西安交通大学无机非金属纳米材料课程教学大纲一、课程基本信息无机非金属纳米材料课程名称Inorganic Non-metals NanomaterialsMATL503902课程编号2424总学时课程学分理论：24实验：0上机：0课外：0学时分配（课外学时不计入总学时）口公共课程口通识课程课程类型口学科门类基础课口专业大类基础课口专业核心课回专业选修课口集中实践□1-1□1-2□2-1 □2-2□3-1 □3-2开课学期4-1□4-2□5-1□5-2先修课程材料科学基础、材料性能、材料研究方法教材、参使用教材：考书及其参考教材：(1)刘吉平，廖莉玲.无机纳米材料.北京：科学出版社，2003他资料(2)戴遐明.纳米陶瓷材料及其应用.北京：国防工业出版社，2005二、课程目标及学生应达到的能力2.1 课程的基本要求无机非金属纳米材料是纳米材料中的重要组成部分，将对21世纪的社会经济发展和科学技术产生巨大的影响。《无机非金属纳米材料》是材料相关专业的一门专业选修课程，具有材料学、物理学、化学、微纳制造等多学科综合交叉的特点。它从无机纳米材料的基本概念、制备、表征、应用等不同角度深入浅出地进行阐述，培养学生对无机非金属纳米材料的研究兴趣。课程教学中，要求教师既要给学生讲授无机非金属纳米材料的概念、分类
西安交通大学无机非金属纳米材料课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 无机非金属纳米材料 Inorganic Non-metals Nanomaterials 课程编号 MATL503902 课程学分 24 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础、材料性能、材料研究方法 教材、参 考书及其 他资料 使用教材： 参考教材： (1)刘吉平，廖莉玲.无机纳米材料.北京：科学出版社，2003. (2)戴遐明.纳米陶瓷材料及其应用.北京：国防工业出版社，2005. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 无机非金属纳米材料是纳米材料中的重要组成部分，将对 21 世纪的社会经 济发展和科学技术产生巨大的影响。《无机非金属纳米材料》是材料相关专业的 一门专业选修课程，具有材料学、物理学、化学、微纳制造等多学科综合交叉的 特点。它从无机纳米材料的基本概念、制备、表征、应用等不同角度深入浅出地 进行阐述，培养学生对无机非金属纳米材料的研究兴趣。 课程教学中，要求教师既要给学生讲授无机非金属纳米材料的概念、分类
合成机理等基础理论知识，还要强调基于无机非金属纳米材料特点的各种制备工艺及典型应用，让学生从材料的服役环境出发，选择相应的材料性能特点，从而选择出相应的材料制备工艺方法，锻炼学生理论结合实际的能力。通过实验课程训练，使学生掌握无机非金属纳米材料的制备工艺流程，并了解无机非金属纳米材料的物相组成、元素分布、微观结构的测试方法。通过课程讲述和自学，使学生了解无机非金属纳米材料的最新研究动态，建立终身学习的意识，不断追求最新的知识理论，发展和完善知识体系；掌握基于材料工程的实际应用场景进行合理分析、评价材料体系选择、制备及应用等复杂工程问题解决方案对社会影响的能力。通过该课程的系统学习，要求学生掌握纳米技术及纳米材料的相关概念、主要表征方法，了解纳米材料的特性及产生原因，理解几种典型无机非金属纳米材料的合成方法，重点掌握纳米陶瓷材料主要成型及烧结工艺，了解无机非金属纳米材料的基本性质及典型应用。在此基础上掌握基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任；同时理解环境保护和可持续发展的理念，熟悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。2.2课程的目标及学生应该达到的能力1材料工程与社会发展评价能力基于无机非金属纳米材料的工程实际应用场景进行合理分析，能够评价材料体系选择、制备工艺及应用等工程实践过程和复杂工程问题的解决方案对社会发展、人类健康、社会安全的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响。支撑毕业要求指标点6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。2环境与可持续发展的意识培养学生的环境保护和可持续发展理念，理解各种无机非金属纳米材料成分、生产和实际服役过程中对自然环境和人类社会可持续发展的影响
