高分子与陶瓷 教学大纲

第页高分子与陶瓷一、课程说明课程编号：060604Z10课程名称：高分子与陶瓷/PolymerandCeramics课程类别：学科专业基础课程学时/学分：64/4先修课程：无机化学、有机化学、物理化学、材料物理性能、高分子材料、材料化学基础、高等数学、晶体学、材料科学基础适用专业：材料科学与工程教材、教学参考书：1.何曼君，张红东，陈维孝，董西侠.高分子物理.复旦大学出版社，2006年2.金志浩，高积强，乔冠军.工程陶瓷材料.西安：交通大学出版社，2000年3.曲远方.现代陶瓷材料及技术.上海：华东理工大学出版社，2008年4.W.D.Kingery,H.K.Bowen,D.R.Uhlmann.陶瓷导论.北京：高等教育出版社，2010年5.张锐，王海龙，许红亮.陶瓷工艺学.北京：化学工艺出版社，2013年6.张金升.陶瓷材料显微结构与性能.北京：化学工业出版社，2007年7.于岩，黄晓巍，任强.陶瓷工艺学.高等教育出版社，2017年二、课程设置的目的意义高分子与陶瓷课程是为材料科学与工程专业国际班设立的拓展知识体系的专业选修课，课程设置的目的是让学生通过学习高分子与陶瓷这门课程，了解高分子和陶瓷材料的类型、结构与性能特点，将材料的组成成分、结构与性能特点联系起来，构建高分子和陶瓷材料的组成成分、结构与性能的知识体系，建立组成成分、结构决定材料性能的意识，结合本专业“材料化学”方向的要求，关注材料化学的原理、方法在高分子和陶瓷材料开发中的应用，有利于提高学生对材料组成成分、结构与性能之间关系的认识，为从事材料及相关行业的研究开发工作奠定基础。三、课程的基本要求知识：掌握高分子材料的类型，链结构，溶液性质，多组分体系，非晶态，结晶态，，屈服与断裂，活性聚合反应，高弹性，黏弹性以及其它性质；掌握常见的日用陶瓷和工业陶瓷的类型，晶体结构，一般组成，微观结构，机械性能，热性能，电学性能，光学性能，以及陶瓷的加工方法。建立材料的组成成分、结构也材料性能之间关系的知识体系。能力：根据材料的结构与性能的要求确定材料的成分、配方，并能设计相应的合成制备工艺路线，将材料化学的知识用于解决材料制备与应用中的工程问题；用热力学、相图、材料合成的方法进行材料制备条件的分析，培养解决复杂工程问题的能力；掌握最基本的材料分析、设计、合成制备方法，针对具体问题提出有效的解决方案，提高开发新材料的能力；在应用材料化学方法对材料的组成、结构与性能的讨论中培养创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力。素质：建立材料的组成成分、结构决定性能的理念和思维模式，通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质，提升理解工程管理与经济决策的基本素质。通过课后查阅相关资料以及课后作业提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展的素质。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章高分子材料科学概论高分子科学的发展及物质类型，高分子的分子量和分子量分布220基本概念；聚合物的分类，聚合物分子量的定义，分子量分布的表示方法，测定方法分子量的定义式，常用的分子量的测定方法教学思路：示例讲解教学模式：课前导学（前修课知识归纳与思考题），通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第2章高分子的链结构高分子链的构型，高分子链的构象440结构单元的键接方式；空间构型，共聚物的结构，高分子链的支化和交联，高分子链的内旋转构象和链的柔顺性；理想柔性链的均方末端距；高分子的均方回转半径结构单元空间构型的理解和分析，理想柔性链的均方末端距的理解和计算教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第3章高分子的溶液性质聚合物的溶解过程和溶剂的选择，高分子冻胶和凝胶44聚合物溶解过程的特点；聚合物溶剂的选择，冻胶、凝胶的定义及分类；溶胀法分析高聚物的交联度结晶性聚合物溶解过程以及选择溶剂的方法教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第4章高分子的多组分体系高分子共混物的相容性，嵌段共聚物熔体与嵌段共聚物溶液22非晶态共混高聚物的相容类型；热力学观点解释共混高聚物的相分离现象，嵌段共聚物的微相分离；嵌段共聚物的溶液性质高分子共混物的分相过程，形成胶束的临界条件教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第5章聚合物的非晶态非晶态聚合物的力学状态和热转变，非晶态聚合物的玻璃化转变44非晶体聚合物的结构模型，力学状态和热转变，玻璃化温度的测量及影响因素；玻璃化转变理论无规线团模型和两相球粒模型，影响玻璃化温度的因素教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第6章聚合物的结晶态聚合物的结晶状态，结晶聚合物的熔融和熔点，