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《陶瓷材料及应用》教学大纲一、《陶瓷材料及应用》课程说明（一）课程代码：08131020（二）课程英文名称：CeramicMaterialandApplication（三）开课对象：材料物理专业方向（四）课程性质：《陶瓷材料及应用》是材料物理专业的专业选修课程之一，本课程旨在使学生掌握陶瓷材料的性能、制备工艺的同时，培养学生实践能力，培养自学、讲解、协作和分析的综合能力。要求学习本课程前应修完普通物理、材料物理、普通化学、材料科学基础、材料制备技术、无机材料化学、玻璃与非晶态材料等课程。（五）教学目的：通过本课程学习，使学生了解陶瓷材料的种类、结构特点、基本性能、制备工艺以及陶瓷材料在各个领域的应用现状和发展趋势，为后续的毕业设计准备必要的专业知识，为电子陶瓷材料的配方优化和性能改进打下基础，初步具备开展先进陶瓷材料研制开发的基本知识和能力。（六）教学内容：本课程主要学习陶瓷材料的基础理论、组织结构、材料性能、制备工艺以及陶瓷材料在各个领域的应用现状和发展趋势。内容共分三部分，第一部分介绍陶瓷材料的物理化学性质，着重于组成、结构、性能之间的联系；第二部分介绍现代陶瓷的生产工艺，主要叙述有关工艺原理与工艺因素的影响；第三部分介绍各种陶瓷材料制品的生产，叙述工艺流程与生产技术。（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数：54学时分数：3学分学时数具体分配：教学内容讲授实验/实践合计第一章概述22第二章陶瓷的晶体结构848第三章现代陶瓷的生产工艺10210第四章功能陶瓷1414第五章结构陶瓷1010第六章工具陶瓷1010合计5050（八）教学方式以多媒体教学手段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第一章概述教学要点：通过本章的教学，使学生初步了解陶瓷材料的种类、应用、发展历史和前景。教学时数：2学时教学内容：一、材料与新技术革命二、硅酸盐陶瓷与现代陶瓷三、观代陶瓷与粉末冶金四、观代陶瓷的分类和应用五、现代陶瓷的发展概况考核要求：一、材料与新技术革命（了解）二、硅酸盐陶瓷与现代陶瓷（了解）三、观代陶瓷与粉末冶金（了解）四、观代陶瓷的分类和应用（识记）五、现代陶瓷的发展概况（了解）第二章陶瓷的晶体结构教学要点：通过本章的教学使学生牢固掌握陶瓷的化学键、晶体结构和晶体类型，掌握各种陶瓷晶体结构的特点，性能及应用，理解同质异构现象、原予缺陷的表示方法及其应用，了解玻璃的结构。教学时数：8学时教学内容：第一章离子晶体和共价晶体一、离子晶体和鲍林规则二、共价晶体第二章陶瓷材料的典型结构一、单质的晶体结构二、AX型化合物的结构三、AX2型化合物的结构四、刚玉型(A2X5)结构五、ABO3型化合物的结构六、尖晶石(AB2O4)型结构七、碳化物氮化物的结构第三章硅酸盐的晶体结构第四章同质异构现象第五章结构缺陷一、点缺陷二、原予缺陷的表示方法及其应用三、固溶体和非化学计量化合物四、位错和面缺陷第六章玻璃结构一、玻璃的结构二、玻璃的亚微结构特点三、玻璃陶瓷和金属玻璃考核要求：第一章离子晶体和共价晶体一、离子晶体和鲍林规则（领会）二、共价晶体（领会）第二章陶