材料工程基础教学大纲
《材料工程基础》课程教学大纲
《材料工程基础》课程教学大纲课程名称：材料工程基础课程代码：MTE101学分：3课程类型：必修课先修课程：无课程教师：XXX1.课程简介本课程作为材料科学与工程专业的基础课程，旨在向学生介绍材料工程的基本理论和实践知识。
通过课程的学习，学生将深入了解材料的种类、性质、组成、加工和应用等方面的知识，培养学生对材料的认识和掌握，为进一步学习和研究材料科学与工程奠定坚实基础。
2.教学目标2.1理论掌握：通过课程学习，学生将掌握材料工程的基本理论和原理，包括材料的结构与性质、相图与相变、合金与非晶态材料、复合材料等方面的知识。
2.2实践应用：通过实验教学和实践训练，培养学生分析材料问题和解决实际工程问题的能力。
2.3专业素养：培养学生成为具有工程伦理道德素养、创新能力和团队合作精神的材料工程专业人才。
3.教学内容3.1材料的基本概念和分类3.2材料的晶体结构与性质3.3材料的非晶态结构与性质3.4材料的相图与相变3.5金属材料与合金3.6陶瓷材料3.7高分子材料3.8复合材料3.9材料的加工与应用4.教学方法4.1理论授课：通过课堂讲授，向学生介绍材料工程的基本理论和原理。
4.2实验教学：开展相关实验，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。
4.3讨论和交流：组织学生进行讨论和交流，拓宽学生的思路和视野。
5.考核方式5.1平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况和实验报告等。
5.2期中考试：对前半学期的知识进行考核。
5.3期末考试：对全年知识进行综合考核。
5.4实验考核：对实验操作和数据分析能力进行考核。
6.参考书目6.1《材料工程基础》（第三版），材料工程系编著，清华大学出版社。
6.2 《材料科学与工程导论》（第四版），William D. Callister 编著，高等教育出版社。
7.教学进度安排第1-2周：材料的基本概念和分类第3-4周：材料的晶体结构与性质第5-6周：材料的非晶态结构与性质第7-8周：材料的相图与相变第9-10周：金属材料与合金第11-12周：陶瓷材料第13-14周：高分子材料第15-16周：复合材料第17-18周：材料的加工与应用注：以上是本课程的教学大纲，具体教学内容和进度可能会根据实际情况进行调整，并由授课教师在教学过程中进行详细说明和解释。
《材料科学与工程基础》课程教学大纲
《材料科学与工程基础》教学大纲课程名称：材料科学与工程基础课程英文名称：Introduction to the Science andEngineering of Materials课程编码：0802ZY017 课程类别/性质：学科基础/选修学分：2学分总学时/理论/实验（上机）：32/32/0开课单位：化工学院适用专业：高分子材料与工程专业先修课程：无机及分析化学，有机化学一、课程简介《材料科学与工程基础》是高分子材料与工程专业学科基础课程。
是一门研究材料的结构、性能、加工和使用状况四者间关系的交叉学科。
材料科学、材料工业和高新技术的发展要求高分子材料与工程专业的学生必须具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构。
开设材料科学与工程基础这门课程，主要是为了使学生建立“大材料”基础。
通过学习材料科学与工程基础，学生将接触到金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料等各种材料，学生能清楚地认识到高分子材料在整个材料家族中所具有的结构特点、性能优势、加工特殊性以及合适的应用领域，为学生以后进一步学习高分子材料和从事材料科学与工程方面的工作打下基础。
《Introduction to the Science and Engineering of Materials》is a basic course of polymer materials and engineering. It is an interdisciplinary subject that studies the relationship between the structure, properties, processing and use of materials. The development of material science, material industry and high technology requires that students majoring in polymer materials and engineering must have the foundation of "big materials" and the generous knowledge structure of "medium materials". The course of fundamentals of materials science and engineering is mainly to enable students to establish the foundation of "big materials". By studying the fundamentals of materials science and engineering, students