个人介绍
材料科学基础II 江静华等

提供学校:河海大学

院系:力学与材料学院

专业大类:材料类

专业:材料科学与工程(金属方向)

课程编号:1702003

课时:64

课程介绍
《材料科学基础II》是我校材料科学与工程专业金属材料方向本科生的一门重要的专业基础课。该课程的教学目标为,通过本课程的学习使学生对材料的成分、组织结构和性能之间的关系,金属等固体材料的内部缺陷的性质以及塑性变形的实质与规律,平衡条件下金属及合金状态图等基本内容有个系统的了解,初步具备运用所学理论分析实际材料问题的能力,初步具备材料显微组织的观察、分析能力,为学习固态相变、成型工艺等后续专业课程打下基础。
教师团队

江静华 教授

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

马爱斌 教授

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

陈建清 副教授

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

宋丹 副教授

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

杨东辉 副教授

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

王家佳 副教授

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

孙甲鹏 讲师

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

刘欢 讲师

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

袁玉春 讲师

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

禚孝儒 讲师

单位:河海大学

部门:力学与材料学院

课程目标与要求
熟悉和掌握金属材料的组织结构在不同外界状态下的变化规律及对材料性能的影响,并对其它材料的组织性能有所了解。内容上着重于基本概念和基础理论的阐释,强调科学性、先进性和实用性,介绍材料科学领域的新发展,注意应用理论于解决实际问题。
课程大纲

本课程主要由以下内容组成:

第一章 绪论(1学时)

  • 知识要点:材料科学的形成,材料科学与工程的关系。

  • 重点难点:材料科学与工程的关系。

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。


第二章 固体结构基础(13学时)

  • 知识要点:物质的组成、状态及材料结构,物质的原子结构,原子之间相互作用和结合(化学键结合、物理键结合),晶体几何学基础,晶体结构(单质晶体结构、金属晶体结构),非晶态结构。

  • 重点难点:原子结构与键合,常见金属晶体及合金相结构

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。


第三章 晶体缺陷(10学时)

  • 知识要点:点缺陷,位错的基本知识,位错的运动,位错的弹性性质,位错的生成与增殖,实际晶体中的位错的生成与增殖,固体表面与界面等。

  • 重点难点:点缺陷的平衡浓度,位错的生成与增殖,界面行为。

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。


第四章 相图(10学时)

  • 知识要点:相平衡及其研究方法,单元系统相图,二元系统相图,三元系统相图,三元系统相图应用举例。

  • 重点难点:二元相图、三元相图分析与使用等。

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。


第五章 凝固(10学时)

  • 知识要点:液体的性能与结构,金属的凝固与结晶(纯金属、固溶体合金、共晶合金、铸锭组织与凝固技术)等。

  •  重点难点:金属凝固过程与凝固组织等。

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。


第六章 固体中的扩散(4学时)

  • 知识要点:Fick定律,Fick定律应用,固体扩散机构与扩散系数,影响扩散因素,反应扩散

  • 重点难点:扩散定律、扩散微观理论与机制、柯肯达尔效应、反应扩散。

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。


第七章 固态材料的形变与再结晶(12学时)

  • 知识要点:弹性变形,晶体的塑性变形,冷变形晶体的回复,冷变形晶体的再结晶,再结晶后的晶粒长大,金属的热变形、蠕变、超塑性等

  • 重点难点:金属的塑性变形与形变组织、回复与再结晶,蠕变,超塑性等。

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。


第八章 固态相变的基本原理(4学时)

  • 知识要点:固态相变的分类与特征,相变热力学,固相反应动力学(扩散型相变、非扩散型相变、过渡型相变),影响固相反应的因素

  • 重点难点:固态相变热力学与动力学、马氏体相变、贝氏体相变等。

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。


第九章 材料的功能特性(2学时)

