本課程將建立學生對於固體材料的微觀結構、晶體缺陷與巨觀機械行為之間關係的系統性理解。核心內容涵蓋金屬材料的六大關鍵機械性質（剛性、強度、延展性、韌性等）的量化分析，並深入探討塑性變形的機制（差排的移動與滑移系統）。課程將詳細介紹結晶性固體中的點、線（差排）與面（晶界）缺陷，並重點講解工程上如何利用這些缺陷來強化材料的三大機制：晶粒細化、固溶強化與冷加工硬化。最後，課程將結合熱處理（退火） 與實際案例（如鋁罐製造），完整串聯製程、結構、缺陷與性能之間的因果鏈，使學生具備分析材料失效與性能調控的基礎能力。
教師簡介
學歷：國立臺灣大學 醫學工程研究所 博士
現職：
經歷：教育部數位課程認證（103學年度第二梯次）通過-材料科學導論（一）
專長：生醫材料
單元 1:認識缺陷類型及在晶體中的排列與行為
單元 2:缺陷概論：點缺陷與固溶體的形成機制
單元 3:構思如何製造鋁罐
單元 4:界面缺陷、雙晶變形與晶粒強化機制二維界面
單元 5:強度密碼：固溶強化與冷加工硬化的工程應用
單元 6:性能調控：退火熱處理與微觀結構觀測技術
課程共分為六大單元，內容如下：
單元一：材料變形行為與巨觀機械性質的關聯性量化行為基礎： 區分工程應力與工程應變。分析彈性變形與塑性變形。定義並探討剛性、強度、延展性、韌性、脆性、硬度六大核心機械性質，並強調安全因子的工程重要性。
單元二：微觀結構的不完美：點缺陷與固溶體缺陷概論介紹結晶性固體的缺陷分類與缺陷美學。深入探討零維點缺陷：空位、自間隙原子與不純物原子。重點分析固溶體的形成機制（置換式/間隙式），及其對晶格造成的應變場。
單元三：塑性變形機制：線缺陷（差排）與滑移系統塑性核心詳細介紹一維線缺陷——差排（刃差排、螺旋差排、混合差排），並利用布格向量精確定義。解析差排移動如何作為塑性變形的主要機制，並確立滑移系統（滑移面與滑移方向）的選擇原則。
單元四：界面缺陷、雙晶變形與晶粒強化機制二維界面探討面缺陷：晶界（大小角度晶界）、雙晶界與外表面。介紹雙晶變形（機械雙晶與退火雙晶）在塑性變形中的作用。講解晶粒細化強化（利用晶界阻礙差排移動）的原理與效果。
單元六：熱處理調控材料特性與結構觀測技術性能調控介紹退火熱處理的三個階段：回復、再結晶與晶粒成長，說明其對降低強度、提升韌性的機制。最後，介紹微觀結構分析技術：金相學（光學顯微鏡）、電子顯微鏡（TEM、SEM）與掃描式探針顯微鏡（SPM）。
完成六小時影片課程：佔總成績 60%
平時測驗：佔總成績 40 %
Callister’s Materials Science and Engineering Global Edition 10/e. ISBN:9781119453918
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