材料科学与基础

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材料科学与工程专业知识

材料科学与工程专业知识
材料科学与工程专业知识涵盖了多个领域，主要包括：
1. 材料科学基础理论：这是材料科学与工程的核心，包括材料的结构、性质、相变和缺陷等。

2. 材料制备与加工技术：这涉及到材料的合成、加工和成型等工艺技术，是实现材料科学与工程应用的重要环节。

3. 材料性能测试与表征：这涉及到对材料的各种性能进行测试、分析和表征的方法和技术，是评估材料科学与工程产品质量的重要手段。

4. 材料应用：这涉及到材料在不同领域的应用，如航空航天、汽车、能源、电子、生物医学等。

5. 环境友好材料：这涉及到材料的可持续发展和环保，包括绿色材料、可降解材料等。

6. 新材料技术：这涉及到新型材料的研发和应用，如纳米材料、超导材料、智能材料等。

7. 计算材料学：这涉及到利用计算机模拟和计算的方法来研究材料的性质和应用。

8. 材料科学与工程的交叉学科：这涉及到材料科学与工程与其他学科的交叉，如物理学、化学、生物学等。

总之，材料科学与工程专业知识涉及的领域非常广泛，是一个综合性和应用性都非常强的学科。

《材料科学与工程基础》课后习题答案

材料科学与工程基础课后习题答案习题1题目：什么是材料的物理性质？举例说明。

解答：材料的物理性质是指材料在没有发生化学变化的情况下所表现出的性质。

这些性质可以通过物理测试来测量和确定。

举例来说，导电性和热导性就是材料的物理性质之一。

例如，金属材料具有良好的导电性和热导性，能够传递电流和热量。

而绝缘材料则具有较低的导电性和热导性，不易传递电流和热量。

习题2题目：简述晶体结构和晶体缺陷的区别。

解答：晶体结构是指材料中原子或离子的排列方式和规律。

晶体结构可以分为晶格、晶胞和晶体点阵等几个层次。

晶格是指晶体内部原子或离子排列的周期性重复性。

晶胞是晶格的一个最小重复单元，由晶体中少数几个原子或离子构成。

晶体点阵是指晶格的三维空间排列方式。

晶体缺陷是指晶体结构中存在的瑕疵或缺陷。

晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。

点缺陷是指晶体结构中原子或离子的位置发生了失序或替代，造成了空位、间隙原子、杂质原子等。

线缺陷是指晶体结构中存在了位错或脆性裂纹等缺陷。

面缺陷是指晶体结构中存在了晶界或孪晶等缺陷。

习题3题目：为什么变形会引起材料性能的改变？解答：变形是指材料在外力作用下发生的形状和大小的改变。

变形可以导致材料性能的改变主要有以下几个原因：1.晶体结构改变：变形会导致晶体结构中原子或离子的位置发生移动和重排，从而改变了晶体的结构和性质。

2.结晶颗粒的尺寸和形状改变：变形会导致晶体中晶界的移动和晶体颗粒的形状改变，这会影响材料的力学性能和导电性能等。

3.动态再结晶：变形过程中，材料中原来存在的缺陷和结构不完善的区域可能会发生动态再结晶，从而改善了材料的性能。

4.内应力的释放：变形会导致材料内部产生应力，这些应力可能会引起材料的开裂、断裂和强度变化等。

综上所述，变形会引起材料性能的改变是由于晶体结构、结晶颗粒、动态再结晶和内应力等因素的综合作用所导致的。

习题4题目：什么是材料的力学性能？举例说明。

解答：材料的力学性能是指材料在力学加载下所表现出的性能。

材料科学与工程基础第二版考试必备宝典

材料科学与⼯程基础第⼆版考试必备宝典第1章绪论1.材料科学与⼯程的四个基本要素解:制备与加⼯、组成与结构、性能与应⽤、材料的设计与应⽤2.⾦属﹑⽆机⾮⾦属材料﹑⾼分⼦材料的基本特性解:①⾦属材料的基本特性:a、⾦属键;b、常温下固体,熔点较⾼;c、⾦属不透明,具有光泽;d、纯⾦属范性⼤、展性、延性⼤;e、强度较⾼;f、导热性、导电性好;g、多数⾦属在空⽓中易氧化。

②⽆机⾮⾦属材料的基本性能:a、离⼦键、共价键及其混合键;b、硬⽽脆;c、熔点⾼、耐⾼温,抗氧化;d、导热性与导电性差;e、耐化学腐蚀性好;f、耐磨损;g、成型⽅式:粉末制坯、烧结成型。

