硅酸盐物理化.doc

无机材料科学基础Ⅰ课程教学大纲 英文名称：Foundation of Inorganic Materials ScienceⅠ 课程编码学 时：56 学 分： 3.5 课程性质：学科基础课、 课程类别：理论课 先修课程：无机化学，分析化学，物理化学 开课学期：第五学期 适用专业：无机非金属材料工程 一、课程的性质与任务 本课程是无机非金属材料专业的主要专业技术基础课，它所包含的内容组成了一个以固体的结构、化学反应、物理性能和材料为顶点的四面体，是具有立体性质的一个科学领域。把物理化学、结构化学、结晶化学、固体物理中的基本理论，具体应用到无机非金属材料的制备和性能研究上，成为介于基础科学和专业技术之间的一门重要的专业基础课。本专业的学生是未来的材料研究与生产的工程技术人才，掌握上述的基础理论并了解材料的结构、物性和化学反应的规律及相互关系是及其必要的。 二、教学目标与要求 学习本课程的目的是为了使学生认识材料的本质，系统掌握无机非金属材料的化学成分、组织结构与性能之间的关系及其变化规律，为后续专业课打下牢固的基础，同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。要求学生系统掌握材料基础理论，初步具备运用理论分析实际材料问题的能力，同时初步具备对材料结构，显微组织，性能的分析能力。 三、课程的基本内容与教学要求 第一章 晶体学基础 [教学目的与要求]： 复习巩固晶体学基础基本知识，熟悉晶胞和空间群等晶体学概念，基本掌握晶体化学基础，掌握典型的无机材料晶体结构。 [本章主要内容]： 1.1晶体几何基础，主要内容为： 了解晶体的特点、空间点阵、晶胞、晶系和布拉菲点阵，晶向和晶面的表示方法，晶带和晶带定律。 1.2晶体化学基础，主要内容为： 晶体结构的键合；球体的紧密堆积原理；致密度和配位数，影响离子晶体结构的因素。晶体的原子堆垛方式和间隙。 1.3晶体结构，主要内容为： 典型无机化合物晶体结构分析步骤，面心立方紧密堆积结构：NaCl、β-ZnS、CaF2、CaTiO3、尖晶石结构晶体结构；密排六方紧密堆积结构：.-ZnS、金红石、碘化镉、刚玉结构； 1.4硅酸盐晶体的表示法及岛状、环状、连状、层状和架状结构结构特点 [本章重点]： 1．紧密堆积原理 2．典型无机化合物晶体结构。 3．硅酸盐晶体结构特点及性质 [本章难点]： 1．晶体的原子堆垛方式和间隙 2．硅酸盐晶体结构特点及性质 第二章 晶体的结构缺陷 [教学目的与要求]： 基本掌握晶体结构缺陷的基本类型，形成规律及影响因素。 [本章主要内容]： 2.1点缺陷的类型，分类及特性 2.2 缺陷化学反应表示法，及热缺陷浓度的计算，非化学计量化合物 2.3位错的类型及基本理论和性质 2.4面缺陷的类型，分类及特性 [本章重点]： 1．点缺陷类型 2．位错的类型及基本理论和性质 [本章难点]： 1．热缺陷浓度的计算 2．非化学计量化合物 3．柏格斯矢量 第三章 固溶体 [教学目的与要求]： 基本掌握固溶体的基本类型及影响因素。 [本章主要内容]： 3.1固溶体的概念及分类 3.2置换固溶体的形成及影响因素，间隙固溶体及形成特点 3.3固溶体的性质；固溶体的研究方法 [本章重点]： 1．置换固溶体的形成及影响因素， 2．固溶体的研究方法 [本章难点]： 1．置换固溶体的形成及影响因素， 2．固溶体的研究方法 第四章 熔体与玻璃体 [教学目的与要求]： 了解硅酸盐熔体和玻璃体的结构和特性，基本掌握硅酸盐熔体性质的影响因素和玻璃形成规律。 [本章主要内容]： 4.1硅酸盐熔体的结构，熔体的性质 4.2玻璃体的概念、共性 4.3玻璃形成的热力学，动力学，结晶化学条件 4.4玻璃结构学说，及类型。 [本章重点]： 1．熔体的结构及粘度。 2．玻璃形成的动力学，结晶化学条件 [本章难点]：玻璃形成的动力学条件 第五章 固体的表面与界面 [教学目的与要求]： 了解固体表面、结构结构及性能特点，及界面行为；基本掌握粘土-水系统胶体化学理论及基本性质。 [本章主要内容]： 5.1固体的表面结构 5.2固体的界面行为 5.3粘土-水系统性质 [本章重点]： 1．晶体表面结构，弯曲界面效应 2．粘土的电性及荷电理论，胶团结构和电动电位 [本章难点]：粘土-水系统电动电位 四、课程学时分配 讲 课 内 容 学 时 讲课 实验 上机 1 第一章 晶体学基础 18 2 第二章 晶体的结构缺陷 8 3 第三章 固溶体 6 4 第四章 熔体与玻璃体 14 5 第五章 固体的表面与界面 8