材料物理化学论文

材料物理化学论文（精选8篇）

篇1：材料物理化学论文

物理学的应用--高新纳米

摘要：作为物理学中的一个分支，高新材料是一个多品种的产业，它以各种方式在迅速增长。目前，估计世界时已有50多万种材料，8000多万个化合物，并正在以每年25万的速度增加。材料又是一个很大的产业，新材料在新兴技术中的产值也居首位。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。

关键词：纳米材料 超高强度钢 形状记忆合金 开发 发展前景 引言: 新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样，新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间相互交叉和嵌套，目前，一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域：电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。现在的纳米科学和技术,就是在纳米材料和技术研究的基础上发展起来的。

晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。自1991年Ionia首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的

性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”,我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元,纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。

纳米材料已经在一些领域得到实际应用,但在大多数领域,目前纳米材料仍处于开发阶段。对纳米材料进行研究的最终目的,就是要将纳米材料实用化,应该说其前景是广阔的。纳米材料的用途很广，主要用途有：医药使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。

电子计算机和电子工业 可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑”。环境保护 环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。纺织工业 在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料，经抽丝、织布，可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装，可用于制造抗菌内衣、用品，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。机械工业采用纳米材料技术对机械关键

零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。

空气质量与工业废水处理已成为城市的一个生活生存质量标志。纳米材料由于其特有的表面吸附特性, 使其在净化空气与工业废水处理方面有着很大的发展前景。

纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。参考文献：

[1]张立德,纳米材料研究简介[J].物理教学,2001

[2]张立德,纳米材料与纳米结构[J].北京:化学工业出版社,2000.[3]张登松,施利毅,纳米材料制备的若干新进展[J].化学工业与工程技术,2003, [4]邵刚勤，魏明坤，等.超细晶粒WC硬质合金研制动态[J].武汉理工业大学学报，1999，21（6）

篇2：材料物理化学论文

陈洋

09 化学工程与工艺班

20091305127

纳米材料

陈洋 09 化学工程与工艺班 20091305127 摘要：纳米科学技术是20世纪80年代中后期逐渐发展起来的，融介观体系物理、量子力学等现代科学为一体，并与超微细加工、计算机、扫描隧道显微镜等先进工程技术相结合的多方位、多科学的新科技。纳米材料具有特殊的结构和处于热力学上极不稳定的状态，因而表现出独特的效应：光学性质、热学性质、电学性质、磁学性质、力学性质、化学性质。纳米固体材料由于其独特的性能，在力学、光学、医学、磁学、电学、催化等方面有广泛用途。

关键词：纳米

材料

阶段

现状

前景

纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就，例如，存储密度达到每平方英时490G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件、用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料 等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民 经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的新的源泉。纳米发展小史

1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。纳米材料研究的三个阶段

第一阶段(1990年以前)主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体(包括薄膜)，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在八十 年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳 米材料称纳米晶或纳米相材料。第二阶段(1994年前)人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复合(0—0复合)，纳米微粒与常规块体复合(0—3复合)及发展复合纳米薄膜(0—2复合)，国际上通常把这类材料称为纳米复合材料。这一阶段纳米复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三阶段(从1994年到现在)纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。国际上，把这类材料称作为纳米组装材料体系或 者称为纳米尺度的图案材料。纳米材料目前研究的现状

1、纳米材料研究的内涵不断扩大

第一阶段主要集中在纳米颗粒(纳米晶、纳米相、纳米非晶等)以及由它们组成的薄膜与块体，到第三阶段纳米材料研究对象又涉及到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料(包括凝胶和气凝胶)，例如气凝胶孔隙率高于90％，孔径大小为纳米级，这就导致孔隙间的材料实际上是纳 米尺度的微粒或丝，这种纳米结构为嵌镶、组装纳米微粒提供一个三维空间。纳米管的出现，丰富了纳米材料研究的内涵，为合成组装纳米材料提供了新的机遇。

2、纳米材料的概念不断拓宽

1994年以前，纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜，现在纳米结构的材料的含意还包括纳米组装体系，该体系除了包含纳米微粒实体的组元，还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间的基体，因此，纳米结构材料内涵变得丰富多彩。

3、基础研究和应用研究出现并行发展的新局面，纳米材料的应用成为人们关注的热点

经过第一阶段和第二阶段的研究，人们已经发现纳米材料所具备的不同于常规材料的新特性，对传统工业和常规产品会产生重要的影响。日本、美国和西欧都相继把实验室的成果转化为规模生产，据不完全统计，国际上已有 20多个纳米材料公司经营粉体生产线，其中陶瓷纳米粉体对常规陶瓷和高技术陶瓷的改性、纳米功能涂层材料的制备技术和涂层工艺、纳 米添加功能油漆涂料的研究、纳米添加塑料改性以及纳米材料在环保、能源、医药等领域的应用，磨料、釉料以及纸张和纤维填料的纳米化 研究也相继展开。纳米材料及其相应的产品从 1994年开始已陆续进入市场，所创造的经济效 益以20％的年增长速度增长。纳米材料的优缺点

优点：纳米材料具有小尺寸效应、高比表面效应、量子效应、极强的光、电、磁性质、超导性、高化学活性等，能大大提高材料的性能和功能，来开发出许多新材料。在光学材料、发光材料、晶体材料、磁性材料、电池材料、电子陶瓷、工程陶瓷、催化剂等高科技领域，将发挥重要的作用。并且纳米材料具有特异性的物理化学性质，可作为特种材料，如隐身飞机的吸波材料，特种刀具等；在超导领域也有很大应用前景。

缺点：加工难度高，工艺复杂，成本高难以大面积推广，纳米材料现在只停留在实验室阶段，颗粒太小吸附性太强，极易团聚，而且代价太高。纳米材料的发展前景

1、在纳米材料制备科学和技术研究方面

一个重要的趋势是加强控制工程的研究，这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用，它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分，是有利的作用，还是不利的作用更难以判断，这不但给某一现象的解释带来困难，同时也给设计新型纳米 结构材料带来很大的困难。如何控制这些效应对纳米材料性能的影响，如何控制一种效应的影响而夹出另一种效应的影响，这都是控制工 程研究急待解决的问题。国际上，近一二年来，纳米材料控制工程的研究主要有以下几个方面：一是纳米颗粒的表面改性，通过纳米微粒的表面包做异性物质和表面的修饰可以改变表面带电状态、表面结构和粗糙度；二是通过纳米微粒住多孔基体中的分布状态(连续分布还是孤立分布)来控制量子尺寸效应和渗流效应；三是通过设计纳米丝、管等的阵列体系(包括有序阵列和无序阵列)来获得所需要的特性。

