材料科学与人类文明课程教学大纲 1、 课程名称：材料科学与人类文明 课程负责人： 赵建华2、 学时与学分：30学时 2学分 3、 课程类别： 文化素质选修课 4、 课程教材： 赵建华主编，材料科技与人类文明，华中科技大学出版社， 2011.75、 参考教材：左铁镛编，新型材料-人类文明进步的阶梯，化学工业出版社出版社，2002.9 陈贻瑞，王健.基础材料和新材料，天津大学出版社，19996、 开课单位：重庆大学材料科学与工程学院 7、 课程的目的、性质和任务 专科从石器时代、铁器时代到信息新纪元，人类前行的每一个脚印无不印证着材料科学技术的发展，人类文明史就是材料发展史。新型材料是科学技术赖以发展的物质基础，是未来新技术革命的先导，新材料的知识是人们迈入科学殿堂的重要基础。本课程通过材料与人类历史、材料与人类生活、材料科技与可持续发展等部分的论述，使学生在了解材料发展历史及环境材料、信息材料、能源材料等新型材料科技知识的同时，能够认识材料对人类历史、环境、能源、信息、军事、科学技术及人类生活的巨大作用，在今后的工作中能够科学地开发或应用材料，在材料科技方面提高科技文化素质。8、 课程的主要内容 第1章 绪论1.2.1 材料科技的发展历程1.2.2 材料在现代社会中的作用1.2.3 材料的政治经济学地位第2章 青铜及古代铸冶技术2.1 青铜时代的文化遗产2.1.1 先秦青铜铸器分类2.1.2 台湾收藏的先秦青铜器精品2.1.3 流失到国外的先秦青铜稀世珍宝2.2 中国青铜铸造技术2.2.1 型范正-技艺高超的陶范铸造2.2.2 “金锡美”-铜锡六齐的发明2.2.3 失蜡铸造巧夺天工2.2.4 铸器装饰及表面处理2.3 青铜铸器精品欣赏2.3.1 铸器铭文记载历史2.3.2 罕见的人面人像青铜雕塑2.3.3 编钟中国青铜文明的灵魂第3章 陶瓷3.1 瑰丽多姿的古代陶瓷3.2 陶瓷与中国文化3.2.1 陶瓷与食文化3.2.2 陶瓷与茶文化3.2.3 陶瓷与酒文化3.2.4 陶器与儒家文化3.3 现代陶瓷材料第4章 材料在工业革命中的作用4.1 工业革命前的准备4.1.1 工业革命的背景4.1.2 工业革命前的材料应用4.2 纺织业是世界工业的摇篮4.2.1 棉纺织业的技术革新4.2.2 其他行业的发展4.3 蒸汽机的发明与改进4.2.1 发明蒸汽机的条件4.2.2 巴本“蒸骨锅”、塞维利蒸汽机和纽科门蒸汽机4.2.3 瓦特改进蒸汽机4.2.4 瓦特蒸汽机走向成功的关键4.4 蒸汽时代的到来4.3.1 蒸汽动力的推动4.3.2 交通运输业的变革4.3.3 机器制造业的蓬勃发展4.5 钢铁业的发展4.5.1 从陨铁开始的事业4.5.2 用煤代替木炭炼铁4.5.3 坩埚炼钢法和搅拌炼铁法4.5.4 “铁疯子”开创钢铁时代4.5.5 钢铁时代第5章 建筑材料与人居环境5.1 概述5.1.1 建筑及其发展5.1.2 人居环境的概念5.2 建筑材料5.2.1 建筑材料的发展5.2.2 传统建筑材料5.2.3 近代建筑材料5.2.4 现代建筑材料5.2.5 新型建筑材料5.2.6 “城市，让生活更美好”2010上海世博会中的建筑与材料5.3 建筑材料与人居环境5.3.1 人居环境与土木工程、建筑材料5.3.2 室内环境评价与建筑材料5.4 建筑材料的节能与环保5.4.1 节能环保是建筑材料发展的必然要求5.4.2 节能环保建筑材料5.4.3 建筑材料未来的发展第6章 轻量化材料与便捷交通6.1 概述6.1.1 轻量化材料6.1.2 常用轻量化材料6.2 汽车轻量化6.2.1 汽车轻量化的定义6.2.2 汽车轻量化的意义6.2.3 汽车轻量化的实现方式6.2.4 汽车轻量化材料的应用6.2.5 汽车轻量化材料技术的发展应用6.3 航空工业的轻量化6.4 交通轨道的轻量化6.4 船舶制造的轻量化第7章 编织人类美好生活的纺织材料7.1 纺织材料的历史7.1.1 原始手工纺织7.1.2 手工机器纺织7.1.3 历代纺织品简介7.1.4 丝绸之路7.2 常用纺织材料7.2.1 纺织纤维7.2.2 纱线7.2.3 织物7.3 新型纺织材料7.3.1 新型纤维材料7.3.2 功能性纺织材料7.3.3 