材料化学硕士教学大纲.doc-西北大学化学与材料科学学院

材料化学专业硕士研究生课程教学大纲课程名称：材料化学导论课程编号：0703212X01 学分：3总学时：54开课学期：1－2 学期考核方式：笔试＋课程论文课程说明：本课程是材料化学专业硕士研究生学位课。

要求同学以固体结构、用为主线，掌握二元离子晶体和三元典型离子晶体的结构描述和各类点缺陷，握主要类型电、光和磁功能材料的结构和性能，纳米技术。

教学内容、要求及学时分配：01 绪论（4 学时）定义和分类材料科学中基本化学问题02 理想晶体的结构（10学时）宏观特征等径球主要堆积方式03 缺陷晶体的结构（10学时）两类热缺陷非化学整比化合物不等价元素置换固溶体能带理论的概念04 固体的电学性质与电功能材料（固体电导率定义Frenkel 导体和Schottky 导体超导概念和特征参数压电效应和压电材料材料与新技术革命点阵概念间隙杂质和替代杂质缺陷点缺陷F- 心双重价态控制半导体各类缺陷的拟化学平衡10 学时）固体中的离子扩散快离子导体两类超导体和库柏电子对模型铁电效应和铁电材料性能和应掌了解固体材料的基本制备方法和05 固体的光性质和光功能材料（8 学时）光导电和光电转化材料发光材料组固体光吸收的本质发光材料的发光特性成和发光原理激光原理和激光材料06 固体的磁性和磁功能材料（6 学时）固体的磁性磁化率与温度的关系磁性材料的分类过渡金属、合金和铁氧体的磁结构分子磁体及其磁化学07 纳米材料化学简介（6 学时）纳米材料的概念、特性及应用主要纳米技术纳米粉材料、孔材料和纳米碳管材料制备原理和典型示例教材或主要参考书目：[1]张逢星、李珺编著，《材料化学导论》，西北大学本科讲义，2004 年[2]张逢星、李珺编译，《无机材料化学》，牛津双语读物，2005 年[3]苏勉曾，固体化学导论，北京大学出版社，1996 年[4]唐小真主编，材料化学导论，高等教育出版社，1997 年（大纲起草人：张逢星大纲审定人：史启祯）课程名称：功能高分子材料导论课程编号：0703212X02学分：3总学时数：54开课学期：第1-2 学期考核方式：笔试课程说明：本课程是材料化学专业硕士研究生学位课。

功能高分子材料在生态环境保护、信息功能化、生物医用器材、物质分离膜、能量转换和储能技术等工业领域有着极为广泛的应用。

本课程的目的是使学生了解和掌握功能高分子材料的基本内容、研究方法、主要研究领域、国内外发展现状及发展趋势。

要求学生全面了解和掌握功能高分子材料类型、结构和功能的关系、制备原理及方法，提高研究、开发特种功能高分子材料的能力。

教学内容、要求及学时分配：01 绪论（8 学时）功能高分子材料的概念功能高分子材料研究的内容各类功能高分子材料简介功能高分子材料的发展与展望02 功能高分子的制备（6学时）材料的功能化设计与材料设计高分子合成新技术高分子的化学反应功能高分子的制备技术03 离子交换树脂和吸附树脂（6学时）概述制备方法功能应用04 高分子分离膜与膜分离技术（6 学时）膜材料及膜的制备膜的结构典型的膜分离技术及应用领域膜技术的应用05 电活性高分子（8学时）材料的导电性能及其表征电活性高分子的种类与特点导电高分子其他电活性高分子06 光敏性高分子（6学时）高分子光化学反应基本原理光固化树脂光敏高分子的应用07 反应性高分子（6 学时）高分子试剂高分子催化剂08 医用和药用高分子（8 学时）医用高分子药用高分子09 高吸液性树脂（6 学时）结构特征和吸液机理影响吸液性能的主要因素主要类型和制备方法高吸液性树脂的应用10 高分子液晶材料（6学时）液晶态和液晶高分子高分子液晶的合成与表征高分子液晶的应用液晶高分子的发展前景教材或主要参考书目：[1]王国建等编，功能高分子材料，华东理工大学出版社，2006 年[2] 马建标主编，功能高分子材料，化学工业出版社， 2000 年 [3] 赵文元编著 , 功能高分子材料化学，化学工业出版社 , 2003 年 [4] 何天白主编，功能高分子与新技术，化学工业出版社， 2001 年 [5] 贡长生，张克立主编，新型功能材料，化学工业出版社， 2001 年（大纲起草人：宫永宽， 大纲审定人：张逢星）课程名称： 固体无机化学 课程编号： 0703212X03 学 分： 3 总 学 时： 54开课学期： 2 考核方式：笔试 课程说明 ：本课程是材料化学专业硕士研究生学位课。

