《材料科学基础A》课程教学大纲
《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、《材料科学基础》课程说明（一）课程代码：08131015（二）课程英文名称：Fun dame ntals of Materials Scie nee（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：《材料科学基础》是材料科学与工程系各专业本科生的一门重要的专业基础课，以介绍工程材料的基础理论为目的，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。
研究材料的成份、组织结构、性能及三者间的关系。
（五）教学目的：掌握有关工程材料的基本理论和知识，训练用所学理论分析实际问题的方法和思路。
初步掌握材料的科学实验方法和有关的实验技术；掌握定量、半定量地解决工程材料问题的方法。
（六）教学内容：本课程主要包括工程材料中的原子排列、固体中的相结构、凝固、相图、固体中的扩散、塑性变形、回复与再结晶、固态相变、复合效应与界面，以上内容都是材料科学的基础理论，它对于发展新材料、培养学生创新能力具有深远的意义。
（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数：72学时分数：4 学分学时数具体分配：（八）教学方式：以讲授为主的教学方式。
（九）考核方式和成绩记载说明：考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40%，期末成绩占60%。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章工程材料中的原子排列教学要点：通过本章的学习使学生掌握固体中原子的排列方式和分布规律，包括固体中的原子是如何相互作用并结合起来的，晶体的特征及其描述方法，晶体结构的特点，各种晶体间的差异，以及晶体结构中缺陷的类型及性质。
这些都是本章重点介绍的内容。
这些知识不仅是学习材料学科课程的基础，也是学习其他专业课程比不可少的基础。
1. 掌握晶面、晶向的表示方法2 •熟悉三种典型的晶体结构3 •晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质4•位错的应力场和应变能；位错的运动与交互作用教学时数：13 学时教学内容：第一节原子键合一、固体中的原子的结合键（金属键、共价键、离子键、分子键、氢键）二、工程材料的分类第二节原子的规则排列一、晶体学基础（晶体、结构、空间点阵、布拉菲点阵晶面指数、晶向指数、晶面间距）二、晶体结构及其几何特征（金属中常见晶体结构、陶瓷的晶体结构）第三节原子的不规则排列一、点缺陷（平衡浓度、形成、结构和能量）二、线缺陷（位错的基本类型、柏氏矢量、位错密度、作用在位错上的力及位错的运动、位错的应力场与应变能位错之间的交互作用、位错的增值、塞积与交割、实际晶体中的位错）三、面缺陷（晶界、亚晶界、挛晶界和相界）考核要求：1、原子键合1.1 固体中的原子的结合键（识记）1.2 工程材料的分类（领会）2、原子的规则排列2.1 晶体学基础（领会）2.2 晶体结构及其几何特征（识记）3、原子的不规则排列3.1点缺陷（应用）3.2线缺陷（应用）3.3面缺陷（领会）第二章固体中的相结构教学要点：通过本章的学习使学生掌握固熔体、化合物、陶瓷晶体相、玻璃相及分子相等五类。
《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》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲一、课程说明课程编码4300655 课程类别专业方向课修读学期第三学期学分 2 学时32 课程英文名称Fundamentals of Materials Science适用专业应用化学先修课程大学物理、物理化学二、课程的地位及作用材料科学基础是研究材料的成分、结构与性能之间的关系及其变化规律的一门应用基础科学。
本课程的任务是向学生较全面系统地介绍材料科学基本原理，注意材料的共性与个性的结合，实现多学科知识的交叉与渗透。