will be exposed to various materials such as metal materials, inorganic non-metallic materials, polymer materials and composites. Students can clearly understand the structural characteristics, performance advantages, processing particularity and appropriate application fields of polymer materials in the whole material family, Lay a foundation for students to further study polymer materials and engage in material science and Engineering in the future.二、课程教学目标通过本课程的学习使学生掌握材料物质结构、性质、加工和使用性能间的相互联系，培养学生具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构，使学生建立“大材料”观。
《材料工程基础》课程实施大纲
《材料工程基础》课程实施大纲目录1．教学理念 1 以学生为中心，关注学生的发展，倾听学生的需求。
重视材料在制备过程中的重现性、材料品质的一致性、人与自然的和谐性、资源与环境的可持续性等非常重要的实际问题；培养学生的人文关怀和道德情操。
使学生能从更广的角度学习知识，更深的层次掌握知识，从而得到全面的发展。
重视教学的有效性。
以学生掌握知识的程度，灵活应用知识的能力作为评判的标准。
重视教学策略的使用，让学生自己体会建立在基本理论之上的方法的科学性和有效性，从而激发学生对该课程的兴趣。
教学的过程应有自身的教学价值观。
教学的过程不应只是知识的传授，更应重视培养学生的个体主动性。
个体主动性应表现为学生对自身的发展进行主动的思考、批判和选择，能自我策划过程和付诸实施。
当学生具有了对自身发展的主动性时，就具有了主动把握自己人生和命运的意识和能力。
个体主动性是实现生命价值，获取幸福人生的内在保证。
因此，培养学生的个体主动性是教育教学的最根本的任务。
2．课程介绍2.1课程的性质本课程为专业技术基础课。
通过学习特定材料或产品具体参数与生产制作工艺的相关性联系，了解材料或产品的生产制作一般技术基础。
2.2课程在学科专业结构中的地位、作用本课程作为专业技术基础课，在基本理论课和专业课之间起承接作用。
通过学习分析特定材料或产品的制作工艺或特定参数调整与工艺条件的关联，了解或掌握具体的生产工艺或研究方法。
2.3课程的历史与文化传统本课程内容为工程类材料学科的基础内容，曾与“材料科学基础”合并为“材料科学基础与工程”。
为了突出我校材料学科的工程类特色，强化学生的工程素质培养，现将“材料工程基础”独立出来。
本课程根据学生培养方案安排和历史沿袭，着重讲解金属材料的冶炼，铸造，压力加工，热处理，焊接及工程合金内容，其余部分要求学生自学，教师负责解答或根据学生要求选讲部分内容。
2.4课程的前沿及发展趋势随着现代科学的突飞猛进，各种材料提纯，熔炼，成型，改性技术日新月异，各种材料制备工艺日趋细化和异化。
《材料工程基础》课程教学大纲
考核方式
考核内容
对应课程目标
评分依据
考核
占比
平时作业
能够将材料复合相关原理用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与综合。（30分）
3
分等级评分表法
分等级评分，评分标准见附录
30%
期中考试
阐述金属Fe、Al冶炼及粉末材料的制备的基本原理和知识，并将其用于原料制备的配方设计、工艺实施和检测分析的表述。（13~17分）
能够将材料复合相关原理用于特定复合材料体系选择、复合材料合成及制备中涉及的复杂工程问题解决方案的比较与综合。
未能认识到复合材料合成及制备有多种方案可选择；未能获取可替代的解决方案。
3
授课
（3）
讨论
（1）
11金属复合材料制备与加工
能够辨别冶金复合、铸造凝固成型；认识喷射成型、轧制复合、挤压成型、拉拔复合法，认识到复合材料合成及制备有多种方案可选择。
PPT讲授
课堂提问
3
授课(2)
12陶瓷复合材料
12.1概述
12.2增强体的制备
12.3颗粒弥散
12.4晶须强韧化
12.5纤维增强基复合材料
一、课程简介
材料工程基础是材料科学与工程专业的专业必修课；是材料科学与工程专业的本科生在已经掌握有关的材料科学基础知识的基础上，进一步拓展材料工程方面理论和实践的基础知识的一门专业核心课程。本课程将以金属材料、无机非金属材料、高分子材料的工程特点为依据，归纳并按照其在材料制备、材料加工、材料改性、材料复合四个主要方面的基本理论知识和实践过程进行讲授。通过基础知识和理论讲解，并列举工程方法的实例、及成果，使学生理解三大材料体系的合成过程、评价及原理，了解各材料体系的基本加工过程及相关影响因素，了解材料的改性技术，并建立和了解材料复合的原理和途径及材料设计的基本思路。
材料工程基础课程教学大纲
材料工程基础课程教学大纲课程名称：材料工程基础课程编号：16118623学时/学分：40/2.5开课学期：5适用专业：材料科学与工程课程类型：学科与专业基础必修课一、课程说明本课程是材料科学与工程专业的一门学科与专业基础必修课程，主要面向金属及功能材与建筑材料两个方向。