③⾼分⼦材料的基本特性:a、共价键,部分范德华键;b、分⼦量⼤,⽆明显熔点,有玻璃化转变温度(Tg)与粘流温度(Tf);c、⼒学状态有三态:玻璃态、⾼弹态与粘流态;d、质量轻,⽐重⼩;e、绝缘性好;f、优越的化学稳定性;g、成型⽅法较多。

第2章物质结构基础1. 在多电⼦的原⼦中,核外电⼦的排布应遵循哪些原则？解:泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则2.电离能及其影响电离能的因素解:电离能:从孤⽴原⼦中,去除束缚最弱的电⼦所需外加的能量。

影响因素:①同⼀周期,核电荷增⼤,原⼦半径减⼩,电离能增⼤;②同⼀族,原⼦半径增⼤,电离能减⼩;③电⼦构型的影响,惰性⽓体;⾮⾦属;过渡⾦属;碱⾦属;3.混合键合实例解:⽯墨:同⼀层碳原⼦之间以共价键结合,层与层之间以范德华⼒结合; ⾼分⼦:同⼀条链原⼦之间以共价键结合,链与链之间以范德华⼒结合。

4、将离⼦键,共价键,⾦属键按有⽆⽅向性进⾏分类,简单说明理由有⽅向性:共价键⽆⽅向性:离⼦键,⾦属键③⾦属键: 正离⼦排列成有序晶格,每个原⼦尽可能同更多的原⼦相结合, 形成低能量的密堆结构,正离⼦之间相对位置的改变不破坏电⼦与正离⼦间的结合⼒,⽆饱与性⼜⽆⽅向性。

②共价键:共⽤电⼦云最⼤重叠,有⽅向性③离⼦键:正负离⼦相间排列,构成三维晶体结构,⽆⽅向性与饱与性5、简述离⼦键,共价键,⾦属键的区别6、为什么共价键材料密度通常要⼩于离⼦键或⾦属键材料⾦属密度⾼的两个原因:第⼀,⾦属有较⾼的相对原⼦质量。

材料科学与工程基础300道选择题(答案)

第一组材料的刚性越大，材料就越脆。

F按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：DA. 正弹性模量（E）B. 切弹性模量（G）C. 体积弹性模量（G）D. 弯曲弹性模量（W）滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关BA 温度；B 形状和大小；C 载荷频率高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而AA. 上升；B. 降低；C. 不变。

金属材料的弹性模量随温度的升高而BA. 上升；B. 降低；C. 不变。

弹性模量和泊松比之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是DA. K=E /[3(1+2)]；B. E=2G (1-)；C. K=E /[3(1-)]；D. E=3K (1-2)；E. E=2G (1-2)。

7.Viscoelasticity”的意义是BA 弹性；B粘弹性； C 粘性8.均弹性摸量的表达式是AA、E=σ/εB、G=τ/rC、K=σ。

/（△V/V）9.金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内C GPaA.10-102、＜10，10-102B.＜10、10-102、10-102C.10-102、10-102、＜1010.体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。

T11.虎克弹性体的力学特点是BA、小形变、不可回复B、小形变、可回复C、大形变、不可回复D、大形变、可回复13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。

AA 普弹行、高弹性、粘弹性B 纯弹行、高弹性、粘弹性C 普弹行、高弹性、滞弹性14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex F第二组1.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型CA. 简单拉伸；B. 简单剪切；C. 扭转；D. 均匀压缩2.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的基本类型ABDA. 简单拉伸；B. 简单剪切；C. 弯曲；D. 均匀压缩3.“Tension”的意义是AA 拉伸；B 剪切；C 压缩4.“Compress”的意义是CA 拉伸；B剪切； C 压缩5.陶瓷、多数玻璃和结晶态聚合物的应力-应变曲线一般表现为纯弹性行为T6.Stress”and “strain”的意义分别是AA 应力和应变；B应变和应力；C应力和变形7.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的三种基本类型ACDA. tension；B. torsional deformation；C. shear；D. compression8.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型CA. tension；B. shear；C. Flexural deformation；D. compression9.对各向同性材料，应变的三种基本类型是AA tension, shear and compression；B tension, shear and torsional deformation；C. tension, shear and flexural deformation10.非金属态聚合物的三种力学状态是AA、玻璃态、高弹态、粘流态。