2、近年来引人注目的几个新动向

(1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头

日本Nippon钢铁公司闪电化学阳极腐蚀方法获得6H多孔碳化硅，发现了蓝绿光发光强度比6H碳化硅晶体高100倍：多孔硅在制备过程中经紫外辐照或氧化也发蓝绿光；含有Dy和Al的Si02气凝胶在390nm波长光激发下发射极强的蓝绿光，比多孔Si的最强红光还 高出1倍多，250nm波长光激发发出极强的蓝光。

(2)巨电导的发现

美国霍布津斯大学陈等人(Chen et al)在 Si02一Au的颗粒膜上观察到极强的高电导现象，当金颗粒的体积百分比达到某临界值时，电导增加了十四个数量级；纳米氧化镁铟薄膜经氢离子注入后，电导增加8个数量级。

(3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力

1992年，纳米颗粒服巨磁电阻发现以来，一直引起人们的关注，美国布朗大学肖等人(xiao et al)最近在4K的温度下，几个特斯拉的磁场，R／R上升到50％，目前这一领域研究 追求的目标是提高工作温度，降低磁场。如果 在室温和零点几特斯拉磁场下，颗粒膜巨磁阻能达到10％，那么就将接近适用的使用目标。目前国际上科学家们正在这一领域努力。

(4)纳米组装体系设计和制备有新进展

美国加里福尼亚大学化学工程系成功地把 纳米AU颗粒组装到DM的分子上形成纳米晶 分子组装体系；加拿大科学家成功地在新鲜的云母解理面上合成了薄的有序介孔Si02膜；美 国利用自组装技术将几百支单壁纳米碳管组成晶体索“Ropes”，这种索具有金属特性，室温下电阻率小于10的负4欧姆/cm；一个值得记忆的工作是纳米三碘化铅组装到尼龙(nylon—11)，在X 射线照射下具有强的光电导性能，利用这种性 能为发展数字射线照相奠定了基础。

总而言之，纳米材料作为一种新型的材料有很大的发展前景，而且它的应用领域广。虽然目前纳米材料由于其陈本高、制作工序困难等，现实生活中的应用还不能普及，但随着科技不断的发展，这些困难在不久的将来会被克服，纳米材料将会带来一场变革，普及各个领域。

篇3：材料物理化学论文

本文结合作者在本校材料科学与工程学院材料化学专业的《材料化学》课程教学工作,以及在课程建设中的一些心得体会,从课程设置、教学内容、教材的选择和教学手段等方面进行初步的探讨,并对实际教学中产生的问题进行一些分析讨论。

1 《材料化学》的课程设置

材料化学专业作为刚刚发展10多年的一个新专业,一般是作为材料科学与工程院系中个一个专业方向,主要研究范围涵盖材料制备、开发及应用等领域。由于材料本身范围广泛,所以各高校开设该专业的背景和所依托的学科优势也各不相同,各个学校材料化学专业的培养模式和教学内容也有很大差别[4]。因此,在设立该专业时,需要结合本校特点,给材料化学专业有一个明确的定位。

《材料化学》课程是本校材料化学专业在第三学年开设的一门专业基础课,总学时有96个,以无机材料化学、有机化学、超分子化学、纳米材料和功能材料为主要学习内容,涵盖面非常广泛。按照第五、第六学期以及材料化学涵盖内容的分类,将整学年的《材料化学》课程分为两个部分:《材料化学I》和《材料化学II》。

2 教学内容与教学计划

《材料化学I》和《材料化学II》每门课程用48个学时授完,分别在第五、第六两个学期进行。《材料化学I》主要讲授无机材料化学和高等有机化学两部分内容,每部分24个学时,使学生掌握无机材料化学和高等有机化学的基本概念和基本知识,加深对无机化学和有机化学的理解和认识,拓展学生对无机化合物结构及类型、有机化学反应和有机合成设计的认识,掌握一些无机和有机材料的制备及合成方法。《材料化学II》主要讲授超分子化学、纳米材料和功能材料三部分内容,每部分16个学时,使学生掌握超分子化学、纳米材料和功能材料的基本概念和基本知识,引导学生从化学逐渐向材料学过渡,拓展学生对最近兴起的超分子化学、纳米材料以及功能材料的认识,掌握一些超分子、纳米以及功能材料的基本的制备及合成方法,了解这些材料的结构、形态、分子设计、性能和性质之间的关系,为从事材料合成、改性和应用奠定基础。

3 教材的选择

由于材料化学专业为新开专业,目前《材料化学》课程的教材较少,主要有高等教育出版社、化学工业出版社和机械工业出版社出版的约六七种教材[5]。就笔者对这几种教材的比较来看,教材中的主要内容和《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》中的重复内容较多,这些内容学生一般在大一、大二阶段已经学过,而且有些内容过于前沿,对一些基本理论和基础知识的涉及不够。因此,笔者所在院系组织相关人员,对讲授的教材进行了编著,自编教材按照授课内容,分为无机材料化学、有机化学、超分子化学、纳米材料和功能材料五大部分。目前已在学生中进行试用,效果较好。自编教材可以有意识的避开已经讲授过的一些基本理论和基础知识,使讲授内容的范围更广,避免和以前课程的重复,对材料化学领域出现的新材料、新理论和新方法有更多的涉及。