侧重介绍金属材料和无机非金属材料的合成、制备及加工的基本原理和方法，同时注重把传统材料、传统技术与新材料、新技术相结合，以使学生能够全面了解和掌握材料工程的发展概貌。
二、课程对毕业要求的支撑毕业要求1工程知识：具有数学、自然科学、工程基础和材料专业知识，并能够将其应用于解决本专业的复杂工程问题。
指标点1.5：掌握材料制备、生产、应用的基本原理和相关知识，并结合数学、自然科学、工程基础知识，用于解决本专业的复杂工程问题。
毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。
指标点4.1：掌握材料制备与加工的方法和相关设备，能够根据材料研究的需求选择不同设备、工艺条件、操作过程，并能对结果进行分析，得到合理有效的结论。
三、课程的教学目标1.掌握金属材料和非金属材料的合成、制备及加工的基本原理和相关知识。
2.能够根据所确定材料的性能、结构与应用要求，提出材料制备加工的方案与方法。
四、课程基本内容和学时安排第二章常用金属材料及其制备（4学时）知识点：钢铁材料介绍与制备，有色金属材料介绍与制备，其他特种用途材料。
重点：铸钢和铸铁的熔炼技术，铝合金、镁合金和铜合金的性能特点及其熔炼技术。
难点：铸铁中石墨的形成，其他特种用途材料。
第三章铸造成型及其工艺控制（10学时）知识点：铸造合金的工艺性能，砂型铸造，特种铸造，铸造工艺技术的新发展。
重点：液态合金的充型能力，凝固与收缩，铸造应力、变形与裂纹，浇注位置的选择原则，铸型分型面的选择原则，熔模铸造、压力铸造的特点、工艺过程及应用范围。
材料工程基础---教学大纲
《材料工程基础》课程教学大纲课程代码：050231021课程英文名称：Fundamentals of Materials Engineering课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0适用专业：金属材料工程专业大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标材料工程基础是金属材料工程专业学生必修的专业基础课，是学位课，是从事材料科学与工程专业技术领域人员必备的课程。
本课程主要讲授液态金属成形工艺、金属塑性成形工艺、金属连接成形工艺、粉末冶金成形、非金属材料成形工艺及各种材料成形工艺方法的选择原则。
通过学习，使学生初步具备为不同零件的生产选择合理的制造方法的能力，为其他相关课程如工程材料学、热处理原理与工艺学以及从事新材料成形研究奠定必要的基础，同时使学生具有对典型的金属材料零件分析讨论使用不同的成形方法制造的能力。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1. 掌握液态金属成形的工艺设计、浇注系统、冒口、冷铁等的设计基本原则；掌握顺序凝固的应用，同时凝固的应用；掌握砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造等特种铸造方法的原理、特点和应用；了解3D打印等先进成形技术；2．掌握自由锻件图设计和模锻工艺；掌握板料冲压、挤压、拉拔、轧制等工艺特点和应用；了解超塑性成形、液态模锻等先进塑性成形工艺。
3. 掌握金属连接成形原理和方法；掌握电弧焊、气焊、埋弧自动焊、气体保护电阻焊、等离子弧焊与切割、压力焊、钎焊等焊接工艺原理、特点及应用；了解焊接缺陷的检验方法；了解电子束焊接等现代焊接方法。
4. 掌握粉末冶金成形工艺的方法、特点和应用。
5. 掌握塑料、橡胶、陶瓷成形方法的特点和应用。
6. 掌握各种材料成形工艺选用原则和方法。
对具体典型的金属材料零件如暖气片、机床床身、大口径地下输水管、黄铜水龙头、发动机缸体、汽车铝轮毂、大型发电子转子、大批量齿轮毛坯、柴油机曲轴、连杆、半轴、硬币、汽车面板、火车钢轨、铜线、钢瓶、船体、硬质合金刀具、显示器壳体等分析讨论使用不同的成形方法制造的合理性。
《材料工程基础课程设计》课程简介和教学大纲
《材料工程基础课程设计》课程简介课程编号：02024804课程名称：材料工程基础课程设计/Course Design for Fundamentals of Materials Engineering学分：2学时：2周（实验：0 上机：0 课外实践：0 ）适用专业：无机非金属材料工程建议修读学期：第5学期先修课程：材料工程基础考核方式与成绩评定标准：根据平时表现、设计说明书和所绘图纸的质量综合评定成绩教材与主要参考书目：[1]严生，常捷，程麟.新型干法水泥厂工艺设计手册[M].北京：中国建材工业出版社,2007.[2]白礼懋.水泥厂工艺设计实用手册[M].北京：中国建筑工业大学出版社，1997.[3]胡道和.水泥工业热工设备[M].武汉：武汉工业大学出版社，1992.[4]曾令可，李萍，刘艳春.陶瓷窑炉实用技术[M].北京：中国建材工业出版社,2010.[5]宋帝.现代陶瓷窑炉[M].武汉：武汉工业大学出版社，1996.内容概述：本课程是无机非金属材料工程专业本科生的一门专业必修课，属于实践性教学环节。
通过该课程的水泥或陶瓷热工设备或工艺的设计计算以及图纸绘制，使学生加深对《材料工程基础》课程理论知识的理解，了解和初步掌握陶瓷热工窑炉结构设计或水泥热工设备工艺设计的方法、内容和步骤，培养学生运用技术资料和工具书进行设计计算、图纸绘制和编写说明书的能力；通过该课程设计还能培养学生如何将理论与实践结合，提高分析和解决实际工程技术问题的能力。
