材料制备工艺课程设计
材料制备技术课程设计
材料制备技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解材料制备技术的基本概念,掌握不同材料的制备方法及特点。
2. 学生能够描述常见材料的组成、结构与性能之间的关系,并了解其在实际应用中的重要性。
3. 学生能够掌握材料制备过程中的关键参数,了解其对材料性能的影响。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的材料制备实验方案,并进行实验操作。
2. 学生能够运用数据分析方法,对实验结果进行评价和优化。
3. 学生能够运用团队合作的方式,共同探讨材料制备过程中出现的问题,并提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对材料科学的兴趣,激发探索未知、勇于创新的科学精神。
2. 学生能够认识到材料制备技术在日常生活和国家发展中的重要性,增强社会责任感和使命感。
3. 学生能够在学习过程中,养成严谨、勤奋、合作的良好品质,提高自主学习能力和综合素质。
课程性质分析:本课程为高中阶段材料科学课程,旨在让学生了解材料制备技术的基本原理和方法,培养他们的实验操作能力和科学思维能力。
学生特点分析:高中学生具有一定的物理、化学知识基础,思维活跃,好奇心强,具备一定的实验操作能力。
但部分学生对材料科学了解较少,需要加强引导和激发兴趣。
教学要求:1. 结合教材内容,注重理论与实践相结合,提高学生的知识应用能力。
2. 创设实验情境,引导学生主动探究,培养他们的实验操作技能和数据分析能力。
3. 强化团队合作,培养学生良好的沟通能力和协作精神。
4. 注重情感态度价值观的培养,激发学生的学习兴趣和社会责任感。
二、教学内容1. 基本概念:材料制备技术的基本原理、常见材料分类及制备方法。
- 教材章节:第一章 材料科学与工程概述,第三节 材料制备技术简介2. 材料制备方法:热制备、化学制备、物理制备、生物制备等。
- 教材章节:第二章 材料制备方法,第一至第四节3. 材料结构与性能:材料微观结构与宏观性能之间的关系,典型材料的性能特点。
材料制备与加工课程设计
材料制备与加工课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握材料制备与加工的基本概念、方法和过程。
具体包括:1.知识目标:学生能够理解材料制备与加工的定义、分类和特点;掌握常见材料的制备与加工方法;了解材料制备与加工在实际应用中的重要性。
2.技能目标:学生能够运用所学知识,分析和解决实际问题;能够独立完成材料制备与加工的实验操作;具备一定的创新能力和实践能力。
3.情感态度价值观目标:学生能够认识到材料制备与加工技术对人类社会发展的影响,树立正确的科学观和价值观;培养对材料制备与加工学科的兴趣和热情。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.材料制备与加工的定义、分类和特点;2.常见材料的制备与加工方法;3.材料制备与加工在实际应用中的案例分析;4.材料制备与加工技术的最新发展动态。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标,将采用以下教学方法:1.讲授法:教师通过讲解,使学生掌握材料制备与加工的基本概念、方法和过程;2.案例分析法:教师通过分析实际案例,使学生了解材料制备与加工在实际应用中的重要性;3.实验法:学生通过动手实验,掌握材料制备与加工的操作技巧;4.讨论法:学生分组讨论,培养团队合作精神和创新能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施,将准备以下教学资源:1.教材:选用国内权威出版的《材料制备与加工》教材;2.参考书:推荐学生阅读相关领域的经典著作和最新论文;3.多媒体资料:制作课件、视频等,以便生动展示教学内容;4.实验设备:准备实验室所需的设备、材料,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生的出勤、课堂参与度、提问回答等情况,占总评的30%;2.作业:评估学生完成的练习题、实验报告等,占总评的30%;3.考试:进行一次期末考试,评估学生对材料制备与加工知识的掌握程度,占总评的40%。
评估方式要求客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。
材料制备与加工课程设计
材料制备与加工课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解材料制备与加工的基本概念、原理和方法。
2. 学生能掌握不同材料的性质、制备工艺及加工技术。
3. 学生能了解材料制备与加工在工程、生活和科技领域中的应用。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的材料制备与加工实验方案。
2. 学生能运用实验仪器和设备,进行基本的材料制备与加工操作。
3. 学生能分析实验结果,评价材料性能,并提出改进措施。
情感态度价值观目标:1. 学生能培养对材料科学的兴趣,提高探究欲望。
2. 学生能认识到材料制备与加工在可持续发展、环境保护等方面的重要性,树立社会责任感。
3. 学生能在团队合作中,学会尊重、倾听、协作,培养良好的沟通能力和团队精神。
课程性质:本课程为高中年级的选修课程,旨在让学生了解材料科学的基本知识,掌握材料制备与加工的基本技能,培养学生的实践操作能力和科学素养。
学生特点:高中年级的学生具备一定的物理、化学基础,思维活跃,好奇心强,具备一定的实验操作能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调实验操作和观察分析,引导学生主动探究,培养学生的创新能力和实践能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 材料基本性质:密度、硬度、韧性、导电性等物理性质,以及化学反应、氧化还原等化学性质。
2. 常见材料分类:金属、陶瓷、塑料、复合材料等,及其特点和应用。
3. 材料制备方法:熔炼、烧结、化学合成、物理气相沉积等。
4. 材料加工技术:铸造、塑性加工、热处理、表面处理等。
5. 材料制备与加工工艺优化:探讨不同工艺参数对材料性能的影响。
6. 材料应用案例分析:分析不同材料在汽车、航空、电子、医疗等领域的应用。