合成机理等基础理论知识，还要强调基于无机非金属纳米材料特点的各种制备工 艺及典型应用，让学生从材料的服役环境出发，选择相应的材料性能特点，从而 选择出相应的材料制备工艺方法，锻炼学生理论结合实际的能力。通过实验课程 训练，使学生掌握无机非金属纳米材料的制备工艺流程，并了解无机非金属纳米 材料的物相组成、元素分布、微观结构的测试方法。通过课程讲述和自学，使学 生了解无机非金属纳米材料的最新研究动态，建立终身学习的意识，不断追求最 新的知识理论，发展和完善知识体系；掌握基于材料工程的实际应用场景进行合 理分析、评价材料体系选择、制备及应用等复杂工程问题解决方案对社会影响的 能力。 通过该课程的系统学习，要求学生掌握纳米技术及纳米材料的相关概念、主 要表征方法，了解纳米材料的特性及产生原因，理解几种典型无机非金属纳米材 料的合成方法，重点掌握纳米陶瓷材料主要成型及烧结工艺，了解无机非金属纳 米材料的基本性质及典型应用。在此基础上掌握基于材料工程的实际应用场景进 行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、 安全、法律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责 任；同时理解环境保护和可持续发展的理念，熟悉材料成分、生产和服役过程和 对环境和社会经济可持续发展的影响。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1 材料工程与社会发展评价能力 基于无机非金属纳米材料的工程实际应用场景进行合理分析，能够评价材 料体系选择、制备工艺及应用等工程实践过程和复杂工程问题的解决方案对社 会发展、人类健康、社会安全的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响。 支撑毕业要求指标点 6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析， 正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法 律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。 2 环境与可持续发展的意识 培养学生的环境保护和可持续发展理念，理解各种无机非金属纳米材料成 分、生产和实际服役过程中对自然环境和人类社会可持续发展的影响
支撑毕业要求指标点7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。课程目标与专业毕业要求的关联关系5毕业要求4678910111223课程目标课程目M标1课程目L标2注：毕业要求中A、B、C、D、E、F、G、...对应毕业要求中各项具体内容。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注三、教学内容简介序号章节名称知识点参考学时纳米技术相关概念、纳米材料11纳米技术基础的主要特性，纳米材料展现的1.1纳米材料及纳米科技特殊力学、热学、光学、电学、简介磁学及化学性质的原因，纳米41.2纳米效应简介材料对社会可持续发展、人类1.3纳米材料的应用及表健康与安全的影响征2零维纳米材料零维纳米材料的分类、基本合22.1零维纳米材料简介成方法及相关特性，零维纳米2.2团簇材料对健康与安全的影响42.3量子点2.4纳米颗粒2零维纳米材料零维纳米材料的分类、基本合32.1零维纳米材料简介成方法及相关特性，零维纳米2.2团簇材料对健康与安全的影响42.3量子点2.4纳米颗粒多维纳米材料的概念，石墨烯44多维纳米材料的制备方法、特性及典型应4.1石墨烯用，纳米薄膜的制备方法、特44.2纳米薄膜性及典型应用，有序纳米材料4.3有序纳米材料的制备方法，多维纳米材料对健康与环境的影响纳米陶瓷材料的制备工艺过55纳米陶瓷材料3程，主要成型及烧结工艺种类5.1纳米陶瓷简介及关键工艺特点，纳米陶瓷性
