《陶瓷材料学》教学大纲
英文名称：Science of Ceramic Material
课程编码：0933043
课程性质：限选课
学时：30
周学时：2
学分：1.5
适用专业：材料物理学专业
授课学期：2015-2016学年第二学期
【课程性质、目的和要求】
通过考试考查学生对《陶瓷材料学》课程理论教学和实践教学环节的掌握程度，促使学生系统掌握关于陶瓷材料合成的基本理论和基本工艺方法，掌握有关工艺设计和科研的基本知识和方法，了解陶瓷材料的性质和特点，对陶瓷材料的应用尤其是现代陶瓷材料在各方面的应用深入了解，使学生在学完课程之后，能够胜任陶瓷材料生产技术工作，并且能从事开发、研究和设计工作。

主要依据教学大纲的内容和要求考核。

通过闭卷考试方式考查学生对该课程的基本概念、基本理论和基本技能掌握牢固程度，以及综合分析的能力，着重考查学生运用所学知识解决问题的能力。

主要以教材内容为主，少量内容考查学生对参考书、文献等了解情况。

【教学内容、要点和课时安排】
绪论（2课时）
教学目的：了解本课程的性质和任务，了解陶瓷材料的发展史，掌握陶瓷材料的概念及其内涵，了解陶瓷材料的分类方特，对不同种类陶瓷材料的性质特点熟悉掌握。

教学重点和难点：
1、陶瓷材料概念
2、陶瓷材料分类
3、陶瓷材料特点
第一节陶瓷材料发展历史及其概念的内涵
第二节陶瓷材料的分类
第三节陶瓷材料的特点
思考题：
1、陶瓷材料的分类？
2、陶瓷材料具有哪些特点？
第一章陶瓷的晶体结构（2课时）
教学目的：了解化学键的形成和分子间的相互作用力，了解陶瓷材料的基本结构有哪些，掌握代表性晶体结构的特点，熟练掌握硅酸盐结构特性，区分离子型晶体和共价型晶体的结构和性质。

教学重点和难点：
1、陶瓷的晶体结构
2、代表性晶体结构
3、硅酸盐结构
4、离子型晶体与共价型晶体的区别
第一节原子间的结合力
第二节陶瓷的晶体结构
第三节代表性晶体结构
第四节硅酸盐晶体结构
第五节离子型晶体的结构与性质
第六节共价型晶体的结构与性质
思考题：
1、陶瓷的晶体结构有哪些？
2、离子型晶体与共价型晶体在结构和性质上的区别？
第二章非晶态与玻璃结构（2课时）
教学目的：了解晶体的形态，认识晶体与非晶态的区别，掌握玻璃结构的特点，了解非晶的晶化过程，对无机玻璃的种类有一定的认识。

教学重点和难点：
1、非晶态的形成
2、玻璃结构的特点
3、非晶的晶化过程
第一节非晶态
第二节玻璃结构
第三节非晶的晶化
第四节无机玻璃的种类
思考题：
1、玻璃结构的特点？
2、非晶的晶化过程？
第三章晶体缺陷（2课时）
教学目的：了解陶瓷材料中晶体的缺陷有哪些，对点缺陷、线缺陷和位错的概念深入了解，掌握不定比化合物的特点，掌握晶界概念。

教学重点和难点：
1、点缺陷和位错概念理解
2、不定比化合物
第一节点缺陷
第二节不定比化合物
第三节位错(线缺陷)
第四节晶界
思考题：
1、点缺陷与线缺陷的形成？
2、不定比化合物的特点？
第四章陶瓷中的扩散（4课时）
教学目的：了解扩散定律及其解，掌握扩散机理与扩散系数的定义，区分热激活过程的扩散、晶态化合物中的扩散和玻璃种的扩散，了解扩散与温度和杂质的关系，掌握扩散与离子传导的关系。

教学重点和难点：
1、扩散定律与扩散机理
2、扩散与温度、杂质的关系
3、热激活过程的扩散、晶态化合物中的扩散和玻璃种的扩散的区别和联系
第一节扩散定律及其解
第二节扩散机理与扩散系数
第三节热激活过程的扩散
第四节扩散与温度、杂质的关系
第五节晶态化合物中的扩散
第六节位错、晶界和表面扩散
第七节玻璃中的扩散
第八节扩散与离子传导
思考题：
1、简述扩散定律和扩散机理？
2、扩散与温度、杂质的关系？
3、玻璃中的扩散过程？
第五章陶瓷的相图（2课时）
教学目的：了解热力学与相平衡，掌握单组元体系相图、二元相图和三元相图的特性和区别，了解三元共晶与包晶反应原理，熟练掌握可置换式盐化合物相图特点。

