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文本内容:
《功能材料》课程教学大纲
一、课程基本情况课程代码1011239061课程名称功能材料/Functional terials课程类别专业选修课学分2总学时32理论学时32实验/实践学时0适用专业金属材料工程适用对象本科先修课程大学物理、材料科学基础教学环境多媒体教室开课学院材料科学与工程学院
二、课程简介
1.课程任务与目的本课程是金属材料工程专业不可缺少的专业选修课介绍功能材料的研究现状和发展趋势,讲述储氢合金、超导材料、磁性材料、纳米材料等常见功能材料的结构、种类、特点、制备以及应用其目的是拓宽学生的专业知识面,同时加深对专业的认识和应用,适应其经济和技术的高速发展对人才的需要
2.对接培养的岗位能力掌握本专业领域的理论基础知识,具有分析解决问题的能力及实践技能,具有良好的身心素质和人文科学素养,安全责任意识,职业道德,社会责任感,以及自我学习或终身学习的能力,能不断地更新知识、拓展能力,满足经济社会发展需求;具有工程创新潜质和国际视野,具有团队合作与沟通交流能力,能够在跨学科的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色
三、课程教学目标L掌握功能材料的含义、特点及常见功能材料的基本知识(对应毕业要求1)
2.对重要的基本概念与基本原理了解其来源、含义与适用范围(对应毕业要求2)
3.熟悉各类功能材料的组成、结构、性能、制备和应用(对应毕业要求3)
4.实现学生专业能力、实践创新精神及人文素养的培养(对应毕业要求4)
四、教学课时安排
(一)学时分配学时主题或知完成课程教学目教学内容总学时识点讲课实验实践标主题1绪论22001主题2章储氢材料
44002、
3、4主题3章形状记忆材料
44002、
3、4主题4章超导材料
44002、
3、4主题5章非晶态材料
22002、
3、4主题6章磁性材料
22002、
3、4主题7章纳米材料
44002、
3、4主题
822002、
3、4第七章功能陶瓷材料主题
922002、
3、4第八章功能转换材料主题
1044002、
3、4第九章光学功能材料主题
1122002、
3、4第十章新型功能材料合计323200
五、教学内容及教学设计绪论L教学内容材料的定义、分类及发展史,功能材料的概念、分类与特点,新型功能材料及研究进展,发展高技术新材料的建议
2.教学功能材料的概念、分类与特点
3.教学难点新型功能材料
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法章储氢材料
1.教学内容储氢方法及其储氢材料的特性,金属氢化物储氢原理,镁系、稀土系、钛系储氢合金简介,储氢合金的应用
2.教学稀土系、镁系储氢合金
3.教学难点金属氢化物储氢原理
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法章形状记忆材料
1.教学内容热弹性马氏体相变、形状记忆原理、形状记忆效应与伪弹性,Ni-Ti系、Cu系、Fe系等形状记忆合金的组成、特性及制备,形状记忆材料的应用(工程应用、医学应用、智能应用)
2.教学常见形状记忆合金材料的特性及应用
3.教学难点形状记忆原理、相变伪弹性、超弹性
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法章超导材料
1.教学内容:超导及超导材料的发展史,超导现象及超导材料的基本性质(零电阻效应、完全抗磁性、超导体的临界参数、两类超导体的基本特征),超导体的理论基础和微观机制(唯象理论、超导的微观图像与机制、电子-声子、超导能隙、BCS理论等),超导材料的种类及其性能(元素超导体、合金超导体、超导化合物、非晶超导体、高温超导体),超导材料的应用
2.教学超导材料的基本物理特征、临界参数等
3.教学难点超导的微观机制(BCS微观图像)
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法章非晶态材料
1.教学内容非晶态材料的结构(微晶模型、拓扑无序模型)非晶态材料的制备(非晶态材料的形成条件、非晶态合金带材、线材的制备方法、大块非晶材料的制备方法),常见非晶态材料简介,非晶态材料的性能及应用
2.教学常见非晶态合金的种类、特性及应用
3.教学难点非晶态材料的结构
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法章磁性材料
1.教学内容材料的磁性(磁性的产生、磁学的基本物理量、磁性的分类、铁磁性物质的特性、磁致伸缩与磁弹性能),软磁材料的分类、特征及应用(金属软磁材料、铁氧体磁性材料、非晶态合金软磁材料)、硬磁材料及应用(铝银钻用此合金、稀土永磁材料、铁基合金、铜基合金),磁记录材料及应用(磁记录原理、磁头材料、磁记录介质材料)