  • 知识要点:材料功能特性简介,功能材料的物理基础概论,材料的电性能,材料的光学性能等。

  • 重点难点:能带结构等。

  • 教学方法:课堂讲授、自学与讨论相结合。
使用教材

使用教材:胡赓祥 主编,《材料科学基础》,上海:上海交通大学出版社,2010.5(第三版)

                                                  

参考教材:陶杰 主编,《材料科学基础》, 北京:化学工业出版社,2006.3

English for materials science and engineering,李莉 李新林 郑卫 主编,哈尔滨:哈尔滨工业出版社,2007.02

参考文献:刘智恩主编,《材料科学基础》,西安:西北工业大学出版社,2000

网络资源

美国材料研究学会http://www.mrs.org

美国材料试验学会 http://www.astm.org

美国金属学会http://www.asm-intl.org

考核方式

综合线上学习和考试进行考核(100分)。

线上平时成绩50分。其中:在线视频观看(35%)、在线讨论(10%)、完成作业(20%)、网上测试(30%)、在线时长(5%)。

期末考试50分。

教学资源
课程章节 | 名称   | 上传时间 | 大小 | 备注
1 绪论
1 绪论.mp4
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2017-12-24 69.88MB
 
1C-HHU材料科学基础(1 绪论).ppt
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2017-12-24 15.95MB
2.1.1 原子结构
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2-1-1 原子结构.ppt
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2.1.2 原子间的键合
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2-1-2 原子间键合.ppt
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2.2.1 空间点阵
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2-2-1空间点阵.ppt
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2.2.2 晶向指数及晶面指数
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2-2-3 晶向指数与晶面指数.ppt
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2.2.3 晶体对称性
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2-2-4 晶体对称性.ppt
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2.2.4 极射投影
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2-2-5 极投影-1.ppt
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2.3.1 金属的晶体结构
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2-3-1 金属晶体结构(1).pptx
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2.3.2 合金相结构
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2-3-2 合金的相结构.ppt
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2.3.3 离子晶体结构及共价键晶体结构
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2-3-3 离子晶体结构(1).pptx
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2.4.1 非晶体
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2-4-1 非晶体.ppt
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2.4.2 准晶体
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2-4-2 准晶体 修改.ppt
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3.1 点缺陷
晶体缺陷之1点缺陷.ppt
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3.2 位错基础
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晶体缺陷之2位错基础.ppt
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3.3 柏氏矢量
晶体缺陷之3柏氏矢量.ppt
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3.4 位错的运动
晶体缺陷之4位错的运动.ppt
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3.5 实际晶体中的位错
晶体缺陷之5实际晶体中的位错.ppt
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3.6 表面及界面的基本概念
晶体缺陷之7表面与界面.ppt
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4.1 单元系相图
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4C1-单元相图.ppt
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4.2.1 相图的表示和测定方法
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4C2-1 二元相图(表示与测定).ppt
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4.2.2 相图热力学的基本要点
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4C2-2 二元相图(热力学)1.ppt
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4.2.3 匀晶相图
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4C2-3 二元相图(相图分析-匀晶相图)1.ppt
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4.2.4 共晶相图
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4C2-4二元相图(相图分析-共晶相图)1.ppt
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4.2.5 包晶相图
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4C2-5二元相图(相图分析-包晶相图)1.ppt
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4.2.6 其他类型相图
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4C2-6二元相图(相图分析-其它类型相图)1.ppt
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4.2.7 复杂二元相图的分析方法
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4C2-7二元相图(相图分析-复杂相图的分析)1.ppt
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4.2.8 铁碳双重相图分析
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4C2-8二元相图(相图分析-相图实例分析)1.ppt
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2017-12-26 6.02MB
4.3.1 三元相图的基础
4C3-1.mp4
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2017-12-26 22.09MB
 
4C3-1 三元相图(基础知识).pptx
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2017-12-26 2.04MB
4.3.2 固态不互溶三元共晶相图
4C3-2.mp4
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2017-12-27 26.70MB
 
