《无机非金属材料学》课程教学大纲 课程名称：无机非金属材料学 英文名称：Inorganic non-metallic materials 适用专业：材料科学与工程或相关专业 现程类型：专业必修课 课程性质：专业基础课 制定单位：材料化学教研室 制定时间：2015年9月 ·、使用说明： 1、课程性质、目的及任务 《无机非金属材料学》课程是化学与化工学院应用化学、材料化学、化学工程与工艺专 业的一门专业基础课。本课程应使学生在先修课程“材料科学基础”的基础上，系统地获得传统无 机非金属材料和先进无机非金属材料的特点、功能和应用，了解各个材料领域的新成果和发展趋 势，应用理论解决实际问题。在创造性思维、了解自然科学规律、发现问题和解决问题的能力方面 获得初步的训练。为学习后续课程、进一步掌握新的科学技术成就和发展能力（继续学习的能力，表 述和应用知识的能力，发展和创造知识的能力等)，为培养高起点、厚基出、宽口径、高索质和能适 应未来发展需要的专业人才（面向21世纪、能胜任在科研机构、高等和中等院校及企事业单位，从 事材料化学、应用化学、环境化学、化工工艺以及相关专业的科研和开发、教学及管理工作)打好 必要的基础 2、课程学时、学分、主要教学环节 (1)每周3学时，共计16周（一学期），48学时 (2)学分：3分 (3)主要教学环节 A。课堂讲授，辅导，作业，习题课。组织研讨课、习题课或辅导课。突出教学内容的“精 讲”和“启发式”，培养学生分析问题和解决问题的能力，并能锻炼学生表达能力。 B.课后作业：每周约2.5小时。 3、课程与其它课程的联系 材料科学基础为本课程的先修课程，本课程应在学生学习材料品体结构、晶体缺陷、塑性变形、 相图等的基础上进行讲授：各个材料的制备工艺及应用，本课程仅作一般介绍，主要由材料概论 等其它课程完成。 4、教材 陈照峰张中伟主编，《无机非金属材料学》，西北工业大学出版，2010 5、 主要参考书 林宗寿主编，《无机非金属材料工学》武汉理工大学出版社，2006 张联盟主编，《材料学》，高等教育出版社，2005 胡志强主编，《无机材料科学基础》，化学工业出版社，2004 沈曾民主编 《新型碳材料》 ,化学工业出版社，2003 周曦亚，《复合材料》，化学工业出版社，2005 6、考核方式
《无机非金属材料学》课程教学大纲 课程名称：无机非金属材料学 英文名称： Inorganic non-metallic materials 适用专业：材料科学与工程或相关专业 课程类型：专业必修课 课程性质：专业基础课 制定单位：材料化学教研室 制定时间：2015年9月 一 、使用说明： 1、课程性质、目的及任务 《无机非金属材料学》课程是化学与化工学院应用化学、材料化学、化学工程与工艺专 业的一门专业基础课。本课程应使学生在先修课程“材料科学基础”的基础上，系统地获得传统无 机非金属材料和先进无机非金属材料的特点、功能和应用，了解各个材料领域的新成果和发展趋 势，应用理论解决实际问题。在创造性思维、了解自然科学规律、发现问题和解决问题的能力方面 获得初步的训练。为学习后续课程、进一步掌握新的科学技术成就和发展能力(继续学习的能力，表 述和应用知识的能力，发展和创造知识的能力等)，为培养高起点、厚基础、宽口径、高素质和能适 应未来发展需要的专业人才（面向21世纪、能胜任在科研机构、高等和中等院校及企事业单位，从 事材料化学、应用化学、环境化学、化工工艺以及相关专业的科研和开发、教学及管理工作）打好 必要的基础。 2、课程学时、学分、主要教学环节 （1）每周3学时，共计16周（一学期），48学时 （2）学分：3分 （3）主要教学环节 A．课堂讲授，辅导，作业，习题课。组织研讨课、习题课或辅导课。突出教学内容的“精 讲”和“启发式”，培养学生分析问题和解决问题的能力，并能锻炼学生表达能力。 B．课后作业：每周约2.5小时。 3、课程与其它课程的联系 材料科学基础为本课程的先修课程，本课程应在学生学习材料晶体结构、晶体缺陷、塑性变形、 相图等的基础上进行讲授；各个材料的制备工艺及应用，本课程仅作一般介绍，主要由材料概论 等其它课程完成。 4、教材 陈照峰 张中伟 主编，《无机非金属材料学》，西北工业大学出版，2010 5、主要参考书 林宗寿主编，《无机非金属材料工学》 武汉理工大学出版社，2006 张联盟主编，《材料学》，高等教育出版社，2005 胡志强主编，《无机材料科学基础》，化学工业出版社，2004 沈曾民主编，《新型碳材料》，化学工业出版社，2003 周曦亚，《复合材料》，化学工业出版社，2005 6、考核方式
