材料科学与工程基础大纲英文
《材料科学基础》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲课程编号：08061211课程名称：材料科学基础英文名称：Fundamental of Materials Science课程类型：学科基础课课程要求：必修学时／学分：88／5.5 （讲课学时：80 实验学时：8 上机学时：0）适用专业：材料成型与控制工程；焊接技术及工程；金属材料工程；无机非金属材料工程一、课程性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程学院各专业学生学习和掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，特别是固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论，以及有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响规律的学科基础课，也是学生将来学习专业课程的理论基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本规律等方面的讲解；在培养实践能力方面着重试样的选取与制备及显微组织的观察等基本方法的训练，使学生熟悉材料科学的相关基础知识，为后续专业课程的学习以及将来解决材料的生产、加工等问题和探索新材料、新技术、新工艺打下比较系统而坚实的理论基础。
二、 课程与其他课程的联系选修课：大学物理，材料物理化学本课程是在学习了大学物理、材料物理化学等课程后方能学习本课程；该课程也是学习后续专业课程的理论基础。
通过该课程的学习，使学生掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，从而为进一步深入学习材料科学与工程学院各专业的专业课程奠定基础，并且理论结合实践，使其有机的结合起来，形成一个完整的系统的专业学科基础理论体系。
三、课程教学目标1．学习并掌握常见的晶体结构与材料的相结构、晶体缺陷及固态材料中的原子扩散、材料的凝固、二元相图及塑性变形等基本知识，使学生在材料方面具有扎实的基础理论知识，了解并掌握金属材料产品由不同工艺形成的组织特征，具有开发和选用新材料的能力和工程实际应用的能力；（支撑毕业能力要求1.1、1.2）2．培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握观察材料显微组织的实验方法，获得实验技能的基本训练，具有查阅有关技术资料的能力；（支撑能力毕业要求2.1、2.3）3．培养学生对金属材料的各类物理现象、特性进行研究并通过实验验证的能力。
《材料科学与工程基础》课程教学大纲
《材料科学与工程基础》教学大纲课程名称：材料科学与工程基础课程英文名称：Introduction to the Science andEngineering of Materials课程编码：0802ZY017 课程类别/性质：学科基础/选修学分：2学分总学时/理论/实验（上机）：32/32/0开课单位：化工学院适用专业：高分子材料与工程专业先修课程：无机及分析化学，有机化学一、课程简介《材料科学与工程基础》是高分子材料与工程专业学科基础课程。
是一门研究材料的结构、性能、加工和使用状况四者间关系的交叉学科。
材料科学、材料工业和高新技术的发展要求高分子材料与工程专业的学生必须具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构。
开设材料科学与工程基础这门课程，主要是为了使学生建立“大材料”基础。
通过学习材料科学与工程基础，学生将接触到金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料等各种材料，学生能清楚地认识到高分子材料在整个材料家族中所具有的结构特点、性能优势、加工特殊性以及合适的应用领域，为学生以后进一步学习高分子材料和从事材料科学与工程方面的工作打下基础。
《Introduction to the Science and Engineering of Materials》is a basic course of polymer materials and engineering. It is an interdisciplinary subject that studies the relationship between the structure, properties, processing and use of materials. The development of material science, material industry and high technology requires that students majoring in polymer materials and engineering must have the foundation of "big materials" and the generous knowledge structure of "medium materials". The course of fundamentals of materials science and engineering is mainly to enable students to establish the foundation of "big materials". By studying the fundamentals of materials science and engineering, students will be exposed to various materials