活化赤泥基胶凝材料的抗冻融性能研究

赤泥资源化利用对氧化铝行业可持续发展和环境保护具有重要意义。本文以赤泥和热活化赤泥为主要原料与钢渣等多种固废协同制备赤泥基胶凝材料,并对其抗冻融性能进行了研究。分别对养护14和28 d的胶凝材料试样进行冻融试验,用万能试验机、XRD、SEM、工业CT等检测方法对试样冻融前后的强度、物相、显微结构、孔隙率等进行表征,并对冻融损伤机理进行了探究。结果表明,赤泥基胶凝材料冻融前后的质量损失、强度损失、显微结构差异显著。其中,赤泥-普通硅酸盐水泥胶凝材料较其他赤泥基胶凝材料的抗冻性能优异,其养护14 d试件冻融前后的质量损失和强度损失分别为23.68%和50.75%;用热活化赤泥制备的赤泥-钢渣胶凝材料冻融后的质量损失率较冻融前降低了16.30%。

《表面工程理论与技术 》教学案例库建设方法探索

《表面工程理论与技术》课程在培养高层次材料工程领域应用型创新人才中有着不可替代的作用。本课程教学过程中最为薄弱的环节是如何让学生通过理论知识的学习进而发现、分析并解决科研与实际生产中遇到的问题,同时将思政元素有机融入案例教学中。我们提出以“任务驱动”的方式,按照“构思—设计—实现—运作”的思路开展案例库建设,激发学生学习兴趣和创新思维,提高学生将理论知识应用到科研实践以及解决实际复杂工程问题的能力。

氮化物结合碳化硅耐火材料的研究现状

分别概述了以氮化硅、赛隆和氧氮化硅作为结合相 的SiC材料的结构特点、理化性能、生产工艺和应用情况,详细 介绍了国内这3种材料的研究现状,并对今后氮化物结合SiC 材料的研究内容提出了自己的观点。

高强度铝质电瓷材料的研究

本文对高强铝质电瓷材料配方和制备工艺进行了研究。结果表明,在配方中合理添加α-A l2O3和碱土金属元素化合物,用等静压成型,可在较低的烧成温度下(低于1260℃),制备出具有良好力学性能的铝质电瓷材料,其平均弯曲强度可达238.8 MPa。同时发现,在1050℃时合理增加保温时间,可促进针状二次莫来石生成,进而显著提高材料的弯曲强度。本研究借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线能谱(XEDS)等手段研究了铝质高强度电瓷材料的显微结构、物相组成,分析显示制备的高强度铝质电瓷材料主晶相为刚玉、莫来石,有少量玻璃相及气孔。

利用真空氮化炉制备六方氮化硼粉体工艺研究与表征

本研究用一种操作简单、适合规模化、低成本的方法制备六方氮化硼粉末。研究了硼、氮元素的物质的量比值,烧成制度,助熔剂的添加量对产物物相成份和颗粒形貌的影响,并对酸洗和碱洗对产物中杂质的去除效果进行了比较。用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对制备的产物样品进行了分析表征,发现用该工艺制得的六方氮化硼纯度可达95.6%,去杂后纯度可达99%以上,晶粒直径约为0.2～0.5μm,厚度在60～70nm,晶粒尺寸比较均匀。

溶胶凝胶法制备CeO_2基固体电解质材料及性能表征

以硝酸亚铈和柠檬酸为主要原料,采用溶胶凝胶法制备Ce0.85Sm0.15O1.925电解质材料。用XRD、SEM和电化学交流阻抗谱(EIS)对其表征,研究柠檬酸用量(n值)、热处理温度这两个因素对粉体掺杂效果和电解质导电性能方面的影响。结果表明:相同热处理温度(500℃),n=1.2时,掺杂粉体的晶格常数为0.54321 nm,电解质的σbulk(500℃)可达到0.0072 S·cm-1;相同n值(n=1.0),热处理温度600℃时,掺杂粉体的晶格常数为0.54318 nm,电解质的σbulk(500℃)可达到0.0078 S·cm-1。

