無機(jī)材料工學(xué)(一)課程教學(xué)大綱 - 燕山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

1、自己收集整理的 錯誤在所難免 僅供參考交流 如有錯誤 請指正！謝謝 無機(jī)材料工學(xué)課程教學(xué)大綱 課程名稱：無機(jī)材料工學(xué) 課程編號：02100200 英文名稱：Inorganic Materials Technology 學(xué) 時：64學(xué)時 學(xué) 分：4學(xué)分 開課學(xué)期：第六學(xué)期 適用專業(yè)：無機(jī)非金屬材料 課程類別：必修 課程性質(zhì)：專業(yè)課 先修課程：高等數(shù)學(xué)、普通物理、無機(jī)材料基礎(chǔ) 教 材：陶瓷工藝原理 劉康時等編 華南理工大學(xué)出版社 一、課程的性質(zhì)及任務(wù) 本課程是高等學(xué)校本科無機(jī)材料專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程 目前 陶瓷材料發(fā)展非常迅速 陶瓷材料指除有機(jī)和金屬材料之外的所有其它材料,即無機(jī)非金屬材料 從

2、性質(zhì)上分 陶瓷材料可分為現(xiàn)代陶瓷(先進(jìn)陶瓷材料和傳統(tǒng)陶瓷材料；從形態(tài)上分,有零維的顆粒材料 一維的纖維材料,二維的薄膜材料 三維的體材料；從結(jié)構(gòu)上分 應(yīng)包括非晶態(tài)材料 單晶材料和多晶材料；再從用途分 可分為主要利用其力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)陶瓷材料和利用除力學(xué)性能之外的其它性質(zhì)如電、聲、磁、熱、光學(xué)性質(zhì)的功能陶瓷材料 本課程教學(xué)所能達(dá)到的目的與任務(wù)是：1、使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí) 獲得必要的陶瓷材料的基本理論、基本知識和基本技能 了解陶瓷材料的應(yīng)用和我國陶瓷材料發(fā)展的概況 能獨立地應(yīng)用這些基本概念、基本理論和基本方法來設(shè)計、制備和應(yīng)用陶瓷材料 并具有一定的解決工程實際問題的能力 為從事本專業(yè)工程技術(shù)工作奠

3、定必要的基礎(chǔ) 2、能正確理解本課程所涉及的基本概念、基本理論和分析方法 理解玻璃的基本性質(zhì) 掌握并能獨立應(yīng)用這些基本理論和分析方法解決玻璃生產(chǎn)中實際問題 培養(yǎng)學(xué)生在玻璃行業(yè)中獨立從事科研工作的能力 二、課程內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法 第一部分 陶瓷 1、概述 課程概述 2、原料各論 氧化物類原料；硅酸鹽類原料；堿土硅酸鋁類原料；含堿硅酸鋁類原料；碳酸鹽、硫酸鹽及硼酸鹽類原料 3、坯體組成的確定 陶瓷坯體的組成；確定配方的依據(jù)；坯體配方的計算 4、坯料的成型性能 可塑泥團(tuán)的成型性能； 泥漿的成型性能；壓制用粉料的成型性能；調(diào)整坯料性能的添加劑 5、坯體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的控制 坯體的顯微結(jié)構(gòu)；普通陶瓷坯體形成過程

4、的變化；陶瓷性能與材料鍵性；陶瓷強(qiáng)度的控制 6、釉的形成 釉的分類；確定釉料組成的依據(jù)；釉料配方的計算；釉層形成過程的反應(yīng)；釉料與坯體的作用；釉層的顯微結(jié)構(gòu)；釉層的物理化學(xué)性 質(zhì)；坯-釉適應(yīng)性;釉的析晶 7、原料的處理 原料的精選；原料的預(yù)燒；原料的合成 8、坯料的制備 坯料的種類和質(zhì)量要求；原料的細(xì)粉碎；泥漿的脫水；造粒；坯料的陳腐和真空處理 9、陶瓷成型方法與模具 注漿成型；可塑成型；壓制成型；成型模具 10、生坯的干燥、施釉與燒成 干燥的工藝問題；干燥制度的確定；干燥方法；釉漿的制備；施釉；燒成制度的制定；低溫?zé)膳c快速燒成；燒成新方法；窯具 第二部分 玻璃 1、玻璃結(jié)構(gòu) 硅酸鹽、硼酸鹽

