材料科学基础课堂课程

• 材料科学与工程专业、复合材料工程专业

• 材料成型及控制工程专业

材料科学基础实验课程

1、掌握位错的应力场和应变能及位错的运动与交互作用。

2、掌握合金相的主要类型及形成条件、影响因素和性能特点，掌握玻璃相的形成条件。

3、掌握晶体长大条件、界面类型、长大机制及固溶体形态，了解凝固理论解释或说明实际生产问题。

4、掌握二元匀晶、共晶、包晶相图平衡、非平衡凝固成分变化规律，掌握复杂三元共晶合金结晶过程中相与组织的转变规律。

5、掌握扩散第一、第二定律的表达式及适用的条件，各符号的意义和单位，了解扩散的实际应用，如渗碳过程等。

6、掌握合金塑性变形的特点及固溶强化、弥撒强化的机理，掌握塑性变形对晶体微观组织结构、化学性能的影响。

7、掌握冷塑性变形金属发生回复、再结晶和晶粒长大的条件，了解动态再结晶的微观机制、性能特点等。

8、了解主要固态相变理论的基本思想，了解典型的固态相变特点，了解固态相变的类型。

9、了解复合材料的分类，了解复合材料增强原理，了解界面类型、结合原理及性能。

材料科学基础课程背景

材料在经济生活中占有一定的地位，新型材料在现代文明中的地位明显。21世纪涌现出各种各样的新材料，如结构与功能陶瓷、金属基复合材料、金属间的化合物与轻金属、表面改性、薄膜及生物材料，与以前相比，人类已进入一个材料多样化的时代。由于新材料、新技术对材料理论的需求和推动作用，“材料科学与工程”这一新的学科应运而生。

材料科学基础课程定位

材料科学基础课程是材料类各专业最的专业基础课。以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍了热力学、动力学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。既具有较强的理论性，又与生产实践紧密相关。

材料科学基础适应专业

材料科学基础课程适合材料科学与工程、材料成型及控制工程、复合材料工程等专业学习。

材料科学基础教学思想

材料科学基础课程是一门理论性和实践性均较强的课程，它概念多、术语多、定性描述多、内容多，但公式、定律少。故该课程的教学思想为：理解基本概念，掌握基本理论和基本公式。

材料科学基础教学手段

• 教学仪器

• 考核方式

1、理论教学成绩由单元测验和期末考试成绩确定。考试采用闭卷考试。

2、实验教学成绩由实验课教师根据实验报告情况给出。

3、讨论课成绩由教师根据学生在讨论课上的参与态度和发言的情况给出。

• 成绩标准

总成绩=（单元测验成绩×40％＋期末考试成绩×60％）x70% 实验课成绩×15% 讨论课成绩×15%。

通过对材料科学基础课程的学习，使学生掌握材料科学的基本理论、基本概念和基本技能，学会如何分析、解决工程实际问题，建立基本的工程思维方式，并初步具有材料研究、测试和加工的能力。

2016年6月28日，材料科学基础课程被中华人民共和国教育部认定为“第一批国家级精品资源共享课”。

材料科学基础预备知识

学习材料科学基础课程需要先修高等数学、物理化学、理论力学、材料力学等课程。

材料科学基础学习资料

• 配套教材

• 参考教材

绪论

知识点：材料分类、应用范围、研究现状及发展趋势；了解本课程的主要内容及其相互衔接关系以及本课程与后续课程的知识体系构成关系。

重 点：材料分类、应用范围及研究现状。

难 点：本课程的主要内容及其相互衔接关系以及本课程与后续课程的知识体系构成关系。

第1章 晶体学基础

知识点：原子结构和原子间的键合、空间点阵、晶胞、晶面和晶向指数、晶体宏观与微观对称性、点群与空间群、极射投影。

重 点：化学键、空间点阵、晶胞的内涵；晶面和晶向指数的确定；晶面间距计算；晶体对称性。

难 点：晶体微观对称性；晶面和晶向指数的确定；晶面间距的计算；极射投影的应用；倒易点阵。

第2章 固体材料的结构

知识点：金属的晶体结构；固溶体结构；中间相；离子晶体结构；共价晶体结构；准晶态结构；非晶态结构；新型材料结构。

重 点：金属的晶体结构特点；固溶体类型及固溶度影响因素；中间相类型；典型的离子晶体结构；硅酸盐的晶体结构；金刚石晶体结构；非晶态结构的特征。

难 点：典型的金属晶体和离子晶体点阵常数与原子半径关系计算、致密度的计算、硅酸盐晶体的结构特征。

第3章 晶体缺陷

知识点：点缺陷；位错的结构、位错的运动、位错的应力场；位错与晶体缺陷的相互作用；层错；超位错；复杂位错组态；位错的增殖、塞积与交割；实际晶体中的位错。晶体表面；界面结构；晶界能量；晶界平衡偏析；晶界迁移；相界面；界面能与显微组织形貌。

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。晶界结构与性质，相界结构与性质，界面能量。

难 点：位错的概念；位错反应；实际晶体中的位错；晶界结构。

• 课程资源

《材料科学基础（第2版）》开通了有数字资源的下载，其中包含《材料科学基础（第2版）》（各章知识点）（教学大纲）、《材料科学基础（第2版）》（测验题及其参考答案）、《材料科学基础（第2版）》（多媒体电子课件）（PPT课件） 。

教材：

胡赓祥. 蔡珣. 材料科学基础(第三版). 上海交通大学出版社, 2011.

参考资料：

[1] 靳正国. 材料科学基础. 天津大学出版社, 2006.

[2] 余永宁. 材料科学基础. 高等教育出版社, 2012.

[3] 潘金生等. 材料科学基础. 清华大学出版社, 2011.

[4] 蔡珣, 戎咏华. 材料科学基础辅导与习题. 上海交通大学大学出版社, 2008.

[5] 石德珂. 材料科学基础. 机械工业出版社, 2003.

[6] Schaffer, James P Saxena. The Science and Design of Engineering Materials. 高等教育出版社, 2003.