《腐蝕原理與防護(hù)》教學(xué)大綱

《腐蝕原理與防護(hù)》教學(xué)大綱課程英文名CorrosionMechanismandProtection課程代碼05M0019學(xué)分2總學(xué)時32理論學(xué)時32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時0課程類別專業(yè)教育課課程性質(zhì)選修先修課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、物理化學(xué)適用專業(yè)材料科學(xué)與工程開課學(xué)院材料與化學(xué)一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位《腐蝕原理與防護(hù)》課程為材料學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修課，系統(tǒng)地介紹了金屬腐蝕機(jī)理與防護(hù)方法。課程內(nèi)容分為八個部分：（1）緒論；（2）金屬的高溫腐蝕與防護(hù)；（3）金屬腐蝕電化學(xué)理論基礎(chǔ)；（4）全面腐蝕與局部腐蝕；（5）應(yīng)力作用下的腐蝕；（6）自然環(huán)境中的腐蝕；（7）金屬材料的腐蝕性能；（8）金屬的保護(hù)方法。課程以介紹金屬腐蝕的基本原理為主，也兼顧介紹金屬材料在特殊環(huán)境（應(yīng)力作用、大氣、土壤等）中防護(hù)方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解金屬腐蝕與防護(hù)的基礎(chǔ)知識及基本原理，初步學(xué)會分析和解決腐蝕領(lǐng)域中各種實(shí)際問題的能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事材料腐蝕與防護(hù)方面的管理工作、防腐蝕設(shè)計(jì)與施工打好基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)1.理解金屬材料腐蝕原理與防護(hù)的基本概念，熟悉金屬材料腐蝕的理論知識體系，具有面向腐蝕領(lǐng)域?qū)嶋H復(fù)雜工程問題的理解能力。2.掌握金屬材料防腐的常見實(shí)用手段和方法，能夠?qū)⒆匀豢茖W(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識相結(jié)合針對新材料設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與實(shí)際應(yīng)用過程中面臨的腐蝕工程問題，提出多種合理的解決方案，并能夠針對特定解決方案進(jìn)行可行性分析，合理解決特定環(huán)境體系下工程實(shí)踐中出現(xiàn)的腐蝕問題。3.理解腐蝕現(xiàn)象對社會環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益造成的損失，具有應(yīng)用腐蝕原理與防護(hù)的基本理論知識，理解和評價針對材料制備、工程實(shí)踐與計(jì)量檢測領(lǐng)域涉及的腐蝕現(xiàn)象問題對環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)所帶來的影響和潛在危害性，盡可能地運(yùn)用技術(shù)手段降低其環(huán)境負(fù)面影響的作用與其局限性。4.熟練掌握金屬和合金的陰極與陽極保護(hù)的基本原理及設(shè)計(jì)陰極和陽極保護(hù)的基本知識，運(yùn)用金屬材料防腐基本原理規(guī)劃實(shí)施新材料研發(fā)、檢測及工程應(yīng)用，具備設(shè)計(jì)開發(fā)滿足實(shí)際工程應(yīng)用需求新材料的能力。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法《腐蝕原理與防護(hù)》課程主要是以課堂教學(xué)為主，在學(xué)生前期學(xué)習(xí)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《物理化學(xué)》等本科課程的基礎(chǔ)上，通過示范教學(xué)并結(jié)合實(shí)際案例，深入淺出地介紹金屬與合金材料的腐蝕原理與防護(hù)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，了解并掌握相關(guān)現(xiàn)實(shí)生活以及工程實(shí)踐應(yīng)用過程中涉及到的不同類型腐蝕現(xiàn)象，重點(diǎn)闡述針對不同腐蝕現(xiàn)象目前國內(nèi)外普遍采用的防護(hù)措施及相應(yīng)原理；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能的能力，提高學(xué)生分析和解決材料科學(xué)與工程、工程實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域面臨的腐蝕問題的能力。（1）課堂教學(xué)采用多種教學(xué)方式相結(jié)合，包括：普通教學(xué)、典型案例分析、小組討論等，充分引入不同的互動環(huán)節(jié)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果。