金屬材料范文10篇

教學(xué)目標：1、通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切聯(lián)系。

2、了解常見金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價格等因素。

3、認識合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。

重點、難點：1、知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價格等因素。

2、認識合金。

教學(xué)方法：閱讀講解、討論。

教學(xué)目標：1、通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切聯(lián)系。

2、了解常見金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價格等因素。

3、認識合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。

重點、難點：1、知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價格等因素。

2、認識合金。

教學(xué)方法：閱讀講解、討論。

摘要：隨著工業(yè)的發(fā)展，金屬材料彎曲成型的計算機模擬被廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，基本模擬方法不能達到工業(yè)生產(chǎn)的標準，為了使人們能夠有效的研究和控制金屬材料彎曲成型的過程，提高金屬材料的質(zhì)量，降低成本，因此，提出金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析。通過引入本構(gòu)方程建立有限元幾何模型，再結(jié)合彎曲成型溫度的確定實現(xiàn)金屬材料彎曲成型，根據(jù)延伸率對比實驗，得出采用基于金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析方法的延伸率最高可達93%，可以有效提高金屬材料的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：金屬材料；彎曲成型；計算機模擬；應(yīng)變速率

1金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析方法設(shè)計

（1）引入本構(gòu)方程。在金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析中，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系是影響模擬結(jié)果的重要因素，建立金屬材料的彈塑性本構(gòu)關(guān)系[1]，首先要確定金屬材料成型前的應(yīng)力特征；其次是金屬材料成型后塑性流動情況，金屬材料成型過程中，必須準確求出應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)變增量的關(guān)系式，為了使計算數(shù)值模擬更有效，適當(dāng)減少計算的工作量作為必須考慮的問題之一。高溫狀態(tài)金屬材料成型的本構(gòu)方程可以表示為：σ=σ(ε,T,S)式中，ε表示金屬材料應(yīng)變速率；T表示成型的溫度；S表示金屬材料內(nèi)部組織參數(shù)。（2）建立有限元幾何模型。確定了金屬材料的本構(gòu)關(guān)系后，通過建立有限元幾何模型將金屬材料的截面圖載入到前處理器中，首先，對于厚度小于5mm的金屬材料，在一定溫度下彎曲成型時，由于模具的上部采用弧形凸起結(jié)構(gòu)，毛坯采用厚度均勻的弧形材料，因此在計算機模擬中，金屬材料彎曲可以作為軸對稱問題的一部分去解決。接著采用極坐標進行描述，金屬材料彎曲部分就可以根據(jù)實際產(chǎn)品的尺寸通過軸對稱件旋轉(zhuǎn)0角而獲得，在成型過程中所用的模具視為剛體，不考慮變形因素[2]。（3）確定彎曲成型溫度。在金屬材料彎曲成型工藝中，溫度對彎曲成型的性能影響非常大。本文通過計算機對成型性能加以控制，依托金屬材料的本構(gòu)關(guān)系，給配料以及模具進行高溫處理，很多研究者都將模具作為剛性體，不考慮金屬材料成型過程模具的形變，適當(dāng)控制金屬材料的變形程度，從而提高彎曲變形的能力。在計算機模擬分析中，利用精密成型系統(tǒng)對模具和配料同時加熱，金屬材料成型過程保持恒溫條件，才能提高金屬材料彎曲變形的能力和精度，因此針對難加工的金屬材料彎曲成型，通過升溫可以有效提高彎曲成型的精度和質(zhì)量。（4）實現(xiàn)金屬材料彎曲成型。金屬材料彎曲成型過程中，采用被普遍認可的非線性有限元軟件模擬了金屬材料的成型過程。引入的本構(gòu)方程可以求出金屬材料的應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)變增量的關(guān)系，再根據(jù)建立的有限元幾何模型確定彎曲成型的溫度，有限元模擬過程流程圖如圖1所示。基于本構(gòu)方程的引入建立有限元幾何模型；依托金屬材料彎曲成型溫度的確定，實現(xiàn)金屬材料彎曲成型。完成提出的金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析。

