《材料制備技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、材料制備技術(shù)課程教學(xué)大綱一、材料制備技術(shù)課程說明（一）課程代碼：08131019（二）課程英文名稱：Material Synthesis（三）開課對象：物理系材料物理專業(yè)（四）課程性質(zhì)：本課程是材料物理專業(yè)的一門專業(yè)必修課。（五）教學(xué)目的全面介紹納米材料的制備方法，將納米材料分為納米粉末(零維)、納米纖維(一維)、納米膜(二維)、納米塊體(三維)、納米復(fù)合材料、納米結(jié)構(gòu)等六類，這六類納米材料的制備方法各有不同，不同的制備技術(shù)制備相同的材料，材料性能亦有較大的差別。按納米材料的分類分別敘述其制備工藝將更有利于了解納米材料制備技術(shù)的全貌。（六）教學(xué)內(nèi)容：將納米材料分為納米粉末(零維)、納米纖維(一

2、維)、納米膜(二維)、納米塊體(三維)、納米復(fù)合材料、納米結(jié)構(gòu)等六類，按納米材料的分類分別敘述其制備工藝。（七）學(xué)時(shí)數(shù)、學(xué)分?jǐn)?shù)及學(xué)時(shí)數(shù)具體分配學(xué)時(shí)數(shù)：54學(xué)分?jǐn)?shù)：3學(xué)時(shí)數(shù)具體分配：教學(xué)內(nèi)容講授實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐合計(jì)第一章氣相法制備納米微粒66第二章液相法制備納米微粒1010第三章固相法制備納米微粒66第四章納米微粒表面修飾66第五章一維納米材料的制備88第六章二維三維納米材料的制備66第七章納米復(fù)合材料的制備77第八章納米結(jié)構(gòu)的制備55合 計(jì)5454（八）教學(xué)方式：課堂教學(xué)（九）考核方式和成績記載說明：考核方式為考試。嚴(yán)格考核學(xué)生出勤情況，達(dá)到學(xué)籍管理規(guī)定的曠課量取消考試資格，綜合成績根據(jù)出勤情況、平

3、時(shí)成績和期末成績評定，出勤情況占20，平時(shí)成績占20，期末成績占60。二、講授大綱與各章的基本要求第一章 氣相法制備納米微粒教學(xué)要點(diǎn)：通過本章的教學(xué)使學(xué)生初步了解氣相法制備納米材料的基本特點(diǎn)，掌握幾種不同的氣相制備方法。教學(xué)時(shí)數(shù)：6教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)：氣體中蒸發(fā)法一、 電阻加熱法二、 高頻感應(yīng)加熱法三、 等離子體加熱法四、 電子束加熱法五、 激光加熱法六、 通電加熱蒸發(fā)法七、 流動(dòng)油面上真空沉積法八、 爆炸絲法第二節(jié)：化學(xué)氣相反應(yīng)法一、 化學(xué)氣相反應(yīng)法的基本原理二、 熱管爐加熱化學(xué)氣相反應(yīng)法三、 激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相反應(yīng)法四、 等離于體加強(qiáng)化學(xué)氣相反應(yīng)法第三節(jié)：化學(xué)氣相凝聚法第四節(jié)：濺射法考核要求：

4、1氣體中蒸發(fā)法（識(shí)記）2化學(xué)氣相反應(yīng)法（識(shí)記）3化學(xué)氣相凝聚法（領(lǐng)會(huì)）4濺射法（領(lǐng)會(huì)）第二章 液相法制備納米微粒教學(xué)要點(diǎn)：了解液相法制備納米微粒的基本原理，掌握幾種基本的液相制備方法，了解這些制備方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。教學(xué)時(shí)數(shù)：10教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)：沉淀法一、共沉淀法二、均相沉淀法第二節(jié)：水解法一、 無機(jī)鹽水解法二、 金屬醇鹽水解法第三節(jié)：噴霧法一、噴霧干燥法二、霧化水解法三、噴霧焙燒法第四節(jié)：溶劑熱法(高溫高壓)一、水熱法二、有機(jī)溶劑熱法第五節(jié)：蒸發(fā)溶劑熱解法第六節(jié)：氧化還原法(常壓)一、水溶液法二、有機(jī)溶液法第七節(jié)：乳液法一、乳液法的基本原理二、微乳液的選擇標(biāo)淮三、納米微粒的乳液法制

