材料科学与工程基础双语教学大纲

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《材料科学与工程基础》教学大纲

《材料科学与工程基础》教学大纲

《材料科学与工程基础》教学大纲课程代码:NANA 2058课程名称:纳米材料科学与工程基础英文名称:Fundamentals of Nano Materials Science and Engineering课程性质:大类基础学分/学时:3学分/54学时考核方式:闭卷考试开课学期:第4学期适用专业:纳米专业先修课程:普通物理、无机化学、高等数学后续课程:毕业设计开课单位:纳米科学技术学院选用教材:《Fundamentals of Materials Science and Engineering》William D. Callister, Jr.,化学工业出版社一、课程目标本课程的主要目标旨在培养能够从事材料科学与工程领域的生产、研究与开发等工作,具有扎实的材料类专业基础、良好的创新素质、较强的工程能力、一定的人文社会科学素养与国际化视野的工程技术人才。

通过本课程的理论教学,使学生具备以下能力:1.从原理上认识各种类型材料的基本属性,了解其在各种实际应用领域的地位和重要作用。

(支撑毕业要求指标点1-1)2.对材料的组成、结构、物相、性能以及相互关系进行识别、表达和分析,根据不同种类材料的结构特征来解释基本物理、化学和光学性质与结构性质的关系和作用。

(支撑毕业要求指标点1-2)3.基于专业知识能够将其综合应用于材料设计、制造、加工、使用及分析,正确和合理地根据不同类型的材料特点来评价材料的使用性能和应用选择。

(支撑毕业要求指标点2-2)4.能够分析和研究材料制造和工艺开发中的工程问题,具有从事新材料的设计、研发及优化的初步能力。

(支撑毕业要求指标点4-1)二、教学内容第一章:绪论有关材料科学与基础方面的背景介绍第二章:原子结构与原子间的化学键1.原子结构与原子键2.初级原子间成键3.次级键以及范德华键第三章:金属与陶瓷结构1.晶体结构2.同质多晶和同素异性3. 晶体系统,结晶方向和平面第五章:晶体缺陷1. 点缺陷2. 线缺陷3. 面缺陷4. 显微技术第六章:扩散1. 扩散类型和机理2. 稳态扩散3. 非稳态扩散4. 影响扩散的因素第七章:机械性能1. 弹性形变2. 金属、陶瓷以及聚合物的机械性能3. 硬度及其他机械性能第十章:相图1. 定义和基本概念2. 平衡相图3. 铁-碳体系相图第十一章:相转移1.金属相转移2.铁-碳合金的微观结构及性质变化3.析出硬化4.聚合物中的结晶、熔化和玻璃化现象第十二章:电子结构1.电导2.半导体导电性3.离子陶瓷和聚合物中的导电性第十九章:光学性质1.基本概念2.折射、反射、吸收和透射3.光学现象的应用三、考核方式课程目标考核内容考核方式1.能够将数学、自然科学、工程基础和专业知能够运用数学和化学、课堂作业、课识用于解决纳米科技领域的复杂问题。

《材料科学与工程基础》课程教学大纲

《材料科学与工程基础》课程教学大纲

《材料科学与工程基础》教学大纲课程名称:材料科学与工程基础课程英文名称:Introduction to the Science andEngineering of Materials课程编码:0802ZY017 课程类别/性质:学科基础/选修学分:2学分总学时/理论/实验(上机):32/32/0开课单位:化工学院适用专业:高分子材料与工程专业先修课程:无机及分析化学,有机化学一、课程简介《材料科学与工程基础》是高分子材料与工程专业学科基础课程。

是一门研究材料的结构、性能、加工和使用状况四者间关系的交叉学科。

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。

开设材料科学与工程基础这门课程,主要是为了使学生建立“大材料”基础。

通过学习材料科学与工程基础,学生将接触到金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料等各种材料,学生能清楚地认识到高分子材料在整个材料家族中所具有的结构特点、性能优势、加工特殊性以及合适的应用领域,为学生以后进一步学习高分子材料和从事材料科学与工程方面的工作打下基础。

