材料科学与工程基础

材料的使用决定了人类文明的高度。古代的陶瓷,近代的钢铁,现代的半导体和当代的各种多功能材料,都推动了人类社会的快速发展。随着科技进步和先进仪器发展,各种新材料不断涌现。《材料科学与工程基础》课程,从晶体结构等微观角度出发,去理解认识不同种类材料的性能和应用。这是一门材料类专业核心课程,课程内容包括材料结构基础,材料的组成与结构、性能和材料制备与加工成型等,同时涵盖了材料科学的“老材料,新学科”发展简史和最新进展。

开设学校:青岛大学;学科:理学、

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材料科学与工程基础视频慕课课程简介:

材料的使用决定了人类文明的高度。古代的陶瓷,近代的钢铁,现代的半导体和当代的各种多功能材料,都推动了人类社会的快速发展。随着科技进步和先进仪器发展,各种新材料不断涌现。《材料科学与工程基础》课程,从晶体结构等微观角度出发,去理解认识不同种类材料的性能和应用。这是一门材料类专业核心课程,课程内容包括材料结构基础,材料的组成与结构、性能和材料制备与加工成型等,同时涵盖了材料科学的“老材料,新学科”发展简史和最新进展。

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第一章 绪论

-第一章 绪论

-第一讲习题

第二章 材料结构基础

-第1讲 物质的组成、状态及材料结构和材料的原子结构

--第1讲 物质的组成、状态及材料结构和材料的原子结构

--第2.1讲习题

-第2讲 原子之间相互作用和结合

--第2讲 原子之间相互作用和结合

--第2.2讲习题

-第3讲 杂化轨道和分子轨道理论

--第3讲 杂化轨道和分子轨道理论

--第2.3讲习题

-第4讲 费米能级、固体中的能带、晶体的对称元素

--第4讲 费米能级、固体中的能带、晶体的对称元素

--第2.4讲习题

-第5讲 晶体几何学基础:空间点阵,晶胞、晶系和空间点阵形式,晶向指数

--第5讲 晶体几何学基础:空间点阵,晶胞、晶系和空间点阵形式,晶向指数

--第2.5讲习题

-第6讲 晶体几何学基础:晶面指数和晶面间距

--第6讲 晶体几何学基础:晶面指数和晶面间距

--第2.6讲习题

-第7讲 晶体的类型:金属晶体

--第7讲 晶体的类型:金属晶体

--第2.7讲习题

-第8讲 晶体的类型:离子晶体、共价晶体、分子晶体、多晶型和液晶

--第8讲 晶体的类型:离子晶体、共价晶体、分子晶体、多晶型和液晶

--第2.8讲习题

-第9讲 固体中的原子无序:固溶体

--第9讲 固体中的原子无序:固溶体

--第2.9讲习题

-第10讲 固体中的原子无序:晶体结构缺陷

--第10讲 固体中的原子无序:晶体结构缺陷

--第2.10讲习题

-第11讲 非晶体,扩散,固体中的转变类型

--第11讲 非晶体,扩散,固体中的转变类型

--第2.11讲习题

-第12讲 固体中的转变:相变分类及二元匀晶相图

--第12讲 固体中的转变:相变分类及二元匀晶相图

--第2.12讲习题

-第13讲 固体中的转变:二元共晶相图和三元相图

--第13讲 固体中的转变:二元共晶相图和三元相图

--第2.13讲习题

-第14讲 固体物质的表面结构

--第14讲 固体物质的表面结构

--第2.14讲习题

第三章 材料组成与结构

-第1讲 材料的组成和结构:金属材料的组成和结构及合金的种类

--1讲 材料的组成和结构:金属材料的组成和结构及合金的种类

--第3.1讲习题

-第2讲 金属材料的组成和结构:铁碳合金相图

--第2讲 金属材料的组成和结构:铁碳合金相图

--第3.2讲习题

-第3讲 金属材料的组成和结构:钢、铸铁、合金及非晶态合金

--第3讲 金属材料的组成和结构:钢、铸铁、合金及非晶态合金

--第3.3讲习题

-第4讲 无机非金属材料的组成和结构:典型的金属氧化物晶体结构

--第4讲 无机非金属材料的组成和结构:典型的金属氧化物晶体结构

