《无机材料科学基础》教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲

《材料科学基础》课程教学大纲课程编号:08061211课程名称:材料科学基础英文名称:Fundamental of Materials Science课程类型:学科基础课课程要求:必修学时/学分:88/5.5 (讲课学时:80 实验学时:8 上机学时:0)适用专业:材料成型与控制工程;焊接技术及工程;金属材料工程;无机非金属材料工程一、课程性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程学院各专业学生学习和掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律,特别是固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论,以及有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响规律的学科基础课,也是学生将来学习专业课程的理论基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本规律等方面的讲解;在培养实践能力方面着重试样的选取与制备及显微组织的观察等基本方法的训练,使学生熟悉材料科学的相关基础知识,为后续专业课程的学习以及将来解决材料的生产、加工等问题和探索新材料、新技术、新工艺打下比较系统而坚实的理论基础。
二、 课程与其他课程的联系选修课:大学物理,材料物理化学本课程是在学习了大学物理、材料物理化学等课程后方能学习本课程;该课程也是学习后续专业课程的理论基础。
通过该课程的学习,使学生掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律,从而为进一步深入学习材料科学与工程学院各专业的专业课程奠定基础,并且理论结合实践,使其有机的结合起来,形成一个完整的系统的专业学科基础理论体系。
三、课程教学目标1.学习并掌握常见的晶体结构与材料的相结构、晶体缺陷及固态材料中的原子扩散、材料的凝固、二元相图及塑性变形等基本知识,使学生在材料方面具有扎实的基础理论知识,了解并掌握金属材料产品由不同工艺形成的组织特征,具有开发和选用新材料的能力和工程实际应用的能力;(支撑毕业能力要求1.1、1.2)2.培养学生的工程实践学习能力,使学生掌握观察材料显微组织的实验方法,获得实验技能的基本训练,具有查阅有关技术资料的能力;(支撑能力毕业要求2.1、2.3)3.培养学生对金属材料的各类物理现象、特性进行研究并通过实验验证的能力。
【教学大纲】材料科学基础教学大纲(96课时)

《材料科学基础》教学大纲课程名称:材料科学基础课程类别:专业基础适用专业:材料化学考核方式:考试总学时、学分: 96 学时 6 学分一、课程教学目的材料科学基础是化学与材料科学学院各专业的一门主干必修基础课。
本课程把基础科学理论,特别是物理化学、无机化学等中的基本理论,具体应用到材料的制备、结构和性能研究上,成为介于基础科学和专业技术之间的一门重要的基础课程,在知识搭建中起着承前启后的作用。
通过教学使学生完整系统地了解材料的组成、结构、性质之间的相互关系以及在各种条件下的变化规律,掌握材料科学中的基本原理和实验方法,培养学生对一般材料科学问题的发现、分析和解决的能力。
二、课程教学要求课程要求同学全面掌握材料物理化学的理论基础和实验技能,为指导无机材料的生产和研制特定性能的无机非金属新材料提供理论依据和线索,并为后续专业课的学习奠定坚实的理论基础。
三、先修课程《物理化学》、《无机化学》。
四、课程教学重、难点重点:材料物理化学中的基本原理,材料的组成、结构、性质之间的相互关系,以及在各种条件下的变化规律。
难点:对一些现象机理的掌握及与实践的结合。
五、课程教学方法与教学手段课堂讲授和讨论相结合。
通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题讨论,加深对该学科发展趋势和前沿动态的了解,掌握材料物理化学的基本原理、基本理论、基本方法。
