材料科学研究方法
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课程评价
spContent=材料科学研究方法是材料类各专业的基础课程之一。通过本课程的学习,让你从材料的历史到未来产生一个初步而清晰的认识,在你脑海中勾勒出一幅幅绚丽多彩的材料学图画,在不知不觉中让你对材料学科的内在规律产生一个宏观的认识,让创新思维渐渐根植在你的心中。
—— 课程团队
课程概述

材料的研究与开发是现代社会和科学的热点,注视国际研究的动向,了解材料科学研究前沿的问题,能启发科学的思维和指明工作的方向。对于材料工作者来说,如何选择研究方向和研究课题,如何有效地开展材料研究及技术开发工作是非常重要的。

   本课程作为材料类各专业基础教学知识平台之一而设置,课程的目的是使所有材料类专业及相关专业的学生对材料科学与工程学科的内在规律有一个宏观的认识,对材料研究开发的思路、方法有一个科学辩证的概念。培养学生对材料研究创新思维的主动意识,材料研究创新活动的科学方法,材料研究创新成果的分析能力。

   该课程的特点是前沿性、综合性和系统性。前沿性:教学中所反映的研究方法、思路及所举例子基本上是最新的研究成果,虽然有关的例子具有一定的专业性,但在本课程的目的是通过实例一方面能从中领悟其创新的思维、研究的思路,另一方面能了解更多的新知识、新成果和新动向。综合性:课程内容涉及金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等各类新材料,更能深入地理解材料科学的共性和特点,扩大知识面。系统性:课程体系虽然是新的,但比较确切地反映了材料科学研究和发展过程的自然科学本质、研究方法、研究思路和系统性等共同特点。

江苏大学材料科学与工程学院是国内高校中最早出版此类教材及开设此类课程的高校,中国工程院院士、清华大学柳百成教授、南京航空航天大学材料学院院长陶杰教授、东南大学教务处处长蒋建清教授、常州大学校长陈志刚教授等先后对该课程给出了评价:

“该教材以材料科学研究中的基本特点展开,系统地论述了相关的研究思路和方法论,分析深入浅出,条理清楚。该书在该领域填补了国内空白,很有创意。在培养学生对材料科学基础知识的关联性、整体性和研究方法广泛性与系统性认识上将大有益处。”

“该课程经过多年建设,形成了新颖而科学的体系,辩证与创新的教学理念。材料学科专业的内涵在教学内容中得到了很好的体现,内容丰富,涉及的知识面很广,信息量大,具有显著的特色。”

       “多媒体课件很有特色,内容新颖、知识面广、幅面简洁、突出分析思路、强调思维性。该课程建设成效显著,值得广泛推广。”



授课目标

通过本课程学习使学生对学科内在规律有一个宏观认识。同时培养学生材料科学创新思维,使学生掌握材料研究创新的科学方法,及创新成果的分析能力。

课程大纲

第一章:材料科学发展史,学时安排2学时,主要介绍古代、近代和当代材料发展史;材料科学与工程学科发展史,重点理解材料科学与工程学科的地位和特点。

第二章:材料的共性规律和共同效应,学时安排4学时,主要介绍材料的晶体学结构规律、缺陷与强度等共性规律;介绍材料的界面效应、表面效应等共同效应。重点和难点是通过对共性规律和共同效应的学习加深对四大材料的深刻认识。

第三章:材料科学研究基本方法,学时安排4学时,主要介绍科学研究的类型与选题;归纳与演绎、分析与综合等科学研究共性方法;以材料科学与工程四面体介绍材料科学与工程方法论。重点是理解材料科学与工程四面体。

第四章:材料结构设计与系统分析,学时安排4学时,主要介绍材料结构与性能的基本特性;结构稳定性与设计;结构与性能的系统分析;材料结构自组织与仿生法以及材料过程能量分析方法。重点是通过介绍材料结构自组织与仿生法使学生对材料学科有全新的认识。

第五章:材料使用与环境评价方法,学时安排4学时,主要介绍材料与环境、资源的关系;材料环境协调性评价与设计;材料环境适应性评估。重点是使学生树立材料的环境意识,建立可持续发展的观念。

第六章:材料(计算)设计与方法,学时安排2学时,主要介绍材料设计范围与层次;材料设计主要途径与方法;材料设计的主要技术;数学方法的应用。重点是材料设计主要途径与方法

第七章:材料研究的模型化与模拟,学时安排2学时,主要介绍模型化概述;材料研究的物理模拟;材料研究的数值模拟。重点是了解各种模拟方法在材料设计、成型加工中的应用。

第八章:材料失效分析方法,学时安排2学时,主要介绍材料失效分析基本概念;材料失效分析基本思路;材料失效分析的基本方法;失效分析的基本程序和实施步骤。重点是掌握失效分析的基本方法。

第九章:材料经济学,学时安排2学时,主要介绍材料经济学概念;材料的循环;材料的选用与竞争;材料的经济分析。重点是了解材料的循环利用和经济分析方法。

       第十章:材料科学发展重点与趋势,学时安排2学时,主要介绍开发先进材料,发展高技术产业;纳米材料与纳米技术;材料制备技术的开发;材料设计与一体化技术;材料性质检测与评价;材料科学基础理论的深入研究;传统材料与表面技术。重点是通过查阅资料广泛了解未来材料发展的重点。


预备知识

  无机化学、大学物理、物理化学、材料科学与工程、计算机基础等专业基础课的知识。

证书要求

  课程的考核方式为线上考试;

  90分以上发优秀证书

  60-90分发合格证书

参考资料
  1. 《材料科学研究方法》(第二版)戴起勋,赵玉涛等编著,国防工业出版社,2008;

  2. 《走进材料科学》Robert W. Cahn著,杨柯等译,化学工业出版社, 2008。

常见问题

江苏大学
授课老师
杨娟

杨娟

教授