such as metal materials, inorganic non-metallic materials, polymer materials and composites. Students can clearly understand the structural characteristics, performance advantages, processing particularity and appropriate application fields of polymer materials in the whole material family, Lay a foundation for students to further study polymer materials and engage in material science and Engineering in the future.二、课程教学目标通过本课程的学习使学生掌握材料物质结构、性质、加工和使用性能间的相互联系，培养学生具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构，使学生建立“大材料”观。
本科课程《材料科学与工程基础》教学大纲 (1)
四川大学本科课程《材料科学与工程基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：《材料科学与工程基础》（FUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING）课程号（代码）：30014530课程类别：专业基础课学时/学分：48 /3先修课程：大学化学、大学物理、物理化学适用专业：高分子材料与工程等二级学科材料类专业开课时间：大学二年级下期二、课程的目的及任务材料科学与工程是二十世纪六十年代初期创立的研究材料共性规律的一门学科，其研究内容涉及金属、无机非金属和有机高分子等材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系。
材料科学、材料工业和高新技术的发展要求高分子材料与工程等二级学科材料类专业的学生必须同时具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构。
本课程是材料类专业的学科基础课程，是联系基础课与专业课的桥梁。
本课程从材料科学与工程的“四要素”出发，采用“集成化”的模式，详细讲授金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等各种材料的共性规律及个性特征。
使学生建立材料制备/加工——组成/结构——性能---应用关系的“大材料”整体概念，从原理上认识高分子材料等各种材料的基本属性，及其在材料领域中的地位和作用。
为以后二级学科“中材料”专业课程的学习、材料设计、以及材料的应用等奠定良好基础。
本课程采用中文教材与英文原版教材相结合，实施“双语”教学。
使学生通过本课程的学习，熟悉材料科学与工程领域的主要英文专业词汇，提高对英文教材的阅读理解能力。
三、课程的教学内容、要点及学时分配（以红字方式注明重点难点）第一章绪论（1学时）本章概要：简要介绍材料的定义及分类，材料科学与工程的基本内容。
使学生了解本课程的学习内容和学习方法。
讲授要点：材料的定义、分类材料科学与工程的定义、性质、重要性（举例）课程学习的目的、方法、要求第二章材料结构基础（15学时）本章概要：按照从微观到宏观、从内部到表面、从静态到动态、从单组分到多组分的顺序，阐述原子电子结构、原子间相互作用和结合方式，固体内部和表面原子的空间排列状态、聚集态结构的有序性、无序性和转变规律及相互关系。
材料科学基础教学大纲
材料科学基础教学大纲课程号：课程名称：材料科学基础II 学分：4英文名称：Fundamentals of Materials Science （II）周学时： 4预修课程：《材料科学基础I》面向对象：材料科学与工程专业本科生一、课程介绍（100-150字）（一）中文简介《材料科学基础II》是《材料科学基础I》与材料科学后续专业课程的连接纽带，是材料系学生学习其它材料科学与工程相关专业课的基础，内容主要包括固态扩散、相图、固相反应、陶瓷烧结过程、熔融态与玻璃态、金属的凝固与结晶、固态相变过程等。
（二）英文简介This course provides fundamental knowleges for more specified courses related to materials science and engineering. The major contents are as follows: solid diffusion, phase diagrams, solid state reaction, sintering process of ceramics, molten and glassy states, solidification and crystallization of metals, and solid state phase transformations.二、教学目标（一）学习目标《材料科学基础II》课程教学的基本目的是在学生学完《材料科学基础I》课程之后，通过本课程的学习，进一步掌握材料研究与制备过程中所涉及的基础理论问题，如相平衡与相变过程、材料不同尺度范围内的本征结构、晶体组织、几何形态及表观性能，材料微观行为与宏观表现的有机联系，具有不同化学成分、加工过程、组织结构及宏观性能材料的物理本质、材料制备过程中的固相反应和烧结过程等。
