《材料工程基础》课程教学大纲

《材料工程基础》课程教学大纲

课程代码：050531022

课程英文名称：Fundamentals of Materials Engineering

课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0

适用专业：粉体材料科学与工程类

大纲编写（修订）时间：2017.3

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

（1）课程地位

1.课程地位：本课程是高等工业院校粉体材料与工程类各专业开设的一门必修的专业方向课。

2.教学目标：本课程重点使学生掌握材料工程基础的基本知识、基本理论和基本方法；着重培养学生运用粉体工程知识分析和解决材料工程基础中实际问题的能力，具备初步材料的制取与合成、材料的成形与加工、材料的改性与表面加工、材料的复合等基本技能。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

1. 知识方面的基本要求：

掌握材料工程基础的基本原理、基础知识和基本方法。材料的熔炼、粉末材料制备以及高分子材料的聚合等材料的制取与合成工艺等基本知识；金属液态成形与半固态成形方法及工艺设计——液态成形、半固态成形、快速凝固成形的基本原则；掌握金属塑性加工方法及工艺设计——金属塑性加工基本原理，轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压成形等工艺；掌握粉末材料的成形与凝固以及高分子材料成形与加工的基本知识、方法与工艺；掌握金属材料常规热处理的基本原理与工艺，材料的表面改性与表面防护方法与工艺，薄膜制备技术；掌握粉末冶金成形工艺的方法、特点和应用；掌握塑料、橡胶、陶瓷成形方法的特点和应用；掌握各种材料成形工艺的选用原则和方法。

2. 能力方面的要求：

具备对各种工程材料零部件选用不同成形工艺方法的能力。本课程为粉体材料与工程类各专业毕业设计的学习打下良好的粉体工程基础。

3. 技能方面的要求

掌握各种零部件材料成形工艺选用原则，能够有初步制定工艺方法及工艺方案设计的能力。

（三）实施说明

1．教学方法

本课程以理论教学为主，课堂讲授是以液态金属成形、金属塑性成形、金属连接成形的基本理论为基础，工艺方法为关键，兼顾工艺设计和成形新方法。讲授过程注意理论与实践相结合原则，讲授各种成形过程中应列举生产事例，通过实例提高学生培养综合分析问题与解决问题的能力。讲授中采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题的及创新能力；引导和鼓励学生自学；注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。

2. 教学手段

本课程属于专业基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件和多媒体教学体系等先进教学手段，确保在有限的学时内，全面、高质量地完成本课程教学任务。

（四）对先修课的要求

本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有高等数学、工程制图、

无机化学、粉体材料基础、工程力学、物理化学、金属工艺学等课程。

（五）对习题课、实践环节的要求

1. 对重点、难点章节（如材料的成形与加工、材料的表面改性与表面加工等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

2.课后作业内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本工艺方法及方案设计等内容，作业要能起到巩固理论，提高分析问题、解决问题能力。对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

（六）课程考核方式

1．考核方式：考试。

2．考核目标：在考核学生对基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力、解决问题的能力，合理制定工艺。

3. 成绩构成：本课程的总成绩由两部分组成：平时成绩占10~30%，期末成绩占70~90%。

平时成绩由任课理论教师视出勤、作业完成情况和课堂回答问题按百分制给出；平时成绩不及格者取消期末该课程考试资格，该课程的总成绩直接以不及格计。

（七）主要参考书目:

1.《材料工程基础》周美玲、谢建新、朱宝泉主编北京工业大学出版社 2001.4

2.《材料成形工艺》夏巨谌、张启勋主编机械工业出版社2005.1

3.《材料成形工程》陈金德西安交通大学出版社 2000.07

4.《材料工程基础》王昆林编著清华大学出版社2009.09

二、中文摘要

本课程主要讲授材料的制取与合成工艺、材料的成形与加工工艺、材料的改性与表面加工工艺、材料的复合工艺；通过学习使学生初步具备为不同零部件的生产选择合理的制造方法的能力，同时为其他相关课程及从事新材料研究奠定必要的基础。本课程将为毕业设计等奠定重要的基础。