作业成绩、平时成绩、期终闭卷考试成绩，分别占10%、20%、70%。 二、课程内容 (一)、课程教学的要求 1、掌握水泥的定义、分类，了解硅酸盐水泥熟料的配料、煅烧及其性能 2、掌握玻璃的定义、性质以及玻璃形成的各种条件，通过对各种学说的学习，理解不同比例 的玻璃的结构特点，了解玻璃的种类及其特征。 3、理解各类陶瓷化合物的物理性质及结构特点，了解功能陶瓷的种类、特点及其主要用途 4、掌握各类碳材料的物理化学性质、结构性能。掌握碳材料的制备方法及主要用途。 5、掌握各类陶瓷基复合材料的性能特征及主要用徐。 6、了解气凝胶材料的种类及结构特点及应用领域，掌握气凝胶材料的性能、制备方法。 (一)、教学安排： 根据课时要求，本学期共48学时，6章内容。 第一章水泥(12学时) 教学目的： 明确掌握水泥及硅酸盐水泥熟料的基本概念及分类，了解硅酸盐水泥熟料的配料、煅烧及其性 能，介绍通用水泥和特种水泥的分类及各自的应用。 基本要求： 1、明确掌握水泥及硅酸盐水泥熟料的基本概念及分类 2、了解硅酸盐水泥熟料的性能、配料及煅烧工艺 3、了解普通水泥和特种水泥的分类及其目前的实际应用 重点：掌握水泥及硅酸盐水泥熟料的基本概念及分类 难点：硅酸盐水泥熟料的性能及配料、煅烧工艺 基本内容： 一、概述 1、水泥的定义 2、水泥的分类 二、硅酸盐水泥熟料 1、硅酸盐水泥的定义 2、熟料的化学组成 3、熟料的矿物组成 4、熟料矿物的特性 5、熟料的率值 6、熟料矿物组成的计算与换算 三、硅酸盐水泥的配料 1、配料的相关概念 2、配料方案的洗耀 3、配料计算 四、硅酸盐水泥熟料的煅烧 1、煅烧过程的物理化学变化 2、熟料形成热 五、硅酸盐水泥的水化和硬化 1、熟料矿物的水化
作业成绩、平时成绩、期终闭卷考试成绩，分别占10%、20%、70%。 二、课程内容 （一）、课程教学的要求 1、掌握水泥的定义、分类，了解硅酸盐水泥熟料的配料、煅烧及其性能。 2、掌握玻璃的定义、性质以及玻璃形成的各种条件，通过对各种学说的学习，理解不同比例 的玻璃的结构特点，了解玻璃的种类及其特征。 3、理解各类陶瓷化合物的物理性质及结构特点，了解功能陶瓷的种类、特点及其主要用途。 4、掌握各类碳材料的物理化学性质、结构性能。掌握碳材料的制备方法及主要用途。 5、掌握各类陶瓷基复合材料的性能特征及主要用途。 6、了解气凝胶材料的种类及结构特点及应用领域，掌握气凝胶材料的性能、制备方法。 （二）、教学安排： 根据课时要求，本学期共48学时，6章内容。 第一章 水泥（12学时） 教学目的： 明确掌握水泥及硅酸盐水泥熟料的基本概念及分类，了解硅酸盐水泥熟料的配料、煅烧及其性 能，介绍通用水泥和特种水泥的分类及各自的应用。 基本要求： 1、明确掌握水泥及硅酸盐水泥熟料的基本概念及分类 2、了解硅酸盐水泥熟料的性能、配料及煅烧工艺 3、了解普通水泥和特种水泥的分类及其目前的实际应用 重点：掌握水泥及硅酸盐水泥熟料的基本概念及分类 难点：硅酸盐水泥熟料的性能及配料、煅烧工艺 基本内容： 一、概述 1、水泥的定义 2、水泥的分类 二、硅酸盐水泥熟料 1、硅酸盐水泥的定义 2、熟料的化学组成 3、熟料的矿物组成 4、熟料矿物的特性 5、熟料的率值 6、熟料矿物组成的计算与换算 三、硅酸盐水泥的配料 1、配料的相关概念 2、配料方案的选择 3、配料计算 四、硅酸盐水泥熟料的煅烧 1、煅烧过程的物理化学变化 2、熟料形成热 五、硅酸盐水泥的水化和硬化 1、熟料矿物的水化
