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西安交通大学工程硕士学位课教学大纲---材料工程领域

西安交通大学 /2014-08-15

  

目 录

 

材料工程

材料工程专业英语 1

材料合成与制备技术 2

材料研究方法 4

材料成形与加工技术 6

材料工程研究进展 10

 

 

《材料工程专业英语》课程教学大纲

课程名称 (中文)材料工程专业英语                  学分数:  2学分

课程名称 (英文)Materials Engineering English        

课内学时数:40(最低要求)                        

课外学时数:2 (最低要求)                        

教学方式:课堂授课                                

 

教学要求:

     本课程是为攻读工程硕士学位的研究生开设的专业必修课。课程由英语听说和英语写译两部分组成。课程以《全国工程硕士专业学位研究生英语教学大纲》中专业英语的词汇、语法、写、译、听、说的各项指标为评价目标。通过课程学习,希望学生能在专业英语听说能力和英语写译水平上进一步提高,以适应在材料科学与工程学科研究中查阅国外文献和对外交流的需要。

课程内容简介 ( 500字以内)

第一部分  英语听说

要求能够基本听懂材料科学与工程题材的报告、讲座和课程,理解中心思想和主要内容并能听写出其中关键词组。

第二部分  英语写译

能够根据所从事的研究工作,掌握基本的英文科学论文摘要写作方法和思路。能正确表达思想、语意连贯,无重大语言错误。掌握基本的翻译技巧,能将有相当难度的材料科学与工程题材的论文译成汉语,理解正确,译文达意。

课程大纲(具体到章、节、小节):

1章  X X X X

    1.1   X X X X

      1.1.1  X X X X

      …..  

2章  X X X X

    2.1   X X X X

      2.1.1  X X X X

…..

参考教材名称:XX主编:《XXXXXXXXXXXXX出版社。

主要参考书:

1) XXXXXX编:《XXXXXX》 XXXXXXX出版社,XXXX年;

2) ……….

预修课程(最低要求):

工程硕士研究生基础英语

适用专业:材料工程专业学位研究生


材料合成与制备技术》课程教学大纲

课程名称 (中文): 材料合成与制备技术               学分数:  2学分

课程名称 (英文): Material Synthesis and Fabrication Technique     

课内学时数:32(最低要求)                        

课外学时数:4 (最低要求)                        

教学方式:课堂授课 (上机、实验)               

 

教学要求:

本课程要求学生基本了解材料合成与制备过程的基本现象,化学反应特征,物理化学性质,结构。掌握材料合成与制备的基本原理与方法。     

 

课程内容简介 ( 500字以内)

本课程是材料科学与工程专业的专业课。本课程从材料制备观点出发,介绍了材料合成与制备的原理、方法和技术。主要内容包括:材料的制取与合成;非金属材料的成形与烧结;材料的改性与表面加工;材料的复合等。涉及金属材料、非金属材料以及高分子材料。

 

课程大纲(具体到章、节、小节):

