《功能材料导论》课程教学大纲

1、功能材料导论课程教学大纲课程编号：20311301总学时数：32总学分数：2课程性质：必修课程适用专业：无机非金属材料工程一、课程的任务和基本要求：本课程从材料的功能体系出发，介绍功能材料的概念、分类、研究领域、最新前沿动态、应用和开发前景。讨论金属材料、非金属材料、高分子材料、复合材料在合成、制备、使用过程中所涉及的化学问题，阐述功能材料的电、磁、光、热等共性物理基础。具体内容包括：材料的结构、超导材料、贮氢合金、形状记忆合金、磁性材料、半导体材料、梯度功能材料、功能陶瓷、功能高分子材料。通过该课程的学习，使学生初步掌握功能材料中的化学原理与合成方法，提高分析问题和解决问题的能力，为学生毕业

2、后从事无机材料工程技术和科学研究等工作开拓知识面，打下理论基础。通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，要求学生达到的基本要求是：了解功能材料最新前沿研究动态、应用和开发前景；熟悉功能材料概念、分类，熟悉相关功能材料的化学过程及变化规律；掌握功能材料性能、用途以及研究方法。二、基本内容和要求：1材料的结构与性能（1）晶体特征；（2）晶体类型；（3）晶体结构与缺陷；（4）功能材料的性能基本要求：了解晶体的基本概念、晶体的基本性质。熟悉晶体结构。掌握晶体缺陷对材料性能的影响。重点：功能材料的基本物理共性。难点：晶体缺陷对材料性能的影响。2超导材料（1）超导材料的临界参数；（2）低温超导材料；（3）超

3、导材料的应用基本要求：了解超导的基本概念。熟悉超导材料的发展历程与现状，熟悉超导材料的应用。掌握超导材料的三个临界条件与应用特征。重点：超导的概念与临界条件。难点：超导材料与超导陶瓷的临界条件。3贮氢合金（1）金属贮氢原理；（2）贮氢合金分类；（3）贮氢合金应用基本要求：了解贮氢材料的分类与应用，熟悉贮氢合金的分类，掌握金属或合金的贮氢原理。重点：金属与合金的贮氢原理。难点：贮氢的应用特点。4形状记忆合金（1）形状记忆合金原理；（2）形状记忆合金分类；（3）形状记忆合金应用基本要求：了解记忆合金的概念。熟悉合金的固溶强化，杂质使合金结构畸变能阻碍外力对材料引起的形变，固溶体强度提高，而延展性、

4、导电性下降。掌握形状记忆合金的记忆原理。重点：形状记忆合金的记忆原理。难点：金属材料的马氏体相变与马氏体相变特征，记忆合金的单程记忆效应，双程记忆效应和全程记忆效应。5磁性材料（1）物质的磁性和电子的行为；（2）软磁材料和硬磁材料；（3）磁性记录材料基本要求：了解物质的磁性和电子的行为、磁性记录材料。熟悉抗磁性；顺磁性（磁性最弱）；铁磁性（磁性最强，统称为强磁性，实际应用的磁性材料）；亚铁磁性；反铁磁性材料的特征。掌握：软磁材料和硬磁材料的特征和应用。重点：磁滞回线与磁滞回线图。难点：磁性材料的磁性能与温度关系，居里点温度，尼尔温度。6梯度功能材料（1）梯度功能材料的特点；（2）热防护梯度功能

5、材料；（3）梯度功能材料的应用基本要求：了解梯度功能材料的概念与特点。熟悉梯度功能材料的应用领域与发展现状。掌握梯度功能材料的复合结构与基本原理。重点：梯度功能材料常用复合材料及选用依据。难点：梯度功能材料结构与原理。7功能陶瓷（1）导电陶瓷；（2）介电铁电陶瓷；（3）铁氧体；（4）生物陶瓷；（5）超导陶瓷基本要求：了解陶瓷的分类与一般生产工艺。熟悉功能陶瓷的品种与用途。掌握陶瓷的导电性、介电性能、铁电性。重点：高温结构陶瓷、铁电陶瓷、陶瓷铁氧体。难点：超导陶瓷的导电原理。8功能高分子材料（1）导电高分子材料；（2）光导电和光致变色高分子材料；（3）感光树脂；（4）可降解高分子材料；（5）高分

6、子吸附剂；（6）生物、医用高分子材料基本要求：了解功能高分子材料的分类，感光树脂，可降解高分子材料，高分子吸附剂，高分子功能膜，生物、医用高分子材料。熟悉导电高分子材料，光导电和光致变色高分子材料。掌握结构导电高分子材料的基本原理。重点：导电高分子材料、光导电和光致变色高分子材料。难点：结构型导电高分子导电机理。三、实践环节和要求：无四、教学时数分配：理论： 32 实验： 上机： 其它： 教学内容学时分配教学内容学时分配1材料的结构与性能 26梯度功能材料 22超导材料 47功能陶瓷 53贮氢合金 48功能高分子材料 44形状记忆合金 4考查 25磁性材料 5合计32五、其它项目（含课外学时内

7、容）：无六、有关说明：1、教学和考核方式：本课程采取课堂教学方式，以讲授为主，辅以多媒体教学手段。本课程属于考查课程，采取开卷考试形式。2、习题：每章附相应习题。3、能力培养要求：通过本课程的学习，要求学生掌握功能材料的基本理论、原理和各种功能材料的特征与应用。要求学生充分掌握课程重点，具有选用、解决材料实际问题的初步能力。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：物理化学、无机与分析化学、材料概论、材料科学基础（一）。后续课程和教学环节：胶体与表面化学、专业论文。平行开设课程和教学环节：高分子化学与物理、材料结构与性能。5、教材和主要参考书目：（1）教材：殷景华. 功能材料概论. 哈尔滨工业大学出版社，2007（2）主要参考书目： 陈玉安、王必本、廖其龙.现代功能