5、備第八節(jié)：輻射化學(xué)合成法第九節(jié)：溶膠凝膠法一、 溶膠凝膠法的基本原理二、 溶膠凝膠法的工藝原理及工藝考核要求：1沉淀法的基本原理（領(lǐng)會(huì)）2水解法的基本原理（領(lǐng)會(huì)）3幾種噴霧法的區(qū)別和適用范圍（識(shí)記）4溶劑熱法與蒸發(fā)溶劑熱解法的基本原理（識(shí)記）5乳液法與溶膠凝膠法的應(yīng)用（識(shí)記）6氧化還原法的基本原理（領(lǐng)會(huì)）7輻射化學(xué)合成法的基本原理（領(lǐng)會(huì)）第三章 固相法制備納米微粒教學(xué)要點(diǎn)：了解固相法制備納米微粒的基本原理，掌握固相法制備的兩種機(jī)制，以及因此派生出來的幾種制備方法。明確這兩種機(jī)制的區(qū)別，一個(gè)在產(chǎn)生過程中物質(zhì)沒有發(fā)生變化，只是將大塊物質(zhì)極細(xì)地分割；另一種則是在過程中物質(zhì)發(fā)生了變化，是將分子或原子進(jìn)

6、行重修組合的過程。教學(xué)時(shí)數(shù)：6教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)：熱分解法一、 草酸鹽的分類二、 草酸鹽的熱分解第二節(jié)：固相反應(yīng)法第三節(jié)：火花放電法第四節(jié)：溶出法第五節(jié)：球磨法一、高能球磨法(以機(jī)械合金化球磨為例)的制備工藝二、高能球磨法制備納米微?？己艘螅?尺寸降低過程的基本原理（領(lǐng)會(huì)）2構(gòu)筑過程的基本原理（領(lǐng)會(huì)）3兩種機(jī)制所分別對應(yīng)的制備方法（識(shí)記）第四章 納米微粒表面修飾教學(xué)要點(diǎn)：介紹納米微粒表面修飾的意義，介紹目前比較常用的物理和化學(xué)修飾方法。教學(xué)時(shí)數(shù)：6教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)：納米微粒的表面修飾研究及方法概述一、 納米微粒的表面修飾研究二、 納米微粒表面修飾的方法第二節(jié)：納米微粒表面物理修飾第三節(jié)：納米微

7、粒表面化學(xué)修飾一、酯化反應(yīng)法二、偶聯(lián)劑法三、表面接枝改性法考核要求：1納米微粒的表面修飾研究及方法概述（領(lǐng)會(huì)）2納米微粒表面物理修飾（領(lǐng)會(huì)）3納米微粒表面化學(xué)修飾（識(shí)記）第五章 一維納米材料的制備教學(xué)要點(diǎn)：一、納米碳管的制備方法二、納米碳管的純化三、其他一維納米材料的制備教學(xué)時(shí)數(shù)：8教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)：納米碳管的制備一、電弧法二、碳?xì)浠衔锎呋纸夥ㄈ?、等離子體休法和激光法四、其他制備方法第二節(jié)：納米碳管的純化一、氣相氧化法二、液相氧化法三、溴化氣相氧化法四、單層納米碳管的純化第三節(jié)：納米棒、納米絲和納米線的制備一、激光燒濁法(包話說光沉積法) 二、蒸發(fā)冷凝法三、氣固生長(vs)法四、溶液液相固

