粉末冶金材料技術范文
時間：2023-11-16 17:50:55
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篇1
前言
為了尋求長遠的發展，需要重視能源問題。在全球經濟以及熱口增長的環境下，傳統能源彰顯匱乏性，無法滿足社會發展的實際需求。同時，也無法進行再生。因此，面對嚴重的資源危機，要對新能源的開發與利用作為項目對待。粉末冶金對傳統冶金技術進行了發揚過大，積極融合現代科技，推動信息化建設，實現現代工業的良性運轉，也為新能源的開發提供更多的技術保障。
1 對粉末冶金技術特征的分析
粉末冶金技術具有長遠的歷史，其主要立足傳統冶金技術，達到了對諸多學科知識的融會貫通，形成優勢突出的新型冶金技術。粉末冶金主要對象是粉末狀的礦石。在傳統的冶金方法中，礦石的形式為整塊，先進行提煉，而后進行冶煉。應用傳統技術，塊狀礦石提煉技術受制于技術和礦石的大小，只能達到80%左右的利用率，產生大量材料的廢置。但是，在粉末冶金技術的應用下，資源利用率得以大幅提升，有效降低資源浪費。另外，塊狀形式的礦石材料長期處于露天堆放，對環境產生不良影響，甚至破壞。由此可見，冶金技術的改善勢在必行，要重視冶金技術水平的提升，使得材料各盡所用，發揮不同冶金材料的作用，切實提升使用效率，形成高性能的新材料，達到成本的降低。利用現代粉末冶金技術，能夠對廢礦石、舊金屬材料進行再利用，有效節約資源，極大推動經濟效益的獲取，對可持續發展意義重大。因此，粉末冶金技術在原材料選擇方面相對較為寬松，能夠充分利用廢舊金屬、礦石等，形成不規則的粉末，滿足原材料節約和回收的目標。另外，鑒于粉末冶金可塑性以及相關材料的添加，促進性能的增強和平衡。
2 對新能源技術的闡述
在科技的推動下，新能源技術逐漸被科學界重視。在傳統能源開發與應用中，出現嚴重的資源匱乏現象，加之對環境的不良影響，使得新能源問題的出現備受關注。新能源材料需要在開發、存儲以及轉化方面具有突出優勢。由此可見，新能源材料是發展新能源的關鍵因素。為了更好地實現轉化和存儲，其在配件、生產要素等方面都極具特色，與傳統能源行業的材料截然不同。粉末冶金技術在整個新能源開發應用中占據舉足輕重的地位。
3 系統介紹粉末冶金技術的類型
3.1 傳統粉末冶金材料
首先，是鐵基粉末冶金。這種材料是最傳統，也是最為關鍵的冶金材料，在制造業中應用較為廣泛。隨著現代科技的不斷發展，其應用范圍不斷拓展。其次，銅基粉末冶金材料。這種材料類型較多，耐腐蝕性突出，在電器領域應用較多。再次，硬質合金材料。這種材料具有較高的熔點，硬度和強度都十分高，其應用的領域主要是高端技術領域，如核武器等。最后，粉末冶金電工材料和摩擦分類，主要應用在電子領域。隨著通訊技術的不斷發展，粉末冶金材料的需求量增大。另外，粉末冶金材料在真空技術領域也得到推廣。摩擦材料耐摩擦性較強，促使物體運動減速，抑或是停止，在摩擦制動領域應用較多。
3.2 對現代先進粉末冶金材料的介紹
首先，信息范疇內的粉末冶金材料。立足信息領域，主要是指粉末冶金軟磁材料。具體講，是指金屬類和鐵氧體材料。隨著對磁性記錄材料的研究，在很大程度上推動了粉末冶金軟材料的需求。其次，能源領域內的粉末冶金材料。能源材料的研發推動能源發展，其中，主要涉及儲能和新能源材料。全球經濟的發展使得能源需求量增大，傳統能源彰顯不足，因此，新能源開發勢在必行，尤其是燃料電池和太陽能的開發。再次，生物領域的粉末冶金技術。生物材料技術的發展對整個社會具有不可替代的作用。要將生物技術列入國家發展計劃。在生物材料中，主要包含醫用和冶金材料兩大類，在維護身心健康的同時，加快金屬行業的進步。第四，軍事領域的粉末冶金材料。在航天領域，材料的強度和硬度是重要指標，穩定性要突出，具有極強的耐高溫性。在核軍事范疇，粉末冶金技術也具有發展前景，更好地推動整個社會工業技術的進步。另外，新型核反應堆的建設需要具有較高的防輻射標準，而粉末冶金技術的支持下，切實增強核反應堆的安全性與可靠性，有效降低核輻射強度。
4 對粉末冶金技術在新能源材料中的應用的介紹
4.1 粉末冶金技術在風能材料中的應用
風能對我國而言，十分豐富，不存在污染，是新能源的主要類型。在風能發電材料中，粉末冶金技術主要實現對兩種材料的制作，即即風電C組的制動片以及永磁釹鐵硼材料。這兩種材料的制作與整個風力發電關系密切，事關發電過程的安全性與可靠性，影響發電效率的高低。風能發電機制動片在摩擦系數和磨損率方面，要求較高，同時，力學性能必須突出。目前，主要應用的是銅基粉末冶金技術，完成對壓制制動片的制作。制動片需要在導熱方面十分突出，同時，制動盤具有較小的摩擦。在應對惡劣溫度環境的時候，也能夠進行有效的使用。對于永磁釹鐵硼，系統永磁材料代替了傳統的永磁材料，燒結釹鐵硼就是加入了稀土粉，利用粉末冶金工藝制備而成。
4.2 粉末冶金技術在太陽能中的應用
太陽能突出的特點是清潔性，是新型能源的一種，被商界所看好，開發價值巨大。當前，在太陽能領域，主要的發展方向為光電太陽能與熱電太陽能，形成發展趨勢。立足光電太陽能領域。其主導作用的部件為光電池，也就是半導體二極管，依靠光伏效應，促使太陽能有效轉化為電能。目前，太陽能光電轉化效率較低，對航天事業的發展產生阻礙。在粉末冶金技術的使用下，能夠有效進行薄膜太陽能電池的制作，光電轉化率得以顯著提升。同時，粉末冶金技術也研發了多晶硅薄膜，代替了傳統的晶體硅，光電轉化率大幅提升。另外，粉末冶金技術與太陽能熱電技術也實現了融合。當太陽進行地表照射之后，為了達到對光熱技術的有效收集，需要發揮吸收板的功能。而吸收板的制作與粉末冶金技術息息相關，主要應用了其成型技術，發揮粉體在色素和粘結劑方的作用，而后混合，形成涂料，涂于基板之上。這也充分體現了粉末冶金技術在成型技術方面優勢更加突出。
5 結束語
綜上，通過對粉末冶金技術優勢的分析，可以發現，其在新能源材料的開發和應用中極具發展潛力。粉末冶金在創造性方面十分突出，塑造性較強，使得其在新能源材料的發展和應用中占據核心地位。粉末冶金技術的工藝原理使得其在新能源開發中更具經濟性與高效性。因此，要大力推進粉末冶金技術在新能源開發應用中的拓展，為新能源的可持續發展提供保障。
參考文獻
[1]陳曉華，賈成廠，劉向兵.粉末冶金技術在銀基觸點材料中的應用[J].粉末冶金工業，2009，04：41-47.
[2]邱智海，曾維平.粉末冶金技術在航空發動機中的應用[J].科技創新導報，2016，07：10-12.
