精細陶瓷課程教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE - 6 -本科生課程大綱課程名稱精細陶瓷（Fine Ceramics）課程代碼072503201271課程屬性專業(yè)知識課時/學(xué)分32/2課程性質(zhì)選修實踐學(xué)時0責任教師課外學(xué)時0課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修一、 課程介紹 1.課程描述：傳統(tǒng)陶瓷是指用天然硅酸鹽粉末等為主要原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品，僅用于日用容器、工藝品及普通地磚等建筑材料，而不適用于工業(yè)用途。精細陶瓷是根據(jù)所要求的產(chǎn)品性能，通過嚴格控制成分，利用現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝控制制造出的高性能材料，廣泛應(yīng)用于高溫、腐蝕、電子及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等，是現(xiàn)代材料科學(xué)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。精細

2、陶瓷一般可分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷材料兩大類，本課程除了分別詳細介紹這兩大類陶瓷材料外，還包括精細陶瓷粉體的物理性能及制備、精細陶瓷的成型方法、精細陶瓷的燒結(jié)等具體制備工藝流程。通過該課程的學(xué)習，要求同學(xué)們大致了解精細陶瓷的分類、簡單制備方法及應(yīng)用領(lǐng)域，掌握典型精細陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能特征、基本制備方法及用途。2.設(shè)計思路： 精細陶瓷的制備一般包括原料的制備、成型、燒結(jié)等主要工藝，此外，精細陶瓷一般分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類，本課程分別以精細陶瓷的制備和分類為主線，主要介紹精細陶瓷的制備流程和一些典型的陶瓷材料，包括他們的結(jié)構(gòu)性能及其最新進展，旨在進一步拓展高年級本科學(xué)生的知識視野，并對精細陶瓷材

3、料的知識體系有進一步的了解。課程內(nèi)容主要包括七個模塊：緒論（精細陶瓷的基本概念）、精細陶瓷粉體的物理性能及其制備、精細陶瓷成型方法、精細陶瓷的燒結(jié)、結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、陶瓷的金屬化與封接。（1）緒論（精細陶瓷的基本概念）：主要內(nèi)容包括精細陶瓷材料的概念、特性、分類、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展方向，要求同學(xué)們了解精細陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷在原材料、制備方法及應(yīng)用領(lǐng)域的主要區(qū)別，理解精細陶瓷的各種特性，并掌握精細陶瓷的定義及分類。重點掌握精細陶瓷的分類及其特性。（2）精細陶瓷粉體的物理性能及其制備：主要內(nèi)容包括精細陶瓷粉體的定義、物理性能及其制備方法。要求同學(xué)們了解精細陶瓷粉體的各種制備方法及方法的選擇依據(jù)，理解精細

4、陶瓷粉體的物理性能及其對陶瓷性能的影響，并掌握關(guān)于精細陶瓷粉體的一些基本概念如粒度及粒度的分布表征等，和粉體主要制備方法的原理和特點。重點掌握精細陶瓷粉體的制備方法對陶瓷坯體的性能影響。（3）精細陶瓷成型方法：主要內(nèi)容包括配料的計算與制備、精細陶瓷的成型技術(shù)與方法。要求同學(xué)們了解精細陶瓷的各種成型方法及技術(shù)的選擇依據(jù)，掌握主要成型方法的原理及特點。重點掌握精細陶瓷的成型方法對坯體的性能影響。（4）精細陶瓷的燒結(jié)：主要內(nèi)容包括精細陶瓷的燒結(jié)技術(shù)。要求同學(xué)們掌握關(guān)于精細陶瓷燒結(jié)的一些基本概念，理解精細陶瓷的主要燒結(jié)工藝、原理及特點。重點掌握精細陶瓷的燒結(jié)工藝對制品顯微結(jié)構(gòu)的影響及燒結(jié)工藝的選擇。（

5、5）結(jié)構(gòu)陶瓷：主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)陶瓷的定義及分類，典型結(jié)構(gòu)陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、制備工藝、性能及應(yīng)用，具體包括氧化物陶瓷（氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鈹陶瓷），以及一些碳化物陶瓷和氮化物陶瓷。要求同學(xué)們了解主要結(jié)構(gòu)陶瓷的類型、性能及應(yīng)用，理解與掌握氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、氮化硼、碳化硅等常用結(jié)構(gòu)陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、制備工藝及其性能應(yīng)用。重點掌握氧化鋯相變增韌機理，各種主要陶瓷材料的制備工藝流程及各個流程的主要目的。（6）功能陶瓷：主要內(nèi)容包括功能陶瓷的定義及分類，典型功能陶瓷的特性分類、制備工藝、性能及應(yīng)用，包括磁性陶瓷、電介質(zhì)陶瓷、鐵電陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、敏感陶瓷、生物陶瓷。要求同學(xué)們掌握功能陶

