课程从材料力学性能、电性能、光性能、磁性能和热性能出发,阐述功能材料的功能转换方式及特点,详解能量转换机制,介绍功能材料的组成与结构、制备与加工、性质和使用性能四大要素之间的相互关系。上课内容兼并讲解功能材料学的国际研究热点和发展趋势,使学生了解学科前沿知识并从中学习以培养科研思维及创新能力,为后续专业课程的学习打下基础。
课程教学特点
(1) 新材料、新工艺、新应用的迅猛发展,丰富了材料科学与工程学科研究的内容,扩展了材料应用领域。学习新型材料的相关理论,了解掌握其性能、结构特点,获悉其制备及应用知识,对于材料专业的学生十分必要,可以拓宽知识结构,扩展未来的专业发展。
(2) 课程注重新型材料在物理性能及结构上的共性。基于材料的力学、电、热、磁、光性能,阐述新材料的组成、结构及功能机制,探讨新型陶瓷和复合材料制备、设计理念。
(3) 可持续发展是当前的首要目标。课程介绍了材料可持续性的概念,分析寿命终止材料的综合管理体系,讨论材料回收再生对可持续性的重要性。有助于材料专业学生建立可持续性理念,从初始的材料设计、制备、使用,到后期对寿命终止材料的处理,重视在材料生命周期各环节的可持续性的综合考量。
(1) 使学生学习功能材料的基本概念、常用分类标准和基本知识,学习并掌握材料的五大性能,即力学性能、电性能、热性能、磁性能和光性能,及其实现相互转换的条件;了解功能陶瓷材料的开发和应用前景。
(2) 将功能材料学领域的前沿研发热点引入教学,结合相应授课章节,介绍能源材料、信息材料和环境材料等知识,激发学生的学习热情,培养学生不断探索、终身学习的自觉性,提高其自主学习、创新思维的能力,并能够将工程基础和专业知识用于解决材料研发、设计、生产和应用过程中的复杂工程问题。
(3) 介绍新材料和新工艺,使学生明确材料的结构、性能、应用之间的关系,掌握材料的性能测试、材料加工、材料结构分析、材料应用方面的知识,了解材料学科的国际研究热点,拓宽学生的专业知识面,培养学生在材料学科方面的专业兴趣,为行业发展储备人才。
课程成绩采用百分制,其中,40%是线上学习成绩,10%是口语报告成绩,50%是结课考核成绩。
课程成绩= 30%单元测验 + 10%口语报告 + 10%在线讨论 + 50%结课考核
已经完成或正在学习 “材料科学基础” 等专业理论课程,掌握材料学科的基本知识。
1. 李延希等. 功能材料导论.中南大学出版社,2011.
2. 张骥华等. 功能材料及其应用. 机械工业出版社, 2017.
3. 王国梅等. 材料物理. 武汉理工大学出版社, 2015.
4. 陈光等. 新材料概论. 国防工业出版社, 2013.
5. William F. Smith,Javad Hashemi. Foundations of Materials Science and Engineering. McGraw-Hill Higher Education, 6th ed. 2019.