《Introduction to the Science and Engineering of Materials》is a basic course of polymer materials and engineering. It is an interdisciplinary subject that studies the relationship between the structure, properties, processing and use of materials. The development of material science, material industry and high technology requires that students majoring in polymer materials and engineering must have the foundation of "big materials" and the generous knowledge structure of "medium materials". The course of fundamentals of materials science and engineering is mainly to enable students to establish the foundation of "big materials". By studying the fundamentals of materials science and engineering, students will be exposed to various materials such as metal materials, inorganic non-metallic materials, polymer materials and composites. Students can clearly understand the structural characteristics, performance advantages, processing particularity and appropriate application fields of polymer materials in the whole material family, Lay a foundation for students to further study polymer materials and engage in material science and Engineering in the future.二、课程教学目标通过本课程的学习使学生掌握材料物质结构、性质、加工和使用性能间的相互联系,培养学生具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构,使学生建立“大材料”观。

《材料工程基础》课程教学大纲

《材料工程基础》课程教学大纲
五、课程考核方式
考核方式
考核内容
对应课程目标
评分依据
考核
占比
平时作业
能够将材料复合相关原理用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与综合。(30分)
3
分等级评分表法
分等级评分,评分标准见附录
30%
期中考试
阐述金属Fe、Al冶炼及粉末材料的制备的基本原理和知识,并将其用于原料制备的配方设计、工艺实施和检测分析的表述。(13~17分)
能够将材料复合相关原理用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与综合。
未能认识到复合材料合成及制备有多种方案可选择;未能获取可替代的解决方案。
3
授课
(3)
讨论
(1)
11金属复合材料制备与加工
能够辨别冶金复合、铸造凝固成型;认识喷射成型、轧制复合、挤压成型、拉拔复合法,认识到复合材料合成及制备有多种方案可选择。
PPT讲授
课堂提问
3
授课(2)
12陶瓷复合材料
12.1概述
12.2增强体的制备
12.3颗粒弥散
12.4晶须强韧化
12.5纤维增强基复合材料
一、课程简介
材料工程基础是材料科学与工程专业的专业必修课;是材料科学与工程专业的本科生在已经掌握有关的材料科学基础知识的基础上,进一步拓展材料工程方面理论和实践的基础知识的一门专业核心课程。本课程将以金属材料、无机非金属材料、高分子材料的工程特点为依据,归纳并按照其在材料制备、材料加工、材料改性、材料复合四个主要方面的基本理论知识和实践过程进行讲授。通过基础知识和理论讲解,并列举工程方法的实例、及成果,使学生理解三大材料体系的合成过程、评价及原理,了解各材料体系的基本加工过程及相关影响因素,了解材料的改性技术,并建立和了解材料复合的原理和途径及材料设计的基本思路。

最新材料科学与工程基础知识点(打印版)英汉双语版

最新材料科学与工程基础知识点(打印版)英汉双语版

最新材料科学与⼯程基础知识点(打印版)英汉双语版Fundamentals of Materials Science and Engineering材料科学与⼯程基础知识点复习第⼀章绪论⼀、学习⽬的:材料科学家或⼯程技术⼈员经常遇到的问题是设计问题,⽽设计问题主要涉及机械、民⽤、化学和电。

⽽这些领域都要涉及到选择材料问题。

如何选择材料是⾮常重要的,选材包含两⽅⾯⼀个是满⾜性能要求,另⼀⽅⾯是成本低,即所谓“合理选材”。

材料的性能与其成分和内部的组织结构密切相关,材料的组织结构与加⼯过程有关。

本课程的⽬的就在于掌握加⼯过程和材料的组织结构以及性能之间的关系。

为今后进⾏材料设计和合理选材打下理论基础。

⼆、本章主要内容1、简介材料的发展史2、材料科学与⼯程的含义和内容3、材料的分类4、先进材料5、现代材料的需求三、重要术语和概念metal: ⾦属ceramic: 陶瓷polymer: 聚合物Composites: 复合材料Semiconductors: 半导体Biomaterials: ⽣物材料Processing: 加⼯过程Structure: 组织结构Properties: 性质Performance: 使⽤性能Mechanical properties: ⼒学性能Electrical properties: 电性能Thermal behavior: 热性能Magnetic properties: 磁性能Optical properties: 光性能Deteriorative characteristics: ⽼化特性第⼆章原⼦结构与化学键⼀、学习⽬的我们在⾃然界中观察到各种现象,归根结底是物质的不同表现形式,也就是说物质构成了世界。