（2）在教學(xué)過程中引入實(shí)踐工程案例，促使學(xué)生能夠更加容易理解抽象的理論知識，提高學(xué)習(xí)腐蝕與防護(hù)理論的興趣，熟悉金屬與合金腐蝕與防護(hù)的相關(guān)理論知識體系，形成良好的思維方式和學(xué)習(xí)方法。（3）在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分借助雨課堂、BB平臺等現(xiàn)代教學(xué)手段，有選擇性地引入中國大學(xué)慕課、網(wǎng)絡(luò)視頻等教學(xué)資源，拓展學(xué)生的認(rèn)知范疇和知識面，鼓勵學(xué)生積極思考各種材料實(shí)際應(yīng)用中相關(guān)腐蝕現(xiàn)象和防腐性能評價、表征和改善的方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的意識和自主學(xué)習(xí)的能力。（4）通過課堂測驗(yàn)、課后作業(yè)、課堂討論、公開答辯和考試等的形成性評價，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，持續(xù)跟蹤評估和加強(qiáng)學(xué)習(xí)的效果。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求2-3畢業(yè)要求7-2畢業(yè)要求11-2課程目標(biāo)1H（0.4*0.5）L（0.2*0.4）H（0.4*0.35）課程目標(biāo)2M（0.3*0.5）L（0.1*0.4）M（0.2*0.35）課程目標(biāo)3L（0.1*0.5）H（0.5*0.4）L（0.1*0.35）課程目標(biāo)4L（0.2*0.5）M（0.2*0.4）M（0.3*0.35）合計(jì)1*0.51*0.41*0.35畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐權(quán)重（2）問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，通過合適的科學(xué)原理和抽象模型識別和表達(dá)復(fù)雜工程問題，通過查閱文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范規(guī)程，分析新材料的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能檢測、工藝制定和質(zhì)量管理等多方面復(fù)雜工程問題，能獲得有效結(jié)論。2-1能夠運(yùn)用相關(guān)科學(xué)原理認(rèn)識、判斷需要解決的新材料的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能檢測、工藝制定和質(zhì)量管理等復(fù)雜工程問題；2-2能夠運(yùn)用自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理、數(shù)學(xué)模型方法、文獻(xiàn)研究來表達(dá)和分析復(fù)雜工程問題；2-3能夠針對新材料產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝路線、性能檢測、質(zhì)量管理等復(fù)雜工程問題建立評價標(biāo)準(zhǔn)、分析影響因素、獲得結(jié)論。0.5（7）環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對新材料的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能檢測、工藝制定和質(zhì)量管理等多方面的復(fù)雜工程問題的專業(yè)工程實(shí)踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。7-1理解新材料開發(fā)及工程應(yīng)用與環(huán)境保護(hù)和社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系；7-2能夠從環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展分析和評價新材料設(shè)計(jì)、制備及工程實(shí)踐的可持續(xù)性，評價新材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)周期對于人類和環(huán)境的影響。0.4（11）項(xiàng)目管理：理解并掌握新材料產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)施全周期、全流程的過程管理、成本分析與決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。11-1理解新材料研發(fā)、生產(chǎn)及工程應(yīng)用過程中涉及的重要管理與經(jīng)濟(jì)決策方法；11-2了解新材料研發(fā)、生產(chǎn)及工程應(yīng)用中全周期、全流程的成本構(gòu)成，能夠綜合工程活動中的多學(xué)科因素，運(yùn)用工程管理與經(jīng)濟(jì)決策方法進(jìn)行合理分析。