纳米材料与技术---教学大纲
纳米材料与应用教学大纲
纳米材料与应用教学大纲一、课程基本信息课程名称：纳米材料与应用课程代码：＿____课程类别：专业选修课程学分：＿____总学时：＿____理论学时：＿____实验（实践）学时：＿____二、课程性质与教学目标（一）课程性质本课程是一门涉及材料科学、物理学、化学等多学科交叉的专业选修课程，旨在介绍纳米材料的基本概念、特性、制备方法以及在各个领域的应用。
通过本课程的学习，学生能够对纳米材料有较为全面的认识，为今后从事相关领域的研究和工作打下基础。
（二）教学目标1、知识目标（1）使学生了解纳米材料的定义、分类和基本特性。
（2）掌握纳米材料的常见制备方法和表征手段。
（3）熟悉纳米材料在电子、能源、生物医学、环境保护等领域的应用。
2、能力目标（1）能够运用所学知识分析和解决与纳米材料相关的实际问题。
（2）培养学生的实验设计和操作能力，能够进行简单的纳米材料制备和性能测试实验。
（3）提高学生的文献检索、阅读和归纳总结能力，能够跟踪纳米材料领域的最新研究进展。
3、素质目标（1）培养学生的创新思维和科学素养，激发学生对科学研究的兴趣。
（2）培养学生的团队合作精神和沟通交流能力。
三、课程教学内容与要求（一）纳米材料概述1、纳米材料的定义和发展历程（1）讲解纳米材料的定义，强调其尺寸在 1 100 纳米范围内。
（2）介绍纳米材料发展的重要里程碑和关键事件。
2、纳米材料的分类（1）按维度分类，如零维（量子点）、一维（纳米线、纳米管）、二维（纳米薄膜）和三维纳米材料。
（2）按材料组成分类，如金属纳米材料、半导体纳米材料、陶瓷纳米材料和有机纳米材料等。
3、纳米材料的基本特性（1）量子尺寸效应，解释电子能级的离散化和能隙的变化。
（2）小尺寸效应，如熔点降低、比表面积增大等。
（3）表面效应，强调表面原子比例高和表面能大的特点。
（4）宏观量子隧道效应，举例说明电子的隧道穿越现象。
（二）纳米材料的制备方法1、物理制备方法（1）真空蒸发冷凝法，介绍其原理、设备和应用。
纳米 材料第二章 纳米材料与技术
4.3 纳米材料的表面效应
➢表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比
随着粒子尺寸的减小而大幅度的增加，粒子的表面能 及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子物理、化 学性质的变化。
1.比表面积的增加
➢ 比表面积常用总表面积与质量或总体积的比值表示。质量比表面积、 体积比表面积
➢ 当颗粒细化时，粒子逐渐减小时，总表面积急剧增大，比表面积相 应的也急剧加大。
2、纳米材料的发展趋势
➢ 探索和发现纳米材料的新现象、新性质
➢ 根据需要设计纳米材料，研究新的合成和制备方法
以及可行的工业化生产技术
➢ 深入研究有关纳米材料的基本理论
第四节 纳米材料的基本效应
4.1 纳米材料的量子尺寸效应 一、原子分立尺寸能效级应
如：各种元素都具有自己特定的光谱线，如氢原子和钠 原子分立的光谱线。 ——作用: 原子光谱，可鉴别外来天体中的元素。 ——对于分子：分子轨道理论 共价键理论
拆开它们是需要能量的，高强度的电场和磁场都能使
之拆开而由超导态进入正常态。
二、磁通量子——磁力线的分布，用磁场作用于铁屑
可直接观察，即磁通量也是量子化的。
三、宏观量子现象
为了区别单个电子、质子、中子等微观粒子的微 观量子现象，把宏观领域出现的量子效应称为宏观量 子效应。
四、宏观量子隧道效应
➢微观粒子具有隧穿势垒的能力称为隧道效应。
3、表面能
铜微粒与表面能
粒径 1mol铜原子的 一个粒子的
/nm
微粒数
质量/g
表面积 /cm2
10
7.1×1018
9.07×10-18 4.2×107
表面能/J 5.8×106
100
7.1×1015
纳米技术及纳米材料教学大纲