教学重点和难点：
1、热力学相平衡条件
2、区分单组元体系相图、二元相图和三元相图
3、可置换式盐化合物相图特点
第一节热力学与相平衡
第二节单组元体系相图
第三节二元相图
第四节三元相图的特征
第五节三元共晶与包晶反应
第六节可置换式盐化合物相图
思考题：
1、简述热力学相平衡条件？
2、三元相图的特征
第六章陶瓷的显微组织（4课时）
教学目的：了解陶瓷材料中单相多晶陶瓷显微组织结构特征，了解陶瓷材料中复相多晶陶瓷的显微组织构特征，对晶界与晶界相概念深入了解。

掌握陶瓷复合材料的显微组织结构特性，深刻认识陶瓷基复合材料的界面。

教学重点和难点：
1、单相多晶陶瓷和复相多晶陶瓷的显微组织结构特征
2、晶界与晶界相概念
3、陶瓷复合材料的显微组织
第一节单相多晶陶瓷显微组织
第二节复相多晶陶瓷的显微组织
第三节晶界与晶界相
第四节陶瓷复合材料的显微组织
第五节陶瓷基复合材料的界面
思考题：
1、单相多晶陶瓷和复相多晶陶瓷的显微组织结构特征有哪些？
2、简述陶瓷复合材料的显微组织结构特征？
第七章陶瓷中的无扩散型相变（2课时）
教学目的：了解陶瓷材料中相变级数与类型，了解Zr02基陶瓷中的c一￡’无扩散相变和￡一m马氏体相变，掌握BaTiO3介电陶瓷中的相变特点。

教学重点和难点：
1、相变级数与类型
2、区分Zr02基陶瓷中的c一￡’无扩散相变和￡一m马氏体相变
3、BaTiO3介电陶瓷中的相变特点
第一节相变级数与类型
第二节 Zr02基陶瓷中的c一￡’无扩散相变
第三节 Zr02基陶瓷中的￡一m马氏体相变
第四节 BaTiO3介电陶瓷中的相变
思考题：
1、简述相变级数与类型
2、Zr02基陶瓷中的c一￡’无扩散相变和￡一m马氏体相变的区别？
第八章陶瓷中的扩散型相变（2课时）
教学目的：了解陶瓷中的扩散型相变，区分扩散型相变和无扩散型相变，掌握过饱和固溶体中的析出原理，了解共晶特点和共析反应原理，对调幅分解有一定的认识。

教学重点和难点：
1、陶瓷中的扩散型相变
2、过饱和固溶体中的析出过程
3、共晶及共析反应原理
第一节过饱和固溶体中的析出
第二节调幅分解
第三节共晶及共析反应
思考题：
1、简述扩散型相变和无扩散型相变的区别
2、过饱和固溶体中的析出原理
第九章陶瓷的韧化（2课时）
教学目的：了解陶瓷的韧化，深入了解相变韧化和纤维韧化的区别，掌握短纤维、晶须及颗粒韧化的特点。

教学重点和难点：
1、相变韧化的特点
2、纤维韧化的特点
3、比较短纤维、晶须及颗粒韧化
第一节相变韧化
第二节纤维韧化
第三节短纤维、晶须及颗粒韧化
思考题：
1、简述相变韧化和纤维韧化的特点
2、比较短纤维、晶须及颗粒韧化
第十章陶瓷的机械性能（2课时）
教学目的：了解陶瓷材料的物理性质有哪些，掌握陶瓷材料的弹性性能、硬度、强度和断裂韧性等物理性质与哪些因素有关。

教学重点和难点：
1、陶瓷材料的弹性性能
2、陶瓷材料的硬度与强度
第一节弹性性能
第二节硬度
第三节强度
第四节断裂韧性
思考题：
1、陶瓷材料的硬度与强度有哪些因素决定
2、陶瓷材料的弹性性能与什么因素有关
第十一章陶瓷材料的塑性变形及蠕变（2课时）
教学目的：了解陶瓷材料的塑性变形行为，掌握陶瓷的超塑性与哪些因素有关，深入了解陶瓷材料的蠕变特性。

教学重点和难点：
1、陶瓷的塑性变形行为
2、陶瓷的超塑性和蠕变
第一节陶瓷的塑性变形行为
第二节陶瓷的超塑性
第三节陶瓷材料的蠕变
第十二章陶瓷的热学性质和抗热震性（2课时）
教学目的：了解陶瓷材料的热学性质，掌握陶瓷的热应力与哪些因素有关，深入了解陶瓷材料的抗热震性。

教学重点和难点：
1、陶瓷材料的热学性质
2、陶瓷材料的热应力的体现
3、陶瓷材料的抗热震性特点
第一节热学性质
第二节热应力
第三节陶瓷材料的抗热震性
【考核方式及评价结构比例】
平时考核与闭卷考试相结合。

平时成绩占40%，闭卷考试占60%。

【使用教材及主要参考书目】
1.周玉，《陶瓷材料学》，科学出版社，2004
2.关长斌郭英奎刘玉成，《陶瓷材料导论》，哈尔滨工程大学出版社，2005
3.(英)理查德，J.布鲁克，《陶瓷工艺》：科学出版社，1999
4.曲远方，《现代陶瓷材料及技术》：华东理工大学出版社，2008。