教学大纲安排:第一周:材料基本性质及分类第二周:材料制备方法(一)第三周:材料制备方法(二)第四周:材料加工技术(一)第五周:材料加工技术(二)第六周:材料制备与加工工艺优化第七周:材料应用案例分析及实验操作第八周:课程总结与评价教学内容与教材关联性:本教学内容与教材《材料科学基础》相关章节紧密关联,涵盖第二章材料的基本性质、第三章材料分类、第四章材料制备方法和第五章材料加工技术等内容。
材料制备工艺课程设计
材料制备工艺课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解材料制备工艺的基本概念,掌握不同材料的制备方法和工艺流程。
2. 使学生了解材料性能与制备工艺之间的关系,能够分析常见材料制备工艺对材料性能的影响。
3. 帮助学生掌握材料制备过程中的安全操作规范,了解实验仪器的使用方法。
技能目标:1. 培养学生独立设计简单的材料制备实验方案的能力,并能熟练操作实验仪器。
2. 提高学生分析实验结果,总结材料制备规律的能力。
3. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,提高创新意识和动手实践能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对材料制备工艺的兴趣,培养认真细致的科学态度。
2. 培养学生团队协作意识,学会分享与合作,提高沟通能力。
3. 增强学生环保意识,认识到材料制备工艺在环境保护和资源利用方面的重要性。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,将课程目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
同时,关注学生的个性差异,鼓励学生积极参与,发挥主动性和创造性,实现课程目标。
通过本课程的学习,使学生能够掌握材料制备工艺的基本知识和技能,培养科学素养,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 基本概念:材料制备工艺的定义、分类及特点;材料结构与性能的基本关系。
2. 制备方法:介绍物理制备、化学制备、生物制备等方法,以及各种制备方法的优缺点。
3. 工艺流程:分析不同材料(如金属、陶瓷、高分子材料等)的制备工艺流程,包括原料处理、成型、烧结等环节。
4. 实验操作:学习实验仪器的使用方法,进行材料制备实验操作,掌握基本实验技能。
5. 材料性能分析:了解材料性能测试方法,通过实验数据分析材料制备工艺对材料性能的影响。
6. 安全与环保:学习材料制备过程中的安全操作规范,了解环境保护和资源利用的重要性。
教学内容依据教材章节进行安排,具体包括:第一章:材料制备工艺概述第二章:物理制备方法第三章:化学制备方法第四章:生物制备方法第五章:材料制备工艺流程第六章:实验操作技能第七章:材料性能测试与分析第八章:安全与环保教学进度根据课程目标和教学内容进行制定,注重理论与实践相结合,确保学生在掌握基本知识的同时,能够进行实际操作,提高综合能力。
【VIP专享】材料制备工艺课程设计
6.培养学生观察、思考、对比及分析综合的能力。过程与方法1.通过观察蚯蚓教的学实难验点,线培形养动观物察和能环力节和动实物验的能主力要;特2.征通。过教对学观方察法到与的教现学象手分段析观与察讨法论、,实对验线法形、动分物组和讨环论节法动教特学征准的备概多括媒,体继课续件培、养活分蚯析蚓、、归硬纳纸、板综、合平的面思玻维璃能、力镊。子情、感烧态杯度、价水值教观1.和通过学理解的蛔1.虫过1观适、察于3程.观六 阅蛔寄内列察、 读虫生出蚯让 材标容生3根.常蚓学 料本教活 2据 了见身生 :,师的、问 解的体巩总 鸟看活形用 作题 蛔线的固结 类雌动态手 业自 虫形练本 与雄学、三4摸 :学 对动状习节 人蛔生结、、一 收后 人物和同课 类虫活构请一蚯摸 集回 体并颜步重 关的动、学、蚓蚯 鸟答 的归色学点 系形教生生让在蚓 类问 危纳。习并 从状学理列学平的题 害线蚯四线归 人、意特出四面体 生以形蚓、形纳 类大图点常、五观玻表 存及动的鸟请动本 文小引以见3引、察璃, 现预物身类学物节 明有言及的、导巩蚯上是 状防的体之生和课 历什根蚯环怎学固蚓和干 ,感主是所列环学 史么据蚓节二样生练引牛燥 鸟染要否以举节到 揭不上适动、区回习导皮还 类的特分分蚯动的 晓同节于物让分答。学纸是 减方征节布蚓物一 起,课穴并?学蚯课生上湿 少法。广的教些 ,体所居归4在生蚓前回运润 的;.泛益鸟色学生纳4靠物完的问答动的 原.蛔,处目类和习活环近在成前题蚯的? 因了虫以。标生 就体的节身其实端并蚓快触 及解寄上知物 同表内特动体结验和总利的慢摸 我蚯生适识学 人有容点物前构并后结用生一蚯 国蚓在于与的 类什,的端中思端线问活样蚓的人? 飞技基 有么引进主的的考形题环吗十生体能本 着特出行要几变以动1境?节 大活,的.方 密征本“特节化下物让并为近 珍习会形理法 切。课生征有以问的2小学什腹 稀性引态解。 的.课物。什游题主结生出么面 鸟和起结蛔关观题体么戏:要利明蚯?处 类适哪构虫系察:的特的特用确蚓, 等于些特适。蛔章形殊形征板,这是 资穴疾点于可虫我态结式。书生种光 料居病寄是的们结构,五小物典滑 ,生?重生鸟内学构5,学、结的型还 以活.要生类部习与其习巩鸟结是 爱的如原活生结了功颜消固类构线粗 鸟形何因的存构腔能色化练适特形糙 护态预之结的,肠相是系习于点动? 鸟、防一构现你动适否统。飞都物为结蛔。和状认物应与的行是。主构虫课生却为和”其结的与题、病本理不蛔扁的他构8特环以生?8特乐虫形观部特征境小理三页观的动点位点梳相组等、这;,哪物教相,2理适为方引.鸟些,育同师知应单面导鸟掌类结了;?生2识位的学你握日构解.互。办特生认线益特了通动手征观识形减点它过,抄;察吗动少是们理5生报.蛔?物,与的解参一了虫它和有寄主蛔与份解结们环些生要虫其。蚯构都节已生特对中爱蚓。会动经活征人培鸟与飞物灭相。类养护人吗的绝适这造兴鸟类?主或应节成趣的为要濒课的情关什特临?就危感系么征灭来害教;?;绝学,育,习使。我比学们它生可们理以更解做高养些等成什的良么两好。类卫动生物习。惯根的据重学要生意回义答;3的.情通况过,了给解出蚯课蚓课与题人。类回的答关:系线,形进动行物生和命环科节学动价环值节观动的物教一育、。根教据学蛔重虫点1病.引蛔出虫蛔适虫于这寄种生典生型活的线结形构动和物生。理二特、点设;2置.问蚯题蚓让的学生生活思习考性预和习适。于穴居生活的形态、结构、生理等方面的特征;3.线形动物和环节动物的主要特征。
材料与工艺课程设计