学习本课程的目的是为后续专业课打下牢固的基础，同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。
先修课程为物理化学、高等数学。
通过材料科学基础的教学，使学生了解和掌握材料科学的基本理论，培养学生理论思维的能力，为从事材料学教学和科研打下扎实的理论基础。
三、课程教学目标1. 理解金属键、离子键、共价键、分子键和氢键几种典型结合键的，掌握三大固体材料的结构特点、性能特点，建立材料结构与性能之间的关系。
掌握晶体学的基础知识。
2．掌握晶体缺陷的类型、结构特征、性质及其对材料性能的影响3．掌握扩散第一定律、扩散第二定律及其应用、扩散机制、扩散系数的计算、影响扩散的因素和离子晶体的扩散。
4.掌握固体材料变形的基本方式，掌握形变金属及合金在退火过程中的变化。
核的规律，了解熔化熵对晶体生长的影响。
了解固溶体合金的凝固规律，了解材料的非晶态概念。
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；掌握三元相图类型、定量法则、分析方法、等温截面、变温截面、液态投影图。
四、课程学时学分、教学要求及主要教学内容(一) 课程学时分配一览表章节主要内容总学时学时分配讲授实践第1章原子结构与键合 2 2 0第2章固体结构 6 6 0第3章晶体缺陷 6 6 0第4章固体中原子及分子的运动 4 4 0第5章材料的形变和再结晶 4 4 0第6章单组元相图及纯金属的凝固 4 4 0第7章二元系相图及合金的凝固 6 6 0(二) 课程教学要求及主要内容第一章原子结构与键合教学目的和要求：1. 了解原子结构及建合类型；2. 掌握物质的组成、原子的结构、电子结构和元素周期表；3. 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；4. 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。
《材料科学基础A》课程教学大纲
《材料科学基础A》课程教学大纲《材料科学基础A》课程教学大纲课程英文名称：Fundamentals of Materials Science（A）课程编号： 113990240 课程类别：(学科基础课) 课程性质：(必修课) 学分： 4学时：（其中：讲课学时：64 实验学时：0 上机学时:0 ）适用专业：材料科学与工程专业（无机非金属材料和金属材料方向）与功能材料专业开课部门：材料科学与工程学院一、课程教学目的和课程性质本课程是材料科学与工程专业（无机非金属材料和金属材料方向）与功能材料专业本科学生开设的重要的专业基础必修课程之一。
本课程主要从一级学科层次上阐述材料组成－结构－性能－材料用途之间相互关系及其制约规律，具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。
通过本课程的学习，学生可以得到应用所学理论分析实际问题的方法和思路的训练，为按预定性能设计材料奠定基础，在一定层次上研制开发新材料及为后续课程的学习打下理论基础。
二、本课程与相关课程的关系先修课程：无机及分析化学、高等数学、大学物理、物理化学、材料概论、晶体学后续课程：无机材料非金属(水泥、玻璃、陶瓷)工艺学、电子陶瓷、特种陶瓷工艺学、磁性材料等。
三、课程的主要内容及基本要求第1单元材料引言（2学时） [知识点]材料类型；材料组成、结构、性质、工艺及其与环境的关系；材料的选择。
[重点]材料的分类方法及种类；材料组成、结构、性质、工艺及其与环境的关系。
材料组成、结构、性质、工艺及其与环境的关系。
[基本要求]1、识记：材料的类型。
2、领会：材料组成、结构、性质、工艺及其与环境的关系。
3、简单应用：材料的分类。
4、综合应用：材料的选择。
第2单元晶体结构（6学时） [知识点]单质晶体结构金属晶体结构、非金属晶体结构；无机化合物结构典型离子晶体结构类型：AX型、AX2型、A2X3型、ABO3型、ABO4型、AB2O4型和石榴石型结构。
硅酸盐晶体结构组成特征、结构特点及分类，岛状、组群状、链状、层状和架状硅酸盐结构及其相关性质。
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。
