《材料表面与界面化学》教学大纲Surfaceand InterfaceChemistryofMarterials课程编号：B04020100课程名称：材料表面与界面化学英文名称：SurfaceandInterfaceChemistryofMarterials课程性质：专业课学时/学分：48/3考核方式：闭卷考试选用教材：《材料表界面》第二版，胡福增等编，华东理工大学出版社，2013年。先修课程：物理化学后继课程：粉体技术与材料、材料性能学、材料科学基础等适用专业及层次：材料化学，本科大纲执笔人：刘鲁梅大纲审核人：隋凝一、教学目标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：1：掌握物质粒子间的各种弱相互作用：掌握各类材料表面/界面性能及影响因素：了解材料表面/界面性能对材料物理性能的影响2.掌握通过表界面处理改善材料某一性能的方法3.能够灵活应用基础理论知识判断材料性能的优劣，根据实际要求正确的选材、安全使用材料4.能够独立地运用所学，提出改善材料的性能的方法、方案，具备一定的开发新性能、设计新材料的能力二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）毕业要求指标点课程目标掌握材料组成、工艺、掌握材料合成与制备的基1.掌握物质粒子间的各种弱相互结构、性能关系以及相本方法与原理。作用：掌握各类材料表面/界面性能应的基础理论和基础及影响因素：了解材料表面/界面性知识，具有综合运用所能对材料物理性能的影响学专业知识分析并解掌握材料结构及结构表征」1.掌握物质粒子间的各种弱相互决材料生产应用中实的基础知识和基本理论。作用：掌握各类材料表面/界面性能际问题的初步能力。及影响因素；了解材料表面/界面性能对材料物理性能的影响2．掌握通过表界面处理改善材料
《材料表面与界面化学》教学大纲 Surface and Interface Chemistry of Marterials 课程编号：B04020100 课程名称：材料表面与界面化学 英文名称：Surface and Interface Chemistry of Marterials 课程性质：专业课 学时/学分：48 /3 考核方式：闭卷考试 选用教材：《材料表界面》第二版，胡福增等编，华东理工大学出版社，2013 年。 先修课程：物理化学 后继课程：粉体技术与材料、材料性能学、材料科学基础等 适用专业及层次：材料化学，本科 大纲执笔人： 刘鲁梅 大纲审核人： 隋凝 一、教学目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 1. 掌握物质粒子间的各种弱相互作用；掌握各类材料表面/界面性能及影响因素；了解材料表面/界面性 能对材料物理性能的影响 2. 掌握通过表界面处理改善材料某一性能的方法 3. 能够灵活应用基础理论知识判断材料性能的优劣，根据实际要求正确的选材、安全使用材料 4. 能够独立地运用所学，提出改善材料的性能的方法、方案，具备一定的开发新性能、设计新材料的能 力 二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展） 毕业要求 指标点 课程目标 掌握材料组成、工艺、 结构、性能关系以及相 应的基础理论和基础 知识，具有综合运用所 学专业知识分析并解 决材料生产应用中实 际问题的初步能力。 掌握材料合成与制备的基 本方法与原理。 1. 掌握物质粒子间的各种弱相互 作用；掌握各类材料表面/界面性能 及影响因素；了解材料表面/界面性 能对材料物理性能的影响 掌握材料结构及结构表征 的基础知识和基本理论。 1. 掌握物质粒子间的各种弱相互 作用；掌握各类材料表面/界面性能 及影响因素；了解材料表面/界面性 能对材料物理性能的影响 2. 掌握通过表界面处理改善材料
