基于“1+1+X”导师团队指导模式的研究生创新能力培养体系构建与实践

研究生导师对学生的指导模式和指导成效是决定提高研究生创新能力的核心问题。该文以培养研究生创新能力为目标,以导师负责制与科研团队有机融合的“1+1+X”导师团队指导为模式,以高水平学科科研平台为支撑,以研究生定期学术交流制度化常态化为途径,以学术成果评价奖励为激励,构建导师团队、科研平台、学术交流和成果评价“四位一体”的研究生创新能力培养体系,破解研究生创新能力培养制约瓶颈。实践证明,“1+1+X”导师团队指导模式可激发研究生导师和学生的主观能动性,提高指导成效,能够培养出具备创新能力的高质量研究生。

双频电磁约束成形过程的温度场研究

以耐热不锈钢为实验材料 ,利用自制的真空电磁约束成形定向凝固实验设备 ,测试并分析了双频电磁成形过程中样件的温度场及其影响因素 ,结果表明 :合理的预热感应圈结构使送入固态料棒的温度分布合理 ;在预热感应圈不影响成形感应圈的磁场分布的情况下 ,预热感应圈能调整熔体的温度分布 ,提高熔体的过热度 ;屏蔽罩能够调节成形感应圈内熔体的温度分布 ,使熔体的下固 /液界面上移 ,使成形感应圈内的熔体处于理想状态 ,侧表面垂直 ,位于电磁压力最大作用范围内 ;在其他条件一定时 ,抽拉速度和电源功率必须良好匹配 ,才能实现使金属熔化和凝固的动态平衡。

耐热不锈钢真空双频电磁约束成形

研究了真空下耐热不锈钢的双频电磁约束成形过程,建立了真空下电磁约束成形的双感应器-熔体-屏蔽罩耦合系统。结果表明:双频电磁成形中,两感应器间距增至25mm时,预热感应器基本不影响成形感应器中的磁场分布,但能独立调整熔体的温度分布,调节电磁成形系统的有效热力比。屏蔽罩与成形感应器配置合适时,有效地调节成形感应器内磁场分布,使加热区域上移,熔体的下固/液界面升高,达到电磁压力有效作用范围内,有利于过程的耦合;同时也避免对冷却介质过分加热,改善了冷却条件。合理的有效热力比仅是保证成形耦合的必要条件;更充分的条件是,产生最大静压力的液/固界面必须刚好在最大电磁压力的作用点上。最后采用双频电磁约束成形方法获得了表面质量较好的、组织定向的大宽厚比耐热不锈钢板状件。

电磁成形中大宽厚比板状件感应加热特性

研究了电磁成形大宽厚比板状件的感应加热特性,推导了电磁成形大宽厚比板状件单位体积感应加热功率公式。结果表明:中小尺寸的大宽厚比板状件角部感应加热功率与角部半径的平方成正比,角部半径越小,感应加热功率越小,板状件角部越难以熔化。单频磁场条件下,板状件角部和宽面部分均匀熔化的条件是板状件角部半径大于等于板状件宽面处电流透入深度。角部半径小于板状件宽面处电流透入深度时,电磁场难以使板状件角部和宽面部分均匀熔化。针对角部半径小于宽面处电流透入深度的板状件,提出双频电磁成形的方法,并成功制备出具有预设横截面形状的大宽厚比耐热不锈钢板状件。

高能球磨法制备超细Al_2O_3粉末

采用高能球磨法制备超细Al2O3粉末,研究了球磨时间、球磨转速及工艺控制剂等工艺参数对Al2O3粉末粒度和形貌的影响。结果表明:在一定范围内,延长球磨时间,提高球磨转速均能有效地减小颗粒尺寸;在球磨过程中加入工艺控制剂,能有效地防止粉末粘附在磨球和磨罐上,并改善粉末颗粒的均匀性。在本文试验条件下,加入工艺控制剂乙醇,球磨转速为400r/min,球磨时间为30h等条件下,获得Al2O3粉末的D50为0.82μm,Al2O3粉末粒径分布在0.12～6.37μm范围内。

