纳米材料概论课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 5 -本科生课程大纲课程名称纳米材料概论（Introduction to Nanomaterials）课程代码072503211281课程属性专业知识课时/学分32/2课程性质必修实践学时责任教师课外学时64(32*2)课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、 课程介绍 1.课程描述： 纳米材料科学是20世纪80年代末发展起来的新兴学科，其基本理论及物理及化学特性还在不断地被科学界研究和发现。纳米材料概论课程，对于对当今迅猛发展的纳米材料科学技术的知识点进行了认真的梳理和凝练。本课程的基本任务是介绍纳米材料的基本概念、基本理论

2、，阐述到目前为止所发现的纳米材料的物理及化学特性；介绍了纳米材料的分析测试方法及表征手段；列举了当前纳米材料的研究热点及其潜在的应用领域。通过本课程的学习使学生了解纳米材料奇异的功能及其在未来生活中的重要性；熟知纳米材料的基本概念和基本理论，掌握纳米材料合成、制备方法的内在规律和一些共性原理。使学生不但要知其然，还要知其所以然，以达到“授人以渔”的目的。2.设计思路： 纳米材料学概论以纳米材料的制备、结构及性能和应用为主线，从零维纳米结构单元到纳米组装体系，较系统地介绍了纳米材料的基础知识和最新科技成果。课程以讲授为主，辅助以电子教案和多媒体课件，重点强调纳米材料基本概念和基本原理的学习和掌握

3、，以及运用现代分析测试手段对纳米材料进行适当合理的分析及表征；了解当今热点纳米材料的研究现状及应用前景。3. 课程与其他课程的关系先修课程：材料研究方法、材料科学基础、物理化学二、课程目标通过本课程的学习，使学生全面了解纳米材料科学与技术的研究内容、分类、特点、各种性能、发展进程及趋势，掌握纳米材料科学的基本概念、基本理论等知识，重点掌握纳米材料区别于常规粗晶材料的各种特性及可能原因，培养学生分析解决具体问题的能力，和进行新材料、新工艺研究开发的初步能力，提高学生的综合素质，为培养高层次、综合性、有创新意识和能力的人才奠定一定的基础。三、学习要求 要完成所有的课程任务，学生必须：（1）按时上课

4、,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试。本课程将包含较多的随堂讨论、小组作业展示等课堂活动，课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分。（2）按时完成常规练习作业。这些作业要求学生按书面形式提交，只有按时提交作业，才能掌握课程所要求的内容。延期提交作业需要提前得到任课教师的许可。（3）完成教师布置的一定量的阅读文献和背景资料、理论探讨等作业，其中大部分内容要求以小组合作形式完成。这些作业能加深对课程内容的理解、促进同学间的相互学习、并能引导对某些问题和理论的更深入探讨。四、教学内容内容顺序主题计划课时主要内容概述1. 绪论基本概念2纳米科技的提出和发展、研究方法、发展概况.2纳米材料的基本

5、特性基本特性4纳米材料的分类、基本效应、晶界组元、晶粒组元和电子结构3纳米材料的合成与制备制备方法4气相法，液相法，固相法，纳米结构的组装4. 纳米材料的力学性能纳米金属及复合材料3.5纳米材料力学性能、强度和塑性，复合材料的力学性能，纳米材料的蠕变与超塑性5. 纳米材料的电学性能单电子效应，量子隧穿过程发生的条件，介电性能1.5纳米晶金属的电导，单电子效应，纳米材料的介电性能6纳米材料的磁学性能磁学性能的尺寸效应，巨磁电阻效应，纳米磁性材料，磁性液体2.5尺寸效应，巨磁电阻效应，纳米复合永磁材料7. 纳米材料的光学性能纳米材料的光吸收，发光机制，非线性光学效应，纳米光学材料的应用3纳米材料的

6、光吸收特性，纳米材料的光发射特性8. 纳米材料的热学性能热学性质及尺寸效应，熔点降低，纳米晶体的热稳定性3纳米材料的热学性质及尺寸效应，纳米晶体的熔化、晶粒成长9. 碳纳米材料碳60，碳纳米管，石墨烯，纳米金刚石膜3.5碳60、碳纳米管的制备、结构、性能及应用10纳米结构的表征与检测电子显微分析，扫描探针（SPM）分析，拉曼光谱分析2纳米尺度表征与测量的难度，电子显微分析和扫描探针分析的原理、特征及使用条件11功能纳米材料纳米TiO2光催化材料，纳米气敏材料，高比表面材料3纳米TiO2光催化材料，电致变色材料，纳米气敏材料，高比表面材料合计32五、参考教材与主要参考书1、选用教材纳米材料，丁秉

7、钧，机械工业出版社，2004年7月第1版第1次印刷。2、主要参考书纳米电子材料和器件；李言荣，谢孟贤 等编著，电子工业出版社，2005年10月第1次印刷。纳米材料学；曹茂盛，曹传宝，徐甲强编著，北京科学出版社，2002年08月第1版。 纳米材料技术；周瑞发，韩雅芳，陈祥宝编著，国防工业出版社，2003年7月第1版。纳米材料和器件；朱静等编著，清华大学出版社，2003年4月第1版。纳米材料学；张立德，牟季美编，辽宁科学技术出版社，1994年10月第一版。材料物理性能；田莳主编，北京航空航天大学出版社，2004.11第一版。超微粉体制备与应用技术；张立德主编，中国石化出版社，2000年第一版。纳米技术与纳米材料；张志昆、崔作林著，国防工业出版社，2000年第一版。六、成绩评定（一）考核方式 E.其他 ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成绩综合评分体系比例%1.作业、课堂讨论及平时表现302.期末考试70总计100七、学术诚信学习成