《電纜及光纜材料》教學大綱

《電纜及光纜材料》教學大綱適用范圍：202X版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案課程代碼：21140151課程性質：專業(yè)必修課學分：3學分學時：48學時（理論48學時）先修課程：電介質化學、大學物理等后續(xù)課程：電力電纜結構設計、畢業(yè)設計適用專業(yè)：電纜工程開課單位：電纜工程學院一、課程說明《電纜及光纜材料》是電纜工程專業(yè)本科學生的一門專業(yè)必修課。其任務主要是通過本課程的教學使學生了解在電纜制造過程中使用的各種材料的物質結構、基本性能以及在電纜中的具體用途；使學生具備根據(jù)電纜工作的條件、性能、要求合理地選擇材料，以及進行材料配合與改性的能力，為后續(xù)課程打下良好的學習基礎。本課程注重基本理論知識的深入學習，強調培養(yǎng)運用基礎理論知識解決生產實際中問題的能力，兼顧新材料、新技術、新工藝及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”的人才。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：掌握電纜材料的基本概念，熟悉金屬與高聚物的結構性能及其聯(lián)系。課程目標2：具備根據(jù)金屬高聚物的結構，確定其性能特點的能力；掌握電纜常用的金屬高聚物結構、物理性能特點及其用途的關系。課程目標3：具備能夠根據(jù)電纜工作的條件，性能要求合理地選擇材料，以及進行材料配合與改性的能力。具有精益求精的大國工匠精神和科技報國的家國情懷和使命擔當。具有良好的社會公德和職業(yè)道德、較強的社會責任感和團隊合作精神；樹立正確的審美觀念和勞動觀念。三、課程目標與畢業(yè)要求《電纜及光纜材料》課程教學目標對電纜工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.3能夠將電纜工程基礎知識用于分析智能制造相關復雜工程問題并提出解決方案。課程目標1：掌握電纜材料的基本概念，熟悉金屬與高聚物的結構性能及其聯(lián)系。H2.問題分析2.2能夠根據(jù)數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理分析電纜工程領域復雜工程問題，獲得多種解決方案。課程目標2：具備根據(jù)金屬高聚物的結構，確定其性能特點的能力；掌握電纜常用的金屬高聚物結構、物理性能特點及其用途的關系。M6.工程與社會6.2能分析并正確評價針對電纜工程領域復雜工程問題的工程實踐，尤其是新技術、新工藝、新材料、新產品的開發(fā)和應用對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任。課程目標3：具備能夠根據(jù)電纜工作的條件，性能要求合理地選擇材料，以及進行材料配合與改性的能力。具有精益求精的大國工匠精神和科技報國的家國情懷和使命擔當。具有良好的社會公德和職業(yè)道德、較強的社會責任感和團隊合作精神；樹立正確的審美觀念和勞動觀念。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時對應的課程目標1.金屬的結構1.1固體金屬結構1.2合金結構教學要求：熟練掌握金屬鍵理論；熟悉金屬及合金的結構；熟悉晶體的缺陷重點：金屬鍵、晶體的缺陷難點：刃型位錯與螺型位錯31、22.金屬的性能2.1金屬的導電機理及影響因素2.2金屬的比熱、導熱以及熱膨脹的基本概念、導熱機理2.3金屬磁性的本質及順磁性、抗磁性與鐵磁性機理2.4金屬的機械強度、塑性、彈性、耐沖擊、疲勞、蠕變、硬度的基本概念及影響因素分析2.5金屬的腐蝕原理與防腐蝕教學要求：掌握金屬材料各種性能；理解金屬材料結構與性能的關系，提高學生分析問題的能力重點：金屬的導電機理、機械強度、塑性、電化學腐蝕原理難點：金屬的磁性、摩爾熱容71、23.電纜常用金屬材料3.1銅的基本結構、性能和影響銅導電性因素分析；電纜常用銅合金的性能及應用3.2鋁的基本結構、性能和影響鋁導電性、耐腐蝕因素分析；電纜常用鋁合金的性能及應用3.3銀、金、鉛、鎳、鋅、錫、鐵的基本性能及應用教學要求：掌握銅、鋁的性能及影響其導電性因素；理解銅、鋁結構與性能的關系；了解超導電材料與銀、金、鉛、鎳、鋅、錫、鐵。理解電纜常用各種金屬的特點與用途關系，具有合理選擇材料的能力重點：銅、鋁的基本結構、性能和影響其導電性因素難點：銅、鋁結構與性能的關系31、2、34.高聚物結構4.1高分子的結構4.2高聚物固體的結構4.3固體內高分子的運動教學要求：熟悉高分子的結構以及熟練掌握影響高分子鏈柔順性的因素；掌握高聚物固體的結構；熟悉固體內高分子的運動，掌握粘流態(tài)的運動特點重點：高分子鏈的柔性與固體內高分子的運動難點：固體內高分子的運動51、25.高聚物的性能5.1電性能：介電性、導電性、耐電性5.2力學性能：拉伸強度、沖擊強度、蠕變性、高彈性、粘彈性、耐磨性5.3耐熱、耐燃性：熱變形、熱氧化、燃燒性能5.4工藝性能：高聚物熔化與熔體流動性能5.5老化性能：老化方式、機理、防止方法5.6化學性能：耐油、耐濕性教學要求：掌握高聚物各種性能；理解高聚物結構與性能的關系，提高學生分析問題的能力重點：高聚物電性能、工藝性能、老化性能及其影響因素；高彈性、粘彈性的機理難點：高聚物結構及性能關系的復雜性101、26.