1、合肥工業(yè)大學(xué)研究生精品課程建設(shè)項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告書課程名稱 金 屬 凝 固 原 理 申 請 人 程和法 所在單位 材料科學(xué)與工程 申請日期 2009年11月27日 合肥工業(yè)大學(xué)研究生培養(yǎng)處二OO 年 月課程名稱金 屬 凝 固 原 理起止年月2010 年1 月1 日 至 2011 年 12月 30 日項(xiàng)目編號(hào)完成單位材料科學(xué)與工程學(xué)院項(xiàng) 目負(fù)責(zé)人姓 名程和法聯(lián)系電 務(wù)職 稱教授主 要貢 獻(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)的主要計(jì)劃、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃和參考書的遴選，習(xí)題集的編制，教學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施主 要參加人姓 名單 位職 稱主 要 貢 獻(xiàn)祖方遒材料學(xué)院教授教學(xué)大綱和課程內(nèi)容的建設(shè)于瑾材料學(xué)

2、院副教授教材建設(shè)劉蘭俊材料學(xué)院副教授教學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)大綱的建設(shè)李萌盛材料學(xué)院副教授教學(xué)課件建設(shè)張 博材料學(xué)院教授教學(xué)內(nèi)容建設(shè)黃中月材料學(xué)院講師教學(xué)課件建設(shè)項(xiàng) 目 計(jì) 劃 實(shí) 施 工 作 報(bào) 告金屬凝固原理是金屬材料科學(xué)與工程中的一門重要基礎(chǔ)理論，因此，是材料材料科學(xué)與工程學(xué)科本科生和研究生應(yīng)學(xué)習(xí)和掌握的基本知識(shí)，特別是作為材料科學(xué)學(xué)科研究生階段的重要基礎(chǔ)理論，在國內(nèi)各重點(diǎn)高校的相關(guān)學(xué)科的研究生培養(yǎng)中均開設(shè)了這么課程。本項(xiàng)目根據(jù)本校材料科學(xué)與工程學(xué)科的碩士研究生培養(yǎng)目標(biāo)和方案，首先，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)劃、調(diào)整和不斷完善，經(jīng)過研究和提煉，確定了課程的內(nèi)容框架和范圍，形成了一個(gè)理論體系較完整、重點(diǎn)和難

3、點(diǎn)突出、學(xué)時(shí)分配合理的教學(xué)大綱。在教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃方面，既講述金屬凝固的經(jīng)典基本原理，如：液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)、界面能基本概念、液態(tài)金屬的結(jié)晶基本原理和凝固過程的溫度場與傳熱原理，金屬凝固過程的傳輸基本原及結(jié)晶形態(tài)的形成機(jī)理與影響規(guī)律，以及宏觀晶體形態(tài)的形成原理與影響因素及其控制原理和方法。又結(jié)合凝固理論的研究進(jìn)展，講述在凝固理論和技術(shù)研究上形成的新的結(jié)果和理論，特別是相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展對凝固技術(shù)的促進(jìn)作用和形成的新的凝固技術(shù)，一些極端條件下的凝固技術(shù)與新的理論，如：快速凝固技術(shù)和理論，微重力條件下的凝固，超重力，高壓條件下的凝固，等。還包括了，新材料制備技術(shù)條件下的凝固技術(shù)與機(jī)理，如：復(fù)合材料、單晶材料、

4、非晶材料等的制備原理與凝固機(jī)制。為了配合教學(xué)內(nèi)容，對課程的教學(xué)教材和參考書進(jìn)行了廣泛的收集和篩選，在教材方面，經(jīng)常帥選，選用目前評(píng)價(jià)好，質(zhì)量高的研究生教材，并且，選擇了一些高質(zhì)量的外文和國內(nèi)有關(guān)寧宮科學(xué)和技術(shù)的專著作為參考書教材。其中包括了著名的美國凝固學(xué)家Flemings M C 的專著 Solidification Process,國內(nèi)著名凝固學(xué)家周堯和著的“凝固技術(shù)”，等。在實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)方面，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容的要求，進(jìn)一步建立和完善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和指導(dǎo)書，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，逐步建立了滿足課程內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)條件，以提高課程的水平和教學(xué)質(zhì)量與效果。通過建設(shè)，目前，已經(jīng)開設(shè)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，有關(guān)鑄

5、件宏觀組控制的凝固實(shí)驗(yàn)，“超聲波振動(dòng)條件下結(jié)晶與鑄件宏觀組織的觀察”，在鑄件的凝固過程中，對其進(jìn)行超聲波振動(dòng)，對正在凝固中的鑄件進(jìn)行超聲波振動(dòng)，可以利用超聲波的聲空化作用強(qiáng)化液態(tài)金屬的對流，對正在生長著的晶體的沖刷作用，形成液相與固相間的相對運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致枝晶的破碎，并游離到鑄件的中心位置，從而增加液相中的晶核數(shù)量，因而細(xì)化晶粒，有利于獲得更多的等軸晶；由于超聲波聲流振動(dòng)力的作用，促進(jìn)鑄件頂部形成的晶體下落，即促近結(jié)晶雨的形成，并游離到鑄件的中心位置，從而增加液相中的晶核數(shù)量，細(xì)化晶粒；超聲波的空化作用振動(dòng)還可以引起熔體內(nèi)部局部的溫度起伏，有利于枝晶的熔斷和增殖，從而增加液相中的晶核數(shù)量，因而細(xì)化

