工程材料基础课程是为机械、能源与动力工程、航空航天以及化工装备等本科专业开设的材料基础课程,主要为学生讲述金属材料、陶瓷材料、高分子材料与复合材料、功能材料的基础理论、性能与应用。本次微课主要讲解一种热功能功能材料:形状记忆合金。首先用实验演示记忆合金的神奇功能,仅用一杯热水,使两个金属轮子持续转动。通过提问“使两个轮子持续转动的秘密?”引出形状记忆合金。进而给出本次课程内容相关的6个问题,通过问题引导进入学习。先让学生观看形状记忆效应的实验演示,再总结形状记忆效应的概念。形状记忆效应的原理是难点,借助分子动力学计算模拟的结果演示温度降低过程中记忆合金原子排列方式的变化,让学生理解这种变化就是热弹性马氏体相变。温度升高,原子排列又恢复到原来的方式,让学生理解马氏体逆相变。再用记忆合金五角星实验过程将热弹性马氏体相变和形状记忆效应联系起来。记忆效应的发现与种类比较容易理解,用ppt讲解学生可以接受。记忆合金超弹性/伪弹性的概念,采用与普通合金对比的方式讲解,学生容易理解。形状记忆合金的应用,先给出记忆合金的代表性的领域和产品。重点介绍记忆合金产品加工和使用要点。通过记忆合金管接头的工程实例讲解加工和使用记忆合金的要点。针对记忆合金经典应用—阿波罗11号宇宙飞船的登月舱的智能天线,简要给出天线的制作步骤。让学生根据讲解的内容写出天线制备步骤的加工温度范围、合金在此温度下存在的相。最后的思考题主要拓展学生的思维,让学生查阅资料,拓展知识和视野。
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