spContent=课程介绍:在复合材料中,界面结构与性能是一把双刃剑,良好的界面结合有助于改善并获得最优化的材料结构与性能。本课程从界面基础理论、界面表征技术、界面处理技术、界面改性等多个角度阐述聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、玻璃及水泥基复合材料、生物复合材料及纳米复合材料等不同复合材料体系的表界面结构、特征、规律、性能及应用,以期对相关学科学生的课程学习及专业工程技术人员提供学习参考。
课程教师团队:石敏先,秦岩,黄志雄,陈斐,郭冬云
课程介绍:在复合材料中,界面结构与性能是一把双刃剑,良好的界面结合有助于改善并获得最优化的材料结构与性能。本课程从界面基础理论、界面表征技术、界面处理技术、界面改性等多个角度阐述聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、玻璃及水泥基复合材料、生物复合材料及纳米复合材料等不同复合材料体系的表界面结构、特征、规律、性能及应用,以期对相关学科学生的课程学习及专业工程技术人员提供学习参考。
课程教师团队:石敏先,秦岩,黄志雄,陈斐,郭冬云
—— 课程团队
课程概述
复合材料具有优异性能及高度可设计性,认识界面和界面特性规律对复合材料设计具有特殊意义。本课程从微观界面角度,对复合材料复合原理、表征方法、结合特性、设计原则等内容进行详细阐述。整个课程按照以下方面展开:聚合物基复合材料界面,复合材料界面理论,聚合物基复合材料界面分析方法,粉体材料表界面改性、陶瓷基复合材料表界面,水泥基材料表界面,金属基材料表界面,纳米材料的表界面等。课程通过学生查阅文献、课堂讨论、教师讲授相结合,使学生对复合材料界面研究的最新发展动态有基本了解,并能掌握复合材料界面研究的基本分析方法和基本原理。结合本校的学科特点,本课程主要偏重于聚合物基复合材料界面结构的研究,也兼顾陶瓷基、金属基复合材料的界面特征,主要涉及玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料、纳米复合材料和非金属基复合材料的相关界面内容。
成绩 要求
成绩由三部分组成,1、课程讨论,占比20%,2、课程论文,占比60%,3、课程作业,占比20%。
课程大纲
课程介绍与复合材料界面理论
课时目标:了解复合材料与界面的概念内涵,掌握复合材料界面与表面基础知识,理解复合材料界面基础理论。
1.1课程简介与要求
1.2复合材料与界面
1.3复合材料界面基础
1.4复合材料界面理论
聚合物基复合材料界面
课时目标:了解聚合物基复合材料界面典型反应类型及机理额、复合材料界面处理技术、聚合物基复合材料界面破坏机理,掌握聚合物基复合材料界面设计与优化的基本原则,了解典型聚合物基复合材料体系界面及性能特点。
1.1聚合物基复合材料典型界面反应
1.2界面处理技术
1.3聚合物基复合材料界面破坏机理
1.4聚合物基复合材料界面设计
1.5典型聚合物基复合材料体系界面及性能
偶联剂与先进复合材料界面
课时目标:掌握聚合物基复合材料中偶联剂及其作用机理,了解偶联剂在先进复合材料中的应用。
1.1偶联剂及其作用机理
1.2偶联剂与先进复合材料
1.3偶联剂的设计合成与复合材料
1.4偶联剂与3D打印复合材料
颗粒材料表面处理及界面设计
课时目标:了解聚合物基复合材料中常用的粉体颗粒填充及改性材料,了解粉体表面改性方法与工艺,了解表面改性剂在聚合物基复合材料中的应用,掌握粉体材料表面检验与表征方法。
1.1粉体表面改性方法与工艺
1.2表面改性剂
1.3粉体材料表面检验与表征
复合材料界面分析方法
1.1复合材料界面形貌表征
1.2复合材料界面组成分析
1.3复合材料残余应力分析
陶瓷基复合材料表界面
课时目标:了解陶瓷基复合材料基本内涵,掌握陶瓷基复合材料表界面与结构、表界面特种与行为,了解陶瓷基复合材料界面及性能特点。
1.1复合材料界面理论及效用
1.2陶瓷简介及烧结机理
1.3陶瓷表界面及其结构
1.4陶瓷表界面特征与行为
1.5陶瓷基复合材料界面及制备方法
金属基复合材料表界面
课时目标:掌握金属基复合材料及其界面理论,了解界面在金属基复合材料中的结构、性能特点及作用。
1.1金属基复合材料及其界面理论
1.2界面在金属氧化中的作用
1.3焊接金属间的界面问题
玻璃及水泥基复合材料表界面
课时目标:了解玻璃及水泥基复合材料表界面基本问题。
1.1玻璃基复合材料简介
1.2水泥基复合材料简介
1.3水泥基复合材料界面问题
生物材料及其表界面
课时目标:了解生物复合材料基本内涵,掌握生物复合材料表界面基本特点及应用。
1.1生物复合材料简介
1.2生物复合材料表界面作用
纳米材料及膜表界面
课时目标:了解纳米复合材料基本内涵,掌握界面调控对纳米复合材料体系的作用及纳米粒子的增强增韧性能及基本原理。
1.1纳米材料基本性质简介
1.2界面调控对纳米复合材料体系的作用
1.3纳米粒子对复合材料增韧增强机理
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参考资料
1.杨序纲、吴琪琳,《复合材料的界面行为》,化学工业出版社,2020年。
2.张宝艳,《先进复合材料界面技术》,航空工业出版社,2017年。
3.胡福增,《材料表面与界面》,华东理工大学出版社,2008年。
4.黄玉东,《聚合物表面与界面技术》,化学工业出版社,2003年。
5.陈平、陈辉 ,《先进聚合物基复合材料界面及纤维表面改性》,科学出版社,2010年。
6.曹立礼,《材料表面科学》,清华大学出版社,2009年。
7.本课程线上资源。