金屬基復(fù)合材料及制造技術(shù)

一、課程介紹

本課程為材料成型及控制工程專業(yè)本科學(xué)生專業(yè)教育課程中鑄造模塊的一

門重要選修課，目的是使學(xué)生掌握金屬基復(fù)合材料的制備工藝?yán)碚摵头椒?，?/p>

對(duì)金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及最新技術(shù)成果有所了解。本課程重視學(xué)

生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，跟蹤復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，并與材料成型原理、

工藝等課程構(gòu)成一個(gè)聯(lián)系緊密的課程群。授課對(duì)象為材料成形與控制工程專業(yè)

高年級(jí)本科生。

本課程為英/漢雙語教學(xué)，內(nèi)容包括金屬基復(fù)合材料設(shè)計(jì)方法、增強(qiáng)原理、

合成、制備方法和金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)等三個(gè)部分。前兩部分主

要講授復(fù)合材料的基礎(chǔ)理論和較為成熟的合成制備方法。第三部分介紹各類復(fù)

合材料的應(yīng)用及該技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展。課程內(nèi)容重點(diǎn)是復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制

備和應(yīng)用情況等，課程參考現(xiàn)有學(xué)術(shù)專著、期刊雜志最新文獻(xiàn)，結(jié)合教師的研

究成果，兼顧了課程的深度和廣度。同時(shí)還為選課同學(xué)設(shè)計(jì)了課外實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，

以加深對(duì)課程重點(diǎn)內(nèi)容的理解。具體內(nèi)容為任選自蔓延高溫合成法(SHS)、自然

或無壓浸滲法(SIP)制備顆粒增強(qiáng)鋁基或銅基復(fù)合材料，自己設(shè)計(jì)基體、增強(qiáng)體

及制備工藝參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)了解這兩種方法所需設(shè)備、工藝流程、具體操作方法、

工藝參數(shù)的選定及制備過程的影響因素等；觀察所制材料的微觀組織和界面結(jié)

合情況。

Introduction

Thiscourseisanelectivecourse,forthestudentspecializedin

materialformingandcontrolengineeringspecialty.Thepurposeisto

makestudentsmasterthefabricationtechnologytheoryandmethodof

metalmatrixcompositesandtounderstandthepresentsituation,

developmenttrendandlatesttechnologyofmetalmatrixcomposite

materials.Thiscoursefocusesoncultivatingthestudents，creative

thinkingability,tracingthedevelopmentoftechnologyinthefieldof

compositematerials,andwiththecoursematerialformingprinciple,

technologicalprocesstoformacloselyrelatedcoursesgroup.The

teachingobjectsarematerialformingandcontrolengineeringsenior

undergraduatestudents.

ThiscourseisEnglish/Chinesebilingualteaching,includingthree

parts,thedesignmethodofmetalmatrixcomposites,reinforcedprinciple,

synthesis,preparationmethodandapplicationanddevelopmenttrendof

metalmatrixcomposites.Thefirst,twopartsmainlyteachcomposite

foundationtheoryandsynthesismethodofmature.Thethirdpart

introducesthelatestdevelopmentandapplicationofvariouscomposite

materialandtechnology.Thecoursecontentisfocusedonthedesign,

preparationofcompositematerialandtheapplicationsituation,

curriculumreferencetotheexistingacademicmonographs,journalsand

magazines,thelatestliterature,comoinedwiththeresearch

achievementsofteachers,thecurriculumofthedepthandbreadthof.

Atthesametimealsodesignedtheextracurricularexperimentsfor

electivestudents,inordertodeepentheunderstandingofcourse

content.

課程基本信息

課程名稱金屬基復(fù)合材料及制造技術(shù)課程編碼432537

英文名稱MetalMatrixCompositesandManufacturingTechnology

課程學(xué)時(shí)24課程學(xué)分1.5

課程類別專業(yè)教育課程課程性質(zhì)選修課

開課學(xué)期第7學(xué)期課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)2

適用專業(yè)材料成型及控制工程

開課單位材料加工工程系鑄造教研室

選用教材無

1.MetalMatrixCompositesEditedbyKarlU.Kaincr2006WILEY-VCU

VerlagGnbH&Co.KGaA,WeinheimISBN:3-527-31360-5

2.Compositesmanufacturing:materials,product,andprocess

engineering/bySandjayK.Mazumdar.CRCPressLLC,2000N.W.

CorporateBlvd.,BocaRaton,Florida33431.

3.Microstructuralandmechanicalcharacteristicsofinsitumetal

matrixcomposites,S.C.Tjong,Z.Y.Ma,MaterialsScienceand

Engineering,29(2000)49-113Reports:AReviewJournal.

4.《金屬基復(fù)合材料》.上海交通大學(xué)出版社，1996年.張國(guó)定等編著.

主要參考書

5.《金屬基復(fù)合材料》.冶金工業(yè)出版，1995年.于春田編著.

6.《復(fù)合物?料》.天津大學(xué)出版社，200。.吳人杰主編.

7.《金屬基復(fù)合材料》.冶金工業(yè)出版社，1996.T.W.克萊因，P.J.威瑟斯

著，余永寧等譯.

8.《金屬基亞合材料》.肯尼斯.G..克雷德主編，溫仲元等譯，李云盛校，

國(guó)防工業(yè)出版社，】982.11肯尼斯.G..克雷德主編,溫仲元等譯.

