課程(名稱.編號)簡索

領導藝術.綜合管理        人力資源.企業培訓        職務能力培訓系統班        銷售實戰.市場行銷        職場技能.個人成長        Office白領辦公達人        財經金融.投資理財        語言學習.出國留學        中國大陸證照培訓        資格考試.考証培訓        文化.生活.興趣.保健        生產管理.採購物流        移動開發        前端開發        後端開發        數據庫.服務器        網頁平面設計        雲計算.大數據        網絡營銷推廣        自然學科        工程技術學科

經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

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哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

     材料科學是探究材料結構、制備、性能和使役行為之間關係和變化規律的一門應用基礎學科。「材料科學基礎」是材料類各專業的重要專業基礎課程。通過本課程相關基礎理論知識的學習，學生將具有分析、解決材料科學與工程專業複雜工程問題的基本能力，並為後續專業課的繼續學習奠定基礎。

課程概述

「材料科學」作為一個科學概念，出現在大約20世紀50年代。材料科學一經出現，大大促進了材料學科的研究及發展，擴大了高等教育的教學領域及內容。現在材料已成為當今世界重大科技基礎學科之一，是最為活躍的研究領域之一。

材料科學與工程主要是研究材料的結構（structure）、制備（processing）、性能（property）以及使役行為（performance）四者之間相互關係和變化規律的一門應用基礎學科。《材料科學基礎》這門課的主要任務是提供其中最為重要的材料結構與性能關係的基礎知識，課程基本內容大體上分為三個部分：晶體學基礎、形變及強化基礎、相圖及相變基礎。

1. 晶體學基礎

現代使用的金屬和非金屬材料，大多數都是晶體，因此，材料科學基礎知識的學習首先要熟悉晶體的特徵及其描述方法。這不僅是學習本課程的先導，也是學習後續知識的基礎，如材料分析方法課程中的X射線衍射、電子衍射等相關內容。實際晶體中，由於晶體形成條件、原子熱運動及其它條件的影響，往往存在偏離了理想晶體結構的區域，即存在晶體缺陷。晶體缺陷不僅是晶體學基礎的重要組成部分，也是深入認識和理解材料形變和相變的重要概念。因此，應熟練掌握所介紹的晶體學的相關知識。

這部分包括：

第1章 材料的晶體結構
第2章 晶體缺陷

在「晶體學基礎」中將介紹原子結構與結合鍵、晶體結構、合金相、晶體缺陷等基礎知識，其中第2章中的位錯內容是學習「形變及強化基礎」的重要基礎，需要注意知識之間的銜接。



2. 形變及強化基礎

形變是材料最基本的特性，只要是固體材料，在受力時都會產生變形。材料的變形有彈性變形和塑性變形，其中塑性變形不僅是改變組織和性能的途徑，也是材料加工成所需的各種形狀和尺寸的核心關鍵，位錯是理解塑性變形的重要概念。材料變形後在溫度作用下的回復和再結晶行為是其基本特性，也是許多工藝制定的依據。相關內容的學習和理解是清晰認識塑性變形機理、材料強化方式和機理的基石，也是繼續學習材料力學性能、材料成型制備技術等課程的基礎。

這部分緊密銜接「第2章 晶體缺陷」，特別是其中的位錯知識也是「形變及強化基礎」的重要組成部分，同時還包括：

第3章 材料的變形
第4章 回復再結晶

本部分接續「晶體學基礎」中晶體缺陷的內容，進而介紹塑性變形機理、影響塑性變形的因素以及材料強化的主要方式及機理，在第4章中介紹了變形金屬回復及再結晶的基本現象和相關機理。

3. 相圖及相變基礎

相圖是用於描述給定材料系中材料的成分、溫度（壓力）與其組織狀態之間關係的圖形，依據相圖，可以瞭解各種成分材料的凝固過程和凝固後的組織轉變。研究相變過程，是制定材料加工工藝的重要依據。材料凝固的許多知識點是與相圖交融在一起的，而擴散是固體材料中物質遷移的主要途徑，是學習相變、特別是固態相變的基礎。可以說，相圖及相變是整個材料科學的核心，對認識材料精彩世界具有舉足輕重的作用。