5、、磷酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu) 玻璃結(jié)構(gòu)中陽離子的分類 各種氧化物在玻璃中的作用 玻璃的熱歷史 玻璃成分、結(jié)構(gòu)、性能之間的關(guān)系 2、玻璃的生成規(guī)律 熱力學(xué)條件 動力學(xué)條件 熔體結(jié)構(gòu)、鍵性、鍵強(qiáng)對生成玻璃的作用 氧化物玻璃的生成 3、熔體和玻璃體的相變 熔體和玻璃體的成核過程 晶體生長 微晶玻璃的核化和晶化 玻璃的分相 玻璃的析晶 4、玻璃的粘度 粘度與溫度、熔體結(jié)構(gòu)、玻璃組成的關(guān)系 粘度參考點 粘度在生產(chǎn)中的應(yīng)用 粘度的計算 5、玻璃的表面張力和表面性質(zhì) 玻璃表面張力的物理與工藝意義 玻璃表面張力與組成及溫度的關(guān)系 玻璃的潤濕能力與潤濕角 玻璃的表面性質(zhì) 6、玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 玻璃的侵蝕機(jī)理 影響玻璃化學(xué)

6、穩(wěn)定性的因素 7、玻璃的著色和脫色 離子著色 硫碳著色 膠體著色以及玻璃的脫色 8、玻璃的原料 主要原料 輔助原料 碎玻璃 9、配合料的制備 原料的選擇、運(yùn)輸、儲存與處理 玻璃組成的設(shè)計和確定 配合料的計算、制備和質(zhì)量檢驗 10、玻璃的熔制 玻璃的熔制過程 硅酸鹽形成和玻璃形成 玻璃液的澄清、均化和冷卻 影響玻璃熔制過程的工藝因素 玻璃熔制的溫度制度 玻璃池窯用耐火材料的蝕變和選用 11、玻璃體的缺陷 氣泡、結(jié)石、條紋和節(jié)瘤 12、玻璃的成形 玻璃的成形性質(zhì) 玻璃的成形制度 玻璃的成形方法 模型 13、玻璃的退火和淬火 玻璃的應(yīng)力 玻璃的退火 玻璃的淬火 14、玻璃瓶罐的生產(chǎn) 玻璃瓶罐的分類及

7、其用途 玻璃瓶罐的基本要求 瓶罐玻璃的化學(xué)組成 玻璃瓶罐的生產(chǎn)工藝 玻璃瓶罐的缺陷及其消除方法 15、平板玻璃的生產(chǎn) 平板玻璃制品的品種和生產(chǎn)工藝過程 平板玻璃的化學(xué)組成和原料 平板玻璃的熔制 平板玻璃的成形 三、課程的教學(xué)要求 第一部分 陶瓷 1、概述 課程概述 講述課程的概況 、陶瓷材料的基本概念和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2、原料各論 掌握氧化物類原料；硅酸鹽類原料；堿土硅酸鋁類原料；含堿硅酸鋁類原料；碳酸鹽、硫酸鹽及硼酸鹽類原料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 了解各類原料的用途 3、坯體組成的確定 了解陶瓷坯體的組成；理解確定配方的依據(jù)；學(xué)會坯體配方的計算 4、坯料的成型性能 掌握可塑泥團(tuán)的成型性能；泥漿的成型性

8、能；壓制用粉料的成型性能；理解調(diào)整坯料性能的添加劑的原理 5、坯體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的控制 掌握坯體的顯微結(jié)構(gòu)；普通陶瓷坯體形成過程的變化；陶瓷性能與材料鍵性；陶瓷強(qiáng)度的控制 6、釉的形成 了解釉的分類；理解確定釉料組成的依據(jù)；掌握釉料配方的計算；釉層形成過程的反應(yīng)；釉料與坯體的作用；釉層的顯微結(jié)構(gòu)；釉層的物理化學(xué)性質(zhì)；坯-釉適應(yīng)性;釉的析晶 7、原料的處理 了解原料的精選；原料的預(yù)燒；原料的合成 8、坯料的制備 理解坯料的種類和質(zhì)量要求；掌握原料的細(xì)粉碎；泥漿的脫水；造粒；坯料的陳腐和真空處理 9、陶瓷成型方法與模具 掌握注漿成型；可塑成型；壓制成型；成型模具 10、生坯的干燥、施釉與燒成 了解干

9、燥的工藝問題；干燥制度的確定；干燥方法；釉漿的制備；施釉；掌握燒成制度的制定；低溫?zé)膳c快速燒成；燒成新方法；窯具 第二部分 玻璃 1、玻璃結(jié)構(gòu)：了解硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu) 玻璃結(jié)構(gòu)中陽離子的分類 各種氧化物在玻璃中的作用 玻璃的熱歷史 玻璃成分、結(jié)構(gòu)、性能之間的關(guān)系 2、玻璃的生成規(guī)律：玻璃生成的熱力學(xué)條件和動力學(xué)條件 熔體結(jié)構(gòu)、鍵性、鍵強(qiáng)對生成玻璃的作用 氧化物玻璃的生成 3、熔體和玻璃體的相變：熔體和玻璃體的成核過程 晶體生長 微晶玻璃的核化和晶化 玻璃的分相與析晶 4、玻璃的粘度：粘度與溫度、熔體結(jié)構(gòu)、玻璃組成的關(guān)系 粘度參考點及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用 粘度的計算 5、玻璃的化學(xué)穩(wěn)