篇2
關鍵詞：粉末冶金 溫壓工藝技術與發展 。
引言：近十年來,粉末冶金工業發展迅速。1989～1999年中國大陸與世界鐵基粉末主要生產地區的鐵基粉末年發貨量比較。鐵基粉末的市場需求在總體上有明顯的增長,特別是北美市場已保持了連續9年的高速增長。日本雖然受到國內長期經濟不景氣的拖累,但鐵基粉末的產量仍然較高。中國大陸的鐵基粉末產量緩慢增長。1994～1998年亞洲部分地區粉末冶金件的年產量。1997年亞洲金融風暴令日本和韓國的粉末冶金工業蒙受挫折,但在中國(包括大陸和臺灣省),粉末冶金制品的產量明顯增長。
粉末冶金制品的用途廣泛,但主要用于機械零件,其中以鐵基材料為主。過去十多年,全球粉末冶金制品大部分用于汽車工業,一直占粉末冶金件的70%左右。目前,每部歐洲汽車中約有7kg重的粉末冶金件。而每部美國汽車中粉末冶金件重達16kg[1],相對于1991年的10kg增幅超過50%。各大汽車制造商預言,未來10年每部汽車中將有重達25kg的粉末冶金件,美國汽車中或許更高。因此,在未來10年,汽車工業仍將是推動粉末冶金工業發展的主要動力。高性能鐵基粉末冶金件已普遍用于傳動裝置、發動機、通用機械和工具等產品,其市場前景非常廣闊。
一溫壓技術的特點
基于安全和耐用等理由,對汽車零部件的性能要求很高。近年我國快速發展的汽車工業必然會帶動高性能粉末冶金材料特別是鐵基材料的發展。因此,開發高性能特別是高力學性能的粉末冶金材料,是粉末冶金的發展方向和研究重點。提高粉末冶金材料的密度,是實現這一目的的最有效途徑。
傳統一次壓制，一次燒結生產的鐵基粉末冶金制品,其密度一般在7 1g/cm3(相對密度約90%)以下,力學性能遠低于同類材料的全致密件。生產高密度、高性能粉末冶金件一直是粉末冶金行業追求的目標之一。在眾多的高密度粉末冶金生產方法中,溫壓是最為經濟的一種新工藝。溫壓技術在90年代中期發展成熟并成功用于工業生產。
溫壓工藝是在傳統粉末冶金工藝的基礎上改進而來。工藝過程是將混有溫壓專用劑(和粘結劑)的粉末加熱至130～155℃,然后在加熱到上述溫度的模具里壓制成形。與傳統工藝相比,溫壓成形的壓坯密度約有0 15～0 30g/cm3的增幅,對于提高粉末冶金制品的性能特別是力學性能具有重要作用。溫壓工藝的特色是工藝簡單、成本低廉,在傳統的粉末冶金設備上稍加改裝,經一次溫壓壓制，一次燒結即可生產出高密度、高性能且質量穩定的產品,其密度可達7 45g/cm3[9],經復壓復燒更可高達7 65g/cm3
在比較了以溫壓工藝和傳統復壓復燒工藝生產齒輪的成本。在零件性能相當的情況下,溫壓生產的成本比復壓復燒生產的成本低10%左右。溫壓能以低于復壓復燒的成本生產出性能相當的產品。值得注意的是,其產品在某些方面可以和鍛造產品相競爭。溫壓工藝成本低廉、產品密度高而均勻、力學性能優越,兼有彈性后效小、脫模力低等工藝特點,其生坯強度超過20MPa[10],可在燒結工序前作機加工處理,以節約機加工工時和減少刀具磨損。
二 溫壓技術發展現狀
自1994年溫壓技術的成果被正式公布到1996年年底為止,在短短的兩年時間就有大約36種溫壓產品在批量生產或準備批量生產,其中包括重達1 2kg,用在福特卡車變速箱上的轉矩渦輪轂。國外多家公司也利用溫壓技術開發出高密度、高強度的斜齒輪。溫壓工藝除使齒輪整體密度增大外,齒的密度也大為增加,使齒的強度提高約30%,從而省去了用滾壓工藝來局部提高齒部密度的工序。日本日立粉末金屬公司采用溫壓技術生產粉末冶金小節錐半角斜傘齒輪,成功取代過去以機加工鍛鋼坯的昂貴生產工藝[19]。法國以溫壓技術為汽車工業制造了使用性能與鍛造和粉末鍛造相近,但成本較低的連桿,表明了溫壓技術有了重大突破,該公司計劃到2002年生產350～600g重的各種連桿1500萬件。瑞典采用溫壓工藝共同開發出一種用于重型卡車變速器的大型零件。該零件長期以來都是用精密鍛造或粉末鍛造方法生產的。由此可見,溫壓工藝具有工藝簡單和較高性能價格比的優勢是完全可以和鍛造工藝競爭的。
在國內,引進溫壓工藝的粉末冶金零件生產廠有寧波東睦粉末冶金公司和揚州保來得工業有限公司。兩家工廠都是從國外引進技術、生產線與購買專用溫壓粉末進行生產。 三 溫壓技術的發展及在我國的應用前景
由于長期缺乏數量較大和附加值較高的零件需求,沒有機會讓粉末冶金行業發揮它特有的優勢,因此我國粉末冶金工業基礎較為薄弱,一直都未受到重視。1989年粉末冶金軸承占我國粉末冶金零件總產量的60%(質量分數),其中大部分是低附加值的普通軸承。90年代中期,汽車工業發展較快,為高性能鐵基粉末冶金件的生產發展提供了良好的機遇,用于汽車和摩托車工業的粉末冶金零件按質量計算在10年間幾乎翻了一番。與此同時,用于附加值較低的農機工業粉末冶金零件則幾乎減少一半。由此可見,發展高性能粉末冶金零件是大勢所趨。目前,國產轎車只維持在年產幾十萬輛的水平,預期到2010年將會達到年產100萬輛左右。屆時,對高性能鐵基粉末冶金件的需求將會達到萬噸以上。這無疑是發展我國粉末冶金工業的一次難得的機遇。根據對我國粉末冶金零件市場的預測,在2000年生產規模的基礎上,粉末冶金零件在各行各業的應用都將有所增長。到2005年,摩托車行業和小型制冷壓縮機行業將有40%的增幅,而汽車行業的預期增幅更達70%。目前,國產汽車平均每輛使用3～6kg粉末冶金零件,而國外則多達16kg,兩者的差距反映出我國粉末冶金工業相對比較落后。但是,隨著中國汽車工業邁向大規模生產,這一差距將很快縮小。以桑塔納轎車為例,每輛用粉末冶金件僅15種,重3kg,而去年投放市場、以美國技術生產的別克轎車則每輛用粉末冶金件35種,重12 5kg。從生產普通粉末冶金件向生產高性能粉末冶金件過渡不是一朝一夕的事,特別是為汽車提供零件不是接了訂單就能組織生產這么簡單,必須通過一連串的試驗、試制、臺架試驗、裝機試驗、定型、批量生產等相當長的過程。盡管未來汽車用粉末冶金件大量需求,但在國內推廣溫壓技術的工業化還有不少困難。除少數幾家擁有雄厚財力和技術實力的大型粉末冶金廠外,一般生產廠是不太可能投入大量的資金進口昂貴的溫壓設備和專用粉末。因此,溫壓技術的國產化非常重要。 性能優良、質量穩定的粉末是高性能粉末冶金工業的基礎,我國的鐵基粉末生產無論在產量、性能或質量的穩定性等方面都與世界發達地區有著明顯的差距。適用于生產高密度、高性能零件的霧化鐵粉其產量長期偏低,90年代以前年產量一直徘徊在幾百噸,1995年起開始快速增長,目前霧化鐵粉的產量已占鐵基粉末總產量的1/4左右。霧化鐵粉的年產量節節攀升,充分說明我國鐵基粉末冶金件的產品結構正向高性能方向發展。目前,溫壓專用粉末尚未有批量生產。如果完全依賴進口,不但成本高昂,而且還將制約粉末冶金產品的自主開發。因此,大批量生產壓縮性能優良和質量穩定的鐵粉和預合金粉末,并研制適合我國國情的溫壓專用粉末加熱裝置是當務之急,以免過分依賴昂貴的進口產品。可喜的是華南理工大學已成功開發出有自主知識產權的溫壓專用粉末及其加熱裝置,為溫壓原材料及設備的國產化打下了基礎。 目前,對粉末冶金結構件的密度要求一般在7 0g/cm3以上,有些甚至高達7 6g/cm3。而溫壓成形正好是生產密度此范圍零件的工藝。我們可以利用溫壓技術只需較小成形壓力等優點開發較大型的零件。我們亦可以利用溫壓成形的零件具有較高力學性能的優勢,在免除諸如熱處理等后續工序的基礎上生產強度達800MPa以上、精度達IT6～IT5的粉末冶金零件以增強粉末冶金零件的競爭力。 德國在溫壓工藝的基礎上,開發出一種稱為“流動溫壓工藝”的技術。通過加入適量較微細的粉末、加大及調節劑的含量以提高粉末的流動性、填充能力和成形性,可以制造帶有垂直于壓制方向上的凹槽、孔和螺絲孔等制件。制造此類粉末冶金件過去一直被認為是非常困難甚至是不可能的,利用程控壓機復雜和精準的動作也只能生產出較為簡單的此類零件[32]。該工藝不但適用于鐵基材料,還適用于諸如鈦等其他材料。由此可見,溫壓工藝具有非常廣闊的發展前景。目前,溫壓技術還遠遠沒有發揮出其潛在的和應有的作用,其發展前途是不可低估的。 利用計算機進行溫壓成形過程的模擬是提高產品開發效率的有效工具,可充分利用溫壓的優點開發新零件或重新設計零件,擴大粉末冶金件的應用,并突破只憑經驗摸索的瓶頸,大量減少試驗次數,縮短產品開發周期,使企業能更快速地對市場作出反應。高密度、高性能零件是未來幾年的高增長點,掌握此方面的技術對奪取潛在的市場具有積極意義。 利用粉末冶金技術開發無需油脂的耐磨件,以適應某些特殊行業的要求,如紡織機械等行業。在紡織機械和縫紉機上的某些零件,目前是采用復壓復燒法生產,其密度達7 5g/cm3,抗拉強度達500MPa[33]。這些產品的性能正好是溫壓工藝所能達到的范圍,問題是產量的大小,因為粉末冶金的低成本是建立于大批量生產的基礎上,所以開發非汽車用的粉末冶金零件還要耐心地解決有關問題。所幸我國市場龐大,以縫紉機為例,1995年的產量就達970萬臺。只要不發生惡性競爭,開發非汽車用零件是大有可為的。 大力發展和推廣溫壓工藝這種低投入、低成本的高密度粉末冶金生產技術,能為我國粉末冶金工業在新世紀里擠身國際市場打下堅實的基礎。我國的汽車工業目前還處于初級發展階段,在未來的十多年里隨著汽車工業的發展,一定能提供一個龐大的市場消化我國粉末冶金工業為國產汽車研制的高性能粉末冶金件,形成一個以市場帶動新技術,又以新技術開發新產品、開拓新市場的良性循環。