《材料科学基础》教学大纲-朱德贵
材料科学基础教学大纲课程名称：材料科学基础英文名称：Fundamentals of Materials Science课程学科类别：工学材料科学与工程类学时与学分：102/7； 80/5先修课程：高等数学、普通化学、普通物理、物理化学、理论力学等课程教学目标：1．帮助学生获得必需的材料科学基础知识，掌握材料科学发展基本规律；2. 接受从事材料科学与工程研究的基本实验能力的培养，掌握材料光学组织分析与样品制备的基本技能；提高认识材料、了解材料、分析材料的能力；3. 牢固树立起材料的成分—工艺—结构—性能的相互关系。
适用学科专业：材料科学与工程教学手段与方法：面授与实验相结合基本教学内容与学时安排材料科学基础I的内容如下：第一章晶体结构1．晶体学基础（1）晶体与非晶体，晶体结构与空间点阵、晶胞、Bravais 点阵、晶系（2）晶面、晶向指数的表示方法，晶带、晶带轴2．金属和合金的晶体结构（1）典型金属的晶体结构（fcc、bcc、hcp）亚金属晶体结构特点（2）合金相的晶体结构：固溶体、中间相3．陶瓷材料的晶体结构：离子晶体陶瓷，共价晶体陶瓷，非晶型陶瓷第二章晶体材料中的缺陷1．点缺陷产生及类型、平衡浓度及对晶体性能的的影响2．线缺陷：位错（1）位错学说的产生、位错的基本类型（刃、螺及混合位错）、柏氏矢量的求法及意义、位错密度（2）位错运动及作用在位错线上的力（3）位错的应力场和应变能：螺位错的应力场，刃位错的应力场、位错的应变能及线张力（4）位错间的交互作用（5）实际晶体中的位错（全位错、不全位错）、位错反应和扩展位错3．面缺陷晶界结构模型，孪晶界、层错、相界面、表面、界面能及界面特性、陶瓷材料的界面第三章相图1．相图基本知识：相图意义，相平衡条件、相律、相图表示方法与制作（一元、二元、三元），相图中相的数量、成分及相对量的确定（一元、二元、三元）2．二元相图：（1）匀晶相图、共晶和共析相图、包晶和包析相图及二元相图中其它三相平衡反应，平衡凝固过程和非平衡凝固过程。
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《材料科学基础A》课程教学大纲课程英文名称：Fundamentalsofmaterialsscience（A）课程编号：113990240课程类别：(学科基础课)课程性质：(必修课)学分：4学时：（其中：讲课学时：64实验学时：0上机学时:0）适用专业：材料科学与工程专业（无机非金属材料和金属材料方向）与功能材料专业开课部门：材料科学与工程学院一、课程教学目的和课程性质本课程是材料科学与工程专业（无机非金属材料和金属材料方向）与功能材料专业本科学生开设的重要的专业基础必修课程之一。
本课程主要从一级学科层次上阐述材料组成－结构－性能－材料用途之间相互关系及其制约规律，具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。
通过本课程的学习，学生可以得到应用所学理论分析实际问题的方法和思路的训练，为按预定性能设计材料奠定基础，在一定层次上研制开发新材料及为后续课程的学习打下理论基础。
二、本课程与相关课程的关系先修课程：无机及分析化学、高等数学、大学物理、物理化学、材料概论、晶体学后续课程：无机材料非金属(水泥、玻璃、陶瓷)工艺学、电子陶瓷、特种陶瓷工艺学、磁性材料等。
三、课程的主要内容及基本要求第1单元材料引言（2学时）[知识点]材料类型；材料组成、结构、性质、工艺及其与环境的关系；材料的选择。
[重点]材料的分类方法及种类；材料组成、结构、性质、工艺及其与环境的关系。
[难点]材料组成、结构、性质、工艺及其与环境的关系。
[基本要求]1、识记：材料的类型。
2、领会：材料组成、结构、性质、工艺及其与环境的关系。
3、简单应用：材料的分类。
4、综合应用：材料的选择。
第2单元晶体结构（6学时）[知识点]单质晶体结构金属晶体结构、非金属晶体结构；无机化合物结构典型离子晶体结构类型：Ax型、Ax2型、A2x3型、Abo3型、Abo4型、Ab2o4型和石榴石型结构。
硅酸盐晶体结构组成特征、结构特点及分类，岛状、组群状、链状、层状和架状硅酸盐结构及其相关性质。
