“以废治废”综合性实验项目的教学改革与实践研究

开展基于“以废治废”综合性实验项目的教学改革,研究其对培养材料科学与工程专业学生专业意识与素养的有效性和独特性,并积极推行该项目在本科生专业实验中的制度建设和管理创新,总结了《“以废治废”综合性实验项目》课程在教学设计、内容建设、实验模式、方法研究、专业技能等方面教学实践,结果表明,该实验建设对培养本专业本科人才科研素养和学科交叉融合思路是一种有效的实验教学探索,对于开拓学生创新意识和促进跨学科合作的发展具有重要意义。

有机膦酸改性碳纳米管/硫化铋复合材料的设计合成及其对Au(Ⅲ)的吸附性能研究

本研究设计合成新型高效重金属吸附材料有机膦酸羧酸改性多壁碳纳米管/硫化铋(PBTCA-MWCNTs/Bi_(2)S_(3)),对材料进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)等表征,并研究其对重金属离子的吸附性能。结果发现:PBTCA-MWCNTs/Bi_(2)S_(3)有优良的Au(Ⅲ)吸附性能;Langmuir模型拟合结果显示,材料在25℃时吸附容量达到1655.50 mg·g^(-1)。对该材料吸附热力学、吸附动力学和吸附选择性等方面的研究为Au(Ⅲ)回收提供了有效的技术支持。

单分散核/壳结构导电高分子复合材料的研究(Ⅰ)——单分散核/壳结构聚苯乙烯/聚吡咯的结构表征

Monodisperse core/shell latex particles composed of a polystyrene(PS) core and a thin conductive polypyrrole (PPy) shell were synthesized by means of two-stage emulsion polymerization. Proofs for the success of core/shell synthesis were obtained by using transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). Pressed pellet conductivity measurements on the dried composites indicated a low percolation threshold of 13.8%. The conductivity for the composites was higher than that of a heterogeneous admixture of dried PS latex and PPy bulk powder. The highest conductivity of the core/shell composite was 0.14 S/cm.

复杂目标双站RCS的图形电磁计算

本文通过物理光学和增量长度绕射系数 ,将图形电磁计算方法扩展到复杂目标双站RCS的计算领域 ,并计算了一些标准体和实际复杂目标的的双站RCS ,计算结果准确可信 ,并且GRECO方法具有很高的计算效率 ,这对于雷达组网、隐身和反隐身等方面的研究具有很好的工程应用价值 .

基于GPU的图形电磁计算加速算法

本文利用现代图形加速卡中GPU(Graphics Process Unit)的可编程管线,实现了图形电磁计算(GRECO)方法.与原有的方法相比,在利用物理光学和物理绕射理论的基础上,计算速度提高了20倍左右.并且利用GPU实现了射线追踪算法,用于目标上多次散射的计算,使得GRECO方法可以快速计算具有凹腔结构目标的电磁散射.本方法对于目标识别和逆合成孔径成像等方面的研究具有重要的应用价值.

碳纳米管/聚乙烯咪唑纳米复合材料的制备与表征

采用化学改性手段制备了一类新型的碳纳米管/聚乙烯咪唑(CNTs/PVI)纳米复合材料。并通过红外光谱、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射等手段表征CNTs/PVI产物。有机杂环聚合物引入碳纳米管材料体系以后,会显著改善碳纳米管在有机溶剂中的分散均匀性和可加工性,并将碳纳米管具有的优异力学、热稳定性能和杂环聚合物具有的优良溶解性等结合起来,得到一种新型的综合性能优异的光电功能材料。

高速运动目标的宽带回波仿真和成像

利用图形电磁计算方法,提出了针对高速运动目标电磁散射数据的仿真方法,以宽带线性调频信号为例仿真得到高速空间目标的电磁散射数据,并对宽带仿真数据进行逆合成孔径雷达(ISAR)成像处理。ISAR处理结果表明,电磁散射仿真数据的一维像散射点具有明显的频谱展宽,与理论分析结果完全一致。利用针对高速运动目标的ISAR成像方法,可以得到清晰的目标高分辨像。此外,图形电磁计算方法GRECO计算效率高,可以快速获得目标的宽带散射特性,因此,文中的电磁散射仿真方法具有良好的应用前景。

一种碳纳米管掺杂改性聚氨酯水性分散体的制备与性能研究

采用化学改性方法研制了一种碳纳米管掺杂改性的聚氨酯水性分散体,并采用扫描电镜、激光粒径分析、紫外-可见光吸收和热失重等测试手段对该新型聚氨酯水性分散体的性能进行研究。实验结果表明,该聚氨酯水性分散体具有良好的室温贮存稳定性,碳纳米管与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应,碳纳米管的掺杂改性能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,同时该聚合物涂膜在可见光区的透过率仍然能够达到80%以上,而在紫外光区的透过率则明显降低。

聚丙烯腈基介孔碳材料的制备与应用研究进展

介孔碳材料不仅具有高比表面积和大孔径,还具有表面疏水性、良好的水热稳定性及优异的导电性等特点,在催化、电化学等诸多领域具有广阔的应用前景,成为国内外研究的热点之一。文中主要综述了近年来利用聚丙烯腈制备介孔碳材料的研究进展,并简要阐述了不同形貌的聚丙烯腈基介孔碳材料的制备方法及在催化剂载体、超级电容器、燃料电池等领域的具体应用,最后展望了介孔碳材料的发展趋势。

巯基功能化聚乙烯醇-明胶复合微球的研究

以聚乙烯醇、明胶和环硫氯丙烷为原料制备的一种巯基功能化聚乙烯醇-明胶复合微球吸附剂,具有组成可控、尺寸均匀和微观结构多孔性等特点,在高浓度汞离子环境下对汞离子的吸附率可达93.0%,在微量汞离子环境下对汞离子的吸收率为99.2%,并且多次使用后其损失率低于1.0%,是新一代高性能汞吸附用高分子材料.

