专业认证背景下成果导向教育理念与课程思政的——融合探索—以“功能材料”为例

经济社会的进步和时代的发展,对高等院校的人才教育提出了新的要求,既要让学生具备知识性和创造性,又要让学生树立正确的人生价值观念。文章以“功能材料”教学为例,采用成果导向教学思想进行学科教学研究。文章系统阐述了成果导向教学思想和课堂思政教学整合建设的必要性以及该整合模式下的教学要求、教学理念和教学设计。通过对课程内容模块化整合的构建、教学思政要素的筛选和设计、学生—教师双主导教学模式的开发、实践课程的导入及评价方式的变化,调动学生获取知识的积极性并提高其认知内驱力,提高学生的思维创新意识和处理实际工程问题的能力。通过加强学生对本专业教学的认可度,引导学生坚持理想信念、深植家国情感、增强社会责任的担当能力,鼓励学生将个人的思政探索与理想追求融入民族和社会发展之中。

纳米SiO_2分散稳定性能影响因素及作用机理研究

通过测定纳米SiO2水悬浮液的Z eta电位和吸光度,探讨了不同pH值、不同表面活性剂种类及浓度对纳米SiO2水相体系分散稳定性的影响,并分析其作用机理。结果表明:Z eta电位与吸光度有良好的对应关系,Z eta电位绝对值越高,吸光度越大,则体系分散稳定越好;pH值、表面活性剂种类及加入量是影响纳米SiO2水相体系分散稳定性的主要因素。pH为9～11之间时,体系Z eta电位绝对值较高,相应分散稳定性较好;非离子、阳离子和阴离子型表面活性剂随浓度变化均可改变体系Z eta电位,从而影响其分散稳定;加入适宜用量3种类型表面活性剂能得到分散稳定的悬浮液体系;若加入阴/非离子表面活性剂复配物,则能进一步提高和改善体系的分散稳定性能。

纳米颗粒分散技术的研究与发展

分析了纳米颗粒团聚形成的原因,阐述了研究纳米颗粒分散的意义,着重介绍了物理分散和化学分散技术研究进展,指出纳米颗粒分散技术的发展方向是设计高效分散机械,以提高有效分散体积和能量利用率;合成性能优异的超分散剂及研究不同的混合分散剂,以提高分散后的粒子稳定性,最终提高分散效果;加强纳米颗粒分散的基础理论研究及其与其他学科融合交叉,为纳米颗粒分散及分散剂的选择提供理论指导,并开发新的适合纳米材料制备的新工艺。

纳米SiO_2浆料中半导体硅片的化学机械抛光速率及抛光机理

采用电化学方法,研究了SiO2浆料pH值、H2O2浓度、固体含量以及抛光转速、压力和时间等不同抛光工艺参数对n型半导体单晶硅片(100)和(111)晶面化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)去除速率的影响和作用机理。结果表明:抛光速率随SiO2固体含量、抛光转速及压力的增加而增大,随抛光时间的增加而减小;在pH值为10.5和H2O2为1%(体积分数)时,抛光速率出现最大值;相同抛光工艺条件下(100)晶面的抛光速率远大于(111)晶面。半导体硅片CMP过程是按照成膜(化学腐蚀作用)→去膜(机械磨削作用)→再成膜→再去膜的方式进行,直到最终全局平坦化。实验所获得适合n型半导体硅片CMP的优化工艺参数为:5%～10%SiO2(质量分数),pH=10.5,1%H2O2,压力为40kPa及(110)晶面和(111)晶面的抛光转速分别为100r/min和200r/min;在该条件下10%SiO2浆料中抛光30min得到的抛光硅片的表面粗糙度为0.7nm左右。

水相介质中纳米CeO_2的分散行为

通过测定悬浮液体系润湿性、表面电性及分散性研究了纳米CeO2 在不同条件下水相介质中的分散行为。结果表明:纳米CeO2 在水相介质中的润湿与分散受体系pH值的影响很大,与Zeta电位有相当好的一致关系,其分散机理主要是双电层静电排斥作用;纳米CeO2 的等电点(pHPZC)为6.8左右;纳米CeO2 颗粒在酸性水介质中表面带正电,在碱性水介质中表面带负电,Zeta电位分别在pH值为4和11左右时较高,相应润湿性和分散性较好;随机械搅拌速率和时间的增加,纳米CeO2 的分散性增强;超声波对纳米CeO2 的分散作用明显优于机械搅拌,2 0kHz频率下超声波分散1min便能显著改善纳米CeO2 的分散状态;加入六偏磷酸钠(SHP)作为分散剂将改变纳米CeO2 颗粒表面电性,使其带负电,Zeta电位随SHP浓度增加而增大,起增强双电层的静电排斥作用;当SHP浓度达2 2 5mg·L- 1 时,Zeta电位趋于稳定,并使纳米CeO2 在广泛的pH值范围内获得较高的Zeta电位和很好的分散效果,从而降低了体系pH值的影响。

