表面工程学教学大纲.docx

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1、外表工程学课程教学大纲课程代码：050241025课程英文名称：Surface engineering课程总学时：40讲课：40试验：0上机：0 适用专业：金属材料工程大纲编写修订时间：2023.11一、大纲使用说明一课程的地位及教学目标1. 课程地位：外表工程学是必修、专业学位课。2. 教学目标：通过本课程的学习使学生了解现代外表技术根本学问。把握有关材料外表的根本概念和某些重要理论，对现代外表技术的形成、分类、涵义和内容有肯定深度的了解。通 过一些典型的外表技术来把握其主要设备、技术路线、工艺实施、分析检验和具体应用等，从 而使学生对现代外表技术的形成、现状和进展有根本的了解。乐观培育学生

2、理论联系实际以及 开拓创的力量，为学习其它有关专业课程和将来从事生产技术工作奠定必要的理论根底。二学问、力量及技能方面的根本要求1.学问方面的根本要求：把握外表工程学的定义和内涵、外表工程技术的特点与意义、外表工程技术的分类。 把握典型固体外表与界面；把握金属腐蚀原理和防护技术，材料磨损原理及其耐磨性。把握外表工程技术的预处理工艺。把握外表淬火技术的原理与特点；把握感应加热淬火技术、火焰加热外表淬火技术、激光淬火、电阻加热外表淬火技术、外表形变强化技术的原理。把握热扩渗技术的根本原理；把握热扩渗工艺的分类、等离子体热扩渗。把握电镀、化学镀的根本原理与工艺；把握常用单金属电镀、合金电镀、复合镀技

3、术。 把握磷化、铬酸盐钝化膜；把握转化膜的根本特性及用途、化学氧化、草酸盐钝化、电化学氧化、着色技术。把握涂料的根本组成及其作用、涂料成膜机理、涂装材料；把握涂装工艺。把握物理气相沉积方法中蒸发镀、溅射镀和离子镀的原理及特点；把握各类化学气相沉积方法的原理及特点，分子束外延制膜方法。了解常用工业激光器及激光加工系统，把握激光外表改性技术；把握离子束外表改性技术、电子束外表改性技术的特点及应用。把握常用微细加工技术、纳米工艺、生物芯片技术。了解溶胶一凝胶工艺、搪瓷涂覆技术、粘涂技术。 2.力量方面的根本要求初步把握各种外表工程技术的根本特点，能够依据工程需要，快速、有效、经济地选择相应的外表工程

4、技术或几种技术的组合，选择所用材料和制定最正确工艺来解决工程问题，并具有争辩与开发外表工程技术的力量。3.技能方面的根本要求了解各种设备的构造和原理，初步把握各种设备的操作规程。三实施说明依据素养教育的要求，在大纲实施中除了教授学生把握书本理论学问外，还要留意教授学生学会分析、解决问题的方法。处理好重点与难点，将各种生产中的实际应用纳入教学过程， 使学生能够利用所学学问解决实际问题。在教学方法上，要留意现代教学手段与理念的应用， 教与学的互动，做到讲授、争辩有机结合。通过实例和作业，重点稳固学生运用学问的力量， 通过以讲授教材为主，辅之试验、作业、争辩、答疑来到达教学大纲要求。四对先修课的要求

5、学习本课程前学生应先修完物理化学、材料科学根底、材料性能学、热处理原理与工艺等课程，可为后续实践环节以及毕业设计等供给理论指导。五对习题课、实践环节的要求适量、适当的习题可以检验学生对所学内容的把握程度，使授课教师准时了解教学效果， 对教师组织下一步的教学工作，改进教学方法具有直接帮助作用。同时，还可催促学生生疏把握所学内容。六课程考核方式1. 考核方式：考试2. 考核目标：培育学生理论联系实际以及开拓创的力量，为学习其它有关专业课程和将来从事生产技术工作奠定必要的理论根底。3. 成绩构成：本课程的总成绩主要由两局部组成：寻常成绩包括作业状况、出勤状况等 占 20%，期末考试成绩占 80%。寻

