材料综合课程教学大纲-上海交通大学-材料科学与工程学院
《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。
材料组织结构的表征课程教学大纲-上海交通大学-材料科学与工程学院
2 2 1
理论教学 理论教学 理论教学 理论教学 作业
理解 理解 理解 理解 期中考试
2 理论教学 4 理论教学 理论教学 理论教学 理论教学 4 作业 理解 理解 理解 理解 理解
4 4 4
4 4 4
理论教学 理论教学 理论教学 理论教学 虚拟教学平 台
理解 理解
理解 作业 理解 应用 期末考试
先进表征方 4 法 （如 3DAP） 教学实践 6
*考核方式 (Grading) *教材或参考资 料 (Textbooks & Other Materials) 其它 （More） 备注 （Notes）
（成绩构成）期末考试 (35%) + 期中考试(35%) + 作业(20%) + 出勤(10%) 教材：1）戎咏华，姜传海，戴嘉维 合编，“材料组织结构的表征”，上海交通大学出版社， 2011 年 2）Yang Leng, “Materials Characterization”, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2nd edition, 2013 教学参考书：陈世朴、王永瑞，“金属电子显微分析”， 机械工业出版社 (1982) 无
作业及要求
基本要求
考查方式
理解 理解 理解 理解 理解 理解 理解 理解 理解 理解
*教学内容、进 度安排及要求 (Class Schedule & Requirements)
作业
物相分析 点阵常数精 确测定 透射电镜原 理和构造 透射电镜样 品制备（包含 FIB） 电子衍射原 理（包含菊池 线） 衍射花样标 定 衍衬成像原 理 晶体缺陷分 析 相衬原理和 高分辨电子 显微术（包含 Z-衬度相） 扫描电子显 微分析 电子背散射 衍射分析 谱 学 (EDS/WDS)
（完整版）上海交大材料科学基础课件教学大纲
（完整版）上海交大材料科学基础课件教学大纲课程名称：材料科学基础/Fundamentals of Materials Science课堂学时：90实验学时：36适用专业：材料科学与工程类专业、冶金类专业和机电类专业一、课程的性质、地位、任务《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，即研究材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系，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。
二、课程的教学内容和基本要求绪论（1学时）了解材料的发展史、材料科学的研究对象和内容以及学习本课程的目的意义和要求。
第一章原子结构和键合（4学时）了解物质由原子组成，而组成材料的各元素的原子结构和原子间的键合是决定材料性能的重要因素。
§1 原子结构(一)、原子结构； (二)、原子间的键合； (三)、高分子链。
§2 原子间的键合(一)、金属键 (二)、离子键 (三)、共价键(四)、范德华力 (五)、氢键§3 高分子链(一)、结构单元的化学组成1．碳链高分子 2．杂链分子 3．元素有机高分子4．无机高分子(二)、高分子链结构单元的键合方式1．均聚物结构单元顺序 2．共聚物的序列结构(三)、高分子链的几何形状(四)、高分子链的构型第二章固体结构(8学时)固态原子按其原子（或分子）聚集的状态，可划分为晶体与非晶体两大类。
晶体中的原子在空间呈有规则的周期性重复排列；而非晶体中的原子则是无规则排列的。
材料的性能与材料各元素的原子结构和键合密切相关，也与固态材料中原子或分子在空间的分布排列和运动规律以及原子集合体的形貌特征密切相关。
§1 晶体学基础(一)、晶体的空间点阵1．空间点阵概念 2．晶胞 3．晶系与布拉菲点阵4．晶体结构与空间点阵的关系(二)、晶向指数和晶面指数1．阵点坐标2．晶向指数3．晶面指数4．六方晶系指数5．晶带 6．晶面间距§2 金属的晶体结构(一)、面心立方晶体结构的晶体学特征(二)、体心立方晶体结构的晶体学特征(三)、密排六方晶体结构的晶体学特征§3 金属的相结构(一)、固溶体1．置换固溶体 2．间隙固溶体 3．有序固溶体 4．固溶体的性质(二)、中间相1．正常价化合物 2．电子化合物3．原子尺寸因素化合物(ⅰ)间隙相和间隙化合物(ⅱ)拓扑密堆相§4 离子晶体结构(一)、NaCl型结构 (二)、萤石型结构 (三)、CsCl型结构 (四)、a-Al2O3型结构§5 共价晶体结构(一)、金刚石结构 (二)、SiO2结构 (三)、VA、VIA族亚金属结构§6 聚合物晶态结构(一)、晶胞结构 (二)、晶态结构模型 (三)、聚合物结晶形态§7 非晶态结构第三章晶体缺陷(12学时)实际晶体常存在各种偏离理想结构的区域晶体缺陷。
功能材料课程教学大纲-上海交通大学-材料科学与工程学院
课程基本信息（Course Information） 课程代码 （Course Code） *课程名称 （Course Name） 课程性质 (Course Type) 授课语言 (Language of Instruction) *开课院系 （School） 先修课程 （Prerequisite） 授课教师 （Teacher） 周涵、郭芳威 课程网址 (Course Webpage) 全英文教学 材料科学与工程学院 *学时 （Credit Hours） *学分 （Credits）
第七章：热 导陶瓷材料
4
课堂授课
课后理解、 阅读相关资 料
小组 PPT
第八章：膜 分离材料Fra bibliotek4课堂授课/ 实验 Video
课后理解、 阅读相关资 料
作业
第九章：核 防护非金属 材料
2
课堂授课
课后理解、 阅读相关资 料
作业
料的性 能、制备 方法及应 用等 课后理解、 阅读相关资 料 了解并掌 握 3D 打 印材料分 类、制备 和应用等
*教材或参考资料 (Textbooks & Other Materials)
