《無機材料工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱

《無機材料工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱一、基本信息課程中文名稱:無機材料工藝學(xué)課程英文名稱：InorganicMaterialsTechnology課程代碼：19044101課程性質(zhì)：專業(yè)核心課學(xué)分：3.5總學(xué)時：56（其中理論：56實驗：0上機：0實踐：0）適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)先修課程：無機與分析化學(xué)、物理化學(xué)B、材料科學(xué)基礎(chǔ)A、材料現(xiàn)代研究方法開課學(xué)院、部、中心：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料工程系材料科學(xué)與工程教研室二、課程地位與作用本課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)核心課之一，與無機與分析化學(xué)、物理化學(xué)B、材料科學(xué)基礎(chǔ)A、材料現(xiàn)代研究方法和工廠工藝設(shè)計概論A等課程共同構(gòu)成材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識體系。本課程主要介紹無機材料的制備工藝，使學(xué)生掌握原料及其加工工藝、配合料計算與制備、成型和燒結(jié)等基礎(chǔ)理論知識，為無機材料生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)，也可滿足建材行業(yè)生產(chǎn)、技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域?qū)Ω呒壖夹g(shù)人才的需求，有利于學(xué)生在該領(lǐng)域從事生產(chǎn)、研發(fā)及管理工作，以實現(xiàn)為行業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標。三、課程教學(xué)目標本課程支撐畢業(yè)要求指標點2.2、3.1、3.2、4.1、4.3、6.3、11.1。以立德樹人為宗旨，在中國陶瓷史及典型案例的分析中使學(xué)生了解我國燦爛的陶瓷文化，激發(fā)學(xué)生愛國、愛專業(yè)的情懷，增強民族自豪感和文化自信。通過對水泥、玻璃的發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀的學(xué)習(xí)，認識到我國水泥、玻璃工業(yè)從無到有、再到世界領(lǐng)先所經(jīng)歷的艱難困苦、所付出的艱苦卓絕的努力，增強學(xué)生的奉獻精神、堅定他們科技興國的信念。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握無機材料原料及加工、配料計算和制備方法、成型和燒成工藝等基礎(chǔ)理論知識和主要工藝過程，掌握無機材料生產(chǎn)工藝的共性和個性問題；能夠秉承可持續(xù)發(fā)展的理念進行原料選擇和配料、能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的實際工程問題進行綜合分析，并提出合理的解決方案。本課程的課程目標及能力要求具體如下：目標1：通過查閱專業(yè)文獻，能夠掌握和綜合運用專業(yè)知識進行配料設(shè)計，分析配料方案的合理性，并進行優(yōu)選。（支撐畢業(yè)要求指標點2.2）目標2：掌握無機材料成型、干燥和熱處理（熔制、燒成）等工藝過程原理，并熟練掌握無機材料生產(chǎn)工藝；根據(jù)產(chǎn)品能夠?qū)⑿鹿に囈敕桨钢?，設(shè)計合理的生產(chǎn)方案。（支撐畢業(yè)要求指標點3.1）目標3：綜合分析、論證無機材料生產(chǎn)方案的合理性，并進行可行性評價；能夠掌握工程管理原理與經(jīng)濟決策方法對無機材料生產(chǎn)過程對環(huán)境、社會的影響進行技術(shù)經(jīng)濟分析和可行性評價。（支撐畢業(yè)要求指標點3.2、6.3、11.1）目標4：掌握材料工藝性能以及檢測基本原理，能夠根據(jù)產(chǎn)品選擇研究路線，設(shè)計實驗方案。（支撐畢業(yè)要求指標點4.1）目標5：能夠結(jié)合相關(guān)文獻對無機材料生產(chǎn)過程中的共性和個性問題進行分析歸納，得出有效結(jié)論。（支撐畢業(yè)要求指標點4.3）畢業(yè)要求指標點、課程目標及能力要求見表1。