学科竞赛驱动的机械创新实践教学模式探究——以上海大学为例

学科竞赛的开展为“新工科”实践课程教学改革提供了强有力的抓手。文中以上海大学为例,分析了机械制造创新实践课程的特点,剖析了现有教学模式存在的问题,推出了学科竞赛驱动的机械创新实践“赛课结合”教学新模式。围绕学科竞赛项目“驱动小车”展开了教学内容规划,介绍了教学资源构建及实施过程,从实施效果可以看出:“赛课结合”教学模式实现了以赛促教、以赛促学,助推创新性复合型工程人才培养。

浅谈社区学院的发展——以上海大学社区学院为例

本文以上海大学社区学院为例,在与美国社区学院的比较中简述了中国的社区学院的缘起与发展,通过详细分析上海大学社区学院的特点、当前存在问题,对今后社区学院的发展提出了相关的建议和措施。

资助育人视域下贫困学生心理问题与经济困难关系分析——以上海大学为例

当前,虽然高校资助体系有效改善了贫困学生的物质生活条件,但是贫困学生群体仍然存在较深层次的心理问题。基于此,以上海大学本科和研究生家庭经济困难学生为研究对象,利用SPSSPRO在线数据分析平台,采用问卷调查法对贫困学生的家庭情况、受资助情况、勤工助学情况、人际关系、心理问题等方面进行了分析,研究发现该学生群体的心理问题与经济贫困有直接关系,并且学校在学生心理辅导方面较为欠缺。

融合STEM教育理念的混合式教学改革探索与实践——以重庆大学新能源材料与器件课程为例

创新驱动已经成为当代经济社会进步的主要引擎,而构建综合性高素质人才队伍是推动科技创新的关键。为培养满足经济社会快速发展需求的创新应用型综合人才,高校传统工科课程亟待改革。文章以新能源材料与器件课程为例,探索如何将“互联网+”思维与传统的教学内容、成熟的教学理念和新颖的教学方式相结合,以推动课程教学的现代化和创新。选用跨学科融合为特色的STEM教育理念与课程相结合,探索出新型的“内容—理念—模式”的混合式教学思路。融合STEM教育理念的混合式教学模式,强调以学生为中心,提升学生的主观能动性与创新性思维,注重理论与实践相结合,培养新能源领域的基础研究与工程技术人才。

政产学研协作数据库的知识产权保护机制研究——基于上海材料基因组数据库的范式分析

从项目管理角度研究政产学研协作数据库的知识产权保护机制,基于数据库项目管理五阶段论提出适用于政产学研数据库的知识产权管理模型,并以上海材料基因组数据库项目为例,详细阐述项目启动阶段的数据库知识产权战略部署、项目计划阶段的数据库知识产权计划设置、项目实施阶段的数据库知识产权保护措施、项目监测阶段的知识产权管理、项目完成阶段的知识产权运用,形成一套系统化、全方位的政产学研数据库项目的知识产权保护体制。

新能源材料与器件课程O2O智慧教学模式探索

新能源材料对“碳达峰、碳中和”国家战略目标的实现具有重要的支撑作用。新能源材料与器件课程是新能源材料研究与应用的基础,也是新能源人才培养过程中的主干课程,现有教学模式很难满足对高质量新能源人才的培养,因此该文提出将“智慧教学”理念及“O2O模式”应用到课程教学的各个环节。通过信息化技术搭建智慧教育平台,延伸教与学的边界,建构出一种虚实相生、情境结合、意象交融的教学空间;通过智能化的方式提高教学效率,增强教学互动,提升学生学习效率,加强信息反馈和教学管理。从而开发教师和学生的聪明才智和主观能动性,使投入得到最大化产出、获得最优学习效果,支撑我国新能源人才的培养。

