《纳米材料与技术》课程教学大纲
课程代码：050232005
课程英文名称：Nanocrystalline materials and technology 课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0 适用专业：金属材料工程，粉体材料工程 大纲编写（修订）时间：2010.10
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
（1）课程地位
本课程是金属材料工程专业和粉体材料工程的专业课，选修。 （2）教学目标
掌握解纳米材料的分类、特点和性能,了解纳米材料的基本制备技术，对国内外纳米材料和技术的发展有基本认识，具有初步阅读和理解纳米科学和技术领域英语文献的能力。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求
（1）知识方面的基本要求
掌握纳米材料的基本分类和特点；了解纳米材料发展方向。 掌握纳米结构的基本构成；了解纳米结构形成的基本理论。
了解纳米粉体、纳米棒和纳米管的制备方法，对气相沉积、液相沉积和固态制备技术途径具有基本认识。
了解物理气相沉积、化学气相沉积和喷涂加工技术的特点和基本原理；了解溶胶凝胶法和湿化学法工艺；了解机械合金化和机械化学合成工艺。具备初步选择工艺，制备纳米材料的知识结构。
初步掌握纳米快体材料制备工艺原理，了解纳米粉体凝聚，严重变形和电沉积的基本工艺， 了解纳米材料力学行为特点和一般表征方法。
了解纳米涂层制备方法和分类，具有热喷涂涂层、过渡金属氮化物涂层、超硬涂层和超韧性纳米涂层的基本知识。
初步掌握纳米领域英语文献常用句型、短语、关键词。 （2）能力方面的基本要求
初步具备阅读和理解纳米材料和技术领域英语文献的基本能力，能进行基本的该领域内单词和句子的英汉互译。在对纳米材料和技术涉及的主要技术和工艺了解和掌握的基础上，具有初步选择典型纳米材料制备方法和表征手段的的能力。 （三）实施说明
本教学大纲依据金属材料工程专业、无机非金属材料工程专业和粉体材料科学与工程专业2010版培养方案制定，结合卓越工程师教育培养计划和大学生创新创业计划的具体要求，培养学生了解和重点掌握纳米材料及技术的主要领域和基本理论，并且具备创新和创业意识，为科研和工程中具有国际和前瞻视野奠定基础。课程主要涉及理论教学环节及其教学过程中的讨论和项目训练等课程内容设计。
教学以课堂讲授为主，采用双语教学模式，以采用多媒体辅助教学为主。以纳米材料特征—分类－合成－性能—未来发展为主线，采用英语原版教材，对内容重点、难点问题以汉语和英
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语形式着重讲解。以句型－关键单词－关键句－段落呼应逻辑提高学生对内容的理解能力和对知识的掌握。注意引用实例加深学生对纳米技术现状及未来发展的理解。
采用启发式教学；通过适当课堂讨论和课后关键单词、句子的翻译等作业调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。 （四）对先修课的要求
在讲授本课前，学生应修完大学英语、金属热处理原理及工艺学、材料科学基础、材料工程基础等课程。
（五）对习题课、实验环节的要求
每部分教学内容结束后，结合重点和难点内容，安排适当、适量英汉单词、句子互译练习作为课后作业。
（六）课程考核方式 1．考核方式：考查
2．考核目标：在考核学生对纳米材料基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的基本专业知识和掌握英语专业词汇及段落翻译能力。
3．成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩占40%，期末考试成绩占60%。
平时成绩由任课教师依据作业、课堂讨论等教学内容按平均成绩以百分制给出；缺席三次以上，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。
期末考试成绩：采用笔试（开卷或闭卷）或口试的方式进行，按百分制计入总成绩 总成绩：综合平时和期末考试成绩按比例计算后，转化为优秀、良好、中等、及格和不及格五级制。
（七）主要参考书目:
《纳米材料和纳米结构》，张立德编，科学出版社，出版时间：2001年
《纳米科学与技术》，K Robert、H Ian、G Mark编，科学出版社，出版时间：2007年
二、中文摘要
本课程是金属材料工程专业、无机非金属材料工程专业和粉体材料工程专业的双语课，为选修课。课程内容主要有纳米粉体、纳米棒和纳米管、纳米块体材料、纳米膜的分类、特点和制备方法；纳米材料气相沉积、液相沉积和固态制备技术；纳米块体材料的力学性能和纳米膜层的制备和性能等。系统介绍了物理气相沉积、化学气相沉积和喷涂工艺；溶胶凝胶法和湿化学法工艺；机械合金化和机械化学合成工艺；纳米粉体烧结，严重变形和电沉积本工艺。并对氮化物过渡金属膜层的制备和性能进行了典型论述。
三、课程学时总体分配表
序号 1 1.1 1.2 2 2.1 2.2 3 绪论 纳米材料概念 纳米材料研究现状 纳米结构 纳米粉体的特性 纳米材料的分类及性质 纳米材料制备方法 2 / 6word.