化学机械抛光技术研究进展

通过回顾化学机械抛光技术的发展历史,概述了化学机械抛光作用机制与实际应用情况,着重阐述了几种重要抛光浆料(如CeO2、SiO2、Al2O3抛光浆料)的优缺点、抛光机理及其国内外新近制备方法,进一步展望了化学机械抛光技术的发展前景与新型抛光浆料的开发方向。

纳米CeO_2的制备技术及应用

综述并评价了目前国内外有关纳米CeO2的多种制备方法及其特点。从CeO2的结构特点和功能特性出发着重介绍了纳米CeO2在汽车尾气净化、燃料电池、电化学反应、化学机械抛光及金属表面涂层等若干高科技领域中的应用研究进展,并提出了纳米CeO2研究的发展方向,为进一步深入研究和开发高性能新型CeO2功能纳米材料提供参考和借鉴。

介孔材料的制备、表征、组装及其应用

介孔材料因具有一系列独特性质而成为近年来材料研究的热点。对介孔材料的制备技术进行了简要介绍并分析了其影响因素,概括了常用的表征方法,进一步系统阐述了介孔材料的组装及应用,并展望了介孔材料研究的发展前景。

纳米氧化铈在高新技术领域中的应用及其制备研究进展

根据最新文献报道,介绍了纳米CeO_2的功能特性和在现代高新技术领域中的应用,综述了国内外有关纳米CeO_2的多种制备方法及其特点,并对纳米CeO_2研究的发展趋势提出了新的展望,以期为继续深入研究和开发纳米CeO_2新型功能材料提供参考和借鉴。

活性炭在防治大气污染方面的应用研究与展望

作为一种优良的吸附剂,活性炭在防治气体污染物方面得到了广泛应用。结合国内外相关研究进展,评述了活性炭的结构性能及在大气污染中的应用。分析表明,大量的微孔可提供充足的活性位,有利于活性炭吸附分子直径较小的气体污染物。同时,阐述了其现状及发展前景,指出利用废弃物制备活性炭意义重大。

特种氧化铝生产研究开发现状及其展望

介绍了特种氧化铝的分类、性质及国内外生产规模并分析其迅速发展的原因;重点介绍了特种氧化铝的应用、制备方法和研究进展,并对特种氧化铝的研究开发趋势提出了新的展望。

沉淀法合成纳米CeO_2的晶粒生长动力学

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,(NH4)2CO3·H2O为沉淀剂,并加入一定量表面活性剂PEG4000,采用液相沉淀法制备前驱体Ce2(CO3)3·H2O,前驱体经热处理合成纳米CeO2。根据XRD线宽法研究了纳米CeO2热处理过程的晶粒生长动力学,结果表明:随焙烧温度升高,CeO2晶粒尺寸显著增大;300℃下焙烧时间对CeO2晶粒尺寸影响不明显,700℃下CeO2晶粒随焙烧时间延长而长大,且焙烧初期粒径增长较快,超过180min后增长速率变慢;700℃时CeO2晶粒生长指数为5,即符合5次方动力学方程,晶粒生长速率常数为1.9865×104nm5/min;由于纳米尺寸效应,使得CeO2晶粒生长活化能在低温区和高温区不同,低于400℃时为25.64kJ/mol,高于400℃时为87.64kJ/mol;认为热处理过程CeO2的晶粒生长为扩散生长机制。

纳米CeO_2在热处理过程中的结构和性能变化

采用XRD方法结合粉体相对密度测定研究了热处理条件对沉淀法合成纳米CeO2的结构和性能的影响。结果表明:随焙烧温度升高,CeO2晶粒尺寸显著增大,晶粒发育趋于完整导致晶格畸变度明显降低,结构致密程度增加使得晶格常数减小,粉体烧结程度增大,相应粉体相对密度随之增加;较低温度(如300℃)下,焙烧时间对CeO2晶粒尺寸无明显影响,相应晶格畸变度、晶格常数和粉体相对密度变化不大;较高温度(如700℃)下,CeO2晶粒尺寸随焙烧时间延长而增大,且焙烧初期粒子增长较快,此过程伴随着CeO2晶格畸变度进一步下降,晶格常数却有所增加,粉体相对密度略有下降;认为热处理过程CeO2晶粒生长为扩散生长机制是造成不同焙烧温度下焙烧时间对纳米CeO2结构和性能的影响行为不同的主要原因。

