课程思政融入研究生课程的实践探索——以“先进材料研究进展”课程为例

课程改革对于实现立德树人根本任务势在必行。现阶段的课程思政教学改革主要实践于本科教育阶段。作为高等教育的更高层次,研究生思想政治教育更是高校思想政治教育工作不可忽视的重要组成部分。“先进材料研究进展”课程作为材料科学与工程专业一年级研究生的讲座类课程,主要介绍国内外各种先进材料的最新研究现状和发展前沿。教学团队采用“嵌入式”“课堂翻转”“第二课堂”等教学方法,进行课程思政改革与实践研究,注重在课程中引入先进材料研究历史与发展前沿,强化以“国之重器”为背景的课程思政的融合,激发学生的爱国主义情怀,增强学生的责任感和使命感,促进学生综合道德素养的提高,实现立德树人根本任务。

航空发动机先进材料发展现状和趋势研究

飞机性能的每一次飞跃基本都离不开航空发动机技术的贡献,而先进材料的发展是新一代高推重比发动机的技术基础。本文总结了航空发动机先进材料的研究进展,综述了陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料、金属间化合物、高温防护涂层材料、耐高温隐身涂层材料、先进钛合金材料和树脂基复合材料等高温、中低温材料的研究和应用现状,分析了目前存在的问题,结合目前在研航空发动机型号和未来新一代先进航空发动机对材料的需求,阐述了航空发动机先进材料的研究重点。

基于先进材料的冶金机械设计与优化研究

针对当前冶金机械存在拉伸强度低、压缩强度低、弯曲刚度低等力学性能问题,引入先进材料,开展冶金机械设计与优化研究。基于先进材料,设计冶金机械刚度;为提高冶金机械整体稳定性,对冶金机械结构优化;结合正交实验设计法与有限元分析法,实现冶金机械制备工艺优化。通过对优化前后的冶金机械对比得出,优化后冶金机械拉伸强度、压缩强度、弯曲刚度均得到显著提升,具备更加良好的力学性能。

基于先进材料的机轮刹车系统性能提升研究

先进材料在机轮刹车系统中的应用是当前航空与汽车工程领域的一大研究热点。在当今的航空科技领域,机轮刹车系统的性能优化已成为提升飞行安全性和效率的关键议题。随着科技的飞速发展,先进材料的引入为这一问题提供了新的解决方案。本文将深入探讨如何通过研究和应用先进材料,来提升机轮刹车系统的性能,以满足日益增长的航空运输需求。

先进材料在机械设计中的轻量化和高强度解决方案

本文深入研究了先进材料在现代机械设计中的应用,重点关注轻量化和高强度解决方案,通过分析轻质材料和高强度材料的特性及其在关键行业(如航空、汽车、建筑等)的应用,展示了这些材料如何有效地提升性能、增加能效,并对环境产生积极影响。通过案例分析,强调了先进材料在满足现代机械设计需求中的关键作用,特别是在实现经济效益和环境可持续性方面。

基于先进材料的热能动力装备性能优化研究

为了优化热能动力装备的性能,分析硒化亚铜和MXene这两种材料的热电性能、导热系数和环境兼容性,设计针对高温和低温环境的热能动力装备结构。实验使用高温炉和制冷设备模拟实际应用环境,采用精确的温度控制系统确保实验条件的稳定性,关注能量转换效率、环境污染、材料的耐久性与可靠性等指标,并通过输入/输出的热能和电能比、废气废水排放量及材料使用寿命等数据进行量化评估。结果表明,硒化亚铜在高温下的能量转换效率提升约30%,MXene在低温下的能量转换效率提升约20%。这两种材料的应用还显著减轻了环境污染,废气、废水和固体废弃物的排放量分别减少约20%、15%和10%。同时,硒化亚铜和MXene的耐久性和可靠性得到提升,使用寿命分别延长约25%和20%,而且在周期性性能测试中保持稳定。

深圳技术大学“先进材料测试中心”大型激光实验室创新设计探究

本文通过回顾深圳技术大学“先进材料测试中心”超大型激光实验室的设计过程,阐述了超大型激光实验室的重要性、首创设计在地下的必要性、其空间的不可分割性、消防设计的特殊性以及工艺设计的关键性。是一次对大型大空间精密实验室位于地下室的消防设计、抗震设计及防微振设计的大胆创新研究。

城市道路施工中先进材料的发展与应用探索

随着城市化进程的加速,城市道路施工技术革新迫在眉睫。本研究聚焦于先进材料在道路施工中的应用与发展趋势,通过文献梳理与实地调研,深入剖析了高性能混凝土、聚合物改性沥青及再生材料等新型建材的性能亮点与实践成效。研究揭示,这些材料显著提升了道路的耐久性、降低了维护成本,并促进了环境保护。高性能混凝土以其卓越的承载与耐久特性,成为重载交通的理想选择;聚合物改性沥青则有效抵御了车辙形成;再生材料的广泛采用,则有效减轻了施工对自然资源的依赖。基于此,本文提出了材料选型的优化路径,为政策制定提供了有力支撑,展望未来,先进材料必将在城市道路建设中扮演更加核心的角色,推动行业绿色可持续发展。

