spContent=筑梦航天,材料先行,“航空航天材料”——材料世界的天之骄子。
课程将最新科研动态融入课程教学中,通过进行问题剖析、案例分析等方式使学生掌握先进航空航天材料的性能特点及应用,对学生拓宽视野、优化知识结构、提高综合素质和增强实践能力大有裨益。
课程入选江苏高校“金课”工作坊推进计划。
筑梦航天,材料先行,“航空航天材料”——材料世界的天之骄子。
课程将最新科研动态融入课程教学中,通过进行问题剖析、案例分析等方式使学生掌握先进航空航天材料的性能特点及应用,对学生拓宽视野、优化知识结构、提高综合素质和增强实践能力大有裨益。
课程入选江苏高校“金课”工作坊推进计划。
—— 课程团队
课程概述
《航空航天材料概论》是面向高等院校所有专业对材料感兴趣的同学、面向社会所有热爱材料学和对航空航天事业感兴趣的人士而开设的跨门类、跨学科类、跨专业类的学科拓展课程。其目的是推进“互联网+”时代课程教学模式和考核方式的改革;强化科教协同;促进高水平科研支撑高质量教学,提高教学水平和育人质量。
《航空航天材料概论》课程具有如下的特点:一是课程思政覆盖全课程,将“航空报国”的思想和意识融入课程、融进学生头脑;二是案例分析强化知识点,如通过分析先进材料在A380、波音787、C919等典型机型上的应用实例,易于学生理解掌握航空航天材料的性能和特点;三是注重培养学生创新能力,从纯理论知识讲授为主转向理论与实践相结合,增强分析问题和解决问题的能力;四是注重过程考核,每讲均配有随堂测试、讨论,引导学生以小组方式进行案例分析、综合报告等。
《航空航天材料概论》第一章至第四章系统介绍了先进复合材料、铝合金、铝锂合金以及钛合金等高性能轻质材料的性能与应用,突出其轻和强的特征;第五章和第六章又从航空发动机结构和航天器类别要求出发,介绍了相关材料、应用部位及其发展趋势;第七章专门介绍了形状记忆合金作为热驱动功能材料及其在航空航天等领域的广泛应用。
《航空航天材料概论》课程将最新科研动态融入课程教学中,内容丰富、翔实,不仅反映了科学发展的前沿动态,还对学生拓宽视野、优化知识结构、提高综合素质和增强实践能力大有裨益。通过课程的学习,可以使学生对航空航天材料及应用的基本知识有一个比较全面的了解,同时也可以掌握航空航天技术的最新发展动态和趋势。是学生学习航空航天材料知识,了解航空航天事业发展的重要窗口,也是培养学生对航空航天的兴趣和爱好,激发学生报效、献身航空航天事业的有效途径。
授课目标
1.通过对比国内外航空航天装备及材料的现状及发展趋势,激励同学们报效祖国、努力发展中国航空航天事业的决心,增强同学们的使命感和责任感,将“航空报国”的思想和意识融入心灵。
2.通过探究式、讨论式、启发式等教学方法,充分调动自主学习的积极性。
3.通过进行问题剖析、案例分析等方式掌握先进航空航天材料的性能特点及应用,培养学生创新意识和能力。
4.推进“互联网+”时代课程教学模式和考核方式的改革、强化科教协同、促进高水平科研支撑高质量教学。
课程大纲
0 绪论
绪论上-课程建设宗旨及课程团队
绪论下-课程教学资源及教学内容
第一章 复合材料及其在航空领域中的应用
1.1 复合材料的特点
1.1.1 复合材料定义及结构
1.1.2 复合材料的分类和基本性能
1.1.3 复合材料制造工艺特点及结构损伤特性
1.2 复合材料的成型技术及其特点
1.2.1 复合材料成型技术之一
手糊成型技术、热压罐成型技术和模压成型技术
1.2.2 复合材料成型技术之二
拉挤成型技术、纤维缠绕成型技术、自动铺放技术和RTM成型技术
1.3 先进复合材料的低成本制造技术
1.3.1 复合材料自动铺放技术
1.3.2 复合材料RTM成型技术
1.3.3 复合材料低温固化与电子束固化沉积技术
1.4 国内外复合材料在航空领域中的应用
1.4.1 国外复合材料在航空领域应用
1.4.2 国内复合材料在航空领域应用
第一章 复合材料及其在航空领域中的应用 单元测试
第一章 复合材料及其在航空领域中的应用 单元作业
第二章 铝合金及其在航空领域中的应用
2.1 铝合金的概述
2.1.1 铝合金的分类及合金化原理
2.1.2 铝合金的热处理
2.1.3 变形铝合金
2.1.4 铸造铝合金
2.2 铝合金国内外的发展状况
2.2.1 铝合金国内外的发展状况
2.2.2 国内外铝合金的性能比较
2.3 典型牌号的铝合金在航空领域中的应用
2.3.1 典型牌号的铝合金在航空领域中的应用
