武汉理工大学材料科学与工程学院

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1、武汉理工大学材料科学与工程学院武汉理工大学材料科学与工程学院第六届第六届“材料性能设计与制备大赛材料性能设计与制备大赛”大学生科技竞赛活动方案大学生科技竞赛活动方案一、竞赛背景一、竞赛背景为进一步提高在校大学本科生的实践能力、动手能力和科研能力，培养学生的创新意识、创新能力和科学态度，特举办材料科学与工程学院第六届“材料性能设计与制备大赛”大学生科技竞赛活动。本次竞赛由武汉理工大学材料科学与工程学院教学管理办公室、学生工作办公室联合主办、材料科学与工程实验教学中心承办。二、竞赛主题二、竞赛主题竞赛依托武汉理工大学材料学科优势平台，以“材料性能设计与制备”为主题，结合材料学科的基本理论与实验技能

2、，重点突出外观设计、组成结构与性能的综合评价，面向材料学院所有本科专业学生开展材料结构设计、试样制备、结构测试、性能表征与测试等技能评比活动。三、组织委员会三、组织委员会组织委员会：谢峻林 董丽杰 卢少平 赵春霞 文 进 顾少轩 廖红卫梅启林 吴力立 夏志林 冯小平 魏 鹏 张乐媛 李旭巍竞赛秘书处：设在在实验中心办公室联系人：冯小平、张乐媛，负责竞赛活动日程事务。竞赛组织处：设在学生工作办公室，联系人：李旭巍、朱正勇，负责竞赛活动学生报名事务。竞赛评审处：设在实验中心办公室联系人：魏鹏、李瑶，负责设计方案评审、评比事务。 四、竞赛内容四、竞赛内容1、组织方式、组织方式本次竞赛活动根据专业背景

3、分为三个组开展，分别是：无机非金属材料组、金属材料组和高分子材料组。各组参赛队伍按照初赛成绩选拔优胜队伍进入决赛，根据比赛成绩（包括作品设计方案答辩成绩、作品成绩、作品评审答辩成绩）分别给予一定的奖励。2、竞赛题目、竞赛题目) 无机非金属材料组无机非金属材料组综合考虑材料强度和体积密度指标，以无机非金属材料为基材，通过成分的设计和制备方法的优化，得到高强度和低密度的材料试样。参赛组需要提供参赛作品 1 件，标准试样 3 个。参赛作品尺寸为 10cm10cm2cm，如图 1 所示，标准试样尺寸要求如图2 所示。图 2 标准试样要求图 1 参赛作品 评估要点：评估要点：参赛作品：外观，对试样只能进

4、行切割、抛磨等处理，不能进行敷涂等处理；密度指标，以其排开水的体积来衡量；答辩，着重考察其设计思路及方案的可行性。标准试件：测量其抗压性能。成绩评定：依试样尺寸是否最接近标准尺寸、试样表面是否平整光滑进行排序，确定得分；以试样排开水的体积的大小和质量进行排序，质量轻并且排水量少的试样得分高；试样的抗压性能从高到低依次进行排序，确定得分。 100mm20mm100mm2cm2cm) 金属材料组金属材料组A. 参赛作品参赛作品利用可回收、再生铝合金材料，通过结构和材料的综合设计，选择最优的制备与加工成型方法制备出一个手机外壳，并利用制备手机外壳的主体材料制备出 1 个标准试样（图 3、图 4） ，

5、用来测试主体材料的性能。提交手机外壳 1 件、标准试样 1 件（图 5） 。图 3 手机外壳背板实物图参考 图 4 手机外壳背板设计尺寸要求手机外壳竞赛评估要点：手机外壳竞赛评估要点： 材料选取要求：含可回收材料、可再生材料，所用原材料成本低 样品加工要求：制作过程耗能低 外观尺寸要求：要求作品外观具有观赏性，表面光洁、平整、无毛刺作品符合设计图纸尺寸要求，满足装配要求 样品性能要求：所制备手机外壳质轻便携B. 标准试样标准试样利用制作手机外壳样品的金属材料，加工成如图所示标准试样，通过成型工艺优化，使其比强度与硬度足够高，提交作品 1 件。图 5 金属材料的标准试样要求标准试样竞赛评估要点：

