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1、材料导论材料导论32 课时课时-课程要求、重点与总结练习题课程要求、重点与总结练习题 课程编号：0824083 课程性质：院级公共选修课 适用专业：理工科专业 先修课程：学科基础课 后续课程：专业实验、毕业论文 总学分：2 教学目的与要求：本课程在介绍材料基本发展史，材料科学与工程基本概念等基础上，从 聚合物材料、无机非金属材料、金属材料、复合材料四个方面讲解不同材料性质、合成与 加工以及应用等基础知识，并介绍材料领域前沿发展动态，促使学生了解材料科学与工程 整体概况和掌握材料学基本知识，并激发探索材料相关热点问题的兴趣，培养学生应用基 本知识认识和分析现实生产、生活中相关材料问题和追踪新材料
2、发展动态的基本能力。 一、教学要求与重点一、教学要求与重点 第一章第一章 绪论绪论 主要内容： 1）材料的定义及材料发展史 2）材料的作用 3）材料环的形成与缺口及其现实的意义 4）材料的分类及四大材料的性能特征与用途 5）新材料的发展动态 基本要求： 1）了解材料的分类、制取、加工、服役、丢弃、回收以及材料环的形成和缺口； 2）掌握材料的定义和四大类材料的性能特征与用途； 3）熟练掌握材料的分类原则和材料环的现实意义； 4）了解材料的发展最新动态 重点：掌握材料的定义、作用和材料环的形成，材料回收的意义。了解材料的分类以及金 属、陶瓷、聚合物、复合材料四大基本材料的基础知识。 难点：材料的基
3、本定义，材料的分类原则和材料环的真实意义。 第二章第二章 材料科学与工程概论材料科学与工程概论 主要内容： 1）材料科学与工程发展 2）材料科学与工程基本概念 3）材料科学基础（材料键合，材料有序与无序，材料结构） 4）材料工程基础（材料工程化思想） 5）材料物理性能：力学，热、声、光、电、磁性能 基本要求：掌握“应力-应变曲线”、剪切强度与挠曲强度、韧性、疲劳强度、蠕变、硬度等 材料力学性能和热、光、电、磁等材料物理性质的结构与性能的相关性知识，熟练掌握常 见物理和力学性能的测试原理和方法。 重点：熟悉材料的基本物理化学性质以及力学性质的表述和表征、测量手段。了解材料的 结构与性能的相关性原
4、理。 1难点：材料应力-应变曲线的理解和实际运用，材料结构和性能相关性的理论描述。 第三章第三章 聚合物材料聚合物材料 主要内容： 1）了解聚合物聚合反应过程、聚合物分子组成和构造以及聚合物结构和力学状态的基础概 念； 2）熟练掌握本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合等典型聚合物反应方法和反应机理； 3）掌握热塑性塑料、热固性塑料、天然橡胶、合成橡胶、热塑性弹性体等通用聚合物材料 的基本性能和结构特征。掌握挤出成型、注射成型、压制成型、真空成型、压延、浇铸、 烧结等聚合物加工的基本知识； 重点：掌握聚合物科学的基础知识，了解高分子聚合的基础反应和聚合物的分子结构以及 聚集态结构，熟悉典型聚合
5、物的基本性质和加工方法。 难点：聚合物结构以及聚合物基本反应原理。 第四章第四章 无机非金属材料无机非金属材料 主要内容： 1）了解无机非金属材料的分类及发展动态； 2）了解陶瓷材料分类与应用，熟悉陶瓷材料结构特征及其一般性质，掌握陶瓷脆性断裂的 机制； 3）熟悉陶瓷成型工艺一般过程，掌握陶瓷材料的冷压与烧结、热压和化学加工方法等陶瓷 材料的加工， 以及传统陶瓷和新型陶瓷材料制备工艺的差别， 了解陶瓷粉体的制备方法； 4）了解玻璃，水泥及耐火材料的组成，结构特征及应用； 重点：熟悉陶瓷材料的基本组成、理化性质、成型条件、制备工艺等，掌握陶瓷材料的增 韧方法，并了解陶瓷成型加工工艺，了解有关玻璃
6、、水泥及耐火材料的基础知识。 难点：陶瓷材料的基本组成，结构与性能及陶瓷脆性机制与增韧方法。 第五章第五章 金属材料金属材料 主要内容： 1）了解铁-碳组成、碳钢、合金钢、工具钢，不锈钢等铁碳合金的基本知识； 2）掌握铝、镁、铜、钛等有色金属和相关合金的基本知识； 3）熟悉金属材料冶炼，成型加工的方法； 重点：掌握金属材料的基本特性与基本知识。了解金属加工和金属制品的常识。掌握合金 的含义和组成，以及产生特殊性能合金的作用原理，掌握不同金属材料的特点及金属材料 增强的方法及原理。 难点：金属材料基本知识与特性，金属材料增强与合金化的方法及原理。 第六章第六章 复合材料复合材料 主要内容： 1）
