《复合材料概论》课程教学大纲

《复合材料概论》课程教学大纲一、基本信息中文名称:复合材料概论英文名称：IntroductiontoCompositeMaterials课程代码：19045204课程性质：专业选修课学分：1.5总学时：24（其中理论：24实验：0上机：0实践：0）适用学院及专业：材料科学与工程学院高分子材料与工程专业先修课程：高分子化学；高分子物理；聚合物合成工艺学；高分子复合材料物理性能开课单位：材料科学与工程学院材料化学系二、课程地位与作用复合材料概论是高分子材料与工程专业选修课程。本课程旨在掌握复合材料制备和性质及应用，拓宽学生的知识面，增强思维能力，为毕业后从事科研或其它相关工作打基础。三、课程教学目标本课程支撑毕业要求指标点1.3，1.4，3.2，3.3学生通过该课程的学习，掌握复合材料的增强体、聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料、纳米复合材料等方面的基本知识和基本理论，目的旨在培养学生对复合材料科学和技术的认知与了解，启迪大学生的创新思维，拓宽其科学视野，自觉养成爱护环境的良好习惯。通过本课程的学习，学生应具备以下能力：目标1：培养学生能初步学会运用复合材料的基本知识来分析复合材料设计、制备和加工实践中遇到的实际问题。激发学生的创新意识，并形成进一步应用于专业领域的基本科学思维。（支撑毕业要求指标点1.3）目标2：通过这门交叉学科的学习，培养学生严谨的治学态度和实事求是的科学作风。通过学习化学学科发展历程的学习，了解我国众多科学家先辈在这一过程中所作出的努力和取得的突破性进展，激发学生的爱国热情、民族自豪感，厚植爱国主义情怀，崇尚科学创新，践行工匠精神。（支撑毕业要求指标点1.4）目标3：掌握复合材料制备工艺和复合材料性质及应用方面的基本知识，掌握常用复合材料制备工艺包括聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和水泥基复合材料的制备工艺原理、设备相关知识，并具备利用上述工程基础知识进行高分子材料的实际工程问题进行分析和设计的能力。（支撑毕业要求指标点3.2）目标4：掌握复合材料的基础知识，能够对复合材料的制备、加工等环节提出合理的设计方案具备运用上述工程知识，制定解决方案，选择正确成型工艺，优化工艺流程，选择合理合成设备，对其进行分析、评价与改进的能力，运用复合材料的基本知识分析复合材料设计、制备和加工实践中遇到的实际问题。在原有工艺基础上进行创新的能力。（支撑毕业要求指标点3.3）课程教学目标与毕业要求的关系矩阵教学目标毕业要求指标点教学方式考核方式目标11.3掌握高分子材料与工程专业知识，并能将其应用于解决复杂工程问题。课堂讲授、典型案例、成就、先进事迹、课后答疑、课后讨论、上网查阅相关资料和课程作业。课程期末小论文，课程作业,课后讨论。目标21.4掌握工程基础知识，并能针对高分子材料相关工程问题进行分析与设计。面向学生的成长成才，要求学生坚定理想信念。课堂讲授，典型案例分析，课堂讨论课程期末小论文，课程作业,课后讨论。目标33.2能够根据所制定的解决方案，设计合理的材料结构、设备结构、工艺流程，对其进行分析、评价与改进，并体现创新意识。课堂讲授、课后答疑，上网查阅相关资料课程期末小论文，课程作业,课后讨论。目标43.3具备运用工程知识，制定解决方案，选择正确复合材料成型工艺，优化成型流程，选择合理成型设备，对其进行分析、评价与改进的能力。在原有工艺基础上进行创新的能力。在优秀合成案例的学习中，激发学生的爱国热情、民族自豪感，厚植爱国主义情怀，崇尚科学创新，践行工匠精神。课堂讲授、典型案例、成就、先进事迹。课程期末小论文，课程作业,课后讨论。四、主要教学内容第1章绪论（2学时，支撑毕业要求指标点1.3，1.4）教学要求：本章应掌握国际标准化组织（ISO）关于复合材料定义，描述复合材料性能的一些基本参数，特别是比强度、比模量两个基本要概念。了解各类复合材料的基本性能，复合材料结构设计基础，特别是复合材料设计中多级结构的设计理念。