《材料化学》课程教学大纲

1、材料化学课程教学大纲课程名称：材料化学英文名称：Materials Chemistry课程编码：X4030511学时数：32其中实践学时数：0 课外学时数：0学分数：2.0适用专业：化工、能化专业一、课程简介材料化学是能源化学工程专业选修课。课程主要内容材料化学所涉及的物理化学中的基础知识，材料制备过程与热能相关的技术方法，高分子材料、复合材料、纳米材料的基本概念、特性、制备与应用，金属材料与无机非金属材料的结构、性能等内容。培养学生系统掌握材料化学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和基本技能，能运用化学和材料科学的基础理论、基本知识和实验技能在材料科学与化学及其相关的领域从事研究、

2、教学、科技开发及相关管理工作的具有开拓型、前瞻性、复合型的人才。二、课程目标与毕业要求关系表课程目标毕业要求课程目标1：掌握材料化学所涉及的物理化学中的基础知识，能够解决实际问题。掌握化学热力学与动力学、表现与界面现象、电化学基础、相与相平衡具体原理的实际应用。2-2能够应用工程基础知识对研究对象进行正确的表达、分析工程问题。课程目标:2：掌握材料制备过程与热能相关的技术方法。掌握晶体（非晶）材料生长技术，掌握气相沉积法（CVD与PVD），溶胶-凝胶法，水热合成法，固相反应。掌握材料的化学性能，力学性能，热血性能，电/磁学性能及工艺性能。2-2能够应用工程基础知识对研究对象进行正确的表达、分析

3、工程问题。课程目标3：掌握金属材料与无机非金属材料的结构、性能。掌握金属的性质与原子结构，钢铁的冶炼方法及过程。掌握陶瓷材料的应用和制备方法。2-2能够应用工程基础知识对研究对象进行正确的表达、分析工程问题。课程目标4：掌握高分子材料、复合材料、纳米材料的基本概念、特性、制备与应用。掌握材料的设计与结构表征。掌握纳米材料的特性与构效关系。2-2能够应用工程基础知识对研究对象进行正确的表达、分析工程问题。三、课程教学内容、基本要求、重点和难点基本要求：了解金属材料的化学性质及其高温化学合成、非金属材料的化学组成及其烧结过程的化学变化、高分子材料的合成方法及其结构与性能的关系。掌握各类材料的基本化

4、学性质、化学合成方法、材料的结构与性能的关系等基础知识。（一）绪论基本要点：了解材料化学的发展过程，人类与材料之间关系，材料分类等。重点：材料分类和材料化学的特点，掌握材料的分类方法；了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料；了解材料化学在个领域的应用及作用。难点：材料的概念及随科技发展对材料的认识与应用。（二）化学基础知识基本要点：化学热力学与动力学，表现与界面现象，电化学基础，相与相平衡。重点：掌握物理化学中的基础知识，并能够解决实际问题，了解具体原理的实际应用。难点：热力学平衡与动力学平衡，界面现象，相图。（三）材料的制备基本要点：晶体（非晶）材料生长技术，气相沉积法（CVD与

5、PVD），溶胶-凝胶法，水热合成法，固相反应。重点：CVD，溶胶-凝胶法，水热合成法。难点：掌握材料制备过程与热能相关的技术方法。（四）材料的性能基本要点：化学性能，力学性能，热血性能，电/磁学性能，工艺性能。重点：结构型与功能型材料的自身特点，微观结构组成对宏观使用性能的具体影响。难点：如何在何处和加工材料过程中有意识地控制材料的组成与结构而获得具有预期使用性能的材料。（五）金属材料基本要点：金属材料定义，性质，结构，制备方法及新型功能金属材料介绍。重点：金属的性质与原子结构，钢铁的冶炼方法及过程，新型合金材料。难点：合金的结构，金属材料制备方法，新型合金原理。（六）陶瓷材料基本要点：掌握无