8. Ryan T. Hill and Ashutosh Chilkoti, Chapter I.2.13 - Surface Patterning, In Biomaterials Science (Third Edition), edited by Buddy D. Ratner, Allan S. Hoffman, Frederick J. Schoen and Jack E. Lemons, Academic Press, 2013, Pages 276-301. 9. T.C. Lubensky, Soft condensed matter physics, Solid State Communications, Volume 102, Issues 2–3, April 1997, Pages 187-197, ISSN 0038-1098 10. J. Caro, Chapter 7 - Supported Zeolite and MOF Molecular Sieve Membranes: Preparation, Characterization, Application, In Zeolites and Zeolite-Like Materials, edited by Bert F. Sels and Leonid M. Kustov, Elsevier, Amsterdam, 2016, Pages 283307. 11. V.I. Isaeva and L.M. Kustov, Chapter 2 - Metal-Organic Frameworks and Related Materials: Miles to Go, In Zeolites and Zeolite-Like Materials, edited by Bert F. Sels and Leonid M. Kustov, Elsevier, Amsterdam, 2016, Pages 33-109. 12. L. Koch, A. Deiwick and B. Chichkov, 16 - Laser additive printing of cells, In Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, edited by Milan Brandt,, Woodhead Publishing, 2017, Pages 421-437. 13. Mäntysalo and Frank Niklaus, Chapter 26 - Inkjet Printing, Laser-Based Micromachining and Micro 3D Printing Technologies for MEMS, In Micro and Nano Technologies, William Andrew Publishing, Boston, 2015, Pages 550-564, Handbook of Silicon Based MEMS Materials and Technologies (Second Edition). 14. Robert C. Chang and Filippos Tourlomousis, Chapter 15 - Organ Printing, In 3D Bioprinting and Nanotechnology in Tissue Engineering and Regenerative Medicine, Academic Press, 2015, Pages 333-347. 15. A. Kylili and P.A. Fokaides, Chapter 2 - Methodologies for Selection of Thermal Insulation Materials for Cost-Effective, Sustainable, and Energy-Efficient Retrofitting, In Cost-Effective Energy Efficient Building Retrofitting, Woodhead Publishing, 2017, Pages 23-55. 16. C.-H. Yu, Q.J. Fu and S.C.E. Tsang, 13 - Aerogel materials for insulation in buildings, In Woodhead Publishing Series in Energy, edited by Matthew R. Hall,, Woodhead Publishing, 2010, Pages 319-344, Materials for Energy Efficiency and Thermal Comfort in Buildings. 其它 （More） 备注 （Notes）
材料应用与实践课程教学大纲-上海交通大学-材料科学与工程学院
The course aims to achieve the following objectives: 1. To understand materials selection and design, compositions and mechanical
properties, service and processing characteristics. 2. To gain fundamental knowledge of materials processing, and problem solving
中的应用；超合金及其在航空航天的应用，生物材料和生物医学，复合材料及其 *课程简介（Description） 应用，轻合金及其应用，工业实践。
该课程旨在实现以下目标: 1． 理解材料选择和设计、成分和力学性能、服务和加工特性。 2． 获得材料处理的基础知识和解决问题的能力以满足工程应用的要求。 3． 获得失效分析的基本知识, 测试方法和质量控制。 4． 了解工程材料的工业实践。
材料应用与实践课程教学大纲
课程基本信息（Course Information）
课程代码 （Course Code）
*课程名称 （Course Name）
MT333
*学时
（Credit Hours）
32
*学分 （Credits） 2
（中文）材料应用与实践
（英文）Materials Applications and Practices
该课程旨在深化和拓宽材料科学与工程教育基本要素的先进工程材料的应用和
实践。进步学生的理论知识和应用技能,涉及关键支撑工程材料的关键原则的理解
要求工业应用。本课程将针对具有基本材料科学与工程知识学生，介绍各种材料、