6、常成绩由任课教师视具体状况按百分制给出，期末考试成绩按百分制给出，总成绩按百分制给出。七主要参考数目：外表工程学 曾晓雁编，机械工业出版社，出版日期2023.06二、中文摘要：外表工程学包括外表工程技术的物理、化学根底、外表预处理工艺、外表淬火和外表形变 强化技术、热扩渗、热喷涂、喷焊与堆焊技术、电镀和化学镀、转化膜与着色技术、涂装技术、气相沉积技术、高能束外表改性技术、外表微细加工技求等根本学问。使学生初步把握各种表 面工程技术的根本特点，能够依据工程需要，快速、有效、经济地选择相应的外表工程技术或 几种技术的组合，选择所用材料和制定最正确工艺来解决工程问题，并具有争辩与开发外表工程 技术的

7、力量。序号教学内容学时讲课试验上机三、课程学时总体安排表1绪论221.1 外表工程学的定义和内涵1.2 外表工程技术的特点与意义21.3外表工程技术的分类2外表工程技术的物理、化学根底552.1典型固体外表与界面22.2材料磨损原理及其耐磨性22.3金属腐蚀原理和防护技术13外表工程技术的预处理工艺与作业环境223.1 外表预处理工艺3.2 外表工程技术的作业环境24外表淬火和外表形变强化技术444.1外表淬火技术的原理与特点14.2感应加热淬火技术14.3火焰加热外表淬火技术4.4激光淬火14.5 电阻加热外表淬火技术4.6 外表形变强化技术的原理15热扩渗225.1 热扩渗技术的根本原理5

8、.2 热扩渗工艺的分类15.3等离子体热扩渗16热喷涂、喷焊与堆焊技术336.1热喷涂的原理、分类和特点16.2热喷焊工艺与特点16.3堆焊工艺及特点17电镀和化学镀447.1电镀的根本原理与工艺17.2单金属电镀、合金电镀17.3化学镀的根本原理与工艺17.4复合镀技术18转化膜与着色技术448.1 转化膜的根本特性及用途8.2 磷化、铬酸盐钝化膜18.3着色技术18.4化学氧化、草酸盐钝化、电化学氧化29涂装技术229.1 涂料的根本组成及其作用9.2 涂料成膜机理19.3 涂装材料9.4 涂装工艺与设备110气相沉积技术5510.1物理气相沉积310.2化学气相沉积110.3分子束外延制

9、膜方法111高能束外表改性技术4411.1 常用工业激光器及激光加工系统11.2 激光外表改性技术211.3 离子束外表改性技术11.4 电子束外表改性技术的特点及应用212外表微细加工技求2212.1 常用微细加工技术12.2 纳米工艺212.3生物芯片技术13其它外表工程技术1113.1 溶胶一凝胶工艺13.2 搪瓷涂覆技术113.3粘涂技术合计4040四、教学内容及根本要求第 1 局部 绪论总学时(单位：学时):2讲课:2试验:0 上机:0 第 1 局部 绪论具体内容：1） 把握外表工程学的定义和内涵2） 把握外表工程技术的特点与意义3） 把握外表工程技术的分类 重点：外表工程学的内涵和

10、特点难点：外表工程学的内涵习题：外表工程学这门课对本专业的意义；如何学好这门课程；外表工程技术的特点与意义第 2 局部 外表工程技术的物理、化学根底总学时(单位：学时):5讲课:5试验:0 上机:0 第 2.1 局部 典型固体外表与界面讲课2 学时具体内容：1） 把握抱负外表2） 把握干净外表和清洁外表3） 把握机械加工过的外表4） 把握一般外表5） 把握固相晶粒尺寸和微观构造差异形成的界面6） 把握固相组织或晶体构造差异形成的界面7） 把握固相宏观成分差异形成的界面重 点：典型固体界面；固相宏观成分差异形成的界面难 点：固相宏观成分差异形成的界面习 题：机械加工过外表的特点；干净外表和清洁外

11、表的主要区分；如何获得干净外表第 2.2 局部 材料磨损原理及其耐磨性讲课2 学时具体内容：1） 把握固体材料的摩擦与磨损2） 把握粘着磨损、润滑和固体润滑3） 把握磨粒磨损4） 把握其它磨损方式重 点：材料的摩擦原理；材料的磨损原理难 点：材料的摩擦磨损与固体润滑习 题：磨损学的三定律；磨粒磨损过程的影响因素；磨粒磨损过程中的去除机理；粘着磨损机理第 2.3 局部 金属腐蚀原理和防护技术讲课1 学时具体内容：1） 把握金属腐蚀原理2） 把握金属外表的极化、钝化和活化3） 把握腐蚀的主要形式4） 把握腐蚀的把握和防护方法重 点：金属材料的腐蚀原理及防护方法难 点：金属材料的腐蚀原理及防护方法习

