《特种陶瓷》课程教学大纲

特种陶瓷（双语）一、课程介绍《特种陶瓷》课程是无机非金属材料工程的专业教育课程，它是陶瓷技术及应用型人才所必须掌握的一门课程。本课程以具有特殊功能的无机非金属材料（特种陶瓷）的性质、结构、工艺之间的关系为线索，讲述结构陶瓷以及具有光、电、磁、生物、敏感等特性的功能陶瓷的性能特点、构效关系、应用领域及前景，并综合归纳介绍国内外特种陶瓷研究方面的新进展。目的在于通过本课程的学习使学生掌握特种陶瓷相关基础知识，进一步拓宽无机非金属材料工程专业高年级学生知识视野，使其对无机非金属材料的知识体系有更深一步的了解。IntroductionAdvancedCeramicsisoneoftheprofessionalcoursesforstudentsmajoringininorganicnon-metalmaterialengineering.Baringinmindonstudyingtherelationshipbetweenmaterialproperties,structuresandpreparativeproceduresofspecialceramic,thecourseintroducesknowledgeaboutthematerialproperties,structure-performancesrelationshipsandapplicationsofthestructureceramicsand/orotherfunctionalceramicswithoptical,electronic,magnetic,biologicalorsensitivefunctions,etc.Furthermore,thecurrentprogressinthefieldofspecialceramicswillbecomprehensivesummarizedandtaught.Thepurposeofthiscourseistoenablestudentstomasterbasicknowledgeofspecialceramics,andtofurtherbroadenhorizonstomakingthemtohaveadeeperunderstandingoftheinorganicnon-metallicmaterialsknowledgesystem.课程基本信息课程名称特种陶瓷课程编码431216英文名称AdvancedCeramics课程学时24课程学分1.5课程类别专业教育课程课程性质选修课开课学期第7学期课内实验学时0适用专业无机非金属材料工程专业开课单位无机非金属材料工程教研室选用教材1、ProcessingofAdvancedCeramics，YujunZhang，冶金工业出版社，20142、特种陶瓷，王零森编著，中南工业大学出版社，2003主要参考书1特种陶瓷工艺与性能，毕见强编著，哈尔滨工业大学出版社，2008；2工程陶瓷材料，金志浩等，西安交通大学出版社，2003；3工程结构陶瓷，郭瑞松等，天津大学出版社2002；4新型陶瓷材料手册，钦征骑编，中国建筑工业出版社，1995；5现代功能陶瓷，徐政等，国防工业出版社，1998。教学大纲1、课程目标CO1、掌握主要特种陶瓷的制备方法、结构特征和性质性能的基本知识，掌握典型种类特种陶瓷的晶体化学特征、基本制备方法及用途。在双语教学环境下，掌握特种陶瓷领域的英文专业词汇和表述方式，能够利用WebofSci.等外文数据库查阅、深入阅读该领域英文文献、资料，设计特定需求的特种陶瓷制备工艺流程。（支撑毕业要求3.2）CO2、掌握特种陶瓷的制备工艺过程、组成、结构与材料性能之间的深层次关联，能够运用特种陶瓷课程的理论知识，根据特种陶瓷领域新产品、新工艺、新技术和新设备的特定需求和特定条件，开展材料的研发工作，设计出符合实际工况需求的研究方案。（支撑毕业要求4.2）CO3、学生应了解特种陶瓷行业演变发展规律，具备可持续发展方面的意识，了解国际特种陶瓷领域的发展趋势和环境友好的要求，能够合理评价产品（或材料）周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患，并能够提出改进措施。（支持毕业要求7.2）教学目标与毕业要求的对应关系表毕业要求支撑的指标点课程目标（CO）支撑理由CO1CO2CO3GO3.2能够设计满足特定需求的无机非金属材料与工艺流程。√通过学习，是学生掌握特种陶瓷领域的基础知识，具备设计特定需求的特种陶瓷制备工艺流程的能力。GO4.2能够针对无机非金属材料新产品、新工艺、新技术和新设备的特定需求和特定条件，选择研究路线，设计研究方案。√通过课程学习，使学生理解特种陶瓷材料的制备工艺、组成、结构和性能之间的内在联系，能够开展材料的研发工作，设计出符合实际工况需求的研究方案。GO7.2能够站在环境保护和可持续发展的角度，思考无机非金属材料工程实践的可持续性，评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。√使学生了解特种陶瓷行业演变发展规律，具备可持续发展方面的意识，能够合理评价产品（或材料）周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患，并能够提出改进措施。2、教学要求能够综合运用所学特种陶瓷科学理论和技术方法，设计满足特定需求的特种陶瓷材料制备方法、工艺流程、工艺参数；能够综合运用所学特种陶瓷科学理论和技术方法，分析具体特种陶瓷材料工艺过程的影响因素；能够针对特种陶瓷领域复杂工程问题，提出相应解决方案；能够基于课程所学的科学原理和科学方法，开发特种陶瓷新产品和新工艺，合理选择研究路线，设计研究方案，并能够根据所设计的研究方案，搭建实验装置和实验系统，开展实验和收集实验数据；了解特种陶瓷工程领域及其相关行业的国内外发展现状、趋势和应用前景，跟踪材料工程领域国际前沿，具备国际视野。