一种新型推挽正激变换器

介绍一种新型的变换器正激推挽变换器 ,详细分析了它的工作原理 ,并将它和其它一些DC/DC变换器做了比较。最后通过仿真和实验证明正激推挽变换器的优点。

基于遗传算法的网格化球顶相控阵波束综合

与传统平面相控阵波束综合方式不同,共形相控阵天线单元指向不一,阵列方向图难以表达成阵因子和单元因子的乘积形式。针对二维共形相控阵列波束综合问题,建立了一种网格化球顶相控阵列几何描述模型,推导了包含单元方向图的波束形成与计算公式。基于遗传算法,采用幅度加权方式,以阵列波束副瓣电平、指定方向陷零等指标作为代价函数,对阵列方向图进行了优化,优化后的最大副瓣电平达-23dB,指定方向陷零可达-75dB。仿真实验验证了波束形成及优化算法的正确性,相关算法技术可推广应用于不同形式的共形阵列波束综合。

短波雷达目标散射截面的计算

利用矩量法 (MOM)仿真计算了短波波段小型飞行器的雷达散射截面 (RCS) ,为了快速获得大型舰船的短波RCS ,则利用了图形电磁计算方法 (GRECO)。通过对仿真结果分析和解释 ,计算结果是符合实际情况的 ,所开发的GRECO软件在大尺寸目标的RCS计算中是准确、高效的 ,可以为短波雷达系统的研究提供可信的仿真数据。

石墨烯场效应晶体管研究进展

制备场效应晶体管的石墨烯主要分三种类型:大面积单层石墨烯、石墨烯纳米带和双层石墨烯片。文中介绍了这三类石墨烯场效应晶体管器件的研究进展和标志性成果,探讨了石墨烯对于场效应晶体管的影响。研究认为:与大面积单层石墨烯晶体管相比,由石墨烯纳米带制得的石墨烯场效应晶体管的开关比和电流密度等性能能够大幅度提升,可应用于逻辑电路;与大面积单层石墨烯和石墨烯纳米带相比,双层石墨烯晶体管具有更高的开关比,因此其实际应用的潜力最大。

共升华可控掺杂有机半导体薄膜材料的研究进展

综述了共升华可控掺杂有机半导体薄膜材料的特点、原理、材料体系、制备、光电性能以及表征手段,并简要介绍了其在光电器件中的应用,研究表明共升华可控掺杂是大幅度提高有机半导体材料性能的有效手段,并提出了设计和制备高性能共升华可控掺杂有机半导体薄膜材料的若干原则。

复杂目标电磁散射计算软件的改进

在计算复杂目标的电磁散射中 ,图形电磁计算方法 (graphicelectromagneticcomputing,GRECO)可用来实时计算电大尺寸复杂目标的RCS。在考察了原有的GRECO计算内核之后 ,结合计算机图形学方面的理论 ,对GRE CO的内核代码进行了改进 ,从而使得对于目标的棱边判定更加充分、准确。对于PTD绕射系数f和g表达式中的奇异点 ,通过求取平均值的方法给出了准确的结果 ,整体上使得绕射场的计算结果更加准确。

基于时频分析的带腔体雷达目标弱信号检测

该文论述了在强噪声背景下利用时频分析检测带腔体雷达目标弱信号的方法。利用时频分析方法对目标的一维像进行分析 ,提高了雷达在强噪声背景下对微弱目标信号的检测能力 ,使利用恒虚警检测无法检测到的目标经过时频分析处理后 ,可以被正确地检测出来。

P3HT-MWCNTs光敏性复合薄膜的制备和性能

采用化学氧化法,合成一种聚(3-己基噻吩),即P3 HT,将之与多壁碳纳米管(MWCNTs)有效复合,最后形成一种透明的电子给体——受体异质结型P3 HT-MWCNTs光敏性纳米复合薄膜.采用核磁共振、红外光谱、紫外-可见光谱和透射电镜等测试手段,对合成产物进行表征和分析.研究表明,己基的引入使得聚噻吩的溶解性能明显改善,同时通过对碳纳米管的表面修饰和改性,碳纳米管与P3 HT具有较好的相容性.紫外-可见光吸收光谱显示,P3 HT薄膜比其相应的溶液具有更高的电子共轭效应,随着氧化剂用量的提高,有助于提高其电子共轭效应.在一定范围内,随着MWCNTs含量的增加,P3 HT-MWCNTs光敏薄膜发生红移,提高了对太阳能的利用率.

面向卓越工程师培养的材料专业实践教学改革

结合我校材料科学与工程的专业特点,论述了实践教学在卓越工程师培养方案中的必要性,并提出实践教学平台和内容改革的措施,从而提高研究性、探索性实践教学的占比及利用校外实习基地建设,加强产学研合作和对外合作与交流等。经过多届本科生专业实践教学改革与实践,证明这种实践教学改革对卓越工程师的培养和学生创新能力的提高有较大的促进作用。

基于复像分析的雷达目标弱信号检测

论述了在强噪声下利用复像分析 (Complex ImageAnalysis)检测雷达目标弱信号的方法 ,通过这种方法 ,可以提高雷达在强噪声下对目标的检测能力 ,使得利用阈值检测无法检测到的目标经过复像分析的处理之后 ,可以被正确地检测出来。利用复像分析的检测是一种识别检测 ,即在目标被检测到的同时 ,一些目标的基本特性也可以由复像分析的结果得到。