高分子材料与工程专业综合设计型实验教学探索

“高分子全流程实验”是一门涉及高分子化学、高分子物理和高分子工程的综合设计型实验课程,让学生完成对高分子材料从合成到性能表征及应用的全流程认识和实践过程,旨在培养学生综合运用高分子相关知识的能力,以及解决复杂工程问题的能力。基于工程教育理念,分别从课程内容、教学方法和手段、课程评价体系以及实验课程思政教育方面对课程进行了一系列改革探索,丰富了实验教学资源,提高了本科实验教学水平,为高分子材料与工程专业创新型人才培养提供了新思路。

SiC纤维预制体结构对SiC_(f)/BN/SiC复合材料致密化和力学性能的影响

为了研究碳化硅(SiC)纤维预制体的结构对SiC基体的化学气相渗透(CVI)工艺致密化过程的影响,利用模拟计算方法分析了2D叠层、2.5D和3D正交三种编织结构SiC预制体在SiC致密化过程中的孔隙结构演变规律,并采用三氯化硼-氨气-氢气-氮气(BCl_(3)-NH_(3)-H_(2)-N_(2))混合气体和三氯甲基硅烷-氢气-氮气(MTS-H_(2)-N_(2))混合气体作为前驱体,利用CVI致密化工艺制备出三种预制体结构的SiC_(f)/BN/SiC复合材料。结果表明,SiC纤维预制体结构不同,SiC_(f)/BN/SiC复合材料的致密化效率不同,其中2.5D纤维预制体的致密化速率最快,3D正交预制体的致密化速率最慢。致密化120 h后,三种预制体结构的复合材料密度均达到2.3 g/cm~3以上,开孔率为10%左右。三种结构的SiC_(f)/BN/SiC复合材料拉伸强度为130~170 MPa。在层间剪切过程中,2D结构SiC_(f)/BN/SiC复合材料与2.5D结构SiC_(f)/BN/SiC复合材料样品都出现了XY面的纤维剥离现象,而3D结构SiC_(f)/BN/SiC复合材料样品发生了正交Z向纤维的断裂。由此可知,SiC纤维预制体结构影响了所形成复合材料的致密化过程和力学性能。

C/C-HfC复合材料的抗烧蚀性能

以无机铪溶液为前驱体,采用化学气相渗透法(CVI)和前驱体浸渍裂解法(PIP)制备密度为2.14 g/cm^(3)的C/C-HfC复合材料,分析其微观结构和组成,测试材料的抗烧蚀性能。结果表明:HfC陶瓷均匀地分散于基体的孔隙中,且与基体结合紧密。引入HfC陶瓷可以显著增强C/C复合材料的抗烧蚀性能。在相同的热流条件下,烧蚀时间为120 s时,C/C-HfC复合材料的线烧蚀率为6.20×10^(-2)mm·s^(-1),质量烧蚀率为2.03×10^(-2)g·s^(-1),分别比C/C复合材料降低了48.33%和40.12%。在烧蚀过程中,HfC会与热流中的氧气反应生成熔融的HfO_(2),均匀地覆盖在基体的表面形成保护层,隔绝热流,防止基体被氧化,同时阻止热量的传递。熔融HfO_(2)的蒸发也会带走表面的部分热量。随着烧蚀时间的增加,HfO_(2)的损耗会逐渐上升,基体表面的保护层会逐渐被破坏,热流对基体产生的烧蚀损伤会更为严重。

与45钢对摩材料干摩擦条件下的摩擦学性能

为选择与45钢对摩的摩擦副材料以适应干摩擦苛刻工况,采用RTEC多功能摩擦试验机,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、改性聚醚醚酮树脂(改性PEEK)、浸渍呋喃树脂碳石墨(M120K)和浸渍巴氏合金碳石墨(M120B)4种配副材料的摩擦学性能进行测试,并利用扫描电子显微镜对磨损表面进行观察和分析,从微观角度揭示了4种材料的摩擦磨损机理。结果表明,随着载荷和转速的增加,平均摩擦系数大致呈现出M120B<UHMWPE<改性PEEK<M120K的规律,磨损率则大致呈现出M120B<改性PEEK<M120K<UHMWPE的规律。当载荷增大时,UHMWPE和M120K由磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损;改性PEEK以粘着磨损为主并伴随轻微的磨粒磨损;M120B表现出磨粒磨损与粘着磨损共存的形式。当转速增大时,UHMWPE和M120B以磨粒磨损为主并伴随轻微的粘着磨损;改性PEEK和M120K以粘着磨损为主并伴随轻微的磨粒磨损。