課程教學(xué)目標與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標畢業(yè)要求指標點教學(xué)方式考核方式目標12.2能夠正確表達材料制備過程復(fù)雜工程問題，并通過文獻研究和會議探討遴選最優(yōu)方案；課堂講授，典型案例分析，課堂討論課堂作業(yè)目標23.1能夠掌握和綜合運用本專業(yè)所需的基本知識和技能，對材料制備及質(zhì)量控制等技術(shù)問題進行方案設(shè)計，并能夠?qū)?chuàng)新方法與工具應(yīng)用于技術(shù)問題解決方案的確定；課堂講授，案例分析，課堂討論課堂討論，課堂作業(yè)6.3在考慮材料工程實踐和復(fù)雜工程問題的解決過程中，能夠采取合理的技術(shù)手段降低或避免其不利影響。課堂講授，課堂討論課堂作業(yè)、課堂討論11.1能夠理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟決策方法，并能應(yīng)用于材料工程實踐；課堂講授，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料課后作業(yè)目標33.2對技術(shù)問題解決方案進行分析、論證，確定方案的合理性；同時考慮社會與環(huán)境、安全與健康對方案進行經(jīng)濟性和可行性評價；課堂講授、課后答疑，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料課堂討論目標44.1能夠利用材料分析檢測技術(shù)的基本原理，通過文獻研究或相關(guān)方法分析復(fù)雜工程問題的解決方案，并能夠根據(jù)對象特征，選擇研究路線，設(shè)計實驗方案；課堂講授，典型案例分析，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料課后作業(yè)目標54.3能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行處理、分析和解釋，并能把實驗結(jié)果、理論分析和文獻研究相結(jié)合，得出合理有效的結(jié)論。課堂講授，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，課后答疑課后作業(yè)四、主要教學(xué)內(nèi)容1、水泥篇（16學(xué)時）第1章緒論（1學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點2.2、3.1、4.2）教學(xué)要求：掌握膠凝材料的定義及分類；了解水泥的發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀。認識到我國水泥工業(yè)從無到有、再到世界領(lǐng)先所經(jīng)歷的艱難困苦，所付出的艱苦卓絕的努力，增強奉獻精神、立志科技興國。重點：膠凝材料的定義，水泥與膠凝材料的聯(lián)系與區(qū)別第2章原料（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點3.1、11.1）教學(xué)要求：掌握水泥原料的分類及其在水泥生產(chǎn)中的作用；掌握石灰質(zhì)原料的種類及其性能；理解黏土質(zhì)原料的成因與化學(xué)組成；了解黏土原料的分類與工藝性能；掌握校正原料的分類。重點：水泥原料的分類、各原料所含氧化物的種類及其在水泥生產(chǎn)中的作用第3章硅酸鹽水泥熟料的組成與配料計算（6學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點2.2、3.1、3.2）教學(xué)要求：掌握硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分和礦物組成；掌握熟料率值的意義及其計算；理解熟料組成的選擇原則；掌握熟料礦物組成的計算和配料計算。在原料選擇和配料計算的過程中，將區(qū)域發(fā)展方向、社會和經(jīng)濟影響、環(huán)境保護等考量因素與水泥工廠的自身經(jīng)濟效益、工業(yè)發(fā)展聯(lián)系起來。重點：熟料礦物組成及各種礦物的性質(zhì)、配料計算難點：生料的配料的方法及計算過程第4章破碎與均化（1學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點6.3）教學(xué)要求：掌握破碎工藝及設(shè)備，物料的均化、預(yù)均化工藝及均化設(shè)備、廠庫。