這部分包括：

第5章 二元相圖
第6章 三元相圖
第7章 材料的凝固
第8章 材料的擴散

這一部分首先介紹了相圖的基本知識、相圖的熱力學基礎以及典型的幾種二元相圖，這是需要重點掌握的內容，也是認識複雜相變過程的基礎。由於工程材料大多由數種組元構成，因此，需要認識並掌握三元甚至多元相圖的知識，這是分析更為複雜相圖的基礎。材料凝固一章中的許多知識點與二元相圖是交融在一起的，擴散機理與晶體缺陷有緊密的關係，又是繼續學習固態相變的基礎，因此，注意在學習過程中知識點的貫通和相互之間的聯繫。
授課目標

通過本課程的學習，使學生掌握與材料類專業相關的晶體學、晶體缺陷、形變、材料強化、相圖-相變、凝固、擴散等基礎理論知識和原理，具備分析和解決材料科學與工程複雜工程問題的基本能力，培養學生自主學習和終身學習的意識。




課程大綱


緒論

第1講 緒論

第001課時 CH00_第1講 緒論. → 00:17:04


第一章 材料的晶體結構

第1講 結合鍵和結合能
第2講 晶體學概述
第3講 晶向指數與晶面指數
第4講 晶面間距與晶向夾角
第5講 晶體投影
第6講 純金屬的晶體結構
第7講 原子堆垛與晶體結構
第8講 同素異構轉變
第9講 合金相（1）：固溶體
第10講 合金相（2）：中間相

第002課時 CH01_第1講 結合鍵和結合能 - 1.1材料結構與結合鍵 → 00:06:17
第003課時 CH01_第1講 結合鍵和結合能 - 1.2電負性 → 00:04:37
第004課時 CH01_第1講 結合鍵和結合能 - 1.3結合鍵類型 → 00:08:09
第005課時 CH01_第2講 晶體學概述 - 2.1晶體與空間點陣 → 00:04:02
第006課時 CH01_第2講 晶體學概述 - 2.2晶胞 → 00:06:26
第007課時 CH01_第2講 晶體學概述 - 2.3布拉菲點陣 → 00:09:12
第008課時 CH01_第2講 晶體學概述 - 2.4晶體結構與空間點陣 → 00:04:52
第009課時 CH01_第3講 晶向指數與晶面指數 - 3.1晶向與晶向指數 → 00:03:45
第010課時 CH01_第3講 晶向指數與晶面指數 - 3.2晶面與晶面指數 → 00:04:39
第011課時 CH01_第3講 晶向指數與晶面指數 - 3.3六方晶系的指數 → 00:03:15
第012課時 CH01_第3講 晶向指數與晶面指數 - 3.4晶帶 → 00:02:44
第013課時 CH01_第4講 晶面間距與晶向夾角 - 4.1晶面間距與晶向夾角 → 00:03:15
第014課時 CH01_第5講 晶體投影 - 5.1晶體投影 → 00:07:16
第015課時 CH01_第6講 純金屬的晶體結構 - 6.1面心立方FCC結構 → 00:04:45
第016課時 CH01_第6講 純金屬的晶體結構 - 6.2體心立方BCC結構 → 00:02:36
第017課時 CH01_第6講 純金屬的晶體結構 - 6.3密排六方HCP結構 → 00:03:39
第018課時 CH01_第7講 原子堆垛與晶體結構 - 7.1密排面與密排方向 → 00:05:47
第019課時 CH01_第7講 原子堆垛與晶體結構 - 7.2原子堆垛與晶體結構 → 00:03:52
第020課時 CH01_第7講 原子堆垛與晶體結構 - 7.3晶體結構中的間隙 → 00:05:28
第021課時 CH01_第8講 同素異構轉變 - 8.1同素異構轉變 → 00:02:45
第022課時 CH01_第9講 合金相1固溶體 - 9.1合金相 → 00:02:57
第023課時 CH01_第9講 合金相1固溶體 - 9.2置換固溶體 → 00:05:42
第024課時 CH01_第9講 合金相1固溶體 - 9.3間隙固溶體 → 00:03:40
第025課時 CH01_第9講 合金相1固溶體 - 9.4固溶體的性質 → 00:02:33
第026課時 CH01_第10講 合金相2中間相 - 10.1中間相概述及正常價化合物 → 00:04:32
第027課時 CH01_第10講 合金相2中間相 - 10.2電子化合物 → 00:02:42
第028課時 CH01_第10講 合金相2中間相 - 10.3尺寸因素化合物 → 00:07:02


第二章 晶體缺陷

第1講 晶體缺陷概述
第2講 點缺陷
第3講 位錯的結構特徵
第4講 位錯的彈性性質
第5講 位錯的運動
第6講 位錯的產生和增殖
第7講 實際晶體中的位錯
第8講 面缺陷概述
第9講 晶界
第10講 相界

