《功能材料導論》課程教學大綱

1、功能材料導論課程教學大綱課程編號：20311301總學時數(shù)：32總學分數(shù)：2課程性質(zhì)：必修課程適用專業(yè)：無機非金屬材料工程一、課程的任務和基本要求：本課程從材料的功能體系出發(fā)，介紹功能材料的概念、分類、研究領域、最新前沿動態(tài)、應用和開發(fā)前景。討論金屬材料、非金屬材料、高分子材料、復合材料在合成、制備、使用過程中所涉及的化學問題，闡述功能材料的電、磁、光、熱等共性物理基礎。具體內(nèi)容包括：材料的結(jié)構、超導材料、貯氫合金、形狀記憶合金、磁性材料、半導體材料、梯度功能材料、功能陶瓷、功能高分子材料。通過該課程的學習，使學生初步掌握功能材料中的化學原理與合成方法，提高分析問題和解決問題的能力，為學生畢業(yè)

2、后從事無機材料工程技術和科學研究等工作開拓知識面，打下理論基礎。通過本大綱所規(guī)定的全部教學內(nèi)容的學習，要求學生達到的基本要求是：了解功能材料最新前沿研究動態(tài)、應用和開發(fā)前景；熟悉功能材料概念、分類，熟悉相關功能材料的化學過程及變化規(guī)律；掌握功能材料性能、用途以及研究方法。二、基本內(nèi)容和要求：1材料的結(jié)構與性能（1）晶體特征；（2）晶體類型；（3）晶體結(jié)構與缺陷；（4）功能材料的性能基本要求：了解晶體的基本概念、晶體的基本性質(zhì)。熟悉晶體結(jié)構。掌握晶體缺陷對材料性能的影響。重點：功能材料的基本物理共性。難點：晶體缺陷對材料性能的影響。2超導材料（1）超導材料的臨界參數(shù)；（2）低溫超導材料；（3）超

3、導材料的應用基本要求：了解超導的基本概念。熟悉超導材料的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀，熟悉超導材料的應用。掌握超導材料的三個臨界條件與應用特征。重點：超導的概念與臨界條件。難點：超導材料與超導陶瓷的臨界條件。3貯氫合金（1）金屬貯氫原理；（2）貯氫合金分類；（3）貯氫合金應用基本要求：了解貯氫材料的分類與應用，熟悉貯氫合金的分類，掌握金屬或合金的貯氫原理。重點：金屬與合金的貯氫原理。難點：貯氫的應用特點。4形狀記憶合金（1）形狀記憶合金原理；（2）形狀記憶合金分類；（3）形狀記憶合金應用基本要求：了解記憶合金的概念。熟悉合金的固溶強化，雜質(zhì)使合金結(jié)構畸變能阻礙外力對材料引起的形變，固溶體強度提高，而延展性、

4、導電性下降。掌握形狀記憶合金的記憶原理。重點：形狀記憶合金的記憶原理。難點：金屬材料的馬氏體相變與馬氏體相變特征，記憶合金的單程記憶效應，雙程記憶效應和全程記憶效應。5磁性材料（1）物質(zhì)的磁性和電子的行為；（2）軟磁材料和硬磁材料；（3）磁性記錄材料基本要求：了解物質(zhì)的磁性和電子的行為、磁性記錄材料。熟悉抗磁性；順磁性（磁性最弱）；鐵磁性（磁性最強，統(tǒng)稱為強磁性，實際應用的磁性材料）；亞鐵磁性；反鐵磁性材料的特征。掌握：軟磁材料和硬磁材料的特征和應用。重點：磁滯回線與磁滯回線圖。難點：磁性材料的磁性能與溫度關系，居里點溫度，尼爾溫度。6梯度功能材料（1）梯度功能材料的特點；（2）熱防護梯度功能

5、材料；（3）梯度功能材料的應用基本要求：了解梯度功能材料的概念與特點。熟悉梯度功能材料的應用領域與發(fā)展現(xiàn)狀。掌握梯度功能材料的復合結(jié)構與基本原理。重點：梯度功能材料常用復合材料及選用依據(jù)。難點：梯度功能材料結(jié)構與原理。7功能陶瓷（1）導電陶瓷；（2）介電鐵電陶瓷；（3）鐵氧體；（4）生物陶瓷；（5）超導陶瓷基本要求：了解陶瓷的分類與一般生產(chǎn)工藝。熟悉功能陶瓷的品種與用途。掌握陶瓷的導電性、介電性能、鐵電性。重點：高溫結(jié)構陶瓷、鐵電陶瓷、陶瓷鐵氧體。難點：超導陶瓷的導電原理。8功能高分子材料（1）導電高分子材料；（2）光導電和光致變色高分子材料；（3）感光樹脂；（4）可降解高分子材料；（5）高分

6、子吸附劑；（6）生物、醫(yī)用高分子材料基本要求：了解功能高分子材料的分類，感光樹脂，可降解高分子材料，高分子吸附劑，高分子功能膜，生物、醫(yī)用高分子材料。熟悉導電高分子材料，光導電和光致變色高分子材料。掌握結(jié)構導電高分子材料的基本原理。重點：導電高分子材料、光導電和光致變色高分子材料。難點：結(jié)構型導電高分子導電機理。三、實踐環(huán)節(jié)和要求：無四、教學時數(shù)分配：理論： 32 實驗： 上機： 其它： 教學內(nèi)容學時分配教學內(nèi)容學時分配1材料的結(jié)構與性能 26梯度功能材料 22超導材料 47功能陶瓷 53貯氫合金 48功能高分子材料 44形狀記憶合金 4考查 25磁性材料 5合計32五、其它項目（含課外學時內(nèi)

7、容）：無六、有關說明：1、教學和考核方式：本課程采取課堂教學方式，以講授為主，輔以多媒體教學手段。本課程屬于考查課程，采取開卷考試形式。2、習題：每章附相應習題。3、能力培養(yǎng)要求：通過本課程的學習，要求學生掌握功能材料的基本理論、原理和各種功能材料的特征與應用。要求學生充分掌握課程重點，具有選用、解決材料實際問題的初步能力。4、與其它課程和教學環(huán)節(jié)的聯(lián)系：先修課程和教學環(huán)節(jié)：物理化學、無機與分析化學、材料概論、材料科學基礎（一）。后續(xù)課程和教學環(huán)節(jié)：膠體與表面化學、專業(yè)論文。平行開設課程和教學環(huán)節(jié)：高分子化學與物理、材料結(jié)構與性能。5、教材和主要參考書目：（1）教材：殷景華. 功能材料概論. 哈爾濱工業(yè)大學出版社，2007（2）主要參考書目： 陳玉安、王必本、廖其龍.現(xiàn)代功能