《復合材料概論》課程教學大綱一、基本信息中文名稱:復合材料概論英文名稱：IntroductiontoCompositeMaterials課程代碼：19045204課程性質：專業(yè)選修課學分：1.5總學時：24（其中理論：24實驗：0上機：0實踐：0）適用學院及專業(yè)：材料科學與工程學院高分子材料與工程專業(yè)先修課程：高分子化學；高分子物理；聚合物合成工藝學；高分子復合材料物理性能開課單位：材料科學與工程學院材料化學系二、課程地位與作用復合材料概論是高分子材料與工程專業(yè)選修課程。本課程旨在掌握復合材料制備和性質及應用，拓寬學生的知識面，增強思維能力，為畢業(yè)后從事科研或其它相關工作打基礎。三、課程教學目標本課程支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4，3.2，3.3學生通過該課程的學習，掌握復合材料的增強體、聚合物基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料、水泥基復合材料、納米復合材料等方面的基本知識和基本理論，目的旨在培養(yǎng)學生對復合材料科學和技術的認知與了解，啟迪大學生的創(chuàng)新思維，拓寬其科學視野，自覺養(yǎng)成愛護環(huán)境的良好習慣。通過本課程的學習，學生應具備以下能力：目標1：培養(yǎng)學生能初步學會運用復合材料的基本知識來分析復合材料設計、制備和加工實踐中遇到的實際問題。激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，并形成進一步應用于專業(yè)領域的基本科學思維。（支撐畢業(yè)要求指標點1.3）目標2：通過這門交叉學科的學習，培養(yǎng)學生嚴謹的治學態(tài)度和實事求是的科學作風。通過學習化學學科發(fā)展歷程的學習，了解我國眾多科學家先輩在這一過程中所作出的努力和取得的突破性進展，激發(fā)學生的愛國熱情、民族自豪感，厚植愛國主義情懷，崇尚科學創(chuàng)新，踐行工匠精神。（支撐畢業(yè)要求指標點1.4）目標3：掌握復合材料制備工藝和復合材料性質及應用方面的基本知識，掌握常用復合材料制備工藝包括聚合物基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料和水泥基復合材料的制備工藝原理、設備相關知識，并具備利用上述工程基礎知識進行高分子材料的實際工程問題進行分析和設計的能力。（支撐畢業(yè)要求指標點3.2）目標4：掌握復合材料的基礎知識，能夠對復合材料的制備、加工等環(huán)節(jié)提出合理的設計方案具備運用上述工程知識，制定解決方案，選擇正確成型工藝，優(yōu)化工藝流程，選擇合理合成設備，對其進行分析、評價與改進的能力，運用復合材料的基本知識分析復合材料設計、制備和加工實踐中遇到的實際問題。在原有工藝基礎上進行創(chuàng)新的能力。（支撐畢業(yè)要求指標點3.3）課程教學目標與畢業(yè)要求的關系矩陣教學目標畢業(yè)要求指標點教學方式考核方式目標11.3掌握高分子材料與工程專業(yè)知識，并能將其應用于解決復雜工程問題。課堂講授、典型案例、成就、先進事跡、課后答疑、課后討論、上網查閱相關資料和課程作業(yè)。課程期末小論文，課程作業(yè),課后討論。目標21.4掌握工程基礎知識，并能針對高分子材料相關工程問題進行分析與設計。面向學生的成長成才，要求學生堅定理想信念。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33.2能夠根據所制定的解決方案，設計合理的材料結構、設備結構、工藝流程，對其進行分析、評價與改進，并體現創(chuàng)新意識。課堂講授、課后答疑，上網查閱相關資料課程期末小論文，課程作業(yè),課后討論。目標43.3具備運用工程知識，制定解決方案，選擇正確復合材料成型工藝，優(yōu)化成型流程，選擇合理成型設備，對其進行分析、評價與改進的能力。在原有工藝基礎上進行創(chuàng)新的能力。在優(yōu)秀合成案例的學習中，激發(fā)學生的愛國熱情、民族自豪感，厚植愛國主義情懷，崇尚科學創(chuàng)新，踐行工匠精神。課堂講授、典型案例、成就、先進事跡。課程期末小論文，課程作業(yè),課后討論。四、主要教學內容第1章緒論（2學時，支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4）教學要求：本章應掌握國際標準化組織（ISO）關于復合材料定義，描述復合材料性能的一些基本參數，特別是比強度、比模量兩個基本要概念。