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合肥工业大学研究生精品课程建设项目 结题报告书 课程名称 金 属 凝 固 原 理 申 请 人 程和法 所在单位 材料科学与工程 申请日期 2009年11月27日 合肥工业大学研究生培养处 二OO 年 月 课程名称 金 属 凝 固 原 理 起止年月 2010 年1 月1 日 至 2011 年 12月 30 日 项目编号 完成单位 材料科学与工程学院 项 目 负责人 姓 名 程和法 联系电话职 务 职 称 教授 主 要 贡 献 项目建设的主要计划、教学大纲、教学内容的规划和参考书的遴选，习题集的编制，教学实验的设计和实施 主 要参加人 姓 名 单 位 职 称 主 要 贡 献 祖方遒 材料学院 教授 教学大纲和课程内容的建设 于瑾 材料学院 副教授 教材建设 刘兰俊 材料学院 副教授 教学实验和实验大纲的建设 李萌盛 材料学院 副教授 教学课件建设 张 博 材料学院 教授 教学内容建设 黄中月 材料学院 讲师 教学课件建设 项 目 计 划 实 施 工 作 报 告 金属凝固原理是金属材料科学与工程中的一门重要基础理论，因此，是材料材料科学与工程学科本科生和研究生应学习和掌握的基本知识，特别是作为材料科学学科研究生阶段的重要基础理论，在国内各重点高校的相关学科的研究生培养中均开设了这么课程。本项目根据本校材料科学与工程学科的硕士研究生培养目标和方案，首先，对教学内容进行了规划、调整和不断完善，经过研究和提炼，确定了课程的内容框架和范围，形成了一个理论体系较完整、重点和难点突出、学时分配合理的教学大纲。在教学内容的规划方面，既讲述金属凝固的经典基本原理，如：液态金属结构、界面能基本概念、液态金属的结晶基本原理和凝固过程的温度场与传热原理，金属凝固过程的传输基本原及结晶形态的形成机理与影响规律，以及宏观晶体形态的形成原理与影响因素及其控制原理和方法。又结合凝固理论的研究进展，讲述在凝固理论和技术研究上形成的新的结果和理论，特别是相关领域的发展对凝固技术的促进作用和形成的新的凝固技术，一些极端条件下的凝固技术与新的理论，如：快速凝固技术和理论，微重力条件下的凝固，超重力，高压条件下的凝固，等。还包括了，新材料制备技术条件下的凝固技术与机理，如：复合材料、单晶材料、非晶材料等的制备原理与凝固机制。 为了配合教学内容，对课程的教学教材和参考书进行了广泛的收集和筛选，在教材方面，经常帅选，选用目前评价好，质量高的研究生教材，并且，选择了一些高质量的外文和国内有关宁宫科学和技术的专著作为参考书教材。其中包括了著名的美国凝固学家Flemings M C 的专著 Solidification Process,国内著名凝固学家周尧和著的“凝固技术”，等。 在实践教学体系的建设方面，根据课程教学内容的要求，进一步建立和完善了实验教学大纲和指导书，根据实验教学内容，逐步建立了满足课程内容的实验条件，以提高课程的水平和教学质量与效果。通过建设，目前，已经开设了一个实验，有关铸件宏观组控制的凝固实验，“超声波振动条件下结晶与铸件宏观组织的观察”，在铸件的凝固过程中，对其进行超声波振动，对正在凝固中的铸件进行超声波振动，可以利用超声波的声空化作用强化液态金属的对流，对正在生长着的晶体的冲刷作用，形成液相与固相间的相对运动，导致枝晶的破碎，并游离到铸件的中心位置，从而增加液相中的晶核数量，因而细化晶粒，有利于获得更多的等轴晶；由于超声波声流振动力的作用，促进铸件顶部形成的晶体下落，即促近结晶雨的形成，并游离到铸件的中心位置，从而增加液相中的晶核数量，细化晶粒；超声波的空化作用振动还可以引起熔体内部局部的温度起伏，有利于枝晶的熔断和增殖，从而增加液相中的晶核数量，因而细化晶粒。通过对静止条件下和振动条件下结晶的铸件凝固宏观组织的观察比较,就能够说明在其它条件相同的情况下,在凝固过程中施加超声波振动对铸件凝固组织形态的影响。这样，将凝固技术理论与实际结合起来，对促进知识的理解和增强教学效果起到很重要的作用。 在教学手段和方法上，经常建设，基本上建成了课程的课件和多媒体教学的条件，并且，已经经过了两届的教学实践，学生反映良好，采用多媒体教学资源，可以将很多新的研究成果及时地融入到教学内容当中，形象生动。目前，国内在个大学和院所的研究生金属凝固原理课程的教学中，尚没有完善成熟的多媒体课件出版，本项目研制的金属凝固原理课件，处于领先地位。但是，还需要进一步的完善和充实。 为了配合课程的教学，和便于学生学习，本项目实施中，设计了一套与课程教学内容学习相适应的习题集，将重要的核心内容设计成思考题