《无机材料物理化学》教学大纲课程编号：B04030200课程名称：无机材料物理化学英文名称：InorganicMaterialPhysicalChemistry课程性质：专业基础课学时/学分：64/4考核方式：考试选用教材：《无机材料科学基础》，曾燕伟主编，武汉理工大学出版社，2015先修课程：物理化学后继课程：工程陶瓷，功能陶瓷适用专业及层次：无机非金属材料工程，本科大纲执笔人：于薛刚大纲审核人：李霞一、课程性质与目标“无机材料物理化学”是无机非金属专业的一门重要基础理论课程，把无机化学、物理化学、固体物理中的基本理论，具体应用到无机非金属材料的制备和性能研究上。课程主要阐明无机材料的组成、结构、性质间的相互关系及其在生产过程中变化的基本规律，成为介于基础科学和专业技术之间的一门重要的专业基础课。本专业的学生是未来的材料研究与生产的工程技术人才，掌握上述的基础理论并了解材料的结构、物性和化学反应的规律及相互关系是及其必要的。通过本课程的课堂教学及课后练习、作业、考试，要求学生达到以下的目标：课程目标1：掌握无机非金属材料的组成结构、相变及烧结性能，根据要求能够利用相关理论提出解决方案及实验步骤，能通过掌握的理论知识分析其合理性，并可提出修正方案。课程目标2：掌握无机非金属材料中缺陷的分类标准及形成机理，可以熟练的写出缺陷反应方程式，并通过计算判断材料中的缺陷种类，并可设计减少或有目的性增加缺陷的解决方案，掌握材料表面界面的相关知识及材料表面润湿性变化机理，具有分析材料表面界面结构，能够分析粘土-水系统中的界面问题的能力，能设计出改变材料表界面润湿性的解决方案。课程目标3：掌握在无机非金属材料开发与应用过程中相关的计算机软件，可实现对无机非金属材料烧结性能及相图进行检索分析并可进行模拟，以确定复杂工程问题的合理性，并可通过软件模拟提出解决方案。二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系1
1 《无机材料物理化学》教学大纲 课程编号： B04030200 课程名称： 无机材料物理化学 英文名称： Inorganic Material Physical Chemistry 课程性质： 专业基础课 学时/学分： 64/4 考核方式： 考试 选用教材： 《无机材料科学基础》，曾燕伟 主编，武汉理工大学出版社，2015 先修课程：物理化学 后继课程：工程陶瓷，功能陶瓷 适用专业及层次：无机非金属材料工程，本科 大纲执笔人：于薛刚 大纲审核人：李霞 一、课程性质与目标 “无机材料物理化学”是无机非金属专业的一门重要基础理论课程，把无机化学、物理化学、 固体物理中的基本理论，具体应用到无机非金属材料的制备和性能研究上。课程主要阐明无机材 料的组成、结构、性质间的相互关系及其在生产过程中变化的基本规律，成为介于基础科学和专 业技术之间的一门重要的专业基础课。本专业的学生是未来的材料研究与生产的工程技术人才， 掌握上述的基础理论并了解材料的结构、物性和化学反应的规律及相互关系是及其必要的。通过 本课程的课堂教学及课后练习、作业、考试，要求学生达到以下的目标： 课程目标 1：掌握无机非金属材料的组成结构、相变及烧结性能，根据要求能够利用相关理论提 出解决方案及实验步骤，能通过掌握的理论知识分析其合理性，并可提出修正方案。 课程目标 2：掌握无机非金属材料中缺陷的分类标准及形成机理，可以熟练的写出缺陷反应方程 式，并通过计算判断材料中的缺陷种类，并可设计减少或有目的性增加缺陷的解决方案，掌握材 料表面界面的相关知识及材料表面润湿性变化机理，具有分析材料表面界面结构，能够分析粘土 -水系统中的界面问题的能力，能设计出改变材料表界面润湿性的解决方案。 课程目标 3：掌握在无机非金属材料开发与应用过程中相关的计算机软件，可实现对无机非金属 材料烧结性能及相图进行检索分析并可进行模拟，以确定复杂工程问题的合理性，并可通过软件 模拟提出解决方案。 二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系
毕业要求指标点课程目标2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理和无机非金属材料的专2-4.能正确表达工程问题的解业知识，识别、表达、并通过文献研究分析决方案或实验步骤，并分析其课程目标1合理性。无机非金属材料领域复杂工程问题，以获得有效结论。3．设计/开发解决方案：能够综合利用所学基础理论知识和专业知识设计针对无机非3-1.能够针对无机非金属材料金属材料领域复杂工程问题的解决方案：能应用中的实际问题，运用理论课程目标2够设计满足特定需求的系统、单元（部件）知识和技术手段，设计解决方或工艺流程：能够在设计环节中体现创新意案。识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。