0.35四、課程主要內(nèi)容與基本要求知識點(diǎn)主要內(nèi)容基本要求對應(yīng)的課程目標(biāo)①材料腐蝕概述①材料腐蝕的基本概念L1課程目標(biāo)（1）②研究材料腐蝕的意義、發(fā)展歷史L1課程目標(biāo)（1）、（3）③腐蝕的分類和腐蝕評定L2課程目標(biāo)（1）、（2）④材料的腐蝕控制L2課程目標(biāo)（1）、（4）②金屬腐蝕電化學(xué)理論基礎(chǔ)①理解和掌握電極電位、腐蝕原電池的概念L3課程目標(biāo)（1）、（4）②析氫腐蝕與耗氧腐蝕、極化曲線、腐蝕極化圖L2課程目標(biāo)（1）、（2）③鈍化機(jī)理及其特性曲線L3課程目標(biāo)（1）、（2）、（4）④金屬氧化熱力學(xué)和動力學(xué)過程L2課程目標(biāo)（1）、（4）③全面腐蝕與局部腐蝕①全面腐蝕概念L1課程目標(biāo)（1）、（3）②點(diǎn)蝕與縫隙腐蝕L2課程目標(biāo)（1）、（2）③電偶腐蝕、晶間腐蝕以及選擇性腐蝕L3課程目標(biāo)（1）、（4）④應(yīng)力作用下的腐蝕①應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的條件、機(jī)理及防護(hù)措施L3課程目標(biāo)（1）、（2）、（4）②與磨損有關(guān)的腐蝕（比如：磨損腐蝕、湍流腐蝕、空泡腐蝕等）L3課程目標(biāo)（1）、（2）、（4）⑤自然環(huán)境中的腐蝕①大氣、土壤腐蝕的機(jī)理、特點(diǎn)L1課程目標(biāo)（1）、（3）②淡水和海水腐蝕的概念及特點(diǎn)L1課程目標(biāo)（1）、（3）③微生物腐蝕L1課程目標(biāo)（1）、（4）⑥金屬材料的腐蝕性能①了解不同金屬元素電化學(xué)特性、穩(wěn)定性L1課程目標(biāo)（2）、（3）②掌握不同合金的腐蝕熱力學(xué)和動力學(xué)L2課程目標(biāo)（1）、（2）、（4）③掌握提高金屬和合金的耐腐蝕性常用的方法和途徑L3課程目標(biāo)（2）、（4）=7\*GB3⑦金屬和合金的保護(hù)方法①掌握金屬和合金的緩蝕原理、緩蝕劑類型、緩蝕過程機(jī)理及應(yīng)用L1課程目標(biāo)（1）、（2）②掌握金屬和合金的陰極與陽極保護(hù)的基本原理及設(shè)計(jì)陰極和陽極保護(hù)的基本知識L3課程目標(biāo)（2）、（4）③了解陰極和陽極保護(hù)設(shè)計(jì)中所用的基本部件特性和使用的方法L2課程目標(biāo)（2）、（4）基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟練掌握五、課程學(xué)時安排知識點(diǎn)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容課時數(shù)學(xué)生任務(wù)①緒論（2學(xué)時）材料腐蝕的基本概念；研究材料腐蝕的意義；腐蝕與防護(hù)歷史1第一章習(xí)題1腐蝕的分類和腐蝕評定；材料的腐蝕控制1②金屬的高溫腐蝕與防護(hù)（4學(xué)時）金屬高溫氧化的熱力學(xué)基礎(chǔ)、1第二章習(xí)題3、6、9金屬的氧化物的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)1金屬氧化過程動力學(xué)；合金的氧化1第二章習(xí)題10、11其他類型的高溫腐蝕、高溫防護(hù)涂層1③金屬腐蝕電化學(xué)理論基礎(chǔ)（8學(xué)時）電極與電極電位；腐蝕原電池2第三章習(xí)題1、2、5、6極化；去極化；腐蝕極化圖4金屬的鈍化2④全面腐蝕與局部腐蝕（4學(xué)時）全面腐蝕；點(diǎn)蝕1第四章習(xí)題1、3、10縫隙腐蝕；電偶腐蝕2晶間腐蝕；選擇性腐蝕1⑤應(yīng)力作用下的腐蝕（6學(xué)時）應(yīng)力腐蝕2第五章習(xí)題1、3、5、9、12腐蝕疲勞2與磨損有關(guān)的腐蝕2⑥自然環(huán)境中的腐蝕（3學(xué)時）大氣腐蝕；土壤腐蝕1第六章習(xí)題1、2淡水和海水腐蝕1微生物腐蝕1=7\*GB3⑦金屬材料的腐蝕性能（2學(xué)時）純金屬的耐蝕性；各類耐蝕金屬材料1第七章習(xí)題2提高金屬材料耐蝕性的合金化原理和途徑1=8\*GB3⑧金屬的保護(hù)方法（3學(xué)時）正確選材與合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1第八章習(xí)題2、4、5電化學(xué)保護(hù)1金屬涂鍍層保護(hù)；緩蝕劑保護(hù)1備注：根據(jù)學(xué)生學(xué)情適當(dāng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，并安排部分教學(xué)內(nèi)容為自學(xué)內(nèi)容，通過大作業(yè)來對學(xué)生自學(xué)情況進(jìn)行考核。六、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核課堂討論、案例講解、雨課堂答題和BB平臺參與度雨課堂形成性報(bào)告，BB平臺使用情況，案例講解情況20%過程考核