先进材料与高性能零件快速凝固激光加工研究进展

金属材料快速凝固激光表面加工与高性能金属零件快速凝固激光成形技术 ,是材料科学与工程及先进制造技术交叉学科前沿热点研究领域之一。本文介绍了作者所在实验室近年来在先进高温耐磨耐蚀金属间化合物多功能涂层新材料快速凝固激光熔覆合成 /制备技术、钛合金及高温合金等高性能金属零件快速凝固激光成形技术等领域的研究进展 ,主要内容包括 :激光熔覆高温耐磨耐蚀多功能金属间化合物涂层、钛合金及高温合金高性能零部件激光快速成形、难熔高活性金属材料及定向生长柱状晶钛合金激光约束熔铸成形技术等。

先进材料在战斗机发动机上的应用与研究趋势

美国、英国等国家特别重视战斗机发动机材料的发展,通过制订和实施一系列先进材料研究计划,开发和验证轻质高强度材料,为发动机研制提供技术保障。综述各国现役、在研和预研战斗机发动机的材料应用情况,总结树脂基复合材料、钛基复合材料、钛铝金属间化合物、单晶高温合金、粉末高温合金、陶瓷基复合材料、陶瓷热障涂层等材料及其工艺应用趋势。先进材料研究的发展趋势:①向低密度高强度发展,以减轻质量;②向高强度与高耐温能力发展,以提高涡轮进口温度;③向一体化(材料、工艺与结构设计)发展,以实现材料特性与结构的最优组合。

基于木质素的先进材料

综述基于木质素的先进材料及其制备方法和特性,展望了木质素的未来发展。

基于纤维素及半纤维素的先进材料

综述了基于纤维素和半纤维素的先进材料,如:智能材料、功能材料、高性能材料等。并简要介绍了这些先进材料的制备方法和特点。

先进材料与异种材料电子束焊接研究进展

电子束焊接是近年来飞速进步、蓬勃发展的一种先进连接技术,随着技术工艺的日益成熟,其在工业领域的竞争力也日渐增强,已为工业部门所广泛接受.文中综述了电子束焊接在高温钛合金、高温合金、难熔金属、金属间化合物等先进材料与各类互相固溶的、难以互溶的异种材料连接方面的研究现状,对国内外在焊接缺陷控制、焊接工艺优化、焊接机理研究等方面取得的典型研究成果进行了简要介绍,并从中概括总结了先进材料与异种材料电子束焊接的具体问题,归纳阐述了先进材料与异种材料电子束焊接中所采用的能量控制与冶金调控等特色技术方法.

航空发动机先进材料高性能零部件制造技术进展

针对新一代航空发动机中的先进材料高性能关键零部件,深入地探索多种加工工艺及其内在机理,并提高其可加工制造性,是航空发动机先进加工制造技术发展的重要趋势。

先进材料性能数据库发展现状及建议

介绍了国内外有关材料数据库的应用和发展状况 ;对如何发展新一代先进材料性能数据库进行了宏观分析 ;提出了先进航空材料性能数据库的发展方向及建议。

木质素先进材料的研究进展

综述了木质素改善合成高分子材料的性能和制备光电材料、阻燃材料、电磁屏蔽材料等方面的研究进展。加强木质素结构和性能的基础研究,解决木质素反应活性偏低以及与基体相容性差的问题,将木质素的耐辐射、可生物降解、阻燃、电磁屏蔽等特异性能引入到传统合成高分子材料中,制备性能优异、功能多样的先进高分子材料,是木质素高值化利用的一个重要方向。

先进制造技术与先进材料

从刀具材料、汽车材料和航空材料的发展说明先进材料对制造技术进步的作用；从结构材料的复合化及功能材料的多样化说明先进材料的诞生和应用离不开先进制造技术；指出材料制造技术的发展重点；强调重视传统材料的重要性。

EM-to-AM:基于含能材料释能效应构筑先进材料策略

含能材料是武器装备的核心材料之一,是常规武器系统实现高效毁伤的能量载体,是核武器的初始化爆能量来源,也是武器远程投送和枪炮发射的动力源泉,同时含能材料在民用领域也有重要的应用,其主要用途是通过快速的氧化还原反应集中释放能量产生高温、高压、爆轰波等物理化学效应。除了这些传统的物理化学效应之外,含能材料分子在释能过程(分解、燃烧、爆炸)中会伴随复杂的化学反应,产生丰富而性质活泼的化学产物,如自由基、高动能碎片等中间产物。这些释能过程的研究在科学上可帮助理解含能材料本身的结构以及结构与性能的关系,同时在技术上催生了利用含能材料的释能效应来构筑先进材料,例如利用含能材料爆炸、爆燃反应合成先进碳材料,利用释能过程中产生的高活性中间体对先进材料进行修饰等。

体育器材中先进材料的使用对竞技体育发展的影响

当今科技的快速发展,一大批复合材料和高分子材料应运而生。这些先进材料被广泛运用于体育器材当中,不仅提高了体育器材的性能,而且还提高了运动员的竞赛成绩。本文通过分析体育器材设计理念,主要探讨了体育器材的设计、先进材料在各种体育器材中的使用,并且阐述了这些先进材料的使用对竞技体育发展的相关影响。

先进材料焊接现状及进展

随着现代科学技术的发展,对焊接质量及结构性能的要求越来越高,各种先进及特殊材料的焊接近年来不断涌现。先进材料极大的推动了科学技术进步和社会发展,并在电子、能源、车辆制造、航空航天、核工业等部门中得到了应用。先进材料的焊接涉及面很广泛,其主要特点是高性能、高硬度、焊接难度大,受到人们的关注。仅以先进陶瓷、金属间化合物、C/C复合材料为例,阐述先进材料特种焊接现状及研究进展,对推进先进材料焊接研究及发展有一定的意义。