培养学生改革创新精神。难点：复合材料设计中多级结构的设计理念。重点：比强度、比模量两个基本要概念。第2章复合材料的增强体（6学时，支撑毕业要求指标点1.3，1.4，3.2，3.3）教学要求：本章应掌握玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维的分类、结构特征、物化性能、基本制备方法及应用领域。了解其它（特种）纤维如碳化硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维基本物化性能及纤维增强材料的一些最新进展。培养学生主动求知精神。难点：玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维基本制备方法。重点：掌握玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维的分类、结构特征、物化性能、基本制备方法及应用领域。第3章聚合物基复合材料（6学时，支撑毕业要求指标点1.3，1.4，3.2，3.3）教学要求：本章应掌握典型聚合物基复合材料的种类及性能，特别是玻璃纤维增强热固性树脂（GFRP）、玻璃纤维增强热塑料（FR-TP）、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料四类典型聚合物基复合材料的结构和性能特征。了解聚合物基复合材料的应用领域及基本成型加工技术，例如手糊成型工艺、夹层结构成型工艺、模压成型工艺、模压成型模具、层压工艺、缠绕成型工艺、挤出成型工艺、热塑性复合材料及其工艺理论基础、注射成型工艺、热塑性片状模塑料及其制品冲压成型工艺。引导学生工匠精神。难点：典型聚合物基复合材料的结构和性能特征。重点：基本成型加工技术。第4章金属基复合材料（2学时，支撑毕业要求指标点1.3，1.4，3.2，3.3）教学要求：本章应掌握铝基、镍基及钛基复合材料的结构、性能及主要应用领域。了解金属基复合材料的种类和性能。难点：铝基、镍基及钛基复合材料的结构、性能。重点：复合材料的结构、性能及主要应用领域。第5章陶瓷基复合材料（2学时，支撑毕业要求指标点1.3，1.4，3.2，3.3）教学要求：本章应掌握陶瓷基复合材料中基体材料及增强材料的种类、结构及物化性能特征，典型陶瓷基复合材料特别是纤维增强、晶须和颗料增强（韧）陶瓷基复合材料的的种类和性能，掌握自蔓延高温合成（SHS）技术、溶胶-凝胶（sol-gel）技术、先驱有机聚合物转化制备技术三种最先进的陶瓷基复合材料的制备方法。了解陶瓷基复合材料增强材料的增韧机制。培养学生努力成才。难点：陶瓷基复合材料增强材料的增韧机制。重点：自蔓延高温合成（SHS）技术、溶胶-凝胶（sol-gel）技术、先驱有机聚合物转化制备技术三种最先进的陶瓷基复合材料的制备方法。第6章水泥基复合材料（2学时，支撑毕业要求指标点1.3，1.4，3.2，3.3）教学要求：本章应掌握水泥基复合材料的结构、性能及主要应用领域。了解水泥基复合材料的种类和性能。培养学生实干精神。难点：水泥基复合材料的结构。重点：水泥基复合材料的种类和性能。第7章纳米复合材料（2学时，支撑毕业要求指标点1.3，1.4，3.2，3.3）教学要求：本章应掌握纳米复合材料的种类和性能。了解纳米复合材料的应用前景。培养学生民族精神、服务社会。难点：纳米复合材料的种类和性能。重点：纳米复合材料的应用前景。第8章材料复合新技术（2学时，支撑毕业要求指标点1.3，1.4，3.2，3.3）教学要求：本章应掌握复合材料复合新技术。了解复合材料复合新技术发展方向。培养学生时代精神、实干精神。难点：复合材料复合新技术。重点：复合材料复合新技术发展方向。五、教学方法课堂讲授、典型案例、成就、先进事迹、课后答疑、课后讨论、上网查阅相关资料和课程作业。六、课程考核和成绩评定方式课程考核：采用小论文和平时考核方式结合，小论文成绩80%，平时考核20%。五级分制。七、教材及参考文献1.教材：尹洪峰，复合材料（第一版），北京，冶金工业出版社