材料化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)大綱-2024鮮版

材料化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)大綱12024/3/28課程概述與目標基礎(chǔ)知識與理論材料合成與制備技術(shù)材料結(jié)構(gòu)與性能表征功能材料及其應(yīng)用實驗技能培養(yǎng)與實踐環(huán)節(jié)課程考核與評價標準contents目錄22024/3/2801課程概述與目標32024/3/28材料化學(xué)專業(yè)背景材料化學(xué)是化學(xué)與材料科學(xué)交叉的學(xué)科，研究材料的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律。隨著科技的進步，新材料在能源、信息、生物等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，材料化學(xué)專業(yè)的重要性日益凸顯。材料化學(xué)專業(yè)旨在培養(yǎng)掌握化學(xué)和材料科學(xué)基礎(chǔ)知識，具備創(chuàng)新能力和實踐能力的復(fù)合型人才。42024/3/28掌握化學(xué)和材料科學(xué)的基本概念和原理，理解材料的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律。了解材料化學(xué)領(lǐng)域的前沿動態(tài)和發(fā)展趨勢，具備創(chuàng)新意識和跨學(xué)科思維能力。教學(xué)目標與要求具備實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和解釋的能力，能夠獨立完成實驗并撰寫實驗報告。具備良好的職業(yè)道德和團隊協(xié)作精神，能夠適應(yīng)社會發(fā)展和科技進步的需求。52024/3/28基礎(chǔ)課程無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等。專業(yè)課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料化學(xué)、材料物理、材料制備與加工等。實驗課程化學(xué)實驗基礎(chǔ)、材料化學(xué)實驗、綜合實驗等。選修課程新能源材料、生物醫(yī)用材料、納米材料等，根據(jù)學(xué)生興趣和職業(yè)規(guī)劃進行選擇。課程設(shè)置與安排62024/3/2802基礎(chǔ)知識與理論72024/3/28材料的制備與加工涵蓋各種材料的制備方法，如金屬冶煉、陶瓷制備、高分子合成等，以及材料的加工技術(shù)，如鑄造、鍛造、焊接等。材料的表征與分析介紹材料的形貌、結(jié)構(gòu)、成分等表征方法，如X射線衍射、電子顯微鏡、光譜分析等。材料的結(jié)構(gòu)與性能包括晶體結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等性能。材料科學(xué)基礎(chǔ)82024/3/28無機化學(xué)包括元素周期表、化學(xué)鍵合、化學(xué)反應(yīng)等基礎(chǔ)知識。有機化學(xué)涵蓋有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成和反應(yīng)機理等內(nèi)容。物理化學(xué)研究物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，包括熱力學(xué)、動力學(xué)、電化學(xué)等。化學(xué)基礎(chǔ)知識92024/3/28材料中的化學(xué)鍵合探討材料中原子或分子之間的相互作用，如離子鍵、共價鍵、金屬鍵等。材料的化學(xué)反應(yīng)研究材料在制備和使用過程中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，如氧化、還原、腐蝕等。材料的化學(xué)穩(wěn)定性分析材料在不同環(huán)境下的化學(xué)穩(wěn)定性及其影響因素，如溫度、壓力、介質(zhì)等。材料化學(xué)原理102024/3/2803材料合成與制備技術(shù)112024/3/28通過固體原料間的化學(xué)反應(yīng)合成新材料，如陶瓷材料的合成。固相反應(yīng)法通過溶膠的形成、凝膠化及熱處理等步驟合成材料，如氧化物薄膜的制備。溶膠-凝膠法在高溫高壓的水溶液或有機溶劑中進行化學(xué)反應(yīng)合成材料，如納米材料的制備。水熱/溶劑熱法傳統(tǒng)合成方法122024/3/28物理氣相沉積（PVD）通過物理過程（如蒸發(fā)、升華、濺射等）使材料從靶材轉(zhuǎn)移至基體上形成薄膜的技術(shù)。原子層沉積（ALD）基于表面化學(xué)反應(yīng)的薄膜沉積技術(shù)，具有原子層級的控制精度，用于制備超薄膜、納米結(jié)構(gòu)等。化學(xué)氣相沉積（CVD）利用氣態(tài)物質(zhì)在固態(tài)基體表面進行化學(xué)反應(yīng)生成固態(tài)沉積物的技術(shù)，用于制備薄膜、涂層等。先進合成技術(shù)132024/3/28采用固相反應(yīng)法合成陶瓷粉體，再通過成型、燒結(jié)等工藝制備出高性能陶瓷材料。高性能陶瓷的制備利用水熱/溶劑熱法制備納米顆粒，通過控制反應(yīng)條件實現(xiàn)納米材料形貌、尺寸的可控合成。納米材料的制備運用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積技術(shù)在基體上沉積薄膜，通過優(yōu)化工藝參數(shù)提高薄膜質(zhì)量和性能。薄膜材料的制備010203材料制備實例分析142024/3/2804材料結(jié)構(gòu)與性能表征152024/3/28X射線衍射分析利用X射線在晶體中的衍射效應(yīng)，研究材料的晶體結(jié)構(gòu)和相組成。原子力顯微鏡利用原子間的相互作用力，研究材料表面的納米級形貌和力學(xué)性質(zhì)。電子顯微分析通過電子顯微鏡觀察材料的微觀形貌、晶體缺陷和界面結(jié)構(gòu)等。微觀結(jié)構(gòu)表征方法162024/3/28力學(xué)性能測試包括拉伸、壓縮、彎曲等試驗，研究材料的強度、硬度、韌性等力學(xué)性能。物理性能測試如熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率、磁性能等，研究材料在物理場下的響應(yīng)和性能?