8、相(3Ls)法五、選擇電沉積法六、模板法七、聚合法八、金屬有機(jī)化合物氣相外延與晶體的氣液固生長法相結(jié)合九、溶膠凝膠與碳熱還原法合成碳化硅和氮化硅納米線十、納米尺度液滴外延法合成碳化硅納米線第四節(jié)：同軸納米電纜的制備考核要求：1納米碳管的制備（識(shí)記）2納米碳管的純化（識(shí)記）3其他一維納米材料的制備（領(lǐng)會(huì)）第六章 二維三維納米材料的制備教學(xué)要點(diǎn)：一、納米金屬與合金材料的制備二、納米陶瓷的制備三、納米薄膜的制備教學(xué)時(shí)數(shù)：6教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)：納米金屬與合金材料的制備一、惰性氣體蒸發(fā)、原位加壓制備法二、高能球磨法結(jié)合加壓成塊法三、非晶晶化法四、高壓、高溫固相淬火法五、大塑性變形方法六、塑性變形加循環(huán)相變

9、方法七、脈沖電流直接晶化法八、深過冷直接晶化法第二節(jié)：納米陶瓷的制備一、無壓力燒結(jié)二、應(yīng)力有助燒結(jié)第三節(jié)：納米薄膜的制備一、溶膠凝膠法二、電沉積法三、高速超微粒子沉積法四、等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)五、濺射法六、化學(xué)氣相沉積法七、惰性氣體蒸發(fā)法考核要求：1納米金屬與合金的制備（識(shí)記）2納米陶瓷的制備（領(lǐng)會(huì)）3納米薄膜的制備（識(shí)記）第七章 納米復(fù)合材料的制備教學(xué)要點(diǎn)：一、納米復(fù)合材科的分類二、無機(jī)納米復(fù)合材料的制備三、有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合材料的制備四、聚合物聚合物納米復(fù)合材料的制備教學(xué)時(shí)數(shù)：7教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)：納米復(fù)合材科的分類第二節(jié)：無機(jī)納米復(fù)合材料的制備一、溶膠凝膠(solGEl)法二、高能球磨法

10、三、化學(xué)氣相沉積法四、RF濺射法五、無機(jī)晶體生長法六、其他方法第三節(jié)：有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合材料的制備一、 溶膠凝膠法二、 插層復(fù)合法三、 輻射合成法四、 納米粒子直接分散法五、 納米微粒原位生成法六、 前驅(qū)體法七、 LB膜技術(shù)第四節(jié)：聚合物聚合物納米復(fù)合材料的制備一、 聚合物聚合物分子復(fù)合材料的制備二、 聚合物溶致性液晶聚合物原位復(fù)合材料的制備三、 納米級聚合物微纖混合物復(fù)合材料的制備考核要求：1納米復(fù)合材料的分類（領(lǐng)會(huì)）2無機(jī)納米復(fù)合材料的制備（識(shí)記）3有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合材料的制備（識(shí)記）4聚合物聚合物納米復(fù)合材料的制備（領(lǐng)會(huì)）第八章 納米結(jié)構(gòu)的制備教學(xué)要點(diǎn)：了解納米結(jié)構(gòu)體系的概念，了解制備納米結(jié)構(gòu)的兩種機(jī)制人工納米組裝體系和納米結(jié)構(gòu)自組織和分子自組織體系，掌握幾種制備納米結(jié)構(gòu)的具體方法。教學(xué)時(shí)數(shù)：5教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)：納米結(jié)構(gòu)自組織和分子自組織合成一、 納米結(jié)構(gòu)自組織合成二、 納米結(jié)構(gòu)分子自組織合成第二節(jié)：厚膜模扳法合成納米陣列一、模扳的制備和分類二、納米結(jié)構(gòu)的厚膜模板合成方法和技術(shù)要點(diǎn)第三節(jié)：介孔固體和介孔復(fù)合體的合成第四節(jié)：單電子晶體管的制備第五節(jié)：碳納米管有序陣列的化學(xué)氣相法合成第六節(jié)：納米粒子和離子團(tuán)與沸石的組裝體系的制備一、 沸石結(jié)構(gòu)的描述二、 金屬納米粒子和金屬離于團(tuán)簇與沸石組裝體系的合成