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1、复合材料（一）课程教学大纲一、课程基本信息英文名称Composites课程代码MSEN3022课程性质专业必修课程授课对象材料科学与工程学分3.0学时54主讲教师袁莉修订日期2021年05月30日指定教材王荣国，武卫莉，古万里 主编复合材料概论，哈尔滨工业大学出版社，2019 年，第6版二、课程目标（一）总体目标：复合材料（一）课程主要介绍复合材料发展概况，主要涉及复合材料基体、复合材 料增强体、复合材料界面、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、碳/碳复合材料、混杂纤维复合材料等内容介绍。通过该课程学习，使学生了解 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是国民经济
2、建设、国防建设与人民生活所不可须臾 缺少的重要组成部分，复合材料作为材料科学中的一支独立的新的学科分支，在当今高科技 发展中独树一帜。鼓励学生将知识转化为科技实践力量，刻苦专研，开发高性能复合材料， 积极推进国家经济建设，为提升我国综合国力而奋斗。（二）课程目标：（小四号黑体）复合材料（一）课程宗旨主要是在让学生获得复合材料发展状况、复合材料的组成 与种类、复合材料的性能、复合材料的制备工艺及复合材料的应用等内容，使学生能够初步 快速掌握复合材料的全面知识，能够应用所学知识，初步设计复合材料的结构与性能，为后 学学习及工作打下坚实的基础。课程目标L能够适应现代材料科学工程技术发展，利用所学本课
3、程与其它课程知识应用于工程领域, 用于复合材料结构的设计、控制和改进。课程目标2：基于复合材料结构与性能设计知识及相关领域的前沿技术，能够对复合材料设计中的工 程问题进行判别。课程目标3：.第四节钛基复合材料第五节石墨纤维增强 金属基复合材料第八章第一节水泥基复合材 料的种类及基本性能第二节水泥基复合材 料的成型工艺第三节水泥基复合材 料的应用6第九章第一节碳/碳复合材料 的发展第二节碳/碳复合材料 的成型加工技术第三节碳/碳复合材料 应用6第十章第一节混杂纤维复合 材料的种类和基本性能第二节混杂纤维复合 材料的结构设计第三节混杂纤维复合 材料6五、教学进度表3：教学进度表（五号宋体）周次日期
4、章节名 称内容提 要授课时 数作业及要 求备注1第一章 总论格一H-第一节复合材料 的发展概 况第二 节复合2完成课堂作 业材料的命 名和分类第三节 复合材料 的基本性 能,第四 节复合 材料结构设计基 础。1-3第二章复合材料的基体 材料第一节 金属基复 合材料第二节 无机凝胶 材料第三节 陶瓷材料第四节 聚合物材 料5完成课堂作 业3-4第三章复合材料 的增强材 料第一节 玻璃纤维 及其制品第二节 碳纤维第三节 芳纶纤维 （有机纤 维）第四节 其他纤维5完成课堂作 业5-6第四章复合材料 的增强界 面第一节概述第二 节复合6完成课堂作 业材料的界面第三节 增强材料 的表面处理7-8第五章聚
5、合物 基复合材 料第一节 聚合物基 复合材料 的种类与 性能第一下 聚合物基 复合材料 结构设计第三节 聚合物基 复合材料 成型加工 技术第四节 聚合物基 复合材料 应用6完成课堂作 业9-10第六 章金属基复 合材料第一 节金属 基复合材 料的种类 与基本性 能第二 节铝基 复合材料第三 节模基 复合材料6完成课堂作 业第四 节钛基 复合材料第五节 石墨纤维 增强金属 基复合材料11-12第七 音陶 瓷基复合 材料第一 节陶瓷 基复合材 料的种类 及基本性 能第二 节陶瓷 基复合材 料的成型 加工技术Ay - 第二节陶瓷 基复合材 料的应用第四 节钛基 复合材料第五节 石墨纤维 增强金属 基