结晶度对聚合物物理和机械性能的影响44结晶速度及测定方法，影响结晶速度的因素，影响熔点的因素；共聚物的熔点，结晶度的概念及测量方法；结晶度对聚合物性能的影响结晶度的概念教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第7章聚合物的屈服和断裂聚合物的拉伸和屈服行为，影响聚合物试剂强度的因素44玻璃态、结晶聚合物的拉伸；硬弹性材料拉伸，聚合物单轴拉伸的应力分析，各种因素对聚合物实际强度的影响分析真应力-应变曲线及Considere作图法教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第8章聚合物的高弹性与黏弹性高弹性的热力学分析，聚合物的黏弹性及与温度、时间的关系44高弹性的热力学分析、分子理论，黏弹性的力学模型，黏弹性与时间、温度的关系，黏弹性的实验研究方法仿射网络模型，滑动环节模型的分析，多元件模型和松弛时间谱教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第9章聚合物的其他性质聚合物的电学性质，聚合物的透气性，高分子的表面和界面性质44聚合物的介电性质、介电松弛、介电损耗、导电性质，共聚物的透气性分子尺寸对渗透系数的影响，界面的黏结性能，表面改性聚合物的介电击穿和静电现象，黏合能与Drago常数教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第10章陶瓷概述陶瓷概述，陶瓷的晶体结构22典型的晶体结构，硅酸盐晶体结构硅酸盐晶体结构的理解教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第11章陶瓷的显微组织陶瓷的显微组织22晶体相、晶界、气相显微结构中各相的特点教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第12章相图陶瓷相图22一元系统，二元系统，三元系统几种相图的特点、各相比例的确定教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后作业巩固所学知识。第13章陶瓷原料粘土类原料，石英类、长石类、其它类矿物原料22各种陶瓷原料的组成、相结构各种原料的特性、差异，在陶瓷中的作用教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识。第14章陶瓷粉体的制备与合成陶瓷粉末的制备与合成22制备陶瓷粉末的各种物理方法、化学方法、物理-化学方法各种制备粉体方法的特点，相关设备教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识。第15章陶瓷材料的制备工艺配料计算，成型，烧结。88坯料组成表示法、配方依据、配方计算、坯料类型，坯料的制备、釉料的制备，注浆成型、可塑成型、压制成型，其它成型方法、坯体的干燥，烧结，特色烧结方法、烧结设备各种陶瓷配方之间的相互换算，陶瓷成型、烧结的机理教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅、作业巩固所学知识。第16章陶瓷的加工及改性陶瓷的加工及改性22机械加工、特种加工、施釉，表面金属化、金属封接、表面改性新技术陶瓷各种表面加工、改性方法的特点及其对陶瓷性能的影响教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识。第17章陶瓷的力学性能陶瓷材料的力学性能22弹性模量、强度、硬度，增韧、超塑性各种力学性能的理解，测量方式教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识。第18章陶瓷的热学性能陶瓷材料的热学性能22陶瓷的熔点、热膨胀系数、热容热震性陶瓷热学特性及其影响因素教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识。第19章传统陶瓷传统陶瓷的类型、特点、应用22建筑陶瓷，卫生陶瓷建筑陶瓷，卫生陶瓷的特性教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识。第20章氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷22氧化铝陶瓷的类型、组成、性能、制备工艺、应用氧化铝陶瓷的组成、制备工艺对其性能的影响教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识。第21章多孔陶瓷多孔陶瓷22多空陶瓷的类型、组成、性能、制备工艺、应用多孔陶瓷的组成、制备工艺对其性能的影响教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识第22章玻璃玻璃22玻璃的类型、组成、性能、制备工艺、应用玻璃的组成、制备工艺对其性能的影响教学思路：示例讲解教学模式：通过具体例子的讲解、课后资料查阅巩固所学知识合计64640五、实践教学内容和基本要求（无）六、考核