复合材料工艺及设备-教学大纲
复合材料基础课程教学大纲
复合材料基础课程教学大纲课程代码：学时：32 学分：2适用专业：金属材料工程一、课程的性质和任务1.课程的性质本课程是金属材料工程专业的专业选修课程。
2.课程的任务及目的本课程通过对系统掌握复合材料(特别是金属基、陶瓷基复合材料)应用领域的科学与工程方面基本理论和知识，使学生了解和掌握复合材料的主要制备工艺手段与技术方法。
达到基本胜任从事材料制备、加工成型、材料结构与性能分析工作的科研、教学、设计、技术开发、生产管理的高级工程技术人才的目的。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点及学时分配（一）学时分配（二）理论教学内容的基本要求、重点和难点1．绪论及基本概念与分类（1）复合材料的发展历史，复合材料定义；（2）复合材料的基本性能；（3）复合材料结构设计基础。
2．复合理论（1）了解复合原则；（2）掌握复合材料的界面设计原则；（3）掌握无界面粘结强度的测定、混合定律。
重点：复合材料的界面设计原则。
难点：无界面粘结强度的测定、混合定律。
3．复合材料的增强材料（1）了解它们的分类、结构特征、物化性能、基本制备方法及应用领域；（2）掌握氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅的强韧化机理。
重点：氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅的强韧化机理。
难点：氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅的强韧化机理。
4．复合材料的界面（1）了解界面的定义及界面效应；（2）掌握各类复合材料的界面特征；（3）掌握金属陶瓷、陶瓷基复合材料的表面处理过程及其与基体材料结合的界面特征。
重点：界面效应、各类复合材料的界面特征。
难点：金属陶瓷、陶瓷基复合材料的表面处理过程及其与基体材料结合的界面特征。
5．金属基复合材料（1）了解金属基复合材料的用途；（2）掌握铝基复合材料、镍基复合材料、钛基复合材料的结构与性能；（3）熟练掌握常用金属基复合材料的制备方法。
重点：铝基复合材料、镍基复合材料、钛基复合材料的结构与性能。
难点：常用金属基复合材料的制备方法。
6．陶瓷及陶瓷基复合材料（1）了解陶瓷基复合材料的种类和性能；（2）掌握陶瓷基复合材料的制备方法；（3）熟练掌握典型陶瓷基复合材料特别是纤维增强、晶须和颗料增强（韧）陶瓷基复合材料的的种类和性能，并了解相变增韧机制。
复合材料工艺及设备教学大纲
《复合材料工艺及设备》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：《复合材料工艺及设备》（Composite material technology and equipment）课程号（代码）：300075020课程类别：专业选修课学时：32 学分：2二、教学目的及要求复合材料是材料科学中一支新秀，它广泛用于国民经济的各个领域，对尖端科学技术的发展起到了重大作用。
根据国内外复合材料工业和科学的发展现状，从创建复合材料学科理论的高度出发，以培养复合材料工业和研究实用人才入手，本课程系统地介绍了各类复合材料的工艺原理、成型方法及生产设备。
根据复合材料工业的发展现状，本书总结了国内外的最新成就，重点介绍树脂基复合材料的各种成型方法，生产设备及连接加工等。
对毕业要求及其分指标点支撑情况：（1）毕业要求1，分指标点1.4；（2）毕业要求2，分指标点2.2；（3）毕业要求3，分指标点3.2。
三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配）第一章绪论（1学时）简要介绍复合材料的成型工艺及原则，复合材料设备的基本内容。
使学生对本课程的学习内容和学习方法建立整体概念。
要点：复合材料的成型工艺选择成型工艺方法的原则课程学习的目的、方法、要求第二章手糊成型工艺及设备（2学时）使学生对复合材料手糊成型工艺及设备有较系统、深刻的理解。
