《材料科學與工程基礎2》課程教學大綱一、基本信息中文名稱:材料科學與工程基礎（2）英文名稱：FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering（2）課程代碼：19043202課程性質：專業基礎課學分：2.5總學時：40（其中理論：40實驗：0上機：0實踐：0）適用學院及專業：材料科學與工程學院高分子材料與工程專業先修課程：高等數學A、大學物理B、無機與分析化學、物理化學B開課單位：材料科學與工程學院材料化學系二、課程地位與作用本課程是高分子材料與工程專業的專業基礎課程。與高分子物理、高分子化學、高分子材料研究方法、材料化工基礎等共同構成高分子材料與工程專業學生的專業基礎知識體系。該課程是學生學習高分子材料與工程專業其他專業課的基礎，也是今后從事材料研究與制備工作的基礎。三、課程教學目標本課程支撐畢業要求指標點1.3、2.1、3.1學生通過該課程的學習，堅定理想信念，厚植愛國主義情懷，崇尚科學創新，踐行工匠精神，達到立德樹人的育人目標。通過掌握材料的組成、結構、性能及設備和加工等知識，使其具備初步分析材料結構、簡單設計材料制備工藝的能力，為今后專業學習提供理論基礎。通過本課程的學習，學生應具備以下能力：課程目標1：掌握高分子材料與工程專業知識，包括固溶體、晶體學等基本概念、理解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的基本制備方法及原理等知識。（支撐畢業要求指標點1.3）課程目標2：掌握材料科學的基本理論和分析方法。包括利用位錯滑移和攀移的規律分析材料的結構產生原因；利用堆積系數的計算方法分析材料的致密程度；使用晶向指數、晶面指數能夠標定晶向、晶面等。（支撐畢業要求指標點2.1）課程目標3：能夠利用高分子材料的基本制備方法及原理，初步提出合理的聚合物材料設計方案。（支撐畢業要求指標點3.1）課程教學目標與畢業要求的關系矩陣教學目標畢業要求指標點教學方式考核方式目標11.3掌握工程基礎知識，并能針對高分子材料相關工程問題進行分析與設計。課堂講授、典型案例分析、課后答疑、課后討論、上網查閱相關資料和課程作業課程期末考試課程作業目標22.1掌握數學、自然科學和工程科學的基礎理論和分析方法，具有較強的計算和數據處理、分析能力。課堂講授、典型案例分析、課后答疑、課后討論、上網查閱相關資料和課程作業課程期末考試課程作業目標33.1掌握高分子材料加工的基礎知識，能夠對高分子材料的設計和加工等環節提出合理的設計方案。課堂講授、典型案例分析課程作業四、主要教學內容第1章材料結構基礎（10學時,支撐畢業要求指標點1.3、2.1）教學要求：了解材料結構的含義；了解固體表面的特性；了解固體擴散的宏觀規律及擴散的微觀機制。理解共價鍵、離子鍵、金屬鍵、范德華鍵、氫鍵的特點；理解雜化軌道、分子軌道理論及費米能級和能帶的概念；理解線缺陷的概念，固溶體、中間相的基本概念；晶體缺陷的分類及特點，點缺陷的分類。掌握晶體學基本概念，并能夠使用晶向指數、晶面指數標定晶向、晶面，給出晶向指數、晶面指數能夠畫出對應的晶向、晶面；掌握熱缺陷與雜質缺陷的區別，位錯的分類，位錯滑移和攀移的規律；掌握表界面，表面張力和表面自由能的基本概念。重點：晶向指數、晶面指數；位錯。難點：柏格斯矢量的確定第2章材料組成與結構（10學時，支撐畢業要求指標點1.3、3.1）教學要求：了解材料和組成的基本內容；理解聚合物的組成和結構的基本特征；理解金屬材料、合金材料的組成和結構；理解無機非金屬材料中的簡單晶體結構，非晶體結構，及陶瓷和碳化合物的組成和結構；掌握復合材料的定義、組成、結構及界面。重點：復合材料的組成好結構難點：復合材料的界面第3章材料的性能（6學時,支撐畢業要求指標點1.3、3.1）教學要求：了解復合材料的性能；了解納米材料及效應。理解材料的電學性能、磁學性能、光學性能相關的基本概念及特性；掌握固體材料的力學性能、熱性能的基本概念及特性；掌握材料的耐腐蝕性。重點與難點：固體材料的力學性能、熱性能第4章材料的制備及加工（6學時,支撐畢業要求指標點1.3、3.1）教學要求：理解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的基本制備方法及原理；掌握金屬材料的加工工藝性和聚合物的成型加工特性及成型加工方法。重點：聚合物的成型加工特性及成型加工方法。難點：金屬材料的加工工藝性第5章高分子材料（4學時，支撐畢業要求指標點1.3、3.1）教學要求：了解高分子合金的相容性，了解熱塑性塑料、工程塑料及熱固性塑料的基本組成、制備及應用；理解橡膠的結構及性能，天然纖維和合成纖維的基本概念及性能，膠粘劑、涂料的的基本概念及應用；理解吸附性高分子材料、高分子功能膜材料的概念；掌握螯合樹脂、離子交換樹脂的吸附機理；掌握膜分離機理。舉例說明材料發展的歷程，突出創新精神助力中國發展，通過科學家的科學精神厚置愛國主義情懷。重點：螯合樹脂、離子交換樹脂的吸附機理第6章金屬材料（2學時，支撐畢業要求指標點1.3）教學要求：了解金屬材料結構與性能之間的關系；了解超耐熱合金、超低溫合金、超塑合金、非晶態金屬材料的基本概念，理解形狀記憶合金的概念及形狀記憶效應機理，儲氫合金概念及儲氫原理。重點及難點：狀記憶合金的形狀記憶效應機理第7章無機非金屬材料（2學時，支撐畢業要求指標點1.3）教學要求：了解無機非金屬材料的分類和特點；理解水泥與玻璃、陶瓷、半導體材料和超導材料的基本概念。重點：半導體材料和超導材料。難點：超導現象及臨界條件。五、教學方法課堂講授、翻轉課堂、課堂討論、作業、考試等多種形式進行，通過典型案例將課程思政融入課程當中。六、課程考核和成績評定方式課程考核：采用閉卷和平時考核方式結合，考試成績占70%，平時考核（平時作業）占30%。七、教材及參考文獻1、教材顧怡，趙長生，材料科學與工程基礎（第二版），北京，化學工業出版社，20112、主要參考教材和參考文獻[1]胡庚祥，蔡珣，戎詠華，材料科學基礎（第二版），上海，上海交通大學出版社，2006[2]曾兆華，楊建文，材料化