北京航空航天大学出版社，2007 年 6 月。2材料设计，熊家炯，天津大学出版社，2000 年 12 月。3. 相关材料的中英文科技文献。七、大纲编写的依据与说明本大纲依据“安徽工业大学材料科学与工程专业本科生培养方案(2013 修订版)” 编写，结合本课程的性质、教学基本任务、基本要求，在参考国内多家院校编制的教学大纲基础上，经专业教研室讨论，经学院教学委员会审定后编写的。起草人：孙雅馨 审核人：夏爱林 审核日期：2016.10.10
