《材料化學》課程教學大綱

1、材料化學課程教學大綱課程名稱：材料化學英文名稱：Materials Chemistry課程編碼：X4030511學時數(shù)：32其中實踐學時數(shù)：0 課外學時數(shù)：0學分數(shù)：2.0適用專業(yè)：化工、能化專業(yè)一、課程簡介材料化學是能源化學工程專業(yè)選修課。課程主要內(nèi)容材料化學所涉及的物理化學中的基礎知識，材料制備過程與熱能相關的技術(shù)方法，高分子材料、復合材料、納米材料的基本概念、特性、制備與應用，金屬材料與無機非金屬材料的結(jié)構(gòu)、性能等內(nèi)容。培養(yǎng)學生系統(tǒng)掌握材料化學的基本理論與技術(shù)，具備材料化學相關的基本知識和基本技能，能運用化學和材料科學的基礎理論、基本知識和實驗技能在材料科學與化學及其相關的領域從事研究、

2、教學、科技開發(fā)及相關管理工作的具有開拓型、前瞻性、復合型的人才。二、課程目標與畢業(yè)要求關系表課程目標畢業(yè)要求課程目標1：掌握材料化學所涉及的物理化學中的基礎知識，能夠解決實際問題。掌握化學熱力學與動力學、表現(xiàn)與界面現(xiàn)象、電化學基礎、相與相平衡具體原理的實際應用。2-2能夠應用工程基礎知識對研究對象進行正確的表達、分析工程問題。課程目標:2：掌握材料制備過程與熱能相關的技術(shù)方法。掌握晶體（非晶）材料生長技術(shù)，掌握氣相沉積法（CVD與PVD），溶膠-凝膠法，水熱合成法，固相反應。掌握材料的化學性能，力學性能，熱血性能，電/磁學性能及工藝性能。2-2能夠應用工程基礎知識對研究對象進行正確的表達、分析

3、工程問題。課程目標3：掌握金屬材料與無機非金屬材料的結(jié)構(gòu)、性能。掌握金屬的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)，鋼鐵的冶煉方法及過程。掌握陶瓷材料的應用和制備方法。2-2能夠應用工程基礎知識對研究對象進行正確的表達、分析工程問題。課程目標4：掌握高分子材料、復合材料、納米材料的基本概念、特性、制備與應用。掌握材料的設計與結(jié)構(gòu)表征。掌握納米材料的特性與構(gòu)效關系。2-2能夠應用工程基礎知識對研究對象進行正確的表達、分析工程問題。三、課程教學內(nèi)容、基本要求、重點和難點基本要求：了解金屬材料的化學性質(zhì)及其高溫化學合成、非金屬材料的化學組成及其燒結(jié)過程的化學變化、高分子材料的合成方法及其結(jié)構(gòu)與性能的關系。掌握各類材料的基本化

4、學性質(zhì)、化學合成方法、材料的結(jié)構(gòu)與性能的關系等基礎知識。（一）緒論基本要點：了解材料化學的發(fā)展過程，人類與材料之間關系，材料分類等。重點：材料分類和材料化學的特點，掌握材料的分類方法；了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復合材料；了解材料化學在個領域的應用及作用。難點：材料的概念及隨科技發(fā)展對材料的認識與應用。（二）化學基礎知識基本要點：化學熱力學與動力學，表現(xiàn)與界面現(xiàn)象，電化學基礎，相與相平衡。重點：掌握物理化學中的基礎知識，并能夠解決實際問題，了解具體原理的實際應用。難點：熱力學平衡與動力學平衡，界面現(xiàn)象，相圖。（三）材料的制備基本要點：晶體（非晶）材料生長技術(shù)，氣相沉積法（CVD與

5、PVD），溶膠-凝膠法，水熱合成法，固相反應。重點：CVD，溶膠-凝膠法，水熱合成法。難點：掌握材料制備過程與熱能相關的技術(shù)方法。（四）材料的性能基本要點：化學性能，力學性能，熱血性能，電/磁學性能，工藝性能。重點：結(jié)構(gòu)型與功能型材料的自身特點，微觀結(jié)構(gòu)組成對宏觀使用性能的具體影響。難點：如何在何處和加工材料過程中有意識地控制材料的組成與結(jié)構(gòu)而獲得具有預期使用性能的材料。（五）金屬材料基本要點：金屬材料定義，性質(zhì)，結(jié)構(gòu)，制備方法及新型功能金屬材料介紹。重點：金屬的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)，鋼鐵的冶煉方法及過程，新型合金材料。難點：合金的結(jié)構(gòu)，金屬材料制備方法，新型合金原理。（六）陶瓷材料基本要點：掌握無

