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《材料科学基础》课程教学大纲
一、课程基本情况
课程编号： 学分：2
周学时：2 总学时：34 开课学期：1.2
开课学院：材料科学与化学工程学院
英文名称：
适用专业：材料科学与工程
课程类别：大类平台选修课
课程修读条件：先修课程大学物理、大学化学
网络课程地址:
课程负责人： 所属基层学术组织：高分子材料科学与工程系
二、课程简介
材料科学基础是是了解、分析和掌握材料性能的入门课，是材料类工科学生
必学的重要基础课。
三、教学目标
总目标：为学生从事材料及其制品的设计、生产和研究工作打下必要的基础。
知识目标：课程采用理论讲授的方式，要求学生了解材料在经济社会发展中
的作用以及材料科学与工程学科的形成与发展趋势，掌握无机材料、新能源材料、
高分子材料规律与特点。
能力目标：建立从材料设计、组织控制、制备加工到性能评价与工程应用的
概念体系，理解材料科学与工程内涵，学会分析材料问题的方法。
素质目标：培养学生在材料方向的专业素质，满足社会对材料方向人才的需
求。
四、教学内容及学时分配
第 1 章 绪论 （2 学时）
1 1 材料的定义、分类及基本性质
1 1 1 金属材料
2
1 1 2 无机非金属材料
1 1 3 高分子材料
1 1 4 复合材料
1 2 材料科学与工程概述
1 2 1 材料科学的由来
1 2 2 材料科学与工程的性质与范围
1 2 3 材料科学在工程中的作用
第 2 章 材料结构基础 （8 学时）
2 1 物质的组成、状态及材料结构
2 1 1 物质的组成和状态
2 1 2 材料结构的含义
2 2 材料的原子结构
2 2 1 量子力学的几个基本概念
2 2 2 原子核结构
2 2 3 原子核外电子
2 3 原子之间相互作用和结合
2 3 1 基本结合（化学键合）
2 3 2 派生结合（物理键合）
2 3 3 各种键性的比较
2 3 4 原子间距和空间排列
2 4 多原子体系中电子的相互作用与稳定性
2 4 1 杂化轨道和分子轨道理论
2 4 2 费米能级
2 4 3 固体中的能带
2 5 固体中的原子有序
2 5 1 结晶体的特点与晶体的性质
2 5 2 晶体几何学基础
2 5 3 晶体的类型
2 6 固体中的原子无序
2 6 1 固溶体
2 6 2 晶体结构缺陷
2 6 3 非晶体
3
2 6 4 扩散
2 7 固体中的转变
2 7 1 固体中的转变类型
2 7 2 平衡和相变
2 7 3 相图
2 8 固体的表面结构
2 8 1 表面力和表面力场
2 8 2 表面能和表面张力
2 8 3 表面结构及几何形状
2 8 4 固体表面的特性
第 3 章材料组成与结构 （10 学时）
3 1 材料组成和结构的基本内容
3 2 金属材料的组成与结构
3 2 1 金属材料
3 2 2 合金材料
3 2 3 铁碳合金的基本知识
3 2 4 非铁金属及合金
3 2 5 非晶态合金
3 2 6 金属材料的再结晶
3 3 无机非金属材料的组成与结构
3 3 1 无机非金属材料的组成与结合键
3 3 2 无机非金属材料中的简单晶体结构
3 3 3 硅酸盐结构
3 3 4 无机非金属材料的非晶体结构
3 3 5 陶瓷
3 3 6 碳化合物
3 4 高分子材料的组成和结构
3 4 1 高分子材料组成和结构的基本特征
3 4 2 高分子链的组成和结构
3 4 3 高分子链的聚集态结构
3 4 4 高分子材料的组成和织态结构及微区结构
3 4 5 聚合物共混材料
4
3 5 复合材料的组成与结构
3 5 1 复合材料定义及分类
3 5 2 复合材料的组成
3 5 3 复合材料的结构
3 5 4 复合材料的界面
第 4 章材料的性能 （10 学时）
4 1 固体材料的力学性能
4 1 1 材料的力学状态
4 1 2 应力和应变
4 1 3 弹性形变
4 1 4 永久形变
4 1 5 强度、断裂及断裂韧性
4 1 6 硬度
4 1 7 摩擦和磨损
4 1 8 疲劳
4 2 材料的热性能
4 2 1 热导率和比热容
4 2 2 热膨胀性
4 2 3 耐热性
4 2 4 热稳定性
4 2 5 高分子材料的燃烧特性
4 3 材料的电学性能
4 3 1 电导率和电阻率
4 3 2 材料的结构与导电性
4 3 3 材料的超导电性
4 3 4 材料的介电性
4 4 材料的磁学性能
4 4 1 物质的磁性
4 4 2 磁畴与磁滞回线
4 4 3 金属材料的磁学性能
4 4 4 非金属材料的磁学性能
4 4 5 高分子材料的磁学性能
5
4 5 材料的光学性能
4 5 1 电磁辐射及其与原子的相互作用
4 5 2 反射、吸收和透射
4 5 3 材料的光学性质
4 5 4 旋光性及非线性光学性
4 5 5 光泽
4 5 6 发光
4 5 7 光敏性
4 6 材料的耐腐蚀性
4 6 1 物理腐蚀
4 6 2 化学腐蚀
4 6 3 电化学腐蚀
4 7 复合材料的性能
4 7 1 复合材料的特性
4 7 2 复合材料性质的复合效应
4 7 3 复合材料的力学性能
4 8 纳米材料及效应
4 8 1 纳米材料的结构
4 8 2 纳米材料的基本物理效应
4 8 3 纳米材料的应用
第 5 章材料的制备与成型加工 （4 学时）
5 1 材料制备原理及方法
5 1 1 金属材料的制备
5 1 2 无机非金属材料的制备
5 1 3 高分子材料的制备
5 2 材料的成型加工性
5 2 1 金属材料的加工工艺性
5 2 2 聚合物的成型加工特性及成型加工方法
五、考核及成绩评定方式
序号 考核方式 成绩比重（%）
1 期末笔试 50
2 平时成绩（上课表现+作业） 50（上课 25+作业 25）
6
序号 考核方式 成绩比重（%）
合计 100
六、教材及参考书目：
类别 教材名称 编者 出版社 出版时间
教材
材料科学与工程基础 顾宜、赵长生 化学工业出版社 2010 年
参考书
材料科学导论 冯端、师昌绪 化学工业出版社 2002 年
撰写人：
审核人：
制定时间： 年 月
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