陶瓷材料学教学大纲_陶瓷材料教学大纲

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《陶瓷材料学》教学大纲

英文名称：Science of Ceramic Material 课程编码：0933043 课程性质：限选课 学 时：30 周 学 时：2 学 分：1.5 适用专业：材料物理学专业

授课学期：2015-2016学年第二学期

【课程性质、目的和要求】

通过考试考查学生对《陶瓷材料学》课程理论教学和实践教学环节的掌握程度，促使学生系统掌握关于陶瓷材料合成的基本理论和基本工艺方法，掌握有关工艺设计和科研的基本知识和方法，了解陶瓷材料的性质和特点，对陶瓷材料的应用尤其是现代陶瓷材料在各方面的应用深入了解，使学生在学完课程之后，能够胜任陶瓷材料生产技术工作，并且能从事开发、研究和设计工作。

主要依据教学大纲的内容和要求考核。通过闭卷考试方式考查学生对该课程的基本概念、基本理论和基本技能掌握牢固程度，以及综合分析的能力，着重考查学生运用所学知识解决问题的能力。主要以教材内容为主，少量内容考查学生对参考书、文献等了解情况。

【教学内容、要点和课时安排】

绪 论（2课时）

教学目的：了解本课程的性质和任务，了解陶瓷材料的发展史，掌握陶瓷材料的概念及其内涵，了解陶瓷材料的分类方特，对不同种类陶瓷材料的性质特点熟悉掌握。教学重点和难点：

1、陶瓷材料概念

2、陶瓷材料分类

3、陶瓷材料特点

第一节 陶瓷材料发展历史及其概念的内涵 第二节 陶瓷材料的分类 第三节 陶瓷材料的特点 思考题：

1、陶瓷材料的分类？

2、陶瓷材料具有哪些特点？

第一章 陶瓷的晶体结构（2课时）教学目的：了解化学键的形成和分子间的相互作用力，了解陶瓷材料的基本结构有哪些，掌握代表性晶体结构的特点，熟练掌握硅酸盐结构特性，区分离子型晶体和共价型晶体的结构和性质。

教学重点和难点：

1、陶瓷的晶体结构

2、代表性晶体结构

3、硅酸盐结构

4、离子型晶体与共价型晶体的区别 第一节 原子间的结合力 第二节 陶瓷的晶体结构 第三节 代表性晶体结构 第四节 硅酸盐晶体结构

第五节 离子型晶体的结构与性质 第六节 共价型晶体的结构与性质 思考题：

1、陶瓷的晶体结构有哪些？

2、离子型晶体与共价型晶体在结构和性质上的区别？

第二章 非晶态与玻璃结构（2课时）

教学目的：了解晶体的形态，认识晶体与非晶态的区别，掌握玻璃结构的特点，了解非晶的晶化过程，对无机玻璃的种类有一定的认识。教学重点和难点：

1、非晶态的形成2、玻璃结构的特点

3、非晶的晶化过程 第一节 非晶态 第二节 玻璃结构 第三节 非晶的晶化 第四节 无机玻璃的种类 思考题：

1、玻璃结构的特点？

2、非晶的晶化过程？

第三章 晶体缺陷（2课时）

教学目的：了解陶瓷材料中晶体的缺陷有哪些，对点缺陷、线缺陷和位错的概念深入了解，掌握不定比化合物的特点，掌握晶界概念。教学重点和难点：

1、点缺陷和位错概念理解

2、不定比化合物

第一节 点缺陷

第二节 不定比化合物 第三节 位错(线缺陷)第四节 晶界

思考题：

1、点缺陷与线缺陷的形成？

2、不定比化合物的特点？

第四章 陶瓷中的扩散（4课时）

教学目的：了解扩散定律及其解，掌握扩散机理与扩散系数的定义，区分热激活过程的扩散、晶态化合物中的扩散和玻璃种的扩散，了解扩散与温度和杂质的关系，掌握扩散与离子传导的关系。

教学重点和难点：

1、扩散定律与扩散机理

2、扩散与温度、杂质的关系

3、热激活过程的扩散、晶态化合物中的扩散和玻璃种的扩散的区别和联系 第一节 扩散定律及其解

第二节 扩散机理与扩散系数 第三节 热激活过程的扩散

第四节 扩散与温度、杂质的关系 第五节 晶态化合物中的扩散 第六节 位错、晶界和表面扩散 第七节 玻璃中的扩散 第八节 扩散与离子传导 思考题：

1、简述扩散定律和扩散机理？

2、扩散与温度、杂质的关系？

3、玻璃中的扩散过程？

第五章 陶瓷的相图（2课时）

教学目的：了解热力学与相平衡，掌握单组元体系相图、二元相图和三元相图的特性和区别，了解三元共晶与包晶反应原理，熟练掌握可置换式盐化合物相图特点。教学重点和难点：

1、热力学相平衡条件

2、区分单组元体系相图、二元相图和三元相图

3、可置换式盐化合物相图特点 第一节 热力学与相平衡 第二节 单组元体系相图 第三节 二元相图

第四节 三元相图的特征 第五节 三元共晶与包晶反应 第六节 可置换式盐化合物相图 思考题：

1、简述热力学相平衡条件？

2、三元相图的特征

第六章 陶瓷的显微组织（4课时）

教学目的：了解陶瓷材料中单相多晶陶瓷显微组织结构特征，了解陶瓷材料中复相多晶陶瓷的显微组织构特征，对晶界与晶界相概念深入了解。掌握陶瓷复合材料的显微组织结构特性，深刻认识陶瓷基复合材料的界面。教学重点和难点：