Course Design for Fundamentals of Materials Engineering is a required practice course for the specialty of inorganic nonmetallic materials. The students can deepen the theory knowledge of the course of Fundamentals of Materials Engineering based on the design calculation and drawing plot of cement or ceramics hot working equipment or technology. Moreover, though this course, the students can know the design method, content and procedure of ceramics furnace structure or cement hot working system, and the ability of using the technical information and reference books to design/calculate, plot drawing and write the design calculation manual can be trained. In addition, this course can enhance the ability of the students to combine the theory and practice, and to analyze/solve the practical engineering and technology problems.《材料工程基础课程设计》教学大纲课程编号：02024804课程名称：材料工程基础课程设计/Course Design for Fundamentals of Materials Engineering学分：2学时：2周（实验：0 上机：0 课外实践：0 ）适用专业：无机非金属材料工程建议修读学期：第5学期先修课程：材料工程基础一、课程性质、目的与任务【课程性质】本课程是无机非金属材料工程专业本科生的一门专业必修课，属于实践性教学环节。
《材料工程基础》教学大纲
《材料工程基础》教学大纲材料工程基础教学大纲1.课程概述1.1课程名称：材料工程基础1.2学时：36学时1.3学分：2学分1.4课程性质：专业课1.5先修课程：无2.课程目标2.1了解材料科学与工程的基本概念和理论；2.2掌握常见工程材料的性质和应用；2.3学习材料加工和性能测试的基本原理；2.4培养学生的分析和解决问题的能力。
3.教学内容3.1材料科学与工程基础3.1.1材料工程的概念和发展历史3.1.2材料结构和性能的关系3.1.3材料的分类及其特点3.2金属材料3.2.1金属晶体结构与力学性能3.2.2金属材料的热处理3.2.3金属材料的腐蚀与防护3.3陶瓷材料3.3.1陶瓷结构和性能3.3.2陶瓷的制备和加工3.3.3陶瓷材料的应用3.4高分子材料3.4.1高分子的结构和性质3.4.2高分子材料的加工与应用3.5复合材料3.5.1复合材料的基本概念和分类3.5.2复合材料的制备和应用3.6材料加工和性能测试3.6.1材料的塑性变形和断裂3.6.2材料的热处理工艺3.6.3材料的力学性能测试4.教学方法4.1讲授与实践相结合，充分利用实验室实践环节，加强学生的动手能力；4.2借助多媒体技术，使用PPT、视频等辅助教学手段；4.3鼓励学生参与讨论和互动，培养学生的独立思考和问题解决能力。
5.评价方式5.1平时成绩（包括作业、实验报告等）占50%5.2期末考试占50%6.参考教材6.1《材料科学基础》孙洪武等主编6.2《材料制备科学与工程》王东树等主编6.3《材料加工与表征》吴奕之等主编7.教学进度安排第1-2周：课程介绍，材料工程的概念和发展历史第3-4周：金属材料的结构和性能第5-6周：金属材料的热处理第7-8周：金属材料的腐蚀与防护第9-10周：陶瓷材料的结构和性能第11-12周：陶瓷材料的制备和加工第13-14周：高分子材料的结构和性质第15-16周：高分子材料的加工与应用第17-18周：复合材料的基本概念和分类第19-20周：复合材料的制备和应用第21-22周：材料的塑性变形和断裂第23-24周：材料的热处理工艺第25-26周：材料的力学性能测试第27-28周：复习与总结第29-30周：作业布置与完成第31-32周：实验报告撰写与提交第33-34周：期末考试复习第35-36周：期末考试以上就是《材料工程基础》课程的教学大纲，旨在通过系统性的教学内容和多样化的教学方法，培养学生的材料科学与工程素养，提高学生的综合能力。
《材料科学与工程基础》课程教学大纲
《材料科学与工程基础》课程教学大纲英文名称：Fundamentals of Materials Science and Engineering课程类型：学科基础课课程要求：必修学时/学分：32/2适用专业：高分子材料与工程材料科学与工程材料学一、课程性质与任务材料科学与工程基础是高分子材料与工程专业专业基础课。
