1、陶瓷材料及应用教学大纲一、 陶瓷材料及应用课程说明（一）课程代码：08131020（二）课程英文名称：Ceramic Material and Application （三）开课对象：材料物理专业方向（四）课程性质：陶瓷材料及应用是材料物理专业的专业选修课程之一，本课程旨在使学生掌握陶瓷材料的性能、制备工艺的同时，培养学生实践能力，培养自学、讲解、协作和分析的综合能力。要求学习本课程前应修完普通物理、材料物理、普通化学、材料科学基础、材料制备技术、无机材料化学、玻璃与非晶态材料等课程。（五）教学目的：通过本课程学习，使学生了解陶瓷材料的种类、结构特点、基本性能、制备工艺以及陶瓷材料在各个领域的
2、应用现状和发展趋势，为后续的毕业设计准备必要的专业知识，为电子陶瓷材料的配方优化和性能改进打下基础，初步具备开展先进陶瓷材料研制开发的基本知识和能力。（六）教学内容：本课程主要学习陶瓷材料的基础理论、组织结构、材料性能、制备工艺以及陶瓷材料在各个领域的应用现状和发展趋势。内容共分三部分，第一部分介绍陶瓷材料的物理化学性质，着重于组成、结构、性能之间的联系；第二部分介绍现代陶瓷的生产工艺，主要叙述有关工艺原理与工艺因素的影响；第三部分介绍各种陶瓷材料制品的生产，叙述工艺流程与生产技术。（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数： 54 学时分数： 3 学分学时数具体分配：教 学 内 容 讲授 实
3、验/实践 合 计第一章 概述 2 2第二章 陶瓷的晶体结构 8 4 8第三章 现代陶瓷的生产工艺 10 2 10第四章 功能陶瓷 14 14第五章 结构陶瓷 10 10第六章 工具陶瓷 10 10合 计 50 50（八）教学方式以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占 40% ，期末成绩占 60% 。二 、讲授大纲与各章的基本要求第一章 概述教学要点： 通过本章的教学，使学生初步了解陶瓷材料的种类、应用、发展历史和前景。教学时数： 2 学时教学内容
4、： 一、材料与新技术革命二、硅酸盐陶瓷与现代陶瓷三、观代陶瓷与粉末冶金四、观代陶瓷的分类和应用五、现代陶瓷的发展概况考核要求：一、材料与新技术革命（了解）二、硅酸盐陶瓷与现代陶瓷（了解）三、观代陶瓷与粉末冶金（了解）四、观代陶瓷的分类和应用（识记）五、现代陶瓷的发展概况（了解）第二章 陶瓷的晶体结构教学要点：通过本章的教学使学生牢固掌握陶瓷的化学键、晶体结构和晶体类型，掌握各种陶瓷晶体结构的特点，性能及应用，理解同质异构现象、原予缺陷的表示方法及其应用，了解玻璃的结构。教学时数： 8 学时教学内容： 第一章 离子晶体和共价晶体一、离子晶体和鲍林规则二、共价晶体第二章 陶瓷材料的典型结构一、单质
5、的晶体结构二、AX 型化合物的结构三、AX 2型化合物的结构四、刚玉型(A 2X5)结构五、ABO 3型化合物的结构六、尖晶石(AB 2O4)型结构七、碳化物氮化物的结构第三章 硅酸盐的晶体结构第四章 同质异构现象第五章 结构缺陷一、点缺陷二、原予缺陷的表示方法及其应用三、固溶体和非化学计量化合物四、位错和面缺陷第六章 玻璃结构一、玻璃的结构二、玻璃的亚微结构特点三、玻璃陶瓷和金属玻璃考核要求： 第一章 离子晶体和共价晶体一、离子晶体和鲍林规则（领会）二、共价晶体（领会）第二章 陶瓷材料的典型结构一、单质的晶体结构（识记）二、AX 型化合物的结构（识记）三、AX 2型化合物的结构（识记）四、刚
