1、材料合成原理與技術(shù)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱Material Synthesization and Preparation Methods課程代碼INME3007課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象材料科學(xué)與工程學(xué) 分2學(xué) 時(shí)36指定教材曹茂盛，陳笑，楊酈主編，材料合成與制備方法哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008二、課程目標(biāo)： （一）總體目標(biāo)：材料合成原理與技術(shù)是材料科學(xué)與工程專業(yè)的重要重要組成部分，是材料科學(xué)與工程專業(yè)的主干專業(yè)課程，是從事材料研究和開發(fā)前必備的理論知識(shí)。旨在介紹材料合成與制備的原理、方法和技術(shù)。從事與陶瓷、玻璃、單晶、薄膜、結(jié)構(gòu)和功能材料等領(lǐng)域相關(guān)的人員，都必須具備材料合成原理

2、與技術(shù)的基本知識(shí)。由于材料合成原理與技術(shù)在材料相關(guān)的各行業(yè)都會(huì)有不同程度的涉及，為具有初步的材料企業(yè)工作能力以及材料的研發(fā)能力打下基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，確立材料合成與材料結(jié)構(gòu)以及性能之間關(guān)系，其主要任務(wù)是使學(xué)生掌握有關(guān)材料合成與制備的原理、方法和技術(shù)，理論聯(lián)系實(shí)際，把理論知識(shí)和分析生產(chǎn)實(shí)際中的問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，加深基本理論的理解和應(yīng)用。為從事材料設(shè)計(jì)、改性、加工和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本課程目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：1.1 掌握材料合成和制備中的一些基本概念和原理，如晶體成核、晶體生長(zhǎng)、介穩(wěn)態(tài)、晶體、非晶體、薄膜等。1.2 理解材料結(jié)構(gòu)、性能與合成之間內(nèi)在關(guān)聯(lián)，建立材料構(gòu)-效關(guān)系規(guī)律的認(rèn)知；

3、分析并揭示影響材料性能的微結(jié)構(gòu)因素。掌握并運(yùn)用幾種合適的結(jié)構(gòu)表征方法和性能測(cè)試技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所制備材料的認(rèn)知。課程目標(biāo)2：2.1 掌握幾種常用材料的制備原理，如溶膠-凝膠法、沉淀法、水熱法等，并能綜合運(yùn)用本課程和其它課程知識(shí)，能借助文獻(xiàn)調(diào)研，實(shí)現(xiàn)制備工藝的優(yōu)化。2.2 具有科學(xué)思維和嚴(yán)密邏輯推理的能力，有自主學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的能力。課程目標(biāo)3：具有愛(ài)國(guó)敬業(yè)精神和科學(xué)使命感，具備正確的個(gè)人價(jià)值取向和職業(yè)道德，有安全、生態(tài)和環(huán)保等職業(yè)素養(yǎng)。（三）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求、課程內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 表1：課程目標(biāo)與課程內(nèi)容、畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系表課程目標(biāo)課程子目標(biāo)對(duì)應(yīng)課程內(nèi)容對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求課程目標(biāo)11.1第1-2章畢

4、業(yè)要求11.2第1-6章畢業(yè)要求1，2課程目標(biāo)22.1第1-6章畢業(yè)要求2，4，5，112.2第1-6章畢業(yè)要求2，12課程目標(biāo)3-全部章節(jié)畢業(yè)要求6，7，8三、教學(xué)內(nèi)容： 按照不同材料的制備方法及其相應(yīng)工藝進(jìn)行教學(xué)，主要運(yùn)用晶體學(xué)理論、物理化學(xué)的基本理論來(lái)闡明各類材料的制備原理，以及材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與合成工藝的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。主要內(nèi)容包含單晶制備、陶瓷制備、薄膜制備和非晶態(tài)材料的制備。第一章 緒論第一節(jié) 材料科學(xué)的四要素第二節(jié) 材料制備中的工藝條件因素第三節(jié) 新型材料思考題： 1、材料科學(xué)中的四要素是什么，有何相互關(guān)聯(lián)？2、材料制備過(guò)程中有哪些可控因素，如何實(shí)現(xiàn)？第二章 單晶材料的制備第一節(jié) 固相

5、-固相平衡的晶體生長(zhǎng)第二節(jié) 液相-固相平衡的晶體生長(zhǎng)第三節(jié) 氣相-固相平衡的晶體生長(zhǎng)思考題：1、結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力有哪些？2、不同單晶生長(zhǎng)工藝中的控制因素有哪些？第三章 非晶態(tài)材料的制備第一節(jié) 非晶態(tài)材料的基本概念和基本性質(zhì)第二節(jié) 非晶態(tài)材料的形成理論第三節(jié) 非晶態(tài)材料的制備原理與方法第四節(jié) 含一個(gè)手性碳原子的化合物的對(duì)映異構(gòu)思考題：1、非晶的特點(diǎn)是什么？2、非晶態(tài)材料的制備原理是什么，有哪些技術(shù)和方法？第四章 薄膜的制備第一節(jié) 物理氣相沉積真空蒸鍍第二節(jié) 濺射成膜第三節(jié) 化學(xué)氣相沉積（CVD）第四節(jié) 三束技術(shù)與薄膜制備第五節(jié) 溶膠-凝膠法第六節(jié) 納米薄膜的制備思考題：1、溶膠-凝膠的原理？2、蒸鍍和

