构建融入STS理念的大学物理实验教学模式

我们应构建融入STS理念的大学物理实验教学模式,将STS教育理念贯穿于整个大学物理实验教学过程中,让物理实验回归到真正的生活中去,体现出其最本质的东西。通过培养学生解决问题、探索研究的创新意识,实事求是、不畏艰难的实验态度和辩证唯物、现代科学的思维方法,最终建立其用科技造福人类的社会责任感。

微纳结构ZnO荧光薄膜的电沉积及其物理特性研究

采用阴极电沉积法,以Zn(NO3)2水溶液为电解液,在透明导电玻璃ITO衬底上制备了ZnO薄膜,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了ZnO薄膜的微纳结构和表面形貌。用Fluoromax-P型荧光光谱仪测量了样品的室温光致发光光谱,观察到550nm处的黄绿光发射峰,认为与样品中由导带到氧填隙引起的浅受主能级的电子跃迁有关。对样品进行500℃真空退火,研究了退火前后薄膜的结构及导电性能的变化。结果表明,退火处理使薄膜的均匀性和结晶质量得到改善,导电性明显增强。此外,还观察了薄膜的阴极射线发光。

实验室用悬浮式阴极铝电解槽及其电场的有限元分析

提出了一种实验室用悬浮式阴极铝电解槽的结构形式,并用200 A和300 A该结构电解槽分别进行了纯铝及铝-钪合金的电解试验,用ANSYS软件对电解槽内的电势及电流密度分布进行了有限元分析.结果表明,电解槽的结构是可行的,电流效率可达80%左右,特别适合在实验室中用于铝电解技术的研究.

人工神经网络在钢铁材料研究中的应用

人工神经网络是近年发展起来的模拟人脑生物过程的具有人工智能的系统,在钢铁材料研究中有着广阔的应用前景。人工神经网络可根据钢的化学成分和/或加工工艺参数对微观组织、相变温度和时间及性能等做出快速准确预测,并可用于研究钢的上述各影响因素间的相互关系。研究人工神经网络也可用于钢的冶金过程及钢的表面处理过程工艺参数的预测及控制。

硅基薄膜太阳电池窗口材料的研究进展

综述了硅基薄膜太阳电池窗口材料的发展及应用现状,比较分析了几种常用窗口材料的光电性能,并讨论了掺杂剂的影响。最后展望了太阳电池窗口材料的研究和发展趋势。

ZrB_2基层状复合材料的制备与性能研究

以SiC颗粒和纳米SiC晶须复合增韧的ZrB2为基体层,以金属Mo为界面层,采用轧膜成型和热压烧结的方法,在1950℃,1h,25MPa压力/Ar气氛的条件下,成功制备了ZrB2/Mo层状复合材料。结果表明:制备的ZrB2/Mo层状复合材料的室温断裂韧性可达9.3±0.21MPa·m1/2;通过对Mo界面层的合金化可使其抗弯强度达到400±36MPa,并且减弱了Mo层的室温脆化,克服了层状材料开裂现象。其主要增韧机制包括裂纹分叉钝化、裂纹偏转、裂纹沿界面层并行扩展等。Mo与ZrB2基体层发生界面反应生成MoB,ZrB以及Mo5SiB2,从而形成了强结合界面,影响了层状结构强韧化优越性的发挥。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料电弧焊研究进展

综合分析了碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)电弧焊焊接性。阐述与评价了国内外SiCp/Al复合材料电弧焊研究现状,分别讨论了钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护焊、等离子弧焊在连接该复合材料时存在的主要问题、解决措施、最新工艺要点。结合作者实验结果对SiCp/Al复合材料钨极氩弧焊进行重点分析,并展望了其电弧焊的发展方向。

微波烧结SiC—Cu/Al复合材料的工艺及机理(英文)

