西安交通大学：材料科学与工程专业《材料腐蚀基础》课程教学大纲.pdf_大学文库

课程教学中，要求教师既要给学生讲授金属材料的腐蚀过程中的基本原理和机制，还要强调基于不同的服役环境，各种腐蚀产生的原因及实际应用中的腐蚀特点，让学生体会各类金属材料在不同服役环境下腐蚀行为，锻炼学生具体问题具体分析的思维方法：要求学生了解各类防护手段所具有的局限性、目前存在的解决方法、发展趋势：让学生从材料具体服役环境出发，根据材料性能特点，制定合理的防护处理方案，锻炼学生理论结合实际及设计材料单元及部件的能力。开展课堂讨论，就设置的专题进行讨论交流，强化学生就材料腐蚀基础的理论知识和应用背景的掌握，促进学生的将所学理论知识融会贯通并应用于解决实际问题。2.2课程的目标及学生应该达到的能力1材料腐蚀与防护领域基础知识理解能力掌握金属材料的腐蚀和防护的基本概念，熟悉各类服役环境下（包括高温、电化学、应力、自然环境）金属材料的腐蚀机理，并熟练掌握各类腐蚀环境下金属材料的腐蚀特点和防护方法，了解金属材料的耐蚀性能和保护方法。2复杂工程问题分析能力能够运用材料腐蚀与防护的相关知识，对金属材料在实际应用中的复杂工程问题进行分析。能够对比分析不同服役环境下的金属材料被侵蚀后的组织与性能变化特点，根据金属材料的腐蚀机理及防护方法，针对具体的服役条件，提出多种提高金属耐蚀性的解决方案和途径，获得有效结论。3材料与工艺设计与创新能力根据不同的服役条件，掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。支撑毕业要求指标点3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。4研究综合考虑提升金属材料的腐蚀性能中，基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案

课程教学中，要求教师既要给学生讲授金属材料的腐蚀过程中的基本原理和机制，还要强调基于不同的服役环境，各种腐蚀产生的原因及实际应用中的腐蚀特点，让学生体会各类金属材料在不同服役环境下腐蚀行为，锻炼学生具体问题具体分析的思维方法；要求学生了解各类防护手段所具有的局限性、目前存在的解决方法、发展趋势；让学生从材料具体服役环境出发，根据材料性能特点，制定合理的防护处理方案，锻炼学生理论结合实际及设计材料单元及部件的能力。开展课堂讨论，就设置的专题进行讨论交流，强化学生就材料腐蚀基础的理论知识和应用背景的掌握，促进学生的将所学理论知识融会贯通并应用于解决实际问题。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1 材料腐蚀与防护领域基础知识理解能力掌握金属材料的腐蚀和防护的基本概念，熟悉各类服役环境下（包括高温、电化学、应力、自然环境）金属材料的腐蚀机理，并熟练掌握各类腐蚀环境下金属材料的腐蚀特点和防护方法，了解金属材料的耐蚀性能和保护方法。 2 复杂工程问题分析能力能够运用材料腐蚀与防护的相关知识，对金属材料在实际应用中的复杂工程问题进行分析。能够对比分析不同服役环境下的金属材料被侵蚀后的组织与性能变化特点，根据金属材料的腐蚀机理及防护方法，针对具体的服役条件，提出多种提高金属耐蚀性的解决方案和途径，获得有效结论。 3 材料与工艺设计与创新能力根据不同的服役条件，掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。支撑毕业要求指标点 3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。 4 研究综合考虑提升金属材料的腐蚀性能中，基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案

支撑毕业要求指标点 4-1：基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案。课程目标与专业毕业要求的关联关系毕业要求课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 M 课程目标 4 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用 H/M/L 标注。三、教学内容简介序号章节名称知识点参考学时 1 1 绪论材料腐蚀的定义、分类及基本途径 2 2 2 金属的高温腐蚀与防护 2.1 高温腐蚀热力学 2.2 金属氧化物的结构及性质 2.3 金属氧化过程的动力学 2.4 合金的氧化 2.5 其他类型的金属高温腐蚀高温腐蚀的热力学、氧化物固相的稳定性、氧化物的结构与缺陷、金属氧化的动力学、氧化膜的生长、氧化膜中的应力及应力松弛、合金的氧化 4 3 3 金属腐蚀电化学理论基础 3.1 腐蚀电池 3.2 电化学腐蚀热力学 3.3 电化学腐蚀动力学 3.4 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 3.5 金属的钝化金属腐蚀原电池、电位-pH 图、腐蚀电池的电极过程、腐蚀极化图、腐蚀的反动力学方程、析氢腐蚀和吸氧腐蚀、金属的钝化 4 4 4 全面腐蚀和局部腐蚀 4.1 全面腐蚀 4.2 点蚀 4.3 缝隙腐蚀 4.4 电偶腐蚀 4.5 晶间腐蚀 4.6 选择性腐蚀全面腐蚀、点蚀机理、缝隙腐蚀的定义、特点、形成机理及影响因素、电偶腐蚀及影响因素、晶间腐蚀的定义和特点、机理、选择性腐蚀的定义和特点 4 5 5 应力作用下的腐蚀 5.1 应力腐蚀开裂 5.2 氢致开裂 5.3 腐蚀疲劳 5.4 与磨损有关的腐蚀应力腐蚀开裂的定义和特点、发生条件及机理、氢致开裂的定义、分类及机理、腐蚀疲劳的定义、特点、机理及影响因素、冲刷腐蚀、空泡腐蚀、磨损腐蚀、微动腐蚀 4

