《功能材料》教学大纲-(修改稿)
功能材料 教学大纲
功能材料教学大纲
功能材料教学大纲
引言：
功能材料是一种具有特殊功能的材料，它的研究和应用对于推动科技进步和社
会发展具有重要意义。为了更好地培养学生对功能材料的理解和应用能力，制
定一份科学合理的功能材料教学大纲至关重要。本文将探讨功能材料教学大纲
的设计原则、内容和教学方法，以期为相关教育工作者提供一些参考。
一、设计原则
1. 综合性原则：功能材料是一门综合性学科，涉及物理、化学、材料科学等多
个学科的知识。因此，功能材料教学大纲应该注重知识的整合和交叉，使学生
能够全面、系统地了解功能材料的基本概念、原理和应用。
2. 实践性原则：功能材料的研究和应用都离不开实践。教学大纲应该注重培养
学生的实践能力，通过实验、实训等方式，让学生亲自动手操作、观察和分析，提高他们的实际操作能力和问题解决能力。
3. 创新性原则：功能材料是一个快速发展的领域，教学大纲应该引导学生关注
最新的研究进展和应用领域，培养他们的创新意识和创新能力，使他们能够在
未来的科技创新中发挥重要作用。
二、内容设置
1. 基础知识：功能材料教学大纲应该包括功能材料的基本概念、分类和特性等
方面的知识。学生需要了解不同功能材料的特点和应用领域，如光学材料、电
子材料、磁性材料等。
2. 材料制备与表征：学生需要学习功能材料的制备方法和表征技术，如溶胶-凝
胶法、磁控溅射法等。同时，还应该培养学生对材料结构、性能和功能之间关系的理解和分析能力。
3. 功能调控与应用：学生需要学习功能材料的功能调控方法和应用技术，如温度、压力、电场等外界条件对功能材料性能的调控，以及功能材料在能源、环境、医学等领域的应用。
功能材料课程教学大纲
功能材料课程教学大纲
一、课程说明
（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；
功能材料；材料物理与材料化学专业；专业必修课；54学时，3学分（二）课程简介、目标与任务；
《功能材料》具有很强的理论性和应用性。本课程除了要求学生了解所学功能材料外，还要掌握材料学基础知识，重点在于如何将所学理论知识运用到实际的功能材料中去，并了解相关功能材料的结构，性能与制备及其之间的关系。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；
先修课程要求：材料学科的基础课程，如材料科学基础，金属物理，扩散与相变等；这些先修课程介绍材料学里的最基础理论知识，本课程则深入介绍这些基础理论知识在实际功能材料中的应用
（四）教材与主要参考书
《功能材料学概论》冶金工业出版社，2006年，马如璋，蒋民华，徐祖雄
《磁学基础与磁性材料》浙江大学出版社，2006年，严密，彭晓领
《超导物理基础》北京大学出版社，1997年，伍勇，韩汝珊
《功能材料与纳米技术》化学工业出版社，2002年，李玲，向航
《块体非晶合金》化学工业出版社，2007年，惠希东，陈国良
《形状记忆合金》中国科学技术大学出版社，1993年，杨杰，吴月华
《金属氢化物的性质与应用》 1986年，大角泰章著，吴永宽，苗艳秋译二、课程内容与安排
第一章绪论
第一节概述
第二节功能材料的概念及分类
第三节功能设计的原理和方法
第四节功能材料的现状及发展趋势
（一）教学方法与学时分配
讲授，2学时
（二）内容及基本要求
主要内容：功能材料的概念，分类；
功能显示过程，一次功能材料；二次功能材料【掌握】：功能材料的概念
功能材料教学大纲
功能材料教学大纲
功能材料教学大纲
随着科技的不断发展，功能材料作为一种重要的材料类别，逐渐引起了人们的
广泛关注。功能材料具有特殊的物理、化学或生物学性质，能够在特定条件下
实现特定的功能。为了提高学生对功能材料的理解和应用能力，制定一份全面
而系统的功能材料教学大纲是非常必要的。
一、功能材料的基本概念和分类
功能材料是指具有特殊功能的材料，其功能可以通过物理、化学或生物学手段
实现。在功能材料的分类上，可以分为电子功能材料、光学功能材料、磁性功
能材料、生物功能材料等。通过对这些不同类型的功能材料的特点和应用进行
介绍，可以帮助学生对功能材料有一个全面的认识。
二、功能材料的制备方法和表征技术
功能材料的制备方法多种多样，包括溶液法、气相法、固相法等。不同的制备
方法对功能材料的性质和应用有着重要的影响。同时，为了对功能材料进行表
征和评估，需要运用一系列的表征技术，如X射线衍射、扫描电子显微镜等。
在教学中，可以通过实验和案例分析等方式，让学生了解不同制备方法和表征
技术的原理和应用。
三、功能材料的应用领域和前景
功能材料在各个领域都有着广泛的应用。例如，电子功能材料可以应用于电子
器件、传感器等领域；光学功能材料可以应用于光学器件、光催化等领域；生
