材料化学课程规范.

《材料化学》教学大纲一、课程基本信息课程编码：0803124B中文名称：材料化学英文名称：Material Chemistry课程类别：专业核心课总学时：48总学分：3适用专业：材料化学先修课程：高等数学、大学物理、无机化学、有机化学、物理化学、材料科学基础二、课程的性质与任务材料科学是一门新兴的边沿学科，在国外的建立和发展也不过三四十年，但它对于一个国家的现代化建设的战略重要性不言而喻。

作为材料科学的一门主要分支，材料化学内容含有材料的组成、结构与性能，以及材料的制备化学等，涉及材料及化学两个一级学科的各个二级学科。

本课程是材料化学专业的必修课。

通过该课程的学习，掌握材料的微观结构和转变的规律以及它们与材料的各种物理、化学性能之间的关系，并运用这些规律改进材料性能、研制新型材料的基础理论；培养从基本理论出发进行材料设计、运用化学新概念进行材料制备及改性创新的能力。

三、课程教学基本要求掌握材料化学的基本问题、基本概念、基本原理，使学生从材料化学的基本层面出发，去认识和理解材料科学与工程中出现的基本化学问题，使学生建立大材料的概念，为材料的研究与开发、选择和使用打下坚实的基础。

四、课程教学内容及要求第一章绪论(2学时)【教学目标与要求】1、介绍材料科学在国民经济和社会发展中的重要地位，讲解现代材料化学研究的对象和内容，论述材料性能与内部结构的关系。

2、通过本单元学习应该正确认识先进材料的重要性，正确理解材料化学对材料科学所起的重要作用。

【教学重点与难点】准确理解和掌握材料性能与内部结构的【教学内容】1.1材料的发展过程1.2材料的分类1.3材料科学和材料化学第二章材料的结构(12学时)【教学目标与要求】本章是材料化学重要的基础理论内容。

学生应掌握晶体与非晶体理论、材料的相结构等内容，为学好本课程奠定比较扎实的理论基础。

【教学重点与难点】理解和掌握晶体的结构和缺陷【教学内容】2.1固体——晶体和非晶体2.2晶体材料的微观结构2.3缺陷和非整比化合物2.4无机非金属材料的结构2.5X射线衍射技术测晶体的结构第三章材料的性能(8学时)【教学目标与要求】1、使学生理解材料的化学性能、力学性能、热性能、电性能、磁性和铁电等性能；2、掌握材料的结构和性能的关系【教学重点与难点】能带理论以及材料的各种性能【教学内容】3.1材料的化学性能3.2材料的力学性能3.3材料的热性能3.4材料的电性能3.5材料的磁性能3.6材料的光学性能第四章材料热力学(8学时)【教学目标与要求】1、熟悉二元相图及其应用；2、理解和掌握铁碳相图。

高等学校材料化学专业规范一、专业概述材料化学专业是以化学原理和方法为基础，研究材料组成、结构、性能和制备工艺的学科。

该专业培养具备材料化学基础理论与实验技能的高级专业人才，能够在材料科学与工程领域从事研究、开发、制备及应用工作。

二、培养目标1.具备扎实的化学基础知识，熟悉材料化学的基本理论和研究方法；2.熟悉各类材料的组成、结构与性能关系，具备材料设计和改性的能力；3.掌握材料制备、表征和分析的常用工艺和方法；4.具备良好的实验操作技能和数据处理能力；5.具备独立开展科研工作的能力，能够撰写学术论文和参与科研项目。

三、学习内容1.化学基础：有机化学、无机化学、物理化学、分析化学等；2.材料化学理论：材料结构与性能关系、材料设计与改性理论、能源材料等；3.材料制备：溶液法、固相法、气相法等各类制备技术；4.材料表征与分析：X射线衍射、电子显微镜、表面分析等常用表征技术；5.材料性能测试与评价：力学性能、热学性能、电学性能等测试方法；6.科研与实践：科研方法、科研论文写作、实验技术等；7.素质教育：人文素养、科技人文融合等。

