迷人的材料世界
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课程详情
课程评价
spContent=“迷人的材料世界”是一门材料类本科生的入门课程,该课程富有特色地从材料科学与工程的发展历史,地位及作用出发,以材料科学与工程“四要素”及其相互关系为中心,系统阐述材料共性规律与发展趋势,有效激发学生学习材料的兴趣及潜力,为其后续学习发挥引领和基础作用。
—— 课程团队
课程概述

一、基本情况

中文名称:迷人的材料世界

英文名称:Fascinating Word of Materials

学时数:一学期

先修课程:高等数学,物理化学


 二、 授课思想

该课程是材料科学大类的学科基础课程,其性质是属于材料导论。围绕材料概论、材料性能、材料加工三大模块,以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象,深入浅出、直观形象地将理论与实际结合在一起,建立和强化对材料科学与工程的概念体系,从而在在掌握材料共性规律与特点的基础上,理解材料科学与工程的内涵,学会分析材料问题的方法。

 

三、课程地位

材料是人类赖以生存和发展的物质基础,是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导。对高等学校材料类专业的学生来说,迷人的材料世界课程是一门十分重要的学科基础课程,是学生在进入到材料专业的第一门专业课,目的是引导学生打开材料的大门,在真正进入材料科学与工程专业课学习之前对材料有一个整体的认识,了解材料的重要性和关键性,熟悉材料领域,知道当前材料的发展方向,为今后学习其他的材料专业课程起到一个承前启后的作用。

西北工业大学在材料类学科拥有材料学材料加工工程材料物理化学三个国家重点学科,设立材料科学与工程材料成型及控制工程两个陕西省名牌专业和复合材料与工程一个国防特色专业,迷人的材料世界课程是这三个专业本科生最主要的学科基础课程。

 

四、 教学内容

以材料“四要素”及其相互关系为中心,围绕材料概论、材料性能、材料加工三大模块,以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象,强调基本理论,基本概念及基本技能。

主要教学内容包括三大部分:

 


五、教学安排

    本课程为一学期授课。

   主要讲授(1)绪论:包括认识材料、材料的分类、材料的地位及作用、材料科学与工程的形成与发展、材料科学与工程的四要素。(2)结构材料:包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料。(3)功能材料:包括功能金属材料、功能陶瓷材料、功能高分子材料、功能复合材料。(4)新材料:包括石墨烯、智能材料、形状记忆材料、纳米材料。(5)材料的基本性能:包括工程材料的力学性能、物理化学性能。(6)材料的加工工艺,包括冷、热加工工艺,以及新技术如3D打印等。

   请各位同学根据自己的需求,选自相应内容学习。



授课目标

该课程的目的是引导学生打开材料的大门,在真正进入材料科学与工程专业课学习之前对材料有一个整体的认识,了解材料的重要性和关键性,熟悉材料领域,知道当前材料的发展方向,激发学习材料的热情和潜力,为今后学习其他的材料专业课程起到一个承前启后的作用。

课程大纲



课前准备

欢迎选修

MOOC课程学习简明指南

第一章 绪论

第一讲 认识材料

第二讲 材料的分类及特点

第三讲 材料的地位及作用

第四讲 材料科学与工程的形成和发展

第五讲 材料科学与工程的四要素

第一章 绪论 —— 测验

第一章 绪论 —— 作业

第二章 结构材料(一)

第一讲 金属材料的地位

第二讲 钢铁材料的定义、分类及应用

第三讲 有色金属简介及铝合金的发展

第二章 结构材料(一) —— 测验

第二章 结构材料(一)—— 作业

第二章  结构材料(二)

第四讲 铝及铝合金的特性

第五讲 铝的合金化及分类

第六讲 变形铝合金

第七讲 铸造铝合金

第八讲 铝合金的热处理概述

第九讲 铝合金的经典固溶时效理论(上)

第十讲 铝合金的经典固溶时效理论(下)

第十一讲 铝及铝合金的应用

第十二讲 钛合金的发展过程及特性

第十三讲 钛的合金化

第十四讲 钛合金的分类

第十五讲 钛及钛合金的相变

第十六讲 钛及钛合金的热处理

第十七讲 钛合金的微观组织与性能

第十八讲 常用钛合金介绍

第十九讲 钛及钛合金的应用

第二十讲 铜及铜合金

第二章 结构材料(二)—— 测验

第二章 结构材料(二)—— 作业

第二章  结构材料(三)

第二十一讲 陶瓷材料的概述

第二十二讲 高分子材料的概述

第二十三讲 复合材料的概述

第二章 结构材料(三)—— 测验

第二章 结构材料(三)—— 作业

第三章  功能材料(一)

第一讲 功能材料概述

第二讲 超导材料

第三讲 电性和磁性材料

第三章 功能材料(一)—— 测验

第三章 功能材料(一)—— 作业

第三章  功能材料(二)

第四讲 功能陶瓷材料

第五讲 功能高分子材料

第六讲 功能复合材料

第三章 功能材料(二)—— 测验

第三章 功能材料(二)—— 作业

第四章  新材料

第一讲 新材料概述及石墨烯

第二讲 智能材料

第三讲 形状记忆材料

第四讲 纳米材料

第五讲 纳米技术

第四章 新材料 —— 测验

第四章 新材料 —— 作业

第五章  材料的基本性能

第一讲 材料的基本性能概述

第二讲 材料的力学性能

第三讲 材料的物理化学性能

第五章 材料的基本性能 —— 测验

第五章 材料的基本性能 —— 作业

第六章 材料的加工工艺(一)

第一讲 材料的加工工艺概述

第二讲 金属的塑性变形概述

第三讲 金属的铸造概述

第四讲 金属的焊接概述

第五讲 金属的锻造概述

第六章 材料的加工工艺(一)—— 测验

第六章 材料的加工工艺(一)—— 作业

第六章 材料的加工工艺(二)

第六讲 金属热处理概述

第七讲 铁碳合金相图

第八讲 铁碳合金中的相和组织

第九讲 热处理工艺

第十讲 表面及化学热处理

第十一讲 3D打印概述

第六章 材料的加工工艺(二)—— 测验

第六章 材料的加工工艺 (二)—— 作业







预备知识

高等数学,物理化学



证书要求

完成全部基本教学单元的学习要求,并参与讨论,最后通过考试者可获得证书



参考资料

v 材料科学与工程导论 王高潮主编 机械工业出版社 20061

v 材料科学与工程导论 杨瑞成 蒋成禹 初福民主编 哈尔滨工业大学出版社 20025

v 材料科学导论 冯端 师昌绪 刘治国主编 化学工业出版社 20025

v 材料科学基础 刘智恩主编 西北工业大学出版社 20079

v 材料简史及材料未来:材料减量化新趋势 (加)斯米尔潘爱华 李丽译 电子工业出版社 20157

v 金属材料与热处理 叶宏主编 化学工业出版社 20093

v 工程材料力学性能 束德林主编 机械工业出版社 20115

v Fundamentals of Materials Science and Engineering  William D. Callister主编  John Wiley & Sons, INC.  ISBN: 978-0470-23463-1