《纳米材料与技术》教学大纲

纳米材料与技术课程教学大纲课程中文名称：纳米材料与技术课程英文名称：Nanomaterials and Nanotechnology课程类别：全校性通识选修课课程编号：课程归属单位：材料与冶金工程学院制订时间：2014年4月02日 一、课程的性质、任务1课程性质和任务本课程是理工科专业的一门专业选修课，它研究了纳米材料的结构和性能及制备方法，以及纳米材料的应用以及纳米科技的新进展。本课程主要任务是使学生对纳米材料这样一种新的材料具有一个比较广泛的了解。为以后工作、学习及毕业论文实验提供必要的知识面和方法 2教学要求开此课前学生应已学过大学物理、无机、有机、及物理化学等基础课。3适用专业本课程适用全校所有理工科专业。4本门课程与其它课程的关系其先修课程是大学物理、无机、有机、及物理化学等，先修课程所讲授的物理、化学等知识是本课程讲授的基础知识。5学分、学时数本课程学分数为2学分。教学总教学学时为36学时，其中理论教学36学时，实验教学0学时。6推荐教材自编7推荐参考书1.纳米材料导论哈尔滨工业大学出版社2.纳米材料和纳米结构张立德，牟季美，科学出版社3.纳米复合材料 徐国财 著 化工出版版4.纳米材料分析 黄惠忠 化工出版社5.纳米材料与器件朱静 清华大学出版社8主要教学方法和多媒体教学要求：主要教学方法采用多媒体教学，要求有电脑、投影仪（含展示台）、屏幕等。二、各章教学内容和要求1、课堂讲授内容（36学时）：第一章 纳米科学与技术的概述（4学时）1纳米科学与技术2纳米科学技术的发展史3纳米材料是纳米科技的重要组成部分4纳米材料的定义教学重点和难点：纳米材料的定义，纳米材料和纳米技术之间的关系教学要求：了解纳米材料的发展史；理解纳米科学与技术；掌握纳米材料的定义第二章 纳米材料的特殊效应（2学时）1表面效应2小尺寸效应3量子尺寸效应4宏观量子隧道效应5介电限域效应教学重点和难点：纳米材料的特殊的效应教学要求：了解：纳米材料的量子效应等；理解：小尺寸效应、表面效应第三章 纳米材料的制备（12学时）1纳米粒子的物理方法（真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法）2纳米粒子的化学合成（气相法、液相法、固相法）3气相法 4液相法 （沉淀法、水热法、微乳液法、喷雾法、溶胶凝胶法）5固相法6一维纳米材料制备方法（气相生长、模板生长、液相生长、组装生长）7. 二维纳米薄膜制备方法（LB技术、自组装技术、物理气相沉积、MBE (Molecular beam Epitaxy) 技术、化学气相沉积）8. 纳米固体（三维）材料制备方法教学重点和难点：纳米材料的制备方法及其原理教学要求：了解纳米材料的一些制备方法，包括溅射法、机械法、溶胶凝胶法、球磨法等；理解制备方法的原理和一维纳米材料制备方法第四章 纳米材料表征（4学时）1X射线衍射（XRD）的基本原理 2. 透射电子显微镜（TEM）的基本原理3. 扫描电镜（SEM）的基本原理4. 扫描隧道显微镜(STM)的基本原理5纳米结构检测技术的应用研究教学重点和难点：XRD、TEM、SEM和STM的基本原理及其应用研究教学要求：了解纳米结构的测试仪器； 第五章 纳米复合材料（4学时）1.纳米材料表面改性（1）纳米粉体表面改性概要； （2）有机表面改性及其应用；（3）无机表面改性及其应用； （4）表面改性的发展趋势。2.纳米复合材料（1）纳米复合材料的概况； （2）陶瓷基纳米复合材料的制备（3）金属基纳米复合材料的制备 （4）高分子基纳米复合材料的制备（5）纳米复合材料的性能 （6）纳米复合材料的应用教学重点和难点：纳米材料的表面改性教学要求：了解纳米材料表面改性的一些基本应用和纳米复合材料制备和应用；第六章 纳米材料的应用（6学时）1在化工产品中的应用2在环保健康方法的应用3在医药卫生领域的应用4在电子工业产品中的应用5纳米催化7纳米技术发展动向8纳米科学与技术要在应用中求得发展