第029課時 CH02_第1講 晶體缺陷概述 - 1.1晶體缺陷概述 → 00:02:03
第030課時 CH02_第2講 點缺陷 - 2.1點缺陷 → 00:06:12
第031課時 CH02_第3講 位錯的結構特徵 - 3.1位錯概念的提出 → 00:02:31
第032課時 CH02_第3講 位錯的結構特徵 - 3.2位錯的類型及特徵 → 00:04:02
第033課時 CH02_第3講 位錯的結構特徵 - 3.3柏氏矢量 → 00:06:59
第034課時 CH02_第4講 位錯的彈性性質 - 4.1位錯的應力場 → 00:03:53
第035課時 CH02_第4講 位錯的彈性性質 - 4.2位錯的能量 → 00:02:19
第036課時 CH02_第4講 位錯的彈性性質 - 4.3位錯與作用力 → 00:04:08
第037課時 CH02_第4講 位錯的彈性性質 - 4.4位錯間的交互作用 → 00:04:27
第038課時 CH02_第4講 位錯的彈性性質 - 4.5位錯與點缺陷的交互作用 → 00:01:55
第039課時 CH02_第5講 位錯的運動 - 5.1位錯的運動 → 00:11:47
第040課時 CH02_第6講 位錯的產生和增殖 - 6.1位錯的產生與增殖 → 00:04:53
第041課時 CH02_第7講 實際晶體中的位錯 - 7.1實際晶體中的位錯 → 00:13:06
第042課時 CH02_第8講 面缺陷概述 - 8.1面缺陷概述 → 00:05:01
第043課時 CH02_第9講 晶界 - 9.1小角度晶界 → 00:03:52
第044課時 CH02_第9講 晶界 - 9.2大角度晶界 → 00:02:34
第045課時 CH02_第9講 晶界 - 9.3孿晶界 → 00:01:49
第046課時 CH02_第9講 晶界 - 9.4晶界能 → 00:01:10
第047課時 CH02_第10講 相界 - 10.1相界 → 00:05:01


第三章 材料的形變

第1講 材料的變形及彈性變形特徵
第2講 單晶體的塑性變形(I)：滑移
第3講 單晶體的塑性變形(II)：多滑移
第4講 單晶體的塑性變形(III)：滑移的位錯機制
第5講 單晶體的塑性變形(IV)：孿生和扭折
第6講 多晶體的塑性變形
第7講 合金的塑性變形
第8講 塑性變形中組織及性能的變化

第048課時 CH03_第1講 材料的變形及彈性變形特徵 - 1.1材料的變形及彈性變形特徵 → 00:06:18
第049課時 CH03_第2講 單晶體的塑性變形(I)滑移 - 2.1塑性變形與滑移 → 00:06:48
第050課時 CH03_第2講 單晶體的塑性變形(I)滑移 - 2.2滑移的臨界分切應力 → 00:04:19
第051課時 CH03_第3講 單晶體的塑性變形(II)多滑移 - 3.1滑移過程中晶面的轉動與旋轉 → 00:03:19
第052課時 CH03_第3講 單晶體的塑性變形(II)多滑移 - 3.2多滑移與超越現象 → 00:04:33
第053課時 CH03_第4講 單晶體的塑性變形(III)滑移的位錯機制 - 4.1晶體滑移的位錯機制 → 00:04:24
第054課時 CH03_第4講 單晶體的塑性變形(III)滑移的位錯機制 - 4.2單晶體的應力應變曲線 → 00:02:59
第055課時 CH03_第5講 單晶體的塑性變形(IV)孿生和扭折 - 5.1塑性變形機理之孿生和扭折 → 00:05:57
第056課時 CH03_第6講 多晶體的塑性變形 - 6.1多晶體的塑性變形 → 00:07:46
第057課時 CH03_第7講 合金的塑性變形 - 7.1固溶體合金的塑性變形 → 00:04:44
第058課時 CH03_第7講 合金的塑性變形 - 7.2多相合金的塑性變形 → 00:07:28
第059課時 CH03_第7講 合金的塑性變形 - 7.3屈服與應變時效 → 00:04:52
第060課時 CH03_第8講 塑性變形中組織及性能的變化 - 8.1塑性變形中組織及性能的變化 → 00:07:06


