非金属材料(教案).doc

教案（首页） 授课时间 2011年秋季 教案编写时间 2011年8月 课程名称非金属材料课程编号3073009175总学时32讲课： 32 学时实验： 0 学时实习： 0 学时学 分 数2课型必修课（ ） 选修课（）理论课（） 实验课（ ）任课教师周 勇职称讲 师授课对象2009年（班）级 二年级1-4班 专业 机械设计制造及其自动化基本教材和主要参考资料基本教材：齐宝森. 机械工程非金属材料（第二版）. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2007主要参考资料： 李尹熙. 汽车用非金属材料. 北京：北京理工大学出版社，1999陈维常. 车用非金属材料教程. 北京：北京理工大学出版社，1998梁光启. 工程非金属材料基础. 北京：国防工业出版社，1985殷凤仕，姜学波等. 非金属材料学. 北京：机械工业出版社，1998教学目的和要求1. 了解高分子材料的定义、用途、生产过程；掌握高分子化合物的合成方法；掌握高聚物的性能；了解提高高分子材料性能的途径和方法。2. 了解塑料的组成和各个成分的作用；了解塑料的分类，掌握塑料的主要性能；掌握塑料制品的成型与加工方法，了解塑料制品的加工过程；掌握常用的几种热塑性工程塑料和常用的几种热固性塑料；掌握工程塑料的选用原则。3. 掌握橡胶的定义，了解橡胶的组成和各个成分的作用；掌握橡胶的主要性能；掌握常用的几种橡胶材料。4. 掌握胶接的定义和主要的特点；了解胶粘剂的组成和各个成分的作用；了解胶粘剂的分类；掌握常用的几种胶粘剂；了解胶接技术的应用。5. 了解陶瓷的组织与结构特点；掌握陶瓷的分类和性能特点；了解常见的工业用陶瓷特点；了解陶瓷在机械行业的应用。6. 掌握复合材料的定义及特点；了解复合材料的增强原理；了解各种复合材料的性能特点。教学重点、难点重点：高聚物的性能和提高高分子材料性能的途径和方法；塑料的分类和主要性能；塑料制品的成型方法和加工方法；常见的几种工程塑料；工程塑料的选用原则；常用橡胶的性能和选择原则、应用范围；胶接的定义和主要特点；胶接剂的分类，主要特点；常用胶粘剂的应用；陶瓷的分类和性能特点，常见工业用陶瓷的特点；陶瓷在机械行业的应用；复合材料的增强原理，各种复合材料的性能特点。难点：高聚物的性能特点；塑料的主要性能；塑料制品的成型方法和加工方法；常用橡胶的选择原则；胶接的定义和主要特点；陶瓷的分类和性能特点；复合材料的增强原理。教学进程第 次课第 1 次课第2 次课第 3 次课第 4次课第 5 次课第 6 次课第 7 次课第 8 次课第9次课第10次课第11 次课第12次课第13次课第14次课第15次课第16次课授课章节第一章 绪 论第二章 高分子工程材料基础第二章 高分子工程材料基础第二章 高分子工程材料基础第三章 工程塑料第三章 工程塑料第三章 工程塑料第四章 橡胶材料第四章 橡胶材料第四章 橡胶材料第五章 胶接材料第五章 胶接材料第六章 陶瓷材料第六章 陶瓷材料第七章 复合材料第七章 复合材料学 时2222222222222222备 注10教案（章节备课） 2学时章 节第一章 绪 论教学目的和要求掌握材料的定义及其在生产、生活中的作用；了解材料的分类方法；了解非金属材料的定义、分类、作用以及在生产、生活中的应用实例。重 点难 点重点：非金属材料的定义与分类；难点：非金属材料的定义教学进程1.1 课程任务 非金属材料定义、种类以及其在生产和生活中发挥的作用； 掌握高分子材料的结构与物理状态和其性能之间的关系； 了解塑料、橡胶以及胶粘剂的一些特点和它们各自的应用范围 具备合理选择、正确使用各种非金属材料的能力。1.2 课程内容 第一章 绪论（2学时） 第二章 高分子工程材料（6学时） 第三章 工程塑料（6学时） 第四章 橡胶材料（6学时） 第五章 胶接材料（4学时） 第六章 陶瓷材料（4学时） 第七章 复合材料（4学时）1.3 非金属材料概述（1）掌握材料的定义及其在生产、生活中的作用（2）了解材料的分类方法（3）了解非金属材料的定义、分类（4）了解非金属材料在生产、生活中的应用实例本章思考题1. 工程材料是如何分类的？2. 非金属材料的定义？主要参考资料李尹熙. 汽车用非金属材料. 北京：北京理工大学出版社，1999；陈维常. 车用非金属材料教程. 