第一章  材料的制取与合成

  1.1  材料的熔炼

    1.1.1  钢铁冶金

    1.1.2  有色金属冶金与熔炼

    1.1.3  真空冶金  

    1.1.4  单晶材料制备

    1.1.5  玻璃的熔炼与凝固

  1.2  粉末材料制备

    1.2.1  机械制粉方法

    1.2.2  物理制粉方法

    1.2.3  化学制粉方法

  1.3  高分子材料的聚合

    1.3.1  高分子材料简介

    1.3.2  聚合反应

    1.3.3  聚合方法

第二章  非金属材料的成形与烧结

2.1  粉末材料的成型

  2.1.1  模压成型

  2.1.2  塑性成型

  2.1.3  液态成型

2.2  材料的烧结

  2.2.1  固相烧结

  2.2.2  液相烧结

  2.2.3  特殊烧结

2.3  高分子材料成形与加工

  2.3.1  塑料成形加工

  2.3.2  橡胶成形加工

  2.3.3  合成纤维成形加工

2.4  异种材料的连接

2.4.1  异种材料的焊接

2.4.2  异种材料的粘接

第三章  材料的改性与表面加工

3.1  金属材料的常规热处理

  3.1.1  常规热处理的基本原理

  3.1.2  常规热处理工艺

3.2  材料的表面改性

  3.2.1  表面淬火

  3.2.2  物理气相沉积——真空蒸镀

3.2.3  溅射成膜

  3.2.4  化学气相沉积

  3.2.5  三束技术与薄膜制备

3.3  材料的表面防护

  3.3.1  材料的腐蚀与防护  

  3.3.2  材料的摩擦、磨损防护

3.4  薄膜制备技术

3.4.1  薄膜材料基础

3.4.2  物理成膜

3.4.3  化学成膜

3.4.4  液相反应沉积

第四章  材料的复合

4.1  复合材料基础

4.1.1  概述

4.1.2  复合材料的界面

4.1.3  复合理论与复合材料设计

4.2  复合材料制备与加工

  4.2.1  金属基复合材料制备方法

  4.2.2  陶瓷基复合材料制备方法

  4.2.3  树指基复合材料的制备方法

  4.2.4  生物复合材料

4.2.5  碳/碳复合材料的制备

 

参考教材名称:周美玲等主编:《材料工程基础》北京北京工业大学出版社,2002年。

主要参考书:

1) 朱世富,赵北军编:《材料制备科学与技术》 北京:高等教育出版社,2006年;

2) 沈莲 主编:《机械工程材料》,北京:机械工业出版社,2004……….

3) 曹茂盛,徐群,杨郦等:材料合成与制备方法,哈尔滨工业大学出版社,2001

预修课程(最低要求):材料科学基础

适用专业:材料工程


《材料研究方法》课程教学大纲

课程名称 (中文):  材料研究方法                   学分数:  2学分

课程名称 (英文):  Research methods of Materials     

课内学时数:32(最低要求)                        

课外学时数:(最低要求)                        

教学方式:课堂授课 (上机、实验)               

 

教学要求:

本课程是一门多学科基础与实验技术结合极强的课程,要求学生了解和掌握所学研究方法的原理、分析原则、适用范围和实验技术,为以后从事各类材料的研究和开发打好基础。

     

课程内容简介 ( 500字以内)

  本课程介绍X射线、电子显微分析技术在材料研究中的基本原理及新进展,讲述高分辨电子显微技术、分析电镜在材料组织形貌、晶体结构和化学成分三者同位研究中的原理及新进展;介绍在扫描电镜和透射电镜下进行材料原位动态观察研究新技术以及电子探针、俄歇电子、能谱仪(XPS)、X射线光电子能谱(XPS)等仪器在材料研究中的应用。

 

课程大纲(具体到章、节、小节):

1章  电子、X射线与物质的互作用

    1.1   电子与物质互作用

1.2   X 射线谱及X射线与物质的相互作用

2章  射线衍射和电子衍射

2.1   X 射线衍射方向

2.2   X射线衍射强度

2.3   电子衍射原理

3章  射线多晶体分析及物相分析

3.1   多晶体分析方法

3.2   X射线衍射仪

3.3   物相分析

4章  宏观残余应力的测定

4.1   宏观应力测定的基本原理

4.2   宏观应力测定方法

5章  材料电子显微分析

5.1   电磁透镜的特性

5.2   透射电子显微镜的结构与工作原理

5.3   电子显微镜中的电子衍射与单晶体电子衍射花样标定

5.4   晶体薄膜衍射衬度分析

6章  高分辨电子显微方法的基础、实践及应用

6.1   高分辨电子显微像的形成

6.2   高分辨电子显微像的种类

6.3   高分辨电子显微镜在材料科学中的应用

7章  扫描电镜的结构原理及扫描电镜和透射电镜下的动态原位分析技术

7.1   扫描电镜的工作原理及应用

7.2   SEM及TEM原位动态分析技术的应用

8章  电子探针显微分析

8.1   X 射线能谱(EDS)分析方法

8.2   波长分散谱仪(WDS)分析方法

9章  表面显微分析方法

9.1   俄歇电子能谱分析

9.2   X射线光电子能谱分析

9.3   离子探针及低能电子衍射分析

 

参考教材名称:周玉主编:《材料分析方法》第2版:机械工业出版社。

主要参考书:

1) 王世中编:《现代材料研究方法》:北京航空天大学出版社,1990年;

2)Fujjta H. History of Electron Microscopes published in comme moration of the Xith International congress on Electron Microscopy.1986