4 教学方法与教学手段的探讨

在课堂上主要运用多媒体进行教学,并采取启发式和互动式的教学方法,启发学生进行课后思考,自主查阅文献。课上安排学生讨论,创造灵活宽松的课堂氛围。充分利用先进的教学手段,把课程教学与学生自学相结合,以教师讲解为主,适当安排学生课堂讨论。学生除完成课后作业外,自学教师布置的自学章节和阅读相关的资料,并完成教师布置的专题阅读。主讲老师要处理好了解与掌握、学生自学与教师讲解、知识与能力培养、经典理论与学科前沿等方面的关系,并努力营造师生互动和活跃的课堂气氛,对一些学科前沿问题可以让学生运用学到的基础知识进行分析讨论,使学生保持兴趣与主动参与的渴望。从目前掌握的情况来看,虽然《材料化学》课程涉及专业范围宽,内容繁杂,但总体授课效果不错。

5 实践教学中存在的问题和采取的措施

尽管笔者在教学中利用了自编教材、多种方式授课等等多种教学手段,然而,在实践教学过程中,仍然遇到了较多的实际问题,总结为以下两点:

(1)授课内容多而杂,涉及到多个学科领域,因此对授课人员的要求很高,同时也带来了很大的备课压力,在授课时不可能做到面面俱到。例如进行无机化合物的讲授过程中,因为《无机化学》课程学生已在大二学过,因此,在《材料化学》课程中的无机化合物主要讲授的是高等无机化学中的配位、有机金属、原子簇和生物无机化合物,这些内容如果全部讲授,24个学时是远远不够的,因此,只能采用“以点带面”的方法,带动学生的自主性,鼓励学生查阅资料,在课下对感兴趣的方面进行学习,同时可以让学生在课堂上进行讲解,共同分享。这样既弥补了授课学时的不足,同时也带动了学生的学习积极性,培养了学生查阅资料和自主学习的能力。

(2)授课中讲述的内容往往是交叉学科的内容,会涉及到结构化学、晶体学、物理化学、无机和有机化学、以及高分子化学的很多理论和知识。这样一来,如果学生基础参差不齐或者准备不足,上课时有可能会出现听不懂或者很难理解的情况,很难达到较好的学习效果。这样,就要求授课老师要做好几点工作。首先,要提示学生对相关基础知识进行预习,同时,在授新课前,要花上一些时间带领学生温习一下以前学过的知识,这样既有利于学生温故而知新,合理安排时间,同时,又能在已有知识的基础上,引入新的内容,使学生有一个循序渐进的接受新知识的过程,有利于激发学生的学习兴趣。

6 结 语

材料化学是一门新兴学科,是材料科学和化学的交叉学科,具有知识脉络广泛、学科知识新颖的特点。《材料化学》课程是材料化学学科专业基础课的重要组成部分,通过该课程的讲授,可以实现培养高素质、复合型人才的目标。笔者经过对材料化学专业该课程的实践教学,在教学内容和教学方法上进行创新,调动学生的学习积极性,取得了一定的教学效果。在以后的教学中,还将继续就该课程的教学体系进行进一步的探索和实践。

摘要：针对材料化学本科专业培养计划,基于对《材料化学》课程建设的实际情况和基本要求,对《材料化学》课程设置的必要性,教学大纲和教学内容的确定,以及教材的选择进行了讨论,并对教学方法和教学手段进行了探讨,针对实际教学中出现的一些问题进行了分析。

关键词：材料化学,课程建设,教学实践

参考文献

[1]李本侠,等.《材料化学》课程教学的探讨与实践[J].广州化工,2009,37(8):228-229.

[2]郑玉丽,等.《材料化学》课程的建设和实践[J].广东化工,2009,36(12):196,208.

[3]朱光明.材料化学课程的内容设置及其与材料科学的关系[J].大学化学,2004,19(6):16-18.

[4]张宝莲,等.材料化学专业定位及课程体系的思考[J].高等建筑教育,2007,16(4):93-95.

篇4：材料物理化学课堂教学模式探索

关键词：材料物理化学；课堂教学；模式

作者简介：冯利邦（1971-），男，甘肃庆阳人，兰州交通大学机电工程学院，副教授；刘艳花（1982-），女，甘肃榆中人，兰州交通大学机电工程学院，讲师。（甘肃 兰州 730070）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0105-02

材料物理化学是以物理原理和实验技术为基础，研究材料化学体系的性质和行为，发现并建立材料化学体系中特殊规律的一门课程。它综合了基础化学、高等数学、普通物理和部分材料化学课程的基础知识，是学生学习后续专业课程的基础，是工科材料类专业非常重要的一门专业基础课。然而，由于材料物理化学课程本身理论性强、概念繁多、内容抽象，加之随着科学的不断发展，课程内容在深度和广度上不断增加，而相对于化学化工类专业，材料类专业的学生学习该课程的课时又少，这使得学生在学习过程中普遍出现思想负担重、畏难心理明显、学习兴趣不高等现象。因此，如何激发学生的学习兴趣，加深学生对抽象概念的理解和深奥内容的掌握，改善学生学习材料物理化学课程的学习效果便成为当前该课程授课教师必须要进行思考和探索的重要课题。本文从以下四方面对工科材料物理化学课程的课堂教学进行了一些探索，借此提高材料物理化学课程的课堂教学效果，以推动材料类人才培养质量的提升。

一、激发学生学习兴趣和求知欲

材料物理化学概念繁多、公式繁杂、枯燥难学，因而提高学生的学习兴趣很关键。兴趣是最好的老师，只有对材料物理化学产生浓厚的兴趣和求知欲，学生才会以极大的热情去学习。笔者通过以下方式来提高学生学习该课程的兴趣：第一，时刻跟踪物理化学和材料科学的发展，适当引入一些前沿知识，使经典知识和前沿知识相结合，强化材料物理化学课程的生命力，同时激发学生学习物理化学的激情。例如在讲解热力学能量转换时结合当前比较热门的光伏发电、新型电池等，分析热力学基本知识在解决能源危机方面的作用，以激发学生学习的兴趣。第二，在讲述热力学三大定律及著名方程时，让学生搜集相关的科学发展史和科学家的逸闻趣事，借此提升学生探究材料物理化学现象的兴趣，并通过对科学家探索真理的过程进行分析，培养学生保持积极向上的学习态度，激发学生探究科学知识的欲望。第三，结合生活中的物理化学现象，在课前提出问题：例如讲解卡诺定理时提出“为什么汽车发动机的效率超不过50%”，在讲解化学平衡的影响因素时提出“为什么乙苯脱氢生产苯乙烯时需要加入惰性气体”等问题，然后让学生带着问题听课，这在很大程度上提高了学生的兴趣和学习效果。第四，让学生参与教学、讨论等，例如在推导热力学函数的基本公式时，可让学生推导Maxwell关系式及其他公式；提出切实可行的小科研课题，引导学生凭借所学的材料物理化学知识，解决科学难题。例如设计实验根据稀溶液的依数性测定物质的分子量，这可进一步提高学生的学习兴趣和主动性。

