课程概况
近30年来,由于冶金、汽车、能源、生物、航天、通信等领域的发展对新材料的需求,新型陶瓷材料在国内外已经逐步形成了一个新兴的产业。随着新型陶瓷材料的研究开发的不断推进,产品种类不断丰富,功能不断创新,其应用覆盖领域大到国家安全,小至人民生活,可以说是无处不在。与传统陶瓷相比,新型陶瓷在原料、组成、工艺、结构、性能等方面都有较大区别。同时随着新型种陶瓷的快速发展,其种类和数量也在飞速增长。不同类型的陶瓷材料之间既有共性,又有特殊性。
《新型陶瓷材料及商业应用》是材料科学与工程专业的一门重要的专业课,它以具有力学、电学、磁学、热学、化学、生物学等方面新功能的新型陶瓷材料为主要内容,探讨新型陶瓷材料的机理及其制备、生产和商业应用。通过课程教学,使同学们了解新型陶瓷的相应功能的概念、机理、生产及商业应用;通过学习该课程,可以拓宽同学们对陶瓷材料中功能陶瓷这一新型材料的认识,开阔视野,增加其相关专业知识量。同时,通过课程教学,提高同学们的科研创新素养、培养科研创新思维,在解决材料工程问题的同时,能够考虑社会、健康、安全、法律、环境等因素。
本课程适用于材料相关专业的本科生、研究生作为专业课进行学习,同时也适用于机械、电子、通信、环境、生物工程等其他相关专业方向的本科生作为选修课进行学习。
课程大纲
第1讲 绪论
1.1 传统陶瓷与新型陶瓷概述
1.2 新型陶瓷的分类及发展
1.3 新型陶瓷的商业应用
第1讲单元测试
第1讲作业
第2讲 新型陶瓷制备工艺
2.1.1 新型陶瓷粉体的要求和概念
2.1.2 新型陶瓷粉体的制备
2.2 新型陶瓷的成型工艺
2.3.1 新型陶瓷的烧结概念与理论
2.3.2 新型陶瓷的烧结工艺
2.4 新型陶瓷的后续加工
第2讲单元测试
第2讲 作业
第3讲 结构陶瓷及其商业应用
3.1 结构陶瓷简介
3.2.1 氧化铝陶瓷
3.2.2 氧化锆陶瓷
3.3.1 非氧化物陶瓷I
3.3.2 非氧化物陶瓷II
第3讲单元测试
第3讲 作业
第4讲 电功能陶瓷及其商业应用
4.1.1 电介质陶瓷I
4.1.2 电介质陶瓷II
4.2 铁电陶瓷及其应用
4.3 压电陶瓷及其应用
4.4 热释电陶瓷及其应用
4.5 导电陶瓷及其应用
4.6 超导陶瓷及其应用
第4讲单元测试
第4讲 作业
第5讲 磁性陶瓷及其商业应用
5.1.1 磁性陶瓷简介I
5.1.2 磁性陶瓷简介II
5.2 软磁铁氧体
5.3 其他铁氧体
第5讲单元测试
第5讲 作业
第6讲 敏感陶瓷及其商业应用
6.1 敏感陶瓷简介
6.2 热敏陶瓷
6.3 气敏陶瓷
6.4 压敏陶瓷
6.5 湿敏陶瓷
第6讲单元测试
第6讲作业
第7讲 生物陶瓷及其商业应用
7.1 生物陶瓷简介及其应用
7.2 惰性生物陶瓷
7.3 活性生物陶瓷
7.4 可降解生物陶瓷
第7讲单元测试
第7讲 作业
预备知识
本课程是材料科学与工程专业方向的专业课,深入学习本课程需具有材料科学基础及材料性能学等相关材料学科基础知识。
同时本课程也适合于与材料有关相关专业的同学选读,一般选读学员应至少具备大学物理、无机化学、物理化学等理工科基础课程的相关知识。
参考资料
毕见强,特种陶瓷工艺与性能[M],哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008
王凌森,特种陶瓷(第二版)[M],长沙,中南大学出版社,2005
李世普,特种陶瓷工艺学[M],武汉:武汉工业大学出版社,2002
曲远方,功能陶瓷材料[M],北京:化学工业出版社,2003