《材料合成与制备》课程教学大纲

1、材料合成与制备教学大纲课程编号：课程英文译名：Synthesis and Preparation of Materials课程类别：专业课开课对象：材料化学开课学期：7学分：2.5 总学时：48学时 讲课：32学时 实验：16学时一、说 明【目的任务】本课程针对目前21世纪新材料的发展趋势，总结和概括了几种目前热点形态材料和高新材料的常用合成和制备方法。通过本课程的学习，能够使学生对目前几种常见新材料制备方法的发展概况、制备原理、操作设备以及制备工艺方法等有一定的了解和掌握；通过理论课与实验课的结合，学生能够熟悉常见形态新材料的制备工艺流程和工艺方法控制手段，这不仅能够锻炼学生操作实验的动手能

2、力，而且在操作过程中，能够理论和实践相结合，对材料的形成机理进行深入的分析和了解，培养学生发现问题、分析问题和解决相关材料合成和制备方面问题的基本能力，培养学生创新意识，为今后的生产实践和科学研究打下坚实的基础。本课程的任务是根据目前新材料的发展趋势，重点结合21世纪高性能材料、低维材料、功能材料、绿色材料以及复合材料的发展方向，将材料学、化学、物理学等学科内容融入材料合成与制备技术中，使学生熟练掌握材料合成与制备的基本原理、工艺方法和技术流程，通过对材料合成机理及实验设备的了解，能够针对具体要求制定材料的合成与制备工艺，并能够完成新材料合成与制备某技术的专题研究任务。【教学安排】本课程为考查

3、课，在第7学期完成，总学时数为48学时。二、学时分配理论部分章节内 容学时绪论1一溶胶凝胶法 4二水热与溶剂热合成7三化学气相沉积4四共沉淀法4五低温固相合成4六热压烧结4七等离子体烧结合成技术4合计32实验部分序号实验项目内容学时备注一固相反应法制备多元复合氧化物粉体4必开二溶胶凝胶法制备氧化物粉体4必开三化学共沉淀法制备多元复合氧化物粉料4必开四水热合成法制备纳米粉体4选开五溶剂热合成法制备纳米粉体4选开注：必开实验12学时，选开实验4学时。三、课程内容与教学要求理论部分绪论（1学时）建立材料和材料合成与制备的基本概念，了解本课程的主要内容和要求、及学习方法。第一章 溶胶凝胶法（4学时）【

4、教学要求】学习溶胶凝胶法的发展过程和发展趋势，掌握溶胶凝胶法的基本概念和溶胶稳定机制，掌握溶胶凝胶法基本原理和适用范围握不同凝胶形成过程和特点，了解凝胶合成设备，掌握溶胶凝胶合成工艺过程、工艺参数及过程控制【教学内容】一、溶胶凝胶合成方法发展二、溶胶凝胶合成方法原理三、溶胶凝胶合成工艺四、溶胶凝胶合成方法应用实例第二章 水热与溶剂热合成（7学时）【教学要求】学习水热与溶剂热法的发展过程，熟悉水热和溶剂热合成方法的优缺点，掌握水热和溶剂热法的基本原理和适用范围。了解水热和溶剂热生产设备，掌握水热和溶剂热法反应的基本类型，工艺过程、工艺参数及过程控制。【教学内容】一、水热与溶剂热合成方法的发展二、

5、水热与溶剂热合成方法原理三、水热与溶剂热合成工艺四、水热与溶剂热合成方法应用实例第三章 化学气相沉积（4学时）【教学要求】学习化学气相沉积发展过程，了解化学气相沉积合成的优缺点和发展方向，掌握化学气相沉积合成的理论基础，基本原理和适用范围。了解常用化学气相沉积生产工艺种类和特点，了解化学气相沉积生产设备，掌握化学气相沉积工艺过程、工艺参数及过程控制。【教学内容】一、化学气相沉积合成方法发展二、化学气相沉积法原理三、化学气相沉积合成工艺四、化学气相沉积法应用实例第四章 共沉淀法（4学时）【教学要求】学习化学共沉淀发展过程，了解化学共沉淀合成的优缺点和发展方向，掌握化学共沉淀合成的理论基础，基本原

6、理和适用范围。了解常用化学共沉淀生产工艺种类和特点，了解化学共沉淀生产设备，掌握化学共沉淀工艺过程、工艺参数及过程控制。【教学内容】一、化学共沉淀合成方法发展二、化学共沉淀法原理三、化学共沉淀法工艺四、化学共沉淀法应用实例第五章 低热固相合成（4学时）【教学要求】学习低热固相合成发展过程，了解固相反应的特点和分类。了解低热固相反应机理，熟悉低热固相合成的适用范围。掌握低热固相合成反应类型，了解低热固相合成制备过程。熟悉低热固相反应步骤和影响因素。【教学内容】一、低热固相合成发展二、低热固相合成反应原理三、低热固相化学反应合成工艺四、低温固相合成应用实例第六章 热压烧结（4学时）【教学要求】学习

7、热压烧结的发展过程，了解热压烧结的优缺点和发展趋势，掌握热压烧结过程各阶段材料的变化特点，热力学、动力学理论基础，热压过程的基本规律和适用范围。掌握热压烧结技术种类和特点，了解热压烧结生产设备。掌握热压烧结的工艺过程、工艺参数及过程控制，以及影响热压烧结的因素。【教学内容】一、热压烧结的发展二、热压烧结的原理三、热压烧结工艺 四、热压烧结应用实例 第七章 等离子体烧结合成技术（4学时）【教学要求】学习SPS合成技术的发展过程，了解等离子体的性质、分类和产生途径。掌握SPS技术的特点和应用。了解SPS技术的烧结原理和适用范围。了解离子体烧结合成生产设备结构和特点。掌握等离子体烧结合成技术的工艺流

8、程，参数控制，以及等离子体烧结合成的影响因素。【教学内容】一、SPS合成技术的发展历史二、等离子体烧结技术原理三、等离子体放电烧结的工艺四、等离子体放电烧结在材料制备中的应用举例实验部分实验一 固相反应法制备多元复合氧化物粉体（4学时）【实验目的】熟悉固相反应的一般原理；掌握固相反应法制备多元复合氧化物粉体的方法。【实验内容】固相反应法制备压电陶瓷PZT；固相反应法制备超导材料YBCO。实验二 溶胶凝胶法制备氧化物粉体（4学时）【实验目的】了解溶胶凝胶的基本原理；掌握典型的溶胶制备方法；掌握溶胶凝胶制备氧化物粉体的方法。【实验内容】用溶胶凝胶法制备TiO2纳米粉体。实验三 化学共沉淀法制备多元复合氧化物粉料（5学时）【实验目的】掌握化学共沉淀法制备多元复合氧化物的方法。【实验内容】 化学共沉淀法制备CeO2基电解质材料粉体。实验四 水热合成法制备纳米粉体（4学时）【实验目的】掌握水热合成法制备纳米粉体的方法。【实验内容】水热法制备氧化锌纳米粒子。实验五 溶剂热合成法制备三维粒子【实验目的】掌握溶剂热合成法制备纳米粉体的方法。【实验内容】溶剂热法制备氯氧化铋三维粒子。四、主要参考书1、乔英杰. 材料合成与制备. 北京：国防工业出版社，2010