某一性能的方法初步具有运用材料合成与掌握通过表界面处理改善材料12.制备、材料结构及结构表某一性能的方法征的基本方法、基本理论3.能够灵活应用基础理论知识判等分析具体问题的能力。断材料性能的优劣，根据实际要求正确的选材、安全使用材料具有一定的材料研究能力|4.能够独立地运用所学，提出改善材料的性能的方法、方案，具备一定的开发新性能、设计新材料的能力三、教学基本内容第一章：绪论（支撑课程目标1）1.1表面、界面：一般概念1.2界面区分子的特性1.3表面能第二章：物质粒子间的弱相互作用（支撑课程目标1、2）2.1库伦作用2.2范德华作用2.3氢键2.4疏水相互作用2.5溶剂化作用要求学生：掌握库伦作用、范德华作用力、氢键、疏水相互作用、溶剂化作用等弱相互作用第三章液体表界面（支撑课程目标1、2）3.1液体的表面（气/液界面）现象3.2（水)溶液的表面张力3.3液-液界面张力要求学生：掌握影响液体表面张力的因素、弯曲液面的附加压力及其表现、曲率半径对固液蒸汽压及固体溶解度的影响、溶液表面的吸附现象：了解互不相溶液一液体系的界面张力理论。第四章固体表界面（支撑课程目标2、3）4.1固体表面特性4.2气/固界面的吸附
某一性能的方法 初步具有运用材料合成与 制备、材料结构及结构表 征的基本方法、基本理论 等分析具体问题的能力。 2. 掌握通过表界面处理改善材料 某一性能的方法 3. 能够灵活应用基础理论知识判 断材料性能的优劣，根据实际要求 正确的选材、安全使用材料 具有一定的材料研究能力 4. 能够独立地运用所学，提出改 善材料的性能的方法、方案，具备一 定的开发新性能、设计新材料的能 力 三、教学基本内容 第一章：绪论 （支撑课程目标1） 1.1 表面、界面：一般概念 1.2 界面区分子的特性 1.3 表面能 第二章：物质粒子间的弱相互作用 （支撑课程目标 1、2） 2.1 库伦作用 2.2 范德华作用 2.3 氢键 2.4 疏水相互作用 2.5 溶剂化作用 要求学生：掌握库伦作用、范德华作用力、氢键、疏水相互作用、溶剂化作用等弱相互作用 第三章 液体表界面 （支撑课程目标 1、2） 3.1 液体的表面（气/液界面）现象 3.2 (水)溶液的表面张力 3.3 液-液界面张力 要求学生：掌握影响液体表面张力的因素、弯曲液面的附加压力及其表现、曲率半径对固液蒸汽压 及固体溶解度的影响、溶液表面的吸附现象；了解互不相溶液-液体系的界面张力理论。 第四章 固体表界面 （支撑课程目标 2、3） 4.1 固体表面特性 4.2 气/固界面的吸附
4.3固体在溶液中的吸附4.4固/液界面的润湿要求学生：掌握固体吸附的规律、固/液界面润湿的方程、影响粘结的因素：了解超亲水表面、超疏水表面相关知识。第五章表面活性剂（支撑课程自标2、3）5.1表面活性剂结构和分类5.2表面活性剂的性能参数5.3胶束的形成与类型5.4表面活性剂的作用5.5表面活性剂一聚合物体系要求学生：掌握表面活性剂相关概念、分类及性能参数：理解表面活性剂一聚合物体系中两者的相互影响：了解表面活性剂的临界堆积参数与胶束自组装结构的关系。第六章胶体和胶体稳定性（支撑课程自标2、3）6.1胶体的基本性质6.2胶团表面的双电层6.3胶体稳定理论要求学生：掌握胶体的基本性质、胶粒（胶团）表面的双电层和双电层厚度及影响双电层厚度的因素：熟悉胶体稳定机制并能运用胶体稳定机制对不同体系采取具体的稳定措施。第七章高分子材料表界面（支撑课程目标2、3）7.1聚合物表面张力7.2高分子材料的表面改性要求学生：掌握聚合物表面张力的影响因素：熟悉高分子材料的表面改性方法。第八章无机非金属材料表界面（支撑课程目标3、4）8.1陶瓷表界面结构8.2陶瓷表界面的特征与行为8.3晶界构形8.4玻璃表界面结构要求学生：掌握多晶材料中的晶界分类多晶材料中的晶界分类、晶界偏析与晶界应力对材料性能的影响：了解影响晶界构形的因素。第九章复合材料界面（支撑课程目标3、4）9.1复合材料概述9.2复合材料界面9.3增强相表面处理9.4材料粘结、复合、涂装中的界面理论要求学生：了解复合材料界面强度与复合材料性能的关系：熟悉增强相材料的表面改性方法：掌握材料的粘结、复合、涂装中的界面理论并能加以应用