樹脂與塑料6.1聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、乙烯共聚物6.2聚氯乙烯6.3氟塑料6.4聚酯、聚酰胺、聚丙烯教學要求：掌握聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、聚氯乙烯的結構與性能；了解氟塑料、乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺、聚丙烯的結構與性能；理解聚乙烯等各種塑料結構與性能的關系；理解電纜常用各種塑料的特點與用途關系，具有合理選擇塑料與改性能力重點：聚氯乙烯、聚乙烯及交聯(lián)聚乙烯的性能及特點難點：塑料結構與性能的關系41、2、37.橡膠與橡皮7.1天然橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、氟橡膠等橡膠的結構、性能與應用教學要求：熟悉各種橡膠結構與性能；理解各種橡膠結構與性能的關系；理解電纜常用各種橡膠的特點與用途關系，具有選擇塑料與配合、改性能力重點：天然橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、氯化聚乙烯、硅橡膠的結構與性能難點：橡膠結構與性能的關系41、2、38.聚合物合金8.1聚合物合金基本理論8.2聚合物共混改性8.3熱塑性彈性體教學要求：掌握聚合物合金基本理論；熟悉聚合型與共混型熱塑性高聚物結構特點與性能重點：熱塑性彈性體難點：聚合物相容性，動態(tài)硫化41、2、39.復合材料9.1玻璃纖維的結構與性能9.2碳纖維的結構與性能9.3芳綸纖維的結構與性能9.4環(huán)氧樹脂與增韌劑的結構與性能教學要求：了解各種纖維的結構；熟悉各種纖維的性能；熟悉環(huán)氧樹脂與增韌劑的性能重點：各種纖維的性能特點難點：玻璃與碳纖維的結構21、2、3氣體電介質與液體電介質10.1空氣與氮氣、電負性氣體10.2電纜油與浸漬劑教學要求：熟悉空氣與氮氣、電負性氣體電性能特點；熟悉電纜油與浸漬劑性能特點；掌握電纜油與浸漬劑的凈化方法重點：空氣、電纜油的性能特點難點：氣體擊穿機理21、2、3光纖光纜材料11.1光纖材料11.2光纜材料教學要求：熟悉無機玻璃性能特點；了解其他透明材料；了解光纜材料。重點：無機玻璃光纖難點：無機玻璃結構和光纖傳播光信號的機理41、2、3合計48五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，結合討論、案例、視頻資源共享等教學手段完成課程教學任務和相關能力的培養(yǎng)。六、課程資源1.推薦教材郭紅霞.電線電纜材料:結構·性能·應用[M].北京：機械工業(yè)出版社,2017.2.參考書（1）黃麗.高分子材料[M].北京：化學工業(yè)出版社,2017.（2）徐應麟.電線電纜手冊（第3冊）（第3版）[M].北京：機械工業(yè)出版社,2017.（3）巫松楨,謝大榮,陳壽田,俞丙莉.電氣絕緣材料科學與工程[M].西安：西安交大出版社,1996.（4）張書華,劉偉軍.\o"高性能電纜材料及其應用技術"高性能電纜材料及其應用技術[M].上海：上海交通大學出版社,2015.3.期刊（1）電線電纜,上海電纜研究所.（2）中國材料進展,中國材料研究學會.（3）JournalofAppliedPolymerScience,WileyOnlineLibrary.（4）AdvancedMaterials,WileyOnlineLibrary.（5）AdvancedFunctionalMaterials,WileyOnlineLibrary.4.網絡資源（1）中國電線電纜網：/.（2）電纜論壇：/.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分；（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?64測驗12（1）主要測試學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次測試單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√444作業(yè)12（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?44期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績；（2）主要考核金屬、高聚物材料的基本概念和結構特點；電纜與光纜常用材料的特點和用途，以及材料的選擇、分析與應用；（3）考試題型為：選擇題、填空題、簡述題、判斷題和分析計算題等?！獭獭?52510合計：100分393922八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、測驗、作業(yè)、期末考核等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡述題、綜合分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、測驗、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40筆記完整，積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。筆記完整，認真參與教學活動，回答問題準確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學活動，回答問題準確