《现代材料制备科学与技术》是建立在1980年起开设的《晶体生长》课程基础上,先后给四川大学固体物理、材料科学、材料物理、材料化学等专业的学生讲授。该课程经过几代教师近40年的教学实践、辛勤耕耘和不断充实建设,日趋完善,2004年被评为四川大学精品课程,2005年被评为四川省精品课程,2010年被评为国家级精品课程,2013年获准立项建设国家级精品资源共享课程,2016年6月被教育部授予第一批“国家级精品资源共享课”称号,2017年被四川省教育厅认定为省级精品在线开放课程,2021年被认定为四川省一流本科课程(线上)。目前,该课程已成为四川大学材料科学与工程和物理类、化学类有关专业的一门特色鲜明的专业核心平台课程。
课程采用自编国家“十一五”规划教材,以晶体生长理论与技术为主线,兼顾功能薄膜、电子陶瓷和复合材料制备原理与技术,还融入了新材料研究和应用中的重要新成果,介绍了材料工程新技术有关内容,很好地把握了经典理论与现代技术的关系,充分体现出专业基础课程教学体系的基础性和前沿性。课程团队教师科研实力强,教学经验丰富,课程质量高。是国内材料科学类国家精品课程之一,具有较强影响力和示范性。
针对本课程的特点,我们以学生为主体,以教师为主导,采用理论讲授互动式、实验教学研究式、课外教学开放式等现代教育方法,综合运用课堂讲授、课堂讨论、模型教学、实验教学、网络教学和参观实习等现代教学手段;采用启发式诱导式教学,用举例、提问、问答或引而不发等方法开展课堂讨论,同时还通过课程网站互动平台开展课外讨论,引导学生开动脑筋,思考问题,进行探究性、研究性学习;经过多年的摸索,本课程逐步形成了具有鲜明特色的“以趣导课、以疑启思”的专业基础课教学风格。
本课程涉及成核理论、晶体生长动力学和单晶、薄膜、陶瓷、复合材料的制备及材料工程新技术等,覆盖面广,新知识点多,既有相关经典理论的推导,又融入了材料制备技术和工程应用发展的新成果。同学们可根据自己的实际需求,选择相应章节内容学习。
通过本课程的学习,使学生能够掌握单晶、薄膜、特种陶瓷以及复合材料、纳米材料等的制备基础理论、制备方法以及相关技术,接触到材料制备科学技术前沿,培养学生的创新思维,为后续各类材料专业课程学习提供坚实的理论和技术支撑。
绪论
绪论
第1章 成核理论
第1节 相变驱动力
第2节 弯曲界面的平衡与相变位垒
第3节 均匀成核
第4节 非均匀成核
第一章 成核理论
第2章 界面的平衡结构
第1节 晶体的平衡形状
第2节 生长界面结构的基本类型
第3节 柯塞尔模型
第4节 杰克逊模型
第5节 特姆金模型
第2章 界面的平衡结构
第3章 晶体生长动力学
第1节 邻位面的生长
第2节 光滑界面的生长
第3节 粗糙界面的生长
第4节 晶体生长动力学统一理论
第5节 晶体生长形态学
第4章 单晶材料的制备
第1节 气相生长法
第2节 水溶液生长法
第3节 水热生长法
第4节 熔盐生长法
第5节 熔体生长法
第5章 薄膜材料的制备
第1节 薄膜的形成机理
第2节 物理气相沉积法
第3节 化学气相沉积法
第4节 化学溶液镀膜法
第5节 液相外延制膜法
第6节 膜厚的测量与监控
第6章 陶瓷材料的制备
第1节 陶瓷的组成相及其结构
第2节 陶瓷的制备工艺
第3节 电容器陶瓷
第4节 压电陶瓷
第5节 铁氧体
第7章 复合材料的制备
第1节 复合材料的概念
第2节 增强体材料
第3节 不同基体的复合材料及制备
第8章 材料工程新技术
第1节 低维材料
第2节 纳米材料与制备技术
第3节 其它新材料与制备技术
先修课程:热力学统计物理、材料科学基础等
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
教材:《材料制备科学与技术》,朱世富,赵北君编著,北京:高等教育出版社出版,2006年,“十一五”国家级规划教材。
参考书目:
1. 《材料制备工艺学》,朱世富编,四川大学出版社;
2. 《材料科学与工程》,朱世富主编,台湾新文京开发出版股份有限公司;
3. 《晶体生长科学与技术》,张克从,张乐潓主编,科学出版社;
4. 《晶体生长的物理基础》,闵乃本著,上海科学技术出版社;
5. 《Crystal Growth》, B.R. Pamplin, Pergamon Press, Oxford, New York, Toronto, Sydney.
6. 《固体物理》,朱建国、孙小松等编著,科学出版社;
7. 《现代材料分析技术》,黎兵编著,国防工业出版社;
8. 《X射线衍射分析技术》,晋勇、孙小松等编著,国防工业出版社。
9. 国家级精品资源共享课《现代材料制备科学与技术》课程网站