1、原材料选择要点：选择原则2、手糊成型模具与脱模剂要点：模具脱模剂3、手糊工艺（1学时）要点：手糊工艺4、喷射成型工艺及设备5、热压釜6、树脂传递模塑与反应注射模型（1学时）7、小结归纳、讨论第二章基本概念和作业中的问题第三章夹层结构成型工艺及设备（2学时）详细阐述夹层结构成型工艺及设备，使学生较系统地掌握复合材料夹层结构特点。
1、概述要点：夹层结构成型工艺及设备的关系2、蜂窝夹层结构制造工艺及设备（1学时）要点：夹层结构制造工艺及设备3、泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备（1学时）要点：泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备第四章模压成型工艺（2学时）讲述复合材料模压成型工艺方法，介绍其特点和进展。
《复合材料工艺与设备》课程介绍
《复合材料工艺与设备》课程介绍一、课程简介《复合材料工艺与设备》是复合材料与工程专业复合材料方向的一门主要的专业课，其主要任务是使学生掌握复合材料研究与生产中的各种成型工艺方法、成型工艺原理、复合材料工艺配方设计等方面的系统知识。
通过本科程学习，要求学生掌握复合材料的基本性质、原材料的选用、各种典型成型工艺的主要工艺过程与复合原理，并了解这些工艺的主要成型设备。
掌握各成型工艺制品的主要性质及其在实际生活中的应用。
该课程的学习对本专业其他专业课的学习具有重要的关联作用。
课程的主要教学内容包括：1、热固性树脂基复合材料的生产工艺与设备要求学生掌握手糊成型、夹层结构成型、模压成型等各种热固性树脂基复合材料成型工艺的原材料选择、工艺特点、成型工艺原理和过程。
了解这些成型工艺的发展概况和成型设备。
2、热塑性树脂基复合材料的生产工艺与设备要求学生掌握树脂基体的成型性能、聚合物熔体的流变行为、聚合物的结晶和定向。
掌握挤出成型、注射成型及片状模塑料冲压成型等热塑性树脂基复合材料的成型工艺的工艺原理、工艺过程。
了解热塑性树脂基复合材料的发展，成型工艺的发展概况和成型设备。
3、无机非金属基复合材料成型工艺及设备掌握短纤维增强水泥的制造工艺、水泥对玻璃纤维的微观侵蚀机理等。
了解纤维增强水泥基复合材料的发展概况和纤维水泥的增强机理。
了解石膏基和陶瓷基复合材料的发展概况、成型工艺与成型设备。
4、金属基复合材料成型工艺及设备了解金属基复合材料的发展概况和复合工艺。
本课程的实验教学内容共有共有两个实验项目，包括不饱和聚酯树脂粘度的测定和手糊玻璃钢板。
通过本课的教学，掌握树脂基复合材料典型成型工艺如手糊成型工艺、夹层结构成型、模压成型、层压、缠绕、拉挤成型、注射成型等工艺的原材料选用、主要工艺过程与复合原理，了解这些成型工艺的发展概况和成型设备。
掌握纤维增强水泥基复合材料的分类、特点、缺陷及应用，短纤维增强水泥的制造工艺、水泥对玻璃纤维的微观侵蚀机理等。
《复合材料》教学大纲
《复合材料》课程教学大纲课程代码：MSEN3012课程类别：基础课程授课对象：材料科学与工程专业开课学期：春季学分：3 学分指定教材：《复合材料概论》，哈尔滨工业大学出版社，2001年一、教学目的：使学生系统掌握复合材料的基本知识，包括聚合物基复合材料基体材料、增强材料、复合材料界面、复合效应、复合材料成成型方法等方面的基础和最新发展动态，为新型材料的研发奠定坚实基础。
二、课程内容第一章总论1.、教学内容复合材料定义、复合材料的基本性能、复合材料结构设计基础。
2、教学要点了解与掌握国际标准化组织（ISO）关于复合材料定义，描述复合材料性能的一些基本参数，特别是比强度、比模量两个基本要概念。
了解各类复合材料的基本性能，复合材料结构设计基础，特别是复合材料设计中多级结构的设计理念。
第二章复合材料的基体材料1.、教学内容聚合物基复合材料的基体材料、金属基复合材料的基体材料、无机非金属基复合材料的基体材料。
