《表面工程技术》教学大纲.docx

表面工程技术教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码:03155131课程性质：专业选修课学分:2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：材料科学基础、材料成形原理、机械设计基础等后续课程：材料成形数字化设计、先进连接技术等适用专业：材料成型及控制工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明表面工程技术是材料成型及控制工程专业一门专业选修课程。本课程主要介绍目前典型的表面工程技术，即表面热处理、表面形变强化、电镀与化学镀、热扩渗、热喷涂与喷焊、涂装技术、转化膜与着色技术、气相沉积技术、表面微纳制造技术、高能束技术以及其他表面工程技术等。学生通过本课程的学习可以掌握材料表面工程技术的分类、原理、工艺及应用等理论知识内容,提高学生课程相关的知识应用能力、测试分析能力、逻辑推理能力、总结归纳能力及自学新知识的能力，同时为后续课程的学习、创新实践的开展及毕业后的工作学习打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握材料表面工程技术的基本概念、原理、特点以及应用情况；熟悉表面工程相关的材料、工艺、设备、检测和产品质量等方面的基础理论和专业知识；了解表面工程技术的发展现状和趋势。课程目标2：具备材料表面工程技术方面的的材料选择、工艺设计、加工改性、和检测分析等方面的基本能力；具有在材料表面工程相关领域从事生产、技术研发、工艺设计等工作的初步能力。课程目标3：具有良好的材料表面工程技术专业素质；具有良好的社会公德和职业道德、较强的社会责任感和团队合作精神；树立正确的是非观念和劳动意识；具有坚定正确的政治方向、科学的世界观、人生观和价值观。三、课程目标与毕业要求表面工程技术课程教学目标对材料成型与控制工程专业毕业要求的支撑见表Io表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4能运用工程专业知识，解决模具设计与制造、成型工艺开发、应用研究、运营管理、装备设计与调试等材料成型和工程技术问题。课程目标1：掌握材料表面工程技术的基本概念、原理、特点以及应用情况；熟悉表面工程相关的材料、工艺、设备、检测和产品质量等方面的基础理论和专业知识；了解表面工程技术的发展现状和趋势。H2.问题分析2.3能够运用相关知识，并通过文献研究分析复杂材料成型及控制工程问题，以获得有效结论。课程目标2：具备材料表面工程技术方面的的材料选择、工艺设计、加工改性、和检测分析等方面的基本能力；具有在材料表面工程相关领域从事生产、技术研发、工艺设计等工作的初步能力。M3.设计/开发解决方案3.1能够设计针对材料成型专业领域的复杂工程问题的合理解决方案，设计满足国家和区域经济社会发展需求的零件、模具、设备和工艺流程。课程目标3：具有良好的材料表面工程技术专业素质；具有良好的社会公德和职业道德、较强的社会责任感和团队合作精神；树立正确的是非观念和劳动意识；具有坚定正确的政治方向、科学的世界观、人生观和价值观。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1 .表面工程技术绪论1.1 表面工程技术的定义和内涵；1.2 表面工程技术的特点与意义；1.3 表面工程技术的分类。结合时事，进行相关思政主题教育。教学要求：掌握表面工程技术的定义和内涵；掌握表面工程技术的特点与意义；了解掌握表面工程技术的不同分类。重点：表面工程技术的定义、特点和意义。难点：表面工程技术的分类。212.表面工程技术的物理、化学基础2.1 典型固体表面与界面和表面晶体结构；2.2 材料磨损原理及其耐磨性；教学要求：掌握固体的表面与界面相关基础理论；掌握材料磨损及腐蚀原理；了解掌握材料耐磨技术及腐蚀防护技术。重点：典型固体表面与界面。难点：材料磨损原理与腐蚀原理。612.3金属腐蚀原理和防护技术。3.表面工程技术的预处理工艺与作业环境3.1 表面预处理工艺；3.2 表面工程技术的作业环境。教学要求：掌握表面工程技术的预处理工艺；了解表面工程技术的作业环境。重点：表面技术的预处理工艺。难点：表面工程技术的作业环境。21、24.表面淬火和表面形变强化技术4.1 表面淬火技术的原理与特点；4.2 感应淬火、火焰淬火、激光淬火、电子束淬火、电阻加热淬火技术理论、工艺与特点；4.3 形变强化技术。教学要求：理解并掌握表面淬火技术的原理与特点；掌握感应淬火、火焰淬火、激光淬火、电子束淬火、电阻加热淬火技术理论、工艺与特点；理解并掌握表面轻便强化技术相关理论与工艺。重点：表面淬火技术的理论、工艺与特点。难点：表面形变强化技术。21、2、35.热扩渗5.1 热扩渗技术的基本原理与分类；5.2 气体热扩渗、液体热扩渗、固体热扩渗、等离子体热扩渗的理论、工艺与特点。教学要求：理解并掌握热扩渗技术的基本原理与分类;理解并掌握气体热扩渗、液体热扩渗、固体热扩渗、等离子体热扩渗的理论、工艺与特点。重点：热扩渗技术的基本原理与分类。难点：气体热扩渗等技术的理论、工艺与特点。41、2、36.热喷涂、喷焊与堆焊技术6.1 热喷涂技术；6.2 热喷焊工艺与特点；6.3 堆焊工艺及特点。教学要求：理解并掌握热喷涂技术；理解并掌握热喷焊和堆焊的工艺与特点。重点：热喷涂技术、工艺与特点。难点：热喷涂、热喷焊、堆焊的工艺特点。51、2、37.电镀与化学镀7.1 电镀的基本原理与工艺；7.2 常用单金属、合金电镀；7.3 化学镀、复合镀、非金属电镀技术；7.4 电镀层的质量评价及电铸发展趋势。