小截面送料双频电磁成形的试验研究

研究了金属熔体的小截面送料双频电磁成形过程。结果表明 :屏蔽罩能够调节成形感应圈内的磁场分布 ,使成形感应圈内的熔体处于合理状态 ;两感应圈间必须保持一定距离 ,使预热感应圈的磁场不影响成形感应圈的磁场分布 ,利于成形稳定 ;在其他条件一定的情况下 ,有一适合的抽拉速度和电源功率匹配 ;

变截面送料双频电磁成形过程的稳定性

电磁成形技术是 1种能同时实现固态坯料加热熔化和液态金属约束成形的新型材料制备技术 ,适用于中小尺寸活泼金属、高温合金、难熔金属和高纯金属的加热熔化及其复杂截面构 (坯 )件的无容器近终成形。分析影响金属熔体变截面送料双频电磁成形稳定性的因素 ,研究表明 :(1 )影响液态金属双频电磁成形的因素有 :液柱高度、试样表面的磁感应强度大小和液态金属的表面张力 ,3者满足确定的关系 ,才能保证液态金属电磁成形的稳定性 ;(2 )屏蔽罩与成形感应圈的配置。

电磁成形高温合金大宽厚比板状件的实验研究

对大宽厚比(4?1)的高温合金(K3)板状件电磁成形包括工艺、感应器结构、屏蔽罩等进行了研究。结果表明:合理的感应器结构能使板状坯料均匀地沿横截面周界熔化并能约束一定高度的金属液柱;屏蔽罩能够调节感应器内的磁场分布,使感应器内的熔体处于合理状态;在其它条件一定的情况下,有一适合的抽拉速度和电源功率匹配,使熔化和凝固达到动态平衡;最后获得了表面质量良好、组织定向的宽厚比为 4?1 的高温合金板状件。

分子动力学在材料科学中的应用

分子动力学方法是进行物质原子或分子层次计算机模拟时所采用的一种基本方法。通过分子动力学模拟,可以给出原子尺度上材料及其演化过程细节的可能性,具有无先例的准确性,使材料设计和性能预测成为可能。本文分析了分子动力学模拟的基本原理和算法;综述了分子动力学在材料科学中的应用,介绍了最近发展的第一原理分子动力学模拟,指出材料科学中第一原理分子动力学模拟的应用还有待进一步发展。

基于OBE理念的《金属液态砂型成形工艺》教学实践研究

《金属液态砂型成形工艺》是材料成型及控制工程专业一门综合性较强的专业核心课,对培养学生工程实践能力和创新能力有重要作用。基于OBE理念,以能力培养为导向,以企业产品为案例,引入学科最新科研成果、国家标准和行业标准,逆向设计教学内容;将理论讲授法和案例教学法相结合,与关联课程协同教学,形成混合式教学方法;科学评价,注重学习过程考核,激发学生学习兴趣和自主性;持续改进课程建设。这些改革,突出了"以学生为中心"工程实践能力和创新能力的培养。

Nb含量对Cu-Ni-Nb合金组织及性能的影响

采用真空电弧熔炼工艺熔配Cu-Ni-Nb合金,研究了Nb元素加入量对合金组织、二次枝晶间距、合金导热率及显微硬度的影响。结果表明:随着Nb元素的添加,合金晶粒得到细化,第二相含量增加;合金导热率随Nb含量的增加而提高,Cu-20Ni-5Nb合金导热率最高,为45.45W/m·K。合金显微硬度随Nb含量的增加而降低,Cu-30Ni-1Nb合金硬度值最高,为234.4 HV。

高强高导铜合金研究进展

高强高铜合金是一类具有发展潜力的功能材料。评述了几种新发展起来的高强高导铜合金的制备技术,并对其存在问题及发展趋势进行了评论。分析指出快速凝固已成为进一步改善合金化法制备高强高导铜合金综合性能的有效手段;机械合金化、定向凝固和塑性变形等复合强化方法代表着今后高强高导铜合金的发展方向,但其工艺较为复杂,生产成本较高,有待进一步研究开发。