学完本课程后，学生应掌握固态扩散基础知识；各类相图的判读以及在实际过程中的应用；理解固相反应、陶瓷烧结过程的实质和控制条件以及相关的动力学关系；掌握玻璃制备过程中的熔融态结构与性质以及玻璃形成过程与结构;掌握金属凝固和结晶基本过程以及成分分布、组织结构调控；掌握材料固态相变，特别是钢的奥氏体化、珠光体相变、马氏体相变、贝氏体相变、脱溶与时效、调幅分解等基础知识。
《材料科学基础》教学大纲
《材料科学基础》教学大纲课程编号:C050130507课程名称：材料科学基础课程类型：专业基础课组英文名称：Fundamentals of Materials Science适用专业：材料科学与工程总学时：70学分：4.5一、课程的性质、目的和任务性质：材料科学基础是材料金属材料和冶金工程专业的一门重要的学科基础理论课程。
目的：本课程的教学目的是使学生系统掌握材料的化学成分、组织结构与性能之间的关系及其变化规律的基础理论，材料热处理的基本原理和方法，以及金相组织的分析方法，能从材料组成-结构-性能相互联系的角度理解、解释材料制备、通过热处理进行材料改性以及使用过程中的各种化学、物理现象和性能。
任务：为后续专业课打下牢固的基础，同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。
二、课程教学的基本要求1.课程教学的基本要求通过学习，应着重掌握材料成分、组织、结构及加工过程与性能间的相互关系；了解材料科学在国民经济中的地位与作用与材料科学的发展历史。
掌握材料中原子的结合方式、晶体学基础、材料的晶体结构、相结构。
掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷的有关概念、规律、实际应用等基本理论。
掌握纯金属的结晶过程、结晶的条件、形核规律、长大规律，了解结晶理论的实际应用。
掌握相图的基本知识、二元相图的基本类型、二元相图的分析与使用方法，熟练记忆和应用Fe-Fe3C相图。
掌握三元相图的成分表示法，理解三元系平衡转变的定量法则、三元匀晶相图、三元共晶相图、三元相图的四相平衡转变、具有化合物的三元相图的分析方法。
掌握弹性变形、单晶体的塑变、多晶体的塑变的规律，掌握塑性变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释。
掌握金属及合金在加热过程中的组织与性能变化，掌握回复、再结晶、晶粒长大及金属的热变形的规律。
掌握扩散的基本理论。
三、课程教学内容0.绪论内容：0.1材料科学在国民经济中的地位与作用0.2材料科学的发展简史0.3本课程的主要内容和学习方法重点：本课程的主要内容难点：学习方法要求：了解材料科学在国民经济中的地位与作用和材料科学的发展简史,掌握本课程的主要内容和学习方法.1金属的晶体结构内容：1.1金属1.2金属的晶体结构1.3实际晶体的晶体结构重点：金属原子的结构特点和结合能;空间点阵及有关概念，晶向、晶面指数的标定，典型金属的晶体结构;位错等有关基本概念，点缺陷的平衡性质，位错的运动与晶体滑移的关系，位错的性质，柏氏矢量的性质与应用，位错反应与位错的增殖，点缺陷的平衡性质，晶界的结构与特性。
《材料科学与工程专业英语》教学大纲
《材料科学与工程专业英语》教学大纲材料科学与工程专业英语教学大纲一、课程介绍本课程旨在培养学生在材料科学与工程领域中熟练运用英语进行交流和写作的能力。
通过本课程的学习，学生将能够掌握材料科学与工程领域的基本英语词汇、术语和表达方式，能够听懂专业英语讲座、阅读英文学术论文和写作材料科学与工程领域的论文和报告。
二、教学目标1.掌握材料科学与工程领域的基本英语词汇和术语；2.培养理解和表达材料科学与工程领域的专业英语能力；3.培养听懂材料科学与工程领域的英语讲座和学术报告的能力；4.培养阅读材料科学与工程领域的英文学术论文和资料的能力；5.培养写作材料科学与工程领域的英文论文和报告的能力。
三、教学内容1.材料科学与工程领域的基本英语词汇和术语；2.材料科学与工程领域的专业英语表达方式；3.听懂材料科学与工程领域的英语讲座和学术报告；4.阅读材料科学与工程领域的英文学术论文和资料；5.写作材料科学与工程领域的英文论文和报告。
四、教学方法1.组织学生进行课堂讨论和互动，培养学生的口语表达能力；2.手把手指导学生阅读和理解材料科学与工程领域的英文学术论文和资料；3.组织学生进行写作练习，培养学生的写作能力；4.使用多媒体教学辅助教学，提高学生的听力和阅读理解能力。
五、教材和参考书目主教材：《Materials Science and Engineering: An Introduction》，William D. Callister Jr. and David G. Rethwisch参考书目：1.《材料科学与工程专业英语》，黄兴国，高教社3. 《Materials Science and Engineering: Properties and Selection (4th Edition)》，William D. Callister Jr.4. 《Structure and Properties of Engineering Alloys》，William F. Smith and Javad Hashemi5. 《Introduction to Materials Science for Engineers (8th Edition)》，James F. Shackelford六、考核方式1.平时表现（包括课堂参与、作业完成情况等）占40%；2.期中考试占30%；3.期末考试占30%。
《材料科学学与工程基础》教学大纲
《材料科学学与工程基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：《材料科学与工程基础》（Fundations of Materials Science and Engineering ）课程号（代码）：30004030课程类别：专业基础课学时：48 学分：3二、教学目的及要求材料科学是六十年代初期创立的研究材料共性规律的一门学科，其研究内容涉及金属、无机非金属和有机高分子等材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系。