直接氮化法制备AlN粉的工艺研究与性能表征

本文采用一种操作简单、适合规模化且低成本的方法制备氮化铝粉末,研究了氮化烧成温度,铵盐的种类与用量对产物物相组成的影响。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线能量散射能谱仪(XEDS)对制备的样品进行了分析表征。结果表明:氯化铵、氟化铵可较好改善铝粉氮化质量,避免铝粉熔融结块,并得到纳米尺寸的AlN颗粒;水汽的存在对氮化反应有严重的负面影响,须要避免。

添加剂对Si粉直接氮化工艺中α-Si3N4含量的影响

通常情况下,Si粉直接氮化法和自蔓延法所制得Si3N4粉体主要以β-Si3N4为主,而为了使Si3N4陶瓷有更好的烧结性能,需要得到高α相含量的Si3N4粉。本研究以Si粉直接氮化法为基础,通过添加NH4Cl、FeCl3来制备高α相含量的Si3N4粉。经XRD和SEM检测分析发现,添加适量NH4Cl、FeCl3可大幅提高Si3N4粉体中α-Si3N4的含量,最高可达88.3%,但FeCl3的含量过高时,则可显著降低α-Si3N4的含量。研究还发现添加NH4Cl、FeCl3还可降低Si粉发生氮化反应的起始温度。

氧化钇对赛隆结合碳化硅制品性能的影响

采用反应烧结法制备Sialon结合SiC材料,在配料中加入少量Y2O3,研究其对材料显微结构、力学性能、抗氧化性和抗热震性的影响。发现添加Y2O3可明显改善Sialon结合SiC的抗氧化和热震能力,提高材料常温抗折、抗压强度,但对1400℃下高温抗折强度有负面影响。又在1200℃下测其抗折强度,发现强度可达50MPa以上。因而,在中低温条件下,添加Y2O3既可使材料具备优良的力学性能,又可提高其热学性能。

陶瓷料浆体系的稳定与分散

介绍陶瓷浆料体系的稳定与分散机制,并简要介绍国内对各种体系陶瓷料浆的胶体行为的研究情况。

Al_2O_3掺杂方式对Ce_(0.8)Sm_(0.2)_(1.9)电解质结构和性能的影响

研究了Al_2O_3掺杂方式对Ce_(0.8)Sm_(0.2)_(1.9)(SDC)材料性能的影响。用XRD、SEM、XEDS和热膨胀系数仪等检测手段对样品的晶体结构、力学、热学、显微结构和微区元素进行检测分析。结果表明:采用低温燃烧一步合成法制备的样品其力学性能、烧结性和离子电导率均优于采用铝溶胶直接添加法所制备的样品,其主要原因在于铝溶胶直接添加法会在SDC材料中产生残留Al_2O_3,并富集在晶界处形成晶界夹杂,阻碍了氧离子迁移。

材料科学与工程专业实验教学改革探讨

实验实践教学是培养工科学生的动手能力的重要教学环节。但因为多方面的原因,国内很多工科高校在这一环节出现弱化的趋势。在这方面急需进行改革予以对本科教学的实践环节进行改革完善。本文以本学院的实验、实践教学体系的改革经验为基础,提出对材料科学与工程专业本科实践教学环节进行改革的方案进行总结探讨,为兄弟院校的相关专业提供借鉴和参考。

动态水热法合成超轻硬硅钙石的研究

硬硅钙石质隔热材料具有体积密度小,隔热效果好的优点,是优良的保温隔热材料。本研究采用动态水热合成工艺制备硬硅酸钙粒子,研究硅质原料粒径、水固比、添加剂等因素对水热合成产物成份和晶体形貌的影响。在此基础上对制备工艺进行优化,制备出具有中空结构的超轻硬硅钙石二次球团粒子。