复合材料课程设计课程教学大纲-上海交通大学-材料科学与工程学院
（成绩构成）平时 20%+大作业 80% 复合材料原理，闻荻江，武汉理工大学出版社，2010 高性能复合材料学，郝元恺等编著，化学工业出版社，2003 先进复合材料，鲁云，朱世杰等编著，机械工业出版社，2003
备注说明： 1.对于新开课程，需要填着纸质大纲，并经院系教学委员会或专业委员会通过。 2．带*内容为必填项。 3．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚材料课程设计 （英文） curriculum design of composites 专业课
（中文）复合材料课程设计实验课程是一门实践性较强的课程，它是复合材料模 块课程三门主干课程复合材料设计原理、复合材料制备科学、复合材料组织结构 域性能表征实践教学过程中的重要组成部分， 是对理论教学的补充和增强学生感 性认识的必要环节。本课程的开设有利于发挥学生的主观能动性，调动其树立创 新思维理念和提高综合设计与分析的能力， 更好地适应本专业人才培养模式改革 *课程简介（Description） “加强学生基础理论与工程实践能力相结合培养”的思路。 本实验课程旨在模拟 复合材料的生产工艺过程，让学生在实验室内学会有关复合材料的组成设计、材 料合成、成形加工、结构表征及性能测试等全过程的实验研究方法。学生通过实 验锻炼，能够自行按使用性能要求设计、制备复合材料，并正确选择所学过的测 试技术和分析方法对材料进行表征和评价，使学生的实验技能得到训练和提高， 掌握科学实验的主要过程与基本方法。 （英文）This experiment course in Curriculum Design of Composites is one of the most practical courses. To be an important part of the three main modules of composite material (Fundamental Principles of Composites, Preparation of Composites and Microstructure and Properties of Composites), this experiment course also play a significant role in supporting theoretical teaching and *课程简介（Description） improving students’ perceptual knowledge. This experiment curriculum arouse the innovative thinking of students and improving the ability of comprehensive design &analysis by encourage them to be high motivated, by this way ,the curriculum suits the principle (strengthen students’ theoretical and practical ability ) of human resources training model well. The main purpose of this
《材料科学与工程综合实验》课程教学大纲(本科)
材料科学与工程综合实验（Comprehensive Experiments of Materials Science and Engineering）课程代码：07410085学分：1学时：32先修课程：材料科学基础，材料科学研究方法，材料测试方法，材料力学性能，材料物理性能适用专业：复合材料工程教材或实验指导书：（选填）一、课程性质与课程目标（一）课程性质本课程针对材料科学与工程大类专业完成本专业的基础课程的理论学习后开设的对应实验课程，旨在为培养学生实际动手操作能力，加深学生对材料科学与工程先导课程中基础理论知识的理解，学会综合运用各种测试方法、表征手段与工具等解决材料科学与工程实际问题的能力。
（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。
应包括知识目标和能力目标。
）课程目标1：掌握材料科学研究所需的各种微观组织表征手段，如X射线衍射仪、光学金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等设备用于表征材料的微观结构；课程目标2：掌握材料科学研究所需的各种力学和物理性能测试方法如硬度、拉伸和压缩试验、冲击韧性、摩擦磨损等力学性能测试手段和热膨胀系数、导电性等物理性能测试手段用于获得材料内在的性能参数；课程目标3：掌握利用文字报告、图表等对材料科学与工程领域的实验数据的表达和解析能力。
注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点：1.毕业要求指标点3-2. 能够在社会、环境、法律等现实约束条件下，通过技术经济环境评价对设计方案的可行性进行研究。
2.毕业要求指标点4-4. 能对实验数据或结果进行正确的分析和解释，并通过信息综合归纳总结有效的结论。
注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“✓”，也可标注“H、M、L”。
二、本课程开设的实验项目注：1.类型：指验证性、综合性、设计性等；2.要求：指必做、选做。
材料力学课程教学大纲-上海交通大学-材料科学与工程学院
undertaking impact force. From this course, the students shall master the basic measuring method of the materials mechanical properties, basic structural analysis method for materials in applications, basic knowledge on ratioThe course will build a bridge to bring students from materials to structures.
