《材料合成與制備》課程教學(xué)大綱

1、材料合成與制備課程教學(xué)大綱一、課程說明（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分；課程名稱：材料的合成與制備所屬專業(yè)：材料化學(xué)課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：2學(xué)分（36學(xué)時(shí)）（二）課程簡(jiǎn)介、目標(biāo)與任務(wù)、先修課與后續(xù)相關(guān)課程；課程簡(jiǎn)介：材料的合成與制備課程是介紹現(xiàn)代材料制備技術(shù)的原理、方法與技能的課程，是材料化學(xué)專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課程。目標(biāo)與任務(wù)：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握材料制備過程中涉及的材料顯微組織演化的基本概念和基本規(guī)律；掌握材料合成與制備的基本途徑、方法和技能；掌握目前幾種常見新材料制備方法的發(fā)展、原理、及制備工藝；培養(yǎng)學(xué)生樹立以獲取特定材料組成與結(jié)構(gòu)為目的材料科學(xué)研究核心思想，培養(yǎng)學(xué)

2、生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的基本能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，為今后的材料科學(xué)相關(guān)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。先修相關(guān)課程:無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)（三）教材與主要參考書教材：自編講義主要參考書：1. 朱世富，材料制備科學(xué)與技術(shù)，高等教育出版社，2006 2. 許春香，材料制備新技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，20103. 李愛東，先進(jìn)材料合成與制備技術(shù)，科學(xué)出版社，2013二、課程內(nèi)容與安排第一章 引言1.1 材料科學(xué)的內(nèi)涵1.2 材料科學(xué)各組元的關(guān)系（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配講授，2學(xué)時(shí)。（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：材料科學(xué)學(xué)科的產(chǎn)生、發(fā)展、內(nèi)涵；材料科學(xué)與工程學(xué)科的四個(gè)基本組元：材料的

3、合成與制備、材料的組成與結(jié)構(gòu)、材料的性質(zhì)與性能、材料的使用效能；材料科學(xué)四組元的相互關(guān)系。 【掌握】：材料科學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵、材料科學(xué)學(xué)科的四組元、四組元間的相互關(guān)系。 【了解】：幾個(gè)材料合成與制備導(dǎo)致不同組成與結(jié)構(gòu)并最終決定性質(zhì)與性能的科研實(shí)例。 【難點(diǎn)】：樹立以獲取特定材料組成與結(jié)構(gòu)為核心的學(xué)科思想。第二章 材料合成與制備主要途徑概述2.1 基于液相-固相轉(zhuǎn)變的材料制備2.3 基于固相-固相轉(zhuǎn)變的材料制備2.4 基于氣相-固相轉(zhuǎn)變的材料制備（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配講授，2學(xué)時(shí)。（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：材料科學(xué)學(xué)科的產(chǎn)生、發(fā)展、內(nèi)涵；材料科學(xué)與工程學(xué)科的四個(gè)基本組元：材料的合成與制備、材

4、料的組成與結(jié)構(gòu)、材料的性質(zhì)與性能、材料的使用效能；材料科學(xué)四組元的相互關(guān)系。 【了解】：材料合成與制備的三種主要途徑。 【難點(diǎn)】：三種主要途徑選擇與取舍的依據(jù)。第三章 材料合成與制備中的主要環(huán)境參量3.1 溫度3.2 壓力3.3 真空3.4 氣氛3.5 重力（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配講授，4學(xué)時(shí)。（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：材料合成與制備中的可供調(diào)控的主要環(huán)境參量，包括溫度、壓力、真空、氣氛、重力等的獲得和測(cè)量。 【掌握】：高溫的獲得與測(cè)量、真空的獲得與測(cè)量、氣氛的獲得與測(cè)量。 【了解】：其它幾種參量的獲得與測(cè)量方法。 【難點(diǎn)】：針對(duì)科研與生產(chǎn)需要合理選擇材料合成與制備環(huán)境參量的設(shè)備。第四章

