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 |
|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
| 單元3 | 原子結構與原子間主要/次要鍵結 | 線上觀看 |
| 單元4 | 原子間主要/次要鍵結、材料分類與性質 | 線上觀看 |
| 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 |
| 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 |
| 單元7 | 固態晶體結構(三) 晶體學座標、方向與平面 | 線上觀看 |
| 單元8 | 固態晶體結構(四) 最密堆積晶體結構 | 線上觀看 |
| 單元9 | 固態晶體結構(五) 化合物晶體結構 | 線上觀看 |
| 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 |
| 單元11 | 材料的機械性質、塑性變形與強化機制 (上) | 線上觀看 |
| 單元11 | 材料的機械性質、塑性變形與強化機制 (下) | 線上觀看 |
| 單元12 | 材料的電性與半導體的摻雜 | 線上觀看 |
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 |
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