spContent=材料科学基础课程系统介绍材料的结构、制备、性能、应用四者之间的相互关系和变化规律,涉及各类材料的基础理论知识,主要内容包括材料的组成和结构、金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料和功能性材料等,本课程将带你掌握材料的共性基础知识,发现材料科学的内在魅力。
材料科学基础课程系统介绍材料的结构、制备、性能、应用四者之间的相互关系和变化规律,涉及各类材料的基础理论知识,主要内容包括材料的组成和结构、金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料和功能性材料等,本课程将带你掌握材料的共性基础知识,发现材料科学的内在魅力。
—— 课程团队
课程概述
本课程内容包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料及复合材料所需的基本知识和理论,并涵盖新模型、新概念、新技术,与国内外同类课程相比,学科涵盖面更广,在国内外同类课程中属于学科覆盖面较宽的学科基础课。该课程既强调材料中的共性规律,又兼顾不同材料的个性,是科学的方法论,在奠定科学基础的同时十分注重工程能力的培养,将材料制备、材料使用及服役中的科学与工程问题融于一体,对强化工程能力具有不可取代的作用。通过本课程学习能提升学生终生学习和跟踪材料领域学科发展前沿、吸收国际先进技术的能力,引导学生发现材料科学内在的魅力,进而鼓励其结合自身专业知识背景进行更深层次的思考。
课程大纲
绪论
课时目标:学生要了解材料相关的基本概念、发展简史和分类,掌握材料科学与工程的四个要素,并理解四要素之间的相互关系。
1.1材料的发展史
1.2材料的分类
1.3材料科学与工程的四要素
材料的常用特性
课时目标:掌握材料力学性能指标的含义及应用,熟悉材料物理性能和化学性能的内涵。
2.1材料的力学性能
2.2材料的物理性能与化学性能
材料的电子结构
课时目标:掌握原子中电子的排布方式,熟悉固体能带理论和半导体材料的电子结构,了解磁性材料的电子结构,以及材料的热效应和光电效应。
3.1原子中的电子排列
3.2固体能带理论
3.3材料的热电效应
3.4半导体材料的电子结构
3.5磁性材料的电子结构
3.6材料的光电效应
材料的原子结构
课时目标:掌握材料中原子的结合键和合金的相结构,熟悉金属材料、高分子材料、陶瓷材料的结构,了解晶态、液晶态和非晶态。
4.1材料的结合方式
4.2金属的结构
4.3合金的相结构
4.4高分子材料的结构
4.5陶瓷材料的结构
4.6液晶态结构
金属的结晶与二元相图
课时目标:掌握纯金属的结晶和二元相图,熟悉铁碳合金的相图和杠杆定律。
材料的制备与加工
课时目标:掌握金属材料热加工和冷加工的过程,了解陶瓷的生产制备步骤。
常用金属材料
课时目标:掌握我国钢材和铸铁的编号规则,了解常用金属材料的分类和应用。
常用非金属材料
课时目标:掌握高分子材料和无机非金属材料的基本性能,并了解他们的主要应用领域。
复合材料
课时目标:掌握复合材料的基本类型和组成,了解金属基、陶瓷基、聚合物基复合材料性能。
9.1金属基复合材料
9.2聚合物基复合材料
9.3陶瓷基复合材料
功能材料
课时目标:掌握磁性、导电、信息、医用、纳米等功能材料的基本性能和应用。
10.1磁性材料
10.2导电材料
10.3现代信息材料
10.4生物医用材料
10.5纳米材料
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