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关键词:金属材料;表面工程;发展与应用
Abstract: Surface engineering technology is one of the key technologies in the 21 st century, and ithas been maintained a fast rate of development from the 1980 s. This technology is used widely in scientific research and production,and received good benefits. This paper briefly summarizes the characteristics ,application and development of the surface modification processing, surface coating plating/layer technology and the build-up welding technique in metal material surface engineering technologies.
Key Words: Metal material, Surface engineering, Application and development
中图分类号:F416.41文献标识码:A 文章编号:
引言
表面工程学是一门涉及材料科学、冶金技术、机械工程等众多领域的综合学科,包括表面科学理论、表面工程技术、表面工程技术设计、表面分析与检测技术、表面质量与工艺过程控制工程、表面工程管理与经济分析等几个方面[1]。其中表面工程技术是和生产实践联系最为密切的,同时也代表着生产技术水平的高
低。科学技术的发展和进步对生产设备与仪器提出了更高的要求,复杂多变的工
况考验着材料性能的优劣,必须在保证经济性前提下,综合运用各种高新技术提高和改善金属材料性能。
表面工程技术是利用科技手段对材料表面进行处理,通过改变材料表面和
亚表面的成分、微观组织结构以此来改善和提高其性能,满足使用要求。金属零件在使用过程中的破坏往往是从表面开始的,或因接触介质的化学腐蚀,或高温环境的氧化和熔化,或摩擦工况及磨料介质中的磨损,或复杂受力下的弯曲、扭转、拉压或剪切。因此,强化表面成为抵抗此类破坏的第一道防线。近年来,表面改性处理、表面涂镀/层技术和堆焊表面改性技术因其不同的优点在表面工程技术领域迅速发展。
1 表面改性技术
表面改性技术包括以喷丸强化、辊压强化为代表的表面强化技术,以各种氧化、钝化成膜的化学转化膜技术,化学气相沉积技术(CVD)与等离子束、激光束等高能束的表面处理技术。表面改性技术是借助外在介质改善材料的表面性能,不对原材料添加任何化学元素,改性后的材料表面不存在化学元素的增减,只是成分的比例和组织结构发生变化。因此,该技术相对于涂镀(层)技术和堆焊表面改性技术要工艺简单,只需控制好过程参数即可。不同的工况环境对材料的要求也不同,应根据具体的实际需求选择处理工艺。
1.1化学转化膜技术
该技术经过近些年的发展已经实现了不仅在金属材料表面成膜,而且可在陶瓷等非金属表面成膜,膜的厚度也在向着更优更薄的方向发展。如各种碳化钛超导陶瓷薄膜系多晶或外延单晶薄膜、抗高温大功率的半导体用金刚石薄膜以及各种光电子薄膜和集成光学薄膜。铝及其合金的表面改性技术大多采用的是表面成膜技术,在表面形成耐磨、耐蚀、多孔、结合性强的高性能薄膜。目前铝合金表面的改性技术主要有:电化学氧化法、化学转化法、微弧氧化技术、等离子注入表面改性、冷喷涂技术、稀土转化膜和激光处理等[2]。
1.2高能束表面改性技术
高能束表面改性技术是运用高能束热源,添加或不加化学元素,对材料表面及亚表面进行重熔或熔覆处理,形成满足使用要求的高性能表层。所谓的高能束(High Energy Density Beam------HEDB)即高能量密度的束流,包括激光束、电子束、等离子束[3],与传统热源相比较,高能束具有独特的优点:1、能量更加集中,因此热效率高;2、方向性更强;3、易于实现精确控制;4、属于绿色能源,不易造成浪费。高能束的诸多优点使得它在传统技术工业、聚合物、生物医用材料、制备纳米材料等各个领域得到广泛的应用[4]。激光重熔、等离子重熔、激光表面熔覆、激光表面合金化等高能束表面改性技术在各行业得到飞速发展。
