内科大无机材料科学基础教学大纲

无机材料科学基础课程教学大纲英文名称：FundamentalsofInorganicMaterialsScience课程编号：611420300学时数：80其中讲授学时数：80

实验学时数：0

上机学时数：0

实践学时数：0

课外学时数：0学分数：5适用专业：无机非金属材料工程一、课程的性质、目的和任务无机材料科学基础是无机非金属材料工程专业的主干课程，是在学生具备了必要的无机化学、有机化学、大学物理学及物理化学等基础知识之后，开设的专业基础理论课程。通过本课程的学习，使学生掌握无机非金属材料的基本物理化学原理，掌握无机材料的组成、结构与性能之间的相互关系，掌握制备过程中的各种物理化学过程的变化和规律，为无机非金属材料工艺学、无机材料物理性能、材料测试研究方法等后续的专业课程打下坚实的理论基础。二、课程教学内容的基本要求、重点和难点了解材料的化学组成－结构－性能之间的相互关系及其规律性;

理解理想晶体和实际晶体的结构，能够应用晶体结构模型分析无机材料的结构与组成和性能的关系;

掌握熔体与非晶态固体以及材料表面和界面等与材料性能相关的知识;

掌握材料的热力学平衡（相平衡）过程;

掌握材料的扩散、相变、固相反应以及烧结等动力学过程;

了解无机材料的环境效应。初步具备应用基本原理分析、解决问题的能力。第1章

无机材料概论1.1

无机材料的分类了解无机材料的种类。1.2

无机材料的特点了解无机材料的特点。1.3

无机材料组成、结构、性能、工艺及其与环境的关系理解组成、结构、性能、工艺及其与环境的关系。1.4

无机材料的选用原则理解无机材料的选用原则。1.5

无机材料的地位与作用了解无机材料的地位和作用。1.6

无机材料的研究与发展了解无机材料研究现状和发展趋势。第2章

晶体结构掌握结晶学的基本知识和晶体化学的基本原理，构建描述晶体中质点空间排列的理论基础，掌握具有代表性的无机单质、化合物和硅酸盐的典型晶体结构。重点：（1）晶体化学基本原理；（2）具有代表性的无机化合物和硅酸盐的典型晶体结构。难点：无机化合物和硅酸盐的晶体结构2.1

结晶学基础掌握空间点阵、晶面指数和晶向指数等基本概念。2.2

晶体化学基本原理了解晶体中质点间的结合力及结合能的性质、计算方法，掌握最紧密堆积原理，理解化学组成和晶体结构的关系，了解同质多晶和类质同晶现象。2.3

无机化合物晶体结构掌握具有代表性的无机化合物的典型晶体结构。2.5

硅酸盐晶体结构理解硅酸盐的晶体结构。第3章

晶体结构缺陷了解晶体结构缺陷的基本类型和产生原因，掌握点缺陷表示方法、缺陷反应方程式、缺陷浓度计算方法，了解缺陷在外力作用下的运动，掌握固溶体的分类、作用及研究方法，掌握负离子空位型、正离子空位型等非计量化合物，了解线缺陷和面缺陷的基本知识。重点：（1）点缺陷的表示方法、缺陷反应方程；（2）固溶体和非化学计量化合物难点：缺陷反应方程式3.1

晶体结构缺陷的类型了解缺陷的基本类型及产生的原因。3.2

点缺陷熟练掌握点缺陷表示方法、缺陷反应方程式、缺陷浓度计算方法，了解缺陷在外力作用下的运动。3.3

固溶体了解固溶体的分类、掌握置换式固溶体、间隙式固溶体的形成条件，掌握固溶体对晶体性质的影响，了解固溶体的研究方法。3.4

非化学计量化合物掌握负离子空位型、正离子空位型等非计量化合物。第4章

非晶态结构与性质了解熔体的结构和性质，掌握玻璃的通性、转变、形成条件，理解玻璃的结构学说，了解典型玻璃的类型。重点：（1）玻璃的通性、转变、形成条件；（2）玻璃的结构学说。难点：玻璃的结构学说4.1

