2015第一学期专业课课程大纲之材料化学教学大纲.doc

材料化学Materials Chemistry 【课程编号】XZ27111、XZ27502 【课程类别】专业限选课【学分数】2 【先修课程】无机化学、有机化学、分析化学、物理化学【学时数】30 【编写日期】2010年6月【适用专业】化学、应用化学、高分子材料本科专业一、教学目的、任务材料化学伴随着材料科学的发展而诞生和成长，它是材料科学的重要组成部分，又是化学学科的一个分支。材料化学从分子水平到宏观尺度认识结构与性能的相互关系，从而调节改良材料的组成、结构和合成技术及相关的分析技术，并发展出新型的具有优异性质与性能的先进材料。本课程涉及材料的结构、性能、合成和应用等方面的化学问题。通过本课程的学习，使学生从材料的的结构、性能、制备等基本要素出发，认识和理解材料科学与工程中的相关化学问题，从而能够把以往所学的化学知识结合到材料的研究与开发、选择和使用等。二、课程教学的基本要求理解材料的结构与性能的关系；掌握各种材料的化学合成与制备技术；一般掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料和高性能复合材料的基本知识和应用；了解纳米材料结构、性能、制备和应用。三、教学内容和学时分配本教学大纲按照30学时数安排，侧重教材的前半部分(第二至第五章)，后本部分内容从简或安排自学。本教材的后半部分内容较多，对于54学时的课程可在第六至第十章安排多些课时。（一）第一章 绪论 学时：2 主要内容：1. 材料与化学；2.材料的分类；3.材料化学的特点；4.材料化学在各个领域的应用；5.材料化学的主要内容。教学要求：了解材料化学的基本概念、特点及其只要内容；了解材料化学在各个领域的应用和发展，以利从整体上把握材料化学的学习内容。其它教学环节：讲授（二）第二章 材料的结构 学时：6 主要内容：1.元素和化学键；2.晶体学基本概念；3.晶体材料的结构；4.晶体缺陷；5.固溶体。 教学要求：了解材料的几种晶体结构及其性能特点；了解材料的缺陷和固溶体相关概念；理解晶体学的一些基本概念(难点)。其它教学环节：讲授（三）第三章 材料的性能 学时：4 主要内容：1.化学性能；2.力学性能；3.热性能；4.电性能；5. 磁性；6.光学性能。 教学要求：理解材料各种性能与材料组成和结构的关系；了解一些性能的测试表征方法。其它教学环节：讲授（四）第四章 材料化学热力学 学时：2主要内容：1.化学热力学基础及应用；2.埃灵罕姆图（Ellingham Diagrams）及其应用；3.相平衡与相图。教学要求：回顾化学热力学的原理，了解化学热力学在材料科学中的应用的一些实际例子。其它教学环节：讲授（五）第五章 材料的制备 学时：6主要内容：1.晶体生长技术；2.气相沉积法；3.溶胶-凝胶法；4.液相沉淀法；5. 固相反应；6.插层法和反插层法；7.自蔓延高温合成法。教学要求：了解材料制备过程所采用的工艺手段及相关的化学过程。其它教学环节：讲授（六）第六章 金属材料 学时：3主要内容：1. 金属材料结构与性能；2.超耐热合金；3.超低温合金；4.超塑合金；5.形状记忆合金；6.贮氢合金；7.非晶态金属材料。教学要求：了解一般金属材料的结构性能特点以及几类新型金属材料。重点引导学生结合前面所学内容，理解金属材料结构与性能特点以及获得特殊性能的方法和工艺手段。其它教学环节：讲授（七）第七章 无机非金属材料 学时：5主要内容：1.无机非金属材料的分类及特点；2.水泥与玻璃；3.陶瓷；4.半导体材料；5.超导材料。教学要求：了解玻璃、水泥和普通陶瓷等无机非金属材料的结构性能特点以及几种现代无机非金属材料。重点引导学生结合前面所学内容，理解无机非金属材料的结构与性能特点以及获得特殊性能的方法和工艺手段。其它教学环节：讲授（八）第八章 高分子材料 学时：2主要内容：1.高分子结构与性能（自学）；2.高分子合成（自学）；3.聚合物光子材料；4.电功能高分子；5.化学功能高分子。教学要求：高分子结构、性能和合成等内容由学生自学。了解几种新型高分子材料。其它教学环节：讲授（九）第九章 高性能复合材料 学时：2主要内容：1. 复合材料概述；2. 复合材料的命名与分类；3.复合材料的基体材料；4.复合材料的增强相；5.复合材料主要性能与制造。教学要求：了解复合材料的类型、原理、性能及应用。其它教学环节：讲授（十）第十章 纳米材料 学时：2主要内容：1.纳米材料的种类；2.纳米材料的特性；3.纳米材料的制备；4. 纳米材料的应用。教学要求：了解纳米材料的特性、制备方法及纳米材料的应用。其它教学环节：讲授四、教学重点、难点及教学方法教学重点和教学难点：如何使学生深刻理解材料的结构与性能的关系，并牢固掌握各种材料的化学合成与制备技术既是本课程的教学重点也是本课程的教学难点。教学方法： 以本课程配套的电子教案为主，穿插有关研究新成果进行课堂讲授。五、考核方式及成绩评定方式考核方式：针对广西丰富的有色金属矿产资源优势，着重于有关有色金属的材料化学方面研究。拟出相关的课程论文提纲，指导学生查阅有关文献资料，撰写课程论文。成绩评定方法：根据学生撰写的课程论文的质量(根据引用的参考文献的篇数、参考文献发表的刊物和时间、学生的综述和引据的能力、学生提出的建议与观点等方面来衡量)，分五级评定成绩：优秀、良好、中等、及格和不及格。六、教材及参考书目教材：曾兆华，杨建文材料化学北京：化学工业出版社，2008主要参考书：1、杨兴钰材料化学导论武汉：湖北科学技术出版社，20032、刘光华编著. 现代材料化学. 上海：上海科学技术出版社，20003、周达飞材料概论北京：化学工业出版社，20014、江玉和非金属材料化学科学技术文献出版社，19925、Brian S. Mitchell. An Introduction to Materials Engineering and Science. USA, John Wiley & Sons, 2004.6、William D, Callister J. Materials science and engineering: An introduction. 5th Ed. , USA, John Wiley & Sons, 19997、Smith W F. Foundations of materials science and engin