教学方式章节学时（授课、教学要求对课程目标教学内容顺序分配实验、上（知识要求及能力要求）的支撑关系机、讨论材料腐蚀的定义，发展、分类及材料腐蚀和掌握材料腐蚀的概念、形式、种类以及防止腐蚀的方课程目标1第一章投课2防护在国名经济发展中的意义法增加学生对专业的认同感。课程目标4掌握氧化膜及氧化膜的组织、氧化膜离子品体缺陷、高温扁蚀的热力学、氧化物固相的稳定性掌握影响高温氧化的因素、掌握合金氧化与抗氧化原授课，氧化物的结构与缺陷、金属氧化的动力学、第二章2理：熟练掌握高温氧化动力学、高温氧化理论：了解课程目标1自学氧化膜的生长、氧化膜中的应力及应力松高温氧化的基本概念、各基合金的氧化、混合气体腐弛、合金的氧化蚀、合金硫化、高温液态介质对金属材料的腐蚀。1.掌握极化、极化原因、极化规律、极化引起的超电压、超电位的数学表示、影响腐蚀的因素：掌握腐蚀金属扁蚀原电池、电位-pH图、腐蚀电池的投课，课程目标1电化学原电池过程、电极电位、平衡电极电位、非平第三章电极过程、扁蚀极化图、腐蚀的反动力学方自学衡电极电位、腐蚀极化图极其应用、金属的去极化、课程目标2程、析氢腐蚀和吸氧腐蚀、金属的钝化氢去极化与氢去极化腐蚀、氧去极化与氧去板化扁蚀、金属腐蚀图E-PH图：熟练掌握金属的钝化授课，全面腐蚀和各种局部腐蚀的的定义、特点、使学生熟练掌掌握全面腐蚀、点蚀、缝陈扁蚀、电偶课程目标1第四章自学课程目标2形成机理及影响因素、电偶腐蚀及影响因素腐蚀、品间腐蚀、选择性腐蚀。投课,几种应力作用下的腐蚀的定义和特点、发生课程目标2掌握应力腐蚀开裂、氢致开裂、腐蚀疲劳，了解与磨第五章自学条件及机理课程目标3损有关的离蚀

章节顺序教学内容学时分配教学方式（授课、实验、上机、讨论）教学要求（知识要求及能力要求）对课程目标的支撑关系第一章材料腐蚀的定义、发展、分类及材料腐蚀和防护在国名经济发展中的意义 2 授课掌握材料腐蚀的概念、形式、种类以及防止腐蚀的方法增加学生对专业的认同感。课程目标 1 课程目标 4 第二章高温腐蚀的热力学、氧化物固相的稳定性、氧化物的结构与缺陷、金属氧化的动力学、氧化膜的生长、氧化膜中的应力及应力松弛、合金的氧化 4 授课, 自学掌握氧化膜及氧化膜的组织、氧化膜离子晶体缺陷、掌握影响高温氧化的因素、掌握合金氧化与抗氧化原理；熟练掌握高温氧化动力学、高温氧化理论；了解高温氧化的基本概念、各基合金的氧化、混合气体腐蚀、合金硫化、高温液态介质对金属材料的腐蚀。课程目标 1 第三章金属腐蚀原电池、电位-pH 图、腐蚀电池的电极过程、腐蚀极化图、腐蚀的反动力学方程、析氢腐蚀和吸氧腐蚀、金属的钝化 4 授课，自学 1.掌握极化、极化原因、极化规律、极化引起的超电压、超电位的数学表示、影响腐蚀的因素；掌握腐蚀电化学原电池过程、电极电位、平衡电极电位、非平衡电极电位、腐蚀极化图极其应用、金属的去极化、氢去极化与氢去极化腐蚀、氧去极化与氧去极化腐蚀、金属腐蚀图 E-PH 图；熟练掌握金属的钝化课程目标 1 课程目标 2 第四章全面腐蚀和各种局部腐蚀的的定义、特点、形成机理及影响因素、电偶腐蚀及影响因素 4 授课，自学使学生熟练掌掌握全面腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀。课程目标 1 课程目标 2 第五章几种应力作用下的腐蚀的定义和特点、发生条件及机理 4 授课，自学掌握应力腐蚀开裂、氢致开裂、腐蚀疲劳，了解与磨损有关的腐蚀。课程目标 2 课程目标 3

