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材料性能学
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spContent=本课程是材料科学与工程专业一门重要的专业核心课程,系统讲述材料的各种力学性能及这些性能的主要应用领域,介绍各类材料在服役条件下表现出来的宏观性质、破坏形式、与其内部组成和结构的变化规律,讲述材料各性能的定义、测试和评价方法,改善材料性能的途径,以及材料不同性能之间的相互作用规律。在以后的工作学习过程中合适选择材料、调控其性能。
—— 课程团队
课程概述

通过本课程的学习,学生应掌握材料的各种性能对应的物理意义,单位及相关参数,以及这些参数如何用于解决材料在服役过程中所面临的问题;理解材料性能和其组成、微观结构、制备工艺和服役性能之间的关系,为正确选择和使用材料、优化材料性能、探索新材料和新工艺打下理论基础,并具备一定的实践能力,同时学生应能根据材料服役性能的实际要求,正确选择制备材料所需的原料和基本制备工艺,并会对材料的性能进行优化。

通过本课程的学习,使学生充分掌握无机非金属材料、金属材料、高分子材料、复合材料等领域的科学与工程方面较宽广的基础知识,了解学科前沿和发展趋势,能在各类材料的组成设计、制备、材料结构与性能优化、材料应用等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的奠定坚实基础。

培养适应社会主义市场经济发展、具有坚实理论基础和发展后劲的、勇于开拓创新的多目标复合知识型和应用型高级专业技术人才。所培养的人才应能够客观评价材料生产、应用或研发领域复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,理解应承担的责任。


授课目标

通过本课程的学习,使学生充分掌握无机非金属材料、金属材料、高分子材料、复合材料等领域的科学与工程方面较宽广的基础知识,了解学科前沿和发展趋势,掌握各类材料的组成设计、制备、材料结构与性能优化、材料应用。具备适应社会主义市场经济发展、具有坚实理论基础和发展后劲的、勇于开拓创新的能力。使学生能够客观评价材料生产、应用或研发领域复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,理解应承担的责任。

1、掌握材料结构(纯金属及合金、离子及共价晶体、聚合物链式结构)的特征以及描述方法。掌握材料力学、电学、光学、磁学、热学等性能的物理意义、基本规律及其表示方法;分析材料的成分、组织结构与制备工艺对材料性能的影响规律;

2、掌握材料成分、组织结构和性能之间的基本关系,分析材料性能的影响因素,提出改进材料性能的生产工艺措施。掌握材料的各种性能的规律以及相互之间的相互作用。掌握材料不同变形对材料组织结构与性能的影响,判断材料在使用过程中材料的主要材料性能如何发生改变,提出材料的应用条件;

  3、掌握根据服役条件采用正确方法对材料的组织、结构、性能进行检测和分析,提出特定服役条件下对材料性能的要求。掌握材料服役条件对材料性能的影响规律和本质(成分、组织和结构变化),针对特定服役条件选择合适的材料和制备工艺,对设计方案进行优化。掌握依据材料的成分-生产工艺-结构-性能之间的基本规律,判断特定服役条件下的使用材料及其设计方案的合理性。



成绩要求


1、课程总成绩构成为:单元作业占20%,单元测试20%、期末考试占40%,课程讨论10%,视频学习时长10%。


2、学习完本课程,成绩大于等于60分,即可申请认证证书。


课程大纲
预备知识

材料科学基础、工程力学、材料工程基础、材料测试技术等。

参考资料

束德林,工程材料力学性能,机械工业出版社,2016

时海芳,任鑫,材料力学性能,北京大学出版社,2010

Thomas H.Courtney, Mechanical Behavior of Materials, China Machine Press,2004

付华,张光磊,材料性能学,北京大学出版社,2020

张帆,郭益平,周伟敏,材料性能学,上海交通大学出版社,2021

常见问题

Q1 :  为什么真空包装袋的封口,一般都要做成锯齿形状吗?

A :  请到第三章中的3.4节找答案

Q2:为什么反复用力容易折断小的别针,而单向用力却很难拉断?

A:第五章的内容能回答您