高能束作为新型能源在表面改性技术中的应用,给表面工程学科带来了大发展,必将是倡导节约能源降低能耗的21世纪快速发展的能源之一。表面改性处理改善金属材料的使用性能与组织、硬度和耐磨性的改变有关,而各项改变的量和质决定于材质和高能束热源。不同材料在具体的过程中还受到诸如扫描速度、扫描间距、电流、电压等工艺条件选择的影响。通常,输入材料表面的高能束热量越大,材料的散热能力越强,则获得的性能改善层深度越大,材料表面组织与原始组织差别越大。具体行业领域中的应用还需根据实际情况选择高能束热源类型和实际生产中合适的工艺参数。
2表面涂镀/层技术
古典技术与现代技术相结合在材料表面形成一层或多层同质或异质层的技术称为表面涂镀/层技术。该技术包括在材料表面电镀耐磨、耐蚀、耐高温等优异性能的单层或复合表层、非晶态镀层的电镀技术;有机涂层技术、热喷涂技术、物理气相沉积技术等。
2.1热喷涂技术
热喷涂技术是一种重要的表面工程技术,通过在材料表面喷涂保护层、强化层和装饰层来实现抗磨、耐热、耐蚀、绝缘和导光等特[5]。热喷涂技术作为一种表面强化和防护工艺如今已日渐成熟,从单一的表面强化层发展到及产品失效分析、表面预处理、喷涂材料、喷涂设备选择、喷涂工艺确定、涂层系统设计和喷涂层后期加工为一体的系统工程。该技术由条件要求极高的宇航工业开始,如今已深入发展到民用工业的各个行业[6]。
热喷涂技术包括火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂等。电弧喷涂效率高、涂层结合力强、生产效率高且能适合各种复杂环境,因此在市场上的份额较大。喷涂材料离子的温度和速度对涂层的性能影响较大,由此而生的超音速等离子热喷涂技术近年来在国际上发展迅速。火焰喷涂根据涂层材料的种类不同分为线材火焰喷涂和丝材火焰喷涂技术。该技术是利用火焰将材料先熔化然后形成涂层,之后再用火焰加热涂层,可以使基层与涂层材料间达到冶金结合,对于高温下承受热冲击的高温磨具处理尤为重要[7]。
关键词:专业建设;内涵;金属材料工程;课程体系
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)05-0192-03
专业是我国高等学校实施教育的基本实体,维持这个实体发展的基本要素是同一专业学生所组成的班集体、教师组织和实施教育所需要的经费、教室、实验室、仪器设备、图书资料、实习场所等,专业的设置在我国目前基本是刚性的。高等学校人才培养的立足点是专业,所以专业建设是高等学校最基础,也是最重要的工作。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》[1]提出要更新人才培养观念,树立多样化人才观念,尊重个人选择,鼓励个性发展,不拘一格培养人才。本文围绕《教育规划纲要》精神,结合金属材料工程本科专业的建设实践,探讨了专业建设的内涵。
一、专业的内涵和建设着力点
“专业”指“高等学校的一个系里或中等专业学校里,根据科学分工或生产部门的分工把学业分成的门类”[2],各专业都有独立的教学计划,以体现本专业的培养目标和规格。在这里,专业的划分依据为科学分工和生产分工,所以高等学校专业的设置除符合科学的分类外,还要符合生产实际、面向市场[3]。在高等学校,专业是为学科承担人才培养的职能而设置的,其设置在国内基本是刚性的。从社会的需求来看,专业是为满足从事某类或某种社会职业必须接受的训练需要而设置的。从传授知识和人才培养的途径来看,专业指课程的一种组织形式[4]。
在1988年教育部颁布的本科专业目录中[5],按照学科门类对专业做了比较详细的介绍,包括人才培养规格、就业方向、主干课程和实践教学环节等,而专业的建设是围绕专业目录的基本要求制定培养方案,包括课程体系、实践教学环节及课外活动的要求。在本科生四年的培养过程中,基本是按培养方案实施所规定的教学环节,并要求学生达到一定的学分要求。