三、课程学时总体分配表

四、教学内容及基本要求

第一部分材料的制取与合成

总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0

第1部分材料的熔炼（讲课4学时）

具体内容:

1.1 钢铁冶金

1.2 铝冶金与熔炼

1.3 铜冶金

1.4 真空冶金

1.5 单晶材料制备

1.6 玻璃的熔炼与凝固

重点:

钢铁冶金、铝冶金与熔炼、铜冶金、玻璃的熔炼与凝固。难点:

钢铁冶金、铜冶金、玻璃的熔炼与凝固

第2部分粉体表面与界面化学（讲课4学时）

具体内容:

2.1 高分子材料简介

2.2 聚合反应

2.3 聚合方法

2.4 高分子的发展前景

重点：

高分子材料的聚合反应及聚合方法。

难点：

高分子的聚合反应。

第二部分材料的成形与加工

总学时(单位：学时):16 讲课:16 实验:0 上机:0

第3部分金属的液态成形与半固态成形（讲课2学时）具体内容：

3.1 液态成形

3.2 半固态成形

3.3 快速凝固成形

重点：

金属的液态成形、半固态成形、快速凝固成形原理与工艺。难点：

金属的液态成形、半固态成形、快速凝固成形原理与工艺。第4部分金属塑性加工（讲课6学时）

具体内容：

4.1 概述

4.2 金属塑性加工基本原理

4.3 轧制

4.4 挤压

4.6 锻造

4.7 冲压成形

重点：

金属塑性加工基本原理，轧制、挤压、拉拔、锻造及冲压成形方法与工艺。难点：

轧制、挤压、拉拔、锻造与冲压成形方法与工艺。

第5部分粉末材料的成形与固结（讲课4学时）

具体内容：

5.1 粉末的成形与干燥

5.2 粉末体烧结

5.3 胶凝固化

重点：

粉末材料的成形与固化原理及工艺。

难点：

粉末材料的成形与固化原理。

第6部分高分子材料成形与加工、材料的连接（讲课2学时）

具体内容：

6.1 塑料成形加工

6.2 橡胶成形与加工

6.3 合成纤维成形加工

重点：

高分子材料成形与加工工艺。

难点：

高分子材料成形与加工工艺。

第7部分材料的连接（讲课2学时）

具体内容：

7.1 材料的焊接

7.2 材料的粘接

重点：

材料的焊接与粘接。

难点：

材料的焊接与粘接。

第三部分材料的改性与表面加工

总学时(单位：学时):10 讲课:10 实验:0 上机:0

第8部分金属材料的常规热处理（讲课2学时）

具体内容：

8.1 常规热处理的基本原理

8.2 常规热处理工艺

重点：

金属材料常规热处理的基本原理与工艺。

难点：

金属材料常规热处理的基本原理。

第9部分材料的表面改性（讲课6学时）

9.1 表面淬火

9.2 化学表面改性

9.3 三束表面改性

重点：

材料的化学表面改性和三束表面改性原理及工艺。

难点：

材料的化学表面改性和三束改性原理及工艺。

第10部分材料的表面防护（讲课4学时）

具体内容：

10.1 材料的腐蚀与防护

10.2 材料的摩擦、磨损与防护

重点：

材料的腐蚀与防护。

难点：

材料的腐蚀与防护。

第11部分薄膜制备技术（讲课4学时）

具体内容：

11.1 薄膜材料基础

11.2 物理成膜

11.3 化学成膜

11.4 液相反应沉积

重点：

薄膜物理、化学成膜方法及液相反应沉积。

难点：

薄膜物理、化学成膜方法。

习题:

书中每部分习题或根据讲课重点、难点自拟1--3道题。