《陶瓷材料学》课程大纲.docx

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1、陶瓷材料学课程大纲课程代码0801161课程名称中文名:陶瓷材料学英文名：ScienceofCeramicsmateria1s课程类别专业课修读类别必修学分2.0学时32开课学期第5学期开课单位材料科学系适用专业无机非金属材料工程专业先修课程材料概论、材料科学基础后续有关专业课无机非金属材料工艺学、专业技能训练程和教学环节主讲教师/职称于刚/副教授、吴红亚/副教授、杨治刚/讲师考核方式及各环作业成绩+课堂讨论+实验+期末考试节所占比例（10%）+（10%）+（30%）+（50%）教材及主要参考（1）陶瓷材料学周玉编，科学出版社，2004年+（2）陶瓷材料导论关长斌、郭英奎、刘玉成编，哈尔滨工程

2、大学出版社，2005（3）陶瓷导论（美）金格瑞、（美）鲍恩、（美）乌尔曼编，高等教育出版社，2010（4）现代陶瓷材料及技术，曲远方主编，华东理工大学出版社，2002一、课程性质和目标陶瓷材料学属于无机非金属材料工程专业科学方向的必修课程。本课程主要介绍陶瓷材料的类型、结构、合成与制备方法、性能特点及其应用领域等。注重介绍当前工程行业内广泛应用的典型陶瓷材料（电子陶瓷、多孔陶瓷、高温结构陶瓷等），并以此为基础阐述材料的结构-性能合成与制备之间的相互关系，结合课程内实验强化基础性实践技能的培养，为解决工程关键问题奠定理论和技术基础。通过本课程的理论和实验教学，使学生具备基本的知识和能力，课程的具

3、体课程目标如下：知识目标： 解释典型陶瓷材料的构效关系，正确选择合理的陶瓷合成制备加工方法和测试手段。能力目标： 具备阅读、理解和翻译有关的科技英文文献和资料的能力，认识工程行业内特定陶瓷材料的发展现状和趋势，解释生产工艺对材料结构-性能的影响，认识到解决方案的多样性。 具备操作关键实验设备的能力，以及使用现代软件对实验数据处进行采集、处理与分析的能力，并通过信息综合得到合理有效的结论。二、本课程所支撑的毕业要求1、本课程所能支撑的毕业要求和课程目标的对应关系序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容课程目标1毕业要求2-3能结合文献，研究生产工艺对材料结构-性能的影2响，发现制约规律，认识到解

4、决方案的多样性，寻求可替代的解决方案。2毕业要求4-3能正确解读测试信息，分析和解释实验过程和实验结1果，通过信息综合得到合理有效的结论。4毕业要求5-2能针对复杂无机非金属材料工程问题，运用现代检测3技术、先进的制备和加工手段进行结构分析、性能优化和新产品开发。2、本课程内容与毕业要求指标点的对应关系教学内容课程目标毕业要求指标点理论绪论22-3教学陶瓷的显微组织特点1、2234-3氧化错陶瓷及其相变增韧1、22-3、4-3高温结构陶瓷及其热学性质1、22-3、4-3电子陶瓷1、2234-3透明陶瓷及其光学性质1、22-3、4-3超硬陶瓷及其加工性能1、22-3、4-3多孔陶瓷及其环境工程应

5、用1、22-3、4-3实验陶瓷粉体的球磨工艺35-2教学传统陶瓷的制备35-2溶胶凝胶法合成BaTio3陶瓷粉体35-2真空热压烧结法制备A23陶瓷35-2TiO2陶瓷纤维的制备35-2多孔陶瓷材料的制备35-2氧化物陶瓷的结构设计与模拟35-2陶瓷性能的测定三、教学基本内容（一）理论教学基本内容（16学时）1、绪论（2学时）35-2（1）基本要求认识陶瓷材料的发展历史与现状，陶瓷材料的概念及其内涵、认识陶瓷材料的分类方法，理解陶瓷生产过程对环境的影响。（2）教学内容陶瓷材料的发展历史与现状；陶瓷材料的概念与分类；陶瓷材料的合成与制备方法；陶瓷生产过程对环境的影响。（3）重点和难点重点：陶瓷的