支撑毕业要求指标点 7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟 悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课 程 目 标 1 M 课 程 目 标 2 L 注：毕业要求中 A、B、C、D、E、F、G、.对应毕业要求中各项具体内容。课程 目标与专业毕业要求的关联关系用 H/M/L 标注 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考学时 1 1 纳米技术基础 1.1 纳米材料及纳米科技 简介 1.2 纳米效应简介 1.3 纳米材料的应用及表 征 纳米技术相关概念、纳米材料 的主要特性，纳米材料展现的 特殊力学、热学、光学、电学、 磁学及化学性质的原因，纳米 材料对社会可持续发展、人类 健康与安全的影响 4 2 2 零维纳米材料 2.1 零维纳米材料简介 2.2 团簇 2.3 量子点 2.4 纳米颗粒 零维纳米材料的分类、基本合 成方法及相关特性，零维纳米 材料对健康与安全的影响 4 3 2 零维纳米材料 2.1 零维纳米材料简介 2.2 团簇 2.3 量子点 2.4 纳米颗粒 零维纳米材料的分类、基本合 成方法及相关特性，零维纳米 材料对健康与安全的影响 4 4 4 多维纳米材料 4.1 石墨烯 4.2 纳米薄膜 4.3 有序纳米材料 多维纳米材料的概念，石墨烯 的制备方法、特性及典型应 用，纳米薄膜的制备方法、特 性及典型应用，有序纳米材料 的制备方法，多维纳米材料对 健康与环境的影响 4 5 5 纳米陶瓷材料 5.1 纳米陶瓷简介 纳米陶瓷材料的制备工艺过 程，主要成型及烧结工艺种类 及关键工艺特点，纳米陶瓷性 3
5.2纳米陶瓷的成型能及典型应用，其对社会、健5.3纳米陶瓷的烧结及应康与安全的影响用纳米复合材料的定义、分类，66纳米复合材料陶瓷基、金属基和聚合物基纳6.1纳米复合材料简介米复合材料的制备方法及性6.2陶瓷基纳米复合材料能特点，其对社会与安全的影36.3金属基纳米复合材料响6.4聚合物基纳米复合材料多孔陶瓷的定义、分类，纳米77纳米多孔材料及课程多孔材料的主要制备方法及特性，纳米多孔材料对社会、总结2健康与环境可持续发展的影7.1多孔陶瓷概述响7.2介孔材料7.3课程总结四、教学安排详表教学方式对课程教学要求学时教学内容（授课、实目标的章节顺序（知识要求及能力要支撑关分配验、上机、求)讨论)系掌握纳米技术相关概纳米材料及纳米课程目念，了解纳米材料的特科技简介、纳米效标1性及产生原因，了解纳授课第一章应、纳米材料的应4课程目米材料对社会发展及用及主要表征方标2人类健康与安全的影法响零维纳米材料的掌握零维纳米材料的课程目概念及分类，团基本合成方法，了解其标1第二章簇、量子点、纳米授课基本特性，了解其对社4课程目会发展及人类健康与颗粒的主要制备标2方法及特性安全的影响理解一维纳米材料的一维纳米材料筒主要制备方法、生长机课程目介、制备及性能，理，了解一维纳米材料标1第三章授课碳纳米管的概念、4课程目的特性，掌握碳纳米管分类、制备方法、的制备方法，了解其对标2性能及典型应用社会发展的影响
