交通院校材料物理与化学专业硕士点教改探析——以重庆交通大学为例

立足于其本校材料科学与工程交通土建材料学科背景,重庆交通大学研究生材料物理与化学专业完成了从突出办学特色、重构特色课程体系与教学内容、改革课程教学模式、构建特色实践课程、强化"双师型"导师队伍、优化评估考核机制等几个环节的教学改革,有力推动了应用型高素质人才的培养。

地方高校拔尖人才培养模式探索——以重庆交通大学“材料物理菁英班”为例

为了适应社会发展需求,重庆交通大学以材料物理菁英班的方式从办学模式、人才培养目标、课程设置调整、管理制度、人才培养方式、教学模式等方面着手,对地方高校开展拔尖人才培养模式进行了有益的探索。实践证明,这些改革措施的实施为与重庆交通大学类似的地方高校开展拔尖创新人才培养提供了办学经验。

工程教育专业认证背景下材料科学与工程专业人才培养模式改革与探索

工程教育专业认证已成为提升中国工程教育质量的重要手段和推动建设一流本科专业的重要举措。以以学生为中心、产出导向和持续改进作为核心理念的工程教育认证标准对工程专业人才培养提出了新要求。本研究以重庆交通大学材料科学与工程专业为例,对接工程教育认证标准,从人才培养目标、学生学习指导模式、毕业要求、课程体系建设、持续改进机制、师资队伍建设等六个方面探索人才培养模式改革的路径,对完善本专业人才培养模式和加强学科建设具有重要的意义。

新工科背景下材料科学与工程专业《高分子科学》课程教学改革初探

《高分子科学》是一门集基础与应用于一体的课程,本文根据材料科学与工程专业的学科特点及"新工科"对高校教学内容改革的要求,结合学校《高分子科学》课程的实践与探索,在提高教学效果的同时满足"新工科"建设对工科应用型人才的需求。

基于工程教育专业认证背景的卓越人才培养新模式研究——以“材料科学与工程”专业为例

工程教育专业认证是当今高校工科专业发展的建设标准,是提升我国工程专业教育国际竞争力的有效途径。本文以材料科学与工程专业为例,探索工程教育专业认证背景下卓越人才培养新模式,为高校卓越人才培养提供思路与借鉴。

材料科学与工程专业“材料分析测试技术”教学及考核环节的思考

针对材料科学与工程专业的材料分析测试技术教学环节的不足,针对学校特色和专业背景提出以"目标导向"为基本原则,强化案例课堂教学,开展课堂讨论教学模式,增加实践环节,同时对现有多元化考核方式提出了不同见解,以期达到理论教学和实践教学考核相对独立的目的,从而达到良好的教学效果。

羟基化石墨烯对粉煤灰-水泥基复合材料性能的影响

石墨烯增强水泥基材料是目前该领域的研究热点,但石墨烯的分散性是该类研究的关键。因此,本工作采用不带羧基的羟基化石墨烯(HO-G)来研究不同掺量(0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%,质量分数)对粉煤灰-水泥体系的工作性能、力学性能和耐久性的影响。与粉煤灰-水泥体系相比,流动度测试表明HO-G对粉煤灰-水泥砂浆新拌浆体流动度影响不大;力学性能测试表明,HO-G能增强粉煤灰-水泥砂浆的力学性能,尤其是当HO-G的掺量为0.03%时,其28 d抗折、抗压强度分别提高了12.40%和18.48%;耐硫酸盐腐蚀和抗氯离子渗透的测试结果表明,HO-G的加入还能改善粉煤灰-水泥砂浆的耐久性。微观测试表明,粉煤灰和HO-G之间存在协同效应,HO-G能加速粉煤灰的二次水化反应以促进粉煤灰-水泥体系中更多的水化晶体生成,且凭借其模板效应可进一步规整水化晶体的生长模式和调控晶体排列结构,从而改善粉煤灰-水泥基体的微观形貌。

CoV-LDH@NiCo-LDH材料制备及赝电容储能性能研究

钴钒层状双金属氢氧化物(CoV-LDH)具有丰富的电化学活性位点,但仍然存在着低价钒源昂贵、制备困难、钒溶解等问题。研究采用电化学阴极还原法制备三维多孔状CoV-LDH电极材料,为提高CoV-LDH在碱性电解液中的稳定性,通过二次电沉积构建核壳结构CoV-LDH@NiCo-LDH复合材料,具有纳米球包覆纳米片微观形貌,且Ni、Co、V三元素分布均匀,增加了材料的活性位点与电解液的接触面积,降低了材料界面阻抗,赝电容储能性能有较大的提升。在1A/g电流密度下,CoV-LDH@NiCo-LDH比电容可达到995.8 F/g,远优于CoV-LDH的比电容(575.2 F/g),比电容显著提高了73.1%,具有优异的倍率性能,在50 mV/s扫速下,赝电容占比85%。在经过2000次循环后,循环稳定性可达85%。分析NiCo-LDH@CoV-LDH电极材料的反应动力学及能量储存机制,其不仅表现出电池型法拉第行为,而且表现出电容特性。将正极材料与活性炭(AC)负极组装形成CoV-LDH@NiCo-LDH∥AC非对称超级电容器,在1 A/g的电流密度下,比电容可达222.2 F/g;功率密度为222.2 W/kg时的能量密度为30.86 Wh/kg,该工作为钒基双金属氢氧化物材料的制备与储能应用奠定基础。