通过本理论课和对应实验课的学习,巩固材料物理化学的基本原理、基本理论,掌握材料物理化学的基本实验技能,初步学会发现问题、分析问题和解决问题的能力。
六、课程教学内容第一章无机材料的化学键与电子结构(2学时)1.教学内容:(1)离子键与离子晶体的结合能;(2)共价键与分子轨道理论;(3)金属键与固体中电子的能带结构。
2.重、难点提示:(1) 重点:离子半径的含意;离子晶体结合能的计算;离子键、共价键、金属键的区别与联系。
(2) 难点:元素电离能与亲和能,固体中电子的能带结构。
第二章晶体结构与常见晶体结构类型(10学时)1.教学内容:(1)晶体的周期结构与点阵;(2)点阵宏观对称性与类型;(3)点阵结构的微观对称性;(4)元素晶体的常见晶体结构;(5)合金与金属间化合物常见晶体结构;(6)无机非金属化合物常见晶体结构。
《材料科学基础》教学大纲

《材料科学基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称:材料科学基础课程类别:专业基础课学分:_____总学时:_____适用专业:_____先修课程:_____后续课程:_____二、课程性质与目标(一)课程性质《材料科学基础》是材料类专业的一门重要的学科基础课程,它是连接基础科学与工程应用的桥梁。
通过本课程的学习,学生将掌握材料科学的基本概念、基本理论和基本方法,为后续专业课程的学习和从事材料科学与工程领域的研究、开发和应用工作奠定坚实的基础。
(二)课程目标1、知识目标(1)掌握材料的晶体结构、晶体缺陷、相图、扩散、相变等基本概念和基本理论。
(2)熟悉材料的力学性能、物理性能、化学性能等与材料结构和组织的关系。
(3)了解材料科学领域的最新研究成果和发展动态。
2、能力目标(1)具备运用材料科学的基本理论分析和解决材料工程实际问题的能力。
(2)能够进行材料的成分设计、工艺设计和性能预测。
(3)具有查阅相关文献和资料,获取新知识和新信息的能力。
3、素质目标(1)培养学生的科学思维方法和创新意识。
(2)增强学生的工程意识和实践能力。
(3)提高学生的综合素质和社会责任感。
三、课程内容与要求(一)晶体结构1、晶体学基础(1)掌握晶体的基本概念,如空间点阵、晶胞、晶格常数等。
(2)熟悉晶体的对称性和晶体的分类。
2、金属的晶体结构(1)掌握常见金属的晶体结构类型,如体心立方、面心立方和密排六方结构。
(2)了解金属晶体中的原子堆垛方式和间隙类型。
3、离子晶体结构(1)掌握离子晶体的结构规则和典型离子晶体的结构。
(2)了解离子晶体的配位数和半径比规则。
4、共价晶体结构(1)掌握共价晶体的结构特点和典型共价晶体的结构。
(2)了解共价键的特性和共价晶体的性能。
(二)晶体缺陷1、点缺陷(1)掌握点缺陷的类型,如空位、间隙原子和杂质原子。
(2)熟悉点缺陷的形成能和平衡浓度的计算。
2、线缺陷(1)掌握位错的基本概念,如刃型位错、螺型位错和混合位错。
材料科学基础教学大纲

材料科学基础教学大纲一、课程概述《材料科学基础》是材料类专业的一门重要的学科基础课程,它是研究材料的成分、结构、性能与制备之间相互关系的学科。
通过本课程的学习,使学生掌握材料科学的基本概念、基本理论和基本方法,为后续的专业课程学习以及从事材料科学与工程领域的研究、开发和生产工作奠定坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标掌握材料的晶体结构、晶体缺陷、相图、扩散、相变等基本概念和理论。
了解材料的力学性能、物理性能、化学性能等与材料结构和成分的关系。
熟悉材料的制备方法和加工工艺对材料性能的影响。
2、能力目标能够运用所学的理论知识分析和解决材料科学中的实际问题。
具备一定的实验设计和数据分析能力。
培养学生的创新思维和独立思考能力。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。
增强学生的团队合作意识和沟通能力。
激发学生对材料科学的兴趣和探索精神。
三、课程内容1、晶体结构晶体学基础:空间点阵、晶胞、晶系、布拉菲点阵等。
金属晶体结构:体心立方、面心立方、密排六方等结构的特点和原子堆积方式。