6、复合材 料6完成课堂作 业13-14第八章水泥基 复合材料第一节 水泥基复 合材料的 种类及基 本性能第二节 水泥基复6完成课堂作 业介材料的 成型工艺第三节 水泥基复 合材料的 应用15-16第九章碳/碳复 合材料第一节 碳/碳复 合材料的 发展第二节 碳/碳复 合材料的 成型加工 技术第三节 碳/碳复 合材料应 用6完成课堂作 业17（五号宋体）第十章混杂纤维 复合材料第一节 混杂纤维 复合材料 的种类和 基本性能第二节 混杂纤维 复合材料 的结构设 计第三节 混杂纤维 复合材料3完成课堂作 业六、教材及参考书目（电子学术资源、纸质学术资源等，按规范方式列举）（五号宋体）1 .徐竹 主编，
7、复合材料成型工艺及应用，国防工业出版社，2017年8月2 .魏化震，李恒春,张玉龙 编著，复合材料技术，化学工业出版社，2018年2月3 .程普强编，先进复合材料飞机结构设计与应用，航空工业出版社，2019年5月4 .陈明，徐锦泱，安庆龙著，碳纤维复合材料与叠层结构切削加工理论及应用技 术，上海科学技术出版社，2019年1月5 .杨序纲，吴琪琳 著，复合材料的界面行为，化学工业出版社，2020年5月七、教学方法（讲授法、讨论法、案例教学法等，按规范方式列举，并进行简要说明）（五号宋体）1 .讲授法：围绕不同种类复合材料组成结构与性能，复合材料的制备工艺等进行讲 解。2 .讨论法：基于复合材料的
8、性能，讨论其应用。八、考核方式及评定方法（-）课程考核与课程目标的对应关系表4：课程考核与课程目标的对应关系表课程目标考核要点考核方式课程目标1复合材料的结构、性能及应用作业、提问、考试课程目标2复合材料结构与性能关系作业、提问、考试课程目标3材料组分的结构、性能、复 合材料制备工艺作业、提问、考试课程目标4复合材料组分结构-性能与 复合材料结构-性能-工艺- 加工设备关系作业、提问、考试课程目标5复合材料性能与成型工艺作业、提问、考试课程目标6复合材料结构设计作业、提问、考试（-）评定方法1 .评定方法平时成绩：20%,期中考试：20%,期末考试60%。2 .课程目标的考核占比与达成度分析表
9、5：课程目标的考核占比与达成度分析表占比课程目标平时期中期末总评达成度课程目标1202060课程目标i达成度二02x 平时目标i成绩+0.2x期 中目标i成绩+0.6x期末 目标i成绩/目标i总分。 按课程考核实际情况描述课程目标2202060课程目标3202060课程目标4202060课程目标5202060课程目标6202060（三）评分标准课程目标评分标准90-10080-8970-7960-6960优良中合格不合格ABCDF课程目标1能够充分了解 现代材料科学工程 技术发展，利用所 学本课程与其它课 程知识应用于工程 领域，用于复合材 料结构的设计、控 制和改进。能够熟悉现代材料 科学工
10、程技术发 展，利用所学本课 程与其它课程知识 应用于工程领域， 用于复合材料结构 的设计、控制和改 进。能够较好了解现 代材料科学工程 技术发展，利用所 学本课程与其它 课程知识应用于 工程领域，用于复 合材料结构的设 计、控制和改进。能够基本了解现 代材料科学工程 技术发展，利用 所学本课程与其 它课程知识应用 于工程领域，用 于复合材料结构 的设计、控制和 改进。不能了解现代材 料科学工程技术 发展，利用所学 本课程与其它课 程知识应用于工 程领域，用于复 合材料结构的设 计、控制和改进。课程目标2充分基于复合 材料结构与性能设 计知识及相关领域 的前沿技术，完全 能够对复合材料设 计中的
11、工程问题进 行判别。基于复合材料结构 与性能设计知识及 相关领域的前沿技 术，能够熟悉对复 合材料设计中的工 程问题进行判别。基于复合材 料结构与性能设 计知识及相关领 域的前沿技术，能 够较好对复合材 料设计中的工程 问题进行判别。基于复合材 料结构与性能设 计知识及相关领 域的前沿技术， 基本能够对复合 材料设计中的工 程问题进行判 别。基于复合材 料结构与性能设 计知识及相关领 域的前沿技术， 不能够对复合材 料设计中的工程 问题进行判别。课程目标3充分基于环境 及健康发展需求， 适当选择复合材料 组分，设计满足特 定需求的复合材 料、成型工艺及加 工设备。基于环境及健 康发展需求，适当
