《材料科学基础》教学纲要
《材料科学基础》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲课程编号：08061211课程名称：材料科学基础英文名称：Fundamental of Materials Science课程类型：学科基础课课程要求：必修学时／学分：88／5.5 （讲课学时：80 实验学时：8 上机学时：0）适用专业：材料成型与控制工程；焊接技术及工程；金属材料工程；无机非金属材料工程一、课程性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程学院各专业学生学习和掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，特别是固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论，以及有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响规律的学科基础课，也是学生将来学习专业课程的理论基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本规律等方面的讲解；在培养实践能力方面着重试样的选取与制备及显微组织的观察等基本方法的训练，使学生熟悉材料科学的相关基础知识，为后续专业课程的学习以及将来解决材料的生产、加工等问题和探索新材料、新技术、新工艺打下比较系统而坚实的理论基础。
二、 课程与其他课程的联系选修课：大学物理，材料物理化学本课程是在学习了大学物理、材料物理化学等课程后方能学习本课程；该课程也是学习后续专业课程的理论基础。
通过该课程的学习，使学生掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，从而为进一步深入学习材料科学与工程学院各专业的专业课程奠定基础，并且理论结合实践，使其有机的结合起来，形成一个完整的系统的专业学科基础理论体系。
三、课程教学目标1．学习并掌握常见的晶体结构与材料的相结构、晶体缺陷及固态材料中的原子扩散、材料的凝固、二元相图及塑性变形等基本知识，使学生在材料方面具有扎实的基础理论知识，了解并掌握金属材料产品由不同工艺形成的组织特征，具有开发和选用新材料的能力和工程实际应用的能力；（支撑毕业能力要求1.1、1.2）2．培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握观察材料显微组织的实验方法，获得实验技能的基本训练，具有查阅有关技术资料的能力；（支撑能力毕业要求2.1、2.3）3．培养学生对金属材料的各类物理现象、特性进行研究并通过实验验证的能力。
《材料科学基础》教学大纲
《材料科学基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称：材料科学基础课程类别：专业基础课学分：＿____总学时：＿____适用专业：＿____先修课程：＿____后续课程：＿____二、课程性质与目标（一）课程性质《材料科学基础》是材料类专业的一门重要的学科基础课程，它是连接基础科学与工程应用的桥梁。
通过本课程的学习，学生将掌握材料科学的基本概念、基本理论和基本方法，为后续专业课程的学习和从事材料科学与工程领域的研究、开发和应用工作奠定坚实的基础。
（二）课程目标1、知识目标（1）掌握材料的晶体结构、晶体缺陷、相图、扩散、相变等基本概念和基本理论。
（2）熟悉材料的力学性能、物理性能、化学性能等与材料结构和组织的关系。
（3）了解材料科学领域的最新研究成果和发展动态。
2、能力目标（1）具备运用材料科学的基本理论分析和解决材料工程实际问题的能力。
（2）能够进行材料的成分设计、工艺设计和性能预测。
（3）具有查阅相关文献和资料，获取新知识和新信息的能力。
3、素质目标（1）培养学生的科学思维方法和创新意识。
（2）增强学生的工程意识和实践能力。
（3）提高学生的综合素质和社会责任感。
三、课程内容与要求（一）晶体结构1、晶体学基础（1）掌握晶体的基本概念，如空间点阵、晶胞、晶格常数等。
（2）熟悉晶体的对称性和晶体的分类。
2、金属的晶体结构（1）掌握常见金属的晶体结构类型，如体心立方、面心立方和密排六方结构。
（2）了解金属晶体中的原子堆垛方式和间隙类型。
3、离子晶体结构（1）掌握离子晶体的结构规则和典型离子晶体的结构。
（2）了解离子晶体的配位数和半径比规则。
4、共价晶体结构（1）掌握共价晶体的结构特点和典型共价晶体的结构。