2.4 铝合金在民用客机上的应用实例
2.4.1 铝合金在B747、A300上的应用
2.4.2 铝合金在A380、B777上的应用
第二章铝合金及其在航空领域中的应用 单元测试
第二章铝合金及其在航空领域中的应用 单元测试
第三章 铝锂合金及其在航空领域中的应用
3.1 铝锂合金概述
3.1.1 铝锂合金的概述
3.2 铝锂合金国内外的发展状况
3.2.1 国内外铝锂合金的发展状况
3.2.2 国外铝锂合金应用状况
3.3 铝锂合金在民用客机上的应用实例
3.3.1 铝锂合金在A380和A350上的应用
第三章 铝锂合金及其在航空领域中的应用 单元测试
第三章 铝锂合金及其在航空领域中的应用 单元作业
第四章 钛合金及其在航空领域中的应用
4.1 钛合金概述
4.1.1 钛及钛合金的特性及合金化原理
4.1.2 钛合金的分类及性能特点
4.2 钛合金国内外的应用状况
4.2.1 钛合金在国外的应用情况
4.2.2 钛合金在国内的应用情况
4.3 航空用高性能钛合金的应用状况
4.3.1 高强钛合金
4.3.2 高温钛合金
4.3.3 阻燃钛合金
4.4 钛合金在航空领域中的应用状况
4.4.1 钛合金在飞机机身构架上的应用
4.4.2 钛合金在航空发动机上的应用
4.4.3 钛合金在其他领域中的应用
第四章 钛合金及其在航空领域中的应用 单元测试
第四章 钛合金及其在航空领域中的应用 单元作业
第五章 航空发动机材料及其应用
5.1 航空发动机概述
5.1.1 航空发动机简介
5.1.2 航空发动机工作原理
5.1.3 航空发动机制造难点
5.2 航空发动机材料的国内外现状
5.2.1 航空发动机材料的性能要求,发展趋势和未来航空发动机材料的发展重点
5.3 航空发动机典型低温部件材料
5.3.1 钛合金材料及先进复合材料
5.3.2 Ti3Al基金属间化合物及TiNi基形状记忆合金
5.4 航空发动机典型高温部件材料
5.4.1 镍基高温合金
5.4.2 Ni-Al金属间化合物及γ-TiAl基合金
5.4.3 复合材料
5.4.4 热障涂层
5.5 3D打印技术在航空航天领域中的应用
5.5.1 3D打印技术在航空航天领域中的应用
第五章 航空发动机材料及其应用 单元作业
第五章 航空发动机材料及其应用 单元测试
第六章 航天材料及其应用
6.1 航天材料概述
6.1.1 航天材料概述
6.2 运载火箭材料
6.2.1 运载火箭材料
6.3 导弹材料
6.3.1 导弹材料
6.4 火箭发动机材料
6.4.1 液体火箭发动机材料和固体火箭发动机材料
6.5 航天飞行器材料
6.5.1 空间站材料
6.5.2 载人飞船材料
6.5.3 卫星材料和可重复使用航天飞行器材料
6.6 航天功能材料
6.6.1 航天功能材料
第六章 航天材料及其应用 单元测试
第六章 航天材料及其应用 单元作业
第七章 形状记忆合金及其应用
7.1 形状记忆合金概述
7.1.1 形状记忆合金性能特点
7.1.2 形状记忆合金的分类及原理
7.2 形状记忆合金国内外的发展状况
7.2.1 形状记忆合金国内外发展状况
7.3 形状记忆合金的主要应用
7.3.1 形状记忆合金在航空航天领域中的应用
7.3.2 形状记忆合金在其他领域的应用
第七章 形状记忆合金及其应用 单元测试
第七章 形状记忆合金及其应用 单元作业
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预备知识
不需要专门的专业知识,所有材料爱好者和对航空航天感兴趣的人士均可学习本课程。
参考资料
[1] 梁文萍, 缪强. 先进材料在航空航天中的应用. 西安: 西北工业大学出版社, 2016.
[2] 梁文萍, 王少刚. 航空航天工程材料. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2015.
[3] 缪强, 梁文萍. 有色金属材料学. 西安: 西北工业大学出版社, 2018.
[4] 徐重.等离子表面冶金学. 北京: 科学出版社, 2008.
[5] Zhong Xu, Frank F. Xiong. Plasma Surface Metallurgy. Singapore: Springer, 2017.
常见问题
本课程具有非常丰富的教学资源,除了必修的基本知识视频外,还补充了选修选看的拓展知识视频及补充材料。