材料与工艺课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握材料分类、性能及在工艺中的应用。
2. 学生能了解不同工艺流程对材料选择的影响。
3. 学生能掌握至少三种常见的工艺制作方法,并描述其工作原理。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析并选择合适的材料进行工艺设计。
2. 学生能在教师的指导下,独立完成一项工艺制作项目,展示完整的工艺流程。
3. 学生能通过实际操作,提高动手能力,培养细致、精确的工艺制作技巧。
情感态度价值观目标:1. 学生能培养对传统工艺的尊重和热爱,增强民族自豪感。
2. 学生在合作完成工艺制作过程中,学会团队协作,提高沟通能力。
3. 学生通过接触不同材料与工艺,培养环保意识,关注可持续发展。
本课程旨在让学生深入了解材料与工艺之间的关系,掌握基本的工艺制作技能,培养创新意识和实践能力。
针对初中年级学生的认知特点,课程内容以实际操作为主,理论讲解为辅,注重培养学生的动手能力和团队协作精神。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,提高对工艺制作的兴趣和热情。
二、教学内容1. 材料的分类与性能- 介绍金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料的基本特性。
- 分析各类材料在工艺中的应用及优缺点。
2. 工艺流程与材料选择- 学习不同工艺流程(如铸造、锻造、热处理等)对材料的要求。
- 探讨如何根据工艺需求选择合适的材料。
3. 常见工艺制作方法- 介绍铸造、焊接、热处理等工艺的基本原理和操作方法。
- 指导学生动手实践,掌握至少三种工艺制作方法。
4. 工艺制作项目实践- 设计并实施一项工艺制作项目,让学生将所学知识应用于实际操作。
- 按照项目进度,分阶段进行评估和指导。
5. 环保意识与可持续发展- 分析材料与工艺对环境的影响,培养学生环保意识。
- 探讨如何在工艺制作中实现可持续发展。
教学内容依据课程目标,以教材为参考,注重科学性和系统性。
教学大纲明确,教学内容分为五个部分,按照教材章节逐步展开,确保学生能够循序渐进地掌握材料与工艺知识。
制材课程设计
制材课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握制材的基本原理和方法,了解制材工艺的发展历程和现状,提高学生的实践能力和创新意识。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解制材的基本概念、分类和应用领域。
(2)掌握制材工艺的基本原理和方法。
(3)了解制材工艺的发展历程和现状。
2.技能目标:(1)能够运用制材的基本原理和方法解决实际问题。
(2)具备分析、设计制材工艺的能力。
(3)能够进行简单的制材实验操作。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对制材工艺的兴趣和好奇心。
(2)增强学生的创新意识和实践能力。
(3)培养学生团队合作、积极进取的精神风貌。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括制材的基本原理、制材工艺方法和制材技术的应用。
具体安排如下:1.制材的基本原理:介绍制材的概念、分类和应用领域,阐述制材工艺的基本原理。
2.制材工艺方法:讲解制材的主要方法,如热处理、腐蚀、磨削等,并分析各种方法的优缺点。
3.制材技术的应用:介绍制材技术在各个领域的应用实例,如航空、汽车、电子等。
4.制材工艺的发展历程和现状:概述制材工艺的历史演变,分析当前制材领域的发展趋势。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行授课。
具体方法如下:1.讲授法:通过讲解制材的基本原理、方法和应用,使学生掌握相关知识。
2.案例分析法:分析典型的制材工艺案例,提高学生的实践能力和创新意识。
3.实验法:学生进行制材实验,培养学生的动手能力和实验技能。
4.讨论法:学生就制材工艺相关问题进行讨论,提高学生的思维能力和团队协作精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的制材教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作精美的课件、视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:配置完善的实验设备,确保学生能够进行正常的实验操作。
材料合成与制备课程设计 (2)
材料合成与制备课程设计1. 课程概述本课程旨在介绍材料合成及制备的基本概念、方法和技术,重点介绍化学、物理、生物等多学科领域内与材料合成和制备相关的理论和实践知识。
课程内容主要包括:晶体生长、气相沉积、溶液合成、凝胶法制备等不同的合成及制备方法,并通过实验、案例解析等教学方式,培养学生在材料合成及制备方面的能力。
2. 课程目标1)了解材料合成及制备的基本概念、原理和应用;2)掌握各种材料合成及制备方法的基本原理、操作步骤及影响因素;3)能够运用所学知识解决材料合成及制备的实际问题;4)培养学生的实验操作技能、科学思维和创新能力。
3. 课程安排3.1 第一周3.1.1 课程导入•课程介绍•材料合成及制备概述3.1.2 晶体生长•晶体生长基本原理与方法•晶体生长中的实验操作和技巧3.2 第二周3.2.1 气相沉积•气相沉积基本原理与方法•外延生长的原理和实现3.3 第三周3.3.1 溶液合成法•溶液合成基本原理与方法•溶液合成中的实验操作和技巧3.4 第四周3.4.1 凝胶法制备•凝胶法制备基本原理与方法•凝胶法在材料制备中的应用3.5 第五周3.5.1 表面化学•表面化学基本原理与方法•表面化学在材料合成中的应用3.6 第六周3.6.1 材料制备综合实验•确定实验目的、方案和步骤•完成实验并记录实验数据•分析实验结果并形成实验报告4. 考核方式1)期末考核占总成绩的70%;2)平时考核占总成绩的30%。
5. 教学建议1)课程中的实验部分占据重要的位置,建议学生认真完成实验任务,掌握实验技能,理解实验原理和实验结果分析的方法;2)建议学生积极参加课程中的讨论和研讨活动,对所学知识进行深入理解,从而提高自己的综合素质和能力;3)希望学生能将所学知识应用到各自的专业领域中,形成自己的学术兴趣和研究方向。