（2）了解共价键的特性和共价晶体的性能。
（二）晶体缺陷1、点缺陷（1）掌握点缺陷的类型，如空位、间隙原子和杂质原子。
（2）熟悉点缺陷的形成能和平衡浓度的计算。
2、线缺陷（1）掌握位错的基本概念，如刃型位错、螺型位错和混合位错。
材料科学基础教学大纲
材料科学基础教学大纲
一、课程名称
材料科学基础
二、课程目的
通过对材料科学基本概念、原理和常用材料的介绍，使学生了解材
料科学相关知识，培养学生的材料科学思维和创新能力，为学生以后
的专业学习奠定基础。
三、课程内容
1. 材料科学基础概念
介绍材料的定义，分类，材料性能指标和相关基本概念，包括密度、比热、热导率、电导率、热膨胀系数等。
2. 材料结构和性质
介绍材料的晶体结构和非晶态、晶界、界面等材料结构，掌握材料
结构对材料性质的影响，如硬度、强度、塑性、脆性等。
3. 材料加工
介绍材料加工的基本概念和分类，掌握常用的加工方式及其原理，
包括锻造、轧制、挤压、静压等。
4. 金属材料
介绍金属材料的基本性质、晶体结构、力学性能及其用途。
5. 陶瓷材料
介绍常见的陶瓷材料种类、性质、制备方法及应用领域。
6. 高分子材料
介绍高分子材料的基本原理、化学结构、加工方式及其应用领域。
7. 复合材料
介绍复合材料的结构和性质，常见的复合材料种类、制备方法及其应用。
8. 其他材料
介绍其他材料，如半导体材料、电子材料等，掌握其基本性质和应用领域。
四、课程评估
1. 平时成绩（30%）
包括出勤情况、课堂表现、作业和答辩等。
2. 期末考试（70%）
考查学生对课程内容的理解和掌握情况。
五、参考书目
•《材料科学基础》郑一民等
•《材料科学基础与工程基础》刘堃等
•《材料科学基础实验》蒋鹰等
注意：本教学大纲仅为参考，具体的教学内容和教学方式可根据学校实际情况而定。
材料科学基础课程教学大纲
材料科学基础课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分课程名称：材料科学基础所属专业：材料化学课程性质：专业基础课学分：4学分（72学时）（二）课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程课程简介：本课程是材料专业的一门重要的专业理论基础课。
本课程围绕材料化学成分、组织结构、加工工艺与使用性能之间的关系及其变化规律，系统介绍材料的晶体结构、晶体缺陷、弹塑性变形及回复和再结晶、材料中的扩散、结晶与凝固、材料中的相变、相结构与相图等内容及其相互联系。
目标与任务：学习本课程的目的是为了使学生认识材料的本质，了解金属、无机非金属材料的化学成分、热加工工艺、组织结构与性能之间的关系及其变化规律，为以后学习和工作中如何控制材料的化学成分和生产工艺以提高材料的性能、改进和发展各种热加工工艺以及合理地选材打下系统而坚实的理论基础。
先修课与后续相关课程：先修课：数学、物理、化学、物理化学等。
后续相关课程：其他相关专业课程。
（三）教材与主要参考书。
教材：(1) 石德柯，材料科学基础，机械工业出版社，第二版。
(2) 胡赓祥，蔡珣，材料科学基础，上海交通大学出版社，第二版。
主要参考书：(1) 赵品，材料科学基础教程，哈尔滨工业大学出版社，年第二版。
(2) 刘智恩，材料科学基础，西北工业大学出版社，年第二版。
二、课程内容与安排绪论1学时第一章材料结构的基本知识第一节原子结构第二节原子结合建第三节原子排列方式第四节晶体材料的组织第五节材料的稳态与亚稳态结构（一）教学方法与学时分配讲授，1学时。
（二）内容及基本要求主要内容：【掌握】：熟悉金属键、离子键、共价键、范德华力和氢键的定义、特点。
【了解】：了解原子结构及键合类型；掌握物质的组成、原子的结构、电子结构和元素周期表；【一般了解】：对什么是材料科学、材料的结构与内部性能之间的关系等知识进行概论。
第二章晶体结构第一节晶体学基础第二节纯金属的晶体结构第三节离子晶体的结构第四节共价晶体的结构（一）教学方法与学时分配讲授，10学时。
材料科学基础课程教学大纲
材料科学基础课程教学大纲
一、课程背景与目标
材料科学基础课程是材料科学与工程专业的一门基础性课程，旨在培养学生对材料科学基本理论和基本知识的理解和掌握，为其后续的专业学习和科研工作打下坚实的基础。
本课程通过系统地讲授材料结构、性能与应用等方面的基础知识，旨在培养学生的科学思维、分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容
1. 材料科学基础