本课程将系统、全面地介绍材料基础理论知识，诸如材料的结合键、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态。
本课程着眼于材料基本问题、从材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。
通过理论教学与实验教学，使学生不仅能掌握基本理论，善于分析和解决问题，探索新知识的能力。
本课程也是高分子材料与工程专业的技术基础课，它为该专业学生的后续课程，如材料加工成型、材料热处理、材料的性能、工程材料学、材料测试、材料的近代研究方法、计算机在材料科学中的应用等提供基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本设计方法的讲解；在培养实践能力方面着重设计构思和基本设计技能的基本训练，使学生对材料合成与制备过程中的应用型知识有一定的了解并具有一定的设计能力。
二、课程与其他课程的联系学习本课程之前应该修完无机化学、物理化学，为材料结构的讲解奠定基础。
三、课程教学目标1．学习材料科学与工程基础知识和基本理论知识，掌握常用材料的结构分析方法、特性等基本知识；掌握材料科学的基础理论知识、材料合成及改性的方法，具有开发新型材料及产品的初步能力；具有对现有通用产品的生产和操作能力；具有常规分析仪器的操作和检测能力；具有进行技术经济分析和管理的初步能力。
3．学习常用的材料的设计原理、方法和设计等的一般规律，具有设计和检测常用工程材料的能力；掌握常规材料的生产及材料测试分析及表征设备的操作；能够进行专业实验的设计、操作、执行和结果分析，在专业实验中能够综合运用所学的基础理论解决合成和改性方面的工程实践问题的能力。
材料工程基础教学大纲
材料工程基础教学大纲第一篇：材料工程基础教学大纲《材料工程基础》课程教学大纲制定依据：本大纲根据2014版本科人才培养方案制定课程编号：I0220024 学时数：64 学分数：4 适用专业：无机非金属材料工程先修课程：大学物理、高等数学、工程力学考核方式：考试一、课程的性质和任务材料工程基础课程是无机非金属材料工程专业的一门重要的学科基础课。
围绕材料生产过程主要涉及到的工程理论，本课程主要介绍与之相关的基本理论和基础研究方法。
通过本课程的学习，要使学生获得工程流体力学、传热与传质基础等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能；掌握材料生产过程中相关的工程理论基本知识，具备一定的工程研究能力。
在传授知识的同时，要通过各个教学环节逐步培养学生具有思维能力、自学能力、独立分析问题和解决问题的能力，还要特别注意培养学生工程研究能力和综合运用所学知识去分析和解决问题的能力。
本门课程要求学生重点掌握如下知识：1.正确理解下列基本概念和它们之间的内在联系：粘滞性，静压强，连续性方程的物理意义，能量方程的物理意义，流动的状态，流动阻力，传导传热，对流传热，辐射传热，导温系数，热阻，角系数，热流量，质量传递，量纲，相似准数，过剩空气系数，燃烧值，湿空气的各状态参数。
2.正确理解下列基本定理和公式并能正确运用：质量守恒定理，能量守恒定律，牛顿冷却定律，辐射换热的基本定理，相似三定理，量纲和谐原理。
3.牢固掌握下列公式：牛顿粘性定律，流体静力学基本方程，连续性方程，Bernoulli方程，傅立叶（Fourier）定律，牛顿冷却定律，物体间的辐射传热，燃料组成的换算，空气量的计算，烟气量计算。
4.熟练运用下列法则和方法：湿空气状态变化过程的特点、干燥过程的描述，量纲分析法、方程分析法，物料平衡法则，热量平衡法则。
5.会运用流体流动的基本规律、热量传递基本规律和工程研究基本方法解一些简单的工程问题。
二、教学内容与要求理论教学（学时：64）流体力学基础（8学时）（一）教学内容 1.1 流体力学概述 1.1.1 流体的概念 1.1.2 流体力学的研究内容1.1.3 流体力学研究的意义1.1.4 流体力学的研究方法1.1.5 单位与量纲 1.2 流体的性质1.2.1 流体的基本物理性质1.2.2 流体的连续性——连续介质模型 1.2.3 流体的可压缩性与热膨胀性 1.2.4 流体的传递性质1.2.5 流体的状态参数与状态方程 1.2.6 作用在流体上的力 1.3 流体运动的微分方程1.3.1 质量守恒定律——连续性方程1.3.2 动量定理——运动方程(纳维一斯托克斯方程)1.3.3 能量守恒定律——能量方程 1.3.4 定解条件1.3.5 相似理论和量纲分析 1.3.6 三种传递过程的类比分析 1.4 流体静力学1.4.1 重力场中静止流体中的压强分布1.4.2 非惯性系中均质流体的相对平衡 1.5 理想流体流动 1.5.1 欧拉方程 1.5.2 流体的旋度 1.5.3 流函数1.5.4 不可压缩理想流体圆柱绕流1.6 不可压缩粘性流体的流动1.6.1 层流与湍流 1.6.2 边界层理论简介1.6.3 不可压缩粘性流体的层流运动1.6.4 湍流运动的雷诺方程组1.6.5 混合长理论 1.6.6 光滑管中的湍流流动 1.6.7 粗糙管中的湍流流动 1.7 流体流动的伯努利方程式 1.7.1 流体沿流线流动的伯努利方程式1.7.2 流体沿管道流动的伯努利方程式 1.7.3 流体流动的阻力 1.7.4 伯努利方程式的应用 1.8 气体动力学基础1.8.1 可压缩气流的一些基本概念1.8.2 理想气体一元恒定流动的基本方程 1.8.3 气体在管道中的运动 1.9 离心式风机1.9.1 离心式风机的基本结构和工作原理1.9.2 离心式风机的性能参数与性能曲线 1.9.3 离心式风机性能参数的换算 1.9.4 离心式风机的工作点及流量调节 1.9.5 离心式风机的并联和串联操作 1.9.6 离心式风机的选择（二）教学要求（1）了解流体的基本物理属性和流体的输送设备。