2對比實驗

為了驗證本文金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析方法能夠有效模擬金屬材料彎曲成型，基于金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析方法，以及基本模擬分析方法，制作合金延伸率對比實驗。（1）實驗材料。本實驗采用商業(yè)用的合金，其化學(xué)成分見表1，平均晶粒直徑大約在8μm，厚度為2.2mm，單向延伸率最大可超過300%。（2）實驗方法。本文研究的合金溫度選擇100℃~600℃之間，應(yīng)變速率在0.15s-1~0.006s-1之間，采用基于金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析方法，以及基本模擬分析方法對合金拉伸，拉伸過程通過計算機進行監(jiān)控，合金夾頭的運動速度要隨時根據(jù)合金的拉伸長度調(diào)節(jié)，來保證合金的拉伸應(yīng)變速率恒定，關(guān)系式如下：式中，v表示合金夾頭的運動速度，v表示合金的長度。在實驗溫度為100℃~600℃下，對合金進行應(yīng)變速率恒定拉伸，應(yīng)變速率對應(yīng)的拉伸速度見表2。（3）數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析。實驗采集到的數(shù)據(jù)利用Origin5.8軟件進行處理分析，得到延伸率與溫度變化曲線，如圖2。根據(jù)實驗結(jié)果可知，采用基于金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析方法，合金的延伸率最高可達93%，最低也可以達到65%，可以實現(xiàn)合金材料的彎曲成型，提高金屬材料的質(zhì)量；同時與基本模擬分析方法相比，在保證拉伸速度一致的條件下，使用兩種方法的成型效果相差不大，都能實現(xiàn)彎曲成型，但是基于金屬材料彎曲成型的計算機模擬分析方法效果較好，能有效保證金屬材料的彎曲變形質(zhì)量。

摘要：本文從工藝特點、情感體現(xiàn)、與其他材料相比的差異性等方面出發(fā)，對金屬材料應(yīng)用于設(shè)計領(lǐng)域的歷史過程和未來發(fā)展進行梳理和探討，并且向金屬工藝品、金屬產(chǎn)品、金屬構(gòu)筑物這三個方向進一步探討，列舉的材質(zhì)色澤、紋理、形態(tài)、工藝、功能等表現(xiàn)語言和功能應(yīng)用中成果，從而得出只有合理的運用金屬材料，才能將其特點和優(yōu)勢表現(xiàn)出來，設(shè)計出既有具有個性化、功能化、情感化和藝術(shù)化的設(shè)計作品。

關(guān)鍵詞：金屬藝術(shù)；材質(zhì)；現(xiàn)代設(shè)計；工藝設(shè)計；建筑設(shè)計

材料是人們生產(chǎn)生活所需要的物質(zhì)基礎(chǔ)，而金屬材料是從古至今也廣泛的應(yīng)用于人們生活的各個環(huán)境。人們通過勞動創(chuàng)造文明，創(chuàng)造物質(zhì)財富和精神財富，而金屬材料在不斷滿足人們物質(zhì)和精神訴求的同時，也隨著人的生產(chǎn)能力水平的提高而發(fā)生日新月異的發(fā)展。起初金屬材料最早是應(yīng)用于帶有象征性和觀賞性的工藝品，后來又逐步應(yīng)用于人們的日常生活用品和生活環(huán)境中。在現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計中里，作為一種材料，金屬在百花齊放的設(shè)計領(lǐng)域具有無處可代替性和優(yōu)越性。