2、教学要点通过对比的方式了解三类复合材料的基体材料的基本结构与其物化性能的关系，各类基体材料的特点及其优缺点，加深对复合材料的认识。
针对本专业的知识结构，重点要求学生理解热塑性与热固性树脂结构及其物化性能，重点掌握“四烯”、“四纶”及环氧树脂的结构、物化性能及成型加工过程中的变化。
关于无机非金属基复合材料的基体材料将在后续章节中重点介绍。
第三章复合材料的增强材料1.、教学内容玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维（有机纤维）、其它纤维2、教学要点重点要求掌握玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维的分类、结构特征、物化性能、基本制备方法及应用领域。
了解其它（特种）纤维如碳化硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维基本物化性能及纤维增强材料的一些最新进展。
第四章复合材料的界面1.、教学内容界面的定义及界面效应、各类复合材料的界面特征、材料的表面处理（表面改性）。
2、教学要点了解界面的定义、复合材料中界面的形成机理、各类复合材料界面的基本特征及异同点。
《材料加工工艺和设备》课程教学大纲
课程讲 授、作 业、讨论
课程讲 授、作 业、讨论
课程讲 授、作 业、讨论
教学内容 学时 教学方式 作业及要求
基本要求
考查方式
材料加工工艺
与设备基础
2
课堂讲授
掌握材料加工工艺 和设备特点；与材 料 加 工 原 理 的 关 课堂提问 系；与过程控制的关 系
材料加工工艺 设计方法
《材料加工工艺和设备》课程教学大纲
课程基本信息（Course Information）
课程代码 （Course Code）
MT340
*学时 （Credit Hours）
32
*学分 （Credits）
2
*课程名称 （Course Name）
材料加工工艺和设备 Materials manufacture processing and apparatus
课堂提问讨 工艺与性能的关系 以 及 工 艺 优 化 方论和作业 法。
齿轮钢的表面
处Байду номын сангаас工艺（或
其它表面改 性、微纳器件
2
制备的问题及
工艺设计）
课堂讲授
材料加工过
程控制基础
6
课堂讲授
过程控制中 的传感技术
2 课堂讲授
了解齿轮钢的 碳、渗氮和碳氮 渗工艺的设计
共渗课 论作堂业提
问
讨
掌握材料加工过程
控制的原理、组成、课 堂 提 问 讨
*课程目标与毕业要 求对应关系
（relationship between learning
outcomes and graduation
requirements）
毕业要求
复合材料结构设计教学大纲
复合材料结构设计教学大纲复合材料结构设计教学大纲引言：复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的材料，具有优异的力学性能和重量比。
在现代工程领域中，复合材料的应用越来越广泛。
为了培养学生对复合材料结构设计的理解和掌握，制定一份全面而系统的教学大纲是非常重要的。
一、复合材料的基本概念和分类1. 复合材料的定义和特点- 复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的材料，具有优异的力学性能、重量比和耐腐蚀性。
- 复合材料的组成包括基体材料和增强材料，可以根据增强材料的形态分类为颗粒增强、纤维增强和层叠增强等。
2. 复合材料的分类- 根据基体材料的类型，复合材料可以分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和聚合物基复合材料等。
- 根据增强材料的形态，复合材料可以分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层叠增强复合材料等。
二、复合材料的力学性能1. 复合材料的力学性能参数- 弹性模量、屈服强度、断裂韧性等是评价复合材料力学性能的重要参数。
