《材料制备技术》课程教学大纲

1、材料制备技术课程教学大纲一、材料制备技术课程说明（一）课程代码：08131019（二）课程英文名称：Material Synthesis（三）开课对象：物理系材料物理专业（四）课程性质：本课程是材料物理专业的一门专业必修课。（五）教学目的全面介绍纳米材料的制备方法，将纳米材料分为纳米粉末(零维)、纳米纤维(一维)、纳米膜(二维)、纳米块体(三维)、纳米复合材料、纳米结构等六类，这六类纳米材料的制备方法各有不同，不同的制备技术制备相同的材料，材料性能亦有较大的差别。按纳米材料的分类分别叙述其制备工艺将更有利于了解纳米材料制备技术的全貌。（六）教学内容：将纳米材料分为纳米粉末(零维)、纳米纤维(一

2、维)、纳米膜(二维)、纳米块体(三维)、纳米复合材料、纳米结构等六类，按纳米材料的分类分别叙述其制备工艺。（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数：54学分数：3学时数具体分配：教学内容讲授实验/实践合计第一章气相法制备纳米微粒66第二章液相法制备纳米微粒1010第三章固相法制备纳米微粒66第四章纳米微粒表面修饰66第五章一维纳米材料的制备88第六章二维三维纳米材料的制备66第七章纳米复合材料的制备77第八章纳米结构的制备55合 计5454（八）教学方式：课堂教学（九）考核方式和成绩记载说明：考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格，综合成绩根据出勤情况、平

3、时成绩和期末成绩评定，出勤情况占20，平时成绩占20，期末成绩占60。二、讲授大纲与各章的基本要求第一章 气相法制备纳米微粒教学要点：通过本章的教学使学生初步了解气相法制备纳米材料的基本特点，掌握几种不同的气相制备方法。教学时数：6教学内容：第一节：气体中蒸发法一、 电阻加热法二、 高频感应加热法三、 等离子体加热法四、 电子束加热法五、 激光加热法六、 通电加热蒸发法七、 流动油面上真空沉积法八、 爆炸丝法第二节：化学气相反应法一、 化学气相反应法的基本原理二、 热管炉加热化学气相反应法三、 激光诱导化学气相反应法四、 等离于体加强化学气相反应法第三节：化学气相凝聚法第四节：溅射法考核要求：

4、1气体中蒸发法（识记）2化学气相反应法（识记）3化学气相凝聚法（领会）4溅射法（领会）第二章 液相法制备纳米微粒教学要点：了解液相法制备纳米微粒的基本原理，掌握几种基本的液相制备方法，了解这些制备方法各自的优缺点及适用范围。教学时数：10教学内容：第一节：沉淀法一、共沉淀法二、均相沉淀法第二节：水解法一、 无机盐水解法二、 金属醇盐水解法第三节：喷雾法一、喷雾干燥法二、雾化水解法三、喷雾焙烧法第四节：溶剂热法(高温高压)一、水热法二、有机溶剂热法第五节：蒸发溶剂热解法第六节：氧化还原法(常压)一、水溶液法二、有机溶液法第七节：乳液法一、乳液法的基本原理二、微乳液的选择标淮三、纳米微粒的乳液法制

5、备第八节：辐射化学合成法第九节：溶胶凝胶法一、 溶胶凝胶法的基本原理二、 溶胶凝胶法的工艺原理及工艺考核要求：1沉淀法的基本原理（领会）2水解法的基本原理（领会）3几种喷雾法的区别和适用范围（识记）4溶剂热法与蒸发溶剂热解法的基本原理（识记）5乳液法与溶胶凝胶法的应用（识记）6氧化还原法的基本原理（领会）7辐射化学合成法的基本原理（领会）第三章 固相法制备纳米微粒教学要点：了解固相法制备纳米微粒的基本原理，掌握固相法制备的两种机制，以及因此派生出来的几种制备方法。明确这两种机制的区别，一个在产生过程中物质没有发生变化，只是将大块物质极细地分割；另一种则是在过程中物质发生了变化，是将分子或原子进

6、行重修组合的过程。教学时数：6教学内容：第一节：热分解法一、 草酸盐的分类二、 草酸盐的热分解第二节：固相反应法第三节：火花放电法第四节：溶出法第五节：球磨法一、高能球磨法(以机械合金化球磨为例)的制备工艺二、高能球磨法制备纳米微粒考核要求：1尺寸降低过程的基本原理（领会）2构筑过程的基本原理（领会）3两种机制所分别对应的制备方法（识记）第四章 纳米微粒表面修饰教学要点：介绍纳米微粒表面修饰的意义，介绍目前比较常用的物理和化学修饰方法。教学时数：6教学内容：第一节：纳米微粒的表面修饰研究及方法概述一、 纳米微粒的表面修饰研究二、 纳米微粒表面修饰的方法第二节：纳米微粒表面物理修饰第三节：纳米微

