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《材料科學基礎》課程教學大綱
一、課程基本情況
課程編號： 學分：2
周學時：2 總學時：34 開課學期：1.2
開課學院：材料科學與化學工程學院
英文名稱：
適用專業：材料科學與工程
課程類別：大類平臺選修課
課程修讀條件：先修課程大學物理、大學化學
網絡課程地址:
課程負責人： 所屬基層學術組織：高分子材料科學與工程系
二、課程簡介
材料科學基礎是是了解、分析和掌握材料性能的入門課，是材料類工科學生
必學的重要基礎課。
三、教學目標
總目標：為學生從事材料及其制品的設計、生產和研究工作打下必要的基礎。
知識目標：課程采用理論講授的方式，要求學生了解材料在經濟社會發展中
的作用以及材料科學與工程學科的形成與發展趨勢，掌握無機材料、新能源材料、
高分子材料規律與特點。
能力目標：建立從材料設計、組織控制、制備加工到性能評價與工程應用的
概念體系，理解材料科學與工程內涵，學會分析材料問題的方法。
素質目標：培養學生在材料方向的專業素質，滿足社會對材料方向人才的需
求。
四、教學內容及學時分配
第 1 章 緒論 （2 學時）
1 1 材料的定義、分類及基本性質
1 1 1 金屬材料
2
1 1 2 無機非金屬材料
1 1 3 高分子材料
1 1 4 復合材料
1 2 材料科學與工程概述
1 2 1 材料科學的由來
1 2 2 材料科學與工程的性質與范圍
1 2 3 材料科學在工程中的作用
第 2 章 材料結構基礎 （8 學時）
2 1 物質的組成、狀態及材料結構
2 1 1 物質的組成和狀態
2 1 2 材料結構的含義
2 2 材料的原子結構
2 2 1 量子力學的幾個基本概念
2 2 2 原子核結構
2 2 3 原子核外電子
2 3 原子之間相互作用和結合
2 3 1 基本結合（化學鍵合）
2 3 2 派生結合（物理鍵合）
2 3 3 各種鍵性的比較
2 3 4 原子間距和空間排列
2 4 多原子體系中電子的相互作用與穩定性
2 4 1 雜化軌道和分子軌道理論
2 4 2 費米能級
2 4 3 固體中的能帶
2 5 固體中的原子有序
2 5 1 結晶體的特點與晶體的性質
2 5 2 晶體幾何學基礎
2 5 3 晶體的類型
2 6 固體中的原子無序
2 6 1 固溶體
2 6 2 晶體結構缺陷
2 6 3 非晶體
3
2 6 4 擴散
2 7 固體中的轉變
2 7 1 固體中的轉變類型
2 7 2 平衡和相變
2 7 3 相圖
2 8 固體的表面結構
2 8 1 表面力和表面力場
2 8 2 表面能和表面張力
2 8 3 表面結構及幾何形狀
2 8 4 固體表面的特性
第 3 章材料組成與結構 （10 學時）
3 1 材料組成和結構的基本內容
3 2 金屬材料的組成與結構
3 2 1 金屬材料
3 2 2 合金材料
3 2 3 鐵碳合金的基本知識
3 2 4 非鐵金屬及合金
3 2 5 非晶態合金
3 2 6 金屬材料的再結晶
3 3 無機非金屬材料的組成與結構
3 3 1 無機非金屬材料的組成與結合鍵
3 3 2 無機非金屬材料中的簡單晶體結構
3 3 3 硅酸鹽結構
3 3 4 無機非金屬材料的非晶體結構
3 3 5 陶瓷
3 3 6 碳化合物
3 4 高分子材料的組成和結構
3 4 1 高分子材料組成和結構的基本特征
3 4 2 高分子鏈的組成和結構
3 4 3 高分子鏈的聚集態結構
3 4 4 高分子材料的組成和織態結構及微區結構
3 4 5 聚合物共混材料
4
3 5 復合材料的組成與結構
3 5 1 復合材料定義及分類
3 5 2 復合材料的組成
3 5 3 復合材料的結構
3 5 4 復合材料的界面
第 4 章材料的性能 （10 學時）
4 1 固體材料的力學性能
4 1 1 材料的力學狀態
4 1 2 應力和應變
4 1 3 彈性形變
4 1 4 永久形變
4 1 5 強度、斷裂及斷裂韌性
4 1 6 硬度
4 1 7 摩擦和磨損
4 1 8 疲勞
4 2 材料的熱性能
4 2 1 熱導率和比熱容
4 2 2 熱膨脹性
4 2 3 耐熱性
4 2 4 熱穩定性
4 2 5 高分子材料的燃燒特性
4 3 材料的電學性能
4 3 1 電導率和電阻率
4 3 2 材料的結構與導電性
4 3 3 材料的超導電性
4 3 4 材料的介電性
4 4 材料的磁學性能
4 4 1 物質的磁性
4 4 2 磁疇與磁滯回線
4 4 3 金屬材料的磁學性能
4 4 4 非金屬材料的磁學性能
4 4 5 高分子材料的磁學性能
5
4 5 材料的光學性能
4 5 1 電磁輻射及其與原子的相互作用
4 5 2 反射、吸收和透射
4 5 3 材料的光學性質
4 5 4 旋光性及非線性光學性
4 5 5 光澤
4 5 6 發光
4 5 7 光敏性
4 6 材料的耐腐蝕性
4 6 1 物理腐蝕
4 6 2 化學腐蝕
4 6 3 電化學腐蝕
4 7 復合材料的性能
4 7 1 復合材料的特性
4 7 2 復合材料性質的復合效應
4 7 3 復合材料的力學性能
4 8 納米材料及效應
4 8 1 納米材料的結構
4 8 2 納米材料的基本物理效應
4 8 3 納米材料的應用
第 5 章材料的制備與成型加工 （4 學時）
5 1 材料制備原理及方法
5 1 1 金屬材料的制備
5 1 2 無機非金屬材料的制備
5 1 3 高分子材料的制備
5 2 材料的成型加工性
5 2 1 金屬材料的加工工藝性
5 2 2 聚合物的成型加工特性及成型加工方法
五、考核及成績評定方式
序號 考核方式 成績比重（%）
1 期末筆試 50
2 平時成績（上課表現+作業） 50（上課 25+作業 25）
6
序號 考核方式 成績比重（%）
合計 100
六、教材及參考書目：
類別 教材名稱 編者 出版社 出版時間
教材
材料科學與工程基礎 顧宜、趙長生 化學工業出版社 2010 年
參考書
材料科學導論 馮端、師昌緒 化學工業出版社 2002 年
撰寫人：
審核人：
制定時間： 年 月
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