《材料工程基础》课程教学大纲

1、材料工程基础课程教学大纲课程编号DB1524185课程名称材料工程基础课程性质专业必修课英文名称Fundamentals of Material Engineering开课单位材料与化工学院面向专业材料科学与工程授课语种汉语学分4总学时60理论学时50实验学时6讨论学时4上机学时其他学时开课学期第 4 学期先修课程物理化学、工程力学、金工实习一、课程简介材料工程基础是材料科学与工程专业的专业必修课；是材料科学与工程专业的本科生在已经掌握有关的材料科学基础知识的基础上，进一步拓展材料工程方面理论和实践的基础知识的一门专业核心课程。本课程将以金属材料、无机非金属材料、高分子材料的工程特点为依据，归

2、纳并按照其在材料制备、材料加工、材料改性、材料复合四个主要方面的基本理论知识和实践过程进行讲授。通过基础知识和理论讲解，并列举工程方法的实例、及成果，使学生理解三大材料体系的合成过程、评价及原理，了解各材料体系的基本加工过程及相关影响因素，了解材料的改性技术，并建立和了解材料复合的原理和途径及材料设计的基本思路。二、课程目标和基本要求通过本课程的学习，使学生具体目标如下：1、能够将金属和无机非金属粉末的制备或评价的相关知识用于解决金属或无机非金属材料的配方设计、工艺实施、检测分析的表述。2、能够阐述材料表面改性、材料腐蚀与防护相关原理，能够将金属熔炼及液态成型、粉末材料制备相关原理用于分析金属

3、液态及固态成型、粉末成型涉及的复杂工程问题。3、能够将材料复合相关原理用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与综合。三、课程目标对毕业要求的支撑情况课程目标所支撑的毕业要求所支撑的毕业要求指标点支撑权重11工程知识1-1：能够将数学、自然科学、工程基础和材料科学与工程专业知识用于材料相关工程问题的表述。0.321工程知识1-3：能够将数学、自然科学、工程基础、材料专业知识和数学模型方法用于推演和分析材料相关复杂工程问题；0.331工程知识1-4：能够将材料科学与工程专业知识和数学模型方法用于材料选取、工艺设计、检测分析中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与

4、综合。0.3教学内容及学时分配教学内容教学要求教学方法对应课程目标学时分配布置任务第一篇材料的制备1材料的熔炼1.1钢铁冶金1.2有色金属（Al、Cu）冶炼、真空冶炼1.3单晶材料制备1.4玻璃的熔炼与凝固能够阐述钢铁冶金、铝冶金与熔炼、单晶生长的基本合成过程和核心原理相关知识，并将其用于配方设计和工艺实施过程中涉及的复杂工程问题；认识真空冶金、玻璃的熔炼的原理、特点与工艺实施过程。引进视频PPT讲授课堂讨论课堂提问1授课（5）讨论（1）作业12粉末材料的制备2.1概述2.2机械制粉2.3物理制粉2.4化学制粉2.5粉末颗粒大小的表征与测量能够应用粉末测定、机械制粉法及其检测分析方法的相关知识

5、和原理，进行粉末配方设计、配方实施和粉末分级的检测分析中涉及复杂工程问题；认识物理制粉法、化学制粉、纳米粉体的制备方法的原理。PPT讲授课堂讨论课堂提问1授课（5）讨论（1）作业23 高分子材料的聚合3.1高分子材料简介3.2聚合反应3.3聚合方法3.4高分子的发展前景能够阐述聚合反应和聚合方法；认识高分子材料的发展前景。PPT讲授课堂提问课堂讨论1授课（5）讨论（1）第二篇材料的成型与加工4金属液态与半固态成型4.1液态成型4.2半固态成型4.3快速凝固成型能够运用液态成型和快速凝固技术的基本原理，用于分析金属液态与半固态成型中涉及的关键环节和影响因素；认识半固态成型技术引进视频PPT讲授课

6、堂提问课堂讨论2授课（4）5粉末成型与固化5.1粉末的成型与干燥5.2粉末体烧结5.3胶凝固化能够将粉末的成型与干燥、粉末体烧结基本原理用于分析粉末产品工艺实施的关键环节及制品质量检测的关键因素；认识胶凝固化。PPT讲授课堂提问案例讲解课堂讨论2授课（4）作业36 高分子材料成型与加工6.1塑料成型与加工6.2橡胶成型加工6.3合成纤维成型加工能够陈述塑料成型加工工艺过程；认识橡胶成型加工、合成纤维成型加工。PPT讲授课堂提问2授课（4）期中考试第三篇材料的改性与表面加工7材料的表面改性7.1化学表面改性7.2三束表面改性能够阐述表面淬火、表面化学改性、三束表面改性的相关原理；并能识别和进行不