根据专业的定义和教育部对现行专业的介绍,专业的内涵主要包括专业的设置、师资、办学条件、教学基本建设等。从专业建设的角度看,专业内涵应主要集中在教学的基本建设方面,包括课程体系的构建、实践教学体系的建立、课程的建设、课堂教学环节等方面。高等学校要培养社会经济发展所需要的专业人才,应该采取哪种组织方式,是专业的实质[6]。据研究表明,传统的固定模式、单一的批量人才培养模式,已经不能适应社会经济的不断发展,专业型人才欠缺,一定程度上对我国经济发展产生影响。因此,改变传统的人才培养模式,探索科学有效的人才培养模式是教育工作者亟待解决的一个重大科研课题,高等教育的人才培养目标应当是多目标的、动态的以及多层次的[7]。
专业内涵建设是专业建设的难点和重点[8]。专业建设要综合考虑专业发展动态、经济社会发展需求等因素,根据现实需要不断调整人才培养目标和模式,不断进行人才培养方案、课程体系、教学内容和教学方法的创新,着重培养学生的创新能力和实践能力,不断加强专业内涵建设,以更好的满足《教育规划纲要》对人才培养的要求。
二、金属材料工程专业的课程体系
由于专业是课程的一种组织形式[4],人才培养则主要通过课程教学的基本形式来实现。在专业建设中,课程体系的确定显得尤其重要。一个专业开设什么课程,才能达到该专业的要求,是首先要考虑的问题。关于专业所开设的课程虽然在本科专业目录中[5]做了介绍,但我国高等教育呈现大众化、多样化的趋势,课程体系既有共同的规范和标准,又充分体现多样性。
根据以上要求,在专业建设的基本思路框架下,特别强调课程为实现专业目标服务,我们建立了金属材料工程专业的课程体系:(1)通识教育课程;(2)学科大类基础课程;(3)专业基础课程;(4)专业培养方向课程;(5)实践教学环节。
三、关于课堂教学
教学创新是提高人才培养质量的根本。课堂是教学的主阵地,教学创新就必须课堂创新。在课堂教学创新中,要树立由钱梦农同志于1982年提出“学生为主体,教师为主导”的教学思想。主要是说,学生是学习的主人,是知识的发现者、探索者;教师是课堂教学的组织者、指导者,学生知识的获得、能力的形成离不开教师的引导、指点和熏陶,而教师的一切活动都是围绕学生而进行的。积极开展启发式教学,引发学生思考,实行教学互动,调动学生能动性,实现知识、技能的迁移与创新,实现教学相长和共同发展。
四、关于专业建设和发展的特色
从专业内涵发展的视角来看,创新是内涵发展之源,质量是内涵发展之本,特色是内涵发展之魂。2007年教育部、财政部在“高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”中[9],提出在专业建设上鼓励特色的原则,相继在高等学校实施了特色专业建设。特色主要是依据本学校的办学定位来不断建设形成。作为一个本科专业,要体现特色,要不断加强内涵建设,逐步建立科学合理、特色鲜明的课程体系,以促进专业建设和发展。
根据我校金属材料工程专业建设的实践,围绕材料学科的中心体系,通过专业基础课程的学习,培养学生具有金属材料科学的基础知识;通过专业方向课程的学习,培养学生具有解决材料工程问题的初步能力,同时保证人才培养的特色和优势,初步提出了本专业的特色[10]:(1)金属热处理方向;(2)金属腐蚀与控制方向;(3)金属结构的失效分析方向。通过以上专业特色方向的提出,可以充分体现我校人才培养的特色和优势所在,并可有效推进教育质量的提升,为国家培养出符合经济社会发展的专业人才,为我国经济发展提供强有力的人才支持。
针对专业培养方向,我们就课程体系中的选修课程,进行了创新改革,设置了和金属材料工程结合十分紧密的课程,使得人才培养更加与企业紧密结合,以适合市场对人才的要求。
五、关于理论教学与实践相结合
理论教学是保证人才知识储备的有效手段,也是最基本的学习。理论教学主要通过阐述、推理、演绎、归纳等方法实施,在此过程中,学生可以掌握各种专业知识,为以后的工作提供知识储备。在理论教学的基础上,实践教学同样不能忽视,实践教学主要通过调查、实验、实训、实习的方式实行,通过以上方式,培养学生的综合实践能力、动手能力和创新能力,为创新型人才的培养提供有力的支持。坚持理论教学与实践教学的相互融合,应完善课程内涵的建设,引入企业工程实例和应用技术研究项目,不断丰富课程资源。