6. 参考书目1)《材料科学基础》(主编:陈秋林),高等教育出版社,2002年;2)《材料化学制备方法与技术》(郭立群、刘宏文编),化学工业出版社,2006年;3)《现代化学合成与材料制备》(王国荣、陈斯慧主编),高等教育出版社,2004年;4)《材料化学与制备》(徐德安主编),科学出版社,2003年。
材料工艺课程设计
材料工艺课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握材料工艺的基本概念、分类及应用。
2. 学生能够了解不同材料的特点、优缺点及其在工业生产中的应用。
3. 学生能够掌握材料加工的基本工艺流程及其对材料性能的影响。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析、评估实际生活中的材料工艺问题,并提出合理的解决方案。
2. 学生能够运用实验、观察等方法,对材料工艺进行实际操作,提高实践能力。
3. 学生能够通过查阅资料、小组讨论等方式,培养自主学习、合作探究的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对材料工艺产生兴趣,养成对材料科学研究的热情和探究精神。
2. 学生认识到材料工艺在日常生活和国家经济发展中的重要性,增强社会责任感和使命感。
3. 学生在实践过程中,培养严谨、细致、勇于创新的科学态度,提高审美观念和环保意识。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,结合理论教学与实验操作,旨在培养学生的动手能力、创新意识和实际应用能力。
学生特点:初中年级学生,具有一定的物理、化学知识基础,好奇心强,善于观察和思考。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,培养其独立思考、解决问题的能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,分层教学,确保每位学生都能达到课程目标。
通过有效的教学评估,及时了解学生的学习成果,为后续教学提供指导。
二、教学内容1. 材料工艺基本概念:材料分类、性质、应用。
- 教材章节:第一章 材料与工艺概述2. 金属材料工艺:金属的性质、加工方法、表面处理技术。
- 教材章节:第二章 金属材料与工艺3. 塑料材料工艺:塑料的分类、成型方法、应用领域。
- 教材章节:第三章 塑料材料与工艺4. 陶瓷材料工艺:陶瓷原料、成型工艺、烧成技术。
- 教材章节:第四章 陶瓷材料与工艺5. 复合材料工艺:复合材料的组成、性能、应用。
- 教材章节:第五章 复合材料与工艺6. 材料工艺实验操作:金属、塑料、陶瓷、复合材料等工艺的实际操作。
材料制备课程设计
材料制备课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握材料制备的基本原理,了解不同材料的制备方法和工艺流程。
2. 使学生了解材料结构与性能之间的关系,能够分析材料制备过程中的关键因素。
3. 引导学生掌握材料表征技术,学会运用现代分析手段对材料进行性能评价。
技能目标:1. 培养学生具备实验操作能力,能够独立完成材料制备实验,熟练使用相关仪器设备。
2. 培养学生具备实验数据分析能力,能够对实验结果进行合理的解释和评价。
3. 培养学生具备团队合作精神,能够与他人共同完成材料制备及性能测试任务。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对材料科学的兴趣,培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验安全,遵循实验规范。
3. 引导学生关注材料科学在生活中的应用,提高环保意识和资源利用观念。
本课程针对高中年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习,学生能够掌握材料制备的基本知识和技能,形成科学的思维方法,培养实践操作能力和团队协作精神,为后续学习及相关领域的研究打下坚实基础。
本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 材料制备基本原理:介绍材料的结构、性质与制备方法之间的关系,以及制备过程中可能涉及的化学反应和物理变化。
2. 常见材料制备方法:详细讲解沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、熔融法等制备方法,结合实例分析各种方法的优缺点。
3. 材料表征技术:介绍X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、红外光谱等表征技术,以及这些技术在材料性能评价中的应用。
4. 实践操作:安排学生进行材料制备实验,包括实验方案设计、实验操作、数据处理等环节。
5. 教学案例:分析典型材料制备案例,让学生了解材料制备在实际应用中的关键作用。
教学内容安排如下:第1周:材料制备基本原理及常见制备方法概述;第2周:沉淀法、溶胶-凝胶法的原理及实验操作;第3周:水热合成法、熔融法的原理及实验操作;第4周:材料表征技术及其应用;第5周:实践操作(分组进行材料制备实验);第6周:教学案例分析及总结。
材料合成与制备课程设计
材料合成与制备课程设计介绍材料合成与制备是材料科学的一个重要分支,涵盖了物质的制备、表征、性能研究、应用等方面。
材料合成与制备课程作为材料科学和工程领域的核心课程,具有重要的教学意义和应用价值。
本文将介绍材料合成与制备课程设计的内容。
课程设计目标本次课程设计旨在让学生了解材料合成与制备的基本原理和方法,掌握一些常见的合成和制备技术,并在实验中学习到实验操作技能,提升学生的实践能力和科学素养。
课程设计内容实验1:材料表征实验目的:了解常见材料的基本性质及其表征方法。
实验步骤:1.使用X射线衍射(XRD)技术对样品进行分析,得到样品晶体结构及晶胞参数信息。
2.使用扫描电子显微镜(SEM)技术对样品进行扫描,观察其表面形貌。
3.使用透射电子显微镜(TEM)技术对样品进行观察,了解其显微结构特征。
实验结果:学生能够使用XRD、SEM、TEM技术进行样品表征,并分析测试结果。
实验2:溶液法合成金属氧化物实验目的:掌握溶液法合成方法,制备金属氧化物样品。
实验步骤:1.将金属盐和氧化剂按一定比例混合,搅拌溶解。
2.将溶液加入到搅拌的溶液中,搅拌混合。
3.将混合好的溶液转移到装有胶体微球的烧杯中,在慢慢搅拌的过程中,胶体微球表面会逐渐析出晶体。
4.将析出的晶体沉淀、洗涤,并进行干燥。
实验结果:学生能够使用溶液法合成金属氧化物,并通过SEM、TEM观察、XRD鉴定结构及晶体型相。
