[第1课] 史前材料

主题： 本讲按照时间顺序，由远及近，依次介绍了旧石器时代材料和新石器时代材料，最后介绍新时期晚期出现的铜冶金。在介绍材料早期发展的同时，重点介绍了旧石器晚期人类的第一项材料发明——弓箭，以及新石器时代具有划时代意义的材料——陶器。

[第3课] 近代材料

主题： 近代材料的开始是十七、十八世纪的产业革命，而结束时间为1964年镍基高温合金PHACOMP相计算的出现。由于产业革命，世界性的材料中心转移到了欧洲，并继而转向美国。近代材料的第一大特征是大规模钢铁生产的兴起，从1856年贝塞麦的转炉炼钢开始，钢的生产由每炉几公斤，变成了每炉几十吨。与钢铁并行的还有水泥的大规模生产，陶瓷和玻璃走出艺术品象牙塔，变成大工业原材料。硫化橡胶的成功、聚合物材料的合成，从此高分子材料走入人类生活。在以力学性能为主要需求的结构材料大发展的同时，某些以物理性能为特征的材料开始引起人们注意。近代是材料大发展的时期。

[第4课] 材料科学形成

主题： 与大规模钢铁生产兴起的同时，一个对这种材料本质的研究一直在悄然进行。铁器是在使用了3000多年之后的1781年才由瑞典化学家贝格曼，最终揭开了这个铁器成分之谜：熟铁、钢、生铁其实都是铁碳合金，其间的性能差别仅在于含碳量多少的不同。这是材料发展要依赖于科学的第一个实际例证；而对于材料力学性能的研究早在17世纪伽利略的时代就开始了，20世纪初又增加了硬度和冲击韧性；钢铁时代还开启了一个表征材料微米尺度细节的探究，这是1863年由英国的索拜开始的伟大事业。材料知识向着科学系统性迈出了一大步；不仅如此，观察材料细节的尺度向着更小尺寸深入，在电子理论与技术的支持下于1931年发明了电子显微术，10年后，使在纳米量级上了解材料细节成为可能，开拓了材料微观结构观察的新领域；伦琴发现的X射线，以及劳厄、布拉格父子的晶体衍射理论和结构分析，建立起分析材料结构的强大的方法系统；面对理论屈服强度估算的困境，位错假说凭着思辨逻辑在精彩地前行，最终在电子显微镜的直接观察面前获得了完美地证实。到了1964年终于出现了相计算方法，合金设计初现端倪。自此，形成了一个支撑材料发展的完整的、定量的“材料科学”知识体系，这是近代材料的重要特征。

[第5课] 现代材料与未来发展

主题： 现代材料纷繁复杂。本讲介绍了先进高强耐热钢、有色合金材料、工程塑料、复合材料以及高性能粉末冶金材料和先进陶瓷材料等现代结构材料的新成就和未来发展，而在现代功能材料中，主要介绍了信息材料、能源材料、催化材料、智能材料、生态环境材料、电子材料、生物材料、以及纳米材料与技术在电子、信息、能源、环境以及生命科学中的应用。本讲还介绍了材料设计理论的进展，通过材料跨尺度设计示例阐述了计算材料学对新材料研发的促进。最后从材料设计角度，阐明了未来材料的发展趋势。