6、玉型(A 2X5)结构（识记）五、ABO 3型化合物的结构（识记）六、尖晶石(AB 2O4)型结构（识记）七、碳化物氮化物的结构（了解）第三章 硅酸盐的晶体结构（领会）第四章 同质异构现象（理解第五章 结构缺陷一、点缺陷（了解）二、原予缺陷的表示方法及其应用（了解）三、固溶体和非化学计量化合物（了解）四、位错和面缺陷（了解）第六章 玻璃结构一、玻璃的结构（了解）二、玻璃的亚微结构特点（了解）三、玻璃陶瓷和金属玻璃（了解）第三章 现代陶瓷的生产工艺教学要点：通过本章的教学使学生初步掌握先进陶瓷材料的基本制备工艺，掌握陶瓷原材料粉末的制备，掌握陶瓷的成型、烧结工艺，了解单晶体、多晶体、薄膜等其他陶
7、瓷工艺。教学时数： 10 学时教学内容： 第一节 原材料粉末的制备一、氮化物二、碳化物三、硼化物四、硅化物五、氧化铝六、氧化锆七、其他氧化物八、铁氧体九、钛酸钡十、粉末的性能和检测第二节 成型一、成型前的原料预处理二、模压成型三、注浆成型四、挤压法五、冷等静压六、注射成型七、爆炸成型八、薄膜和厚膜成型技术九、干燥第三节 烧结一、烧结过程二、热压三、热等静压四、电火花烧结五、无包套热等静压六、反应烧结(反应成型) 第四节 其他陶瓷工艺一、单晶体二、多晶体三、薄膜第五节 焊接考核要求：第一节 原材料粉末的制备一、氮化物（掌握）二、碳化物（掌握）三、硼化物（掌握）四、硅化物（掌握）五、氧化铝（掌握）
8、六、氧化锆（掌握）七、其他氧化物（了解）八、铁氧体（了解）九、钛酸钡（了解）十、粉末的性能和检测（掌握）第二节 成型一、成型前的原料预处理（掌握）二、模压成型（掌握）三、注浆成型（掌握）四、挤压法（掌握）五、冷等静压（掌握）六、注射成型（掌握）七、爆炸成型（掌握）八、薄膜和厚膜成型技术（掌握）九、干燥（掌握）第三节 烧结一、烧结过程（掌握）二、热压（掌握）三、热等静压（掌握）四、电火花烧结（掌握）五、无包套热等静压（掌握）六、反应烧结(反应成型) （掌握）第四节 其他陶瓷工艺一、单晶体（了解）二、多晶体（了解）三、薄膜（了解）第五节 焊接（了解）第四章 功能陶瓷教学要点：通过本章的教学使学生掌
9、握介电介质的极化机制和铁电陶瓷的概念，掌握压电陶瓷的概念、原理和了解压电方程的应用，掌握磁性陶瓷的生产工艺和应用场合，理解半导体陶瓷的物理基础、分类和应用场合，了解压敏陶瓷的制造工艺和性能，了解气敏、湿敏和光敏陶瓷的原理和制备工艺、使用场合。教学时数： 14 学时教学内容： 第一节 概述第二节 介电陶瓷第三节 压电和铁电陶瓷一、压电性和铁电性二、压电陶瓷材料三、压电陶瓷的应用第四节 绝缘陶瓷第五节 半导体陶瓷一、热敏电阻二、压敏电阻器材料三、气体传感器材料四、湿度传感陶瓷五、光敏半导体陶瓷六、传感器的多功能化和集成化七、二次电子放射陶瓷第六节 快离子导体一、概述二、快离于导体材料三、快离于导体
10、的应用第七节 超导陶瓷第八节 磁性陶瓷一、软磁铁氧体二、硬磁铁氧体三、旋磁铁氧体四、矩磁铁氧体五、压磁铁氧体第九节 电光和光学陶瓷一、电光陶瓷二、光学陶瓷考核要求：第一节 概述（了解）第二节 介电陶瓷（掌握）第三节 压电和铁电陶瓷一、压电性和铁电性（掌握）二、压电陶瓷材料（掌握）三、压电陶瓷的应用（了解）第四节 绝缘陶瓷（掌握）第五节 半导体陶瓷一、热敏电阻（掌握）二、压敏电阻器材料（了解）三、气体传感器材料（掌握）四、湿度传感陶瓷（掌握）五、光敏半导体陶瓷（掌握）六、传感器的多功能化和集成化（了解）七、二次电子放射陶瓷（了解）第六节 快离子导体一、概述（了解）二、快离于导体材料（掌握）三、快