一、金屬材料的美學(xué)表現(xiàn)力

人類進入文明有四個顯著特征，即城市、文字、因宗教和政治而建造的禮儀建筑以及使用金屬。金屬材料在文明發(fā)展的過程中所表現(xiàn)出了變幻無窮的藝術(shù)形式，蔚為大觀。材料是實體的呈現(xiàn)，而作為組成實物的基本物質(zhì)，材料也是實體外觀形態(tài)呈現(xiàn)的載體，也是人做為感知者最直接體會到的對象。由于其獨有性能——色澤、硬度、強度、易于加工等，金屬材料在日常使用及裝飾審美中均得以廣泛使用，也裝點了人類整個社會發(fā)展。在科技水平的不斷發(fā)展的大環(huán)境下，金屬材質(zhì)也打破了大眾對其固有印象，由金屬為表達載體的作品也體現(xiàn)了裝飾美、形態(tài)美、持久美這三種藝術(shù)特性的結(jié)合。1.裝飾美。“裝飾之對于眼睛猶如音樂之對于耳朵”，裝飾是直接反映金屬產(chǎn)品風(fēng)格樣式的介質(zhì)。金屬材質(zhì)裝飾性最大特征是其本身光澤感所與生自來，也是金屬最具有感染力材質(zhì)特性，不同種類的金屬材料具有其各自不同的特征，設(shè)計者也會按照不同金屬材料特征進行設(shè)計與制作，亦如金的炫爛、銀的精致、青銅的穩(wěn)重等。2.形態(tài)美。形態(tài)美是指金屬在不同加工工藝中可以穩(wěn)定的改變形態(tài)和其內(nèi)在性能，以便達到制作者所要求的外在特征。通過鑄造、鍛壓等金屬成型工藝可以完成金屬工藝品的樣式設(shè)計，而新興的制作工藝可以滿足創(chuàng)作者更多形態(tài)需求，如3D打印技術(shù)幾乎可以實現(xiàn)創(chuàng)作者所要求的一切形態(tài)，金屬工藝制品形態(tài)的豐富性，在形態(tài)藝術(shù)領(lǐng)域里，有其他任何材料都不可比擬的優(yōu)勢。3.持久美。金屬材料可經(jīng)過時間的流失而保有其獨特的表面色澤，主要是由金屬的內(nèi)在元素、合成工藝、表面處理工藝等方式?jīng)Q定的。丹麥設(shè)計師卡瑞克林特曾言：“運用適當(dāng)?shù)募妓嚾ヌ幚磉m當(dāng)?shù)牟牧希拍苷嬲鉀Q人類的需求，并獲得率直和美的效果”。如不銹鋼材料具有光澤度高、裝飾性強的特征，能承受日常生活環(huán)境下空氣中含有的弱酸及煙霧的腐蝕，表面可做打磨與拋光處理，是理想的工藝材料。這些處理方式使得金屬工藝品在功能層面上具有保護產(chǎn)品，防止其被外界環(huán)境腐蝕，提高其耐久性等優(yōu)良性能。

二、金屬材料的設(shè)計藝術(shù)發(fā)展脈絡(luò)

摘要：本文簡述了我校金屬材料專業(yè)畢業(yè)實習(xí)教學(xué)存在的問題，探討了畢業(yè)實習(xí)教學(xué)改革的內(nèi)容，提出從整合實習(xí)種類、鞏固實習(xí)基地、提高學(xué)生實習(xí)興趣等方面來改進和完善金屬材料專業(yè)畢業(yè)實習(xí)教學(xué)，提高實習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：畢業(yè)實習(xí)；實踐教學(xué)；教學(xué)改革