用微波烧结工艺成功制备了铜包裹碳化硅颗粒增强铝基(SiC–Cu/Al)复合材料,利用扫描电镜和X射线衍射分析仪对烧结样品进行表征,并讨论了烧结过程及机理。研究表明:采用多晶莫来石纤维棉、硅碳棒和氧化铝坩锅组合设计的保温结构能很好地促进烧结。烧结温度为720℃时,SiC–Cu/Al复合材料的密度取得最大值为2.53g/cm3。SiC–Cu/Al复合材料的硬度随烧结温度的升高的变化成马鞍状。烧结温度对样品显微结构的影响较大,随着烧结温度的升高,相分布的均匀性降低,在较高的烧结温度下会出现SiC颗粒的偏聚。涡流损耗和界面极化损耗是促进微波烧结的主要动力。

负热膨胀材料研究进展

本文介绍了负热膨胀材料的制备技术、结构、性能、应用及热缩机理研究的主要进展。分析了负热膨胀材料合成及其应用中存在的主要问题,讨论了刚性单元模模型及其局限性,给出了热缩机理理论和实验特别是第一性原理声子谱计算和拉曼光谱研究的最新进展、存在问题及发展趋势。指出了负热膨胀材料研究中应重点解决的一些重要问题。

衬底材料对μc-Si:H薄膜结构特性的影响

对在不锈钢和玻璃衬底上沉积的μc-Si：H薄膜进行了拉曼光谱和扫描电子显微(SEM)分析。拉曼分析显示在相同的工艺参数下,玻璃衬底上沉积的μc-Si：H薄膜的晶化率高于不锈钢衬底上沉积的薄膜,这可能是由于衬底与等离子体之间的电势差不同和衬底表面形貌两方面所致。SEM观察表明玻璃衬底上沉积的μc-Si：H薄膜由尺寸介于200～100nm的团簇构成。

烧结工艺对SiC/Cu–Al复合材料的力学性能及断裂行为的影响

以Cu包裹SiC颗粒为增强体,分别采用真空热压烧结和常压氩气气氛保护烧结方式制备含5%(体积分数)SiC颗粒的SiC/Cu–Al复合材料。研究了不同烧结温度对样品密度、Vickers硬度和弯曲强度的影响。采用X射线衍射、扫描电镜对样品的晶相组成和结构进行了测定。结果表明热压制品相对常压烧结制品的晶相组织均匀,晶粒细小。热压烧结可以大大提高SiC/Cu–Al复合材料的致密度,最高达到理论密度的99.9%。热压烧结的制品的硬度得到提高,550℃热压烧结的制品硬度最高可达到65MPa,575℃烧结时,其最大抗弯强度为190MPa,断裂机制主要是增强的颗粒断裂和基体撕裂。

新型氧分离材料YBaCo_4O_7的氧行为与应用

YBaCo4O7是一种具有奇特氧吸附行为的材料,它在300℃左右的较低温度时就可以吸附其自身质量3%的氧,并且所吸附的氧在400℃可以快速脱附,同时具有稳定的循环特性,是一种非常有潜力的氧分离材料。介绍了YBaCo4O7的晶体结构及在外界温度变化时所产生的独特氧吸附/脱附特性;综述了晶格中不同位置的元素掺杂替代对其氧特性的影响;并对此类材料在透氧膜、脱氧纯化剂等方面的潜在应用进行了初步探索,最后总结了当前存在的一些问题并展望了可能的解决途径。

内燃机活塞材料及其相关技术

在介绍了内燃机活塞的工作状况和国内外其常用的铝合金、铸铁、钢和陶瓷等材料的性能和应用、及其相关技术后指出 ,我国不仅应加强活塞主要材料共晶铝硅合金的综合技术和工艺等的研究外 ,还应加强过共晶铝硅合金的研究。

