除了講座和輔導(dǎo)，您還將通過(guò)參與真實(shí)的工程情境學(xué)習(xí)，進(jìn)行重要的制造工藝實(shí)際操作，并使用最新的調(diào)查設(shè)備。您還將有機(jī)會(huì)與工業(yè)界互動(dòng)，獲得寶貴的職場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。

在第二年結(jié)束時(shí)，根據(jù)在課程中的表現(xiàn)，您有可能在工程學(xué)士(BEng)和工程碩士(MEng)之間切換。

材料科學(xué)與工程輔導(dǎo)內(nèi)容

材料化學(xué)導(dǎo)論

該模塊從原子的電子結(jié)構(gòu)開(kāi)始，并利用這一知識(shí)來(lái)介紹周期表的化學(xué)。然后討論晶體化學(xué)和晶體結(jié)構(gòu)，首先從簡(jiǎn)單的金屬開(kāi)始，然后轉(zhuǎn)向離子鍵合和結(jié)構(gòu)，最后考慮玻璃。該模塊的后半部分介紹了有機(jī)和聚合物化學(xué)。使用化學(xué)鍵的簡(jiǎn)單模型討論了官能團(tuán)化學(xué)和分子形狀。我們強(qiáng)調(diào)高分子的重要性，以及聚合物的大尺度形狀。我們討論了聚合物的合成以及它們與某些特定情況下的聚合物性質(zhì)的關(guān)系，包括天然和生物高分子。

材料力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)材料導(dǎo)論

介紹了應(yīng)力、應(yīng)變和模量的基本概念。然后探討了原子鍵合與所有主要材料類(lèi)別(陶瓷、金屬、聚合物、天然材料和復(fù)合材料)的機(jī)械性能之間的關(guān)系。還涵蓋了失效模式、應(yīng)力集中、位錯(cuò)、延展性和蠕變。研究了材料性質(zhì)與材料微結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，重點(diǎn)關(guān)注了加工、微觀(guān)結(jié)構(gòu)與金屬的機(jī)械性能之間的關(guān)系。

數(shù)學(xué)(材料)

該模塊旨在鞏固學(xué)生以前的知識(shí)，并發(fā)展支持在1級(jí)和2級(jí)學(xué)科工程課程中所學(xué)工程科目所需的基本數(shù)學(xué)技巧。它還為適當(dāng)工程部門(mén)的2級(jí)數(shù)學(xué)課程提供了基礎(chǔ)。該模塊通過(guò)在線(xiàn)講座傳授，輔以每周的互動(dòng)問(wèn)題課。

生物材料 I

該模塊從工程的角度介紹了人體，將其視為一個(gè)結(jié)構(gòu)、機(jī)制和傳感器。然后介紹了天然和替代生物材料，討論了與功能相關(guān)的屬性，使用Ashby圖表。最后，課程討論了材料工程師可以從生物材料中學(xué)到的教訓(xùn)，包括仿生學(xué)。

可持續(xù)發(fā)展與材料生命周期

所有制造品的生產(chǎn)都涉及材料的使用，并會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。例如，從原材料提取到最終制造產(chǎn)品以及產(chǎn)品使用過(guò)程中都會(huì)使用能源。通過(guò)特定的材料實(shí)例，本課程將向?qū)W生介紹不同加工路徑和產(chǎn)品的能源需求，以及與材料的回收和再加工以及生命周期分析有關(guān)的復(fù)雜問(wèn)題。

材料的數(shù)字技能

該課程旨在教授您如何使用現(xiàn)代計(jì)算工具(如Excel和MATLAB)來(lái)解釋、分析和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。您將學(xué)習(xí)如何使用這些軟件來(lái)編寫(xiě)數(shù)據(jù)分析算法，以便展示從數(shù)據(jù)中得出的趨勢(shì)和結(jié)論。

該課程通過(guò)解決一些涉及數(shù)據(jù)分析和處理的示例來(lái)進(jìn)行教授，以便以實(shí)際方式學(xué)習(xí)軟件，獲得熟悉和信心，以在本科課程的其他領(lǐng)域使用(包括講座和實(shí)驗(yàn))。

