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1、复合材料科学与工程课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011239060课程名称：复合材料科学与工程/Composite terials Science and Engineering课程类别：专业选修课学分：2总学时：32理论学时：32实验/实践学时：0适用专业：金属材料工程适用对象：本科先修课程：材料科学基础、物理化学教学环境：多媒体开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1 .课程任务与目的复合材料科学与工程是金属材料工程专业的专业任选课之一。该课程讲述构成复合 材料的原材料的性能，不同复合材料的性能、应用及成型工艺，复合材料的结构设计，界面 理论等。通过对本课程的学习，使学生了解复
2、合材料的原材料的性能，掌握不同复合材料的 性能、特点、应用及成型工艺，掌握复合材料的结构设计以及界面理论，扩展学习的专业知 识面，了解复合材料的发展方向和趋势，提高学生多学科结合的思维能力。2 .对接培养的岗位能力通过本课程的学习，使学生专业领域的知识不仅更加牢固，而且专业知识更加丰富，在 今后的生产过程中不仅可以依据实际情况选用合适的复合材料，还可以进行复合材料的结构 设计和力学性能检测，为零件的生产和选用提出合适的方案。通过本课程的学习，使学生具 备必要的工程素养及实践创新精神，具有良好的身体素质及人文素养。三、课程教学目标按照本专业培养方案的毕业要求，参照培养方案中毕业要求与课程的支撑关
3、系矩阵表, 需要达成以下的课程教学目标。3 .知识方面4 1 了解及掌握复合材料的基体材料及性能。（对应毕业要求1.4、2.3）L2 了解及掌握复合材料的增强材料及性能。（对应毕业要求1.4、2.3）L3掌握常用的聚合物基、金属基、陶瓷基复合材料的制备方法、性能特点及应用。（对 应毕业要求1.4、2.3、6.2）L4掌握复合材料的结构设计以及界面理论。（对应毕业要求1.4、2.3）5 .5 了解复合材料的发展方向和趋势。（对应毕业要求7.2）2.能力与素质方面2.1 能够根据材料特性、零件特点，选用合适的复合材料和进行力学性能检测，并能进 行复合材料性能优劣的评价。（对应毕业要求L4、2.3）
4、能够进行复合材料的结构设计，选择与设计相关工艺和设备。（对应毕业要求1.4、2.2 、6.2、7.2）1 .3能够分析、评价复合材料制造技术对环境、社会可持续发展的影响。（对应毕业要求 6.2、7.2）2 .4能够理解复合材料技术的发展趋势和先进理念，为今后从事相关工作具备终身学习 能力奠定基础。（对应毕业要求6.2、7.2）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知 识点教学内容总学时学时完成课程 教学目标讲课实验实践主题1绪论22001.5、2.4主题2复合材料的基体和增 强体材料4400L1、1.2主题3复合材料的界面44001.4、2.1主题4聚合物基复合材料22001.3、2.1、2.2
5、、2.3主题5金属基复合材料22001.3、2.1、2.2、2.3主题6陶瓷基复合材料22001.3 2.1、2.2、2.3主题7水泥基复合材料22001.3、2.1、2.2、2.3主题8新型复合材料44001.5、2.4合计323200五、教学内容及教学设计知识点1绪论（支撑课程目标L5； 2.4）L教学内容复合材料概念；复合材料按基体分类、复合材料按增强体分类；基体与增强体在复合材 料中的作用；复合材料的基本性能；复合材料结构设计基础。3 .教学复合材料的分类4 .教学难点复合材料概念的正确理解；复合材料结构设计关键知识5 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授
6、课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点2复合材料的基体和增强体材料 （支撑课程目标L1； 1.2）L教学内容金属、陶瓷、聚合物基体材料的晶体结构、力学性能、及在复合材料中的作用；颗粒状 增强相、纤维状增强相、结构状增强相的性能及选择；玻璃纤维的性能及制造工艺；碳纤维 性能及制造工艺；芳纶纤维的性能特点及制造工艺。2 .教学各种基体材料的结构及性能特点；掌握增强体的特性。3 .教学难点各种基体材料的结构及性能特点。4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点3复合材
