材料科学与工程实验室建设规划

成都理工大学材料与化学化工学院实验室“十二·五”建设规划系、部、室名称：材料科学与工程编制日期：2010年3月一、“十一·五”期间学院实验室建设概况1、实验室设置情况经过多年的建设，目前本学科点基本具备课程实验教学条件，初步建立了材料组成与结构表征、材料加工与制备、材料性能测试等三大类11个专业教学实验室，总面积360m2，各实验室功能及承担教学科研工作具体情况见下表1。

2、实验仪器设备投入情况除学院公用大型仪器设备外，材料科学与工程专业实验室现有设备见附表2。

总价值为2137929元。

其中2006-2009年投入占70%左右，约150万元。

3、主要成绩十一五期间，按照材料科学与工程专业内涵及我校材料科学与工程专业办学特色，构建了材料科学与工程专业实验教学体系，规划和建立了材料组成与结构表征、材料加工与制备、材料性能测试等三大类教学实验室，重点建设了材料制备实验室，材料力学性能实验室，材料显微结构实验室。

材料制备实验室主要购置了用于无机非金属材料烧成的高温电阻电炉、微波烧结炉、气氛炉，热压烧结炉等，用于金属材料熔制的真空熔炼炉、电阻炉，以及用于金属热处理改性的真空热处理炉、渗碳炉等，基本能满足金属材料工程、无机非金属材料工程教学需要。

材料力学性能实验室主要购置了液压万能试验机、冲击试验机、蠕变试验机、疲劳试验机、各类硬度仪等设备，基本满足结构材料教学需要。

材料显微结构实验室主要购置了金相显微镜及金相制备相关设备，可以同时满足一个自然班的教学实验，是十一五期间建设较好的一个实验室。

这些实验室共承担结晶学与矿物学、材料科学基础、材料科学研究方法与测试技术、材料设计与制备、金属学、金属热处理原理与工艺、合金熔炼原理、材料物理性能、材料力学性能，课程设计、现代金相实验技术、材料显微组织与结构实验、特色与创新实验等专业基础和专业综合实验教学课程，同时承担每年约150名专业毕业生的毕业设计、毕业实习教学任务、每年50名左右研究生的教学和科研任务。

十一五期间，依托金刚石薄膜实验室、材料科学与技术研究所及现有专业实验室，承担项国家自然科学基金项目3项、国家科技攻关、科技支撑项目和四川省等省部级项目16项，发表论文100余篇，被3大检索收录40余篇。

总之，较好地完成了上一个五年规划中提出的各项实验室建设任务。

4、教学队伍专业实验室设有管理人员3名（初级2名、中级1名），专职实验教师1名（热分析实验室），所有实验课程教学完全由专业教师执行。

5、存在的问题尽管通过多年建设，材料科学与工程专业实验教学平台建设取得了明显成效，但是随着本科教学模式改革的不断深化，工程化教育理念的不断深入，对本科生工程能力、创新能力要求的不断提高，现有实验室很难满足新的培养方案对于学生实验能力培养的要求，存在突出问题主要表现在以下几个方面：（1）实验室空间明显不足：包含学院共用实验室，材料科学与工程专业实验室总面积仅360m2，生均不足1 m2，导致设计性、综合性实验有效实验学时得不到保证；（2）实验教学投入明显不足，实验室条件亟待改善。

主要表现在综合性、设计性实验项目不能按大纲要求实施，开出率较低；某些课程实验如材料物理性能由于没有相关测试设备而不能开设，综合性、创新性、设计性实验的支撑设备较少，不能满足教学实验的需要；（3）部分实验仪器设备老化严重，已经严重影响近两年学生教学工作。

如SEM是1984年购置的设备，能谱附件已不能使用，XRD是1988年购置的设备，经常停机维修，这两台设备是材料科学与工程课程实验、综合实验、本科毕业设计、毕业论文的基础设备，已经明显影响到相关教学工作的正常开展；（4）某些教学实验室急需强化建设：材料加工工艺实验室、材料物理性能实验室。

