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课程名称: 北京化工大学材料导论于运花主讲视频教程+课件讲义 国家级精品课程
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课程简介:
材料学科的国际共通性和飞速发展特点,为大材料类专业高等教育适应国际化带来了新的机遇与挑战。《材料导论》课程采用中英双语讲授,使学习者学习材料科学与工程的基础知识,同时积累材料学科领域的专业英语知识,培养、提高学习者在材料科学与工程专业领域的国际交流能力,为学习后续专业知识、了解材料科学前沿发展动态、在国内外进行进一步的深造和科学研究奠定基础。课程设置和学习有利于促进我国高等教育适应国际化进程、培养具有国际竞争力的材料领域高素质创新人才。
课程以中英双语系统讲授材料科学与工程学科知识,以材料制备-结构-性能-应用之间的关系为教学主线,将学科基础知识与前沿知识相融合、专业知识与英语知识相融合,以帮助学习者构建完整的材料制备-结构-性能-应用知识体系和思维模式,培养材料学科领域的英语思维习惯,实现材料学科知识与专业英语应用能力的同步提升。
课程内容包括八章:1. 材料发展简史、材料研究方法、材料选择、材料环和材料家族等简介;2. 材料的性质和结构,包括原子与分子结构、价键理论、固体材料结构和相图等;3. 材料的性能,包括力学、热学和电学等性能;4. 金属材料;5.聚合物材料;6. 陶瓷材料;7. 复合材料;8. 生物材料。每章围绕核心知识点形成视频课件,视频包含字幕、关键词和图片展示以及有关重要知识点的弹题;每章内容设有作业和单元测验。
课程采用多元化考核评价体系,关注学习者的过程评价、能力评价与期末考试评价。学习者通过学习内容、完成作业、参加测验和考试,得到课程成绩并获得证书。
本课程适用于材料相关专业的本科生、研究生,作为专业基础课进行学习;适用于机械、电子、环境、生物工程等其他相关专业方向的本科生,作为选修课进行学习,也适用于具有一定材料科学基础及材料性能相关知识的社会人士进行学习。
授课目标
课程目标是培养学习者掌握材料科学与工程学科基础知识及其专业英语知识与交流能力,构建材料-制备(processing)-结构(structure)-性能(properties)-应用(performance)四位一体的研究思维模式,同步提升学习者的终生学习和跟踪材料领域学科发展前沿、吸收国际先进技术的能力,培养学习者成为材料领域具有全球化视野和创新能力的高层次学术型、技术型和复合型人才。
授课老师:
赵静 研究员
于运花 教授
刘莲英 副教授
课程目录:
01
Module 1 Introduction
描述、分辨材料科学与工程学科中重要的基本概念;说明材料环组成和作用;举例说明材料发展与环境、社会的关系;举例说明材料家族成员及其主要特征
课时
1.0 Learning Objectives
1.1 Engineering Materials Technology
1.2 The Materials Cycle
1.3 Family of Materials
Module 1 Quiz
Module 1 Question 1
02
Module 2 Structure of Materials
分辨主次价键的特征;说明主要晶体结构特征,包括晶胞参数、空间点阵、晶系;分辨多态与同素异形体;说明结晶缺陷的类型,分析结晶缺陷对材料性能的影响;解读二元相图
课时
2.1 Atomic Structure and Interatomic Bonding
2.2 Solid State
2.3 The Structure of Crystalline Solids
2.4 Imperfections in Solids
2.5 Phase Diagram
Module 2 Quiz
Module 2 Question 2
03
Module 3 Properties of Materials
说明拉伸、冲击性能测试方法,绘制应力-应变曲线,说明曲线上所得力学性能的含义;说明脆性、韧性材料的不同;说明硬度的不同测试、表示方法及含义分析材料的热效应及相应的表示参数;从结构分析比较不同材料的力学、热性能
课时
3.1 Mechanical Properties
3.2 Thermal Properties
Module 3 Quiz
Module 3 Question 3
04
Module 4 Metallic Materials
说明金属材料典型结构和特征、及分类。举例说明、分辨黑色金属和有色金属(类型和特征)。根据相图说明铁的加工对其结构、性能和应用的影响说明粉末冶金的加工步骤、分析粉末冶金产品的结构特征对性能的影响
课时
4.1 Nature of Metals
4.2 Processing of Metals
4.3 Types of Metals
4.4 Corrosion of Metals and Its Prevention
4.5 Advanced Metals
05
Module 5 Ceramic materials
说明、分析先进陶瓷与传统陶瓷在组成、结构、制备方面的不同、优劣;从化学键、组成、结构、应用等方面分析陶瓷材料的特点;举例说明玻璃的类型,分析玻璃的结晶和析晶说明陶瓷的加工步骤,传统与先进加工方法的不同举例说明先进陶瓷的组成、结构和应用
课时
5.1 Nature of Ceramics
5.2 Structure of Ceramics
5.3 Ceramic Processing
5.4 Concrete and Cement
5.5 Glass
5.6 Advanced Ceramics