结合时事，进行相关思政主题教育。教学要求：理解并掌握电镀的基本原理与特点；理解并掌握典型的金属镀、化学镀、复合镀、非金属电镀技术和工艺；了解并掌握电镀层的质量评价基本方法及电铸发展新技术和趋势。重点：典型电镀技术的基本原理与工艺。难点：电镀层的质量评价及工程新技术。41、2、38.转化膜与着色技术8.1 转化膜的基本特性及用途；8.2 磷化、铭酸盐钝化、化学氧化、草酸盐钝化、电化学氧化、微弧氧化等技术；8.3 着色技术教学要求：理解并掌握转化膜的基本特性及用途；理解掌握常用的钝化膜和着色技术的工艺特点；了解转化膜与着色技术的发展趋势。重点：转化膜和着色技术的基本特性和用途。难点：转化膜和着色技术的工艺特点。41、2、39.涂装技术9.1 涂料的组成、作用及成膜机理；9.2 涂装材料、工艺与装备；9.3 典型产品的涂装。结合时事，进行相关思政主题教育。教学要求：理解并掌握涂料的组成、作用及成膜机理；理解并掌握涂装材料、工艺与装备，以及典型产品的涂装；了解涂装技术的发展趋势。重点：涂料的组成、作用、成膜机理与典型产品的涂装。难点：涂装材料、工艺与装备。31、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，采用启发式、讨论式教学和案例教学等，充分用丰富的多媒体和网络资源，使学生在课堂活动中学习掌握表面工程技术的基础知识，了解该类技术的工程应用情况，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。精选代表性的教学内容，采用视频、图片、软件等丰富的形式类型，安排讨论、习题和测试等，巩固课堂所学知识。六、课程资源1 .推荐教材：(1)曾晓雁，吴懿平.表面工程学.机械工业出版社，2017.42 .参考书：(1)刘光明.表面处理技术概论.化学工业出版社.2018.10.(2)关成，蔡南，潘继民.表面工程技术工艺方法800种.机械工业出版社.20198(3)张林森.金属表面处理.化学工业出版社.2016.9.(4)苗景国.金属表面处理技术.机械工业出版社.2018.3.(5)潘邻.现代表面热处理技术.机械工业出版社.2017.8.3 .期刊:(1)辛洋，郭鹏，李昊,等.质子交换膜燃料电池金属双极板改性碳基涂层技术研究进展J.表面技术,2020,49(06):33-44.(2)毛杰，马景涛，邓畅光,等.表面粗糙度对PS-PVDYSz陶瓷层性能的影响J.材料工程,2020,48(5):144-150.(3)余敏，张鸿羽，曹开,等.激光熔覆在高速列车上的应用研究现状J.表面技术,2020(10):46-54.(4) HZhao,ZYYang.Surface/interfaceengineeringofhigh-efficiencynoblemetal-freeelectrocatalystsforenergy-relatedelectrochemicalreactionsJ.JournalofEnergyChemistry,2021,54:89-104.(5) AnnamalaiS.ImpactofDepositionPotentialonStructuralandMagneticPropertiesofNano-CrystallineCoFeAlloyThinFilmsJ.SurfaceEngineeringandAppliedElectrochemistry,2020,56(2):159-165.4.网络资源：(1)徐义库.现代表面技术.2022.10.08.httpswww.icourse163.orgcourseCHD-1206694814(2)张超.材料表面工程.2020.03.02.https:/www.icoursel63.org/course/NJIT-1449973193七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10(1)根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。(2)以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。433作业20(1)主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，以及自主学习和表达能力，满分100分；(2)每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。(3)以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。884阶段测验10(1)主要考核学生对阶段性所学知识点的理解和掌握程度，满分100分；(2)阶段测验单独评分，取该成绩的平均值作为此环节的最终成绩。(3)以阶段测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。442期末考核60(1)卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。(2)主要考核表面工程技术基础理论、表面热处理、表面形变强化、电镀与化学镀、热喷涂与喷焊、涂装技术、转化膜与着色技术、气相沉积技术等内容。(3)考试题型为：选择题、填空题、判断题、简答题、论述题等。252510合计：100分414019八、考核与成绩评定L考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、阶段测验、期末考试等方式对