《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱課程代碼：ABCL0511課程中文名稱:材料科學(xué)基礎(chǔ)課程英文名稱：Fundamentalsofmaterialscience課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)必修課課程學(xué)分?jǐn)?shù)：3.5課程學(xué)時(shí)數(shù)：56授課對(duì)象：新能源材料與器件專業(yè)本課程的前導(dǎo)課程：基礎(chǔ)化學(xué)、物理化學(xué)等課程簡介《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》是一門專業(yè)基礎(chǔ)理論，是新能源材料與器件專業(yè)必修的主干課程也是無機(jī)非金屬材料、材料化學(xué)、材料物理、新能源材料與器件等專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)理論課程。它闡述了與無機(jī)材料的組成、結(jié)構(gòu)、工藝和性能之間密切相關(guān)的一系列基礎(chǔ)理論，在基礎(chǔ)課（如大學(xué)物理、無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等）與專業(yè)課（日用陶瓷工藝學(xué)、建筑陶瓷工藝學(xué)、特種陶瓷工藝學(xué)、玻璃工藝學(xué)等）之間起著承前啟后的橋梁和紐帶作用，是從事無機(jī)材料科學(xué)研究和工程制造的科技人員必須具備的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。該課程的任務(wù)是闡述本學(xué)科領(lǐng)域中的基本理論、基本概念；揭示材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系；探討過程變化的規(guī)律及如何利用這些規(guī)律來分析、解釋基本問題；為學(xué)習(xí)工藝知識(shí)等后續(xù)課程及從事無機(jī)材料工程技術(shù)和科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。因此，通過本課程的學(xué)習(xí)可掌握無機(jī)材料方面的基本理論，基本概念；了解從硅酸鹽原料到成品的物理化學(xué)過程及變化規(guī)律；了解材料的組成、結(jié)構(gòu)及性能間的相互關(guān)系；了解高溫過程對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響及材料顯微結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律。為學(xué)習(xí)工藝知識(shí)等后續(xù)課程及從事無機(jī)材料工程技術(shù)和科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。該課程的教學(xué)目標(biāo)是：1、掌握無機(jī)材料方面的基本理論，基本概念；2、了解從硅酸鹽原料到成品的物理化學(xué)過程及變化規(guī)律；3、了解材料的組成、結(jié)構(gòu)及性能間的相互關(guān)系；4、了解高溫過程對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響及材料顯微結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律；5、通過完成規(guī)定的作業(yè)和實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和分析、解決問題及動(dòng)手能力、實(shí)踐能力。二、教學(xué)基本內(nèi)容和要求無機(jī)材料的結(jié)構(gòu)部分1．物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容：物質(zhì)的組成、狀態(tài)及材料結(jié)構(gòu)原子之間的相互作用和結(jié)合（化學(xué)鍵結(jié)合、物理鍵結(jié)合、原子間距和空間排列）課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成狀態(tài)及材料結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的基本組成單位原子之間的相互作用和結(jié)合狀態(tài)。課程教學(xué)要求：掌握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成狀態(tài)及材料結(jié)構(gòu)，掌握物質(zhì)的基本組成單位原子之間的相互作用和結(jié)合狀態(tài)。2．晶體學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容：晶體中的結(jié)合鍵緊密堆積原理影響離子晶體結(jié)構(gòu)的因素鮑林規(guī)則同質(zhì)多晶晶體場(chǎng)理論和配位場(chǎng)理論課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：晶體中的結(jié)合鍵、緊密堆積原理、鮑林規(guī)則課程教學(xué)要求：掌握等徑球的堆積規(guī)律以及鮑林規(guī)則分析離子晶體結(jié)構(gòu)，了解影響離子晶體結(jié)構(gòu)的因素。3．幾何結(jié)晶學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容：晶體結(jié)構(gòu)：單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)、金屬晶體結(jié)構(gòu)、無機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)缺陷：點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷、固溶體、非化學(xué)計(jì)量化合物課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，缺陷化學(xué)反應(yīng)表示法及熱缺陷濃度計(jì)算，固溶體的形成條件、固溶體的類型，非化學(xué)計(jì)量化合物類型。課程教學(xué)要求：掌握各種類型晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，掌握缺陷化學(xué)反應(yīng)表示法及熱缺陷濃度計(jì)算，掌握固溶體的形成條件、固溶體的類型，掌握非化學(xué)計(jì)量化合物類型，非化學(xué)計(jì)量化合物與固溶體的異同。4．非晶態(tài)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容：熔體的結(jié)構(gòu)玻璃的結(jié)構(gòu)玻璃的類型課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：熔體結(jié)構(gòu)聚合物理論、聚合物形成過程，熔體的性質(zhì)與玻璃形成的結(jié)晶化學(xué)條件，玻璃的通性、玻璃的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)參數(shù)。