1.1 材料科学的发展历程
1.2 材料科学的研究方法与手段
1.3 材料科学的基本概念和专业术语
2. 材料结构与性能
2.1 材料的晶体结构与非晶体结构
2.2 材料的晶体缺陷与非晶缺陷
2.3 材料的晶体结构与性能关系
2.4 材料的物理性质与化学性质
2.5 材料的机械性能与材料强度
3. 材料制备与加工
3.1 金属材料的制备与加工
3.2 陶瓷材料的制备与加工
3.3 高分子材料的制备与加工
3.4 复合材料的制备与加工
3.5 材料制备与加工中的工艺控制与监测
4. 材料性能测试与分析
4.1 材料性能测试的基本原理与方法4.2 材料力学性能测试与分析
4.3 材料热学性能测试与分析
4.4 材料电学性能测试与分析。
《材料科学基础》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲一．课程名称：材料科学基础二．课程代码：MS101三．学时：48学时（3学分）四．授课对象：本科生五．前置课程：无六．课程性质：专业基础课七．课程目标：1．使学生了解材料科学的基本概念和基本原理。
2．培养学生运用材料科学知识解决实际问题的能力。
3．激发学生对材料科学研究的兴趣。
八．教材与参考书：参考书：九．教学内容和要求：1．材料科学概述1.1材料科学的定义和研究内容1.2材料科学的发展历程1.3材料分类和材料选择原则1.4材料的性能和结构1.5材料科学与工程应用2．材料结构与组成2.1原子结构与结晶2.2晶体缺陷与非晶态材料2.3材料的组织和相变3．材料工艺与加工3.1材料的制备过程3.2材料的加工方法和加工工艺3.3材料表面处理和改性4．材料性能与评价4.1材料的物理性能4.2材料的力学性能4.3材料的化学性能4.4材料的热学性能4.5材料的电学性能4.6材料的光学性能4.7材料的磁学性能4.8材料的导热性能5．材料选型与应用5.1材料的优化设计5.2材料的可持续发展5.3材料在能源领域的应用5.4材料在医药领域的应用5.5材料在环境保护领域的应用5.6材料在信息技术领域的应用十．教学方法：1．理论教学通过课堂讲授，结合多媒体和实例分析，引导学生理解材料科学的基本概念和原理。
2．实验教学开展相关实验，使学生通过自己动手操作和观察结果，加深对材料科学的理解。
3．课外阅读鼓励学生参考相关专业书籍和论文，加强对材料科学知识的深入了解。
十一．考核方式：1．平时成绩（20%）包括课堂表现和实验报告的评分。
2．期中考试（30%）涵盖了课程的基本概念和原理。
3．期末考试（50%）对整个课程的知识和理解进行综合考察。
十二．教学进度安排：教学周数主题内容第1周材料科学概述材料科学的定义和研究内容第2周材料分类和材料选择原则材料的分类和选用原则第3周材料的结构和组成材料的原子结构和结晶第4周材料的组织和相变材料的组织和相变第5周材料的制备过程材料的制备方法和工艺第6周材料的加工方法和加工工艺材料的加工方法和工艺第7周材料表面处理和改性材料表面处理和改性方法第8周期中考试第9周材料的物理性能材料的物理性能和测试方法第10周材料的力学性能材料的力学性能和测试方法第11周材料的化学性能材料的化学性能和测试方法第12周材料的热学性能材料的热学性能和测试方法第13周材料的电学性能材料的电学性能和测试方法第14周材料的光学性能材料的光学性能和测试方法第15周材料的磁学性能材料的磁学性能和测试方法第16周材料的导热性能材料的导热性能和测试方法第17周材料的优化设计材料的优化设计方法第18周材料的可持续发展材料的可持续发展原则第19周材料在能源领域的应用材料在能源领域的应用第20周材料在医药领域的应用材料在医药领域的应用第21周材料在环境保护领域的应用材料在环境保护领域的应用第22周材料在信息技术领域的应用材料在信息技术领域的应用第23周复习第24周期末考试十三．补充说明：本课程注重理论与实践相结合，通过实验教学和课外阅读，培养学生的实际操作能力和科学研究能力。
《材料科学基础》教学大纲
《材料科学基础》教学大纲课程名称：材料科学基础学时：48学时学分：3学分课程目标：本课程旨在培养学生对于材料科学的基础知识与理解。
通过学习材料分类、结构、性能以及材料制备和表征的基本原理，学生将掌握材料科学基础知识，为进一步深入学习高级材料科学课程打下坚实的基础。
