《無機(jī)功能材料》課程教學(xué)大綱

《無機(jī)功能材料》課程教學(xué)大綱課程名稱（中文/英文）：無機(jī)功能材料/InorganicFunctionalMaterials課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：專業(yè)限選課 適用專業(yè)：無機(jī)非金屬材料工程學(xué)時(shí)數(shù)：40 其中：實(shí)驗(yàn)/上機(jī)學(xué)時(shí)：0學(xué)分?jǐn)?shù)：2.5 考核方式：考查預(yù)修課程：無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料制備原理、無機(jī)材料研究方法等教學(xué)參考書：李世普主編.特種陶瓷工藝學(xué).武漢理工大學(xué)出版社.2012盧安賢主編.新型功能玻璃材料.中南大學(xué)出版社.2005馮如璋主編.功能材料學(xué)概論.冶金工業(yè)出版社.1999開課單位：紡織與材料工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程系課程簡(jiǎn)介：功能材料是指那些具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)功能，特殊的物理、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化，主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應(yīng)用于各類高科技領(lǐng)域的高新技術(shù)材料。功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。它涉及信息技術(shù)、生物工程技術(shù)、能源技術(shù)、納米技術(shù)、環(huán)保技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、海洋工程技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。功能材料不僅對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，還對(duì)我國(guó)相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和升級(jí)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展起著重要的促進(jìn)作用。本課程是無機(jī)非金屬材料專業(yè)學(xué)生的專業(yè)限選課程，目的是通過本課程向?qū)W生介紹無機(jī)功能材料相關(guān)的基本概念、結(jié)構(gòu)組成、功能特性機(jī)理、應(yīng)用范圍、研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景，使學(xué)生掌握無機(jī)材料專業(yè)中的功能陶瓷與功能玻璃的多種功能特性，熟悉它們的組成、結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理以及制造方法，開拓學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面，以適應(yīng)科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。本課程的主要內(nèi)容：無機(jī)功能材料的定義、分類及發(fā)展概況，以功能陶瓷與功能玻璃為主。功能陶瓷主要包括電學(xué)功能陶瓷、力學(xué)功能陶瓷、磁學(xué)功能陶瓷等的粉體制備、成型、燒結(jié)及功能元器件的應(yīng)用。功能玻璃主要包括光學(xué)功能玻璃、磁學(xué)功能玻璃、微晶玻璃等。本門課程對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、社交及表達(dá)能力；培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力、綜合實(shí)驗(yàn)及工程實(shí)踐能力；培養(yǎng)學(xué)生科研及創(chuàng)新能力。第一章 無機(jī)功能材料概況 （2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求使學(xué)生對(duì)無機(jī)功能材料的定義、分類及發(fā)展概況有個(gè)整體的了解。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)新型無機(jī)功能材料的種類及發(fā)展。教學(xué)內(nèi)容一、無機(jī)功能材料的定義及分類二、無機(jī)功能材料的發(fā)展概況第二章 功能陶瓷的生產(chǎn)工藝 （6學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求學(xué)生掌握功能陶瓷粉體的基本物理性能、粉體的制備方法、成型和燒結(jié)工藝。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)是功能陶瓷粉料的粒度和分布的概念，以及粉體制備的幾種方法的介紹。難點(diǎn)是液相法制備粉末的類型和方法。教學(xué)內(nèi)容一、功能陶瓷概況二、功能陶瓷粉體的基本物理性能及其制備三、功能陶瓷的成型工藝方法四、功能陶瓷的燒結(jié)工藝方法第三章 電學(xué)功能陶瓷 （8學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求學(xué)生掌握電學(xué)功能陶瓷的一般特性電絕緣與極化、極化與介電損耗；了解電介質(zhì)陶瓷、電絕緣陶瓷、非鐵電電容器陶瓷、壓電陶瓷、鐵電電容器陶瓷等。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)是講清電介質(zhì)陶瓷的一般特性。電絕緣陶瓷中剛玉—莫來石瓷的工藝特點(diǎn)和電容器陶瓷中防止老化的工藝特點(diǎn)。難點(diǎn)是介電損耗和老化的防止，壓電機(jī)理和壓電陶瓷的特性。教學(xué)內(nèi)容一、電介質(zhì)陶瓷的一般特性二、電介質(zhì)陶瓷的性能及分類三、電絕緣陶瓷生產(chǎn)工藝、性能及應(yīng)用四、非鐵電電容器陶瓷五、壓電陶瓷六、鐵電電容器陶瓷七、半導(dǎo)體、導(dǎo)電及超導(dǎo)陶瓷第四章 力學(xué)功能陶瓷 （4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求學(xué)生了解氧化物陶瓷與非氧化物陶瓷的概念、晶型轉(zhuǎn)化、工藝特點(diǎn)和用途。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)氧化鋁陶瓷重點(diǎn)為燒結(jié)特性和解決燒結(jié)困難的工藝措施。難點(diǎn)為通過晶型轉(zhuǎn)化，說明難燒結(jié)的原因。氧化鋯陶瓷的重點(diǎn)和難點(diǎn)為晶型轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)和增韌原理。碳化硅陶瓷的重點(diǎn)、難點(diǎn)是燒結(jié)工藝。氮化物陶瓷的重點(diǎn)、難點(diǎn)是原料制備和燒結(jié)工藝。教學(xué)內(nèi)容一、氧化物陶瓷二、非氧化物陶瓷三、陶瓷基復(fù)合材料第五章 磁學(xué)功能陶瓷 （4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求介紹磁學(xué)的基本概念，磁學(xué)功能陶瓷的界定、分類，掌握三種鐵氧體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝，了解其他鐵氧體材料的特點(diǎn)、工藝和應(yīng)用范圍。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)是磁學(xué)基本概念，難點(diǎn)是磁學(xué)功能陶瓷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容一、磁學(xué)基本概念二、磁學(xué)陶瓷的分類三、鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)與亞鐵磁性四、鐵氧體的生產(chǎn)工藝五、軟磁鐵氧體六、其他鐵氧體第六章 電磁功能玻璃 （4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求掌握玻璃的電磁性能，了解電磁功能玻璃的范圍，每種電磁玻璃的原理、制備工藝、應(yīng)用范圍、研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)是電磁方面的理論基礎(chǔ)、玻璃的相關(guān)電磁性能，難點(diǎn)是電磁玻璃的制備方法。教學(xué)內(nèi)容一、載流子運(yùn)動(dòng)與玻璃的電磁性能二、電磁功能玻璃第七章 光學(xué)功能玻璃 （8學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解光功能材料的范圍，掌握玻璃的基本光學(xué)現(xiàn)象，了解激光玻璃、光學(xué)纖維的發(fā)展，掌握兩種玻璃的制備、性能特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀及應(yīng)用范圍。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)是玻璃的基本光學(xué)現(xiàn)象，難點(diǎn)是激光玻璃和光纖玻璃的光學(xué)原理、制備方法。教學(xué)內(nèi)容一、玻璃的基本光學(xué)現(xiàn)象二、激光玻璃三、光學(xué)纖維四、稀土玻璃的光譜能級(jí)五、稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光以及研究進(jìn)展第八章 微晶玻璃 （4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求使學(xué)生了解微晶玻璃的組成、結(jié)構(gòu)、性能、制備方法以及與傳統(tǒng)玻璃在性能、結(jié)構(gòu)、