7、同方法选择。PPT讲授课堂讨论2授课（2）8材料的表面防护8.1材料的腐蚀与防护8.2材料的摩擦、磨损防护能够阐述材料腐蚀与防护相关原理；认识材料的摩擦磨损防护。PPT讲授课堂提问2授课（2）9薄膜制备技术9.1薄膜材料基础9.2物理成膜9.3化学成膜9.4液相反应沉积能够叙述薄膜材料基础原理、物理成膜、化学成膜；认识液相反应沉积。PPT讲授课堂提问2授课（4）第四篇材料的复合10复合材料基础10.1概述10.2复合材料界面10.3复合理论与复合材料设计能够识别复合材料的界面、复合理论、复合的基本原理，认识复合材料设计。PPT讲授课堂提问3授课（3）讨论（1）11金属复合材料制备与加工能够辨别

8、冶金复合、铸造凝固成型；认识喷射成型、轧制复合、挤压成型、拉拔复合法，认识到复合材料合成及制备有多种方案可选择。PPT讲授课堂提问3授课(2)12陶瓷复合材料12.1概述12.2增强体的制备12.3颗粒弥散12.4晶须强韧化12.5纤维增强基复合材料能够运用上述复合原理及制备方法用于陶瓷基复合材料的解决方案的比较，分析其优势、影响因素，获得有效结论；认识颗粒弥散陶瓷基复合材料、陶瓷基复合材料、纤维增强基复合材料。PPT讲授课堂提问案例分析3授课(3)案例分析（1）作业413纤维增强高分子复合材料的制备与加工13.1概述13.2高分子复合材料成型用半成品的制备13.3高分子复合材料的成型工艺能够

9、复述高分子复合材料成型用半成品的制备方法、高分子复合材料的成型工艺PPT讲授课堂提问3授课（4）14生物复合材料能够识别颗粒增强生物复合材料、纤维增强生物复合材料、多孔材料PPT讲授课堂提问3授课（2）课内实验1.将无机非金属粉末制备的相关知识用于石英粉、碳化硅复合粉体配方设计，球磨机制备复合粉体材料工艺实施；2.将无机非金属粉末制备的相关知识用于粉体粒度分布的测定及表征。1实验（6）实验报告序号思想政治教育元素1通过本课程学习，使学生明确无机非金属材料行业的资源、质量、规模、污染等问题，引导学生重视专业课，学好专业课，为将来解决上述行业面临的共同难题贡献自己的力量，培养和树立社会责任感。2通

10、过复合材料和相关前沿文献分析讨论等学习，激励学生建立严谨的科学精神，树立科学报国，精益求精，敬业爱国的思想和意识。五、课程考核方式考核方式考核内容对应课程目标评分依据考核占比平时作业能够将材料复合相关原理用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与综合。（30分）3分等级评分表法分等级评分，评分标准见附录30%期中考试阐述金属Fe、Al冶炼及粉末材料的制备的基本原理和知识，并将其用于原料制备的配方设计、工艺实施和检测分析的表述。（1317分）1考试成绩算分法依据标准答案评分30%运用粉末的成型、粉末体烧结基本原理，通过成型与烧结性能参数，分析粉末产品工艺实施

11、关键环节及制品质量检测的关键因素。（1317分）2期末考试阐述金属熔炼和粉末制备的相关知识，将金属或无机非金属相关原理用于材料配方设计、工艺实施、检测分析中的问题表述。（1822分）1考试成绩算分法依据标准答案评分40%将液态及粉末成型与加工的相关科学原理用于分析相关液态成型工艺和粉体烧结问题的关键环节；阐述材料表面改性、材料腐蚀与防护相关原理。（1822分）2六、教材名称及主要参考书教材：周美玲，谢建新，朱宝泉，材料工程基础，北京工业大学出版社，2001.4；教学参考书：陈杰，材料工程基础，化学工业出版社，2017.8；刘伟，材料概论，科学出版社， 2019.2；曹茂盛，材料合成与制备方法，哈尔滨工业大学出版社，2018.7。附录：各类考核评分标准表平时作业评分标准课程目标评分标准100-90分89-80分79-70分69-60分59-0分课程目标3：能够将材料复合相关原理用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与综合。能够将材料复合相关原理准确用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与综合；题目理解正确，问题分析透彻。能够将材料复合相关原理用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案