标题：材料化学
简介
材料的广泛应用是材料化学与技术发展的主要动力。在实验室具有优越性能的材料， 
  材料化学不等于在实际工作条件下能得到应用，必须通过应用研究做出判断，而后采取有效措施进行改进。材料在制成零部件以后的使用寿命的确定是材料应用研究的另一方面，关系到安全设计和经济设计，关系到有效利用材料和合理选材。材料的应用研究还是机械部件、电子元件失效分析的基础。通过应用研究可以发现材料中规律性的东西，从而指导材料的改进和发展。 化学工程的发展基本沿着两条主线进行：一方面，经过归纳、综合，形成了以传递为主的三传一反的学科基础理论；另一方面，随着服务对象和应用领域的不断扩大，学科基础理论与应用领域的交叉渗透，不断产生新的增长点和新的科学分支，特别是随着新能源、新材料、生物技术等新兴产业的出现，化学工程在这些新领域发挥巨大作用的同时也不断推动自身理论与技术水平的提高，浮化出材料化学工程、生物化学工程、资源化学工程、环境化学工程等学科分支，为化学工程学科的发展带来了新的活力和发展空间，而材料化学工程是发展最快的新的增长点之一，成为当代化学工程的热点研究领域之一。
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研究方法
材料的化学分析方法可分为经典化学分析和仪器分析两类。前者基本上采用化学方法 
来达到分析的目的，后者主要采用化学和物理方法（特别是最后的测定阶段常应用物理方法）来获取结果，这类分析方法中有的要应用较为复杂的特定仪器。现代分析仪器发展迅速，且各种分析工作绝大部分是应用仪器分析法来完成的，但是经典的化学分析方法仍有其重要意义。应用化学方法或物理方法来查明材料的化学组分和结构的一种材料试验方法。鉴定物质由哪些元素（或离子）所组成，称为定性分析；测定各组分间量的关系（通常以百分比表示），称为定量分析。有些大型精密仪器测得的结果是相对值，而仪器的校正和校对所需要的标准参考物质一般是用准确的经典化学分析方法测定的。因此，仪器分析法与化学分析法是相辅相成的，很难以一种方法来完全取代另一种。
经典化学分析根据各种元素及其化合物的独特化学性质，利用与之有关的化学反应，对物质进行定性或定量分析。定量化学分析按最后的测定方法可分为重量分析法、滴定分析法和气体容量法。
①重量分析法：使被测组分转化为化学组成一定的化合物或单质与试样中的其他组分分离，然后用称重方法测定该组分的含量。 
②滴定分析法：将已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应完为止，根据所用试剂溶液的体积和浓度计算被测物质的含量。 
③气体容量法：通过测量待测气体(或者将待测物质转化成气体形式)被吸收（或发生）的容积来计算待测物质的量。这种方法应用天平滴定管和量气管等作为最终的测量手段。 
  化学分析仪器分析根据被测物质成分中的分子、原子、离子或其化合物的某些物理性质和物理化学性质之间的相互关系，应用仪器对物质进行定性或定量分析。有些方法仍不可避免地需要通过一定的化学前处理和必要的化学反应来完成。仪器分析法分为光学、电化学、色谱和质谱等分析法。 
光学分析法：根据物质与电磁波(包括从γ射线至无线电波的整个波谱范围)的相互作用，或者利用物质的光学性质来进行分析的方法。最常用的有吸光光度法（红外、可见和紫外吸收光谱）、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、发射光谱法、荧光分析法、浊度法、火焰光度法、X射线衍射法、X射线荧光分析法、放射化分析法等。
研究进展
酚醛树酯的合成，开辟了高分子科学领域。20世纪30年代聚酰胺纤维的合成，使高分子的概念得到广泛的确认。后来，高分子的合成、结构和性能研究、应用三方面保持互相配合和促进，使高分子化学得以迅速发展。  装饰材料各种高分子材料合成和应用，为现代工农业、交通运输、医疗卫生、军事技术，以及人们衣食住行各方面，提供了多种性能优异而成本较低的重要材料，成为现代物质文明的重要标志。高分子工业发展为材料化学的重要支柱。
20世纪是有机合成的黄金时代。化学的分离手段和结构分析方法已经有了很大发展，许多天然有机化合物的结构问题纷纷获得圆满解决，还发现了许多新的重要的有机反应和专一性有机试剂，在此基础上，精细有机合成，特别是在不对称合成方面取得了很大进展。 
自19世纪Fischer开创不对称合成反应研究领域以来，材料化学的不对称反应技术得到了迅速的发展。其间可分为四个阶段：(1)手性源的不对称反应(chiralpool)；(2)手性助剂的不对称反应(chiralauxiliary)；(3)手性试剂的不对称反应(chiralreagent)；(4)不对称催化反应(chiralcatalysis或asmmetriccatalyticreaction)。 传统的不对称合成是在对称的起始反应物中引入不对称因素或与非对称试剂反应，这需要消耗化学计量的手性辅助试剂。不对称催化合成一般指利用合理设计的手性金属配合物(催化剂量)或生物酶作为手性模板控制反应物的对映面，将大量前手性底物选择性地转化成特定构型的产物，实现手性放大和手性增殖。简单地说，就是通过使用催化剂量级的手性原始物质来立体选择性地生产大量手性特征的产物。它的反应条件温和，立体选择性好，(R)异构体或(S)异构体同样易于生产，且潜手性底物来源广泛，对于生产大量手性化合物来讲是最经济和最实用的技术。因此，不对称催化反应(包括化学催化和生物催化反应)已为全世界有机化学家所高度重视，特别是不少化学公司致力于将不对称催化反应发展为手性技术(chirotechnology)和不对称合成工艺。 
