張小彬

（重慶理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 重慶 400050）

粉末冶金是金屬材料領(lǐng)域一項十分重要的制備工藝，相應(yīng)的，《粉末冶金原理》是材料科學(xué)工程專業(yè)金屬材料方向?qū)W生的一門專業(yè)選修課。學(xué)好《粉末冶金原理》課程對于理解材料學(xué)，尤其是金屬學(xué)的一般原理，金屬熱處理原理，熱處理設(shè)備，粉體工程，冶金物理化學(xué)，以及陶瓷材料等相關(guān)課程與技術(shù)領(lǐng)域都有十分重要的作用。由于《粉末冶金原理》一般屬于專業(yè)選修課，課時少、內(nèi)容多，學(xué)生重視程度普遍趕不上材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理原理及工藝、材料性能學(xué)等專業(yè)必修課甚至許多人不選。這種現(xiàn)象需要《粉末冶金原理》任課老師進(jìn)一步提高自身講課水平，將學(xué)生吸引到專業(yè)課中來，提升教學(xué)效果。下面根據(jù)自身講課經(jīng)驗，針對《粉末冶金原理》課程中的幾個章節(jié)談?wù)勛约旱慕虒W(xué)方法。

1 粉末制備

粉末制備是《粉末冶金原理》課程中的第一章，其特點(diǎn)是粉末種類眾多，各種金屬化合物等均需要制粉制備，方法種類也很多，有機(jī)械粉碎法、物化法、還原法、氣相沉積法、液相沉淀法、電解法等等。如果平均用力，每個類別大體耗費(fèi)相似課程課時的話，就往往會造成學(xué)生厭倦聽講，失去了開始的學(xué)習(xí)興趣，不利于知識的掌握和后續(xù)章節(jié)的繼續(xù)學(xué)習(xí)。

實際的教學(xué)過程中，可以采用以工藝路線為主的教學(xué)方法，圍繞粉末制備工藝，將粉末種類，所用設(shè)備工藝特點(diǎn)及注意事項等有機(jī)地結(jié)合起來。例如在講解霧化法制粉，一節(jié)時，可以某種金屬或合金，粉末霧化制粉的工藝路線為例子，穿插介紹霧化制粉原理、霧化制粉設(shè)備、工藝流程、工廠廠房配置等多個方面的知識。在上述的多個方面的講解過程中，按照授課經(jīng)驗，又以設(shè)備結(jié)構(gòu)方面的知識最能吸引同學(xué)的注意力。在各個制粉設(shè)備中常有一些構(gòu)思巧妙合理，能夠連續(xù)生產(chǎn)的構(gòu)造設(shè)計，可以讓學(xué)生先觀察，再思考，最后講清楚。吸引其注意力的同時，也可以加深理解。

2 粉末物理化學(xué)特性檢測

粉末物理化學(xué)特性檢測一章在《粉末冶金原理》教學(xué)過程中比較特殊，這一章相對較難，而且比較抽象，不像制粉、壓坯、燒結(jié)等章節(jié)的結(jié)構(gòu)簡單明了，學(xué)生都知道自己在學(xué)習(xí)哪一部分知識。許多學(xué)生在學(xué)習(xí)粉末物理化學(xué)特性檢測的時候，是渾渾噩噩中度過過來的，理解不深刻，記憶也不牢固。經(jīng)過長期的了解發(fā)現(xiàn)，在粉末物理化學(xué)特性一章的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生理解不深，記憶不牢的根本原因在于沒能形成關(guān)于這一章的知識體系。這也是粉末物理化學(xué)特性檢測一章所具有的特殊特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)其他章節(jié)時，學(xué)生大都知道自己正在學(xué)習(xí)該章的那部分知識，原因是其他章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)緊湊，而且相對容易理解。粉末物理化學(xué)特性檢測一章公式多、原理多、計算多的特點(diǎn)，使得許多同學(xué)在學(xué)習(xí)的過程中很快陷入了對于具體公式具體變量具體方法的硬性記憶中，無法構(gòu)建有效的知識體系，無法整體的理解記憶這一章的知識脈絡(luò)和知識點(diǎn)。這樣一來，本章的知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建成為講課的重中之重，在第一次講解粉末物理化學(xué)性能特性檢測一章的時候，一定要用明確生動的語言介紹清楚本章的知識脈絡(luò)。本章包括：（1）粉末定義及粉末性能簡介；（2）金屬粉末的取樣和分樣方法；（3）粉末的化學(xué)檢驗；（4）粉末的粒度測定；（5）粉末的比表面積測定；（6）金屬粉末的工藝性能測定方法等，共有六個部分。其中第五部分粉末的比表面積測定是本章難點(diǎn)。粉末比表面積的測定對于無機(jī)非金屬專業(yè)方向的同學(xué)一般不會成為太大的難問題，因為他們有陶瓷工藝學(xué)，粉體工程等其他專業(yè)課程對此作為重點(diǎn)講述，而對于金屬專業(yè)方向的同學(xué)則只有在《粉末冶金原理》課程中才能接觸到。粉末比表面積測定的相關(guān)內(nèi)容，具體講述過程中應(yīng)該用有趣的例子來講解這一相對深奧，且有些枯燥的內(nèi)容。例如，在講述關(guān)于氮?dú)夥肿釉诜勰┎牧媳砻嫖降臅r候，可以用教室所在的教學(xué)樓進(jìn)行舉例說明。為了測量教學(xué)樓的內(nèi)表面積，可以采用直接測量的方法來進(jìn)行。但是，這樣做會耗費(fèi)大量的時間和精力，如果連講臺、座椅、講桌、黑板等物件兒的表面積都要計入測量結(jié)果的話，那幾乎是不可能直接做到的任務(wù)。但是如果若是換一個思路：用一些油漆，由工人將油漆均勻的刷到上述所列出的每一個面上，最后由所消耗的油漆總量除以單位面積的油漆消耗量，就可以算出上述的表面積了。這與課程上所講述的比表面積測量方法就十分的像了。