⾃然界中所有物体均由化学元素及其化合物所组成,同样,各种固体材料也都是由⼀种或多种元素的原⼦结合⽽成的。

学习物质的原⼦结构和化学键合,是认识和研究各类材料在结构与性能⽅⾯所表现出来的个性和共性的基础,也是正确认识和理解材料的性能的重要依据。

《材料工程专业英语》课程教学大纲

《材料工程专业英语》课程教学大纲

目录材料工程材料工程专业英语1材料合成与制备技术2材料研究方法3材料成形与加工技术5材料工程研究进展9《材料工程专业英语》课程教学大纲课程名称(中文):材料工程专业英语学分数:2学分课程名称(英文):Materials Engineering English课内学时数:40(最低要求)课外学时数:2 (最低要求)教学方式:课堂授课教学要求:本课程是为攻读工程硕士学位的研究生开设的专业必修课。

课程由英语听说和英语写译两部分组成。

课程以《全国工程硕士专业学位研究生英语教学大纲》中专业英语的词汇、语法、写、译、听、说的各项指标为评价目标。

通过课程学习,希望学生能在专业英语听说能力和英语写译水平上进一步提高,以适应在材料科学与工程学科研究中查阅国外文献和对外交流的需要。

课程内容简介( 500字以内):第一部分英语听说要求能够基本听懂材料科学与工程题材的报告、讲座和课程,理解中心思想和主要内容并能听写出其中关键词组。

第二部分英语写译能够根据所从事的研究工作,掌握基本的英文科学论文摘要写作方法和思路。

能正确表达思想、语意连贯,无重大语言错误。

掌握基本的翻译技巧,能将有相当难度的材料科学与工程题材的论文译成汉语,理解正确,译文达意。

课程大纲(具体到章、节、小节):第1章X X X X1.1 X X X X1.1.1 X X X X…..第2章X X X X2.1 X X X X2.1.1 X X X X…..参考教材名称:XX主编:《XXXXXX》XX:XXXXX。

主要参考书:1) XXX,XXX编:《XXXXXX》XX:XXXXX,XXXX年;2) ……….预修课程(最低要求):工程硕士研究生基础英语适用专业:材料工程专业学位研究生《材料合成与制备技术》课程教学大纲课程名称(中文):材料合成与制备技术学分数:2学分课程名称(英文):Material Synthesis and Fabrication Technique课内学时数:32(最低要求)课外学时数:4 (最低要求)教学方式:课堂授课+ (上机、实验)教学要求:本课程要求学生基本了解材料合成与制备过程的基本现象,化学反应特征,物理化学性质,结构。

本科课程《材料科学与工程基础》教学大纲 (1)

本科课程《材料科学与工程基础》教学大纲 (1)

四川大学本科课程《材料科学与工程基础》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》(FUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING)课程号(代码):30014530课程类别:专业基础课学时/学分:48 /3先修课程:大学化学、大学物理、物理化学适用专业:高分子材料与工程等二级学科材料类专业开课时间:大学二年级下期二、课程的目的及任务材料科学与工程是二十世纪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等二级学科材料类专业的学生必须同时具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构。

本课程是材料类专业的学科基础课程,是联系基础课与专业课的桥梁。

本课程从材料科学与工程的“四要素”出发,采用“集成化”的模式,详细讲授金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等各种材料的共性规律及个性特征。

使学生建立材料制备/加工——组成/结构——性能---应用关系的“大材料”整体概念,从原理上认识高分子材料等各种材料的基本属性,及其在材料领域中的地位和作用。

为以后二级学科“中材料”专业课程的学习、材料设计、以及材料的应用等奠定良好基础。

本课程采用中文教材与英文原版教材相结合,实施“双语”教学。

使学生通过本课程的学习,熟悉材料科学与工程领域的主要英文专业词汇,提高对英文教材的阅读理解能力。

三、课程的教学内容、要点及学时分配(以红字方式注明重点难点)第一章绪论(1学时)本章概要:简要介绍材料的定义及分类,材料科学与工程的基本内容。

使学生了解本课程的学习内容和学习方法。

讲授要点: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、要求第二章材料结构基础(15学时)本章概要:按照从微观到宏观、从内部到表面、从静态到动态、从单组分到多组分的顺序,阐述原子电子结构、原子间相互作用和结合方式,固体内部和表面原子的空间排列状态、聚集态结构的有序性、无序性和转变规律及相互关系。