离子晶体结构:NaCl 型、CsCl 型、闪锌矿型、纤锌矿型等结构的特点。
共价晶体结构:金刚石型、石墨型等结构的特点。
2、晶体缺陷点缺陷:空位、间隙原子、置换原子等的形成和平衡浓度。
线缺陷:位错的基本类型(刃型位错、螺型位错)、柏氏矢量、位错的运动和交割。
面缺陷:晶界、相界、表面的结构和性质。
3、固体中的扩散扩散的基本概念和菲克定律。
扩散的微观机制:空位机制、间隙机制等。
影响扩散的因素:温度、晶体结构、溶质浓度等。
4、相图相图的基本概念:相、组元、相平衡等。
二元相图:匀晶相图、共晶相图、包晶相图等的分析和应用。
三元相图:成分三角形、等温截面图、垂直截面图等的分析和应用。
5、材料的形变和再结晶金属的弹性变形和塑性变形:弹性变形的本质、塑性变形的方式(滑移、孪生)。
强化机制:固溶强化、细晶强化、加工硬化、时效强化等。
回复和再结晶:回复的机制、再结晶的动力学和晶粒长大。
《材料科学基础》教学大纲

《材料科学基础》教学大纲课程名称:材料科学基础学时:48学时学分:3学分课程目标:本课程旨在培养学生对于材料科学的基础知识与理解。
通过学习材料分类、结构、性能以及材料制备和表征的基本原理,学生将掌握材料科学基础知识,为进一步深入学习高级材料科学课程打下坚实的基础。
教学内容:第一章:材料科学概论(2学时)1.1材料科学的发展历程1.2材料在人类社会中的作用和意义1.3材料科学的研究内容和方法第二章:材料结构与性能(10学时)2.1材料的结构层次2.2结晶与非晶材料2.3晶体结构与晶格常数2.4材料的缺陷与缺陷对材料性能的影响2.5材料的力学性能、热学性能、电学性能等基本性能第三章:材料制备与处理(12学时)3.1材料的物质相与相图3.2材料的熔融法制备3.3材料的溶液法制备3.4材料的气相法制备3.5材料的固相反应制备3.6材料的表面处理与改性第四章:材料表征与分析(12学时)4.1材料的显微结构表征4.2材料的物理性能测试与测量4.3材料的化学成分分析4.4材料的表面形态与性质分析4.5材料的晶体结构表征第五章:新材料的发展与应用(12学时)5.1金属材料和合金的发展与应用5.2无机非金属材料的发展与应用5.3有机高分子材料的发展与应用5.4先进功能材料的发展与应用教学方式:本课程采用多种教学方法,包括课堂讲授、案例分析、小组讨论和实验室实践等。
通过理论与实践相结合的教学方式,促进学生对材料科学的深层次理解和应用能力的培养。
考核方式:课程考核主要包括平时成绩和期末考试。
平时成绩占总成绩的30%,包括课堂表现、小组讨论和实验报告等;期末考试占总成绩的70%,考查学生对于课程内容的理解和应用能力。
参考教材:1.王晓琪、李大鹏.材料科学基础[M].高等教育出版社.2.张安生、张雄飞、常凤祥.材料科学概论[M].高等教育出版社.3.陈传锋、郭晓义、沈宏.材料科学与工程导论[M].高等教育出版社.备注:本课程以培养学生的材料科学基础知识和理解能力为主要目标。
无机材料科学基础第一章

5、铬的原子序数为24,它共有4中同位素:ω(Cr)=4.31%的Cr原子含 有26个中子, ω(Cr)=83.74%的Cr含有28个中子, ω(Cr)=9.55%的 Cr含有29个中子,且ω(Cr)=2.38%的Cr含有30个中子,试求铬的 相对原子质量。
6、铜的原子序数为29,相对原子质量为63.54,它共有两种同位素 Cu63和Cu65,试求两种铜的同位素之含量百分比。
l,m)下的波函数叫做不同的原子轨道,通常用 s,p,d,f等符号依次表示l=0,1,2,3的轨道 3) 波函数Ψ描述了核外电子可能出现的一个空间区 域(原子轨道),不是经典力学中描述的某种确 定的几何轨迹。 4) Ψ没有明确的物理意义,但 ||2 表示空间某处单 位体积内电子出现的几率(几率密度)。
金属晶体不透明,且有金属光泽。
在外电压的作用下, 自由电子可以定向移动,故有 导电性。
受热时通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰 撞, 传递能量, 故金属是热的良导体。
金属受外力发生变形时,金属键不被破坏, 故金属 有很好的延展性,与离子晶体的情况相反。