在金属材料的课程体系中,除了规定的实践教学环节外,还设置了材料科学基础开放实验课程,以使学生在理论学习后能根据个人兴趣和想法,独立设计实验内容,并独立完成实验,强化两个课堂互动的方式培养学生的动手能力和实践能力。
金属材料工程专业依赖于生产部门的分工,和金属材料的工程应用密切相关。从满足社会和企业所需人才为切入点,从提高综合训练的实践效果出发,深入领会金属材料工程专业的工程内涵,通过典型零件的热处理、油气田腐蚀知识、管道失效及完整性等工程应用课程,更好的体现注重知行统一,更符合金属材料工程专业应用型人才培养的定位。
六、关于因材施教
专业人才的培养应做到因材施教,因材施教要求在教学的过程中,针对每个学生的不同个性特点、学习能力、基本素质等,有针对性的教学,尽可能的激发学生的内在潜力,促使学生主动学习,不断提升自身综合素质,学习他人长处,弥补自身存在的不足。为此,可采用分层教学、走班制、导师制等多种教学形式,积极创新,不断开拓探索多种灵活多样的教学组织形式[11]。对以专业为基础的人才培养,可通过教学环节的设置来体现和实施因材施教。
课程实行必修、选修制,尤其是在专业方向课程上,必修、选修制是按因材施教原则实行的选课制度,要求选修课程的学生可分属不同特色方向。学生可以根据自己的能力、爱好和特长选修课程[12]。通过开放实验激发学生的兴趣,并实现个人的想法,有利学生个人的培养和发展。
加强毕业设计环节的改革。由毕业设计题目的分配方式改变为学生选择教师给定的毕业设计题目,以此来推进学生以自身兴趣和将来从事的工作为基础,提高学生对毕业设计的积极性和主动性,让其有动力去研究探索,拓宽专业知识和基础知识和储备,为人才培养打下牢固的基础。逐步实现到由学生自主选题,设计研究内容。在金属材料工程专业的课程设置上,已经为达到学生自主选题做了必要的准备,如自主进行实验内容设计的开放实验,与工程结合典型零件的热处理、油气田腐蚀知识、管道失效及完整性等课程,以及科技写作。
七、结束语
专业是高等教育学校实施教育的基本实体,是人才培养的基础。为保证我国人才培养的顺利发展,加强专业建设,丰富专业内涵势在必行。金属材料工程专业作为高等教育的一个分支,为国家金属材料工程行业的发展提供人才支持,因此,加强金属材料工程专业建设发展,是摆在教育者面前的一个重要课题。为有效促进金属材料工程专业建设,应深入理解专业建设的内涵,理清建设思路,突出建设重点和特色,才能稳步提高教学质量。从专业的定义和高等教育的发展着眼,着重探讨了金属材料工程专业的建设,提出了专业建设的特色,为金属材料工程专业的建设提供参考。
参考文献:
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关键字:建筑材料;新型建筑材料;重要性;发展前景
The status and directions for development of building materials in construction projects
(Taihang limited construction group of jiyuan cityZhang yongfeng454450)
Abstract:Since the reform and opening up, the construction industry in China's rapid pace of development, but also led the gradual development of the construction materials market. Describes the construction materials is the material basis of construction works, occupies an important position in the engineering and construction, as well as new building materials in the future development prospects.