材料科学与基础

材料科学与基础
材料科学与基础是材料科学和工程专业的一门基础课程，它主要介绍材料科学的基本概念、基本知识和基本方法。

这门课程包括了材料的分类与性质、材料的加工与制备、材料的结构与性能等内容，为学生打下了扎实的材料科学的基础。

在材料科学与基础课程中，首先介绍了材料的基本概念和基本性质。

材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料等多种类型。

通过学习材料的组成、结构和性能等方面的知识，我们能够更加全面地了解不同材料的特点和用途。

接着，课程介绍了材料的加工与制备技术。

材料的加工与制备是指将原材料通过一系列的物理、化学和机械过程转化为具有特定形状和性能的工业产品。

学习这一部分内容，我们了解了常见的制备方法，例如熔融法、溶液法、沉积法等，并学习了不同加工工艺对材料性能的影响。

此外，课程还介绍了材料的结构与性能。

材料的结构与性能是相互关联的，材料的性能取决于其结构。

学习这一部分内容，我们能够理解材料的内部结构对其力学性能、热学性能、电学性能等方面的影响。

通过学习材料科学与基础课程，我们不仅获得了丰富的材料科学知识，还培养了科学思维和实验技能。

在实际操作中，我们能够运用所学知识分析和解决材料科学领域的问题。

总的来说，材料科学与基础是材料科学和工程专业必不可少的
一门基础课程。

它不仅为学生打下了扎实的材料科学基础，还培养了学生的科学思维和实验技能。

在今后的学习和工作中，这些基础知识和基本方法将为我们提供帮助，并在将来的材料科学研究和工程实践中发挥重要作用。

顾宜《材料科学与工程基础》课后题答案

顾宜《材料科学与工程基础》课后题答案第一章：引言1.1 材料科学与工程基础的重要性材料科学与工程基础是现代工程领域不可或缺的一门基础课程。

它包括了材料科学与工程学科的基本原理和方法，为后续学习和研究提供了必要的基础知识。

材料是任何工程的基础，它在各个领域中都扮演着重要角色，如机械工程、电子工程、航空航天工程等。

因此，熟悉材料的结构、性质和应用对于工程师来说至关重要。

1.2 材料科学与工程基础的学习目标材料科学与工程基础的学习目标如下： - 理解材料的基本概念和分类方法； - 掌握材料制备、表征和性能分析的基本技术； - 理解不同材料的特性和应用； - 开发解决材料工程问题的能力。

第二章：晶体结构与晶体缺陷2.1 晶体的结构晶体是由原子、离子或分子按照一定的排列方式组成的长程有序固体结构。

晶体的结构可以通过晶体的晶胞来描述，晶胞是最小的重复单元。

2.2 晶体的缺陷晶体的缺陷指的是在晶体结构中存在的不完整或不规则的区域。

晶体的缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种类型。

点缺陷包括空位、插入原子和替代原子等。

线缺陷包括位错和脚位错。

面缺陷包括晶界和层错。

第三章：物理性能与力学性能3.1 物理性能物理性能是指材料的一些基本物理特性，如密度、热导率、电导率等。

物理性能的好坏对材料的应用和工程设计具有重要影响。

3.2 力学性能力学性能是指材料在力学作用下的表现。

常见的力学性能包括强度、硬度、韧性、可塑性等。

力学性能的好坏决定了材料在工程中的使用范围和耐久性。

第四章：金属材料4.1 金属的结构与特性金属是指电子云密度较大、以金属键连接的材料。

金属的结构特点是具有密堆结构和离域电子特性。

4.2 金属的物理性能与力学性能金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性，对磨损和腐蚀有较好的抵抗能力。

金属材料的力学性能受材料的组织和处理方式的影响。

第五章：陶瓷材料与玻璃材料5.1 陶瓷材料的分类与特性陶瓷材料是以非金属元素为主要成分的材料，分为晶体陶瓷和非晶态陶瓷两大类。

材料科学与工程基础学习心得[5篇范例]

材料科学与工程基础学习心得[5篇范例]第一篇：材料科学与工程基础学习心得《材料科学与工程基础》课程研修体会《材料科学与工程基础》是材料专业首要的专业基础课，是学生全面进入专业领域、从基础课到专业课的过渡课程。

它概念多、学科知识面宽、应用基础理论广，既包括基本原理，又涉及工程实践应用，无论是学生学起来，还是教师教起来都相当有难度。

通过学习顾宜教授及其教学团队讲授的《材料科学与工程基础》课程，使我更加深入的了解本课程的教课规律，熟悉了本课程的重点难点知识，对《材料科学与工程基础》油了更深入的了解。

要在有限的学时内使学生能够掌握基本内容，讲授内容要有详有略，有舍有取，对基本概念应讲透，基本原理和方法应精讲，做到重点突出,详略得体。

在本课程中，根据材料成型及控制工程（铸造专业）的教学计划和《材料科学与工程基础》教学大纲，重点讲授晶体学基础、晶体缺陷、相图、扩散及相变等基本知识，对其它内容，例如凝固、固体材料的结构、材料的表面与界面、金属材料的变形与再结晶、材料的变形、高分子材料的结构、固体材料的电子结构与物理性能、材料概论等知识,采用引导自学或简单介绍的方法，让学生在很短的时间内了解相关知识。

