一、课程简介

本课程是高分子材料与工程专业的重要专业课，它将系统地介绍材料的结构基础及基本性能，并研究它们之间的构效关系。主要内容包括：原子结构、原子间相互作用、多原子体系中电子的相互作用与稳定性、晶体的结构与性质、固体中的原子无序、扩散、金属材料的组成与结构、无机非金属材料的组成与结构、高分子材料的组成与结构、固体材料的力学性能；材料的热性能；材料的电学性能；材料的磁学性能；材料的光学性能、材料的耐腐蚀性、复合材料的性能。

二、考核内容

（1）原子结构

考核要求：掌握描述原子中电子的空间位置和能量的四个量子数；熟悉核外电子排布遵循的原则。

（2）原子间相互作用和结合

考核要求：掌握化学键合和物理键合的种类及各自特征；了解原子间距和空间排布规律。

（3）多原子体系中电子的相互作用与稳定性

考核要求：熟悉杂化轨道理论和分子轨道理论和金属中的费米能级；掌握固体中的能带理论，能够利用能带理论分析导体、绝缘体和半导体的区别。

（4）固体中的原子有序

考核要求：熟悉描述材料晶体结构的晶胞、晶系和空间点阵型式等基本概念及相互关系，掌握晶向、晶面的表示及计算方法；掌握面心立方、体心立方、密排六方三种典型的晶体结构的主要参数和计算方法。

（5）固体中的原子无序

考核要求：熟悉固溶体的种类及其特点；了解晶体的缺陷结构；掌握稳态扩散的Fick第一定律，能够利用定律计算扩散通量。

（6）金属材料的组成与结构

考核要求：掌握铁碳合金的基本相和铁碳相图中各点、线、区的含义；能够画出铁碳相图并利用其计算各基本相的含量；熟悉钢和铸铁的种类及特征；了解非铁金属及合金的种类及特征。

（7）无机非金属材料的组成与结构

考核要求：了解无机非金属材料的键合形式、晶体结构和非晶体结构；掌握硅酸盐的五种晶体结构；掌握无机非金属晶体材料理论密度的计算方法；了解硅酸盐熔体、无机玻璃的种类和结构特征。

（8）高分子材料的组成与结构

考核要求：掌握高分子材料的组成与结构的多层次性；熟悉高分子链的聚集态结构及影响因素；了解大分子链的结晶构象与晶体结构特点。

（9）固体材料的力学性能

考核要求：熟悉非晶态聚合物的三种力学状态；熟悉应力-应变曲线的物理意义；掌握Hooke定律的物理意义、常用弹性模量与泊松比相互之间的关系；熟悉材料永久形变的机制和塑性材料的增强途径；掌握强度的概念及测定方法及计算公式；熟悉材料硬度的不同测定方法。

（10）材料的热性能

考核要求：了解不同材料热物理性能的差异及其与组成和结构的关系；掌握热导率、热容和比热的概念；能够利用稳态热传导公式计算传递的总热量；了解不同材料热膨胀的内在原因及影响因素；熟悉耐热型和阻燃型高分子的组成和结构特点。

（11）材料的电学性能

考核要求：了解不同材料电学性能的差异及其与组成和结构的关系；掌握决定电导率的基本参数及影响因素；掌握材料的电子能带结构、影响半导体电导率的因素；熟悉介电常数的概念和介质极化的三种机制。

（12）材料的磁学性能

考核要求：熟悉磁性的本质；掌握磁性材料的五种类型及其对应的磁化曲线；熟悉磁滞回线的成因；了解不同材料的磁学性能。

（13）材料的光学性能

考核要求：掌握光吸收的一般规律，光吸收和光波长的关系；熟悉材料对光吸收、发射和透射的内在因素。

（14）材料的耐腐蚀性

考核要求：熟悉酸、碱、盐对金属和高分子材料的化学腐蚀；熟悉高分子材料大气老化腐蚀的类型及提高耐老化的途径；掌握金属腐蚀的电化学机理。

（15）复合材料的性能

考核要求：熟悉复合材料的混合效应和几何尺寸效应；了解单向连续纤维增强复合材料的力学性能。

三、考核题型

以填空、简答和综合分析题分析为主，但不限于该题型。

四、参考书目

顾宜、赵长生.材料科学与工程基础.第2版.北京:化学工业出版社, 2011.