12、 题：腐蚀原电池和腐蚀微电池的联系和区分；金属外表钝化的特点；金属腐蚀的主要方式典型固体界面、磨损和腐蚀方面的论述题第 3 局部 外表工程技术的预处理工艺与作业环境总学时(单位：学时):2讲课:2试验:0 上机:0第 3 局部 外表预处理工艺和外表工程技术的作业环境具体内容:1） 把握外表预处理工艺2） 把握外表工程技术的作业环境重 点：外表预处理工艺；外表工程技术的作业环境难 点：外表预处理工艺习 题：外表预处理工艺论述题；机械性清理和脱脂的优缺点第 4 局部 外表淬火和外表形变强化技术总学时(单位：学时):4讲课:4试验:0 上机:0第 4.1 外表淬火技术的原理与特点和感应加热淬火技术讲

13、课2 学时 具体内容:1） 把握外表淬火技术的原理与特点2） 把握外表淬火技术与一般淬火技术的联系与区分3） 把握外表淬火层的组织和性能4） 把握感应加热淬火技术的根本原理5） 把握感应加热淬火技术的工艺流程6） 把握感应加热淬火技术的优缺点重点：外表淬火技术的原理与特点；外表淬火技术与一般淬火技术联系与区分；感应加热淬火技术难点：外表淬火技术的原理与特点；外表淬火技术与一般淬火技术的联系与区分习题：外表淬火技术与一般淬火技术的联系与区分；外表工程技术应满足怎样的作业环境；外表淬火技术的原理第 4.2 局部：其它外表淬火技术讲课2 学时 具体内容： 1把握火焰加热外表淬火技术2） 把握激光淬火

14、3） 把握电阻加热外表淬火技术4） 把握外表形变强化技术的原理重 点：火焰加热外表淬火技术；外表形变强化技术的原理难 点：外表形变强化技术的原理习 题：几种典型外表淬火工艺特点的比较第 5 局部 热扩渗总学时(单位：学时):2讲课:2试验:0 上机:0 第 5 局部 热扩渗具体内容：1） 热扩渗技术的根本原理2） 热扩渗工艺的分类3） 等离子体热扩渗重 点：热扩渗技术的根本原理；等离子体热扩渗难 点：热扩渗技术的根本原理；等离子体热扩渗习 题：几种热扩渗工艺特点的比较；热扩渗层形成的根本条件；热扩渗层形成的根本条件第 6 局部 热喷涂、喷焊与堆焊技术总学时(单位：学时):3讲课:3试验:0 上

15、机:0 第 6.1 局部 热喷涂、喷焊讲课 2 学时具体内容:1） 把握热喷涂的原理和特点2） 把握热喷涂涂层形成过程及构造3） 把握热喷涂涂层的应力及结合强度4） 把握热喷涂的分类5） 把握喷焊工艺的原理和特点重点：热喷涂的原理、分类和特点；热喷焊工艺与特点难点：热喷涂的原理、分类和特点；热喷焊工艺与特点习 题：热喷涂涂层形成过程及构造；热喷涂涂层的应力及结合强度；喷焊工艺的原理和特点第 6.2 局部 堆焊工艺及特点讲课 1 学时具体内容：1把握堆焊技术的原理2） 把握堆焊技术的工艺方法3） 把握常用的堆焊材料重 点：堆焊工艺及特点难 点：堆焊工艺及特点习题：堆焊技术的工艺方法第 7 局部

16、电镀和化学镀总学时(单位：学时):4讲课:4试验:0 上机:0第 7.1 局部 电镀的根本原理与工艺和单金属电镀、合金电镀讲课2 学时具体内容:1） 把握电镀的根本原理2） 把握电镀的根本工艺3） 把握单金属电镀4） 把握合金电镀重 点：电镀的根本原理与工艺难 点：电镀的根本原理与工艺习 题：电镀溶液的根本组成；电镀的实施方法第 7.2 局部 化学镀的根本原理与工艺和复合镀技术讲课2 学时 具体内容：1） 把握化学镀的根本原理和特点2） 把握化学镀镍、铜和银3） 把握复合镀技术的根本原理4） 把握复合镀层的种类及应用重 点：化学镀的根本原理与工艺；复合镀技术难 点：化学镀的根本原理与工艺习 题

