| 課程代碼 |
40D14901
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| 課程中文名稱 |
材料科學與工程(一)
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| 課程英文名稱 |
Materials Science and Engineering (I)
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| 學分數 |
3.0
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| 必選修 |
必修
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| 開課班級 |
四技化材一甲
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| 任課教師 |
黃常寧
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| 上課教室(時間) |
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週一
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第2節
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(E0504)
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週一
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第3節
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(E0504)
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週一
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第4節
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(E0504)
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| 課程時數 |
3
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| 實習時數 |
0
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| 授課語言 |
1.華語
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| 輔導考證 |
無
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| 課程概述 |
以整合方式介紹材料之結構、加工、性質及性能，讓學生瞭解上面四者之關聯性，並能分辨金屬、陶磁及高分子材料在結構、加工與性質之間的差異。
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| 先修科目或預備能力 |
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課程學習目標與核心能力之對應
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| 編號 | 中文課程學習目標 | 英文課程學習目標 | 對應系指標 |
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1
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知道BCC、FCC及HCP結構、知道Fick第一、二定律、知道點、線、面缺陷、看得懂應力-應變曲線
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To be able to identify the BCC, FCC and HCP structures; to learn the point, line, and area defects; to understand the stress-strain curve.
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1 工程知識
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2
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能看得懂材料科學與工程專業名詞
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To be able to understand the terminology in Materials Science and Engineering.
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1 工程知識
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3
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知道如何進行拉伸、硬度試驗、熟知如何分析顯微組織與性質之間的變化
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To be able to perform the tensile and hardness tests; to learn to analysis the changes between microstructure and properties.
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2 實驗分析
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4
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能有系統及有組織的回答課堂上老師詢問之專業問題
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To be able to systematically answer the questions raised by the instructor in the class.
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5 表達溝通與敬業合群
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5
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學生能分工合作如期完成一份專題報告
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To be able to discuss with classmates and finish the project.
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6 解決問題
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6
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能利用網際網路平台收集並研讀相關資料
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To be able to collect and read the documents related to Materials Science and Engineering via internet.
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7 持續學習
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| 就業力培養目標 |
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校指標 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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專業知識 |