6、濺射的異同。3、物理沉積和化學(xué)沉積的特點(diǎn)第五章 功能陶瓷的合成與制備第一節(jié) 功能陶瓷概論第二節(jié) 高溫超導(dǎo)陶瓷第三節(jié) 敏感陶瓷第四節(jié) 壓電陶瓷第五節(jié) 半導(dǎo)體陶瓷第六節(jié) 磁性陶瓷思考題：1、有哪些成型方法？2、有哪些燒結(jié)技術(shù)？3、高性能陶瓷對(duì)粉體有何要求？第六章 結(jié)構(gòu)陶瓷的制備第一節(jié) 結(jié)構(gòu)陶瓷概論第二節(jié) 超細(xì)粉料的制備方法第三節(jié) 微波燒結(jié)技術(shù)第四節(jié) 成型制備技術(shù)新工藝第五節(jié) 陶瓷原位凝固膠態(tài)成型工藝第六節(jié) 高性能結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用思考題：1、微波燒結(jié)的特點(diǎn)。2、結(jié)構(gòu)陶瓷的特點(diǎn)及應(yīng)用。第七章 功能高分子材料制備第一節(jié) 概述第二節(jié) 高分子化學(xué)試劑第三節(jié) 醫(yī)用生物材料聚乳酸的合成第四節(jié) 磁性高分子微球的制備

7、第五節(jié) 高分子-無(wú)機(jī)夾層化合物的合成第六節(jié) 極化聚合物電光材料合成第七節(jié) 高分子液晶的合成思考題：1、簡(jiǎn)述高分子材料制備方法。2、簡(jiǎn)述復(fù)合材料的特點(diǎn)。四、學(xué)時(shí)分配：第一章 緒論1第二章 單晶材料的制備9第三章 非晶態(tài)材料的制備6第四章 薄膜的制備4第五章 功能陶瓷的制備6第六章 結(jié)構(gòu)陶瓷的制備4第七章 功能高分子材料制備6 注：含習(xí)題課，隨堂測(cè)五、建議教學(xué)進(jìn)度： 表3：教學(xué)進(jìn)度表章節(jié)名稱內(nèi)容提要授課時(shí)數(shù)作業(yè)及要求備注第一章 緒論材料四要素及相互關(guān)系，材料制備工藝條件因素1補(bǔ)充第二章 單晶材料的制備晶體和單晶的概念、特征、生長(zhǎng)原理及相關(guān)技術(shù)和工藝條件控制9習(xí)題P.36第三章非晶態(tài)材料的制備非晶態(tài)

8、材料的概念、特征、形成理論及合成原理與相關(guān)技術(shù)6習(xí)題P.52第四章 薄膜的制備薄膜的特點(diǎn)及相關(guān)制備方法，掌握幾種具體的制備設(shè)備及其相關(guān)原理4習(xí)題P.124第五章 功能陶瓷的制備功能陶瓷的定義和特點(diǎn)，掌握幾種功能陶瓷的制備方法、原理和設(shè)備6習(xí)題P.190第六章 結(jié)構(gòu)陶瓷的制備結(jié)構(gòu)陶瓷的定義和特點(diǎn)，掌握幾種結(jié)構(gòu)陶瓷的成型、燒結(jié)工藝，了解相關(guān)原理和設(shè)備4習(xí)題P.211第七章 功能高分子材料制備功能高分子材料、復(fù)合材料的定義和特點(diǎn)，掌握幾種功能高分子材料的制備方法、原理和設(shè)備6習(xí)題P.248六、教材及參考書目1. 許春香主編，材料制備新技術(shù)化學(xué)工業(yè)出版社，20102. 朱世富，趙北君主編，材料制備科學(xué)

9、與技術(shù)高等教育出版社，2006。七、教學(xué)方法 授課方式：陳述法，案例分析，師生互動(dòng)，翻轉(zhuǎn)課堂，小組討論等基本要求：1. 課堂上通過(guò)講授重、難點(diǎn)，用案例分析、小組討論等方式幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)。2. 課后通過(guò)習(xí)題的練習(xí)，鞏固和加深對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解，融會(huì)貫通。八、考核方式及評(píng)定方法（一）課程考核與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 表4：課程考核與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表課程目標(biāo)考核要點(diǎn)考核方式課程目標(biāo)1知識(shí)儲(chǔ)備命名題，選擇題課程目標(biāo)2能力達(dá)成合成題，機(jī)理題課程目標(biāo)3素質(zhì)養(yǎng)成設(shè)計(jì)合成題（二）評(píng)定方法 1. 評(píng)定方法 本課程為考試課，考核成績(jī)構(gòu)成為：平時(shí)30% + 期中30% + 期末40%。 （1）平時(shí)作

