DOC《X2130021无机非金属材料基础课程教学大纲》

X2130021无机非金属材料基础课程教学大纲 课程名称:无机非金属材料基础 英文名称:Inorganic non-metallic materials base 课程编号:X2130021 学时数:96 其中实验(实训)学时数:12 课外学时数:0 学分数:6.

0 适用专业:无机非金属材料工程

一、课程的性质和任务 《无机非金属材料基础》是无机非金属材料工程专业方向的主要专业基础课,是在《物理化学》课程的基础上开设的,通过总结和概括无机非金属材料工业生产的共性规律而形成的,其任务是阐明无机非金属材料的组成与结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程主要要素之间的相互关系及其制约规律. 该课程主要研究固体结构、晶体缺陷、熔体和玻璃体、表面与界面、粘土―水系统胶体化学、相平衡、扩散、固相反应及烧结等.通过本门课的学习,使学生掌握无机非金属材料的基本理论和知识,指导材料的设计和应用,为将来学好专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础.

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点

(一)固体结构 了解32种点群、230种空间群和共价晶体结构.掌握晶体的空间点阵、晶向和晶面指数、晶体的对称性等结晶学基础知识.熟练掌握三种典型的金属晶体结构、合金相结构、离子晶体结构和硅酸盐晶体结构. 重点:结晶学基本原理及典型的金属晶体、合金相、离子晶体结构. 难点:空间点阵和鲍林规则.

(二)晶体缺陷 掌握各种晶体结构缺陷的基本类型、形成规律.了解点缺陷的平衡浓度、柏氏矢量. 重点:热缺陷、位错的基本类型和特征及表界面. 难点:缺陷反应.

(三)熔体和玻璃体 了解熔体和玻璃体的基本结构和性质,玻璃体的通性、玻璃的形成条件及一般性质;

理解熔体的基本结构和玻璃结构学说;

掌握各离子在熔体和玻璃体中的作用,粘度与组成的关系;

熟练掌握玻璃网络参数的计算. 重点:各离子在熔体和玻璃体中的作用,粘度与组成的关系,计算玻璃网络参数. 难点:玻璃的形成条件.

(四)表面与界面 了解固体表面和粉体表面结构、性质;

掌握吸附与表面改性及表面改性的原因;

熟练掌握润湿及相分布. 重点:吸附与表面改性,润湿及相分布. 难点:固体表面结构.

(五)粘土―水系统胶体化学 了解粘土胶团结构、粘土―水系统的胶体性质、瘠性料的悬浮与塑化;

理解粘土荷电原因、动电电位、影响粘土动电电位的因素、泥浆胶溶必须具备的条件及离子的吸附与交换. 重点:粘土胶团结构,粘土荷电原因,动电电位. 难点:粘土的动电电位.

(六)相平衡 了解相平衡基础知识与四元相图;

掌握一元、二元相图的基本规律及基本类型;

熟练掌握三元相图基本规律及基本类型. 重点:三元相图基本规律及基本类型. 难点:四元相图.

(七)扩散 了解扩散基本概念、扩散的分类、扩散动力学方程;

理解扩散机构和扩散系数;

掌握影响扩散系数的因素. 重点:扩散机构和扩散系数. 难点:扩散动力学方程.

(八)固相反应 了解固相反应过程、固相反应分类及固相反应特点;

掌握固相反应动力学方程及影响固相反应的因素. 重点:固相反应动力学方程. 难点:固相反应动力学方程.

(九)烧结 了解烧结基本过程;

掌握烧结过程及机理;

熟练掌握固相烧结、液相烧结及影响烧结因素. 重点:烧结过程及机理,固相烧结和液相烧结. 难点:固相反应机理.

三、教学方式及学时分配 序号 主要内容 主要教学 方式学时 分配 辅导答疑 比例一固体结构 讲授+讨论

16 2:1 二 晶体缺陷 讲授

10 2:1 三 熔体和玻璃体 讲授

6 2:1 四 表面与界面 讲授

6 2:1 五 粘土―水系统胶体化学 讲授

6 2:1 六 相平衡 讲授

18 2:1 七 扩散 讲授

4 2:1 八 固相反应 讲授

6 2:1 九 烧结 讲授

6 2:1 十 习题 练习

4 十一 测验

2 十二 综合性实验 实验

12

四、课程其他教学环节要求

1、实验教学 实验学时数为:12 实验项目及内容详见实验教学大纲

2、作业 每个重要知识点应布置一定数量的习题,以计算题、简答题和相图分析题为主,及时对作业进行批改,并就共性问题进行集中讲解.