部分内容在材料物理专业的其它课程中会做详细讲解。

由于学时不断减少，不能面面俱到，要做到重点突出,兼顾各知识点。

《材料科学基础》各部分内容之间是紧密联系的，因此在上课之初一定要把该门课程的各部分内容让学生有一个整体认识，并说明各部分内容之间的相互关联。

在教学过程中，从一个教学内容转到下一个教学内容时，一定要做好两部分内容之间的衔接工作，因为它起到贯通内容完整性的重要作用。

例如在讲解晶体缺陷时，一定要求学生对晶体结构知识全面掌握，而在讲解扩散与相变时，要求学生对晶体缺陷知识熟练掌握。

在授课进度安排上，一定要保证前一部分内容已经熟练掌握，才能安排后续相关内容的学习。

为了解决这个《材料科学与工程基础》课程内容多，概念多，理论性强的问题，除了授课时要突出重点，讲清难点，课外多做习题外，更新教学手段，采取有效的教学方法，促进学生理解与记忆，帮助学生学习，将是重要的途径。

自然科学知识：材料科学的基础和发展

自然科学知识：材料科学的基础和发展材料科学是研究物质结构、性质、制备、加工和应用的一门学科，它是现代科学技术的基础和支撑，为实现人类经济、社会和文化的可持续发展提供了重要的支撑和保障。

本文将从材料科学的基础、发展和应用三个方面来阐述这门学科的重要性和前景。

一、材料科学的基础材料科学的基础是对物质的结构和组成进行研究。

物质主要由原子和分子组成，因此研究原子和分子结构、化学键以及它们之间的相互作用是材料科学的基础。

材料科学的基础还包括热力学、物理学和数学等学科的知识。

材料的性质、结构和功能与材料的化学平衡、热力学状态和物理性质有关。

因此，热力学、物理学等学科的基本理论和方法在材料科学中得到了广泛应用。

此外，材料科学的前沿研究需要借鉴多学科交叉的先进技术，例如纳米科学、生物技术、信息技术等。

这些先进技术可以用来制备新型材料、调控材料结构和性能，以及创新材料应用。

二、材料科学的发展材料科学在现代工业、科技和军事领域中扮演重要角色，因此材料科学的发展史也是现代科技发展史的缩影。

19世纪末到20世纪初，科学家们逐渐认识到研究物质组成和结构的重要性，材料科学开始形塑。

20世纪初到50年代，人工合成高分子材料和无机非金属材料迅速发展，并应用于工业生产和军事应用。

同时，材料分析技术和材料性能测试技术不断发展，为材料研究奠定了坚实基础。

50年代到70年代，金属结构材料和高温陶瓷材料的研究成果大幅提高，并开始应用于航空航天、核工业和汽车工业等领域。

70年代后，高性能材料开始获得广泛应用。

例如：微电子材料、信息储存材料、光电材料和生物材料等。

同时，材料制备技术又从粉末冶金、液相反应和薄膜技术向快速凝固、物理气相沉积、电化学反应和材料表面调控等方向转化，使材料制备手段更加多样化，同时也大大提高了材料的性能。