实验3:气相沉积制备二氧化硅薄膜实验目的:掌握气相沉积技术,制备二氧化硅薄膜。
实验步骤:1.将硅基片放置在反应室底部,使气象物质经过加热后分解,形成基片表面一层二氧化硅的薄膜。
2.控制反应温度,可以调节薄膜的特性,如晶体结构、单晶或多晶、晶体取向等参数。
3.通过SEM技术观察、XRD测试对制备的二氧化硅薄膜进行表征。
实验结果:学生能够使用气相沉积技术制备二氧化硅薄膜,并了解不同反应条件对薄膜特性的影响。
总结以上三个实验内容涵盖了材料合成与制备的基本原理和方法,学生通过实验操作掌握了相关实验技术及数据处理方法。
材料制备与加工课程设计
材料制备与加工课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解材料制备与加工的基本概念、原理和方法;2. 使学生掌握不同材料的性质、制备工艺及加工技术;3. 帮助学生了解材料科学与工程领域的前沿动态和发展趋势。
技能目标:1. 培养学生具备实验操作、数据分析和解决实际问题的能力;2. 提高学生运用材料制备与加工技术进行创新设计的能力;3. 培养学生团队协作、沟通表达及批判性思维的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对材料科学与工程学科的兴趣,培养其探索精神和创新意识;2. 引导学生关注材料制备与加工技术在生活中的应用,提高环保意识和责任感;3. 培养学生尊重科学、严谨求实的态度,形成正确的价值观。
本课程针对高年级学生,结合学科特点和教学要求,旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式,使学生在掌握基本知识的基础上,提高实践技能和创新能力。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估,同时注重培养学生的情感态度和价值观,使其成为具有综合素质的材料科学与工程领域的人才。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 材料制备原理与技术:介绍材料制备的基本原理、方法和技术,包括物理制备、化学制备、生物制备等,对应教材第1章。
2. 材料加工工艺:讲解不同材料的加工方法、工艺流程及其特点,如金属、陶瓷、高分子材料的加工技术,对应教材第2章。
3. 材料性质与表征:分析各类材料的物理、化学、力学性能及其表征方法,涉及微观结构、宏观性能等方面的内容,对应教材第3章。
4. 材料制备与加工中的实际问题:探讨材料制备与加工过程中可能遇到的问题及解决策略,如材料缺陷、加工精度等,对应教材第4章。
5. 材料科学与工程领域前沿动态:介绍材料科学与工程领域的前沿技术、发展趋势及在相关行业的应用,对应教材第5章。
教学内容安排如下:第1周:材料制备原理与技术;第2周:材料加工工艺;第3周:材料性质与表征;第4周:材料制备与加工中的实际问题;第5周:材料科学与工程领域前沿动态。
材料制备技术课程设计
材料制备技术课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握材料制备技术的基本原理和方法,培养学生对材料的性能和应用有一定的了解。
具体分为以下三个部分:1.知识目标:学生需要掌握材料制备的基本原理,了解不同材料的制备方法和过程,以及材料的性能和应用。
2.技能目标:学生需要能够运用所学知识分析和解决材料制备过程中遇到的问题,具备一定的实验操作能力和实验数据分析能力。
3.情感态度价值观目标:学生应该培养对材料科学的兴趣和热情,认识到材料科学在现代社会中的重要性,树立正确的科学态度和价值观。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括材料制备的基本原理、制备方法、材料的性能和应用等方面。
具体安排如下:1.第一章:材料制备的基本原理,包括材料的定义、分类和制备方法。
2.第二章:材料的制备方法,包括固体ification、融化olidification、气化olidification等方法。
3.第三章:材料的性能,包括机械性能、热性能、电性能等。
4.第四章:材料的应用,包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体安排如下:1.讲授法:用于讲解基本原理和方法,使学生掌握基本概念和理论知识。
2.讨论法:用于引导学生思考和分析问题,培养学生的创新思维和解决问题的能力。
3.案例分析法:用于分析实际案例,使学生了解材料制备在实际应用中的原理和效果。
4.实验法:用于锻炼学生的实验操作能力和实验数据分析能力,加深学生对理论知识的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:《材料制备技术》,用于学生学习和复习理论知识。
2.参考书:提供一些相关的参考书籍,供学生深入学习和了解材料制备的更多内容。
3.多媒体资料:制作一些教学PPT和视频,用于辅助讲解和展示实验过程。
金属材料先进制备技术课程设计
金属材料先进制备技术课程设计一、课程背景和设计意义金属材料是工业生产中不可或缺的材料,其性能和制备技术直接影响到产品质量和生产效率。
随着科学技术的不断发展,金属材料的制备技术也在不断创新和进步。
为提高学生的实际操作能力和创新能力,本课程旨在通过设计一系列金属材料制备实验,让学生深入了解金属材料制备的不同技术,并掌握其中的先进制备技术。
同时,通过对相关文献的阅读和讨论,引导学生思考金属材料制备技术的发展趋势和未来方向,培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、课程内容和教学方法2.1 课程内容本课程设计包括以下实验项目:1.金属材料物理性能测试实验2.金属材料常规制备技术实验3.金属材料先进制备技术实验4.金属材料表面处理技术实验5.金属材料加工实验2.2 教学方法本课程的教学方法主要包括以下几点:1.实验室实践:引导学生设计和完成不同难度和复杂度的实验项目,让学生深入了解金属材料制备的实际操作技巧和流程。
2.组内讨论和合作:每个实验项目都要求学生以小组形式进行。
通过同学之间的讨论和合作,课程旨在培养学生的团队合作精神和创新意识。
3.文献阅读和讨论:学生需要通过阅读相关文献并进行讨论,了解金属材料制备技术的发展趋势和未来方向。
三、课程目标和评估方式3.1 课程目标通过本课程的学习和实践,学生应该能够达到以下目标:1.熟悉金属材料的物理性质,并能够运用相关测试方法进行实验。
2.掌握金属材料的常规制备技术,例如铸造、锻造、挤压等。