物功能材料可以应用于生物医学、组织工程等领域。通过介绍功能材料在不同
领域的应用案例，可以激发学生对功能材料的兴趣，并了解其未来的发展前景。
四、功能材料的性能调控和设计原则
功能材料的性能调控是实现其特定功能的关键。通过调控材料的结构、形貌、
组分等，可以改变其物理、化学或生物学性质，从而实现特定的功能。在教学中，可以通过案例分析和实践操作等方式，让学生了解功能材料的性能调控方
《功能材料》教学大纲-(修改稿)
《功能材料》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程名称（中/英文）：功能材料/ Functional Materials
2、课程性质：专业限选课
3、周学时/学分：4/2
4、授课对象：应用化学
二、课程简介
功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等，起着重要的作用。本课程重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况，以及相关结构与性能和应用情况。
三、教学目的与基本要求
(注：必须明确要达到的知识、能力要求)
使学生了解功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点，掌握典型的功能材料的基本原理、材料类型以及主要用途；使学生既有坚实的功能材料物理基础，又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。通过本课程学习，使学生对典型功能材料，如能源材料、信息功能材料、梯度功能材料、功能合金和智能材料等研发现状及其应用有一定的了解，掌握各种功能材料结构与性能的基本关系。要求学生能够在识记的基础上，较好地理解所学内容，全面正确地掌握基本概念、基本原理，并且能够进行简单分析和判断。以学生为中心，在不断扩充奠定学生材料知识基础上，使之具备相关文献查阅、获取和分析评述的能力，培养他们的学习兴趣，分别以自我和群组的方式不断学习，主动关心认识周围世界的材料，喜欢材料的世界，有为创造、改良和完善材料而努力的意愿，从而形成一段有意义的学习经历。
四、教学进度表
五、考核方式和成绩评定办法
1、考核方式：资料查阅、专题分组讨论报告、开卷考、总结报告、闭卷考
功能材料课程教学大纲-上海交通大学-材料科学与工程学院
功能材料课程教学大纲
备注说明：
1.对于新开课程，需要填着纸质大纲，并经院系教学委员会或专业委员会通过。
2．带*内容为必填项。
3．课程简介字数为300-500字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。
《现代功能材料概论》课程教学大纲
《现代功能材料概论》课程教学大纲
课程代码：ABCL0421
课程中文名称：现代功能材料概论
课程英文名称：Introduction of Modern Functional Materials
课程性质：选修
课程学分数：1.5
课程学时数：24
授课对象：材料化学专业
本课程的前导课程：材料科学基础，材料性能学
一、课程简介
功能材料是指具有特定的光、电、声、磁、热、生物等一种或几种特殊功能的材料，它不同于用于承载目的的结构材料。功能材料概论是材料成型及控制工程专业的一门专业选修课，课程包括晶体学基础及材料性能、超导材料、储氢材料、磁性材料、半导体材料、光学材料、精细功能陶瓷、功能转换材料等。
二、教学基本内容和要求
课程教学内容：
第一章晶体学基础及材料性能
1. 晶体特征、化学键与晶体类型、晶体结构、晶体缺陷；
2. 导体、半导体和绝缘体；
3. 材料的基本晶体学基础与相关性能。
第二章超导材料
1. 超导的微观图形，
2. 超导体的临界参数，
3. 低温超导材料，
4. 超导材料的应用。
第三章贮氢合金
1. 金属贮氢原理，
2. 贮氢合金分类，
3. 贮氢合金的应用。
第四章形状记忆合金
1. 形状记忆原理，
2. 形状记忆合金材料，
3. 形状记忆材料的应用。
第五章非晶态合金
1. 非晶态合金的结构，
2. 非晶态材料的制备，
3. 非晶态合金材料，
4. 非晶态合金的性能及应用。
第六章磁性材料
1. 软磁材料，
2. 硬磁材料，
3. 磁记录材料，
4. 其它磁性材料。
第七章半导体材料
1. 半导体材料的分类，
2. 硅和锗半导体材料，
3. 化合物半导体材料，
《功能材料》课程简介和教学大纲
《功能材料》课程简介
课程编号：02014925
课程名称：功能材料/Functional Materials
学分：2
学时:32
先修课程：物理化学、材料科学基础
考核方式：开卷笔试
主要教材：功能材料概论，殷景华等主编，哈尔滨工业大学出版社，2002.9.