*学习目标(Learning Outcomes)
教学内容 材料力学绪论。材料在 力的作用下发生变形 的机制与类型； 内力、应力与应变的定 义与表达方法；单向弹 性变形下胡克定律。 多向弹性变形下胡克 定律；弹塑性变形下材 料的硬化及其应力应 变关系 材料的力学性能测试 方法与实验 静力平衡基本方程与 分析方法（补理论力学 知识） 杆件拉压内力、应力、 应变、变形分析方法 杆件扭转内力、应力、 应变、变形分析方法， 工程剪切问题分析方 法 杆件弯曲内力、应力、 应变、变形分析方法
（中文）材料力学 （英文）Mechanics of Materials 专业基础课
材料力学是关于材料工程应用的科学，主要解决材料的变形与外力的关系、典型 结构设计方法与充分发挥材料承载能力等问题。具体地说，就是在满足强度、刚 度和稳定性等要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算 方法。本课程包括三个模块：1、材料的基本力学性能及测试方法，杆件拉压、 剪切、扭转、弯曲等基本变形的分析方法，以及材料屈服和破坏的判定方法，为 *课程简介（Description） 合理利用材料打下基础。2、复杂应力状态分析与应力测试，掌握材料应用与强 度理论的基本分析方法。3、工程应用专题，包括超静定结构分析，构件疲劳分 析，压杆失稳分析，构件受冲击载荷的变形分析等，掌握从材料到构件的基本设 计分析方法。通过学习本课程，学生应掌握材料性能的基本测试方法，材料服役 过程中的基本工程结构分析方法，掌握合理应用材料的基本知识，搭建起由材料 走向工程结构的桥梁。 Mechanics of Materials is a science for applying materials in engineering structures. It focus on the relationship between deformation and force, design of typical structures and making full use of load sustaining capacity of the materials. The course provides with the theoretical basis and calculation method for designing safety and economical engineering structures with specified requirements of strength, stiffness and stability. The course consists of three modules: 1. the basic mechanical properties *课程简介（Description） of materials as well as their measuring methods, the analysis of basic deformations of bars under tension, compression, shear, torsion and bending, as well as the criterion of yielding and failure of materials; 2. Stress analysis and measurement in complex stress state; 3. Engineering application subjects enabling students with the ability of analysis from materials to structures, including super-static structural analysis, fatigue analysis, buckling analysis of pressurized bar, and deformation analysis of structures
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课程教学大纲（course syllabus）
*学习目标(Learning Outcomes)
1．工程实践能力强，并具有创新意识和能力 2．通过实验环节，加深理解专业基础课中的基本概念和核心知识（A54，A55） 3．掌握材料微结构表征、性能测试、加工等基本实验技能和综合实验方法（B12） 4．通过课程项目的实践，培育认识和发现问题的能力（B2，C2）和团队协作解 决工程问题的能力（B3，C1）。
陈秋龙、周伟敏等
课程网址
(Course Webpage)
《材料综合实验》是一门涵盖了材料科学与材料加工研究的基本方法和实验技能
训练、典型工程材料的综合研究实验以及用于培养本科生创新能力的开放式实验
于一体、独立开设的综合实验课程，其目的是使学生通过实验环节，不仅加深理 *课程简介（Description）
*教学内容、进度安排及 要求
(Class Schedule & Requirements)
教学内容 材料金相实
验方法 硬度
拉伸
冲击
二元组织 塑性变形再
结晶 实验总结
学时 6 2 2 2 12 6 2
教学方式 实验
作业及要求 基本要求
考查方式 报告
实验 实验 实验 实验
报告 报告 报告 报告
实验
报告
PPT
*学分 （Credits） 2
课程性质 (Course Type)
实验与实践教学
授课语言
中文
(Language of Instruction)
*开课院系 （School）
材料科学与工程学院实验教学中心（暂定）
先修课程 （Prerequisite）
材料导论，固体物理，材料科学基础
授课教师 （Teacher）
演讲
……
*考核方式 (Grading)
*教材或参考资料 (Textbooks & Other
Materials) 其它
（More）
备注 （Notes）
实验考核60%+考试40%
《材料综合实验指导书》
备注说明： 1.课程大纲一般为教师网上填写，填写要求会自动提示；对于新开课程，需要填着纸质
大纲，并经院系教学委员会或专业委员会通过。
2．带*内容为必填项。 3．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。
解专业基础课中的基本概念、重点和难点内容，而且有机会自己思考设计实验、
自己动手完成实验，将学到的基础知识及专业知识灵活地应用到实验设计中去，
培养学生的实践动手、分析和解决问题以及科学创新等综合能力和素质。
Materials Science and Engineering Lab is an open lab course of materials science and engineering, from which students get basic lab training and learn typical methods for predicting and evaluating the effects of processing on the microstructure & mechanical properties of typical materials. Through experiments, students will have *课程简介（Description） deeper understanding of basic concept, important and difficult content of materials course, have the opportunity to design and execute an experiment for processing and evaluating materials with particular properties. The students will have hand-on practices of analyzing and solving problems and have the capacity and quality of scientific innovation.
《材料综合实验 （1）》 课程教学大纲
课程基本信息（Course Information）
课程代码 （Course Code）
பைடு நூலகம்*课程名称 （Course Name）
*学时
MT344
（Credit Hours）
32
材料综合实验 1
Materials Science and Engineering Lab 1