材料学概论

《材料学概论》以高新技术应用为重点,采用图文并茂的方式,介绍各类材料。突出成分,组织结构,合成加工,性能功能价格比之间的关系。

清华大学

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  • 分类: 工程
  • 平台: 学堂在线
  • 语言: 中文

课程简介

本课程是材料学科的专业概论课。目的是使学生全面概括的了解材料科学。

课程的覆盖面较宽,主要介绍各类材料体系的结构与性能,生产制备,科研和应用的概况以及材料的发展历史,目前状况和发展趋势等。各章节除介绍有关材料的基本知识外,还将反映该领域的新成果、新发展及其在新技术中的应用,用必要的例子生动地描述出该领域的基本情况、动态和趋势。这不是传统的导论课,而是一种照顾到学生现有水平的材料科学与工程的系列纵横谈,同时又是材料科学的学生刚跨入这一领域时的一次具体、深入的专业介绍。通过该课程的学习,同学们能够了解这一领域的版图和前景,掌握材料科学研究的若干方法。

本课程以《材料学概论》和《创新材料学》作为主要教材,系统鸟瞰学科概况。横向讨论绪论、元素周期表、金属、粉体、玻璃、陶瓷、聚合物、磁性材料、薄膜材料等相关内容,说明每一类材料从原料到成品的全过程、相关性能及应用。纵横交叉,旁及上下左右,共涉及百余个重要知识点,全面且简明扼要地介绍各类材料的新进展、新性能、新应用,力求深入浅出,通俗易懂。千方百计使知识新起来、动起来、活起来,做到有声有色,栩栩如生。力图以快捷、形象的方式把读者领入材料学知识的浩瀚海洋。

课程章节

第1讲 材料的支柱和先导作用
1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
1.2 材料的作用
1.3 材料科学与工程四面体
1.4 材料与创新
本讲作业

第2讲 材料就在元素周期表中(一)
2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
2.2 元素周期表反映元素的规律性
2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
本讲作业

第3讲 材料就在元素周期表中(二)
3.1 材料性能与组织结构的关系
3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
本讲作业

第4讲 金属及合金材料(一)
4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
4.2 金属材料的组织结构
4.3 铸锭及其组织
本讲作业

第5讲 金属及合金材料(二)
5.1 金属材料的加工
5.2 钢材的热处理
5.3 钢的强化机制
本讲作业

第6讲 粉体及纳米材料
6.1 粉体材料的性能
6.2 粉体的加工与处理
6.3 粉体的应用
6.4 纳米材料
本讲作业

第7讲 陶瓷及陶瓷材料
7.1 陶瓷材料的定义和分类
7.2 坯体成型
7.3 陶瓷烧结
7.4 陶瓷材料的结构
7.5 结构陶瓷
7.6 功能陶瓷
本讲练习

第8讲 玻璃材料及玻璃的应用
8.1 玻璃的发展简史
8.2 玻璃的定义和特征
8.3 玻璃的加工
8.1-8.3 小节练习
8.4 建筑及高铁用玻璃
8.5 高技术玻璃
本讲练习

第9讲 高分子及聚合物材料(一)
9.1 何谓高分子和聚合物
9.2 聚合物的合成
9.3 从结构层次看聚合物
本讲练习

第10讲 高分子及聚合物材料(二)
10.1 高分子材料性能与加工
10.2 人造纤维
10.3 胶粘剂和涂料

第11讲 复合材料和生物材料
11.1 复合材料的定义和分类
11.2 增强材料和基体材料
11.3 复合材料的应用
11.4 天然复合材料
11.5 生物材料

第12讲 磁性及磁性材料
12.1 磁性的来源
12.2 磁性材料的分类
12.3 磁畴和磁滞回线
12.4 软磁材料与硬磁材料

第13讲 薄膜技术及薄膜制备技术
13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
13.2 薄膜制备——PVD法
13.3 薄膜制备——CVD法
13.4 薄膜的加工
13.5 薄膜材料的应用

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