固体无机化学是研究固体无机物 质的结构、组成、性质与合成方法的科学，既是无机化学学科的一个重要分支， 又是材料科学发展的重要基础。

固态化学在许多方面表现出与溶液化学的不同， 本课程向学生介绍固体无机化学的基本知识和研究方法， 包括晶体宏观对称性和 微观对称性，晶体结构缺陷和固溶体， 和固体表面化学等。

教学内容、要求及学时分配：01 晶体结构 （2 学时，复习性质 ） 点阵32 个点群230 个空间群 点阵和晶体的关系 02 晶体结构与结构缺陷 （2 学时，复习性质 ） 晶体结构缺陷的类型 缺陷的表示方法 点缺陷 缺陷簇 换位原子 线缺陷 面缺陷扩展缺陷固体物质的合成与制备， 固体物质的表征晶体的对称性14 种空间点阵晶胞中的微粒、晶棱和晶面符号非整比和缺陷03 固溶体 （4 学时） 取代固溶体 异价取代固溶体 固溶体的性质04 固体物质的合成、制备与表征 （10 学时 ） 固体物质的典型合成与制备方法 纳米粉体的制备 单晶生长 结构表征05 固体的扩散和表面化学 （6 学时 ） 扩散的机理 金属原子的扩散 表面的热力学性质 表面催化06 相平衡和相转变 （4 学时 ） 相律 固态相变热力学和动力学07 固相反应 （8 学时） 固相反应的属性 固- 固相反应 固- 气相反应 教材或主要参考书目：[1] 张克立编著 . 固体无机化学课程名称 ：材料现代分析测试方法 课程编号 ： 0703212X04 学 分：3 学分 总学时数 ： 54 开课学期：第 1-2学期 考核方式 ：笔试 课程说明：本课程是材料化学专业硕士研究生学位课。

主要介绍材料现代分析测试方法 （包括 X 射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析与电子探针、光 电子能谱与俄歇电子能谱、光谱分析、热分析、动态力学实验技术 ）的基本原理、 试验方法、仪填隙固溶体 形成固溶体的条件软化学和绿色合成方法非晶态固体的制备 薄膜的制备 组成和纯度表征柯肯互扩散德尔效应 离子的扩散 表面扩散[2] 崔秀山编著 . 固体化学基础，北京理工大学， [3] 苏勉曾编著 . 固体化学导论，北京大学出版社，（大纲起草人：王 惠，单元、二元和三元体系相图 相转变的机理单一固相的反应粉末和烧结反应 固- 液相反应 武汉大学出版社， 20051995 1996年 大纲审定人：张逢星）器设备及其应用介绍。