21世纪，材料科学发展将进入一个新时期，以机器学习和人工智能等技术为代表的新兴科技将与材料科学的融合，给材料制备，精细处理和分析带来全新的途径和新的创新。

材料科学与工程基础复试

材料科学与工程基础复试材料科学与工程基础是材料科学与工程学科的重要基础课程之一。

它涵盖了材料科学与工程的基本原理和基础知识，为学生打下坚实的学科基础。

在复试中，对材料科学与工程基础的考察主要包括理论知识的掌握和应用能力的发挥。

理论知识的掌握是材料科学与工程基础复试的重点考察内容之一。

学生需要掌握材料科学与工程的基本概念、原理和理论框架，以及相关的实验方法和技术。

例如，学生需要了解材料的组成、结构和性能之间的相互关系，掌握材料的物理、化学和力学性质等。

此外，还需要了解不同材料的分类和特性，掌握材料的制备、加工和表征方法。

在复试中，考官可能通过提问的方式来考察学生对这些理论知识的掌握程度。

应用能力的发挥也是材料科学与工程基础复试的重要考察内容。

学生需要能够将所学的理论知识应用到实际问题中，解决材料科学与工程的实际应用难题。

例如，学生可以通过分析材料的性能需求和制备工艺要求，选取合适的材料并设计相应的制备工艺。

此外，学生还需要能够运用所学的材料表征方法和技术，对制备的材料进行性能测试和评价。

在复试中，考官可能通过提供一个具体的材料问题或实验数据，要求学生进行分析和解决。

在复试中，除了理论知识和应用能力的考察，还可能涉及到对学生的专业素养和综合能力的评估。

学生需要展示自己的科学研究能力、创新思维和团队合作能力。

例如，学生可以介绍自己曾参与的科研项目或实践经验，并展示相应的研究成果。

此外，学生还可以通过回答问题的方式展示自己的思考能力和解决问题的能力。

材料科学与工程基础复试是对学生对材料科学与工程基本原理和基础知识的掌握程度以及应用能力的发挥进行考察的过程。

学生需要通过学习和实践，提高自己的理论知识水平和应用能力，为复试做好准备。

在复试中，学生需要展示自己的专业素养和综合能力，以及积极向上的学习态度和团队合作精神。

通过材料科学与工程基础复试，学生将为进一步深造和发展自己的科学研究和工程实践奠定坚实的基础。

《材料科学学与工程基础》教学大纲

《材料科学学与工程基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：《材料科学与工程基础》（Fundations of Materials Science and Engineering ）课程号（代码）：30004030课程类别：专业基础课学时：48 学分：3二、教学目的及要求材料科学是六十年代初期创立的研究材料共性规律的一门学科，其研究内容涉及金属、无机非金属和有机高分子等材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系。

材料科学、材料工业和高新技术的发展要求高分子材料与工程专业的学生必须具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构。

本课程详细阐述高分子材料、金属材料、无机非金属材料、复合材料等。

从材料科学与工程的角度出发，说明各种材料的共性规律及个性特征。

使学生从原理上认识高分子材料的基本属性，及其在材料领域中的地位和作用。

三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并红字方式注明重点难点）第一章绪论（1学时）简要介绍材料的定义及分类，材料科学与工程的基本内容。

使学生对本课程的学习内容和学习方法建立整体概念。

要点：材料的定义、分类材料科学与工程的定义、性质、重要性（举例）课程学习的目的、方法、要求第二章物质结构基础（15学时）按照从微观到宏观、从内容到表面、从静态到动态、从单组分到多组分的顺序，阐述原子结构、原子间相互作用和结合方式，与固体内部和表面原子的空间排列状态、聚集态结构及变化规律之间的相互关系。

使学生对材料组成（成分）与物质结构的内在联系有较系统、深刻的理解。

1、原子结构及原子之间相互作用、结合及排列（3学时）要点：物质与材料的区别四个量子数的物理意义原子中电子壳层数目、电子填充方式和原则、表达方式电子能级及电子的稳定性原子间相互作用的内在因素和结合类型与性质原子的间距和半径，空间排列状态及配位数键性与键能2、多原子体系中电子的相互作用与稳定性（2学时）要点：原子杂化轨道的类型及空间图形分子轨道的意义、类型及空间图形能带、能隙、带宽等基本概念、导体、绝缘体、导体的能带特点费米能级的基本概念、费米分布的特点和分布函数3、固体中的原子有序（3学时）要点：对称图形和对称操作点阵的意义和特点晶胞的表示和定位、晶系和空间点阵型式晶向、晶面的表示及其指数的计算晶面间距及测定、公式（2-45、2-48）晶体结构与键合性质的关系面心立方、体心立方、密排六方晶体的主要参数和计算方法（点阵常数、晶胞中原子数、致密度、密度、原子间距、配位数；间隙类型、数量和大小）离子晶体的配位数和晶格类型4、固体中的原子无序（3学时）要点：固溶体的概念、分类及典型结构特点点缺陷的主要类型，金属晶体中的空位计算棱位错和螺旋位错的特征和区别、位错线与柏格斯矢量非晶体的结构模型、分布函数及其图形体积扩散机制、扩散激活能和FICK第一定律、公式（2-80、2-81）5、固体中的转变（2学时）要点：四种转变类型及特点一级相变和二级相变的数学表达式及物理意义相律和相图，公式（2-90）二元相图（匀晶、共晶）：特征点、线、区域的意义杠杆法则及计算公式（2-94）6、固体物质的表面结构（1学时）要点：表面张力和表面能的概念表面结构特点与成因表面能与表面特性的关系润湿过程的种类及公式（2-107、2-108、2-109、2-115）粘附公式（2-121）7、小结（1学时）归纳、讨论第二章基本概念和作业中的问题第三章材料的组成及结构（8学时）从材料的组成（成分）入手，详细阐述高分子材料、金属材料、无机非金属材料，及其多相多组分复合材料的聚集态结构和宏观组织结构特点。

