《復(fù)合材料概論》課程教學(xué)大綱

《復(fù)合材料概論》課程教學(xué)大綱一、基本信息中文名稱:復(fù)合材料概論英文名稱：IntroductiontoCompositeMaterials課程代碼：19045204課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：1.5總學(xué)時(shí)：24（其中理論：24實(shí)驗(yàn)：0上機(jī)：0實(shí)踐：0）適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)先修課程：高分子化學(xué)；高分子物理；聚合物合成工藝學(xué)；高分子復(fù)合材料物理性能開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料化學(xué)系二、課程地位與作用復(fù)合材料概論是高分子材料與工程專業(yè)選修課程。本課程旨在掌握復(fù)合材料制備和性質(zhì)及應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)思維能力，為畢業(yè)后從事科研或其它相關(guān)工作打基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)目標(biāo)本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4，3.2，3.3學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，掌握復(fù)合材料的增強(qiáng)體、聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料、納米復(fù)合材料等方面的基本知識(shí)和基本理論，目的旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)合材料科學(xué)和技術(shù)的認(rèn)知與了解，啟迪大學(xué)生的創(chuàng)新思維，拓寬其科學(xué)視野，自覺(jué)養(yǎng)成愛(ài)護(hù)環(huán)境的良好習(xí)慣。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：目標(biāo)1：培養(yǎng)學(xué)生能初步學(xué)會(huì)運(yùn)用復(fù)合材料的基本知識(shí)來(lái)分析復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制備和加工實(shí)踐中遇到的實(shí)際問(wèn)題。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，并形成進(jìn)一步應(yīng)用于專業(yè)領(lǐng)域的基本科學(xué)思維。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3）目標(biāo)2：通過(guò)這門交叉學(xué)科的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。通過(guò)學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科發(fā)展歷程的學(xué)習(xí)，了解我國(guó)眾多科學(xué)家先輩在這一過(guò)程中所作出的努力和取得的突破性進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情、民族自豪感，厚植愛(ài)國(guó)主義情懷，崇尚科學(xué)創(chuàng)新，踐行工匠精神。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.4）目標(biāo)3：掌握復(fù)合材料制備工藝和復(fù)合材料性質(zhì)及應(yīng)用方面的基本知識(shí)，掌握常用復(fù)合材料制備工藝包括聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料和水泥基復(fù)合材料的制備工藝原理、設(shè)備相關(guān)知識(shí)，并具備利用上述工程基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行高分子材料的實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2）目標(biāo)4：掌握復(fù)合材料的基礎(chǔ)知識(shí)，能夠?qū)?fù)合材料的制備、加工等環(huán)節(jié)提出合理的設(shè)計(jì)方案具備運(yùn)用上述工程知識(shí)，制定解決方案，選擇正確成型工藝，優(yōu)化工藝流程，選擇合理合成設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)與改進(jìn)的能力，運(yùn)用復(fù)合材料的基本知識(shí)分析復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制備和加工實(shí)踐中遇到的實(shí)際問(wèn)題。在原有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)教學(xué)方式考核方式目標(biāo)11.3掌握高分子材料與工程專業(yè)知識(shí)，并能將其應(yīng)用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題。課堂講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡、課后答疑、課后討論、上網(wǎng)查閱相關(guān)資料和課程作業(yè)。課程期末小論文，課程作業(yè),課后討論。目標(biāo)21.4掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)，并能針對(duì)高分子材料相關(guān)工程問(wèn)題進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。面向?qū)W生的成長(zhǎng)成才，要求學(xué)生堅(jiān)定理想信念。課堂講授，典型案例分析，課堂討論課程期末小論文，課程作業(yè),課后討論。目標(biāo)33.2能夠根據(jù)所制定的解決方案，設(shè)計(jì)合理的材料結(jié)構(gòu)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝流程，對(duì)其進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)與改進(jìn)，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。課堂講授、課后答疑，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料課程期末小論文，課程作業(yè),課后討論。目標(biāo)43.3具備運(yùn)用工程知識(shí)，制定解決方案，選擇正確復(fù)合材料成型工藝，優(yōu)化成型流程，選擇合理成型設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)與改進(jìn)的能力。在原有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新的能力。在優(yōu)秀合成案例的學(xué)習(xí)中，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情、民族自豪感，厚植愛(ài)國(guó)主義情懷，崇尚科學(xué)創(chuàng)新，踐行工匠精神。課堂講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡。課程期末小論文，課程作業(yè),課后討論。四、主要教學(xué)內(nèi)容第1章緒論（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4）教學(xué)要求：本章應(yīng)掌握國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）關(guān)于復(fù)合材料定義，描述復(fù)合材料性能的一些基本參數(shù)，特別是比強(qiáng)度、比模量?jī)蓚€(gè)基本要概念。了解各類復(fù)合材料的基本性能，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，特別是復(fù)合材料設(shè)計(jì)中多級(jí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念。培養(yǎng)學(xué)生改革創(chuàng)新精神。難點(diǎn)：復(fù)合材料設(shè)計(jì)中多級(jí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念。重點(diǎn)：比強(qiáng)度、比模量?jī)蓚€(gè)基本要概念。第2章復(fù)合材料的增強(qiáng)體（6學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4，3.2，3.3）教學(xué)要求：本章應(yīng)掌握玻璃纖維、碳纖維及芳綸纖維的分類、結(jié)構(gòu)特征、物化性能、基本制備方法及應(yīng)用領(lǐng)域。了解其它（特種）纖維如碳化硅纖維、硼纖維、氧化鋁纖維基本物化性能及纖維增強(qiáng)材料的一些最新進(jìn)展。培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)求知精神。難點(diǎn)：玻璃纖維、碳纖維及芳綸纖維基本制備方法。重點(diǎn)：掌握玻璃纖維、碳纖維及芳綸纖維的分類、結(jié)構(gòu)特征、物化性能、基本制備方法及應(yīng)用領(lǐng)域。第3章聚合物基復(fù)合材料（6學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4，3.2，3.3）教學(xué)要求：本章應(yīng)掌握典型聚合物基復(fù)合材料的種類及性能，特別是玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂（GFRP）、玻璃纖維增強(qiáng)熱塑料（FR-TP）、碳纖維增強(qiáng)塑料、芳香族聚酰胺纖維增強(qiáng)塑料四類典型聚合物基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能特征。了解聚合物基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域及基本成型加工技術(shù)，例如手糊成型工藝、夾層結(jié)構(gòu)成型工藝、模壓成型工藝、模壓成型模具、層壓工藝、纏繞成型工藝、擠出成型工藝、熱塑性復(fù)合材料及其工藝?yán)碚摶A(chǔ)、注射成型工藝、熱塑性片狀模塑料及其制品沖壓成型工藝。引導(dǎo)學(xué)生工匠精神。難點(diǎn)：典型聚合物基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能特征。重點(diǎn)：基本成型加工技術(shù)。第4章金屬基復(fù)合材料（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4，3.2，3.3）教學(xué)要求：本章應(yīng)掌握鋁基、鎳基及鈦基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能及主要應(yīng)用領(lǐng)域。了解金屬基復(fù)合材料的種類和性能。難點(diǎn)：鋁基、鎳基及鈦基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能。重點(diǎn)：復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能及主要應(yīng)用領(lǐng)域。第5章陶瓷基復(fù)合材料（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4，3.2，3.3）教學(xué)要求：本章應(yīng)掌握陶瓷基復(fù)合材料中基體材料及增強(qiáng)材料的種類、結(jié)構(gòu)及物化性能特征，典型陶瓷基復(fù)合材料特別是纖維增強(qiáng)、晶須和顆料增強(qiáng)（韌）陶瓷基復(fù)合材料的的種類和性能，掌握自蔓延高溫合成（SHS）技術(shù)、溶膠-凝膠（sol-gel）技術(shù)、先驅(qū)有機(jī)聚合物轉(zhuǎn)化制備技術(shù)三種最先進(jìn)的陶瓷基復(fù)合材料的制備方法。了解陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)材料的增韌機(jī)制。培養(yǎng)學(xué)生努力成才。難點(diǎn)：陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)材料的增韌機(jī)制。重點(diǎn)：自蔓延高溫合成（SHS）技術(shù)、溶膠-凝膠（sol-gel）技術(shù)、先驅(qū)有機(jī)聚合物轉(zhuǎn)化制備技術(shù)三種最先進(jìn)的陶瓷基復(fù)合材料的制備方法。第6章水泥基復(fù)合材料（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4，3.2，3.3）教學(xué)要求：本章應(yīng)掌握水泥基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能及主要應(yīng)用領(lǐng)域。了解水泥基復(fù)合材料的種類和性能。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)干精神。難點(diǎn)：水泥基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)：水泥基復(fù)合材料的種類和性能。第7章納米復(fù)合材料（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4，3.2，3.3）教學(xué)要求：本章應(yīng)掌握納米復(fù)合材料的種類和性能。了解納米復(fù)合材料的應(yīng)用前景。培養(yǎng)學(xué)生民族精神、服務(wù)社會(huì)。難點(diǎn)：納米復(fù)合材料的種類和性能。重點(diǎn)：納米復(fù)合材料的應(yīng)用前景。第8章材料復(fù)合新技術(shù)（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3，1.4，3.2，3.3）教學(xué)要求：本章應(yīng)掌握復(fù)合材料復(fù)合新技術(shù)。了解復(fù)合材料復(fù)合新技術(shù)發(fā)展方向。培養(yǎng)學(xué)生時(shí)代精神、實(shí)干精神。難點(diǎn)：復(fù)合材料復(fù)合新技術(shù)。重點(diǎn)：復(fù)合材料復(fù)合新技術(shù)發(fā)展方向。五、教學(xué)方法課堂講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡、課后答疑、課后討論、上網(wǎng)查閱相關(guān)資料和課程作業(yè)。六、課程考核和成績(jī)?cè)u(píng)定方式課程考核：采用小論文和平時(shí)考核方式結(jié)合，小論文成績(jī)80%，平時(shí)考核20%。五級(jí)分制。七、教材及參考文獻(xiàn)1.教材：尹洪峰，復(fù)合材料（第一版），北京，冶金工業(yè)出版社