實務技能 |
資訊能力 |
整合創新 |
外語能力 |
熱誠抗壓 |
表達溝通 |
敬業合群 |
人文素養 |
服務關懷 |
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50% |
15% |
10% |
0% |
0% |
15% |
10% |
0% |
0% |
0% |
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系指標 |
1 |
2 |
3 |
7 |
4 |
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6 |
5 |
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8 |
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工程知識 |
實驗分析 |
工程實務 |
持續學習 |
系統設計 |
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解決問題 |
表達溝通與敬業合群 |
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倫理責任與人文素養 |
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50% |
15% |
0% |
10% |
0% |
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15% |
10% |
|
0% |
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| 中文課程大綱 |
第一章 簡介
第二章 原子結構與鍵結
2.1原子結構
2.2固體中的原子鍵結
第三章 金屬與陶磁結構
3.1晶體結構
3.2晶體學的點、方向與平面
3.3結晶與非結晶材料
第四章 高分子結構
第五章 固體之缺陷
5.1點缺陷
5.2各種瑕疵
5.3微觀的檢視
第六章 擴散
第七章 機械性質
7.1彈性變形
7.2金屬的機械行為
7.3陶磁的機械行為
7.4陶磁的機械性質
7.5硬度和其它機械性質
7.6性質的變異性和設計/安全因子
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| 英/日文課程大綱 |
Ch 1. Introduction
Ch. 2 Atomic Structure and Interatomic Bonding
2.1 Atomic structure
2.2 Atomic bonging in solids
Ch3. Structures of Metals and Ceramics
3.1 Crystal structures
3.2 Crystallographic points, directions, and planes
3.3 Crystalline and noncrystalline materials
Ch. 4 Polymer Structures
Ch. 5 Imperfections in Solids
5.1 Point defects
5.2 Miscellaneous imperfections
5.3 Microscopic examinations
Ch. 6 Diffusion
Ch. 7 Mechanical Properties
7.1 Elastic deformation
7.2 Mechanic behavior-Metals
7.3 Mechanic behavior- Ceramics
7.4 Mechanic behavior-Polymers
7.5 Hardness and other mechanical property considerations
7.6 Property variability and design/safety factors
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| 課程進度表 |
1. Introduction
1.1 Historical Perspective
1.2 Materials Science and Engineering
1.3 Why Study Materials Science and Engineering?
1.4 Classification of Materials
1.5 Advanced Materials
1.6 Modern Materials Needs
1.7 Processing/Structure/Properties/Performance Correlations
2. Atomic Structure and Interatomic Bonding
2.1 Introduction
2.2 Fundamental Concepts
2.3 Electrons in Atoms
2.4 The Periodic Table
2.5 Bonding Forces and Energies
2.6 Primary Interatomic Bonds
2.7 Secondary Bonding or van der Waals Bonding
2.8 Molecules
3. Structures of Metals and Ceramics
3.1 Introduction
3.2 Fundamental Concepts
3.3 Unit Cells
3.4 Metallic Crystal Structures
3.5 Density Computations—Metals
3.6 Ceramic Crystal Structures
3.7 Density Computations—Ceramics
3.8 Silicate Ceramics
3.9 Carbon
3.10 Polymorphism and Allotropy
3.11 Crystal Systems
3.12 Point Coordinates
3.13 Crystallographic Directions
3.14 Crystallographic Planes
3.15 Linear and Planar Densities
3.16 Close-Packed Crystal Structures
3.17 Single Crystals
3.18 Polycrystalline Materials
3.19 Anisotropy
3.20 X-Ray Diffraction: Determination of Crystal Structures
3.21 Noncrystalline Solids
4. Polymer Structures
4.1 Introduction
4.2 Hydrocarbon Molecules
4.3 Polymer Molecules
4.4 The Chemistry of Polymer Molecules
4.5 Molecular Weight
4.6 Molecular Shape
4.7 Molecular Structure
4.8 Molecular Configurations
4.9 Thermoplastic and Thermosetting Polymers
4.10 Copolymers
4.11 Polymer Crystallinity
4.12 Polymer Crystals
5. Imperfections in Solids
5.1 Introduction
5.2 Point Defects in Metals
5.3 Point Defects in Ceramics
5.4 Impurities in Solids
5.5 Point Defects in Polymers
5.6 Specification of Composition
5.7 Dislocations—Linear Defects
5.8 Interfacial Defects
5.9 Bulk or Volume Defects
5.10 Atomic Vibrations
5.11 Basic Concepts of Microscopy
5.12 Microscopic Techniques
5.13 Grain Size Determination
6. Diffusion
6.1 Introduction
6.2 Diffusion Mechanisms
6.3 Steady-State Diffusion
6.4 Nonsteady-State Diffusion
6.5 Factors That Influence Diffusion
6.6 Diffusion in Semiconducting Materials
6.7 Other Diffusion Paths
6.8 Diffusion in Ionic and Polymeric Materials
7. Mechanical Properties
7.1 Introduction
7.2 Concepts of Stress and Strain
7.3 Stress–Strain Behavior
7.4 Anelasticity
7.5 Elastic Properties of Materials
7.6 Tensile Properties
7.7 True Stress and Strain
7.8 Elastic Recovery After Plastic
7.9 Compressive, Shear, and Torsional Deformation
7.10 Flexural Strength
7.11 Elastic Behavior
7.12 Influence of Porosity on the Mechanical Properties of Ceramics
7.13 Stress–Strain Behavior
7.14 Macroscopic Deformation
7.15 Viscoelastic Deformation
7.16 Hardness
7.17 Hardness of Ceramic Materials
7.18 Tear Strength and Hardness of Polymers
7.19 Variability of Material Properties
7.20 Design/Safety Factors
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| 課程融入SDGs |
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| 期考調查 |
| 期中考(第9週)考試方式 |
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| 期末考(第18週)考試方式 |
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| 其他週考試考試週次與方式 |
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| 教學方式與評量方式 |
| 課程學習目標 | 教學方式 | 評量方式 |
| 知道BCC、FCC及HCP結構、知道Fick第一、二定律、知道點、線、面缺陷、看得懂應力-應變曲線 |
課堂講授
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筆試
（
期中
）
筆試
（
期末
）
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| 能看得懂材料科學與工程專業名詞 |
課堂講授
|
筆試
（
期中
）
筆試
（
期末
）
|
| 知道如何進行拉伸、硬度試驗、熟知如何分析顯微組織與性質之間的變化 |
課堂講授
|
筆試
（
期中
）
筆試
（
期末
）
|
| 能有系統及有組織的回答課堂上老師詢問之專業問題 |
啟發思考
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口試
（
平時
）
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| 學生能分工合作如期完成一份專題報告 |
分組討論
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口頭報告
（
期末
）
書面報告
（
期末
）
|
| 能利用網際網路平台收集並研讀相關資料 |
分組討論
|
口頭報告
（
期末
）
書面報告
（
期末
）
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| 指定用書 |
| 書名 |
Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach
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| 作者 |
William D. Callister, Jr., David G. Rethwisch
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| 書局 |
Wiley
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| 年份 |
2015
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| 國際標準書號(ISBN) |
978-1-119-24925-2
|
| 版本 |
5
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請同學尊重智慧財產權，使用正版教科書，不得非法影印，以免觸犯智慧財產權相關法令
。 |
| 參考書籍 |
無
|
| 教學軟體 |
無
|
| 課程規範 |
上課嬉鬧說話嚴重干擾其他同學之上課權益者扣學期總成績1分
期中考成績30%，期末考成績30%，平時與報告成績40%
每點名一次未到扣學期總成績1分
報告成績包含上台報告及書面報告
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