材料化學基礎教學大綱

1、材料化學基礎一、課程說明課程編號： 070202Z10課程名稱：材料化學基礎/Fundemental of Materials Chemistry課程類別：專業(yè)必修課學時/學分：64/4先修課程：大學物理無機化學物理化學材料科學基礎適用專業(yè)： 材料化學教材、教學參考書：1 宋曉嵐.無機材料科學基礎，XX大學出版社，2010.2 林建華等編著.無機材料化學, 北京大學出版社, 2005.3 李松林等編著.材料化學，化學工業(yè)出版社，2008.4 蘇勉增編著.固體化學導論. 北京大學出版社, 1990.5 趙新華等編著.固體無機化學基礎及新材料的設計合成,高等教育出版社, 2012.二、課程設置的目

2、的意義材料化學基礎是材料化學專業(yè)的專業(yè)基礎課。本課程設置旨在通過教學使學生了解和掌握材料化學的基本概念和基本原理，了解材料的合成、制備與加工、材料的表面處理過程所依賴的化學基本理論。本課程的開設在于構建化學理論-材料科學-材料工程的知識體系，樹立材料的組成-結構-制備-性能相互聯(lián)系的理念，為學生能運用材料化學理論分析、解決材料科學與工程中的實際問題奠定基礎。三、課程的基本要求知識：掌握材料的晶體結構、材料制備的化學原理，掌握固體中點缺陷對材料擴散及其性能的影響、材料表面處理的科學原理及共性技術，并了解幾種典型功能材料的結構和特性。學會從材料的性能要求出發(fā)，選擇材料的組成和結構，獲得相應的合理的

3、制備方法，基本形成材料設計-制備技術-結構-性能關系的材料認知體系。能力：能將材料化學的理論和原理方法應用于材料組成結構和制備方法的設計，培養(yǎng)解決材料實際問題的能力；在材料與化學學科交叉知識的學習中培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高研究、開發(fā)新材料和材料設計的能力。素質：通過課程學習、小組論文和答辯，培養(yǎng)自主學習、綜合運用所學知識的能力和創(chuàng)新思維，加強在文獻查閱、信息獲取和分析評述方面的科學素養(yǎng)，提高交流、表達及團隊協(xié)作素質，建立材料設計到應用的全過程思維模式，提升從事材料研究、開發(fā)及工程化應用所需的專業(yè)素質。 四、教學內容、重點難點及教學設計章節(jié)教學內容總學時學時分配教學重點教學難點教學方案設計（含教學方法

4、、教學手段）講課(含研討)實踐第0章緒論 22材料化學概念、地位、與材料科學與工程學科 關系多媒體講授、課前 導學第1章結晶化學與新材料 1.1結晶化學基本原理1.2材料的結合鍵與材料性能的關系1.3無機非金屬單質晶體結構1.4無機化合物晶體結構1.5硅酸鹽的晶體結構1414結晶化學原理、化學鍵理論、無機物晶體結構晶體結構的影響因素，結合鍵與材料性能的關系。教學思路：從化學鍵引入晶體結構及其對材料性能的影響，對比各種化學鍵的特點與晶體性能特點。教學模式：課前導學、多媒體結合板書；提供較豐富的晶體結構圖片，課堂提問與討論；以前沿材料為案例強化材料結構與應用的關系。第2章材料化學合成原理2.1 材

5、料設計基礎2.2埃靈罕姆圖的分析及其應用2.3材料固相合成原理2.4材料液相合成原理2.5機械合金化合成原理2.6 其它特殊條件下的材料合成1212材料設計過程、材料各種合成方法的基本原理材料固相、液相合成原理，機械合金化合成的原理，特殊條件下的材料合成實現(xiàn)的原理。教學思路：以材料設計方法為線索，突出不同制備方法是獲得材料特定結構的重要途徑，進而分析各種制備方法的原理。教學模式：課前導學，教師多媒體授、實例分析與學生講述、討論相結合。第3章固體表面化學原理與表面處理技術 3.1 表面化學基礎知識回顧3.2 表面晶體學3.3 表面原子的遷移擴散3.4表面的電子結構 3.5表面技術的類型3.6典型

6、表面技術的原理1212固體表面能與表面張力、固體表面結構、表面原子擴散、固體表面態(tài)、表面空間電荷；表面技術的相關概念，電沉積與薄膜生長原理與應用。固體表面特征與表面結構、表面原子擴散、固體表面態(tài)、表面空間電荷、電沉積與薄膜生長原理。教學思路：通過表面化學知識的回顧，強化表面科學與表面技術所涉及的基礎知識，著重了解材料表面的幾何結構和電子結構，結合工程材料應用實例認識材料復雜的表面界面結構、材料表面特征，了解表面加工技術所依據的基本原理和表面加工技術的一般方法。教學模式：課前導學、課堂講授、研究實例分析、課堂提問討論。第4章固體缺陷化學與擴散理論4.1 點缺陷4.2 缺陷化學4.3 固溶體與非化

7、學計量化合物4.4點缺陷的局域能級4.5點缺陷的近似處理方法4.6缺陷化學的應用4.7 固體擴散1010點缺陷與缺陷化學概念、點缺陷的形成機制、缺陷方程式與缺陷的化學平衡、固溶體與非化學計量化合物缺陷、固體擴散微觀機制，點缺陷與材料性能的關系。缺陷方程式的書寫、缺陷的化學平衡、非化學計量缺陷與色心、點缺陷的局域能級、擴散的微觀機制、點缺陷與材料性能教學思路：由工程實例引出點缺陷概念，了解點缺陷形成機制以及對材料制備、材料性能的影響，由點缺陷的運動到固體擴散定律及微觀機制，突出點缺陷對功能材料的重要性。教學模式：實例分析、課堂提問與討論、課堂作業(yè)，重點習題與例題選講。第5章幾種功能功能材料的結構

8、與特性5.1 材料的結構與性能關系5.2固體電解質5.3分子篩與介孔材料5.4 固體發(fā)光材料1010材料的組成、結構與物性關系的闡述、固體電解質的結構；分子篩的的結構化學與合成原理，介孔材料的合成機理，分子篩與介孔材料的 應用；半導體光性質、晶體發(fā)光與發(fā)光體、激光 原理固體電解質離子遷移路徑、分子篩結構化學與合成原理、介孔材料的合成機理、固體發(fā)光原理、激光原理教學思路：以材料的組成、結構、性能為線索，分析相互間關系，選擇幾類無機功能材料進行具體分析探討。教學模式：課前導學，研討式、探索式講授、提問和討論相結合的互動教學。答辯小組PPT匯報、討論22熱點材料的制備、結構與應用的 關系提交論文、小組講述、學生答辯討論復 習22教學內容總結、歸納課堂講授注：實踐包括實驗、上機等五、實踐教學內容和基本要求本課程不含實踐學時，相應內容已納入實驗模塊材料制備與表面工