教学内容：第一章：材料科学概论（2学时）1.1材料科学的发展历程1.2材料在人类社会中的作用和意义1.3材料科学的研究内容和方法第二章：材料结构与性能（10学时）2.1材料的结构层次2.2结晶与非晶材料2.3晶体结构与晶格常数2.4材料的缺陷与缺陷对材料性能的影响2.5材料的力学性能、热学性能、电学性能等基本性能第三章：材料制备与处理（12学时）3.1材料的物质相与相图3.2材料的熔融法制备3.3材料的溶液法制备3.4材料的气相法制备3.5材料的固相反应制备3.6材料的表面处理与改性第四章：材料表征与分析（12学时）4.1材料的显微结构表征4.2材料的物理性能测试与测量4.3材料的化学成分分析4.4材料的表面形态与性质分析4.5材料的晶体结构表征第五章：新材料的发展与应用（12学时）5.1金属材料和合金的发展与应用5.2无机非金属材料的发展与应用5.3有机高分子材料的发展与应用5.4先进功能材料的发展与应用教学方式：本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、小组讨论和实验室实践等。
通过理论与实践相结合的教学方式，促进学生对材料科学的深层次理解和应用能力的培养。
考核方式：课程考核主要包括平时成绩和期末考试。
平时成绩占总成绩的30%，包括课堂表现、小组讨论和实验报告等；期末考试占总成绩的70%，考查学生对于课程内容的理解和应用能力。
参考教材：1.王晓琪、李大鹏.材料科学基础[M].高等教育出版社.2.张安生、张雄飞、常凤祥.材料科学概论[M].高等教育出版社.3.陈传锋、郭晓义、沈宏.材料科学与工程导论[M].高等教育出版社.备注：本课程以培养学生的材料科学基础知识和理解能力为主要目标。
材料科学基础课程教学大纲
材料科学基础课程教学大纲课程名称：材料科学基础课程代码：MSE101学分：3学分开课对象：本科一年级材料科学与工程专业学生课程教师：XXX一、课程目标材料科学基础是一门介绍材料科学与工程领域基本概念、基本原理以及基本技能的课程。
通过本课程的学习，学生将掌握材料科学与工程的基本知识，包括材料分类、材料结构与性能的关系、材料制备和加工技术等方面的知识。
同时，本课程将培养学生的问题分析与解决能力，提高其实践操作能力和科学研究能力。
二、教学内容与教学安排1.材料科学与工程概述-介绍材料科学与工程的基本定义和发展历程-大纲各个章节的介绍2.结构与性能-原子结构与晶体结构的基本概念和分类-晶体缺陷和固溶体的形成-材料的力学性能、热性能、电性能等基本性能3.材料的制备与加工-金属材料的提取、精炼和制备-陶瓷材料的制备与加工-高分子材料的合成与制备-纳米材料的制备技术4.材料性能测试与分析-材料性能测试的基本原理和方法-金属材料、陶瓷材料和高分子材料的常用测试方法-材料性能测试数据的处理和分析5.材料应用与发展-不同材料在不同工程领域中的应用-材料科学与工程在可持续发展中的作用三、教学方法与学时安排本课程采用理论与实践相结合的教学方法。
理论部分通过讲课、课堂讨论和案例分析来讲解相关知识点。
实践部分设有课堂实验和实验报告，以及期末考核。
教学安排如下：-第1-4周：材料科学与工程概述-第5-8周：结构与性能-第9-12周：材料的制备与加工-第13-16周：材料性能测试与分析-第17-18周：材料应用与发展-第19周：期末考试四、考核方式与成绩评定1.平时表现（20%）-考勤情况（10%）-课堂讨论和参与度（10%）2.实验报告（30%）-实验报告的撰写质量和实验操作技能3.期末考试（50%）-考查学生对课程内容的理解和掌握程度五、参考教材1.材料科学与工程基础，陆谦、蔡生民，高等教育出版社2. 材料科学与工程导论，William D. Callister Jr.、David G. Rethwisch，机械工业出版社1. Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister Jr., David G. Rethwisch2. Introduction to Materials Science and Engineering, JamesF. Shackelford3. Fundamentals of Materials Science and Engineering, William D. Callister Jr., David G. Rethwisch以上即为《材料科学基础》课程的教学大纲。
《材料科学基础》教学大纲
《材料科学基础》教学大纲一、课程信息二、课程内容（一）本课程的性质、目的本课程是材料科学与工程各专业的一门重要的学科基础理论课程，是该专业学生研究材料及其成型原理的重要理论基础。
本课程主要为专业课的学习提供有关材料科学的基础知识，为后继专业课程的学习、同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。