5.使用现代工具：能够针对无机非金属材5-1.掌握解决无机非金属材料料领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰开发与应用过程中的复杂工程课程目标3当的技术、资源、现代工程工具和信息技术问题所需的计算机工程制图软工具，包括对无机非金属材料领域复杂工程件、计算机模拟与分析技术以及现代信息技术工具。问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。三、教学基本内容第一章结晶学基础（支撑课程目标1)1.1 晶体的基本概念与性质1.2晶体的宏观对称1.3晶体的对称分类1.4晶体定向和结晶符号1.5晶体的理想形状1.6晶体结构的基本特征1.7晶体化学基本原理第二章晶体结构与晶体中的缺陷（支撑课程目标1、2）2.1典型结构类型2.2硅酸盐晶体结构2.3晶体结构缺陷第三章熔体和玻璃体（支撑课程目标1）3.1熔体的结构.聚合物理论2
2 三、教学基本内容 第一章 结晶学基础（支撑课程目标 1） 1.1 晶体的基本概念与性质 1.2 晶体的宏观对称 1.3 晶体的对称分类 1.4 晶体定向和结晶符号 1.5 晶体的理想形状 1.6 晶体结构的基本特征 1.7 晶体化学基本原理 第二章 晶体结构与晶体中的缺陷（支撑课程目标 1、2） 2.1 典型结构类型 2.2 硅酸盐晶体结构 2.3 晶体结构缺陷 第三章 熔体和玻璃体（支撑课程目标 1） 3.1 熔体的结构.聚合物理论 毕业要求 指标点 课程目标 2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和 工程科学的基本原理和无机非金属材料的专 业知识，识别、表达、并通过文献研究分析 无机非金属材料领域复杂工程问题，以获得 有效结论。 2-4. 能正确表达工程问题的解 决方案或实验步骤，并分析其 合理性。 课程目标 1 3. 设计/开发解决方案：能够综合利用所 学基础理论知识和专业知识设计针对无机非 金属材料领域复杂工程问题的解决方案；能 够设计满足特定需求的系统、单元（部件） 或工艺流程；能够在设计环节中体现创新意 识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以 及环境等因素。 3-1. 能够针对无机非金属材料 应用中的实际问题，运用理论 知识和技术手段，设计解决方 案。 课程目标 2 5. 使用现代工具：能够针对无机非金属材 料领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰 当的技术、资源、现代工程工具和信息技术 工具，包括对无机非金属材料领域复杂工程 问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 5-1. 掌握解决无机非金属材料 开发与应用过程中的复杂工程 问题所需的计算机工程制图软 件、计算机模拟与分析技术以 及现代信息技术工具。 课程目标 3
3.22熔体的性质3.3玻璃的通性3.4玻璃的形成3.5玻璃的结构3.6常见玻璃类型第四章表面与界面（支撑课程目标1、2)4.1固体的表面4.2界面行为4.3晶界4.4粘土-水系统胶体化学第五章相平衡（支撑课程目标1、3）5.1硅酸盐系统相平衡特点5.2单元系统5.3二元系统5.4三元系统5.5四元系统5.6交互三元系统第六章烧结（支撑课程目标1、3）7.1概述7.2固态烧结7.3液相参与的烧结7.4晶粒生长与二次再结晶7.5影响烧结的因素7.6特种烧结原理四、教学重点与难点第一章：（支撑课程目标1)重点：晶体的基本性质、鲍林规则难点：结晶符号的确立第二章：（支撑课程目标1、2）重点：晶体的化学组成，晶体的结构难点：晶体的结构的确立第三章：（支撑课程目标1）重点：硅酸盐熔体与玻璃体的结构及其性能难点：硅酸盐熔体与玻璃体的结构第四章：（支撑课程目标1、2）重点：固体表面原子或分子的构型，表面、界面行为3
3 3.2 熔体的性质 3.3 玻璃的通性 3.4 玻璃的形成 3.5 玻璃的结构 3.6 常见玻璃类型 第四章 表面与界面（支撑课程目标 1、2） 4.1 固体的表面 4.2 界面行为 4.3 晶界 4.4 粘土-水系统胶体化学 第五章 相平衡（支撑课程目标 1、3） 5.1 硅酸盐系统相平衡特点 5.2 单元系统 5.3 二元系统 5.4 三元系统 5.5 四元系统 5.6 交互三元系统 第六章 烧结（支撑课程目标 1、3） 7.1 概述 7.2 固态烧结 7.3 液相参与的烧结 7.4 晶粒生长与二次再结晶 7.5 影响烧结的因素 7.6 特种烧结原理 四、教学重点与难点 第一章：（支撑课程目标 1） 重点：晶体的基本性质、鲍林规则 难点：结晶符号的确立 第二章：（支撑课程目标 1、2） 重点：晶体的化学组成，晶体的结构 难点：晶体的结构的确立 第三章：（支撑课程目标 1） 重点：硅酸盐熔体与玻璃体的结构及其性能 难点：硅酸盐熔体与玻璃体的结构 第四章：（支撑课程目标 1、2） 重点：固体表面原子或分子的构型，表面、界面行为