Keywords:construction materials;new building materials;significance ;development prospects
中图分类号:TU5文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
1 建筑材料的定义及分类
1.1建筑材料的定义
建筑材料是土木工程和建筑工程使用的各种材料的统称。建筑工程材料的品种多种多样,性质用各不相同,用途也不同,为了便于在工程建设中应用,工程中从不同方面对其做出分类。
1.2建筑材料的分类
1.2.1按化学组成分类
(1)有机材料:以有机物构成的材料,包括植物材料、沥青材料及合成高分子塑料。
(2)无机材料:以无机物构成的材料,包括:金属材料和非金属材料。
复合材料:分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等,金属与有机复合材料。复合材料能够得到发展和大量应用,主要原因在于它能够克服单一材料的弱点,发挥复合后材料的综合优点,能满足当代土木建筑工程对材料的要求。
1.2.2按功能分类
(1)结构材料:指构成建(构)筑物受力构件和结构所用的材料,如梁、板、柱、基础、框架及其它受力构件和结构等所用的材料。强度和耐久性是这类材料主要技术性能指标。
目前所用的主要结构材料有砖、石、水泥砼及两者的复合物--钢筋砼和预应力钢筋砼。随着工业的发展,轻钢结构和铝合金结构所占的比例将会逐渐加大。
墙体材料 墙体材料,主要指建(构)筑物内、外及分隔墙体所用的材料,有承重和非承重两类。目前粉煤灰砌块、砼及加气砼砌砖等大部分墙体材料已经在我国使用。此外,还有复合墙板、砼墙板、金属板材和石板等。
建筑功能材料:主要指负担某些建筑功能的非承重用材料。如装饰材料、吸声和隔声材料、防水材料采光材料、绝热材料等。一般来说,建(构)筑物的可靠度与安全度,主要决定于由建筑结构组成的构件和结构体系,而建筑物的使用功能与建筑品质,主要决定于建筑功能材料。对某一种具体材料来说,它可能兼有多种功能。
2 新型建筑材料
“新型建筑材料”,简称新型建材,是区别于传统砖瓦、灰砂石等传统建筑材料的基础上产生的新一代建筑材料,新型建材具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建材可以使建筑物内外更具有现代气息,满足人们的审美要求;同时新型建材还可以显著减轻建(构)筑物的自重,推动了建筑施工技术现代化,大大加快了建筑业的发展。新型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和装饰装修材料四大类。
3 建筑材料在工程建设中的重要性
建筑材料是土木工程建(构)筑物的物质基础。土木工程的建设涉及到人类活动的方方面面,例如生活、生产、教育、医疗、宗教等很多方面。而所有建(构)筑物都是由建筑材料构成,建筑材料的数量、品质、种类、规格、性能、经济性直接影响或决定着建筑结构的形式、建筑物的造型以及建筑物功能、适用性、艺术性、坚固性、耐久性及经济性等,并在一定程度上影响着建筑材料的运输、存放及使用方式,也影响着建筑施工方法。
建筑工程中许多技术的突破,往往依赖于建筑材料性能的改进与提高,材料的性能和质量对建(构)筑物的使用性能影响极大,而新材料的出现又导致了工程建筑设计、工艺的新突破,也使建(构)筑物的功能、适用性、艺术性、坚固性和耐久性等得到进一步的改善。随着现代化建筑向高层、大跨度、节能、美观、舒适的方向发展和人民生活水平、国民经济实力的提高,研究和开发新型建材已成为必然趋势。如钢材和混凝土的出现造就了钢结构和钢筋混凝土结构,使得高层建筑和大跨度建筑成为可能;轻质材料和保温材料的出现对减轻建(构)筑物的自重、提高建(构)筑物的抗震能力、改善工作与居住环境条件等起到了十分有益的作用,并推动了建筑节能的发展;新型环保装饰材料的出现使得建(构)筑物的造型与建筑物的内外装饰焕然一新,生机勃勃。建筑材料的用量很大,其经济性直接影响着建(构)筑物的造价。因此,建筑材料是加快建筑业发展的一个重要因素。
4 新型建筑材料的发展前景