3.了解金属材料的先进制备技术,例如粉末冶金、快速凝固等,并能够进行实践。
4.熟悉金属材料的表面处理技术,并能够进行实践。
5.熟悉金属加工工艺,并能够进行实践。
3.2 评估方式本课程的评估方式主要包括以下几个方面:1.实验报告:每个实验项目的完成后需要提交实验报告,以评估学生的实验能力和理论水平。
2.课程论文:学生需要撰写一篇论文,介绍金属材料制备技术的发展趋势和未来方向,以评估学生对课程内容的深入理解和思考能力。
材料合成制备课程设计
材料合成制备课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握材料合成制备的基本原理,理解不同合成方法及适用范围。
2. 使学生了解材料结构与性能之间的关系,能够分析合成过程中材料性能变化的原因。
3. 引导学生了解材料合成领域的最新研究动态和发展趋势。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识,设计简单的材料合成实验方案,并进行实验操作。
2. 培养学生运用现代分析手段,对合成材料进行性能表征和结构分析的能力。
3. 提高学生查阅文献、获取信息的能力,学会撰写课程报告和学术小论文。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对材料合成制备学科的兴趣,激发学生的创新意识和探索精神。
2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力,使学生能够积极参与学术讨论和交流。
3. 引导学生关注材料合成在环保、能源等领域的应用,培养社会责任感和使命感。
本课程旨在通过理论教学、实验操作和学术讨论,使学生全面掌握材料合成制备的相关知识,培养学生在该领域的实际操作能力和创新思维能力。
课程针对高中年级学生的认知水平和兴趣特点,注重理论与实践相结合,提高学生的学科素养。
通过本课程的学习,学生将能够独立设计实验方案,解决实际问题,并为未来的学术研究和职业发展打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 材料合成原理:介绍合成材料的基本原理,包括热力学、动力学、相图等基本概念,以及化学气相沉积、溶胶-凝胶法、水热合成等常见合成方法。
2. 材料结构与性能:分析合成材料结构与性能之间的关系,探讨不同结构对材料性能的影响,如晶体结构、微观形貌等。
3. 实验操作与技能:指导学生进行实验操作,包括材料合成、性能表征等,培养学生实际操作能力。
4. 材料应用领域:介绍合成材料在环保、能源、生物医学等领域的应用,让学生了解材料合成在实际生活中的重要作用。
教学内容安排如下:第一周:材料合成原理及方法概述第二周:化学气相沉积与溶胶-凝胶法第三周:水热合成与溶剂热合成第四周:材料结构与性能关系第五周:实验操作与技能训练第六周:材料在环保与能源领域的应用教学内容与教材章节相对应,确保学生能够结合教材深入学习。
金属材料先进制备技术课程设计 (2)
金属材料先进制备技术课程设计一、引言金属材料的制备技术对于现代工业具有重要的意义。
随着科技的不断进步,金属材料的制备技术也得到了长足的发展。
本课程设计主要针对金属材料制备领域的一些先进技术进行研究。
二、目的和意义1.研究金属材料制备技术,提高学生的科研实践能力。
2.探究金属材料制备技术的发展方向,为现代工业提供技术支持。
3.培养学生的创新思维和实践能力。
三、课程主要内容1. 金属材料液相制备技术1.1 溶胶凝胶法制备金属氧化物纳米粒子 1.2 高分子辅助水热法制备纳米金属氧化物2. 金属材料气相制备技术2.1 化学气相沉积法制备金属薄膜 2.2 金属有机化合物化学气相沉积法制备二维材料3. 金属材料电解制备技术3.1 金属电沉积法制备核壳结构纳米颗粒 3.2 电化学毛细管阵列法制备纳米线阵列4. 金属材料固相制备技术4.1 气相反应法制备金属纳米粒子 4.2 机械合金化法制备纳米复合材料四、实验项目1.溶胶凝胶法制备二氧化钛纳米粒子2.化学气相沉积法制备铜薄膜3.金属电沉积法制备银核壳结构纳米颗粒4.气相反应法制备铁纳米粉五、实验流程1. 溶胶凝胶法制备二氧化钛纳米粒子实验步骤:1.准备溶剂:以乙醇为溶剂,加入波形聚乙二醇作为稳定剂。
2.制备溶胶:将氯化钛溶于乙醇中,加入草酸和水,搅拌并恒温静置。
3.制备凝胶:在溶胶中加入氨水,搅拌,形成凝胶。
4.干燥:将凝胶放在真空下干燥,得到二氧化钛纳米粒子。
2. 化学气相沉积法制备铜薄膜实验步骤:1.准备气源:使用有机铜作为气源,将之加热蒸发,获得蒸气。
2.沉积:将金属基片放在反应室中,使用氧气等电子亲和力较强的气体作为气氛,引导有机铜蒸气沉积在基片表面,形成铜薄膜。
3.后处理:将铜薄膜在氧气或空气中加热,形成晶体铜薄膜。
六、实验结果及分析以制备二氧化钛纳米粒子实验为例,实验结果如下:通过TEM观察,制备的二氧化钛纳米粒子粒径大小均匀,平均粒径约为20 nm。
幼儿园玩具材料DIY手工课程设计 幼儿园手工
一、引言在幼儿园教育中,手工课程一直扮演着至关重要的角色。
通过手工制作,幼儿可以锻炼动手能力,培养创造力和想象力,同时也能加强幼儿与教师、与同学之间的情感交流。
而幼儿园玩具材料DIY手工课程设计,更是为幼儿提供了一个丰富多彩的学习和成长空间。
本文将就幼儿园玩具材料DIY手工课程的设计进行探讨,为幼儿园教师提供一些指导性的意见和建议。
二、幼儿园玩具材料DIY手工课程的设计意义1.培养幼儿的动手能力通过DIY手工课程,幼儿可以亲自动手使用各种玩具材料进行制作,锻炼他们的手部协调能力和精细动作能力。
2.激发幼儿的创造力和想象力在DIY手工课程中,孩子们可以自由发挥想象力,设计出独特的作品,这有助于培养幼儿的创造力和想象力。
3.促进幼儿的交流与合作在DIY手工课程中,幼儿需要与同学和教师进行交流,共享自己的想法,合作完成作品,从而促进幼儿间的交流与合作精神。
4.提高幼儿的自信心通过DIY手工课程,幼儿可以亲自动手完成作品,展示自己的成果,这有助于培养幼儿的自信心和成就感。
三、幼儿园玩具材料DIY手工课程设计的具体内容1.选择适合幼儿的材料在进行玩具材料DIY手工课程设计时,首先要选择适合幼儿的材料,例如彩纸、胶水、彩笔、剪刀、棉花等,要确保材料的安全性和无毒性。
2.设计多样化的手工作品在DIY手工课程中,可以设计丰富多样的手工作品,如手工盆景、折纸小动物、彩纸拼贴、玩具模型等,以满足幼儿的不同兴趣和需求。
3.组织多种形式的教学活动可以通过集体示范、个别指导、分组合作等多种形式的教学活动,引导幼儿完成手工作品,提高他们的动手能力和创造力。