高性能纺织材料第8章 信息材料8.1 引言8.1.1 信息8.1.2 信息技术8.1.3 信息材料8.2 信息获取材料8.2.1传感器材料分类8.2.2 传感器功能材料8.2.3 传感器功能材料展望8.3 信息传递材料8.3.1 光纤通信材料8.3.2 微波通信材料8.3.3 GSM数字蜂窝移动通信材料8.4 信息存储材料8.4.1 磁光存储材料8.4.2 全息存储材料8.5 信息显示材料8.5.1 液晶显示材料（LCD）8.5.2 等离子体显示材料（PDP）8.5.3 阴极射线管材料（CRT）8.5.4 其它信息显示材料8.6 信息处理材料8.6.1 微电子信息处理材料8.6.2 光电子信息处理材料8.6.3 集成光路材料8.6.4 光电子集成回路材料8.7 其它信息材料第9章 材料与环境：人类的责任9.1 材料与资源、环境的关系9.1.1 材料与资源的关系9.1.2 材料与环境的关系9.1.3 我国材料工业与资源、环境的状况9.2 环境材料的概念及其研究的内容9.2.1 环境材料的概念和含义9.2.2 环境材料的特征及其分类9.2.3 环境材料的研究内容9.3 材料的环境影响评价（LCA）9.3.1 环境材料的判据9.3.2 常见的环境指标及其表达方法9.3.3 生命周期评价方法9.3.4 LCA数据库与评价软件9.3.5 材料的生命周期评价方法（MLCA）9.4 材料的生态设计与典型环境材料9.4.1 材料的生态设计9.4.2 典型环境材料第10章 新能源材料10.1 概述10.1.1 能源及其应用10.1.2 能源材料10.2 新型二次电池及其材料10.2.1 电池的种类10.2.2 NiMH二次电池（镍氢电池）10.2.3 锂离子二次电池材料10.3 燃料电池及其材料10.3.1 概述10.3.2 燃料电池的组成10.3.3 固体氧化物燃料电池（SOFC）10.3.4 燃料电池的应用10.3.5 储氢合金10.4 LED绿色照明10.4.1 LED（Light Emitting Diode）的特点与应用10.4.2 LED的结构与光学特性10.4.3 LED材料10.5 太阳能的利用与材料10.5.1 光热转换材料10.5.2 光电转换材料10.5.3 太阳能电池的发展10.5.4 太阳能电池的应用10.6 核能材料10.6.1 概述10.6.2 核能应用10.6.3 核能材料9、课程的教学基本要求 第1章 绪论掌握材料的概念与分类，了解材料科技在人类文明进步中的作用及材料的政治经济学地位第2章 青铜及古代铸冶技术掌握先秦青铜铸器分类及特点，了解青铜的陶范铸造及失蜡铸造过程，了解六齐的概念及特点，了解青铜在人类历史上的作用第3章 陶瓷 熟悉陶瓷的变化历史，掌握陶瓷的产生对人类历史的作用以及在材料的发展上的意义，了解陶瓷与人类文化的联系第4章 材料在工业革命中的作用 了解工业革命的发展过程，熟悉材料在工业革命中的作用，了解钢铁是如何与工业革命互动发展的第5章 建筑材料与人居环境掌握人居环境的概念及建筑材料的发展过程，了解建筑材料未来的发展趋势第6章 轻量化材料与便捷交通掌握轻量化材料的概念及意义，了解常用轻量化材料类型及特点第7章 编织人类美好生活的纺织材料 了解纺织材料的发展历史，了解常用纺织材料的组织及性能第8章 信息材料熟悉典型信息获取材料、信息传送材料、信息存储材料、信息显示材料、信息处理材料的种类及特点，了解信息材料对信息技术进步的影响。第9章 材料与环境：人类的责任掌握环境和材料的关系，熟悉环境材料的概念，了解材料的生命周期评价方法第10章 新能源材料熟悉几种新型的能源材料的开发及其应用，了解锂离子电池和太阳能燃料电池的工作原理及开发利用状况。10、说明 11、考核方式 ：论文 教师给出能够反映材料科技与人类文明交互作用的一些命题，学生结合实际调研、查阅资料，写出3500-5000字的论文12、学时分配 章次教学内容学时1绪论32青铜及古代铸冶技术33陶瓷34材料在工业革命中的作用35建筑材料与人居环境36轻量化材料与便捷交通37编织人类美好生活的纺织材料38信息材料39材料与环境：人类的责任310新能源材料3 大纲制订者： 赵建华 王梦寒 大纲审定者： 黄佳木