1、材料合成與制備教學大綱課程編號：課程英文譯名：Synthesis and Preparation of Materials課程類別：專業課開課對象：材料化學開課學期：7學分：2.5 總學時：48學時 講課：32學時 實驗：16學時一、說 明【目的任務】本課程針對目前21世紀新材料的發展趨勢，總結和概括了幾種目前熱點形態材料和高新材料的常用合成和制備方法。通過本課程的學習，能夠使學生對目前幾種常見新材料制備方法的發展概況、制備原理、操作設備以及制備工藝方法等有一定的了解和掌握；通過理論課與實驗課的結合，學生能夠熟悉常見形態新材料的制備工藝流程和工藝方法控制手段，這不僅能夠鍛煉學生操作實驗的動手能

2、力，而且在操作過程中，能夠理論和實踐相結合，對材料的形成機理進行深入的分析和了解，培養學生發現問題、分析問題和解決相關材料合成和制備方面問題的基本能力，培養學生創新意識，為今后的生產實踐和科學研究打下堅實的基礎。本課程的任務是根據目前新材料的發展趨勢，重點結合21世紀高性能材料、低維材料、功能材料、綠色材料以及復合材料的發展方向，將材料學、化學、物理學等學科內容融入材料合成與制備技術中，使學生熟練掌握材料合成與制備的基本原理、工藝方法和技術流程，通過對材料合成機理及實驗設備的了解，能夠針對具體要求制定材料的合成與制備工藝，并能夠完成新材料合成與制備某技術的專題研究任務。【教學安排】本課程為考查

3、課，在第7學期完成，總學時數為48學時。二、學時分配理論部分章節內 容學時緒論1一溶膠凝膠法 4二水熱與溶劑熱合成7三化學氣相沉積4四共沉淀法4五低溫固相合成4六熱壓燒結4七等離子體燒結合成技術4合計32實驗部分序號實驗項目內容學時備注一固相反應法制備多元復合氧化物粉體4必開二溶膠凝膠法制備氧化物粉體4必開三化學共沉淀法制備多元復合氧化物粉料4必開四水熱合成法制備納米粉體4選開五溶劑熱合成法制備納米粉體4選開注：必開實驗12學時，選開實驗4學時。三、課程內容與教學要求理論部分緒論（1學時）建立材料和材料合成與制備的基本概念，了解本課程的主要內容和要求、及學習方法。第一章 溶膠凝膠法（4學時）【

4、教學要求】學習溶膠凝膠法的發展過程和發展趨勢，掌握溶膠凝膠法的基本概念和溶膠穩定機制，掌握溶膠凝膠法基本原理和適用范圍握不同凝膠形成過程和特點，了解凝膠合成設備，掌握溶膠凝膠合成工藝過程、工藝參數及過程控制【教學內容】一、溶膠凝膠合成方法發展二、溶膠凝膠合成方法原理三、溶膠凝膠合成工藝四、溶膠凝膠合成方法應用實例第二章 水熱與溶劑熱合成（7學時）【教學要求】學習水熱與溶劑熱法的發展過程，熟悉水熱和溶劑熱合成方法的優缺點，掌握水熱和溶劑熱法的基本原理和適用范圍。了解水熱和溶劑熱生產設備，掌握水熱和溶劑熱法反應的基本類型，工藝過程、工藝參數及過程控制。【教學內容】一、水熱與溶劑熱合成方法的發展二、

5、水熱與溶劑熱合成方法原理三、水熱與溶劑熱合成工藝四、水熱與溶劑熱合成方法應用實例第三章 化學氣相沉積（4學時）【教學要求】學習化學氣相沉積發展過程，了解化學氣相沉積合成的優缺點和發展方向，掌握化學氣相沉積合成的理論基礎，基本原理和適用范圍。了解常用化學氣相沉積生產工藝種類和特點，了解化學氣相沉積生產設備，掌握化學氣相沉積工藝過程、工藝參數及過程控制。【教學內容】一、化學氣相沉積合成方法發展二、化學氣相沉積法原理三、化學氣相沉積合成工藝四、化學氣相沉積法應用實例第四章 共沉淀法（4學時）【教學要求】學習化學共沉淀發展過程，了解化學共沉淀合成的優缺點和發展方向，掌握化學共沉淀合成的理論基礎，基本原

6、理和適用范圍。了解常用化學共沉淀生產工藝種類和特點，了解化學共沉淀生產設備，掌握化學共沉淀工藝過程、工藝參數及過程控制。【教學內容】一、化學共沉淀合成方法發展二、化學共沉淀法原理三、化學共沉淀法工藝四、化學共沉淀法應用實例第五章 低熱固相合成（4學時）【教學要求】學習低熱固相合成發展過程，了解固相反應的特點和分類。了解低熱固相反應機理，熟悉低熱固相合成的適用范圍。掌握低熱固相合成反應類型，了解低熱固相合成制備過程。熟悉低熱固相反應步驟和影響因素。【教學內容】一、低熱固相合成發展二、低熱固相合成反應原理三、低熱固相化學反應合成工藝四、低溫固相合成應用實例第六章 熱壓燒結（4學時）【教學要求】學習

7、熱壓燒結的發展過程，了解熱壓燒結的優缺點和發展趨勢，掌握熱壓燒結過程各階段材料的變化特點，熱力學、動力學理論基礎，熱壓過程的基本規律和適用范圍。掌握熱壓燒結技術種類和特點，了解熱壓燒結生產設備。掌握熱壓燒結的工藝過程、工藝參數及過程控制，以及影響熱壓燒結的因素。【教學內容】一、熱壓燒結的發展二、熱壓燒結的原理三、熱壓燒結工藝 四、熱壓燒結應用實例 第七章 等離子體燒結合成技術（4學時）【教學要求】學習SPS合成技術的發展過程，了解等離子體的性質、分類和產生途徑。掌握SPS技術的特點和應用。了解SPS技術的燒結原理和適用范圍。了解離子體燒結合成生產設備結構和特點。掌握等離子體燒結合成技術的工藝流

8、程，參數控制，以及等離子體燒結合成的影響因素。【教學內容】一、SPS合成技術的發展歷史二、等離子體燒結技術原理三、等離子體放電燒結的工藝四、等離子體放電燒結在材料制備中的應用舉例實驗部分實驗一 固相反應法制備多元復合氧化物粉體（4學時）【實驗目的】熟悉固相反應的一般原理；掌握固相反應法制備多元復合氧化物粉體的方法。【實驗內容】固相反應法制備壓電陶瓷PZT；固相反應法制備超導材料YBCO。實驗二 溶膠凝膠法制備氧化物粉體（4學時）【實驗目的】了解溶膠凝膠的基本原理；掌握典型的溶膠制備方法；掌握溶膠凝膠制備氧化物粉體的方法。【實驗內容】用溶膠凝膠法制備TiO2納米粉體。實驗三 化學共沉淀法制備多元復合氧化物粉料（5學時）【實驗目的】掌握化學共沉淀法制備多元復合氧化物的方法。【實驗內容】 化學共沉淀法制備CeO2基電解質材料粉體。實驗四 水熱合成法制備納米粉體（4學時）【實驗目的】掌握水熱合成法制備納米粉體的方法。【實驗內容】水熱法制備氧化鋅納米粒子。實驗五 溶劑熱合成法制備三維粒子【實驗目的】掌握溶劑熱合成法制備納米粉體的方法。【實驗內容】溶劑熱法制備氯氧化鉍三維粒子。四、主要參考書1、喬英杰. 材料合成與制備. 北京：國防工業出版社，2010