12、 选择复合材料组 分，熟悉设计满足 特定需求的复合材 料、成型工艺及加 工设备。基于环境及 健康发展需求，适 当选择复合材料 组分，较好的熟悉 设计满足特定需 求的复合材料、成 型工艺及加工设 备。基于环境及 健康发展需求， 适当选择复合材 料组分，基本能 设计满足特定需 求的复合材料、 成型工艺及加工 设备。基于环境及 健康发展需求， 适当选择复合材 料组分，不能设 计满足特定需求 的复合材料、成 型工艺及加工设 备。课程目标4完全能够基于 复合材料专业理论 知识，根据材料特 性，选择研究合适、 可行的复合材料工 -44- 乙。熟悉能够基于 复合材料专业理论 知识，根据材料特 性，选择研究合
13、适、 可行的复合材料工ZL 较好地能够 基于复合材料专 业理论知识，根据 材料特性，选择研 究合适、可行的复 合材料工艺。基本能够基 于复合材料专业 理论知识，根据 材料特性，选择 研究合适、可行 的复合材料工不能够基于 复合材料专也理 论知识，根据材 料特性，选择研 究合适、可行的 复合材料工艺。课程目标评分标准90-10080-8970-7960-6960优良中合格不合格ABCDF-44- 乙。课程目标5完全能运用常 用的力学模型等手 段，并结合复合材 料结构特征与专业 知识，预测复合材 料性能及可能的工 程问题。熟悉能运用常 用的力学模型等手 段，并结合复合材 料结构特征与专业 知识，预
14、测复合材 料性能及可能的工 程问题。较好能运用 常用的力学模型 等手段，并结合复 合材料结构特征 与专业知识，预测 复合材料性能及 可能的工程问题。基本能运用 常用的力学模型 等手段，并结合 复合材料结构特 征与专业知识， 预测复合材料性 能及可能的工程 问题。不能运用常 用的力学模型等 手段，并结合复 合材料结构特征 与专业知识，预 测复合材料性能 及可能的工程问 题。课程目标6完全基于安全 与健康发展需求， 运用所学复合材料 专业知识与其它课 程知，能够理解复 合材料制备的新技 术与工艺，开发新 的复合材料，促进 国家经济发展。熟悉基于安全 与健康发展需求， 运用所学复合材料 专业知识与其
15、它课 程知，能够理解复 合材料制备的新技 术与工艺，开发新 的复合材料，促进 国家经济发展。较好基于安 全与健康发展需 求，运用所学复合 材料专业知识与 其它课程知，能够 理解复合材料制 备的新技术与工 艺，开发新的复合 材料，促进国家经 济发展。基本能基于 安全与健康发展 需求，运用所学 复合材料专业知 识与其它课程 知，能够理解复 合材料制备的新 技术与工艺，开 发新的复合材 料，促进国家经 济发展。不能基于安 全与健康发展需 求，运用所学复 合材料专业知识 与其它课程知， 能够理解复合材 料制备的新技术 与工艺，开发新 的复合材料，促 进国家经济发 展。基于环境及健康发展需求，适当选择复
16、合材料组分，设计满足特定需求的复合材料、成 型工艺及加工设备。课程目标4：能够基于复合材料专业理论知识，根据材料特性,选择研究合适、可行的复合材料工艺。课程目标5：能运用常用的力学模型等手段，并结合复合材料结构特征与专业知识，预测复合材料性 能及可能的工程问题。课程目标6：基于安全与健康发展需求，运用所学复合材料专业知识与其它课程知，能够理解复合材 料制备的新技术与工艺，开发新的复合材料，促进国家经济发展。（要求参照普通高等学校本科专也类教学质量国家标准，对应各类专业认证标准， 注意对毕业要求支撑程度强弱的描述，与“课程目标对毕业要求的支撑关系表一致）（五号 宋体）（三）课程目标与毕业要求、课