第六章大气腐蚀的定义和特点、分类及机理、土壤腐蚀的定义特性、电极过程及影响因素、淡水和海水腐蚀特点、机理影响因素、微生物腐蚀的定义、特征、机理及防护措施。 4 授课，自学，使学生掌握掌握大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水和海水腐蚀、微生物腐蚀特点及形成机制。课程目标 2 课程目标 3 第七章几种工业腐蚀类型的影响因素及特点 4 授课，自学，使学生熟练掌握常用的几种工业腐蚀类型的影响因素及特点。初步培养学生根据具体的材料服役条件，选择合适的复合材料体系，并制定材料制备工艺，解决复杂工程问题的能力。课程目标 2 课程目标 3 第八章纯金属热力学稳定性、阻滞阴极过程、阻滞阳极过程、各类耐蚀金属材料 2 授课，自学，掌握纯金属的耐蚀性；了解提高金属耐蚀性的原理、途径及各类耐蚀金属材料，培养学生掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。课程目标 2 课程目标 3 第九章阴极保护、阳极保护、金属涂镀层的保护原理、缓蚀剂保护作用机理。 2 授课，自学，讨论掌握金属的选材及结构设计方法，了解金属的保护方法。能根据材料及其服役条件，合理选择材料体系及合适的测试表征方法，合理制定研究路线，设计实验方案，构建实验系统，安全有效地开展实验。课程目标 3 课程目标 4 第十章讲座及讨论:金属材料的表面改性 2 授课，讨论了解目前常见的金属表面改性工艺、涂层结构及发展趋势。能根据材料及其服役条件，合理选择材料体系及合适的测试表征方法，合理制定研究路线，设计实验方案，构建实验系统，安全有效地开展实验。课程目标 3 课程目标 4

五、考核方式及成绩构成5.1考核成绩构成平时：30%，（包含：平时作业，PPT讨论）期末：70%5.2课程目标的考核环节与评分标准1课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核主要为平时课堂表现及讨论课的表现，期末考试采用闭卷考核方式。平时课堂主要考核学生对本课程专业知识掌握情况。在教学过程中，教师就学习的基础理论知识进行提问，支撑课程目标1，由教师根据评分标准给出分数。课堂讨论主要培养学生的沟通交流能力。在教学过程中，教师以几种典型腐蚀环境为题，将学生分成若干小组，每组4人，通过自主文献调研及课堂汇报的形式，与班级其他同学讨论。每组推选出1名组长，负责讨论题目的组织与协调工作，并由组长负责课堂上的汇报工作。其余组员各自负责几如文献调研、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT制作等，由组长统筹安排各自的进度。组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内其余成员对自己完成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。主讲教师及班级同学共同为汇报的小组进行打分，取平均分作为课堂讨论的最终成绩。该环节对应于课程目标2、3和课程目标4，且两种课程目标的占比分别为40%、40%及20%。另外，在期末考试试题（满分100分）中，有65分对应于课程目标1，考察学生对基础知识的理解能力；有20分对应于课程目标2，考察学生对复杂工程问题的分析能力：8分考察学生设计开发与解决方案的能力；另有7分考察学生评价基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案的能力。具体如表5-1所示。表5-1课程各教学环节与课程目标达成计算的比例考核与评价方式课堂表现课堂讨论课程考试（100分）（100）分（100）分

五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成平时： 30 %，（包含：平时作业，PPT 讨论）期末： 70 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 1 课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核主要为平时课堂表现及讨论课的表现，期末考试采用闭卷考核方式。平时课堂主要考核学生对本课程专业知识掌握情况。在教学过程中，教师就学习的基础理论知识进行提问，支撑课程目标 1，由教师根据评分标准给出分数。课堂讨论主要培养学生的沟通交流能力。在教学过程中，教师以几种典型腐蚀环境为题，将学生分成若干小组，每组 4 人，通过自主文献调研及课堂汇报的形式，与班级其他同学讨论。每组推选出 1 名组长，负责讨论题目的组织与协调工作，并由组长负责课堂上的汇报工作。其余组员各自负责几如文献调研、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT 制作等，由组长统筹安排各自的进度。组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内其余成员对自己完成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。主讲教师及班级同学共同为汇报的小组进行打分，取平均分作为课堂讨论的最终成绩。该环节对应于课程目标 2、3 和课程目标 4，且两种课程目标的占比分别为 40%、40%及 20%。另外，在期末考试试题（满分 100 分）中，有 65 分对应于课程目标 1，考察学生对基础知识的理解能力；有 20 分对应于课程目标 2，考察学生对复杂工程问题的分析能力；8 分考察学生设计开发与解决方案的能力；另有 7 分考察学生评价基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案的能力。具体如表 5-1 所示。表 5-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例考核与评价方式课堂表现（100）分课堂讨论（100）分课程考试（100 分）