6、晶粒。通過對靜止條件下和振動(dòng)條件下結(jié)晶的鑄件凝固宏觀組織的觀察比較,就能夠說明在其它條件相同的情況下,在凝固過程中施加超聲波振動(dòng)對鑄件凝固組織形態(tài)的影響。這樣，將凝固技術(shù)理論與實(shí)際結(jié)合起來，對促進(jìn)知識(shí)的理解和增強(qiáng)教學(xué)效果起到很重要的作用。 在教學(xué)手段和方法上，經(jīng)常建設(shè)，基本上建成了課程的課件和多媒體教學(xué)的條件，并且，已經(jīng)經(jīng)過了兩屆的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生反映良好，采用多媒體教學(xué)資源，可以將很多新的研究成果及時(shí)地融入到教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，形象生動(dòng)。目前，國內(nèi)在個(gè)大學(xué)和院所的研究生金屬凝固原理課程的教學(xué)中，尚沒有完善成熟的多媒體課件出版，本項(xiàng)目研制的金屬凝固原理課件，處于領(lǐng)先地位。但是，還需要進(jìn)一步的完善和充實(shí)

7、。 為了配合課程的教學(xué)，和便于學(xué)生學(xué)習(xí)，本項(xiàng)目實(shí)施中，設(shè)計(jì)了一套與課程教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)相適應(yīng)的習(xí)題集，將重要的核心內(nèi)容設(shè)計(jì)成思考題，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。研究工作總結(jié):1.課程教學(xué)內(nèi)容方面（1）根據(jù)課程建設(shè)的任務(wù)，建立了一個(gè)體系完整、重點(diǎn)難點(diǎn)突出、學(xué)時(shí)分配合理的本課程的教學(xué)大綱，完善程教學(xué)內(nèi)容。（2）根據(jù)本課程的教學(xué)目的、要求，合理地選擇了受到廣泛好評(píng)的教材，和與本課程教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的一套在凝固理論和技術(shù)研究方面優(yōu)秀的高水平著作作為本課程的教學(xué)參考書。（3）開展了課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)條件的建設(shè)，圍繞課程核心內(nèi)容，已經(jīng)建設(shè)了一個(gè)既有理論性，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性的綜合實(shí)驗(yàn)，編寫配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和

8、指導(dǎo)書。（4) 圍繞教學(xué)內(nèi)容，編寫了一套本課程的習(xí)題集。2. 師資隊(duì)伍建設(shè)方面在課程師資隊(duì)伍建設(shè)方面，取得了良好的成績，建設(shè)了一只年富力強(qiáng)、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的師資隊(duì)伍。本課程組現(xiàn)有具有博士學(xué)位的教師5人，其余具有碩士學(xué)位；其中，教授3人，副教授3人。近2年來，本學(xué)科引進(jìn)了2名從事金屬凝固理論和新材料制備方面研究的30歲以下的年輕教師，均具有博士學(xué)位，其中一名是留學(xué)歸國人才，黃山學(xué)者特聘教授。使得課程教師隊(duì)伍年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)較為合理，課程隊(duì)伍整體更加年輕化，科研實(shí)力得較強(qiáng)，從而保證課程不斷創(chuàng)新發(fā)展的需求。3.多媒體教學(xué)手段方面開展了課程多媒體課件建設(shè)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和

9、大綱要求，建立了一套內(nèi)容生動(dòng)、教學(xué)效果良好的多媒體課件。4. 課程教學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)條件的建設(shè)方面金屬凝固原理課程具有內(nèi)容范圍廣、凝固技術(shù)和理論的發(fā)展迅猛，有關(guān)凝固技術(shù)和材料的發(fā)展速度也很快，為了加強(qiáng)和鞏固理論教學(xué)效果，需要及時(shí)增加先進(jìn)凝固技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝備。目前在，傳統(tǒng)的金屬凝固組織控制方面，已經(jīng)具備，機(jī)械振動(dòng)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)條件，較為先進(jìn)的超聲波震動(dòng)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)條件。在先進(jìn)凝固技術(shù)裝備方面，也新增加了，單棍快速凝固裝置，真空熔煉和快凝裝置等，先進(jìn)的凝固實(shí)驗(yàn)條件，可以為本課程的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)服務(wù)。目前，已經(jīng)開設(shè)了超聲波振動(dòng)條件的鑄件凝固組織實(shí)驗(yàn)。項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)總支出 萬元學(xué)校撥款10000.00學(xué)院配套資助自籌

10、經(jīng)費(fèi)經(jīng)費(fèi)支出情況：（1） 打印和復(fù)印材料費(fèi)，2500元（2） 調(diào)研信息費(fèi)用1700元（3） 為實(shí)驗(yàn)條件的建設(shè)，購置材料和改裝費(fèi)3800元（4） 制作多媒體課件500元（5） 購置相應(yīng)的參考書和文獻(xiàn)資料600元（6） 其他項(xiàng)目建設(shè)支出900元總計(jì)：10000元成果綜述（基本內(nèi)容、學(xué)術(shù)價(jià)值、社會(huì)效益、成果試用范圍及效果等）已取得的階段性成果（附取得成果復(fù)印件）：（1）完成教學(xué)大綱的修訂，完善了課程教學(xué)內(nèi)容（2）選用了課程教材和主要參考書，教材為：胡漢起主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版的金屬凝固原理，主要的參考書包括：a周堯和主編凝固技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社出版b. 許云華主編金屬凝固原理及技術(shù)冶金工業(yè)出版社c. 高義華金屬凝固原理西安交通大學(xué)出版社(3)圍繞教學(xué)內(nèi)容，開展了課程實(shí)驗(yàn)的建設(shè)，編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，并完善了實(shí)驗(yàn)條件。（4）基本完成了課程多媒體教學(xué)的課件，已經(jīng)在2屆的全院碩士生課程教學(xué)中使用，效果反應(yīng)良好。（5）初步建設(shè)了與本課程的