参考书目：现代功能材料，陈玉安等编，重庆大学出版社，2008.6.
课程简介：
《功能材料》是材料科学与工程等材料类专业的一门专业课，重点介绍具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型功能材料发展状况、基本原理以及应用情况。通过本课程学习，使学生对特种功能材料，如新能源材料、形状记忆合金、非晶态合金、磁性材料、纳米材料、半导体材料、超导材料等的研究现状及其应用有一定的了解，掌握各种特种功能材料的基本原理。
《功能材料》教学大纲
课程编号：02014925
课程名称：功能材料/Functional Materials
学分：2
学时：32
开课单位：材料科学与工程学院金属材料系
适用专业：材料科学与工程等材料类专业
先修课程：物理化学、材料科学基础
一、课程性质、目的与任务
《功能材料》是金属材料工程专业选修课,重点介绍当今各种特种功能材料的发展状况、基本原理以及应用情况。通过本课程学习，使学生对特种功能材料，如新能源贮氢材料、形状记忆合金、非晶态合金、磁性材料、纳米材料、半导体材料、超导材料等的研究现状及其应用有一定的了解，掌握各种特种功能材料性能的基本原理。
二、教学内容、基本要求及学时分配（按章节列出内容要求学时等，实验上机项目要列在课程内容一栏）
《功能材料》教学大纲
《功能材料》教学大纲
二、课程目的和任务
《功能材料》课程是应用化学专业的学科基础选修课程。功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料。同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等，起着非常重要作用。本课程的教学目的和任务是重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况及其应用情况。包括功能材料概述、功能材料研发和产业化现状、功能材料的应用三个部分。通过本课程学习，使学生对各种功能材料，如功能高分子材料、生物与仿生材料、功能复合材料、功能玻璃、智能材料、储氢材料、超导材料等功能材料的研发、现状及其应用有一定的了解，掌握各种功能材料性能的基本表征与分析方法。
三、本课程与其它课程的关系
学生已经学习了《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》、《物理化学》和《高分子化学》等基础课，对化学专业的基础知识已经有了较深入的了解。通过本门课程的学习，使学生获得较广泛的功能材料的基础知识以及应用范围。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配
（一）功能材料概论（2学时）
1、主要内容
功能材料的概念与分类；功能材料设计的原理和方法；功能材料的特点。
2、重点
现代功能材料的概念、特点与分类。
3、教学要求
了解功能材料的概念、分类及特点；了解功能材料设计的原理与方法。
（二）纳米材料(4学时)
1、主要内容
概述；纳米材料的特性；纳米材料的制备方法；纳米材料的应用。
2、重点
纳米材料的特性及应用
3、教学要求
了解纳米材料的特点与分类；了解各类纳米材料的性能及应用。
功能材料概论教学大纲
功能材料概论教学大纲
《功能材料概论》教学大纲一、《功能材料概论》课程说明
(一)课程代码:08131107
(二)课程英文名称:Introduction to Functional Materials
(三)开课对象:材料物理本科专业学生
(四)课程性质:功能材料概论是材料物理专业的一门专业选修课。本课程的任务是使学生了解各种功能材料的制备原理以及应用。
(五)教学目的:本课程的目的是使学生获得较广泛的功能材料的基础知识以及应用范围。
(六)教学内容:
1(功能材料的科学基础
晶体学基础及材料性能、高分子基础
2(金属功能材料
超导材料、贮氢合金、形状记忆合金、水晶态合金、磁性材料
3(无机非金属功能材料
半导体材料、光学材料、精细功能陶瓷、功能转换材料
4(功能高分子材料
高分子试剂及固相合成、高分子催化剂、固定化酶及高分子螯合剂、感光及导电性高分子材料、高分子药物
(七)教学时数:
学时数: 36 学时
分数: 2 学分
学时数具体分配
教学内容讲授实验/实践合计第一章晶体学基础及材料性能 4 4 第二
章高分子基础 4 4 第三章超导材料 4 4 第八章半导体材料 6 6 第九章光学
材料 8 8 第十二章高分子试剂及固相合成 6 6 第十四章感光及导电高分子 4 4 合计 36 36