二、理论联系实际，将枯燥的理论与实际生活相联系

材料物理化学课程理论性强、内容抽象，为了加深学生对材料物理化学抽象概念的理解和深奥内容的掌握，注意收集、整理生产生活中用到物理化学知识的相关实例，并在讲授相关基本物理化学知识时穿插讲解，将枯燥的理论与实际生活密切相联系，借此说明物理化学知识并不是虚无缥缈的，可加深学生对物理化学知识的理解。同时，引导学生注意观察生活中的物理化学现象，促使学生运用所学的物理化学知识解释客观现象，解决实际问题，从而提升学生学习的动力。

例如，在讲解热力学第一定律时，以化工生产中的能量守恒及节能措施、冬季北方热力公司供热防寒等为实例；在讲解热与功的转化时以发动机的效率、空调制冷致热为例子；在讲解稀溶液的两个定律时可参考金属冶炼时助溶剂的作用、生物实验中半透膜的应用等；在讲解稀溶液的依数性时，可以冬天下雪后在路面上撒盐融雪等为例；在讲解相平衡时，讲述相平衡在冶金工艺当中的重要应用，包括枝晶偏析、退火、淬火和区域熔炼等技术的原理和具体过程；在讲解润湿问题时列举超疏水材料的自清洁机制、喷洒农药杀虫等；在讲解胶体知识时可以材料合成中溶胶-凝胶法的运用、用乳液法合成空心微球及在药物输送中的应用等为例；在讲解电化学内容时以太阳能电池的开发、利用电化学反应进行镀膜、海洋船舶的电化学防腐等为例；在讲解吸附作用时以超吸水树脂、超吸油树脂的应用等为例；在讲解开尔文公式时，与人工降雨、暴沸等现象相联系。

三、教学与实验互动，用教学指导科研，用科研反哺教学

物理化学的许多原理、定律都是在大量的实验基础上，通过科学分析、归纳总结而得到的。因此，材料物理化学不仅理论性强，同时实践性也较强。加强材料物理化学的教学与实验互动，在课堂上引入一些物理化学小实验或将理论课的课堂教学转移到实验室，留给学生思考的空间，变灌输式教学为研究式教学，这样有助于学生加深对难懂的理论知识的理解。

另外，教学与科研相长，加强以科研带动教学，以教学引导科研，科研可促进教学内容的更新及教学方法和手段的改进。教师把最新科技前沿和科研成果及时转化为材料物理化学课程的教学内容，可以丰富课堂教学和学生的知识面。同时，激励高年级本科生充当科研助手，带领学生研究和探索教师正在开展的课题，可充分利用学生们活跃的思维促进教师的科研，再进一步反哺教学。

四、探索有效的课堂教学方法

1.传统板书与多媒体授课有机结合

传统板书授课灵活性强，可以有效地控制课堂节奏，能与课程的各个教学环节严密吻合。教师边讲边板书可以引导学生的思路沿着教师的讲述而发展，这有助于学生对材料物理化学各知识点逻辑关系的理解。同时，可以引导学生独立思考，培养学生的逻辑思维能力，这对于一些复杂公式与定律的推导和理解尤为重要。然而，材料物理化学理论性强、公式多、内容丰富但课时少，仅用板书授课课时比较紧张，并且教学的一些重点和难点仅凭用语言描述很难解释清楚，学生接受效果有限。

与传统板书相比，多媒体教学直观形象、信息量大，可将抽象难懂、枯涩的教学内容更加便利、直观生动地表现出来，有助于学生掌握概念、规律和加深对材料物理化学深奥内容的理解，同时可节省大量宝贵的教学时间。但是，在进行公式的推导和讲解时，学生一味盯着屏幕接受而不愿进行主动思考，缺乏学习的主动性和积极性，这严重影响了学生对公式的理解和掌握。所以，单纯用多媒体授课也不适合本课程的教学。

因此，在材料物理化学课堂授课时，探索将传统板书与多媒体授课有机结合，根据教学内容选择合适的授课手段，实现各个教学手段的优势互补，从而达到较好的教学效果。例如，对于理论性强的内容、重要概念、重要定律、公式推导和典型例题的讲解及习题的解答，应以板书的形式进行授课；而对于那些理论性较少且偏重于介绍性的知识，应以多媒体的形式进行授课。

2.其他教学方法的运用

突破单向灌输模式，坚持以学生为主体、教师为主导的原则。教师根据授课的具体内容，精心设计，实施启发式、讨论式、交互式等教学方法，引导和激励学生积极参与教学，巧妙运用提问甚至追问方式活跃课堂气氛，鼓励学生发表意见，引导学生参加讨论，在争辩中得出正确的结论，从而提高教学效果。其次，探索通过电话、E-mail、qq等方式进行课程辅导和习题答疑，使学生随时加深和巩固对相关知识的理解。

以上是对材料物理化学课程教学方面的初步探索，在以后的教学工作中，还要继续不断探索、发展和完善，以进一步丰富教学内容和教学方法，使材料物理化学课堂教学更加丰富多彩，以实现教学效果的最优化，最终使材料物理化学的教学质量得到极大提升。

参考文献：

[1]傅献彩，沈文霞，姚天扬，等.物理化学[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]邵光杰，王锐.物理化学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，

2009.

[3]黄海平，陈一胜.材料学专业“物理化学”教学工作探讨[J].中国电力教育，2011，（29）：94-98.