10、業(yè)、出勤率、小測(cè)試等組成。 （2） 期中考試開卷、期末考試閉卷形式進(jìn)行。試卷考核圍繞課程目標(biāo)考察學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、問(wèn)題分析、解決問(wèn)題的能力。 2課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析 表5：課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析表 考核占比課程目標(biāo)平時(shí)（30%）期中（30%）期末（40%）總評(píng)達(dá)成度課程目標(biāo)115%10%15%0.2平時(shí)目標(biāo)1成績(jī)+0.07期中目標(biāo)1成績(jī)+0.07期末目標(biāo)1成績(jī)/34。課程目標(biāo)210%15%20%0.1平時(shí)目標(biāo)1成績(jī)+0.1期中目標(biāo)1成績(jī)+0.2期末目標(biāo)1成績(jī)/40。課程目標(biāo)35%5%5%0.05平時(shí)目標(biāo)1成績(jī)+0.03期中目標(biāo)1成績(jī)+0.03期末目標(biāo)1成績(jī)/11。（三）評(píng)分標(biāo)

11、準(zhǔn) 課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-10080-8970-7960-6960優(yōu)良中合格不合格ABCDF課程目標(biāo)1熟練掌握材料結(jié)構(gòu)、性能、制備工藝、儀器設(shè)備的概念及相關(guān)原理；熟練掌握無(wú)機(jī)晶態(tài)材料和非晶態(tài)材料的特點(diǎn)及其制備原理，了解材料結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)；熟練運(yùn)用合適的表征方法和性能測(cè)試等技術(shù)。較好地掌握材料結(jié)構(gòu)、性能、制備工藝、儀器設(shè)備的概念及相關(guān)原理；較好地掌握晶態(tài)材料和非晶態(tài)材料的特點(diǎn)及其制備原理，了解材料結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，能合理運(yùn)用合適的表征方法和性能測(cè)試等技術(shù)。較好地掌握材料結(jié)構(gòu)、性能、制備工藝、儀器設(shè)備的概念及相關(guān)原理；較好地掌握晶態(tài)材料和非晶態(tài)材料的特點(diǎn)及其制備原理，了解材料結(jié)構(gòu)

12、和性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，可以設(shè)計(jì)一些材料的制備方案和技術(shù)，并能探討相關(guān)的工藝條件優(yōu)化，基本能運(yùn)用合適的表征方法和性能測(cè)試等技術(shù)?；菊莆詹牧辖Y(jié)構(gòu)、性能、制備工藝、儀器設(shè)備的概念及相關(guān)原理；初步了解晶態(tài)材料和非晶態(tài)材料的特點(diǎn)及其制備原理，了解材料結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，基本能運(yùn)用合適的表征方法和性能測(cè)試等技術(shù)。不能地掌握材料結(jié)構(gòu)、性能、制備工藝、儀器設(shè)備的概念及相關(guān)原理；沒(méi)有掌握晶態(tài)材料和非晶態(tài)材料的特點(diǎn)及其制備原理，不了解材料結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，不能運(yùn)用合適的表征方法和性能測(cè)試等技術(shù)。課程目標(biāo)2熟練地綜合運(yùn)用本課程和其它課程知識(shí)，借助文獻(xiàn)調(diào)研，能合理設(shè)計(jì)一些材料的制備方案和技術(shù)，并能探討

13、相關(guān)的工藝條件優(yōu)化。具有科學(xué)思維和嚴(yán)密邏輯推理的能力，有自主學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的能力。較好地綜合運(yùn)用本課程和其它課程知識(shí)，并能借助文獻(xiàn)調(diào)研，較合理設(shè)計(jì)一些材料的制備方案和技術(shù)，并能探討相關(guān)的工藝條件優(yōu)化。具有較好的科學(xué)思維和邏輯推理的能力，有自主學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的能力。能綜合運(yùn)用本課程和其它課程知識(shí)，并能借助文獻(xiàn)調(diào)研，較合理設(shè)計(jì)一些材料的制備方案和技術(shù)，并能探討相關(guān)的工藝條件優(yōu)化。具有一定的科學(xué)思維和邏輯推理的能力，有一定的自主學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的能力?；灸苓\(yùn)用本課程和其它課程知識(shí)，并能借助文獻(xiàn)調(diào)研，可以設(shè)計(jì)一些材料的制備方案和技術(shù)，并能探討相關(guān)的工藝條件優(yōu)化。具有初步的科學(xué)思維和邏輯推理的能力，有一定的自主學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的能力。不會(huì)運(yùn)用本課程和其它課程知識(shí)，不會(huì)借助文獻(xiàn)調(diào)研，不能設(shè)計(jì)一些材料的制備方案和技術(shù)，不能探討相關(guān)的工藝條件優(yōu)化。缺乏科學(xué)思維和邏輯推理的能力，缺乏自主學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的能力。課程目標(biāo)3具有愛(ài)國(guó)敬業(yè)精神和科學(xué)使命感，具備正確的個(gè)人價(jià)