课程简介
西安建筑科技大学材料学院的《材料科学基础》课程是首批认定的国家一流本科课程，是材料科学与工程专业（含卓越班）、功能材料专业、资源循环科学与工程等专业的重要的学科基础课之一，属于专业基础课，是材料类本科生的必修课程。课程共64学时/4学分。课程先修课程主要有：高等数学、大学物理、无机化学、物理化学，等。
课程是在突出无机非金属材料原理的基础上，兼顾金属材料，主要从一级学科层次阐述材料的组成与结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程各要素之间的相互关系及其制约规律。在教学内容方面侧重基本知识、基本理论和基本理论运用的讲解，注重从微观层面阐明材料生产过程中所涉及到的组成、结构、表面与界面、相变化、扩散、固相反应、烧结等基本理论。
课程内容共十章，120个知识点，视频总时长约880分钟，由四位老师主讲。在课程学习上，为提升学生的学习效果，提高学生分析解决问题的能力，除安排视频学习外，每个视频配有随堂测验与练习；课程共安排有十次单元测验与两次互评作业，作业及测验题型包括选择题、判断题，简答题与分析题等。在课程学习结束后，安排有期末考试。同时，将安排讨论答疑区，学生在学习过程中有问题可以随时和老师互动答疑；在讨论区，由主讲教师发布与视频内容相关的讨论话题，引导学生复习巩固所学的内容。
通过本课程的理论知识学习，结合典型无机材料制备的案例分析，使学生掌握晶体结构、结构缺陷、表面与界面、相平衡与相图、扩散、固相反应、相变、烧结等方面的基础理论知识与原理，全面理解材料科学中的共性规律。通过科学思维方法的训练，培养学生运用科学原理解决材料科学与工程领域复杂工程问题的能力。为将来从事材料设计及研发工作奠定必要的基础。
课程大纲
绪论
0.1 材料的定义与分类
0.2 材料的地位与作用
0.3 材料科学与工程的内涵
结晶学基础
1.1.1 晶体的基本概念与性质
1.2.1 晶体的宏观对称性
1.2.2 晶体的对称分类
1.3.1 十四种布拉维点阵
1.3.2 晶面符号
1.3.3 晶向符号
第1章单元测验
晶体结构（一）——晶体化学基础
2.1.1 球体堆积（上）
2.1.2 球体堆积（下）
2.1.3 球体紧密堆积中的空隙
2.1.4 配位数与配位多面体
2.1.5 鲍林规则及其应用
晶体结构（二）——单质晶体结构
2.2.1 金属的典型晶体结构
2.2.2 金属的多晶型性
2.2.3 金刚石的晶体结构
2.2.4 石墨的晶体结构
晶体结构（三）——典型无机化合物的晶体结构
2.3.1 NaCl型无机化合物晶体结构分析
2.3.2 CsCl型无机化合物晶体结构分析
2.3.3 β-ZnS型无机化合物晶体结构分析
2.3.4 α-ZnS型无机化合物晶体结构分析
2.3.5 萤石型晶体结构分析
2.3.6 金红石型晶体结构分析
2.3.7 刚玉晶体结构分析
2.3.8 ABO3型无机化合物晶体结构分析
2.3.9 AB2O4型无机化合物晶体结构分析
晶体结构（四）——硅酸盐晶体结构
2.4.1 硅酸盐晶体结构特点
2.4.2 岛状结构硅酸盐晶体结构分析
2.4.3 组群状结构硅酸盐晶体结构分析
2.4.4 链状结构硅酸盐晶体结构分析
2.4.5 层状结构硅酸盐晶体结构分析
2.4.6 架状结构硅酸盐晶体结构分析
第1次作业
第2章单元测验
晶体结构缺陷（一）
3.1.1 晶体结构缺陷概述
3.1.2 点缺陷分类
3.1.3 缺陷反应方程式的写法
3.2.1 固溶体的概念与分类
3.2.2 置换型固溶体固溶度影响因素
3.2.3 组分缺陷
3.2.4 填隙型固溶体
3.2.5 形成固溶体对晶体性质的影响
3.3.1 非化学计量化合物
晶体结构缺陷（二）
3.4.1 位错的概念与类型
3.4.2 位错的伯格斯矢量
3.4.3 位错运动
3.5.1 晶界与堆积层错
3.5.2 相界
第3章单元测验
熔融体与玻璃体的结构与性质
4.1.1 对熔体结构的一般认识
4.1.2 硅酸盐熔体的结构
4.2.1 熔体的黏度
4.2.2 熔体的表面张力与表面能
4.2.3 玻璃的通性
4.2.4 玻璃的结构学说
第4章单元测验
固体的表面与界面
5.1.1 固体的表面特征与表面类型
5.1.2 固体的表面结构
5.1.3 固体的表面能
5.2.1 弯曲表面效应
5.2.2 润湿与黏附
5.2.3 多晶体的晶界构型