钨/石墨烯/钨和钨/石墨烷/钨面向等离子体材料的 抗辐照和力学性能: 第一性原理计算

设计了钨/石墨烯/钨和钨/石墨烷/钨纳米层状复合材料作为热核聚变装置面向等离子体材料,利用第一性原理计算对氦原子填隙和钨空位形成能以及力学性质进行分析.计算结果表明,石墨烯和石墨烷能够捕获钨基金属中的氦填隙原子和钨空位结构缺陷,钨/石墨烯或钨/石墨烷界面可以提供钨自间隙原子与钨空位复合位点,两种纳米层状复合材料具有\自修复"性能.基于Fukui函数,可认为上述特性与钨/石墨烯或钨/石墨烷界面钨原子位点反应活性的变化有关.另外,石墨烯可以提高钨基金属的延展性,降低其各向异性.

碳纤维复合材料与金属间的电偶腐蚀行为

通过电化学测试研究了碳纤维复合材料与不锈钢、钛合金和铝合金偶对在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析了长周期电偶腐蚀后金属表面形貌及腐蚀产物的物相组成,并根据腐蚀失重法测定了电偶腐蚀速率。结果表明:316L和1Cr18Ni9Ti不锈钢、TC4钛合金与碳纤维复合材料间电偶腐蚀效应较弱,腐蚀速率较小,耐腐蚀等级均为1级,基本可以与碳基复合材料直接接触;5A06和2A12铝合金与碳纤维复合材料直接接触时,除自腐蚀外,电偶腐蚀效应显著,耐腐蚀等级均为8级,2A12铝合金的电偶腐蚀最严重,采取相应的防护措施后,腐蚀深度明显减小。

高温热处理对C/C复合材料组织结构和拉伸性能的影响

为了缓解C/C复合材料的脆性,使用自制的热梯度化学气相沉积(TG-CVI)设备对单向碳纤维预制体进行致密化,制备得到致密的C/C复合材料。通过高温热处理调节界面的结合强度和基体碳的石墨化程度,利用排水法测试复合材料的密度,万能材料试验机测试其拉伸性能,采用可视化石墨烯片层技术(VGT)对试样进行处理,使用偏光显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)分别研究复合材料的微观组织、界面和断面形貌、以及物相组成。结果表明,在相同沉积条件下,热处理后的C/C复合材料碳基体的石墨化程度提高,界面结合强度下降,拉伸性能下降。但复合材料最初的脆性断裂向拟延性转变,延伸率提高。

高温燃气环境下SiCf/SiC和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料力学性能及损伤

航空发动机中的碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC)因承受高温高速燃烧气体的氧化腐蚀而发生损伤甚至失效。本工作利用燃气发生装置模拟航空发动机中复杂燃气环境,将以一定比例混合后的航空煤油与液氧燃料点燃,形成高温高速燃烧气体对材料进行考核。对SiC_(f)/SiC复合材料分别进行1200℃燃气环境10 h氧化实验和1000次热冲击实验,探究环境屏障涂层(environmental barrier coating,EBC)对SiC_(f)/SiC复合材料的防护作用。对燃气环境考核后的SiC_(f)/SiC复合材料和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料进行单轴拉伸强度测试,并利用扫描电镜对其断口及截面微观形貌进行观察。结果表明:在燃气环境下氧化10 h后,SiC_(f)/SiC复合材料和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料内部没有发生明显的界面层及纤维氧化,单轴拉伸强度下降不到2%;在燃气环境下经过1000次热冲击后,在SiC_(f)/SiC复合材料内部形成多处微裂纹并发生了界面层的氧化腐蚀,单轴拉伸强度下降41.3%;EBC涂层可以有效保护SiC_(f)/SiC复合材料免受高温燃气的氧化腐蚀,SiC_(f)/SiC-EBC复合材料在经过1000次热冲击后的单轴拉伸强度下降16.6%。

