一流课程建设背景下金属连接概论课程海洋特色化“产教+科教”双融合教学改革与实践

在一流课程建设的背景与要求下,该文总结并指出金属连接概论课程教学过程中存在的问题,并对课程教学内容进行海洋特色化重构,结合现代教育教学资源以及先进教学方法开展“产教+科教”双融合的教学改革与实践探索。结合金属连接技术在海洋工程装备材料中的应用,打造海洋特色的课程授课内容。将金属连接在海洋工程中的应用案例、焊接产业发展、最新科研项目成果与课程教学进行有机融合,探索“产教+科教”双融合的创新型人才培养模式。通过优化整合学习资源,多维度开展教学方法改革,形成以学生学习为中心的课程教学理念,提升学生学习积极性,更好地培养学生创新性思维和解决复杂金属连接领域实际问题的能力,达到特色化“产教+科教”双融合育人目的。

材料科学基础实验课程思政教学的研究与应用

课程思政教学模式是新形势下高校思想政治教育高度关注的问题,是高校课程改革的关键环节。基于材料科学基础实验的教学实践,分析在材料科学基础实验课程中实施思政教育的必要性,探索在该实验课程中实施思政教育的可行性,紧密结合课程内容,挖掘课程思政素材,整理思政教学实施思路,提出材料科学基础实验课程实施思政教育的具体举措。通过对学生潜移默化的思政教育,在进一步落实立德树人目标,实现价值引领与知识传授同频共振,培养具有工程价值观与工程伦理道德的新时代人才。

新形势下化学实验室安全管理体系的研究与实践

在当前快速发展的科技时代,化学实验室已经成为科研和工业生产中不可或缺的一部分。实验室既是推动科学发现和技术创新的前沿阵地,也是培养未来科学家的重要场所。实验室安全是实验室管理工作的重中之重,随着新形势下各项化学实验的日趋多样化,化学实验室安全面临很多新的问题,本文从化学实验室安全管理体系的研究与实践入手,阐述了新形势下化学实验室安全管理体系存在的问题及应对措施。

硫酸盐还原菌在顶空体积变化条件下所致镍的微生物腐蚀研究

目的通过改变厌氧瓶内顶空体积,研究硫酸盐还原菌(SRB)对金属镍的微生物腐蚀(MIC)机理,进而为镍基合金的腐蚀防护提供依据。方法通过生物学检测技术、表面分析技术和电化学技术,评估了金属镍的MIC行为。结果随着顶空体积的增大,更多的H2S以气体的形式析出到顶空,液相中硫化物浓度越低,SRB浮游和固着细胞数越高,点蚀坑越深,镍的腐蚀速率越高。在200mL的固定培养基体积下,顶空体积为90 mL和450 mL的镍试样失重分别是10 mL时的1.1倍和1.4倍,相应的点蚀坑深度分别增加了1.6倍、2.3倍。在孵育7 d后,顶空体积为450 mL时低频阻抗模值最低,同时获得最大的腐蚀电流密度,达到7.64×10^(-6) A·cm^(-2)。结论利用细胞外镍氧化释放的电子在SRB细胞质中进行硫酸盐还原在热力学上是有利的,SRB所导致的镍的腐蚀属于EET-MIC。

新时代开放大学服务乡村振兴人才培养的研究与实践

乡村振兴是关乎国家现代化建设的重要战略,而人才是第一资源,乡村人才培养是实现乡村振兴的重要支撑。开放大学以其独特的办学优势,在乡村人才培养方面发挥着重要作用。本文以重庆开放大学为例,探讨了开放大学开展乡村振兴人才培养的逻辑起点、实现基础,分析了乡村振兴人才培养的现状问题以及路径成效。

阴离子掺杂稳定c-ZrO_2的第一性原理研究

利用密度泛函 (DFT)中的PW91PW91方法计算了碳和氮阴离子掺杂稳定c ZrO2 的机制。热力学计算表明碳元素和氮元素取代氧化锆晶格氧反应的吉布斯自由能均小于零 ,这表明两种取代反应都是可以进行的。结合阴离子掺杂稳定作用能计算和结晶学理论分析认为氮元素主要以替代晶格氧引入空位的方式稳定四方或立方氧化锆 ,而碳元素则是首先扩散进入氧化锆的八面体空隙 ,随八面体体积收缩和热处理温度的升高 ,转变为替代晶格氧引入空位的方式稳定四方或立方氧化锆。同时 ,分析认为不同氮源和初始氧化锆相成份也影响着立方或四方氧化锆的稳定作用。