第四章 回復再結晶

第1講 回復再結晶概述
第2講 回復
第3講 再結晶
第4講 晶粒長大
第5講 再結晶織構與退火孿晶
第6講 熱加工中的動態回復和動態再結晶

第061課時 CH04_第1講 回復再結晶概述 - 1.1回復再結晶概述 → 00:06:07
第062課時 CH04_第2講 回復 - 2.1回復 → 00:07:42
第063課時 CH04_第3講 再結晶 - 3.1再結晶過程 → 00:09:31
第064課時 CH04_第3講 再結晶 - 3.2再結晶動力學 → 00:05:34
第065課時 CH04_第3講 再結晶 - 3.3再結晶溫度 → 00:05:03
第066課時 CH04_第4講 晶粒長大 - 4.1再結晶結束後的晶粒長大 → 00:03:26
第067課時 CH04_第4講 晶粒長大 - 4.2正常長大晶粒 → 00:05:10
第068課時 CH04_第4講 晶粒長大 - 4.3異常晶粒長大二次再結晶 → 00:05:00
第069課時 CH04_第5講 再結晶織構與退火孿晶 - 5.1再結晶織構與退火孿晶 → 00:03:11
第070課時 CH04_第6講 熱加工中的動態回復和動態再結晶 - 6.1熱加工過程 → 00:03:11
第071課時 CH04_第6講 熱加工中的動態回復和動態再結晶 - 6.2動態回復和動態再結晶 → 00:05:13
第072課時 CH04_第6講 熱加工中的動態回復和動態再結晶 - 6.3熱加工對金屬組織和性能的影響 → 00:03:56


第五章 二元相圖

第1講 相圖基本知識
第2講 勻晶相圖
第3講 共晶相圖
第4講 包晶相圖
第5講 其他類型的二元相圖
第6講 根據相圖判斷合金的性能
第7講 鐵碳相圖分析
第8講 鐵碳相圖的平衡結晶過程及組織轉變
第9講 鐵碳合金成分與組織和性能的關係

第073課時 CH05_第1講 相圖基本知識 - 1.1相圖概述及相律 → 00:07:49
第074課時 CH05_第1講 相圖基本知識 - 1.2相圖的建立 → 00:07:32
第075課時 CH05_第1講 相圖基本知識 - 1.3相圖的應用和槓桿定律 → 00:04:44
第076課時 CH05_第2講 勻晶相圖 - 2.1勻晶平衡相圖分析 → 00:05:39
第077課時 CH05_第2講 勻晶相圖 - 2.2勻晶非平衡凝固 → 00:05:54
第078課時 CH05_第3講 共晶相圖 - 3.1共晶平衡相圖分析 → 00:11:18
第079課時 CH05_第3講 共晶相圖 - 3.2共晶合金平衡凝固過程組織轉變 → 00:11:09
第080課時 CH05_第3講 共晶相圖 - 3.3共晶非平衡凝固 → 00:04:17
第081課時 CH05_第4講 包晶相圖 - 4.1包晶相圖 → 00:13:46
第082課時 CH05_第5講 其他類型的二元相圖 - 5.1其他類型的二元相圖 → 00:06:42
第083課時 CH05_第6講 根據相圖判斷合金的性能 - 6.1根據相圖判斷合金的性能 → 00:06:18
第084課時 CH05_第7講 鐵碳相圖分析 - 7.1鐵碳合金相圖的組元與基本相 → 00:05:03
第085課時 CH05_第7講 鐵碳相圖分析 - 7.2鐵碳合金相圖分析 → 00:10:47
第086課時 CH05_第8講 鐵碳相圖的平衡結晶過程及組織轉變 - 8.1鐵碳合金的平衡結晶過程及組織轉變I → 00:07:54
第087課時 CH05_第8講 鐵碳相圖的平衡結晶過程及組織轉變 - 8.2鐵碳合晶的平衡結晶過程及組織轉變II → 00:10:15
第088課時 CH05_第9講 鐵碳合金成分與組織和性能的關係 - 9.1鐵碳合金成分與組織和性能的關係 → 00:06:59