02材料工程基础
《材料工程基础》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：13106102课程类别：专业核心课程适应专业：材料科学与工程总学时：64总学分:3课程简介：本课程是材料科学与工程专业的本科生在已经掌握有关的材料基础知识的基础上，进一步拓展材料工程方面理论基础知识的一门专业核心课程。
通过该课程的学习，学生掌握材料制备过程中的基本科学原理和技能，能够根据所确定材料的性能、结构与应用的要求，提出材料制备加工的方案和方法，并以此为引导，更深入地学习材料制备的专门知识。
学习本课程的目的是为将来从事材料研究、材料加工等行业的工作打下坚实的必备的理论和实践研究的基础。
授课教材：《材料工程基础》，周美玲主编，北京工业大学出版社，2001年参考书目：《材料工程基础》，朱宝泉主编，北京工业大学出版社，2004年二、课程教育目标本课程的教育目标是：1. 使学生建立起全面、系统的材料工程背景知识；2. 使学生能够针对实际问题知道如何合理地选择材料；3. 使学生能够针对实际问题确定较为合理的材料制备与加工方法。
三、教学内容与要求第一篇材料的制备第一章材料的熔炼教学重点：钢铁冶金、铝冶金与熔炼教学难点：铜冶金、真空冶金、单晶生长教学时数：6学时教学内容：钢铁冶金、铝冶金与熔炼、铜冶金、真空冶金、单晶生长（单晶材料制备）、玻璃的熔炼与制备教学方式：课堂讲授教学要求：掌握钢铁冶金、铝冶金与熔炼、单晶生长，了解真空冶金、玻璃的熔炼与制备第二章粉末材料制备教学重点：粉末测定和各种制粉方法教学难点：各种制粉方法教学时数：6学时教学内容：粉末测定、机械制粉法、物理制粉法、化学制粉、纳米粉体的制备方法教学方式：课堂讲授教学要求：掌握粉末测定、机械制粉法，了解物理制粉法、化学制粉、纳米粉体的制备方法第三章高分子材料的聚合教学重点：聚合反应、聚合方法教学难点：聚合反应、聚合方法教学时数：6学时教学内容：高分子材料简介、聚合反应、聚合方法、高分子材料的发展前景教学方式：课堂讲授教学要求：掌握聚合反应和聚合方法，了解高分子材料的发展前景第二篇材料的成形与加工第四章金属液态与半固态成形教学重点：液态成形、快速凝固技术教学难点：半固态成形教学时数：4学时教学内容：液态成形、半固态成形、快速凝固技术教学方式：课堂讲授教学要求：掌握液态成形和快速凝固技术，了解半固态成形技术第五章金属塑性加工教学重点：金属塑性加工理论基础教学难点：轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压成形教学时数：8学时教学内容：概述、金属塑性加工理论基础、轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压成形教学方式：课堂讲授教学要求：掌握金属塑性加工理论基础，了解轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压成形工艺第六章粉末成形与固化教学重点：粉末的成形与干燥、粉末体烧结教学难点：胶凝固化教学时数：5学时教学内容：粉末的成形与干燥、粉末体烧结、胶凝固化教学方式：课堂讲授教学要求：掌握粉末的成形与干燥、粉末体烧结，了解胶凝固化第七章高分子材料成形教学重点：塑料成形加工、橡胶成形加工教学难点：合成纤维成形加工教学时数：3学时教学内容：塑料成形加工、橡胶成形加工、合成纤维成形加工教学方式：课堂讲授教学要求：掌握塑料成形加工，了解橡胶成形加工、合成纤维成形加工第三篇材料的改性与表面加工第九章金属材料的热处理教学重点：常规热处理的基本原理、常规热处理工艺教学难点：常规热处理的基本原理、常规热处理工艺教学时数：4学时教学内容：常规热处理的基本原理、常规热处理工艺教学方式：课堂讲授教学要求：掌握常规热处理的基本原理和工艺第十章材料的表面改性教学重点：表面淬火教学难点：表面化学改性、三束表面改性教学时数：4学时教学内容：表面淬火、表面化学改性、三束表面改性教学方式：课堂讲授教学要求：掌握表面淬火，了解表面化学改性、三束表面改性第十一章材料的表面防护教学重点：材料的腐蚀与防护教学难点：材料的摩擦磨损防护教学时数：3学时教学内容：材料的腐蚀与防护、材料的摩擦磨损防护教学方式：课堂讲授教学要求：掌握材料的腐蚀与防护，了解材料的摩擦磨损防护第十二章薄膜制备技术教学重点：物理成膜、化学成膜教学难点：液相反应沉积教学时数：3学时教学内容：薄膜材料基础、物理成膜、化学成膜、液相反应沉积教学方式：课堂讲授教学要求：掌握薄膜材料基础、物理成膜、化学成膜，了解液相反应沉积第四篇材料的复合第十三章复合材料基础教学重点：复合材料的界面、复合理论与复合材料设计教学难点：复合材料设计教学时数：2学时教学内容：概论、复合材料的界面、复合理论与复合材料设计教学方式：课堂讲授教学要求：掌握复合材料的界面、复合理论，了解复合材料设计第十四章金属复合材料制备与加工教学重点：粉末冶金复合、铸造凝固成形教学难点：喷射成形、轧制复合、挤压成形、拉拔复合法教学时数：3学时教学内容：粉末冶金复合、铸造凝固成形、喷