五、本课程与其他课程的联系 本课程设在《物理化学》课程教学之后进行的,是为下一阶段的专业课学习打基础的课程.

六、教学参考书目 《硅酸盐物理化学》 丁子上等编 中国建筑出版社 1986年 《硅酸盐物理化学》 饶东生编 冶金工业出版社 1991年 《陶瓷导论》W.D金格瑞等编 清华大学集体译 1982年 《陶瓷物理化学》 范福康等编 中国建筑出版社 1981年 大纲撰写人:田琳 李国华 关研 大纲审阅人:张玲负责人:陈树江 X2130031无机非金属材料热工基础课程教学大纲 课程名称:无机非金属材料热工基础 英文名称:Thermal Process Basis in Inorganic Non-metal Materials Industry 课程编号:x2130031 学时数:80 其中实验学时数:6 课外学时数:0 学分数:5 适用专业:无机非金属材料工程

一、课程的性质和任务 本课程是无机非金属材料工程专业一门重要的专业基础课,主要讲授动量传输、热量传输、质量传输和燃料及其燃烧的基本概念、基本理论、基本定律及基本计算.它所提供的有关流体运动、热量交换、质量传递、燃料燃烧的基本知识,不仅在热工设备上广泛应用,同时对于本专业所涉及的工程及材料学的研究都是不可缺少的.

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点

(一)动量传输 了解动量传输的基本概念、连续性介质模型及流体的属性,掌握作用在流体上力的分析方法;

了解流体静力学平衡微分方程,熟练掌握流体静力学基本方程式及其应用;

了解描述流体运动的两种方法、流体流动的连续性方程、欧拉运动方程,熟练掌握单流体、双流体柏努利方程及其应用;

掌握流体运动过程中的能量损失,了解管道计算方法及烟囱的工作原理;

掌握可压缩性流体的运动规律、气流参数与流通截面的关系、可压缩气体经管嘴及拉瓦尔喷管的流动规律. 重点:流体静力学基本方程,单流体、双流体柏努利方程. 难点:流体力学基本方程的推导,可压缩气体经管嘴及拉瓦尔喷管的流动.

(二)热量传输 了解热量传输的基本概念,理解、掌握热量传输的基本定律;

熟练掌握平壁导热、圆筒壁导热,了解球壁导热;

了解对流换热过程、换热微分方程及相似理论在对流换热中的应用;

掌握流体自由运动换热,了解流体在管内受迫运动换热及流体横向流过圆管的换热;

熟练掌握固体间的辐射与吸收,了解气体辐射和火焰辐射,熟练掌握综合传热. 重点:热量传输的基本定律,平壁导热,圆筒壁导热,流体自由运动换热,固体间的辐射与吸收,综合传热. 难点:边界层理论,相似理论.

(三)传质原理 了解传质的基本概念,传质的基本方式,传质过程的基本方程式,对流传质的基本公式,对流传质的微分方程与对流传质相似,掌握湿空气的主要参数及湿空气的I-X图,了解I-X图的应用. 重点:分子扩散传质,湿空气的I-X图;

难点:对流传质相似.

(四)燃料及燃料的燃烧 熟练掌握燃料的特性,各类燃料燃烧所需空气量、燃烧产物量、燃烧产物成分的计算;

了解空气过剩系数的计算、燃烧温度的计算及各类燃料的燃烧过程. 重点:各类燃料的燃烧计算;

难点:各类燃料的燃烧过程.

三、教学方式及学时分配 序号 主要内容 主要教学 方式学时 分配 辅导答疑 比例一动量传输 讲授

28 2:1 二 热量传输 讲授

26 2:1 三 传质原理 讲授

6 2:1 四 燃料及燃料的燃烧 讲授

14 2:1

四、课程其他教学环节要求 1)实验环节 实验学时数为:6 实验项目及内容详见实验教学大纲 2)作业要求 由于本门课抽象难懂且理论复杂,为加深学生认识,提高学生理论与实践相结合的自觉性,适当增加作业量,计算题占主体,适当考虑问答题.

五、本课程与其他课程的联系 本课程的先修课程是高等数学、工程数学以及物理化学.

六、教学参考书目 《冶金炉热工基础》刘人达主编 冶金工业出版社 1980年7月 《冶金传输原理》张先棹主编 冶金工业出版社 1988年10月 《硅酸盐工业热工过程及设备》 姜金宁主编 冶金工业出版社 1984年6月 大纲撰写人:曲殿利 大纲审阅人:张玲负责人:陈树江 X3130011无机非金属材........