篇5：材料化学结课论文汇总

摘要：随着时代的进步，科技的发展，我国在各方面都进入了高科技和新型功能材料的领域。比如说在功能材料应用这方面，我国已经引进并且也自己研发了许多新型功能材料，使我们的工业生产和日常生活都得到了实惠，也为我们提供了诸多方便。

功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。本文主要介绍了新型可降解材料——聚乳酸的两种合成方法、基本性能、降解机理以及如何延长其使用寿命和前景展望。

关键词：聚乳酸；合成；降解；使用寿命

聚乳酸（PLA）是以玉米为主要原料，经发酵制得乳酸，再经聚合而制成的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性。PLA可像聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料那样加工成各种产品，如薄膜、包装袋、包装盒、食品容器、一次性快餐盒、饮料用瓶、药物缓释包装剂等。

聚乳酸的生产方法

聚乳酸的合成有两种方法，即乳酸直接聚合法和环丙交酯开聚合法。

1.1直接缩聚法

直接缩聚法是乳酸的直接脱水缩聚，其聚合工艺短，对聚合单体的要求与普通缩聚单体的要求一致，但所得聚乳酸分子量小，且产品性能差，易分解，实用价值小。

1.2间接聚合法

间接聚合法因为是环状二聚体的开环聚合，不同于一般的缩聚，没有小分子水生成，所以不需要进行抽真空排除小分子，聚合设备简单，此法所得聚乳酸分

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子量高达数万乃至数百万，机械强度高。近年来，为便于工业化生产，主要集中在开环聚合的高效催化体系，新型结构和组成的共聚物的合成等方面的研究，以制备更高分子量的聚乳酸。

聚乳酸的基本性能

聚乳酸是其中一种研究较多和性能较好的可生物降解的高分子材料。乳酸有非常好的透明性，可在牛物体内分解、吸收，同时其力学性能可和通用塑料媲美。聚乳酸制品废弃后在土壤或水中，会在微生物的作用下分解成二氧化碳和水，随后在太阳光合作用下它们又会成为淀粉的起始原料，对人体无害，具有良好的生物相容性。聚乳酸现已成为生物降解医用材料领域中最受重视的材料之一。目前，聚乳酸已被广泛应用于药物控制释放材料、免拆手术缝合线和注射用微胶囊、埋植剂、骨材料、眼科材料等。此外，聚乳酸还可用于农业、包装材料、日用杂品等领域。聚乳酸的降解

乳酸是一种性能优异的生物降解材料，能被酸、碱、生物酶等降解，降解的最终产物是CO2和H2O，对环境无污染。早已公认为是最有前途的医用可降解高分子材料。

3.1聚乳酸的降解机理

PLA作为聚酯类材料，其降解分为简单水解降解和酶催化降解。简单水解降解是酯化反应的逆反应，起始于水的吸收，小分子的水移至样品的表面，扩散进入酯键或亲水基团的周围。在介质中酸、碱的作用下，酯键发生自由水解断裂，样品的数均分子量缓慢降低，当分子量降低到一定程度，样品开始溶解，生成可溶的降解产物。

3.2 影响聚乳酸降解的因素

聚乳酸所处环境对其降解有很大关系，凡是能引起酯键断裂的因素都可以使聚乳酸发生降解，主要的因素有微生物、酶、聚合结构，此外如氧的存在与否、pH值、温度、湿度等也对其有影响。

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(1)微生物 微生物降解是聚乳酸在自然界中最普遍存在的降解方式，聚乳酸可以被多种微生物降解。研究结果表明，镰刀酶念珠菌、青霉菌都可以完全吸收D，L-乳酸，部分还可以吸收可溶的聚乳酸低聚物。聚乳酸的生物降解过程是间接的，是通过主链上不稳定的键水解而成低聚物。然后在酶的作用下进一步降解为水和二氧化碳，其中也包含大分子在链端开始的酶的同化作用。PLA的酯键水解在整个聚合物内发生，但是如果微生物不能到达聚合物内部，则进一步的降解只能在聚合物的表面发生。

(2)酶 聚乳酸由于在主链上含有酯键，可以被酯酶加速降解。研究表明在根霉属菌脂肪酶、猪胰腺脂肪酶、猪肝脏的羧基 酯酶这几种酶中，根霉属菌脂肪酶对聚乳酸的降解能力最强。降解的程度随着时间的延长而增加。在无定形区域21天后可完全降解，而在结晶区域却降解得很慢，21天后降解30％左右。这是由于在结晶区域分子结构排列紧密，酶分子很难进入到聚乳酸分子内部，因此降解速度很慢。(3)聚合结构 对于聚乳酸的降解速度，聚乳酸的聚合结构对其影响很大，包括化学结构、物理结构、表面结构等，由于聚酯类高分子含有易水解的化学键，有较快的降解速度。但当其固态结构不同时，不同聚集态的降解速度为：橡胶态>玻璃态>结晶态。聚乳酸材料一般是在固体状态下应用的，同态的聚乳酸是部分结晶的高分子，结晶区的分子链堆积得非常紧密，对聚乳酸的降解速率有很大的影响。另外影响聚乳酸降解的因素还有分子量。

4提高其使用寿命的主要方法

影响聚乳酸高分子降解的因素繁多，但主要可分为材料特性和水解条件两大类。

4.1 加入抗氧化剂

无论是简单的有机分子，还是高分子或者生物体内进行的氧化，大多是自由基过程，一旦体系中生成自由基，经过自由基链式反应，氧化便可很快地进行下去。这些物质被氧化后失去了原有的有益属性。防止有机物氧化的方法很多，但加入抗氧剂则是有效和方便的方法。所谓抗氧剂是指那些能防止或阻缓有机材料氧化的化合物，它可以捕获活性游离基生成非活性的游离基，从而使连锁反应终止；或者能够分解氧化过程中产生的氢过氧化物生成稳定的非活性产物，从而中断连锁反应。

4.2硝酸表面处理

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在复合材料的降解过程中 界面降解是导致材料性能下降的重要因素 通过碳纤维的硝酸处理并以化学键结合的方式可有效改善复合材料的界面结合状况 使其综合性能得到显著提高。经硝酸处理后的PLA高分子材料初期降解很缓慢 其横向剪切强度在前5d内仅降低了1.7%而后期则降解速度加快 考虑到酯键的键能及其亚稳定性 可以认为它是处于基体与增强体之间的具有 自愈能力 的化学键 而且这种化学键一直处于不断形成和断裂的动态平衡状态中。这样不仅阻止了水等低分子物的破坏作用 而且由于这些低分子物的存在起到了松弛界面局部应力的作用。因此，经硝酸处理的PLA高分子材料初期的降解速度极为缓慢但当这种自愈能力的动态平衡被破坏后，界面降解就会以较快的速度进行 反映到横向剪切强度曲线上，其后期下降加快。

