《材料科学与工程基础2》课程教学大纲

《材料科学与工程基础2》课程教学大纲一、基本信息中文名称:材料科学与工程基础（2）英文名称：FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering（2）课程代码：19043202课程性质：专业基础课学分：2.5总学时：40（其中理论：40实验：0上机：0实践：0）适用学院及专业：材料科学与工程学院高分子材料与工程专业先修课程：高等数学A、大学物理B、无机与分析化学、物理化学B开课单位：材料科学与工程学院材料化学系二、课程地位与作用本课程是高分子材料与工程专业的专业基础课程。与高分子物理、高分子化学、高分子材料研究方法、材料化工基础等共同构成高分子材料与工程专业学生的专业基础知识体系。该课程是学生学习高分子材料与工程专业其他专业课的基础，也是今后从事材料研究与制备工作的基础。三、课程教学目标本课程支撑毕业要求指标点1.3、2.1、3.1学生通过该课程的学习，坚定理想信念，厚植爱国主义情怀，崇尚科学创新，践行工匠精神，达到立德树人的育人目标。通过掌握材料的组成、结构、性能及设备和加工等知识，使其具备初步分析材料结构、简单设计材料制备工艺的能力，为今后专业学习提供理论基础。通过本课程的学习，学生应具备以下能力：课程目标1：掌握高分子材料与工程专业知识，包括固溶体、晶体学等基本概念、理解金属材料、无机非金属材料、高分子材料的基本制备方法及原理等知识。（支撑毕业要求指标点1.3）课程目标2：掌握材料科学的基本理论和分析方法。包括利用位错滑移和攀移的规律分析材料的结构产生原因；利用堆积系数的计算方法分析材料的致密程度；使用晶向指数、晶面指数能够标定晶向、晶面等。（支撑毕业要求指标点2.1）课程目标3：能够利用高分子材料的基本制备方法及原理，初步提出合理的聚合物材料设计方案。（支撑毕业要求指标点3.1）课程教学目标与毕业要求的关系矩阵教学目标毕业要求指标点教学方式考核方式目标11.3掌握工程基础知识，并能针对高分子材料相关工程问题进行分析与设计。课堂讲授、典型案例分析、课后答疑、课后讨论、上网查阅相关资料和课程作业课程期末考试课程作业目标22.1掌握数学、自然科学和工程科学的基础理论和分析方法，具有较强的计算和数据处理、分析能力。课堂讲授、典型案例分析、课后答疑、课后讨论、上网查阅相关资料和课程作业课程期末考试课程作业目标33.1掌握高分子材料加工的基础知识，能够对高分子材料的设计和加工等环节提出合理的设计方案。课堂讲授、典型案例分析课程作业四、主要教学内容第1章材料结构基础（10学时,支撑毕业要求指标点1.3、2.1）教学要求：了解材料结构的含义；了解固体表面的特性；了解固体扩散的宏观规律及扩散的微观机制。理解共价键、离子键、金属键、范德华键、氢键的特点；理解杂化轨道、分子轨道理论及费米能级和能带的概念；理解线缺陷的概念，固溶体、中间相的基本概念；晶体缺陷的分类及特点，点缺陷的分类。掌握晶体学基本概念，并能够使用晶向指数、晶面指数标定晶向、晶面，给出晶向指数、晶面指数能够画出对应的晶向、晶面；掌握热缺陷与杂质缺陷的区别，位错的分类，位错滑移和攀移的规律；掌握表界面，表面张力和表面自由能的基本概念。重点：晶向指数、晶面指数；位错。难点：柏格斯矢量的确定第2章材料组成与结构（10学时，支撑毕业要求指标点1.3、3.1）教学要求：了解材料和组成的基本内容；理解聚合物的组成和结构的基本特征；理解金属材料、合金材料的组成和结构；理解无机非金属材料中的简单晶体结构，非晶体结构，及陶瓷和碳化合物的组成和结构；掌握复合材料的定义、组成、结构及界面。重点：复合材料的组成好结构难点：复合材料的界面第3章材料的性能（6学时,支撑毕业要求指标点1.3、3.1）教学要求：了解复合材料的性能；了解纳米材料及效应。理解材料的电学性能、磁学性能、光学性能相关的基本概念及特性；掌握固体材料的力学性能、热性能的基本概念及特性；掌握材料的耐腐蚀性。重点与难点：固体材料的力学性能、热性能第4章材料的制备及加工（6学时,支撑毕业要求指标点1.3、3.1）教学要求：理解金属材料、无机非金属材料、高分子材料的基本制备方法及原理；掌握金属材料的加工工艺性和聚合物的成型加工特性及成型加工方法。重点：聚合物的成型加工特性及成型加工方法。难点：金属材料的加工工艺性第5章高分子材料（4学时，支撑毕业要求指标点1.3、3.1）教学要求：了解高分子合金的相容性，了解热塑性塑料、工程塑料及热固性塑料的基本组成、制备及应用；理解橡胶的结构及性能，天然纤维和合成纤维的基本概念及性能，胶粘剂、涂料的的基本概念及应用；理解吸附性高分子材料、高分子功能膜材料的概念；掌握螯合树脂、离子交换树脂的吸附机理；掌握膜分离机理。举例说明材料发展的历程，突出创新精神助力中国发展，通过科学家的科学精神厚置爱国主义情怀。重点：螯合树脂、离子交换树脂的吸附机理第6章金属材料（2学时，支撑毕业要求指标点1.3）教学要求：了解金属材料结构与性能之间的关系；了解超耐热合金、超低温合金、超塑合金、非晶态金属材料的基本概念，理解形状记忆合金的概念及形状记忆效应机理，储氢合金概念及储氢原理。重点及难点：状记忆合金的形状记忆效应机理第7章无机非金属材料（2学时，支撑毕业要求指标点1.3）教学要求：了解无机非金属材料的分类和特点；理解水泥与玻璃、陶瓷、半导体材料和超导材料的基本概念。重点：半导体材料和超导材料。难点：超导现象及临界条件。五、教学方法课堂讲授、翻转课堂、课堂讨论、作业、考试等多种形式进行，通过典型案例将课程思政融入课程当中。六、课程考核和成绩评定方式课程考核：采用闭卷和平时考核方式结合，考试成绩占70%，平时考核（平时作业）占30%。七、教材及参考文献1、教材顾怡，赵长生，材料科学与工程基础（第二版），北京，化学工业出版社，20112、主要参考教材和参考文献[1]胡庚祥，蔡珣，戎咏华，材料科学基础（第二版），上海，上海交通大学出版社，2006[2]曾兆华，杨建文，材料化