《纳米技术及纳米材料》教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：纳米技术及纳米材料课程英文名称：Nanotechnology and Nanomaterials课程编号：06142130课程类型：专业课总学时数：36学分：2学分适用专业：化工类专业三年级先修课程：大学物理，无机化学，有机化学，物理化学开课院系：化工与制药学院二、课程的性质和任务本课程是化工工艺专业的一门专业选修课，它研究了纳米材料的结构和性能及制备方法，以及纳米材料的应用以及纳米科技的新进展。
本课程主要任务是使学生对纳米材料这样一种新的材料具有一个比较广泛的了解。
为以后工作、学习及毕业论文实验提供必要的知识面和方法。
三、课程教学基本要求开此课前学生应已学过大学物理、无机、有机、及物理化学等基础课。
四、理论教学内容和基本要求第一章纳米科学与技术的基本概念1．纳米科学与技术2．表纳米科学技术的发展史3．纳米材料是纳米科技的重要组成部分4．纳米材料的定义基本要求：了解纳米材料的发展史及重要性理解纳米科学与技术掌握纳米材料的定义第二章纳米材料的结构和优异性能1．纳米材料的结构2．纳米材料的结构相变3．表面效应4．纳米材料的结构缺陷5．小尺寸效应6．纳米相块体材料7．纳米非晶态材料和纳米材料8．量子效应基本要求：了解：纳米材料的表面效应、结构相变、及量子效应理解：小尺寸效应及结构缺陷掌握：纳米材料的结构第三章纳米材料的制备1．制备团簇和纳米粒子的物理法2．溅射、热蒸发方法与激光蒸发技术的比较3．氢电弧等离子体法制备纳米粒子4．纳米粒子的化学合成5．溶胶—凝胶法6．球磨法基本要求：了解：纳米材料的一些制备方法，包括溅射法、热蒸发法、溶胶—凝胶法、球磨法等。
理解：制备方法的原理第四章纳米材料的应用1．在化工产品中的应用2．在环保健康方法的应用3．在医药卫生领域的应用4．在电子工业产品中的应用5．纳米催化6．超细非晶态合金催化基本要求：了解：纳米材料的一些基本应用理解：纳米催化的原理及超细非晶态合金催化第四章纳米结构的测试技术和仪器1．扫描隧道显微镜的基本原理2．其他类似的检测仪器3．纳米结构检测技术的应用研究基本要求：了解：纳米结构的测试仪器理解：扫描隧道显微镜的基本原理第五章纳米科技应用的新结合点1．纳米催化剂制备新思路2．纳米组装和纳米微球3．纳米电子器件4．纳米线生长的新机理5．纳米技术发展动向6．纳米科学与技术要在应用中求得发展基本要求了解：纳米科技应用的新思路理解：纳米材料发展动向五、有关教学环节的要求本课程主要为课堂教学，考核方法为开卷或闭卷方式，成绩评定按平时30%+考试成绩70%。
分子材料科学教学大纲
分子材料科学教学大纲在分子材料科学教学大纲中，学生将学习有关材料的基本结构、性质和应用的知识。
分子材料科学作为材料科学的一个重要分支，涉及到广泛的领域，包括纳米材料、聚合物、生物材料等。
本课程将重点介绍分子材料的基本概念、原理和应用，帮助学生建立对材料科学的全面理解和应用能力。
第一部分：分子材料基础知识1. 分子材料的定义和分类- 了解分子材料的组成和结构特点- 掌握分子材料的分类方法和特点- 分子结构与材料性能的关系2. 分子材料的性质与特点- 认识分子材料的物理性质和化学性质- 探讨分子材料的机械性能和热学性能- 理解分子材料的光学性质和电学性质3. 分子材料的制备和表征方法- 学习分子材料的制备技术和装备- 掌握分子材料的表征方法和分析技术- 实验操作技能培养和实验报告撰写能力第二部分：分子材料应用领域1. 纳米材料与纳米技术- 介绍纳米材料的特点和应用- 探讨纳米技术在分子材料领域的应用前景- 分子纳米复合材料的研究和发展趋势2. 聚合物材料与生物材料- 理解聚合物材料的结构和性质- 掌握聚合物材料的制备和应用技术- 探讨生物材料在医学和生物工程领域的应用前景3. 分子材料的未来发展趋势- 分析分子材料的研究现状和发展趋势- 探讨分子材料在新能源、环境保护等领域的应用前景- 培养学生的创新精神和实践能力，激发学生对科学研究的热情通过本教学大纲的学习，学生将全面掌握分子材料科学的基础知识和实践技能，培养分析和解决问题的能力，为未来的科研和工作打下坚实基础。
