西安交通大学材料科学与工程进展课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 材料科学与工程进展 Progress of Materials Science and Engineering 课程编号 MATL400502 课程学分 1 总学时 16 学时分配 理论: 16 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料主业核心课程 教材、参考 书及其他 资料 使用教材： 无 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程由材料学院的知名教授以科学讲座的形式开设，主要针对大四学生， 通过具体应用案例，介绍材料研究前沿，提高学生对材料学科前沿的初步了解, 使其了解材料科学研究方法、提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力，体 会教授们在材料科学研究中的辛酸苦辣，使学生树立材料研究的信心和勇气。 本课程从材料的成分-组织-性能出发，以材料的合成与制备为核心，为学生 系统讲授不同材料的合成制备技术、处理加工以及材料的应用方面的最新进展。 主要让学生全面了解材料的制备加工技术，开拓视野，使学生能够利用理论知识 分析解决实际工程问题。 课程教学中，要求教师既要给学生讲授所关联材料的基础理论知识，还要强 调基于相关材料的各种制备工艺及原理，以及制备技术的实际应用，全面理解材 料的成分-组织-工艺-性能的关系，锻炼学生理论结合实际的能力。通过文献调研 训练，使学生了解不同材料的科学基础与应用的最新研究动态，建立终身学习的
意识，并掌握查阅文献资料的能力，不断追求最新的知识理论，发展和完善知识 体系。结合相关材料科学的发展前沿，锻炼学生发现问题、解决问题的能力。 通过该课程的系统学习，要求学生基本掌握材料科学与工程的发展趋势，了 解了解材料学研究的方法论，以及相关材料科学与工程的前沿，掌握相关材料的 结构、制备工艺、性能与应用，培养对材料学科的兴趣，拓宽视野，为进一步的 学习深造打下基础。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1 材料领域发展趋势和前沿的理解能力 掌握材料的发展趋势和学科前沿，理解合成与制备的最新工艺技术路线、了 解材料制备最新技术发展及特点，感知材料的基础知识对于材料开发研究的重要 性。 支撑毕业要求指标点 10-2：具有全球视野,了解材料领域的发展趋势和科学 前沿,能够将材料领域工程实践和科学研究的结果撰写材料调研综述报告、采用 专业文稿、口头报告等形式清晰表达或回应质疑。 2 终身学习与适应社会发展的能力 通过课堂和综述报告环节，有效培养学生的自学能力，锻炼查阅文献的能力， 强化终身学习意识。 支撑毕业要求指标点 12-1:了解材料领域的发展趋势和科学前沿，以及最新 的材料科学研究成果。能认识不断学习和探索的必要性,具有自主学习和终生学 习的意识。 表 2-1 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目标 1 M 课程目标 2 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要 求的关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考 学时 1 先进陶瓷材料研究与 应用进展 先进陶瓷材料的特点及应用、目前存在的问题、陶瓷 材料制备的基本工艺、先进陶瓷材料的研究现状、应 用进展。 2
2 粉末锻造技术及其应 用进展 粉末锻造技术概念及应用领域；该技术在铁基粉末锻 造齿轮、发动机连杆、铝合金粉末冶金及其复合材料 零部件制备的基本工艺；国内外的研究现状、应用进 展。 2 3 医用金属材料及其生 物功能化 医用金属材料的性能及应用、目前存在的问题、医用 金属材料及其生物功能化的制备工艺与研究现状。 2 4 金属材料介观力学性 能及其尺度效应 介观尺度下金属材料的变形特性与力学性能；位错滑 移与孪生变形的尺度效应；金属材料的内在/外在尺 寸效应。 2 5 柔性高分子光伏材料 高分子材料的柔性特点、有机光伏的优缺点、器件制 备的基本工艺、器件性能的影响因素 2 6 复合材料的研究与应 用 陶瓷颗粒增强铁基复合材料的特点、制备工艺及应 用；目前存在的问题及最新研究进展。 2 7 焊接新技术发展 钢铁生产与应用，焊接发展，焊接工程与应用，焊接 分类，激光焊，电子束焊，等离子焊，搅拌摩擦焊。 2 8 弥散强化钼合金材料 的研究与应用进展 钼合金材料弥散强化的分类与存在的主要问题，弥散 强化微观组织设计与制备的分类和主要工艺技术与 应用进展。 2
四、教学安排详表 章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方 式 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标的 支撑关系 1 主要讲述陶瓷材料的性能优点及存在问题、陶瓷材料 的制备流程、先进陶瓷材料的研究现状、陶瓷材料在 实际工程中的应用进展 2 授课 掌握陶瓷材料的性能特点，了解陶瓷材料及其制 备技术目前存在的问题，了解陶瓷材料制备的基 本过程，理解陶瓷材料研究应用的进展。 课程目标 1-2 2 主要讲述：粉末锻造技术工艺性能优点及存在问题； 铁基粉末锻造零件的制备流程；铝合金及其复合材料 粉末锻造零件的工艺流程；粉末锻造技术的研究现状 及该技术在实际零部件中的应用进展以及发展方向。 2 授课 掌握粉末锻造技术的工艺特点，了解粉末锻造工 艺在铁基材料和铝基材料零部件制备的基本过 程，了解粉末锻造技术在汽车工业应用的进展以 及在减速器零件中的发展方向。 课程目标 1-2 3 主要讲述医用金属材料的性能优缺点，制备手段，医 用金属材料及其生物功能化在临床中应用及存在问 题。 2 授课 掌握医用金属材料的性能特点，了解医用金属材 料及其制备技术目前存在的问题，了解金属材料 材料及其生物功能化的基本过程，了解医用金属 材料及其生物功能化的国内外研究进展。 课程目标 1-2 4 主要讲述介观尺度下材料外观尺寸对位错/孪生的约 束作用，进而对变形特性和力学性能的影响。外观材 料尺寸和内在微观组织细化对金属材料力学性能的 耦合效应。 2 授课 掌握介观金属材料的变形特性，了解材料外在尺 寸对力学性能和变形行为的影响，了解微纳尺寸 材料的加工与制备过程，理解金属材料微纳力学 的进展。 课程目标 1-2 5 讲述高分子材料的基本性能，导电高分子材料特点、 光伏材料的基本工作原理、有机光伏材料进展及应用 特点。 2 授课 掌握有机光伏的优缺点、器件制备的基本工艺、 器件性能的影响因素；了解高分子材料的柔性特 点、光电器件的工作原理和前沿进展。 课程目标 1-2 6 主要讲述陶瓷颗粒增强铁基材料的性能优点及存在 问题；复合材料的界面调控；复合材料的强韧化机理； 复合材料在实际工程中的应用进展。 2 授课 掌握复合材料的性能特点、界面强韧化设计思路； 了解复合材料及其制备技术目前存在的问题，理 解铁基复合材料研究应用的进展。 课程目标 1-2 7 通过焊接发展，讲解中国钢生产与焊接的关系，焊接 技术及其在国民经济中的应用，先进焊接技术，如激 光、电子束、等离子以及搅拌摩擦焊技术的发展，在 先进制造中的应用现状。 2 授课 通过学习，了解焊接技术的发展，掌握焊接新技 术的基本原理和重要工程应用，特别是在增材制 造中的应用前景。 课程目标 1-2
8 主要讲述弥散强化钼合金的组织性能特点与主要问 题，稀土氧化物掺杂强韧化工艺技术的分类和实际工 程应用的举例。 2 授课 简要掌握弥散强化钼合金的分类和主要组织与性 能特点，存在的主要问题与解决方案，了解其主 要研究与工程应用进展。 课程目标 1-2