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SPOC学校专有课程
材料科学基础(2)
第1次开课
开课时间: 2020年10月31日 ~ 2020年11月09日
学时安排: 待定
当前开课已结束 已有 5 人参加
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—— 课程团队
课程概述

《材料科学基础》是材料科学与工程专业一门重要的专业基础课程,为必修主干课程,也是研究生入学的必考课程,是进行专业课学习和后续科学研究的基石。通过本课程的学习,将为学生搭建从基本材料学原理到宏观材料工程问题的专业基础知识体系,培养学生用专业知识解决实际问题、用创新思维探索专业问题的能力。为了培养学生掌握材料科学与工程研究的科学原理、科学方法和基本的创新方法。本门课程以晶体学基础、固体材料的结构、凝固理论、相图知识和固态相变基本原理为基础,配合趣味性的课堂实验,着重讲解晶体缺陷知识与位错理论、扩散理论、金属材料的变形与再结晶理论、材料强化方法以及陶瓷材料和高分子材料的变形机制等内容。

授课目标

基于南京航空航天大学的办学理念与定位,培养具有独立思考能力,能够解决航空航天实际材料工程问题的高水平专业人才。作为材料专业的核心基础课程,《材料科学基础(2)》切实遵循“两性一度”的金课标准,以学生为中心,建立材料科学基本知识框架,开启学生内在潜力与学习动力,使学生全面了解材料科学中重要的知识点,包括晶体缺陷、扩散理论、晶体材料强化方法与机制、回复与再结晶机理等,建立从原子尺度、纳微观尺度到宏观尺度的知识脉络。在此基础上,学生能够将所学知识点进行串联,构建知识网络,做到前后融会贯通,遇到材料工程问题时,能准确剖析问题核心,提出科学的解决方法和实施途径。

成绩 要求

课程期末考试成绩占60%,期中考试成绩占10%,课后作业完成情况及平时课堂表现占30%。

课程大纲
晶体缺陷
课时目标:理解晶体结构中存在的点、线、面缺陷,包括空位,间隙原子,位错,孪晶等相关概念,重点解释缺陷的形成与缺陷之间的相互作用,及其对晶体结构、性质的影响。
1.0 绪论
1.1 点缺陷
1.2 位错的基本知识
1.3 位错的运动
1.4 位错的弹性性质
1.5 位错的生成与增殖
1.6 实际晶体中的位错
材料表面与界面
课时目标:理解材料表面润湿现象与机理以及晶体内部晶界的存在形式、晶界能量、晶界迁移动力学、界面组织与形貌等内容
2.1 表界面基础知识
2.2 晶体中的界面结构
2.3 晶体中界面的偏聚与迁移
2.4 界面与组织形貌
固体中的扩散
课时目标:理解扩散第一定律、第二定律、扩散微观理论与机制、影响扩散的因素,以及各种特殊的扩散形式。
3.1 扩散定律及其应用
3.2 扩散微观理论与机制
3.3 达肯方程
3.4 扩散的热力学分析
3.5 影响扩散的因素
3.6 反应扩散
金属材料的变形与再结晶
课时目标:理解材料受力变形过程中存在的科学问题及热处理对材料组织、性能的影响机理。
4.1 金属的应力-应变曲线
4.2 金属的塑性变形
4.3 回复与再结晶
4.4 金属的热变形,蠕变与超塑性
非金属材料的应力-应变行为与变形机制
课时目标:理解陶瓷材料的力学特性,并分析组织结构对材料性能的影响规律
5.1 陶瓷的弹性变形
5.2 陶瓷材料的塑性
5.3 陶瓷材料的强度
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预备知识

材料物理化学、材料力学

参考资料

n上海交通大学:材料科学基础    编者:胡赓祥、蔡珣 、戎咏华 

n清华大学:材料科学基础        编者:潘金生、田民波、仝健民

n西安交通大学:材料科学基础    编者:石德珂 

n武汉理工大学:材料科学基础    编者:张联盟、黄学辉、宋晓岚

南京航空航天大学
3 位授课老师
陶杰

陶杰

nuaataojie

沈一洲

沈一洲

副研究员

汪涛

汪涛

教授

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