材料科学、材料工业和高新技术的发展要求高分子材料与工程专业的学生必须具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构。
本课程详细阐述高分子材料、金属材料、无机非金属材料、复合材料等。
从材料科学与工程的角度出发，说明各种材料的共性规律及个性特征。
使学生从原理上认识高分子材料的基本属性，及其在材料领域中的地位和作用。
三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并红字方式注明重点难点）第一章绪论（1学时）简要介绍材料的定义及分类，材料科学与工程的基本内容。
使学生对本课程的学习内容和学习方法建立整体概念。
要点：材料的定义、分类材料科学与工程的定义、性质、重要性（举例）课程学习的目的、方法、要求第二章物质结构基础（15学时）按照从微观到宏观、从内容到表面、从静态到动态、从单组分到多组分的顺序，阐述原子结构、原子间相互作用和结合方式，与固体内部和表面原子的空间排列状态、聚集态结构及变化规律之间的相互关系。
使学生对材料组成（成分）与物质结构的内在联系有较系统、深刻的理解。
1、原子结构及原子之间相互作用、结合及排列（3学时）要点：物质与材料的区别四个量子数的物理意义原子中电子壳层数目、电子填充方式和原则、表达方式电子能级及电子的稳定性原子间相互作用的内在因素和结合类型与性质原子的间距和半径，空间排列状态及配位数键性与键能2、多原子体系中电子的相互作用与稳定性（2学时）要点：原子杂化轨道的类型及空间图形分子轨道的意义、类型及空间图形能带、能隙、带宽等基本概念、导体、绝缘体、导体的能带特点费米能级的基本概念、费米分布的特点和分布函数3、固体中的原子有序（3学时）要点：对称图形和对称操作点阵的意义和特点晶胞的表示和定位、晶系和空间点阵型式晶向、晶面的表示及其指数的计算晶面间距及测定、公式（2-45、2-48）晶体结构与键合性质的关系面心立方、体心立方、密排六方晶体的主要参数和计算方法（点阵常数、晶胞中原子数、致密度、密度、原子间距、配位数；间隙类型、数量和大小）离子晶体的配位数和晶格类型4、固体中的原子无序（3学时）要点：固溶体的概念、分类及典型结构特点点缺陷的主要类型，金属晶体中的空位计算棱位错和螺旋位错的特征和区别、位错线与柏格斯矢量非晶体的结构模型、分布函数及其图形体积扩散机制、扩散激活能和FICK第一定律、公式（2-80、2-81）5、固体中的转变（2学时）要点：四种转变类型及特点一级相变和二级相变的数学表达式及物理意义相律和相图，公式（2-90）二元相图（匀晶、共晶）：特征点、线、区域的意义杠杆法则及计算公式（2-94）6、固体物质的表面结构（1学时）要点：表面张力和表面能的概念表面结构特点与成因表面能与表面特性的关系润湿过程的种类及公式（2-107、2-108、2-109、2-115）粘附公式（2-121）7、小结（1学时）归纳、讨论第二章基本概念和作业中的问题第三章材料的组成及结构（8学时）从材料的组成（成分）入手，详细阐述高分子材料、金属材料、无机非金属材料，及其多相多组分复合材料的聚集态结构和宏观组织结构特点。
材料科学基础课程教学大纲
材料科学基础课程教学大纲课程名称：材料科学基础Ⅱ课程编码：0630891英文名称：Fundamentals of Materials ScienceⅡ学 时：80其中实验学时：16学 分：4.5开课学期：5适用专业：新能源材料与器件、材料化学、电子材料与原器件课程类别：必修课程性质：专业基础课先修课程：无机化学、物理化学、高等数学、大学物理一、课程性质及任务 本课程是材料工程与工程领域学科基础课，是国家教育部设置材料类专业的主要课程。
它是研究无机、有机、金属材料的成分、结构与性能之间关系及其变化规律的应用基础科学。
它包括材料的对称，结构和缺陷，材料热力学和相平衡，材料扩散和相变，材料烧结及热处理等。
它为学生加强基础、拓宽专业面提供基础理论和实践经验，并为后续课程打好基础。
二、课程的教学要求 （一）绪论 本部分要求了解材料科学的研究进展，发展趋势， 以及材料组成、结构、工艺及性能的关系。
（二）结晶学基础知识 1、晶体材料的宏观对称 2、晶体材料的微观对称 3、结晶化学基础 （三）材料的结构 本部分要求学生了解氧化物晶体结构的一般规律以及晶体结构的线缺陷；理解硅酸盐晶体结构的特点；掌握典型无机化合物的结构。
1、 典型晶体结构类型（1） 单质的晶体结构（2） 二元化合物的晶体结构（3） ABO3型化合物的晶体结构（4） 尖晶石型晶体结构（5） 氧化物晶体结构的一般规律2、 硅酸盐晶体结构（1）硅酸盐晶体结构的一般特点与分类（2）岛状硅酸盐晶体结构（3）组群状硅酸盐晶体结构（4）链状硅酸盐晶体结构（5）层状硅酸盐晶体结构（6）架状硅酸盐晶体结构3、晶体结构缺陷（1）点缺陷（2）固溶体（3）非化学计量化合物（4）线缺陷4、高分子材料的结构及性能 （四）非晶态固体本部分要求学生了解玻璃结构理论；理解玻璃形成的热力学条件、动力学条件和结晶化学条件；掌握熔体、玻璃结构和性质的相互关系和制约规律。
1、熔体（1）熔体结构（2）熔体性质2、玻璃（1）玻璃的一般特点（2）玻璃的结构（3）玻璃形成的条件（4）玻璃中的分相（5）常见玻璃类型3、玻璃陶瓷及其他非晶态材料 （五）相平衡 本部分要求学生了解相律和相平衡的研究方法以及相图热力学的基本知识；理解专业相图在材料组成设计、材料工艺方法选择、材料矿物组成控制及材料性能预测等方面的应用；掌握单元和多元相图的基本原理，学会相图的分析方法。