4.3 固体在溶液中的吸附 4.4 固/液界面的润湿 要求学生：掌握固体吸附的规律、固/液界面润湿的方程、影响粘结的因素；了解超亲水表面、 超疏水表面相关知识。 第五章 表面活性剂 （支撑课程目标 2、3） 5.1 表面活性剂结构和分类 5.2 表面活性剂的性能参数 5.3 胶束的形成与类型 5.4 表面活性剂的作用 5.5 表面活性剂—聚合物体系 要求学生：掌握表面活性剂相关概念、分类及性能参数；理解表面活性剂—聚合物体系中两者的相 互影响；了解表面活性剂的临界堆积参数与胶束自组装结构的关系。 第六章 胶体和胶体稳定性 （支撑课程目标 2、3） 6.1 胶体的基本性质 6.2 胶团表面的双电层 6.3 胶体稳定理论 要求学生：掌握胶体的基本性质、胶粒（胶团）表面的双电层和双电层厚度及影响双电层厚度的因 素；熟悉胶体稳定机制并能运用胶体稳定机制对不同体系采取具体的稳定措施。 第七章 高分子材料表界面 （支撑课程目标 2、3） 7.1 聚合物表面张力 7.2 高分子材料的表面改性 要求学生：掌握聚合物表面张力的影响因素；熟悉高分子材料的表面改性方法。 第八章 无机非金属材料表界面 （支撑课程目标 3、4） 8.1 陶瓷表界面结构 8.2 陶瓷表界面的特征与行为 8.3 晶界构形 8.4 玻璃表界面结构 要求学生：掌握多晶材料中的晶界分类多晶材料中的晶界分类、晶界偏析与晶界应力对材料性能的 影响；了解影响晶界构形的因素。 第九章 复合材料界面 （支撑课程目标 3、4） 9.1 复合材料概述 9.2 复合材料界面 9.3 增强相表面处理 9.4 材料粘结、复合、涂装中的界面理论 要求学生：了解复合材料界面强度与复合材料性能的关系；熟悉增强相材料的表面改性方法；掌握 材料的粘结、复合、涂装中的界面理论并能加以应用
四、教学重点与难点第一章：绪论（支撑课程目标1）教学重点：1、掌握表面、界面概念等基本知识，理解界面区分子的特性2、理解界面区分子的特性教学难点：理解界面区分子的特性第二章：物质粒子间的弱相互作用（支撑课程目标1、2）教学重点：1、库伦作用、范德华作用力、氢键等弱相互作用2、疏水相互作用3、溶剂化作用教学难点：疏水相互作用第三章液体表界面（支撑课程目标1、2）教学重点：1、影响液体表面张力的因素2、弯曲液面（液滴）的附加压力与毛细现象3、曲率半径对固液蒸汽压及固体溶解度的影响4、溶液表面的吸附现象5、互不相溶液-液体系的界面张力理论教学难点：Laplace公式，Kelvin公式的实际应用；互不相溶液-液体系的界面张力理论第四章固体表界面（支撑课程目标2、3）教学重点：1、固/气吸附的规律、固体在溶液中的吸附特性2、固/液界面润湿的3个方程：固/液润湿的3种情况；动态接触角与接触角滞后3、影响粘结的因素4、超亲水表面、超疏水表面相关知识教学难点：固体吸附、润湿知识的实际应用第五章表面活性剂（支撑课程目标2、3）教学重点：1、表面活性剂相关概念及分类2、表面活性剂的性能参数3、胶束的形成与类型4、表面活性剂一聚合物体系中两者的相互影响
四、教学重点与难点 第一章：绪论 （支撑课程目标1） 教学重点： 1、掌握表面、界面概念等基本知识，理解界面区分子的特性 2、理解界面区分子的特性 教学难点：理解界面区分子的特性 第二章：物质粒子间的弱相互作用 （支撑课程目标1、2） 教学重点： 1、库伦作用、范德华作用力、氢键等弱相互作用 2、疏水相互作用 3、溶剂化作用 教学难点：疏水相互作用 第三章 液体表界面（支撑课程目标 1、2） 教学重点： 1、影响液体表面张力的因素 2、弯曲液面（液滴）的附加压力与毛细现象 3、曲率半径对固液蒸汽压及固体溶解度的影响 4、溶液表面的吸附现象 5、互不相溶液-液体系的界面张力理论 教学难点：Laplace 公式，Kelvin 