4C3-2 三元相图 (固态不互溶三元共晶相图).pptx
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2017-12-27 3.59MB
4.3.3 固态有限互溶三元共晶相图
4C3-3.mp4
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2017-12-27 11.29MB
 
4C3-3 三元相图 (固态互溶三元共晶相图).pptx
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2017-12-27 4.78MB
4.3.4 其他三元相图
4C3-4.mp4
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2017-12-27 39.46MB
 
4C3-4 三元相图 (其他三元相图).pptx
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2017-12-27 4.97MB
5.1 纯晶体的凝固
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2017-12-26 11.68MB
 
5-1-2.mp4
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5-1-3.mp4
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5-1-4.mp4
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5-1-5.mp4
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5-1-6.mp4
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2017-12-26 10.27MB
 
5-1-1 液态结构与晶体凝固的热力学条件.pptx
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2017-12-26 1.28MB
 
5-1-2 均匀形核.pptx
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2017-12-26 1.38MB
 
5-1-3 非均匀形核.pptx
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2017-12-26 1.55MB
 
5-1-4 晶体长大.pptx
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2017-12-26 2.71MB
 
5-1-5 结晶动力学及凝固组织.pptx
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2017-12-26 1.96MB
 
5-1-6 凝固理论的应用举例.pptx
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2017-12-26 1.21MB
5.2 固溶体的凝固
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2017-12-26 10.29MB
 
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2017-12-26 7.74MB
 
5-2-3-1.mp4
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5-2-4.mp4
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2017-12-26 12.36MB
 
5-2-1 正常凝固.pptx
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2017-12-26 1.08MB
 
5-2-2 区域熔炼.pptx
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2017-12-26 1.10MB
 
5-2-3 有效分配系数.pptx
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2017-12-26 1.12MB
 
5-2-4 合金凝固中的成分过冷.pptx
.pptx
2017-12-26 1.34MB
5.3 共晶体的凝固
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2017-12-26 20.32MB
 
5-3-2.mp4
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2017-12-26 2.88MB
 
5-3-1 共晶组织分类及其形成机制.pptx
.pptx
2017-12-26 1.58MB
 
5-3-2 共晶界面的稳定性.pptx
.pptx
2017-12-26 1.26MB
5.4 铸锭中的组织与缺陷
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2017-12-27 21.16MB
 
5-4-2.mp4
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2017-12-27 26.99MB
 
5-4-1 铸锭的宏观组织.pptx
.pptx
2017-12-27 1.39MB
 
5-4-2 铸锭的缺陷.pptx
.pptx
2017-12-27 3.04MB
6.1 扩散表象理论之菲克第一定律
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2017-12-26 309.54MB
 
1固体扩散表象理论之菲克第一定律1.ppt
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6.2 扩散表象理论之菲克第二定律
6-2.mov
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2017-12-26 204.11MB
 
2固体扩散表象理论之菲克第二定律1.ppt
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2017-12-26 2.39MB
6.3 扩散表象理论之扩散方程的解
6-3.mov
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2017-12-26 684.82MB
 
3固体扩散表象理论之扩散方程的解1.ppt
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2017-12-26 2.92MB
6.4 扩散表象理论之柯肯达尔效应
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4固体扩散表象理论之置换固溶体中的扩散1.ppt
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6.5 扩散系数与浓度有关时的解
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5固体扩散表象理论之体扩散系数D与浓度有关时的解1.ppt
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2017-12-26 2.58MB
6.6 固体扩散表象理论之热力学分析
6-6.mov
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6固体扩散表象理论之扩散热力学分析1.ppt
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2017-12-26 2.28MB
6.7 固体扩散原子理论之扩散机制
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7固体扩散原子理论之扩散机制1.ppt
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2017-12-26 2.34MB
6.8 固体扩散原子理论之原子跃迁和扩散系数
6-8.mov
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2017-12-26 401.66MB
 