4.3酸性和干燥的环境

马晓妍等的研究发现聚乳酸在去离子水、0.0lmol/L盐酸溶液、PH=7.4磷酸缓冲液、0.0lmoL/L氢氧化钠溶液四种降解介质中的降解速率如下递减：碱液>酸液>去离子水>缓冲液。在碱液中的降解速率最快．是因为聚乳酸水解生成的羧酸产物与碱中和，促进了水解反应向正反应方向进行。聚乳酸在磷酸缓冲液中的降解．虽然生成羧基使溶液酸性增加．但是由于磷酸缓冲液可以保持溶液的pH在一个恒定的范围内。因此降解较慢。而在去离子水中，由于聚乳酸水解产生的羧基可以催化和加速醣键的水解．所以聚乳酸在去离子水中的降解比在磷酸缓冲液中快。

钱以宏等专门对聚乳酸在不同湿度下降解性能进行了研究。结果显示相对湿度为88％时的降解速度是相对湿度20％时的降解速度的3倍以上。环境湿度越大，温度越高，水解就越快，降解时间便越短。

4.4改变PLA的分子结构

分子结构是影响聚乳酸类材料特性的重要因素。端基的种类对PLA的降解也有重要的影响。S.H.Lee等合成了不同端基(胺基、氯酰基、羧基和羟基)的聚乳酸并对其降解性进行了研究，发现NH2—PLA、Cl—PLA比COOH—PLA、OH—PLA的降解速度较

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慢，说明NH2—PLA和Cl—PLA有一定的抗水解性能。可能由于Cl和NH2的极性比OH-的小，导致较低的降解情况。

5.结语

在日益重视环保和能源的2l世纪，由于聚乳酸以淀粉等可再生资源为原料，并可完全生物降解为二氧化碳和水，属于绿色环保材料，符合可持续发展战略，因而日益受到重视。因其具有优良的应用特性，且极易改性以满足各种需要，应用面日益拓宽，涵盖了医用材料、包装材料、日用塑料制品、纺织面料、农用地膜、地毯、家用装饰品等。

随着对聚乳酸研究的不断深入，相信在不久的将来，人们将克服生产规模小、规格品种不全、价格较贵的问题。同时能够自主地控制聚乳酸的降解速度，提高其使用寿命，使得聚乳酸高分子材料的前景更加光明。

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参 考 文 献

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[6] 马晓妍，石淑先，夏字正，等．聚乳酸及其共聚物的制备和降解性能[J]．北京化工大学学报。2004,31(1):5l-5

篇6：探讨化学材料的发展与展望的论文

化学材料是人们制造工具的物质来源，也是人类生产和生活的基础。材料科学技术就是研发各种材料的种类和性能，然后将其运用到人类生产和生活中，推动生产力的提高和人们生活水平的提高，人类历史也可称之为材料发展史。

1 化学材料的发展历史

材料是人们生产和生活的基础条件，历史学家经常把材料作为划分时代的依据。在人类出现的最早时期，生产水平极为低下，人们都是寻找天然石块磨制成石器聊以生存，被后人称为“石器时代”。后来因为开始使用金属铜和铁，人们相继进入“铜器时代”和“铁器时代”。资本主义革命结束后，机器开始被大规模地使用，人类进入“钢铁时代”。1920 年以后，化学合成工业得到发展，大批的高分子化合物被合成，很快就遍布人类生活的每个角落，于是又进入了“高分子时代”。现在很多新兴技术都需要用到性能特殊的材料，科学家就将古代的陶瓷进行变革，研制出精密陶瓷材料，我们即将面临“新陶瓷时代”。从人类诞生到1920 年之前，人们都是在观察中对材料产生认识，创造和使用的都是比较单一的材料。近些年来，因为物理学和化学的发展，再加上计算机和电子技术的进步，人们对材料的.认识从宏观阶段过渡到微观阶段，从晶粒、分子和原子的角度去分析材料的结构与性能，尤其是超高温、超低温、强磁场和高真空等条件，让人们能够从本质上认识材料的物理和化学性能。

材料科学是一门综合性学科，一方面需要利用多种学科理论和成果去解决科学研究问题，另一方面它研究的问题本身就自带综合性，是从各种材料制造和应用中提取的。材料科学与多种学科都存在一定的联系，是多种学科和技术互相结合形成的产物。它涉及到物理、化学和力学等学科知识，而材料科学的发展，又可以带动这些学科的进步，为其提供研究课题和资料。总结起来就是一句话：材料科学与多种学科互相联系、共同发展。

2 化学材料的未来展望

世界将要面临一场新的技术革命，而新兴技术的核心物质就是新材料。新技术要想发展就需要新材料，从而促进了新材料的不断发展，而新材料的发展又促进了新技术的革新。此外，军事工业的国际竞争形势激烈，这也是促进新材料发展的一大因素。现代战争就是科学技术之间的较量，也就是新材料的主战场。在经济实力和战斗力相近的情况下，谁的新材料和新技术更具优势就可以胜出。现代技术的发展为新材料的发展奠定了基础，材料发展历经简单到复杂、宏观到微观和经验为主到知识为主三种过程。近几十年来，材料结构和功能又得到深度开发，利用新技术可以弥补材料中的缺陷和不足，进一步完善了制备工艺和手段。新技术的革命引发了新产业革命，这也意味着新材料给新技术出了一个更大的难题，红外技术、激光技术、电子技术和能源开发等新型技术对材料也提出了更高的要求，为了成功解决这些难题，材料科学正在逐步向多质合成、超级工艺和分子设计等方向发展。

