材料化学硕士教学大纲-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、性能和应用为主线，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，掌握主要类型电、光和磁功能材料的结构和性能，了解固体材料的基本制备方法和纳米技术。

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材料与新技术革命02 理想晶体的结构（10学时）宏观特征等径球主要堆积方式点阵概念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04 固体的电学性质与电功能材料（10学时）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05 固体的光性质和光功能材料（8学时）固体光吸收的本质发光材料的发光特性激光原理和激光材料光导电和光电转化材料发光材料组成和发光原理06 固体的磁性和磁功能材料（6学时）固体的磁性磁性材料的分类分子磁体及其磁化学磁化率与温度的关系过渡金属、合金和铁氧体的磁结构07 纳米材料化学简介（6学时）纳米材料的概念、特性及应用纳米粉材料、孔材料和纳米碳管主要纳米技术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各类功能高分子材料简介功能高分子材料研究的内容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的化学反应高分子合成新技术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）概述功能制备方法应用04 高分子分离膜与膜分离技术（6学时）膜材料及膜的制备典型的膜分离技术及应用领域膜的结构膜技术的应用05电活性高分子（8学时）材料的导电性能及其表征导电高分子电活性高分子的种类与特点其他电活性高分子06光敏性高分子（6学时）高分子光化学反应基本原理光敏高分子的应用光固化树脂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主要类型和制备方法影响吸液性能的主要因素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应用高分子液晶的合成与表征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，固体物质的合成与制备，固体物质的表征和固体表面化学等。

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点缺陷换位原子面缺陷缺陷的表示方法缺陷簇线缺陷扩展缺陷非整比和缺陷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填隙固溶体形成固溶体的条件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柯肯互扩散德尔效应离子的扩散表面扩散06 相平衡和相转变(4学时)相律固态相变热力学和动力学单元、二元和三元体系相图相转变的机理07 固相反应(8学时)固相反应的属性固-固相反应固-气相反应单一固相的反应粉末和烧结反应固-液相反应教材或主要参考书目：[1] 张克立编著.固体无机化学, 武汉大学出版社，2005[2] 崔秀山编著.固体化学基础，北京理工大学，1995[3] 苏勉曾编著.固体化学导论，北京大学出版社，1996年（大纲起草人：王惠，大纲审定人：张逢星）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X射线物相分析宏观应力测定非晶态物质及其晶化过程的分析多晶衍射方法点阵常数的精确测定晶粒尺寸和微观应力的测定02 透射电子显微分析(4学时)概述透射电镜的构造与工作原理TEM显微图像衬度分析电子与固体的相互作用电子衍射谱的特征与分析试样制备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探针的工作原理与结构电子图像分析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的应用光电子能谱实验技术俄歇电子能谱分析05 光谱分析(6学时)光谱分析法及其分类原子发射光谱法分子振动光谱法原子、分子结构与光谱原子吸收光谱法06 热分析技术(4学时)概述差示扫描量热法热分析仪器的发展趋势差热分析热重分析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)及其应用教材或主要参考书目：[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：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)超导材料及其应用形状记忆合金软磁材料、硬磁材料和磁记录材料金属储氢材料非晶态合金03 无机非金属功能材料（10学时）光学材料精细功能陶瓷材料半导体材料功能转换材料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智能材料智能功能材料微粒化功能材料纳米材料C60功能材料梯度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。

本课程向学生介绍纳米材料的基本概念和研究方法、纳米微粒的结构和物理化学特性、纳米材料的合成与制备方法、纳米材料的应用举例及纳米高新材料。

教学内容、要求及学时分配：01 绪论(2学时)发展历史及现状研究领域和意义纳米时代的特点、挑战和机遇02 纳米材料的基本概念及其研究方法(6学时)纳米材料的维数纳米微粒聚合体纳米级材料的表面，界面和缺陷纳米材料的表征方法03 纳米微粒的结构和物理、化学特性(10学时)纳米物质的结构单元纳米微粒的物理和化学特性纳米微粒的基本理论04纳米材料的基本合成与制备方法(12学时)纳米材料的气相制备方法纳米材料的液相制备方法纳米材料的固相制备方法其它特殊的合成方法05 纳米材料的应用举例及纳米高新材料(6学时)生物有机-无机纳米复合材料聚合物纳米复合材料纳米碳管富勒烯及其高新纳米材料纳米陶瓷和纳米多孔材料纳米金属微粒准晶材料纳米器件教材或主要参考书目：[1] 陈敬中，刘剑洪编，《纳米材料科学导论》，高等教育出版社，2006[2] 张立德，牟季美编，《纳米材料与纳米结构》，科学出版社，2001[3] 张志昆，崔作林编，《纳米技术与纳米材料》，国防工业出版社，2000[4] K.J.克莱邦德，《纳米材料化学》,化学工业出版社, 2004（大纲起草人：崔斌大纲审定人：张逢星）课程名称：氢能源与储氢材料课程编号：0703212F03学分：2总学时：36开课学期：3考核方式：开卷课程说明：本课程是材料化学专业硕士研究生非学位课。