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1、新型晶体材料教学大纲课程英文名Novel Crystal Material课程代码05M0065学分2总学时32理论学时32实验/实践学时0课程类别专业课课程性质任选先修课程物理化学材料科学基础适用专业材料科学与工程开课学院材料与化学学院执笔人审定人专业建 设委员 会制定时间2022年10月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位新型晶体材料是高等工科院校材料科学与工程专业研究生的一门选修课，本课程的目的 是使学生系统掌握晶体材料研究的基础知识，使学生对当前的新型晶体材料产生系统的认识和了 解，对晶体的基本特征、晶体生长
2、动力学、人工晶体的制备技术、新型晶体材料的特性和应用以 及当前国际上新型晶体材料的研究动态有基本的认识，从而培养和激发学生对新型晶体材料的研 究兴趣。（二）课程目标1 . 了解中国在晶体领域的发展现状，根据所学的晶体学基础和基本理论知识，能够分析新 型晶体材料的物理特性、晶体结构以及组分特点，能够正确选择和分析晶体生长条件，工艺路线 以及性能检测方法等基本问题，并获得相关结论。2 .根据晶体材料的物理特性和组成，能够从环境、社会可持续发展分析和评价新型晶体材 料，从而设计和选择合适的晶体材料，改良和解决晶体材料的组分配方和制备工艺参数等复杂工 程问题，并评价新组分和新工艺的产品研发、生产周期对
3、于人类和环境的影响。3 .根据晶体的种类、组分配方、性能、制备工艺及应用，介绍中国晶体在世界上的地位， 能够分析新型晶体材料的研发、生产及工程应用中全周期、全流程的成本构成，并能够结合晶体 材料在工程活动中的多学科因素，运用工程管理与经济决策方法进行合理分析。二、课程目标达成的途径与方法新型晶体材料课程教学采用雨课堂教学为主，结合平时作业和学生课后自主学习，掌握 晶体的基本知识，熟悉人工晶体制备的方式，针对材料科学的基本概念与原理，学习建立材料科 学基础的基本知识点和解决实际问题中材料科学方面的设计方法。培养学生准确全面认知新型晶 体材料性能优劣的能力，并且运用相关性能的原理，可对实际材料的性
4、能指标进行分析，同时为 材料性能的改善提出基本的方向指导。（1）课堂教学：主要讲述晶体学的基本概念，基本原理、基本概念，介绍人工晶体的制备 方式及表征方法、晶体生长的理论模型，影响晶体生长的外部因素，新型晶体材料的特性、应用 以及当前国际上的研究动态。并将实际典型材料作为实例融入理论教学中，使学生能够更加容易 理解抽象的理论知识，提高学习新型晶体材料的兴趣，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，激发学生的求知欲望，提高教学效果。（2）平时作业：围绕课程目标，设计不同题型的作业：概念题，分析题，计算题等，训练 学生运用知识的能力。（3）案例分析：围绕课题目标，设计与人工晶
5、体材料的组分、性能以及制备方法相关的案 例分析课题，以系统训练学生综合运用知识解决实际问题的能力，加强师生交流。（4）课后自学：列出部分较容易的内容作为学生自主学习环节，并鼓励学生积极思考实际 中不同特性的晶体材料对应的相关物理性能评价、表征和改善方法，培养学生独立思考的意识和 自主学习的能力。（5）考试：设计能够反应学生相关能力的考试试题的内容和形式。（6）表现评价：通过对学生学习表现的观察和评价学生的相关能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度毕业要求2毕业要求7毕业要求11课程目标10.50.20.1课程目标20.40.70.1课程目标30.10.1
6、0.8111毕业要求指标点对应课程（2）问题分析：能够应用数 学、自然科学和工程科学的基 本原理，通过合适的科学原理 和抽象模型识别和表达复杂 工程问题，通过查阅文献、标 准、规范规程，分析新材料的 产品设计、性能检测、工艺制 定和质量管理等多方面复杂 工程问题，能获得有效结论。2-1能够运用相关科学原理认 识、判断需要解决的新材料的 产品设计、性能检测、工艺制 定和质量管理等复杂工程问 题；2-2能够运用自然科学和工程 科学的基本原理、数学模型方 法、文献研究来表达和分析复 杂工程问题；2-3能够针对新材料产品设 计、工艺路线、性能检测、质 量管理等复杂工程问题建立 评价标准、分析影响因素、