希望学生能够在学习过程中发现自己的兴趣和潜力，不断提升自我，成为材料科学领域的优秀人才。
愿学生在分子材料科学的世界中探寻更广阔的前景和可能性，为推动科技进步和社会发展贡献自己的力量。
《纳米材料与器件》课程教学大纲三号黑体
《纳米材料与器件》课程教学大纲（三号黑体）一、课程基本信息（四号黑体）二、课程目标（四号黑体）（一）总体目标：（小四号黑体）本课程是为材料化学专业和全校非材料类专业学生开设的一门专业选修课程。
通过课程的开设，使学生在了解纳米技术在工程实践中最新发展趋势的基础上，全面学习纳米材料的基本概念与性质，重点掌握纳米材料的制备技术，熟悉纳米材料的性能表征手段，逐步建立起纳米材料的结构、性能、制备、表征、应用这一系统的知识体系，最终使学生具有能够根据实践需求完成对纳米材料设计的能力，为从事这方面的学习与工作奠定坚实的基础。
（二）课程目标：（小四号黑体）《纳米材料与器件》课程系统建立纳米材料的结构、性能、制备、表征、应用这一系统的知识体系。
本课程目标如下：课程目标1：纳米纳米材料的基本概念与性质，课程目标2：纳米材料的制备方法；课程目标3：纳米材料的表征方法；课程目标4：纳米材料工程实践中的应用。
课程目标L通过绪论2学时的学习，使学生了解材料发展的历史，全面掌握纳米材料的定义、纳米效应，加深了解材料尺寸对材料性能的影响，从构效关系的角度思考材料性能改善的特定路径。
课程目标2：在已有学习常规材料制备方法的基础上，深入理解纳米材料制备过程控制的核心问题,把握纳米材料的团聚的分类、成因、前提、解决方法，深入体会不同制备方法的原理，学会用过程分析的理念去认知材料的制备过程。
课程目标3：结构决定性能，借助仪器分析，表征纳米材料组成、尺寸、形貌、一致性、缺陷等特征结构，结合性能评估深入理解材料的构效关系。
课程目标4：《纳米材料与器件》是材料类工科选修课，理论学习的目标是工程实践。
因此，本课程作为教学的重要环节，重点突出纳米材料在能源、环保、日常生活中的重要应用，将纳米材料的制备、表征、应用贯穿于工程实践当中，学以致用，激发学生的工程实践探索兴趣。
（要求参照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，对应各类专业认证标准，注意对毕业要求支撑程度强弱的描述，与“课程目标对毕业要求的支撑关系表一致）（五号宋体）（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系（小四号黑体）（大类基础课程、专业教学课程及开放选修课程按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。
《微纳制造技术》教学大纲
《微纳制造技术》教学大纲课程代码：NANA2027课程名称：微纳制造技术英文名称：Nanofabrication课程性质：专业教学课程学分/学时： 2分/36时考核方式：闭卷考试、课堂报告、课后作业开课学期： 5适用专业：纳米材料与技术先修课程：半导体器件物理后续课程：新能源材料与技术、纳米材料表征技术选用教材：唐天同，《微纳加工科学原理》，电子工业出版社，2010年一、课程目标通过本课程的理论教学与课后作业，使学生具备以下能力：熟悉微纳制造常用的工艺及方法，了解其应用场景及对比不同方法之间优缺点；可以运用公式计算解决材料选择、加工参数相关问题；对新兴微纳制造技术及未来发展趋势有一定了解。
（支撑毕业要求1-2）了解微纳制造工艺的基本概念、方法、理论、加工设备的发展演变过程和发展趋势，并结合微纳制造工艺在集成电路、纳米传感、光电子等器件领域应用，对微纳制造这一前沿研究领域有初步认识，建立相关领域的知识储备结构，并能在今后的工作中加以结合与应用。