2、硅酸盐水泥的水化 3、硅酸盐水泥的硬化 六、硅酸盐水泥的性能 1、疑结 2、强度 3、耐久性 七、其他通用水泥 1、混合材料 2、普通硅酸盐水泥 3、矿渣硅酸盐水泥 4、火山灰质硅酸盐水泥 5、粉煤硅酸盐水泥 6、石灰石硅酸盐水泥 7、复合硅酸盐水泥 八、特种水泥 1、特种水泥的分类 2、快硬高强水泥 3、油井水泥 4、装饰水泥 5、膨胀和自应力水泥 6、耐高温水泥 7、机场跑道水泥 8、核电站工程用水泥 9、其他特种水泥 第二章玻璃(6学时) 教学目的 掌握玻璃的定义、性质、形成及其结构，掌握玻璃组成、结构、性能之间的关系并了解形 成玻璃的热力学条件、动力学条件和结晶化学条件。了解普通氧化物玻璃、光学玻璃、微晶 玻璃、特种玻璃和玻璃纤维的概念、性能和用途。 基本要求： 1、掌握玻璃的定义、性质、形成及其结构 2、通过对各种学说的学习，理解不同比例的玻璃的结构特点 3、了解形成玻璃的热力学条件、动力学条件和结晶化学条件 4、了解普通氧化物玻璃、光学玻璃、微晶玻璃、特种玻璃和玻璃纤维的概念、性能和用途 重占： 玻璃组成、结构、性能之间的关系 难点 形成玻璃的热力学条件、动力学条件和结晶化学条件 基本内容： 一、玻璃概述 1、玻璃的定义 2、玻璃的性质 二、玻璃的形成
2、硅酸盐水泥的水化 3、硅酸盐水泥的硬化 六、硅酸盐水泥的性能 1、凝结 2、强度 3、耐久性 七、其他通用水泥 1、混合材料 2、普通硅酸盐水泥 3、矿渣硅酸盐水泥 4、火山灰质硅酸盐水泥 5、粉煤硅酸盐水泥 6、石灰石硅酸盐水泥 7、复合硅酸盐水泥 八、特种水泥 1、特种水泥的分类 2、快硬高强水泥 3、油井水泥 4、装饰水泥 5、膨胀和自应力水泥 6、耐高温水泥 7、机场跑道水泥 8、核电站工程用水泥 9、其他特种水泥 第二章 玻璃（6学时） 教学目的： 掌握玻璃的定义、性质、形成及其结构，掌握玻璃组成、结构、性能之间的关系并了解形 成玻璃的热力学条件、动力学条件和结晶化学条件。了解普通氧化物玻璃、光学玻璃、微晶 玻璃、特种玻璃和玻璃纤维的概念、性能和用途。 基本要求： 1、掌握玻璃的定义、性质、形成及其结构 2、通过对各种学说的学习，理解不同比例的玻璃的结构特点 3、了解形成玻璃的热力学条件、动力学条件和结晶化学条件 4、了解普通氧化物玻璃、光学玻璃、微晶玻璃、特种玻璃和玻璃纤维的概念、性能和用途 重点: 玻璃组成、结构、性能之间的关系 难点: 形成玻璃的热力学条件、动力学条件和结晶化学条件 基本内容: 一、玻璃概述 1、玻璃的定义 2、玻璃的性质 二、玻璃的形成
1、形成玻腐的物质及方法 2、玻璃形成的热力学条件 3、玻璃形成的动力学条件 4、玻璃形成的结品化学条件 一、玻璃的结物 1、晶子学说 2、无规则网络学说 3、玻璃结构中阳离子的分类 四、玻璃组成、结构、性能之间的关系 五、普通氧化物玻璃 1、硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃 2、玻璃熔制及成型 3、玻璃的退火与淬火 六、光学玻璃 透镜、棱镜、反射镜、窗口 七、微品玻璃 1、微晶玻璃概述 2、微晶玻璃的种类 八、特种玻璃 1、特种玻璃的概述 2、特种玻璃的分类 3、特种玻璃的制名和加 九、玻璃纤维 1、曲刑被磅纤维的绅指 2、玻璃纤维的基本性能 第三章：陶瓷(6学时)》 教学目的： 理解陶瓷的基本概念、结构、相结构。掌握化学气相沉积法制备碳化图层的原理与工艺路 线。能够简述鲍林规则的几何原理和适应性。知道几种不同的结构陶瓷的晶体结构和物理性 能。了解几种功能陶瓷的目前应用情况。 基本要求： 1、理解陶瓷的基本概念、结构、相结构 2、掌握化学气相沉积法制备碳化图层的原理与工艺路线 3、能够简述鲍林规则的几何原理和适应性 4、几种不同的结构陶瓷的晶体结构和物理性能 5、了解自由基加成反应 6、了解功能陶瓷应用 重点： 化学气相沉积法制备碳化图层的原理与工艺路线 难点 鲍林规则的几何原理和适应性 基本内容：
