授课章节

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【授课章节】第1章绪论

【目的与要求】1.了解材料的发展历程、应用及主要内容;

2.掌握材料的分类及其特点。

【授课重点】1.

2.

【授课难点】1.掌握材料的分类及其特点。

2.

【授课方法】讲授、多媒体演示

【课时安排】2课时

【授课参考书】1.

2.

【授课内容】

1.1 材料的发展:石器时代—陶器时代—铜器时代—铁器时代—多元时代材料

材料的发现、发展和应用是人类文明的标志。

材料的品种、质量和产量,是直接衡量一个国家的科技和经济发展水平的重要标志之一。

早期:三个时代

①陶器制作:粘土及其它添加物,加热烧结成较硬实体;人类社会结构﹑生活形态的改变。

②青铜器:金属产物的工具﹑武器﹑农具﹑礼器﹑祭器等取代泥制陶器;

③金属使用:常温的刚强度,红热时可锻炼成形性,熔融后的铸造性。

第一个合金材料:铜锡合金(青铜)、中国古铜镜、战国青铜编钟

含锡量1/6 —韧性好—制造钟鼎

含锡量2/5 —硬度高—制造刀斧

炼铁过程的化学:

3Fe2O3+11C→2Fe3C+9CO Fe2O3+3C→2Fe+3CO Fe3C+ FeO→4Fe+CO

铁和碳的合金:依含碳量和杂质多少:铸铁、锻铁、钢铁

早期:纯粹凭经验工艺

近现代:基本化学原理、物质微结构(性能优良而价值更高的材料-钢制品精炼工艺技术-高性能碳钢和合金钢)

化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中,化学一直担当着关键的角色。

合成高分子(二十世纪初)、纳米材料(二十世纪80年代)

1.2 材料的分类

按组成、结构特点分:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料

按使用性能分:结构材料(主要利用材料的力学性能)、功能材料(主要利用材料的物理和化学性能)

按用途分:导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料、电子信息材料、感光材料等等

(1)金属材料(Metallic Materials)

金属材料通常由一种或多种金属元素组成,其特征是存在大量的离域电子,也就是说,这些电子并不键合在特定原子上。

通常具有良好的导电导热性、抛光表面的反光性、金属光泽、延展性、塑性等。

钢材:在建筑、桥梁、设备等广泛用作结构材料。

铜材:常常作为导电材料使用。

新型金属材料:如超塑性合金、形状记忆合金、储氢合金等。

(2)无机非金属材料(Inorganic Materials)

无机化合物材料:陶瓷、玻璃、水泥等。

单质材料:单晶硅、金刚石、石墨等。

以陶瓷为主。可用作结构材料、光学材料、电子材料等。

半导体材料:单晶硅、砷化镓、磷化铟、磷化镓等。用于制造集成电路、固态激光器、发光二极管、晶体管等。

(3)高分子材料(Polymers)

高分子是由碳、氢、氧、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物。

天然高分子材料:木材、天然橡胶、棉花、动物皮毛等。

合成高分子材料:塑料、合成橡胶和合成纤维。

功能高分子材料:工程塑料、导电高分子、高分子半导体、光导电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子、高分子信息材料、生物医用高分子材料、反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜、高分子催化剂及高分子试剂等。

(4)复合材料(Composites)

复合材料:由两种或多种不同材料组合而成的材料。

既保留原组分材料的特性,又具有原单一组分材料所无法获得的或更优异的特性。

金属材料、无机非金属材料和高分子材料相互之间或同种材料之间均可复合形成复合材料。

自然界的复合材料:例如树木和竹子为纤维素和木质素的复合体;动物骨骼则是由无机磷酸盐和蛋白质胶原复合而成。

古老的复合材料:稻草增强粘土以及漆器(麻纤维和土漆复合而成)。

传统的复合材料:钢筋混凝土,玻璃钢。

航空材料的主要要求是:耐高温、高比强、抗疲劳、耐腐蚀、长寿命和低成本。多功能化、复合化、精细化、智能化

1.3 材料化学的特点(Characteristics of Materials Chemistry)