混合表面活性剂分散纳米CeO_2颗粒的协同效应

选用CTAB阳离子型和SDBS阴离子型分别与Tween 80非离子型表面活性剂进行复配,通过Zeta电位、吸附等温线以及沉降性能测定,研究了混合表面活性剂对水相介质中纳米CeO2颗粒分散稳定性能影响的协同效应。结果表明:不同混合表面活性剂体系中纳米CeO2颗粒表现出不同的表面电性,从而影响其分散稳定行为;纳米CeO2颗粒对两种混合表面活性剂均有良好的吸附性能,但其吸附等温线形式有所不同;碱性条件下,混合表面活性剂能显著改善纳米CeO2颗粒的分散稳定性,其中SDBS与Tween 80的协同作用更为明显。

机械化学及其应用研究进展

机械化学作为一门新兴的交叉学科 ,近年来得到了广泛的重视 ,取得了突出的成果。介绍了机械化学的产生与发展历史 ,阐述了机械化学的作用与基本特征、机理与研究方法 ,着重综述了机械化学在材料合成、粉体改性、矿物深加工及环境保护等方面的应用研究进展 。

高纯活性纳米γ型氧化铝的化学沉淀法合成及其性能表征

以硝酸铝为原料,碳酸铵为沉淀剂,通过加入少量表面活性剂,采用化学沉淀法获得前驱体,经热处理得到高纯活性γ型纳米氧化铝。研究了合成过程中的工艺影响因素,并使用DTA、XRD、BET、TEM、激光粒度及纯度分析等多种方法对γ-Al_2O_3的性能进行了表征。结果表明,所获得的γ-Al_2O_3属立方晶系,空间群为O_H^7—FD3M,原生晶粒平均尺寸为9nm左右,颗粒粒径为20nm左右,粒子大小分布均匀,比表面积为131.35m^2/g,孔径分布为7～11nm,纯度不低于99.93％。采用该法制备高纯活性纳米γ-Al_2O_3,具有原料价格便宜,设备及操作过程简单,能有效除去杂质,粒子分散性好、环境污染小等优点,从而具有较好的工业化发展前景。

2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑缓蚀剂结构的密度泛函计算

采用密度泛函量子化学计算方法,获得了在B3LYP/6 311++G(2d)(5D,7F)理论水平上2 氨基 5 巯基 1,3,4 噻二唑(简称AMT)4种互变异构体的平衡几何构型、能量和电荷分布,证实了4种互变异构体的所有原子处于同一平面,且有一种异构体最稳定。研究结果表明:AMT4种异构体中的环骨架具有芳香性,AMTc与Cu形成的缓蚀膜层是Cu(Ⅰ)与AMTc中的7N和2S原子分别形成共价键和配位键相互交错而成。计算了AMT4种异构体的谐振频率和红外光谱强度。

化学机械抛光技术及SiO_2抛光浆料研究进展

随着半导体工业和集成电路(IC)工艺的飞速发展,化学机械抛光(CMP)作为目前唯一能提供超大规模集成电路(VLSI)制造过程中全面平坦化的一种新技术,已成为各国争相研究的热点。介绍了CMP技术的产生、优势、发展、理论、设备与耗材;着重介绍了SiO_2浆料的国内外研究现状,并展望了CMP技术及SiO_2浆料的研究开发和应用前景。

水相体系纳米γ-AI_2O_3浆料的分散稳定性能研究

为确定配制稳定的纳米γ-Al2O3化学机械抛光(CMP)浆料的工艺条件,通过润湿性、Zeta电位及黏度的测定,研究了溶液pH值及添加分散剂等因素对水相体系纳米γ-Al2O3,悬浮液分散稳定性能的影响.结果表明,在纳米γ-Al2O3固含量为6%的浆料中,加入异丙醇胺作为分散剂,其用量为γAl2O3粉体质量的l%,同时控制浆料的pH值约为4时,纳米γ一Al2O3粉末的润湿性能最佳,此时浆料Zeta电位值较高,黏度较小;在该条件下成功获得长时间不沉降的稳定浆料.

硅材料及其电化学研究进展

硅材料是现代信息科技的主要载体,而其电化学研究则是正确认识和应用硅材料的前提和基础。从硅的表面和界面特性出发,综述了硅的电化学方面的研究进展,阐述了硅电极的阳极和阴极反应行为,总结了硅的刻蚀以及多孔硅的电化学形成机制和影响因素,并进一步展望了硅材料电化学研究的未来发展方向。