风力发电机叶片除冰技术及相关材料研究进展

风力发电机叶片在低温环境下极易结冰,会严重影响风电机组发电效率。针对风电叶片的除冰,分析风电叶片表面覆冰的原因及类型,综述目前国内外主要的风电叶片除冰技术,包括涂层除冰、机械除冰、气热除冰及电热除冰,其中电热除冰技术具有可观的发展前景。传统电热除冰技术能耗高,寻找新型的低能耗、高效率电热除冰技术已成为目前重点研发之一。石墨烯具有优异的力学性能和导电升温性能,在电热除冰领域具有发展潜力。

材料类专业本科生创新能力培养路径探索

在中国迈向创新型国家前列的关键时期,在重庆交通大学材料科学与工程专业顺利通过工程教育认证的背景下,该校在培养具有突出创新能力的材料类专业本科生中发挥作用,既是责任使命,又是担当作为。文章从本科生导师制、材料实验室、学科竞赛及课题项目等角度分析了该校目前在材料类专业本科生创新能力培养过程中存在的问题,并提出了解决方案。

道路石油沥青基碳包覆Fe_(3)O_(4)复合材料及其储锂性能研究

选取廉价的乳化沥青作为碳前驱体、以柠檬酸铁铵为铁源、氯化钠为模板,通过模板辅助法高温热解法制备了沥青衍生碳纳米片包覆Fe_(3)O_(4)复合材料(C@Fe_(3)O_(4))。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征C@Fe_(3)O_(4)复合材料的化学组成和微观结构形貌,并通过恒电流充放电测试、倍率测试、电化学阻抗、电流间歇滴定技术(GITT)等测试表征其电化学性能。结果表明,由柠檬酸铁铵在热解中产生的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒均匀地包裹在石墨化沥青衍生碳纳米笼中;作为锂离子电池的负极时,优化的C@Fe_(3)O_(4)-3复合材料在0.1 A/g的电流密度下循环100次后保持有910.85 mAh/g的优异可逆容量,且在1 A/g的大电流密度下循环240次后仍可以保留517.76 mAh/g的可逆容量。如此出色的循环稳定性主要得益于其精心设计的结构:高度石墨化石油沥青基碳纳米笼不仅提高了Fe_(3)O_(4)材料的导电性,还有效抑制了Fe_(3)O_(4)在充放电循环过程中的体积膨胀,提供了增强的电化学稳定性。这项工作不仅实现了低成本道路石油沥青的高附加值利用,而且可以推广到应用其他氧化物负极。

煤矸石基固体废弃物胶凝材料力学性能研究

为了拓宽与升级工业固体废弃物的综合利用途径,研究了加入煤矸石、磷石膏、赤泥等固体废弃物对煤矸石基胶凝材料力学性能的影响。研究结果表明:①掺入合理配合比的固体废弃物可制备力学性能优良的胶凝材料;②掺入适量的磷石膏对胶凝材料早期的力学性能有一定提升;③赤泥与矿渣的掺比合理有利于增强煤矸石基胶凝体系的强度。

人工智能背景下非物理类大学物理教学方法研究

通过在线课程和大数据技术对大学物理的教学方法进行了研究,主要从在线课程与考核相结合、课堂在线互动以及课后在线习题三方面对教学方法进行了探讨,研究发现,通过这三方面的教学改革可对学生学习情况进行深入地了解,并对学生实时督导.

纳米材料对玻璃纤维表面改性的研究进展

玻璃纤维具有耐热性好、抗腐蚀性能好,绝缘性好等一系列优异特性,是作为增强材料较好的选择,但其具有与树脂基体的相容性、浸润性较差等缺点。为了更好地发挥其承载功能,必需改善树脂基体与玻璃纤维的相容性及润湿性。因此,有必要对玻璃纤维表面进行改性。文章主要介绍了近年来纳米材料对玻璃纤维表面改性的研究发展状况,简要说明了纳米材料对其复合材料的性能影响;同时指出了其存在的问题并对前景进行展望。