7、料的界面（支撑课程目标L4； 2.1）L教学内容复合材料的界面的概念；材料的润湿性；各种界面结合机理；不同基体复合材料的界面 特性；增强材料的表面处理。5 .教学正确理解聚合物基复合材料的形成理论及界面层结构。6 .教学难点正确理解复合材料界面的概念、效应及作用机理。7 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点4聚合物基复合材料（支撑课程目标1.3； 2.1； 2.2； 2.3）L教学内容聚合物基复合材料增强相的选择；常用聚合物基复合材料基体材料；聚合物复合材料半 成品制备；聚合物基复合材料的性能
8、、结构设计、成型加工技术及应用。8 .教学玻璃纤维增强聚合物基复合材料的特性及设计特点。9 .教学难点用环氧树脂预浸料制备复合材料。10 教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点5金属基复合材料（支撑课程目标1.3； 2.1； 2.2； 2.3）1 .教学内容金属基复合材料基体材料的选择；金属基复合材料增强材料的选择；金属基复合材料的 界面特点；不同金属基复合材料性能和制造工艺；金属基复合材料的力学性能。2 .教学铝基复合材料的性能及制造工艺。3 .教学难点金属基复合材料界面控制。4 .教学方案设计
9、（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点6陶瓷基复合材料（支撑课程目标1.3； 2.1； 2.2； 2.3）1 .教学内容陶瓷基复合材料增强相的作用；陶瓷基复合材料的性能及制造工艺；碳-碳复合材料的 制备和应用；陶瓷基复合材料的强韧化机理。2 .教学碳-碳复合材料的制备与性能。3 .教学难点陶瓷基复合材料的强韧化机理。4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点7水泥基复合材料（支撑课程目标L3； 2.1； 2.2
10、； 2.3）1 .教学内容水泥基复合材料的种类及基本性能；纤维增强水泥复合材料；聚合物混凝土复合材料; 水泥基复合材料的应用。2 .教学纤维增强水泥复合材料；聚合物混凝土复合材料。3 .教学难点聚合物混凝土复合材料。4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。知识点8新型复合材料（支撑课程目标L5； 2.4）L教学内容碳/碳复合材料；纳米复合材料；石墨烯复合材料。5 .教学现代新型复合材料。6 .教学难点石墨烯复合材料。7 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过
11、程中采用问题讨论式、案例式、启发式 等多种教学方法。六、学生成绩评定课程考试考核总成绩由平时学习表现和结课考试成绩两部分组成，结课考试可以是开 （或闭）卷考试，还可以是阅读报告、文章等形式。这种考核可大大学生对日常教学环节中 知识积累和掌握的重视程度，学生的学习产出。考试考核方案见下表。学生成绩评定样表注:考核平时成绩期中考试期末 考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小文章其他VVV成绩比例外101055701 .过程考核包括平时成绩和期中考试，根据本课程要求在所采取的考核下方打“J” ；.期末考试为必修选(可以为开卷或闭卷)，且占总成绩的比例不低于40%；2 .采用“其他”考核的要写明具体形
12、式。七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：(1)刘万辉.复合材料，第2版.哈尔滨工业大学，2017.(2)朱和国、王天池.复合材料原理，第2版.电子工业，2018.参考书：(1) F. L. ttews and R. D. Rawlings. Composite terials: Engineering and Science. 8t Reprinted. Te Alden Press, Oxford, England: CRC Press, 2008.(2) W. F. Smit. Foundations of terials Science and Engineering. 2nd ed. New York: McGraw-ill, 1993.(3) Z. . Sui. Introduction to terials (材料概论).第 1 版, Wuan： Wuan University of Tecnology Press, 2005.(4)王荣国.复合材料概论.第1版.哈尔滨工业大学，哈尔滨：2001.重要文献与课程网络资源：复合材料学报；玻璃钢/复合材料；塑料工业；高分子材料科学工程等。