17、：化学镀的根本原理和特点；复合镀技术的根本原理第 8 局部 转化膜与着色技术总学时(单位：学时):4讲课:4试验:0 上机:0 第 8.1 局部 转化膜和着色技术讲课 2 学时具体内容: 1把握转化膜的根本特性及用途2） 把握磷化、铬酸盐钝化膜3把握着色技术重 点：转化膜特性和用途；自然显色法难 点：转化膜特性和用途；自然显色法习 题：吸附着色和电解着色的联系和区分；转化膜技术的性质和用途第 8.2 局部 化学氧化、草酸盐钝化、电化学氧化讲课2 学时 具体内容：1） 把握化学氧化2） 把握草酸盐钝化3） 把握电化学氧化重 点：草酸盐钝化；电化学氧化难 点：草酸盐钝化；电化学氧化习 题：草酸盐钝

18、化的原理；电化学氧化原理第 9 局部 涂装技术总学时(单位：学时):2讲课:2试验:0 上机:0 第 9 局部 涂装技术讲课 2 学时具体内容:1） 把握涂料的根本组成及其作用2） 把握涂料成膜机理3） 把握涂装材料4） 把握涂装工艺与设备重 点：涂料成膜机理难 点：涂料成膜机理习 题：涂料成膜机理及涂装材料的习题第 10 局部 气相沉积技术总学时(单位：学时):5讲课:5试验:0 上机:0 第 10.1 局部 物理气相沉积讲课 3 学时具体内容:1） 把握真空蒸发镀2） 把握真空溅射镀3） 把握电弧离子镀重 点：真空蒸发镀；真空溅射镀；电弧离子镀难 点：真空蒸发镀；真空溅射镀；电弧离子镀习

19、题：真空蒸发镀、真空溅射镀、电弧离子镀原理和应用第 10.2 局部 化学气相沉积和分子束外延制膜方法讲课2 学时 具体内容：1） 化学气相沉积的根本原理2） 等离子体增加化学气相沉积3） 金属有机化合物化学气相沉积4） 分子束外延制膜方法的根本原理和特点重点：化学气相沉积；分子束外延制膜方法难点：化学气相沉积；分子束外延制膜方法习 题：化学气相沉积的根本原理；分子束外延制膜方法的根本原理第 11 局部 高能束外表改性技术总学时(单位：学时):4讲课:4试验:0 上机:0第 11.1 局部 常用工业激光器及激光加工系统和激光外表改性技术讲课2 学时 具体内容:1） 了解常用工业激光器2） 了解激

20、光加工系统3） 把握激光外表改性技术重 点：激光外表改性技术难 点：激光外表改性技术习 题：激光加工的主要技术参数；激光熔凝技术；激光外表合金化技术第 11.2 局部 离子束外表改性技术和电子束外表改性技术具体内容：1） 把握离子注入技术的根本特点2） 把握离子注入的动力学过程3） 把握离子注入技术4） 把握电子束外表改性技术的根本特点5） 把握电子束外表改性技术的应用重点：离子束外表改性技术；电子束外表改性技术难 点：离子束外表改性技术；电子束外表改性技术习 题：离子注入技术的根本特点；电子束外表改性技术的根本特点及应用第 12 局部 外表微细加工技术总学时(单位：学时):2讲课:2试验:0 上机:0 第 12 局部 外表微细加工技术讲课 2 学时具体内容: 1把握常用微细加工技术2） 把握纳米工艺讲课:13） 把握生物芯片技术重 点：常用微细加工技术难 点：常用微细加工技术习 题：电子束与离子束微细加工的特点；激光微细加工的特点第 13 局部 其它外表工程技术总学时(单位：学时):1讲课:1试验:0 上机:0 第 13 局部 其它外表工程技术讲课 1 学时具体内容: 1了解溶胶一凝胶工艺2） 了解搪瓷涂覆技术3） 了解粘涂技术重 点：溶胶一凝胶工艺难 点：溶胶一凝胶工艺习 题:溶胶一凝胶工艺及应用