公式的实际应用；互不相溶液-液体系的界面张力理论 第四章 固体表界面 （支撑课程目标 2、3） 教学重点： 1、固/气吸附的规律、 固体在溶液中的吸附特性 2、固/液界面润湿的 3 个方程；固/液润湿的 3 种情况；动态接触角与接触角滞后 3、影响粘结的因素 4、超亲水表面、 超疏水表面相关知识 教学难点：固体吸附、润湿知识的实际应用 第五章 表面活性剂 （支撑课程目标 2、3） 教学重点： 1、表面活性剂相关概念及分类 2、表面活性剂的性能参数 3、胶束的形成与类型 4、表面活性剂—聚合物体系中两者的相互影响
教学难点：表面活性剂的临界堆积参数与胶束自组装结构的关系：表面活性剂一聚合物体系的理解及应用第六章胶体和胶体稳定性（支撑课程目标2、3）教学重点：1、掌握胶体的基本性质2、胶粒（胶团）表面的双电层和双电层厚度及影响双电层厚度的因素3、胶体稳定机制教学难点：运用胶体稳定机制对不同体系采取具体措施达到稳定第七章高分子材料表界面（支撑课程目标2、3）教学重点：1、聚合物表面张力的影响因素2、熟悉高分子材料的表面改性方法教学难点：聚合物表面基团的环境响应性第八章无机非金属材料表界面（支撑课程自标3、4）教学重点：1、多晶材料中的晶界分类2、晶界偏析与晶界应力3、决定晶界构形的因素教学难点：晶界构形的影响因素第九章复合材料界面（支撑课程目标3、4）教学重点：1、了解复合材料界面强度与复合材料性能的关系2、熟悉增强相材料的表面改性方法3、掌握材料的粘结、复合、涂装中的界面理论教学难点：掌握材料的粘结、复合、涂装中的界面理论并加以应用五、教学建议进度第一章绪论（2学时）第二章：物质粒子间的弱相互作用（6学时）第三章液体表界面（6学时）第四章固体表界面（8学时）第五章表面活性剂（5学时）第六章胶体和胶体稳定性（6学时）第七章高分子材料表界面（4学时）第八章无机非金属材料表界面（6学时）第九章复合材料界面（5学时）
教学难点：表面活性剂的临界堆积参数与胶束自组装结构的关系；表面活性剂—聚合物体系的理 解及应用 第六章 胶体和胶体稳定性 （支撑课程目标 2、3） 教学重点： 1、掌握胶体的基本性质 2、胶粒（胶团）表面的双电层和双电层厚度及影响双电层厚度的因素 3、胶体稳定机制 教学难点：运用胶体稳定机制对不同体系采取具体措施达到稳定 第七章 高分子材料表界面 （支撑课程目标 2、3） 教学重点： 1、聚合物表面张力的影响因素 2、熟悉高分子材料的表面改性方法 教学难点：聚合物表面基团的环境响应性 第八章 无机非金属材料表界面 （支撑课程目标 3、4） 教学重点： 1、多晶材料中的晶界分类 2、晶界偏析与晶界应力 3、决定晶界构形的因素 教学难点：晶界构形的影响因素 第九章 复合材料界面 （支撑课程目标 3、4） 教学重点： 1、了解复合材料界面强度与复合材料性能的关系 2、熟悉增强相材料的表面改性方法 3、掌握材料的粘结、复合、涂装中的界面理论 教学难点：掌握材料的粘结、复合、涂装中的界面理论并加以应用 五、教学建议进度 第一章 绪 论 （2学时） 第二章：物质粒子间的弱相互作用 （6 学时） 第三章 液体表界面 （6 学时） 第四章 固体表界面 （8 学时） 第五章 表面活性剂 （5 学时） 第六章 胶体和胶体稳定性 （6 学时） 第七章 高分子材料表界面 （4 学时） 第八章 无机非金属材料表界面 （6 学时） 第九章 复合材料界面 （5 学时）
六、教学方法课堂教学(PPT+板书），课堂讨论七、考核方式闭卷考试八、成绩评定方法卷面成绩九、教学参考书：《胶体与界面化学》，张玉亭著译，中国纺织出版社，2008年。《表面、界面和胶体》，吴大诚译，化学工业出版社，2005年
六、教学方法 课堂教学(PPT + 板书) ，课堂讨论 七、考核方式 闭卷考试 八、成绩评定方法 卷面成绩 九、教学参考书： 《 胶体与界面化学》，张玉亭著译，中国纺织出版社，2008 年。 《 表面、界面和胶体》，吴大诚译，化学工业出版社，2005 年