预修课程(最低要求):材料科学基础

适用专业:材料科学工程

 


《材料成形与加工技术》课程教学大纲

课程名称 (中文):材料成形与加工技术                学分数:  2学分

课程名称 (英文)Forming and Processing Technology of Materials  

课内学时数:40(最低要求)                        

课外学时数:4 (最低要求)                        

教学方式:课堂授课                                

 

教学要求:

通过本课程的学习,学生应达到以下基本要求:

1. 掌握材料成形与加工的基本原理和基础知识,培养学生综合运用基本原理进行分析问题与解决问题的能力。

2. 掌握各种成形加工技术的原理与特点,并掌握成形条件、组织与性能之间的内在联系。

3. 了解现代材料成形加工技术的发展方向。

 

课程内容简介 ( 500字以内)

《材料成形与加工技术》是面向材料学院工程硕士研究生开设的一门专业学位课程,也可作为机电类硕士研究生与专业学位研究生的选修课程。

本课程的主要任务是将基本理论与成形工艺融为一体,全面介绍凝固成形、塑性成形、焊接成形、表面成形和粉末成形的基本原理、工艺方法和技术要点,适当反映当代科技在材料成形加工领域的新成就;着重阐述材料成形加工所涉及的若干共性理论问题,包括液态金属的凝固理论、材料成形加工的热过程、塑性成形的物理、力学基础等;在此基础上,分别介绍各种材料成形加工的工艺方法、过程分析、技术特点及相关的工艺装备和模具等。

本课程的主要目标是培养学生在材料成形加工领域运用知识分析问题与解决问题的能力,并对当代材料成形与加工技术的发展趋势有所了解。

 

课程大纲(具体到章、节、小节):