四、培养要求1.学业要求：学生应全面掌握相关专业基础知识，具备材料化学实验技能，能够独立进行实验课程设计和项目研究；2.实习要求：学生应参与实验室实习，掌握材料化学实验技术与仪器操作，培养实践能力；3.论文要求：学生应具备科学研究能力，能够独立撰写科研论文，参与科研项目；4.综合素质要求：学生应具备良好的人文素养，积极参与科技人文融合教育，提高科研创新能力和团队合作精神。

五、课程体系1.公共基础课程：高等数学、大学物理、英语、思想政治理论等；2.专业基础课程：无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、材料科学基础等；3.专业核心课程：材料化学、材料结构与性能、材料制备与表征、材料改性技术、材料设计等；4.专业选修课程：能源材料、光电材料、生物材料等；5.实践环节：实验课程、实习、科研项目等。

材料化学专业课程设计一、教学目标本课程旨在通过材料化学的基本概念、原理和应用的学习，使学生掌握材料化学的基本知识框架、研究方法和分析技能。

知识目标包括材料的基本组成、结构与性能的关系，材料的制备与处理技术，以及材料的应用领域。

技能目标强调学生的实验操作能力、数据分析能力和科学写作能力。

情感态度价值观目标则着眼于培养学生的科学探究精神，提高学生对材料化学在现代社会中作用的认识，以及对材料科学研究的兴趣和热情。

二、教学内容本课程的教学内容围绕材料化学的基本理论、材料的制备与性质、以及材料的应用展开。

具体包括：材料的结构与性质、材料的制备与加工、材料的性能与测试、金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等内容。

教学大纲将按照教材的章节安排，确保内容的科学性和系统性。

三、教学方法本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行，包括讲授法、案例分析法、实验法和讨论法。

讲授法用于传授基本概念和理论，案例分析法用于理解材料的应用，实验法用于锻炼学生的实践能力，讨论法用于培养学生的思考和分析能力。

通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性。

四、教学资源教学资源的选择和准备将充分支持教学内容和教学方法的实施。

主要资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

教材将作为学习的基础，参考书将提供更多的学习材料，多媒体资料将用于辅助理解和记忆，实验设备将用于实践操作。

教学资源的使用将丰富学生的学习体验，提升学生的学习效果。

五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面反映学生的学习成果。

平时表现将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的表现等进行评估。

作业将包括练习题和小论文，以检验学生对知识的理解和应用能力。

考试包括期中和期末考试，以综合评估学生的知识掌握和运用能力。

评估方式将力求客观、公正，以激发学生的学习动力和积极性。

六、教学安排本课程的教学安排将紧凑而合理，确保在有限的时间内完成教学任务。

《材料化学》实验教学大纲一、本课程的目的与任务 本课程是要学习材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能，受到科学思维与科学实验方面的基本训练，具有运用化学和材料化学的基础理论、基本知识和实验技能进行材料研究和技术开发的基本能力。

二、本课程实验内容及具体要求 了解和掌握现代分析手段、高分子材料、纳米材料、金属材料以及功能材料的基础知识。

三、实验项目的设置及学时分配：序号实验项目学时要求类型类别实验基本要求实验对象实验分组1金属的腐蚀速度的测定4必做演示专业基础掌握重量法测定金属腐蚀速度的原理和方法；.用重量法测定碳钢在盐酸中的腐蚀速度。