材料科学与工程基础知识

材料科学与工程基础知识材料科学与工程是一门涵盖材料的结构、性能、制备、应用及其相关科学原理和工程技术的学科。

在现代科技领域，材料科学与工程发挥着重要的作用，其知识基础涵盖了许多领域，包括材料结构和性能、固态物理、化学、能源、机械、电子、环境等。

以下是关于材料科学与工程的基础知识：1.材料的分类材料可以根据其组成、性质和应用分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。

金属材料具有良好的导电性和导热性，适用于制造结构件、导热元件和电子器件等。

陶瓷材料具有优良的耐高温、耐磨损和绝缘特性，主要应用于制造电子陶瓷、建筑陶瓷和磁性材料等。

高分子材料具有较好的可塑性和绝缘性能，广泛应用于塑料、橡胶和纤维等领域。

复合材料是由两种或多种材料按一定比例混合而成，具有优异的性能，例如碳纤维增强复合材料具有高强度和轻质的特点。

2.材料的晶体结构材料的晶体结构是由原子或离子按照一定的空间排列规则而构成的。

晶体被分为晶格和晶胞，晶格是由原子或离子堆积而成的三维结构，而晶胞是晶格中最小的重复单元。

常见的晶体结构有立方晶系、六方晶系、正交晶系、四方晶系等。

材料的晶体结构直接影响着其力学性能、热学性能和电学性能等。

3.材料的性能材料的性能包括力学性能、热学性能、电学性能、化学性能等。

力学性能包括强度、韧性、硬度等，这些性能能够反映材料在外力作用下的抗变形和抗破坏能力。

热学性能包括热传导性、线膨胀系数等，这些性能决定了材料的热稳定性和导热性。

电学性能包括导电性、绝缘性等，这些性能决定了材料在电子器件中的应用。

化学性能决定了材料在不同环境下的耐腐蚀性能和反应活性。

4.材料的制备与加工材料的制备包括化学合成、物理制备和机械制备等多种方法。

化学合成是通过化学反应来制备材料，如溶胶-凝胶法、溶液法、气相沉积等。

物理制备是通过物理方法改变材料的结构和性质，如溅射法、激光熔凝法、热处理等。

机械制备是通过机械加工方法来制备材料，如铸造、锻造、挤压等。

材料科学与基础

材料科学与基础材料科学是一门研究材料性质、结构、制备和应用的学科，是现代工程技术的基础和支撑。

在材料科学领域，我们不仅需要了解材料的基本性质，还需要掌握材料的制备、加工、性能测试等方面的知识。

本文将从材料科学的基础知识入手，介绍材料的分类、性能、制备方法等内容，希望能够为初学者提供一些帮助。

首先，我们来介绍一下材料科学的基本分类。

根据材料的组成和性质，可以将材料分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。

金属材料是由金属元素组成的材料，具有良好的导电性和导热性，常用于制造机械零件和电子元器件。

无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥等，具有高温、耐腐蚀等特点，广泛应用于建筑、化工等领域。