聚乙二醇/SiO_2定形相变材料在沥青中的相变储热性能

利用多孔二氧化硅的良好吸附性,将不同计量的聚乙二醇在硅溶胶胶凝过程中吸附于硅凝胶的孔隙结构中制备聚乙二醇/二氧化硅定形相变材料(PEG/Si O_2 SSPCM);并将其与熔融沥青共混获得不同聚乙二醇含量的沥青-定形相变材料(Asphalt-SSPCM)。借助孔径分析仪和扫描电镜(SEM)表征了载体二氧化硅孔结构和PEG/Si O_2 SSPCM的表观形貌;通过X射线衍射仪(XRD)、综合热分析仪(DSC/TG)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)考察了沥青中PEG/Si O_2 SSPCM的晶体结构、储热性能、热稳定性及化学兼容性;通过本文作者课题组研发的温度模拟试验箱测试了Asphalt-SSPCM的降温效果。结果表明,二氧化硅凝胶具有丰富的孔结构并能将聚乙二醇吸附于其介孔结构中;沥青中PEG/Si O_2 SSPCM仍含有聚乙二醇晶体,其储热能力随聚乙二醇含量的增加而增大,当聚乙二醇含量为76.1%时,相变焓高达117.5J/g,且不同聚乙二醇含量的沥青-定形相变材料均表现出良好的热稳定性;PEG/Si O_2 SSPCM与沥青的化学兼容性良好,二者之间仅是物理作用;Asphalt-SSPCM的降温效果显著,可有效改善沥青路面的高温性能;并基于相变理论,分析了沥青-定形相变材料的相变储热原理。

生物吸附材料处理含六价铬废水的研究进展

介绍了藻类和微生物吸附剂在含六价铬废水处理方面的应用,重点综述了利用农林废弃物对六价铬进行吸附的研究现状,阐述了生物吸附六价铬的机理、影响因素[包括pH、吸附剂用量、Cr(Ⅵ)初始浓度、时间等]以及解吸处理。指出生物吸附法处理含六价铬废水目前存在的问题及发展方向。

聚乙二醇/石墨烯纳米片复合相变材料的制备及其性能研究

以聚乙二醇(PEG)作为相变工作物质,以具有优异导热性能的石墨烯纳米片(GNPs)作为导热填料,通过熔融共混法制备出一系列不同GNPs含量的PEG/GNPs复合相变材料。采用激光导热仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪等测试PEG/GNPs复合相变材料的导热性能、热物性、微观形貌、结晶性能及化学组成。结果表明,GNPs均匀分散于PEG基体中,形成能够加快热量传递的导热通路,复合材料体系的导热系数得以显著提高,而相变焓仅仅略微下降,当GNPs含量为2%时,复合材料体系的导热系数是PEG的249.7%,而相变焓损失率却仅为3.9%;PEG与GNPs二者间仅是物理吸附,并未发生化学反应,复合材料体系的结晶性能良好;PEG与GNPs复合相变材料的热响应速度更快,能源利用率因而更高。

相变材料在沥青混合料中的研究进展

基于相变材料应用于沥青及其沥青混合料中的研究现状,分析了适用于沥青混合料的相变材料种类以及相变材料的掺入方式,讨论了相变储热沥青混合料高温降温性、低温抗冰凝性的研究进展,并提出相变材料在沥青路面工程中应用的发展方向。

铝、氟复合掺杂对锂离子电池正极材料锰酸锂电化学性能影响

通过固相反应,以四氧化三锰(Mn_3O_4)中间体为锰源制备出锰酸锂(LiMn_2O_4)和氟、铝共掺杂的锰酸锂(LiMn_(1.9)Al_(0.1)O_(3.9)F_(0.1))锂离子电池正极材料。以XRD、SEM、充放电测试和循环伏安(CV)测试对其结构、形貌以及电化学性能进行了研究。结果表明,适量的铝(Al)、氟(F)掺杂未改变LiMn_2O_4的尖晶石结构。在0.2C倍率下,样品LiMn_2O_4和LiMn_(1.9)Al_(0.1)O_(3.9)F_(0.1)的首次放电比容量分别为120.1mAh/g和123.0mAh/g,循环100次后,容量保持率分别为75.27%和87.40%,样品LiMn_(1.9)Al_(0.1)O_(3.9)F_(0.1)表现出更好的循环稳定性。在5C倍率下,LiMn_(1.9)Al_(0.1)O_(3.9)F_(0.1)的放电比容量为90.0mAh/g,而LiMn_2O_4的放电比容量仅为71.4mAh/g。结果表明,铝(Al)、氟(F)共同掺杂在抑制Jahn-Teller畸变的基础上,进一步提高了LiMn_2O_4的放电比容量,明显改善了材料的循环稳定性和倍率性能。

重载卡车作用下沥青路面实测动应力研究

为揭示重载卡车作用下沥青路面动力响应的变化规律,以RIOHTrack足尺路面试验环道结构7和结构8两种半刚性基层沥青路面为对象,研究了竖向动应力在路面结构中的时空分布。结果表明:在多轮重载卡车作用下,随着路面深度的加深,竖向动应力波峰出现了叠加现象,基层材料强度越大,竖向动应力波峰完全重叠位置距离路表的深度越小。竖向动应力沿路基和路面深度方向呈锯齿状波动,其中,在上基层中,竖向动应力衰减最为明显,竖向动应力波峰值相对下面层底面波峰值衰减超过90%。在下面层底面,累积应力较大,容易造成疲劳破坏。沿路面深度方向,受应力扩散和材料阻尼的影响,车辆荷载最先到达路基,且在路基中的作用时间最长。