第5章粉磨工藝（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點6.3）教學(xué)要求：掌握粉磨的目的與要求、掌握粉磨工藝流程、了解影響磨機產(chǎn)質(zhì)量及能耗的因素。第6章硅酸鹽水泥熟料煅燒（4學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點2.2、4.2、6.3、8.2、11.1）教學(xué)要求：掌握生料在煅燒過程中的物理和化學(xué)變化，如干燥與脫水、碳酸鹽分解、固相反應(yīng)；理解熟料燒結(jié)和冷卻的過程；理解微量元素和礦化劑對熟料煅燒和質(zhì)量的影響；了解熟料易燒性的改善措施；預(yù)分解窯內(nèi)熟料的煅燒過程，煅燒新技術(shù)；掌握水泥的水化與硬化原理和過程；掌握水泥石的強度、體積變化、耐久性。通過控制工藝參數(shù)可以定制特殊的專項工程項目、地域經(jīng)濟發(fā)展等的符合相應(yīng)要求的水泥產(chǎn)品，以適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展，同時企業(yè)效益得到提升。重點：水泥熟料的煅燒過程，影響水泥熟料燒成質(zhì)量的因素，預(yù)分解窯內(nèi)熟料的煅燒過程難點：熟料的易燒性分析及改善措施。2、玻璃篇（12學(xué)時）第7章緒論（1學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點2.2）教學(xué)要求：理解玻璃的分類及分類方式；掌握玻璃的通性；了解玻璃的發(fā)展歷史及玻璃工業(yè)現(xiàn)狀。需要認識到我國直到80年代才建立了現(xiàn)代浮法玻璃工業(yè)，但無數(shù)科研人員、工匠師傅的辛勤奉獻，使我國的玻璃產(chǎn)業(yè)無論在產(chǎn)量還是質(zhì)量上都居于全球領(lǐng)先地位。第8章玻璃的原料（1學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點11.1）教學(xué)要求：掌握玻璃生產(chǎn)的主要原料；掌握澄清劑的種類以及澄清機理；了解輔助原料在玻璃生產(chǎn)中的作用；掌握碎玻璃在配合料中的用量，使用注意事項及其作用，使學(xué)生樹立變廢為寶、保護環(huán)境的意識。重點：主要原料的種類及作用，輔助原料的種類及作用第9章原料加工（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點3.2）教學(xué)要求：理解玻璃配合料的質(zhì)量要求；掌握干基、濕基含水率，含水率；掌握配合料制備工藝流程；掌握混料時的加料順序；掌握配合料的計算。重點：玻璃原料的混料順序難點：配合料的計算第10章熔制（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點3.1）教學(xué)要求：掌握玻璃熔制的5個階段：硅酸鹽形成、玻璃形成、澄清、均化和冷卻；理解玻璃液中氣體的3種存在形式；掌握澄清劑的作用機理；理解配合料中引入一定水分的作用。重點：玻璃熔制5個階段的物理化學(xué)變化及作用第11章成型（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點3.1）教學(xué)要求：掌握玻璃的成型制度；掌握成型溫度范圍的定義及作用；掌握浮法成型工藝的基本概念；掌握托浮介質(zhì)的物理性質(zhì)及其作用機理。重點；浮法成型工藝中托浮介質(zhì)的作用機理第12章退火與淬火（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點4.1）教學(xué)要求：掌握玻璃內(nèi)應(yīng)力的分類及特點；理解退火的定義及目的；掌握退火工藝的四個階段；掌握退火溫度范圍的定義及確定；了解玻璃物理鋼化（淬火）的定義及原理；掌握硫化鎳的性質(zhì)及其作用機理。重點：玻璃內(nèi)應(yīng)力的分類難點：退火工藝的四個階段第13章缺陷（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點4.3）教學(xué)要求：掌握缺陷的定義；掌握玻璃體內(nèi)缺陷的分類及各個缺陷產(chǎn)生的原因；了解各種缺陷形貌特征及判斷方式。3、陶瓷篇（28學(xué)時）第14章緒論（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點2.2）教學(xué)要求：了解中國陶瓷的起源，掌握陶瓷發(fā)展過程中的三個階段和三大突破；掌握陶瓷的定義、分類以及陶器與瓷器的區(qū)別；掌握宋代著名窯口器物的典型特征及其工藝特點，了解中國陶瓷史知識，弘揚傳統(tǒng)文化，增強文化自信。