第1章  绪论

1.1   材料成形与加工概述

1.2   材料成形与加工技术的发展概况

1.3   材料成形与加工技术课程的性质与任务 

第2章  材料凝固成形原理

    2.1   凝固的热力学基础

2.1.1  状态函数的概念

2.1.2  纯金属凝固的热力学条件

2.1.3二元合金的稳定相平衡

2.1.4溶质平衡分配系数

2.1.5界面张力

2.2 凝固动力学

2.2.1 自发形核

2.2.2 非自发形核

2.2.3 固-液相界面结构

2.2.4 晶体生长方式

2.3 单相合金的凝固

2.3.1 凝固过程的溶质再分配

2.3.2 成分过冷

2.3.3界面稳定性与晶体形态

2.3.4胞晶组织与树枝晶

2.3.5微观偏析

2.4多相合金的凝固

2.4.1 概述

2.4.2 金属-金属共晶的凝固

2.4.3 金属-非金属共晶的凝固

2.4.4 偏晶合金的凝固

2.4.5 胞晶合金的凝固

 第3章 材料成形热过程

3.1材料成形热过程的基本特点

3.1.1  焊接热过程的基本特点

3.1.2  凝固成形热过程的基本特点

3.1.3 塑性成形热过程的基本特点

3.2 材料加热过程的热效应

3.2.1焊接成形加热过程的热效应

3.2.2 凝固成形加热过程的热效应

3.2.3 塑性成形加热过程的热效应

3.3 温度场

3.3.1 焊接温度场

3.3.2 凝固成形温度场

3.3.3塑性成形温度场

3.4 焊接热循环

3.4.1 焊接热循环的意义

3.4.2 焊接热循环的主要参数

3.4.3 多层焊热循环的特点

3.4.4 影响焊接热循环的因素

4章 塑性成形理论基础

4.1金属冷态下的塑性变形

4.1.1  冷塑性变形机理

4.1.2  冷塑性变形的特点

4.1.3 冷塑性变形对金属组织与性能的影响

4.2 金属热态下的塑性变形

4.2.1 热塑性变形时的软化过程

4.2.2 热塑性变形机理

4.2.3热塑性变形对金属组织与性能的影响

4.3 应力状态和应变状态分析

4.3.1 点的应力状态分析

4.3.2 点的应变状态分析

4.4 屈服准则

4.4.1 屈雷斯加屈服准则

4.4.2密塞斯屈服准则

4.5 应力状态对塑性和变形抗力的影响

4.5.1 应力状态对塑性的影响

4.5.2应力状态对变形抗力的影响

4.6 真实应力-应变曲线

4.6.1 用拉伸试验绘制真实应力-应变曲线

4.6.2真实应力-应变曲线的近似数学表达式

     4.6.3 变形温度和应变速度对真实应力-应变曲线的影响

5章 材料成形加工技术

5.1材料凝固成形技术

5.1.1  凝固成形用金属材料

5.1.2  液态金属的获得

5.1.3  凝固成形方法

5.1.4  凝固成形件的结构设计

5.1.5  计算机在凝固成形中的应用

5.2 材料塑性加工技术

5.2.1板料成形方法及其模具

5.2.2 体积成形方法及其模具

5.2.3 计算机在塑性加工技术中的应用

5.3 焊接成形技术

5.3.1 典型弧焊方法

5.3.2 压力焊及铅焊

5.3.3常用金属材料焊接

5.3.4 焊接力学

5章 材料成形加工技术

5.1材料凝固成形技术

5.1.1  凝固成形用金属材料

5.1.2  液态金属的获得

5.1.3  凝固成形方法

5.1.4  凝固成形件的结构设计

5.1.5  计算机在凝固成形中的应用

5.2 材料塑性加工技术

5.2.1板料成形方法及其模具

5.2.2 体积成形方法及其模具

5.2.3 计算机在塑性加工技术中的应用

5.3 焊接成形技术

5.3.1 典型弧焊方法

5.3.2 压力焊及铅焊

5.3.3常用金属材料焊接

5.3.4 焊接力学

5.4 表面成形及强化技术

5.4.1 金属表面的物理化学特点

5.4.2 金属的表面失效

5.4.3 热喷涂及表面堆焊成形

5.4.4 表面强化原理及应用

6章 粉末合金及陶瓷成形技术

6.1 概述

6.2 原材料加工

6.3 粉末成形

6.4 烧结

6.5 粉末合金及陶瓷成形技术的新发展

参考教材名称:陈金德,邢建东主编:《材料成形技术基础》北京:机械工业出版社,2000

主要参考书:

1) 邵潭华,方其先,周根树,浩宏奇:《材料工程基础》西安:西安交通大学出版社,2000年;

2) 陈金德,张建勋,杨秉俭:《材料成形工程》西安:西安交通大学出版社,2000年。

预修课程(最低要求):材料科学基础,材料制备与成形

适用专业:材料工程

 


《材料工程研究进展》课程教学大纲

课程名称 (中文)材料工程研究进展                  学分数:  2学分

课程名称 (英文)Developments of Materials Engineering Research 

课内学时数:32(最低要求)                        

课外学时数:4 (最低要求)                        

教学方式:课堂授课                                

教学要求:

通过本课程的学习,学生应达到以下基本要求:

4. 学习材料成形与加工的基本原理与基础知识,培养学生综合运用基本原理进行分析问题与解决问题的能力。

5. 了解各种成形加工技术的原理与特点,并熟悉成形条件、组织与性能之间的内在联系。

6. 了解现代材料工程研究发展的方向。

课程内容简介 ( 500字以内)

本课程介绍材料的制备与成形工程的研究现状与展望。主要内容包括:材料现代加工技术发展、先进凝固成形技术、激光加工技术、扩散连接技术进展、先进表面工程技术进展、金属耐磨材料的研究与进展、复合材料的研究与应用、模具技术现状及其展望、绿色制造技术、材料成形中的数字化技术等。课程反映材料制备与成形领域的国内外研究热点,重点介绍创新性研究成果与采用的研究方法等。

课程大纲(具体到章、节、小节):

1章  X X X X

    1.1   X X X X

      1.1.1  X X X X

      …..  

2章  X X X X

    2.1   X X X X

      2.1.1  X X X X

…..

参考教材名称:XX主编:《XXXXXXXXXXXXX出版社。

主要参考书:

1) 陈金德主编:《材料成形工程》,西安交通大学出版社,2000

2) Kurz W, Fisher D.J.. 《凝固理论》,西北工业大学出版社,1987

3)汪大年主编,《金属塑性成形原理》,机械工业出版社,1986

4)任家烈,吴爱萍编著,《先进材料的连接》,机械工业出版社,2000

预修课程(最低要求):

材料科学基础,材料制备与成形,表面工程基础

适用专业:材料工程

 

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