1、形成玻璃的物质及方法 2、玻璃形成的热力学条件 3、玻璃形成的动力学条件 4、玻璃形成的结晶化学条件 三、玻璃的结构 1、晶子学说 2、无规则网络学说 3、玻璃结构中阳离子的分类 四、玻璃组成、结构、性能之间的关系 五、普通氧化物玻璃 1、硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃 2、玻璃熔制及成型 3、玻璃的退火与淬火 六、光学玻璃 透镜、棱镜、反射镜、窗口 七、微晶玻璃 1、微晶玻璃概述 2、微晶玻璃的种类 八、特种玻璃 1、特种玻璃的概述 2、特种玻璃的分类 3、特种玻璃的制备和加工 九、玻璃纤维 1、典型玻璃纤维的种类 2、玻璃纤维的基本性能 第三章：陶瓷（6学时） 教学目的： 理解陶瓷的基本概念、结构、相结构。掌握化学气相沉积法制备碳化图层的原理与工艺路 线。能够简述鲍林规则的几何原理和适应性。知道几种不同的结构陶瓷的晶体结构和物理性 能。了解几种功能陶瓷的目前应用情况。 基本要求： 1、理解陶瓷的基本概念、结构、相结构 2、掌握化学气相沉积法制备碳化图层的原理与工艺路线 3、能够简述鲍林规则的几何原理和适应性 4、几种不同的结构陶瓷的晶体结构和物理性能 5、了解自由基加成反应 6、了解功能陶瓷应用 重点： 化学气相沉积法制备碳化图层的原理与工艺路线 难点： 鲍林规则的几何原理和适应性 基本内容：
一、陶瓷的概述 二、陶瓷的结构 1、陶瓷的结合键 2、陶瓷的品体结构 三、陶餐的相结构 1、一元相图 二元相图 四、结构陶瓷 1、氧化物陶瓷 2、氮化物陶瓷 3、碳化物陶瓷 五、功能陶瓷 1、电容器陶瓷 2、压由陶资 3、磁性陶瓷 4、光学陶资 5、导电陶瓷和超导陶瓷 6、半导体陶瓷 第四章碳(9学时) 教学目的： 1、掌握碳的电子结构、晶体结构及其相图，并能比较碳的同素异形体的性质与结构的异同 点。 2、掌握碳化与石墨化过程的差异性，了解如何判定石墨化程度。 3、知道C60的性质、结构与功能。 4、知道碳纳米管的性质、结构与功能 5、知道碳纤维原丝氧化过程的机理。 6、掌握碳材料的制备方法及主要用途。 7、了解碳/碳(C/C)复合材料的组织结构、性质、防氧化机制与防氧化方法 基本要求： 1、掌握碳的电子结构、晶体结构及其相图，并能比较碳的同素异形体的性质与结构的异同 点。 2、掌握碳化与石墨化过程的差异性，了解如何判定石墨化程度。 3、掌握碳材料的制备方法及主要用途。 重点： 1、比较碳的同素异形体的性质与结构的异同点 2、碳化与石墨化过程的差异性 3、碳材料的制备方法及主要用途。 难点：碳纤维原丝氧化过程的机理 基本内容： 一、概述 1、碳的结构 (1)碳的电子结构
一、陶瓷的概述 二、陶瓷的结构 1、陶瓷的结合键 2、陶瓷的晶体结构 三、陶瓷的相结构 1、一元相图 2、二元相图 四、结构陶瓷 1、氧化物陶瓷 2、氮化物陶瓷 3、碳化物陶瓷 五、功能陶瓷 1、电容器陶瓷 2、压电陶瓷 3、磁性陶瓷 4、光学陶瓷 5、导电陶瓷和超导陶瓷 6、半导体陶瓷 第四章 碳（9学时） 教学目的： 1、掌握碳的电子结构、晶体结构及其相图，并能比较碳的同素异形体的性质与结构的异同 点。 2、掌握碳化与石墨化过程的差异性，了解如何判定石墨化程度。 3、知道C60的性质、结构与功能。 4、知道碳纳米管的性质、结构与功能。 5、知道碳纤维原丝氧化过程的机理。 6、掌握碳材料的制备方法及主要用途。 7、了解碳/碳（C/C）复合材料的组织结构、性质、防氧化机制与防氧化方法。 基本要求： 1、掌握碳的电子结构、晶体结构及其相图，并能比较碳的同素异形体的性质与结构的异同 点。 2、掌握碳化与石墨化过程的差异性，了解如何判定石墨化程度。 3、掌握碳材料的制备方法及主要用途。 重点： 1、比较碳的同素异形体的性质与结构的异同点 2、碳化与石墨化过程的差异性 3、碳材料的制备方法及主要用途。 难点：碳纤维原丝氧化过程的机理 基本内容： 一、概述 1、碳的结构 （1）碳的电子结构