重點：陶瓷的定義、分類，陶與瓷的區(qū)別、三個重大突破；五大名窯和八大民窯的工藝特點。難點：陶瓷發(fā)展過程中的三個重大突破。第15章陶瓷組成（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點3.2）教學(xué)要求：了解中國陶瓷的外銷以及對歐洲的影響；掌握日用陶瓷的配方以及瓷坯的組成以及各自特點。了解中國制瓷技藝的外傳過程，提高知識產(chǎn)權(quán)的保護意識；了解中國陶瓷對世界文明的影響，增強文化自信。第16章原料（4學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點3.2、11.1）教學(xué)要求：掌握陶瓷原料的分類及其在陶瓷生產(chǎn)中的作用；理解粘土的成因與化學(xué)組成；掌握粘土的分類與工藝性能；掌握石英和長石的種類及其性能；理解鈣質(zhì)原料和其它品種的原料。重點：粘土類原料分類與工藝性能難點：各類原料在陶瓷生產(chǎn)中的作用。第17章配料計算與坯料制備（8學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點：2.2、3.2、6.3）教學(xué)要求：理解配料的依據(jù)，配方的確定；掌握陶瓷的組成，日用瓷的分類與性能；掌握陶瓷坯釉料表示方法及配料計算；掌握陶瓷坯料的種類與質(zhì)量要求，掌握可塑料、注漿料和壓制料的制備工藝。掌握配料過程中所遵循的原則，培養(yǎng)學(xué)生保護環(huán)境，勤儉節(jié)約的意識。重點：坯釉料表示法，坯料的制備工藝難點：配料計算第18章成型、干燥與施釉（8學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點3.1、4.1、4.3）教學(xué)要求：了解成型原理，掌握陶瓷生產(chǎn)常用的成型工藝，學(xué)會根據(jù)產(chǎn)品種類選擇合理的成型方式。掌握原料或者坯料中水的分類和干燥過程；了解干燥方法和干燥原理；掌握釉的分類和形成過程，釉層的性質(zhì)，釉料制備與施釉工藝；了解陶瓷的裝飾技術(shù)。重點：常用的成型工藝、釉的分類和性質(zhì)。難點：釉的性質(zhì)。第19章燒成（4學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標點2.2、6.3）教學(xué)要求：掌握陶瓷坯體在燒成過程中的物理化學(xué)變化，燒成制度的確定；理解常用的燒成設(shè)備及其工作原理；掌握低溫?zé)珊涂焖贌?；理解燒成缺陷，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)制品缺陷進行綜合分析，并提出合理解決方案的能力。重點：陶瓷坯體在燒成過程中的物理化學(xué)變化。五、教學(xué)方法本課程是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程，專業(yè)性和綜合性強。理論講授應(yīng)緊緊圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標，以學(xué)生獲取工程知識、建立工程概念以及形成工程能力為宗旨，采用多種教學(xué)方法相結(jié)合，以提高課堂教學(xué)效果。1.課堂講授（1）多媒體與視頻播放相結(jié)合：通過圖片、生產(chǎn)視頻等影像資料增強直觀性，便于學(xué)習(xí)掌握，提高學(xué)習(xí)效率。（2）案例講解與分析：學(xué)習(xí)古陶瓷知識，講述有關(guān)陶瓷的故事，分析著名窯口器物的工藝特點，使學(xué)生提高對陶瓷文化和材料專業(yè)的興趣，傳承和弘揚陶瓷文化，樹立文化自信。（3）翻轉(zhuǎn)課堂輔助教學(xué)：利用“雨課堂”、“學(xué)習(xí)通”或“微助教”等教學(xué)APP資源實現(xiàn)考勤檢查、課堂答題，學(xué)習(xí)互動、教學(xué)效果檢測、教學(xué)課件上傳、作業(yè)布置和知識擴展。2.課外輔導(dǎo)答疑及作業(yè)批改每周固定時間輔導(dǎo)答疑，答疑時間每周不少于2小時；根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和進程布置一定量的作業(yè)，對課后作業(yè)和學(xué)生答疑時的共性問題進行課堂集中講解。六、課程考核和成績評定方式本課程采用期末閉卷考試和平時考核（包括作業(yè)和課堂習(xí)題）相結(jié)合的方式，閉卷考核成績占70%，平時考核成績占30%。七、教材及參考文獻1、教材[1]何秀蘭，無機非金屬材料工藝學(xué)，（第1版），化學(xué)工業(yè)出版社