1、“材料科學導論”課程教學大綱 英文名稱： Introduction to Materials Science and Engineering 課程編號： 2578180課程類型：學科基礎必修課 學時： 32 學分： 2.0 面向對象：材料類本科一年級學生 先修課程：大學物理、高等數學、工程力學 一、課程性質和目的（任務） 材料科學導論是面向材料學院一年級本科生開設的專業基礎必修課。其目的是使學生了解材料科學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。以材料“四要素”及其相互關系為中心，使學生建立從材料設計、組織控制、制備加工到性能評價與工程應用的概念體系，在掌握材料共性規律與

2、特點的基礎上，使學生理解材料科學與工程內涵，學會分析材料問題的方法。以案例的形式，介紹典型金屬、無機非金屬結構與功能材料的研究規律，強化學生對“四要素”的理解。 二、課程教學內容及要求 本課程的主要內容： 第一章 緒論 1.1 材料的定義與分類 2 1.2 材料在人類社會發展進程中的地位和作用 1 材料是人類文明進步的里程碑 材料是經濟和社會發展的基礎和先導 .1 新材料是工業革命和產業發展的先導 .2 新材料是社會現代化的先導 1) 21 世紀重點發展的高技術領域的進展和趨勢 2) 新材料技術是高技術發展的基礎 .3 新材料技術是一切工業發展的關鍵共性基礎 1.3 材料科學與工程的形成和發展

3、 3 美國材料科學與工程的形成與發展 我國材料學科的改革與發展 第二章 材料“四要素”是材料研究與應用的共性基礎 2.1 什么是材料的“四要素”？ 1 材料的性質 .1 材料的主要力學性質：強度、硬度、剛度、塑性、韌性。 .2 材料的主要物理性質：電學、磁學、光學、熱學性質。 .3 材料性質與其他要素之間的關系 材料的成分結構 .1 材料成分結構的分類 .2 材料結構的特點 1 ）多尺度效應從微觀、介觀到宏觀 2 ）有序與無序 3 ）穩定性 4 ）材料中的缺陷 5 ）材料的表面和界面 .3 材料成分結構的表征方法 .4 材料成分結構數據庫 .5 材料成分結構與其它要素的關系 材料的制備與加工

4、.1 什么是材料制備與加工？ .2 材料制備與加工的主要內容 .3 材料制備加工與其它要素的關系 .4 材料制備加工的主要發展方向 材料的性能與應用 .1 什么是材料性能？ .2 材料使用性能與材料性質的內在聯系與區別 .3 材料使用性能的設計與實際應用 .4 材料使用性能與其他要素之間的關系 .5 材料與環境的關系 2.2 材料研究手段和方法 3 試驗手段 材料設計 2.3 材料“四要素”在實際應用中的典型案例分析 2 鋼鐵材料 鋁合金材料 第三章 結構材料 3. 1 鋼鐵材料 2 3. 2 有色金屬材料 2 3. 3 陶瓷材料 2 3. 4 玻璃材料 2 3.5 水泥材料 2 3.6 高分

5、子材料 2 3.7 復合材料 2 第四章 功能材料 4.1 超導材料 2 4.2 納米材料 2 4.3 能源材料 2 4.4 熱電材料 2 4.5 功能陶瓷材料 2 4.6 功能高分子材料 2 4.7 生物材料 2 第五章 國內外材料領域發展新動向及戰略部署 5.1 經濟和社會發展對材料科技的重大需求 3 5.2 世界前沿科技領域的發展動向 2 5.3 世界新材料技術發展態勢 1 納米科技研發形成國際浪潮 新型結構材料應用廣泛，發展前景樂觀 新型功能材料及其應用技術面臨新的突破 計算材料學的快速發展 5.2 主要國家材料領域的戰略部署 2 發達國家的發展重點和戰略部署 我國材料領域的發展重點和

6、戰略部署 注： 1 ：掌握； 2 ：理解； 3 ：了解；：自學或粗講。 三、課程教學要求 教學環節主要包括課堂講授和考試。課堂講授教學方法以多媒體授課為主要形式，采用理論聯系實際的教學方法，結合具體的案例來進行教學。為了使學生能更好地掌握材料“四要素”的知識，有必要在教學過程中采用課堂提問、討論、指定或推薦教學參考書等主要方法進行教學。 本課程作業布置的主要目的是使學生理解材料科學與工程內涵，學會分析材料問題的方法，結合具體的案例強化對材料“四要素”的理解。作業數量：第二章， 1 題；第三、四章， 1 題。 本課程的考試形式為閉卷筆試。 四、實踐環節 本課程未安排實踐環節。 五、本課程與其它課

7、程的聯系與分工 本課程是在大學物理、高等數學、工程力學等先修課的基礎上開設的，先修課所講授的數學、力學等知識是本課程講授材料“四要素”的基礎知識。 本課程的教學內容著重于材料科學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和材料“四要素”及其相互關系，使學生理解材料科學與工程內涵，學會分析材料問題的方法，為后續的材料科學基礎、材料工程基礎、材料現代分析方法等課程打下堅實的基礎， 使學生的知識結構與前后知識的學習產生更合理的互補性。 六、使用教材及參考書： 使用教材： 材料科學概論，許并社主編，北京工業大學出版社， 2002.5 參考書： 1. 材料科學導論，馮端、師昌緒等主編，化學工業出版社， 2002.5 2. 材料科學基礎，張鈞林等，化學工業出版社， 2006 3. 工程材料科學與設計， James P. Schaffer 等著，機械工業出版社， 20024. 90 年代的材料科學與材料工程，美國國家研究委員會著，航空工業出版社， 1992.5 5. 兩院咨詢報告中國材料發展現狀及邁入新世紀對策，李恒德、師昌緒主編，山東科