无机材料科学基础---教学大纲.docx

《无机材料科学基础---教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机材料科学基础---教学大纲.docx（4页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、无机材料科学基础教学大纲课程编号：030303Z1课程名称：无机材料科学基础英文名称：Fundamenta1sofInorganicMateria1sScience学时与学分：80/5（其中实验学时：0,课内上机学时：0）先彳修课程要求：大学数学，无机化学，物理化学，材料学概论，结晶学与岩相学适应专业：无机非金属材料工程参考教材：1.无机材料科学基础，黄学辉，化学工业出版社，20102.无机材料科学基础，陆佩文，武汉工业大学出版社，1996课程简介：无机材料科学基础是从无机材料领域内的各种材料制品的工艺技术实践中总结出来的共性规律而形成的一门课程，是材料科学的重要基础理论。该课程把基础科学理论

2、，特别是物理化学、结晶化学中的基本理论，具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中，用理论来阐明无机材料形成过程的本质，阐述如何应用基础理论来解决生产实际问题，为生产、研究和开发新材料提供理论依据。本课程的内容包括无机材料引论、晶体结构、晶体结构缺陷、非晶态结构与性质、固体表面与界面、相平衡与相图、固体扩散、固相反应、相变过程、烧结过程和无机材料环境效应等11个方面的内容。教学大纲：一、课程在培养方案中的地位、目的和任务无机材料科学基础课程是无机非金属材料工程专业培养方案中的主干课程和必修的专业基础课。无机材料科学基础是从无机材料领域内的各种材料制品的工艺技术实践中总结出来的共性规律而形成的一门

3、课程，是材料科学的重要基础理论。该课程的前身是无机材料物理化学，其研究领域局限于传统无机材料材料和制品。随着各种现代技术的发展，已在传统无机材料材料基础上开发出具有特殊性能的高温材料、高强材料、电子材料、光学材料以及激光、铁电、压电等材料，所涉及的化合物远远超出无机材料的范畴，而是整个无机非金属，因此改名为无机材料科学基础。该课程把基础科学理论，特别是物理化学、结晶化学中的基本理论，具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中，用理论来阐明无机材料形成过程的本质，阐述如何应用基础理论来解决生产实际问题，为生产、研究和开发新材料提供理论依据。因此，无机材料科学基础是一门新兴的、正在不断发展的应用型学

4、科，是材料科学的一个重要分支，已成为无机非金属材料科学与工程及其相关专业必修的、介于基础科学和专业技术之间的一门非常重要的专业基础课程。通过本课程的学习，使学生了解无机材料组成、结构与性能的关系；了解相平衡的有关知识和外界条件（如：温度、压力、浓度等）对相平衡的影响，掌握分析相图的基本方法和步骤，了解无机材料专业相图以及在生产中的应用；掌握无机材料生产制备过程中物理化学变化过程（包括：扩散、固相反应、相变、烧结）的速度、机理以及外界因素（如：温度、压力、浓度、杂质等）对过程速度的影响。使学生能用理论来阐明无机材料形成过程的本质，掌握应用理论来解决生产实际问题方法，从而为今后从事无机材料生产和新

5、材料研究、开发提供坚实的理论基础。通过本课程实验，使学生加深对理论教学内容的理解，掌握无机材料性能测定的基本原理和基本方法，着重培养学生分析、解决实际问题和独立思考的能力，并使学生科学研究能力得到一定的训练。二、课程的基本要求学习时应注意明确基本概念，弄清基本原理，掌握基本规律。对问题提出的根据和结论应用的条件要十分清晰。勤于思考，善于总结。并在此基础上，理论联系实际，把理论知识和分析生产实际中的问题结合起来，加深基本理论的理解和应用。在学习本课程时有必要复习已学过的无机化学、物理化学和结晶学的有关知识，并开始阅读相关专业书籍，以更好地理解和掌握本课程内容。三、课程的基本内容以及重点难点无机材

6、料科学基础课程着重于阐明无机材料材料组成、结构、性质三者之间的相互关系及其在生产制备过程中物理化学变化的基本规律，所包含的内容组成了一个以固体的”结构”、“反应”、“物性”及“材料”为顶点的四面体，是一门具有立体性质的课程。本课程的主要教学内容包括：（1）物质聚集状态的组成、结构和性质一应用有关物质结构的基本理论，介绍无机材料不同聚集状态（如：晶体、非晶体、熔体、粉体、胶体、固体表面等）的微观结构以及用结构的规律性来分析化学现象的本质，重点介绍无机材料组成、结构与性能三者之间的关系。难点：典型无机晶体结构、硅酸盐晶体结构、硅酸盐熔体与玻璃体的结构与性能、粘土一水系统性能；（2）凝聚多相系统相平

7、衡一从相平衡的观点，介绍凝聚单元系统到四元系统相图的基本知识、基本类型和有关实际相图，重点介绍凝聚三元系统相图的规律性及其在无机材料研究和生产等方面的应用。难点：三元及四元系统相图的分析及应用；（3）过程动力学一重点介绍无机材料研究和制备中物理化学变化过程（扩散、固相反应、相变、烧结）的机理、过程的动力学以及影响因素。难点：扩散、固相反应、相变、烧结过程的动力学方程推导。四、实验要求1、晶体结构认识（1）了解影响离子晶体结构的基本因素，掌握离子堆积原理和基本规律；（2）认识一些典型无机化合物结构；（3）掌握硅酸盐晶体结构分类特点及典型硅酸盐晶体结构。2、粘土阳离子交换容量测定（1）了解胶体系统

8、离子交换的概念、应用及表征方法；（2）了解测定粘土阳离子交换容量的意义，掌握其测定的方法。五、课程学时分配章节内容学时其中实验（上机）学时备注第一篇物质聚集状态的结构和性质第一章第一节第二节第三节第四节晶体化学晶体化学基本原理典型无机化合物晶体结构鲍林规则硅酸盐晶体结构122实验：晶体结构认识第二章第一节第二节第三节第四节第五节晶体结构缺陷点缺陷固溶体非化学计量化合物线缺陷（位错）面缺陷（品界）8第三章第一节第二节第三节第四节第五节熔体与玻璃体硅酸盐熔体结构硅酸盐熔体性质玻璃通性玻璃形成规律玻璃结构学说10第四章第一节第二节第三节固体表面现象固体表面结构界面行为粘土一水系统102实验：粘土阳离

9、子交换容量测定第二篇凝聚多相系统相平衡第五章第一节第二节第三节第四节第五节相平衡与相图相律及相平衡研究方法单元系统二元系统三元系统四元系统20第三篇过程动力学第六章第一节第二节第三节第四节扩散过程固体扩散机构扩散动力学方程扩散系数影响扩散系数的因素4第七章第一节第二节第三节固相反应固相反应过程及机理固相反应动力学影响固相反应的因素6第八章第一节第二节第三节第四节相变过程相变热力学分类液一固相变过程热力学液一固相变过程动力学液一液相变过程4第九章第一节第二节第三节第四节烧结过程烧结推动力及机理烧结动力学再结晶与晶粒长大影响烧结的因素6六、考核方式通过平时考察、实验情况、期末考试等综合进行课程考核：1、根据考勒、上课及作业完成情况评定平时考察成绩；2、根据实验前的预习、实验中的操作、实验报告的完成情况评定实验成绩;3、期末以闭卷形式统一进行考试。七、制订执笔者：审核者（教学主任）：批准者（教学院长）：