9.《高性能復(fù)合材料學(xué)》.化學(xué)工業(yè)出版社，2004.郝元愷，肖加余編著.

10.《中國(guó)材料工程大典》第十卷復(fù)合材料工程第9篇金屬基復(fù)合材料.

化學(xué)工業(yè)出版社，2006年.耿林，吳昆編著.

二、教學(xué)大綱

1、教學(xué)目的

在掌握金屬基復(fù)合材料的增強(qiáng)原理，合成、制備工藝，材料加工、成型及相關(guān)技術(shù)的

同時(shí)，通過介紹和查閱大量技術(shù)文獻(xiàn)，開展專題研討，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、串聯(lián)知識(shí)的能

力及利用現(xiàn)代復(fù)合材料制備方法從事實(shí)驗(yàn)、科研和實(shí)際生產(chǎn)的能力。

2、教學(xué)要求

教師要積極備課，認(rèn)真準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，對(duì)課程內(nèi)容要融會(huì)貫通，切忌照本（幕）宣科。授

課在多媒體教室，充分利用多媒體動(dòng)畫教學(xué)課件，結(jié)合典型實(shí)用案例和相關(guān)軟件，邊授課

邊演示。做到授課內(nèi)容與大綱相符:，注重平時(shí)成績(jī)（作業(yè)和實(shí)驗(yàn)）積累，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系標(biāo)

準(zhǔn)真實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、公平、公正、公開，能促使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3、預(yù)備知識(shí)或先修課程要求

本課是學(xué)生的一門選修課，但擁有金屬學(xué)、物理化學(xué)、晶體學(xué)、材料力學(xué)等基本知識(shí),

對(duì)金屬合成及相變等理論有所了解將會(huì)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)有所幫助。

4、教學(xué)方式

課堂英、漢雙語授課，英文課件：配合兩個(gè)設(shè)計(jì)型試驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)（自蔓延高溫合

第6章金屬基復(fù)合材料的制備方法（I）（2學(xué)時(shí)）

fabriccitedmethodsofcomposites（I）

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：不同制備方法在不同復(fù)合材料中的應(yīng)用原則是本部分的重點(diǎn)，復(fù)合

材料制備方法的物理、化學(xué)原理是本部分學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。

思考題：自蔓延合成制備金屬基復(fù)合材料的過程及特點(diǎn)？

第7章金屬基復(fù)合材料的制備方法（H）（2學(xué)時(shí)）

fabricatedmethodsofcomposites（Il）

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：浸滲法制備金屬基復(fù)合材料的原理及過程控制是本部分學(xué)習(xí)的重點(diǎn)

和難點(diǎn)。

思考題：無壓浸滲和壓力浸滲方法的特點(diǎn)和應(yīng)用條件？

第8章金屬基復(fù)合材料的制備方法（III）（2學(xué)時(shí)）

fabricatedmethodsofcomposites（III）

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：熔鑄法制備金屬基復(fù)合材料的原理及過程控制是本部分學(xué)習(xí)的重點(diǎn)

和難點(diǎn)。

思考題：原位內(nèi)生制備復(fù)合材料的特點(diǎn)？

第9章復(fù)合材料的二次加工與回收利用（1學(xué)時(shí)）

ReclaimandReprocessingofMMCs

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：復(fù)合材料的加工性及回收條件是本部分學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

思考題：如何改善金屬基復(fù)合材料加工性？

第10章金屬基功能復(fù)合材料（1學(xué)時(shí)）

Metalmatrixfunctionalcomposites

電、磁、熱、梯度功能復(fù)合與智能復(fù)合材料

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：金屬基功能復(fù)合材料的特點(diǎn)及應(yīng)用前景是本部分學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

思考題：金屬基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、控制有哪些優(yōu)勢(shì)？

第11章仿生復(fù)合材料（1學(xué)時(shí)）

Biomimeticcompositesmaterials

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：復(fù)合材料的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其功能特性是本部分學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

思考題：金屬基復(fù)合材料的制備方法如何實(shí)現(xiàn)仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？

第12章復(fù)合材料的發(fā)展前景展望（1學(xué)時(shí)）

ProspectandDevelopmentofMetalmatrixcomposites

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：復(fù)合材料應(yīng)用的前景及現(xiàn)階段制備、應(yīng)用問題分析是本部分學(xué)習(xí)的

重點(diǎn)。

思考題：復(fù)合材料與單一材料相比有哪些優(yōu)勢(shì)？

7、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容、學(xué)時(shí)分配、實(shí)驗(yàn)小組

自蔓延高溫合成法法或熔體浸滲法法金屬基復(fù)合材料的制備及其組織觀察。

才

面

序

教學(xué)

驗(yàn)

學(xué)實(shí)驗(yàn)地

配

數(shù)

型

號(hào)

要求

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提要分

點(diǎn)

無壓浸滲法

利用金屬熔體與增強(qiáng)

(SIP)制備顆粒

1顆粒的潤(rùn)濕及毛細(xì)現(xiàn)設(shè)計(jì)性23

增強(qiáng)鋁基或銅基依據(jù)實(shí)驗(yàn)

象制備復(fù)合材料

復(fù)合材料效果進(jìn)行

材料加

評(píng)價(jià)：優(yōu)

工工程

秀、良好、

鑄造實(shí)

一般、合格

驗(yàn)室

自蔓延高溫合成及不合格。