10、定性：玻璃的侵蝕機(jī)理 影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的因素 6、玻璃的著色和脫色：離子著色 硫碳著色 膠體著色以及玻璃的脫色 7、玻璃的原料：主要原料、輔助原料及碎玻璃 8、配合料的制備：原料的選擇、運(yùn)輸、儲存與處理 玻璃組成的設(shè)計和確定 配合料的計算、制備和質(zhì)量檢驗 9、玻璃的熔制：玻璃的熔制過程 硅酸鹽形成和玻璃形成 玻璃液的澄清、均化和冷卻 影響玻璃熔制過程的工藝因素 玻璃熔制的溫度制度 玻璃池窯用耐火材料的 蝕變和選用 10、玻璃體的缺陷：氣泡、結(jié)石、條紋和節(jié)瘤 11、玻璃的成形：玻璃的成形性質(zhì)與成形制度 玻璃的成形方法 12、玻璃的退火和淬火：玻璃的應(yīng)力 玻璃的退火和玻璃的淬火 13、玻璃瓶罐的

11、生產(chǎn)：玻璃瓶罐的分類及其用途 玻璃瓶罐的基本要求 瓶罐玻璃的化學(xué)組成 玻璃瓶罐的生產(chǎn)工藝 玻璃瓶罐的缺陷及其消除方法 14、平板玻璃的生產(chǎn)：平板玻璃制品的品種和生產(chǎn)工藝過程 平板玻璃的化學(xué)組成和原料 平板玻璃的熔制和平板玻璃的成形 四、課程學(xué)時分配 講 課 內(nèi) 容 學(xué) 時 1、概述 2 2、原料各論 2 3、坯體組成的確定 2 4、坯料的成型性能 2 5、坯體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的控制 2 6、釉的形成 4 7、原料的處理 2 8、坯料的制備 2 9、陶瓷成型方法與模具 2 10、生坯的干燥、施釉與燒成 4 機(jī) 動 2 實 驗 6 合 計 32 1、玻璃結(jié)構(gòu) 2 2、玻璃生成規(guī)律 2 3、熔體和玻璃體

12、的相變 2 4、玻璃的粘度 2 5、玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 2 6、玻璃的著色和脫色 2 7、原料 2 8、配合料的制備 2 9、玻璃的熔制 2 10、玻璃體的缺陷 2 11、玻璃的成形 2 12、玻璃的退火和淬火 2 13、玻璃瓶罐的生產(chǎn) 2 14、平板玻璃的生產(chǎn) 2 實 驗 4 合 計 32 實 驗 10 合 計 64 五、課程的習(xí)題要求 第一部分 陶瓷 無 第二部分 玻璃 鞏固和加深理解本課程的基本概念、基本理論 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力 能夠進(jìn)行玻璃配合料的計算及玻璃的成分設(shè)計和有關(guān)性能的計算 六、課程的實驗內(nèi)容與要求 第一部分 陶瓷 1、干壓成型制備試件 2、吸水率、氣

13、孔率及體積密度的測定 3、燒成溫度與瓷體體積密度的關(guān)系 實驗?zāi)康模禾沾晒に噷W(xué)實驗是驗證、鞏固和補(bǔ)充課堂講授的理論知識的必要環(huán)節(jié) 通過陶瓷工藝學(xué)實驗 培養(yǎng)學(xué)生初步具備陶瓷成型、燒結(jié)和測試等實際工作的能力 正確處理實驗數(shù)據(jù)的能力 運(yùn)用所學(xué)的理論解決實際問題的能力 分析和綜合實驗結(jié)果以及撰寫實驗報告的能力 實驗要求：通過干壓成型制備試件 從而了解干壓成型特點；掌握燒成溫度與瓷體體積密度的關(guān)系測定方法 了解燒成工藝曲線的制定原則 學(xué)會吸水率、氣孔率及體積密度的測定 學(xué)會使用測試儀器 了解測試儀器的工作原理 能進(jìn)行實驗操作、測取數(shù)據(jù)和觀察實驗現(xiàn)象；能整理分析實驗數(shù)據(jù)、繪制曲線并寫出整潔的、條理清楚的、內(nèi)容完整的實驗報告 第二部分 玻璃 1、玻璃配合料的制備玻璃配合料均勻性的測定 2、玻璃的熔制 實驗?zāi)康模候炞C、鞏固和補(bǔ)充課堂講授的理論知識 培養(yǎng) 學(xué)生初步具備設(shè)計、調(diào)整、預(yù)測產(chǎn)品成分、結(jié)構(gòu)和性能等實際工作的能力 實驗要求