1、单相多晶陶瓷和复相多晶陶瓷的显微组织结构特征

2、晶界与晶界相概念

3、陶瓷复合材料的显微组织 第一节 单相多晶陶瓷显微组织 第二节 复相多晶陶瓷的显微组织 第三节 晶界与晶界相

第四节 陶瓷复合材料的显微组织 第五节 陶瓷基复合材料的界面 思考题：

1、单相多晶陶瓷和复相多晶陶瓷的显微组织结构特征有哪些？

2、简述陶瓷复合材料的显微组织结构特征？

第七章 陶瓷中的无扩散型相变（2课时）

教学目的：了解陶瓷材料中相变级数与类型，了解Zr02基陶瓷中的c一￡’无扩散相变和￡一m马氏体相变，掌握BaTiO3介电陶瓷中的相变特点。教学重点和难点：

1、相变级数与类型

2、区分Zr02基陶瓷中的c一￡’无扩散相变和￡一m马氏体相变

3、BaTiO3介电陶瓷中的相变特点 第一节 相变级数与类型

第二节 Zr02基陶瓷中的c一￡’无扩散相变 第三节 Zr02基陶瓷中的￡一m马氏体相变 第四节 BaTiO3介电陶瓷中的相变 思考题：

1、简述相变级数与类型

2、Zr02基陶瓷中的c一￡’无扩散相变和￡一m马氏体相变的区别？

第八章 陶瓷中的扩散型相变（2课时）

教学目的：了解陶瓷中的扩散型相变，区分扩散型相变和无扩散型相变，掌握过饱和固溶体中的析出原理，了解共晶特点和共析反应原理，对调幅分解有一定的认识。教学重点和难点：

1、陶瓷中的扩散型相变

2、过饱和固溶体中的析出过程

3、共晶及共析反应原理 第一节 过饱和固溶体中的析出 第二节 调幅分解

第三节 共晶及共析反应 思考题：

1、简述扩散型相变和无扩散型相变的区别

2、过饱和固溶体中的析出原理

第九章 陶瓷的韧化（2课时）

教学目的：了解陶瓷的韧化，深入了解相变韧化和纤维韧化的区别，掌握短纤维、晶须及颗粒韧化的特点。教学重点和难点：

1、相变韧化的特点

2、纤维韧化的特点

3、比较短纤维、晶须及颗粒韧化 第一节 相变韧化 第二节 纤维韧化

第三节 短纤维、晶须及颗粒韧化 思考题：

1、简述相变韧化和纤维韧化的特点

2、比较短纤维、晶须及颗粒韧化

第十章 陶瓷的机械性能（2课时）

教学目的：了解陶瓷材料的物理性质有哪些，掌握陶瓷材料的弹性性能、硬度、强度和断裂韧性等物理性质与哪些因素有关。教学重点和难点：

1、陶瓷材料的弹性性能

2、陶瓷材料的硬度与强度 第一节 弹性性能 第二节 硬度 第三节 强度 第四节 断裂韧性 思考题：

1、陶瓷材料的硬度与强度有哪些因素决定

2、陶瓷材料的弹性性能与什么因素有关

第十一章 陶瓷材料的塑性变形及蠕变（2课时）

教学目的：了解陶瓷材料的塑性变形行为，掌握陶瓷的超塑性与哪些因素有关，深入了解陶瓷材料的蠕变特性。教学重点和难点：

1、陶瓷的塑性变形行为

2、陶瓷的超塑性和蠕变 第一节 陶瓷的塑性变形行为 第二节 陶瓷的超塑性 第三节 陶瓷材料的蠕变

第十二章 陶瓷的热学性质和抗热震性（2课时）

教学目的：了解陶瓷材料的热学性质，掌握陶瓷的热应力与哪些因素有关，深入了解陶瓷材料的抗热震性。教学重点和难点：

1、陶瓷材料的热学性质

2、陶瓷材料的热应力的体现

3、陶瓷材料的抗热震性特点 第一节 热学性质 第二节 热应力

第三节 陶瓷材料的抗热震性

【考核方式及评价结构比例】

平时考核与闭卷考试相结合。平时成绩占40%，闭卷考试占60%。

【使用教材及主要参考书目】 1.周玉，《陶瓷材料学》，科学出版社，2004 2.关长斌 郭英奎 刘玉成，《陶瓷材料导论》，哈尔滨工程大学出版社，2005 3.(英)理查德，J.布鲁克，《陶瓷工艺》：科学出版社，1999 4.曲远方，《现代陶瓷材料及技术》：华东理工大学出版社，2008