7、粒表面化学修饰一、酯化反应法二、偶联剂法三、表面接枝改性法考核要求：1纳米微粒的表面修饰研究及方法概述（领会）2纳米微粒表面物理修饰（领会）3纳米微粒表面化学修饰（识记）第五章 一维纳米材料的制备教学要点：一、纳米碳管的制备方法二、纳米碳管的纯化三、其他一维纳米材料的制备教学时数：8教学内容：第一节：纳米碳管的制备一、电弧法二、碳氢化合物催化分解法三、等离子体休法和激光法四、其他制备方法第二节：纳米碳管的纯化一、气相氧化法二、液相氧化法三、溴化气相氧化法四、单层纳米碳管的纯化第三节：纳米棒、纳米丝和纳米线的制备一、激光烧浊法(包话说光沉积法) 二、蒸发冷凝法三、气固生长(vs)法四、溶液液相固

8、相(3Ls)法五、选择电沉积法六、模板法七、聚合法八、金属有机化合物气相外延与晶体的气液固生长法相结合九、溶胶凝胶与碳热还原法合成碳化硅和氮化硅纳米线十、纳米尺度液滴外延法合成碳化硅纳米线第四节：同轴纳米电缆的制备考核要求：1纳米碳管的制备（识记）2纳米碳管的纯化（识记）3其他一维纳米材料的制备（领会）第六章 二维三维纳米材料的制备教学要点：一、纳米金属与合金材料的制备二、纳米陶瓷的制备三、纳米薄膜的制备教学时数：6教学内容：第一节：纳米金属与合金材料的制备一、惰性气体蒸发、原位加压制备法二、高能球磨法结合加压成块法三、非晶晶化法四、高压、高温固相淬火法五、大塑性变形方法六、塑性变形加循环相变

9、方法七、脉冲电流直接晶化法八、深过冷直接晶化法第二节：纳米陶瓷的制备一、无压力烧结二、应力有助烧结第三节：纳米薄膜的制备一、溶胶凝胶法二、电沉积法三、高速超微粒子沉积法四、等离子体化学气相沉积技术五、溅射法六、化学气相沉积法七、惰性气体蒸发法考核要求：1纳米金属与合金的制备（识记）2纳米陶瓷的制备（领会）3纳米薄膜的制备（识记）第七章 纳米复合材料的制备教学要点：一、纳米复合材科的分类二、无机纳米复合材料的制备三、有机无机纳米复合材料的制备四、聚合物聚合物纳米复合材料的制备教学时数：7教学内容：第一节：纳米复合材科的分类第二节：无机纳米复合材料的制备一、溶胶凝胶(solGEl)法二、高能球磨法

10、三、化学气相沉积法四、RF溅射法五、无机晶体生长法六、其他方法第三节：有机无机纳米复合材料的制备一、 溶胶凝胶法二、 插层复合法三、 辐射合成法四、 纳米粒子直接分散法五、 纳米微粒原位生成法六、 前驱体法七、 LB膜技术第四节：聚合物聚合物纳米复合材料的制备一、 聚合物聚合物分子复合材料的制备二、 聚合物溶致性液晶聚合物原位复合材料的制备三、 纳米级聚合物微纤混合物复合材料的制备考核要求：1纳米复合材料的分类（领会）2无机纳米复合材料的制备（识记）3有机无机纳米复合材料的制备（识记）4聚合物聚合物纳米复合材料的制备（领会）第八章 纳米结构的制备教学要点：了解纳米结构体系的概念，了解制备纳米结构的两种机制人工纳米组装体系和纳米结构自组织和分子自组织体系，掌握几种制备纳米结构的具体方法。教学时数：5教学内容：第一节：纳米结构自组织和分子自组织合成一、 纳米结构自组织合成二、 纳米结构分子自组织合成第二节：厚膜模扳法合成纳米阵列一、模扳的制备和分类二、纳米结构的厚膜模板合成方法和技术要点第三节：介孔固体和介孔复合体的合成第四节：单电子晶体管的制备第五节：碳纳米管有序阵列的化学气相法合成第六节：纳米粒子和离子团与沸石的组装体系的制备一、 沸石结构的描述二、 金属纳米粒子和金属离于团簇与沸石组装体系的合成