章节名称 学时 4 讲课 4 2 2 4 2 4 8 实验 0 上机 0 6 8 0 0 0 0 3.1 3.2 3.3 4 5 6 6.1 6.2 7 7.1 7.2 气相制备方法 液相制备方法 固相制备方法 纳米块体材料的制备 纳米块体材料的性能 纳米晶涂层 纳米涂层的制备技术 纳米涂层的性能 纳米材料的创新发展 纳米材料理论和技术的创新基础及讨论 纳米材料的创新设想及训练 2 2 4 4 4 2 2 2 2 4 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0
四、大纲内容
第01部分 绪论
总学时（单位：学时）4学时 讲课 4学时 实验0学时 上机0学时
第1.1部分 纳米材料概念及发展 （讲课2学时） 具体内容：
1. 纳米、纳米科技及纳米材料的概念； 2. 纳米材料的研究历史； 3. 纳米材料研究热点；
第1.2部分 纳米材料研究现状 （讲课2学时） 具体内容：
1．纳米材料最新发展方向； 2．纳米材料研究内容。 3. 纳米材料分析测试技术的发展 重 点：
纳米材料概念及研究内容 难 点：
纳米材料分析测试技术 习题内容：
纳米材料的概念和发展部分的英汉互译练习
第02部分 纳米结构
总学时6学时 讲课 6学时 实验0学时 上机0学时 第2.1部分 纳米粉体的特性（讲课2学时） 具体内容：
1．小尺寸效应； 2．量子效应； 3. 表面效应。
第2.2部分 纳米材料的分类及性质 （讲课4学时）
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具体内容：
1. 纳米材料的分类
2. 纳米材料光、声、电、磁性质 3.纳米材料的稳定性和纳米晶粒长大机理 重 点：
纳米材料的分类和特点 难 点：
纳米晶体的长大机理 习题内容：
纳米粉体和纳米材料特性和分类方面英汉互译练习
第03部分 纳米材料制备方法
总学时8学时 讲课 8学时 实验0学时 上机0学时
第3.1部分 气相制备方法（讲课4学时） 具体内容：
1．物理气相沉积方法； 2．化学气相沉积方法； 3.氧焰喷涂方法。
第3.2部分 液相制备方法（讲课2学时） 具体内容：
1. 溶胶-凝胶方法 2. 湿法化学法
第3.3部分 固相制备方法（讲课2学时） 具体内容：
1. 机械球磨； 2. 机械化学方法。 重 点：
掌握纳米材料制备的气相沉积方法，液相方法中的溶胶凝胶法 难 点：
了解机械化学方法制备纳米材料 习题内容：
关键单词和制备方法及特点的英汉互译练习
第04部分 纳米块体材料的制备
总学时2学时 讲课 2学时 实验0学时 上机0学时 具体内容：
1.压制聚结技术 2.塑性变形技术 3.电沉积技术 重 点：
掌握纳米晶粉体的聚结技术 难 点：
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了解纳米晶粉体的聚结方法的工艺控制 习题内容：
块体制备技术方面的关键词、重要段落的英汉互译
第05部分 纳米块体材料力学性质
总学时2学时 讲课 2学时 实验0学时 上机0学时 具体内容：
1. 纳米材料的基本力学行为 2. 纳米材料的基本力学行为表征 重 点：
纳米材料的逆Hall-Petch效应 难 点：
掌握纳米材料力学行为的表征手段 习题内容：
力学行为和主要表征手段的英汉互译
第06部分 纳米晶涂层
总学时4学时 讲课 4学时 实验0学时 上机0学时 第6.1部分 纳米晶涂层的制备（讲课2学时） 具体内容：
1．热解技术； 2．喷炬工艺； 3. 喷涂热解工艺。
第6.2部分 纳米晶涂层的性能 （讲课2学时） 具体内容：
1. 过渡金属氮化物涂层的性能； 2. 超硬和超韧性纳米涂层的性能。 重 点：
掌握过渡金属氮化物涂层 难 点：
了解过渡金属氮化物涂层的性能表征 习题内容：
涂层的类型和特点及主要表征技术的英汉互译
第07部分 纳米材料的创新发展
总学时4学时 讲课4学时 实验0学时 上机0学时
第7.1部分 纳米材料理论和技术的创新基础及讨论（讲课及课堂讨论2学时） 具体内容：
1．纳米材料设计-工艺-性能的关系 2．纳米材料应用背景选择
第7.2部分纳米材料的创新设想及训练（讲课讨论2学时，课下大作业或设计10学时） 具体内容：
1. 选择纳米材料创新的设计思路
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沈阳理工大学 050232005纳米材料教学大纲(优.选)