  高分子材料这将改变长期以来人们只能从动植物体内提取或天然化合物的转化来制取手性化合物。一般的化学合成只能得到外消旋混合物，须经烦琐的拆分后才能得到单一的手性化合物.不对称催化合成仅需少量手性催化剂就可将大量前手性底物选择性地转化为特定构型的手性化合物，故在手性化合物合成领域中最受关注亦最有实用前景。
而对于不对称催化合成，合适的手性催化剂的选择和合成至关重要.近几十年来过渡金属手性络合物不对称催化反应的研究，为手性化合物的不对称合成及产业化开辟了广阔的前景。金属有机催化的立体选择性有机合成的应用研究在制药工业、农药和精细化学工业中将广泛应用，也是金属有机化学在新世纪中的研究重点和热点之一。 树状大分子作为一种在80年代中期出现的新型合成高分子，由于其结构的高度三维有序性，分子量的窄分布性、分子结构的高度规整性，并且是可以从分子水平上控制、设计分子的大小、形状、结构和功能基团的新型高分子化合物。其高度支化的结构和分子内大量的空腔和表面密集的官能团分布，使其在催化剂的方面具有潜在的用途。 
  高分子材料树枝状高分子高度有序的结构，与传统的合成或天然高分子相比，其优势是显而易见的：(1)产物合成结构可控，单分散性好，可得分子量单一的产物。(2)溶解性好，外部官能团的性质决定其溶解性，可运用宏观调控的手段来合成水溶性、油溶性及两亲性的产物。(3)产物粘度小，一般合成过程中会出现一个粘度的极大值后再下降，但不同于传统的聚合物，在合成过程中不会出现凝胶化现象。这些优异的性能决定了其在催化方面潜在应用。
树枝状大分子的结构是呈树枝状，内部含有大量的“空腔”，分子的外部含有大量的活性功能基团。分子内部的“空腔”大小和外部端基的“数目”和分子之间的“尺寸”都可以进行严格控制，催化活性中心可以在树枝状大分子的外部，也可以在内部。 树枝状大分子除了分子本身的特殊结构外，还具有纳米尺寸，并能以分子形式溶解。在完成均相反应后，可以通过简单的分离技术将催化剂从反应产物中分离出来，即这类新型催化剂可以实现均相催化剂的固载化。大体可以分为二类：一类是催化活性中心在核附近的树枝状大分子，另一类是表面含催化官能团的树枝状大分子。 
  高分子材料  高分子材料这种树状大分子作载体的手性催化剂可以通过采用不同的合成方法可以设计出具有特定结构的树枝状大分子，再将催化活性中心引入到树枝状大分子的不同位置，得到具有特定结构的催化剂。由于这类催化剂可以实现均相催化剂的固载化，还可以和纳米过滤技术或膜技术相结合来回收，克服了传统均相催化剂的缺点。
专业介绍
材料化学是从化学的角度研究材料的设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门科学。它既是材料科学的一个重要分支，又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学科学领域的不断进展，作为新兴学科的材料化学发展日新月异。
业务培养目标
本专业培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料化学高级专门人才。
业务培养要求
本专业学生主要学习材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能，受到科学思维与科学实验方面的基本训练，具有运用化学和材料化学的基础理论、基本知识和实验技能进材料研究和技术开发的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
1． 掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识
2． 掌握材料制备（或合成）、材料加工、材料结构与性能测定等方面的基础知识、基
本原理和基本实验技能
3． 了解相近专业的一般原理和知识
4． 熟悉国家关于材料科学与工程研究、科技开发及相关产业的政策，国内外知识产权
等方面的法律法规
5． 了解材料化学的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及材料科学与工程产业的
发展状况
6． 掌握中外文资料查询、文献检索以及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法
具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。
主干学科：材料科学、化学
主要课程：有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、材料力学、材料分析测试技术、材料成型等。
主要实践性教学环节：包括生产实习、毕业论文等，一般安排10~20，周。
主要专业实验：材料制备与合成、材料加工、材料结构与性能测定等。
修业年限：四年。
授予学位：理学或工学学士。