- 针对不同应力状态，可以定义拉伸强度、压缩强度、剪切强度等不同的力学性能参数。
2. 复合材料的强度理论- 复合材料的强度理论包括经典层合板理论、微观力学理论和损伤力学理论等。
- 不同的强度理论适用于不同的复合材料结构设计场景，需要根据实际情况进行选择和应用。
三、复合材料结构设计的基本原则1. 强度和刚度匹配原则- 复合材料结构设计中，应根据实际工作条件和要求，选择合适的增强材料、基体材料和层厚比例，以实现强度和刚度的匹配。
- 合理的层合板结构设计可以提高复合材料的整体性能。
2. 界面设计原则- 复合材料的界面是基体材料和增强材料之间的连接界面，界面的设计对复合材料的性能和寿命具有重要影响。
- 通过表面处理、界面增强和界面粘结等手段，可以提高复合材料的界面性能。
3. 成本效益原则- 复合材料的结构设计应考虑成本效益因素，包括材料成本、制造成本和维护成本等。
- 在保证性能的前提下，尽可能降低复合材料的制造和维护成本，提高整体经济效益。
《复合材料工艺与设备》教学大纲
《复合材料工艺与设备》教学大纲英文名称： Composites Materials Processing and Equipment课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2适用专业：高分子材料与工程一、课程性质与任务复合材料是建立在三大传统材料基础之上的新型材料，是新型材料发展的主流方向之一。
复合材料具有比强度比模量高、可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能优越以及便于大面积整体成型等显著优点，显示出比传统钢、铝合金结构材料更优越的综合性能。
它目前广泛用于国民经济的各个领域，对尖端科学技术的发展起到了重要作用。
复合材料工艺与设备课程是高分子材料与工程专业选修的专业课。
通过本课程的学习，掌握聚合物基体复合材料的成型工艺及成型设备的内容，常规的成型方法及成型方法的选用原则与应用；掌握手糊成型工艺、夹层结构成型工艺、模压成型工艺、层压工艺、缠绕工艺、拉挤成型工艺、注射成型工艺的主要工艺过程与复合原理,并了解这些工艺的主要成型设备；掌握各成型工艺制品的主要性质及其在实际生活中的应用。
二、课程与其他课程的联系复合材料工艺与设备课程是高分子材料与工程专业的专业课，是在学生在学习了高等数学、物理化学、无机化学、有机化学及分析化学等基础课程，掌握了高分子化学、高分子物理、聚合物近代仪器分析、材料科学基础、高分子材料成型工艺学、高分子材料成型设备等专业基础知识之后，所学的关于聚合物复合材料成型内容。
三、课程教学目标1．掌握复合材料的基本性质、原材料组成、外加剂的选用、常规的成型方法及成型方法的选用原则与应用.2．掌握手糊成型工艺、夹层结构成型工艺、模压成型工艺、层压工艺、缠绕工艺、拉挤成型工艺、注射成型工艺的主要工艺过程与复合原理。
3．掌握各成型工艺制品的主要性质及其在实际生活中的应用。
4．具有根据不同材料和产品性能要求选择不同的成型工艺与设备从而制备复合材料的能力。
5．掌握上述成型工艺的主要成型设备的主要结构。
《复合材料》 课程教学大纲
《复合材料》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：复合材料英文名称：Composite Materials二、课程代码及性质课程代码:0801492课程性质:专业选修课,选修课三、学时与学分总学时：32（理论学时：32学时；实践学时：0学时）学分：2四、先修课程材料科学基础、热处理原理与工艺、工程材料学、金属材料学五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业、材料成型及控制工程专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程的教学目的:1. 掌握复合材料的复合理论、界面设计原则及制备技术，具备应用这些知识分析、解决材料科学与工程专业中的复合材料的设计与制备问题的能力；2. 掌握聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷复合材料的强化机制、界面类型、制备方法及性能评价方法，具备独立进行复合材料性能分析的能力；理解表面改性与表面复合材料的制备、评价方法。
