一、 基本情况
中文名称:材料科学基础
英文名称:Fundamentals of Materials Science
学时数 :分两学期授课
先修课程:高等数学,物理化学,理论力学,材料力学
二、 授课思想
该课程是材料类专业最重要的专业基础课。材料科学是研究材料成分、组织结构、制备工艺和性质、效能之间关系的一门学科。课程围绕材料的组织结构与性能间的内在联系与规律,阐述材料科学的基本概念和基本原理。主要内容包括:材料的晶体结构及缺陷,固态材料中原子的迁移,材料的变形与强韧化,凝固与相变理论等。
三、 课程地位
本课程内容是依据以下原则进行设计的:
1. 在课程内容的选择和各部分比重的确定方面,强调基本理论、基本概念和基本技能的教授,注重基本工程思维方式的培养;
2. 以教学基本要求为出发点,在教学过程的各环节上注重课程各知识点间的内在逻辑关系,建立知识点间的树状逻辑图,并将材料科学发展中的重要成果、对学科发展的了解和认识,以及科学研究的前沿成果通过适当的形式,融合到授课内容中去以增大教学内容的信息量,增强教学内容的新颖性和时代性,以提高教学效果,处理好基础性和先进性、经典与现代的关系。
四、 教学内容设计思路
教学内容以金属材料和陶瓷材料为研究对象,强调基本理论、基本概念以及基本技能,适当掌握深度和广度。
本课程分两部分授课。
第一部分是整个课程的基础,主要讲授材料的微观结构的描述,主要包括晶体结构、晶体缺陷、固体材料的相结构,最后通过材料的变形与回复再结晶,阐述材料微观结构与材料性能间的内在联系。
第二部分从热力学和动力学两个方面,讲述材料微观结构的形成与转化规律,主要包括材料中的原子分子的运动规律(即扩散理论),相图理论,金属的凝固理论及固态相变理论。
课程同步开设线下授课。第一部分内容为34学时,第二部分为38学时。
请各位同学根据自己的需求,选自相应内容学习。
五、 教学内容
教学内容以强调基本理论、基本概念以及基本技能,适当掌握深度和广度。
主要教学内容分包括两大部分,分两个学期开设,具体内容分配如下图所示:
两个层次:
六、 教学安排
本课程分两部分授课。
第一部分是整个课程的基础,主要讲授材料的基本结构,包括原子结构及键合(以自学形式完成)、晶体结构、晶体缺陷、固体材料的相结构,最后分析材料的变形机理,并由此总结材料强韧化机理。
第二部分从热力学和动力学角度讲授材料相结构的形成与转化规律,掌握材料组织与性能的调控机制。首先,讲述相图理论,分析热力学平衡条件下的相形成规律;其次,讲授固体中原子分子的运动规律,分析相转变的动力学规律;随后从纯金属凝固入手介绍凝固的基本理论,最后将凝固(液-固相变)和固态相变(固-固相变)综合起来,介绍相变基础理论,掌握组织调控的基本方法。
请同学们结合线下教学环节,完成好本门课程的学习
完成全部基本教学单元的学习要求,并参与讨论,完成作业,通过考试者可申请获得认证证书。
高等数学,物理化学,理论力学,材料力学