材料科学导论(双语)教学大纲

材料科学导论(双语)教学大纲

材料科学导论(双语)教学大纲《材料科学导论》(双语)教学大纲一、课程基本信息课程编号: 0421170材料科学导论(双语)课程中文名称:Fundamentals of Materials Science and Engineering课程英文名称: 专业课课程类别:材料物理专业、材料化学专业、无机非金属材料专业、金属适用专业:材料专业、高分子材料与工程专业4开课学期:64学时总学时:4总学分:大学英语(1011021)、基础化学原理(0211011)、大学物理预修课程(编号): (0621020)、高分子化学与物理(0421230) 并修课程(编号): 材料科学基础(0421080)、材料热处理(0421030)、复合材料(0411080)本课程是我校为材料类宽专业本科学生开设的专业课程。

课课程简介:程凝聚材料学科知识和应用型英语知识的精髓,使用英文原版专业教材,通过中英双语授课工程材料技术,材料家族,材料组成、结构、性质、表征、分类、加工与再生利用,以及材料选择的基本概念和基础理论,结合上述专业知识讲授相关的专业英语语言知识,并讲授英语学术演讲和英语科技论文写作基础知识和要点。

建议教材: Fundamentals of Materials Science and Engineering, William thD. Callister Jr., 5 Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2001[1] The coming of materials science, R. W. Cahn, Pergamon 参考书:Press 2001[2]《材料科学导论》,冯端,师昌绪,刘治国等编,化学工业出版社,2002年5月第1版[3]《材料科学与工程基础》,顾宜主编,化学工业出版社,2002年4月第1版二、课程教育目标本课程的教育目标是培养创新性、研究型、国际化的一流人才。

《材料科学与工程基础》课程教学大纲

《材料科学与工程基础》课程教学大纲

《材料科学与工程基础》课程教学大纲英文名称:Fundamentals of Materials Science and Engineering课程类型:学科基础课课程要求:必修学时/学分:32/2适用专业:高分子材料与工程材料科学与工程材料学一、课程性质与任务材料科学与工程基础是高分子材料与工程专业专业基础课。

本课程将系统、全面地介绍材料基础理论知识,诸如材料的结合键、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态。

本课程着眼于材料基本问题、从材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。

通过理论教学与实验教学,使学生不仅能掌握基本理论,善于分析和解决问题,探索新知识的能力。

本课程也是高分子材料与工程专业的技术基础课,它为该专业学生的后续课程,如材料加工成型、材料热处理、材料的性能、工程材料学、材料测试、材料的近代研究方法、计算机在材料科学中的应用等提供基础。

本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本设计方法的讲解;在培养实践能力方面着重设计构思和基本设计技能的基本训练,使学生对材料合成与制备过程中的应用型知识有一定的了解并具有一定的设计能力。

二、课程与其他课程的联系学习本课程之前应该修完无机化学、物理化学,为材料结构的讲解奠定基础。

三、课程教学目标1.学习材料科学与工程基础知识和基本理论知识,掌握常用材料的结构分析方法、特性等基本知识;掌握材料科学的基础理论知识、材料合成及改性的方法,具有开发新型材料及产品的初步能力;具有对现有通用产品的生产和操作能力;具有常规分析仪器的操作和检测能力;具有进行技术经济分析和管理的初步能力。

3.学习常用的材料的设计原理、方法和设计等的一般规律,具有设计和检测常用工程材料的能力;掌握常规材料的生产及材料测试分析及表征设备的操作;能够进行专业实验的设计、操作、执行和结果分析,在专业实验中能够综合运用所学的基础理论解决合成和改性方面的工程实践问题的能力。

材料科学与工程专业英语课程教学大纲

材料科学与工程专业英语课程教学大纲

专业英语课程教学大纲课程名称:专业英语课程编号:16118231学时/学分:24/1.5开课学期:6适用专业:材料科学与工程专业课程类型:院系选修课一、课程说明本课程是材料科学与工程专业的一门院系选修课。