17、程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表（五号宋体）课程目标对应课程内容对应毕业要求课程目标1第一章，第二章，第三章，第 三章，第四章，第五章，第六 章，第七章，第八章，第九 章，第十章1.4能将工程和专业知识用于材料 成型过程的设计、控制和改进。课程目标2第一早，第一早，第二早，第 三章，第四章，第五章，第六 章，第七章，第八章，第九 章，第十章2.1能对材料科学与工程的复杂工 程问题进行识别与判断，并结合专 业知识进行有效分解。课程目标3弟一早，弟一早，弟二早，弟 三章，第四章，第五章，第六 章，第七章，第八章，第九 章，第十章3.3能够根据材料特性，设计满足 特定需
18、求的材料和使用相应的成型 方法与设备。课程目标4第一章，第二章，第三章，第 三章，第四章，第五章，第六 章，第七章，第八章，第九4.2能够基于专业理论，根据相关 材料特征，选择研究路线，设计可 行的实验方案。章，第十章课程目标5第一章，第二章，第三章，第 三章，第四章，第五章，第六 章，第七章，第八章，第九 章，第十章5.1能熟练运用机械制图等工程技 术手段，并结合专业知识表达和预 测材料科学与工程领域的复杂工程 问题。课程目标6第一早，第一早，第二早，弟 四章，第五章，第六章，第七 章，第八章，第九章，第十章6.3理解新材料、新技术、新工艺 的开发和应用对社会、健康、安 全、法律以及文化的潜
19、在影响及应 承担的责任。（大类基础课程、专业教学课程及开放选修课程按照本科教学手册中各专业拟定的毕也 要求填写“对应毕业要求”栏。通识教育课程含通识选修课程、新生研讨课程及公共基础课 程，面向专业为工科、师范、医学等有专业认证标准的专业，按照专业认证通用标准填写“对 应毕业要求”栏；面向其他尚未有专业认证标准的专业，按照本科教学手册中各专业拟定的 毕业要求填写“对应毕业要求”栏。）三、教学内容（具体描述各章节教学目标、教学内容等。实验课程可按实验模块描述）第一章总论（小四号黑体）L教学目标（五号宋体）了解复合材料的发展状况，掌握复合材料的命名和分类、复合材料的基本性能及复合 材料的结构设计基础
20、。2 .教学重难点复合材料的结构设计层次。3 .教学内容第一节 复合材料的发展概况第二节复合材料的命名和分类第三节复合材料的基本性能第四节复合材料结构设计基础4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题。第二章复合材料的基础材料（小四号黑体）1 .教学目标（五号宋体）掌握复合材料基体材料分类。2 .教学重难点不同种类材料的命名。3 .教学内容第一节金属基复合材料第二节无机凝胶材料第三节陶瓷材料第四节聚合物材料4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题。第三章复合材料的增强材料（小四号黑体）1 .教学目标（五号宋体）掌握复合材料增强材料的种类，了解增强材料性能与
21、应用。2 .教学重难点不同增强材料的结构与性能关系。3 .教学内容第一节玻璃纤维及其制品第二节碳纤维第三节芳纶纤维（有机纤维）第四节其他纤维4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题。Ui复合材料的增强界面（小四号黑体）1 .教学目标（五号宋体）掌握复合材料的界面特征，了解界面作用机理，界面性能影响因素及类型，掌握增强 材料表面处理方法。2 .教学重难点复合材料界面性能改善机理及界面处理方法的选择。3 .教学内容第一节概述第二节 复合材料的界面第三节增强材料的表面处理4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题。第五章 聚合物基复合材料（小四号黑体）L教学目标