北京：北京理工大学出版社，1998；梁光启. 工程非金属材料基础. 北京：国防工业出版社，1985；殷凤仕，姜学波等. 非金属材料学. 北京：机械工业出版社，1998。备注注意结合实际举例，加深学生印象。促进对课堂知识的理解。教案（章节备课） 6学时章 节第二章 高分子工程材料基础教学目的和要求了解高分子材料的定义、用途、生产过程；掌握高分子化合物的合成方法；掌握高聚物的性能（如弹性、高聚物粘性、力学性能、摩擦、磨损性能、化学稳定性、高聚物的老化与防老化等）；掌握提高高分子材料性能的途径和方法。重 点难 点重点：高聚物的性能和提高高分子材料性能的途径和方法；难点：高聚物的性能特点。教学进程2.1 概述（1）有关概念：高分子化合物、链节、聚合度、单体、多分散性（2）人工合成方法：加聚反应、缩聚反应（3）分类与命名：碳链高聚物、杂链高聚物、元素有机聚合物、无机高聚物2.2 高聚物的结构和性能（1）大分子链的结构（一次结构）：链接方式、空间构型（2）大分子链的构象（二次结构）：构象、柔顺性及其影响因素（3）高聚物的聚集态结构（三次结构）：大分子间的相互作用力、几何排列（4）高聚物的结晶：结晶过程、结晶对性能的影响、结晶的影响因素2.3 高聚物的力学状态（1）线型非晶态高聚物的三种力学状态：玻璃态、高弹态、粘流态（2）线型晶态高聚物的力学状态：完全晶态高聚物、非完全晶态高聚物（3）体型高聚物的力学状态2.4 提高高分子材料的性能的途径和方法（1）途径：填充改性、增强改性、共混改性、化学改性（2）改善耐热性：较高的熔点和软化点、高的抗热解性能、高的耐化学品作用的能力（3）老化与防老化：老化的原因、防老化的措施本章思考题1. 高分子化合物的合成。2. 高聚物的三种结构形式及性能。3. 提高高分子材料性能的途径。主要参考资料李尹熙. 汽车用非金属材料. 北京：北京理工大学出版社，1999；陈维常. 车用非金属材料教程. 北京：北京理工大学出版社，1998；梁光启. 工程非金属材料基础. 北京：国防工业出版社，1985；殷凤仕，姜学波等. 非金属材料学. 北京：机械工业出版社，1998。备注教案（章节备课） 6学时章 节第三章 工程塑料教学目的和要求了解塑料的组成和各个成分的作用；了解塑料的分类，掌握塑料的主要性能；掌握塑料制品的成型与加工方法，了解塑料制品的加工过程；掌握常用的几种热塑性工程塑料和常用的几种热固性塑料；掌握工程塑料的选用原则。重 点难 点重点：塑料的分类和主要性能；塑料制品的成型方法和加工方法；常见的几种工程塑料；工程塑料的选用原则；难点：塑料的主要性能；塑料制品的成型方法和加工方法教学进程3.1 概述（1）塑料的含义和组成：树脂、添加剂（2）分类：按树脂的受热行为分类（热塑性塑料、热固性塑料） 按塑料的应用范围分类（通用塑料、工程塑料）3.2 工程塑料的性能与测定（1）物理性能：密度、颜色、透光性及防护性能（2）力学性能：硬度、抗拉强度、屈服强度、弹性模量及伸长率、抗压强度和抗弯强度、抗剪强度、冲击韧性、疲劳强度、蠕变、摩擦及磨损性能（3）热性能：耐热性、导热性、膨胀系数、熔融指数、耐燃烧性（4）电性能（5）化学性能及其他性能：耐腐蚀性、成型收缩率3.3 工程塑料制品的成型、加工与热处理（1）成型方法：注射成型、挤压成型、压制成型、吹塑成型、浇注成型、真空成型、冷压烧结成型（2）加工：机械加工、工程塑料件的接合、工程塑料零件的表面处理（3）热处理：目的、基本类型与作用3.4 常用工程塑料简介（1）常用的热塑性工程塑料：PA（尼龙）、ABS、PMMA（有机玻璃）、POM、PC、氟塑料、PSF、PE、PP、PVC（2）常用的热固性工程塑料：酚醛树脂、环氧塑料、3.5 工程塑料的选用（1）原则：使用性能原则、工艺性能原则、经济性原则（2）选材：一般结构零件用工程塑料；摩擦传动零件用工程塑料；耐腐蚀零部件用工程塑料；耐高温零件用工程塑料；电器零件用工程塑料。（3）应用实例分析：塑料轴承、塑料齿轮本章思考题1. 主要参考资料李尹熙. 汽车用非金属材料. 北京：北京理工大学出版社，1999；陈维常. 车用非金属材料教程. 北京：北京理工大学出版社，1998；梁光启. 工程非金属材料基础. 北京：国防工业出版社，1985；殷凤仕，姜学波等. 非金属材料学. 北京：机械工业出版社，1998。