专业英语是大学英语的后续课程,通过本课程的学习,同学们应该大致了解专业英语的文章的结构、词汇、写作方法及其与公共英语的异同点。

掌握材料专业常用的英语词汇,能较顺利的阅读、理解和翻译有关的科技英文文献和资料并掌握英文论文的书写格式及英文论文摘要的写作技巧,从而使同学们进一步提高英语能力,并能在今后的生产实践中有意识地利用所学知识,通过阅读最新的专业英语文献,能跟踪学科的发展动态,同时能与外国专家进行交流,为从事创新性的工作打下基础。

二、课程对毕业要求的支撑毕业要求10沟通:能够就本专业复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。

并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

指标点10.2:具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

三、课程的教学目标1.掌握材料科学专业要求的基本专业英语词汇以及阅读、翻译、写作的技巧和方法。

2.能够理解阅读、翻译、写作对材料科学研究的意义以及培养专业学习兴趣,了解文化差异。

3.具备运用英语结合实际在涉外交际的日常活动和业务活动中进行简单的口头和书面交流能力。

四、课程基本内容和学时安排PartⅠIntroduction to materials science and engineering(10学时)知识点:Materials science and engineering(2学时),Classification of materials(2学时),Atomic structure of materials(2学时),Physical and chemical properties of materials(2学时),Mechanical properties of materials(2学时);重点:Classification of materials,Mechanical properties of materials。

《材料科学与工程专业英语》教学大纲

《材料科学与工程专业英语》教学大纲

《材料科学与工程专业英语》教学大纲材料科学与工程专业英语教学大纲一、课程介绍本课程旨在培养学生在材料科学与工程领域中熟练运用英语进行交流和写作的能力。

通过本课程的学习,学生将能够掌握材料科学与工程领域的基本英语词汇、术语和表达方式,能够听懂专业英语讲座、阅读英文学术论文和写作材料科学与工程领域的论文和报告。

二、教学目标1.掌握材料科学与工程领域的基本英语词汇和术语;2.培养理解和表达材料科学与工程领域的专业英语能力;3.培养听懂材料科学与工程领域的英语讲座和学术报告的能力;4.培养阅读材料科学与工程领域的英文学术论文和资料的能力;5.培养写作材料科学与工程领域的英文论文和报告的能力。

三、教学内容1.材料科学与工程领域的基本英语词汇和术语;2.材料科学与工程领域的专业英语表达方式;3.听懂材料科学与工程领域的英语讲座和学术报告;4.阅读材料科学与工程领域的英文学术论文和资料;5.写作材料科学与工程领域的英文论文和报告。

四、教学方法1.组织学生进行课堂讨论和互动,培养学生的口语表达能力;2.手把手指导学生阅读和理解材料科学与工程领域的英文学术论文和资料;3.组织学生进行写作练习,培养学生的写作能力;4.使用多媒体教学辅助教学,提高学生的听力和阅读理解能力。

五、教材和参考书目主教材:《Materials Science and Engineering: An Introduction》,William D. Callister Jr. and David G. Rethwisch参考书目:1.《材料科学与工程专业英语》,黄兴国,高教社3. 《Materials Science and Engineering: Properties and Selection (4th Edition)》,William D. Callister Jr.4. 《Structure and Properties of Engineering Alloys》,William F. Smith and Javad Hashemi5. 《Introduction to Materials Science for Engineers (8th Edition)》,James F. Shackelford六、考核方式1.平时表现(包括课堂参与、作业完成情况等)占40%;2.期中考试占30%;3.期末考试占30%。

材料科学与工程基础大纲(英文)

材料科学与工程基础大纲(英文)
a、Component ; b、System ; c、Phase ; d、Solubility Limit ; e、Phase Equilibrium
.
3-2 Binary System Phase Diagrams
1、Binary Isomorphous System 2、Binary Eutectic System 3、Binary Peritectic System 4、Binary Equilibrium Diagrams Having Intermediate Phase or Compounds