在講述課程的進(jìn)程之中，應(yīng)不斷強(qiáng)調(diào)本章的整體性，聯(lián)系前后部分，使學(xué)生能夠?qū)τ谡趯W(xué)習(xí)的內(nèi)容有更加整體性的認(rèn)識。

3 粉末坯料壓制成型

坯料壓制成型一章是《粉末冶金原理》中比較容易理解的章節(jié)，主要包括粉末原料的制備、坯料壓制過程、壓制壓力與壓坯密度等部分。坯料壓制成型一章由于課時量一般相對較少，可能會造成課程進(jìn)度講述較快，學(xué)生沒有注意到所講內(nèi)容的連貫性和知識結(jié)構(gòu)，課程就已經(jīng)講完了，只好在課下自己復(fù)習(xí)，而一部分沒有良好復(fù)習(xí)習(xí)慣的同學(xué)在這一章節(jié)的學(xué)習(xí)效果往往會很差。

這樣一來，什么坯料壓制成型一章的課堂講述重點(diǎn)應(yīng)該在于怎樣將難度并不算太大的相關(guān)知識，盡可能清楚明白的壓縮在三至四個課時之內(nèi)，應(yīng)該講述的知識點(diǎn)都要講到，而且重點(diǎn)突出。

粉末批量壓制成型一章的重點(diǎn)在于金屬粉末壓力與壓坯密度之間的關(guān)系，這部分內(nèi)容相對比較抽象。講述的過程中，可以用生活中常見的現(xiàn)象來舉例。例如，在壓一個圓餅形的面團(tuán)時，面團(tuán)的側(cè)面會鼓起來，有時甚至?xí)虚_裂的小裂紋。相應(yīng)的就可以理解，粉末冶金工藝中坯料在壓制的過程中往往。外界給的壓力只有一個方向，而坯料各個不同的位置所受到的壓力卻是大不相同。同樣的，其中的密度分布也會有相應(yīng)的差別。

4 粉末坯料燒結(jié)

粉末坯料燒結(jié)一章是《粉末冶金原理》課程中難度較大，學(xué)習(xí)量也較多，學(xué)生理解不容易的重要部分，在粉末坯料燒結(jié)一章中，主要包括燒結(jié)熱力學(xué)，燒結(jié)過程中的物質(zhì)遷移、混合粉末的燒結(jié)、強(qiáng)化燒結(jié)、活化燒結(jié)等部分，這些部分都是《粉末冶金原理》課程中的重點(diǎn)。

粉末坯料燒結(jié)一章的講述方法應(yīng)以精講為主，詳細(xì)的講解相關(guān)原理與知識，并給予學(xué)生學(xué)習(xí)和消化知識的時間。此時可以在課堂上設(shè)立一些提問小測試等互動環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動力；也可以舉一些實際生活中的例子來加深學(xué)生的理解。

例如，在講解強(qiáng)化燒結(jié)全致密化工藝的時候，為了講清楚液相金屬成分被固相金屬成分吸收而減少的過程，對于粉末冶金坯料在燒結(jié)過程中的致密化的影響，可以舉一個實際生活中的例子。例如：生活中經(jīng)常手洗的毛巾，如果直接甩干，上面沒有水分，就會非常的松軟；但如果是帶著大量的水直接晾干的話，由于水是一個逐漸減少的過程，水量減少的同時，由于毛細(xì)作用，水仍然要充滿所有的毛細(xì)管。結(jié)果就會使這些毛細(xì)管兒的體積減小，這就會使毛巾的質(zhì)地變得致密而堅硬，不適宜于生活中使用了。這樣一來，學(xué)生從自身的生活經(jīng)歷中，得到了材料學(xué)方面知識的啟迪，教學(xué)效果好了很多。

5 結(jié)論

《粉末冶金原理》課程雖然不屬于材料學(xué)專業(yè)金屬材料方向的主干課程，是普通的專業(yè)方向課，但其有自身的獨(dú)特工藝特點(diǎn)，又與《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《熱處理原理及工藝》等課程相互呼應(yīng)，對于學(xué)生整體深入理解本專業(yè)方向的知識非常的重要。不僅如此，粉末冶金工藝方法又被稱為金屬陶瓷法，其生產(chǎn)工藝和原理機(jī)制，與無機(jī)非金屬方向的許多專業(yè)課程相通，對于金屬方向的學(xué)生了解無機(jī)非金屬專業(yè)方向知識，拓展知識面，具有重要的作用。

在教學(xué)過程中，雖只有短短的32或24課時，卻是學(xué)生非常難得的綜合學(xué)習(xí)材料專業(yè)方向知識的機(jī)會。任課教師應(yīng)仔細(xì)研究課程細(xì)節(jié)，做到講課內(nèi)容知識性、整體性、深入性、聯(lián)系性、趣味性的整合。