材料性質(zhì)導(dǎo)論

本單元將材料性質(zhì)視為將材料所做的事情與材料的反應(yīng)方式之間的聯(lián)系，并討論將性質(zhì)與設(shè)備和結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)。特別包括：

i)磁性材料：磁性的基本原理;磁場(chǎng)對(duì)材料的影響。磁性材料的分類(lèi)(順磁、順磁、鐵磁、反鐵磁和鐵鐵磁)。

ii)電氣材料：導(dǎo)體、絕緣體、場(chǎng)梯度、電阻率。絕緣體、半導(dǎo)體、金屬、混合導(dǎo)體和固體電解質(zhì)。

iii)光學(xué)材料：光學(xué)吸收和發(fā)射。燈泡、熒光燈和磷光體。光纖用于光、紫外線(xiàn)、紅外線(xiàn)。透明和半透明材料。

納米科學(xué)與納米材料導(dǎo)論

該模塊將首先考慮宏觀(guān)世界和納米世界中的尺度關(guān)系。討論了納米材料的示例，包括納米顆粒、納米管和納米復(fù)合材料。將考慮由于納米材料和技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的新型系統(tǒng)和設(shè)備的使用。還將討論倫理、社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題。

動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和相圖

該模塊介紹了熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基本概念以及它們?cè)诖_定氣體、液體和固體的行為中的作用。引入經(jīng)驗(yàn)氣體定律，從而引入了理想氣體的概念和理想氣體狀態(tài)方程，并逐漸過(guò)渡到更現(xiàn)實(shí)的氣體狀態(tài)方程。涵蓋了基本熱力學(xué)概念，如功、熱、內(nèi)能、比熱、焓、熵和自由能。討論了反應(yīng)速率法則、反應(yīng)速率常數(shù)、反應(yīng)級(jí)數(shù)以及溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響。介紹了重要金屬的平衡二元相圖。

工業(yè)材料加工

該課程廣泛介紹了金屬、玻璃、陶瓷和聚合物材料及零件的主要工業(yè)加工和制造方法。將在相關(guān)情況下介紹重要的工程原理，如粘度、熱傳遞和流體流動(dòng)，并將使用多個(gè)案例研究來(lái)突出強(qiáng)調(diào)這些材料的工藝、技術(shù)和制造路線(xiàn)的選擇背后的設(shè)備、技術(shù)和理念。

材料微結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)

本課程將考慮材料的熱力學(xué)，強(qiáng)調(diào)混合物和溶液的自由能及其與相圖，特別是共晶相圖的關(guān)系。然后，將考慮一系列材料(包括金屬和金屬合金、陶瓷和選定聚合物)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，以及它們的機(jī)械、物理和化學(xué)性質(zhì)如何受到成分和相組成以及機(jī)械加工和/或熱處理的影響。將介紹表征方法，如掃描電鏡、透射電鏡和光學(xué)顯微鏡，包括樣品制備和圖像解釋的討論。

材料的變形和破壞

本課程描述了金屬、聚合物和玻璃的塑性變形，指出了導(dǎo)致樣品應(yīng)力應(yīng)力響應(yīng)或由熱引起的效應(yīng)的根本機(jī)制。變形機(jī)制與微觀(guān)結(jié)構(gòu)和加工方式以及對(duì)設(shè)計(jì)的影響有關(guān)。

功能材料

本課程關(guān)注材料的物理性質(zhì)(除了機(jī)械性質(zhì))以及它們的功能。在分析材料的熱、電、電子、磁和光學(xué)性質(zhì)時(shí)，使用波動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)各向異性效應(yīng)和系統(tǒng)對(duì)交流電場(chǎng)的響應(yīng)。討論了基于這些性質(zhì)的特定材料應(yīng)用，包括電子材料和pn結(jié)、磁性材料和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)、介電材料，包括電容器、壓電和熱電材料，以及成像的光學(xué)材料。