了解各類復合材料的基本性能，復合材料結構設計基礎，特別是復合材料設計中多級結構的設計理念。培養(yǎng)學生改革創(chuàng)新精神。難點：復合材料設計中多級結構的設計理念。重點：比強度、比模量兩個基本要概念。第2章復合材料的增強體（6學時，支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4，3.2，3.3）教學要求：本章應掌握玻璃纖維、碳纖維及芳綸纖維的分類、結構特征、物化性能、基本制備方法及應用領域。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材料的一些最新進展。培養(yǎng)學生主動求知精神。難點：玻璃纖維、碳纖維及芳綸纖維基本制備方法。重點：掌握玻璃纖維、碳纖維及芳綸纖維的分類、結構特征、物化性能、基本制備方法及應用領域。第3章聚合物基復合材料（6學時，支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4，3.2，3.3）教學要求：本章應掌握典型聚合物基復合材料的種類及性能，特別是玻璃纖維增強熱固性樹脂（GFRP）、玻璃纖維增強熱塑料（FR-TP）、碳纖維增強塑料、芳香族聚酰胺纖維增強塑料四類典型聚合物基復合材料的結構和性能特征。了解聚合物基復合材料的應用領域及基本成型加工技術，例如手糊成型工藝、夾層結構成型工藝、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、熱塑性復合材料及其工藝理論基礎、注射成型工藝、熱塑性片狀模塑料及其制品沖壓成型工藝。引導學生工匠精神。難點：典型聚合物基復合材料的結構和性能特征。重點：基本成型加工技術。第4章金屬基復合材料（2學時，支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4，3.2，3.3）教學要求：本章應掌握鋁基、鎳基及鈦基復合材料的結構、性能及主要應用領域。了解金屬基復合材料的種類和性能。難點：鋁基、鎳基及鈦基復合材料的結構、性能。重點：復合材料的結構、性能及主要應用領域。第5章陶瓷基復合材料（2學時，支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4，3.2，3.3）教學要求：本章應掌握陶瓷基復合材料中基體材料及增強材料的種類、結構及物化性能特征，典型陶瓷基復合材料特別是纖維增強、晶須和顆料增強（韌）陶瓷基復合材料的的種類和性能，掌握自蔓延高溫合成（SHS）技術、溶膠-凝膠（sol-gel）技術、先驅有機聚合物轉化制備技術三種最先進的陶瓷基復合材料的制備方法。了解陶瓷基復合材料增強材料的增韌機制。培養(yǎng)學生努力成才。難點：陶瓷基復合材料增強材料的增韌機制。重點：自蔓延高溫合成（SHS）技術、溶膠-凝膠（sol-gel）技術、先驅有機聚合物轉化制備技術三種最先進的陶瓷基復合材料的制備方法。第6章水泥基復合材料（2學時，支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4，3.2，3.3）教學要求：本章應掌握水泥基復合材料的結構、性能及主要應用領域。了解水泥基復合材料的種類和性能。培養(yǎng)學生實干精神。難點：水泥基復合材料的結構。重點：水泥基復合材料的種類和性能。第7章納米復合材料（2學時，支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4，3.2，3.3）教學要求：本章應掌握納米復合材料的種類和性能。了解納米復合材料的應用前景。培養(yǎng)學生民族精神、服務社會。難點：納米復合材料的種類和性能。重點：納米復合材料的應用前景。第8章材料復合新技術（2學時，支撐畢業(yè)要求指標點1.3，1.4，3.2，3.3）教學要求：本章應掌握復合材料復合新技術。了解復合材料復合新技術發(fā)展方向。培養(yǎng)學生時代精神、實干精神。難點：復合材料復合新技術。重點：復合材料復合新技術發(fā)展方向。五、教學方法課堂講授、典型案例、成就、先進事跡、課后答疑、課后討論、上網查閱相關資料和課程作業(yè)。六、課程考核和成績評定方式課程考核：采用小論文和平時考核方式結合，小論文成績80%，平時考核20%。五級分制。七、教材及參考文獻1.教材：尹洪峰，復合材料（第一版），北京，冶金工業(yè)出版社