(ZrO_2)_n(1≤n≤5)团簇的结构及其光谱特征

应用密度泛函理论方法计算了各种可能的(ZrO2)n(1≤n≤5)团簇结构,同时模拟了对应团簇结构的红外光谱。氧化锆团簇中,锆氧原子间最大程度的交互连接是最稳定的结构。团簇的红外光谱表明:600～700cm–1附近的峰对应着氧化锆团簇的Zr–O–Zr–O四元环振动,800cm–1附近的峰对应着氧化锆团簇的Zr–O–Zr–O–Zr–O六元环振动,大于900cm–1的峰对应着氧化锆团簇的自由氧原子的Zr—O振动。实验分析与理论计算结果表明:500cm–1附近较强的特征振动峰对应着四方氧化锆的特征振动。

改性碳纳米管/壳聚糖复合材料的制备及防污性能

通过控制溶液的p H,在酸性条件下制备了单层多巴胺改性的多壁碳纳米管,然后以戊二醛作为反应中间桥梁,共价接枝制备得到碳纳米管/壳聚糖复合材料。通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)和热重分析法(TGA)对复合材料的结构和性能进行表征,结果表明碳纳米管的管壁外面和管端都被均匀包覆起来,包覆层厚度在6 nm左右;采用多巴胺单层膜包覆碳纳米管,达到了减小对碳纳米管结构造成破坏同时增加表面活性基团数量的目的,使得复合材料中壳聚糖的接枝量增加到71.78%。复合材料兼具了壳聚糖和碳纳米管在抑菌性、缓释、硅藻生长抑制方面优异的性能,在对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鳗弧菌及小舟形藻、成排舟形藻的防污性能实验中,复合材料在抑菌及抑制硅藻生长方面均表现出广谱、长效的抑制性能。

氧化锆相变稳定机制的研究进展及应用

综述了氧化锆相变的机理及相变稳定的影响因素,认为空位是影响氧化锆相稳定性最重要因素;对ZrO2相变增韧增强陶瓷材料的作用及作为固体电解材料、催化剂及催化剂载体方面的应用也作了简单阐述;并对今后的研究工作做了展望。

SiO_2掺杂稳定ZrO_2界面Si—O—Zr键形成的量子化学研究

依据SiO2掺杂稳定ZrO2溶液中可能存在的各种生长基元及界面反应产物的团簇模型,利用密度泛函理论计算获得了各团簇的结构参数、原子的Mulliken电荷分布、红外活性振动光谱和反应的Gibbs自由能。理论红外光谱分析证实了SiO2/ZrO2界面Si—O—Zr键的形成,同时发现460cm-1左右的特征峰不应归为链状Si—O—Si键的振动,而应是环状Si—O—Si键的振动光谱。此外,Mulliken电荷分布和热力学研究表明:SiO2掺杂稳定的ZrO2四方到单斜相变温度和相变临界尺寸的增加是由于界面Si—O—Zr键的形成降低了与邻近锆配位羟基氧的电荷所致。

反应温度和升温速度对氧化锆相转变的影响

利用液相沉淀方法制备了未掺杂、氧化钇掺杂和氧化钐掺杂的纳米级氧化锆粉体。实验结果表明,高的反应温度和煅烧过程中快的升温速度明显增加了前驱体溶液中单斜氧化锆的形核数。实验和密度泛函计算结果分析认为,高的反应温度和快的升温速度均是通过降低氧化锆前驱体网状结构的有序度来影响最终的氧化锆晶型。

氮原子在Ni平坦和缺陷表面上的吸附和振动

构造了氮 镍相互作用的 5 参数Morse势 ,研究了氮原子在Ni(10 0 ) ,Ni(110 )和Ni(111)平坦表面的吸附和振动 ,获得了氮原子在三个低指数表面的吸附位、吸附构型、结合能和本征振动等数据 ,计算结果与实验结果非常吻合 .同时 ,与Ni(10 0 )表面对比 ,系统研究了氮原子在Ni(5 10 )台阶面的吸附和扩散 .计算结果表明 ,氮原子在台阶下部形成最稳定的吸附态 ,台阶对下台面上扩散的氮原子形成捕获势 。

新工科背景下海洋材料工程专业研究生产学研融合特色培养策略

新工科背景下的海洋材料交叉专业建设方案是我国高等教育改革发展的重大举措,为应用型大学学科发展提供了新的专业发展方向。介绍中国海洋大学材料学院2010—2020年的材料工程专业研究生以提升工程能力为导向的产学研相融合的特色化培养模式,通过建立和完善优质的专业研究生实践基地和培养体系,引进国外师资打造双语课程,激发研究生的创新精神和自主研发能力,以满足国家对海洋材料工程高水平专业应用人才的需求,也为相关行业材料工程及其产教融合提供参考。

微乳液技术在纳米粒子制备中的应用

由于对控制微粒尺寸具有独特的优势 ,微乳液方法制备纳米材料正在引起人们的极大兴趣。介绍了微乳液方法及其微反应器的形成和结构 ,讨论了影响微乳液法制备纳米粒子形态和大小等方面的因素及应用研究进展。