该课程的教学目标是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、性能和加工的规律及相互联系，能从材料组成-结构-性能-加工工艺相互联系的角度理解、解释材料制备、使用过程中的各种化学、物理现象和性能。
（二）基本教学内容第1章材料科学与工程材料与材料科学的重要地位，材料分类，材料性能与内部结构的关系，材料的制备与加工工艺对性能的影响，《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。
介绍课程的学习方法，教学、考核的形式，主要参考书目。
第2章材料的原子结构目的要求：了解原子结构及建合类型，掌握物质的组成、原子的结构、电子结构和元素周期表，熟悉一次键（金属键、离子键、共价键）、二次健（范德华力和氢键）的定义、特点。
掌握材料中的结合键的类型对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
主要内容：1.原子结构主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数、原子量、原子价和电负性等基本概念，能量最低原理、包利不相容原理等基本原理，原子核外电子排布规律。
原子结构、原子排列对材料性能的影响。
2.材料中的结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
3.原子的堆垛和配位数的基本概念及对材料性能的影响。
4.显微组织基本概念和对材料性能的影响。
重点难点：结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
第3章材料的晶态结构目的要求：了解晶体的特点、空间点阵、晶胞、晶系和布拉菲点阵，晶向和晶面的表示方法，晶带和晶带定律、晶面间距，晶体的对称性，极射投影。
掌握三种典型的金属晶体结构，致密度和配位数，点阵常数和原子半径，晶体的原子堆垛方式和间隙，多晶型性。
材料科学基础课程教学大纲
材料科学基础课程教学大纲一、课程简介材料科学基础课程是材料科学与工程专业的基础学科，旨在培养学生对材料科学的基本理论、基本知识和基本技能的掌握。
本课程旨在通过系统地讲授材料科学的基本概念、基本理论和基本原理，培养学生对材料科学的兴趣，为其后续学习和科研奠定基础。
二、课程目标1. 了解材料科学的定义、发展历程和学科体系，对材料科学学科的基本框架有初步了解；2. 理解材料的基本概念、分类以及材料性能与组成之间的关系；3. 掌握材料科学的基本原理和基本理论，能够运用这些知识解决实际问题；4. 培养学生的观察、实验和分析能力，使其具备科学研究的基本素养。
三、课程内容本课程主要内容包括以下方面：1. 材料科学基础概念：介绍材料科学的定义、特点和发展历程，引导学生了解材料科学的重要性和应用领域。
2. 材料的分类与性能：介绍材料按照物理、化学和结构特性的不同进行分类，并讲解不同类型材料的性能与组成之间的关系。
3. 材料结构与组织：介绍材料的晶体结构和非晶结构，讲解不同结构对材料性能的影响。
4. 材料表征与测试技术：介绍材料表征的基本方法和常用测试技术，包括显微镜观察、X射线衍射、热分析等。
5. 材料加工与工艺：探讨材料的加工过程和工艺方法，包括熔融法、固相法、溶剂法等。
6. 材料性能与应用：介绍材料的物理性能、化学性能和力学性能，以及不同材料在各个领域的应用。
四、教学方法与评估1. 教学方法：本课程采用教师讲授、学生讨论和实验演示相结合的教学方法，通过案例分析和实际问题讨论，培养学生的思维和分析能力。
2. 评估方式：考核方式包括平时表现、作业、实验报告和期末考试等，综合评定学生的学习成绩。
五、参考教材与参考资料参考教材：1. 《材料科学基础》（王萍主编）2. 《材料科学导论》（何选富主编）参考资料：1. Smith, W.F., Principles of Materials Science and Engineering2. Callister, W.D., Materials Science and Engineering: An Introduction六、教学计划本课程总共开设30学时，在教学时间上大致分布如下：1. 第1-2周：材料科学基础概念2. 第3-4周：材料的分类与性能3. 第5-6周：材料结构与组织4. 第7-8周：材料表征与测试技术5. 第9-10周：材料加工与工艺6. 第11-12周：材料性能与应用7. 第13-15周：复习与期末考试七、教学团队本课程的教学团队由材料科学与工程专业的教师组成，他们具有丰富的教学经验和科研背景，能够将材料科学的基本理论和实践相结合，为学生提供优质的教学服务。