GO改性C/C复合材料的制备及其电磁屏蔽性能

为了获得一种制备简单、成本低廉的电磁屏蔽材料,通过喷涂法在2D碳纤维(carbonfiber,CF)预制体上负载氧化石墨烯(graphene oxide,GO),并以硼酚醛树脂(boron-phenolic resin,BPF)作为前驱体,石墨烯负载碳纤维(GO/CF)作为预制体,通过热压成型和碳化工艺制备得到氧化石墨烯改性碳/碳复合材料(GO/C/C).采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、拉曼光谱(Raman spec-trum)、密度仪(densitometer)和矢量网络分析仪(vector network analyzer)对复合材料进行表征.结果表明,当GO的负载量为0.1%、0.3%时,GO/CF预制体的表面形貌最好;负载量为0.3%时,复合材料具有最高的孔隙率和最低的电阻率;负载量为0.1%时,复合材料在X波段的总电磁屏蔽效能最高,达到了43.84 dB,相比于空白样品提高了28.3%,已满足基本的商用需求.

汽车轻量化用金属材料及其发展动态

着重对国内外汽车轻量化所用的先进铝合金、高强度钢板 (TRIP钢 )。

一种简便测定有机电致发光材料能级的电化学方法

有机电致发光材料能带的准确测定对于有机电致发光器件研究至关重要。电化学方法(如循环伏安法)是表征有机材料的HOMO能级的简单而被广泛采用的方法。通常所用循环伏安法存在用料多、数值确定不明显等方面的缺点,因此我们改进了上述方法,将待测定材料在工作电极上成膜,采用线性扫描伏安法直接测定氧化电流起峰位置而得到其HOMO能级。再结合光谱数据就可以计算出材料的LUMO能级。研究表明该方法用料量少、快速、简便。

新型复合电接触材料的开发研究

报导了一种新型电接触材料的研究开发成果 .在目前普遍使用的银碳化钨 -石墨体系电接触材料的基础上 ,添加适量的碳化钛 ,并采用化学包覆技术在添加物粉体的表面全量镀银制成 Ag80 ( WC70 Ti C3 0 ) 1 7C3 (重量百分比 )复合粉末 ,经粉末冶金工艺制成新型复合电接触材料 .测试表明 ,该材料具有较好的综合性能 ,并较原有的银基复合电接触材料节银达 5 % .该材料已制成元件装配在开关上 ,并通过了开关试验 。

材料早期损伤的非线性超声诊断

对于材料微结构特征的检测,特别是材料早期损伤,非线性超声具有独特的优势。立足于非线性超声的发展历程,阐述了非线性超声的基本理论和数学模型,深入分析了非线性超声参量的影响因素,包括位错单极子模型、位错偶极子模型、析出物和微裂纹;阐述了非线性超声的实验方法,重点介绍了非线性超声纵波和表面波的检测方法;论述了非线性超声在闭合裂纹、疲劳及位错早期损伤、材料热老化、蠕变及材料辐射损伤等领域中的应用;最后总结了非线性超声检测技术在材料早期损伤应用中面临的机遇和挑战。

联苯乙烯类蓝色发光材料DPVBi的合成及发光性质研究

合成了联苯乙烯类蓝色有机发光材料DPVBi[4,4′ 二(2,2 二苯乙烯基) 1,1′ 联苯],用1H NMR,IR,元素分析等方法对其结构进行了表征。以DPVBi作发光层制备了电致发光器件,其结构为:ITO/CuPc/NPB/DPVBi/Alq3/LiF/Al,研究了器件的电致发光性质。器件最高亮度达4373cd/cm2,最大流明效率为1 24lm/W,在20mA/cm2电流密度驱动下的亮度为434cd/cm2,CIE色坐标为x=0 15,y=0 16,器件的蓝色发光具有较好的色纯度。重点对器件发光色度的稳定性进行了研究,结果表明,随电流密度(4～4000mA/cm2)的变化,器件色度具有很好的稳定性。