进行一般的明取得的得的效果，题讨论，逻效果一般。效果，深入话题讨论，辑基本清能够进行较陈述过程话题讨论，为深入的话逻辑基本清晰，概念基中存在概与同学之题讨论，在晰，概念正本正确，有念的错误，间有效讨与同学之间确，有一定一定的说服表述不清，力。论或者辩的讨论或者的说服力。逻辑混乱，论，逻辑清辩论中，逻无法与同辑基本清学交流和晰，概念正确，有说服晰，概念正讨论。力。确，有一定的说服力。课程目能够自主基本能够自基本能够自不能自主能够自主查标3查阅相关阅相关文主查阅相关主查阅相关查阅相关文献，针对献，针对材文献，针对文献，针对文献，针对材料在特料在特定服材料在特定材料在特定材料在特定服役环役环境下，服役环境服役环境定服役环境下，掌握基本掌握材下，大概掌下，基本了境下，不了解材料单材料单元、料单元、部握材料单解材料单部件、系统件、系统或元、部件、元、部件、元、部件、或工艺在工艺在全周系统或工艺系统或工艺系统或工全周期、全期、全流程在全周期、在全周期、艺在全周流程设计/设计/开发全流程设计全流程设计期、全流程开发的基的基本方法/开发的基/开发的基设计/开发本方法和和技术，了本方法和技本方法和技的基本方技术，了解解各种因素术，对各种术，对各种法和技术，各种因素对材料设计因素对材料因素对材料对各种因对材料设目标和技术设计目标和设计目标和素对材料计目标和方案的影技术方案的技术方案的设计目标响。影响有一定和技术方技术方案影响有一定的影响。了解。了解。案的影响不了解。课程目能根据材根据材料及根据材料及能根据材料不能根据标4料及其服及其服役条其服役条其服役条材料及其役条件，基件，基于材件，能根据件，能根据服役条件，于材料科料科学原材料及其服材料及其服根据材料学原理，针理，针对材役条件，基役条件，基及其服役对材料领料领域复杂于材料科学于材料科学条件，能根域复杂工工程问题，原理，针对原理，针对据材料及程问题，通通过文献检材料领域复材料领域复其服役条索调研、基杂工程间杂工程间过文献检件，基于材题，通过文题，通过文料科学原索调研、准本准确分析确分析现现有或相近献检索调献检索调理，针对材有或相近问题的解决研、分析现研、基本分料领域复问题的解方案。有或相近问析现有或相杂工程间

明取得的效果，深入话题讨论，与同学之间有效讨论或者辩论，逻辑清晰，概念正确，有说服力。得的效果，能够进行较为深入的话题讨论，在与同学之间的讨论或者辩论中，逻辑基本清晰，概念正确，有一定的说服力。进行一般的话题讨论，逻辑基本清晰，概念正确，有一定的说服力。题讨论，逻辑基本清晰，概念基本正确，有一定的说服力。效果一般。陈述过程中存在概念的错误，表述不清，逻辑混乱，无法与同学交流和讨论。课程目标 3 能够自主查阅相关文献，针对材料在特定服役环境下，掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/ 开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。能够自主查阅相关文献，针对材料在特定服役环境下，基本掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计 /开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。基本能够自主查阅相关文献，针对材料在特定服役环境下，大概掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计 /开发的基本方法和技术，对各种因素对材料设计目标和技术方案的影响有一定了解。基本能够自主查阅相关文献，针对材料在特定服役环境下，基本了解材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计 /开发的基本方法和技术，对各种因素对材料设计目标和技术方案的影响有一定了解。不能自主查阅相关文献，针对材料在特定服役环境下，不了解材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，对各种因素对材料设计目标和技术方案的影响不了解。课程目标 4 能根据材料及其服役条件，基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、准确分析现有或相近问题的解能根据材料及其服役条件，基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、基本准确分析现有或相近问题的解决方案。根据材料及其服役条件，能根据材料及其服役条件，基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问根据材料及其服役条件，能根据材料及其服役条件，基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、基本分析现有或相不能根据材料及其服役条件，根据材料及其服役条件，能根据材料及其服役条件，基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问