全部课程 >纳米材料与技术    Nano materials and technology

课程基本信息

课程编码:02B40190

课程类别:未设置

先修课程:普通物理,大学化学,材料科学基础

适用专业:材料物理

开课院部:材料科学与工程学院

课程负责人:林志东
课程教学团队:
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课程展示


课程简介

      纳米材料与技术是关于纳米材料的物理、化学基本特性和功能应用,纳米材料制备与分析的一门交叉性新型学科。本课程的目的使学生掌握有关纳米材料的基础理论及其量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应的特殊效应,掌握纳米微粒、纳米管、纳米薄膜等的一些纳米材料的制备方法和应用,了解纳米材料特殊的物理化学性能和功能应用及其表征分析方法。本课程通过大量的实例材料介绍说明纳米金属材料,纳米半导体材料,纳米陶瓷等的光、电、磁学性能变化和功能应用,以实例说明纳米微粒,纳米管,纳米棒,纳米薄膜以及纳米块体材材料的合成制备工艺。课程的学习,使学生较全面地了解掌纳米材料的类型、特性、制备及其表征分析方法以及纳米材料与技术对当代社会的影响;使学生对当今材料科学发展的前沿领域有所了解和认识,培养学生的科研思维和创新能力;提高学生的综合素质,为培养高层次、综合性、有创新意识和能力的人才奠定一定的基础。

       Nano materials and technology is a course about physics, chemical characteristics and function application, preparation and analysis of nano materials. The purpose of this course is to make students master the basic theory of nano materials, such as the quantum size effect, small size effect, surface effect, master the basic preparation and characterization methods of nano materials such as nanoparticles, nanotubes and nanofilms, and understand the special physical and chemical properties, the function application and the characterization and analysis methods about nano materials. In this course, the properties change of optics, electricity and magnetic and the application of nanometals, nanosemconditor and nanoceremics will be illustrate through many examples. And the preparation methods and technology of nanoparticles, nanotubes, nanorods and nano thin film will be illustrated. After Course learning, the students will have a full understanding of nano materials such as physical and chemical properties, preparation and characterization methods. And the students will realize the effects and importance of nanoscience and nanotechnology to the world through this course. The course will broaden the insight of the students to today's Materials Science Frontiers and enhance their ability of study and creation, improve the students' comprehensive ability and make them be high-level, creative graduate students.

课程教学要求

序号

专业毕业要求

课程教学要求

关联程度

1

工程知识

 

 

2

问题分析

能比较分析材料的尺寸对其性能的影响,根据材料性能要求选择合适的制备方法。

M

3

设计/开发解决方案

 

 

4

研究

熟悉材料的基本表征分析手段,材料合成制备的主要方法,掌握纳米材料的基本特性

    M

5

使用现代工具

 

 

6

工程与社会

 

 

7

环境和可持续发展

 

 

8

职业规范

 

 

9

个人和团队

 

 

10

沟通

 

 

11

项目管理

 

 

12

终身学习

了解材料科学发展的前沿领域,为今后的深入学习奠定基础

M

注:“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。

课程教学内容

纳米科技与材料绪论

1.纳米科技发展与应用

2.纳米材料的概念、定义、研究范围

3.纳米材料的安全性

1.纳米科技范畴

2.纳米材料定义

3.发展现状

2

理论讲授

纳米材料的基本理论

1.纳米微粒的物理

2.纳米微粒四大效应

3.纳米微粒的物理、化学特性

1.久保理论

2.量子尺寸效应、小尺寸效应,表面效应,宏观隧道效应,库伦阻塞和量子隧穿效应。量子限域效应

3.纳米微粒的热、电、光、磁、力学特性,表面活性,催化性能,光催化性等

6

理论讲授

纳米微粒的制备与表面修饰

1.纳米微粒固相制备方法

2.纳米微粒气相制备方法

3.纳米微粒液相制备方法

4.纳米微粒表面修饰方法

1.纳米材料制备方法分类

2.纳米微粒固相制备的主要方法与各自特点;气相制备原理,工艺方法及其各自特点;液相制备方法的主要工艺及其特点

3.纳米微纳表面修饰的目的与作用,主要的修饰方法

6

理论讲授

纳米微粒分析

1.纳米微粒粒径的概念

2.纳米微粒尺寸的主要分析方法

1.等效平均粒径

2.TEM,FEM,AFM,STM, X射线衍射线宽化法(谢乐公式),比表面积法,激光散射法,射线散射法、

2

理论讲授

一维纳米材料

1.一维纳米材料的主要类型

2.一维纳米材料的气相法,液相制备方法

 

1.一维纳米材料结构特点,功能特性

2. 一维纳米材料气相法制备的原理与工艺方法

3.一维纳米材料液相制备方法的原理与工艺控制

2

理论讲授

二维纳米薄膜

1.纳米薄膜的分类与结构;

2.纳米薄膜特性与应用

3.纳米薄膜的主要制备方法

1. 纳米薄膜的结构特点

2.薄膜的光、电、磁学特性

3.薄膜的气相制备原理与工艺控制,薄膜液相制备的主要方法。

4

理论讲授

纳米固体材料

1.纳米固体微结构特征

2.纳米固体性能与应用

3.纳米固体的制备

1.纳米固体材料的界面结构

2.界面结构对纳米固体性能影响

3.纳米金属、纳米陶瓷固体材料的主要制备方法

4

理论讲授

纳米结构

1.纳米结构类型

2.纳米结构的性能与应用

3.纳米结构的制备

 

1.纳米结构体系的含义、结构特点

2.纳米结构耦合特特性,纳米结构的应用

3. 纳米结构材料的主要合成方法,模板合成的原理与控制

4

理论讲授

纳米复合材料

1.纳米复合材料的分类

2.纳米复合材料的性能与应用

3.纳米复合材料制备方法

 

1. 纳米复合材料的结构特点

2. 纳米复合材料结构对性能影响

3. 纳米复合材料的主要制备方法

2

理论讲授

 

考核要求及成绩评定

序号

成绩类别

考核方式

考核要求

权重(%)

备注

1

期末成绩

期末考试

闭卷

70

百分制,60分为及格

2

平时成绩

平时作业

 

15%

优、良、中、及格、不及格

3

平时表现

出勤情况

15

3次未参加课程则无法获得学分

4

 

 

 

 

 

 

学生学习建议

课前预习教材,多阅读材料科学相关的前沿书籍和报道。

课程改革与建设

 无

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