通过课程学习，使学生对材料的各种现代分析方法有一个较为全面的了解和认识，掌握从事材料分析测试的基本方法。

教学内容、要求及学时分配：01 X 射线多晶衍射方法及应用（8 学时）基本原理多晶衍射方法X射线物相分析点阵常数的精确测定宏观应力测定晶粒尺寸和微观应力的测定非晶态物质及其晶化过程的分析02 透射电子显微分析（4 学时）概述电子与固体的相互作用透射电镜的构造与工作原理电子衍射谱的特征与分析TEM显微图像衬度分析试样制备03 扫描电子显微镜与电子探针（4 学时）扫描电子显微镜电子图像分析电子探针的工作原理与结构电子探针仪的分析方法及应用04 光电子能谱与俄歇电子能谱（4 学时）光电子能谱的基本原理光电子能谱实验技术光电子能谱的应用俄歇电子能谱分析05 光谱分析（6 学时）光谱分析法及其分类原子、分子结构与光谱原子发射光谱法原子吸收光谱法分子振动光谱法06 热分析技术（4 学时）[1] 周玉，武高辉主编，材料分析测试技术，哈尔滨工业大学出版社， 1998 [2] 王富耻主编，材料现代分析测试方法，北京理工大学出版社， 2006[3] 左演声，陈文哲，梁伟主编， 材料现代分析方法， 北京工业大学出版社， 2003 [4] 刘粤惠，刘平安主编， X 射线衍射分析原理与应用，化学工业出版社， 2003(大纲起草人：崔 斌 大纲审定人：张逢星)课程名称 ：新型无机功能材料 课程编号 ：0703212F01 学分：2总学时数 ：36 开课学期 ：第 3 学期 考核方式 ：笔试、课程论文 课程说明 ：本课程是材料化学专业硕士研究生非学位课。

学生通过学习达到以下三个目 的：较深入地了解无机功能材料的光、电、磁、声、热、化学特性和生物特性； 了解无机功能材料在当代通信、电子、能源、计算技术、航天航空等各个领域中 的广泛用途；了解超导材料、磁性材料、贮氢材料、半导体材料、光学材料、精 细功能陶瓷材料、功能转换材料、功能薄膜材料、纳米材料、智能材料的组成、 结构、性能、制备和应用及发展动向。

为开发、应用无机功能材料奠定较为坚实 的基础。

教学内容、要求及学时分配：概述 差示扫描量热法 热分析仪器的发展趋势07 其他分析方法简介 (4 学时 ) 扫描隧道显微镜 (STM) 离子探针(SIM) 穆斯堡尔谱法 教材或主要参考书目：差热分析 热重分析原子力显微镜 (AFM) 原子探针——场离子显微分析 核磁共振(NMR)及其应用01 无机功能材料的科学基础（8 学时）功能材料的发展概况和分类晶体结构和缺陷功能材料的结构与性能的关系功能材料的概念、特征和性能导体、半导体和绝缘体表征手段02 金属功能材料（8 学时）超导材料及其应用金属储氢材料形状记忆合金非晶态合金软磁材料、硬磁材料和磁记录材料03 无机非金属功能材料（10 学时）光学材料半导体材料精细功能陶瓷材料功能转换材料04 低维无机功能材料（10 学时）成膜技术及常见功能薄膜材料纳米材料智能材料C60功能材料智能功能材料梯度功能材料微粒化功能材料多孔硅材料教材或主要参考书目：[1] 殷景华,王雅珍,菊刚主编,功能材料概论,哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2002[2]田莳主编,功能材料,北京：北京：航空航天大学出版社,1995[3]周馨我主编, 功能材料科学, 北京：北京理工大学出版社, 2002[4]曲远方主编, 功能陶瓷材料, 北京：化学工业出版社, 2003[5]张国栋主编，材料研究与测试方法，北京：冶金工业出版社，2002（大纲起草人：崔斌大纲审定人：张逢星）课程名称：纳米材料化学导论课程编号：0703212F02学分：2总学时数：36开课学期：第3 学期考核方式 ： 考试 课程说明 ：本课程是材料化学专业硕士研究生非学位课。

20世纪 90年代以来，纳米科 技与纳米技术进入了一个发展新时期，已经成为 21 世纪的高新技术之一。