Module 5 Quiz
Module 5 Question 6
06
Module 6 Polymeric Materials
举例说明聚合物及其类型;分析聚合物在分子量及分布、结构、形状方面与小分子的不同;举例说明单体和聚合类型;分析说明聚合物的结晶性、粘弹性、Tg;从结构、性能、加工方式和应用等方面分析热塑性塑料(TP)和热固性塑料(TS)的不同;根据应用需求,选择合适的塑料添加剂,并说明其功用;举例说明弹性体的类型、结构特征及应用。
课时
6.1 Polymer Structures
6.2 Chemistry of Polymer Molecules
6.3 Polymer Properties
6.4 Plastics
6.5 Elastomers
Module 6 Quiz
Module 6 Question 6
07
Module 7 Composites
说明复合材料定义、构成和分类;说明纤维增强复合材料(FRCs)的组成、类型、以及各组分在材料中所起的作用;根据纤维和基体的性能及其体积分数计算等应力和等应变情况下复合材料的拉伸弹性模量; 说明纤维增强复合材料(如玻璃纤维、碳纤维增强复合材料、碳/碳复合材料)、颗粒增强复合材料、叠层复合材料的组成、特征、加工方式。举例说明纳米复合材料的定义、类型和应用。
课时
7.1 Introduction to Composites
7.2 Fiber-Reinforced Composites (FRCs)
7.3 Particle-Reinforced Composites
7.4 Layered Composites
7.5 Advanced Composites
Module 7 Quiz
08
Module 8 Biomaterials
举例说明生物材料的概念、类型、特点以及应用要求;说明天然聚合物生物材料纤维素、淀粉、甲壳素和壳聚糖的结构特点及应用;说明可降解生物材料的类型、结构特点及应用;分辨体内试验、体外试验的不同;分析、分辨、说明降解和溶蚀,本体溶蚀和表面溶蚀的不同。
课时
8.1 Introduction to Biomaterials
8.2 Basic Properties of Biomaterials
8.3 Natural Biomaterials
8.4 Degradable Biomaterials
Module 8 Quiz
Module 8 Question 8
教材:
1. 《工程材料技术——结构、工艺、性能与选择》(第五版)(英文版)(Engineering Materials Technology-Structures, Processing, Properties, and Selection, fifth edition). James A. Jacobs & Thomas F. Kilduff著,赵静等改编。电子工业出版社,2007.
2.Materials Science and Engineering-an Introduction (Ninth Edition), William D. Callister, Jr. & David G. Rethwisth, John Wiley & Sons, Inc., 2009.
3.《材料导论》(第二版)励杭泉等著,中国轻工业出版社,北京,2013.
4.《材料导论》(第一版)励杭泉著,中国轻工业出版社,北京,2000.
5. Polymer Science and Technology, Robert O. Ebewele, CRC Press LLC, N.W. Corporate Blvd., Boca Raton, Florida 33431, 2000.ISBN 0-8493-8939-9
6. Fiber Reinforced Composites ---- Materials, Manufacturing, and Design (Third edition), P.K. Mallick, Taylor & Francis Group, LLC., 2007ISBN 13: 978-0-8493-4205-9
7. Introduction to Biomaterials – Basic Theory with Engineering Applications, C. Mauli Agrawal, Joo L. Ong, Mark R. Appleford and Gopinath Mani, Cambridge University Press, 2014, ISBN: 978-0-521-11690-9
8. Fundamentals of Ceramics, Michel W Barsoum,Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, ISBN: 0-7503-0902-4
9. Ceramic Technology and Processing, Alan G. King, Noyes Publications, William Andrew Publishing, Norwich, New York, U. S. A., ISBN: 0-8155-1443-3
10. Electrochemistry and Corrosion Science (Second Edition), Nestor Perez, Springer International Publishing AG Switzerland, ISBN 978-3-319-24845-5
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