6、标准试样竞赛评估要点： 强度：依据 GB/T 228.1-2010 检测作品的强度，再根据密度转换成比强度； 金相：依据 GB/T 3246.2-2000 检测作品的金相分布； 硬度：依据 GB/T 231.1-2009 检测作品布氏硬度。附：标准试样尺寸附：标准试样尺寸建议尺寸（实际尺寸根据测试设备要求）：a0=2 mm；b0=12.5 mm；L0=28.25 mm；Lc=35.75 mm；r=12.5 mm手机外壳样品评分细则手机外壳样品评分细则（1）外观尺寸）外观尺寸 手机外壳外观：具有观赏性和美观性。参赛选手可通过对作品造型、色彩等方面进行艺术加工、雕饰、彩绘等手段来美化； （10 分

7、）作品表面光洁、平整、无毛刺。 （10 分） 手机外壳尺寸：作品各项尺寸符合设计图纸要求，试样尺寸越接近，分值越高。 （10 分） （最大误差，各项尺寸误差值和）（2）样品性能）样品性能 手机外壳比重：试样比重越小，分值越高。 （10 分）（3）选材加工）选材加工 手机外壳材料：可回收材料和可再生材料的质量百分比越高，获得分值越高。 （10 分） 手机外壳成本：从材料组成优化、制备与成型技术方面综合考虑作品的经济与性能指标，按照性价比由高到低计算经济性分值。 （10 分）经济性评价公式如下式所示：E = H + AiCiAi：材料用量，单位：克Ci：材料组分单价，单位：元/克H：手机外壳样品制

8、备成本。标准试样评分标准试样评分 标准样比强度：比强度越高，分值越高。 （10 分） 标准样金相：以金相照片质量为判断标准，清晰度越高、划痕越少，得分越高。 （10 分） 标准样硬度：实测试样硬度越高，成绩越好 。 （10 分）答辩汇报评分答辩汇报评分 评审答辩：根据汇报人的演讲水平、PPT 制作水平、制作过程的汇报、团队配合和回答问题的水平进行给分。 （10 分） 高分子材料组高分子材料组采用高分子材料或纤维增强聚合物基复合材料，应用先进的材料制备与加工成型方法，设计制备出如图 6 和图 7 所示的作品，力求使作品具有强度高、韧性好、密度小、抗冲击性好、经济成本低等特点，提交作品各 5 件。

9、图 6 高分子与复合材料组拉伸试样尺寸图 7 高分子与复合材料组简支梁冲击试样尺寸注 1：式样宽度 b 为 6mm10mm。仲裁试样宽度为（100.2）mm。注 2：缺口方向与压制方向一致。缺口由加工而成。若缺口所在面与底面不平行，则加工缺口所在面，使其与底面相互平行。作品竞赛评估要点：作品竞赛评估要点：拉伸强度由高到低取名次，计算拉伸强度分值；断裂伸长率由高到低取名次，计算断裂伸长率分值；冲击强度由高到低取名次，计算冲击强度分值；按照表观密度由低到高取名次，计算密度分值；按照原材料价格由低到高取名次，计算经济成本分值。单单位位为为毫毫米米 五、五、竞赛队伍报名选拔办法竞赛队伍报名选拔办法材料

10、学院在校大学本科生（2012级、2013级和2014级）均可自由组队申报。本次大赛分为初赛和复赛两个阶段，初赛只需提交设计方案并答辩。各参赛队伍由57名成员组成（各队成员中2012级、2014级学生总共不多于3人），复赛资格由大赛组委会组织专家评审确定。、成绩评定办法、成绩评定办法本次竞赛活动成绩评定主要包括作品竞赛成绩与作品方案设计答辩成绩两部分：A 作品方案设计答辩成绩，总分30分，根据答辩环节有关规定评分。B 作品竞赛成绩，总分70分，包括答辩成绩和作品成绩，根据竞赛组设定的题目与相关评分要点进行评定；II、竞赛作品设计方案及答辩环节评分有关规定、竞赛作品设计方案及答辩环节评分有关规定1

