《材料工程基础》课程教学大纲

1、材料工程基础Fundamentals of Materials Engineering一、课程基本情况课程类别：专业主干课课程学分：3学分课程总学时：48学时，其中讲课：48学时，实验（含上机）：0学时，课外0学时课程性质：必修开课学期：第4学期先修课程：材料科学基础，材料物理，材料化学，材料力学适用专业：材料物理专业教 材：周美玲等编著，材料工程基础，北京工业出版社，2001年。开课单位：物理与光电工程学院材料物理系二、课程性质、教学目标和任务本课程是材料物理专业的本科生在已经掌握有关的材料基础知识的基础上，进一步拓展材料工程方面理论基础知识的一门专业主干课，通过本课程的学习，学生掌握材料制

2、备、加工、改性及复合的基本概念、基本理论和基本知识，能够根据所确定材料的性能、结构与应用要求，提出材料制备加工的方案与方法，并以此为引导，更深入地学习材料制备的专门知识，为将来从事材料研究、材料加工等行业的工作打下坚实的必备的理论和实践研究的基础。课程围绕金属、陶瓷、高分子三大材料成材过程的技术原理、工艺和方法，介绍材料制取合成、材料加工成形、材料改性与表面加工以及材料复合的方法与工艺。重点讲授材料制备过程体系和单元操作的共性，适度反映该领域中的最新研究成果。三、教学内容和要求第1章 材料的熔炼 （6学时）1.1钢铁冶金（2学时）（1）了解钢、铁的特性和用途；（2）理解钢、铁冶炼的热力学过程；

3、（3）掌握炼铁，炼钢，的特点、基本过程和原理；重点：理解钢、铁冶炼的热力学过程难点：掌握炼铁，炼钢的基本过程和原理1.2铝、铜冶金（2学时 ）（1）了解铝、铜的性质和用途； （2）理解铝合金熔炼、火法炼铜的工艺过程；（3）掌握铝合金熔炼、火法炼铜的基本原理；重点：理解铝合金熔炼、火法炼铜的工艺过程难点：掌握铝合金熔炼、火法炼铜的基本原理1.3玻璃的熔炼与凝固（2学时 ）（1）了解玻璃态的性质和结构特征； （2）理解玻璃态形成的动力学条件； （3）掌握非晶玻璃态制备工艺；重点：掌握非晶玻璃态制备工艺难点：掌握非晶玻璃态制备工艺原理第2章 粉末材料制备 （6学时）2.1常见粉体制备方法（4学时 ）

4、（1）了解粉体的基本特征； （2）理解各种制备方法中粉体形成条件； （3）掌握机械、物理和化学制备粉体的方法；重点：机械、物理和化学制备粉体的工艺方法难点：各种制备工艺的条件和原理2.2粉体颗粒大小的表征与测量（2学时 ）（1）了解粉体颗粒大小的表征方法； （2）掌握常见的粒度测定方法；重点：粒度测定方法难点：粒度测定方法原理第3章 高分子材料的聚合 （6学时）3.1高分子材料简介（2学时 ）（1）了解高分子材料分类及其结构特性； （2）理解塑料，橡胶和纤维三大高分子材料的特性； 重点：了解高分子材料分类及其结构特性难点：理解塑料，橡胶和纤维三大高分子材料的特性3.2聚合反应（2学时 ）（1）

5、了解高分子聚合的发展和基本概念； （2）理解高分子聚合反应的分类； （3）掌握高分子聚合反应的基本原理；重点：掌握高分子聚合反应的基本原理难点：掌握高分子自由基聚合和离子聚合的基本原理3.3聚合方法（2学时 ）（1）了解本体聚合，溶液聚合，悬浮聚合和乳液聚合的概念； （2）理解本体聚合，溶液聚合，悬浮聚合和乳液聚合的基本特点； （3）掌握本体聚合，溶液聚合，悬浮聚合和乳液聚合的原理及应用；重点：掌握本体聚合，溶液聚合，悬浮聚合和乳液聚合的原理及应用难点：掌握本体聚合，溶液聚合，悬浮聚合和乳液聚合的原理第4章 金属液态与半固态成形 （4学时）4.1液态成形（2学时）（1）了解液态成形的概念、特点