[重点]Ax型、Ax2型、Abo3型晶体结构，硅酸盐晶体组成、结构特点及分类，层状硅酸盐矿物的结构与性质。
[难点]理解Abo3型晶体结构与性质的关系，石英的压电效应。
[基本要求]1、识记：金属晶体结构类型；典型无机化合物结构类型；硅酸盐晶体结构组成特征、结构特点及分类；2、领会：典型无机化合物结构特点；岛状、组群状、链状、层状和架状硅酸盐结构及其相关性质；3、简单应用：根据晶体结构判断晶体物理化学性质；4、综合应用：晶体结构计算；硅酸盐晶体结构特点与其物理性质的关系。
第3单元晶体结构缺陷（8学时）[知识点]晶体结构缺陷的类型；点缺陷符号表征，缺陷反应，缺陷浓度计算，热缺陷运动与离子导电性；线缺陷位错类型、伯格斯矢量及位错性质、位错的运动；面缺陷；固溶体分类，置换型固溶体，间隙型固溶体，固溶体的形成与晶体性质，固溶体的研究方法；非化学计量化合物。
[重点]点缺陷，固溶体，非化学计量化合物[难点]缺陷反应，缺陷的形成与晶体的关系。
[基本要求]1、识记：晶体结构缺陷的类型；点缺陷符号表征，缺陷反应，缺陷浓度计算；位错类型；固溶体分类，置换型固溶体形成条件，间隙型固溶体形成条件，固溶体密度的计算公式；非化学计量化合物类型。
2、领会：热缺陷和杂质缺陷的特点；位错的类型特点；两种固溶体形成条件；非化学计量化合物的缺陷反应式3、简单应用：热缺陷浓度计算；缺陷反应式书写；固溶体密度计算；4、综合应用：固溶体类型的判定。
第4单元非晶态结构与性质（5学时）[知识点]熔体的结构熔体结构的一般认识，硅酸盐熔体结构；熔体的性质粘度与表面张力的概念，温度、组成对粘度与表面张力的影响；玻璃的形成玻璃的通性，玻璃的转变，玻璃的形成；玻璃的结构；常见玻璃类型硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃。
[重点]玻璃的结构及玻璃形成的热力学观点和动力学手段；熔体的形成与结构，粘度的概念；掌握玻璃的四个通性，了解玻璃态物质的形成方法、玻璃的二个结构学说和硼酸盐玻璃的特点。
[难点]形成玻璃的结晶化学条件、硅酸盐玻璃的结构特征和玻璃结构参数的计算。
[基本要求]1、识记：硅酸盐熔体结构特点；粘度与表面张力的概念；玻璃的形成玻璃的通性；玻璃的结构；常见玻璃类型；2、领会：温度、组成对粘度与表面张力的影响；玻璃的转变，玻璃的形成；3、简单应用：熔体粘度计算；4、综合应用：玻璃结构参数计算来判断玻璃的物理性质。
第5单元表面结构与性质（5学时）[知识点]固体的表面：固体表面的特征，晶体表面结构，表面力场与表面能，离子晶体在表面力场作用下离子的极化与重排过程；多相体系的界面化学：表面温润与粘附，弯曲表面效应，吸附与表面改性；晶界和相界：晶界结构与分类，多晶体的组织，晶界应力，相界。
[重点]表面润湿与粘附，吸附与表面改性，晶界结构与分类。
[难点]晶界结构。
[基本要求]1、识记：固体表面的分类，晶体表面结构特点；润湿的类型，弯曲表面效应，吸附与表面改性；晶界结构与分类；2、领会：接触角与Young方程；3、简单应用：弯曲表面效应；4、综合应用：Young方程应用。
第6单元相平衡与相图（16学时）[知识点]材料系统相平衡特点：热力学平衡态与非平衡态，系统中组分，相及相律；单元系统：在一元系统相图中应掌握的几个基本内容，水型物质与硫型物质，具有同质多晶转变的单元系统相图，sio2系统，c2s系统相图，Zro2系统相图；二元系统相图：二元凝聚系统相图组成表示法、杠杆规则和相律，二元系统相图的基本类型，二元专业相图举例，凝聚系统相图测定方法；三元系统相图：相率及组成表示法，在固相中完全不互溶的三元凝聚系统相图基本类型,在固相中形成固溶体的三元凝聚系统相图基本类型，三元专业相图举例。
[重点]热力学平衡态与非平衡态，相图分析方法与规则；单元系统相图的特点，可逆与不可逆多晶转变的特点；二元相图的分析方法，各种类型二元相图的特点和冷却析晶过程的分析；三元相图的特点、杠杆规则、连线规则、切线规则、重心规则、三角形规则等，各种三元相图类型和特点、冷却析晶过程的分析、在析晶过程中液相组成点和固相组成点的变化规律。
[难点]相图分析方法与规则，各种三元相图类型和特点、冷却析晶过程的分析。
