Materials Chemistry
一、课程基本信息
学 时:48
学 分:3
考核方式:考试,平时成绩占总成绩的30%。
适用对象:材料化学专业
中文简介:《材料化学》是材料化学专业的一门专业必修课。本课程涉及材料的结构、性能、合成和应用等方面的化学问题。通过本课程的学习,使学生从材料的的结构、性能、制备等基本要素出发,认识和理解材料科学与工程中的相关化学问题,从而能够把以往所学的化学知识结合到材料的研究与开发、选择和使用等。要求学生深刻理解材料结构与性能的关系;牢固掌握各种材料的化学合成与制备技术;一般掌握电子与微电子材料、光子材料、生物医用材料的基本知识和应用;了解纳米材料结构、性能、制备和应用。
二、教学目的与要求
教学的目的是让学生掌握化学热力学现象及本质、材料晶体结构、表面和界面特性、材料合成和制备方法及机理、材料基本性能,学会运用这些知识理解、处理材料科学中的相关问题;让学生掌握微电子材料、光子材料、生物医用材料、高性能复合材料和纳米材料的基本理论知识。要求学生深刻理解材料的结构与性能的关系;牢固掌握各种材料的化学合成与制备技术;一般掌握电子与微电子材料、光子材料、生物医用材料和高性能复合材料特性和应用;了解纳米材料结构、性能、制备和应用。
三、教学方法与手段
讲授与课堂讨论相结合。
四、 教学内容及目标
教学内容 |
教学目标 |
学时 分配 |
第一章 绪论 |
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2 |
第一节 材料的分类 材料化学的特点 |
掌握 |
1 |
第二节 材料化学的主要内容 |
理解 |
1 |
重点与难点: 材料化学的基本概念、特点及其主要内容。 |
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衡量学习是否达到目标的标准: 整体上把握材料化学的学习内容。 |
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第二章 材料的结构 |
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9 |
第一节 元素和化学键 |
掌握 |
1 |
第二节 晶体学基本概念 |
掌握 |
1 |
第三节 晶体缺陷 |
掌握 |
2 |
第四节 金属材料的结构 |
掌握 |
1.5 |
第五节 无机非金属材料的结构 |
掌握 |
1.5 |
第六节 高分子材料的结构 |
掌握 |
2 |
重点与难点: 晶体学的一些基本概念,材料的几种晶体结构及其性能特点。 |
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|
衡量学习是否达到目标的标准:掌握晶体材料的特性和各种材料的基本结构。 |
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第三章 材料的性能 |
掌握 |
6 |
第一节 化学性能 |
掌握 |
1 |
第二节 力学性能 |
掌握 |
1.5 |
第三节 热性能 |
掌握 |
1 |
第四节 电性能 磁性 |
掌握 |
1.5 |
第五节 光学性能 |
掌握 |
1 |
重点与难点: 材料各种性能与材料组成和结构的关系。 |
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|
衡量学习是否达到目标的标准: 掌握材料基本性能。 |
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第四章 材料化学热力学 |
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7 |
第一节 化学热力学基础及应用 |
掌握 |
1 |
第二节 材料界面热力学 |
掌握 |
2 |
第三节 相图及其应用 |
掌握 |
4 |
重点与难点: 表面张力与相图分析。 |
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衡量学习是否达到目标的标准: 应用化学热力学解决材料科学中的某些实际问题。 |
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第五章 材料的制备 |
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4 |
第一节 金属材料的制备 |
掌握 |
0.5 |
第二节 陶瓷工艺 |
掌握 |
0.5 |
第三节 高分子材料制备 |
掌握 |
1 |
第四节 晶体生长技术 气相沉积法 溶胶-凝胶法 |
理解 |
2 |
液相沉淀法 固相反应 插层法和反插层法 自组装技术 |
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重点与难点: 材料合成和制备方法的机理、优缺点 |
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衡量学习是否达到目标的标准: 了解材料制备过程所采用的工艺手段及相关的化学过程。 |
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第六章 电子与微电子材料 |
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6 |
第一节 导电材料 |
理解 |
2 |
第二节 介电材料 |
理解 |
2 |
第三节 半导体材料 |
理解 |
1.5 |
第四节 微电子材料与芯片 |
了解 |
0.5 |
重点与难点: 电子与微电子材料基本概念。 |
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衡量学习是否达到目标的标准:了解各类电子与微电子材料,理解结构与性能的关系。 |
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第七章 光子材料 |
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5 |
第一节 概述 |
了解 |
0.5 |
第二节 光纤 |
了解 |
1 |
第三节液晶材料 |
了解 |
1 |
第四节光学透明导电材料 |
了解 |
1 |
第五节发光材料 |
了解 |
1 |
第六节激光材料 |
了解 |
0.5 |
重点与难点: 光子材料基本原理。 |
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衡量学习是否达到目标的标准:了解各类光子材料,理解结构与功能的关系。 |
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第八章 生物医用材料 |
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5 |
第一节 生物医用材料概述 |
了解 |
1 |
第二节 生物医用材料表面改性 |
理解 |
2 |
第三节 生物医用金属材料 |
了解 |
0.5 |
第四节 生物陶瓷 |
了解 |
0.5 |
第五节 生物医用高分子材料 |
了解 |
0.5 |
第六节 纳米生物材料 |
了解 |
0.5 |
重点与难点: 生物医用材料表面改性。 |
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衡量学习是否达到目标的标准:了解各类生物医用材料特点。 |
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第九章 纳米材料 |
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4 |
第一节 纳米材料的种类 |
了解 |
1 |
第二节 纳米材料的特性 |
了解 |
1 |
第三节 纳米材料的制备 |
了解 |
1 |
第四节 纳米材料的应用 |
了解 |
1 |
重点与难点: 纳米材料的特性、制备方法及应用。 |
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衡量学习是否达到目标的标准:了解纳米材料的特性、制备方法及应用。 |
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五、推荐教材和教学参考资源
教学用书:
曾兆华,杨建文编著. 材料化学(第二版). 北京:化学工业出版社,2013
主要参考书目:
1. 唐小真 杨宏秀 丁马太编著. 材料化学导论. 北京:高等教育出版社,2004
2. 刘光华编著. 现代材料化学. 上海:上海科学技术出版社,2000
3. 周达飞主编. 材料概论. 北京:化学工业出版社,2001
4. Brian S. Mitchell. An Introduction to Materials Engineering and Science.
USA, John Wiley & Sons, 2004.
5. William D, Callister J. Materials science and engineering: An introduction. 5th
Ed. , USA, John Wiley & Sons, 1999
6. Smith W F. Foundations of materials science and engineering. New York,
McGraw-Hill Book Co., 1992
7. Bradley D. Fahlman. Materials Chemistry. German, Springer, 2007
大纲修订人:周向阳 修订日期:2017.12.30
大纲审定人:陈循军 审定日期: