功能材料教学大纲修改稿.doc

《功能材料》课程教学大纲 一、课程基本信息 1、课程名称（中/英文）：功能材料 / Functional Materials 2、课程性质：专业限选课 3、周学时/学分：4/2 4、授课对象：应用化学 二、课程简介 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等，起着重要的作用。本课程重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况，以及相关结构与性能和应用情况。 三、教学目的与基本要求 (注：必须明确要达到的知识、能力要求) 使学生了解功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点，掌握典型的功能材料的基本原理、材料类型以及主要用途；使学生既有坚实的功能材料物理基础，又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。通过本课程学习，使学生对典型功能材料，如能源材料、信息功能材料、梯度功能材料、功能合金和智能材料等研发现状及其应用有一定的了解，掌握各种功能材料结构与性能的基本关系。要求学生能够在识记的基础上，较好地理解所学内容，全面正确地掌握基本概念、基本原理，并且能够进行简单分析和判断。以学生为中心，在不断扩充奠定学生材料知识基础上，使之具备相关文献查阅、获取和分析评述的能力，培养他们的学习兴趣，分别以自我和群组的方式不断学习，主动关心认识周围世界的材料，喜欢材料的世界，有为创造、改良和完善材料而努力的意愿，从而形成一段有意义的学习经历。 四、教学进度表 章次 题目 教学时数 第一章 绪论 2学时 第二章 储氢材料 4学时 第三章 形状记忆材料 4学时 第四章 梯度功能材料 2学时 第五章 磁记录材料 4学时 第六章 半导体存储器材料 4学时 第七章 光纤材料 4学时 第八章 智能材料 4学时 第九章 超导材料 4学时 总计 32学时 五、考核方式和成绩评定办法 1、考核方式：资料查阅、专题分组讨论报告、开卷考、总结报告、闭卷考 2、成绩评定办法：平时作业及课程参与、资料查阅及分组讨论、期中考核、课程小结报告、期末考核成绩分别为15%、10%、20%、15%、40%. 六、正文 绪 论（教学时数2） 教学目的：本章主要是简要介绍功能材料的发展、分类，以及新型功能材料的研究进展。讨论分析六大类新型功能材料的发展现状和功能材料的分类。 教学重点：功能材料的分类 教学难点: 不同的功能材料分类标准，会产生不同的分类，需要说明各种分类的着重点。. 主要教学方法： 1、PPT多媒体和板书； 2、结合学生背景，给学生启发式的问题进行思考。 1.1材料在人类社会发展中地位 1.2材料的分类 1.3功能材料的特征和分类 1.4功能材料的现状和展望 本章基本概念： 功能材料、结构材料、分类标准 本章思考题: 1. 简述功能材料的分类。 2. 简述功能材料的特点。 3. 分别叙述六种新型功能材料的特点及应用。 储氢材料（教学时数8） 教学目的：以LaNi5为代表，在分析氢能源优缺点和固态储氢原理的基础上，阐述稀土、TiFe、Mg系和碱金属轻质储氢材料的结构、特性和发展应用的状况，让学生具备储氢材料性能基本评价的能力。 教学重点：各种储氢材料的晶体结构、掺杂改性和吸氢、释氢的原理。 教学难点: 根据P-C-T曲线对储氢材料性能的分析讨论。 主要教学方法： 1、PPT多媒体和板书； 2、对不同储氢材料的分析比较讨论。 2.1 能源问题与储氢 2.2 不同储氢方式的比较 2.3 储氢材料技术现状 2.4 储氢合金的评价 2.5 储氢合金的其它重要性能 本章基本概念： P-C-T曲线、形成焓、储氢容量、固溶体和氢化物 本章思考题 1．根据物理化学原理，叙述储氢材料的储氢原理。 2．简述金属氢化物的重要应用。 形状记忆材料（教学时数4） 教学目的：根据形状记忆现象，介绍形状记忆的诱因和现象，让学生掌握TiNi合金相变的特征温度、典型晶体结构、形状记忆效应分类，对Ti、Fe和Cu基形状记忆合金和形状记忆陶瓷和高聚物作简要的说明，并对其相应的应用状况进行介绍。 教学重点：TiNi温度诱变形状记忆过程中奥氏体和马氏体相互转变的特征温度及相关的结构特征。 教学难点: 形状记忆相变过程中的结构—温度相图。. 主要教学方法： 1、PPT多媒体和板书； 2、让学生进行表格归纳比缴，对重要的晶体结构进行文献查阅。 3.1 形状记忆效应及分类 3.2 形状记忆效应机理与超弹性 3.3 形状记忆合金分类 3.4 形状记忆陶瓷与聚合物简介 3.5 形状记忆材料的应用 本章基本概念： 形状记忆效应、奥氏体开始和完成温度、马氏体开始和完成温度、形状记忆效应分类、超弹性和伪弹性 本章思考题: 1