高能球磨和溶胶凝胶制备碳纳米管掺杂TiO_2复合粉体及其性能

采用高能球磨法和溶胶-凝胶方法制备了碳纳米管掺杂的TiO2纳米复合粉体,通过扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外分光光度计等方法对比分析了复合粉体的形貌、微观结构以及光催化活性。实验结果表明,5%碳纳米管掺杂的TiO2复合粉体的光催化活性得到了有效提高,其中高能球磨法制备的复合粉体颗粒细小、分布均匀,具有更好的光催化活性和实际应用意义。

Y_2O_3掺杂稳定ZrO_2配合物的前驱体分子结构及小尺寸效应

利用密度泛函理论中的B3LYP方法,计算了前驱体溶液中可能的锆和钇生长基元及相应的浓缩长大配合产物的结构。深入探讨了氧化锆前驱体溶胶中分子的结构、原子的Mulliken电荷布局和晶粒生长机制。理论结果表明掺杂引起粒径尺寸减少是由于掺杂引起氧桥聚合速度减慢和颗粒间吸引力的减弱。

超疏水表面改善铝基材料的抗海水腐蚀性能

通过聚乙烯亚胺与十四酸的反应,在铝表面构建稳定的超疏水膜。以X射线衍射,原子力显微镜,扫描电镜,接触角测量仪等手段表征超疏水表面的形成机制与表面结构特征,并利用电化学阻抗方法研究了超疏水表面对铝在海水中的腐蚀行为的影响。结果表明,在铝表面形成了一层近似珊瑚状的超疏水膜,海水的接触角大于150°。通过电化学阻抗图谱测试空白样与试样的耐腐蚀性能,表明这种特殊的表面结构的超疏水膜的确降低了铝在海水中的腐蚀速率。

羧甲基壳聚糖在酸性溶液中缓蚀性能

采用失重及电化学方法(EIS和Tafel曲线)研究了羧甲基壳聚糖(CM-chitosan)作为一种绿色缓蚀剂,在1mol·L-1HCl和0.5mol·L-1H2SO4溶液中对碳钢的缓蚀作用。结果表明,CM-chitosan是一种良好的缓蚀剂,且在1mol·L-1HCl溶液中的缓蚀作用要优于在0.5mol·L-1H2SO4溶液中的缓蚀作用。在HCl和H2SO4两种酸性溶液中,CM-chitosan在碳钢表面的吸附都遵循修正的Langmuir吸附等温式。

兼具抗疲劳和抗菌功能的双网络水凝胶的构筑及性能

目的 解决水凝胶力学强度过低问题,同时赋予水凝胶抑菌功能,满足应用需求。方法 以离子交联的海藻酸盐为第1层网络,以化学交联的聚丙烯酰胺(PAAm)为第2层网络,借助p H缓释调节剂D-(+)-葡萄糖酸δ-内酯(GDL)制备Cu^(2+)交联的海藻酸盐-聚丙烯酰胺(TG-Cu)抑菌水凝胶。利用傅里叶红外光谱(FITR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征双网络水凝胶的物理和化学结构。通过拉伸、压缩、Mullins测试和循环拉伸试验,研究TG-Cu水凝胶材料的力学强度和抗疲劳性能,通过细菌培养、稀释涂布平板法和活死菌荧光染色手段评价水凝胶的抑菌性能,通过ICP探究Cu^(2+)的释放。结果 Cu2+交联的TG-Cu水凝胶由离子交联和化学交联的两层网络构成,具有三维网络结构。当Cu盐的添加量为每组分0.187 5 mol时,其力学性能较好,弹性模量达到22.4 kPa,断裂韧性为659.5 kJ/m^(3),且具有预制缺口的凝胶样品在10 000次30%应变循环加载-卸载实验后,未观察到明显的裂纹扩展。抑菌试验结果证实,TG-Cu水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率最高可达99%。结论 Cu交联TG-Cu水凝胶材料在保证材料基体具有优异力学性能的同时又赋予其可观的功能性,实现了水凝胶结构设计与功能性的有机统一。

超细Fe_3Al粉末表面处理偶联剂的用量及其作用机理

为了将具有特殊功能性的超细粒子Fe3 Al粉末均匀地分散于聚合物基体中 ,利用溶解吸附的方法在超细Fe3 Al粉末表面涂覆了硬脂酸和硅烷A 1 72偶联剂 .采用TG分析法测定了两种偶联剂在Fe3 Al粉末表面的单分子层饱和吸附量 (硬脂酸 1 2 4 %、A 1 72 1 8% ) ;借助红外光谱测试结果讨论了两种偶联剂与Fe3 Al粉末表面之间的作用机理 ;借助SEM观察了超细Fe3 Al粉末在聚合物基体中的分散情况 .结果表明 ,未经偶联剂处理的Fe3 Al粉末在基体中大量团聚 ,在单分子层饱和吸附量下经两种偶联剂处理的超细Fe3 Al粉末能均匀地分散于基体中 。