35
例3
计算10 cm3的Ag中能够参与导电的电子的数量。 已知:ρAg=10.49 g/cm3 MAg=107.868 g/mol
解: 47Ag:1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1 Ag只有一个价电子 m=10.49g/cm3×10cm3=104.9 g
104.9g 6.023 1023atom/mol 5.85 1023atom 107.868g/m ol
5.85×1023 atom×(1e/atom)= 5.85×1023 e
20
练习:写出14Si、26Fe、47Ag的电子结构式 14Si:1s22s22p63s23p2 26Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 47Ag:1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1
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【首页】课程名称无机材料科学基础课程编号授课专业无机非金属材料班级必修课校级公共课();基础或专业基础课(√);专业课()课程类型选修课限选课();任选课()授课方式课堂讲授(√);实践课(√)考核方式考试(√);考查()课程教学总学时数72学分数学时分配课堂讲授56学时;实践课16学时教材名称作者出版社及出版时间指定参考书1.无机材料科学基础2.无机材料科学基础3.无机材料物理化学无机材料科学基础教程作者宋晓岚陆佩文贺蕴秋出版社及出版时间化学工业出版社2006武汉理工大学出版社2005化学工业出版社2006化学工业出版社2004授课教师 职称单位材料学院授课时间胡志强【理、工科】第1页第2页无机材料科学基础教案【理、工科】第3页第4页无机材料科学基础教案【理、工科】第5页第6页无机材料科学基础教案【理、工科】第7页第8页无机材料科学基础教案【理、工科】第9页第10页无机材料科学基础教案【理、工科】第11页第12页无机材料科学基础教案【理、工科】第13页第14页无机材料科学基础教案【理、工科】第15页第16页无机材料科学基础教案【理、工科】第17页备注教学重点与难点1.影响置换型固溶体中溶质离子溶解度的因素离子尺寸因素电价因素结构因素2.置换型固溶体中的组分缺陷高价置换低价低价置换高价3.间隙型固溶体中的组分缺陷原子填隙阳离子填隙阴离子填隙讨论、练习、作业【讨论】1.请同学们列举实际应用中固溶体的实例2.固溶体与我们所学过的化合物、混合物、缺陷的区别和练习【练习】1.试述影响置换型固溶体的条件2.阐明固溶体、晶体缺陷和非化学计量缺陷的异同点【作业】课后作业:P812,4,7教学手段1.多媒体辅助教学结合板书2.动画过程的演示3.讨论式、互动式、问题式教学参考资料1.宋晓岚.无机材料科学基础.化学工业出版社.20062.Donald R.Askeland,et al.材料科学与工程基础.清华大学出版社.2005(影印版)3.张联盟.材料科学基础.武汉理工大学出版社.2004顾宜.材料科学与工程基础,化学工业出版社,2002如:激光红宝石;PZT压电陶瓷;尖晶石第18页无机材料科学基础教案【理、工科】第19页第20页无机材料科学基础教案【理、工科】第21页备注教学重点与难点1.熔体的聚合物结构理论2.玻璃形成的各种条件热力学、动力学、结晶化学3.玻璃的结构学说晶子学说、无规网络学说讨论、练习、作业【讨论】1.熔体、玻璃体的一般认识,特征2.玻璃有哪些性质【练习】1.简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点2.试述石英晶体、石英熔体、Na2O*2SiO2熔体的结构和性质上的区别3.影响熔体黏度的因素?分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体黏度的原因教学手段1.多媒体辅助教学2.实例教学参考资料1.赵彦钊//殷海荣.玻璃工艺学.化学工业出版社.20062.陈建华.玻璃制造工艺.