四 結束語：
國外溫壓技術從實驗室到產業化大致用了5年左右的時間。與其它先進技術相比，溫壓技術產業化的速度是快的。其中一條成功的經驗是，該技術從一開始就是以“研究―企業集合”的面貌出現的。粉末冶金工藝人員、壓機制造商、化工、化學研究人員，組成一個集合體來突破技術的各個環節。在這方面行業協會或學會應當發揮更大的作用。 溫壓技術產業化的根本出路在于，真正理解和掌握溫壓―燒結工藝系統的各個環節，在有可能持續發展的骨干粉末冶金企業的牽頭和帶動下，組成一個各方均可受益的粉末、制件、壓機、化工廠商和研究團體的“研究―企業集合”體，以典型的溫壓系列產品開拓鋼鐵粉末內冶金高密度、高強度零件的新市場。
參考文獻：
篇3
關鍵詞：粉末冶金 組合模具 壓制成形 改進
0 引言
在粉末冶金工藝中，對于模具的應用范圍非常廣泛。而組合模具是綜合了多種結構特征而形成的綜合性模具。它克服了普通模具和單一壓制方式的缺陷，解決了以往在粉末冶金工業中存在的難題，是粉末冶金工藝的一項突破。但是，隨著技術水平的不斷發展，組合模具存在的問題也隨著暴露出來，成為我們當下需要解決的難題。
1 粉末冶金概述
1.1 粉末冶金工藝 粉末冶金，是通過制取金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物作為生產原材料，通過過壓制成形、燒結等工藝過程，制造出各種粉末冶金制品的工藝技術?，F在，這種工藝已經成為我們在新材料研制領域內的重要工藝技術。
1.2 粉末冶金組合模具 在粉末冶金過程中，在壓制成形、燒結以及后處理等制作工序中都會用到模具。在復雜零件的壓制成形工序中，常會將模具設計成多種形狀的組合模具，這樣便可以在壓制過程中綜合運用多種壓制方式，以保障壓坯的質量。
2 粉末冶金壓制成形過程中存在的問題
在粉末冶金整個制造工藝中，模具的使用在很多工序中都常常會看到。例如，在粉末冶金的壓制成形階段、燒結階段、復壓階段、精整階段都會用到粉末冶金模具。而其中最常用且應用最廣泛的還是壓制成形階段。在粉末冶金的壓制成形階段，組合模具是形式最多且應用最廣泛的模具。目前，組合模具還存在著一些不足之處，其對于粉末冶金工業具有較大的危害。
2.1 壓坯密度分布不均勻 在粉末冶金壓制成形過程中，常會出現壓坯密度分布不均勻的現象。在壓制過程中，在垂直方向上，上層粉末的密度比下層粉末密度大；在水平面上，接近上模沖的斷面密度分布是兩邊大，中間?。贿h離上模沖的段面密度分別是中間大，兩邊小。造成這一問題主要是由于組合模具的內壁摩擦力較大、組合模具設計的高徑比較大、以及壓制方式不當等原因造成的。
2.2 粉末粘結組合模具蓋板內壁 在粉末冶金壓制成形過程中，會出現粉末粘結組合模具蓋板內壁的現象。這主要是由于模具內壓制密度較低和蓋板內壁摩擦力較大等原因造成的。粉末粘結于蓋板內壁，一方面，會造成原料的浪費，并對組合模具形成污染；另一方面，會對粉末冶金制品的質量造成嚴重影響。另外，由于組合模具設計上存在的一些不足之處，還會使粉末冶金制品出現制品的形狀偏斜、產品對角開裂等問題，這些問題嚴重影響了粉末冶金工業的生產效率和產品質量，同時也造成了嚴重的經濟損失。
3 粉末冶金中組合模具的改進辦法
3.1 增強組合模具內壁的光潔度 在組合模具制造過程中，提高與粉末存在直接接觸的壓板內壁、蓋板內壁等的光潔度，降低其與粉末之間的摩擦力，將在一定程度上有效的避免模具內壁對粉末壓制造成不良影響。其具體改進辦法如下：①在模具內壁打磨過程中要提高內壁的光潔度；②對于某些與粉末接觸處，可酌情采取局部打磨的方式增加其光潔程度，以提高模具的性能；③在使用過程中，為了提高模具內壁的光潔度，還可以采用向模具內壁涂抹油的方法達到所需的效果。
3.2 在組合模具的設計上加設脫模彈簧 在組合模具的側板與蓋板的連接面上，以及模具側板和壓機的側缸之間增加一個脫模彈簧。這樣的設計改進看似簡單，但會解決粉末冶金壓制成形過程中存在的很多問題。由于脫模彈簧的存在，在壓制和脫模時便會存在一定的緩沖力，這樣壓制成形的制品外表形狀就會比較規則，而且也會有效避免制品對角開裂的問題發生。另外，這一設計上的改進對于減少壓制成形過程中的加粉量、加工量也具有明顯的效果。
3.3 在外模沖上安裝保護套 在粉末冶金壓制成形過程中，組合模具的外模沖由于受到的壓力復雜，再加之對于熱處理硬度難以把握，因此，外模沖易于受損、開裂，使用壽命較短，同時也增加了粉末冶金的壓制成本。經過設計實驗后發現，在外模沖上安裝一個保護套將有效改善外模沖的使用環境，克服其受到直接磨損等威脅，這樣就可有效的延長外模沖的使用壽命，降低壓制成本。另外，由于保護套易于安裝、替換，且生產成本低，因此，增加保護套是解決外模沖受損最為合適的辦法。
4 結語
在粉末冶金工藝中，組合模具的應用非常廣泛，對于粉末冶金制品的質量也起到一定的決定作用，于是，對于組合模具的設計、制造具有較高的要求。目前，對于組合模具的設計、制造仍然具有很大的發展空間，有時對于組合模具一點小小的改進，就可能為粉末冶金工業帶來巨大的收獲。因此，我們仍需不斷對組合模具乃至整個粉末冶金工藝進行發展、改進，逐漸縮小我國粉末冶金工業與發達國家的差距。
參考文獻：
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篇4
關鍵詞：卓越工程師；粉末冶金學；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）30-0093-03
引言：
“卓越工程師教育培養計劃”是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署、貫徹落實“國家中長期人才發展規劃綱要（2010―2020年）”和“國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）”而提出的高等教育重大改革計劃?！白吭接媱潯敝荚谂囵B卓越工程師后備人才；高等學校實施“卓越計劃”將為培養學生成為卓越工程師打下堅實的基礎和完成卓越工程師需要的基本訓練[1]。
2011年年初教育部出臺了《教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見》（教高[2011]1號文），進一步明確了“卓越計劃”的主要目標、指導思想、實施領域和基本原則[2]?！白吭接媱潯睂嵤┮詠?，各參與高校在培養觀念、培養模式、學校企業聯合培養等方面都取得了很大進展。
“粉末冶金學”課程是新材料科學中最具發展活力的重要分支，也是冶金和材料科學的分支學科，備受工業界重視，相關材料和制品已被廣泛應用于交通、機械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業等領域[3]。粉末冶金學課程與實際的生產實踐緊密相關，屬于工程實踐性比較強的課程，在理論學習的基礎上能夠有效地培養學生的工程能力和創新能力，與“卓越計劃”的培養目標一致，為了配合“卓越計劃”的實施，對這門課程的培養目標和培養觀念、教學改革與創新的思路、課程建設與新型教學模式、課程改革的質量保障等方面進行了思考和探索。
一、確立正確的培養觀念和培養目標
“卓越計劃”的宗旨是培養和造就一大批能夠適應社會經濟發展需要、創新能力強的優秀工程技術人才，為國家實施人才強國戰略、走新型工業化道路和建設創新型國家服務。從“卓越工程師教育培養計劃”的三個特點出發，樹立課程的培養觀念：一是強調課程內對學生創新以及工程能力的培養；二是注重學校和企業相結合，加大企業參與培養高級工程技術人才的深度；三是加強對國家戰略需求、行業和企業的需求的認識，課程進行有目標的、主動的培養。
新形勢下，面向“卓越工程師教育培養計劃”的“粉末冶金學”課程從培養目標上必須對原有的課程體系與教學內容進行調整，使之更具有全面性；加大課程工程實踐能力的培養，使之更具有實用性。確立理論學習與實踐操作相結合、全面發展的人才培養目標，重視培養大學生的科學探索精神、工程創新意識和工程實踐能力。
二、教學改革與創新的思路
1.課程特點及教學現狀。“卓越工程師教育培養計劃”的基本要求是學生在學習并具備課程理論基礎知識的基礎上，能夠有效地利用學習到的課程基礎知識解決實際工程問題。粉末冶金技術是一個復雜、影響因素諸多的材料成型過程，從制粉、成形、燒結到后處理每一道工序都會影響粉末冶金成品的質量。能夠完全掌握并靈活運用粉末冶金技術，即要有扎實的理論知識儲備和豐富的工程實踐經驗。筆者通過長期的粉末冶金教學發現，傳統的課程教學方式有一定的局限性，主要體現在：教師以教材為中心，教學方法比較單一，以灌輸式的教學方法為主，學生缺乏積極有效的參與，不利于學生工程能力的培養；教學內容陳舊、更新緩慢，在課時、學制的影響下，無法兼顧新興的粉末冶金技術；課內實驗一方面是簡單的驗證性基礎實驗，學生興趣不濃，另一方面由于設備少人數多等條件的限制，學生參與的程度不夠，難以培養學生的創新能力；課程仍以書面考試的形式評定，考試內容大多以基礎知識的考察為主，這種簡單的評定方式不能滿足“卓越計劃”對創新能力和工程能力培養的要求，不利于優秀工程人才的培養。