定向凝固技术的若干进展

定向凝固技术可使材料凝固组织按特定方向排列,获得定向及单晶组织结构,大大改善材料的力学和物理性能。简要地回顾了传统定向凝固技术的发展,指出了其存在温度梯度低的弊端。评述了几种新发展起来的新型定向凝固技术,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体,特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。

高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及形成条件

研究高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及其形成条件的结果表明,①电磁成形中熔体下固/液界面处温度场近一维分布,获得了柱状晶组织;②电磁成形高温合金样件具有间断迹象的定向胞晶组织;③给定其他条件后,电磁成形过程中不同形状、尺寸的样件熔体平直固液界面开始出现下凹的临界凝固速率具有不同的特定值。在相同凝固速率条件下,大尺寸样件的固液界面更容易出现下凹。

液态金属电磁约束成形技术研究进展

电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,它具有无器壁污染、短流程等优点。分析了液态金属电磁约束成形技术的原理、特点及其发展现状。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体,特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。

特种合金感应熔炼电磁约束成形技术若干进展

感应熔炼电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,具有无器壁污染、短流程等优点。评述了几种感应熔炼电磁约束成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体,特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。

液态成形与模具方向课程设计教学改革与实践

以提高学生液态成形工艺与模具设计能力和提高学生分析和解决铸造工程实际问题的能力为出发点,在材料成型及控制工程专业液态成形与模具方向(铸造方向)课程设计教学中进行了改革,取得了良好的效果。聘请铸造企业技术人员做兼职指导教师,建设了以企业实际生产零件为主的课程设计题库,使学生"真刀真枪"做课程设计;选派教师到铸造企业实践,提高教师的铸造工程意识和实践能力;在课程设计中引入铸造过程模拟,提高了学生的学习兴趣和积极性,增强了学生的分析问题和解决问题能力;学生铸造工艺设计能力明显提高,就业竞争力显著增强。

液态成形与模具专业方向航空特色课程体系建设

特色专业建设的落脚点是有特色的课程体系。本文通过广泛调研、结合南昌航空大学的办学定位、服务面向和自身实际，构建了具有航空特色的材料成型及控制工程专业液态成形与模具方向课程体系。既体现了“厚基础．宽口径，强实践”的人才培养原则，又体现了我校在航空材料液态成形工艺，控制和模具设计方面丰富的教学经验，较强的科研优势等特色，即“重航空”，解决大专业背景下宽口径和个性化特色培养的统一性。同时，完成了航空特色课程、师资队伍和实践基地建设。取得了较好的教学成果，材料成型及控制工程专业获批为国家特色专业建设点。

非晶合金表面超疏水性研究进展

源于荷叶自清洁效应的超疏水表面已成为材料、仿生等领域的研究热点之一。相对有机高分子材料而言,金属材料超疏水性表面具有更高的耐久性。但晶态金属的"晶粒效应"制约了表面微/纳尺度几何结构的制备。非晶合金在过冷液相区优异的微/纳尺度成形能力,以及较晶态金属更低的表面自由能,使其成为制备超疏水性金属表面的理想材料之一。综述了不同体系非晶合金的表面能;非晶合金表面微/纳尺度几何结构的构造;表面几何结构对疏水性的影响规律及机理;并对非晶合金表面超疏水性进行了展望。

制备工艺对Cu-11Ni-2W合金组织和导热性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼和高频感应熔炼喷铸成型两种工艺制备Cu-11Ni-2W合金,研究了制备工艺对合金组织和导热性能的影响。结果表明:电弧熔炼工艺制备的合金试样组织晶粒粗大,相组成为α固溶体和少量W相;高频感应熔炼喷铸工艺制备的合金试样组织晶粒细小,相组成为单相α固溶体;本文实验条件下,电弧熔炼制备试样的导热率为67.2W/(m.K),熔点为1157.27℃,感应熔炼喷铸工艺制备试样的导热率为47.8W/(m.K)。