[基本要求]1、识记：热力学平衡态与非平衡态；单元系统相图的特点；二元相图的分析方法，各种类型二元相图的特点和冷却析晶过程的分析；三元相图的特点、杠杆规则、连线规则、切线规则、重心规则、三角形规则等，各种三元相图类型和特点、冷却析晶过程的分析、在析晶过程中液相组成点和固相组成点的变化规律；2、领会：相图分析方法与规则；可逆与不可逆多晶转变的特点；各种二元和三元相图在析晶过程中液相组成点和固相组成点的变化规律；3、简单应用：典型单元、二元、三元相图析晶过程的分析；4、综合应用：实际单元、二元、三元相图的分析。
第7单元固体中的扩散（6学时）[知识点]晶体中扩散的基本特点与宏观动力学方程：基本特点，扩散动力学方程，扩散动力学方程的应用；扩散过程的推动力和扩散微观机制：扩散的一般推动力，质点迁移的微观机构，非化学计量氧化物中的扩散；固体中扩散及影响扩散的因素：晶体组成的影响，化学键的影响，结构缺陷的影响。
温度与杂质的影响。
[重点]扩散的基本特点、固体材料中的扩散及其影响因素；扩散动力学方程、扩散的布朗运动理论、扩散的推动力、质点迁移的微观机构和非化学计量化合物中的扩散，扩散系数的一般热力学关系、各种迁移机构的扩散系数与特点。
[难点]非化学计量化合物中的扩散，扩散系数的一般热力学关系、各种迁移机构的扩散系数与特点。
[基本要求]1、识记：扩散的基本特点、固体材料中的扩散及其影响因素；扩散动力学方程、扩散的推动力、质点迁移的微观机构和非化学计量化合物中的扩散，扩散系数的一般热力学关系、各种迁移机构的扩散系数与特点；2、领会：扩散微观机制及扩散系数的表达式3、简单应用：菲克第一定律的应用；4、综合应用：扩散的影响因素。
第8单元相变原理（5学时）[知识点]相变的分类：按热力学分类，按相变方式分类，按质点迁移特征分类；液﹣固相变过程热力学：相变过程的不平衡态及亚稳区，相变过程推动力，晶核形成条件；液﹣固相变过程动力学：晶核形成过程动力学，晶核生长过程动力学，总的结晶速率，析晶过程，影响析晶能力的因素；液﹣液相变过程：液相的不混溶现象，分相的热力学理论，分相动力学，分相的结晶化学观点。
[重点]晶核的形成条件、均匀成核与非均匀成核、晶体生长过程动力学；相变的分类方法和特点、相变过程的推动力、液相的不混溶现象。
[难点]晶体生长过程动力学。
[基本要求]1、识记：相变按热力学分类、按相变方式分类、按质点迁移特征分类；相变过程的不平衡态及亚稳区，相变过程推动力；影响析晶能力的因素；2、领会：晶核形成条件；晶核形成过程动力学，晶核生长过程动力学，总的结晶速率，析晶过程；3、简单应用：晶核形成临界半径公式的应用；4、综合应用：液固相变过程中，晶体的成核及生长动力学关系。
第9单元固相反应（5学时）[知识点]固相反应动力学特征；固相反应热力学；固相反应动力学方程：固相反应一般动力学关系，化学反应动力学范围，扩散动力学范围；影响固相反应的因素：反应物化学组成与结构的影响，反应物颗粒尺寸与分布的影响，反应温度、压力和气氛的影响，矿化剂及其他因素的影响。
[重点]固相反应的动力学关系、影响固相反应的因素，扩散动力学范围的动力学方程。
[难点]固相反应热力学及固相反应动力学方程。
[基本要求]1、识记：固相反应动力学特征；固相反应一般动力学关系，化学反应动力学范围，扩散动力学范围；影响固相反应的因素；2、领会：杨德方程和金斯特林格方程的优缺点及适用条件；3、简单应用：固态反应一般动力学关系的应用；4、综合应用：固态反应影响因素的分析。
第10单元烧结（6学时）[知识点]烧结基本概念、定义，与烧结有关的一些概念，烧结过程推动力，烧结模型；固态烧结：蒸发﹣凝聚传质，扩散传质，烧结过程的典型传质分析；液相参与的烧结：特点与类型，粘﹣塑性流动传质，溶解﹣沉淀传质，各种传质机理比较；晶粒生长与二次再结晶：晶粒生长，二次再结晶，晶界在烧结中的作用；影响烧结的因素：原始粉料的粒度，外加剂的作用，烧结温度和保温时间；盐类的选择及其煅烧条件；气氛的影响；成型压力的影响；特种烧结原理：热压烧结，活化烧结。
[重点]固态烧结中的蒸发-凝聚传质和扩散传质、液相烧结中的流动传质和溶解-沉淀传质、液相烧结的特点、各种传质过程特点与相应的公式、晶粒生长与晶粒长大的定律、二次再结晶的特征与产生的原因、采用晶界迁移抑制剂时晶粒生长的规律。