2.探索多元化的培養模式。面向“卓越計劃”高級工程人才培養的方向為：服務于企業需求和國家發展戰略，加大學校和行業、企業合作培養的力度，強調學生理論基礎和工程實踐能力并重的培養，重視高級工程技術人才培養的國際化。因此，面向“卓越計劃”的課程改革要以教師為導向；以學生為主體；以項目為依托；以企業為載體。以教師為導向，教師做好引導作用，通過豐富多樣的教學方法培養學生的興趣，激發學生的潛能，加強師生互動，教學相長；以學生為主體，構建“專業性強、知識面寬”的課程學習體系，扎實學生理論知識的學習和實踐能力、綜合能力的鍛煉，培養學生積極思考、大膽創新的科學作風；以項目為依托，讓學生積極參與到粉末冶金類的科研項目中，實施本科生提前進入畢業設計、科研平臺或課題組制度，培養學生學以致用，學中用、用中學的學習方法；以企業為載體，學校要加強同行業、企業聯系與合作，讓學生參與到企業中去，建設校企優質資源共享平臺，建立學校與企業聯合培養的長效機制。
三、課程建設與新型教學模式探討
1.課程教學內容改革。從“卓越計劃”的培養目標與要求出發，根據工程實際，“粉末冶金學”課程組進行了廣泛調研，在多次討論和修改的基礎上，制訂了新的課程教學大綱，明確了教學體系和教學內容。根據這門課程的特點，為了能夠讓學生在很好的學習粉末冶金理論基礎知識的基礎上，開拓思路、學以致用，按照課程體系對課程內容進行了模板化設計，把課程內容分為不同板塊。比如：掌握粉末制取及其性能測定；壓坯成形規律；粉末冶金材料的燒結原理；粉末冶金材料制備的質量控制；了解粉末冶金材料及其研究的新進展等等。
2.課程教學方法和教學手段改革。在教學方法上，圍繞“以教師為導向，以學生為主體”的教學方針，遵循“課內與課外相結合”、“理論與實踐相結合”、“課堂教育與創新思維相結合”的原則，通過實物法、啟發法、課堂討論等教學方法。如在講粉末的成形時，可以向學生展示一套粉末成形的模具，讓學生了解成形時基本概況，讓學生在學習粉末成形時可以獲得最大的感官認識；在講粉末制備工藝時，根據制備粉末的特點以啟發和誘導的方式讓學生了解粉末制備工藝，以及為什么要選擇這種制備方式；在講壓力與粉末成形樣品密度之間的關系時，可以展開課堂討論，充分調動學生學習的熱情、主動性和創造性，提高教學的實效性和教學質量。
在教學手段上，要擺脫傳統的板書或者照著ppt宣讀等學生積極性不夠強的手段，采取多元化的教學方法和手段。多媒體集成、動畫模擬仿真和豐富的圖像信息擴展了學生認知的深度與廣度，也使教師擺脫了時間和空間對講授內容的束縛，清楚地顯示某些復雜的過程，有利于激發學生的觀察力、發現力、想象力、邏輯聯想力，有利于認知思維的深化與發展，有利于增強工程設計能力，提高教學效率和教學質量[4]。通過搜集課程知識點相關的圖片和制作簡單直觀的動畫，豐富課程的課件，提高學生的興趣和理解。比如，在講等靜壓成形時，向學生展示等靜壓機的原理示意圖，可以讓學生充分直觀地了解等靜壓的工作原理；在講機械合金化法制備粉末時，可以通過Flas的方式，讓學生可以清晰地看到機械制備的過程和原理；在講粉末冶金工藝時，可以結合網絡上企業的現場視頻，讓學生能夠輕易地接受粉末冶金工藝方面的知識，同時獲得工程實踐中的一些直觀信息。
3.課內實驗的改革與工程實踐能力的拓展。在課內實驗方面，改善了原有的簡單的驗證性的實驗，豐富了課內實驗的內容。具體的實驗包括：球磨法制粉；粉末粒度和表面性質的測定；金屬粉末的壓制成形；粉末冶金樣的燒結；燒結樣抗彎強度的測試；粉末冶金樣品的密度測定等等。通過這些課內實驗培養學生具有合理選擇使用粉末冶金材料和初步設計、制備粉末冶金材料的能力，激發學生的創新意識，提高工程能力。對課內實驗的改革，可有效地激發學生的學習興趣，提高動手和思考能力，為學生的工程實踐能力的提高和創新能力的培養打下了很好的基礎。
面向“卓越計劃”的課程改革，重點是培養學生的工程實踐能力，要圍繞“以項目為依托，以企業為載體”的方針。為了強化學生的工程實踐能力，應該注重從以下幾個方面進行培養：一是對校內資源進行整合，建立校內課程實習、實訓基地。利用學校已有的材料產業化中心、工程訓練中心、新能源材料研究中心等研究實踐單位，建立“粉末冶金學”課程的實踐基地，讓學生可以在校內盡可能地進行工程基礎實踐能力的鍛煉。二是以企業為載體，校企合作，吸納企業資源。培養工程師是“卓越計劃”的目標，而企業環境是工程師培養的搖籃。除了進行實踐教學環節改革，更重要的是讓學生進入企業、融入企業，學習和了解企業的技術，感受企業的環境和文化。培養方案應該把適合在企業開展的相關教學環節和實踐活動（專業課程、課程設計和畢業設計等）盡可能放到企業去。三是以項目為依托，開展大學生創新性實驗計劃。高校的教師在進行本科教學的同時，進行廣泛的科研項目的研究。在校內的有關粉末冶金類的科研項目可以和粉末冶金課程建立聯系，讓本科生在進行課程學習的同時，進入科研團隊，參與到科學研究中去，了解學科的發展狀況和學科前沿。在科研項目的帶動和熏陶下提高學生學習的積極性和工程能力。四是通過學科科技競賽來提高學生的綜合素質。開展以學科為基礎的各類科技競賽，擴大學生受益面；鼓勵學生在學習課程理論基礎的同時，積極參加省級、全國級別的相關科技競賽，培養學生的學習興趣、創新能力和綜合能力；課內課外營造科技創新氛圍，對于學生積極參加科技競賽和科技競賽獲獎給予獎勵或者在學科考評中加分。
4.建立全新的考核評價制度。粉末冶金學傳統的考核方式是以書面閉卷的方式進行，考查的都是學生對基礎理論知識的學習情況，缺乏對工程實踐技能的考核。傳統的學生學習效果的考核評價機制在面向“卓越計劃”的課程體系中就不再適宜。在教學中應該采用全新的考核評價機制，除了對學生理論部分的考核之外，要把學生整個學習過程中的工程實踐能力、創新能力和自主學習能力納入到考核體系中。結合卓越工程師的培養工程性和全面性的特點，采用多部分考評相結合的考核方式?？己朔譃槔碚摬糠值墓P試考核、理論與實踐相結合的課內實驗考核、工程實踐能力考核、科技創新活動考核等幾個部分，其中參與科研項目、參加科技競賽等屬于科技創新活動部分。筆試考試、實驗考核、工程實踐能力考核、科技活動考核等幾個模塊各部分的比例可根據課程開展和改革的具體情況，課程組的成員討論協商決定。這種考核評價機制充分體現公平、合理，學生也努力爭先、爭取獲得各類獎勵使自己的努力獲得承認。
四、課程改革的質量保障
1.師資保障?！白吭焦こ處熃逃囵B計劃”要取得成功，其標志在于培養造就出一大批卓越工程師后備人才，而關鍵在于建設一支勝任這一使命的工科教師隊伍[5]。卓越工程師培養的質量很大程度上取決于參與到“卓越計劃”的教師的整體素質。所以，面向“卓越計劃”的課程改革，在師資上要進行調整和改革，以保證面向“卓越計劃”的課程改革順利進行。
根據“卓越計劃”的培養目標和特點，參與“卓越計劃”的教師需要具備扎實的專業基礎知識、豐富的工程實踐經驗、優秀的教育教學水平和崇高的職業道德和敬業精神等等。同時，教師也必須具備相應工程科學研究、工程設計開發、工程技術創新和工程實踐能力。
當然，不論通過何種渠道招聘的教師，在理論教育教學、工程實踐、科學研究、設計開發、技術創新這五個方面都可能存在某項或幾項能力的不足或缺失，都需要高校加強對教師的培養力度，將理論知識豐富的教師送進企業進行工程培養，將企業的工程師送進高校進行專業的全面和深入學習，通過這些培養方式，打造一支既具備專業基礎知識又有工程實踐技術能力的高水平師資隊伍，適應“卓越計劃”在高校的順利開展。
2.經費保障。從上述的課程教學改革措施來看，面向“卓越工程師教育培養計劃”的優秀工程技術人才的培養在經費上相較傳統的培養模式要高出很多，所以高校在工程人才培養計劃中應當保障有足夠的經費來支撐“卓越計劃”的實施，建立一套完整、長效的資金機制。高校在經費方面可以采用的辦法[6]有：一是提高人均教育財政撥款標準，具體的撥款數額與學校實際實施“卓越工程師教育培養計劃”的在校學生數掛勾；二是為了確?！白吭焦こ處熃逃囵B計劃”的培養需要，學校經費投入向卓越工程師培養方面傾斜；三是采取定向的辦法，學校和企業聯合培養工程技術人才，企業補貼學生的學習費用，學生畢業后到企業定向工作；四是爭取社會各界包括企業及校友的資助。
五、結語
本文就面向“卓越工程師教育培養計劃”的“粉末冶金學”課程改革與建設，從培養目標和培養觀念、教學改革與創新的思路、課程建設與新型教學模式、課程改革的質量保障等方面進行了思考和探索。通過課程的改革和建設的措施，將有效地提高學生的理論水平，提高創新能力和工程實踐能力，為卓越工程師人才的培養奠定基礎。
參考文獻：
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篇5
關鍵詞：粉末冶金；釹鐵硼；專利
引言
隨著經濟社會的發展，作為第三代永磁材料的釹鐵硼因良好的磁性能而在信息、通訊、計算機、風力發電、家用電機等領域的應用越來越廣泛。我國憑借稀土資源優勢和生產成本優勢大力發展釹鐵硼產業，已成為世界第一生產大國和消費大國[1]。文章就粉末冶金法（即燒結法）制備釹鐵硼磁體材料中國專利申請的情況進行分析。
1 專利申請概況