4.关注个体差异,尊重幼儿的选择在DIY手工课程设计中,要关注幼儿的个体差异,尊重他们的选择和创作,不要强求所有幼儿都完成同一种作品,要给予他们一定的自由度。
四、幼儿园玩具材料DIY手工课程的实施方式1.分阶段进行可以将DIY手工课程分为几个阶段进行,每个阶段设计不同的主题和材料,以便幼儿能够逐步提高动手能力和创造力。
材料制备工艺课程设计
课程设计说明书PZT压电陶瓷蜂鸣器片学院名称:材料科学与工程学院专业班级:无机非金属材料1001班学号: 3100703002学生姓名:程小伟指导教师:杨娟、周明2021年1月目录前言 (3)1压电蜂鸣片简介 (4) (4)1.2蜂鸣器的结构原理 (4)2 陶瓷工艺设计的目的和意义 (5)3设计任务及说明 (5)4计算 (6)4.1以1mol为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3 进行计算 (6)4.2以100g为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.5wt%Cr2O3+0.3wt%Fe2O3进行计算 (7)5 PZT陶瓷制备的工艺流程 (7)5.1称量与混合 (8)5.2预烧 (8)5.3粉体制备 (9)5.4造粒 (10)5.5成型 (10)5.6排塑 (11)5.7烧成 (12)5.8极化 (15)5.9焊接 (16)5.10测试 (17)6 工艺参数 (18)6.1预烧工艺参数 (18)6.2烧结工艺参数 (18)6.3极化工艺参数 (18)7要紧设备选型 (19)7.1球磨机 (19)7.2 喷雾造粒干燥机 (19)7.3滚压成型机 (20)7.4 冲片机 (20)7.5微波烧结装置 (20)8总结 (21)参考文献 (22)前言1880年,居里兄弟第一在单晶上发觉压电效应。
在1940年前,人们明白有两类铁电体:罗息盐和磷酸二氢钾盐。
在1940年后,发觉了BaTiO3是一种铁电体,具有强的压电效应,这是压电材料进展的一个飞跃。
在1950年后,发觉了压电PZT体系,具有超级强和稳固的压电效应,这是具有重大实际意义的进展。
在1970年后,添加不同添加剂的二元系PZT陶瓷具有优良的性能,已经用来制造滤波器、换能器、变压器等。
随着电子工业的进展,对压电材料与器件的要求就愈来愈高了,二元系PZT已经知足不了利用要求,于是研究和开发性能加倍优越的三元、四元乃至五元压电材料。
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课程设计说明书PZT压电陶瓷蜂鸣器片学院名称:材料科学与工程学院专业班级:无机非金属材料1001班学号: 3100703002学生姓名:程小伟指导教师:杨娟、周明2014年1月目录前言 (3)1压电蜂鸣片简介 (4)1.1蜂鸣器的作用 (4)1.2蜂鸣器的结构原理 (4)2 陶瓷工艺设计的目的和意义 (5)3设计任务及说明 (5)4计算 (6)4.1以1mol为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3 进行计算 (6)4.2以100g为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.5wt%Cr2O3+0.3wt%Fe2O3进行计算 (7)5 PZT陶瓷制备的工艺流程 (7)5.1称量与混合 (8)5.2预烧 (8)5.3粉体制备 (9)5.4造粒 (10)5.5成型 (10)5.6排塑 (11)5.7烧成 (12)5.8极化 (15)5.9焊接 (16)5.10测试 (17)6 工艺参数 (18)6.1预烧工艺参数 (18)6.2烧结工艺参数 (18)6.3极化工艺参数 (18)7主要设备选型 (19)7.1球磨机 (19)7.2 喷雾造粒干燥机 (19)7.3滚压成型机 (20)7.4 冲片机 (20)7.5微波烧结装置 (20)8总结 (21)参考文献 (22)前言1880年,居里兄弟首先在单晶上发现压电效应。
在1940年前,人们知道有两类铁电体:罗息盐和磷酸二氢钾盐。
在1940年后,发现了BaTiO3是一种铁电体,具有强的压电效应,这是压电材料发展的一个飞跃。
在1950年后,发现了压电PZT体系,具有非常强和稳定的压电效应,这是具有重大实际意义的进展。
在1970年后,添加不同添加剂的二元系PZT陶瓷具有优良的性能,已经用来制造滤波器、换能器、变压器等。
随着电子工业的发展,对压电材料与器件的要求就越来越高了,二元系PZT已经满足不了使用要求,于是研究和开发性能更加优越的三元、四元甚至五元压电材料。
由于PZT压电陶瓷具有优异的压电、介电和光电等电学性能,广泛地应用于电子、航天等高技术领域,用于制备传感器、换能器、存储器等电子元器件,是一种很有发展前途的功能材料。
由此,国内外研究学者对PZT压电陶瓷进行了大量的研究,包括PZT压电陶瓷元器件,以PZT为基料的三元、四元压电陶瓷,PZT铁电陶瓷薄膜,PZT纤维等铁电陶瓷材料。
由于PZT基压电陶瓷的制备工艺简单,原材料容易获得,价格低廉,并可方便地制成各种复杂的形状,在工程技术方面的应用非常广泛,甚至超过了压电晶体。
PZT系列压电陶瓷的研究已有即几十年的历史,取得了重大进展。
其未来的热点趋势主要有:①高转换效率的PZT压电陶瓷。
高能量转换效率的PZT压电陶瓷正在兴起,日本富士通研究实验室研制出了由铌酸镍铅、钛酸铅和锆酸铅组成的铅基钙钛矿型压电陶瓷,其烧结温度在1000℃以下,能量转换效率指数 K 33为80.8 %。
②低温烧结PZT陶瓷材料的新技术和新工艺。
开发低温烧结PZT压电陶瓷材料的新工艺,实现 PZT压电陶瓷的低温烧结,不仅能有效地保证陶瓷材料的性能,而且可节约能源,有利环保。
③多功能铁电陶瓷。
利用陶瓷材料的加和效应、乘积效应,以及不同联结度之间的搭配可以发展多功能新型铁电陶瓷材料。
研究表明,利用其加和效应可制备出电容——压电双功能陶瓷材料,利用其乘积效应可制备出磁电效应和光致伸缩效应的新型陶瓷材料。
④无铅系列压电陶瓷。
由于PZT基压电陶瓷含有大量的铅成分,制造过程易造成环境污染,于是无铅系列压电陶瓷的研究已悄然兴起。
如:K1-x Na x NbO3、SrBi4Ti4O3等研究都取得了一定的成绩,但这些不合铅的压电陶瓷或性能欠佳,或制造工艺复杂,仍处于探索之中。
1.压电蜂鸣片简介1.1蜂鸣器的作用蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。