Chapter 1 Crystallography
• 0-0 Introduction
• 0-1、Historical Perspective • 0-2、Materials Science and Engineering
• 0-3、Classification of Materials
• 0-4、Crystallography and Crystal Structures
Chapter 2
1、Vacancy Mechanisms
Diffusion
2-1 Diffusion Mechanisms
2、Interstitial Mechanisms
2-2 Macroscopic Theory of Diffusion
1、Steady-State Diffusion a、Fick`s First Law b、Example Problem 2、Nonsteady-State Diffusion a、Fick`s Second Law b、Example Problem
1-3 Crystallographic Directions

《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

《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。

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《材料科学与工程基础》(双语)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》(双语)(FUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING)课程号(代码):300004030课程类别:必修课学时: 48 学分:3二、教学目的及要求材料科学与工程基础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,并能够用于解决材料及其相关领域的复杂工程问题。

使学生从原理上认识高分子材料的基本属性,并能够应用高分子材料工程基础理论知识,识别、表达、并通过文献研究分析高分子材料及其相关领域复杂工程问题,以获得有效结论。

对毕业要求及其分指标点支撑情况:(1)毕业要求 1,分指标点1.4和1.5;(2)毕业要求2,分指标点2.3和2.5;(3)毕业要求3,分指标点3.4;(4)毕业要求6,分指标点6.2;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,材料科学与工程基础的基本内容。

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基础的定义、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。

详细阐述由特性不同的各类材料相互复合而成的纳米级、微米级、粒子填充、纤维增强等复合材料的微观和宏观结构以及界面结构,使学生较系统地掌握不同类型材料从微观到宏观的结构变化特点。

1、金属材料的组成与结构(2学时)要点:金属原子的电子结构与其晶体结构特点的关系(应用2-5-1中的公式计算不同金属晶体的有关参量)金属合金的三种结构类型的特点铁碳合金相图中点、线、区域的物理意义、微相结构特点及随温度和C含量的变化规律铜的组成和结构特点非晶态合金的三T图金属再结晶的物理意义及T、t、l的影响2、无机非金属材料的组成与结构(3学时)要点:组成和结合键性质简单晶体的结构类型:AX, AmXp, AmBnXp密度计算几种典型晶体:单晶硅、NaCl, CsCl, ZnS, 钙钛矿、尖晶石硅酸盐的五种晶体结构、桥氧原子和非桥氧原子玻璃的组成、特性及结构参数凝胶与陶瓷的组成与结构特点碳黑、石墨、金刚石、C60、碳纳米管的结构与性能特点3、高分子材料的组成与结构(2学时)要点:(侧重与金属和无机非金属材料对照)高分子材料结构的多层次性概貌大分子链的组成和结构特点大分子链的内旋转、柔性和构象大分子链间的相互作用与聚集态结构模型结晶构象与晶体结构特点取向态结构合成聚合物和天然高分子的主要类型聚合物共混材料的微结构特点、界面4、复合材料的组成与结构(1学时)要点:复合材料的定义、分类、组成与结构特点复合材料的典型结构及“连通性”概念界面的形成过程、结构与功用特点界面理论中的浸润和化学键理论第四章材料的性能(21学时)本章内容较多,涉及的领域十分广泛。