經過統計，截止2016年4月12日（以公開日為準），向中國國家知識產權局提交的涉及釹鐵硼磁性材料的專利申請共計1037件，其中發明792件，占比76.4%，實用新型245件，占比23.6%。一般而言發明專利的技術含量和創新性要高于實用新型專利，也最具有經濟價值和社會價值，而該領域的發明專利申請的數量遠高于實用新型的數據量，說明在該領域專利申請的平均技術含量較高。
圖1為近30年來，向中國提交的專利申請數量的趨勢圖，其中以5年為一個統計時間段，考慮到專利申請到公開需要一定的時間，圖1的數據統計到2014年底（以申請日為準）。從圖1中可以看出，2000年以前的專利申請量很少，2000-2010年間，粉末冶金制備釹鐵硼的出現了快速增長，說明該技術發展較快，在2010年以后，專利申請的數量出現了大幅度的增長，這說明粉末法制備釹鐵硼磁體進入了蓬勃發展的時期，從業者的專利意識不斷加強，專利布局在企業的市場競爭中作用凸顯。
2 申請人分析
從申請人所在國/地區分析，以中國最多，占比92.09%，其他為國外申請。在國外申請中以日本申請的最多，占比6.46%，其次為美國，占比1.06%，韓國申請2件、法國和香港地區各1件。從中可以看出，日本在粉末法制備釹鐵硼磁體領域技術研究較多，而且注意在中國進行專利布局。
經過統計分析得出該領域排名前10的申請人（含共同申請人）為：北京中科三環高技術股份有限公司、安徽大地熊新材料股份有限公司、日立金屬株式會社、北京工業大學、沈陽中北通磁科技股份有限公司、中國科學院寧波材料技術與工程研究所、北京科技大學、浙江大學、中磁科技股份有限公司、寧德市星宇科技有限公司。從中可以看出，重要申請人中既有企業，也有大學、研究所，可見該領域的產學研發展模式較為合理。值得注意的是，在重要申請人中有日本企業，加之日本在釹鐵硼磁體領域研究、生產上的重要地位，國內相關企業應更加重視前沿技術的研發、專利的申請，以免處于被動局面。
3 發明人分析
分析發明人發現，排名前10的發明人為：孫寶玉、衣曉飛、陳靜武、熊永飛、岳明、嚴密、嚴阿儒、劉衛強、張東濤、李東，其中孫寶玉是重要申請人沈陽中北真空磁電科技有限公司、沈陽中北真空設備有限公司、沈陽中北通磁科技股份有限公司的員工，衣曉飛、陳靜武、熊永飛為安徽大地熊新材料股份有限公司的員工，岳明為北京工業大學的老師，嚴密為浙江大學的老師。可見，該領域的重要發明人主要集中在企業員工和高校從事研究的老師，而且重要發明人大多分布在申請人單位。
4 重點技術分析
粉末冶金制備釹鐵硼的專利申請主要分為產品和方法兩類，其中產品主要包括粉末法制備的釹鐵硼磁體材料、制粉裝置和粉末成型裝置，而方法主要涉及制備釹鐵硼產品的系統工藝流程、燒結工藝方法、改善組織性能的方法等，其中尤以提高釹鐵硼永磁材料的磁能積、矯頑力、改善磁性材料的晶粒、晶界等方法居多。
5 結束語
粉末冶金制備釹鐵硼磁體材料時當前制備永磁材料的熱點，也是當前專利申請聚焦的一個重點領域，申請人應該在充分了解國內專利申請狀況的基礎上，找準前沿技術的研究方向，圍繞技術研發的熱點進行深入研究探索，并采用合理的專利申請進行布局，充分利用知識產權保護研究成果。
篇6
【關鍵詞】SPS燒結 硅元素 物理性能
現代的電子產品在使用過程中要求具有良好的散熱性能，防止半導體器件的失效。研究表明溫度每升高10℃，硅半導體的壽命就減少1/3左右，這就需要高散熱性的電子封裝材料，其熱膨脹系數要與Si和GaAs半導體材料匹配，傳統的電子硅元素對Si-Al電子封裝材料性能的影響
文/呂榮青1，2金等，已經不能滿足高導熱低膨脹的綜合性能要求。新型的高Si-Al合金復合材料顯示出了它的優越性，Al具有低的密度和較高的熱導率，Si本身就是半導體材料，兩者結合可以獲得輕質低熱膨脹高導熱率優良Si-Al電子封裝材料。英國的Osprey金屬公司采用噴射沉積+熱等靜壓的方法制備了具有優良性能的電子封裝材料，但這種方法制造成本高，對設備要求很高。日本住友電器生產了40Si-Al材料CMSHA-40，但綜合性能指標仍不十分理想。
粉末冶金工藝通過改變Si顆粒與Al粉末的粒度組成和質量比，成分和成形都易于控制，可制備高密度的復合材料。本研究采用粉末冶金法開發不同Si含量的Si-Al電子封裝材料，并對制備工藝和性能進行探討。
1 試驗
實驗用的原料為水霧化Al粉和Si粉。Al粉為近球形，Si粉為不規則多邊形。將平均直徑125ηm的Si粉和平均直徑12.5ηm的鋁粉按質量比3：7、1：1、6：4、7：3在行星球磨機中混合均勻，轉速為260r/min，混合1h。使用上海晨鑫生產的SPS-30放電等離子燒結爐，脈沖持續時間為3ms，電流開關比為11：2，真空度小于1pa，在尺寸為85mm×40mm×75mm的圓柱形石墨模具中燒結，石墨氈用來隔熱保溫，用鉑銠熱電偶測試溫度變化，升溫速率100℃/min，樣品在580℃燒結溫度下保溫5min，壓力保持在45MPa。
粉末冶金燒結試樣采用線切割加工成Φ10mm×5mm的圓柱，然后用TC-7000激光熱常數測量儀測定常溫下材料的熱導率；采用OLYMPUS-GX51型金相顯微鏡和Hitachi S-4800N型掃描電鏡觀察材料的微觀組織，采用Archimedes排水法測定材料的密度。
2 實驗結果及分析
2.1 顆粒形貌
圖1展現的是不同硅含量的Si/Al混合粉的形貌照片，可以看出，鋁粉主要為近球形，硅粉為不規則多邊形，并且粉末混合均勻，無明顯偏聚現象。
2.2 復合材料組織性能
圖2是不同硅含量Si/Al復合材料的金相組織，可以看出復合材料的組織燒結致密，具有相互連接的網狀組織結構。因為鋁和硅的熔點分別為660℃和1420℃，因此，不可能用同樣的燒結方法使復合材料達到致密化，材料內部產生空隙，影響材料的性能。放電等離子燒結使每一個顆粒表面均勻的產生熱量，活化顆粒表面，鋁熔化后流入硅顆粒的間隙中，促進了材料的致密化。同時，隨著硅含量的增加，復合材料中的空隙增多，鋁含量減少致使流入空隙中的鋁熔液量降低，空隙變多，密度降低，并且空隙作為裂紋源，降低了材料的機械性能和熱性能。所以硅的含量要合理控制來保證復合材料的綜合性能。
2.3 復合材料物理性能
2.3.1 密度
復合材料理論密度ρt用以下公式計算：
ρt=ρSiVSi+ρAlVAl （1）
其中ρi為復合材料的密度，Vi為復合材料組分的體積分數。ρSi為2.34g/cm3，ρAl為2.70g/cm3。
表1列出了不同硅含量的Si/Al復合材料的密度，隨著硅含量的增加復合材料的密度逐漸降低，這與金相組織的觀察結論是一致的，并且可以看出，Si/Al復合材料的密度相對較低，從而可以應用在電子器件、航空零部件等領域。
2.3.2 熱膨脹系數
熱膨脹性能是電子封裝材料非常重要的性能指標，而熱膨脹系數（CTE）是評價熱膨脹性能的指標之一。熱膨脹系數在理論上應用Turner模型和Kerner模型來進行計算，然后比較分析計算所得值與實驗值的差異。圖3所示為復合材料熱膨脹系數理論計算值和實驗值隨Si含量的變化曲線。由此可以看出，該所述Si/Al復合材料的熱膨脹系數隨Si含量的增加逐漸降低。
圖3中，硅含量為60%的鋁硅復合材料的熱膨脹系數為10.5×10-6K-1，比Kerner模型數值低，比Terner模型數值高，但差距不大，說明模型的假設條件是有局限性的，但不影響對材料性能的估計。由于SPS工藝制備的材料組織均勻，由熱膨脹引起的殘余應力大大降低，同時，由于60%的鋁硅復合材料具有相對較高的熱導率114.8W/（m?K），因此，非常適合用于電子封裝材料。
2.3.3 熱導率
電子封裝材料的熱導率是判定封裝材料能否有效地消散芯片所產生熱量的主要指標。圖4所示為不同含量硅/鋁復合材料的熱導率曲線，可以看出，所述Si/Al復合材料的熱導率隨Si含量增加而逐漸減少，因為單晶Si的熱導率為148W/（m?K），單晶Al的熱導率為247W/（m?K）。并且隨Si含量的增加硅/鋁復合材料的密度降低，導致復合材料熱導率的降低。
3 結論
（1）Si/Al復合材料由SPS技術制備。鋁和硅不發生化學反應，在燒結過程中，高溫使鋁熔化滲入到硅顆粒周邊，促進材料的致密化。
（2）密度隨著硅含量的增加而降低，當硅含量為50%時，相對密度達到了98.02%。
（3）熱膨脹系數、熱導率都隨著硅含量的增加而減小，性能最優匹配的是硅含量60%的Si/Al復合材料。
參考文獻
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作者簡介
呂榮青（1972-），男，山東省萊蕪市人?，F為萊蕪職業技術學院講師。研究方向為物理、電子、粉末冶金新材料等。
作者單位
篇7
本文闡述的是一款自動離合器的原理及選材工藝特點；自動離合器可在駕駛室內完成前橋分離和結合操作，具有手動離合器不可比擬的優點。我們利用了汽車廠豐富的供應商資源，在材料和工藝結構上面和相關合作廠家合作開發，經過半年努力，這款離合器先后通過了臺架實驗、吉林工業大學汽車實驗室的十萬次不間斷嚙合分離疲勞試驗以及7500公里的不同路況的測試，在達到良好經濟效益的同時具備批量生產的條件。
關鍵詞 氣動離合器；負壓；兩驅四驅的轉換；不銹鋼粉末多孔燒結材料
中圖分類號U46 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）119-0110-02
1 簡介