3. 以小组合作的方式对感兴趣的复合材料进行调研，具备资料收集，制作、使用PPT进行交流的能力。
4. 了解复合材料的发展前沿，掌握其发展特点与动向。
七、教学重点与难点：教学重点：复合材料的复合理论及界面设计，几种不同类型复合材料的强化机制及失效分析。
教学难点：复合材料的复合理论及界面设计。
八、教学方法与手段：教学方法：(1)以课堂讲授为主,阐述该课程的基本内容,保证主要教学内容的完成。
(2)安排适量的课堂讨论环节。
(3)分配小组对复合材料进行调研，并以讲解PPT的形式在课堂展示，使学生通过课下的资料查阅而掌握基本的专业资料获取方法、途径、整理归纳和讲演能力。
教学手段：(1)运用现代教学工具,在课堂上通过PPT讲授方式,实现图文并茂,形象直观;九、教学内容与学时安排（1）总体安排教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
（2）具体内容各章节的具体内容如下：第一章复合材料概述．（1学时）第一节复合材料的发展简史第二节复合材料的定义、命名和分类一、复合材料的定义二、复合材料的分类第三节复合材料的特性第二童增强材料（4学时）第一节纤维一、有机纤维二、无机纤维三、金属与其它纤维四、各种纤维性能的比较第二节晶须第三节颗粒第四节增强材料的表面处理第三章复合理论（4学时）第一节复合原则一、材料组元的选择二、制备方法的选择第二节复合材料的界面设计原则一、界面及其类型二、聚合物基复合材料界面设计三、金属基、陶瓷基复合材料界面设计第三节复合材料界面理论一、浸润性二、界面粘结三、热残余应力四、界面相容性与不稳定性第四节界面粘结强度的测定一、宏观试验法二、单纤维试验法三、微压入试验法第五节混合定律一、连续纤维单向增强复合材料(单向层板)二、短纤维增强复合材料第四童聚合物基复合材料(PMC) （5学时）第一节概述一、PMc的发展历史二、PMC的分类第二节聚合物基体一、概述二、热固性基体三、热塑性基体第三节 PMC界面一、PMc界面表征二、PMc界面特点三、PMc界面设计第四节 PMC制备工艺第五节 FRP的力学性能第五章金属基复台材料(MMc)（5学时）第一节概述一、MMC的历史二、MMC的分类第二节金属基体一、铝及铝合金二、钛及钛合金三、镁及镁合金第三节 MMC制备工艺•第四节MMC的界面一、MMC界面类型与界面结合二、MMC界面稳定性三、MMC界面浸润与界面反应控制第五节 MMC的性能第六章陶瓷基复合材料(CMC) （2学时）第一节概述第二节陶瓷基体及其粉末原料的制备第三节 CMC制备工艺第四节 CMC界面第五节 CMC增韧机制第六节 CMC的性能第七章表面改性与表面复合材料（1学时）第一节概述第一节表面复合材料的制造技术第二节表面复合材料性能评价方法第八章复合材料的最新进展展望（2学时）第一节增强相的进展第二节纳米复合材料第三节智能复合材料第四节功能梯度复合材料（3）各章节的课后思考题（作业）及讨论要求思考题（课后作业）：第1章思考题：1．复合材料的定义是什么？2．复合材料有哪些不同的分类？3．复合材料有哪些优势？3．复合材料可以应用在哪些领域?第2章思考题：1．常用的增强相有哪些？2．纤维的基本概率有哪些？3．Kevlar纤维和超高分子量聚乙烯纤维有什么特点？4．列举几种典型的无机纤维，它们分别有什么特点或用途？5．简述金属纤维的特点。
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《复合材料工艺及设备》课程简介及教学大纲1．课程简介
《复合材料工艺及设备》课程简介
课程代码：613010421学分：1 总学时：16
课程性质：专业限选课先修课程：高分子物理、高分子化学