30%SiC_P/LD2复合材料的TIG焊研究

采用钨极氩弧焊的方法对30%SiCP/LD2高体积分数复合材料进行了焊接实验,研究了在同种TIG焊焊接规范参数下LD2-LD2、LD2-30%SiCP/LD2、30%SiCP/LD2-30%SiCP/LD2三种不同材料组合焊接性差异,分析了焊接热输入对接头强度的影响。实验结果表明:LD2-LD2焊后接头强度高于其他两种;焊接热输入过大和过小都会造成接头强度的损失。利用光学显微镜和扫描电镜观察分析了30%SiCP/LD2复合材料TIG焊接头强度损失的机理,认为接头区形成少量的气孔及SiC颗粒的偏聚是造成接头强度下降的主要原因,接头区未见Al-SiC界面反应现象。着重分析了气孔类型、形成原因及防止措施。在此基础上,通过合理的接头区坡口设计、选择合适的焊丝成分、制定合理的焊接工艺规范,认为采用钨极氩弧焊方法焊接30%SiCP/LD2高体积分数复合材料是可行的。

铜包裹氧化铝粉体增强铝基复合材料的研究

用非匀相沉淀的方法制备出了纳米铜颗粒包裹Al2O3的复合粉体,并制备出铝基复合材料,对包裹粉体的形貌、铝基复合材料的微观结构和性能进行了分析研究.结果表明:包裹层铜颗粒呈球形,团聚少,尺寸在10～20 nm左右,铝基复合材料当中包裹粉体位于晶界处,分布均匀;铝基复合材料的密度和显微硬度都有一定提高,耐磨性能也比较高.

电解低钛汽车轮毂材料的研究

本文应用原位钛合金化、细晶化的电解低钛铝基合金为母材生产汽车轮毂材料——A356合金,对其微观组织及性能进行了研究。研究发现:电解低钛A356合金较传统的熔配加钛A356合金组织细化,一次枝晶细小,二次枝晶臂间距短;经过T5短时处理,硅相球化良好,颗粒细小,强化元素Si、Mg在基体中均匀、弥散析出。电解低钛A356合金具有高强度和高韧性的良好力学性能匹配,σb≥300MPa和δ≥8%的性能比传统熔配加钛的A356合金强度和塑性均可提高20%以上。

新型负热膨胀材料的研究

介绍了近几年负热膨胀材料的研究成果及其主要发展,分析了此类材料的负热膨胀性能、结构特点、制备技术、应用中存在的主要问题及发展趋势,探讨了负热膨胀材料在今后研究中所面临的问题。

RE对原位TiB_2/Al-7Si复合材料组织及性能的影响

采用混合盐反应法原位合成TiB2/Al-7Si复合材料,在添加适量Mg元素的基础上,研究了RE元素对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,加入适量RE元素,不仅能够细化α-Al和共晶Si相,而且能够增大TiB2颗粒与铝基体的润湿性,有效地阻止TiB2颗粒的团聚,使TiB2颗粒更加细小且分布均匀;加入0.6%RE后,硬度提高幅度约为12.9%,磨损失重量减少11%～19%,摩擦因数减小6%～12%,复合材料的硬度和耐磨性明显改善。

制备工艺对氧化铝包裹铝复合材料性能的影响

采用非匀相沉淀法和常压烧结的方法制备出了Al2O3包裹Al复合陶瓷。研究了起始Al(NO3)3浓度、氨水滴定速度、反应体系pH值以及煅烧温度等工艺条件对包裹粉体性能的影响,同时对Al2O3/Al复合陶瓷的微观结构和性能进行了研究。结果表明,Al(NO3)3溶液浓度控制在0.2mol/L,滴定速度为25ml/min,反应体系pH值为8￣9时可以获得团聚少、分散性好的Al(OH)3包裹Al粉体,α-Al2O3的转变温度降至1000°C左右。Al2O3/Al复合陶瓷结构致密,包裹层中的Al2O3为500nm左右,复合材料的断裂韧性有显著提高。

MPCVD实验条件对碳氮纳米管薄膜场发射性能的影响

通过正交设计试验法研究了微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)实验条件对碳氮纳米管薄膜场发射性能的影响.结果表明,当微波功率为1 500 W、反应气压为8.5 kPa、甲烷、氮气和氢气的流量比为8:20:80时,制备的碳氮纳米管薄膜场发射特性最好,其开启电场强度为3.2 V/μm,电场强度为8.0V/μm时的电流密度为3.5 mA/cm2.