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1、Along The Grain Boundaries 2、Along The Dislocation 3、Along The Crystal Surface
2-5 Factors That Influence Diffusion
1、Diffusion Species 2、Temperature 3、The Crystal Defects
a、Dislocation and its Burgers Vector b、Edge Dislocation c、Screw Dislocation d、Mixed Dislocation
3、Interfacial Defects
a、External Surfaces b、Grain Boundaries c、Twin Boundaries d、Miscellaneous Interfacial Defects
1-1 Fundamental Concepts
1、Crystalline, Crystal Structure
?
a、 Crystalline
?
b、 Crystal Structure
2、Lattice, Unit Cells
?
a、 Lattice
?
b、 Unit Cells
1-2 Metallic Crystal Structure
1-8 Imperfections in Solids
1、Point Defects
a、Vacanms c、Schottky Defect—Substitutional Atoms
2、Linear Defects — Dislocation
2、Nonsteady-State Diffusion a、Fick`s Second Law b、Example Problem
2-3 Microscopic Theory of Diffusion
1、The Relationship Between Thermal motion of the Atoms And The Diffusion Coefficient 2、The Relationship Between The Random Walk of the Atoms And The Diffusion Distent 3、The Signification of The Diffusion Coefficient
1-5 Atomic Arrangements
1、Atomic Densities ( Linear 、Planar、Body) 2、Atomic radius
1-6 Allotropy
1-7 The Phase Structures of the Alloys
1、Substitutional Solid Solution 2、Interstitial Solid Solution
?
Chapter 1 Crystallography
? 0-0 Introduction
? 0-1、Historical Perspective ? 0-2、Materials Science and Engineering ? 0-3、Classification of Materials ? 0-4、Crystallography and Crystal Structures
Chapter 3 Phase Diagrams
3-1 Introduction
1、Why study Phase Diagrams? 2、Definitions And Basic Concepts
1-3 Crystallographic Directions
1、Determine the Crystallographic Directions 2、Example Problem
1-4 Crystallographic Planes
1、Determine the Miller Indices 2、Example Problem
Chapter 2 Diffusion
2-1 Diffusion Mechanisms
1、Vacancy Mechanisms
2、Interstitial Mechanisms
2-2 Macroscopic Theory of Diffusion
1、Steady-State Diffusion a、Fick`s First Law b、Example Problem
Mechanisms 6) Chapter 6 Recovery, Recrystallization, and Grain Growth 7) Chapter 7 Surfaces and Interfaces in Crystalline Solid 8) Chapter 8 Phase Transformation in Solids and Heat Treatment
1、 The Face-Centered Cubic Crystal Structure 2、 The Body-Centered Cubic Crystal Structure 3、 The Hexagonal Close-Packed Crystal Structure 4、 Crystal System
Fundamentals of Materials Science And Engineering
(材料科学与工程基础)
湖北工业大学机械工程学院材料加工系
陈洪 2017年2月
PROGRAM OF THE COURSE
1）Chapters 1 Crystallography 2) Chapters 2 Diffusion 3) Chapters 3 Principles of Solidification 4) Chapters 4 Phase Diagrams 5) Chapters 5 Plastic Deformation of Crystals and Strengthening