相近专业：材料物理。
就业方向：
材料化学就业方向：毕业生可在化学化工，材料，医药，食品，环境，能源和分析检验等领域和行业的企业事业单位和行政部门从事研究，开发和管理工作，也可在高等院校和科研单位从事化学和应用化学方面的科研工作。
图书信息一
基本信息书 名： 材料化学
  材料化学作　者：朱光明
出版社： 机械工业出版社
出版时间： 2009-6-1
ISBN: 9787111268338
开本： 16开
定价： 32.00元内容简介本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。全书共分9章，主要内容包括材料的化学组成及结构方面的基础知识、材料相变的化学热力学理论，以及金属材料、非金属材料、高分子材料、复合材料的制备过程、结构特性与使用性能之间的关系。
本书可供材料学相关专业的本科高年级学生、研究生作为教材使用，也可供从事材料研究与生产的工程技术人员参考。图书目录第2版前言
第1版前言
第一章 绪论
第一节 材料的发展历史及在现代社会中的重要地位
第二节 材料的分类及基本概况
第三节 材料化学的任务
第二章 化学热力学基础
第一节 热力学函数的性质及其重要关系式
第二节 化学反应热效应与标准热力学函数
第三节 敞开体系的热力学关系式
第四节 固体热力学理沦简介
第三章 相图
第一节 相律
第二节 相变
第三节 相图分析
第四章 溶液与固溶体
第一节 拉乌尔定律和亨利定律
第二节 理想液体混合物和稀溶液
第二节 实际溶液
第四节 溶液中化学反应的平衡常数
第五节 固溶体
第五章 表面现象与胶体分散体系
第一节 表面现象热力学
第二节 分散度对体系物性的影响
第三节 介稳状态和新相的生成
第四节 润湿现象
第五节 液体界面的性质
第六节 固体表而的吸附
第七节 表面现象在材料科学中的应用
第八节 分散体系
第九节 溶胶的性质
第十节 胶体的制备和净化
第十一节 溶胶一凝胶技术
第十二节 溶胶一凝胶技术在纳米材料制备中的应用
第六章 金属与合金
第一节 金属材料概论
第二节 金属的结构与物性
第三节 金属的化学性质
第四节 金属的提炼
第五节 金属还原过程热力学
第六节 金属的精炼
第七节 合金
第八节 金属的腐蚀与防护
第九节 钢铁的冶炼原理
第七章 非金属材料
第一节 非金属材料的物质结构
第二节 陶瓷的化学组成
第三节 陶瓷制造(烧结)过程的化学变化
第四节 水泥
第五节 特种陶瓷的工艺过程
第六节 半导体材料
第八章 高分子材料
第一节 高分子材料概论
第二节 高分子材料的合成方法
第三节 高分子材料的结构与性能
第四节 高分子材料的化学转变及老化
第九章 复合材料
第一节 复合材料概论
第二节 基体材料
第三节 增强纤维
第四节 复合材料界面的化学问题
参考文献 [1]
图书信息二
基本信息作　者：曾兆华，杨建文 编著  出 版 社：化学工业出版社
出版时间：2008-4-1
版　次：1页　数：294字　数：470000印刷时间：2008-4-1开　本：16开纸　张：胶版纸印　次：1I S B N：9787122020567包　装：平装内容简介本书内容结合“材料化学”课程的教学大纲，并集编者多年的教学体会和国内外同类教材及相关专业述著的精华。第2～5章涉及材料的结构、性能、制备等材料化学的基本内容；第6～10章则以四大类材料（金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料）为主线，对不同种类的材料进行介绍，其中涉及各种现代先进材料如高性能金属材料、功能陶瓷、电子信息材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料、感光材料、纳米材料等，叙述各种材料的性能和行为与其成分及内部组织结构之间的关系。 
本书可作为高等学校材料化学课程的教材，也可作为材料科学工作者的参考书。目录第1章 绪论 
1.1 材料与化学 
1.2 材料的分类 
1.3 材料化学的特点 
1.4 材料化学在各个领域的应用 
1.5 材料化学的主要内容 
参考文献 
思考题 
第2章 材料的结构 
2.1 元素和化学键 
2.2 晶体学基本概念 
2.3 晶体材料的结构 
2.4 晶体缺陷 
2.5 固溶体 
参考文献
图书信息三
基本信息书名： 材料化学 
ISBN： 978-7-306-04110-4 
分类号： TB3 
作者： 沈培康 孟辉  材料化学
版次： 1 
开本： 16 
装订： 平 
页数： 311 
字数： 570 千字 
定价： 48.00元 
出版日期： 2012年5月 内容简介这是一[2]本为非化学专业的理工科学生和从事材料科学与工程技术研究的人员提供适应材料科学和工程技术领域迅速发展所需要的知识的教材。材料化学是化学和材料科学交叉的学科。本书除介绍与材料相关的基础化学知识外，主要还介绍了：（1）材料的制备（合成）；（2）材料的组成与结构；（3）材料的变化和控制。化学对材料的发展起着非常关键的作用。本书将材料和化学合二为一，按照“与材料相关的化学”的编写原则，深入浅出而又系统地介绍了必要的化学基础知识，突出了重点在于材料和化学的结合的目的，改变了以往教材材料学只讲材料，化学只讲基础的局面，必将利于非化学专业学生的材料学学习。