熔体的结构了解熔体的结构。4.2

熔体的性质了解熔体的基本性质。4.3

玻璃的形成掌握玻璃的通性、转变、形成条件。4.4

玻璃的结构理解玻璃的结构学说。4.5

典型玻璃类型了解典型玻璃的类型。第5章

固体表面与界面了解固体的表面和界面及其结构，掌握界面行为，理解粘土-水系统的性质。重点：固体的各种界面行为。难点：固体的各种界面行为。5.1

固体的表面及其结构了解固体的表面及其结构。5.2

固体界面及其结构了解固体的界面及其结构。5.3

界面行为掌握固体的各种界面行为。5.4

黏土-水系统性质理解粘土-水系统的性质。第6章

相平衡和相图了解相平衡的基本概念及研究方法，掌握单元、多元系统相图的基本原理及应用，掌握典型的无机材料专业相图。重点：单元、多元体系相图的基本原理及应用。难点：三元体系相图原理、分析及应用6.1

相平衡及其研究方法了解相平衡的基本知识及研究方法。6.2

单元系统掌握单元相图的特点。6.3

二元系统掌握二元相图的基本类型和典型的无机材料二元相图的特点。6.4

三元系统掌握三元相图的表示方法和基本类型。6.5

硅酸盐体系相图掌握典型的硅酸盐体系相图。第7章

固体中的扩散掌握菲克定律，了解扩散的微观机构及扩散系数，了解影响扩散的因素。重点：扩散的宏观规律及动力学—菲克定律。难点：多元系统中的扩散。7.1

扩散动力学方程—菲克定律熟练掌握菲克定律。7.2菲克定律的应用举例了解稳态扩散、非稳态扩散的应用。7.3固体扩散机构与扩散系数了解固体材料的扩散机构与扩散系数。7.4多元系统的扩散理解多元系统的扩散现象。7.5影响扩散系数的因素了解影响扩散系数的因素。第8章

固相反应了解固相反应的分类及特征，掌握固相反应的机理及动力学，理解影响固相反应速率的因素。重点：固相反应机理及动力学。难点：固相反应机理及动力学8.1

固相反应的分类与特征了解固相反应的分类及特征。8.2

固相反应机理掌握固相反应的机理。8.3

固相反应动力学掌握固相反应动力学。8.4

影响固相反应的因素理解影响固相反应的因素。第9章

相变过程掌握相变过程的基本规律，了解相变的分类和条件。重点：（1）液-固相变的成核、生长机理；（2）液-液相变的调幅分解机理。难点：液-液相变的调幅分解机理9.1

相变的分类与条件了解相变的分类和条件。9.2

液-固相变——成核-生长机理掌握液-固相变的成核、生长机理。9.3

液-液相变——调幅分解机理掌握液-液相变的调幅分解机理第10章

烧结过程掌握粉末成形体烧结过程的现象和机理，了解烧结过程动力学及影响烧结的因素。重点：烧结过程的现象和机理。难点：固相烧结过程动力学。10.1

烧结概述了解烧结理论的研究进展及发展现状，了解烧结的基本类型。10.2

烧结过程及机理掌握烧结过程、推动力与机理。10.3

固相烧结理解固相烧结过程的动力学。10.4

再结晶和晶粒长大理解再结晶和晶粒长大的基本概念。10.5

液相烧结理解液相烧结的特点、机理及动力学关系式。10.6

影响烧结的因素理解影响烧结过程的因素。第11章

无机材料的环境效应了解无机材料的腐蚀、疲劳、再生与利用等环境效应。重点：无机材料的腐蚀难点：疲劳裂纹扩展的动力学行为和特征、高温蠕变11.1

无机材料的腐蚀了解腐蚀产生的原因、腐蚀对材料性能的影响。11.2

无机材料的疲劳了解疲劳的基本概念、疲劳裂纹扩展的动力学行为和特征、高温蠕变。11.3

无机材料的再生与利用了解无机材料的再生与利用。三、教学方式及学时分配

序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例01第1章

无机材料概论讲授2

02第2章

晶体结构讲授142:103第3章

晶体结构缺陷讲授62:104第4章

非晶态结构与性质讲授62:105第5章

固体表面与界面讲授122:106第6章

相平衡和相图讲授182:107第7章

固体中的扩散讲授62:108第8章

固相反应讲授62:109第9章

相变过程讲授52:110第10章

烧结过程讲授52:111第11章

无机材料的环境效应自学00四、其它教学环节的要求学生上课时应做好课堂笔记，

学生应独立完成