這款自動離合器裝在前輪與半軸之間（圖2），它通過發動機的進氣負壓抽真空，使離合器內部齒輪元件動作，從而使車輪與半軸結合或分離。實現四輪驅動和兩輪驅動的轉換；它的直徑為105mm，高度僅為55mm，結構緊湊，同時原車不需要做太大的改動（換裝一個內孔不帶花鍵的轉向節，圖2），因為它的安裝孔位置相同，將原車的前輪突緣取下，裝上氣動離合器，用螺栓固定好便可以了。
2 自動離合器的原理、特點
離合器殼體1的底部開有三個孔洞，作為外界空氣的進入通道；外界空氣由此進入，通過透氣板的過濾進入殼體內部；透氣板的作用是將外界帶有粉塵的空氣過濾干凈，以免進入內部加劇磨損；彈性囊8通過塑料壓緊擋圈11壓緊在殼體上將殼體內部與外界大氣隔離，它的作用是以空氣負壓作為動力推動外嚙合齒輪5部件動作。
外嚙合齒輪5可以沿離合器殼體1內部的鍵槽滑動，但不能轉動，為從動件；內嚙合齒輪6內花鍵與汽車半軸外花鍵嚙合，與汽車半軸保持靜止狀態，為動力輸入件。
轉向節上加工出孔道（通向轉向節內部），利用發動機進氣岐管負壓抽真空，這樣轉向節的內部（轉向節與半軸之間的空隙）便也產生了負壓；因為轉向節、氣動離合器總成、半軸、剎車盤通過油封、端面密封、彈性囊8（通過塑料壓緊擋圈11壓緊在殼體上將殼體內部與外界大氣隔離）等措施形成密閉空間，與外界大氣保持隔絕，同時因為發動機保持連續運轉，整個轉向節內部、氣動離合器內部便保持了一定的負壓。
由于內外界空氣存在壓力差，外界空氣便通過透氣板7進入殼體內部使彈性囊8膨脹，推動尼龍墊9移動，尼龍墊9移動進一步推動外嚙合齒輪5，外嚙合齒輪5壓縮波形簧4向前移動，從而與內嚙合齒輪6嚙合；在沒有負壓時，波形彈簧4釋放彈力使外嚙合齒輪6復位；通過以上的動作，使半軸與車輪嚙合或分離，使車輛在兩驅與四驅之間自由轉換。
3 材料分析
由于篇幅所限，只對氣動離合器幾個重要部件的材料作簡要的概括分析。
3粉末冶金在氣動離合器中的應用
3.1 自作用的銅基粉末冶金軸承
在兩驅狀態時，內嚙合齒輪與殼體之間有相對轉動，所以在這個位置需要一款軸承來滿足要求；
具有自作用的銅基粉末冶金軸承經過對比選擇，作為最終的方案被采用； 銅基粉末冶金系粉末冶金多孔材料之一，這種制品是在零件壓制成型過程中，粉末顆粒之間形成均勻分布的孔隙，并利用其孔隙浸漬油及其它性材料，組成良好的自減磨材料；當滑動時產生熱量，油受熱膨脹便會從中滲出，起到減磨作用，當滑動停止，由于粉末冶金內部微小孔洞的毛細現象，將油會吸入內部，從而不需要加油。
使用時，不可用汽油或煤油等有機溶劑進行清洗，以防洗去軸襯內部浸漬的劑；另外此種零件不可進行磨削加工，以免使軸襯孔隙被磨屑微粒所堵塞 ，以至造成磨屑損傷對偶件的表面。建議在使用時，最好用機油浸漬一天，或在120℃機油內煮2小時，冷卻后裝機。
經過7500km路試后拆解，情況良好，沒有出現燒蝕或劃傷對偶件的現象出現；同時經過三座標測量儀精確測定，其最大磨損量僅為0.008mm，滿足使用要求。
3.2 不銹鋼粉末多孔燒結材料的透氣板
透氣板安裝于離合器總成的最外處，離合器殼體外側裝有輪轂罩，輪轂罩起到一定的防護作用，透氣板雖然不直接接觸外界，但在越野等某些情況下污水、小的石子都有可能通過三個環形孔接觸到透氣板；而透氣板的作用就是保證離合器總成內部環境的干凈，將粉塵、砂石、油污等隔絕在外，保證彈性囊8的正常工作，可以允許有少量的水滲入。
所以經過研究我們對透氣板的技術要求如下
1）具有較高的機械強度，能承受車輪飛濺起的石子的沖擊；
2）具有防銹功能，能耐酸堿的腐蝕；
3）透氣性能可以根據負壓大小調整，同時能有效地隔絕外界粉塵的侵入；
4）由于透氣板直接和彈性囊接觸，要求其外觀光滑平整，以免劃傷彈性囊；
5）價格低廉。
我們在開發過程中對透氣板的材質經過層層的篩選，最終選擇了一種叫做不銹鋼粉末多孔燒結材料，這種材料具有透氣性好、強度高、成本低、易于清洗的特點。它的原理是將一定直徑的不銹鋼顆粒通過模具壓緊，再通過真空燒結（以防止氧化），使不銹鋼的顆粒之間粘連，達到一定的強度，它的優點是間隙可以根據顆粒的大小、燒結時間、燒結溫度等調整；它的形狀也可以利用模具來保證，以適用離合器殼體的大小。
通過計算分析及試驗，將不銹鋼粉末燒結后形成的孔隙大小設在一定的范圍，即能保證透氣性，又能有效隔絕粉塵的進入，并且在外表面有污物時，可以用水或毛刷進行清潔，而不用擔心生銹的問題，維護方式方便高效。
3.3 硅膠材質的彈性囊
彈性囊的材質原來選用氯丁橡膠，這種材質的特點是彈性、曲撓性比較好，同時耐油性，耐臭氧性，那服飾及耐老化性較好，但最主要的是其低溫特性較差，在達到零下-40℃時，氯丁橡膠材質已經變硬，不能實現擴張、收縮的功能；
我們與廠家經過試驗，選用了添加了某種成分硅膠材質作為彈性囊的材料，經過試驗它最大可以耐受-50℃的低溫，在這種低溫下仍可以保證很好的伸張動作，所以使用硅膠作為彈性囊的材料是較為合適的。
4 結論
最后，經過7500公里砂石、涉水、爬坡、越野等各種路況的路試，通過模擬實際情況進行兩驅、四驅以及兩驅四驅的轉換；路試結果相關使用要求。
本離合器同時順利通過了吉林工業大學汽車實驗室的驗證，驗證的規范按照國家相關的要求并參照產品的具體特性來制定，從另一方面說明了該產品的可靠性。
參考文獻
篇8
不銹鋼具有良好的耐腐蝕、綜合力學性能等優點，一般采用熔工藝法生產，由于其切削加工困難，故由其制造的零件存在尺寸精度差、表面粗糙、易產生元素偏析、有縮孔和砂眼等不足，因此在不銹鋼的加工制造中仍存在許多技術難題［1］。早在20世紀70年代，人們就開始采用霧化法制備不銹鋼預合金粉，進而利用粉末冶金工藝制備出高性能的不銹鋼［2］。粉末冶金不銹鋼具有良好的力學、物理和化學性能，與傳統熔煉工藝生產的不銹鋼相比，生產的零件接近凈成型、尺寸精度高、材料利用率高、組織結構均勻，使其在實際生產中具有較大優勢，已廣泛應用于機械、化工、船舶、汽車、儀器儀表等行業［3］。由于粉末冶金不銹鋼內部會存在孔隙，其力學性能、耐磨性和耐腐蝕性都不及致密不銹鋼的，從而較大地限制了其應用［4］。有研究表明，粉末冶金不銹鋼幾乎所有的性能都隨著密度的增大而提高［5］。因此，如何提高粉末冶金不銹鋼的密度，減少其孔隙度，從而提高粉末冶金不銹鋼的性能，是研究者們一直探究的問題。以此問題為核心，作者綜述了近年來國內外利用粉末冶金工藝制備不銹鋼的研究進展，包括燒結理論、成形和燒結技術的進展及成分添加劑對其組織和性能的改善，并提出了今后研究應重點關注的方向。
1燒結理論的研究進展
燒結是粉末冶金制備不銹鋼最重要的環節之一，它對不銹鋼燒結體的顯微組織以及材料的最終性能起著決定性作用。不銹鋼粉體顆粒的燒結是物理、化學、物理化學和物理冶金等多種因素相互作用的復雜過程，其理論研究主要包括燒結的驅動力（熱力學）和燒結機制（動力學）兩個最基本的問題［6］。20世紀40年代，Krenkel發表了粘性流動燒結理論，并與Kuczynski創立了燒結模型；50年代Kuc－zynski、Kingery、Coble等提出了粘性及塑性流動、蒸發與凝聚、表面擴散和體積擴散等燒結理論，并提出了燒結動力學方程；在60年代，人們對燒結過程和機制進行了大量研究，如多種燒結機制進行了大量研究綜合作用下的燒結動力學［6］。80年代后期，隨著人們對燒結過程本質的了解和計算機模擬的發展，開始使用計算機對不銹鋼燒結時的晶粒生長進行模擬，并建立了兩球單元燒結模型［7］。
傳統不銹鋼燒結一般采用固相燒結，燒結溫度一般為1100～1390℃［8］。其燒結過程如下：當粉體作規則堆積并加熱至0．4T熔（T熔為不銹鋼的熔點）時，由于原子熱振動振幅的增大，顆粒接觸處許多原子開始離開初始晶格點陣發生擴散，形成了顆粒間的初始金屬結合；當燒結溫度升高到0．5T熔時，顆粒凸出處自由表面上的原子開始向鄰近顆粒的接觸區遷移，形成燒結頸；隨著燒結的進行，燒結頸長大，孔隙開始球化并縮小，使燒結體致密度提高、強度增加［6］。
然而，固相燒結時不銹鋼內部殘留大量孔隙，使其致密度和性能都較低。近年來，人們開始采用超固相線液相燒結（SLPS）使不銹鋼預合金粉末在燒結時形成液相，液相通過流動填充孔隙進而提高燒結體的致密度和性能［9］。不同于普通的液相燒結，SLPS是對預合金粉的燒結，且在燒結過程中始終是單一相，燒結溫度位于固相線和液相線之間，在該溫度下預合金粉顆粒的晶粒內、晶界處及顆粒表面均形成液相，顆粒在液相毛細管力作用下實現重排，其表面曲率變化較大的地方將優先溶解，通過液相流動傳質，在大顆粒凹陷處或孔隙處析出，達到快速傳遞物質的目的，從而使燒結體達到致密［10］。
在SLPS過程中，當孔隙被流動液相填充時，原液相處可能出現二次孔隙，但SLPS的液相是由晶界處的晶粒熔化產生，其形成的液相單元較小，使孔隙也相對較小，故SLPS可達到較高的燒結密度。Balaji等［11］發現在1400℃超固相線液相燒結時，得到316L不銹鋼的致密度、硬度、耐磨性和耐腐蝕性均高于1200℃下固相燒結的。然而，因SLPS燒結溫度過高，會使晶粒過度長大，當溫度接近熔點時，不銹鋼制品發生軟化，產生歪曲和變形，造成過燒。此外，從爐子維修、節約能源、經濟效益等方面考慮，一般要求燒結溫度不宜過高。
2成形和燒結技術的研究進展
2．1成形技術