熱傳遞和擴(kuò)散

該模塊介紹了擴(kuò)散和熱傳遞。在擴(kuò)散部分，涵蓋了原子運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散常數(shù)、費(fèi)克定律和材料的體積內(nèi)部和表面上的原子輸運(yùn)機(jī)制。還討論了擴(kuò)散在材料的演變、生長(zhǎng)和結(jié)晶中的作用。課程的熱傳遞部分旨在發(fā)展對(duì)導(dǎo)熱、對(duì)流熱傳遞和輻射熱傳遞的基本物理學(xué)的理解以及它與材料加工的相關(guān)性。因此，該課程側(cè)重于對(duì)熱傳遞問(wèn)題的“簡(jiǎn)單”分析方法。

材料選擇和斷裂力學(xué)

本課程的前半部分旨在建立對(duì)材料選擇、材料加工、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品性能之間的相互關(guān)系的全面理解，以便開(kāi)發(fā)對(duì)工程和工業(yè)應(yīng)用中最佳材料選擇的整體方法。研究的主題包括通過(guò)應(yīng)用的開(kāi)放性項(xiàng)目進(jìn)行材料和工藝選擇的方法。該模塊還向?qū)W生介紹了斷裂力學(xué)。詳細(xì)涵蓋了線(xiàn)彈性斷裂力學(xué)、循環(huán)疲勞、應(yīng)力腐蝕和故障預(yù)測(cè)。還包括了彈性-塑性斷裂力學(xué)的簡(jiǎn)要介紹。

數(shù)學(xué) II(材料)

該模塊是一系列面向特定工程師群體的二級(jí)模塊的一部分，模塊標(biāo)題中用括號(hào)表示了特定工程學(xué)科。每個(gè)模塊鞏固了先前的數(shù)學(xué)知識(shí)，并發(fā)展了與特定工程學(xué)科相關(guān)的新數(shù)學(xué)技巧。

固體材料結(jié)構(gòu)

繼MAT1610之后，本課程以國(guó)際符號(hào)和分類(lèi)，如晶胞、布拉維格點(diǎn)、點(diǎn)群和空間群的概念，以二年級(jí)的細(xì)節(jié)和復(fù)雜性引入了晶體學(xué)/固體態(tài)化學(xué)(第A部分)和X射線(xiàn)衍射(第B部分)的主題。

第A部分：晶體的對(duì)稱(chēng)性以及與物理性質(zhì)的關(guān)系是這部分的重點(diǎn)，然后選擇性地介紹一些礦物和合金相，這些將被用作演示新概念的示例。

第B部分：這里重點(diǎn)是X射線(xiàn)衍射的實(shí)踐和應(yīng)用，特別是粉末衍射技術(shù)，用于確定未知的晶體相。

該課程旨在提供理解材料的晶體結(jié)構(gòu)所必需的背景，展示晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性與晶體性質(zhì)之間的聯(lián)系，并展示X射線(xiàn)方法在確定晶體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

文獻(xiàn)綜述與項(xiàng)目

學(xué)生從一個(gè)項(xiàng)目列表中選擇一個(gè)項(xiàng)目，以便能夠追求與課程選擇相關(guān)的個(gè)人興趣。該項(xiàng)目是由一名或多名學(xué)術(shù)教職員工的監(jiān)督下進(jìn)行的原創(chuàng)研究調(diào)查，學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，閱讀來(lái)自科學(xué)文獻(xiàn)的原始論文和綜述文章。大多數(shù)項(xiàng)目需要進(jìn)行廣泛的實(shí)驗(yàn)室工作，盡管有些項(xiàng)目可能主要基于已發(fā)表文獻(xiàn)的調(diào)查或計(jì)算研究。每個(gè)學(xué)生在為期30周的時(shí)間中每周花費(fèi)大約1.5天的時(shí)間，其中大部分時(shí)間沒(méi)有具體的時(shí)間表，用于進(jìn)行這項(xiàng)工作。項(xiàng)目的評(píng)估包括中期報(bào)告和最終報(bào)告，以及對(duì)工作的向教職員工和其他學(xué)生的展示。還將評(píng)估項(xiàng)目期間的行為。

