《材料工程基础》课程内容探讨

1、?材料工程根底?课程内容讨论?材料工程基捶课程内容讨论1?材料工程基捶课程现状1.1教学内容的选择无一定标准目前,全国各高校材料科学与工程专业均开设了材料工程根底或类似名称课程,作为各学院的专业根底课程或平台课,意在通过教学内容的施行,使学生掌握材料领域工程问题的根本规律,为解决工程实际问题打下坚实理论基矗但同为材料工程根底的课程,授课内容却迥然不同,例如:武汉理工大学,以动量传递、热量传递和质量传递三大传递过程为主线,以燃烧过程和枯燥过程为过程综合的应用,以根本理论理解和应用贯穿全部教学内容;四川大学,重点讲授金属材料的物理冶金问题,说明钢的合金化原理,力图使学生掌握金属及合金材料的化学成分

2、、组织构造,消费过程及环境因素对其性能影响的根本规律;浙江大学没有开设材料工程根底,但开设了材料工艺根底,介绍各种材料的性能和制备方法;西南石油大学的材料工程根底那么主要说明材料的加工、制备、合成、与改性的根本工艺原理、技术方法和质量控制等,学生在修完本课程后能根本理解材料科学与工程领域内主要材料的加工工艺过程、制备技术与方法,获得较广泛的材料工程的根底知识和根本理论。1.2材料工程根底的根底界定不明确造成材料工程根底内容的多样性的根本原因是什么?是材料工程根底界定不明确或者说很困难。这是由于材料的多样性、综合性和跨学科应用造成的。根据两院院士师昌绪先生的定义:材料是人类制造生活和消费用的物品

3、、器件、构件、机器或其他产品的物质。材料是人类赖以生存和开展的物质基矗信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。材料除了具有重要性和普遍性以外,还具有多样性。材料的多样性决定了分类标准的多样性。从物理化学属性来分,可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。从行业来分,可分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。从应用来分,又可分为构造材料与功能材料等等。中国科学院院士姚熹先生在同济大学校庆报告会做了题为?EsseneandethdlgyfaterialSiene?指出,材料科学的精华有三点:1材料科学是一门实验科学;2材料科学是一门制

4、备科学;3材料科学是一门综合性的穿插科学。因此,从实验科学与制备科学的观点出发,但凡材料制备过程中所涉及技术和方法问题都属材料工程问题,包括原材料的输送、原材料精制、合成、产品精制、后加工、包装、运输等消费工序原理以及为完成上述工序的一些配套工序,如消费过程中的传热问题、三废处理问题。由于材料的多样性,各种材料制备、加工方法千差万别,材料工程问题就显得错综复杂了,如何从这多种多样的工程问题中提炼出各种材料制备与加工的共同涉及根底问题,建立材料学的平台课程材料工程根底完好的知识体系成了当务之急。1.3高校的教材跟不上企业技术的更新,呈现相对滞后的现象教材是教学的主要根据,教材不但要反映一门学科的

5、根底理论知识与结论,还要反映现代先进的技术手段学科中的应用。材料工程根底课程有义务介绍工业界最新的技术和最新的设备,不仅如此,当今的工业过程设计大多通过商业软件进展设计,笔者强烈建议在材料工程根底中向学生介绍商业软件,计算机辅助设计依赖于设计者严谨的工作作风和正确的工程判断,通过课程的讲解,学生掌握计算机辅助设计的根本原理、应用软件和根本方法。2合理选择材料工程根底课程教学内容的建议各个高校在确定材料工程根底授课内容时,都有其历史沿革,并或多或少的与其专业特点和培养方案相适应,有着一定的合理性,也都立足于解决材料工程问题。但作为教育部21世纪初高等教育教学改革工程材料科学与工程专业人才培养方案

6、及教学内容体系改革的研究中主干专业根底课程理应有一个相对统一的教材来标准教学内容,笔者的观点是:材料工程根底应该避开详细材料的制备和加工过程,研究材料消费和加工中普遍存在的最根底的共性问题。2.1物料衡算和能量衡算是所有材料制备工业设计的根底,理应成为材料工程根底的根本内容物料衡算是以质量守恒定律为根底对物料平衡进展计算。物料平衡是指在单位时间内进入系统(体系)的全部物料质量必定等于分开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量。工艺设计中,物料衡算是在工艺流程确定后进展的。目的是根据原料与产品之间的定量转化关系,计算原料的消耗量,各种中间产品、产品和副产品的产量,消费过程中各阶段

7、的消耗量以及组成,进而为热量衡算、其他工艺计算及设备计算打基矗当物料经物理或化学变化时,假如其动能、位能或对外界所作之功,对于总能量的变化影响甚小可以忽略时,能量守恒定律可以简化为热量衡算。它是建立过程数学模型的一个重要手段,是材料计算的重要组成局部。进展热量衡算,可以确定为到达一定的物理或化学变化须向设备传入或从设备传出的热量;根据热量衡算可确定加热剂或冷却剂的用量以及设备的换热面积,或可建立起进入和分开设备的物料的热状态包括温度、压力、组成和相态之间的关系。物料衡算和能量衡算各种材料制备过程中所涉及的根本问题,也是进一步进展经济核算的根据。2.2物料输送是消费过程中不可或论文联盟.Ll.缺

8、的根本操作,是材料工程根底的重要内容任何材料的消费,都要涉及原材料和产品输送问题。材料输送问题包括固体物料的输送和流体气体和液体的输送。许多种原料、半成品和成品产品是处于固体状态,需要从一处输送到另一处,固体物料的输送要保证效率和维持物料的品质,通常有以下几种输送方法:带式输送、气动输送、斗式输送和重力输送等工艺。流体输送那么是利用泵或风机通过管道进展输送。2.3在工业消费中,传热过程具有相当重要的地位材料制备过程中,几乎所有的化学反响过程都需要控制在一定的温度下进展;反响物在进入反响器前常需加热或冷却到一定温度,在过程进展中,由于反响物需要吸收或放出一定的热量,故又要不断地导入或移出热量;许

9、多设备或管道在高温或低温下操作,假设要保证管路中输送的流体能维持一定的温度以及减少热量损失,那么需要保温或隔热。掌握热量传递的根本原理,进展强化或削弱传热、传热设备的设计或选型,是一个材料工程师必需具备的根本素质。2.4原材料和产物的提纯是材料制备中的根本操作原材料和产品常常都是混合物,要制备合格的产品,常要进展混合物的别离。利用原物系中各组分间某种物性的差异,使其中某个组分或某些组分从一相转移到另一相。物质在相间的转移过程称为物质传递过程。常见的传质过程有蒸馏、吸收、枯燥、萃取和吸附等单元操作。2.5其他随着科学技术的进步,计算机技术已经浸透到工程技术领域,工程技术和计算机辅助设计都已广泛应用到材料工程技术中,材料工程根底应引入材料计算软件和工艺设计软件根本知识以及应用这些软件进展计算和设计的程序和方法。3结语材料工程根底应以材料消费过程中所共有的工程根底问题即物料和能量衡算、物质输送、传热理论和传质理论为主要内容,同时结合最新的科技成果特别是计算机技术在材料工程中的应用,教授学生掌握计算机计算和设计的根本程序和方法。参考文献1材料科学技术