分子设计主要是为了满足生产和生活的需要，综合运用了物理、化学、数学和生物等理论知识，再加上激光、计算机和电子等技术，辅以先进测试仪，用来研究材料的性能，或者利用原子理论预测材料在未来可能具备的性能，并根据需求设计新的分子和才俩。如果这项技术能够得到完善，就可以颠覆材料的研制方法，让材料科学进入一个全新的时代。而复合材料是材料发展的重点内容，主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和树脂基高强度材料。表面涂层则是另一种复合材料，其适用范围广，且经济实用，拥有广阔的发展前景。多质复合材料是采用有机和无机法合成的，能够制造出耐热、耐腐蚀和使用寿命长的材料，已经取代了钢铁等金属，一跃成为新型结构材料。这些材料的不同质类主要体现在结构上，打破了单一材料的局限，通过扬长避短提升了性能。信息功能材料主要是增加材料品种、提升性能，主要包括半导体、红外、液晶和磁性材料等，这是信息产业发展的基础。生物材料拥有更广阔的应用领域，其一是生物医学材料，可用于修复人体器官、组织或血液;其二是生物模拟材料，譬如反渗透膜。低维材料具备体材料没有的性质，例如零维的纳米金属颗粒是电的绝缘体，采用纳米制成的陶瓷具有较强的韧性和塑性，一维材料有有机纤维和光导纤维，二维材料有金刚石薄膜和超导薄膜，这些材料的应用前景一片光明。

材料科学的另一个发展方向是利用新科技改变材料的使用方法和制造手段，对传统材料进行加工重新利用，让新型材料拥有特殊的功能，以达到生物、能源、通信和航空等领域的需求。目前新材料领域出现了一门新学科———高分子智能材料，主要是通过有机合成法，让没有生命力的材料变得有生机。这种材料已经得到应用，也成为各国的新研究课题，不久的将来应该会进入我们的生活当中。此外，建立材料系统工程，建设好材料信息网，合理使用各种材料，将材料、环境和能源三者平等视之，以达到节约能源和保护环境的目的，这也是材料技术亟需解决的问题。

3 结论

篇7：材料物理化学论文

【中文摘要】近年发展起来的溶胶-凝胶技术,其载体为无机多孔材料,具有许多高分子无法比拟的特性,为纳米材料的固定提供了更广阔的空间。纳米材料具有比表面积大、催化活性高、亲和力强等特点,在电催化及传感器材料领域有着广阔的应用前景。研究表明,电化学过程与电极材料的表面性质密切相关。由于该材料的尺寸效应和介电限域效应等特性,将纳米材料修饰到电极表面,能增加电流响应,降低检测限,大大提高检测的灵敏度。本论文致力于溶胶-凝胶与纳米材料修饰电极的制备及其电催化性能的研究,修饰电极过程简单、方便,实现了将溶胶-凝胶、纳米材料、修饰电极和电分析化学的有机结合。主要工作如下:1.3-氨丙基三乙氧基硅烷单层修饰电极及其表面非均相扩散:铂纳米花的形成及其电催化性质3-氨丙基三乙氧基硅烷在铂电极表面形成单层修饰膜,诱导铂纳米花在其表面形成。我们通过场发射扫描电镜、X-粉末衍射和电化学方法表征了得到的铂纳米花的性能。本工作细致探讨了铂纳米花的生长机理,可能的解释是PtCl62-离子在铂电极表面的不均匀扩散。我们还发现铂纳米花修饰电极比铂纳米修饰电极对甲醇的氧化和氧气的

【英文摘要】Recently, sol-gel-based nanomaterials and devices have been extensively applied in all kinds of fields due to their porous structure, good mechanical strength and

long-term stability.It is well-known that the electrochemical responses of modification electrodes are related to the electrode materials.Current response can be improved and detection limit can be extended when the nanomaterials modified electrodes are employed.The main work of this paper is focus on preparation of sol–gel-based materials and novel nanomaterials modified electrodes, which have been used to investigate the electrocatalytic properties.Compared with the traditional electrodes, the modification process is simple and convenient.Moreover, the above proposed electrodes have been used to detect and analysize some analysts, such as methanol, oxygen, and hydrogen peroxide.The details are listed below:1.Inhomogeneous Diffusion on Electrode Surface Induced by（3-Aminopropyl）triethoxysilane Monolayer: the Formation of Pt Nanoflowers and its ElectrocatalysisHierarchical flowerlike Pt（Pt nanoflowers, PtNFs）nanostructures have been formed on the surface of Pt electrode induced by 3-aminopropyltriethoxysilane（APTES）monolayer.Scanning electron microscopy, X-ray powder diffraction, and electrochemical methods have been used to characterize the properties of these obtained PtNFs.The growth mechanism of the PtNFs has been discussed carefully, which may be due to the

inhomogeneous diffusion of PtCl62-ions on the surface of Pt electrode.It has been found that the PtNFs modified electrodes exhibit excellent electrocatalytic activity towards the oxidation of methanol and the reduction of oxygen compared to Pt nanoparticles modified electrodes.The increased catalytic activity may be a result of the unique morphology of the PtNFs.2.Electrochemically deposited sol-gel-derived silicate films and the electrochemical properties of pore electrodeSol gel-derived silicate films were electrochemically deposited on conductive surfaces from a sol consisting of tetramethoxysilane（TMOS）.In this method, a sufficiently negative potential is applied to the electrode surface to reduce oxygen to hydroxyl ions, which serves as the catalyst for the hydrolysis and condensation of TMOS.The electrodeposited films were characterized for their surface morphology, electrochemical probe techniques.The electrodeposited films were found to have a completely different surface structure and to be significantly rougher relative to spin-coated films.This is likely due in part to the separation of the gelation and evaporation stages of film formation.The pore electrode was fabricated by electrodeposited in negative potential, which was

