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材料科学基础
第13次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 5小时每周
进行至第8周,共19周 已有 912 人参加
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课程详情
课程评价(77)
spContent=上海交通大学“材料科学基础”课程历史悠久,在首批国家精品课程评选中被列入“2003年度国家精品课程”。本课程从教学要求出发,着重于材料科学的基本概念和基础理论,适当地掌握内容的深度和广度,要求科学性、先进性和实用性,并引导学生应用理论于解决材料工程的实际问题。
上海交通大学“材料科学基础”课程历史悠久,在首批国家精品课程评选中被列入“2003年度国家精品课程”。本课程从教学要求出发,着重于材料科学的基本概念和基础理论,适当地掌握内容的深度和广度,要求科学性、先进性和实用性,并引导学生应用理论于解决材料工程的实际问题。
—— 课程团队
课程概述

《材料科学基础》是材料类和冶金类专业的一门主干课,也是该专业的主要技术基础课。通过讲课、实验、课堂讨论和课外实践等各个教学环节,将金属学、陶瓷学和高分子物理的基础理论融合为一体,以研究材料共性规律,注重于材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的内在联系,指导材料的设计和应用,并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。

授课目标

《材料科学基础》的课程目标:

1.了解自然科学与工程技术的基础知识和前沿知识;

2. 掌握包括材料组织结构、性能、表征、加工四要素的材料研究系统知识;

3.培养学生发现、分析和解决问题的能力,培养终生学习的能力;

4.厚植爱国情怀,培养学生刻苦务实、意志坚强,努力拼搏、敢为人先的品格;

5.培养学生清晰思考和用语言文字准确表达的能力。

课程大纲
第一章 固体结构
1.1 原子间键合
1.2 空间点阵
1.3 晶向指数与晶面指数
1.4 晶面间距
1.5 金属的晶体结构
1.6 固溶体
1.7 中间相
1.8 离子晶体
1.9 共价晶体
第二章 晶体缺陷
2.1 点缺陷
2.2 位错概念
2.3 位错的柏氏矢量
2.4 位错的运动
2.5 位错的弹性性质
2.6 位错的生成与增殖
2.7 晶体结构中的位错
2.8 表面与界面
第三章 固体中原子及分子的运动
3.1 菲克定律
3.2 扩散方程的解
3.3 柯肯达尔效应与扩散的原子机制
3.4 扩散系数与浓度相关的解—俣野面
3.5 扩散的热力学分析—上坡扩散
3.6 原子跳跃与扩散系数
3.7 无规则行走与扩散距离
3.8 反应扩散
3.9 离子晶体中的扩散
3.10 高分子的分子运动
第四章 材料的形变和再结晶
4.1 材料的弹性变形及物理本质
4.2 材料弹性的不完整性及粘弹性
4.3 单晶体的塑性变形——滑移
4.4 单晶体的塑性变形——孪生及扭折
4.5 多晶体的塑性变形
4.6 合金的塑性变形
4.7 塑性(冷)变形后组织与性能的变化
4.8 冷变形金属在加热过程中组织和性能变化
4.9 回复
4.10 再结晶
4.11 再结晶后晶粒的长大
4.12 再结晶退火后的组织
4.13 热加工与动态回复和再结晶
第五章 单元系相图和二元相图
5.1 相图的基本知识
5.2 相图的热力学基础
5.3 单组元相图
5.4 二元匀晶相图
5.5 二元共晶相图
5.6 二元包晶相图
5.7 其他类型二元相图
5.8 复杂二元相图分析方法
5.9 Fe-C相图基本知识
5.10 Fe-C相图分析
第六章 三元相图
6.1 三元相图成分表示方法
6.2 直线定律和重心法则
6.3 三元匀晶相图及连接线
6.4 变温截面及投影图
6.5 固态互不相容的三元共晶相图
6.6 固态有限相容的三元共晶相图
第七章 固态相变基础
7.1 固态相变分类
7.2 金属固态相变的一般特征(1)
7.3 金属固态相变的一般特征(2)
7.4 均匀形核
7.5 非均匀形核
7.6 晶核长大——长大机理
7.7 晶核长大——长大速度
7.8 相变动力学
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预备知识

高等数学、物理化学、理论力学、材料力学。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

(1) 《材料科学基础(第三版)》,胡赓祥、蔡、戎咏华编著,上海交通大学出版社,2010

(2)《材料科学基础辅导与习题(第三版)》,蔡珣、戎咏华编著,上海交通大学出版社,2008

(3)《金属热处理原理》,戚正风编著,机械工业出版社,1987

(4)《无机材料结构基础,田凤仁,冶金工业出版社,1993

(5)《高分子物理》何曼君复旦大学出版社, 1990

(6)《Materials Science and Engineering (TENTH EDITION)》,WILLIAM D.CALLISTER,JR. DAVID G. RETHWISCH, WILEY, 2018

上海交通大学
7 位授课老师
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