创新创业教育与高分子材料与工程专业教育融合的探讨

随着国家创新驱动发展战略的实施,新产业需要大量具有创新创业精神与符合新工科发展要求的专业人才。本文从创新创业教育融入专业教育面临的问题(例如,对创新创业教育理解不到位、课程体系不完善、实践环节薄弱等)与新工科背景下高分子材料与工程专业建设存在的课程建设、专业师资队伍培养与实践平台搭建的问题出发,提出可以从建立融合机制、培养新型师资力量与实践平台等三个角度探索促进创新创业教育与高分子材料与工程专业教育的融合发展。

核聚变堆钨/钢复合结构连接的研究现状

核聚变堆中的面向等离子体材料钨需要和结构材料低活化钢形成高质量连接,以制造出可满足极端苛刻工作条件的钨/钢复合结构件。介绍了钨/钢复合结构连接的难点,详细阐述了钨/钢复合结构的连接技术、连接接头的热应力与降应力方法以及力学性能等方面的国内外研究现状。指出对钨/钢复合结构导热性、抗热疲劳性及高温与强辐射环境下工作的可靠性要进行系统测试与分析,并以此为基础不断改进连接技术与工艺,标准化测试方法,确定钨/钢复合结构关键性能的优先顺序及指标等是今后核聚变堆钨/钢复合结构连接研究的发展方向。

碳纤维增强形状记忆聚合物复合材料的热-力学行为建模与影响因素

采用变形梯度分解的方法,基于热力学内变量理论,构建了适用于描述碳纤维增强形状记忆聚合物(CF/SMP)复合材料热-力学行为的热黏弹性本构模型。模型中考虑了材料的结构松弛效应和应力松弛效应,且适用于有限变形条件。依据该模型研究了一种CF/SMP薄板在受到单向均布载荷作用且处于平面应力状态时的碳纤维有效应变影响因素。理论上证实了虽然碳纤维的容许应变很小,但合理取向的纤维分布形式能使其应用于有限变形条件下而不被破坏。此外,分析了该CF/SMP形状记忆热-力学循环过程中形状记忆效应(SME)的影响因素。结果表明,碳纤维含量的增大和纤维倾斜角的减小会导致CF/SMP刚度增大,从而降低其形状固定率。此外,碳纤维体积含量和温度变化率对升温回复阶段也存在一定影响。上述研究方法和结果能对单向连续CF/SMP的设计与应用提供一定理论指导。

非晶态形状记忆聚合物热变形模型的比较

在变形受限条件下,形状记忆热力循环过程中的热应变会显著影响分子链的粘性流动,改变热力过程中的内变量演化机制,从而影响材料本构模型的整体预报精度。为此,结合典型的形状记忆时温历程,首次系统地比较了四种适用于描述非晶态形状记忆聚合物(SMP)热变形模型的预报能力。研究结果表明,由于相变模型不涉及温度变化率和时间迟滞效应,所以无法体现不同变温率条件下的热变形时温历程差异。与之相反,三种结构松弛模型均能准确地反映热变形在降温阶段中受变温率的影响和松弛阶段中随时间的变化。在升温阶段中,结构松弛模型Ⅰ、Ⅲ预报的热变形与降温阶段热变形在玻璃化转变区间出现了变温率相关的分离现象,相比模型Ⅱ更符合理论预期。

富氮唑类金属配合物的设计合成及应用

含能材料是一种特殊的能源材料,在国防和民用领域均具有特殊而重要的地位。富氮唑类含能金属配合物及其聚合物是含能材料的一个重要分支,它们在含能材料的起爆药、高能炸药、火箭推进剂和烟花等诸多领域均具有重要的研究价值和广阔的应用前景。本文从咪唑、吡唑、三唑、四唑和五唑等氮唑类含能金属配合物的理论设计、实验合成、性能评估和应用领域等方面近年来的研究进展进行了综述,梳理了用于结构调控、合成优化和性能提升等方面的先进策略,探讨了存在的问题,最后展望了在理论和实验研究上未来的发展方向。

MAX相表面金属晶须自发生长现象的研究现状与展望

以Sn晶须为代表的金属晶须自发生长现象由来已久,电子工业深受其害,但铅添加剂的使用使相关研究一度沉寂。新世纪伊始,"铅毒"迫使人们开发无铅化Sn晶须抑制策略。然而,复杂的影响因素阻碍了对金属晶须自发生长现象的全面认识。近年来,诸多研究表明MAX相基体具有与金属基体相似的晶须自发生长现象,并且晶须的再现性好、孕育期短、生长速率快、种类丰富。因此,将MAX相作为研究晶须自发生长的新平台,有望加快人们对这一普遍现象的全面理解。本文以金属晶须自发生长为背景,结合本课题组相关研究,综述MAX相表面金属晶须自发生长研究工作,从晶须生长的2个基本过程(形核与长大)分析,阐述自发生长机制,并展望MAX相上晶须自发生长的研究方向与潜在应用。