化学工业出版社.2006第22页无机材料科学基础教案【理、工科】第23页第24页【理、工科】第25页备注教学重点与难点1.表面活性剂在实际中的应用2.理解晶界的概念,认识晶界在陶瓷材料中的重要作用3.掌握各种晶界织构,学会通过计算来了解晶界织构构型槽角、二面角与晶界表面能(表面张力)的关系4.晶界应力特别是晶面热应力对材料的影响,以实例说明讨论、练习、作业【讨论】从晶界应力的角度来解释,釉料的热膨胀系数据和基体瓷料的热膨胀系数哪一个要大一些更好【练习】什么是晶界织构?说明吸附的本质?晶粒间晶界应力大小对晶体性能的影响?【作业】课后作业:P1252,3教学手段1.多媒体辅助教学2.问题讨论、典型例题讲解,以点带面3.互动式教学法参考资料1.胡福增,陈国荣,杜永娟编著.材料表界面.华东理工大学出版社.20012.沈钟赵振国王果庭.胶体与表面化学(第三版).化学工业出版社.20043.朱光明.材料化学.机械工业出版社实例:陶瓷上釉釉料和基体瓷料的热膨胀系数关系第26页无机材料科学基础教案【理、工科】第27页第28页无机材料科学基础教案【理、工科】第29页第30页无机材料科学基础教案【理、工科】第31页备注教学重点与难点1.触变模型-Hoffman模型-卡片结构其中涉及各种结合方式(边边、边面、面面结合)水的存在三维疏松网络结构2.粘土的可塑性粘土泥团中引力和斥力的分析3.瘠性料的悬浮pH值法两性氧化物pH值控制zeta电位变化表面活化法加入有机表面活性剂讨论、练习、作业【讨论】1.谈谈你对触变性的理解?2.谈谈你认识中的可塑性?【练习】为什么非粘土瘠性料要塑化?常用的塑化剂有哪些?【作业】P1423456教学手段1.多媒体辅助教学2.问题讨论、典型例题讲解,以点带面3.互动式教学法参考资料1.叶非.物理化学及胶体化学.中国农业出版社.20042.吉林大学、四川大学.物理化学与胶体化学.人民教育出版社.20063.沈钟赵振国王果庭.胶体与表面化学(第三版).化学工业出版社.20044.冯绪胜刘洪国郝京诚.胶体化学.化学工业出版社.2005结合实例进行分析双亲基团的形成第32页【理、工科】周次第周,第次课备注章节名称上半学期专题习题课授课方式理论课(√);实践课();实习()教学时数2课时教学目的及要求1.通过典型例题讲解,使同学们理论知识融会贯通2.上半学期重点习题的评述3.上半学期所有习题及问题的答疑4.期中考试的准备教学内容提要时间分配1.典型例题的讲解a.晶体结构部分:强调微观晶体结构和宏观性质的练习(如密度、质量等)【例题】金属铟具有四方结构,a=0.325nm,c=0.495nm,密度为7.286g/cm3,原子量为114.82g/mol,请问铟是简单四方还是体心四方结构?b.晶体缺陷部分:重点是灵活掌握热缺陷浓度的计算,缺陷反应方程的书写,非化学计量缺陷中的缺陷浓度计算等【例题】(a)在MgO晶体中,肖特基缺陷的生成能为6ev,计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。
教学大纲_材料科学基础p6

1、课程性质、目的与任务
材料科学基础是我校材料科学与工程一级大学科各专业方向(建筑结构与功能材料、无机材料、高分子材料、现代复合材料和金属功能与结构材料)的第一门专业基础课,与材料工程基础和材料研究方法两门课程一起,构成了材料科学与工程一级大学科的专业基础课程平台。通过本课程的学习,能促进学生对材料科学整体学科观念的建立和基本理论的掌握,承上启下,为后继的专业课程教学,也为进一步培养与当代材料科学与材料工业发展需求相适应的研究型、创新型、宽口径人才奠定基础。
第二节材料强化基本原理和方法
第三节材料韧化基本原理与方法
4、前修课程要求:
高等数学;无机化学;有机化学;分析化学;普通物理;物理化学;工程力学;概率论与数理统计。
5、学时分配,总学时72,具体分配如下:
序号
内容
理论课时
1
引论
5
2
第一章固体材料的结构 基础知识
6
3
第二章晶体结构与缺陷
5
4
第三章材料的相结构及 相图
* 2.Callister, William D. Materials science and engineering: an introduction[M].New York: Wiley, c2003.
