材料学概论课程大纲.PDF

《材料学概论》课程大纲 2015 年3 月 第1 讲 材料的支柱和先导作用 1.1 材料的定义和分类，选择材料的标准 1.1.1 材料的定义——材料、原料、物质之间的关系 1.1.2 判断物质是否为材料的依据 1.1.3 材料的分类 1.1.4 材料生命周期的循环 1.2 材料的重要性 1.2.1 材料是人类社会进步的标志 1.2.2 材料是当代文明的根基 1.2.3 材料是各类产业的基础 1.2.4 先进材料是高新技术的核心 1.2.5 新材料是国家核心竞争力的体现 1.2.6 材料可以 “点石成金，化腐朽为神奇” 1.2.7 “制造材料者制造技术”，材料可以 “以不变应万变” 1.2.8 复合材料和功能材料大大扩展了材料的应用领域 1.3 材料科学与工程四面体 1.3.1 材料科学与工程的定义和学科特点 1.3.2 材料科学与工程四要素 1.3.3 重视材料的加工和制造 1.3.4 提高材料的性能永无止境 1.4 材料与创新 1.4.1 关注材料的必威体育精装版应用——强调发展，注重创新 1.4.2 “9.11 事件”世贸大厦垮塌和 “3.11 大地震”福岛核事故都涉 及材料 1.4.3 新材料如何适应技术创新和产业创新 第2 讲 材料就在元素周期表中 （一） 2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布 2.1.1 门捷列夫元素周期表——最伟大的材料事件 2.1.2 元素周期表中120 种元素综合分析 2.1.3 原子的核外电子排布（1）——量子数和电子轨道 2.1.4 原子的核外电子排布（2 ）——电子排布的三个准则 2.2 过渡族元素、稀土元素和镧系元素 2.2.1 过渡族元素——d 或f 亚层电子未填满的元素 2.2.2 过渡族元素的一般特征 2.2.3 稀土元素——4f 亚层电子未填满的元素 2.2.4 稀土元素的特征 2.3 元素周期表反映元素的规律性 3 2 2.3.1 碳的sp 、sp 、sp 杂化 2.3.2 电子授受及元素氧化数变化 2.3.3 过渡族元素和难熔金属 2.3.4 原子半径、离子半径和元素的电负性 2.3.5 原子的电离能和可能的价态表现 第3 讲 材料就在元素周期表中 （二） 3.1 材料性能与组织结构的关系 3.1.1 材料性能与化学键类型的关系 3.1.2 材料性能与微观结构的关系 3.1.3 铁的晶体结构 3.1.4 材料性能与组织的关系 3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体 3.2.1 固体能带的形状 3.2.2 金属的能带结构与导电性 3.2.3 绝缘体、导体和半导体的能带图 3.2.4 半导体的能带结构与导电性 3.2.5 化合物半导体和荧光体材料 第4 讲 金属及合金材料 （一） 4.1 高炉炼铁和转炉炼钢 4.1.1 钢材的传统生产流程 4.1.2 高炉炼铁中的化学反应 4.1.3 高炉的构造 4.1.4 高炉炼铁运行过程 4.1.5 炼钢的目的 4.1.6 氧气转炉炼钢的原料 4.1.7 氧气转炉炼钢的主要化学反应 4.1.8 沸腾钢和镇静钢 4.