（支撑毕业要求2-2）二、教学内容第一章绪论（支撑毕业要求1-2）课时：1周，共2课时教学内容：一、微电子的发展历史二、集成电路基本工艺流程三、纳米制造的发展要求学生：了解微电子工业以及微纳制造技术的发展历史，认识当前集成电路加工的主要流程和工艺。
第二章微电子与光电子集成技术中使用的材料（支撑毕业要求1-2，2-2）课时：2周，共4课时教学内容第一节晶体结构与性质一、晶体的几何结构二、晶体的电学性质三、晶体的光学性质第二节半导体材料一、元素半导体二、I II-V族半导体三、I I-VI族半导体四、I V-IV族化合物半导体第三节纳米结构与材料一、半导体超晶格结构二、量子阱、量子线和量子点要求学生：对晶体材料的几何结构、能带结构和电学性质基础认知；了解硅与几种典型半导体材料的特点和用途；了解新型一维、二维材料的结构特点以及用途。
第三章光刻（支撑毕业要求1-2，2-2）课时：2周，共4课时教学内容第一节光学光刻一、接触式和接近式曝光光刻二、投射式光刻三、先进光刻技术和其他改进分辨率的方法第二节光刻胶一、光刻胶类型三、涂敷和显影工艺三、光刻胶的化学放大和对比度增强技术第三节 X射线曝光技术一、X射线曝光原理二、X射线曝光技术应用要求学生：了解光刻技术的种类；学会改进分辨率的方法及相关参数计算；熟悉光刻工艺的具体步骤；认识新型光刻设备的优点及其应用；掌握使用软件绘制简单的光刻掩膜版的能力。
纳米科学与技术教学大纲
纳米科学与技术教学大纲一、引言纳米科学与技术作为当前高新技术领域中备受关注的学科之一，其研究和应用正日益受到重视。
因此，制定一份完善的纳米科学与技术教学大纲对于培养学生的创新意识、科学精神以及掌握前沿技术至关重要。
本教学大纲将围绕纳米科学与技术的基本概念、发展历程、实际应用等方面展开，力求全面系统地介绍相关知识，为学生提供扎实的学习基础。
二、课程设置1. 纳米科学与技术概述- 纳米科学与技术的定义和基本概念- 纳米领域的发展历程及重要里程碑- 纳米尺度的特殊性质和应用前景2. 纳米材料与纳米结构- 纳米材料的种类及特点- 纳米结构的制备方法和表征技术- 纳米材料在材料科学和工程中的应用3. 纳米生物学与生物技术- 纳米生物学的基本概念和研究内容- 纳米技术在生物领域的应用和发展趋势- 纳米生物技术的伦理和安全问题4. 纳米电子学与光学- 纳米电子学和光学的基本原理- 纳米电子器件和光学器件的制备和性能- 纳米电子光学设备在信息技术中的应用5. 纳米技术的产业与应用- 纳米技术产业的发展现状和趋势- 纳米技术在材料、医药、能源等领域中的应用- 纳米技术的未来发展方向和挑战三、教学目标1. 了解纳米科学与技术的基本概念和发展历程，掌握其在不同领域的应用特点和前沿动态。
2. 掌握纳米材料和纳米结构的制备、表征和性能分析方法，具备相关实验技能。
3. 熟悉纳米生物学与生物技术的理论基础和实践应用，了解其在医学和生物工程中的重要性。
4. 理解纳米电子学与光学的基本原理和器件制备技术，掌握相关电子光学设备的使用和维护方法。
5. 了解纳米技术产业的发展现状和前景，认识纳米技术对经济和社会的影响及挑战。
四、教学内容1. 纳米科学与技术概述- 纳米科学与技术的定义和基本概念- 纳米领域的研究范围和意义- 纳米科学与技术的国际发展状况2. 纳米材料与纳米结构- 纳米材料的种类和制备方法- 纳米结构的特殊性质和应用领域- 纳米材料在材料科学和工程中的应用案例3. 纳米生物学与生物技术- 纳米尺度下生物学规律的变化- 纳米技术在医学影像和药物传递中的应用- 纳米生物技术的伦理和安全问题4. 纳米电子学与光学- 纳米半导体器件的特性和应用- 纳米光学结构的调控和性能- 纳米光电子器件在信息技术中的应用案例5. 纳米技术的产业与应用- 纳米技术产业链和价值链的分析- 纳米技术在材料、医药、能源等产业中的应用- 纳米技术在环境保护和节能减排中的潜力五、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解、案例分析等形式，深入讲解纳米科学与技术的基本理论和实践应用。
