Introduction to Materials Science for High School Students - 109 Academic Year

基礎材料科學導論(高中生自主學習課程)109學年度

本課程是由 國立陽明交通大學材料科學與工程學系 提供。

材料發展與人類文明化息息相關,各種材料的發明讓人類有更好的生活品質、更方便的交通及更快速的資訊與知識傳播。特別是近幾十年來,許多高科技的突破都仰賴材料的創新與改質。

 

本課程分12單元,前兩堂課介紹人類文明化歷史與各種材料發明的演進。然後從最基礎的原子結構及原子間的鍵結出發,介紹金屬、陶瓷、高分子、半導體的基本性質。接下來會仔細介紹固態晶體結構,包含單位晶格、七大晶體系統、晶體方向與平面、最密堆積等。同時也會介紹材料的缺陷,包含空孔、差排與晶界。最後講解材料的機械與導電性質,並使用鋁合金的析出硬化與半導體的摻雜兩個例子,來說明如何改變材料的性質,以應用在航空業與電子產業。

總而言之,本課程介紹材料微結構、製程、性質與應用間的交互關係,讓高中生及一般社會大眾能對材料科學有基本的認識。

 

授課教師 材料科學與工程學系 陳智老師
課程學分 0學分
授課年度 109學年度
授課對象 高中生
預備知識 無
課程提供 課程影音   課程綱要   課程講義  

週次課程內容課程影音課程下載
單元1材料與文明化發展歷史(一) 石器、銅器與鐵器時代線上觀看 MP4 下載
單元2材料與文明化發展歷史(二) 矽晶與奈米時代線上觀看 MP4 下載
單元3原子結構與原子間主要/次要鍵結線上觀看 MP4 下載
單元4原子間主要/次要鍵結、材料分類與性質線上觀看 MP4 下載
單元5固態晶體結構(一) 單位晶格與七大晶體系統線上觀看 MP4 下載
單元6固態晶體結構(二) 原子堆積因子與理論密度線上觀看 MP4 下載
單元7固態晶體結構(三) 晶體學座標、方向與平面線上觀看 MP4 下載
單元8固態晶體結構(四) 最密堆積晶體結構線上觀看 MP4 下載
單元9固態晶體結構(五) 化合物晶體結構線上觀看 MP4 下載
單元10固態晶體缺陷:空孔、差排、晶界與微結構的觀測線上觀看 MP4 下載
單元11材料的機械性質、塑性變形與強化機制 (上)線上觀看 MP4 下載
單元11材料的機械性質、塑性變形與強化機制 (下)線上觀看 MP4 下載
單元12材料的電性與半導體的摻雜線上觀看 MP4 下載

課程簡介

材料發展與人類文明化息息相關,各種材料的發明讓人類有更好的生活品質、更方便的交通及更快速的資訊與知識傳播。特別是近幾十年來,許多高科技的突破都仰賴材料的創新與改質。
本課程分12單元,前兩堂課介紹人類文明化歷史與各種材料發明的演進。然後從最基礎的原子結構及原子間的鍵結出發,介紹金屬、陶瓷、高分子、半導體的基本性質。接下來會仔細介紹固態晶體結構,包含單位晶格、七大晶體系統、晶體方向與平面、最密堆積等。同時也會介紹材料的缺陷,包含空孔、差排與晶界。最後講解材料的機械與導電性質,並使用鋁合金的析出硬化與半導體的摻雜兩個例子,來說明如何改變材料的性質,以應用在航空業與電子產業。
總而言之,本課程介紹材料微結構、製程、性質與應用間的交互關係,讓高中生及一般社會大眾能對材料科學有基本的認識。

 

課程章節

章節 章節內容
單元1材料與文明化發展歷史(一) 石器、銅器與鐵器時代
單元2材料與文明化發展歷史(二) 矽晶與奈米時代
單元3原子結構與原子間主要/次要鍵結
單元4原子間主要/次要鍵結、材料分類與性質
單元5固態晶體結構(一) 單位晶格與七大晶體系統
單元6固態晶體結構(二) 原子堆積因子與理論密度
單元7固態晶體結構(三) 晶體學座標、方向與平面
單元8固態晶體結構(四) 最密堆積晶體結構
單元9固態晶體結構(五) 化合物晶體結構
單元10固態晶體缺陷:空孔、差排、晶界與微結構的觀測
單元11材料的機械性質、塑性變形與強化機制 (上)
單元11材料的機械性質、塑性變形與強化機制 (下)
單元12材料的電性與半導體的摻雜

課程講義 Course Handout

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 作業WORD
 矽晶體模型JPG