《納米材料導(dǎo)論》教學(xué)大綱

《納米材料導(dǎo)論》教學(xué)大綱

IntroductiontoNanometercomposites一、課程基本信息學(xué)

時：40學(xué)

分：2.5考核方式：考查

(平時50％+期末50%)中文簡介：納米材料學(xué)科是近年來興起并受到普遍關(guān)注的一個新的科學(xué)領(lǐng)域，它涉及到凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料、生物等多種學(xué)科的知識，對凝聚態(tài)物理和材料學(xué)科產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。該課程是材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)選修課程。本課程的目的是通過課堂教學(xué)、課堂討論使學(xué)生了解、掌握納米材料的概念、分類及其特點；了解納米材料的物理性能和化學(xué)性能；了解納米材料的主要制備方法及其原理、工藝過程和適用范圍；掌握納米材料粒度、成分、結(jié)構(gòu)、形貌的測試和表征方法；了解納米材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用前景以及研究進(jìn)展。培養(yǎng)學(xué)生在交叉學(xué)科和創(chuàng)新能力等方面的綜合能力。

二、

教學(xué)目的與要求本課程主要講授納米材料的基本概念與性質(zhì)、制備納米粒子的物理和化學(xué)方法、納米薄膜材料、納米固體材料、納米復(fù)合材料等，其目的是使學(xué)生掌握各種納米材料的性能和制備工藝，為正確選擇各種納米材料的制備工藝提供依據(jù)，同時也為研究新材料、新性能、新工藝打下理論基礎(chǔ)。

三、教學(xué)方法與手段以多媒體授課為主要形式，采用理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例來進(jìn)行教學(xué)。為了使學(xué)生能更好地掌握納米材料的相關(guān)知識，有必要在教學(xué)過程中采用課堂提問、討論、指定或推薦教學(xué)參考書等方法進(jìn)行教學(xué)。

四、教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)學(xué)時分配

緒論21.納米科技的興起2.納米材料的研究歷史3.納米材料的主要研究內(nèi)容4.本課程的特點和學(xué)習(xí)方法了解2

重點與難點：從整體上了解納米材料衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):了解納米材料；獨立完成課程論文第一章

納米材料的基本概念與性質(zhì)81、納米材料的基本概念2、納米微粒的基本性質(zhì)（1）電子能級的不連續(xù)性（2）量子尺寸效應(yīng)（3）小尺寸效應(yīng)（4）表面效應(yīng)（5）宏觀量子隧道效應(yīng)3．納米微粒的物理特性（1）納米微粒的結(jié)構(gòu)與形貌（2）納米微粒的熱學(xué)性質(zhì)（3）納米微粒的磁學(xué)性質(zhì)（4）納米微粒的光學(xué)性質(zhì)掌握了解

了解

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重點與難點：物質(zhì)層次可以分為微觀、介觀和宏觀三個層次；量子尺寸效應(yīng)、久保理論。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):了解物質(zhì)的三個層次；獨立完成課程論文第二章納米粒子的制備方法101．納米粒子制備方法評述2．制備納米粒子的物理方法1）機(jī)械粉碎法2）蒸發(fā)凝聚法3）離子濺射法4）冷凍干燥法5）其它方法3．制備納米粒子的化學(xué)方法1）氣相化學(xué)反應(yīng)法2）沉淀法3）水熱合成法4）噴霧熱解法5）溶膠－凝膠法4．制備納米粒子的綜合方法1）激光誘導(dǎo)氣相化學(xué)反應(yīng)法

2）其它綜合方法了解理解

理解

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重點與難點：制備納米粒子的各種方法的比較及應(yīng)用范圍。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):了解各種制備納米粒子的方法；獨立完成課程論文第三章納米薄膜材料81．概述2．納米薄膜材料的功能特性（1）薄膜的光學(xué)特性（2）電學(xué)特性（3）磁阻效應(yīng)3．納米薄膜材料制備技術(shù)（1）物理氣相沉積法（2）化學(xué)氣相沉積（3）溶膠－凝膠法（4）電化學(xué)方法4．納米薄膜材料的應(yīng)用了解理解

理解

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重點與難點：制備陶瓷薄膜與納米粒子工藝要素的不同及工藝控制。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):理解制備納米薄膜材料的工藝控制；獨立完成課程論文第四章納米固體材料71概述2納米固體材料結(jié)構(gòu)特點(1)納米固體材料的結(jié)構(gòu)特點(2)納米固體材料的結(jié)構(gòu)模型(3)納米固體材料的結(jié)構(gòu)缺陷3納米固體材料的性能(1)力學(xué)性能(2)磁學(xué)性能(3)電學(xué)性能4納米固體材料制備方法(1)惰性氣體蒸發(fā)原位加壓法(2)高能球磨法(3)非晶晶化法(4)無壓燒結(jié)(5)熱壓燒結(jié)(6)微波燒結(jié)5納米固體材料的應(yīng)用了解掌握

理解

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了解12

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1重點與難點：納米固體材料的基本結(jié)構(gòu)；燒結(jié)過程中晶粒長大的機(jī)制及控制衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):了解固體納米材料燒結(jié)過程的機(jī)制及控制；獨立完成課程論文第五章納米復(fù)合材料51納米復(fù)合材料的分類2納米復(fù)合材料的性能（1）高強(qiáng)度、高韌性（2）高比強(qiáng)度、高比模量（3）抗蠕變、抗疲勞3陶瓷基納米復(fù)合材料

(1)反應(yīng)燒結(jié)(2)原位復(fù)合法了解了解

了解

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重點與難點：納米復(fù)合材料的組織控制衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):了解納米復(fù)合材料的組織控制；獨立完成課程論文

五、推薦教材和教學(xué)參考資源1.曹茂