材料学院所有专业6-10人/组2多孔陶瓷的制备与加工4必做演示专业基础通过浇注成形制备陶瓷工艺品，了解陶瓷工艺的整个过程。

3醋酸乙烯乳液聚合4必做设计专业基础通过以醋酸乙烯为单体，过硫酸铵为引发剂，聚乙烯醇为乳化剂，进行乳液聚合，掌握其实验方法，反应特点，进一步掌握反应原理。

4红外光谱法4必做演示专业基础通过红外吸收光谱实验，了解红外光谱产生的基本原理，初步掌握红外定性分析法。

5化学共沉淀法制备镍锌铁氧体粉料4必做演示专业基础掌握湿化学法制备多晶功能陶瓷粉料的方法；掌握这些常用的无机物研究法：差热、热重分析、X光分析粉料结构；。

四、授课计划与学时安排本课程实验20学时。

五、实验考核及评分办法实验考核与成绩分几个方面：1、实验预习检察，成绩占20%。

实验前检察每个学生的预习情况，主要检察其实验原理的理解、实验步骤的掌握、实验设备的熟悉情况。

老师对每个学生的预习报告当场签字方可进入实验室开始实验。

2、实验操作态度表现，成绩占20%。

考察每个学生的实验过程的认真态度，实验水平，动手能力。

本实验是开放性实验，由学生合理安排实验进度，掌握实验进程，有序完成实验。

3、实验结果数据情况，成绩占20%。

实验结果与数据可靠、真实。

4、实验报告，成绩占40%。

要求根据实验目的、要求、具体实施方案的拟订及依据、实验过程、实验结果及其分析进行汇总，撰写成一篇小论文形式的实验研究报告。

《材料化学》课程教学大纲一、课程名称：材料化学二、课程代码：XXXXX三、学分：3四、课程类型：必修课五、先修课程：无六、课程目标：本课程旨在培养学生对材料化学基本原理和应用的基本知识和实际操作能力，以及提高学生的创新思维和问题解决能力。

通过本课程的学习，学生应能：1.掌握基本的材料化学概念和原理；2.熟悉各种材料的特性及其在工业和日常生活中的应用；3.理解并运用材料化学的实验方法和技术；4.培养分析和解决材料化学相关问题的能力；5.培养创新思维和实践能力。

七、课程内容和学时安排：本课程主要包括以下几个方面的知识和技能，并相应地分配学时：1.材料化学基础概念（3学时）1.1材料化学的定义及其研究内容1.2材料的分类及其特性1.3材料结构和性质的关系2.材料化学实验室基本操作（12学时）2.1实验室安全和基本操作规范2.2常用实验仪器的使用和维护2.3材料制备和处理的基本方法2.4材料性能测试与分析技术3.金属材料化学（18学时）3.1金属元素和合金的结构与性质3.2金属材料的制备和加工技术3.3金属材料的应用和表面处理4.高分子材料化学（18学时）4.1高分子材料的合成和结构特性4.2高分子材料的物理和化学性质4.3高分子材料的加工和应用5.纳米材料化学（15学时）5.1纳米材料的合成和表征方法5.2纳米材料的性质和应用5.3纳米材料在生物医学和能源领域中的应用6.功能材料化学（15学时）6.1半导体材料和光电功能材料6.2陶瓷和复合材料6.3功能材料的合成与应用7.材料化学实验和设计（24学时）7.1材料化学实验的设计和操作7.2实验数据分析和报告撰写八、教学方法：本课程将采用多种教学方法和手段，包括：1.课堂讲授：通过系统地讲解课程内容，使学生对材料化学基本知识有深入理解；2.实验教学：结合实验室，进行实验操作，培养学生实践能力和问题解决能力；3.讨论和案例分析：通过小组讨论和案例分析，激发学生思维，提高问题解决能力；4.课程论文和报告：要求学生撰写相关课程论文和报告，加强学生的分析和表达能力。