6、機非金屬材料的結(jié)構(gòu)、性能，掌握陶瓷材料的應用和制備方法。重點：非晶相的概念，陶瓷材料的制備過程，陶瓷材料的性能，新型陶瓷材料。難點：陶瓷材料的結(jié)構(gòu)，（新型）陶瓷材料的應用。（七）高分子材料基本要點：掌握高分子材料的基本概念，高分子材料的性能與分類，熟悉高分子材料的合成技術(shù)方法。重點：高分子材料的合成方法與材料特點。難點：老化，蠕變，內(nèi)耗，應力松弛，溶脹性，加聚與縮聚，熱塑性與熱固性等。（八）復合材料基本要點：掌握復合材料的基本概念和原理，復合材料的制備，復合材料的主要性能與應用。重點：復合制備原理和方法，增強相，基體。難點：復合材料的設計與制備。（九）納米材料基本要點：納米材料的概念和種類，納

7、米材料的特性，納米材料的制備與應用。重點：納米材料的定義、設計及表征方法。難點：納米材料的特性與構(gòu)效關系，納米材料的應用與結(jié)構(gòu)表征。四、教學方式及學時分配序號主要內(nèi)容主要教學方式學時分配輔導答疑比例一緒論講授21:1二基礎理論講授41:1三材料合成制備講授41:1四材料性能講授41:1五金屬材料講授61:1六陶瓷材料講授41:1七聚合物材料講授41:1八復合材料講授21:1九納米材料講授21:1五、課程其他教學環(huán)節(jié)要求（一）研究型教學：（6學時）討論題（1）：金屬材料討論題（2）：陶瓷材料討論題（3）：高分子材料討論題（4）：復合材料討論題（5）：納米材料（二）作業(yè)討論題（1）：生活中的材料化

8、學討論題（2）：關于材料的使用與研發(fā)：新材料與新方法？討論題（3）：熱力學與動力學計算討論題（4）：水熱合成方法與分子篩材料制備討論題（5）：Sol-gel法合成孔隙材料討論題（6）：多孔材料干燥過程中如何消除孔內(nèi)表面張力作用？討論題（7）：功能材料介紹討論題（8）：鋼鐵對國家工業(yè)的重要性討論題（9）：港珠澳大橋的意義與材料討論題（10）：為什么說材料化學是材料中的常青樹？討論題（11）：陶瓷材料好化學合成方法與應用討論題（12）：塑料分類處理的物料化學方法討論題（13）：陶瓷材料好化學合成方法與應用討論題（14）：塑料分類處理的物料化學方法討論題（15）：復合材料的構(gòu)建與協(xié)同作用討論題（16

9、）：納米材料與小尺寸效應六、本課程與其他課程的聯(lián)系（一）先修課程：物理化學，儀器分析，無機化學，有機化學等。（二）后修課程：化學反應工程，石油煉制工程、生產(chǎn)實習，畢業(yè)設計論文等。七、建議教材及教學參考書目（一）教材：1.材料化學，宿輝等編，北京大學出版社，2012年。（二）參考書：1.物理化學，傅獻彩等編，南京大學出版社，1987年。2.材料化學，翟玉春編，哈爾濱工業(yè)大學出版社,2017。3. 材料化學曾兆華編，化學工業(yè)出版社，2013。八、課程考核方式與成績評定辦法（一）課程考核方式為：考試。（二）成績評定方法：材料化學為綜合型考試課程，考試成績由兩部分組成，即平時成績占30%和期末考試占7

10、0%，期末考試方式為開卷考試，采用百分制計算；平時成績包括出勤、課堂提問及課后布置作業(yè)完成情況而定，總成績達到60分及格。評價項目評價環(huán)節(jié)課程目標平時成績（30分）考勤、作業(yè)、課堂測試（25分）課程目標1：掌握材料化學所涉及的物理化學中的基礎知識，能夠解決實際問題。掌握化學熱力學與動力學、表現(xiàn)與界面現(xiàn)象、電化學基礎、相與相平衡具體原理的實際應用。課程考試（70分）期末測試課程目標1：掌握材料化學所涉及的物理化學中的基礎知識，能夠解決實際問題。掌握化學熱力學與動力學、表現(xiàn)與界面現(xiàn)象、電化學基礎、相與相平衡具體原理的實際應用。課程目標:2：掌握材料制備過程與熱能相關的技術(shù)方法。掌握晶體（非晶）材料生長技術(shù)，掌握氣相沉積法（CVD與PVD），溶膠-凝膠法，水熱合成法，固相反應。掌握材料