粉末冶金不銹鋼的成形一般采用室溫模壓成形。由于不銹鋼粉體顆粒較硬且壓縮性較差，其壓制壓力較鐵基粉體的高，一般為400～800MPa［8］。為了改善壓制性能，常在預合金粉中加入劑，其主要作用是減緩壓制過程中粉體之間及粉體與模壁之間的摩擦、減小脫模壓力和提高壓坯密度，常用的劑有硬酯酸、硬酯酸鋅、硬酯酸鋰和石蠟等［8］。室溫模壓成形因壓制壓力過高，對壓力機及模具的要求也較高，且燒結后的制品彈性后效嚴重、密度低，且只能制備形狀簡單的零件，所以又開發了新的成形技術，如溫壓成形、金屬注射成形、凝膠注模成形等來改善不銹鋼粉的壓制性并提高壓坯密度［4，12－13］。
溫壓成形是將粉體和特殊的劑混合并加熱至一定溫度后在加熱的模具內壓制成形［12］。相比于冷壓成形，它可以用較低的壓制壓力獲得較高的壓坯密度和強度，此指標可分別提高0．15～0．3g•cm－3和50％～100％，且可降低彈性后效［12］。溫壓工藝之所以能使生坯密度增加，其一是由于溫壓降低了粉體的加工硬化速率，從而使粉體的塑性變形增強，進而提高生坯密度；其二是由于劑的作用，當劑熔點較高時，它在溫壓溫度下呈半固態，其液相成分會由顆粒間界流入孔隙，從而增加顆粒的接觸，而當劑熔點較低時，它將全部熔化并從壓坯中流出，起到模壁的效果，從而降低了脫模壓力［14］。曹順華等［15］研究了420不銹鋼粉的溫壓工藝，在粉體溫度為90℃，模具溫度為120℃的條件下，當壓制壓力為784MPa時，相比冷壓成形，其壓坯密度提高了0．2g•cm－3。然而，由于溫壓成形的不銹鋼零件密度較高，可能導致封閉孔中的聚合物裂解后很難揮發，進而使得其在預燒時產生缺陷，所以預燒時聚合物的脫除是溫壓成形的關鍵。
金屬注射成形（MIM）是一種接近凈成形的粉末冶金成形技術，它是將金屬粉體或預合金粉體與有機粘結劑按一定比例并在一定工藝條件下混合成均勻的粘彈性體，經注射機注射成形，然后脫除粘結劑，最后燒結成高性能的粉末冶金制品［4］。它適合生產形狀復雜的零件，其尺寸精度可達±（0．3％～0．5％）［16］。同時，它能夠克服常規模壓成形－燒結制品密度低、力學性能差的缺點，燒結密度可達理論密度的95％～99．5％［17］。Sung等［18］將17－4PH不銹鋼粉和粘結劑按質量比60∶40的比例在行星式混料機中熱混1h，然后在29．4kN•cm－2的注射壓力下注射成形，經熱脫脂后于氫氣氣氛中燒結，當燒結溫度從900℃提高至1350℃，其燒結試樣的相對密度從61％提高到了99％，抗拉強度也隨著燒結體中氣孔的球化、縮小和消失而不斷提高。然而，由于金屬注射成形過程中劑含量較高，需要專門的脫脂工藝，使成本大大提高。
用傳統模壓成形制備的不銹鋼制品，因孔隙率高而使其力學、耐腐蝕和表面等性能均較差，且只限于生產形狀簡單的零件，而金屬注射成形雖能使不銹鋼零件達到凈成形，但很難實現大尺寸且形狀復雜零件的制備。凝膠注模成形技術（GelCasting）是繼注射成形之后發展起來的又一種近凈尺寸成形技術，它是將高分子化學單體聚合的方法引入到粉體的成形過程中，通過制備低黏度、高固相含量的濃懸浮體，可凈成形獲得強度高、均勻性好的坯體［13］。張建偉等［19］利用凝膠注模成形技術，分別用天然瓊脂和聚丙烯酸作凝膠體和分散劑，在優化工藝條件下，成形出的漿料可燒結制備形狀復雜的316L不銹鋼制品，其燒結體的屈服強度達138MPa。然而，在制備不銹鋼金屬粉體時，由于其顆粒直徑和密度較大，使其容易在懸浮液中沉淀，進而導致漿料凝聚和脹性流動，難以制得高濃度懸浮料漿。此外，此工藝在漿料凝膠成坯后會產生翹面、變形、裝卸轉運難等問題。
2．2燒結技術
真空／氣氛燒結是制備粉末冶金不銹鋼最常用的燒結方法。在燒結過程中，選擇真空、還原性或惰性保護氣氛是為了避免氧化、脫碳、滲碳等的發生，保護氣氛除了可以控制壓坯與環境之間的化學反應外，還可以排除劑中的分解產物［8］。姜峰等［20］研究了燒結氣氛對316L不銹鋼性能的影響，發現由于氮氣露點較氫氣和氬氣的高，導致粉體燒結時水分和氧含量高，其氧化膜的產生阻礙了燒結頸的形成和原子擴散，在液相形成時包圍液相顆粒阻礙液相流動，使燒結體的致密度較在氫氣和氬氣中低，但由于氮的固溶強化作用使其強度和硬度均高于在氫氣和氬氣中燒結的。目前，基于粉末冶金工藝制備不銹鋼的燒結方法還有壓力燒結、放電等離子燒結、微波燒結和激光燒結等［21－24］。
壓力燒結是在對粉體壓坯加熱的同時也對其施加壓力，其物質的遷移可以通過位錯滑移、攀移、擴散、擴散蠕變等多種機制完成［21］。該工藝可獲得比常壓燒結晶粒更細、更致密的燒結體，人們常用熱等靜壓（HIP）、低壓熱等靜壓燒結制備高性能的不銹鋼。Kim等［25］在燒結溫度為1125℃時，分別用50，100MPa的壓力對不銹鋼工件進行熱等靜壓燒結，研究證明燒結時的壓力加速了液相的流動和顆粒重排，壓力越大，其致密化速率越大，經熱等靜壓燒結后的不銹鋼產品接近完全致密。然而，經熱等靜壓處理的產品由于體積收縮容易發生畸變，會使其尺寸精度變差。
放電等離子燒結（SPS）是一種新型的燒結技術，它是直接將直流電施加于試樣上加熱，具有很高的升溫和燒結速率，可以保證粉體在短時間內實現快速燒結的同時獲得細小、均勻的組織［22］。張鑫［26］利用機械合金化制備了超細晶高氮304不銹鋼粉，并采用放電等離子燒結技術對其進行燒結，發現在燒結過程中，顆粒間的放電對初始粉體有凈化、活化的作用，從而有利于活化晶界和晶格擴散而抑制表面擴散，進而促進了不銹鋼的燒結致密；當燒結溫度為900℃、壓力為50MPa時，燒結不銹鋼試樣的硬度和抗拉強度分別達460HV和557MPa，比普通304不銹鋼的分別提高了近200HV和250MPa，且耐腐蝕性能也有所提高。故放電等離子燒結雖然成本相對較高，但對于制備超細晶燒結不銹鋼仍具有一定的研究價值。
微波燒結是利用微波電磁場中材料的介質損耗使燒結體整體加熱至燒結溫度而實現致密化的快速燒結技術［23］。在燒結過程中，微波燒結可以快速跳過表面擴散階段，使晶粒來不及長大就完成致密化并快速冷卻，因而它對于控制燒結過程中晶粒的長大是一種比較有效的方法［27］。Panda等［28］經研究發現，在2．45GHz微波爐內以45℃•min－1的速率升溫至1400℃對434L不銹鋼進行微波燒結，相比于傳統燒結法的燒結時間縮短了近90％，且致密度有較大提高。盡管微波燒結能抑制晶粒的過度長大，但由于燒結后殘留有一些不規則大孔洞，使其硬度、強度和伸長率都低于傳統燒結的。
選擇性激光燒結（SLS）是將三維數值模型分解成一系列二維層片結構后由計算機控制激光束移動，在逐層燒結的粉體上建構三維實體的快速成形技術［24］。其作為一種新型粉末冶金成形技術，能夠自由成形，無需模壓過程，使得產品開發時間大大縮短［29］。張永忠等［30］采用SLS技術制備的316L不銹鋼組織致密、成分均勻，具有快速凝固組織特征，其力學性能與鑄造及鍛造退火態的相當，可直接滿足使用要求。但該法需要昂貴的激光燒結設備，生產成本比較高。
3成分添加劑對組織和性能的改善
3．1合金元素的添加
為了降低粉末冶金制備不銹鋼的成本，同時提高其致密度和性能，通常在粉體中添加某些低熔點的合金元素，通過其在燒結時形成的液相大大降低其孔隙率，從而使不銹鋼滿足更高的性能要求，這些合金元素主要有銅、錫、硼、硅等。Uzunsoy［31］在304不銹鋼粉中添加2％～8％（質量分數，下同）的銅基合金，由于銅的熔點較低，在960℃時就開始形成液相，到1000℃時全部形成液相，當溫度高于銅的熔點時，液相的流動使得表面氣孔不斷球化和縮?。煌ㄟ^顯微分析發現，由于銅對不銹鋼基體有較好的潤濕性，可均勻分布在不銹鋼基體中，使得燒結體的氣孔顯著減少，顯微硬度也明顯提高；在添加量為8％時，分別于1250℃和1350℃燒結后的密度分別提高至6．95g•cm－3和7．05g•cm－3。Coovattanachai等［32］在316L不銹鋼粉中加入2％～6％的錫粉和錫合金粉，于氫氣中在1300℃燒結45min，隨著添加量的增加，其液相的形成逐漸增多使致密度逐漸提高，但其晶粒也有一定長大；其力學性能受致密度和晶粒長大兩方面制約，在添加量為4％時其強度和硬度最高，但由于其在晶界上形成了固體錫和錫合金相，使伸長率有所下降。zkan［33－34］研究了添加NiB對17－4PH沉淀硬化馬氏體不銹鋼顯微組織、致密度、力學性能和耐磨性的影響，結果發現，由于NiB的加入，在1161～1175℃發生了共晶反應，其液相在鐵中的溶解度極低，包圍在固相晶粒周圍，形成了典型的液相燒結；隨著NiB含量的增加，氣孔逐漸減少且逐漸球化，當添加NiB的質量分數為1％時，在1280℃時燒結45min后其共晶液相完全包覆在固相晶粒周圍，使燒結體幾乎達到完全致密，其抗拉強度和硬度分別達到1402MPa和52．3HRC，相比于傳統金屬注射成形17－4PH不銹鋼的分別提高了43％和53％；并且磨損質量損失和磨損速率也有所減小，耐磨性相比傳統金屬注射成形17－4PH不銹鋼的提高了近49％。邱偉剛等［35］在316L奧氏體不銹鋼粉中添加40％（質量分數）硅后，相同溫度下由固相燒結變為部分液相燒結，其燒結密度較單相奧氏體的提高了近12％，孔隙率明顯降低。由于硅為鐵素體穩定元素，其組織變為α、γ雙相不銹鋼，其拉伸斷裂形式由單一的穿晶斷裂變成了穿晶斷裂和解理斷裂組合的混合斷裂形式，明顯改善了力學性能，其抗拉強度達到541MPa，伸長率達23．4％，接近冶煉316L不銹鋼的水平。