材料化学课程教学大纲一、课程简介本课程旨在为学生提供材料化学的基础知识和实践技能，让他们了解材料的组成、性质和应用。

通过本课程的学习，学生将能够深入掌握材料化学的基本理论，掌握材料的制备与分析技术，并能熟练运用所学知识解决实际问题。

二、教学目标1. 掌握材料化学的基本概念和原理，理解材料的结构与性质之间的关系。

2. 熟悉材料的制备、表征和性能测试方法，能够运用这些方法进行实验研究。

3. 能够分析材料的性能数据，并能根据需求设计和改进材料的配方和工艺。

4. 培养学生的创新意识和实践能力，使其具备进行材料科学研究和应用开发的基础。

三、教学内容和安排1. 材料化学基础知识1.1 材料的分类和特性1.2 材料的原子结构和晶体结构1.3 材料的微观与宏观性质1.4 材料的热力学性质1.5 材料的电子结构与导电性质2. 材料的制备与表征2.1 材料的合成方法与工艺2.2 材料的表面和界面特性分析2.3 材料的结构表征技术2.4 材料的物理和化学性质测试3. 材料性能与应用3.1 材料的力学性能和失效机理3.2 材料的热学性能和应用3.3 材料的光学和电磁性能3.4 材料在能源和环境领域的应用四、教学方法与手段1. 理论教学：课堂讲授、多媒体展示、案例分析等2. 实验教学：实验操作指导、实验报告撰写等3. 课外实践：课程设计、小组讨论、科研项目等4. 学科竞赛：参加材料化学相关竞赛活动，提高学生的创新和实践能力五、教材与参考资料1. 主教材：《材料化学导论》2. 参考书目：- 《材料科学与工程概论》- 《材料表面与界面工程》- 《材料失效分析与故障诊断》- 《材料在光子学中的应用》六、考核方式1. 平时成绩：课堂参与、作业完成情况、实验报告等2. 学期论文：根据指定的研究课题撰写学术论文3. 期末考试：综合考察学生对课程知识的掌握情况七、教学评价与改进本课程将定期进行教学评价，收集学生反馈意见并进行教学内容的改进与优化。

《材料化学》课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：本科层次，应用化学、化学课程代码：18E00615学时分配：36赋予学分：2先修课程：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学后续课程：二、课程性质与任务《材料化学》是应用化学的专业选修课程。

应用化学是一门以化学为基础的专门学科，因此对于该学科的本科学生来讲开设化学基础课尤显重要。

本课程的作用和任务在于指导学生切实地了解和掌握材料（主要是无机材料）化学所涉及的基本原理和一些基本概念，初步了解材料化学基本概念和原理，有利于学生今后从事相关工作。

三、教学目的与要求通过材料化学课程的学习，使学生了解当代材料科学的新概念、新理论、新技术、新工艺，掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料的基本知识，以及物理化学、电化学、光化学等化学基础知识在材料科学研究中的应用。