备注教案（章节备课） 6学时章 节第四章 橡胶材料教学目的和要求掌握橡胶的定义，了解橡胶的组成和各个成分的作用；掌握常用橡胶的主要性能；掌握常用的橡胶材料的选择原则与应用范围。重 点难 点重点：常用橡胶的性能和选择原则、应用范围难点：常用橡胶的选择原则教学进程4.1 概述（1）组成：生胶、配合剂（2）主要性能特点：高弹性能、力学性能、滞后与内耗（3）成型工艺：塑炼、混炼、压延与压出、成型、硫化4.2 常用橡胶材料（1）天然橡胶（NR）：结构、性能、用途（2）通用合成橡胶：丁苯橡胶（SBR）、氟丁橡胶（CR）（3）特种合成橡胶：丁青橡胶（NBR）、聚氨酯橡胶（UR）4.3 橡胶材料的选择与应用（1）一般原则：l 使用性能l 加工工艺性能l 经济性（2）橡胶老化的防止：l 选耐老化性能好的l 加入防老剂l 选合适的其他配合剂l 减少表面老化l 正确掌握硫化工艺l 对橡胶进行改性（3）应用实例：l 橡胶密封制品l 聚氨酯橡胶冷冲压模具材料本章思考题1. 主要参考资料李尹熙. 汽车用非金属材料. 北京：北京理工大学出版社，1999；陈维常. 车用非金属材料教程. 北京：北京理工大学出版社，1998；梁光启. 工程非金属材料基础. 北京：国防工业出版社，1985；殷凤仕，姜学波等. 非金属材料学. 北京：机械工业出版社，1998。备注教案（章节备课） 4学时章 节第五章 胶接材料教学目的和要求掌握胶接的定义和主要的特点；了解胶粘剂的组成和各个成分的作用；了解胶粘剂的分类；掌握常用的几种胶粘剂；了解胶接技术的应用。重 点难 点重点：胶接的定义和主要特点；胶接剂的分类，主要特点；常用胶粘剂的应用。难点：胶接的定义和主要特点。教学进程5.1 胶接材料的基础知识（1）基本概念：胶接、胶粘剂（2）胶粘剂的组成与分类l 组成：基料、固化剂、填料、增韧剂、稀释剂、改性剂l 分类：按基料分类、按用途分类、按固化工艺分类、按外观形态分类5.2 胶接原理 （1）吸附理论； （2）扩散理论； （3）静电理论（4）化学键理论；（5）机械结合理论5.3 常用的几种胶粘剂（1）环氧树脂胶粘剂（2）酚醛改性胶粘剂（3）聚氨酯胶粘剂（4）-氰基丙烯酸酯胶（5）无机胶粘剂5.4 胶接工艺简介（1）胶接接头的设计：受力类型、原则（2）胶接工艺5.5 胶接技术的应用（1）胶接材料的选用原则：被胶材料、工作温度、受力条件（2）实例应用l 在机械设备中的应用l 在汽车制造及维修中的应用l 在农机制造及维修中的应用l 在电气工业上的应用本章思考题1.主要参考资料李尹熙. 汽车用非金属材料. 北京：北京理工大学出版社，1999；陈维常. 车用非金属材料教程. 北京：北京理工大学出版社，1998；梁光启. 工程非金属材料基础. 北京：国防工业出版社，1985；殷凤仕，姜学波等. 非金属材料学. 北京：机械工业出版社，1998。备注教案（章节备课） 4学时章 节第六章 陶瓷材料教学目的和要求了解陶瓷的组织与结构特点；掌握陶瓷的分类和性能特点；了解常见的工业用陶瓷特点；了解陶瓷在机械行业的应用。重 点难 点重点：陶瓷的分类和性能特点，常见工业用陶瓷的特点；陶瓷在机械行业的应用。难点：陶瓷的分类和性能特点教学进程6.1 陶瓷的分类（1）普通陶瓷（2）特种陶瓷6.2 陶瓷的组织与结构（1）晶体相：含氧盐酸、氧化物、非氧化物（2）玻璃相：二氧化物、其他氧化物（3）气相6.3 陶瓷的性能（1）力学性能：弹性模量、硬度、强度、塑性、韧性（2）物理性能：热膨胀、导热性和热稳定性；导电性、光学性能（3）化学性能6.4 常用工业陶瓷（1）普通陶瓷（2）特种陶瓷6.5 陶瓷在机械工业中的应用（1）汽车零件：氧传感器、气门加热器（2）陶瓷刀具：氧化铝系陶瓷、氮化硅陶瓷、立方氮化硼本章思考题1.主要参考资料李尹熙. 汽车用非金属材料. 北京：北京理工大学出版社，1999；陈维常. 车用非金属材料教程. 北京：北京理工大学出版社，1998；梁光启. 工程非金属材料基础. 北京：国防工业出版社，1985；殷凤仕，姜学波等. 非金属材料学. 北京：机械工业出版社，1998。备注教案（章节备课） 4学时章 节第七章 复合材料教学目的和要求掌握复合材料的定义及特点；了解复合材料的增强原理；了解各种复合材料的性能特点。重 点难 点重点：复合材料的增强原理，各种复合材料的性能特点。难点：复合材料的增强原理教学进程7.1 概述（1）复合材料增强原理（2）特性：