这两个实验室是专业实验课程的重要支撑，是培养学生工程实践、创新研究的重要基础和必须环节，目前专业实验室虽有空间规划，但几乎无实验设备支撑；（5）实验队伍建设亟待加强，专业实验技术人员明显不足。

目前专业实验室仅三名管理人员，且无相关专业背景。

十一五期间购置的大型材料制备及性能测试设备，急需专业人员使用和管理，以提高这些设备服务实验教学的能力和实验设备使用效率；（6）实验室管理亟待改革和加强。

现有的实验室管理模式导致一方面实验空间及设备使用率低下，一方面专业教师不能充分利用实验室开展科学研究，对教学和科研都非常不利。

现有的管理模式和制度是导致某些实验室长期闭门、实验设备不能正常使用、维护和维修的根结所在。

表2. 材料科学与工程专业实验室现有设备表（按大类划分，不包含专业共用实验设备）1234二、“十二·五”实验室建设目标及建设内容1、建设目标：十二五期间，以科学发展观为指导，在科学研究方面，通过实验条件的改善，进一步提升和强化本专业在矿物材料与应用、稀土及钒钛功能材料、新能源材料以及晶界工程及应用方面的研究优势和特色，努力建成“矿物功能材料与应用”省级高校重点实验室，争取与相关企业联合建设“光伏材料与器件”省级重点实验室；在人才培养方面，以培养学生的创新意识和工程能力为核心，突出和改进实践环节的教学内容，加强实验、实践教学手段的改革，提高实验、实践教学水平，强化学生工程及科学研究能力、创新能力的培养，努力构建与新的课程体系相适应、内容先进、理念先进的现代材料科学与工程、新能源材料与器件教学和人才培养的实验、实践教学平台。

2、建设思路（1）实验教学体系建设：以培养学生的创新意识和工程能力为核心，突出和改进实践环节的教学内容，构建“两个系列、四个层次”实验、实践教学体系：以“大材料”为基础，整合专业课程实验内容，以系统的分层次的独立实验为基本框架，构建材料科学与工程、新能源材料与器件“学科基础实验、专业基础实验、专业综合实验以及特色与创新实验”四个层次渐进的专业工程与科研技能实验教学体系，突出创新性实验、综合实验课程，强化了学生工程及科学研究能力、创新能力的培养；以提高学生工程实践能力为目标，以加工工艺、生产设备、工厂设计等理论课程以及系统的专业实习为基础，构建“工程制图、关键设备工程设计、工艺课程设计、工厂设计”四维一体的渐进式工程设计训练体系，强化学生专业综合工程实践能力及创新能力的培养；（2）实验队伍建设：加快和强化高水平、高素质实验教师队伍的建设。

在稳定现有队伍的基础上，通过内培外引，优化实验管理人员的结构。

加强对实验技术人员的进修、业务培训学习，不断提高实验教学队伍的整体水平。

力争5年内引进引进1-3名博士，充实到实验教师队伍。

（3）实验教学示范中心建设：以晶体学实验室、材料制备实验室、材料加工与改性实验室、材料工艺性能实验室、材料力学性能实验室、材料物理性能实验室、、材料冶金与高温实验室、材料显微结构实验室、材料失效与破坏实验室为基础，以提高学生工程实践能力、科学研究能力、创新能力培养为目标，以“两个系列、四个层次”为实验、实践教学基本体系，加强实验、实践教学研究与改革，努力提高实验、实践教学水平，努力构建与新的课程体系相适应、内容先进、理念先进的现代材料科学与工程教学和人才培养的实验、实践教学示范中心。