难点：固体表面原子或分子的润湿第五章：（支撑课程目标1、3）重点：相图的分析以及规则的掌握利用难点：通过相图分析规则对三元相图进行分析。第六章：（支撑课程目标1、3）重点：粉末烧结过程的现象和机理，烧结动力学及影响烧结的因素难点：粉末烧结过程的现象和机理五、教学安排（学时数64）1、教学环节安排课程目标（毕业要求指标具体知识与能力要求采用的教学环节点)掌握无机非金属材料的组成结构、相变及烧结性能，根据要求课堂授课、讨论课、作能够利用相关理论提出解决方案课程目标1（指标点2-4）业及实验步骤，能通过掌握的理论知识分析其合理性，并可提出修正方案。掌握无机非金属材料中缺陷的分类标准及形成机理，可以熟练的写出缺陷反应方程式，并通过计算判断材料中的缺陷种类，并可设计减少或有目的性增加缺陷的课堂授课、讨论课、作课程目标2（指标点3-1）解决方案，掌握材料表面界面的业相关知识及材料表面润湿性变化机理，具有分析材料表面界面结构，能够分析粘土-水系统中的界面问题的能力，能设计出改变材料表界面润湿性的解决方案。掌握在无机非金属材料开发与应用过程中相关的计算机软件，可实现对无机非金属材料烧结性能课堂授课、讨论课、作课程目标3（指标点5-1）业及相图进行检索分析并可进行模拟，以确定复杂工程问题的合理性，并可通过软件模拟提出解决4
4 难点：固体表面原子或分子的润湿 第五章：（支撑课程目标 1、3） 重点： 相图的分析以及规则的掌握利用 难点： 通过相图分析规则对三元相图进行分析。 第六章：（支撑课程目标 1、3） 重点： 粉末烧结过程的现象和机理，烧结动力学及影响烧结的因素 难点： 粉末烧结过程的现象和机理 五、教学安排（学时数64） 1、教学环节安排 课程目标（毕业要求指标 点） 具体知识与能力要求 采用的教学环节 课程目标1（指标点2-4） 掌握无机非金属材料的组成结 构、相变及烧结性能，根据要求 能够利用相关理论提出解决方案 及实验步骤，能通过掌握的理论 知识分析其合理性，并可提出修 正方案。 课堂授课、讨论课、作 业 课程目标2（指标点3-1） 掌握无机非金属材料中缺陷的分 类标准及形成机理，可以熟练的 写出缺陷反应方程式，并通过计 算判断材料中的缺陷种类，并可 设计减少或有目的性增加缺陷的 解决方案，掌握材料表面界面的 相关知识及材料表面润湿性变化 机理，具有分析材料表面界面结 构，能够分析粘土-水系统中的界 面问题的能力，能设计出改变材 料表界面润湿性的解决方案。 课堂授课、讨论课、作 业 课程目标3（指标点5-1） 掌握在无机非金属材料开发与应 用过程中相关的计算机软件，可 实现对无机非金属材料烧结性能 及相图进行检索分析并可进行模 拟，以确定复杂工程问题的合理 性，并可通过软件模拟提出解决 课堂授课、讨论课、作 业
方案。2、学时安排学时分配教学内容课堂授课讨论课81结晶学基础210晶体结构与晶体中的缺陷81熔体和玻璃体110表面与界面2相平衡10烧结1018总计56六、课程考核方案1、各部分考核权重考核方式或途径考核权重平时表现10%作业20%70%期末考试总计100%2、评分标准（1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等情况，按百分制评分，总评后折算成10分。得分完成情况上课出勤率高，无旷课现象，上课态度非常认真，熟练运用知90-100分识，正确回答问题，积极参与讨论，能正确阐明自己的观点和想法，能积极与其他同学合作、交流，共同解决问题。上课出勤率较高，上课态度较认真，能正确回答问题，能参与讨75-89分论、阐明自己的观点和想法，能去其他同学合作、交流，共同解5
5 方案。 2、学时安排 教学内容 学时分配 课堂授课 讨论课 结晶学基础 8 1 晶体结构与晶体中的缺陷 10 2 熔体和玻璃体 8 1 表面与界面 10 1 相平衡 10 2 烧结 10 1 总计 56 8 六、课程考核方案 1、各部分考核权重 考核方式或途径 考核权重 平时表现 10% 作业 20% 期末考试 70% 总计 100% 2、评分标准 （1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等情况，按百分 制评分，总评后折算成10分。 完成情况 得分 上课出勤率高，无旷课现象，上课态度非常认真，熟练运用知 识，正确回答问题，积极参与讨论，能正确阐明自己的观点和想 法，能积极与其他同学合作、交流，共同解决问题。 90-100分 上课出勤率较高，上课态度较认真，能正确回答问题，能参与讨 论、阐明自己的观点和想法，能去其他同学合作、交流，共同解 75-89分