材料科学基础是材料科学与工程专业本科生必修专业基础课,校内开课时间分为上下两个学期,授课年级为大二秋季学期与大三春季学期,共计96学时。材料科学与工程专业是1998年中国矿业大学(北京)恢复独立招收本科生所设立的首批本科专业,其前身为中国矿业大学北京研究生院耐磨材料研究室,自建系以来,《材料科学基础》课程始终是重要的必修专业基础课之一。在20余年的发展过程中,矿大北京材料专业在耐磨金属材料的基础上发展出了新能源材料、耐磨金属基复合材料、超硬材料、材料腐蚀与防护等特色专业方向,《材料科学基础》的教学工作围绕着专业特色转换、科学水平进步以及多媒体、慕课等教学手段的更新而不断升级进步。学生对课程内容编排和讲解、考核满意度高,在学评教和毕业生座谈中对课程评价积极。本门课程对于材料专业学生后续专业知识的学习、新材料研究和设计、研究生及工作阶段都将提供重要的理论基础。课程主要内容共有9章,78个视频1100分钟,主要包括晶体结构与缺陷、扩散与凝固、相图、固态相变、变形与再结晶等主干知识。
Overview
Syllabus
- 第一章 绪论
- 第二章 晶体学基础
- 2.1 原子结构与原子轨道
- 2.2 电子排布规律
- 2.3 晶体中的结合键
- 2.4 晶体结构与空间点阵
- 2.5 晶系与布拉菲点阵
- 2.6 晶向指数与晶面指数
- 2.7 晶面间距与晶面夹角
- 2.8 晶体的宏观对称性
- 第三章 固体材料的结构
- 3.1 金属的晶体结构
- 3.2 金属晶体的堆垛与间隙
- 3.3 合金基本概念
- 3.4 固溶体
- 3.5 化合物
- 3.6 陶瓷的晶体结构
- 3.7 高分子的基本结构
- 3.8 非晶、准晶和纳米晶
- 第四章 晶态固体中的扩散
- 4.1 扩散的宏观规律
- 4.2 扩散的微观机制
- 4.3 扩散与原子的随机行走
- 4.4 扩散系数与扩散激活能
- 4.5 扩散的影响因素
- 4.6 反应扩散
- 第五章 凝固
- 5.1 纯金属的结晶
- 5.2 金属结晶的基本条件
- 5.3 液态金属的结构
- 5.4 均匀形核
- 5.5 非均匀形核
- 5.6 晶体长大的动力学条件和液固界面微观结构
- 5.7 阶梯的长大机制和生长形态
- 第六章 相图
- 6.1 匀晶相图
- 6.2 共晶相图
- 6.3 共析相图与包晶相图
- 6.4 其他二元相图
- 6.5 铁碳合金的组元及基本相
- 6.6 Fe-Fe3C相图分析与工业纯铁结晶过程
- 6.7 钢的结晶过程
- 6.8 白口铸铁的结晶过程
- 6.9 碳对铁碳合金平衡组织的影响
- 6.10 碳对Fe-C合金机械性能的影响
- 6.11 三元相图的表示方法
- 6.12 直线法则与杠杆定律
- 6.13 重心法则
- 6.14 三元匀晶相图与等温截面图
- 6.15 变温截面与投影图
- 6.16 具有共晶三相平衡的三元系相图概况
- 6.17 具有共晶三相平衡的三元系相图分析
- 6.18 具有共晶三相平衡的三元系相图截面图与投影图
- 第七章 固态相变的基本原理
- 7.1 固态相变的特点分类
- 7.2 固态相变的形核与生长
- 7.3 成分保持不变的(无扩散)相变
- 7.4 过饱和固溶体的分解
- 7.5 共析转变
- 7.6 马氏体转变(一)
- 7.7 马氏体转变(二)
- 7.8 贝氏体相变
- 第八章 晶体缺陷
- 8.1 点缺陷
- 8.2 位错的基本概念
- 8.3 柏氏矢量
- 8.4 位错的运动
- 8.5 位错的弹性性质
- 8.6 位错的交互作用
- 8.7 位错的生成与增殖
- 8.8 实际晶体中的位错
- 8.9 位错反应
- 8.10 晶界与相界
- 第九章 金属材料的变形与再结晶
- 9.1 金属的应力-应变曲线
- 9.2 单晶体的塑性变形-滑移
- 9.3 单晶体的塑性变形-孪生
- 9.4 多晶体的塑性变形
- 9.5 多相合金的塑性变形
- 9.6 聚合物与陶瓷的塑性变形
- 9.7 变形后的组织与性能
- 9.8 晶体的断裂
- 9.9 回复和再结晶
- 9.10 再结晶形核和长大
- 9.11 再结晶组织控制
- 9.12 蠕变、超塑性变形
- 期末考试
Taught by
China University of Mining & Technology,Beijing