【教学大纲】材料科学基础教学大纲(96课时)
《材料科学基础》教学大纲课程名称：材料科学基础课程类别：专业基础适用专业：材料化学考核方式：考试总学时、学分： 96 学时 6 学分一、课程教学目的材料科学基础是化学与材料科学学院各专业的一门主干必修基础课。
本课程把基础科学理论，特别是物理化学、无机化学等中的基本理论，具体应用到材料的制备、结构和性能研究上，成为介于基础科学和专业技术之间的一门重要的基础课程，在知识搭建中起着承前启后的作用。
通过教学使学生完整系统地了解材料的组成、结构、性质之间的相互关系以及在各种条件下的变化规律，掌握材料科学中的基本原理和实验方法，培养学生对一般材料科学问题的发现、分析和解决的能力。
二、课程教学要求课程要求同学全面掌握材料物理化学的理论基础和实验技能，为指导无机材料的生产和研制特定性能的无机非金属新材料提供理论依据和线索，并为后续专业课的学习奠定坚实的理论基础。
三、先修课程《物理化学》、《无机化学》。
四、课程教学重、难点重点：材料物理化学中的基本原理，材料的组成、结构、性质之间的相互关系，以及在各种条件下的变化规律。
难点：对一些现象机理的掌握及与实践的结合。
五、课程教学方法与教学手段课堂讲授和讨论相结合。
通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题讨论，加深对该学科发展趋势和前沿动态的了解，掌握材料物理化学的基本原理、基本理论、基本方法。
通过本理论课和对应实验课的学习，巩固材料物理化学的基本原理、基本理论，掌握材料物理化学的基本实验技能，初步学会发现问题、分析问题和解决问题的能力。
六、课程教学内容第一章无机材料的化学键与电子结构（2学时）1．教学内容：(1)离子键与离子晶体的结合能；(2)共价键与分子轨道理论；(3)金属键与固体中电子的能带结构。
2．重、难点提示：(1) 重点：离子半径的含意；离子晶体结合能的计算；离子键、共价键、金属键的区别与联系。
(2) 难点：元素电离能与亲和能，固体中电子的能带结构。
第二章晶体结构与常见晶体结构类型（10学时）1．教学内容：(1)晶体的周期结构与点阵；(2)点阵宏观对称性与类型；(3)点阵结构的微观对称性；(4)元素晶体的常见晶体结构；(5)合金与金属间化合物常见晶体结构；(6)无机非金属化合物常见晶体结构。
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《材料科学基础》教案大纲四年制本科材料科学与工程专业用80 学时 4 学分一、课程性质和任务《材料科学基础》是材料科学方法与工程专业一级学科公共主干课，是介于一般基础课与专业课之间的专业基础课。
本课程将系统全面介绍材料科学的基础理论知识，诸如固体材料的结合键，材料的结构与性能，材料中的扩散，材料的相变，材料的塑性变形与强化，以及材料科学研究方法等，将金属材料、无机非金属材料、聚合物材料紧密地结合在一起，使学生更好地把握材料的属性，熟悉材料的共性，为后继课程的学习、进一步深造和从事科技工作奠定基础。
二、课程学习的目标和基本要求：1．对能力培养的要求通过学习，要求学生掌握材料组织结构—成分—工艺—性能相互关系的基本规律和基本理论，深入理解材料组织结构—成分—工艺—性能相互关系，培养学生应用所学的知识，分析、解决材料研究、开发和使用中实际问题的能力。
初步掌握材料科学研究的思路和方法，为后续课程的学习和进一步深造奠定理论基础。
2 ．课程的重点和难点本课程重点是料组织结构—成分—工艺—性能相互关系的基本规律和基本理论，如材料结构与缺陷，材料凝固与相图，塑性变形与强韧化等，并能应用所学的理论分析和解决实际问题。
难点是材料结构，位错理论，合金凝固，二元相图，三元相图，材料强韧化，晶体塑性变形等，3 ．先修课程及基本要求无机化学、物理化学、材料力学三、课程内容及学时分配•教案基本内容第一章材料的结构（ 22 学时）1.1 晶体学基础1.2 常见的晶体结构1.3 固溶体的晶体结构1.4 金属间化合物的晶体结构1.5 硅酸盐结构1.6 非晶态固体结构1.7固体的电子能带结构理论1.8 团簇与纳M材料结构1.9 准晶结构本章重点：•结晶学基础知识 (晶体的概念与性质、晶体宏观对称要素、晶体定向、•单位平行六面体的划分、配位数与配位多面体的概念、鲍林规则 )。