7、获 得结论。0.50 （光电材料模块）（7）环境与可持续发展：能 够理解和评价针对新材料的 产品设计、性能检测、工艺制 定和质量管理等多方面的复 杂工程问题的专业工程实践 对环境、社会可持续发展的影7-1理解新材料开发及复杂工 程应用与环境保护和社会可 持续发展的关系；响。7-2能够从环境、社会可持续 发展分析和评价新材料设计、 制备及工程实践的可持续性， 评价新材料产品研发、生产周 期对于人类和环境的影响。0.40 （光电材料模块）（11）项目管理：理解并掌握 新材料产品设计和实施全周 期、全流程的过程管理、成本 分析与决策方法，并能在多学 科环境中应用。11-1理解新材料研发、生产及 工程
8、应用过程中涉及的重要 管理与经济决策方法；11-2 了解新材料研发、生产及 工程应用中全周期、全流程的 成本构成，能够综合工程活动 中的多学科因素，运用工程管 理与经济决策方法进行合理 分析。0.35 （光电材料模块）四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本 要求对应的课程目标1.晶体晶体的特征，点阵与倒易点阵的概念L1课程目标（1）晶体的基本性质。L22.晶体的 宏观对称晶体宏观对称的概念L3课程目标（1）,课程目标（2）晶体的宏观对称元素以及对称操作L4用基本的对称元素进行组合晶体的32种点群及其国际符号表达L27个晶系的特点，晶体的32种点群所屈的品系L33.晶体化 学基础原子结构的
9、特点，原子半径和离子半 径对晶体结构的影响，配位数和配位 多面体的概念，化学键和晶体类型 密堆积原理L3课程目标（2）4.晶体的 形成和晶 体的缺陷晶体的形成方式，缺陷类型，晶体生 长的理论模型以及影响晶体生长的外 部因素L35.晶体生 长技术与 晶体材料水热法、提拉法、下降法等晶体生长 技术，晶体材料发展现状L4课程目标(1) (2), (3)进展6.半导体 晶体半导体晶体的发展现状、分类，制备 方式及应用领域L37,闪烁晶体闪烁晶体的概念、种类、性能指标、 制备方法及应用领域L38.激光晶 体激光晶体的概念、种类、性能指标、 制备方法及应用领域L39.压电晶 体压电晶体的概念、种类、性能指
10、标、 制备方法及应用领域L310.新型功能晶体新型功能晶体：光子晶体、超硬晶体等L2五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务第一章1、晶体的特征，点阵与倒易点阵的 概念，2、晶体的基本性质。2学时课后自学内容：生活中常见 的晶体有哪些？第二章1、晶体宏观对称的概念；2、晶体的宏观对称元素及对称操 作；3、用基本的对称元素进行组合；4、晶体的32种点群及其国际符号 表达5、7个晶系的特点，晶体的32种 点群所属的晶系2学时完成作业：晶体对称相关作 业第三章1、原子结构的特点，2、原子半径和离子半径对晶体结构的影响3、配位数和配位多面体的概念4、化学键和晶体类型5、密堆积原理2学时完成作业：密
11、堆积计算第四章1、晶体的形成方式因素；2、晶体缺陷类型3、晶体生长的理论模型4、影响晶体生长的外部因素3学时课后自学内容：晶体形成原 理第五章水热法、提拉法、下降法等晶体生 长技术，晶体材料发展现状3学时完成作业：各类生长技术的 优缺点第八早半导体晶体的发展现状及制备方法4学时课后自学内容：半导体晶体和应用领域的发展现状第七章闪烁晶体的概念、种类、性能指标、 制备方法及应用领域4学时完成作业：闪烁晶体的发光 机理第八章激光晶体的概念、种类、性能指标、 制备方法及应用领域4学时课后自学内容：激光晶体在 生活中的应用第九章压电-热释电晶体的概念、种类、性 能指标、制备方法及应用领域4学时完成作业：
12、压电晶体的特点 及举例在生活中的应用第十章新型功月匕日日体：光子日日体、苞硬日日 体等2学时课后自学内容：还有哪些新 型功能晶体材料？总复习，答疑2学时六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、学生课程平时成绩考 核细则10%过程考核平时作业学生课程平时成绩考 核细则15%过程考核雨课堂测试测试标准答案15%期末考核开卷考试试卷标准答案60%考核类别考试成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：臧竞存主编新型晶体材料北京：化学工业出版社2007（二）主要参考书：X射线晶体学基础，梁栋材著，科学出版社。晶体学基础，秦善编著，北京大学出版社。晶体的射线衍射基础，张建中，杨传铮编著，南京大学出版社。固体科学中的空间群，G.本斯，A.M.格莱泽著，俞文海，周贵恩译，高等教育出版社稀土晶体材料，任国浩，冶金工业出版社