7、掌握复合材料的定义，组成，了解其发展历程与先进复合材料发展动态； 2）掌握复合材料混合原理； 3）了解常用复合材料基体，增强相及相界面处理的类型； 4）掌握复合材料增强及增韧的机理与方法； 5）熟悉聚合物基复合材料分类及应用和加工成型方法； 6）熟悉金属基复合材料特点、应用及加工成型方法； 27）熟悉金属基复合材料特点、应用及加工成型方法； 8）熟悉陶瓷基复合材料特点、应用及加工成型方法； 了解聚合物基体塑性形变、负荷传递、复合材料的强度预测等复合原理。 重点：掌握复合材料定义，组成，结构特征；熟悉硼纤维、碳化硅纤维、碳纤维与石墨纤 维、芳香尼龙、陶瓷纤维、玻璃纤维等各种增强体的特性；熟悉不同
8、基体复合材料成型工 艺，产品特点及应用领域 难点：材料复合化与界面控制，复合材料混合原理，常见复合材料的成型工艺。 第七章第七章 材料与环境材料与环境 主要内容： 1）我国材料工业面临的困境及出路； 2）环境材料概述 重点：了解我国材料工业面临的环境问题及出路。了解环境材料的发展。 难点：环境材料概念。 二、总结练习题二、总结练习题 1) 材料的定义与特点及其在社会发展中的应用？ 2) 什么是材料环，其包括哪些环节，如何理解材料环的缺口？ 3) 简述材料的分类标准及分类情况？ 4) 针对某一感兴趣的材料，总结其发展历程以及前沿动态？ 5) 简述纳米材料科学与技术的发展与应用？ 6) 何谓材料科
9、学四基本要素，其之间是如何关系？ 7) 对于不同材料，其键合方式有何差异，与其性能之间有何联系？ 8) 试述材料力学性能特征量物理含义，从材料应力-应变曲线中可获得哪些力学特征参数？ 9) 列举材料物理性能的影响因素及评价方法？ 10) 简述聚合物材料有别于其他材料的特征？ 11) 按照什么标准将聚合物材料分成哪几类，其结构与性能特点如何？ 12) 比较本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合的异同？ 13) 何为热塑性塑料与热固性塑料，其差异表现在什么地方？ 14) 举例简述聚合物材料中代表性产品的特点及应用领域 15) 简述聚合物加工方法的过程与特点？ 16) 简述无机非金属材料的分类及发展
10、动态？ 17) 如何定义陶瓷材料，陶瓷可分为哪些类，其结构与性能特点？ 18) 陶瓷材料中缺陷有哪些，其对陶瓷的性能有什么影响？ 19) 简述陶瓷材料脆性断裂的根源及其增韧的措施与原理？ 20) 氧化物陶瓷，碳化物陶瓷，氮化物陶瓷有哪些，其各自特点如何？ 21) 举例说明结构陶瓷材料在实际中的应用状况？ 322) 举例说明先进功能陶瓷材料在实际中的应用状况？ 23) 简述陶瓷粉体制备方法及特点？ 24) 简述陶瓷成型加工工艺一般过程，有哪些？比较不同成型工艺的特点？ 25) 什么是玻璃，玻璃与陶瓷的区别在什么地方？ 26) 金属材料的基本特征是什么？ 27) 金属材料力学性能的主要特征参数及物
11、理含义？ 28) 碳钢中的含碳量对其力学性质有如何影响？ 29) 金属材料增强的方法与机制是什么？ 30) 什么叫合金钢，合金元素的作用原理？ 31) 特种钢中合金元素的作用是什么？举例说明不同元素对特种钢的性能的影响？不锈钢不锈的原因是什么？ 32) 何谓铸铁，其中石墨对铸铁性能影响有哪些？ 33) 铝，镁，钛，铜及其合金的性能特点有哪些？ 34) 金属材料常用的加工工艺有哪些，其特点如何，其中热处理工艺目的，关键及机制，何为退火，正火及淬火？ 35) 何为复合材料？其有哪几相组成？材料复合化的目的是什么？ 36) 复合材料的性能特点有哪些？ 37) 常见复合材料如何分类及其一般特性？ 38
12、) 举例说明先进复合材料的发展与应用状态？复合材料发展的趋向有哪些？ 39) 何为复合材料的混合定律，举例说明其适用范围？ 40) 常见纤维增强体有哪些？不同的纤维增强体其特性有何差异？ 41) 为什么很少用金属作为聚合物的增强材料？ 42) 复合材料增强机理是什么？采用纤维强化基体性能的必要条件有哪些？ 43) 复合材料增韧方法有哪些，其增韧的机理是什么？ 44) 何为复合材料的界面？常见复合材料界面有哪些类型？ 45) 什么是聚合物基复合材料，由哪几个部分组成，在复合材料中分别起什么作用？ 46) 聚合物基复合材料主要有哪些成型方法，各有什么特点？ 47) 金属基复合材料主要有哪些成型方法，各有什么特点？ 48) 陶瓷基复合材料主要有哪些成型方法，各有什么特点？ 49) 何谓环境材料，由谁最先提出这个概念的？ 50) 试述我国材料工业面临的主要环境问题有哪些？解决这些问题有哪些途径？ 4