主要阐明在应力、热、电、光、磁、声、化学介质、氧等外界因素的作用下,各类材料所表现出来的宏观性质、破坏形式、及其内部结构的变化规律。

讲述各类宏观物理性质的定义及测试和评价方法,介绍材料研究中的重大发现和进展。

使学生掌握材料结构与性能关系的基本规律,了解不同类材料结构与性能特征,为材料的设计和应用奠定基础。

1、固体材料的力学性能(6学时)要点:不同材料力学性能的差异及其与组成和结构的关系应力和应变的定义、五种基本类型应力-应变曲线的物理意义(参量)典型曲线弹性形变、应力状态与模量之间的关系,公式(4-8、4-11)粘弹形变与蠕变、应力松弛(静态)和内耗(动态)永久形变的机制与塑性材料的增强途径强度的概念及测试方法和计算公式脆性断裂和韧性断裂的机制及相互转变因素,公式(4-50)理论断裂强度和脆性断裂理论的推导过程,公式(4-30、4-38、4-44a、4-47、4-48)裂纹在脆性断裂中的重要作用塑性变形及断裂的计算断裂韧性的类型,公式(4-52、4-53)硬度的概念、布氏硬度、洛氏和维氏硬度的测试技术及区别,公式(4-55、4-56、4-57)粘合摩擦和磨损机制,公式(4-63),材料减摩耐磨的途径疲劳的概念及在工业中的重要性,疲劳寿命曲线与疲劳强度,疲劳断裂机制,提高材料耐疲劳性的途径2、材料的热性能(2学时)要点:不同材料热物理性能的差异及其与组成和结构的关系材料的导热机制、公式(4-69、4-71)热导率的定义热容和比热的定义及其在热分析技术中的应用,公式(4-75、4-76)材料热膨胀的内在因素及影响因素,公式(4-77、4-78)材料热性能与温度的关系有机高分子材料的热物理和热化学稳定性、表征方法、耐热性和阻燃性高分子的组成和结构特点3、材料的电学性能(3学时)要点:不同材料电学性能的差异及其与组成和结构的关系电导率和电阻率的定义、电导机制、电导率的基本参数及影响因素、公式(4-80、4-81、4-89、4-90、4-91、4-92、4-93、4-96)材料的电子能带结构与电导性、光导性和半导电性公式(4-106)超导电性的定义、超导体的2种特性、3个性能指标介电常数的定义、介质极化的三种机制,公式(4-112、4-113、4-114)交变电场中的介电损耗的成因及影响因素、公式(4-118、4-119)击穿强度的定义,公式(4-120)材料电性能与温度的关系4、材料的磁学性质(2学时)要点:磁矩、磁化强度、磁感应强度、磁导率和磁化率的定义,公式(4-123、4-126、4-128)电子的磁矩和“交换作用”磁化率与磁性材料的五种类型,公式(4-130、4-131)磁滞回线的成因(磁畴)、物理意义、软磁与硬磁材料金属和无机非金属材料的磁学性能,公式(4-135、4-138、4-140、4-141)5、材料的光学性能(2学时)要点:电磁辐射与电子跃迁光吸收与光波长的关系材料对光吸收、反射和透射的内在因素和表述方式,公式(4-144、4-155、4-157、4-158、4-160)折射率与材料的透明性不同材料的光学性质及其与组成和结构的关系非线性光学性质发光机理及应用6、材料的耐腐蚀性(2学时)要点:高分子材料物理腐蚀的定义及影响因素,公式(4-167、4-169)酸、碱、盐对金属和高分子材料的化学腐蚀高分子材料大气老化腐蚀的类型及提高耐老化的途径金属材料的氧化及电化学腐蚀7、复合材料的性能(2学时)要点:复合效应的主要类型混合效应,公式(4-171、4-172)几何尺寸效应lc和lc/d的意义及与拉应力的关系界面效应、界面相的功能,二次复合规律,公式(4-176)单向连续纤维增强复合材料的力学性能,模量和强度,计算公式(4-177、4-178、4-182、4-183、4-184、4-185、4-188、4-189、4-190),破坏模式8、纳米材料及效应(1学时)要点:纳米材料的定义,纳米结构单元、纳米固体、纳米组装体系纳米效应的基本特点应用实例9、小结(1学时)归纳、讨论第四章基本概念和作业中的问题第五章材料的制备与成型加工(3学时)从原料出发,讲述材料的制备原理和主要方法,由各种材料的结构和性能特点,讲述其加工行为和主要加工方法。

使学生在材料工程的基础上,建立材料制备——加工——结构——性能关系的整体概念。

本章结合观看电视片或图片演示进行。

1、材料制备原理及方法(3学时)要点:铁的制备原理及方法钢的制备原理及方法铜的制备原理及方法陶瓷的制备原理及方法玻璃的制备原理及方法水泥的制备原理及方法(与金属和无机非金属材料进行对照)聚合物合成工艺过程主要的聚合反应类型主要的聚合物合成工业实施方法2、料的成型加工性(2学时)要点:金属的熔体流动性与铸造性金属的变形性与可煅性切削加工性金属材料的热处理聚合物的熔融和流动特性聚合物加工过程中的结构变化聚合物主要成型方法四、教材(名称、作者、出版社、出版时间)《材料科学与工程基础》,顾宜主编,化工出版社,2004年。

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