随着科学技术的不断发展、社会的不断进步,人类对生活环境的质量的要求越来越高,建筑材料越来越显示出其重要地位,同时新型建筑材料也相继产生。
我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的,经过20年的发展经历了从无到有、从小到大的发展过程。随着经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高,新型建筑材料迅猛发展,创造了良好的机遇和广阔的市场。
近年来,新型墙体材料保温绝热材料及新型建筑材料在内的新型建材取得了较快的发展,建筑所使用的材料和技术逐渐成熟,新型建筑材料的市场空间也将越来越大。与此同时,随着新农村建设的深入推进,新型建筑材料在农村也找到了广泛的市场,据统计,目前我国农村民用建筑面积占全国总建筑面积的60%以上,这就意味着新型建筑材料在农村具有极为广阔的推广空间。
总之,未来20年仍将是我国经济的高增长时期,预计到2020年,中国还将建设300亿平方米建筑,新型建筑材料作为建筑材料工业调整产业结构和转变经济增长方式的战略重点,具有广阔的发展前景。
5 结语
由于建筑材料用量大,以及建筑材料的生产、使用对地球资源消耗和环境污染造成的影响是巨大的,所以发展绿色新型建筑材料是必然趋势,每个国家都应该朝着这个方向发展,努力开发新型健康建筑材料。新型建筑料材不仅能从很大程度上减少对环境污染和资源浪费,形成一个良好生态循环过程,而且能取到很好的经济效益,更为重要的是,这也是一条可持续发展的正确路线。
6 参考文献
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[4]钟莲云,张德成;建筑材料可持续发展的关键―绿色建材[J] ;国外建材科技;2004年01期
[5]]杨晓芳,谌永祥 ;试论21世纪国民经济发展对新型建筑材料的需求[J] ;西南工学院学报;2000年03月
培养有特色、高质量的全日制专业学位硕士研究生,尤其是工程领域专业学位硕士研究生,是重庆大学研究生教育发展的战略重点。文章以重庆大学材料工程领域全日制专业学位硕士研究生的培养为例,分析了开展全日制专业学位硕士研究生培养模式研究的必要性,确定了以行业发展为导向的材料工程领域全日制专业学位硕士研究生培养目标,形成了以知识、能力、素养为核心要素的培养模式。对课程设置、师资队伍建设、实践基地建设等方面改革实践的成效进行了总结,指出了存在的主要问题并给出对策建议。
关键词:材料工程;培养模式 ;专业学位;行业导向
中图分类号:G6420;TB3文献标志码:A文章编号:
10052909(2017)01006904
一、背景分析
为适应我国经济建设和社会发展对高层次应用型专业人才的迫切需要, 2009 年 3 月 11 日,教育部下发《教育部关于做好 2009 年全日制专业学位硕士研究生招生计划安排工作的通知》(教发[2009]6号),明确了“扩大招收以应届本科毕业生为主的全日制硕士专业学位范围,开展全日制硕士专业学位研究生教育,积极发展具有中国特色的专业学位教育”的政策。由此,标志着我国硕士研究生教育开始以培养学术型人才为主向以培养应用型人才为主的重要转变。
重庆大学是一所以工科为主的高校,是1997年全国首批开展工程硕士教育的11所高校之一。学校自获批开展在职人员攻读工程硕士学位教育以来,为社会各行业培养了大批高层次的应用型专门人才。学校一直注重对工程硕士研究生教育发展与改革的探索,积累了较为丰富的在职工程硕士培养经验。2009年全日制专业学位研究生的招收,改变了专业学位原有的生源结构,使工程硕士专业学位有了新的发展。
2009年起,重庆大学材料科学与工程学院开始在材料工程领域招收以应届生为主的全日制工程硕士研究生,因全日制与非全日制工程硕士在招生生源、培养目标、培养方式等各方面均有所区别,原有的经验与模式并不能完全适应全日制工程硕士的培养。同时,全日制专业学位与传统的学术学位在培养目标、培养模式、授予学位的标准等方面均有所差异,因此学术学位硕士研究生的培养体系和实践经验也不能满足全日制工程硕士培养要求。根据《教育部关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》《关于深化研究生教育改革的意见》,材料科学与工程学院以学校研究生教育综合改革为契机,围绕提高培养质量的主线,以服务经济社会与行业发展需求为宗旨,开展了以行业发展为导向的材料工程领域工程硕士教育系列改革与实践。
