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功能陶瓷课程设计一、教学目标通过本章的学习，学生将掌握功能陶瓷的基本概念、分类和性能，了解功能陶瓷在现代科技领域的应用，培养学生对功能陶瓷研究的兴趣和热情。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解功能陶瓷的定义、特点和分类；（2）掌握功能陶瓷的主要性能及应用领域；（3）熟悉功能陶瓷的制备方法及其工艺流程。
2.技能目标：（1）能够分析功能陶瓷材料的性能与结构之间的关系；（2）能够运用所学知识解决实际问题，如功能陶瓷材料的选择与应用；（3）培养学生的实验操作能力和科学思维。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对功能陶瓷材料的兴趣和好奇心，激发学生对新材料研究的热情；（2）培养学生珍惜科学成果，提高学生的科学素养；（3）培养学生团队合作精神，培养学生的创新意识。
二、教学内容本章主要教学内容分为以下几个部分：1.功能陶瓷的基本概念、特点和分类；2.功能陶瓷的主要性能及其应用领域；3.功能陶瓷的制备方法及其工艺流程；4.功能陶瓷材料的性能与结构之间的关系；5.功能陶瓷材料在现代科技领域的应用案例分析。
三、教学方法为了提高教学效果，本章将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生了解功能陶瓷的基本概念、性能和应用；2.案例分析法：分析功能陶瓷材料在实际应用中的案例，使学生更好地理解功能陶瓷的作用；3.实验法：学生进行功能陶瓷材料的制备实验，培养学生的实验操作能力和科学思维；4.讨论法：学生进行小组讨论，探讨功能陶瓷材料的性能与结构之间的关系，激发学生的思考。
四、教学资源为了支持本章的教学内容和教学方法，将采用以下教学资源：1.教材：功能陶瓷教材，为学生提供系统、全面的知识体系；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识视野；3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，生动形象地展示功能陶瓷的制备过程和应用案例；4.实验设备：提供实验所需的设备、材料，确保学生能够进行实践活动；5.网络资源：利用网络资源，了解功能陶瓷的最新研究动态，拓宽学生的知识渠道。
1.从广义的角度，材料定义为能够用以加工有用物质的物质。
2.材料分类：按性能、使用用途分类：结构材料、功能材料按化学组成和显微结构特点分类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料3.无机非金属材料的定义：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质组成的材料，是除金属材料和有机高分子材料以外的所有材料的统称。
4.无机非金属材料的分类：胶凝材料、天然材料、玻璃、陶瓷无机非金属材料的特性：具有复杂的晶体结构（7晶系，14中布拉菲格子）没有自由电子、高熔点、高硬度、较好的耐化学腐蚀性、绝大多数是绝缘体一般具有低导热性、大多数情况下变形微小。
5.无机非金属材料主要化学成分：CaO、SiO2、Al2O3、Na2O等6.陶瓷成型在热加工之前；玻璃成型在热加工之后；水泥成型主要在使用时。
7.水泥煅烧；陶瓷烧结；玻璃熔融8.胶凝材料定义：凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料，又称胶结料。
9.胶凝材料分类：按组成物质分类：有机胶凝材料、无机胶凝材料10.水泥的定义：凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，统称为水泥。
11.水泥的分类：按用途和性能分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥按组成分类：硅酸盐水泥系列、铝酸盐水泥系列、氟铝酸盐水泥系列、硫铝酸盐水泥系列、铁铝酸盐水泥系列、其它:如无熟料、少熟料水泥12.水泥的基本特性：水泥浆具有良好的可塑性，与其它材料混合后的混和物可拥有适宜的和易性。
较强的适应性。
较好的耐侵蚀、防辐射性能。
硬化后的水泥浆体具有较高的强度，且强度随龄期的延长而逐渐增长。
良好的耐久性。
通过改变水泥的组成，可适当调整水泥的质量。
可与纤维、聚合物等多种有机、无机材料匹配。
第五章功能陶瓷的合成与制备功能陶瓷是一类具有特殊功能的陶瓷材料，具有特殊的物理、化学、电磁或光学性能，在各个领域具有广泛的应用。
本章将介绍功能陶瓷的合成与制备方法。
一、功能陶瓷的合成方法功能陶瓷的合成方法主要包括传统的烧结法和新型的凝胶法、溶胶-凝胶法、物理方法等。
1.烧结法烧结法是最传统的功能陶瓷制备方法之一、其主要步骤包括粉体制备、成型和烧结。
首先需要选择合适的陶瓷原料，通过球磨、干燥等步骤制备成适当大小的粉体。
然后将粉体按照需求进行成型，如压制、注射成型等。
最后，通过高温烧结过程使粉体颗粒结合成陶瓷制品。
2.凝胶法凝胶法是一种较新的功能陶瓷制备方法，主要通过溶液中的凝胶形成陶瓷材料。
凝胶形成主要有溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
其中，溶胶-凝胶法是最常用的凝胶方法之一、该方法首先将金属盐或金属有机化合物溶解在有机溶剂中，形成溶胶。
然后，在溶胶中加入适量的凝胶剂，通过搅拌或调整pH值等控制凝胶的形成。
最后，将凝胶进行热处理，形成陶瓷材料。
3.物理方法物理方法是一类特殊的功能陶瓷制备方法，主要包括等离子体喷涂、激光制备和电沉积等。
等离子体喷涂是一种将陶瓷颗粒喷涂到基体上形成陶瓷涂层的方法。
激光制备是通过激光加工方法制备功能陶瓷器件的一种途径。
电沉积是一种通过电解物质的方法在电极上制备陶瓷的方法。
二、功能陶瓷的制备方法功能陶瓷的制备方法主要包括充填法、浸渍法和溶胶-凝胶法等。
1.充填法充填法是一种将陶瓷颗粒填充在基体孔隙中的方法，主要适用于多孔基体的制备。
该方法首先将陶瓷粉体与适量的粘结剂混合均匀，然后将混合物充填到基体孔隙中。
最后，通过烧结等处理，固化陶瓷颗粒，形成功能陶瓷材料。
2.浸渍法浸渍法是一种利用溶液浸渍基体材料并在其表面形成陶瓷薄层的方法。
该方法首先将陶瓷粉体悬浮于适量的溶液中，然后将基体浸渍于该溶液中，使陶瓷颗粒被吸附在基体表面。
最后，通过热处理等方法，将陶瓷薄层固化在基体上。
3.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法在陶瓷材料的制备中也起到了重要作用。