6、机非金属材料的结构、性能，掌握陶瓷材料的应用和制备方法。重点：非晶相的概念，陶瓷材料的制备过程，陶瓷材料的性能，新型陶瓷材料。难点：陶瓷材料的结构，（新型）陶瓷材料的应用。（七）高分子材料基本要点：掌握高分子材料的基本概念，高分子材料的性能与分类，熟悉高分子材料的合成技术方法。重点：高分子材料的合成方法与材料特点。难点：老化，蠕变，内耗，应力松弛，溶胀性，加聚与缩聚，热塑性与热固性等。（八）复合材料基本要点：掌握复合材料的基本概念和原理，复合材料的制备，复合材料的主要性能与应用。重点：复合制备原理和方法，增强相，基体。难点：复合材料的设计与制备。（九）纳米材料基本要点：纳米材料的概念和种类，纳

7、米材料的特性，纳米材料的制备与应用。重点：纳米材料的定义、设计及表征方法。难点：纳米材料的特性与构效关系，纳米材料的应用与结构表征。四、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例一绪论讲授21:1二基础理论讲授41:1三材料合成制备讲授41:1四材料性能讲授41:1五金属材料讲授61:1六陶瓷材料讲授41:1七聚合物材料讲授41:1八复合材料讲授21:1九纳米材料讲授21:1五、课程其他教学环节要求（一）研究型教学：（6学时）讨论题（1）：金属材料讨论题（2）：陶瓷材料讨论题（3）：高分子材料讨论题（4）：复合材料讨论题（5）：纳米材料（二）作业讨论题（1）：生活中的材料化

8、学讨论题（2）：关于材料的使用与研发：新材料与新方法？讨论题（3）：热力学与动力学计算讨论题（4）：水热合成方法与分子筛材料制备讨论题（5）：Sol-gel法合成孔隙材料讨论题（6）：多孔材料干燥过程中如何消除孔内表面张力作用？讨论题（7）：功能材料介绍讨论题（8）：钢铁对国家工业的重要性讨论题（9）：港珠澳大桥的意义与材料讨论题（10）：为什么说材料化学是材料中的常青树？讨论题（11）：陶瓷材料好化学合成方法与应用讨论题（12）：塑料分类处理的物料化学方法讨论题（13）：陶瓷材料好化学合成方法与应用讨论题（14）：塑料分类处理的物料化学方法讨论题（15）：复合材料的构建与协同作用讨论题（16

9、）：纳米材料与小尺寸效应六、本课程与其他课程的联系（一）先修课程：物理化学，仪器分析，无机化学，有机化学等。（二）后修课程：化学反应工程，石油炼制工程、生产实习，毕业设计论文等。七、建议教材及教学参考书目（一）教材：1.材料化学，宿辉等编，北京大学出版社，2012年。（二）参考书：1.物理化学，傅献彩等编，南京大学出版社，1987年。2.材料化学，翟玉春编，哈尔滨工业大学出版社,2017。3. 材料化学曾兆华编，化学工业出版社，2013。八、课程考核方式与成绩评定办法（一）课程考核方式为：考试。（二）成绩评定方法：材料化学为综合型考试课程，考试成绩由两部分组成，即平时成绩占30%和期末考试占7

10、0%，期末考试方式为开卷考试，采用百分制计算；平时成绩包括出勤、课堂提问及课后布置作业完成情况而定，总成绩达到60分及格。评价项目评价环节课程目标平时成绩（30分）考勤、作业、课堂测试（25分）课程目标1：掌握材料化学所涉及的物理化学中的基础知识，能够解决实际问题。掌握化学热力学与动力学、表现与界面现象、电化学基础、相与相平衡具体原理的实际应用。课程考试（70分）期末测试课程目标1：掌握材料化学所涉及的物理化学中的基础知识，能够解决实际问题。掌握化学热力学与动力学、表现与界面现象、电化学基础、相与相平衡具体原理的实际应用。课程目标:2：掌握材料制备过程与热能相关的技术方法。掌握晶体（非晶）材料生长技术，掌握气相沉积法（CVD与PVD），溶胶-凝胶法，水热合成法，固相反应。掌握材料