8固体扩散原子理论之原子跃迁和扩散系数1.ppt
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2017-12-26 2.71MB
6.9 固体扩散原子理论之扩散激活能
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9固体扩散原子理论之扩散激活能1.ppt
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6.10 固体扩散的影响因素
6-10.mov
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10固体扩散之影响因素1.ppt
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6.11 固体扩散之反应扩散
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11固体扩散之反应扩散1.ppt
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2017-12-26 2.59MB
6.12 综合练习
12固体扩散习题与思考题.ppt
.ppt
2017-12-25 2.54MB
7.1 弹性和黏弹性
7-1 弹性和粘弹性.mov
.mov
2017-12-26 225.66MB
 
7-1弹性与黏弹性-V1.ppt
.ppt
2017-12-26 2.79MB
7.2 晶体的塑性变形
7-2 单晶体的塑形变形.mp4
.mp4
2017-12-27 268.43MB
 
7-3多晶体的塑形变形.mp4
.mp4
2017-12-27 198.80MB
 
7-4 合金的塑形变形的副本.mp4
.mp4
2017-12-27 189.03MB
 
7-5 塑形变形对组织性能的影响.mp4
.mp4
2017-12-27 136.47MB
 
7-2单晶体的塑性变形-V1.ppt
.ppt
2017-12-27 2.05MB
 
7-3多晶体的塑性变形-V1.ppt
.ppt
2017-12-27 1.29MB
 
7-4合金的塑性变形-V1.ppt
.ppt
2017-12-27 1.34MB
 
7-5塑性变形对组织性能的影响-V1.ppt
.ppt
2017-12-27 2.09MB
7.3 回复和再结晶
7-6 回复.mov
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2017-12-27 158.44MB
 
7-7 再结晶~1.mp4
.mp4
2017-12-27 135.34MB
 
7-8 晶粒长大.mov
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7-6 回复-V1.ppt
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2017-12-27 1.73MB
 
7-7再结晶-V1.ppt
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7-8 晶粒长大V1.ppt
.ppt
2017-12-27 2.06MB
7.4 热变形与动态回复、再结晶
7-9 热变形和动态回复再结晶.mp4
.mp4
2017-12-27 287.49MB
 
7-9动态回复和动态再结晶V1.ppt
.ppt
2017-12-27 1.53MB
8.1 固态相变的特点
8.1-1.mp4
.mp4
2018-01-12 21.32MB
 
8.1--2.mp4
.mp4
2018-01-12 20.71MB
 
8.1.pptx
.pptx
2018-01-12 1.22MB
8.2 固态相变的分类
8.2--1.mp4
.mp4
2018-01-12 20.25MB
 
8.2--2.mp4
.mp4
2018-01-12 14.75MB
 
8.2.pptx
.pptx
2018-01-12 94.10KB
8.3 固态相变的形核与长大
8.3--1.mp4
.mp4
2018-01-12 22.28MB
 
8.3--2.mp4
.mp4
2018-01-12 10.86MB
 
8.3.pptx
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2018-01-12 266.40KB
8.4 固态相变的动力学
8.4.mp4
.mp4
2018-01-12 13.48MB
 
8.4.pptx
.pptx
2018-01-12 105.51KB
8.5 典型固态相变分析
8.5.mp4
.mp4
2018-01-12 9.07MB
 
8.5.pptx
.pptx
2018-01-12 602.37KB
9.1 材料的功能特性简介和理论基础
9-材料的功能特性-1.mp4
.mp4
2017-12-25 31.57MB
 
9-材料的功能特性-1.ppt
.ppt
2017-12-25 5.94MB
9.2 材料的电性能和光性能
9-材料的功能特性-2.mp4
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2017-12-25 28.64MB
 
9-材料的功能特性-2.ppt
.ppt
2017-12-25 2.71MB
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