射成形、轧制复合、挤压成形、拉拔复合法教学方式：课堂讲授教学要求：掌握粉末冶金复合、铸造凝固成形，了解喷射成形、轧制复合、挤压成形、拉拔复合法第十五章陶瓷复合材料教学重点：陶瓷基复合材料用增强体的制备、颗粒弥散陶瓷基复合材料教学难点：晶须强韧化教学时数：3学时教学内容：陶瓷基复合材料用增强体的制备、颗粒弥散陶瓷基复合材料、晶须强韧化、陶瓷基复合材料、纤维增强陶瓷基复合材料教学方式：课堂讲授教学要求：掌握陶瓷基复合材料用增强体的制备、晶须强韧化，了解颗粒弥散陶瓷基复合材料、陶瓷基复合材料、纤维增强陶瓷基复合材料第十六章纤维增强高分子复合材料的制备与加工教学重点：高分子复合材料成形用半成品的制备、高分子复合材料的成形工艺教学难点：高分子复合材料成形用半成品的制备、高分子复合材料的成形工艺教学时数：3学时教学内容：概述、高分子复合材料成形用半成品的制备、高分子复合材料的成形工艺教学方式：课堂讲授教学要求：了解高分子复合材料成形用半成品的制备、高分子复合材料的成形工艺第十七章生物复合材料教学重点：颗粒增强生物复合材料、纤维增强生物复合材料、多孔材料教学难点：多孔材料教学时数：1学时教学内容：概述、颗粒增强生物复合材料、纤维增强生物复合材料、多孔材料教学方式：课堂讲授教学要求：了解颗粒增强生物复合材料、纤维增强生物复合材料、多孔材料四、作业该课程原则上每次课都布置作业，除了教材中的习题，也可以补充一些典型习题。
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《材料工程基础》课程教学大纲制定依据：本大纲根据2014版本科人才培养方案制定课程编号：I0220024学时数：64学分数：4适用专业：无机非金属材料工程先修课程：大学物理、高等数学、工程力学考核方式：考试一、课程的性质和任务材料工程基础课程是无机非金属材料工程专业的一门重要的学科基础课。
围绕材料生产过程主要涉及到的工程理论，本课程主要介绍与之相关的基本理论和基础研究方法。
通过本课程的学习，要使学生获得工程流体力学、传热与传质基础等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能；掌握材料生产过程中相关的工程理论基本知识，具备一定的工程研究能力。
在传授知识的同时，要通过各个教学环节逐步培养学生具有思维能力、自学能力、独立分析问题和解决问题的能力，还要特别注意培养学生工程研究能力和综合运用所学知识去分析和解决问题的能力。
本门课程要求学生重点掌握如下知识：1.正确理解下列基本概念和它们之间的内在联系：粘滞性，静压强，连续性方程的物理意义，能量方程的物理意义，流动的状态，流动阻力，传导传热，对流传热，辐射传热，导温系数，热阻，角系数，热流量，质量传递，量纲，相似准数，过剩空气系数，燃烧值，湿空气的各状态参数。
2.正确理解下列基本定理和公式并能正确运用：质量守恒定理，能量守恒定律，牛顿冷却定律，辐射换热的基本定理，相似三定理，量纲和谐原理。
3.牢固掌握下列公式：牛顿粘性定律，流体静力学基本方程，连续性方程，Bernoulli方程，傅立叶（Fourier）定律，牛顿冷却定律，物体间的辐射传热，燃料组成的换算，空气量的计算，烟气量计算。
4.熟练运用下列法则和方法：湿空气状态变化过程的特点、干燥过程的描述，量纲分析法、方程分析法，物料平衡法则，热量平衡法则。
5.会运用流体流动的基本规律、热量传递基本规律和工程研究基本方法解一些简单的工程问题。
二、教学内容与要求理论教学（学时：64）流体力学基础（8学时）（一）教学内容1.1 流体力学概述1.1.1 流体的概念1.1.2 流体力学的研究内容1.1.3 流体力学研究的意义1.1.4 流体力学的研究方法1.1.5 单位与量纲1.2 流体的性质1.2.1 流体的基本物理性质1.2.2 流体的连续性——连续介质模型1.2.3 流体的可压缩性与热膨胀性1.2.4 流体的传递性质1.2.5 流体的状态参数与状态方程1.2.6 作用在流体上的力1.3 流体运动的微分方程1.3.1 质量守恒定律——连续性方程1.3.2 动量定理——运动方程(纳维一斯托克斯方程) 1.3.3 能量守恒定律——能量方程1.3.4 定解条件1.3.5 相似理论和量纲分析1.3.6 三种传递过程的类比分析1.4 流体静力学1.4.1 重力场中静止流体中的压强分布1.4.2 非惯性系中均质流体的相对平衡1.5 理想流体流动1.5.1 欧拉方程1.5.2 流体的旋度1.5.3 流函数1.5.4 不可压缩理想流体圆柱绕流1.6 不可压缩粘性流体的流动1.6.1 层流与湍流1.6.2 边界层理论简介1.6.3 不可压缩粘性流体的层流运动1.6.4 湍流运动的雷诺方程组1.6.5 混合长理论1.6.6 光滑管中的湍流流动1.6.7 粗糙管中的湍流流动1.7 流体流动的伯努利方程式1.7.1 流体沿流线流动的伯努利方程式1.7.2 流体沿管道流动的伯努利方程式1.7.3 流体流动的阻力1.7.4 伯努利方程式的应用1.8 气体动力学基础1.8.1 可压缩气流的一些基本概念1.8.2 理想气体一元恒定流动的基本方程1.8.3 气体在管道中的运动1.9 离心式风机1.9.1 离心式风机的基本结构和工作原理1.9.2 离心式风机的性能参数与性能曲线1.9.3 离心式风机性能参数的换算1.9.4 离心式风机的工作点及流量调节1.9.5 离心式风机的并联和串联操作1.9.6 离心式风机的选择（二）教学要求（1）了解流体的基本物理属性和流体的输送设备。