6、概念、基本分类及其合成制备方法。难点：陶瓷生产过程的环境效应评价与预防措施。2、陶瓷的显微组织特点（2学时）（1）基本要求认识陶瓷材料中单相和多相陶瓷的显微组织结构特征，熟悉陶瓷晶界与晶界相的特点，陶瓷基复合材料界面结构的控制途径。（2）教学内容单相和多相陶瓷的显微组织结构特征晶界与晶界相陶瓷基复合材料及其界面结构（3）重点和难点重点：单相和多相陶瓷的显微组织结构特征；晶界和晶界相。难点：陶瓷基复合材料界面结构的控制途径。3、氧化错陶瓷及其相变增韧（2学时）（1）基本要求氧化错陶瓷的结构特点及应用领域，陶瓷材料脆性的本质及其增韧方法；氧化错陶瓷相变增韧的基本原理。（2）教学内容氧化错陶瓷的结构

7、特点及应用领域；陶瓷材料脆性的本质及其增韧方法；氧化错陶瓷相变增韧。（3）重点和难点重点：氧化错陶瓷的结构特点及应用领域；陶瓷材料脆性的本质及其增韧方法。难点：氧化错陶瓷相变增韧的基本原理。4、高温结构陶瓷及其热学性质（2学时）（1）基本要求典型高温结构陶瓷的种类及其应用领域，陶瓷材料高温蠕变、抗热震性、导热、热膨胀等热学特性的基本概念及其表征方法；理解陶瓷热学性质与结构之间的关系。（2）教学内容高温结构陶瓷的种类及其应用领域陶瓷材料高温蠕变和抗热震性陶瓷材料导热与热膨胀（3）重点和难点重点：典型高温结构陶瓷的种类及其应用领域；陶瓷热学性质的基本概念及其表征方法难点：陶瓷热学性质与结构之间的关

8、系。5、电子陶瓷（2学时）（1）基本要求认识电子陶瓷的电学（导电、绝缘、介电、压电、热释电、铁电、超导等）性能，几种电介质陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷、铁电陶瓷的结构组成和应用领域。（2）教学内容电子陶瓷的电学性能电介质陶瓷压电陶瓷热释电陶瓷铁电陶瓷（3）重点和难点重点：电子陶瓷的电学性能与应用领域难点：电子陶瓷结构与性能的关系6、透明陶瓷及其光学性质（2学时）（1）基本要求认识陶瓷的光学特性（光学非线性、光吸收、光反射和光传输）；几种透明陶瓷及其应用领域；理解透明陶瓷结构与光学特性的关系。（2）教学内容陶瓷的光学特性典型的透明陶瓷材料及其应用领域透明陶瓷结构与光学特性的关系（3）重点和难点重点

9、：陶瓷的光学特性、典型的透明陶瓷材料及其应用领域难点：透明陶瓷结构与光学特性的关系。7、超硬陶瓷及其加工方法（2学时）（1）基本要求认识超硬陶瓷的种类及其应用领域；陶瓷加工的特点和方法。（2）教学内容超硬陶瓷的种类超硬陶瓷的应用陶瓷加工的特点和方法（3）重点和难点重点：超硬陶瓷的种类及其应用领域、陶瓷加工的特点和方法。难点：陶瓷材料结构与硬度的关系。7、多孔陶鎏及其环境工程应用（2学时）（1）基本要求认识泡沫陶瓷、蜂窝陶笳、气凝胶等多孔陶瓷的结构特点；认识多孔陶瓷在三废（废气、废水和固废）处理中的实际应用。（2）教学内容泡沫陶瓷蜂窝陶瓷气凝胶多孔陶瓷的环境工程应用（3）重点和难点泡沫陶瓷、蜂窝

10、陶瓷、气凝胶等多孔陶瓷的结构特点及其环境应用。（二）实验教学内容（16学时）序号实验项目实验要求实验内容学时1陶瓷粉体的球磨工艺行星式球磨机和激光粒度分析仪的操作方法和工作原理；学会对陶瓷粉体进行筛分；使用球磨机对陶瓷粉体进行研2磨，并采用激光粒度分析仪对产物粉体进行粒度分析。2传统陶瓷的制备压制成型和注浆成型的基本原理和操作方法；高温烧结炉的结构和操作方法；学会制定合理的烧结制度。日用瓷（电瓷）的成型与烧结实2验。分别采用压制成型和注浆成型两种方法。3溶胶-凝胶法合成溶胶凝胶法的基本原理；认采用溶胶凝胶法合成BaTiO3陶2BaTiO3陶瓷粉体识前驱体溶胶水解缩聚过程瓷粉体的影响因素。4真空