* 3.徐恒钧.材料科学基础[M].北京:北京工业大学出版社,2001.
* 4.石德珂主编:材料科学基础,北京:机械工业出版社出版,2003年第二版
3、课程教学主要内容
引论
0.1关于材料的基本知识
0.2材料与人类文明
0.3材料结构与性能的共性问题
0.4关于材料科学的基本知识
0.5材料科学的本质属性
0.6材料科学的地位与任务
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《无机材料科学基础》
教学大纲
课程编号:030303Z1
课程名称:无机材料科学基础
英文名称:Fundamentals of Inorganic Materials Science
学分:5 总学时:80 课内实验时数:6 课外实验学时:4周(80学时)
先修课程要求:大学数学,无机化学,物理化学,材料学概论,结晶学与岩相学
适应专业:无机非金属材料工程(四年制本科)
参考教材:
1.宋晓岚、黄学辉主编.无机材料科学基础.北京:化学工业出版社,2006
2.胡志强主编.无机材料科学基础教程.北京:化学工业出版社,2004
3.陆佩文主编.无机材料科学基础(硅酸盐物理化学).武汉:武汉工业大学出版社,1996
4.周亚栋主编.无机材料物理化学.武汉:武汉工业大学出版社,1994
5.浙江大学、武汉工业大学等合编. 硅酸盐物理化学.北京:中国建筑工业出版社,1980
课程简介:
《无机材料科学基础》是从无机材料领域内的各种材料制品的工艺技术实践中总结出来的共性规律而形成的一门课程,是材料科学的重要基础理论。
该课程把基础科学理论,特别是物理化学、结晶化学中的基本理论,具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中,用理论来阐明无机材料形成过程的本质,阐述如何应用基础理论来解决生产实际问题,为生产、研究和开发新材料提供理论依据。
本课程的内容包括无机材料引论、晶体结构、晶体结构缺陷、非晶态结构与性质、固体表面与界面、相平衡与相图、固体扩散、固相反应、相变过程、烧结过程和无机材料环境效应等11个方面的内容。
一、课程在培养方案中的地位、目的和任务
《无机材料科学基础》课程是无机非金属材料工程专业培养方案中的主干课程和必修的专业基础课。
《无机材料科学基础》是从无机材料领域内的各种材料制品的工艺技术实践中总结出来的共性规律而形成的一门课程,是材料科学的重要基础理论。
该课程的前身是《无机材料物理化学》,其研究领域局限于传统无机材料材料和制品。
随着各种现代技术的发展,已在传统无机材料材料基础上开发出具有特殊性能的高温材料、高强材料、电子材料、光学材料以及
激光、铁电、压电等材料,所涉及的化合物远远超出无机材料的范畴,而是整个无机非金属,因此改名为《无机材料科学基础》。
该课程把基础科学理论,特别是物理化学、结晶化学中的基本理论,具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中,用理论来阐明无机材料形成过程的本质,阐述如何应用基础理论来解决生产实际问题,为生产、研究和开发新材料提供理论依据。
因此,《无机材料科学基础》是一门新兴的、正在不断发展的应用型学科,是材料科学的一个重要分支,已成为无机非金属材料科学与工程及其相关专业必修的、介于基础科学和专业技术之间的一门非常重要的专业基础课程。
通过本课程的学习,使学生了解无机材料组成、结构与性能的关系;了解相平衡的有关知识和温度、压力、浓度等外界条件对相平衡的影响,掌握分析相图的基本方法和步骤,了解无机材料专业相图以及在生产中的应用;掌握无机材料生产制备过程中物理化学变化过程的速度、机理以及影响因素。
