玻璃与非晶态材料.doc

玻璃与非晶态材料课程教学大纲一、玻璃与非晶态材料课程说明（一）课程代码：08131018（二）课程英文名称：Glass and Amorphous Materials（三）开课对象：材料物理专业本科生（四）课程性质：玻璃与非晶态材料是材料物理专业的一门专业必修课。（五）教学目的：本课程的任务是使学生了解各种玻璃与非晶态材料的制备原理以及应用。（六）教学内容：本课程包括，获得玻璃和无定形材料的特殊方法，玻璃形成和弛豫，非晶态固体结构模型，氧化物玻璃，有机玻璃和聚合物，玻璃的光学性质，玻璃的力学性质，玻璃的电学性质，光纤的材料工艺学等内容。（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数： 54 学时分数： 3 学分学时数具体分配：教 学 内 容讲授实验/实践合计第二章 获得玻璃和无定形材料的特殊方法44第三章 玻璃形成和弛豫66第四章 非晶态固体结构模型88第十二章 玻璃的光学性质88第十三章 玻璃的力学性质1010第十四章 玻璃的电学性质1010第十五章 光纤的材料工艺学等内容88合 计5454（八）教学方式以板书为主要形式的课堂教学（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。二、讲授大纲与各章的基本要求第二章 获得玻璃和无定形材料的特殊方法教学要点：1 了解玻璃和无定形材料的概念2 掌握熔体急冷，气相急冷技术，和固体方法。教学时数： 4 学时教学内容：21 引言 211 玻璃和无定形材料 212 “新玻璃”概念 21. 3 获得非晶态固体的不同途径22熔体急冷技术 221 非常规熔化 222 超快急冷23气相急冷技术 231 蒸发 232 溅射 233 反应沉积24 固态方法 241 辐照损伤 242 强冲击波作用 243 缓慢机械作用 244 扩散作用考核要求： 1.了解玻璃和无定形材料的概念2.掌握熔体急冷，气相急冷技术，和固体方法。第三章 玻璃形成和弛豫教学要点：1.了解玻璃的形成过程2.掌握玻璃的制备方法教学时数：6 学时教学内容：31 引言32从熔体形成玻璃 321 晶体的成核 322 晶体生长323 玻璃形成动力学3.3烧结和析晶 3.3.1 烧结 3.3.2 烧结和析晶的竞争3.4玻璃转变 3.4.1 唯象论 3.4.2 从热力学角度分桥3.4.3 弛豫理论 考核要求：1.了解玻璃的形成过程2.掌握玻璃的制备方法第四章 非晶态固体结构模型 教学要点： 1.了解非晶态固体的理论模型 2.掌握实验上的结构研究技术 教学时数：8 学时 教学内容： 41 导论4.1.1理论基础4.1.2基础知识4.1.3液体、晶体、玻璃、准晶体和“非品态”固体4.1.4有序的类型 4.2 理论模型4.2.1 无序堆积模型示例 4.2.2结晶有序举例4.3 非结晶有序举例 4.3.1曲面空间模型 4.3.2多重四面体模型 考核要求： 1.了解非晶态固体的理论模型 2.掌握实验上的结构研究技术第十二章 玻璃的光学性质教学要点： 1.了解基本光学现象 2.掌握光学玻璃的性征 教学时数：8 学时 教学内容： 121 引言122 基本光学现象 1221 吸收 1222 折射 1223 反射 1224 散射 1225 光弹性质 1226 热光性质 1227 磁光性质 1228 非线性光学性质 1229 发光和受激发射 12210 光损伤123 光学玻璃 1231 分类和表示方法 123. 2 透过率 123. 3 折射率和色散 1234 热性质 1235 力学性质 1236 化学稳定性 1237 质量和形状124 特种玻璃 1241 反常色散玻璃 1242 梯度折射率玻璃 1243 镜面衬底玻璃 1244 滤光玻璃 1245 非线性玻璃 1246 激光玻璃 1247法拉第旋转玻璃 考核要求： 1.了解基本光学现象 2.掌握光学玻璃的性征 第十三章 玻璃的力学性质 教学要点：1.了解玻璃的弹性性质2.掌握提高玻璃强度和韧性的技术教学时数：10 学时教学内容：131 引 言132 作为弹性固体材料的玻璃 1321 玻璃的弹性性质 13. 22 玻璃的非弹性性质133 非控制脆性断裂现象 1331 理论强度和实际强度 1332 断裂力学134 控制的断裂扩展和时间依赖现象 1341 亚临界裂纹扩展 1342 疲劳和寿命13. 5 提高玻璃强度和韧性的技术 1351 热回火强化 1352 化学强化 1353 玻璃的纤维增强考核要求:1.了解玻璃的弹性性质2.掌握提高玻璃强度和韧性的技术第十四章 玻璃的电学性质 教学要点：1.了解离子迁移现象2.掌握离子迁移机理3.了解过渡金属氧化物玻璃教学时数：10 学时教学内容:141 引言142离子迁移现象 1421 阳离子导体和阴离子导体 1422 阻抗分析与电导率测量 1423 典型的玻璃态电解质 1424 电导宰的系统变化 1425 混合碱效应 1426 电导率谱143离子迁移机理 1431 基本理论 143. 2 弱电解质理论 1433 AndGrson Stuart模型 1434 通道模型 1435 离子相互作用理论 1436 离子相关效应及缺陷模型144过渡金属氧化物玻璃 1441 极化子跳跃机理 1442 高频率和高电位效应 1443 高压效应 1444 开关现象 1445 离子和电子双注入 1446 电致变色器件145半导体玻璃 1L 51 基本原理 1452 非晶硅考核要求：1.了解离子迁移现象2.掌握离子迁移机理3.了解过渡金属氧化物玻璃第十五章 光纤的材料工艺学等内容 教学要点：1.了解信号传输2.掌握光纤制造技术3.了解光纤拉制教学时数：8 课时教学内容：151 引言 15.11 数字传输152 信号传输 152. 1 全内反射 1522 数值孔径 1523 衰减 1524 色散153 光纤制造技术 1531 双坩锅技术 1532 气相沉积技术 1533 棒外工艺：棒外气相沉积 1534 垂直轴向沉积 1535 管内工艺：改进的化学气相沉积 1536 等离子体化学气相沉积154 光纤拉制 1541 尺小控制 1542