實習(xí)是本科教學(xué)計劃中非常重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，金屬材料專業(yè)的三大實習(xí)是指認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)。認識實習(xí)的目的是，學(xué)生通過參觀工廠初步建立對工業(yè)企業(yè)的感性認識，這一階段的實習(xí)安排在全部基礎(chǔ)理論課和部分技術(shù)基礎(chǔ)課之后、專業(yè)課程之前進行。生產(chǎn)實習(xí)介于認識實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)之間，是建立在學(xué)生已有的感性認識和主干專業(yè)課程的理論知識的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)理論和實踐的銜接。畢業(yè)實習(xí)安排在全部課程結(jié)束之后，目的在于讓學(xué)生將金屬材料專業(yè)所涉及行業(yè)的基本生產(chǎn)知識、生產(chǎn)工藝、技術(shù)設(shè)備、重要金屬材料、現(xiàn)代化生產(chǎn)方式和先進制造技術(shù)等方面的知識和實踐進行綜合理解和分析，使學(xué)生加深對理論知識的理解，達到培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力。我校金屬材料專業(yè)的認識實習(xí)安排在第六學(xué)期開學(xué)后的第一周，生產(chǎn)實習(xí)安排在第七學(xué)期開學(xué)后的前兩周，畢業(yè)實習(xí)安排在第八學(xué)期開學(xué)后的前三周。按照培養(yǎng)方案的初衷，學(xué)生到畢業(yè)實習(xí)階段應(yīng)該深入車間實習(xí)，在技術(shù)人員及指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，學(xué)會操作各種生產(chǎn)設(shè)備進行實際生產(chǎn)工作，并能根據(jù)實際需要設(shè)計生產(chǎn)工藝，但通過近些年的實踐卻發(fā)現(xiàn)除了在學(xué)期安排和學(xué)時上的區(qū)別，三大實習(xí)均變成了參觀實習(xí)，畢業(yè)實習(xí)的目標遠未實現(xiàn)，無法滿足學(xué)生進一步深造、就業(yè)和用人單位的需要。

一、畢業(yè)實習(xí)存在的問題

（一）對企業(yè)正常生產(chǎn)產(chǎn)生干擾。學(xué)校安排畢業(yè)實習(xí)的時間固定在每年的第八學(xué)期的前兩周，這個時間恰好是春節(jié)過后，大部分企業(yè)訂單剛下，正好處于生產(chǎn)任務(wù)重的時候，如果此時接受大量學(xué)生進行兩周的實習(xí)，企業(yè)需要抽調(diào)一些技術(shù)人員指導(dǎo)學(xué)生，勢必會影響正常生產(chǎn)，企業(yè)難以按固定時段安排學(xué)生實習(xí)。（二）增加了企業(yè)的管理難度和安全風(fēng)險。實習(xí)的學(xué)生一般被分為2~4個班，大約65~130人，實習(xí)的老師一次性將近百名學(xué)生集中到一個工廠實習(xí)，人數(shù)較多，工廠難于管理，而且?guī)嵙?xí)的老師很少，只有3~5人，現(xiàn)場管理存在很大的安全隱患，工廠壓力較大。（三）工廠噪音大，學(xué)生實習(xí)興趣不足。工廠噪音大，邊參觀邊聽講解時，學(xué)生聽不清。由于市場競爭激烈，在經(jīng)濟效益的壓力下，企業(yè)一般只能派一位講解人員對實習(xí)學(xué)生進行技術(shù)指導(dǎo)，一個人面對100多位學(xué)生講解，在嘈雜的廠房里，后面的學(xué)生幾乎聽不見，導(dǎo)致聽不見的學(xué)生出現(xiàn)相互說話甚至玩鬧的現(xiàn)象，不能保證每個學(xué)生都能聽到、學(xué)到，更談不上實際動手操作。加之有些學(xué)生不愿意學(xué)，怕臟怕累，或不喜歡本專業(yè)，畢業(yè)后可能不從事所學(xué)專業(yè)的技術(shù)工作，所以實習(xí)熱情不高，興趣不足。（四）實習(xí)經(jīng)費少。學(xué)校對畢業(yè)實習(xí)的經(jīng)費劃撥十幾年沒有變化，但由于通貨膨脹的原因，物價上漲，實習(xí)經(jīng)費顯得捉襟見肘，基于這些因素，只能壓縮實習(xí)時間，降低實習(xí)指導(dǎo)老師的待遇，導(dǎo)致實踐經(jīng)驗豐富、科研能力強的教師不愿意帶學(xué)生實習(xí)，實習(xí)任務(wù)必然會落在年輕教師身上，而年輕教師一般都是剛從學(xué)校畢業(yè)，不能為企業(yè)提供一些科研服務(wù)或技術(shù)支持，對企業(yè)沒有吸引力，所以企業(yè)把學(xué)生實習(xí)看成一種負擔(dān)，不愿意接收學(xué)生實習(xí)，使實習(xí)流于形式，從而直接影響了畢業(yè)實習(xí)的質(zhì)量。

