《無機材料科學基礎》課程教學大綱

《無機材料科學基礎》課程教學大綱課程名稱（中文/英文）：無機材料科學基礎/TheFundamentalsofInorganicMaterialsScience課程類別：專業(yè)基礎及平臺課課程性質：必修/學位課 適用專業(yè)：無機非金屬材料工程、材料化學學時數：80 其中：實驗/上機學時：0學分數：5 考核方式：考試預修課程：高等數學、普通物理、無機化學、有機化學、物理化學教學參考書：胡志強主編.無機材料科學基礎教程.化工出版社.2011.6，普通高等學?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材陸佩文編.無機材料物理化學.武漢理工大學出版社.1994浙江大學等編.酸鹽物理化學.中國建筑工業(yè)出版社.1982開課單位：紡織與材料學院無機非金屬材料工程系課程簡介：本課程是一門專業(yè)基礎理論課，主要講授無機材料專業(yè)范圍內各種物理化學過程的變化和規(guī)律性，為學習專業(yè)課打下理論基礎。本課程是在修完無機化學、物理學、物理化學等課程后，方能開設的課程。課程主要介紹材料的基本概念：晶體的對稱與分類、晶體定向與晶面指數。緊密堆積原理和鮑林規(guī)則。要求掌握典型無機化合物晶體結構和硅酸鹽晶體結構。介紹無機材料的基本概念：缺陷、類型，缺陷反應式、非化學計量化合物、位錯、面缺陷、晶界、玻璃、熔體、相圖、擴散、固相反應、燒結等。講解缺陷的形成，類型，缺陷反應式，講解硅酸鹽材料與缺陷的關系、固溶體的分類，形成固溶體的物理化學規(guī)律，影響固溶體性質的因素。講解玻璃性質，玻璃結構，并了解其內在規(guī)律性，熔體的性質。講解硅酸鹽材料的表面和界面行為，晶體表面能、吸附和粘附區(qū)別，晶界構型、液相與固相的接觸潤濕。膠體系統基礎原理，特別是粘土水系統的荷電性、離子交換原理。講授相圖的基本規(guī)則和原理，尤其是三元系統專業(yè)相圖中玻璃，陶瓷，水泥相圖及生產實際的關系。擴散方程，擴散機理和擴散系數，影響擴散的因素等。相變實質，機理，重點掌握成核——生長相變機理，了解斯賓那多分解。固相反應的動力學方程，影響的固相反應因素。液相、固相燒結原理。燒結模型，影響燒結的因素。本門課程對學生知識、能力和素質的培養(yǎng)目標：本門課程著力培養(yǎng)本科學生的專業(yè)基礎知識，為專業(yè)學習奠定基礎；培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)基礎知識分析實驗及工程實踐過程中的基礎原理的能力以及解決問題能力。注重良好的學習方法的養(yǎng)成，提高學生的自學能力；學習本門課程培養(yǎng)學生的科研及創(chuàng)新能力。第一章 晶體幾何基礎（4學時）教學目的和要求了解晶體的一些基本知識，要求掌握晶體對稱和分類、結構等。并對晶體結構的基本特征和空間群有所了解。教學重點和難點晶體的對稱與分類、晶體定向與晶面指數。教學內容一、晶體的概述二、晶體的對稱與分類三、晶體的理想形態(tài)四、晶體定向與晶面指數五、晶體結構的基本特征第二章 晶體化學基礎（4學時）教學目的和要求了解晶體結構的鍵和知識，要求掌握球體的緊密堆積原理和鮑林規(guī)則。并對同質多晶和晶體場理論和配位場理論有所了解。教學重點和難點緊密堆積原理和鮑林規(guī)則。