（4）重点实验室建设：综合分析省内高校或省级重点实验室的布局情况以及本专业已形成的研究特色和研究优势，十二五期间，加强矿物加工工程、材料物理性能、晶体学三个教学实验室建设，以金刚石薄膜实验室、材料科学技术研究所以及相关教学实验室为基础，争取申报建设“矿物材料与应用”四川省高校重点实验室；以新能源材料与器件战略新兴专业为依托，重点建设新能源材料制备实验室、光伏实验室等两个实验室建设，争取与相关企业联合建设“光伏材料与器件”省级重点实验室。

（5）实习基地建设：充分发挥“产学研”联合办学的优势和潜力，广泛开展与企业的合作，培养符合社会需要的创新型应用研究型人才。

加强对材料科学与工程、新能源材料与器件相关产业和领域发展趋势和人才需求研究，与相关产业、行业和用人部门共同研究课程计划，与企业共同设计课程体系和教学内容，建立动态的、多元的课程结构和内容，制定与生产实践、社会发展需要相结合的培养方案和课程体系，保证专业教学与社会需求、学生发展的一致性。

整合和优化现有校外实习基地资源，使专业本科实习基地保持在10个左右，新签约新能源材料与器件相关企业教学实习、就业基地2-5个。

签约材料工程、机械工程研究生工作站2-4个。

3、建设内容根据材料工程实验中心十一五建设成果及实验条件现状，十二五期间专业发展和建设的需要，以提高学生工程实践能力、科学研究能力、创新能力培养为目标，以材料科学与工程、新能源材料与器件专业“两个系列、四个层次”的实验、实践教学基本体系建设为依据，为保证十二五期间科学研究及人才培养建设目标的实现，急需重点建设材料物理性能实验室、新能源材料制备实验室、光伏实验室、矿物加工工程实验室等四个实验室，补充和改善晶体学实验室、材料加工与改性实验室设备条件，升级换代XRD、SEM等显微结构实验室。

3.1 急需重点建设的实验室（1）材料物理性能实验室项目建设的必要性：材料的物理性能包括声、光、电、磁、热等重要性质，是功能材料最重要的属性。

功能材料是材料科学与工程、新能源材料与器件专业极为重要的领域，是新能源、计算机、通讯、电子、激光、现代医学等现代科学的基础。

材料物理性能实验是材料科学与工程专业实验中极为重要的实验教学环节，是材料科学基础，材料研究方法与测试技术，材料物理性能，先进陶瓷材料，特种玻璃，功能材料，纳米材料与纳米技术，复合材料，半导体材料与元器件、半导体物理等理论课程，材料科学基础实验、材料研究方法与测试技术、材料性能与测试实验、材料显微组织与性能综合实验、课程设计（工艺设计）、特色与创新实验等专业基础和专业综合实验的重要组成部分。

十一五建设期间，在性能测试方面，集中建设了材料力学性能实验室，到目前为止，材料物理性能实验室仅有少量黏度仪、浊度仪、粗糙度仪等，根本不能满足材料科学与工程、新能源材料与器件专业基本教学需要。

特别是新能源材料与器件战略新兴专业的开设，建设材料物理性能实验室已经成为专业实验室建设的当务之急，对于材料科学与工程、新能源材料与器件专业本科生、研究生实验教学及科学研究工作都具有极为重要的意义。

建设内容：围绕材料科学与工程专业、新能源材料与器件专业实验、实践教学体系的需要，着力建设与材料光、电、磁、热等基本物理性能实验相关以及与新能源材料性能测试相关的实验项目。

需要购置的实验设备计划见表3。

资金与用房需求：实验室拟购设备总资金需求为113.5万，其中已申请中央支持地方专项“材料学重点学科”建设经费约60万，其余53.5万需要学校财政投入。

实验室空间要求约72m2。

表3 材料物理性能实验室拟购置设备计划表(2) 新能源材料制备实验室项目建设的必要性：面对全球能源危机和气候变化，以光伏产业、半导体照明、新能源汽车为代表的新能源产业正在成为引领新一轮经济增长的主导产业。