•常见材料的结构理论与模型（常见无机化合物的晶体结构、硅酸盐晶体结构分类及特征、固溶体晶体结构类型及影响因素、缺陷化学反应表示法、金属间化合物的结构类型及影响因素，玻璃的结构）。
•给定条件下晶胞参数和堆积系数的计算、硅酸盐玻璃 4个基本结构参数计算。
•固体的电子能带结构理论及应用本章难点：晶体的微观对称要素、晶体定向与晶面指数、晶向指数的确定晶体极射赤平投影、缺陷化学反应方程、硅酸盐晶体结构固体的电子能带结构。
第二章晶体缺陷（ 8学时）2.1 点缺陷2.2 位错的结构2.3 位错的运动2.4 位错的应力场2.5 位错与晶体缺陷的相互作用2.6 位错的增殖、塞积与交割…．2.7 实际晶体中的位错本章重点：•位错基本概念和类型，位错的应力场，位错间的交互作用，位错的起源与增殖、位错的塞积、位错的交割、位错反应。
•实际晶体中的位错；有序结构中的位错；离子晶体的位错；面心立方晶体的位错反应。
本章难点：位错的概念；位错反应；实际晶体中的位错。
第三章固体中的扩散（5学时）3 .1 扩散的宏观规律3.2 扩散的微观机制3.3 扩散系数3.4 扩散的热力学分析3.5 反应扩散3.6 离子晶体中的扩散本章重点：扩散定律（扩散第一、二定律）及其应用，影响扩散的因素。
本章难点：扩散的热力学分析，离子晶体的扩散。
第四章纯质材料的凝固（ 4学时）4 . 1 结晶的基本规律4 . 2 晶核的形成与长大4 . 3 结晶动力学4 . 4 结晶生长形态4.4 结晶后的晶粒大小及其内部结构缺陷本章重点：形核与长大，形核的热力学分析本章难点：形核的热力学分析第五章相平衡与相图（ 6学时）5 . 1 相与相平衡5 . 2 匀晶相图及其凝固过程5 . 3 共晶相图及其凝固过程5 . 4 包晶相图及其凝固过程5 . 5 其他类型二元相图5 .6 二元相图的分析与应用5 .6 fe-c 合金相图5 . 7 相图的热力学解释本章重点：三种基本类型相图，平衡凝固过程和非平衡凝固过程，杠杆定律的应用， fe-c 合金相图。
本章难点：杠杆定律，相图的热力学第六章三元相图（ 6学时）6 . 1 三元相图的几何规则6 . 2 三元匀晶相图6 . 3 固态互不溶解的三元共晶相图6 . 4 固态有限溶解的三元共晶相图6 . 5 三元相图中的四相平衡6 . 6 三元相图的实例分析本章重点：三元合金成分表示法，直线法则，重心定律，三元共晶相图，三元相图的实际应用。
本章难点：固态有限溶解的三元共晶相图，三元相图的实际应用。
第七章合金的凝固（ 5学时）7 . 1 合金凝固时溶质的重新分布7 . 2 凝固过程中的成分过冷7 . 3 凝固技术7 . 4 合金铸锭组织与缺陷本章重点：溶质重新分布，成分过冷本章难点：溶质重新分布，成分过冷第八章固体材料的界面（ 4学时）8 . 1 晶体表面8 . 2 界面结构8 . 3 晶界能量8 . 4 晶界平衡偏析8 . 5 晶界迁移8 . 6 相界面8 . 7 界面能与显微组织形貌本章重点：晶界结构与性质，相界结构与性质，界面能量本章难点：晶界结构第九章固态反应与固态相变（ 6学时）9 . 1 固相反应及其动力学特征9 . 2 固相反应动力学方程9 . 3 影响固相反应的因素9 . 4 固态相变特点9 . 5 固态相变的分类9 . 6 固态相变的形核与长大9 . 5 固态相变动力学本章重点：固相反应动力学方程，固态相变的特点与分类，固态相变的形核与长大。
本章难点：固相反应动力学方程，固态相变的形核与长大。
第十章材料变形与再结晶（ 10学时）10 . 1 材料的弹性变形10 . 2 单晶体的塑性变形10 . 3 多晶体的塑性变形10 . 4 塑性变形对材料组织和性能的影响10 . 5 晶体的断裂10 . 6 冷变形金属的回复与再结晶10 . 7 晶体的高温变形本章重点：单晶体的塑性变形，多晶体的塑性变形，塑性变形对材料组织和性质的影响，冷变形金属的回复、再结晶及晶粒长大。
本章难点：塑性变形的微观机制，晶界对变形和强度地影响，回复的微观机制。
第十一章材料强韧化的基本原理（ 4学时）11 . 1 材料强化的基本原理11 . 2 材料韧化的基本原理11 . 3 材料强韧化的常用方法本章重点：强化的基本原理，韧化的基本原理本章难点：材料韧化的基本原理2．课程相关的实践教案内容与实验该课程相关的实践教案内容见实验课程《材料科学基础实验》3．课外作业主要围绕以下内容完成课外作业：（1）各类材料结构及其影响因素。
（2）晶体缺陷的种类和性质及其对材料性能的影响。
（3）扩散的宏观规律和微观机理及其影响因素。
（4）形核与长大的热力学条件，微观机理。