（2）掌握流体静力学、流体动力学、流体流动及流动阻力的基本概念、特性和工程应用。
两相运动现象（4学时）（一）教学内容2.1 绪论2.2 两相与多相流的专用术语和基本特性参数2.3 粒子一流体的相互作用2.3.1 单粒子在流体中的受力分析2.3.2 单粒子的运动方程2.3.3 粒子云与流体的相互作用2.4 连续相方程2.4.1 流场的统计平均方法2.4.2 边界粒子的影响2.4.3 准一维两相流的守恒方程2.5 流体一固体两相流的数值模拟2.5.1 不可压缩流体流动过程数值求解的困难及解决的办法2.5.2 原始变量法求解管道内准一维流动问题举例2.5.3 湍流流动数值模拟的主要方法2.5.4 数值模拟的基本程序（二）教学要求（1）了解两相与多相流的专用术语和基本特性参数。
（2）了解粒子-流体的相互作用、连续相方程、流体-固体两相流的数值模拟。
传热学基础（12学时）（一）教学内容3.1 概述3.1.1 传热及其应用3.1.2 热量传递的基本方式与热流速率方程3.1.3 传热热阻3.2 传导传热3.2.1 导热的基本概念3.2.2 导热微分方程与定解条件3.2.3 稳定态导热的分析与计算3.2.4 非稳定态导热3.3 对流换热3.3.1 对流换热概述3.3.2 对流换热过程的数学描述3.3.3 强制流动时的对流换热3.3.4 自然对流时的对流换热3.3.5 流体有相变时的对流换热3.4 辐射换热3.4.1 热辐射的基本概念3.4.2 黑体辐射定律3.4.3 实际物体和灰体的辐射3.4.4 角系数3.4.5 两个灰体之间的辐射换热3.4.6 多个灰体表面组成封闭系统时的辐射传热3.4.7 辐射换热的强化与削弱3.4.8 气体辐射3.5 传热过程与换热器3.5.1 传热过程与复合传热3.5.2 换热器（二）教学要求（1）了解传导传热、对流传热、辐射传热、综合传热等基本概念。
（2）掌握温度梯度、热流量的概念，平壁导热、园筒壁导热的计算，影响对流换热的主要因素及对流换热过程的描述，发射率、角系数的概念，物体之间的辐射传热，强化和削弱传热过程的方法。
质量传递基础（16学时）（一）教学内容4.1 传质基本概念4.1.1 浓度4.1.2 分数表示法4.1.3 速度4.2 分子扩散传质4.2.1 斐克(Fick)定律4.2.2 分子扩散系数4.2.3 流体中的分子扩散4.2.4 固体中的分子扩散4.2.5 非稳态扩散4.3 对流传质4.3.1 浓度边界层与对流传质系数4.3.2 对流传质准数方程4.4 传质与化学反应4.4.1 非均匀化学反应与扩散传质4.4.2 均匀化学反应与扩散传质4.4.3 球形颗粒的缩核反应与传质（二）教学要求（1）了解传质基本概念、分子扩散传质、传质与化学反应。
（2）掌握对流传质中的浓度边界层与对流传质系数、对流传质准数方程。
物料干燥（12学时）（一）教学内容5.1 概述5.1.1 固体物料的去湿方法5.1.2 物料的干燥方法5.2 干燥静力学5.2.1 湿空气的性质5.2.2 湿空气状态的变化过程5.2.3 水分在气一固两相间的平衡5.3 干燥速率和干燥过程5.3.1 恒定干燥条件下的干燥速率5.3.2 影响干燥速率的因素5.3.3 间歇干燥过程的干燥时间计算5.3.4 连续干燥过程5.4 干燥技术5.4.1 对流干燥5.4.2 传导干燥5.4.3 辐射干燥5.4.4 场干燥技术（二）教学要求（1）了解固体物料的去湿方法、物料的干燥方法、湿空气状态的变化过程、水分在气-固两相间的平衡。
（2）掌握对流干燥、传导干燥、辐射干燥、场干燥技术。
（3）理解恒定干燥条件下的干燥速率、影响干燥速率的因素、间歇干燥过程的干燥时间计算、连续干燥过程。
燃料及其燃烧（12学时）（一）教学内容6 燃料及其燃烧6.1 燃料的种类及其组成6.1.1 燃料的种类6.1.2 固体燃料和燃料油的组成6.1.3 气体燃料6.2 燃料的性质6.2.1 燃料的发热量6.2.2 煤的特性6.2.3 燃料油特性6.2.4 气体燃料特性6.3 燃烧计算6.3.1 燃料燃烧所需空气量的计算6.3.2 烟气量及烟气组成计算6.3.3 生产中烟气量、空气量及过剩空气系数的计算6.3.4 燃烧温度计算6.3.5 影响理论燃烧温度的各因素6.4 燃料的燃烧理论及过程6.4.1 燃烧理论6.4.2 不同燃料的燃烧过程6.5 洁净燃烧技术6.5.1 燃烧污染与防治6.5.2 材料生产中的燃烧新技术（二）教学要求（1）了解不同种类燃料的性质及其组成、洁净燃烧技术。
（2）理解燃烧理论及工程，掌握燃烧计算：包括燃料燃烧所需空气量的计算、烟气量及烟气组成计算、生产中烟气量、空气量及过剩空气系数的计算、燃烧温度计算及影响理论燃烧温度的各因素。
三、考核要求材料工程基础课程的考核以平时考核和期末考试相结合，平时考核包括出勤、作业和课堂表现等确定学生平时成绩，平时考试成绩占30%，卷面成绩占70%。
四、参考教材及其它参考资料1、参考教材：《材料工程基础》，徐德龙，谢峻林主编，武汉理工大学出版社，2008年第1版2、其它参考资料：[1]《硅酸盐工业热工基础》，孙晋涛主编，武汉理工大学出版社，2006年第1版[2]《工程流体力学》，莫乃榕主编，华中科技大学出版社，2011年第2版[3]《工程材料》，朱张校主编，清华大学出版社，2011年第5版[4]《材料工程基础》，谢希文，过梅丽主编，北京航空航天大学出版社，2011年第1版执笔人：侯伟教研室主任签字：院长（部主任）签字：2014年07月01日。