《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱課程名稱（中文/英文）：無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)/TheFundamentalsofInorganicMaterialsScience課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)及平臺(tái)課課程性質(zhì)：必修/學(xué)位課 適用專業(yè)：無(wú)機(jī)非金屬材料工程、材料化學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)：80 其中：實(shí)驗(yàn)/上機(jī)學(xué)時(shí)：0學(xué)分?jǐn)?shù)：5 考核方式：考試預(yù)修課程：高等數(shù)學(xué)、普通物理、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)教學(xué)參考書(shū)：胡志強(qiáng)主編.無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)教程.化工出版社.2011.6，普通高等學(xué)?！笆晃濉眹?guó)家級(jí)規(guī)劃教材陸佩文編.無(wú)機(jī)材料物理化學(xué).武漢理工大學(xué)出版社.1994浙江大學(xué)等編.酸鹽物理化學(xué).中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1982開(kāi)課單位：紡織與材料學(xué)院無(wú)機(jī)非金屬材料工程系課程簡(jiǎn)介：本課程是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)理論課，主要講授無(wú)機(jī)材料專業(yè)范圍內(nèi)各種物理化學(xué)過(guò)程的變化和規(guī)律性，為學(xué)習(xí)專業(yè)課打下理論基礎(chǔ)。本課程是在修完無(wú)機(jī)化學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)等課程后，方能開(kāi)設(shè)的課程。課程主要介紹材料的基本概念：晶體的對(duì)稱與分類、晶體定向與晶面指數(shù)。緊密堆積原理和鮑林規(guī)則。要求掌握典型無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)和硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)。介紹無(wú)機(jī)材料的基本概念：缺陷、類型，缺陷反應(yīng)式、非化學(xué)計(jì)量化合物、位錯(cuò)、面缺陷、晶界、玻璃、熔體、相圖、擴(kuò)散、固相反應(yīng)、燒結(jié)等。講解缺陷的形成，類型，缺陷反應(yīng)式，講解硅酸鹽材料與缺陷的關(guān)系、固溶體的分類，形成固溶體的物理化學(xué)規(guī)律，影響固溶體性質(zhì)的因素。講解玻璃性質(zhì)，玻璃結(jié)構(gòu)，并了解其內(nèi)在規(guī)律性，熔體的性質(zhì)。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(gòu)型、液相與固相的接觸潤(rùn)濕。膠體系統(tǒng)基礎(chǔ)原理，特別是粘土水系統(tǒng)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(tǒng)專業(yè)相圖中玻璃，陶瓷，水泥相圖及生產(chǎn)實(shí)際的關(guān)系。擴(kuò)散方程，擴(kuò)散機(jī)理和擴(kuò)散系數(shù)，影響擴(kuò)散的因素等。相變實(shí)質(zhì)，機(jī)理，重點(diǎn)掌握成核——生長(zhǎng)相變機(jī)理，了解斯賓那多分解。固相反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，影響的固相反應(yīng)因素。液相、固相燒結(jié)原理。燒結(jié)模型，影響燒結(jié)的因素。本門(mén)課程對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)：本門(mén)課程著力培養(yǎng)本科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，為專業(yè)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)；培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)及工程實(shí)踐過(guò)程中的基礎(chǔ)原理的能力以及解決問(wèn)題能力。注重良好的學(xué)習(xí)方法的養(yǎng)成，提高學(xué)生的自學(xué)能力；學(xué)習(xí)本門(mén)課程培養(yǎng)學(xué)生的科研及創(chuàng)新能力。第一章 晶體幾何基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解晶體的一些基本知識(shí)，要求掌握晶體對(duì)稱和分類、結(jié)構(gòu)等。并對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的基本特征和空間群有所了解。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)晶體的對(duì)稱與分類、晶體定向與晶面指數(shù)。教學(xué)內(nèi)容一、晶體的概述二、晶體的對(duì)稱與分類三、晶體的理想形態(tài)四、晶體定向與晶面指數(shù)五、晶體結(jié)構(gòu)的基本特征第二章 晶體化學(xué)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解晶體結(jié)構(gòu)的鍵和知識(shí)，要求掌握球體的緊密堆積原理和鮑林規(guī)則。并對(duì)同質(zhì)多晶和晶體場(chǎng)理論和配位場(chǎng)理論有所了解。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)緊密堆積原理和鮑林規(guī)則。教學(xué)內(nèi)容一、晶體結(jié)構(gòu)的鍵和二、球體的緊密堆積原理三、影響離子晶體結(jié)構(gòu)的因素四、同質(zhì)多晶五、鮑林規(guī)則第三章 晶體結(jié)構(gòu)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求了解原子晶體、分子晶體和金屬晶體結(jié)構(gòu)一些基本知識(shí)，要求掌握典型無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)和硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)典型無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)和硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)。