22、（五号宋体）掌握聚合物基复合材料的种类与性能；掌握聚合物基复合材料结构设计，掌握聚合物 基复合材料成型加工技术及了解聚合物基复合材料应用。6 .教学重难点如何设计复合材料的结构，复合材料成型工艺的确定。7 .教学内容第一节聚合物基复合材料的种类与性能第二节聚合物基复合材料结构设计第三节聚合物基复合材料成型加工技术第四节聚合物基复合材料应用8 .教学方法讲授为主，讨论为辅9 .教学评价作业、回答问题。第六章金属基复合材料1 .教学目标（五号宋体）掌握金属基复合材料的种类与基本性能，了解金属基复合材料的种类。2 .教学重难点复合材料的结构及其制备工艺。3 .教学内容第一节金属基复合材料的种类与基本
23、性能第二节铝基复合材料第三节银基复合材料第四节钛基复合材料第五节石墨纤维增强金属基复合材料4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题。第七章陶瓷基复合材料（小四号黑体）1 .教学目标（五号宋体）掌握陶瓷基复合材料的种类、基本性能；掌握陶瓷基复合材料的加工技术及了解陶瓷 基复合材料的应用。2 .教学重难点陶瓷基复合材料的结构及其技工技术。3 .教学内容第一节陶瓷基复合材料的种类及基本性能第二节陶瓷基复合材料的成型加工技术第三节陶瓷基复合材料的应用第四节钛基复合材料第五节石墨纤维增强金属基复合材料4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题。第八章 水泥基复合材料
24、（小四号黑体）1 .教学目标（五号宋体）掌握水泥基复合材料的种类及基本性能，成型工艺；了解水泥基复合材料的应用。2 .教学重难点水泥基复合材料的工艺性。3 .教学内容第一节水泥基复合材料的种类及基本性能第二节水泥基复合材料的成型工艺第三节水泥基复合材料的应用4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题。第九章碳/碳复合材料（小四号黑体）1 .教学目标（五号宋体）了解碳/碳复合材料的发展，掌握碳/碳复合材料的成型加工技术；了解碳/碳复合材料 应用。2 .教学重难点碳/碳复合材料的成型加工技术。3 .教学内容第一节 碳/碳复合材料的发展第二节碳/碳复合材料的成型加工技术第三节碳/碳
25、复合材料应用4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题。第十章混杂纤维复合材料（小四号黑体）1 .教学目标（五号宋体）掌握混杂纤维复合材料的种类及基本性能、结构设计；了解混杂纤维复合材料的应 用。2 .教学重难点混杂纤维复合材料的结构设计。3 .教学内容第一节混杂纤维复合材料的种类和基本性能第二节混杂纤维复合材料的结构设计第三节混杂纤维复合材料4 .教学方法讲授为主，讨论为辅5 .教学评价作业、回答问题、考试。U!表2：各章节的具体内容和学时分配表章节章节内容学时分配第一章第一节复合材料的发 展概况第二节复合材料的命 名和分类第三节复合材料的基 本性能第四节复合材料结构 设计
26、基础2第二章第一节金属基复合材 料第二节无机凝胶材料第三节陶瓷材料第四节聚合物材料5第三章第一节玻璃纤维及其 制品第二节碳纤维第三节芳纶纤维（有 机纤维）第四节其他纤维5第四章第一节概述第二节复合材料的界 面第三节增强材料的表 面处理6第五章第一节聚合物基复合 材料的种类与性能第二节聚合物基复合 材料结构设计第三节聚合物基复合 材料成型加工技术第四节聚合物基复合 材料应用6第八早第一节金属基复合材 料的种类与基本性能第二节铝基复合材料第三节银基复合材料第四节钛基复合材料第五节石墨纤维增强 金属基复合材料6第七章第一节陶瓷基复合材 料的种类及基本性能第二节陶瓷基复合材 料的成型加工技术第三节陶瓷基复合材 料的应用6