从模拟到实验——基于应用型设计型材料工程人才培养模式的教学改革

通过论述计算模拟与理论教学和传统实验教学的依存关系,文中构建了一种从模拟到实验,加强材料工程类人才应用和设计能力培养的教学模式。这种模式引入计算模拟作为当前理论教学和实验教学的桥梁,形成了材料类专业理论和实验教学基础-设计-研究型三位一体的教学改革模式。同时论述了这种新型教学模式的必要性和可行性,认为这种新型教学模式为理论教学开辟了一条新的途径,也对实验教学起到了推动作用。

对大学工科学生素质教育的一点思考

阐述了大学工科与理科教育的特点及现行大学工科学生在素质培养方面的不足,指出了大学工科学生在现行基础知识的学习与实践之外,至少还应拥有一定的经济学知识、伦理学知识、美学常识和审美意识等三方面的知识。

材料科学基础课程教学实践与探索

材料科学基础是材料科学与工程学科相关专业本科生的一门非常重要的专业基础课。结合我校的教学实践,探讨了如何灵活合理地运用各种教学方法以及教学手段进行材料科学基础的教学,以适应新时代的教学改革要求,提高教学质量,培养更多优秀的人才。

制备工艺对铝基复合材料增强体颗粒分布均匀性的影响

采用高能球磨法混料和低温快速热挤压相结合的粉末冶金工艺制备了SiCp/6066Al复合材料,研究了制备工艺对增强体颗粒分布均匀性的影响。结果表明:高能球磨法混料是显著改善增强体颗粒形貌、细化增强体颗粒粒度,在基体更小的微区域中实现增强体颗粒数量分布均匀性的最有效混料方法;低温快速热挤压利用基体的较低塑性和强大物理变形量使增强体颗粒进一步细化,得到的细小等轴颗粒更易随着基体的塑性流动而呈弥散均匀分布,进一步改善或消除微区域内增强体颗粒的偏聚或尽可能降低偏聚的程度。两种方法相结合是实现增强体颗粒微观分布均匀性的最有效方法。

材料物理专业创新型人才培养实践教学体系的构建与实践

结合材料物理专业实践教学体系的构建与实践,围绕创新型人才培养的目标要求,建立了以培养实践创新人才为目标、以"三维一体"教学内容和方法为核心、以师资和平台建设为基础、以科学管理为保障的实践教学体系,提高了人才培养质量和办学水平,形成了自己的办学特色.

界面特征对颗粒增强金属基复合材料弹性模量和界面阻尼的影响

通过将颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)中的界面层和增强颗粒视为等效增强体,结合SiCP/Al复合材料,计算了界面厚度和界面结合强度对PRMMCs的弹性模量和界面阻尼的影响.理论结果表明:无论增强体中是否计入界面体积,弹性模量随界面层厚度减少而增加,随界面结合强度提高而增加;而界面阻尼则相反;当增强体中计入界面体积时,较厚的界面对弹性模量和界面阻尼影响较大.理论研究与实验结果相符,并为实际制备复合材料时控制界面提供了科学依据.

12%SiC_P/Al复合材料制备工艺及力学性能研究

对碳化硅颗粒进行表面氧化酸洗处理,采用粉末冶金加热挤压工艺制备了12%SiCp/Al(体积分数)复合材料。利用金相显微镜和电镜对微观组织进行了观测,拉伸试验测试复合材料的力学性能。试验结果表明:SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀;T6热处理条件下12%SiCP/Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别约为472.4 MPa、525.7 MPa,伸长率为6.5%,弹性模量为92.7 GPa。

液化天然气运输船及其储罐用材料的研究进展

回顾了LNG(液化天然气)运输船及其储罐用材料的发展史,对比分析了低温LNG储罐的主要结构材料Ni36因瓦合金、9%Ni钢和5083铝合金,简要阐述了LNG运输船及其储罐用材料的研究及应用现状,并展望了其储罐用低温铝合金的发展趋势。

SiC_P/Al复合材料力学性能及显微结构分析

采用粉末冶金+热挤压法制备了10%SiCP/6066Al(体积分数)复合材料。对材料拉伸性能进行了研究,并利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对微观组织结构进行了观测。实验结果表明:SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀;T6热处理条件下10%SiCp/6066Al复合材料的抗拉强度和屈服强度分别约为430.5、354.1MPa,其延伸率为5%,弹性模量为84.5GPa。加入SiC颗粒后合金基体晶粒细化同时位错密度提高,位错强化和细晶强化在SiCP/Al复合材料的强化机制中起了主要作用。

材料学专业固体物理课程教学改革与实践

分析了目前材料学本科专业的固体物理课程所存在的不足,依据材料专业的特点提出了该课程内容设置和相应的教学方法和考核体系等的改革方案和具体实施办法,以及效果.教学实践表明:此改革能充分发挥学生的主观能动性,提高学生学习的兴趣和实际分析问题、解决问题的能力,培养创新意识,有利于提高教学质量.