3．2強化相的添加
通過添加強化相來進一步改進粉末冶金不銹鋼的性能，特別是力學性能越來越受到人們的重視，這些增強體相主要有氧化物、碳化物、氮化物和金屬間化合物等。Tiwari等［36］在434L不銹鋼中添加了5％YAG（釔鋁石榴石，化學式為Al5Y3O12或AlYO3，是由Y2O3和Al2O3反應生成的一種復合氧化物），在超固相線液相燒結時YAG均勻分布在不銹鋼的晶界處，產生了彌散強化，并且抑制了燒結體晶粒的長大，孔隙也逐漸球化并變得更小，由于YAG和Cr2O3之間的交互作用形成了耐腐蝕性較強的氧化物，使得不銹鋼耐腐蝕性在沒有明顯降低的情況下，強度、硬度和耐磨性都有所提高。Abenojar等［37］在316L不銹鋼中分別添加了體積分數為1．5％和3％的SiC增強相，研究發現，由于SiC和不銹鋼基體之間的交互作用，形成了低熔點的Fe－SiC相，提高了燒結體的致密度，其硬度和耐磨性也均有所提高，當SiC的添加量為3％（體積分數）時，其耐磨性最好，但耐腐蝕性有所降低。Farid等［38］研究了添加Si3N4對465不銹鋼顯微組織和力學性能的影響。結果表明，在1300℃燒結60min時，隨著Si3N4添加量的增加，燒結體致密度隨之增加，當Si3N4的質量分數超過2％時，多余的Si3N4在不銹鋼基體中分解為硅和氮，使得基體中的氮含量超過其固溶極限而使過多的氮從基體中析出并留下氣孔，從而使燒結體的致密度和抗拉強度降低；當Si3N4的質量分數為2％時燒結體的力學性能最好，其抗拉強度和硬度分別達到1011MPa和21HRC。Balaji等［39］研究了Ni3Al和Fe3Al兩種金屬間化合物的添加對316L不銹鋼性能的影響，由于在高溫時不銹鋼基體和鋁化物界面存在相互擴散，使得在超固相液相燒結時其致密度并沒有降低，當這兩種鋁化物添加5％時，在沒有明顯降低耐腐蝕性的情況下，改善了強度和耐磨性。
篇9
1、金屬材料工程：是材料科學與工程領域的基礎學科，按教育部最新專業目錄，金屬材料覆蓋了冶金、有色金屬、復合材料、粉末冶金、材料熱處理、材料腐蝕與防護及表面等方向。
2、冶金工程研究：從礦石等資源中提取金屬及其化合物、并制成具有良好加工和使用性能材料的工程技術領域。
3、焊接技術與工程：一門集材料學、工程力學、自動控制技術的交叉性學科，教學以培養多學科知識的綜合運用為基礎，進行工程師的基本訓練。
4、金屬礦物加工工程：是研究礦物分離的一門應用技術學科。 其學科目的是
（來源：文章屋網 ）
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關鍵詞：人才培養；專業建設；學科建設
中圖分類號：G642.0?搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）32-0215-03
地方本科院校應注重培養適應地方國民經濟及社會發展需要的人才，它不同于學術型大學和職業技術院校，它是高等教育學術性與職業性的結合[1，2]。為此，探索地方院校專業培養模式具有重要意義。本文著重探索與改革我地方院?！獜B門理工學院金屬材料工程專業應用型本科人才培養模式。
一、專業設置宗旨
專業設置主要從如何培養人才中去理清思路，從如何滿足社會需求中去發掘人才內涵，從人才培養需求中凝練專業特色。為此，專業設置要考慮以下幾個方面。
（一）學院培養思路
廈門理工學院（以下簡稱“學院”）樹立了“以學生為本，為產業服務”的辦學理念，圍繞“培養什么樣的人”和“怎樣培養人”，逐步形成以“就業需求和素質養成”為導向，以培養學生“實踐應用能力和創新創業精神”為核心，涵蓋設計選材、制造成型和就業銷售的整個人才全培養周期，形成自成體系的人才培養思路，即：構建以就業需求和素質養成為導向的實踐性、創新型人才培養體系，培養綜合素質高、實踐能力強、具有創新創業精神和國際化視野的高級應用型專門人才。
（二）專業人才需求
國家“十一五”社會經濟發展規劃綱要首次提出支持“海峽西岸”經濟發展，廈門作為我國5個經濟特區之一，機械、電子作為廈門市支柱行業，與材料均有很大的關系。2009年5月廈門市政府提出培育18條百億以上產值產業鏈和產業集群，其中與金屬材料工程相關的就包括汽車產業鏈、工程機械產業鏈、飛機維修及其零部件制造產業鏈、船舶制造產業集群、LED和太陽能光伏產業鏈、鎢制品產業鏈等7條，黑色金屬冶煉及壓延加工業、有色金屬冶煉及壓延加工業在海西經濟發展中占有重要的地位。在福建省內的廈門鎢業集團、廈門廈工機械股份有限公司、福建省南平鋁業有限公司、福建南平太陽電纜股份有限公司、廈門金龍客車、廈門航空、廈華電子、廈門路達工業有限公司、東南（福建）汽車工業有限公司等大型企業及配套的眾多中小企業，對金屬材料工程專業方面的技術人員都有較大的需求。
（三）專業特色
結合學院培養思路與專業人才需求，突出以金屬基復合材料的制備與性能評價、金屬材料變形過程的計算機模擬、粉末冶金材料為重點研究對象，建設具有鮮明特色的金屬材料工程專業，它是對福建省內材料學科與工程學科的有益補充和完善，將更好地滿足海西（廈門）經濟發展對人才的需求。
二、專業培養模式規劃
本專業培養模式主要從培養目標、專業核心知識、能力和素質構成及其課程體系方面考慮。
（一）培養目標
本專業培養適應海峽西岸經濟區，尢其是滿足廈門市經濟建設與社會發展需要的，德智體美全面發展，基礎扎實，知識面寬，能力強，素質高，富有創新精神，重點面向廈門市機械行業，亦能在電子、化工、冶金、礦山、能源和國防等行業中，從事金屬材料和金屬復合材料的加工及熱處理、表面處理、粉末冶金、材料性能檢驗、材料腐蝕與防護、失效分析等方面的生產技術、生產組織和技術管理等方面工作，以及研制與開發新材料、新工藝和新設備等方面工作的高素質應用型人才。
（二）專業核心知識、能力和素質的發展表格
根據專業培養目標要求，對本專業應用型人才應具備的素質、能力及其培養實踐結構細化，詳見表1。
（三）課程體系
本專業培養模式的核心在于課程體系的設置，包括主要課程、實踐教學環節以及專業實驗。
1.主要課程：金屬學原理、物理化學、材料性能學、金屬材料學、金屬熱處理原理與工藝、材料現代分析測試方法、計算機在材料科學與工程中的應用、粉末冶金原理等。
2.主要實踐教學環節：工程訓練、“兩課”教學實踐、基礎理論教學實踐、材料性能綜合實驗、材料熱處理綜合實驗、粉末冶金綜合實驗、專業認知實習、生產實習等專業實習、畢業實習、畢業論文。
3.主要專業實驗：金相樣品的制備與顯微組織的觀察、金屬鑄錠組織、金屬變形與再結晶、鐵碳合金平衡組織觀察、鋼的淬透性測定、鑄件顯微組織分析、焊口組織分析、金屬缺陷檢驗、金屬失效分析等近四十個實驗。
三、專業培養模式實施工作細則
（一）人才培養與就業關系
為滿足地方經濟建設需求，著重培養應用技術人才，掌握專業核心能力。部分企業要求學生具有科研創新能力，同時也要培養這方面的能力。目前金屬材料工程專業教師的科研方向有粉末冶金材料研究、金屬陶瓷材料研究、新型金屬材料研究、表面處理、腐蝕與防護技術研究。學院鼓勵學生在學習過程中參與教師的科研活動，培養學生的大材料、大工程觀念，培養學生的初步科學研究能力，并提倡學生積極開展大學生科技創新活動。
（二）教育思想觀念改革
根據學院辦學理念，調研專業人才需求狀況，設置了特色較顯明的金屬材料工程專業，規劃了培養方案，對課程體系進行了探索，用新的教育思想觀念改革教學內容、理論課體系、實踐（驗）課體系。教學內容、課程設置、實踐（驗）體系符合新人才培養模式，培養應用型技術人才，設置了專業課及專業選修課，培養學生的基本素質、通用能力、專業基礎能力、專業核心能力、專業拓展能力、實踐能力、廣泛興趣、專業情趣、專業研究能力和測試分析方法，培養學生富有創新、團隊協作、勇于實踐的精神。
（三）“雙證書”制度
全面落實學院辦學指導思想和定位，體現“以生為本”的辦學思想，構建以就業需求和素質養成為導向的實踐性、創新型人才培養體系，促進學生知識、能力、素質協調發展，構建“人才規格+職（執）業認證”相結合的應用型課程體系，保證畢業生獲得嚴格的專業素質教育和職（執）業能力訓練。
具體目標：2010級本科生畢業時須取得1本職業資格證書；從2011級本科生開始，畢業時須取得2本職業資格證書。
（三）導師制
為貫徹落實德、智、體、美協調發展的教育方針，推進教育部“高等學校教學質量與教學改革工程”，完善學分制教學管理，充分發揮教師在教育教學中的主導作用，倡導教師更多地參與本科生教育教學工作，建立新型師生關系，不斷提高學生培養質量，學院決定在本科生教育教學中實行導師制。
金屬材料工程專業教師按照導師制工作手冊要求落實導師的工作職責，主要有如下幾方面。
1.遵循教育教學規律，教書育人，關心學生綜合素質的協調發展。
2.指導學風建設。引導學生樹立人生理想，引導學生熱愛專業；指導學生合理安排選課計劃和學習進程；幫助學生端正學習態度，指導學習方法，引導性地幫助解決學習方面的問題。
3.指導學生課外實踐活動。指導學生課外課題研究選題和立項，完成專題文獻綜述與相關科研論文，組織科研課題討論會，吸收學生充當科研助手，動員和組織學生參加校、系的課外科技競賽活動，從而促進學生科學素養和創新能力的培養和提高。