--第3.4讲习题

-第5讲 无机非金属材料的组成和结构:硅酸盐晶体结构

--第5讲 无机非金属材料的组成和结构:硅酸盐晶体结构

--第3.5讲习题

-第6讲 无机非金属材料的组成和结构:无机非金属材料的非晶结构、陶瓷及碳化物

--第6讲 无机非金属材料的组成和结构:无机非金属材料的非晶结构、陶瓷及碳化物

--第3.6讲习题

-第7讲 高分子材料的组成和结构:高分子链的组成和聚集态结构

--第7讲 高分子材料的组成和结构:高分子链的组成和聚集态结构

--第3.7讲习题

-第8讲 高分子材料的组成和结构:高分子材料的组成、织态结构及聚合物共混材料

--第8讲 高分子材料的组成和结构:高分子材料的组成、织态结构及聚合物共混材料

--第3.8讲习题

-第9讲 复合材料的组成与结构

--第9讲 复合材料的组成与结构

--第3.9讲习题

第四章 材料的性能

-第1讲 材料的力学性能一:材料的力学状态,应力和应变

--第1讲 材料的力学性能一:材料的力学状态,应力和应变

--第4.1讲习题

-第2讲 材料的力学性能二:弹性形变和永久形变

--第2讲 材料的力学性能二:弹性形变和永久形变

--第4.2讲习题

-第3讲 材料的力学性能三:强度

--第3讲 材料的力学性能三:强度

--第4.3讲习题

-第4讲 材料的力学性能四:断裂和韧性,脆性断裂

--第4讲 材料的力学性能四:断裂和韧性,脆性断裂

--第4.4讲习题

-第5讲 材料的力学性能五:延性断裂和断裂韧性

--第5讲 材料的力学性能五:延性断裂和断裂韧性

--第4.5讲习题

-第6讲 材料的力学性能六:硬度、摩擦和磨损

--第6讲 材料的力学性能六:硬度、摩擦和磨损

--第4.6讲习题

-第7讲 材料的力学性能七:疲劳

--第7讲 材料的力学性能七:疲劳

--第4.7讲习题

-第8讲 材料的热性能一:热导率和比热容

--第8讲 材料的热性能一:热导率和比热容

--第4.8讲习题

-第9讲 材料的热性能二:热膨胀性、耐热性、热稳定性、高分子的燃烧特性

--第9讲 材料的热性能二:热膨胀性、耐热性、热稳定性、高分子的燃烧特性

--第4.9讲习题

-第10讲 材料的电学性能一:电导率和电阻率

--第10讲 材料的电学性能一:电导率和电阻率

--第4.10讲习题

-第11讲 材料的电学性能二:材料的电子结构和导电性

--第11讲 材料的电学性能二:材料的电子结构和导电性

--第4.11讲习题

-第12讲 材料的电学性能三:材料的光电性、超导电性和介电性

--第12讲 材料的电学性能三:材料的光电性、超导电性和介电性

--第4.12讲习题

-第13讲 材料的磁学性能一:磁学基本量和磁性本质

--第13讲 材料的磁学性能一:磁学基本量和磁性本质

--第4.13讲习题

-第14讲 材料的磁学性能二:磁性的分类

--第14讲 材料的磁学性能二:磁性的分类

--第4.14讲习题

-第15讲 材料的磁学性能三:磁畴和磁滞回线

--第15讲 材料的磁学性能三:磁畴和磁滞回线

--第4.15讲习题

-第16讲 材料的磁学性能四:材料不同的磁学性能

--第16讲 材料的磁学性能四:材料不同的磁学性能

--第4.16讲习题

-第17讲 材料的光学性能一:光的本质和光与介质的作用

--第17讲 材料的光学性能一:光的本质和光与介质的作用

--第4.17讲习题

-第18讲 材料的光学性能二:不同材料的光学性质和发光现象

--第18讲 材料的光学性能二:不同材料的光学性质和发光现象

--第4.18讲习题

-第19讲 材料的耐腐蚀性

--第19讲 材料的耐腐蚀性

--第4.19讲习题

-第20讲 复合材料的性能一:复合效应

--第20讲 复合材料的性能一:复合效应

--第4.20讲习题

-第21讲 复合材料的性能二:力学性能

--第21讲 复合材料的性能二:力学性能

--第4.21讲习题

-第22讲 纳米材料及效应