ZnO/TiO_2纳米管复合材料的制备及光电化学性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管,然后用光化学沉积法在TiO2纳米管表面沉积ZnO纳米颗粒制备ZnO/TiO2纳米复合材料。对样品进行了Raman谱、XRD和SEM表征,通过测定光电流-时间(I-t)和开路电压-时间(OCPT)曲线对ZnO/TiO2纳米复合材料的光电化学性能进行研究。结果表明,沉积ZnO没有改变TiO2的相结构;复合ZnO提高了TiO2的光电性能;在Zn(NO3)2浓度为10-3 mol.L-1的条件下制得的ZnO/TiO2纳米复合材料具有较好的光电性能。

SiC_p/6066Al复合材料的制备工艺研究

重点探讨了一种制备SiCp/6066Al复合材料的新工艺,即高能球磨法与粉末冶金技术相结合,采用低温长时分段式烧结和低温快速热挤压工艺成功制备了高性能的10%SiCp/6066Al复合材料.研究了材料的微观组织结构和力学性能.材料的平均屈服强度、抗拉强度、延伸率与工艺相同但采用高温短时烧结相比,分别提高了82%,65%和300%.采用高能球磨法混料和低温快速热挤压工艺相结合,是实现增强体颗粒均匀分布的最有效方法.

成形温度对SiC_P/Al复合材料性能的影响

采用粉末冶金的方法制备12%SiC_p/6066Al(体积分数)复合材料,研究了热压与热挤压成形温度对复合材料性能的影响。结果表明,热挤压有利于SiC颗粒在基体中的再分布且是粉末冶金法制备SiC颗粒增强铝基复合材料的必要工艺,而热压则有利于提高增强颗粒与基体的界面结合强度;在高于基体固相点温度热压烧结而低于固相点温度热挤压时,金属基体强度高且界面结合牢固,复合材料的性能最佳。本工艺中12%SiCp/6066Al的最佳热压温度为560℃,热挤压温度为430℃。

《材料力学》课程教学改革与实践

材料力学是一门专业性强、应用性广的多学科相互渗透的交叉学科.分析了材料力学课程的教学现状,从教学内容、教学手段和教学方法等环节入手,探讨了开展课程教学改革的思路.实践表明:课程教学改革的实施,对于提高教学质量、培养高素质应用型人才具有重要的意义.

就业实习在大学工科教育中的地位和作用

在大量文献资料调查和与相关领域专家交流的基础上,从大学工科教育中大学实习的内容形式、与传统正课的关系、与就业见习的区别等方面,分析研究了以日本为代表的国外大学工科教育中就业实习的问题、现状、地位和作用,并简单介绍了目前国内的相关情况.分析表明:在国内职业高校中毕业见习制度由来已久,但是在国内高校工科教育中毕业实习制度基本上还没有建立,借鉴国外先进经验在我国高等院校中推广实施就业实习具有重要意义.

纤维增强复合材料疲劳渐进破坏过程的Monte-Carlo模拟

基于纤维增强复合材料的热/机械疲劳损伤机理,考虑纤维强度的统计特性和金属基体循环响应的特征,发展了纤维断裂、基体和界面局部循环塑性以及基体/纤维脱粘等细观模式控制的疲劳破坏分析模型,结合Monte-Carlo方法研究了复合材料在循环载荷作用下的渐进破坏过程和疲劳行为,将纤维的统计强度、基体热塑性以及界面特性与复合材料的疲劳寿命定量地联系起来。

纤维增强复合材料拉伸破坏过程的Monte-Carlo模拟

基于剪切滞后模型,采用影响函数叠加方法,得到复合材料在多纤维断裂下的应力场,包含了基体和界面塑性变形的影响。考虑纤维强度的统计特性,结合Monte-Carlo方法模拟了复合材料在拉伸载荷作用下的累计破坏过程。结果表明:复合材料拉伸强度的尺寸效应与纤维强度分布的统计性质以及微观损伤诱发的应力重分配有关。文中的研究为进一步发展基于破坏机理分析的复合材料在热/机械载荷作用下的疲劳寿命预测理论奠定了基础。

SiC_P/Al复合材料热处理及统计分析

采用四因素多水平组合热处理试验与统计分析相结合的方法研究了粉末冶金制备的12%SiCP/6066Al(体积分数)复合材料的热处理工艺参数与硬度间的关系。结果表明,复合材料与基体合金相比具有峰值提前效应;热处理工艺参数主效应由强到弱依次为时效时间、固溶温度、时效温度、固溶时间;时效时间与时效温度一级交互作用也较重要,其他一级、二级和三级交互作用较小。12%SiCP/6066Al复合材料的优化热处理工艺参数为530℃固溶90min,水淬170℃时效6h。

纤维增强复合材料拉伸强度的weak-link比例预测

为了讨论weak-link比例对强度预测的适用范围,基于纤维增强复合材料的渐进破坏机理,考虑纤维强度的统计特性,采用Monte-Carlo方法对材料在热/机械载荷作用下的拉伸强度分布进行了数值模拟分析。研究结果表明,在形状参数β=10的条件下,如果希望通过weak-link缩放比例对大尺寸材料的强度分布进行预测,则复合材料的临界尺寸应达到25根纤维的规模。小尺寸材料拉伸强度的分散性趋于稳定,即达到临界尺寸,是采用weak-link比例预测大尺寸材料强度分布规律的先决条件。研究方法为进一步发展基于损伤机理分析的复合材料在循环载荷作用下的疲劳寿命预测理论奠定了基础。

单晶纳米金属材料拉伸的分子动力学研究进展

综述了单晶纳米金属材料力学性能的最新研究进展。在模拟过程中,分子动力学的方法能通过原子之间的运动反映结构变形过程,因而得到了广泛的应用。介绍了单晶纳米金属纳米材料拉伸变形的分子动力学方法、系统模型的建立、力学性能、表面效应尺寸效应以及发展前景。