材料制备化学课程教学大纲

1、材料制备化学课程教学大纲课程名称：材料制备化学英文名称：Chemistry in Materials Preparation课程编号：x4011651学 时 数：32其中实验（实训）学时数：0 课外学时数：0 学 分 数：2适用专业：材料化学一、课程的性质和任务本课程是材料化学专业的专业选修课之一，是培养材料化学专业工程技术人员和相关领域研究人员必要的选修课程。开设本课程的目的在于正确、合理地运用物理化学原理解释材料科学领域的基本研究方法、归纳材料研究中的一些基本规律，从化学的角度提出现有工艺技术和材料性能的改善方向和途径，并为新材料、新工艺、新技术的开发研制奠定基础。材料制备化学课程对于将来

2、从事材料研究与制备的学生来说是一门重要的课程，对于培养该类学生从化学角度提出问题、分析问题、解决问题的能力具有重要的意义。二、课程教学内容的基本要求、重点和难点 （一） 绪论了解材料的发展历史及在现代社会中的重要地位，金属材料、非金属材料、复合材料的基本概况，材料化学的主要研究内容以及研究的目的与意义。（二） 化学热力学基础掌握热力学函数，化学反应热，盖斯定律，标准热力学函数，化学势、偏摩尔量，吉-杜公式，多相敞开体系的基本关系式，气态物质的化学势表达式。理解固体热力学的状态参量、状态方程及热力学函数。重点：热力学函数的定义、性质及其关系。化学反应热的定义，盖斯定律。化学势、偏摩尔量的定义、性

3、质及区别，吉-杜公式，多相敞开体系的基本关系式，气态物质的化学势表达式。难点：应用热力学函数进行计算。（三） 相图正确理解相律中的几个基本概念。了解相律的推导过程。掌握相律形式及相律的应用，一级相变和二级相变。熟练掌握单组分、双组分、三组分体系的典型相图。重点：相律的应用，一级相变和二级相变的特点。难点：单组分、双组分、三组分体系的相图分析。（四） 溶液与固溶体正确理解拉乌尔定律与亨利定律的内容。掌握理想液体中各组分的化学势与理想液体的性质，稀溶液中各组分的化学势与稀溶液的性质，实际溶液中各组分的化学势及活度，超额函数，固溶体的分类，生成各类固溶体的条件，固溶体缺陷方程。重点：理想液体中各组分

4、的化学势与理想液体的性质，稀溶液中各组分的化学势与稀溶液的性质。实际溶液中各组分的化学势，活度概念及活度标准状态的选择，超额函数的定义与性质。固溶体的分类、生成各类固溶体的条件、固溶体缺陷方程。难点：溶液中热力学计算，固溶体缺陷方程的书写。（五） 表面现象与胶体分散体系掌握比表面吉布斯自由能与表面张力的区别，表面现象基本规律，分散度对体系热力学函数、蒸气压、体系凝固点、固体在液体中的溶解度的影响，介稳状态，液体的沸腾过程和金属的结晶过程，润湿程度的度量标准，润湿类型和润湿功。正确理解液体的表面张力与浓度的关系，固体表面吸附的本质，吸附理论。了解气-固吸附在陶瓷工艺中和真空镀膜工艺中的应用，胶体

5、的制备方法和胶体的净化方法，溶胶-凝胶的制备和胶凝过程，纳米材料的基本性质和纳米材料的制备方法。重点：比表面吉布斯自由能与表面张力的区别，表面现象基本规律，分散度对体系热力学函数、蒸气压、体系凝固点、固体在液体中的溶解度的影响，溶胶的光学性质、动力性质、电学性质，溶胶的稳定性和聚沉作用。难点：用基本原理解释表面现象。（六） 金属与合金了解金属的分类以及性质，金属的提炼方法及精炼方法，合金的基本类型，铁和钢的冶炼原理，钢铁的结构。掌握金属的晶体结构和金属的物理性质，区域熔炼法，金属的腐蚀原理和金属的防护方法。熟练掌握氧化物的氧势图。重点：区域熔炼法的原理，金属的腐蚀原理和金属的防护方法。难点：氧

6、化物的氧势图应用。（七） 非金属材料掌握陶瓷材料的相组成，非金属材料的化学键。了解离子晶体中正负离子的堆积方式，简单氧化物的晶体结构，比较复杂氧化物的晶体结构，共价晶体的晶体结构，陶瓷的化学组成和陶瓷的烧结过程，几种特种陶瓷的生产方法，水泥的生产过程和水泥凝结硬化过程，几种半导体材料的制备过程。重点：陶瓷材料的相组成，非金属材料的化学键。 难点：非金属材料的物质结构。三、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2二化学热力学基础讲授82：1三相图讲授62：1四溶液与固溶体讲授42：1五表面现象与胶体分散体系讲授82：1六金属与合金讲授22：1七非金属材料讲授22：1四、课程其他教学环节要求除课堂教学外，还进行课外教学，布置作业和阅读相关文献资料。作业的基本要求：布置作业题的题型及比例大致为：名词解释20%；问答题30；相图20%；计算30%。 五、本课程与其他课程的联系在学习本课程之前，学生应先修物理化学、无机化学等课程，了解和掌握相关知识，为腐蚀与防护、复合材料等后续课程奠定基础。六、教学参考书目1 材料化学 朱光明 机械工业出版社，2003，1，第一版；2 材料化学 李奇 高等教育出版社，2004，12，第一版；3 材料化学 周志华 化学工业出版社，2