5、 材料合成與制備過程中的物理化學(xué)過程4.1 固相反應(yīng)4.2 晶粒長(zhǎng)大4.3 燒結(jié)4.4 擴(kuò)散4.5 相變（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配講授，4學(xué)時(shí)。（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：材料合成與制備過程中的主要物理化學(xué)過程：固相反應(yīng)、晶粒長(zhǎng)大、燒結(jié)、擴(kuò)散、相變。 【掌握】：固相反應(yīng)、晶粒長(zhǎng)大、燒結(jié)、擴(kuò)散、相變的概念、主要影響因素。 【難點(diǎn)】：合成與制備工藝與主要物理化學(xué)過程的關(guān)系。第五章 薄膜材料制備工藝5.1 所用基片及其處理方法5.2 真空蒸鍍法5.3 濺射成膜法5.4 分子束外延生長(zhǎng)法5.5 薄膜的生長(zhǎng)過程及分類5.6 液相外延5.7 影響薄膜結(jié)構(gòu)的因素5.8 化學(xué)氣相沉積5.9 溶膠-凝膠方法5

6、.10 脈沖激光沉積法5.11 離化團(tuán)簇束成膜5.12 有機(jī)薄膜生長(zhǎng)-朗繆爾-布洛吉特法5.13 薄膜材料的設(shè)計(jì)（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配講授，6學(xué)時(shí)。（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：幾種主要的薄膜制備方法、薄膜結(jié)構(gòu)的形成與演化及影響薄膜結(jié)構(gòu)的主要因素。 【掌握】：濺射鍍膜的原理、方法和主要類型、薄膜的生長(zhǎng)過程及影響薄膜結(jié)構(gòu)的主要因素。 【了解】：其他薄膜制備工藝的原理、方法?！倦y點(diǎn)】：不同薄膜制備工藝間的比較。第六章 陶瓷材料的合成與制備6.1 原料粉體的處理6.2 成型6.3 坯體的干燥6.4 燒結(jié)6.5 文獻(xiàn)閱讀與討論（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配講授，6學(xué)時(shí)。（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：介

7、紹陶瓷工藝流程。 【掌握】：幾種主要陶瓷成型工藝及其特點(diǎn)、陶瓷顯微組織的調(diào)控。 【了解】：陶瓷材料合成與制備的完整流程?！倦y點(diǎn)】：成型工藝的選取、陶瓷材料顯微組織調(diào)控的主要途徑。初步閱讀英文文獻(xiàn)。第七章 粉體材料的合成與制備7.1 機(jī)械粉磨法7.2 固相合成法7.3 氣相法7.4 液相法7.5 文獻(xiàn)閱讀與討論（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配講授，6學(xué)時(shí)。（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：介紹主要粉體制備方法。 【掌握】：幾種主要濕化學(xué)法（沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法等）。 【了解】：其他主要粉體制備工藝?！倦y點(diǎn)】：主要粉體制備工藝間的比較；粉體粒徑、形貌、團(tuán)聚狀況的調(diào)控。初步閱讀英文文獻(xiàn)。第八章 納米材料與器件的合成與制備8.1 納米材料與納米器件8.2 常見納米材料的合成與制備8.2 常見納米器件的制備工藝（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配講授，4學(xué)時(shí)。（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：介紹常見納米材料及納米器件的制備方法。 【掌握】：石墨烯的主要制備工藝、納米陣列的主要制備工藝。 【了解】：其他主要納米材料與器件的制備工藝?！倦y點(diǎn)】：納米材料的形貌控制。第九章 非晶態(tài)材料合成與制備9.1 傳統(tǒng)熔體冷卻法9.2 高速熔體冷卻法9.3 霧化法9.4 激光熔凝法9.5 乳化液滴法9.6 固態(tài)方法9.7 電化學(xué)方法陽極氧化9.8 氣相急冷技術(shù)9.9 其它