跨学科性:既是化学学科的一个次级学科,又是材料科学的一个分支。新材料的发展,往往源于其它科学技术领域的需求,这导致材料化学与物理学、生物学、药物学等众多学科紧密相连。材料合成与加工技术的发展不断地对诸如生物技术、信息技术、纳米技术等新兴技术领域产生巨大影响。通过分子设计和特定的工艺,可以使材料具备各种特殊性质或功能,如高强度、特殊的光性能和电性能等,这些材料在现代技术中起着关键作用。

实践性:材料化学是理论与实践相结合的产物,这是它与固体化学的主要区别所

在。材料通过实验室的研究工作而得到深入的了解,从而指导材料的发展和合理使用。高性能、高质量及低成本的材料只有通过工艺的不断改进才能实现。材料变为器件或产品要解决一系列工程技术问题,这都需要理论和实践的结合,一方面用理论指导实践,另一方面通过大量实践使理论得到进一步发展。

1.4 材料化学的在各个领域的应用

生物医药领域:生物相容性材料:例如设计特殊的金属合金和聚合物涂层,以保护人体组织不与人工骨头置换体或其他植入物相排斥;人造肾脏、血液氧合器、静脉过滤器以及诊断化验等;药物、蛋白质及基因的控制释放

电子信息领域:芯片制造:光致抗蚀剂、化学气相沉积法、等离子体刻蚀;信息存储材料;光电子材料;光子晶体。

环境和能源领域:清洁能源:光伏电池、太阳能电池、燃料电池等;可回收和可生物降解材料;环境友好材料

结构材料领域:汽车和飞机:比以前更安全、轻便和省油;特种涂料:具有防腐、保护、美化或其它用途,可在结构材料上使用;智能化的结构材料:由各种具有不同功能或性能的材料组合而成

1.5 材料化学的主要内容

材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学

结构:材料的结构是指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布,包括原子与电子结构、分子结构、晶体结构,相结构、晶粒结构、表面与晶界结构、缺陷结构等;在尺度上则包括纳米以下、纳米、微米、毫米及更宏观的结构层次。所有这些层次都影响产品的最终行为。

单个原子结构--原子的空间排列--相态结构

性能:性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述。

力学性能:材料的强度、延性和刚度。物理性能:电、磁、光、热等。

制备:材料的合成与制备就是将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续过程。合成与制备是提高材料质量、降低生产成本和提高经济效益的关键,也是开发新材料、新器件的中心环节。

【课堂小结】

【课后练习】1.什么是材料化学?其主要特点是什么?

2.材料与试剂的主要区别是什么?

3.材料按其组成和结构可以分为哪几类?