1.2蜂鸣器的结构原理压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。
有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。
当接通电源后(1.5~15V直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。
在陶瓷片的两面镀上银电极,经极化和老化处理后,再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2.陶瓷工艺设计的目的和意义随着近年来电子工业的飞速发展,PZT压电陶瓷蜂鸣器片的生产厂家越来越多。
市场竞争越来越激烈,同时对产品的要求也是精益求精。
对压电陶瓷蜂鸣片的生产工艺进行合理的设计是非常关键和必要的。
本设计书对压电陶瓷蜂鸣器片的组成、原料选择进行了改进,对产品的加工处理、工艺原理运用、工艺流程选择与工艺方法确定、主要设备的选型进行了系统的阐述。
制备工艺主要包括配料、球磨、喷雾造粒、成型、烧结及后加工等过程。
其中成型工艺是制备过程中很重要的一项工艺,不仅影响管的尺寸形状,根据成型方法的不同,还会影响成型坯体的显微结构的均匀和各相分布的均匀,继而影响烧结工艺,直接影响产品质量,所以本任务书采用了干压成型法。
在烧结方面采用中低温烧成,希望在安全可靠、注意环境保护、合理考虑机械化、自动化装备水平、经济合理的原则下设计出一种制备优质的PZT压电陶瓷蜂鸣器片产品的工艺。
3.设计任务及说明PZT压电陶瓷蜂鸣器片(φ10mm×厚2mm,每片重约1.5克,年产500万片以300个工作日计算)压电陶瓷的分子式为:Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.5重量% Cr2O3+0.3重量% Fe2O3原料纯度铅丹Pb3O4 98%碳酸锶SrCO3 97%二氧化锆ZrO2 99.5%二氧化钛TiO2 99%三氧化二铁Fe2O3 98.9%三氧化二铬Cr2O3 99%陶瓷瓷坯烧成后还要完成被银、焊电极4.计算4.1以1mol为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3 进行计算:原料摩尔百分数摩尔质量质量总质量质量百分比Pb3O4 0.32 685.6 219.4329.3 0.67SrCO3 0.05 147.7 7.4 0.02 ZrO2 0.52 123.2 64.1 0.19 TiO2 0.48 79.9 38.4 0.12 计算公式:质量百分数=摩尔百分数×摩尔质量/总质量4.2以100g为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.5wt%Cr2O3+0.3wt%Fe2O3进行计算原料质量百分数1 质量百分数2 原料纯度一块蜂鸣片所需各原料质量/g各原料的日需要量/Kg各原料的年需要量/KgPb3O40.992 0.665 0.98 1.0179 16.965 5089.5SrCO30.020 0.97 0.0309 0.515 154.5 ZrO20.188 0.995 0.2834 4.723 1417 TiO20.119 0.99 0.1803 3.005 901.5Cr2O30.005 0.005 0.989 0.0076 0.1267 38Fe2O30.003 0.003 0.99 0.0045 0.075 22.5 计算公式:一块蜂鸣片所需原料的质量=质量百分数×一块蜂鸣片的质量/原料纯度5. PZT陶瓷制备的工艺流程压电陶瓷的生产工艺一般为:配料——混合——预烧——破碎——粘合剂混合——造粒——成型——排塑——烧成——被银——极化——测试压电陶瓷性能的好坏,与制造工艺的关系非常密切,同一配方,工艺条件的变化可引起材料性能上的很大差异。
为了改进锆钛酸铅系压电陶瓷的性能,采用同一类元素去置换原组成元素或掺入微量杂质的方法以及进行热压烧结等方法进行改性。
通过掺入微量杂质就能大大改变机电耦合系数K、介电常数数£、机械品质因素Q m ,得到种种满足不同目的材料。
本设计书对传统的PZT掺杂5mol%的锶,并且加入0.5wt%的Cr2O3和0.3wt%Fe2O3 进行改性。
5.1称量与混合首先,根据化学式配料。
所用的原料分别为铅丹、碳酸锶、二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铁和三氧化二铬。
按照前面的计算结果称取各原料,注意过程中需要将少量的添加剂要放在大料的中间以便混合均匀。
称取好后将其混合放入球磨机进行球磨粉碎。
球磨分干磨和湿磨两种,少量的样品可以采取干磨,大批量则常采用搅拌球磨或气流粉碎的方法,效率较高。
本设计采用间歇式球磨机。
5.2 预烧预烧是指在高温下,各原料间发生固相反应,合成压电陶瓷。
PZT的合成涉及到的内容是多方面的,例如PZT反应过程,反应动力,反应速率以及,影响反应进行的各种因素,对于锆钛酸铅陶瓷,通常选择在650℃左右保温1一2小时生成PbTiO3,到850℃左右再保温2小时,以生成Pb(ZrTi)O3 。
欲烧的温度需要严格控制,预烧温度太低,反应不充分,性能下降;预烧温度太高,易造成氧化铅大量挥发,不仅使预烧块难于粉碎,并降低烧结活性。
保温时间的长短,可根据料块大小和装炉量确定,料块大,装炉多时,保温时间可长一些,反之,可短一些。
5.3粉体制备PZT压电材料的制备包括粉体的制备,成型,高温烧结和形成元器件等四个步骤。
陶瓷粉体对于成型和烧结过程以及最终元器件性能的影响显得至关重要。
粉体不仅要纯度高、物相均一,更要求颗粒细小以提高烧结活性、粒度均匀以提高成型性、粒径分布窄可以抑制晶粒生成和得到较好的分散性。
在粉体的制备方法中,传统的固相法制备出的粉体 ,粒径较大 ,很难达到微米以下 ,易被污染 ,纯度较低 ,粒径分布较宽 ,易发生硬团聚 ,能量利用率低。
液相法是在溶液状态下制备以纳米粉体 ,具有合成温度低、粉体纯度高、粒径小等优点 ,是目前实验室和工业上广泛采用的制备纳米粉体的方法。
主要有溶胶——凝胶法、共沉淀法、水热合成法等。
本设计采用溶胶——凝胶法。
溶胶——凝胶过程是一种在相对较低温度下,随着溶液的脱水而形成无定形凝胶体的过程。
它是以反应物的混合溶液为基础 ,在凝胶体形成时真正实现了各种粒子之间分子水平上的混合,并保留在凝胶体系中。
使用溶胶——凝胶法制备PZT纳米陶瓷粉体的化学过程是:首先将金属醇盐或其它有机盐在溶剂中发生水解 ,产生水合活性单体 ,活性单体产生交联聚合反应 ,从而形成具有三维空间结构和一定刚性的凝胶体,凝胶体经过干燥和热处理后即得PZT纳米粉体。