功能材料综合实验教学大纲

《功能材料综合试验》课程教学大纲一、课程名称〔中英文〕中文名称：功能材料综合试验英文名称： ComplexExperimentonFunctionalMaterials二、课程编码及性质课程编码：0824141课程性质：学科根底课程，必修课三”学时学分总学时：32总学分：2.0四、先修课程材料科学根底，能源材料，电子材料，固体物理，现代分析测试五、五、授课对象本课程面对功能材料专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子 生选修。六、课程教学目的〔对学生学问、力量、素养培育的奉献和作用〕本课程是本专业的学科根底课程之一，其教学目的主要包括：通过完成太阳能电池根本特性测试、锂离子电池电极材料制备和性能测试试验，使学生对能源材料的根本原理及性能表征有较为完整的生疏，把握能源材料相关的根本理论和实践技能；通过完成陶瓷粉末的制备、陶瓷粉体的测试、陶瓷材料的成型与烧结、陶瓷材料的介电性能测试试验，使学生生疏功能陶瓷粉体材料的制备方法、成型技术及烧结工艺；把握现代常用的功能材料测试方法。通过实践，培育学生对功能材料专业的兴趣、动手习惯和动手力量，掌 料制备方法及评价方法；教学重点：随着现代科技的进展，功能材料快速进展，种类繁多，涉及很多学科和领域。本课程以介绍功能陶瓷材料类专业典型的共性试验为主体、主要包括陶瓷功能材料、无机非金属材料、功能材料制备与成形、功能薄膜材料、能源材料、光电材料等专业主干课程的试验。在试验内容的选择上，尽可能安排以全面提高学生试验技能为主的常规根底性试验，并大体依据功能材料的制备工艺流程及性能表征进展试验设计以实现试验内容的系统性和科学性。在全面了解与把握功能材料常规制备方法的根底上，重点学习陶瓷材料烧结工艺、功能陶瓷性能表征技术、纳米陶瓷薄膜的制备技术；课程还较具体介绍了能源材料中锂离子电池正极材料的制备、电池组装及电化学性能表征。试验中的主要设备为自动化程度较高的型设备，而对次要设备或较旧式设备只作简要介绍或自学。2项“锂离子电池正极材料的制备以及电化学表征试验”〔4学时〕3项“变温霍尔效应试验”〔4学时〕6项“陶瓷粉体的制备试验”〔4学时〕7项“陶瓷粉体的测试试验”〔4学时〕。教学难点综合试验课程是实践性最强的课程之一，试验内容要求系统和严密，各个试验工程又有相对的独立性和针对性，亲热结合学生的理论课程学问储藏，培养学生对功能材料制备工艺，性能测试方法，试验设备的生疏及实际操作力量，提高授课质量与效果。通过本课程学习，要求把握各功能材料制备工艺中的主要设备和型设备的工作原理、构造特点、应用范围、掌握方法等，具备合理选择及使用相关设备制备功能材料实践的力量。八、教学方法与手段：教学方法：〔1〕 承受现代化教学方法〔含PPT演示，设备照片，影像资料等〕，讲授 各类功能材料的制备方法、试验相关设备构造组成及使用方法特点，以提高教学效果及效率；〔2〕

以学生动手操作、数据收集记录、处理为主，以教师操作演示为辅，二者有机结合；最终以沟通争论等方式进展课堂互动，吸引学生的留意力、激发 学生的学习热忱，提高学生的学习效果。〔3〕

以本平台综合试验与其它综合试验平台〔非金属材料综合试验〕试验相结合，实现试验内容的融合、操作的连续；〔4〕

以试验课内学时与课外学时相结合，提高试验的质量与效率。教学手段：以常见的、典型〔重要〕试验方法为讲解对象，深入分析材料制备及性能测试的要求、特点，使学生具备选择和标准操作使用〔开发〕满足制备特定功能材料需求的设备及分析问题的力量；尽量承受小组教学，要求每一位学生依据试验内容安排，互助合作，共同完成每个试验工程，生疏每个试验的原理及相关使用设备的构造特点，完整记录试验数据，独立处理试验数据，得出试验结果，并分析争论试验误差。九、教学内容与学时安排总体安排教学内容与学时的总体安排，如表1所示。1功能材料试验教学内容与学时安排序 试验工程名号 称