二、确定以行业发展为导向的人才培养目标
材料科学与工程作为研究材料组成、结构、制备、合成、测试、表征、性能、应用及其关系的基础科学,在工业、航空、国防等领域发挥着基础性作用。重庆大学材料科学与工程专业是我国最早成立的材料专业之一。学院建立了国家镁合金材料工程技术研究中心、工程材料实验教学国家级示范中心、国家级国际联合研究中心、国家仪表功能材料研究中心(共建)、重庆市轻金属科学与技术实验室、重庆市新型建筑材料与工程重点实验室、重庆市模具工程技术研究中心等科研基地,承担了大批国际科技合作项目和国防科技项目。同时,在材料工程领域多个方向形成了具有特色的师资队伍,与600多家行业龙头、骨干企业建立了长期、o密的产学研合作关系。因此,在全日制材料工程领域的工程硕士人才培养探索与改革中,应依托已经形成的教育资源体系,充分发挥合作企业在协同培养中的作用,体现服务经济社会与行业发展需求的宗旨。
培养目标即研究生的培养方向及培养活动结束后研究生所应达到的基本要求,培养目标是整个培养活动的出发点,在研究生培养模式中起导向作用[1]。材料工程领域全日制专业学位硕士研究生的培养目标是:面向经济社会发展主流行业人才需求,培养满足行业对知识、能力与综合素养要求的应用型高层次工程技术和工程管理人才。
三、以行业发展为导向的培养模式及实现途径
根据学校专业学位硕士教育改革中提出的以知识、能力、素养三要素为核心的培养标准[2],邀请主流材料行业企业专家全程参与材料工程领域培养方案的制订与论证,校内专家和企业专家共同探讨从事该行业应该具备知识、能力和素养的核心内容,分别构建了知识模块、能力模块、素养模块及其对应的实现途径,形成了材料工程领域全日制专业学位硕士研究生培养模式(见图1)。
(一)知识模块主要内容及实现途径
基础知识包括外语、数学、政治等公共基础课程,由学校统一组织开设。专业知识包括材料工程领域应掌握的基本专业理论知识和应用性的技术方法、研究工具的理论知识。行业知识主要通过外聘行业专家采用课程、专题讲座等形式讲授行业前沿、行业规范、行业标准等。
在改革实践中,学校遵循“请进来、走出去”的原则,致力于建设一支专兼职相结合、校内外相结合、实践经验丰富的师资队伍。“请进来”即聘任企业专家以专兼职形式参与培养管理过程,通过设立外聘教师的专项经费,制定相应的人事政策等将外聘教师纳入学校师资队伍整体建设规划,同时以制度形式明确外聘教师的责任权利,保障外聘师资队伍的长效性、稳定性。学校实施“青年教师工程素养培训计划”,选派校内导师深入企业接受一年工程培训,成立教师发展中心,加强校内教师的培训、规划与发展。
(二)能力模块主要内容及实现途径
【关键词】机械工程;工程材料;节约措施
1前言
中国工业经济的发展取得了巨大的成绩,不仅体现在国民经济发展水平上,还表现为人们物质生活的充分满足。目前中国倡导可持续发展,即在满足当代人的需求的同时,不可以损害后代人的发展。工业经济使得当代人的物质生活充分满足,但是对大量的资源消耗已经导致一些资源濒临灭绝,加之工业粗放式发展而造成的环境污染,对后代人的生活造成了威胁。机械工程行业是推动中国经济发展的支柱产业,面对行业中所存在的材料浪费问题,就需要采取节约材料的有效措施,以使机械工程能够更好地推动中国经济快速而稳定地发展。
2机械工程中的材料消耗情况
2.1机械工程中的原材料消耗
在机械工程材料中,原材料所消耗的比例是很高的,在所有的工程材料中占有超过一半比例。根据有关统计数据显示,在整个的机械工程中,通常原材料的消耗量在整个的工程成本中占有大约60%的比例,而且一些原材料是不可再生的,消耗过后就会导致该项资源的减少,甚至于濒临小时。一些工程材料虽然是可再生材料,但是,由于大量地消耗而超过了该种材料资源的可恢复周期而使得资源量降低。
2.2机械工程中钢材的消耗