采用超分辨显微镜观察和分析纳米材料的结构与性质
采用超分辨显微镜观察和分析纳米材料的结构与性质一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握超分辨显微镜的基本原理及操作方法。
2. 使学生了解纳米材料的结构与性质，并能运用超分辨显微镜进行观察和分析。
3. 帮助学生理解纳米科技在材料科学、生命科学等领域的应用及重要性。
技能目标：1. 培养学生独立操作超分辨显微镜进行观察、分析和解决问题的能力。
2. 提高学生运用科学方法研究纳米材料结构与性质的能力。
3. 培养学生的实验操作技能，包括实验设计、数据采集、数据处理等。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对纳米科技的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，使其遵循实验规程，尊重实验事实。
3. 增强学生的团队合作意识，培养其沟通、协作能力。
课程性质：本课程属于实验课，以实践操作为主，结合理论知识。
学生特点：学生为高中生，具有一定的物理、化学基础，对纳米科技有初步了解。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调实验操作的规范性和安全性，关注学生的个体差异，因材施教。
1. 掌握超分辨显微镜的原理和操作方法，具备独立进行实验的能力。
2. 观察和分析纳米材料的结构与性质，了解其在实际应用中的重要性。
3. 提高实验操作技能，培养科学思维和创新能力。
4. 增强团队合作意识，提升沟通、协作能力。
5. 激发对纳米科技的兴趣，树立正确的科学态度和价值观。
二、教学内容1. 理论知识：- 纳米材料的基本概念、分类及性质。
- 超分辨显微镜的原理、分类及其在纳米材料研究中的应用。
2. 实践操作：- 超分辨显微镜的操作流程及注意事项。
- 纳米材料样品的制备、观察与分析。
3. 教学大纲：- 第一阶段：纳米材料基本概念及性质学习（1课时）。
- 教材章节：第二章 纳米材料的基本性质。
- 内容：纳米材料的特点、分类及应用领域。
- 第二阶段：超分辨显微镜原理及操作方法学习（2课时）。
- 教材章节：第三章 超分辨显微镜技术。
- 内容：超分辨显微镜的原理、分类及操作流程。
《材料科学与工程创新与研究》教学大纲
《材料科学与工程创新与研究》教学大纲一、课程概述《材料科学与工程创新与研究》是材料科学与工程专业的一门专业课程，旨在培养学生的创新意识和科学研究能力，提高学生的材料科学与工程的理论基础和实践能力。
通过本课程的学习，学生可以了解到材料科学与工程领域的前沿发展动态，了解材料的创新和研究方法，培养学生的科学研究思维和创新能力。
二、教学目标1.掌握材料科学与工程的基本概念和发展历程；2.了解材料科学与工程的前沿领域和研究进展；3.理解材料创新与研究的方法和思路；4.培养学生的科学研究思维和创新能力；5.提高学生的材料科学与工程实践能力。
三、教学内容1.材料科学与工程的基本概念和发展历程（2周）-材料科学与工程的定义和基本理论-材料科学与工程的发展历程和主要分支领域2.材料科学与工程的前沿领域和研究进展（4周）-先进材料的研究与应用-纳米材料与纳米技术-光、电、磁、声等功能材料-生物材料与医用材料-环保材料和可持续发展3.材料创新与研究的方法和思路（4周）-材料设计与合成-材料表征与测试技术-材料微结构与性能关系分析-材料模拟与计算4.科学研究思维与创新能力培养（4周）-学术论文写作与发表-科技项目申报与管理-学术会议与交流-创新创业基础5.材料科学与工程实践能力提升（4周）-单晶材料生长与制备-材料性能测试与分析-材料加工与制备技术-项目设计与实施四、教学方法1.理论授课：讲授课程的基本理论知识，介绍前沿发展动态。
2.实验实训：组织学生进行材料科学与工程实验实训，提高实践能力。
3.课堂讨论：组织学生进行问题讨论，培养学生的思维能力和合作能力。
