1、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
2、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
3、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
4、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、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
6、 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
7、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
8、 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
9、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
10、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
11、 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
12、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