11、 题目分析、资料查阅、方案确定各组中由组长组员分析解剖题目，进行分工，分别从以下几个方面思考、查阅资料，确定小组设计方案。方案设计中应至少包括下列内容：a 概念设计；b 方案比选；c 模型与结构设计；d 材料设计；e 材料制备方法；f 经济性分析。在确定最后方案后，各组以学术报告的形式介绍作品的设计制作过程与创新点，要求汇报时间8-10分钟，回答问题5分钟。设计方案答辩环节采用百分制，但占最终总成绩的30%。2 方案答辩评定及评分说明答辩由本次竞赛活动组委会成员担任评委，对各小组的作品方案进行评审。各参赛队伍的作品方案设计答辩成绩由以下几个部分组成：a 汇报内容（40分），从知识概念讲述准确性

12、，内容丰富饱满程度，内容创新性高低等几个方面进行评价；b PPT制作水平（15分），从PPT结构设计、版面设计、颜色搭配、内容与形式的结合性、重点是否突出等几个方面进行评价；c 演讲水平（20分），从报告人讲述的条理性、重点是否突出、吐词是否清晰、身体语言表达、气氛渲染、言语是否精练、汇报时间等几个方面进行评价；d 回答问题水平（15分），从对提问的理解，回答问题的准确性，技巧性、回答问题用语、与提问者的沟通能力、随机应变能力等几个方面进行评价；e 团队合作水平（10分），从实验方案中团队的分工和配合的协调性方面进行评价。六、竞赛时间安排六、竞赛时间安排1. 作品征集。参赛团队选取无机非金属材

13、料、金属材料、复材高分子材料中的任一方向，并邀请一位指导教师，在教师指导下提出设计与试验方案，2015年9月11日前提交作品参赛申请表至竞赛组织处，电子版发送至邮箱： ；纸质版交至材科1405班何北辰（联系方式：15926480339）。为了方便同学们组队交流，特建立qq群：438320169。请有意向参赛的同学积极加入该群，更多的信息将会发布于该群。2. 参赛申请确认。竞赛承办单位2015年9月15日前对收到的参赛申请进行确认。3. 竞赛作品设计方案答辩。参赛队于2015年9月中下旬三个专业组进行设计方案答辩（时间、地点另行通知），答辩需准备设计方案PPT，时间控制在10分钟。各入围复赛的参

14、赛组如需要如需要学院统一采购材料，请于初赛答辩结束后一周内提供采购清单至何北辰同学，实验中心统一采购。4. 作品提交与公示。参赛队于2015年10月中旬前向材料学院学工办提交正式参赛作品（含书面文件、影视频资料、实物作品等）。5. 作品展示、专家评比及颁奖。2015年10月底由学院组织专家组对作品进行评比。10月底进行作品展示及颁奖并通过材料学院网站公布竞赛成绩。七、奖项设置七、奖项设置 竞赛优秀奖若干，用于奖励各专业组竞赛成绩优秀的竞赛队伍。其中，一等奖3个，奖金800元；二等奖3个，奖金500元；三等奖3个，奖金300元。 最佳创意奖3个，用于奖励三个专业组中竞赛作品、方案设计最具创新性的参赛队伍，奖金200元； 突出贡献奖3名，用于奖励各专业组中团队合作突出的竞赛队伍，各专业组各设奖项1个，奖金100元。 优秀指导教师3名，用于奖励竞赛活动中尽心尽力指导参赛小组的指导老师，各专业组各设奖项1名，奖金200元。 （以上奖项设置解释权归材料学院；学院将根据每年的实际情况，对以上奖项设置作适当的调整。（以上奖项设置解释权归材料学院；学院将根据每年的实际情况，对以上奖项设置作适当的调整。 ）武汉理工大学材料科学与工程学院2015年7月8日