内容提要

实实计每验验类划组要 学人型求 时数型

所在主要仪器设备 室太阳能电 太阳能电池根本特性池特性测 如开路电压、短路电流

必 验证

材料太阳能电池板， 学院做性做性锂离子电通过固相法合成磷酸池正极材铁锂正极材料，并制作料的制备成电极片，组装成纽扣必综合以及电化学表征实电池测量其电化学性能。做性验变温霍尔测试禅化姻样品在液

和填充因子等的测量

2 2直流稳压电源 试验教学手套箱、球磨 材料机、管式炉、 试验4 6 电化学工作站、蓝电电池 教学测试系统等 中心效应试验3

氮环境的霍尔电压随温度的变化关系。

必 根底材料材料43仪、恒温器、温学院控器、液氮罐试验教学材料22四探针测试仪学院试验教学探针法测 四探针测试圆形硅片半导体电 的电阻率值。阻率试验

必 验证做 性三基色氧 承受溶液燃烧合成法化钮销荧 制备氧化钮销，测试已 材料光粉的制 组装的荧光器件，LED备与 LED 快速光电综合测试试验

必 根底做 性

LED光电综合测 学院4 3试仪一套 试验教学中心高温炉、球磨机 材陶瓷粉体

分别承受液相法和球

必 根底做 性

料4 3 电子天平、磁力 学院搅拌器、循环水 试验泵、烘箱 教电子天平、 材陶瓷粉体 测试粉体比外表积堆

BT-1000型粉体 料7 的测试实 验 能。

必 根底做 性

2 3 综合特性测试仪 和JW-004型全 试验自动氮吸附比表 面仪 中心争论陶瓷材料烧结最材佳工艺条件，学习吸水率，外表气孔率，实际必做性43型模具料学院密度，线收缩率的测定试验方法教学承受固相反响法制备材钛酸锐功能陶瓷材料，LCR仪、烧结料8功能陶瓷8功能陶瓷结试验功能陶瓷材料的介9电性能测试LCR仪测试BaTiO3陶瓷的介电性能与频率及温度的关系。必做根底性43 炉、球磨机、压力机、镀银电极学院教学中心不同形貌纳米银的10制备与表征利用多元醇法与超声、微波相结合制备球形纳米银材料，紫外可见吸取光谱观看吸取峰。必做根底性23超声、微波、紫外组合反响器光分光光度计、低温冷冻材料教学中心1项思考题：12、特性参数中哪个更能反映电池的性能？2项思考题：12、试写出从中间产品到预期化合物的反响方程式。3、影响LiFeP04正极材料电化学性能的因素有哪些？4、为什么电池封装过程要在手套箱中进展？5、试述锂离子电池的进展前景。3项思考题：1、什么叫做霍尔效应?为什么此效应在半导体中特别显著？2、怎样判定载流子电荷的正负？3、怎样利用霍尔效应测定磁场？4、如何测定霍尔灵敏度？5、如何推断磁场的方向与霍尔片的法线是否全都?它对试验有何影响?6、利用霍尔效应能测量交变磁场吗?画出线路图，并写出测试方法。4项思考题：1、半导体的电导率，电阻率和电阻有什么区分和联系？2层电阻时测试面可为镜面？5项思考题：1、低温燃烧合成分为哪几类？低温燃烧合成的优缺点是什么？2、溶液燃烧合成工艺的影响因素有哪些？3、通过试验简述影响光色电性能参数测量的因素有哪些？6项思考题：1、了解陶瓷粉体制备的原理、分类，试验报告要反映试验的过程、结果。2、比较液相法和球磨法制备粉体的异同。7项思考题：比较休止角、崩溃角的不同，对试验结果进展分析，写出自己的心得体会。8项思考题：1、原料中不同的成分对材料烧结性能有什么影响？2、从结果上看，吸水率、外表气孔率、体积密度、线收缩率之间是否有肯定的相关性？如何解释？3、查阅资料，说明是否烧结致密的试样肯定机械强度、断裂韧性等力学性能就肯定很好？9项思考题：12、BaTiOa陶瓷的介电性能随频率和温度的变化该如何解释？10项思考题：12、NazS在制备纳米银块和纳米银线中的作用是什么？争论〔思考题及作业〕要求：1、每项试验完毕后，学生都要按上课教师的具体要求以书面的形式做肯定数量的思考题，作为寻常的作业成绩〔按约10%计入课程总成绩〕。2、每位学生，依据自己的兴趣，完成1种典型的成形装备的原理、特点及构造进展介绍，PPT展现汇报〔10分钟〕，其它同学对该学生的汇报状况进展评价与沟通。汇报10%计入课程总成绩。3、学生也可以结合本课程的内容与自