教學(xué)內(nèi)容一、原子晶體、分子晶體和金屬晶體結(jié)構(gòu)概述二、典型無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)三、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)第四章 晶體結(jié)構(gòu)缺陷（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求掌握本章缺陷的形成，類型，缺陷反應(yīng)式，注意理解，硅酸鹽材料與缺陷的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)與難點(diǎn)是缺陷反應(yīng)式的寫(xiě)法，分析，各種缺陷濃度計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容一、晶體結(jié)構(gòu)缺陷的類型二、缺陷化學(xué)反應(yīng)表示法三、熱缺陷濃度的計(jì)算四、非化學(xué)計(jì)量化合物五、位錯(cuò)六、面缺陷第五章 固溶體（4學(xué)時(shí)）教學(xué)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(xué)規(guī)律，影響固溶體性質(zhì)的因素。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)本章難點(diǎn)重點(diǎn)在于熔體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，特別是性質(zhì)部分。教學(xué)內(nèi)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(zhì)五、固溶體的研究方法第六章 熔體和非晶態(tài)固體（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求掌握本章內(nèi)容的中心，主要為結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。重點(diǎn)掌握玻璃性質(zhì)，玻璃結(jié)構(gòu)，并了解其內(nèi)在規(guī)律性。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)熔體的性質(zhì)。重點(diǎn)為玻璃結(jié)構(gòu)，特別是玻璃結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，玻璃通性及晶體性質(zhì)的區(qū)別。教學(xué)內(nèi)容一、熔體的結(jié)構(gòu)二、熔體的性質(zhì)三、玻璃的通性四、非晶態(tài)固體形成五、玻璃的結(jié)構(gòu)六、玻璃實(shí)例第七章 固體表面與界面行為（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求結(jié)合前期課程物理化學(xué)與此相關(guān)內(nèi)容，認(rèn)真掌握本章內(nèi)容，注意了解硅酸鹽材料的表面和界面行為。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)為晶體表面能、吸附和粘附區(qū)別，晶界構(gòu)型、液相與固相的接觸潤(rùn)濕。教學(xué)內(nèi)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(xué)原理（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求掌握本章的膠體系統(tǒng)基礎(chǔ)原理，特別是粘土水系統(tǒng)的荷電性、離子交換原理。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)流變學(xué)原理、粘土水系統(tǒng)的荷電性，離子吸附與交換原理。教學(xué)內(nèi)容一、粘土—水漿體的流變性質(zhì)二、非粘土的泥漿體第九章 相平衡（16學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求掌握相圖的基本規(guī)則和原理，會(huì)應(yīng)用分析，計(jì)算相圖，尤其是三元系統(tǒng)專業(yè)相圖要求重點(diǎn)掌握。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)、難點(diǎn)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(chǎn)實(shí)際的關(guān)系。教學(xué)內(nèi)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(tǒng)相圖四、單元系統(tǒng)相圖應(yīng)用五、二元系統(tǒng)相圖類型和重要規(guī)則六、二元相圖及應(yīng)用七、三元系統(tǒng)相律及組成表示八、三元系統(tǒng)相圖規(guī)則九、三元相圖類型十、三元系統(tǒng)相圖應(yīng)用第十章擴(kuò)散（8學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求掌握擴(kuò)散方程，擴(kuò)散機(jī)理和擴(kuò)散系數(shù)，無(wú)機(jī)固體材料中的擴(kuò)散，了解影響擴(kuò)散的因素如溫度，雜質(zhì)等等。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)擴(kuò)散機(jī)理，固體中擴(kuò)散，影響擴(kuò)散的因素。教學(xué)內(nèi)容一、擴(kuò)散的基本特點(diǎn)及擴(kuò)散方程二、擴(kuò)散的推動(dòng)力三、擴(kuò)散機(jī)制和擴(kuò)散系數(shù)四、固體中的擴(kuò)散五、影響擴(kuò)散的因素第十一章 相變（8學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求要求掌握相變實(shí)質(zhì)，機(jī)理，重點(diǎn)掌握成核——生長(zhǎng)相變機(jī)理，了解斯賓那多分解。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)成核——生長(zhǎng)相變，斯賓那多分解。教學(xué)內(nèi)容一、相變的分類二、液固相變?nèi)?、液液相變第十二?固相反應(yīng)（8學(xué)時(shí)）教學(xué)目的和要求學(xué)習(xí)掌握固相反應(yīng)的類型及反應(yīng)原理，要求與以前學(xué)過(guò)的物理化學(xué)及無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)相聯(lián)系。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)固相反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，影響的固相反應(yīng)因素。教學(xué)內(nèi)容一、固相反應(yīng)類型二、固相反應(yīng)機(jī)理三、固相反應(yīng)