材料化学导论课程教学大纲.doc

材料化学导论课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：13140304课程名称：材料化学导论课程英文名称：Introduction to Chemistry in materials课程所属单位：化学与环境工程系应用化学教研室课程面向专业：应用化学专业课程类别：选修课先修课程：化学类基础课；授课对象：本科生年 级：三年级； 学 时：48； 学 分：2.5二、 课程的性质与目的材料化学作为材料科学的一门主要分支，其内容含有材料的组成、结构与性能，以及材料的制备化学等，涉及材料及化学两个一级学科的各个二级学科。本课程包括无机、有机、和高分子材料化学导论。1课程的性质与目的： 本课程为应用化学专业选修课程，目的是通过讲述材料中与化学相关的各要素，包括材料的合成与加工、化学结构与性能、材料的化学及物理性质和材料的应用性能，通过对不同材料（金属与非金属材料、有机与高分子材料、光电功能材料）的介绍，使学生了解材料的化学组成、结构与性能的关系；了解各种常用材料的化学制备方法，以及一般材料制造工艺过程及其用途和使用方法；使学生获得材料化学的基础知识，为毕业后可适应材料研究与开发、选择和应用工作打下坚实的基础。2教学基本要求：（1）掌握用化学方法分析、认识各类材料如无机和金属材料、有机与高分子材料以及复合材料等；掌握用化学方法制备、改性上述材料及其化学反应机理。（2）培养学生正确的科学观，提高学生运用化学知识解决材料科学中的化学相关问题的能力。三、课程教学内容及要求：第一章 绪论（2学时） 1.1材料的地位、作用与发展1.2材料的分类及其基本情况：了解材料及其种类。1.3材料科学与材料化学任务及其发展趋势：重点：理解材料科学的产生与发展、材料应用与化学学科及学生前修课程的关系。1.4材料化学的研究内容及意义：掌握材料化学的研究范畴、具体内容、方法以及其在化学、材料、信息、生物等领域的重要意义。重点：材料的分类和各要素，让学生从一个整体上把握材料化学的学习内容，为后面的课程学习打下基础。第二章 材料的化学热力学基础（2学时，主要自学）2.1 热力学函数的性质及其重要关系式；2.2 化学反应热效应与标准热力学函数；2.3 开放体系的热力学关系式；2.4 固体热力学理论简介；2.5 材料的相律、相变及其相图分析；2.6 溶液与固液体热力学性质重点：在于通过复习热力学基础，以利于学生对材料化学的理解；难点：在于材料的热力学数据的理解和对材料相变及其相图分析。第三章 材料的组成、结构与性能（8学时）3.1材料的组成重点：了解金属、非金属材料、有机与高分子材料的化学组成。3.2材料的结构重点：理解材料中的化学键及晶体结构，以及金属材料、无机非金属材料、有机与高分子材料的化学结构。难点：了解晶体结构；掌握有机与高分子化合物的状态结构；3.3 材料的性能重点：了解材料的化学性能及相关的其它性能，如热性能、电性能、光学性能、磁性能等。难点：如何把性能与化学结构联系起来。第四章 材料的高温化学（4学时）4.1绪论：了解材料在高温下所发生的化学反应及其机理。4.2冶炼与提纯； 重点：掌握高温冶炼与提纯方法及其反应机理，了解它们在材料制备时的应用。4.3高温氧化： 重点和难点：掌握各种材料在高温下发生氧化反应的机理，了解利用和避免高温氧化反应的方法。第五章 材料的电化学（4学时）5.1 电极电位和极化；重点：了解电极电位、极化概念及其与材料关系5.2 材料的电学特性；重点：掌握电场中材料的各类电学特性。5.3 材料电响应与化学性能关系；重点：理解各类材料的电响应与材料的化学性能与机理的关系。难点：材料的化学性能与电响应机理的关系。5.4 电场中材料的化学变化及其应用；重点：了解电场中材料的化学变化及其在材料制备、材料应用中的作用。第六章 材料表面化学（4学时）6.1 材料表面特性；重点：了解材料表面的化学特性、组成与结构等。6.2 材料表面分析与表征方法；重点：掌握材料表面分析与表征方法。难点：材料表面分析方法的理解。6.3 表面物理化学反应；重点：理解材料表面发生物理化学反应的类型与反应机理。难点：掌握材料表面发生物理化学反应的反应机理6.4 材料表面处理与应用；重点：了解常见的材料表面化学处理方法及其应用。第七章 材料激发化学（4学时）7.1 等离子体简介；了解等离子体的相关知识。7.2 低温等离子体及其特性；了解低温等离子体性能、制备方法。7.3 低温等离子体化学及其应用；重点：理解低温等离子体化学原理及其应用。7.4 光化学、光化学原理与应用；重点：了解光化学反应及其原理。第八章 高分子材料化学（12学时）8.1 高分子材料概念；重点：了解高分子材料的组成、结构及性能。8.2 高分子材料的合成反应与制备；重点：掌握高分子材料缩合聚合、加成聚合反应方法、反应机理与材料制备的关系。8.3高分子材料的结构与性能；重点：理解高分子材料结构特征和性能，了解高分子材料的性能与应用关系。了解高聚物的链接结构、交联和分子质量分布对性能和物料状态的影响；难点：了解高分子材料结构与构形对性能和物料状态的影响；8.4高分子材料的老化与防老化；重点：了解高分子材料的降解、老化特征、老化原因以及其老化机理；了解高分子材料防老化方法、机理及其应用。8.5 典型高分子材料简介；重点：了解通用塑料、工程塑料、复合高分子材料、功能高分子材料的性能和应用。第九章 液晶材料化学（8学时）9.1液晶显示与液晶材料简介；重点：了解基本显示原理和液晶化合物结构性能及其发展9.2 液晶的分子结构与热力学状态介绍；重点：掌握液晶的化合结构与相态织构关系，了解液晶的分子结构特点与不同热力学状态之间的关系；难点：理解液晶化合物的结构与相态织构之间的关系9.3 液晶材料的物理特性和光电显示性能；重点：了解液晶的物理、光电性能及其在液晶显示中的作用；难点：在于对液晶材料显示原理的理解。9.4 液晶显示模式对液晶材料的要求；重点：了解不同的液晶显示模式、液晶材料的种类以及其发展方向；9.5 TFTLCD及其液晶材料的介绍；重点：了解TFTLCD及其含氟材料行业的发展情况。四、课内学时分配学时分配表序号教学内容(按章填写)学时课堂讲授实验课习题课讨论课其它1第一章：绪论22第二章：材料的化学热力学基础（自学）23第三章：材料的组成、结构与性能84第四章：材料的高温化学45第五章：材料的电化学46第六章：材料表面化学47第七章：材料激发化学48第八章：高分子材料化学129第九章：液晶材料化学8小计48比例100%合