第六章 三元相圖

第1講 三元相圖基礎知識
第2講 三元勻晶相圖
第3講 組元互不相溶的三元共晶相圖
第4講 組元在固態有限固溶的共晶相圖

第089課時 CH06_第1講 三元相圖基礎知識 - 1.1三元相圖基本特點 → 00:03:36
第090課時 CH06_第1講 三元相圖基礎知識 - 1.2三元相圖的成分分析及表示方法 → 00:06:49
第091課時 CH06_第1講 三元相圖基礎知識 - 1.3三元相圖中平衡轉變的基本類型 → 00:02:46
第092課時 CH06_第1講 三元相圖基礎知識 - 1.4槓桿定律及重心定律 → 00:03:34
第093課時 CH06_第2講 三元勻晶相圖 - 2.1三元勻晶相圖及平衡結晶過程 → 00:05:16
第094課時 CH06_第2講 三元勻晶相圖 - 2.2三元勻晶相圖的截面圖 → 00:04:13
第095課時 CH06_第3講 組元互不相溶的三元共晶相圖 - 3.1三元共晶相圖分析 → 00:07:31
第096課時 CH06_第3講 組元互不相溶的三元共晶相圖 - 3.2組元互不相溶的三元共晶相圖的成分圖投影 → 00:03:48
第097課時 CH06_第3講 組元互不相溶的三元共晶相圖 - 3.3組元互不相溶的三元共晶相圖的平衡結晶過程 → 00:03:51
第098課時 CH06_第3講 組元互不相溶的三元共晶相圖 - 3.4組元互不相溶的三元共晶相圖的等溫和垂直截面圖及其投影 → 00:05:40
第099課時 CH06_第4講 組元在固態有限固溶的共晶相圖 - 4.1組元在固態有限固溶的共晶相圖分析及其平衡結晶過程 → 00:08:56


第七章 材料的凝固

第1講 結晶的基本規律
第2講 形核
第3講 晶核的長大
第4講 固溶體的凝固
第5講 共晶合金的凝固
第6講 凝固組織及其控制

第100課時 CH07_第1講 結晶的基本規律 - 1.1材料的凝固 → 00:04:36
第101課時 CH07_第1講 結晶的基本規律 - 1.2凝固的熱力學 → 00:05:14
第102課時 CH07_第1講 結晶的基本規律 - 1.3結晶的一般過程 → 00:01:47
第103課時 CH07_第2講 形核 - 2.1晶核的形成 → 00:06:17
第104課時 CH07_第2講 形核 - 2.2形核率 → 00:03:02
第105課時 CH07_第2講 形核 - 2.3非均勻形核 → 00:06:10
第106課時 CH07_第3講 晶核的長大 - 3.1晶核的成長 → 00:01:45
第107課時 CH07_第3講 晶核的長大 - 3.2液固界面的微觀結構 → 00:01:33
第108課時 CH07_第3講 晶核的長大 - 3.3液體中的溫度分佈 → 00:03:13
第109課時 CH07_第3講 晶核的長大 - 3.4晶體生長方式與生長速率 → 00:04:26
第110課時 CH07_第3講 晶核的長大 - 3.5結晶動力學 → 00:02:00
第111課時 CH07_第4講 固溶體的凝固 - 4.1固溶體的凝固特徵 → 00:04:13
第112課時 CH07_第4講 固溶體的凝固 - 4.2實際凝固及有效分配係數 → 00:06:41
第113課時 CH07_第4講 固溶體的凝固 - 4.3幾種典型凝固過程 → 00:07:41
第114課時 CH07_第4講 固溶體的凝固 - 4.4成分過冷 → 00:04:24
第115課時 CH07_第5講 共晶合金的凝固 - 5.1共晶合金的凝固 → 00:04:21
第116課時 CH07_第6講 凝固組織及其控制 - 6.1凝固組織及其控制 → 00:04:39


第八章 固態擴散

第1講 擴散現象與擴散方程
第2講 擴散機制
第3講 柯肯達爾效應
第4講 擴散驅動力
第5講 反應擴散
第6講 影響擴散的主要因素

第117課時 CH08_第1講 擴散現象與擴散方程 - 1.1擴散第一定律 → 00:05:05
第118課時 CH08_第1講 擴散現象與擴散方程 - 1.2擴散第二定律 → 00:03:22
第119課時 CH08_第1講 擴散現象與擴散方程 - 1.3擴散第二定律的應用 → 00:10:41
第120課時 CH08_第2講 擴散機制 - 2.1擴散機制 → 00:07:04
第121課時 CH08_第2講 擴散機制 - 2.2擴散係數與擴散激活能 → 00:05:03
第122課時 CH08_第3講 柯肯達爾效應 - 3.1柯肯達爾效應 → 00:03:11
第123課時 CH08_第4講 擴散驅動力 - 4.1擴散驅動力 → 00:04:01
第124課時 CH08_第5講 反應擴散 - 5.1反應擴散 → 00:05:06
第125課時 CH08_第6講 影響擴散的主要因素 - 6.1影響擴散的主要因素 → 00:06:05