characterized by Scanning electron microscopy and electrochemical methods.The electrode was applied in biosensor fields.3.Electrochemical synthesis Au@Pt nanoparticles on choline chloride modified glassy carbon electrode for sensitive detection hydrogen peroxideA simple electrochemical sensor for sensitive determination of hydrogen peroxide was fabricated by electrochemical synthesis of Au@Pt nanoparticles（core@shell）on the surface of choline chloride（Ch）modified glassy carbon electrode（GCE）.Ch was used to combine metal ions, and also played a dual role of stabilizer in the construction of Au@Pt nanoparticles.Au nanoparticles was immobilized on the Ch by underpotential electrodeposition（UPD）process.A one-atom-thick shell of Cu was modified on the Au core by electrochemical underpotential deposition, and then this modified electrode was put into H2PtCl6 solution, the Cu monolayer was replaced with Pt by galvanic exchange.The obtained Au@Pt nanoparticles were characterized by scanning electron microscope（FE-SEM）and electrochemical techniques.As a result, the Au@Pt（core@shell）exhibited remarkable electrocatalytic activity towards the reduction of hydrogen peroxide.Under the optimum conditions, Chronoamperometric experiments showed that at an applied potential of 10mV（AgCl），the reduction current of H2O2 was linear to its concentration in the range of 32uM to 2.496mM and a low detection limit of 1.0×10-6 M, the promising electrochemical sensor was investigated against ascorbic acid（AA）and uric acid（UA）, the results demonstrated that the sensor exhibited stability, repeatability, and selectivity.【关键词】溶胶-凝胶 纳米材料 修饰电极 电催化

【英文关键词】sol-gel nanomaterials modified electrode electrocatalysis 【目录】溶胶—凝胶与纳米材料修饰电极及其电化学性质要5-7ABSTRACT7-9

第一章 综述11-20

摘

1.1 溶胶-凝胶的制备、性质及应用11-12及应用12-161617-20

1.2 纳米粒子制备、性质

1.3 双金属核-壳结构纳米复合电极的构建

16-17

参考文献1.4 本论文的研究目的和设想第二章 3-氨丙基三乙氧基硅烷单层在电极表面非均相

20-39

2.1 前言散: 铂纳米花的形成及其电催化性质20-2122-342.2 实验部分21-222.4 结论34-35

2.3 结果与讨论参考文献35-39

第三章

电化学沉积四甲氧基硅烷膜孔状电极及其电化学性质39-483.1 前言39-40

3.2 实验部分40-41

参考文献47-48

3.3 结果与讨论41-473.4 结论47第四章 在胆碱修饰的玻碳电极上电化学合成 Aucore@ Ptshell 纳

米粒子用于双氧水的检测48-59实验部分49-5057

4.1 前言48-494.2

4.3 结果与讨论50-57

工作展望59-60

篇8：材料类专业物理化学课程教学思考

一、目前材料类专业物理化学教学中存在的问题

物理化学课程主要是研究化学变化的方向与限度、物质的结构与性能、反应的机理和反应速率的一门科学, 不仅对培养学生的逻辑思维和分析能力有重要意义;对理解材料的性能与结构也有极其重要的作用。 但是, 在材料类物理化学的教学中, 还存在一些不足, 不能够完全适应材料科学与工程专业的需求。这些不足主要表现在以下方面。

(一) 材料类专业物理化学课时量较少。以西南石油大学为例, 材料成型与控制专业的学生在1个学期内上完材料物理化学, 学时数为72学时 (包括16学时的实验) 。对材料类专业的学生而言, 要在较短的时间内上完物理化学内容, 教学速度较快, 这增加了学生的接收难度。

(二) 缺少针对材料类专业的物理化学权威教材。目前, 针对材料类专业的教材主要有邵光杰主编的《物理化学》, 该书在内容选材上, 尽可能体现材料科学与工程领域的新进展, 但内容与材料科学的结合还不够紧密, 内容较多, 还不能完全适应少学时教学的需要。

(三) 学生在学习物理化学过程中存在兴趣不高、理解欠深入、不重视课程总体逻辑结构的情况。由于材料类专业学生化学基础理论方面较为薄弱, 在少学时情况下要全面掌握物理化学知识有一定难度, 一些同学在基础较差的情况下, 一旦接触到大量的公式推导就会产生畏难情绪, 逐渐丧失学习信心[4]。

针对上述不足, 在总结教学经验和教训的基础上, 以提高学生学习兴趣为抓手, 对物理化学的教学进行了改进。

二、材料类专业物理化学教学的改进方法

针对少学时的特点, 教学改进主要包括以下几方面。

(一) 将物理化学和材料科学紧密结合。应该让学生明确物理化学与材料科学的紧密联系, 以及物理化学对材料类专业的重要性。以高分子材料与工程专业为例, 就以高分子化学的发展历史来说, 高分子化学本身是在20世纪30年代才建立起来的一门学科, 是化学的一个分支学科, 其基础就是物理化学和有机化学。高分子化学中的聚合反应, 就与物理化学中的化学动力学紧密相关, 明确反应的机理和速率, 才能够控制反应向人类所需要的方向发展[3]。

(二) 将物理化学与日常生活实例紧密结合。在教学中将物理化学知识和日常生活中的实际例子紧密结合起来, 就能提高学生在课堂上的注意力, 提高学习效率[5]。例如, 在介绍稀溶液的依数性时, 讲解到稀溶液的凝固点降低时, 可以和北方冬天结冰时, 高速公路上撒盐以利于加速融冰相联系。

(三) 将电子课件与板书有机结合。在一些一般性内容的讲授中, 以电子课件为主, 加快教学节奏;在一些重要概念和重要公式的推导、 中间步骤和计算时, 以板书为主, 让学生积极参与教学, 增加教与学的互动, 提高教学质量。

(四) 加强习题的训练。充分利用学生的课余时间, 加强习题的训练和讲解。重视做习题, 不仅可以培养学生独立思考的能力, 还可以让学生检查自己对课程内容的掌握程度。在选择习题时, 题目由浅入深, 习题还应该附有参考答案, 以利于学生自学。

三、结论

总之, 在材料类物理化学的教学过程中, 针对材料类专业物理化学课时量较少、教材与材料科学联系不够紧密的特点, 结合学生在学习物理化学过程中存在的兴趣不高、理解欠深入、不重视课程总体逻辑结构的现状, 以增强学生学习信心及学习兴趣为抓手, 通过紧密联系材料科学知识进行教学、结合教师科研项目实例培养学生学习积极性、积极发挥学生的主体作用以激发学生学习兴趣等方式来优化教学过程, 切实提高了教学质量。

参考文献

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