瓷材料的典型结构一、单质的晶体结构（识记）二、AX型化合物的结构（识记）三、AX2型化合物的结构（识记）四、刚玉型(A2X5)结构（识记）五、ABO3型化合物的结构（识记）六、尖晶石(AB2O4)型结构（识记）七、碳化物氮化物的结构（了解）第三章硅酸盐的晶体结构（领会）第四章同质异构现象（理解第五章结构缺陷一、点缺陷（了解）二、原予缺陷的表示方法及其应用（了解）三、固溶体和非化学计量化合物（了解）四、位错和面缺陷（了解）第六章玻璃结构一、玻璃的结构（了解）二、玻璃的亚微结构特点（了解）三、玻璃陶瓷和金属玻璃（了解）第三章现代陶瓷的生产工艺教学要点：通过本章的教学使学生初步掌握先进陶瓷材料的基本制备工艺，掌握陶瓷原材料粉末的制备，掌握陶瓷的成型、烧结工艺，了解单晶体、多晶体、薄膜等其他陶瓷工艺。教学时数：10学时教学内容：第一节原材料粉末的制备一、氮化物二、碳化物三、硼化物四、硅化物五、氧化铝六、氧化锆七、其他氧化物八、铁氧体九、钛酸钡十、粉末的性能和检测第二节成型一、成型前的原料预处理二、模压成型三、注浆成型四、挤压法五、冷等静压六、注射成型七、爆炸成型八、薄膜和厚膜成型技术九、干燥第三节烧结一、烧结过程二、热压三、热等静压四、电火花烧结五、无包套热等静压六、反应烧结(反应成型)第四节其他陶瓷工艺一、单晶体二、多晶体三、薄膜第五节焊接考核要求：第一节原材料粉末的制备一、氮化物（掌握）二、碳化物（掌握）三、硼化物（掌握）四、硅化物（掌握）五、氧化铝（掌握）六、氧化锆（掌握）七、其他氧化物（了解）八、铁氧体（了解）九、钛酸钡（了解）十、粉末的性能和检测（掌握）第二节成型一、成型前的原料预处理（掌握）二、模压成型（掌握）三、注浆成型（掌握）四、挤压法（掌握）五、冷等静压（掌握）六、注射成型（掌握）七、爆炸成型（掌握）八、薄膜和厚膜成型技术（掌握）九、干燥（掌握）第三节烧结一、烧结过程（掌握）二、热压（掌握）三、热等静压（掌握）四、电火花烧结（掌握）五、无包套热等静压（掌握）六、反应烧结(反应成型)（掌握）第四节其他陶瓷工艺一、单晶体（了解）二、多晶体（了解）三、薄膜（了解）第五节焊接（了解）第四章功能陶瓷教学要点：通过本章的教学使学生掌握介电介质的极化机制和铁电陶瓷的概念，掌握压电陶瓷的概念、原理和了解压电方程的应用，掌握磁性陶瓷的生产工艺和应用场合，理解半导体陶瓷的物理基础、分类和应用场合，了解压敏陶瓷的制造工艺和性能，了解气敏、湿敏和光敏陶瓷的原理和制备工艺、使用场合。教学时数：14学时教学内容：第一节概述第二节介电陶瓷第三节压电和铁电陶瓷一、压电性和铁电性二、压电陶瓷材料三、压电陶瓷的应用第四节绝缘陶瓷第五节半导体陶瓷一、热敏电阻二、压敏电阻器材料三、气体传感器材料四、湿度传感陶瓷五、光敏半导体陶瓷六、传感器的多功能化和集成化七、二次电子放射陶瓷第六节快离子导体一、概述二、快离于导体材料三、快离于导体的应用第七节超导陶瓷第八节磁性陶瓷一、软磁铁氧体二、硬磁铁氧体三、旋磁铁氧体四、矩磁铁氧体五、压磁铁氧体第九节电光和光学陶瓷一、电光陶瓷二、光学陶瓷考核要求：第一节概述（了解）第二节介电陶瓷（掌握）第三节压电和铁电陶瓷一、压电性和铁电性（掌握）二、压电陶瓷材料（掌握）三、压电陶瓷的应用（了解）第四节绝缘陶瓷（掌握）第五节半导体陶瓷一、热敏电阻（掌握）二、压敏电阻器材料（了解