授课对象：材料科学与工程专业本科生
内容提要：
复合材料是由两种或两种以上的物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多组分固体材料。
复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是组分材料的简单加和，有着重要的改进。
在复合材料中，通常有一相为连续的相，成为基体；另外一相为分散的相，称为增强材料。
通过该课程的学习，使学生掌握复合材料的制备原理和生产过程、工艺流程的共性和特点，使学生对复合材料材料的性能、生产过程和应用有较全面地了解。
2．教学大纲
《复合材料工艺及设备》教学大纲
一、课程性质与教学目的
本课程是针对材料类专业本科生而开设专业限选课。
过对本课程的学习，使学生了解复合材料的基本知识、基体和增强体种类和特点，聚合物基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料的特点、制备和应用。
二、基本要求
通过本课程的学习，学生应对复合材料的发展概况有一个基本的了解，掌握复合材料的基本知识，包括增强原理，基体、增强体材料，复合材料的界面，熟悉各类复合材料的制备方法、性能特点和应用。
三、教学内容及教学要求
第1章绪论（3学时掌握）
1.1复合材料发展概况
1.2复合材料的基本性能
1.3复合材料的成型工艺
1.4 选择成型方法的原则
第2章手糊成型工艺及设备（3学时掌握）
2.1原材料的选择
2.2手糊成型模具与脱模剂
2.3手糊成型工艺过程
2.4 喷射成型工艺及设备
第3章夹层成型工艺及设备（2学时掌握）
3.1概述
3.2蜂窝夹层结构制造工艺及设备
3.3泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备
第4章模压成型工艺及设备（2学时掌握）
4.1概述
4.2模压料
4.3模压工艺及设备
第5章层压工艺及设备（2学时理解）
5.1概述
5.2胶布制备工艺及设备
5.3层压工艺及设备
第6章缠绕成型工艺及设备（2学时理解）
6.1概述
6.2芯模
6.3缠绕规律
6.4 缠绕工艺及设备
第7章注射成型工艺及设备（2学时理解）
7.1 概述
7.2 热塑性树脂基复合材料注射成型工艺
7.3 热固性树脂基复合材料注射成型工艺
四、学时分配
五、习题及自学要求
本课程习题的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识和基本概念。
锻炼独立思考和分析问题的能力。
习题分量占自学时间的四分之一，具体数量视习题难易程度而定。
第1章绪论
1、什么是复合材料？如何分类？
2、复合材料应用？
3、复合材料有哪些基本特点？
第2章手糊成型工艺及设备
1、手糊成型工艺的特点及适用范围？
2、一般GRP手糊制品固化分为那几个阶段？如何表示和判断固化度？
3、手糊成型有哪些辅助材料？
第3章夹层成型工艺及设备
1、FRP夹层结构的特点及应用。
2、泡沫夹层结构的特点及应用？
第4章模压成型工艺及设备
1、什么是模压成型工艺？
2、短纤维模压料的质量指标及生产控制条件？
3、模压料的工艺性及控制条件？
第5章层压工艺及设备
1、什么是层压成型工艺？
2、玻璃胶布的生产原理及过程？
3、玻璃胶布的三大质量指标及控制方法如何？
4、层压工艺原理？
第6章缠绕成型工艺及设备
1. 什么是缠绕成型？
2. 缠绕规律是什么？
3、缠绕张力对制品性能的影响？
第7章注射成型工艺及设备
1、什么是注射成型工艺？
2、分析区别热塑性及热固性树脂基复合材料注射工艺原理。
六、参考书目（按书名、作者、出版社、出版时间的顺序）
1、复合材料学，周祖福，武汉工业大学出版社，1995
2.复合材料工艺与设备，刘雄亚等，武汉工业大学出版社，1994
3、复合材料结构设计基础，李顺林，武汉工业大学出版社，1993
4、复合材料聚合物基体，赵玉庭，武汉工业大学出版社，1992
制订人：张新涛
审批人：
制订日期：2011.04.20。