11、热压烧结法制备真空热压烧结炉的结构和使AbCh陶瓷用方法；理解热压烧结方法的优缺点。以氧化铝陶瓷的制备为例，学习2真空热压烧结炉的结构和使用方法。5Ti2陶瓷纤维的制备陶瓷纤维的制备方法和基本原理。采用溶胶-凝胶法结合离心甩丝工2艺制备Tid陶瓷纤维6多孔陶瓷材料的制备多孔陶瓷材料的制备方法和基本原理采用模板法（碳黑、叛甲基纤维2素等）制备A23多孔陶瓷7氧化物陶瓷的结构设Materia1sStudio计算软件计与模拟Materia1sStudio软件计算氧化2物陶瓷的弹性模量8陶瓷性能的测定陶瓷性能的测试方法（标准）和设备原理。四、达成课程目标的途径和措施1.教学方法（I）课堂讲授陶瓷密度、

12、吸水率、硬度、白2度、抗弯曲强度、热膨胀系数和热导系数的测试。理论教学过程中，采用的教学方法有“讲授与视频结合法”、“文献综述法”、“讨论法”、“案例分析法”等，具体根据教学内容和目标不同采取更合适的教学方法。（2）学生实验本课程安排了16学时共6个实验项目，多以综合性和设计性实验为主。一方面，强调基本实验技能的训练,设置若干实验操作技能考试环节。另一方面强调实验报告书写的规范性和思考深度。要求学生实验报告中体现对实验过程问题的思考，对实验报告进行批阅后进行公示。学生通过实验能够更好地认识陶瓷材料结构-性能-合成与制备之间的关系，并提高分析复杂工程问题的能力。（3）学生作业作业可采用查阅文献、

13、分析文献和讲解文献的方式完成，也可采用布置题目、完成题目和讲解题目的形式进行。对于作业中发现的共性问题，教师选定时间集中集中答疑。通过作业情况，能够认识学生对重要知识和理解方面的问题。课程讲授结束时征集学生对教学方面的意见，为持续改进提供参考。2 .教学手段本课程利用采用现代化的教学手段，采用“多媒体”结合“板书”的教学手段进行授课，“多媒体”可将抽象的内容生动化，“板书”可用于辅助表达，二者充分发挥优势，扬长避短。3 .课外阅读要求推荐学生利用互联网资源、校园网资源（校园网数据库）、图书馆资源（期刊、专业文献）等多种手段获取外文期刊、资料，进行课外阅读。通过阅读最新的专业英语文献，能跟踪学科

14、的发展动态。五、课程综合记分方法课程考核由作业、课堂讨论、实验和期末考试四部分组成，内容须覆盖全部课程目标和毕业要求指标点。各考核环节及所占比重见下表：考核环节比重（）作业10课堂讨论10实验30期末考试50总计100（注：无故况勒1/3者，不允许参加期末考试。）各个环节的评分标准如下：1 .作业：占总评成绩的10%。每次作业按100分评价，按权重计入总成绩。作业成绩取所有成绩的平均成绩，占总成绩的20%。作业（文献类）评分标准观测点80-1OO分60-79分060分独立查阅文献完全要求自行、熟能按照要求自行查阅文练的查阅文献献，但不够熟练不能独立完成或未进行查阅文献梳理和翻译能力文献总结和翻译完文献总结有较多瑕疵但全准确基本准确，翻译基本准确文献总结和翻译错误太多，基本点未能列出；或不能总结和翻译文献讲解能力文献讲解完全到位文献讲解有较多疏漏，但基本准确文献讲解过程中不能把握基本点；或不能进行文献讲解。作业（习题类）评分标准观测点80100分60-79分060分答题准确性答题完全准确。答题基本准确。答题错误较多，出错率达40%以上，或关键点未