注重培养学生综合运用化学知识解决问题的能力；树立“多学科知识交叉与渗透”的观念。

四、教学内容与安排第一章晶体学基础1.1 晶体结构的周期性1.1.1 晶体结构的周期性与点阵1.1.2 晶体结构参数1.1.3 晶体缺陷1.2 晶体结构的对称性1.2.1 对称性基本概念1.2.2 晶体的宏观对称性1.2.3 晶体的微观对称性1.3 晶体的X射线衍射1.3.1 晶体X射线衍射基本原理1.3.2 衍射方向1.3.3 衍射强度1.3.4 常用晶体X射线衍射实验方法1.4 晶体结构的描述第二章晶态和非晶态材料的特性2.1 晶体特征的结构基础2.2晶体学点群和晶体的性质2.2.1 晶体学点群的分类2.2.2 晶体的点群和晶体的物理性质2.3 非正比化合物材料2.4液晶材料2.4.1 液晶和塑晶2.4.2 液晶的特性2.4.3 液晶材料2.4.4 液晶显示技术2.5 玻璃和陶瓷2.5.1 晶态材料与非晶态材料的异同2.5.2 玻璃2.5.3 陶瓷第三章金属材料3.1 金属特性与金属键3.1.1 自由电子理论3.1.2 能带理论3.2 金属单质结构3.2.1 金属单质结构的近似模型——等径圆球密堆积3.2.2 三维密堆积的三种典型型式3.2.3 金属单质结构概况3.2.4 金属原子半径3.3 合金结构3.3.1 金属固溶体3.3.2 金属化合物3.3.3 合金结构与性能3.4 金属材料3.4.1 轻质金属材料3.4.2 钢铁的结构与性能3.4.3 非晶态金属材料3.4.4 形状记忆合金第四章无机非金属材料4.1 离子晶体4.1.1 几种二元离子晶体的典型结构形式4.1.2 离子键与晶格能4.1.3 离子半径4.1.4 Goldschmidt结晶化学定律4.1.5 关于多元复杂离子晶体结构的规则——Pauling规则4.2 分子间做用力与超分子化学4.2.1 分子间作用力4.2.2 超分子化学4.2.3 晶体工程4.3 无机非金属材料4.3.1 无机非金属材料分类4.3.2 碳素材料4.3.3 单质硅4.3.4 无机化合物材料4.3.5 硅酸盐材料第五章高分子材料5.1 高分子材料的发展5.2 高分子材料的结构特点和性能5.2.1 高分子链的结构5.2.2 高聚物分子间的作用力5.2.3 晶态高分子的结构特点5.2.4 高聚物的物理状态转变5.2.5 高分子材料的性能5.3 高分子的聚合方法5.3.1 聚合机理5.3.2 加聚5.3.3 缩聚5.4 塑料5.4.1 塑料的分类5.4.2 塑料的应用5.4.3 塑料的加工5.5 橡胶5.5.1 天然橡胶5.5.2 合成橡胶5.5.3 橡胶的加工5.6 纤维5.6.1 纤维的分类5.6.2 合成纤维5.6.3 纤维加工成型5.7 复合材料5.7.1 复合材料的特性5.7.2 木质材料5.8 医用高分子材料5.8.1 概况5.8.2 生物医用高分子材料5.8.3 人造硬组织材料5.8.4 人工器官及其关键材料5.8.5 高分子药物5.9 导电高分子材料5.9.1 导电高分子材料的分类5.9.2 高分子导电机理5.9.3 共轭导电高分子材料5.9.4 新型导电聚合物体系5.9.5 导电高分子材料的应用5.10 高吸水性高分子材料5.10.1 发展概况5.10.2 超强吸水高分子材料的种类和特征5.10.3 超强吸水高分子材料的制备方法5.10.4 吸水高分子材料的应用第六章纳米材料6.1 纳米技术及纳米材料应用进展6.1.1 纳米科技进展6.1.2 纳米材料的种类6.1.3 纳米材料的特异性能6.2 纳米材料的制备6.2.1 纳米粉体的合成6.2.2 纳米复合材料的制备6.2.3 碳纳米管的制备6.3 纳米结构测试技术6.3.1 基本原理6.3.2 常用仪器6.3.3 检测技术的应用研究6.4 纳米材料的应用6.4.1 纳米材料在高科技中的地位6.4.2 磁学应用6.4.3 纳米催化6.4.4 陶瓷增韧6.4.5 光学应用6.4.6 医学应用6.4.7 环保应用第七章新型功能材料7.1 光学功能材料7.1.1 激光材料7.1.2 红外材料7.1.3 发光材料7.2 半导体材料7.2.1 半导体的导电机理7.2.2 半导体的分类7.2.3 半导体材料7.3 超导材料7.3.1 超导体的基本物理性质7.3.2 超导体的临界参数7.3.3 超导机理7.3.4 超导材料的种类7.3.5 超导材料的性能7.3.6 超导材料的应用7.4 热电压电和铁电材料7.4.1 热电材料7.4.2 压电材料7.4.3 铁电材料7.5 功能转换材料7.5.1 光电转化材料7.5.2 磁光材料7.5.3 声光材料教学安排及方式材料化学是一门理论性较强的基础理论课，其教学主要为课内讲授。

材料化学教学大纲课程编号：095238课程名称：材料化学学时/学分：32/2适用专业：应用化学先修课程：物理化学，高等数学，有机化学，无机化学开课系或教研室：化学化工系一、课程的性质与任务1．课程性质：材料化学是材料科学与工程的一个分支，是一门从分子结构层次上研究材料的合成、制备、理论，以及分子结构和聚集态结构、材料性能之间关系的学科，属于应用化学和材料科学的专业课程。