；瘜W(xué)性能測試包括耐腐蝕性、抗氧化性等，研究材料在化學(xué)環(huán)境中的穩(wěn)定性和反應(yīng)活性。宏觀性能測試技術(shù)030201172024/3/28晶體結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究晶體結(jié)構(gòu)對材料力學(xué)、物理和化學(xué)性能的影響規(guī)律。成分-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系探討材料成分、結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，指導(dǎo)材料優(yōu)化設(shè)計。微觀結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系分析微觀結(jié)構(gòu)如晶界、位錯等對材料性能的作用機制。結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系探討182024/3/2805功能材料及其應(yīng)用192024/3/28鋰離子電池材料正極材料、負極材料、電解液及隔膜等關(guān)鍵材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能及制備技術(shù)。燃料電池材料催化劑、電解質(zhì)、電極等關(guān)鍵材料的制備、性能及應(yīng)用。太陽能電池材料硅基太陽能電池、薄膜太陽能電池、染料敏化太陽能電池等關(guān)鍵材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能及制備技術(shù)。能源轉(zhuǎn)換與存儲材料202024/3/28發(fā)光材料光電功能材料熒光粉、量子點、有機發(fā)光材料等發(fā)光原理、制備及應(yīng)用。顯示材料液晶顯示材料、有機電致發(fā)光顯示材料等顯示原理、制備及應(yīng)用。光電導(dǎo)材料、光伏材料等光電轉(zhuǎn)換原理、制備及應(yīng)用。光電轉(zhuǎn)換材料212024/3/28生物醫(yī)用材料生物相容性材料生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料等生物相容性原理、制備及應(yīng)用。生物醫(yī)用高分子材料醫(yī)用塑料、醫(yī)用橡膠、醫(yī)用纖維等高分子材料的合成、改性及應(yīng)用。組織工程材料支架材料、細胞培養(yǎng)基質(zhì)等組織工程原理、制備及應(yīng)用。222024/3/28可生物降解塑料、光降解塑料等環(huán)境降解原理、制備及應(yīng)用。環(huán)境降解材料節(jié)能玻璃、環(huán)保涂料等綠色建筑材料的特點、制備及應(yīng)用。綠色建筑材料吸附劑、膜材料等水處理原理、制備及應(yīng)用。水處理材料環(huán)境友好型材料232024/3/2806實驗技能培養(yǎng)與實踐環(huán)節(jié)242024/3/28學(xué)習(xí)實驗室基本安全制度，了解實驗室常見安全隱患及應(yīng)對措施。實驗室安全規(guī)章制度掌握化學(xué)危險品的分類、標識、儲存和使用規(guī)范，確保實驗過程安全。化學(xué)危險品管理與使用學(xué)習(xí)實驗事故應(yīng)急處理方法和程序，提高應(yīng)對突發(fā)情況的能力。實驗事故應(yīng)急處理實驗安全規(guī)范教育252024/3/28123熟悉并掌握常用實驗儀器和設(shè)備的使用方法，如分光光度計、電導(dǎo)率儀、pH計等。常用實驗儀器與設(shè)備使用學(xué)習(xí)實驗樣品的制備、純化和處理方法，保證實驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。實驗樣品制備與處理培養(yǎng)規(guī)范、準確的實驗數(shù)據(jù)記錄習(xí)慣，掌握基本的數(shù)據(jù)分析方法和技巧。實驗數(shù)據(jù)記錄與分析基本實驗操作訓(xùn)練262024/3/28學(xué)習(xí)實驗方案的設(shè)計原則和方法，能夠根據(jù)實際需求進行實驗方案的優(yōu)化和改進。實驗方案設(shè)計與優(yōu)化掌握多步驟實驗操作的流程和規(guī)范，提高實驗的連貫性和效率。多步驟實驗操作學(xué)習(xí)對實驗結(jié)果進行深入分析和討論的方法，提高分析問題和解決問題的能力。實驗結(jié)果分析與討論綜合性實驗設(shè)計與實踐272024/3/2801通過參與創(chuàng)新性實驗項目，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新意識，鼓勵學(xué)生提出新的實驗想法和方案。科研思維與創(chuàng)新能力培養(yǎng)02在創(chuàng)新性實驗項目中，學(xué)生需要學(xué)會與團隊成員協(xié)作，提升溝通能力和團隊協(xié)作精神。團隊協(xié)作與溝通能力提升03強調(diào)學(xué)術(shù)道德和規(guī)范的重要性，要求學(xué)生遵守學(xué)術(shù)誠信原則，杜絕抄襲和剽竊行為。學(xué)術(shù)道德與規(guī)范教育創(chuàng)新性實驗項目開展282024/3/2807課程考核與評價標準292024/3/28課堂表現(xiàn)積極參與課堂討論，主動發(fā)言，提出有深度的問題或見解。作業(yè)完成情況按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整、準確，體現(xiàn)對知識點的掌握。小組項目在小組項目中承擔(dān)一定的角色，積極參與討論和合作，對項目成果做出貢獻。平時成績評定方法302024/3/28閉卷考試，包括選擇題、填空題、簡答題和計算題等多種題型。考試形式考試內(nèi)容考試難度涵蓋課程所有重要知識點，包括基本概念、原理、方法及應(yīng)用等。適中，旨在檢驗學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度和應(yīng)用能力。期末考試形式及內(nèi)容312024/3/28平時成績占比占總評成績的40%，包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況和小組項目成績。期末考試成績占比占總評成績的60%，根據(jù)閉卷考試成績計算?？傇u成績計算公式總評成績=平時成績×40%+期末考試成績×60%。總評成績計算方法322024/3/2801補考規(guī)定對于期