在机械工程材料中,钢材的消耗量也是非常可观的。在中国的机械工程中,大约每年所消耗的钢材都会超过一百万吨。在全国工业行业中,钢材的消耗量达到了15%至25%之间。与经济发达国家相比,虽然中国的工业经济呈快速发展趋势,甚至一些行业在世界范围内也是名列前茅的,但是,从钢材的使用量来看,经济发达国家的钢材使用量同等的情况下,经济发展国家对钢材的利用率是非常高的,特别是在机械工业,钢材都会被充分地利用起来,不仅降低了资源消耗,而且还降低了工程成本[1]。中国则不然,在机械工程领域中,钢材的使用量之大,而钢材的利用率占有使用量的60%。随着钢材利用率的提高,钢材的使用量就会相应地降低,材料成本也会有所降低。此外,在中国的机械工程领域中,所产出的钢材废品量是非常大的。其中的重要原因在于,中国的机械工程中,对基础构建的使用周期并没有很好地规划,而导致这些基础件的使用期限短而造成资源浪费。
3机械工程中所采用节约材料措施
3.1对机械工程中的材料使用结构予以改善
机械工程中的材料节约是降低工程成本的关键。为了提高材料应用比例,就要首先将旧材料淘汰掉,鼓励机械工程建设中是用新型材料,特别是具有高科技含量的低成本环保材料,可以根据工程需要大量使用[2]。比如,冷成形钢、高强度低合金钢等等,鼓励长钢铁厂家大量生产,以更多地投入到机械工程中。新型的模具钢和切削钢都分属于是新型的钢材料,机械工程中可以大量使用。随着各种新型材料得以应用,旧的材料救会在机械工程中逐步淘汰,由此而提高了材料使用效率,避免材料的浪费。提高材料使用效率是节约的关键,在研发新型材料的同时,还要研制一些可替代品,旨在提高材料的循环利用率,而避免对传统材料过于依赖。
3.2机械工程中要引进科技成分较高材料
机械工程中要节约材料,就要引进科技成分较高的材料。这些材料中含有高科技因子,且材料的设计和生产都符合国家规定的材料标准,其实用效率会逐步提高。技术先进的工程材料不仅生产效率高,生产和制造中都会从现行的实践应用领域的角度出发经过了高精度计算,且更为注重采用优质工艺,而且使用寿命也相对较长。在机械工程中使用这样的材料,就会延长材料使用周期[3]。在机械工程中,对部件的生产与制造,在锻件和铸件的比例上,都会逐渐优质化。为了提高材料的使用效率,还可以对材料表面进行技术处理以避免造成浪费。
3.3机械工程中注意材料使用中的防腐处理
机械工程中,对应用材料采取节约促使,提高利用率是最好的途径,不避免材料不断地更换。应用领域中的多数材料之所以被浪费,是由于使用时间短的缘故。特别是在机械工程领域中,如果没有对材料采用有效的维护促使,就会导致材料过早地失去应有的性能而被淘汰。要对机械采取维护措施,需要直接面对的问题就是材料腐蚀问题。如果没有对材料采取防腐蚀技术,不仅会对机械工程产品的精度造成一定的影响,而且还会导致产品生产时因缺乏严谨性而使得产品不符合规定标准。另外,当机械产品或者机械设备过早地老化,主要都要的因素也是腐蚀问题所引起的。这种机械材料的制作本身就是一种浪费,不仅使用效率不高,还要频繁地更换,对机械工程会造成多种不良影响。机械工程实践中,机械材料的防腐蚀问题是不可小觑的。长期以来,由于机械材料的过早腐蚀而导致的损失并不仅仅在于机械材料本身,如果是机械设备的部件材料腐蚀,就会造成机械设备无法正常运行,由此而造成的经济损失是巨大的[4]。所以,在机械工程建设中,要高度重视机械材料的防腐蚀措施,从科技研发的角度对防腐材料的成分、制作方法进行研究,积极地研制新型的具有防腐蚀效果的材料,以避免机械工程的运行由于材料腐蚀问题而使得机械设备运行周期缩短而造成浪费。
4结语
综上所述,工业的进步推动中国经济发展,但却要面临资源消耗大和环境污染问题。所以,在机械工程中,要高度重视材料节约,从而使得资源消耗量不断降低。机械工程行业的材料使用量是非常高的,而材料的利用率却很低,为了避免因此而导致材料浪费,就要采取有效的节材措施。
参考文献:
[1]李淑镜.浅谈机械工程中材料节约的途径[J].中国科技博览,2012(23):243~435.
[2]李淑镜.浅谈机械工程中材料节约的途径[J].中国科技博览,2012(23):243~435.
[3]牛文静.浅谈机械工程实践中如何节约材料[J].中国高新技术企业旬刊,2014(02):74~75.