6、和发展； （2）理解液态成形合金性能特点； （3）掌握液态成形方法；重点：掌握液态成形方法难点：掌握液态成形中砂型铸造和特种铸造的原理4.2半固态成形和快速凝固（2学时）（1）了解半固态成形和快速凝固的概念、特点和发展； （2）理解半固态下合金的流动性； （3）掌握半固态成形方法和快速凝固技术；重点：掌握半固态成形方法和快速凝固技术难点：掌握流变成形，触变成形，铸锻成形和急冷凝固技术第5章 金属塑性加工 （8学时）5.1金属塑性加工理论基础（2学时）（1）了解塑形、塑形变形、应力应变曲线的基本概念； （2）理解应力与应变的表示和计算方法； （3）掌握塑性应力与应变的关系；重点：理解应力与应变的

7、表示和计算方法难点：掌握塑性应力与应变的关系5.2金属塑性加工方法（轧制，挤压，拉拔，锻造，冲压）（6学时 ）（1）了解常见金属塑形加工的方法的概念和特点； （2）理解常见金属塑形加工的方法的工艺过程； （3）掌握金属塑形加工工艺和基本原理；重点：掌握金属塑形加工工艺和基本原理难点：掌握金属塑形加工的基本原理第6章 粉末成形与固化 （5学时）6.1粉末的成形与干燥（3学时 ）（1）了解粉末的成形与干燥过程； （2）理解粉末的成形与干燥基本原理； （3）掌握压力成形、增塑成形浆料成形的原理和方法；重点：理解粉末的成形与干燥基本原理难点：掌握压力成形、增塑成形浆料成形的原理和方法6.2粉末体烧结与

8、胶凝固化（2学时 ）（1）了解粉末体烧结与胶凝固化的基本概念； （2）理解粉末体烧结原理； （3）掌握烧结工艺和凝胶固化工艺；重点：掌握烧结工艺和凝胶固化工艺难点：掌握无压烧结、反应烧结、微波烧结、气硬固化和水硬固化第7章 高分子材料成形 （3学时）（1）了解塑料成形加工、橡胶成形加工和合成纤维成形加工的概念； （2）理解塑料成形加工、橡胶成形加工和合成纤维成形加工工艺原理； （3）掌握塑料成形加工、橡胶成形加工和合成纤维成形加工典型工艺过程；重点：理解塑料成形加工、橡胶成形加工和合成纤维成形加工工艺原理难点：掌握塑料成形加工、橡胶成形加工和合成纤维成形加工典型工艺过程第8章 材料连接 （2学

9、时）2（1）了解焊接的特点，分类，焊接材料，焊接设备，以及粘接技术的现状和发展； （2）理解焊接技术和粘接技术的基本原理； （3）掌握焊接技术和粘接技术中几种常见工艺过程；重点：理解焊接技术和粘接技术的基本原理难点：掌握焊接技术和粘接技术中几种常见工艺过程第9章 金属材料的热处理 （4学时）9.1常规热处理的基本原理（2学时 ）（1）了解热处理的加热和冷却过程； （2）理解加热转变和冷却转变； 重点：理解加热转变和冷却转变难点：理解等温冷却转变曲线和连续冷却转变曲线9.2常规热处理工艺（2学时 ）（1）了解退火，正火，淬火，回火和实效的定义，目的和方法； （2）理解退火，正火，淬火，回火和实效

10、基本原理； （3）掌握退火，正火，淬火，回火和实效基本原理工艺过程和产物；重点：理解退火，正火，淬火，回火和实效基本原理难点：掌握退火，正火，淬火，回火和实效基本原理工艺过程和产物第10章 材料的表面改性 （4学时）10.1表面淬火（1学时 ）（1）了解表面淬火的概念和分类； （2）理解表面淬火的基本原理； （3）掌握感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火；重点：理解表面淬火的基本原理难点：掌握感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火10.2表面化学改性和三束表面改性（3学时 ）（1）了解表面化学改性，三束表面改性的概念和分类； （2）理解表面化学，三束表面改性的基本原理； （3）掌握表面化学，三束表面改性的工艺过程；重点：理解表面化学，三束表面改性的基本原理难点：掌握表面化学，三束表面改性的工艺过程四、课程考核（1）作业等：作业：10次，课程论文：0篇；（2）考核方式： 闭卷考试（3）总评成绩计算方式：由平时成绩（10%）、期中考试成绩（20%）和期末考试成绩（70%）综合计算五、参考书目1、师昌绪 等编著，材料工程基础，化学工业出版社，2006年。2、谷臣清 等编著，材料工程基础，机械工业出版社，2004年。3、胡汉起编著，编著，金属凝