（5）相图的基本类型，相变特征，相变过程，相图分析。
（6）合金凝固溶质重新分布和成分过冷。
（7）界面的结构和类型，界面与材料性能的关系。
（8）固态反应的特征和动力学，固态相变的形核和长大。
（9）材料变形的微观机理，塑性变形对材料组织和性能的影响，回复和再结晶的微观机理及其对材料性能的影响。
（10）强化和韧化的基本原理及其应用。
2．课程相关的实践教案内容与实验该课程相关的实验教案内容见实验课程“材料科学实验”四、使用大纲说明1．教案方法1）将课程内容分为三个模块进行教案：（ a）材料结构与缺陷，（b）凝固与相图，（c）形变、再结晶与强韧化。
2）以系统讲授为主，结合实际材料问题，注重引导和启发。
3) 要求学生阅读适量的课外材料。
注重课堂讨论和自学。
2．考试方式与成绩结构每个模块结束进行闭卷考试，着重考察对知识和掌握。
期末进行综合性开卷考试，着重考察综合应用所学知识的能力。
平时成绩占 70％，期末占30％。
五、课程教材及主要参考书•教材：徐衡钧等，材料科学基础，北京工业大学出版社•参考书：1） cahn r.w. ,physical metallurgy. north-holland pub.co. 19832 ） w. d. callister, jr, fundamentals of materials science and engineering.化学工业出版社， 2004年3）潘金生等，材料科学基础，清华大学出版社，1998年4）赵品，材料科学基础教程习题及解答，哈尔滨工业大学出版社，2002年5）石德珂、沈莲，材料科学基础，西安交通大学出版社，1996年6） schaffer ， et al. the science and design of engineering materials,高等教育出版社 2003年7）陆佩文，无机材料科学基础，武汉工业大学出版社。
《材料科学基础》课程类别：专业基础课课程性质：必修课面向专业：材料科学与工程学院金属材料工程、材料成型与控制工程、材料物理、材料化学等专业。
一、课程的性质、任务与基本要求1. 本课程的性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程专业一门同生产实际有密切联系的重要专业基础课。
本课程的教案目的是使学生系统掌握材料的化学成分、组织结构与性能之间的关系及其变化规律的基础理论以及显微组织的分析方法，为后继专业课的学习奠定基础。
2. 课程的基本内容和要求（1 ）通过学习应着重掌握材料成分、组织、结构及加工过程与性能间的相互关系。
（2 ）掌握材料的结合方式、晶体学基础、材料的晶体结构。
（3 ）掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷的模型和特点。
（4 ）掌握纯金属的结晶过程、结晶的热力学条件、形核规律、长大规律，了解结晶理论的实际应用。
（5 ）掌握相图的基本知识，二元相图的基本类型，二元相图的分析与使用方法，熟练应用铁碳相图。
（6 ）掌握三元相图的成分表示法、三元系平衡转变的定量法则、三元匀晶相图、三元共晶相图、三元相图的四相平衡转变、具有化合物的三元相图的分析方法。
（7 ）掌握单晶体的塑变、多晶体的塑变的规律，掌握塑性变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释。
（8 ）掌握金属及合金在退火过程中的变化，掌握回复、再结晶、晶粒长大及金属热变形的规律。
（9 ）掌握典型钢中相变的一般规律、相变产物的生成条件、形态和结构本质，能初步选用典型热处理工艺。
3. 教案环节与学时分配课堂教案：90-102 学时（包括课堂讨论等教改环节）实验：12-18 学时总计：102-120 学时二、教案内容与教案计划绪论2 学时课程的性质与任务，主要内容及研究方法，本课程的特点与学习方法，材料科学发展简史。
第一章材料的晶体结构6 学时1. 教案内容与学时（1 ）原子的结合方式2 学时（2 ）晶体学基础2 学时（3 ）典型晶体结构及其几何特征 2 学时2. 重点与难点（1 ）重点：空间点阵及有关概念，晶向、晶面指数的标定，典型金属的晶体结构。
（2 ）难点：六方晶系布拉菲指数标定，原子的堆垛方式。
3. 习题：1 －3 题第二章晶体缺陷12 学时1. 教案内容与学时（1 ）点缺陷2 学时（2 ）线缺陷8 学时（3 ）面缺陷2 学时2. 重点与难点（1 ）重点：位错等有关基本概念，点缺陷的平衡性质，位错的运动与晶体滑移的关系，位错的性质，柏氏矢量的性质与应用，位错反应。