6、瓷的相關(guān)物理特性及一些性能參數(shù)，了解典型功能陶瓷的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用發(fā)展。重點掌握磁學(xué)的一些基本概念，電介質(zhì)陶瓷的基本特性，鐵電陶瓷的性能參數(shù)，及敏感陶瓷的半導(dǎo)化過程。（7）陶瓷的金屬化與封接：主要內(nèi)容包括陶瓷材料的后續(xù)加工工藝及方法介紹。要求同學(xué)們了解陶瓷材料常用的一些后續(xù)加工工藝及其目的，理解和掌握被銀法和燒結(jié)金屬粉末法的概念、流程和所要遵循的原則。重點掌握被銀法的工藝流程及各個階段的主要作用。3. 課程與其他課程的關(guān)系先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)、無機非金屬材料概論。本課程與這兩門課程密切相關(guān)，是前面兩門課程的拓展和應(yīng)用，主要是進一步拓寬高年級本科學(xué)生知識視野，并對無機非金屬材料的知識體系有更進一

7、步的了解。二、課程目標（1）了解精細陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷在原材料、制備方法及應(yīng)用領(lǐng)域的主要區(qū)別，掌握精細陶瓷的定義及主要應(yīng)用領(lǐng)域。（2）了解精細陶瓷的粉末制備技術(shù)、成型方法以及燒結(jié)技術(shù)。（3）了解和掌握各類精細陶瓷中典型陶瓷材料的結(jié)構(gòu)性能、特點及應(yīng)用領(lǐng)域。三、學(xué)習要求精細陶瓷是一門涉及到經(jīng)濟、工程和技術(shù)等諸多學(xué)科綜合性的課程，要求同學(xué)們在校期間不僅要有扎實的理論基礎(chǔ)，而且要有一定的經(jīng)濟常識和應(yīng)用技術(shù)，做到理論與實際相結(jié)合。要達到以上學(xué)習任務(wù)，學(xué)生必須： （1）按時上課,上課認真聽講，積極參與課堂討論。 （2）保質(zhì)保量的按時完成課下作業(yè)，只有在作業(yè)中才能夠不斷掌握所學(xué)習的內(nèi)容。 （3）在前期各階段課外

8、作業(yè)的基礎(chǔ)上，認真復(fù)習總結(jié)，迎接期末考試。四、教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容順序主題計劃課時主要內(nèi)容概述1. 緒論精細陶瓷的概念介紹2精細陶瓷材料的概念、特點、應(yīng)用及發(fā)展2. 精細陶瓷粉體的物理性能及其制備精細陶瓷粉體2精細陶瓷粉體的定義、物理性能及其制備方法3. 精細陶瓷成型方法精細陶瓷成型方法2配料的計算與制備、陶瓷成型方法及特點4. 精細陶瓷的燒結(jié)精細陶瓷燒結(jié)工藝2關(guān)于燒結(jié)的基本概念、燒結(jié)工藝及特點5. 結(jié)構(gòu)陶瓷氧化鋁陶瓷2氧化鋁陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、制備工藝、性能及應(yīng)用氧化鋯陶瓷2氧化鋯陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、制備工藝、性能及應(yīng)用氧化鎂、氧化鈹陶瓷2氧化鎂、氧化鈹陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、制備工藝、性能及應(yīng)用；碳化物陶瓷概論碳

9、化物和氮化物陶瓷2碳化物和氮化物陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、制備工藝、性能及應(yīng)用6. 功能陶瓷磁性陶瓷2磁學(xué)基本概念和磁性陶瓷的制備工藝、性能及應(yīng)用電介質(zhì)陶瓷2電介質(zhì)陶瓷的制備工藝、性能及應(yīng)用鐵電陶瓷2鐵電陶瓷的制備工藝、性能及應(yīng)用敏感陶瓷2敏感陶瓷的制備工藝、性能及應(yīng)用超導(dǎo)陶瓷2超導(dǎo)陶瓷的制備工藝、性能及應(yīng)用生物陶瓷2生物陶瓷的制備工藝、性能及應(yīng)用7. 陶瓷的金屬化與封接陶瓷的金屬化與封接2陶瓷的后續(xù)加工工藝及方法介紹8. 復(fù)習與總結(jié)答疑復(fù)習與總結(jié)答疑2前七章內(nèi)容的總結(jié)與復(fù)習，答疑五、參考教材與主要參考書1 李世普，特種陶瓷工藝學(xué)。武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003。2 畢見強，特種陶瓷工藝與性能。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008。3 劉維良，先進陶瓷工藝學(xué)。武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2004。4 張玉軍等編著，結(jié)構(gòu)陶瓷材料及其應(yīng)用北京?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2005。5 樊新民等編著，工程陶瓷及其應(yīng)用。北京：機械工業(yè)出版社，2006。六、成績評定（一）考核方式 A.閉卷考試 ：A.閉卷考試 B.開卷考試 C.論文 D.考