《无机功能材料》课程教学大纲

《无机功能材料》课程教学大纲课程名称（中文/英文）：无机功能材料/InorganicFunctionalMaterials课程类别：专业课课程性质：专业限选课 适用专业：无机非金属材料工程学时数：40 其中：实验/上机学时：0学分数：2.5 考核方式：考查预修课程：无机材料科学基础、材料制备原理、无机材料研究方法等教学参考书：李世普主编.特种陶瓷工艺学.武汉理工大学出版社.2012卢安贤主编.新型功能玻璃材料.中南大学出版社.2005冯如璋主编.功能材料学概论.冶金工业出版社.1999开课单位：纺织与材料工程学院无机非金属材料工程系课程简介：功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。本课程是无机非金属材料专业学生的专业限选课程，目的是通过本课程向学生介绍无机功能材料相关的基本概念、结构组成、功能特性机理、应用范围、研究现状及发展前景，使学生掌握无机材料专业中的功能陶瓷与功能玻璃的多种功能特性，熟悉它们的组成、结构、作用机理以及制造方法，开拓学生的专业知识面，以适应科技和社会经济发展的需要。本课程的主要内容：无机功能材料的定义、分类及发展概况，以功能陶瓷与功能玻璃为主。功能陶瓷主要包括电学功能陶瓷、力学功能陶瓷、磁学功能陶瓷等的粉体制备、成型、烧结及功能元器件的应用。功能玻璃主要包括光学功能玻璃、磁学功能玻璃、微晶玻璃等。本门课程对学生知识、能力和素质的培养目标：1.培养学生的自学能力、社交及表达能力；培养学生解决问题能力、综合实验及工程实践能力；培养学生科研及创新能力。第一章 无机功能材料概况 （2学时）教学目的和要求使学生对无机功能材料的定义、分类及发展概况有个整体的了解。教学重点和难点新型无机功能材料的种类及发展。教学内容一、无机功能材料的定义及分类二、无机功能材料的发展概况第二章 功能陶瓷的生产工艺 （6学时）教学目的和要求要求学生掌握功能陶瓷粉体的基本物理性能、粉体的制备方法、成型和烧结工艺。教学重点和难点重点是功能陶瓷粉料的粒度和分布的概念，以及粉体制备的几种方法的介绍。难点是液相法制备粉末的类型和方法。教学内容一、功能陶瓷概况二、功能陶瓷粉体的基本物理性能及其制备三、功能陶瓷的成型工艺方法四、功能陶瓷的烧结工艺方法第三章 电学功能陶瓷 （8学时）教学目的和要求要求学生掌握电学功能陶瓷的一般特性电绝缘与极化、极化与介电损耗；了解电介质陶瓷、电绝缘陶瓷、非铁电电容器陶瓷、压电陶瓷、铁电电容器陶瓷等。教学重点和难点重点是讲清电介质陶瓷的一般特性。电绝缘陶瓷中刚玉—莫来石瓷的工艺特点和电容器陶瓷中防止老化的工艺特点。难点是介电损耗和老化的防止，压电机理和压电陶瓷的特性。教学内容一、电介质陶瓷的一般特性二、电介质陶瓷的性能及分类三、电绝缘陶瓷生产工艺、性能及应用四、非铁电电容器陶瓷五、压电陶瓷六、铁电电容器陶瓷七、半导体、导电及超导陶瓷第四章 力学功能陶瓷 （4学时）教学目的和要求要求学生了解氧化物陶瓷与非氧化物陶瓷的概念、晶型转化、工艺特点和用途。教学重点和难点氧化铝陶瓷重点为烧结特性和解决烧结困难的工艺措施。难点为通过晶型转化，说明难烧结的原因。氧化锆陶瓷的重点和难点为晶型转化的特点和增韧原理。碳化硅陶瓷的重点、难点是烧结工艺。氮化物陶瓷的重点、难点是原料制备和烧结工艺。教学内容一、氧化物陶瓷二、非氧化物陶瓷三、陶瓷基复合材料第五章 磁学功能陶瓷 （4学时）教学目的和要求介绍磁学的基本概念，磁学功能陶瓷的界定、分类，掌握三种铁氧体的结构特点和生产工艺，了解其他铁氧体材料的特点、工艺和应用范围。教学重点和难点重点是磁学基本概念，难点是磁学功能陶瓷的结构特点及应用。教学内容一、磁学基本概念二、磁学陶瓷的分类三、铁氧体的晶体结构与亚铁磁性四、铁氧体的生产工艺五、软磁铁氧体六、其他铁氧体第六章 电磁功能玻璃 （4学时）教学目的和要求掌握玻璃的电磁性能，了解电磁功能玻璃的范围，每种电磁玻璃的原理、制备工艺、应用范围、研究现状及发展前景。教学重点和难点重点是电磁方面的理论基础、玻璃的相关电磁性能，难点是电磁玻璃的制备方法。教学内容一、载流子运动与玻璃的电磁性能二、电磁功能玻璃第七章 光学功能玻璃 （8学时）教学目的和要求了解光功能材料的范围，掌握玻璃的基本光学现象，了解激光玻璃、光学纤维的发展，掌握两种玻璃的制备、性能特点、研究现状及应用范围。教学重点和难点重点是玻璃的基本光学现象，难点是激光玻璃和光纤玻璃的光学原理、制备方法。教学内容一、玻璃的基本光学现象二、激光玻璃三、光学纤维四、稀土玻璃的光谱能级五、稀土离子上转换发光以及研究进展第八章 微晶玻璃 （4学时）教学目的和要求使学生了解微晶玻璃的组成、结构、性能、制备方法以及与传统玻璃在性能、结构、