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材料科学基础
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spContent=材料科学基础是材料科学与工程专业一级学科基础平台课/技术基础课。本课程将系统、全面地介绍材料基础理论知识,诸如材料的结合键、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态。本课程着眼于材料基本问题、从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性;了解材料成分、结构、制备工艺和性能之间的基本关系,能够运用这些基础理论知识分析材料在实际应用中出现的工程问题。。通过理论教学与实验教学,使学生不仅能掌握基本理论,善于分析和解决问题,同时也培养学生的动手能力、验证理论、探索新知识的能力。本课程为该专业学生的后续课程,如材料加工成型、材料热处理、材料的性能、工程材料学、材料测试、材料的近代研究方法、计算机在材料科学中的应用等提供基础。
—— 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级学科基础平台课。本课程将系统、全面地介绍材料基础理论知识,诸如材料的结合键、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态。本课程着眼于材料基本问题、从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。通过理论教学与实验教学,使学生不仅能掌握基本理论,善于分析和解决问题,同时也培养学生的动手能力、验证理论、探索新知识的能力。

本课程也是材料成型与控制工程专业的技术基础课,它为该专业学生的后续课程,如材料加工成型、材料热处理、材料的性能、工程材料学、材料测试、材料的近代研究方法、计算机在材料科学中的应用等提供基础。


授课目标

原子间的键合,晶体学基础、纯金属的晶体结构及特征、离子晶体的结构、共价晶体的结构、晶体的对称性、高分子材料的结构;晶体结构缺陷(包括点缺陷、线缺陷和面缺陷)、材料的相结构;相律、纯金属的结晶理论、晶核的形成、晶核的成长;匀晶相图、共晶相图、包晶二元相图及其分析、铁碳相图;固溶体的凝固理论、共晶合金的凝固理论;三元相图;扩散现象及本质,扩散方程的解及应用、扩散的微观机制、扩散驱动力、反应扩散、影响扩散的因素;滑移与孪晶变形、纯金属及合金的变形强化、冷变形金属的回复与再结晶,金属的热变形、动态回复再结晶,材料的强化理论,材料的亚稳态等。


课程大纲
预备知识

主要内容:1、《材料科学与工程》的基本概念 2、《材料科学与工程》的地位 3、学习《材料科学与工程》的内涵 4、《材料科学与工程》的内容和意义 5、.如何学好《材料科学与工程》

基本要求:同主要内容


参考资料

教材:《材料科学基础》:胡赓祥、蔡珣主编,上海交通大学出版社2006

参考书目:《材料科学基础》,刘智恩主编,西北工业大学出版社,2005年

       《材料科学基础》,石德珂、沈莲编,西安交通大学出版社,2003年

《材料科学基础》徐恒钧主编北京工业大学出版社2001

《材料科学基础》潘金生主编清华大学出版社1998

材料科学基础》,赵品主编清华大学出版社2002

《金属及热处理》崔忠圻主编机械工业出版社2004


常见问题

教学内容重点:晶体学基础、纯金属的晶体结构及特征、离子晶体的结构、共价晶体的结构、晶体的对称性、高分子材料的结构;晶体结构缺陷(包括点缺陷、线缺陷和面缺陷)、材料的相结构;相律、纯金属的结晶理论、晶核的形成、晶核的成长;匀晶相图、共晶相图、包晶二元相图、铁碳相图;固溶体的凝固理论、共晶合金的凝固理论;三元相图;扩散现象及扩散方程、扩散的微观机制、扩散驱动力、反应扩散、影响扩散的因素;滑移与孪晶变形、纯金属及合金的变形强化、冷变形金属的回复与再结晶,金属的热变形、动态回复再结晶等。

教学内容的难点:晶面指数与晶向指数、晶体的对称性、离子晶体的结构规则、高分子材料的结构、位错的柏氏矢量位错的能量及交互作用、相律及应用、三元相图、晶核的形成、成分过冷、扩散方程的解及其应用、冷变形金属的回复与再结晶。

教学内容的深广度:由于本课程内容广泛,而课程教学时数只有64学时,因此在教学过程中定要抓住重点,讲深讲透,同时,要兼顾知识的系统性,内容的逻辑性。在讲授中,既要给学生打下良好的理论基础,又要有意识地引导学生走近材料科学的前沿。

本大纲仅规定基本内容和深、广度的要求,而对教学体系和层次未作详细规定,讲授时应根据各专业实际需求,可作适当调整。