課程教學(xué)要求：掌握熔體結(jié)構(gòu)聚合物理論、聚合物形成過程等，掌握熔體的性質(zhì)與玻璃形成的結(jié)晶化學(xué)條件，了解玻璃的通性、玻璃的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)參數(shù)、常見玻璃的類型。固體表面與界面部分5．固體表面與界面課程教學(xué)內(nèi)容：表面自由能與表面張力界面行為固體表面與吸附、膠體分散系表面活性劑及其應(yīng)用課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：雙電層的形成對(duì)表面性質(zhì)的影響，粘土水系統(tǒng)的膠體化學(xué)，吸附離子對(duì)粘土水系統(tǒng)膠體化學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律課程教學(xué)要求：掌握晶體表面結(jié)構(gòu)即雙電層的形成對(duì)表面性質(zhì)的影響，掌握粘土水系統(tǒng)的膠體化學(xué)，特別是粘土顆粒帶電的原因和陽離子吸附交換特性，以及吸附離子對(duì)粘土水系統(tǒng)膠體化學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律，了解固體表面結(jié)構(gòu)特性。相平衡及相圖部分6．相平衡及相圖課程教學(xué)內(nèi)容：相平衡及其研究方法單元系統(tǒng)相圖二元系統(tǒng)相圖及應(yīng)用舉例三元系統(tǒng)相圖及應(yīng)用舉例三元系統(tǒng)相圖應(yīng)用舉例課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：分析認(rèn)讀相圖的方法，尤其是三元系統(tǒng)分析相圖的規(guī)則和方法。課程教學(xué)要求：掌握分析認(rèn)讀相圖的方法，重點(diǎn)掌握三元系統(tǒng)分析相圖的規(guī)則方法：一元系統(tǒng)主要掌握多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)的類型與特點(diǎn)及介穩(wěn)態(tài)，二元系統(tǒng)主要掌握凝聚系統(tǒng)相圖的基本類型，元系統(tǒng)重點(diǎn)掌握濃度三角形的性質(zhì)，分析三元相圖的規(guī)則，結(jié)晶路程的分析方法及結(jié)晶過程中各相量和各相組成的變化。過程動(dòng)力學(xué)部分7．?dāng)U散課程教學(xué)內(nèi)容：擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程—Fick定律、Fick定律的應(yīng)用固體擴(kuò)散機(jī)構(gòu)與擴(kuò)散系數(shù)影響擴(kuò)散的因素課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程、擴(kuò)散機(jī)構(gòu)、影響擴(kuò)散的因素課程教學(xué)要求：重點(diǎn)掌握擴(kuò)散的宏觀規(guī)律與微觀機(jī)構(gòu)及影響擴(kuò)散的因素。了解擴(kuò)散理論及固體中的擴(kuò)散。8．材料制備中的固相反應(yīng)課程教學(xué)內(nèi)容：固相反應(yīng)機(jī)理固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)影響固相反應(yīng)的因素課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：固相的特點(diǎn)及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、影響固相反應(yīng)的因素課程教學(xué)要求：掌握擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程及影響因素。了解固相反應(yīng)的特點(diǎn)、過程及動(dòng)力學(xué)關(guān)系。9．材料中的相變課程教學(xué)內(nèi)容：相變分類、相變條件液相-固相的轉(zhuǎn)變液相-液相的轉(zhuǎn)變有序-無序轉(zhuǎn)變?cè)俳Y(jié)晶和晶粒長大課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：液固相相變過程中晶核形成與晶體生長的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)條件以及析晶過程的控制及影響因素課程教學(xué)要求：掌握液固相相變過程中晶核形成與晶體生長的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)條件以及析晶過程的控制及影響因素。了解相變的分類方法、幾種主要相變類型及液-液相變概念與現(xiàn)象。10．燒結(jié)課程教學(xué)內(nèi)容：燒結(jié)的基本類型、燒結(jié)過程及機(jī)理固相燒結(jié)液相燒結(jié)非常規(guī)燒結(jié)影響燒結(jié)的因素課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：燒結(jié)的傳質(zhì)機(jī)理以及各種因素對(duì)燒結(jié)的影響、抑制晶粒生長與防止二次重結(jié)晶的措施課程教學(xué)要求：掌握，掌握抑制晶粒生長與防止二次重結(jié)晶的措施。了解與燒結(jié)相關(guān)的基本概念及特種燒結(jié)原理。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及基本要求無實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。四、教學(xué)方法與手段以多媒體展示、板書、課堂講授相結(jié)合的方式進(jìn)行授課。五、教學(xué)學(xué)時(shí)分配內(nèi)容課時(shí)作業(yè)量備注物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)2晶體化學(xué)基礎(chǔ)4晶體結(jié)構(gòu)11非晶態(tài)結(jié)構(gòu)5固體表面與界面6相平衡及相圖9擴(kuò)散4材料制備中的固相反應(yīng)4材料中的相變5燒結(jié)6合計(jì)56六、考核方式與成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、考核方法：閉卷考試。2、成績?cè)u(píng)定：成績?cè)u(píng)定綜合考試成績及平時(shí)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)成績，各項(xiàng)成績的評(píng)分比例為：課程成績=考試成績×80%+平時(shí)作業(yè)成績10%+實(shí)驗(yàn)成績×10%（百分制）。七、教學(xué)參考資源1、參考書目：教材：胡志強(qiáng)等編，《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》，化學(xué)工業(yè)出版社,2003年12月陸佩文等編，《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》，武漢工業(yè)大學(xué)出版社,1