全部课程 >材料科学基础(材料化学)    Fundamentals of Materials Science

课程基本信息

课程编码:02B20043

课程类别:未设置

先修课程:《高等数学》、《无机化学》、《物理学》、《物理化学》

适用专业:

开课院部:材料科学与工程学院

课程负责人:张桥
课程教学团队:

课程展示


课程简介

《材料科学基础》是材料学科的学科基础课,主要是研究无机材料的组成、结构、性质和工艺之间的规律以及它们之间的有机联系。该课程是把基础的科学理论如物理学、物理化学、结构化学、无机化学具体应用到无机材料的结构、制备和性能研究上,是一门介于基础科学和专业技术之间的一门极为重要的学科基础课。

学习这门课可使学生初步掌握材料结构(包含晶体材料和非晶态材料)、性质、性能相互关系。并通过科学思维方法的训练,使学生初步掌握应用材料科学基础知识解决无机材料制备、生产、应用中的实践问题,培养学生分析问题和解决问题的能力。

Fundamentals of Materials Science is the basic course of materials discipline, which mainly research the law of materials components, structures, properties,  preparation and their relationship. In this course, some fundamentals scientific theory such as physicsphysical chemistry, structure chemistry and inorganic chemistry are used to study the components, structure, properties and preparation of inorganic materials. It is a very important discipline basic course between the basic science and professional skill.

The students could master the relationship of materials components, structure, properties and preparation through learning this course. By the training of scientific thinking methods, students could solve the practical problems of inorganic materials during the preparation, produce and using. It can also improve the ability of analysis and solving problems.

课程教学要求

序号

专业毕业要求

课程教学要求

关联程度

1

工程知识

掌握金属、玻璃、无机晶体材料的加工制备原理

H

2

问题分析

掌握运用材料结构分析材料制备加工使用过程中的问题

H

3

设计/开发解决方案

掌握新材料设计开发的基本原理

H

4

研究

了解无机材料的研究方法

H

5

使用现代工具

了解通过互联网资源学习本课程的方法

M

6

工程与社会

了解新材料的研发对社会发展的作用

M

7

环境和可持续发展

了解材料使用与环境和可持续发展的关系

M

8

职业规范

可从事材料相关行业的专业工作

H

9

个人和团队

不涉及个人和团队的相关要求

L

10

沟通

要求具备一定的沟通表达能力,能讲演PPT

M

11

项目管理

不涉及项目管理的相关要求

L

12

终身学习

要求课程学完后能继续学习相关前言知识

M

注:“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。

课程教学内容

章节

名称

主要内容

重难点关键词

学时

类型

材料引言

1. 材料的定义

2. 材料的类型

3. 材料的组成、结构、性质、工艺及与环境的关系

1.材料概念

2.各要素之间关系

2

 

晶体结构

1. 结晶学基础

2. 晶体中质点的结合力与结合能

3. 晶体中质点的堆积

4. 单质晶体结构

5. 无机化合物结构

6. 硅酸盐晶体结构

1.晶胞参数

2.晶面、晶向指数

3.最紧密堆积原理

4.影响晶体结构的因素

5.AX、AX2、A2X3、ABO3晶体结构

6.硅酸盐晶体结构特点

7.晶体结构与材料性能之间的关系

10

 

晶体结构缺陷

1. 晶体结构缺陷的类型

2. 点缺陷

3. 线缺陷

4. 面缺陷

5. 固溶体

6. 非化学计量缺陷

1.点缺陷反应方程式

2.热缺陷浓度计算

3.位错的类型、特点

4.固溶体的类型及实验判别方法

5.晶体结构缺陷对材料性能的影响

8

 

非晶态结构与性质

1.熔体的结构

2.熔体的性质

3.玻璃的结构

4.玻璃的性质

1.硅酸盐聚合物理论模型

2.粘度、表面张力

3.玻璃的形成条件

4

 

表面结构及性质

1.固体的表面及结构

2.润湿与粘附

1.固体的表面结构

2.接触角和Young方程

3.影响粘附性能的因素

4

 

扩散

  1. 菲克定律
  2. 菲克定律的应用
  3. 固体扩散机构与扩散系数
  4. 多元系统的扩散
  5. 影响扩散系数的因素

1.菲克第一和第二定律

2.抛物线扩散规律

3.影响扩散系数的因素

4.克肯达尔效应

6

 

材料中的相变

  1. 相变概述
  2. 液相-固相的转变
  3. 液相-液相的转变
  4. 马氏体相变

1.相变的分类

2.成核生长相变

6

 

 

考核要求及成绩评定

序号

成绩类别

考核方式

考核要求

权重(%)

备注

1

期末成绩

考试

闭卷

70

期末考试卷面成绩

2

平时成绩

考查

出勤率

作业

15

15

 5次点名,每次3分

  5次作业,每次3分

注:此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。

学生学习建议

本课程是材料学科的基础课程,基本概念原理多、内容复杂、各章节知识关联性强,学习难度较大。要求学生在学习之前能预习课本知识,带着问题来课堂听讲,如果还有不懂的问题可以当面与教师交流。每学习完一章内容要善于做小结,在总结的过程中可以使本章知识前后贯通。另外本课程的基本概念和原理较多,要求学生花较多的时间记忆。最后为了巩固和检验所学的知识,必须认真独立完成课后的作业。 

课程改革与建设

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