--第22讲 纳米材料及效应

--第4.22讲习题

第五章 材料的制备与成型加工

-第1讲 材料制备原理及方法

--第1讲 材料制备原理及方法

--第5.1讲习题

-第2讲 材料的成型加工性

--第2讲 材料的成型加工性

--第5.2讲习题

材料科学与工程基础开设学校:青岛大学

材料科学与工程基础授课教师:

郭培志-教授-青岛大学-

郭培志,男,1977年3月生,博士,教授,博士生导师。1998年6月本科毕业于聊城师范学院(今聊城大学),2003年6月硕士毕业于山东大学,2006年6月毕业于中国科学院化学研究所获得理学博士学位。2006年至今在青岛大学从事教学科研工作。主要从事功能材料与电化学方面的研究。先后承担本科生《物理化学》和《材料科学与工程基础》等课程的教学工作。主持承担国家自然科学基金和山东省自然科学基金等各类科研项目多项;主持完成校级专题教学研究项目1项。已在Advanced Materials, Science China Materials, ACS Applied Materials & Interfaces, Electrochimica Acta 和Langmuir等刊物上发表论文100余篇。

王薇-副教授-青岛大学-

王薇,女,1985年6月生,博士,副教授,硕士研究生导师。2008年6月本科毕业于山东大学,同年9月继续在山东大学进行硕博连读。获“国家建设高水平大学公派研究生项目”资助,读博期间在韩国材料科学研究所(Korea Institute of Materials Science)进行联合培养,从事柔性透明电极及其聚合物太阳能电池的研究。2014年7月至今在青岛大学任教。近五年来承担《材料科学与工程基础》、《材料科技进展》、《高分子科学新进展》等本科生课程教学。主要从事杂化发光材料,以及柔性太阳能电池的透明导电电极及对其进行杂化改性后增效太阳能电池光电转换效率的研究。作为项目负责人,主持在研国家自然科学基金青年基金、山东省自然科学基金、青岛市自主创新计划、中国博士后科学基金面上项目、中国博士后科学基金特别资助和青岛市博士后应用研究项目等科研项目;在Adv Fun Mater、Nat Commun、Energ Environ Sci、Nanoscale、ACS Appl Mater Inter、Ceram Int等国内外重要学术期刊上发表多篇相关SCI收录论文。

王葵葵-副教授-青岛大学-

王葵葵,女,1988年8月生,博士,副教授,硕士生导师。2008年6月本科毕业于烟台大学,2011年6月硕士毕业于山东大学,2015年6月毕业于中国科学院金属研究所获得工学博士学位。2015年至今在青岛大学从事教学科研工作。2017年7月至2018年1月于美国加州大学洛杉矶分校访学。主要从事储氢材料及电催化方面的研究。先后承担本科生《能源与环境材料》、《材料制备与性能测试方法》和《材料科学与工程基础》等课程的教学工作,主持承担国家自然科学基金和山东省重点研发及山东省自然科学基金等各类科研项目多项,主持教育部产学研合作项目1项。已在Energy Storage Materials, Journal of Material Chemistry A和Chemical Communications等刊物上发表论文20余篇。

王宪芬-副教授-青岛大学-

王宪芬,女,1984年10月生,博士,副教授,硕士生导师。山东大学工学学士、硕士,日本早稻田大学工学博士,东京大学博士后。2017年起,任青岛大学材料科学与工程学院特聘教授,硕士生导师。先后主讲《材料科学与工程基础》、《X射线晶体学》、《无机材料制备、结构和性能》等课程。主要从事新材料和新型储能方面的研究,主持国家自然科学基金青年基金等项目。已在国内外重要学术期刊Nature Communications, Advanced Functional Materials等国际期刊上发表论文20余篇。

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