）三、气体传感器材料（掌握）四、湿度传感陶瓷（掌握）五、光敏半导体陶瓷（掌握）六、传感器的多功能化和集成化（了解）七、二次电子放射陶瓷（了解）第六节快离子导体一、概述（了解）二、快离于导体材料（掌握）三、快离于导体的应用（了解）第七节超导陶瓷（掌握）第八节磁性陶瓷一、软磁铁氧体（掌握）二、硬磁铁氧体（掌握）三、旋磁铁氧体（掌握）四、矩磁铁氧体（了解）五、压磁铁氧体（了解）第九节电光和光学陶瓷一、电光陶瓷（了解）二、光学陶瓷（了解）第五章结构陶瓷教学要点：通过本章的教学使学生初步了解结构陶瓷的分类及其力学性能，掌握氮化硅、碳化硅、氧化锆的结构和性质，掌握氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化锆陶瓷的组织、性能、应用和制备方法，了解其它结构陶瓷的特点。教学时数：10学时教学内容：第一节概述第二节陶瓷的力学性能第三节氮化硅一、氮化硅的结构和性质二、氮化硅陶瓷的制备方法三、氮化硅陶瓷的组织、性能和应用第四节赛伦第五节碳化硅一、碳化硅的晶体结构二、碳化硅陶瓷的制备三、碳化硅陶瓷的组织、性能和应用第六节氧化锆一、氧化锆的稳定化和相变韧化二、氧化锆增韧陶瓷三、氧化锆陶瓷的应用第七节其它结构陶瓷一、氮化铝二、六方氮化硼三、氧化铍和氧化镁第八节生物陶瓷第九节多孔陶瓷考核要求：第一节概述（了解）第二节陶瓷的力学性能（掌握）第三节氮化硅一、氮化硅的结构和性质（掌握）二、氮化硅陶瓷的制备方法（掌握）三、氮化硅陶瓷的组织、性能和应用（掌握）第四节赛伦（了解）第五节碳化硅一、碳化硅的晶体结构（掌握）二、碳化硅陶瓷的制备（掌握）三、碳化硅陶瓷的组织、性能和应用（掌握）第六节氧化锆一、氧化锆的稳定化和相变韧化（掌握）二、氧化锆增韧陶瓷（掌握）三、氧化锆陶瓷的应用（掌握）第七节其它结构陶瓷一、氮化铝（了解）二、六方氮化硼（了解）三、氧化铍和氧化镁（了解）第八节生物陶瓷（了解）第九节多孔陶瓷（了解）第六章工具陶瓷教学要点：通过本章的教学使学生初步了解工具陶瓷的种类，掌握硬质合金、金刚石、立方氮化硼的结构、性质、合成、烧结和应用，了解氧化铝、氯化锆、氮化硅、赛伦和碳化硼的特点。教学时数：10学时教学内容：第一节概述第二节硬质合金一、概述二、硬质合金的成分组织和性能三、硬质合金的应用第三节金刚石一、金刚石的结构和性质二、金刚石的合成和烧结三、金刚石的应用第四节立方氮化硼一、CBN的结构和性质二、立方氮化硼的合成和烧结三、CBN的应用第五节氧化铝和氯化锆第六节氮化硅和赛伦第七节碳化硼考核要求：第一节概述（了解）第二节硬质合金一、概述（了解）二、硬质合金的成分组织和性能（掌握）三、硬质合金的应用（掌握）第三节金刚石一、金刚石的结构和性质（掌握）二、金刚石的合成和烧结（掌握）三、金刚石的应用（掌握）第四节立方氮化硼一、CBN的结构和性质（掌握）二、立方氮化硼的合成和烧结（掌握）三、CBN的应用（掌握）第五节氧化铝和氯化锆（了解）第六节氮化硅和赛伦（了解）第七节碳化硼（了解）三、推荐教材和参考书目1、《陶瓷材料学》，周玉主编，哈尔滨工业大学出版社，19952、《陶瓷材料的力学性能》，张清纯主编，科学出版社，19873、《陶瓷导论》，（美）W.D.金格瑞等著，中国建筑工业出版社，19824、《特种陶瓷》，王零森著，中南工业大学出版社出版，2000