4.个案分析：通过讲解和分析典型案例，引导学生进行研究创新思考。
5.课程设计：组织学生进行小组课程设计，培养学生的项目管理和创新能力。
五、考核方式1.平时成绩（40%）：包括出勤情况、课堂表现、课堂讨论和实验报告等成绩。
2.期末考试（60%）：包括笔试和实验考核两部分。
《纳米材料科学导论》课程教学大纲
《纳米材料科学导论》课程教学大纲课程代码：ABCL0409课程中文名称：纳米材料科学导论课程英文名称：Introduction to nanomaterials science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：大学物理、物理化学、材料科学基础等一、课程简介纳米材料学科是近年来兴起并受到普遍关注的一个新的科学领域，它涉及到凝聚态物理、化学、材料、生物等多种学科的知识，对凝聚态物理和材料学科产生了深远的影响。
纳米材料科学导论以化学、化工、材料化学、高分子、应用化学、新能源材料与器件等专业对纳米材料感兴趣的高年级本科生为讲授对象，介绍纳米材料科学的基本知识体系。
二、教学基本内容和要求本课程主要讲授纳米材料的基本概念与性质、制备纳米粒子的物理和化学方法、纳米薄膜材料、纳米固体材料、纳米复合材料等，其目的是使学生掌握各种纳米材料的性能和制备工艺，为正确选择各种纳米材料的制备工艺提供依据，同时也为研究新材料、新性能、新工艺打下理论基础。
第零章绪论课程教学内容：纳米科技、纳米材料的概念与发展历史。
课程的重点、难点：纳米材料的概念是重点，难点是纳米材料的发展及纳米功能器件的制备。
课程教学要求：了解纳米科技的兴起、纳米材料的研究历史、纳米材料的主要研究内容、本课程的特点和学习方法。
第一章纳米材料的基本概念与性质课程教学内容：纳米材料的基本概念，纳米微粒的基本性质，电子能级的不连续性，量子尺寸效应，小尺寸效应，表面效应，宏观量子隧道效应。
纳米微粒的基本性质，纳米微粒的物理特性，纳米微粒的结构与形貌，纳米微粒的热学性质，纳米微粒的磁学性质，纳米微粒的光学性质。
课程的重点、难点：重点：物质层次可以分为微观、介观和宏观三个层次。
纳米科技的诞生是以扫描隧道显微镜和原子力显微镜为先导的。
微观粒子具有二象性，既具有粒子性，又具有波动性。
量子效应：原子和分子中的电子等粒子的能量量子化是电子受到原子核和其它电子所产生的力场的束缚而产生的，这些粒子可以存在多种运动状态，粒子分布呈现波动性。
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05054011 纳米材料与技术教学大纲
大纲编写（修订）时间：2017.9.10
版本号：2017版
课程英文名称：Nanomaterials technology
课程类别：专业课
课程性质：选修
适用专业：无机非金属材料
课程总学时：24学时讲课：24学时
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
（1）课程地位
本课程是金属材料工程专业的专业课，选修。
（2）教学目标
一般掌握解纳米材料的分类、特点和性能,了解纳米材料的基本制备技术，对国内外纳米材料和技术的发展有基本认识，具有初步阅读和理解纳米科学和技术领域英语文献的能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
（1）知识方面的基本要求
掌握纳米材料的基本分类和特点；了解纳米材料发展方向。
掌握纳米结构的基本构成；了解纳米结构形成的基本理论。
了解纳米粉体、纳米棒和纳米管的制备方法，对气相沉积、液相沉积和固态制备技术途径具有基本认识。
了解物理气相沉积、化学气相沉积和喷涂加工技术的特点和基本原理；了解溶胶凝胶法和湿化学法工艺；了解机械合金化和机械化学合成工艺。
具备初步选择工艺，制备纳米材料的知识结构。
初步掌握纳米快体材料制备工艺原理，了解纳米粉体凝聚，严重变形和电沉积的基本工艺，了解纳米材料力学行为特点和一般表征方法。