5.2 纳米陶瓷的成型 5.3 纳米陶瓷的烧结及应 用 能及典型应用，其对社会、健 康与安全的影响 6 6 纳米复合材料 6.1 纳米复合材料简介 6.2 陶瓷基纳米复合材料 6.3 金属基纳米复合材料 6.4 聚合物基纳米复合材 料 纳米复合材料的定义、分类， 陶瓷基、金属基和聚合物基纳 米复合材料的制备方法及性 能特点，其对社会与安全的影 响 3 7 7 纳米多孔材料及课程 总结 7.1 多孔陶瓷概述 7.2 介孔材料 7.3 课程总结 多孔陶瓷的定义、分类，纳米 多孔材料的主要制备方法及 特性，纳米多孔材料对社会、 健康与环境可持续发展的影 响 2 四、教学安排详表 章节顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、实 验、上机、 讨论） 教学要求 （知识要求及能力要 求） 对课程 目标的 支撑关 系 第一章 纳米材料及纳米 科技简介、纳米效 应、纳米材料的应 用及主要表征方 法 4 授课 掌握纳米技术相关概 念，了解纳米材料的特 性及产生原因，了解纳 米材料对社会发展及 人类健康与安全的影 响 课程目 标 1 课程目 标 2 第二章 零维纳米材料的 概念及分类，团 簇、量子点、纳米 颗粒的主要制备 方法及特性 4 授课 掌握零维纳米材料的 基本合成方法，了解其 基本特性，了解其对社 会发展及人类健康与 安全的影响 课程目 标 1 课程目 标 2 第三章 一维纳米材料简 介、制备及性能， 碳纳米管的概念、 分类、制备方法、 性能及典型应用 4 授课 理解一维纳米材料的 主要制备方法、生长机 理，了解一维纳米材料 的特性，掌握碳纳米管 的制备方法，了解其对 社会发展的影响 课程目 标 1 课程目 标 2
理解多维纳米材料的概念，掌握石墨烯的主石墨烯的概念、特要制备方法及选择依性、制备方法及典据、了解石墨烯的特课程目型应用，纳米薄膜授课标1性，了解纳米薄膜的制第四章的制备方法及典4自学备方法、特性及典型应课程目型应用，有序纳米标2用，了解有序纳米材料材料的主要制备的制备方法、发展趋势方法及对人类健康与安全的影响掌握纳米陶瓷的概念，理解纳米陶瓷材料的纳米陶瓷的基本制备工艺过程，理解主课程目概念及性能特点、标1要成型及烧结工艺种第五章授课纳米陶瓷的成型、3类及关键工艺特点，了课程目烧结方法及典型解纳米陶瓷性能、典型标2应用应用及对人类社会与安全的影响掌握纳米复合材料的纳米复合材料的定义、分类，了解陶瓷概念、分类，陶瓷基、金属基和聚合物基课程目基、金属基、聚合授课纳米复合材料的制备标13第六章自学物基纳米复合材方法、性能特点及发展课程目趋势，了解纳米复合材标2料的制备方法典料对社会与安全的影型应用响掌握多孔陶瓷的定义、分类，了解多孔陶瓷特别是含有纳米孔陶瓷多孔陶瓷的定义、课程目的主要制备方法，了解分类，介孔材料的标1第七章3授课多孔陶瓷特别是含有概念及制备方法，课程目纳米孔陶瓷的特性，了课程总结标2解纳米多孔材料对人类社会、健康与安全的影响五、考核方式及成绩构成5.1 考核成绩构成平时：30%，（包含：平时作业）期末：70%
第四章 石墨烯的概念、特 性、制备方法及典 型应用，纳米薄膜 的制备方法及典 型应用，有序纳米 材料的主要制备 方法 4 授课 自学 理解多维纳米材料的 概念，掌握石墨烯的主 要制备方法及选择依 据、了解石墨烯的特 性，了解纳米薄膜的制 备方法、特性及典型应 用，了解有序纳米材料 的制备方法、发展趋势 及对人类健康与安全 的影响 课程目 标 1 课程目 标 2 第五章 纳米陶瓷的基本 概念及性能特点、 纳米陶瓷的成型、 烧结方法及典型 应用 3 授课 掌握纳米陶瓷的概念， 理解纳米陶瓷材料的 制备工艺过程，理解主 要成型及烧结工艺种 类及关键工艺特点，了 解纳米陶瓷性能、典型 应用及对人类社会与 安全的影响 课程目 标 1 课程目 标 2 第六章 纳米复合材料的 概念、分类，陶瓷 基、金属基、聚合 物基纳米复合材 料的制备方法典 型应用 3 授课 自学 掌握纳米复合材料的 定义、分类，了解陶瓷 基、金属基和聚合物基 纳米复合材料的制备 方法、性能特点及发展 趋势，了解纳米复合材 料对社会与安全的影 响 课程目 标 1 课程目 标 2 第七章 多孔陶瓷的定义、 分类，介孔材料的 概念及制备方法， 课程总结 3 授课 掌握多孔陶瓷的定义、 分类，了解多孔陶瓷特 别是含有纳米孔陶瓷 的主要制备方法，了解 多孔陶瓷特别是含有 纳米孔陶瓷的特性，了 解纳米多孔材料对人 类社会、健康与安全的 影响 课程目 标 1 课程目 标 2 五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 30 %，（包含：平时作业） 期末： 70 %