陕西科技大学：《无机材料物理化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 绪论 INTRODUCTION（主讲：朱振峰）

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《无机材料物理化学》

绪论 INTRODUCTION 千千eHHH0100He11日 TIANO匚sK

绪论 INTRODUCTION

)、问题的引出: 目标 研究制造无机材料产品 (如玻璃、陶瓷、新材料) 理论角度 指导 造角度 硅物化 工艺 补充完善 奠定工艺基础 奠定工业基础 提供理论依据 工程实际训练 专业理论训练 000

硅物化 工艺 指导 补充完善 理 论 角 度 制 造 角 度 奠定工艺基础 提供理论依据 专业理论训练 奠定工业基础 工程实际训练 （一）、问题的引出： 研究制造无机材料产品 （如 玻璃、陶瓷、新材料） 目 标 000

(二)、无机材料工艺的回顾: 条件 相图 晶体(缺陷)熔体□)玻璃 热力学 热过程 原料 产品 动力学 扩散、相变、固相反应、烧结等

（二）、无机材料工艺的回顾： 扩散、相变、固相反应、烧结等 原料 产品 热过程 晶体（缺陷） 熔体 玻璃 条件 相图 热力学 动力学

(三)硅物化内容的引出: 晶体结构与晶体中的缺陷 熔体 玻璃体 圖。固体表面与界面 内容 相平衡 扩散 固相反应 相变 圖烧结

晶体结构与晶体中的缺陷 熔体 内容 （三）硅物化内容的引出： 固体表面与界面 相平衡 扩散 固相反应 相变 烧结 玻璃体

(四)、无机材料物理化学的科学内涵 材料科学与工程的基础 无机非金属材料科学与工程 使用效能 是一门研究无机非金属材料 合成与制备、 无机非金 组成与结构、 属材料科 与工程 性能 性能、 合成与 制备 使用效能 组成与结构 四者之间的关系与规律的科学

（四）、无机材料物理化学的科学内涵 － 材料科学与工程的基础 性能 使用效能 合成与 制备 组成与结构 无机非金 属材料科 学与工程 无机非金属材料科学与工程 是一门研究无机非金属材料 合成与制备、 组成与结构、 性能、 使用效能 四者之间的关系与规律的科学

材料科学与工程的 科学方面 偏重于研究材料的合成与制备、组成与结构、性 能与使用效能各组员本身及其相互间关系的规律; 工程方面 着重与研究如何利用这些规律性的研究成果 以新的或更有效的方式开发并生产出材料, 提高材料的使用效能,以满足社会的需要 工程研究中还应包括 材料制备与表征所需的仪器、设备的设计与制造。 在材料科学与工程的发展中,科学与工程彼此 密切结合,构成一个学科整体

科学方面—— 偏重于研究材料的合成与制备、组成与结构、性 能与使用效能各组员本身及其相互间关系的规律； 材料科学与工程的 工程研究中还应包括—— 材料制备与表征所需的仪器、设备的设计与制造。 在材料科学与工程的发展中，科学与工程彼此 密切结合，构成一个学科整体。 工程方面—— 着重与研究如何利用这些规律性的研究成果 以新的或更有效的方式开发并生产出材料， 提高材料的使用效能，以满足社会的需要

合成与制备 合成指促使原子、分子结合而构成材料的 化学与物理过程。合成的研究既包括 有关寻找新合成方法的科学问题,也 包括以适当的数量和形态合成材料的 技术问题;既包括新材料的合成,也 应包括已有材料的新合成方法(如溶 胶-凝胶法)及其新形态(如纤维、 薄膜)的合成

1. 合成与制备 合成——指促使原子、分子结合而构成材料的 化学与物理过程。合成的研究既包括 有关寻找新合成方法的科学问题，也 包括以适当的数量和形态合成材料的 技术问题；既包括新材料的合成，也 应包括已有材料的新合成方法（如溶 胶-凝胶法）及其新形态（如纤维、 薄膜）的合成

制备—研究如何控制原子与分子使之构成 有用的材料。这一点是与合成相同的, 但制备还包括在更为宏观的尺度上或以 更大的规模控制材料的结构,使之具备 所需的性能和适用效能,即包括材料的 加工、处理、装配和制造 简而言之,合成与制备就是将原子、分子聚 合起来并最终转变为有用产品的一系列 连续过程

制备——研究如何控制原子与分子使之构成 有用的材料。这一点是与合成相同的， 但制备还包括在更为宏观的尺度上或以 更大的规模控制材料的结构，使之具备 所需的性能和适用效能， 即包括材料的 加工、处理、装配和制造。 简而言之，合成与制备就是将原子、分子聚 合起来并最终转变为有用产品的一系列 连续过程

把合成制备简单的与工艺等同起来而忽 略其基础研究的科学内涵,是不恰当的! 在合成与制备中工程性的研究固然重要,基 础研究也不应忽视。对材料合成与制备的动力学 过程的研究可以揭示过程的本质,为改进制备 方法建立新的制备技术提供科学基础 以晶体材料为例—一在晶体生产中如果不了解 原料合成与生产各阶段发生的物理化学过程、热 量与质量的传输、固液界面的变化和缺陷的生成 以及环境参数对这些过程的影响,就不可能建立 并掌握生长参数优化的制备方法,生长出具有所 需组成、完整性、均匀性和物理性的晶体材料

把合成制备简单的与工艺等同起来而忽 略其基础研究的科学内涵，是不恰当的！ 在合成与制备中工程性的研究固然重要，基 础研究也不应忽视。对材料合成与制备的动力学 过程的研究可以揭示过程的本质，为改进制备 方法建立新的制备技术提供科学基础。 以晶体材料为例——在晶体生产中如果不了解 原料合成与生产各阶段发生的物理化学过程、热 量与质量的传输、固液界面的变化和缺陷的生成 以及环境参数对这些过程的影响，就不可能建立 并掌握生长参数优化的制备方法，生长出具有所 需组成、完整性、均匀性和物理性的晶体材料