(八)教学方式
以板书为主要形式的课堂教学。
(九)考核方式和成绩记载说明
考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考
试资格。综合成
绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。
二、讲授大纲与各章的基本要求
功能材料---教学大纲
《功能材料》课程教学大纲
课程代码：050442008
课程英文名称：Functional Materials
课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0
适用专业：无机非金属材料工程专业
大纲编写（修订）时间：2017.10
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
功能材料是无机非金属材料工程专业的专业任选课，主要讲述功能材料的原料、结构、性能、制备工艺以及功能材料组成、结构、性能三者关系等方面的基本知识、基本理论和基本方法。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：
1.使学生掌握掌握典型无机化合物晶体的结构，无机非金属材料的热容、热膨胀、热导，弹性变形、硬度、强度，陶瓷的制备工艺过程，形成玻璃的动力学条件以及光学纤维的制备与物化性能；
2.掌握功能材料工艺原理、工艺流程、工艺因素；
3.能够从技术与经济的角度分析功能材料生产中的问题和提出改进生产的方案，为毕业后从事专业工作打下必要的基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
1.基本知识：了解无机功能材料的结构及性能，并能制备陶瓷、玻璃、水泥、功能无机非金属材料。掌握典型无机化合物晶体的结构。掌握无机功能材料的热学性能和力学性能。
2.基本理论和方法：了解陶瓷的组织结构与性能和新型陶瓷材料、传统陶瓷材料。掌握陶瓷的制备工艺过程。掌握熔体冷却法和气相冷却技术。了解功能无机非金属材料的分类。掌握光学纤维的制备与物化性能。
3.基本技能:初步具备制备陶瓷、玻璃、水泥、功能无机非金属材料的能力；具有利用本课程基本理论知识进行科学研究的初步能力。
（三）实施说明
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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《功能材料》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程名称（中/英文）：功能材料/ Functional Materials
2、课程性质：专业限选课
3、周学时/学分：4/2
4、授课对象：应用化学
二、课程简介
功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等，起着重要的作用。本课程重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况，以及相关结构与性能和应用情况。
三、教学目的与基本要求
(注：必须明确要达到的知识、能力要求)
使学生了解功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点，掌握典型的功能材料的基本原理、材料类型以及主要用途；使学生既有坚实的功能材料物理基础，又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。通过本课程学习，使学生对典型功能材料，如能源材料、信息功能材料、梯度功能材料、功能合金和智能材料等研发现状及其应用有一定的了解，掌握各种功能材料结构与性能的基本关系。要求学生能够在识记的基础上，较好地理解所学内容，全面正确地掌握基本概念、基本原理，并且能够进行简单分析和判断。以学生为中心，在不断扩充奠定学生材料知识基础上，使之具备相关文献查阅、获取和分析评述的能力，培养他们的学习兴趣，分别以自我和群组的方式不断学习，主动关心认识周围世界的材料，喜欢材料的世界，有为创造、改良和完善材料而努力的意愿，从而形成一段有意义的学习经历。
四、教学进度表
五、考核方式和成绩评定办法
1、考核方式：资料查阅、专题分组讨论报告、开卷考、总结报告、闭卷考
2、成绩评定办法：平时作业及课程参与、资料查阅及分组讨论、期中考核、课程小结报告、期末考核成绩分别为15%、10%、20%、15%、40%.
