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一、课程基本情况

课程编号： 学分：2

周学时：2 总学时：34 开课学期：1.2

开课学院：材料科学与化学工程学院

英文名称：

适用专业：材料科学与工程

课程类别：大类平台选修课

课程修读条件：先修课程大学物理、大学化学

网络课程地址:

课程负责人： 所属基层学术组织：高分子材料科学与工程系

二、课程简介

材料科学基础是是了解、分析和掌握材料性能的入门课，是材料类工科学生必学的重要基础课。

三、教学目标

总目标：为学生从事材料及其制品的设计、生产和研究工作打下必要的基础。

知识目标：课程采用理论讲授的方式，要求学生了解材料在经济社会发展中的作用以及材料科学与工程学科的形成与发展趋势，掌握无机材料、新能源材料、高分子材料规律与特点。

能力目标：建立从材料设计、组织控制、制备加工到性能评价与工程应用的概念体系，理解材料科学与工程内涵，学会分析材料问题的方法。

素质目标：培养学生在材料方向的专业素质，满足社会对材料方向人才的需求。

四、教学内容及学时分配

第1章绪论 (2学时)

1 1材料的定义、分类及基本性质

1 1 1金属材料

1 1 2无机非金属材料

1 1 3高分子材料

1 1 4复合材料

1 2材料科学与工程概述

1 2 1材料科学的由来

1 2 2材料科学与工程的性质与范围

1 2 3材料科学在工程中的作用

第2章材料结构基础 (8学时)

2 1物质的组成、状态及材料结构

2 1 1物质的组成和状态

2 1 2材料结构的含义

2 2材料的原子结构

2 2 1量子力学的几个基本概念

2 2 2原子核结构

2 2 3原子核外电子

2 3原子之间相互作用和结合

2 3 1基本结合(化学键合)

2 3 2派生结合(物理键合)

2 3 3各种键性的比较

2 3 4原子间距和空间排列

2 4多原子体系中电子的相互作用与稳定性

2 4 1杂化轨道和分子轨道理论

2 4 2费米能级

2 4 3固体中的能带

2 5固体中的原子有序

2 5 1结晶体的特点与晶体的性质

2 5 2晶体几何学基础

2 5 3晶体的类型

2 6固体中的原子无序

2 6 1固溶体

2 6 2晶体结构缺陷

2 6 3非晶体

2 6 4扩散

2 7固体中的转变

2 7 1固体中的转变类型

2 7 2平衡和相变

2 7 3相图

2 8固体的表面结构

2 8 1表面力和表面力场

2 8 2表面能和表面张力

2 8 3表面结构及几何形状

2 8 4固体表面的特性

第3章材料组成与结构 (10学时)

3 1材料组成和结构的基本内容

3 2金属材料的组成与结构

3 2 1金属材料

3 2 2合金材料

3 2 3铁碳合金的基本知识

3 2 4非铁金属及合金

3 2 5非晶态合金

3 2 6金属材料的再结晶

3 3无机非金属材料的组成与结构

3 3 1无机非金属材料的组成与结合键

3 3 2无机非金属材料中的简单晶体结构

3 3 3硅酸盐结构

3 3 4无机非金属材料的非晶体结构

3 3 5陶瓷

3 3 6碳化合物

3 4高分子材料的组成和结构

3 4 1高分子材料组成和结构的基本特征

3 4 2高分子链的组成和结构

3 4 3高分子链的聚集态结构

3 4 4高分子材料的组成和织态结构及微区结构

3 4 5聚合物共混材料

3 5复合材料的组成与结构

3 5 1复合材料定义及分类

3 5 2复合材料的组成

3 5 3复合材料的结构

3 5 4复合材料的界面

第4章材料的性能 (10学时)

4 1固体材料的力学性能

4 1 1材料的力学状态

4 1 2应力和应变

4 1 3弹性形变

4 1 4永久形变

4 1 5强度、断裂及断裂韧性

4 1 6硬度

4 1 7摩擦和磨损

4 1 8疲劳

4 2材料的热性能

4 2 1热导率和比热容

4 2 2热膨胀性

4 2 3耐热性

4 2 4热稳定性

4 2 5高分子材料的燃烧特性

4 3材料的电学性能

4 3 1电导率和电阻率

4 3 2材料的结构与导电性

4 3 3材料的超导电性

4 3 4材料的介电性

4 4材料的磁学性能

4 4 1物质的磁性

4 4 2磁畴与磁滞回线

4 4 3金属材料的磁学性能

4 4 4非金属材料的磁学性能

4 4 5高分子材料的磁学性能

4 5材料的光学性能

4 5 1电磁辐射及其与原子的相互作用

4 5 2反射、吸收和透射

4 5 3材料的光学性质

4 5 4旋光性及非线性光学性

4 5 5光泽

4 5 6发光

4 5 7光敏性

4 6材料的耐腐蚀性

4 6 1物理腐蚀

4 6 2化学腐蚀

4 6 3电化学腐蚀

4 7复合材料的性能

4 7 1复合材料的特性

4 7 2复合材料性质的复合效应

4 7 3复合材料的力学性能

4 8纳米材料及效应

4 8 1纳米材料的结构

4 8 2纳米材料的基本物理效应

4 8 3纳米材料的应用

第5章材料的制备与成型加工 (4学时)

5 1材料制备原理及方法

5 1 1金属材料的制备

5 1 2无机非金属材料的制备

5 1 3高分子材料的制备

5 2材料的成型加工性

5 2 1金属材料的加工工艺性

5 2 2聚合物的成型加工特性及成型加工方法

五、考核及成绩评定方式

序号考核方式成绩比重(%)

1期末笔试50

2平时成绩(上课表现+作业)50(上课25+作业25)

合计 100

六、教材及参考书目：

类别教材名称编者出版社出版时间

教材材料科学与工程基础顾宜、赵长生化学工业出版社2010年

参考书材料科学导论冯端、师昌绪化学工业出版社2002年

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制定时间： 年 月