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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

材料化学教学大纲

课程编号：095238

课程名称：材料化学

学时/学分：32/2

适用专业：应用化学

先修课程：物理化学，高等数学，有机化学，无机化学

开课系或教研室：化学化工系

一、课程的性质与任务

1．课程性质：材料化学是材料科学与工程的一个分支，是一门从分子结构层次上研究

材料的合成、制备、理论，以及分子结构和聚集态结构、材料性能之间关系的学科，属于应

用化学和材料科学的专业课程。

2．课程任务：使从事材料研究与制备的学生从化学角度了解材料结构与性能之间的关

系，掌握各种材料的化学合成与制备技术，培养从基本理论出发进行材料设计、运用化学概

念进行材料制备及改性创新的能力，为今后材料科学的基础研究和实际生产建立理论基础和

一定的实践技能。

二、课程教学基本要求

材料化学是实用性很强的学科，课堂教学采用多媒体方式，尽量系统地阐明材料的制备、

结构与性能之间的关系，介绍现代先进材料的制备、使用及性能表征方法，密切联系实际，

使学生将掌握的综合化学知识应用于材料的分析、设计；培养化学专业的学生采用广泛的多

学科的角度研究材料的能力，在将来的材料开发及使用中灵活的解决相关的化学问题。

本课程课堂教学32学时。

考核方式为：

总成绩=期末考试（90%）+平时成绩（10%）

三、课程教学内容

（一）材料高温化学

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

1.冶炼与提纯冶炼过程的定义及内容，纯物质热力学，理想溶体的热力学及精炼提纯，

※区域精炼的原理及实例，※挥发精炼的原理及实例，化学平衡热力学及冶炼，化学平衡热

0

力学及冶炼，ΔG-T图。

2.高温氧化氧化的定义，纯金属的氧化，Ni的氧化，※Fe的氧化，※氧势的概念，

平衡氧势与温度的关系曲线，合金的氧化，※Ni-Cu合金的氧化，※Fe-Cr合金的氧化，硫

化。

3.自蔓燃合成自蔓燃合成的定义，※三种类型及实例。

（二）金属的相变和析出

1.相变和析出动力学自由能-浓度曲线，形核速度，※形核过程中体系自由能的变化，

※形核驱动力，扩散长大理论。

2.金属氢化物金属与氢的反应，※氢在金属表面的吸附类型及特点，金属-氢二元系

氢化物的种类，金属间化合物的氢化物，※储氢合金。

（三）材料电化学

1.电极电位和极化界面电位差，电池结构与单极电位，※氢电极和标准氢电极，※参

比电极，金属/氧化物电极，※电极-pH图，※腐蚀电位，※电极极化的定义，极化测定装

置，※极化作用在腐蚀防护中的原理，极化曲线，※钝化现象，自钝化。

2.化学电源一次电池，※锰电池的组成与电极反应，※碱性锰电池的组成与电极反应，

氧化银及氧化汞电池，锂电池，二次电池，※铅蓄电池的放电与充电反应，燃料电池。

（四）材料表面化学

1.表面热力学※TLK表面模型，表面热力学函数，表面偏析，※碳在Fe(100)面的偏

析，※硫在Fe(100)面的偏析，表面相，※吉布斯分界面模型，偏析的相平衡理论。

2.表面分析方法表面的定义，表面分析的目的，※基本的输入探针形式，※X射线光

电子