二、畢業(yè)實習(xí)改革的主要措施

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認識到實際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶粒或晶疇直徑或薄膜厚度）達到某種特征長度時（如電子波長、平均自由程、共格長度、相關(guān)長度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長度在納米量級范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：

l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實用化等方面取得顯著進展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評述納米金屬材料的某些研究進展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機械球磨、嚴重塑性形變、滑動磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機制和模型。目的是改進納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認識到實際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶粒或晶疇直徑或薄膜厚度）達到某種特征長度時（如電子波長、平均自由程、共格長度、相關(guān)長度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長度在納米量級范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：

l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實用化等方面取得顯著進展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評述納米金屬材料的某些研究進展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機械球磨、嚴重塑性形變、滑動磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機制和模型。目的是改進納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

摘要：金屬材料焊接課程是焊接技術(shù)與自動化專業(yè)的專業(yè)核心課程之一，該文以現(xiàn)代學(xué)徒制試點專業(yè)建設(shè)為契機進行了課程改革，提出以就業(yè)為導(dǎo)向的“三引入”教學(xué)內(nèi)容改革、“三聯(lián)系”的教學(xué)方法與教學(xué)手段改革以及突出“四個結(jié)合”、樹立開放的教育教學(xué)觀。課程改革效果顯著，培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的教學(xué)團隊。

關(guān)鍵詞：金屬材料焊接；課程改革；創(chuàng)新

近年來，焊接技術(shù)與自動化專業(yè)教研室全體教師通過對自治區(qū)內(nèi)外大型裝備制造企業(yè)進行調(diào)研、與行業(yè)專家研討等途徑，確定適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)需求的工作崗位及崗位群，即操作崗、工藝崗、檢驗崗和管理崗，針對專業(yè)崗位能力的要求，制定“熟操作、精工藝、能檢驗、懂管理”的人才培養(yǎng)目標，根據(jù)人才培養(yǎng)目標確定專業(yè)核心課程。“金屬材料焊接”課程的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生“精工藝”。課程團隊以焊接技術(shù)與自動化專業(yè)“中央財政支持———提升專業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)能力”項目及國家職業(yè)院校“現(xiàn)代學(xué)徒制試點專業(yè)”建設(shè)為契機。為提高課堂教學(xué)效益，我們成立了“金屬材料焊接”課堂教學(xué)改革試驗小組，在教學(xué)內(nèi)容、課程體系構(gòu)建、教學(xué)手段和教學(xué)方式等方面進行改革嘗試。經(jīng)過近幾年的研究與實踐，試驗小組在培養(yǎng)學(xué)生制定焊接工藝能力、創(chuàng)新思維開發(fā)等方面取得了明顯成效。

1以就業(yè)為導(dǎo)向，教學(xué)內(nèi)容

“三引入”課程團隊根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求，采用科學(xué)的手段與方法優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容，建立新的課堂教學(xué)體系[1]，提高教學(xué)質(zhì)量，從而實現(xiàn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

1.1引入企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認識到實際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶粒或晶疇直徑或薄膜厚度）達到某種特征長度時（如電子波長、平均自由程、共格長度、相關(guān)長度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長度在納米量級范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：

l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實用化等方面取得顯著進展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評述納米金屬材料的某些研究進展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機械球磨、嚴重塑性形變、滑動磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機制和模型。目的是改進納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認識到實際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶粒或晶疇直徑或薄膜厚度）達到某種特征長度時（如電子波長、平均自由程、共格長度、相關(guān)長度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長度在納米量級范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：

l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實用化等方面取得顯著進展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評述納米金屬材料的某些研究進展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機械球磨、嚴重塑性形變、滑動磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機制和模型。目的是改進納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。