2．课程任务：使从事材料研究与制备的学生从化学角度了解材料结构与性能之间的关系，掌握各种材料的化学合成与制备技术，培养从基本理论出发进行材料设计、运用化学概念进行材料制备及改性创新的能力，为今后材料科学的基础研究和实际生产建立理论基础和一定的实践技能。

二、课程教学基本要求材料化学是实用性很强的学科，课堂教学采用多媒体方式，尽量系统地阐明材料的制备、结构与性能之间的关系，介绍现代先进材料的制备、使用及性能表征方法，密切联系实际，使学生将掌握的综合化学知识应用于材料的分析、设计；培养化学专业的学生采用广泛的多学科的角度研究材料的能力，在将来的材料开发及使用中灵活的解决相关的化学问题。

本课程课堂教学32学时。

考核方式为：总成绩=期末考试（90%）+ 平时成绩（10%）三、课程教学内容（一）材料高温化学1.冶炼与提纯冶炼过程的定义及内容，纯物质热力学，理想溶体的热力学及精炼提纯，※区域精炼的原理及实例，※挥发精炼的原理及实例，化学平衡热力学及冶炼，化学平衡热力学及冶炼，ΔG0-T图。

2.高温氧化氧化的定义，纯金属的氧化，Ni的氧化，※Fe的氧化，※氧势的概念，平衡氧势与温度的关系曲线，合金的氧化，※Ni-Cu合金的氧化，※Fe-Cr合金的氧化，硫化。

3.自蔓燃合成自蔓燃合成的定义，※三种类型及实例。

（二）金属的相变和析出1.相变和析出动力学自由能-浓度曲线，形核速度，※形核过程中体系自由能的变化，※形核驱动力，扩散长大理论。

2.金属氢化物金属与氢的反应，※氢在金属表面的吸附类型及特点，金属-氢二元系氢化物的种类，金属间化合物的氢化物，※储氢合金。

【教学大纲】材料化学教学大纲一、课程基本信息课程名称：材料化学课程类别：专业必修课课程学分：＿____课程总学时：＿____授课对象：＿____先修课程：无机化学、有机化学、物理化学二、课程目标1、使学生掌握材料化学的基本概念、基本原理和基本方法，了解材料化学的研究领域和发展趋势。

2、培养学生运用材料化学知识分析和解决实际问题的能力，为后续专业课程的学习和从事材料相关领域的工作打下坚实的基础。

3、激发学生对材料化学的兴趣，培养学生的创新意识和科学素养。

三、课程内容（一）材料化学基础1、材料的分类和性能（1）介绍材料的分类方法，如按照化学成分、结构、性能等进行分类。

（2）讲解材料的物理性能（如导电性、导热性、磁性等）、化学性能（如耐腐蚀性、抗氧化性等）和力学性能（如强度、硬度、韧性等）。

2、材料的结构（1）晶体结构：包括晶体的基本概念、晶体结构的表示方法、常见晶体结构类型（如体心立方、面心立方、密排六方等）及其性能特点。

（2）非晶态结构：非晶态材料的结构特点、形成条件和性能。

3、材料的表面与界面（1）材料表面的结构和性质，如表面能、表面吸附等。

（2）材料界面的类型（如晶界、相界等）、结构和性能。

（二）材料的制备与合成1、固相反应（1）固相反应的基本原理和特点。

（2）影响固相反应的因素，如温度、反应物颗粒大小、压力等。

2、液相反应（1）溶液反应：包括沉淀反应、络合反应等的原理和应用。

（2）水热与溶剂热合成：反应条件、反应机理和在材料合成中的应用。

3、气相反应（1）化学气相沉积（CVD）：原理、设备、工艺参数和应用。

（2）物理气相沉积（PVD）：如蒸发镀膜、溅射镀膜等的原理和应用。

（三）材料的性能测试与表征1、材料的成分分析（1）化学分析方法：如滴定分析、重量分析等。

（2）仪器分析方法：如原子吸收光谱、原子发射光谱、X 射线荧光光谱等。

2、材料的结构分析（1）X 射线衍射（XRD）：原理、应用和图谱分析。