2.教学材料的磁性,硬磁材料和软磁材料的物质种类和特点
3.教学难点铁磁材料磁滞回线
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法章纳米材料
1.教学内容纳米材料及发展,纳米材料的种类(纳米微粒、纳米固体、纳米组装体系),纳米材料的特性(纳米材料的小尺寸效应、纳米材料的表面效应、纳米材料的量子尺寸效应),纳米材料的制备技术(纳米微粒的制备、纳米粉体的制备、纳米复合材料的制备),纳米材料的应用
2.教学纳米材料的概念与分类,常见纳米材料的特性、制备及应用
3.教学难点纳米材料的小尺寸效应、量子尺寸效应
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法第七章功能陶瓷材料
1.教学内容导电陶瓷(电子导电陶瓷、离子导电陶瓷),介电铁电陶瓷(陶瓷的介电和铁电特性及极化、介电陶瓷、铁电陶瓷),气敏陶瓷,湿敏陶瓷,生物陶瓷(生物材料的必要条件、生物陶瓷的特点、常见生物陶瓷),高温超导陶瓷
2.教学功能陶瓷的分类和特点,导电、铁电介电、生物陶瓷
3.教学难点介电和铁电特性及极化
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法第八章功能转换材料L教学内容压电材料(压电效应、压电材料的工程参数、压电陶瓷、压电材料的应用),热释电材料(热释电效应、热释电晶体、热释电陶瓷),光电材料(光电效应、常见光电材料),热电材料(热电效应、常见热电材料),电光材料(电光效应、常见电光材料及应用),磁光材料(磁光效应、常见磁光材料),声光材料(声光效应、常见声光材料)
5.教学压电材料、热释电材料、光电材料、热电材料
6.教学难点压电效应、热释电效应、光电效应、热电效应
7.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法第九章光学功能材料
1.教学内容激光材料(激光的产生、固体激光材料)光纤材料(光纤的结构及分类、光在光纤中传输的基本原理、保偏光纤、光纤材料及制造),红外材料(红外线的基本性质、常见红外材料),发光材料(发光的特征、电子束激光发光、场致发光、发光二极管、X射线激发发光),光色材料(光色玻璃、光色晶体,光存储材料),非线性光学材料(二阶非线性光学效应、非线性光学晶体性质及制备、非线性光学晶体及应用),液晶材料(液晶的结构、液晶材料物理性能、液晶的效应、液晶材料及应用)
2.教学激光材料、光纤材料、红外材料和发光材料
3.教学难点红外探测原理、发光原理、光纤传输原理
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法第十章新型功能材料
1.教学内容智能材料(智能材料简介、金属系智能材料、无机非金属系智能材料,高分子系智能材料),梯度功能材料的概念、制备方法及应用,功能复合材料(树脂基功能复合材料、金属基功能复合材料、陶瓷基功能复合材料),多孔硅材料(多孔硅的结构、发光机理、形成机理)
2.教学智能材料和梯度功能材料
3.教学难点多孔硅的发光机理和形成机理
4.教学方案设计采用课堂多媒体授课,同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法
六、学生成绩评定根据课程特点,采取灵活多样的考核,如课堂测验、拓展学习报告、文献评述等,激发学生学习兴趣与动力成绩考核评定考查以期末考试(开卷)或以小文章(综述的形式)(占70%);参考平时考勤及作业成绩(占20%),课堂测验、拓展学习报告等(占10%)为辅学生成绩评定平时成绩期中考期末考考核出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小文章其他试试V V VV成绩比51051070例%注:
1.过程考核包括平时成绩和期中考试,根据本课程要求在所采取的考核下方打“J”;
2.期末考试为必修选,且占总成绩的比例不低于40%;
3.采用“其他”考核的要写明具体形式
七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材1殷景华主编.功能材料概论,哈尔滨哈尔滨工业大学,
2017.82孙兰主编.功能材料及应用.成都四川大学,
2015.2参考书1于洪全主编.功能材料.北京北京交通大学,
2014.62李长青主编.功能材料.哈尔滨哈尔滨工业大学,
2014.63李俊寿主编.新材料概论.北京国防工业,
2004.84贡长生,张克立主编.新型功能材料.北京化学工业,
2001.1重要文献1材料工程期刊;2金属功能材料期刊课程网络资源1功能材料jpkc.siep.edu.cn/course_detai
1.aspcourseid=7782《功能材料》www.gncl.cn/CN/volumn/ome.stml。