24410082薄膜力学大学高校课程教学大纲.docx

薄膜力学Thinfilmmechanics课程代码：24410082学分：2学时:32先修课程：理论力学、材料力学适用专业：工程专业本科生（第7学期）教材：薄膜物理与器件编著：肖定全等北京：国防工业出版社2010弹性力学（第4版）（下册），徐芝纶，高等教育出版社，2006开课学院：土木工程与力学学院一、课程性质与课程目标（"）课程性质薄膜的制备技术、薄膜物理学以及薄膜的技术应用等，都是正在迅速发展中的科学与技术。有关薄膜形成的机理和薄膜生长动力学、薄膜的某些重要物理性质，还在不断地研究和探索之中；薄膜的制备技术也在不断地发展和完善。因此，本课程着重介绍薄膜的物理及化学制备基本原理与方法，薄膜的形成、结构和缺陷的基本内容，以及薄膜力学中的主要方面，使薄膜技术的初学者能够大体掌握薄膜技术的概貌。（二）课程目标1 .知识方面：了解薄膜的物理制备工艺学、化学制备工艺学；薄膜制备中的相关技术;薄膜的形成和生长；现代薄膜实验分析方法；薄膜的物理性质；薄膜的断裂及应用；2 .能力与素质方面：了解薄膜的物理和化学制备方法；掌握薄膜实验分析方法，能将薄膜分析方法在工程薄膜结构中进行熟练运用，理解薄膜在工程实际中的应用；学会薄膜断裂的基本分析方法。3 .对毕业要求的支撑性：通过该课程的学习，使学生掌握薄膜结构制备、薄膜结构测试、薄膜结构断裂以及薄膜结构工程应用初步知识。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点3、4、5、6：1 .毕业要求3:掌握工程力学所需的数学、物理学等基本内容，了解机械工程、材料工程等相关领域的基础知识和挑战，初步具备从中提炼关键力学问题并利用基本力学思维和方法解决问题的能力；2 .毕业要求4:掌握力学基础知识和基本理论。掌握理论力学、材料力学、弹性力学、振动力学，流体力学，计算力学和实验力学的理论体系，初步利用力学思维对自然和工程问题进行机理性和定量化的建模与描述，明确各种力学理论的适用范围与局限性；3 .毕业要求5:掌握基本的力学实验与数值计算技能前者包括理论力学及材料力学等基础力学实验与结构健康监测和微纳米测试等方面的最新实验技术。后者要求具有使用数值模拟软件或编程计算典型工程力学案例的能力；4 .毕业要求6:初步掌握力学研究的基本方法和手段，具有初步的工程实践能力，初步具备发现、提出、分析和解决与力学有关的工程技术问题的能力；jj课程目标毕业要求指标点7课程目标L课程目标2课程目标3毕业要求3/毕业要求4/毕业要求5毕业要求6注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“，”，也可标注“H、M、L-o二、课程内容及要求第一章前言（一）教学内容（列出主要知识点、能力点）1 .自然界中的薄膜结构2 .先进制造中的薄膜结构3 .薄膜的应用（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）1. 了解薄膜的应用；2. 了解薄膜力学的重要性。（三）重点与难点1 .重点（1）薄膜的定义；（2）薄膜的应用。2 ,难点如何定义薄膜结构。第二章薄膜的制备工艺学（一）教学内容1 .物理制备2 .化学制备（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）了解薄膜结构不同的物理和化学制备工艺方法。（三）重点与难点1.重点（1）物理制备；3 .难点（1）化学制备；第三章薄膜制备中的相关技术（一）教学内容1 .薄膜厚度的测量与监控2 .薄膜图形制备技术3 .薄膜制备的环境（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）掌握薄膜厚度的测量与监控，了解薄膜图形制备技术；了解薄膜制备的环境。（三）重点与难点1 .重点(1)薄膜厚度的测量与监控；2 .难点(1)薄膜图形制备技术。第四章薄膜的形成与生长(一)教学内容1 .凝结过程与表面扩散过程2 .薄膜晶核的形成与生长3 .薄膜的形成与生长4 .薄膜形成过程的计算机模拟5 .薄膜工艺力学及设计(二)教学要求(将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类)了解凝结过程与表面扩散过程、薄膜晶核的形成与生长和薄膜形成过程的计算机模拟；掌握薄膜的形成与生长。(三)重点与难点1.重点(1)薄膜工艺力学及设计；(2)薄膜形成过程的计算机模拟。6 .难点(1)薄膜形成过程的计算机模拟。第五章现代薄膜分析方法(一)教学内容1 .X射线衍射法2 .扫描电子显微镜3 .透射电子显微镜4 .俄歇电子能谱5 .X射线光电子能谱6 .二次离子质谱7 .卢瑟福背散射法8 .原子力显微镜（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）掌握X射线衍射法、扫描电子显微镜、透射电子显微镜，了解原子力显微镜、俄歇电子能谱、X射线光电子能谱、二次离子质谱、卢瑟福背散射法。（三）重点与难点1.重点（1） X射线衍射法；（2）扫描电子显微镜：2.难点透射电子显微镜、原子力显微镜。第六章薄膜弯曲基本理论（一）教学内容1 .圆柱坐标下的弯曲问题2 .能量法解薄膜弯曲问题3 .薄膜界面力学问题（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）掌握薄膜的力学性质、薄膜的热学性质，了解薄膜的电学性质、薄膜的磁学性质。（三）重点与难点1.重点（1）圆柱坐标下的弯曲问题；（2）薄膜界面力学问题；4 .难点（1）薄膜界面力学问题；（2）能量法解薄膜弯曲问题。第七章薄膜力学性能测试技术（一）教学内容1 .薄膜弯曲测试2 .薄膜界面断裂测试3 .高温环境下薄膜测试技术（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）掌握薄膜弯曲测试，薄膜界面断裂测试技术；了解高温环境下薄膜测试技术。（三）重点与难点1 .重点（1）薄膜弯曲测试；（2）薄膜界面断裂测试。2 .难点（1）高温环境下薄膜测试技术。第八章薄膜的应用（一）教学内容1 .半导体薄膜应用2 .光学薄膜应用3 .磁性薄膜应用4 .超硬薄膜应用5 .发光薄膜应用6 .铁电薄膜应用7 .超导薄膜应用8 .LB膜的应用（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）掌握半导体薄膜应用、光学薄膜应用、铁电薄膜应用，了解磁性薄膜应用、超硬薄膜应用、发光薄膜应用、超导薄膜应用、LB膜的应用。（三）重点与难点1.重点（1）半导体薄膜应用；（2）光学薄膜应用；（3）铁电薄膜应用。2.难点（1）光学薄膜应用；（2）铁电薄膜应用。三、教学形式与学时分配章（按序填写）教学形式及学时分配讲课实验上机课外小计第一章20002第二章20002第三章40004第四章20O02第五章42006第六章40004第七章44008第八章40O04合计266O032注：课外学时按相关专业培养计划列入表格。五、课程考核考核方式或途径考核要求考核权重备注平时成绩上课出勤情况，回答问题及平时作业30%考试期末考试（开卷）70%六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1 .高性能膜材料与膜技术编著：邢卫红等北京:化学工业出版社20162 .板壳力学刘人怀机械工业出版社，1990七、大纲说明（内容可包括实验内容与基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）制定人：郝文峰审定人：朱建国批准人：孙保苍2017年09月23日