中北大学研究生材料物理化学教案.doc

材料物理化学（非金属材料部分） 材料物理化学：材料本身、材料制备过程、制品加工过程、制品使用过程中，材料的物理化学性能和物理化学变化。 第一章 材料电化学与光化学（1学时） 1． 电解、电镀、腐蚀、电铸、电化学抛光、放电腐蚀、蒸汽镀； 电解：容器，电解液（导电溶液），电极，直流电回路。 电镀：容器，电镀液（导电溶液），金属电极，金属镀件，直流电回路。 电铸：电镀原理， 腐蚀：原电池原理。 利用：如船底阳极保护、金属电镀前酸洗、大孔海绵、大孔金属、纳米注塑。 电化学抛光：本质上是腐蚀 电化学磨削：腐蚀基础上的磨削 放电腐蚀（电蚀）：高频，电火花放电。用于橡塑制品印刷和电镀前表面处理 蒸汽镀：高真空环境，金属蒸汽。主要用于高分子材料表面复合一层金属 2． 压电材料、光电材料（光致发电、电致发光、光/电致变色）； 压电材料：特种高分子材料，压力下产生电荷（正电或负电），对外显示正负极，两极接通会放电；原理是电荷暂时转移，压力移除电荷恢复原位； 光电材料：光电能量转换 光致发电 电致发光、 光/电致变色 3． 光化学的应用；聚合物的合成与化学改性反应 第二章 陶瓷、水泥、玻璃、石膏的基本特性（0.5学时） 1、 陶瓷：狭义，广义 2、 水泥：无机高分子硅酸盐 3、 石膏：硫酸钙，（无水、半水、含水） 4、 玻璃：无机小分子熔结而成的材料，主要成分二氧化硅，结晶、透明。 第三章 材料表面物理化学（0.5学时） 1． 表面自由能、表面相； 表面自由能：增大表面积的能力。被变形的能力，即加工容易程度。 表面相：热力学严格的定义上将一般用吉布斯分界表面模型来描述。吉布斯把有一定厚度的某个实际表面相换成没有厚度的几何学表面，将这种情况下的各种热力学参量定义成表面过剩量。 2． 材料表面和内部受外界影响的难易程度 温度（湿度、水气中各种成分）影响、压力影响、光线影响、高频波影响、其它物质影响（如水、溶剂等） 3． 材料表面和内部受发生化学反应的难易程度； 与外部环境角度；升温过程；降温过程。 第四章 材料激发化学（1学时） 1． 等离子体； 核物理学范畴，称为物质第四态 2． 等离子体化学； 特征：反应过程低温化、高效率；易于转化为基团；等离子体固体表面的相互作用 应用：制备无机粉末，金属板切割，等离子体蚀刻; 溅射成膜和离子镀; 等离子体化学气相沉积， 金属表面改性; 等离子体聚合 等离子体聚合是指有机单聚物的单种气体，或者单聚物与其它气体的混合气体感应辉光放电后，由生成的激发单体在基板上制备聚合膜的方法 3． 核辐射对非金属材料的影响及应用 影响：对无机物、有机物（植物、动物、高分子材料），在不同辐射等级情况 4． 光化学的应用； 1）短波光源、2）学气相沉积、3）光激发蚀刻、4）激光制备超细粉、5）烧蚀 5． 紫外光对聚合物的影响 第五章 聚合反应的特征与分类（2学时） 1． 逐步聚合的特征：（1）、相对分子质量随转化率的增高而逐步增大；（2）、在高转化率下才能生成高相对分子质量的聚合物。； 逐步缩聚反应 分类：按反应机理 逐步加聚反应 线型逐步聚合反应 按聚合物链结构 支化、交联聚合反应 逐步均聚反应 按参加反应的单体 逐步共聚反应 2． 自由基加聚反应；自由基加聚反应主要包括链引发、链增长、链转移和链终止 3． 离子加聚反应； 离子加聚反应与自由基加聚反应类似。根据离子所带电荷的不同可以分为阳离子加聚反应和阴离子加聚反应。 4． 缩聚反应； 缩聚反应又叫逐步增长反应，它是由一种或多种具有可反应的官能团之间的相互作用，缩聚成较大的分子，同时析出水等低分子物质的反应。 5． 共聚反应； 共聚反应是由二种或两种以上的单体参加聚合，生成含有两种或两种以上单体单元的高聚物 6． 环化与线型聚合反应； 环化反应的可能性，环化反应的热力学与动力学条件; 线型聚合反应的相对分子质量控制; 线型聚合反应中的相对分子质量分布 7． 支化聚合与交联； 支化聚合反应; 支化聚合物的相对分子质量分布; 交联聚合反应 8． 自由基聚合反应； 9． 开环聚合； 开环聚合反应是把环醚、环酯等环状单体通过环打开形成线型聚合物的聚合反应。 第六章 聚合物的化学反应（4学时） 1． 聚合物的化学反应特性； 基团的孤立效应、结晶性、溶解性变化、交联、空间位阻效应、邻近基团效应； 2． 聚合物侧基的化学反应； 纤维素的化学反应; 聚醋酸乙烯酯的化学反应; 聚烯烃的氯化磺化和氯磺