有机高分子材料是由碳、氢、氧、氮等元素组成的大分子化合物，具有轻质、绝缘、柔韧等特点，常用于塑料、橡胶、纤维等制品的生产。

其次，我们需要了解材料的性能。

材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能等多个方面。

力学性能包括强度、硬度、韧性等指标，反映了材料在外力作用下的表现。

物理性能包括密度、热导率、电导率等指标，反映了材料的物理特性。

化学性能包括耐腐蚀性、化学稳定性等指标，反映了材料在化学环境中的表现。

了解材料的性能对于正确选择材料、合理设计材料结构具有重要意义。

最后，我们来谈谈材料的制备方法。

材料的制备方法多种多样，根据材料的性质和用途不同，制备方法也有所差异。

常见的制备方法包括熔融法、溶液法、气相沉积法等。

熔融法是将原料加热至熔化状态，然后冷却凝固成型的方法，适用于金属材料和部分无机非金属材料的制备。

溶液法是将溶剂中的溶质析出、结晶成型的方法，适用于有机高分子材料和某些无机非金属材料的制备。

气相沉积法是利用气体化合物在固体表面沉积成薄膜或纤维的方法，适用于薄膜材料和纤维材料的制备。

总之，材料科学是一门综合性学科，涉及的知识面广泛，应用领域广泛。

通过本文的介绍，希望读者能够对材料科学有一个初步的了解，进一步深入学习和研究。

第二章第4讲材料科学与工程基础(顾宜

2．分布函数：
径向分布函数：J(r) = 4πr2 ρ(r) 双体分布函数：以某原子为原点，
距离r 处找到另一原子的几率
g(r) = ρ(r) / ρ0 ρ(r) 为r 处原子的数目密度； ρ0 为整个样品的平均原子数密度可求两个参数：配位数：第一峰面积原子间距：峰位置
3、非晶态结构模型微晶（不连续）无规拓朴（连续）
Figure 6.3
扩散通道：沿位错、晶界、外表面
扩散的激活能(Activation Energy) – Q ：扩散系数(Diffusion Coefficient)
Section 6.5
D = D o e –Q/RT
金属
金属的扩散激活能 (kcal/mol)
Tm
Q
离子材料的扩散激活能
空位机制
掺杂: 中温时少量杂质能加速扩散
NaCl中加 CdCl2后钠离子扩散系数的变化
2）非晶体
无序结构，有空穴，通过自由体积进行（缺陷）。
在长链聚合物中（高分子）扩散有：自扩散：包括分子链段的运动，并且与材料的粘滞流动相关。外来分子的扩散：关系到聚合物呈现的渗透性和吸收性能。渗透性：高分子膜的分离，耐腐蚀性，分子间隙吸收性：引起溶胀，化学反应。
B．间隙离子进入后需空位或其它高价反电荷离子以置换方式平衡电中性。
•固溶体的判断
固溶体的理论密度： ρc = N · ／ V · A A N N、V 分别为晶胞的原子数和体积 A 为固溶体平均相对原子质量 NA为阿佛伽德罗常数测定固溶体实际密度 ρe 若: ρc〈 ρe : 间隙式 ρc = ρe : 置换式 ρc 〉ρe : 缺位式（缺阵点原子）
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2. 根据溶质在点阵中的位置划分： 1) 置换型固溶体(Substitutional solid solution)：晶体原 (离)子被其它原(离)子部分代换后形成

完整课件-材料科学与工程基础

目录
第一章绪论 (Introduction) 第二章物质结构基础 (Structure of Matter) 第三章材料组成和结构 (Compositions and
Structures of Materials )
第四章材料的性能 (Material Properties) 第五章材料的制备和成型加工
1.1Definition of Materials and Historical Perspective ----Definition
• The matter (substance)，not spiritly • Webster “New International Dictionary
（1971）”:The substance or matter of which anything is made or may be made.
钢塔
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汽车与高速公路
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大江截流
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汽车工业
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飞机结束动画图片
火箭发射
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陶瓷艺术品
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Today
The history of materials is the history of
、工件、部件和成品的初始物料，如金属、石块、木料、皮革、塑料、纸、天然
纤维和化学纤维等等。
Materials and Raw Materials(原材料)
Raw Materials: any crude, unfinished, not to obtain products，but produce materials。（having chemical changes） Materials：to obtain products.

《材料科学与工程基础》课程大纲

《材料科学与工程基础》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：材料科学与工程基础（英文）：Fundamentals of Materials Science and Engineering课程编号：14241009课程学分：3课程总学时：48课程性质：专业课二、课程内容简介《材料科学与工程基础》是一门以材料为研究对象的科学，其研究内容涉及高分子材料、无机非金属材料、复合材料等各种材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系，在材料科学与工程专业教学计划中是一门重要的专业基础课。

通过本课程的学习，使学生充分掌握材料科学的基础理论，深入理解材料的组成-结构-工艺-性能之间的关系。

为后继专业课程的学习打下良好的基础。

三、教学目标与要求通过本课程的教学，使学生获得材料科学与工程专业高等工程技术人才所必须掌握的材料科学的基本概念、基本理论和基本原理等知识，培养学生分析解决生产实际问题的能力，进行新材料、新工艺研究开发的初步能力，培养学生的专业素质、科学思维、创新精神要求通过本课程的教学,使学生掌握本课程中的基本概念、基本原理和相关的知识，了解用物理化学等基本原理阐明材料形成过程中的组成、结构、工艺与性能之间关系及相互联系，注重知识的连贯性和增强分析问题和解决问题的能力。

四、教学内容与学时安排第一章绪论（2学时）1. 教学目的与要求：了解本课程的学习内容、性质和作用。

2. 教学重点与难点：《材料科学基础》课程的性质、任务和内容，以及在材料科学与工程技术中的作用。

第二章材料结构基础（18学时）1. 教学目的与要求：掌握描述原子中电子的空间位置和能量的四个量子数、核外电子排布遵循的原则;元素性质、原子结构和该元素在周期表中的位置三者之间的关系；原子间结合键分类及其特点；正确理解并掌握高分子链的近程和远程结构。