5.3.1 黏土的荷电性
5.3.2 黏土的离子吸附与交换
5.3.3 黏土胶体的电动性质
5.3.4 黏土-水系统胶体性质
第5章单元测验
相平衡与相图（一）
6.1.1 相平衡基本概念
6.1.2 吉布斯相律
6.2.1 水的单元系统相图
6.2.2 具有同质多晶转变的单元系统相图
6.2.3 SiO2系统相图
相平衡与相图（二）
6.3.1 二元系统相图的组成表示办法与杠杆规则
6.3.2 具有一个低共熔点的二元系统相图
6.3.3 生成一致熔融化合物、有化合物形成与分解的二元系统相图
6.3.4 生成一个不一致熔融化合物的二元系统相图
6.3.5 形成固溶体的二元系统相图
6.3.6 具有液相分层的二元系统相图
6.3.7 CaO-SiO2系统相图，Al2O3-SiO2系统相图、MgO-SiO2系统相图
相平衡与相图（三）
6.4.1 三元系统组成表示方法与浓度三角形性质
6.4.2 三元系统相图的构成要素
6.4.3 判读三元相图的几条重要规则
6.4.4 有一个低共熔点的三元系统相图
6.4.5 生成一个一致熔融化合物的三元系统相图
6.4.6 生成一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图
6.4.7 生成一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图
6.4.8 有化合物生成与分解的三元系统相图
6.4.9 具有多晶转变的三元系统相图
6.5.1 CaO-Al2O3-SiO2系统相图
6.5.2 MgO-Al2O3-SiO2系统相图
第6章单元测验
材料中的扩散
7.1.1 菲克扩散定律
7.2.1 扩散系数的物理意义及扩散推动力
7.3.1 扩散的微观机制
7.4.1 影响扩散的因素
第7章单元测验
材料中的固相反应
8.1.1 固相反应概述
8.2.1 固相反应机理
8.3.1 固相反应一般动力学关系
8.3.2 由化学反应速率所控制的动力学关系
8.3.3 抛物线型速率方程
8.3.4 杨德尔方程
8.3.5金斯特林格方程（上）
8.3.6 金斯特林格方程（下）
8.4.1 影响固相反应的因素（上）
8.4.2 影响固相反应的因素（下）
第8章单元测验
材料中的相变
9.1.1 相变的分类
9.2.1 相变的条件
9.2.2 晶核形成过程
9.2.3 成核速率
9.2.4 晶体生长速率
9.2.5 总的结晶速率
9.2.6 析晶过程
第9章单元测验
材料的烧结
10.1.1 烧结概述
10.2.1 烧结推动力
10.2.2 烧结传质机理
10.3.1 烧结模型
10.3.2 烧结初期特征与动力学关系
10.3.3 烧结中、后期动力学关系
10.4.1 液相烧结特点
10.4.2 溶解-沉淀传质动力学关系
10.4.3 黏性或塑性流动传质烧结的动力学关系
10.4.4 各种烧结传质机理的比较
10.5.1 晶粒生长
10.5.2 二次再结晶
10.6.1 影响烧结的因素
第2次作业 第10章单元测验
期末考试
0.1 材料的定义与分类
0.2 材料的地位与作用
0.3 材料科学与工程的内涵
结晶学基础
1.1.1 晶体的基本概念与性质
1.2.1 晶体的宏观对称性
1.2.2 晶体的对称分类
1.3.1 十四种布拉维点阵
1.3.2 晶面符号
1.3.3 晶向符号
第1章单元测验
晶体结构（一）——晶体化学基础
2.1.1 球体堆积（上）
2.1.2 球体堆积（下）
2.1.3 球体紧密堆积中的空隙
2.1.4 配位数与配位多面体
2.1.5 鲍林规则及其应用
晶体结构（二）——单质晶体结构
2.2.1 金属的典型晶体结构
2.2.2 金属的多晶型性
2.2.3 金刚石的晶体结构
2.2.4 石墨的晶体结构
晶体结构（三）——典型无机化合物的晶体结构
2.3.1 NaCl型无机化合物晶体结构分析
2.3.2 CsCl型无机化合物晶体结构分析
2.3.3 β-ZnS型无机化合物晶体结构分析
2.3.4 α-ZnS型无机化合物晶体结构分析
2.3.5 萤石型晶体结构分析
2.3.6 金红石型晶体结构分析
2.3.7 刚玉晶体结构分析
2.3.8 ABO3型无机化合物晶体结构分析
2.3.9 AB2O4型无机化合物晶体结构分析
晶体结构（四）——硅酸盐晶体结构
2.4.1 硅酸盐晶体结构特点
