材料科学基础
材料科学基础
1000+ 人选课
更新日期:2025/04/24
开课平台学银在线
开课高校四川轻化工大学
开课教师崔学军罗松袁力齐玉明罗昌森罗宏
学科专业工学材料类
开课时间2025/02/17 - 2025/07/17
课程周期22 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

《材料科学基础》是研究材料结构、制备、性能和使役行为之间关系和变化规律的一门应用基础学科,是材料类专业最重要的专业基础课程。重点以金属材料为对象,以知识点短视频讲授为主,从材料的基本现象、基本概念、基本规律、基本理论出发,注重知识的基础性、系统性、前沿性,并尽可能与工程实际应用相联系。

第1章 绪论:共1讲,概述材料科学的重要地位、材料科学与工程的内涵及研究对象、材料的分类、材料性能与结构的关系等。

第2章 材料结构的基本知识:共4讲,学习原子结构模型、核外电子排布、原子结合键、原子的电离能、电子亲和能及原子的电负性等。

第3章 材料中的晶体结构:共6讲,学习晶体学基础知识、晶体化学、纯金属晶体结构、合金晶体结构和陶瓷晶体结构等。

第4章 晶体缺陷:共7讲,学习点缺陷、位错的特征、位错性质与行为、实际晶体中的位错、面缺陷等。

第5章 材料的相结构及相图:共20讲,学习相图基础知识和合金平衡/非平衡凝固过程,包括典型二元合金相图、铁-碳合金相图、三元相图等。

第6章 凝固与结晶:共4讲,学习晶体材料的液态结构、结晶热力学条件和驱动力、结晶过程、形核方式、晶体长大驱动力和动力学条件、液-固界面结构对晶体长大机理和生长形态影响等。

第7章 固体中的扩散:共2讲,学习固体扩散基本理论,Fick 第一定律和第二定律的表达式及各参数物理意义及其应用,扩散机制与柯肯达尔效应,扩散影响因素及扩散驱动力。

第8章 材料的变形与再结晶:共6讲,学习滑移及孪晶变形的微观机制;位错的交割、位错的反应、位错的增殖原理;固溶强化、柯垂尔气团及第二相强化;回复、再结晶及晶粒长大等。

课程大纲

绪论

  • 1.1 绪论

第二章 材料结构的基本知识

  • 2.1 本章知识构架
  • 2.2 原子结构模型
  • 2.3 核外电子排布
  • 2.4 原子的电离能、电子亲和能及电负性
  • 2.5 结合键
  • 2.6 第二章 单元测验

第三章 材料中的晶体结构

  • 3.1 本章知识构架
  • 3.2 晶系与布拉菲点阵
  • 3.3 晶相指数和晶面指数
  • 3.4 晶体化学
  • 3.5 纯金属晶体结构
  • 3.6 合金晶体结构
  • 3.7 陶瓷晶体结构
  • 3.8 第三章 单元测验

第四章 晶体缺陷

  • 4.1 本章知识构架
  • 4.2 点缺陷
  • 4.3 位错的发现及其类型
  • 4.4 柏氏矢量
  • 4.5 位错运动
  • 4.6 位错的应力场
  • 4.7 实际晶体中的位错
  • 4.8 面缺陷
  • 4.9 第四章 单元测验

第五章 材料的相结构及相图

  • 5.1 本章知识构架
  • 5.2 相图的基本知识-组元、相与组织
  • 5.3 相图的基本知识-相图与相律
  • 5.4 二元匀晶相图-平衡结晶过程
  • 5.5 二元匀晶相图-杠杆定律及应用
  • 5.6 二元匀晶相图-非平衡凝固过程
  • 5.7 二元共晶相图-平衡结晶过程
  • 5.8 二元共晶相图-杠杆定律在共晶相图中的应用
  • 5.9 二元共晶相图-非平衡凝固及其组织
  • 5.10 二元包晶相图-包晶系合金的平衡凝固过程
  • 5.11 其他类型二元相图
  • 5.12 铁碳合金-铁碳合金的基本知识
  • 5.13 铁碳合金-铁碳相图分析
  • 5.14 铁碳合金-工业纯铁的平衡凝固过程
  • 5.15 铁碳合金-钢的平衡凝固过程
  • 5.16 铁碳合金-铸铁的平衡凝固过程
  • 5.17 三元相图的表示方法
  • 5.18 三元相图中的基本法则
  • 5.19 三元匀晶相图
  • 5.20 三元共晶相图的认识
  • 5.21 三元共晶相图平衡结晶过程
  • 5.22 第五章 单元测验

第六章 材料的凝固与气相沉积

  • 6.1 本章知识构架
  • 6.2 结晶的基本规律
  • 6.3 均匀形核
  • 6.4 非均匀形核
  • 6.5 晶体生长
  • 6.6 第六章 单元测验

第七章 扩散与固态相变

  • 7.1 本章知识构架
  • 7.2 扩散现象及扩散机制
  • 7.3 扩散的影响因素
  • 7.4 第七章 单元测验

第八章 材料的变形与断裂

  • 8.1 本章知识构架
  • 8.2 滑移及晶格阻力
  • 8.3 滑移系及孪晶变形
  • 8.4 临界分切应力及晶体的转动
  • 8.5 晶体位向与细晶强化
  • 8.6 位错的交割、反应与增殖
  • 8.7 固溶强化、柯垂耳气团及第二相强化
  • 8.8 回复、再结晶及晶粒长大
  • 8.9 第八章 单元测验