了解纳米涂层制备方法和分类，具有热喷涂涂层、过渡金属氮化物涂层、超硬涂层和超韧性纳米涂层的基本知识。
初步掌握纳米领域英语文献常用句型、短语、关键词。
（2）能力方面的基本要求
初步具备阅读和理解纳米材料和技术领域英语文献的基本能力，能进行基本的该领域内单词和句子的英汉互译。
在对纳米材料和技术涉及的主要技术和工艺了解和掌握的基础上，具有初步选择典型纳米材料制备方法和表征手段的的能力。
（三）实施说明
本教学大纲依据金属材料工程专业指导性教学计划制定，指导教学环节,涉及理论教学环节。
教学以课堂讲授为主，采用双语教学模式，以采用多媒体辅助教学为主。
以纳米材料特征—分类－合成－性能—未来发展为主线，采用英语原版教材，对内容重点、难点问题以汉语和英语形式着重讲解。
以句型－关键单词－关键句－段落呼应逻辑提高学生对内容的理解能力和对知
识的掌握。
注意引用实例加深学生对纳米技术现状及未来发展的理解。
采用启发式教学；通过适当课堂讨论和课后关键单词、句子的翻译等作业调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。
（四）对先修课的要求
在讲授本课前，学生应修完大学英语、金属热处理原理及工艺学、材料科学基础、材料工程基础、功能材料学等课程。
（五）对习题课、实验环节的要求
每部分教学内容结束后，结合重点和难点内容，安排适当、适量英汉单词、句子互译练习作为课后作业。
（六）课程考核方式
1.考核方式：考查。
2.考试方法：笔试，开卷或闭卷。
3.课程总成绩：理论考试80%、平时考核20%（包括作业、提问等）
（七）主要参考书目:
《纳米材料和纳米结构》，张立德编，科学出版社，出版时间：2001年
二、课程学时总体分配表
四、大纲内容
第01部分总学时4学时讲课 4学时实验0学时上机0学时
标题：绪论
具体内容：
1.纳米材料的概念和发展；
2.本课程的内容和基本要求。
重点：
纳米材料的发展
难点：
无
习题内容：
纳米材料的概念和发展部分的英汉互译练习
实验上机：
无
第02部分总学时4学时讲课 4学时实验0学时上机0学时
标题：纳米结构
1.纳米粉体的特性
2.纳米材料的分类
3.纳米材料的稳定性和纳米晶粒长大机理
重点：
纳米材料的分类和特点
难点：
纳米晶体的长大机理
习题内容：
纳米粉体和纳米材料特性和分类方面英汉互译练习
实验上机：
无
第03部分总学时8学时讲课 8学时实验0学时上机0学时标题：纳米粉体、纳米棒和纳米管的合成
具体内容：
1.气相沉积方法：物理气相沉积、化学气相沉积和喷涂转化工艺
2.液相技术途径：溶胶凝胶法和湿化学合成法
3.固相技术途径：机械合金化或球磨、机械化学方法
重点：
掌握纳米材料制备的气相沉积方法，液相方法中的溶胶凝胶法
难点：
了解机械化学方法制备纳米材料
习题内容：
关键单词和制备方法及特点的英汉互译练习
第04部分总学时2学时讲课 2学时实验0学时上机0学时标题：块体纳米材料的制备
具体内容：
1.纳米晶粉体的聚结技术
2.严重塑性变形技术
3.电沉积技术
重点：
掌握纳米晶粉体的聚结技术
难点：
了解纳米晶粉体的聚结方法的工艺控制
习题内容：
快体制备技术方面的关键词、重要段落的英汉互译
实验上机：
无
第05部分总学时2学时讲课 2学时实验0学时上机0学时标题：纳米材料力学行为
1. 纳米材料的基本力学行为
2. 纳米材料的基本力学行为表征
重点：
纳米材料的逆Hall-Petch效应
难点：
掌握纳米材料力学行为的表征手段
习题内容：
了解力学行为和主要表征手段的英汉互译
实验上机：
无
第06部分总学时4学时讲课 4学时实验0学时上机0学时标题：纳米晶涂层
具体内容：
1.热喷涂涂层
2.过渡金属氮化物涂层
3.超硬和超韧性纳米涂层
重点：
掌握过渡金属氮化物涂层
难点：
了解过渡金属氮化物涂层的性能表征
习题内容：
涂层的类型和特点及主要表征技术的英汉互译
实验上机：
无。