掌握结晶的热力学、结构和能量条件；相律的应用、克劳修斯——克拉珀龙方程的应用；均匀形核的临界晶核半径和形核功的推导；润湿角的变化范围及其含义；液—固界面的分类及其热力学判据；晶体的生长方式及其对生长速率的关系；阿弗拉密方程的应用；液—固界面结构和液—固界面前沿液体的温度分布对晶体形态的影响；减小晶粒尺寸的方法；了解亚稳相出现的原因；高分子结晶与低分子结晶的相似性和差异性；2. 教学重点与难点：重点：（1）晶向、晶面的表示及其指数的计算；（2）面心立方、体心立方、密排六方晶体的主要参数和计算方法；（3）立方晶体的间隙；（4）点缺陷的主要类型，扩散激活能和FICK第一定律；（5）四种转变类型及特点。

材料科学基础第三版知识点总结

材料科学基础第三版知识点总结材料科学基础是材料科学与工程领域的基础课程，它涵盖了材料科学的基本概念、原理和应用。

本文将对材料科学基础第三版的知识点进行总结，包括材料分类、材料结构与性能、材料加工与制备、材料表征与测试等方面。

一、材料分类材料可以根据其组成、结构和性能特点进行分类。

常见的材料分类包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等。

金属材料具有良好的导电性和导热性，常用于制造结构件和电子器件；陶瓷材料具有优异的耐高温、耐磨损和绝缘性能，常用于制造陶瓷制品和电子陶瓷；聚合物材料具有轻质、柔韧和绝缘性能，常用于制造塑料制品和纤维材料；复合材料由两种或多种不同类型的材料组成，具有综合性能优异的特点，常用于制造飞机、汽车和船舶等。

二、材料结构与性能材料的结构决定了其性能。

材料的结构包括晶体结构、非晶态结构和纳米结构等。

晶体结构是由原子或分子按照一定的规则排列而成的，具有周期性和有序性；非晶态结构则是无序的，原子或分子的排列没有规律；纳米结构是指材料中存在纳米级别的微观结构。

材料的性能包括力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等。

力学性能包括强度、硬度、韧性和延展性等；热学性能包括热膨胀系数、热导率和热容量等；电学性能包括电导率、介电常数和磁导率等；光学性能包括透光性、反射率和折射率等。

三、材料加工与制备材料加工是指通过物理、化学或机械方法改变材料的形状、结构和性能的过程。

常见的材料加工方法包括铸造、挤压、锻造、焊接、切削和表面处理等。

铸造是将熔化的金属或合金注入模具中，经冷却凝固后得到所需形状的方法；挤压是将金属坯料通过模具挤压成型的方法；锻造是通过对金属坯料施加压力使其变形成型的方法；焊接是将两个或多个金属部件加热至熔化状态并连接在一起的方法；切削是通过刀具对材料进行削减和切割的方法；表面处理是对材料表面进行改性和涂装的方法。

四、材料表征与测试材料表征与测试是对材料进行分析和评估的过程。

常见的材料表征与测试方法包括显微镜观察、X射线衍射、热分析、电子显微镜和拉伸试验等。

《材料科学基础》经典习题及答案

材料科学与基础习题集和答案第七章回复再结晶，还有相图的内容。

第一章1.作图表示立方晶体的()()()421,210,123晶面及[][][]346,112,021晶向。

2.在六方晶体中，绘出以下常见晶向[][][][][]0121,0211,0110,0112,0001等。

3.写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。

4.镁的原子堆积密度和所有hcp 金属一样，为0.74。

试求镁单位晶胞的体积。

已知Mg 的密度3Mg/m 74.1=mg ρ，相对原子质量为24.31，原子半径r=0.161nm 。

5.当CN=6时+Na 离子半径为0.097nm ，试问：1) 当CN=4时，其半径为多少？2) 当CN=8时，其半径为多少？6. 试问：在铜（fcc,a=0.361nm ）的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>方向,原子的线密度为多少？7.镍为面心立方结构，其原子半径为nm 1246.0=Ni r 。

试确定在镍的（100），（110）及（111）平面上12mm 中各有多少个原子。

8. 石英()2SiO 的密度为2.653Mg/m 。

试问： 1) 13m 中有多少个硅原子（与氧原子）？2) 当硅与氧的半径分别为0.038nm 与0.114nm 时，其堆积密度为多少（假设原子是球形的）？9.在800℃时1010个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动，而在900℃时910个原子中则只有一个原子，试求其激活能（J/原子）。

10.若将一块铁加热至850℃，然后快速冷却到20℃。

试计算处理前后空位数应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J ）。

11.设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD 平行于晶体的上、下底面。

若该滑移面上有一正方形位错环，如果位错环的各段分别与滑移面各边平行，其柏氏矢量b ∥AB 。