过渡金属离子对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)电解质离子导电性的影响

本文研究了掺杂过渡金属离子(Ni^(2+)、Cu^(2+)、V^(5+)、Mn^(2+))对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)材料离子导电性的影响。用电化学阻抗谱、SEM、XEDS等检测手段对样品的离子导电性、显微结构和微区元素进行了检测分析,并对影响机理进行了探讨。结果表明:掺杂过渡金属离子对SDC电解质材料的离子电导率有不同程度的影响,且主要是对晶界离子电导率产生较为显著的影响。Ni、Cu对SDC晶界离子电导率的提高相对较为显著,从而导致其对宏观离子电导率的提高也较为显著;其它过渡金属离子和铝离子对SDC电解质晶界离子电导率提高作用相对较小,故而对其宏观离子电导率的提高作用也较小。

三维网络结构多孔氮化硅陶瓷增强体的制备

以Si3N4和Si粉为主要原料,Al2O3、Y2O3等为助剂,制备Si3N4料浆,用有机前驱体浸渍和二次烧成工艺来制备具有网络结构的多孔氮化硅陶瓷增强体。结果表明:二次烧成能显著提高材料性能,烧成温度在1600～1700℃为宜。用XRD、SEM、XEDS等对二次烧成材料的显微结构和晶相进行分析,研究二次烧成制度改善材料性能的原因,以利于更好的优化工艺。

三维网孔结构多孔氮化硅陶瓷的制备

以Si3N4和Si粉为主要原料,Al2O3、Y2O3等为助剂,制备Si3N4料浆,用有机前驱体浸渍结合二次烧成工艺制备具有网络结构的多孔氮化硅陶瓷材料。研究了前驱体的预处理方式、料浆的流变性能对挂浆效果的影响;干燥制度对坯体性能的影响;硅粉含量和烧成制度对试样性能的影响。用XRD、SEM、XEDS等对材料的显微结构和晶相进行分析,研究烧成制度对试样性能产生影响的原因,以利于更好地优化工艺。

新旧动能转换背景下省内传统建材专业培养计划的调整思路探讨

新旧动能转换背景下,传统建材行业面临升级换代的压力,建材本科专业的培养计划也需要进行及时调整,以适应时代需要。本文从结合资源循环利用和绿色建材角度,浅谈了一下对建材专业的课程培养体系和实践培养体系调整的思路,并对该专业的人才培养计划的建立、修订机制进行探讨。

过渡金属氧化物对Sm掺杂氧化铈材料烧结行为及性能的影响

本文研究了掺杂过渡金属氧化物(NiO、CuO、V_2O_5、MnO)对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)材料烧结行为、力学和热学性能的影响。结果表明:掺杂过渡金属离子可以在不同程度上促进SDC电解质材料的烧结,提高SDC电解质材料力学性能,但对材料热膨胀系数的影响相对较小。其中,NiO、CuO对SDC材料烧结行为和力学性能的影响较为显著。

抛光砖废渣复合发泡法制备闭孔泡沫陶瓷

以抛光砖废渣粉为主要原料,采用复合发泡法制备高温发泡陶瓷。通过正交试验确定了发泡剂的复合比,研究了复合发泡机制及烧成制度对发泡体孔结构和性能的影响。结果表明,多种发泡剂协同作用,拓宽了单一发泡剂的放气温度区间,利于形成均匀封闭的气孔结构。按炭黑、碳酸钙、氧化铁、碳化硅质量比1∶3∶1.5∶1(四者占反应体系的总质量分数为6.5%)与瓷粉等混合制坯,程序升温至1 160℃下保温100min,可制得闭气孔率为62.94%,气孔直径为1.2~1.9mm,体积密度为369kg/m^3,吸水率为0.44%,导热系数为0.079 W/(m·K)的闭孔泡沫陶瓷。

《材料工程基础》课程思政探索

《材料工程基础》是材料科学与工程学院材料科学与工程本科专业的专业基础课,针对这样的专业基础课如何将思政元素引入课堂教学环节进行了初步探索。本文结合课程内容特点,提出了实际授课过程中思政元素引入的几种切入点以及切入的形式,具有简单易行、可操作性强,对课堂效果不但起到增进课堂互动的思想性,而且有利于培养学生登高望远、综合分析的能力。