教學內容一、晶體結構的鍵和二、球體的緊密堆積原理三、影響離子晶體結構的因素四、同質多晶五、鮑林規(guī)則第三章 晶體結構（4學時）教學目的和要求了解原子晶體、分子晶體和金屬晶體結構一些基本知識，要求掌握典型無機化合物晶體結構和硅酸鹽晶體結構。教學重點和難點典型無機化合物晶體結構和硅酸鹽晶體結構。教學內容一、原子晶體、分子晶體和金屬晶體結構概述二、典型無機化合物晶體結構三、硅酸鹽晶體結構第四章 晶體結構缺陷（4學時）教學目的和要求要求掌握本章缺陷的形成，類型，缺陷反應式，注意理解，硅酸鹽材料與缺陷的關系。教學重點和難點本章重點與難點是缺陷反應式的寫法，分析，各種缺陷濃度計算。教學內容一、晶體結構缺陷的類型二、缺陷化學反應表示法三、熱缺陷濃度的計算四、非化學計量化合物五、位錯六、面缺陷第五章 固溶體（4學時）教學目的和要求要求掌握固溶體的分類，形成固溶體的物理化學規(guī)律，影響固溶體性質的因素。教學重點和難點本章難點重點在于熔體的結構與性質，特別是性質部分。教學內容一、固溶體的分類二、置換型固溶體三、間隙型固溶體四、固溶體的性質五、固溶體的研究方法第六章 熔體和非晶態(tài)固體（4學時）教學目的和要求要求掌握本章內容的中心，主要為結構與性質的關系。重點掌握玻璃性質，玻璃結構，并了解其內在規(guī)律性。教學重點和難點熔體的性質。重點為玻璃結構，特別是玻璃結構學說，玻璃通性及晶體性質的區(qū)別。教學內容一、熔體的結構二、熔體的性質三、玻璃的通性四、非晶態(tài)固體形成五、玻璃的結構六、玻璃實例第七章 固體表面與界面行為（4學時）教學目的和要求結合前期課程物理化學與此相關內容，認真掌握本章內容，注意了解硅酸鹽材料的表面和界面行為。教學重點和難點重點與難點為晶體表面能、吸附和粘附區(qū)別，晶界構型、液相與固相的接觸潤濕。教學內容一、固體的表面二、固體界面三、晶界第八章 漿體的膠體化學原理（4學時）教學目的和要求要求掌握本章的膠體系統基礎原理，特別是粘土水系統的荷電性、離子交換原理。教學重點和難點流變學原理、粘土水系統的荷電性，離子吸附與交換原理。教學內容一、粘土—水漿體的流變性質二、非粘土的泥漿體第九章 相平衡（16學時）教學目的和要求要求掌握相圖的基本規(guī)則和原理，會應用分析，計算相圖，尤其是三元系統專業(yè)相圖要求重點掌握。教學重點和難點本章重點、難點在于分析相圖，掌握其規(guī)則，三元相圖，專業(yè)相圖中玻璃，陶瓷，水泥相圖及生產實際的關系。教學內容一、相平衡的基本概念、相律二、相平衡的研究方法三、單元系統相圖四、單元系統相圖應用五、二元系統相圖類型和重要規(guī)則六、二元相圖及應用七、三元系統相律及組成表示八、三元系統相圖規(guī)則九、三元相圖類型十、三元系統相圖應用第十章擴散（8學時）教學目的和要求要求掌握擴散方程，擴散機理和擴散系數，無機固體材料中的擴散，了解影響擴散的因素如溫度，雜質等等。教學重點和難點擴散機理，固體中擴散，影響擴散的因素。教學內容一、擴散的基本特點及擴散方程二、擴散的推動力三、擴散機制和擴散系數四、固體中的擴散五、影響擴散的因素第十一章 相變（8學時）教學目的和要求要求掌握相變實質，機理，重點掌握成核——生長相變機理，了解斯賓那多分解。教學重點和難點成核——生長相變，斯賓那多分解。教學內容一、相變的分類二、液固相變三、液液相變第十二章 固相反應（8學時）教學目的和要求學習掌握固相反應的類型及反應原理，要求與以前學過的物理化學及無機化學知識相聯系。教學重點和難點固相反應的動力學方程，影響的固相反應因素。教學內容一、固相反應類型二、固相反應機理三、固相反應