SPOC学校专有课程
材料科学基础
第1次开课
开课时间: 2020年02月23日 ~ 2020年05月30日
学时安排: 2-4学时每周
当前开课已结束 已有 72 人参加
立即自学
往期不提供结课证书,想参加下学期课程, 点击这里预约>>
spContent=材料是现代社会支柱之一,材料是历史时代划分标志,材料是科技进步的后盾,材料是美好生活的物质基础。学习“材料科学基础”,让你掌握材料的组织结构、材料在力和不同成分、温度作用下的行为。余志明、柏振海、蔡格梅老师课程团队带你走进材料的世界,探索材料的奥秘,让更好的材料建设更美好的世界。
材料是现代社会支柱之一,材料是历史时代划分标志,材料是科技进步的后盾,材料是美好生活的物质基础。学习“材料科学基础”,让你掌握材料的组织结构、材料在力和不同成分、温度作用下的行为。余志明、柏振海、蔡格梅老师课程团队带你走进材料的世界,探索材料的奥秘,让更好的材料建设更美好的世界。
—— 课程团队
课程概述

      材料科学基础是从事材料相关专业的本科学生必修专业基础课。可以适用材料学、材料成型与加工、材料物理与化学、粉体材料科学等相关材料类专业本科学生学习及工厂、研究所材料类工程技术人员参考。

        “材料科学基础共计48学时,学习时间为12周。课程以金属材料内容为主,通过学习材料的理想晶体结构、材料的缺陷结构、金属的结晶理论、二元及三元合金相图及借结晶、材料在外力作用下的变形和在温度作用下的组织及性能变化及固体材料中的原子运动,掌握学习掌握材料的微观结构特点(金属晶体结构、合金相结构及固体材料中原子运动)、金属材料在成分、外力及温度作用下的组织及性能变化特点(金属及合金结晶、合金相图、冷变形和热变形基本原理及变形金属的组织、性能变化规律),建立材料的成分结构制备性能之间的四面体关系。

        通过本课程的学习,使学生掌握材料科学中基础和共性的知识,为后续专业课的学习、以及毕业后从事材料工程的实际工作、材料科学研究和新材料的开发打下理论基础。


授课目标

 

1)系统掌握材料专业领域技术基础理论、专业知识技能。

2)获得较好的工程实践训练,具有本专业的计算、查阅文献,了解基本工艺流程等基本技能,具有综合分析和解决工程实际问题的初步能力。

3)具有较强的自我获取知识的能力,具备不断拓展自身知识面和终身获取新知识的能力。

4)通过章节习题练习和思考题,帮助掌握研究生考试知识重点内容

  

 本学期通过学习晶体结构、金属结晶和相图相关知识,初步建立组织结构-成分-处理工艺(温度及冷却)-性能之间的初步关系。

成绩 要求

线上:20%(以幕课堂学习数据为主)

线下:80%(其中课堂表现,包括在www.classroom.csu.edu.cn及讨论表现10%,实验成绩10%,期末考试60%)


课程大纲
晶体结构
课时目标:介绍原子键合、排列与堆垛,结合键特点及结合键强弱与材料的性能、点阵、晶系和典型金属的晶体结构及几何特征,晶面与晶向指数的确定;晶体结构中的间隙。
1. 结合键;
2. 晶胞,晶系;
3. 晶体结构,指数;
4. 几何特征;
5. 晶体间隙;
6. 合金相固溶体;
7. 合金化合物;
纯金属结晶
课时目标: 介绍纯金属结晶的形核和长大的基本理论,纯金属结晶后的组织形态及结晶理论的简单应用
8.结晶现象;
9.金属的形核;
10.金属形核后的晶核长大;
11.金属结晶理论应用;
二元合金相图及结晶分析
课时目标:二元合金相图的表示方法,包括二元合金的匀晶相图、共晶相图、包晶相图及其它典型相图的介绍和合金的平衡及非平衡结晶过程分析,合金结晶后的成分及组织变化,典型二元合金相图Fe-Fe3C相图分析;合金相图的获得及相图热力学基础
12. 二元匀晶相图;
13. 匀晶合金结晶;
14. 成分过冷;
15. 共晶相图及结晶;
16. 包晶相图及结晶;
17. 二元合金相图总结;
18. Fe-Fe 3C相图;
19. 相图热力学;
三元合金相图及结晶分析
课时目标:介绍三元合金的典型相图形式,包括三元合金的匀晶相图、简单三元共晶相图和有固溶度变化的三元合金共晶相图、三元包共晶相图、三元包晶相图;不同情况下的相图空间模型和合金平衡结晶过程分析;典型三元合金相图实例介绍
20. 三元合金相图成分,三元匀晶相图;
21. 简单三元共晶相图;
22. 有固溶度变化的三元共晶相图;
23. 包共晶相图;线上,MOOC;
24. 三元包晶相图及三元相图总结;
25. Pn-Sn-Bi相图和Al-Cu-Mg;
26. Fe-Cr-C相图和W-C-Co;
实验
课时目标:掌握材料常用组织分析方法和设备操作,考察应用课程知识解释相关材料组织的能力。
27. 实验1:金相试样制备及组织观察方法;
28. 实验2:典型合金组织特点;
展开全部
预备知识
  1. 材料力学

  2. 大学物理

  3. 大学化学

  4. 物理化学

  5. 高等数学

参考资料

一、教材:

     郑子樵主编. 材料科学基础. 长沙:中南大学出版社,2013


二、参考资料:

1)卢光熙,侯增寿.金属学教程.上海:上海科学技术出版社,1985.

2)潘金生,仝健民,田民波.材料科学基础.北京:清华大学出版社,1998.

3)范群成,田民波材料科学基础学习辅导.北京:机械工业出版社,2005.

  (4)  The Science and Engineering of Materials, Seventh Edition, by Donald R. Askeland ( University of Missouri—Rolla, Emeritus); Wendelin J. Wright ( Bucknell University)).

 (5)中南大学材料科学基础学习QQ群:484746440


常见问题

Q1 :  课程学习对考研有无作用?

A1 :  当然有作用,建议仔细完成每个章节后的习题和思考题,并积极参加每个章节的讨论题。


Q2 :  习题答案在哪儿?

A2 :  在幕课堂中有相关练习,会有参考答案。



源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

中南大学
1 位授课老师
柏振海

柏振海

副教授

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