4.简述材料化学的主要内容。

第一章 方剂学发展简史

第一章方剂学发展简史 方剂学的发展经历了2000多年的历史,现存的方书,根据《全国中基图书联合目录》记载,仅从晋、唐至今已多达1950种,至于与方剂有关的医籍就更多。方剂学正是通过这些书籍的相继问世,反映着这门学科不断发发展的轨迹,了解方剂学发展的概要过程,熟悉历史上具有代表性的重要方书的特点及期价值,对于学好方剂学这门主要课程并对今后的继续深入学习和研究、运用,是十分重要的。兹以历史发展的前后为序,略述方剂学发展的简史。 一、先秦时期 先民们在长期人生活和生产实践中,经过世世代代、日积月累的口尝身受,逐步积累了药物知识。随着意识利用药物的不断发展,自然涉及到药物的选择、配合和调剂,逐渐产生了方剂。可见,方剂是中药应用的基本形式。 早期的方剂,多数是单方,或仅由二三味药组成,十分简单。将两种或两种以的药物组成复方加以利用,可以增强作用、提高疗效,并减轻不良反应和毒性,无疑是古代医药学发展过程中的巨大进步。 《周礼》中已有关于“和药”、“和齐”的记载,还有“疡医掌肿疡、溃疡、金疡、折疡之祝药、劀杀之齐”,“食医掌和王之食、六饮、六膳、百馐、百酱、八珍之齐”等内容。《史记》中还提到:“战国时扁鹊治虢太子之暴厥,曾用八减之齐”。上述所称的“齐”,即后世之“剂”,显然是指和合、调配不同的药物组成方剂可以应用。西汉初年,淳于意的《诊籍》中,提到“火之汤”等四个方剂,惜于年代久远,其具体组成药物已无从考证。1977年,在安徽阜阳出土汉初残简130余片,名曰《万物》,其中有用商陆、羊头治鼓胀,理石、茱萸治劳损,这是迄今通过考古获得的最早的复方文献资料。由此不难看出,方剂产生的上限年代已无法确定,而复方的出现,最迟应在春秋战国时期。 1973年在湖南长沙马王堆3号汉墓出土了一批帛书和竹、木简,其中有《五十二病方》《养生方》《杂疗方》《杂禁方》等方书尤其《五十二病方》卷帙大,内容多,而且保存较好。该书成书于战国晚期,原书未见书名,整理者依据其内容分52题而定此名,堪称是现存最古老的方书。全书共有医方283个,涉及临床各科病证100余种。诸方用药242种,有不少品种是《神农本草经》中所未收载的。药方的用法,既有内服,也有外用。内服有丸、汤、饮、散等剂型,但除丸剂之外,只有制备之法,而无剂型名称;外有敷、浴、蒸、熨等。此外,还有炮制和用量方面的若干要求和规定。该帛书的出土,也充分说明了迟至战国晚期,方剂在临床的运用就已初具规模。 二、两汉时期 这一时期,方剂学有了较大的发展。其一是初步总结了治则和治法,并提出了对组方的基本结构要求,从而初步奠定了方剂学的理论基础;其二是决结了一批行之有效的著名方剂。方剂学的基础理论,主要集中地反映在《黄帝内经》的七篇大论之中,而这七篇大论多是东汉以后的作用品,故将其归属于这一时期。此书在治则和治法方面,较全面而系统地总结了“谨察阴阳,以平为期”,“治病必求于本”,“治求期属”以及整体治疗、标本缓急、三因制宜等有关治则的理论。书中总结的大量治法内容无一不是后世立法组方的理论基础;在制方的基本结构方面,提出了“君、臣、佐、使”的组方理论,并对君药、臣药、佐使药的含义作了概括性的界定,提出:“主病之谓君,佐君之谓臣,应臣之为使。”此书虽是专门阐述中医基本理论的经典之作,但亦载有生铁落饮、四乌鲗骨一藘茹丸、左角髮酒、兰草汤、半夏秫米汤等13首方剂。所附方剂数目虽少,但剂型并不单一,给药途径也有特色,所用药物对炮制、制剂、用法的要求二分讲究。 据史书记载,这一时期的方书十分可观,仅《汉书·艺文志》所载,就有“经方十一家”,共274卷之多,但俱已亡佚。但仅从1972年在甘肃武威旱滩坡出土的文物《治百病方》来看,简文中有方剂36首,其主治病证涉及到内、外、妇、五官诸科,各方中用药共达100种之多,其剂型有汤、丸、膏、散、醴,充分反映出不时对方剂已有相当高的运用水平。 方剂是临床用药经验的结晶,东汉时期,临床医学更加进步,以《神农本草经》为代表的本草学也积累了重要的药学成果,方剂的质量随之提高。汉末,由于疫病肆虐,张仲景出于拯夭救枉之心,“勤求古训,博采众方”,并以《内经》理论为基础,结合自己的独到经验,完成了当代最高水平的临床巨著——《伤寒杂病论》。此书经晋·王叔和及宋·林亿等先后整理编辑为《伤寒论》和《金匮要略》,使之得以广为流传。 传世的《伤寒论》载方113首,《金匮和略》载方245首,不计两书并见的重复方,计有323个方剂。这些方剂,大多有理有法,组方谨严、选药精当、药味不多、主次分明、变化巧妙,深为古今中外之医家所折服,如麻黄汤、麻黄杏仁甘草石膏汤、四逆汤、茵陈蒿汤、桂枝汤、五苓散、大承气汤、白虎汤、当归芍药散等基础方剂,经久不衰,至今常用。后世大量常用名方,大多是以这些方剂为基础化裁而成;或是效法仲景药物配伍组合规律,依据理法而选药组成。所以,《伤寒杂病论》历来被推崇为“方书之祖”。

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