通过课程使学生了解特种陶瓷行业演变发展规律，了解特种陶瓷领域及其相关行业的国内外发展现状、发展趋势和应用前景，在此基础上认识我国特种陶瓷材料在基础研究与产业方面所处的地位和发展前景，从而树立正确的世界观和科学发展观；通过教学使学生掌握牢固的专业知识，培养基本学术思想、思维方法，培养学生思考、分析、解决问题的能力和素质，并鼓励探索、质疑、创新精神；通过课堂讲授以及鼓励学生在自主学习过程中，更多地了解国际特种陶瓷领域的发展趋势和环境友好的要求，能够合理评价产品（或材料）周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患，并能够提出改进措施，培养学生具有环境保护和可持续发展方面的意识。3、预备知识或先修课程要求本课程要求授课对象已经掌握《材料科学概论》、《无机非金属材料工学》、《材料物理化学》等专业基础课程知识。由于是双语课，如果学生选修过《专业英语与写作(双语)》则会有助于本课程的学习。4、教学方式课程由理论课堂和讨论课堂引导两部分组成，一律采用多媒体动画教学。理论授课18学时，教师讲授为主；讨论课堂6学时，以引导学生课堂讨论为主。5、实验环境和设备要求教室配有投影仪等电教设备。6、课程教学内容及学时分配第1章绪论：特种陶瓷的定义、分类、历史、现状及展望（2学时）特种陶瓷定义特种陶瓷与传统陶瓷的区别特种陶瓷学科研究内容特种陶瓷研究意义及发展前景讨论课1：特种陶瓷与传统陶瓷（2学时）第2章化学键与晶体结构（1学时）特种陶瓷中的化学键常见的密堆积类型典型陶瓷结构固溶体玻璃相第3章结构陶瓷（5学时）氧化物陶瓷氧化铝陶瓷氧化锆陶瓷氮化物陶瓷氮化硅陶瓷氮化硼陶瓷第三节碳化物陶瓷碳化硅陶瓷碳化硼陶瓷第四节硅化物陶瓷第五节硼化物陶瓷讨论课2：新型结构陶瓷（2课时）第4章功能陶瓷（4学时）电功能陶瓷磁功能陶瓷透明陶瓷和光学陶瓷生物陶瓷快离子导体陶瓷超导材料第5章半导体敏感陶瓷（2学时）气敏半导体陶瓷湿敏半导体陶瓷热敏半导体陶瓷压敏半导体陶瓷第6章特种陶瓷的生产工艺（4学时）特种陶瓷粉体的制备固相法制备特种陶瓷粉体液相法制备特种陶瓷粉气相法制备特种陶瓷粉第二节特种陶瓷的成型方法第三节特种陶瓷的烧结讨论课3：工艺与材料性质（2课时）课程内容对课程目标的支撑关系序号教学内容（CourseOutline）总学时数48教学方式支持课程目标讲课实验实践上机1#第一章绪论：特种陶瓷的定义、分类、历史、现状及展望2讲授法CO1、CO32#讨论课1：特种陶瓷与传统陶瓷文献查阅与讨论课（Seminar）讲解，采用ppt与分组形式，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，阐释特种陶瓷行业演变发展规律，了解国际特种陶瓷领域的发展趋势和环境友好的要求。2Seminar/自主学习/小组学习CO33#第2章化学键与晶体结构2.1 特种陶瓷中的化学键2.2 常见的密堆积类型2.3 典型陶瓷结构1讲授法CO14#第3章结构陶瓷3.1 氧化物陶瓷3.2 氮化物陶瓷3.3 碳化物陶瓷3.4 硅化物陶瓷3.5 硼化物陶瓷54讲授法CO1、CO2、CO35#讨论课2：新型结构陶瓷文献查阅与讨论课（Seminar）讲解，采用ppt与分组形式，以口头、文稿、图表等方式，阐释特种陶瓷的制备工艺过程、组成、结构与材料性能之间的深层次关联具备可持续发展方面的意识，准确表达自己的观点，回应质疑，理解与业界同行和社会公众交流的差异性。2Seminar/自主学习/小组学习CO36#第4章功能陶瓷4.1 电功能陶瓷4.2 磁功能陶瓷4.3 透明陶瓷和光学陶瓷4.4 生物陶瓷4讲授法CO1、CO2、CO37#第5章半导体敏感陶瓷5.1 气敏半导体陶瓷5.2 湿敏半导体陶瓷2讲授法CO1、CO2、CO38#第6章特种陶瓷的生产工艺6.1 特种陶瓷粉体的制备6.2 特种陶瓷的成型方法6.3 特种陶瓷的烧结4讲授法CO1、CO2、CO39#讨论课3：工艺与材料性质文献查阅与讨论课（Seminar）讲解，采用ppt与分组形式，以口头、文稿、图表等方式，准确阐释生产工艺与特种陶瓷材料性能间内在联系，以及国际特种陶瓷领域的发展趋势和环境友好的要求，评价产品（或材料）周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患，并能够提出改进措施。2Seminar/自主学习/小组学习CO3合计247、实验项目内容、学时分配、实验小组序号实验题目内容提要实验类型学时分配分组人数实验地点教学要求无8、考核要求、考核方式及成绩评定标准(1)课程考核成绩由期末考试（70%）和平时成绩（30%）两部分组成。(2)期末考试为开卷考试，卷面成绩为100分，期末采用加权累积的计分。(3)课堂作业和讨论课评价，分优秀、良好、一般、合格及不合格5个等级记载，期末采用加权累计的方法计分。(4)最终课程考核成绩采用百分制，满分100分，60分为及格。考核方式、内容、评分标准与课程目标的对应关系课程目标评价依据考核方式考核内容评分标准评价占比（%）1期末考试闭卷考试与特种陶瓷课程相关的名词解释和综合分析题。按采分点评分，以具体试卷的评分标准为准40~80平时成绩课后/随堂作业考察学生对特种陶瓷相关基础知识的掌握程度。评分包括优秀、良好、一般、合格及不合格5个等级20-60课堂展示2期末考试闭卷考试与特种陶瓷课程相关的综合分析题和论