使学生能用理论来阐明无机材料形成过程的本质,掌握应用理论来解决生产实际问题方法,从而为今后从事无机材料生产和新材料研究、开发提供坚实的理论基础。
通过本课程实验,使学生加深对理论教学内容的理解,掌握无机材料性能测定的基本原理和基本方法,着重培养学生分析、解决实际问题和独立思考的能力,并使学生科学研究能力得到一定的训练。
二、课程的基本要求
学习时应注意明确基本概念,弄清基本原理,掌握基本规律。
对问题提出的根据和结论应用的条件要十分清晰。
勤于思考,善于总结。
并在此基础上,理论联系实际,把理论知识和分析生产实际中的问题结合起来,加深基本理论的理解和应用。
在学习本课程时有必要复习已学过的无机化学、物理化学和结晶学的有关知识,并开始阅读相关专业书籍,以更好地理解和掌握本课程内容。
三、课程的基本内容以及重点难点
《无机材料科学基础》课程着重于阐明无机材料材料组成、结构、性质三者之间的相互关系及其在生产制备过程中物理化学变化的基本规律,所包含的内容组成了一个以固体的”结构”、“反应”、“物性”及“材料”为顶点的四面体,是一门具有立体性质的课程。
本课程的主要教学内容包括:(1)物质聚集状态的组成、结构和性质——应用有关物质结构的基本理论,介绍无机材料不同聚集状态(如:晶体、非晶体、熔体、粉体、胶体、固体表面等)的微观结构以及用结构的规律性来分析化学现象的本质,重点介绍无机材料组成、结构与性能三者之间的关系。
难点:典型无机晶体结构、硅酸盐晶体结构、硅酸盐熔体与玻璃体的结构与性能、粘土-水系统性能;(2)凝聚多相系统相平衡——从相平衡的观点,介绍凝聚单元系统到三元系统相图的基本知识、基本类型和有关实际相图,重点介绍凝聚三元系统相图的规律性及其在无机材料研究和生产等方面的应用。
难点:三元系统相图的分析及应用;(3)过程动力学——介绍无机材料研究和制备中物理化学变化过程(扩散、固相反应、相变、烧结)的机理、过程动力学以及影响因素。
难点:过程动力学方程的推导;(4)无机
材料的环境效应——从环境对无机材料的影响及无机材料对环境的影响两个方面着手,介绍无机材料生产和使用过程中与环境之间的相互关系和相互作用。
难点:无机材料疲劳裂纹扩展的力学行为与特征及材料的高温蠕变特征。
四、课内实验要求
1.晶体结构认识
(1)了解影响离子晶体结构的基本因素,掌握离子堆积原理和基本规律;
(2)认识一些典型无机化合物结构;
(3)掌握硅酸盐晶体结构分类特点及典型硅酸盐晶体结构。
2.粘土阳离子交换容量测定
(1)了解胶体系统离子交换的概念、应用及表征方法;
(2)了解测定粘土阳离子交换容量的意义,掌握其测定的方法。
3.固相反应
(1)掌握TG法的原理,熟悉采用TG法研究固相反应的方法;
(2)通过Na2CO3-SiO2系统的反应验证固相反应的动力学规律——杨德方程;
(3)通过作图计算出反应的速度常数和反应的表观活化能。
五、课外实验要求
1.无机材料综合实验,2周(40学时),具体要求详见《无机材料综合实验》教学大纲;
2.无机材料专题实验,2周(40学时),具体要求详见《无机材料综合实验》教学大纲。
七、考核方式
通过平时考核(权重20%)、学习过程阶段考核(权重50%)、期末闭卷考试(权重30%)综合进行课程考核。
1)根据学生上课出勤情况、上课回答问题、课堂讨论、作业完成和课内实验情况评定平时成绩,占总成绩的20%。
2)分别采取闭卷、开卷考试、课程论文及报告等形式,分阶段进行学习过程阶段考核,其成绩占总成绩的50%。
3)期末以闭卷形式统一进行考试,其成绩占总成绩的30%。