工程師的財(cái)務(wù)與法律

該模塊旨在向工程學(xué)生介紹工程師在其工作環(huán)境中應(yīng)該了解的財(cái)務(wù)和法律風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域。該模塊將直接涉及到預(yù)算編制、籌集資金、評(píng)估財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)以及在工程項(xiàng)目和/或產(chǎn)品開(kāi)發(fā)背景下做出財(cái)務(wù)決策的實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)，該模塊將提高學(xué)生對(duì)簽訂工程項(xiàng)目和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)合同的法律方面的理解，以及對(duì)環(huán)境法規(guī)、過(guò)失責(zé)任、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和數(shù)據(jù)保護(hù)的重要性的認(rèn)識(shí)。通過(guò)兩個(gè)學(xué)科中平行進(jìn)行的講座系列，該模塊將提供有關(guān)這兩個(gè)領(lǐng)域及其對(duì)工程實(shí)踐的影響的工作知識(shí)。評(píng)估的一部分將重點(diǎn)放在團(tuán)隊(duì)合作、報(bào)告撰寫(xiě)和演示上，輔以在線(xiàn)練習(xí)和個(gè)人作業(yè)組成的補(bǔ)充。

有限元建模簡(jiǎn)介

有限元建模(FEM)是一種強(qiáng)大的工具，被公司用于材料和器件建模，為新的和改進(jìn)的工藝和設(shè)備提供了一條廉價(jià)和有效的途徑。該課程將介紹材料建模的基本概念及其不同的應(yīng)用領(lǐng)域，使用公司和研究團(tuán)體使用的先進(jìn)軟件。

表面退化與保護(hù)

本課程考慮了導(dǎo)致材料表面化學(xué)和機(jī)械退化的過(guò)程，以及這可以通過(guò)一系列表面工程技術(shù)來(lái)控制。在課程的第一部分(由Claire Corkhill教授)，重點(diǎn)將是理解金屬和金屬氧化物的電化學(xué)腐蝕過(guò)程，以及如何使用電化學(xué)鈍化來(lái)防止腐蝕。還將探討在腐蝕預(yù)測(cè)中使用Ellingham和Pourbaix圖的工具，以及開(kāi)發(fā)對(duì)材料的應(yīng)力和腐蝕相互影響的理解。課程的第二部分側(cè)重于研究材料退化的磨損和摩擦作用，以及如何通過(guò)設(shè)計(jì)等方式來(lái)將這些效應(yīng)降至最低。

工業(yè)管理

該模塊將向?qū)W生介紹質(zhì)量管理的概念。學(xué)生將了解與英國(guó)工程公司的質(zhì)量管理相關(guān)的現(xiàn)行法規(guī)。他們還將了解質(zhì)量管理的目的。學(xué)生將獲得關(guān)于質(zhì)量管理在實(shí)踐中的實(shí)例。他們將通過(guò)為虛構(gòu)公司制定一個(gè)示例質(zhì)量管理文件來(lái)展示對(duì)主要利益相關(guān)者(例如供應(yīng)、客戶(hù)、監(jiān)管機(jī)構(gòu)等)的識(shí)別。這一分析將用于審查公司的未來(lái)發(fā)展方向。

以上就是關(guān)于“謝菲爾德大學(xué)材料科學(xué)與工程輔導(dǎo)內(nèi)容”，海馬課堂專(zhuān)業(yè)課程輔導(dǎo)，3500+嚴(yán)選碩博學(xué)霸師資，針對(duì)學(xué)生的薄弱科目和學(xué)校教學(xué)進(jìn)度，匹配背景相符的導(dǎo)師，根據(jù)學(xué)生情況進(jìn)行1V1專(zhuān)屬備課，上課時(shí)間靈活安排，中英雙語(yǔ)詳細(xì)講解課程中的考點(diǎn)、 難點(diǎn)問(wèn)題，并提供多方位的課后輔導(dǎo)，輔助學(xué)生掌握全部課程知識(shí)，補(bǔ)足短板。