2.4.2 岛状结构硅酸盐晶体结构分析
2.4.3 组群状结构硅酸盐晶体结构分析
2.4.4 链状结构硅酸盐晶体结构分析
2.4.5 层状结构硅酸盐晶体结构分析
2.4.6 架状结构硅酸盐晶体结构分析
第1次作业
第2章单元测验
晶体结构缺陷（一）
3.1.1 晶体结构缺陷概述
3.1.2 点缺陷分类
3.1.3 缺陷反应方程式的写法
3.2.1 固溶体的概念与分类
3.2.2 置换型固溶体固溶度影响因素
3.2.3 组分缺陷
3.2.4 填隙型固溶体
3.2.5 形成固溶体对晶体性质的影响
3.3.1 非化学计量化合物
晶体结构缺陷（二）
3.4.1 位错的概念与类型
3.4.2 位错的伯格斯矢量
3.4.3 位错运动
3.5.1 晶界与堆积层错
3.5.2 相界
第3章单元测验
熔融体与玻璃体的结构与性质
4.1.1 对熔体结构的一般认识
4.1.2 硅酸盐熔体的结构
4.2.1 熔体的黏度
4.2.2 熔体的表面张力与表面能
4.2.3 玻璃的通性
4.2.4 玻璃的结构学说
第4章单元测验
固体的表面与界面
5.1.1 固体的表面特征与表面类型
5.1.2 固体的表面结构
5.1.3 固体的表面能
5.2.1 弯曲表面效应
5.2.2 润湿与黏附
5.2.3 多晶体的晶界构型
5.3.1 黏土的荷电性
5.3.2 黏土的离子吸附与交换
5.3.3 黏土胶体的电动性质
5.3.4 黏土-水系统胶体性质
第5章单元测验
相平衡与相图（一）
6.1.1 相平衡基本概念
6.1.2 吉布斯相律
6.2.1 水的单元系统相图
6.2.2 具有同质多晶转变的单元系统相图
6.2.3 SiO2系统相图
相平衡与相图（二）
6.3.1 二元系统相图的组成表示办法与杠杆规则
6.3.2 具有一个低共熔点的二元系统相图
6.3.3 生成一致熔融化合物、有化合物形成与分解的二元系统相图
6.3.4 生成一个不一致熔融化合物的二元系统相图
6.3.5 形成固溶体的二元系统相图
6.3.6 具有液相分层的二元系统相图
6.3.7 CaO-SiO2系统相图，Al2O3-SiO2系统相图、MgO-SiO2系统相图
相平衡与相图（三）
6.4.1 三元系统组成表示方法与浓度三角形性质
6.4.2 三元系统相图的构成要素
6.4.3 判读三元相图的几条重要规则
6.4.4 有一个低共熔点的三元系统相图
6.4.5 生成一个一致熔融化合物的三元系统相图
6.4.6 生成一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图
6.4.7 生成一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图
6.4.8 有化合物生成与分解的三元系统相图
6.4.9 具有多晶转变的三元系统相图
6.5.1 CaO-Al2O3-SiO2系统相图
6.5.2 MgO-Al2O3-SiO2系统相图
第6章单元测验
材料中的扩散
7.1.1 菲克扩散定律
7.2.1 扩散系数的物理意义及扩散推动力
7.3.1 扩散的微观机制
7.4.1 影响扩散的因素
第7章单元测验
材料中的固相反应
8.1.1 固相反应概述
8.2.1 固相反应机理
8.3.1 固相反应一般动力学关系
8.3.2 由化学反应速率所控制的动力学关系
8.3.3 抛物线型速率方程
8.3.4 杨德尔方程
8.3.5金斯特林格方程（上）
8.3.6 金斯特林格方程（下）
8.4.1 影响固相反应的因素（上）
8.4.2 影响固相反应的因素（下）
第8章单元测验
材料中的相变
9.1.1 相变的分类
9.2.1 相变的条件
9.2.2 晶核形成过程
9.2.3 成核速率
9.2.4 晶体生长速率
9.2.5 总的结晶速率
9.2.6 析晶过程
第9章单元测验
材料的烧结
10.1.1 烧结概述
10.2.1 烧结推动力
10.2.2 烧结传质机理
10.3.1 烧结模型
10.3.2 烧结初期特征与动力学关系
10.3.3 烧结中、后期动力学关系
10.4.1 液相烧结特点
10.4.2 溶解-沉淀传质动力学关系
10.4.3 黏性或塑性流动传质烧结的动力学关系
10.4.4 各种烧结传质机理的比较
10.5.1 晶粒生长
10.5.2 二次再结晶
10.6.1 影响烧结的因素
第2次作业 第10章单元测验
期末考试