11、离于导体的应用（了解）第七节 超导陶瓷（掌握）第八节 磁性陶瓷一、软磁铁氧体（掌握）二、硬磁铁氧体（掌握）三、旋磁铁氧体（掌握）四、矩磁铁氧体（了解）五、压磁铁氧体（了解）第九节 电光和光学陶瓷一、电光陶瓷（了解）二、光学陶瓷（了解）第五章 结构陶瓷教学要点：通过本章的教学使学生初步了解结构陶瓷的分类及其力学性能，掌握氮化硅、碳化硅、氧化锆的结构和性质，掌握氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化锆陶瓷的组织、性能、应用和制备方法，了解其它结构陶瓷的特点。教学时数： 10 学时教学内容： 第一节 概述第二节 陶瓷的力学性能第三节 氮化硅一、氮化硅的结构和性质二、氮化硅陶瓷的制备方法三、氮化硅陶瓷的组织、性
12、能和应用第四节 赛伦第五节 碳化硅一、碳化硅的晶体结构二、碳化硅陶瓷的制备三、碳化硅陶瓷的组织、性能和应用第六节 氧化锆一、氧化锆的稳定化和相变韧化二、氧化锆增韧陶瓷三、氧化锆陶瓷的应用第七节 其它结构陶瓷一、氮化铝二、六方氮化硼三、氧化铍和氧化镁第八节 生物陶瓷第九节 多孔陶瓷考核要求：第一节 概述（了解）第二节 陶瓷的力学性能（掌握）第三节 氮化硅一、氮化硅的结构和性质（掌握）二、氮化硅陶瓷的制备方法（掌握）三、氮化硅陶瓷的组织、性能和应用（掌握）第四节 赛伦（了解）第五节 碳化硅一、碳化硅的晶体结构（掌握）二、碳化硅陶瓷的制备（掌握）三、碳化硅陶瓷的组织、性能和应用（掌握）第六节 氧化锆
13、一、氧化锆的稳定化和相变韧化（掌握）二、氧化锆增韧陶瓷（掌握）三、氧化锆陶瓷的应用（掌握）第七节 其它结构陶瓷一、氮化铝（了解）二、六方氮化硼（了解）三、氧化铍和氧化镁（了解）第八节 生物陶瓷（了解）第九节 多孔陶瓷（了解）第六章 工具陶瓷教学要点：通过本章的教学使学生初步了解工具陶瓷的种类，掌握硬质合金、金刚石、立方氮化硼的结构、性质、合成、烧结和应用，了解氧化铝、氯化锆、氮化硅、赛伦和碳化硼的特点。教学时数：10 学时教学内容： 第一节 概述第二节 硬质合金一、概述二、硬质合金的成分组织和性能三、硬质合金的应用第三节 金刚石一、金刚石的结构和性质二、金刚石的合成和烧结三、金刚石的应用第四节
14、 立方氮化硼一、CBN 的结构和性质二、立方氮化硼的合成和烧结三、CBN 的应用第五节 氧化铝和氯化锆第六节 氮化硅和赛伦第七节 碳化硼考核要求：第一节 概述（了解）第二节 硬质合金一、概述（了解）二、硬质合金的成分组织和性能（掌握）三、硬质合金的应用（掌握）第三节 金刚石一、金刚石的结构和性质（掌握）二、金刚石的合成和烧结（掌握）三、金刚石的应用（掌握）第四节 立方氮化硼一、CBN 的结构和性质（掌握）二、立方氮化硼的合成和烧结（掌握）三、CBN 的应用（掌握）第五节 氧化铝和氯化锆（了解）第六节 氮化硅和赛伦（了解）第七节 碳化硼（了解）三 、推荐教材和参考书目1、 陶瓷材料学 ，周玉主编，哈尔滨工业大学出版社，19952、 陶瓷材料的力学性能 ，张清纯主编，科学出版社，19873、 陶瓷导论 ， （美）W.D.金格瑞等著，中国建筑工业出版社，19824、 特种陶瓷 ，王零森著，中南工业大学出版社出版，2000
