XJMS2100 Advanced Engineering Mathematics and Numerical Methods (41397)
- 学什么： 材料科学研究和工程问题解决所需的高等数学工具和计算方法
- 核心内容：
- 高等数学： 深入探讨常微分方程、偏微分方程（PDEs – 如热传导方程、扩散方程在材料中的应用）、向量微积分、傅里叶分析、特殊函数等
- 数值方法： 学习如何用计算机求解难以解析解决的数学问题，如：数值积分与微分、方程求根、线性方程组求解、常微分方程数值解法、偏微分方程数值解法（有限差分法、有限元法基础概念）、数值优化基础
- 为什么重要： 为理解材料理论模型（如扩散、热传导、力学行为）、进行模拟计算和数据分析打下坚实的数学基础
XJMS2371 Chemistry of Materials and Practical Materials Science 2 (41691)
- XJMS2371 Chemistry of Materials and Practical Materials Science 2 (41691)
- 学什么： 材料化学的理论知识及其在材料科学实验中的应用（进阶）
- 核心内容：
- 材料化学： 深入探讨不同材料类别（金属、陶瓷、聚合物、复合材料、半导体、纳米材料）的化学组成、结构（原子/分子层面）与其性能（电学、光学、磁学、力学、化学）之间的关系。重点在化学原理如何决定材料行为
- 实验材料科学 2： 在实验室中应用化学和材料原理进行更复杂的材料合成、制备、处理、表征和性能测试。强调实验设计、操作技能、数据分析和报告撰写
- 为什么重要： 将化学基础（XJMS2372）与材料的具体性能和实验实践紧密结合，是材料科学的核心
- 学什么： 材料科学专业所需的化学基础知识
- 核心内容：
- 复习和深化与材料相关的核心化学概念：原子结构、化学键（金属键、离子键、共价键、范德华力）、分子轨道理论（简介）、晶体结构（点阵、晶系）、固体化学基础。
- 热力学（特别是化学热力学在相平衡、反应方向的应用）
- 动力学（反应速率、活化能在材料合成和相变中的应用）
- 电化学基础（腐蚀、电池材料）
- 表面与胶体化学基础（润湿、吸附、纳米材料）
- 可能涉及高分子化学或无机化学基础
- 为什么重要： 为理解材料的组成、结构、合成、稳定性和性能提供最基础的化学原理支撑，是XJMS2371和其他专业课的基础
XJMS2710 Materials Synthesis and Characterisation (41399)
- 学什么： 材料制备（合成）和结构/性能分析（表征）的核心方法与原理
- 核心内容：
- 材料合成： 不同材料（金属、陶瓷、玻璃、聚合物、复合材料、薄膜、纳米材料）的制备方法（如熔炼、铸造、粉末冶金、烧结、溶胶-凝胶、化学气相沉积、物理气相沉积、电沉积、聚合反应等）及其原理、优缺点、应用
- 材料表征：
- 结构表征： X射线衍射（XRD）、电子显微术（SEM, TEM）、扫描探针显微术（AFM, STM）、光谱学（IR, Raman, UV-Vis）
- 成分表征： 能谱仪（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）
- 性能表征： 力学性能测试（硬度、拉伸/压缩）、热分析（DSC, TGA）、电学性能测试等
- 强调不同表征技术的工作原理、适用对象、获得的信息以及如何解读数据
XJMS2810 Statistical Mechanics and Condensed Matter (JH) (41379)
- 学什么： 从微观粒子统计行为理解宏观物质性质（统计力学）及其在凝聚态物理（材料） 中的应用
- 核心内容：
- 统计力学基础： 微观态、宏观态、系综（微正则、正则、巨正则）、配分函数、玻尔兹曼分布、热力学量的统计解释
- 凝聚态物理： 应用统计力学和量子力学概念理解固体（主要是材料）的性质：
- 晶格动力学（声子、热容）
- 自由电子理论（电导、热导）
- 能带理论基础（导体、半导体、绝缘体）
- 磁性（顺磁、铁磁、反铁磁）
- 超导现象（简介）
- 相变（特别是二级相变）的统计理论（如伊辛模型简介）
文字课程
http://bactra.org/notebooks/stat-mech.html
视频课程
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