六、正文
第一章绪论（教学时数2）
教学目的：本章主要是简要介绍功能材料的发展、分类，以及新型功能材料的研究进展。讨论分析六大类新型功能材料的发展现状和功能材料的分类。
教学重点：功能材料的分类
教学难点: 不同的功能材料分类标准，会产生不同的分类，需要说明各种分类的着重点。.
主要教学方法：
1、PPT多媒体和板书；
2、结合学生背景，给学生启发式的问题进行思考。
1.1材料在人类社会发展中地位
1.2材料的分类
1.3功能材料的特征和分类
1.4功能材料的现状和展望
本章基本概念：
功能材料、结构材料、分类标准
本章思考题:
1. 简述功能材料的分类。
2. 简述功能材料的特点。
3. 分别叙述六种新型功能材料的特点及应用。
第二章储氢材料（教学时数8）
教学目的：以LaNi5为代表，在分析氢能源优缺点和固态储氢原理的基础上，阐述稀土、TiFe、Mg系和碱金属轻质储氢材料的结构、特性和发展应用的状况，让学生具备储氢材料性能基本评价的能力。
教学重点：各种储氢材料的晶体结构、掺杂改性和吸氢、释氢的原理。
教学难点:根据P-C-T曲线对储氢材料性能的分析讨论。
主要教学方法：
1、PPT多媒体和板书；
2、对不同储氢材料的分析比较讨论。
2.1 能源问题与储氢
2.2 不同储氢方式的比较
2.3 储氢材料技术现状
2.4 储氢合金的评价
2.5 储氢合金的其它重要性能
本章基本概念：
P-C-T曲线、形成焓、储氢容量、固溶体和氢化物
本章思考题
1．根据物理化学原理，叙述储氢材料的储氢原理。
2．简述金属氢化物的重要应用。
第三章形状记忆材料（教学时数4）
教学目的：根据形状记忆现象，介绍形状记忆的诱因和现象，让学生掌握TiNi 合金相变的特征温度、典型晶体结构、形状记忆效应分类，对Ti、Fe和Cu基形状记忆合金和形状记忆陶瓷和高聚物作简要的说明，并对其相应的应用状况进行介绍。
教学重点：TiNi温度诱变形状记忆过程中奥氏体和马氏体相互转变的特征温度及相关的结构特征。
教学难点: 形状记忆相变过程中的结构—温度相图。.
主要教学方法：
1、PPT多媒体和板书；
2、让学生进行表格归纳比缴，对重要的晶体结构进行文献查阅。
3.1 形状记忆效应及分类
3.2 形状记忆效应机理与超弹性
3.3 形状记忆合金分类
3.4 形状记忆陶瓷与聚合物简介
3.5 形状记忆材料的应用
本章基本概念：
形状记忆效应、奥氏体开始和完成温度、马氏体开始和完成温度、形状记忆效应分类、超弹性和伪弹性
本章思考题:
1. 简述形状记忆效应及其机理。
2. 举例说明各种形状记忆材料的应用。
第四章梯度功能材料（教学时数2）
教学目的：在天然梯度材料的基础上，引出梯度功能材料的性能、组成与结构的梯度变化特点，描述梯度功能材料的发展背景、制备技术和应用状况。让学生了解梯度功能材料设计、评价和应用的特点，以及各种关键制备技术的应用范围。
教学重点：梯度功能材料的性能、组成和结构梯度变化的特征和相关的制备技术
教学难点: 如何根据微观组织结构的各种表征结果和性能测试数据分析实际制备材料的梯度变化特征。.
主要教学方法：
1、PPT多媒体和板书；
2、课堂分组讨论。
4.1 梯度功能材料的发展与定义
4.2 梯度功能材料的制备技术
4.3 梯度功能材料的应用
4.4 梯度功能材料的特性评价
本章基本概念：
梯度功能材料、等离子喷涂、自蔓延合成SHS、激光熔敷、粉末冶金
本章思考题: