《材料制备与加工A》教学大纲

《材料制备与加工A》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03145191课程性质：专业必修课学分：2.5学分学时：40学时（其中：理论40学时）先修课程：材料科学基础、材料成型工艺基础后续课程：材料检测与分析技术、材料物理性能、材料力学性能适用专业：材料科学与工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《材料制备与加工A》是材料科学与工程专业的一门学科技术基础必修课。通过本课程的学习，使学生比较全面系统的了解常用工程材料的制备方法及原理，为专业学习打下理论基础，并为今后从事金属材料的生产、研究提供初步能力。掌握金属材料常见制备工艺、原理与产物组织与性能之间的关系及其变化规律。熟练掌握常见冶金工艺及钢铁材料的冶炼过程、原理、适用条件，了解铝、铜、镁等有色金属材料的冶金工艺。掌握半固态、定向凝固等新的材料制备技术。掌握粉末冶金工艺过程、原理、适用条件，掌握陶瓷等无机非金属材料的制备工艺。在掌握各种材料制备工艺过程基础上，了解金属材料－制备工艺－组织－性能间的关系，掌握各种制备工艺的适用条件。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，兼顾新技术、新工艺及其发展方向的介绍，培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握常见冶金工艺及钢铁材料的冶炼过程、原理、适用条件，熟悉铝、铜、镁等有色金属材料的冶金工艺与合金熔炼方法；掌握粉末冶金工艺过程、原理、适用条件；掌握陶瓷等无机非金属材料的制备工艺。课程目标2：具备材料制备与加工技术方面的原料选择与处理、制备工艺设计、相关设备使用、和制备结果分析等方面的基本能力；具有在基础工程材料制备相关领域从事生产、技术研发、工艺设计等工作的初步能力。课程目标3：在日常教学中侧重让学生了解我国金属材料生产与消费的基本国情，熟悉材料制备技术的发展研究历史与研究现状，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。从理论和实践教学两个方面培养学生的爱国情怀、工匠精神和创新能力，树立正确的人生价值观。通过将思政元素和理论知识相结合，激发学生的历史使命感，增强学生的爱国热情和学习动力。三、课程目标与毕业要求《材料制备与加工A》课程教学目标对材料科学与工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4能运用工程专业知识，解决材料科学和工程专业相关产品的设计、制备、加工、改性、分析、技术开发、应用研究等技术问题。课程目标1：掌握常见冶金工艺及钢铁材料的冶炼过程、原理、适用条件，熟悉铝、铜、镁等有色金属材料的冶金工艺与合金熔炼方法；掌握粉末冶金工艺过程、原理、适用条件；掌握陶瓷等无机非金属材料的制备工艺。H2.问题分析2.1能认识到解决材料制备问题有多种方案可选，并可通过文献研究寻求最佳的解决方案；2.2能运用数学、自然科学和工程基本原理，分析和验证解决方案的合理性，以获得有效结论；2.3能应用工程基础及专业知识，对常见材料制备问题的解决方案进行有效表达。课程目标2：课程目标2：具备材料制备与加工技术方面的的原料选择与处理、制备工艺设计、相关设备使用、和制备结果分析等方面的基本能力；具有在基础工程材料制备相关领域从事生产、技术研发、工艺设计等工作的初步能力。M3.设计/开发解决方案3．1能够针对复杂材料科学与工程问题，提出解决问题的技术方案。课程目标3：在日常教学中侧重让学生了解我国金属材料生产与消费的基本国情，熟悉材料制备技术的发展研究历史与研究现状，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。从理论和实践教学两个方面培养学生的爱国情怀、工匠精神和创新能力，树立正确的人生价值观。通过将思政元素和理论知识相结合，激发学生的历史使命感，增强学生的爱国热情和学习动力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分见表2表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标炼铁原理与工艺1.1概述2.2原料2.3炼铁原理2.4高炉结构2.5非高炉炼铁技术教学要求：了解我国钢铁现状；掌握炼铁的基本原理、熟悉炼铁原料及处理方法，熟悉高炉结构与功能，了解几种非高炉炼铁工艺。1401、2、32.炼钢方法与设备2.1炼钢原理概述2.2炼钢原料2.3氧气转炉炼钢2.4电炉炼钢2.5炉外精炼技术教学要求：使学生了解掌握炼钢基本原理、熟悉炼钢原料、掌握氧气转炉炼钢与电炉炼钢方法。重点：炼钢原理与方法难点：炼钢原理1401、2、33.粉末冶金原理与工艺3.1粉末的制备3.2粉末的压制工艺3.3粉末的烧结教学要求：了解粉末冶金的生产流程、粉末的制备方法、粉末的成型工艺、以及烧结原理与工艺。重点：粉末的制备、压制与烧结难点：烧结过程组织的变化原理601、2、34.非金属材料制备4.1陶瓷概述4.2陶瓷原料4.3陶瓷的烧成教学要求：使学生了解陶瓷概念、原料、制备基本方法、影响制品质量的因素。重点：不同原料的认识与处理，陶瓷的烧结原理。难点：陶瓷烧制过程原理与制备工艺对缺陷影响601、2、3合计400五、教学方法及手段课程教学以课堂讲授为主，采用学习通等资源配合多媒体课件共同完成授课内容，并结合课堂讨论、案例分析、作业等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面的了解材料的制备原理与方法，掌握常见金属与非金属材料的制备工艺，初步具有对制备方法与材料性能关系分析的能力。课后可通过学习通、钉钉等交流工具，加强和学生之间的交流和沟通。六、课程资源1.推荐教材：（1）朱苗勇.现代钢铁冶金工艺学,冶金工业出版社,2016.12.2.参考书：（1）孙玉福.金属材料成形工艺及控制.北京大学出版社.2010.02.（2）陆文华.铸造合金熔炼.机械工业出版社.2012.04.（3）马景灵.材料合成与制备.化学工业出版社.2017.08.3.期刊：（1）G.Gan,B.Yang,B.Zhang,X.Jiang,Y.Shi,Y.Wu.RefiningMechanismof7075AlAlloybyIn-SituTiB₂Particles.Materials,2017,10(2):132-143.（2）闫鑫博，严红燕，李慧，梁精龙.金属基陶瓷复合材料制备方法研究进展.热加工工艺，2019，48（18）:56-63．（3）金兰，盖国胜，李建国.球磨法和搅拌铸造法制备SiC/Al复合材料.稀有金属材料与工程，2019,38：557-562.（4）贾寓真，吴懿萍，刘国跃.新型粉末冶金高速钢ASP2051淬回火后的硬度及碳化物分析.金属热处理，2019，44(9):79-84.（5）张勇，李佩桓，贾崇林.变形高温合金纯净熔炼设备及工艺研究进展.2018,32(5):1496-1506.4.网络资源：（1）中国有色网，/（2）中国联合钢铁网，/indexold.shtml七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10（1）根据课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442阶段测试10（1）主要考核学生对阶段性所学知识点的理解和掌握程度，满分100分；（2）阶段测验单独评分，取该成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以阶段测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442作业20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√884期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核炼铁原理与工艺、炼钢原理与方法、铝镁铜合金的冶炼与熔炼、半固态制备原理、粉末冶金制备原理与工艺、定向凝固原理与工艺、陶瓷、玻璃、水泥材料的制备等内容。（3）考试题型为：填空题、选择题、判断题、简答题、论述分析题等。√√√302010合计：100分463618八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、阶段测验、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、判断题、选择题、简答题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过60%，综合应用题、分析题不低于40%；课堂表现、学习笔记、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现25积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于60%。上课不认真，不参与教学活动。阶