材料科学与工程专业基础课材料物理教学改革研究

材料物理是面向南京工业大学材料科学与工程专业学生开设的一门专业基础课。为顺应新时代国家人才需求,助力学生理解、掌握专业知识和技能,使其拥有解决复杂工程问题的能力,引导学生坚持正确的政治导向和价值取向,教学团队在课程内容设计与资源建设、教学内容与组织实施上进行一系列改革,不仅强调对基础理论知识的把握,致力培养学生解决复杂工程问题的能力,同时还注重思想政治元素的融入,取得较好的教学改革成效。该文对课程教学改革举措进行分析,以作参考。

Ce0．85Fe3CoSb12／rGO热电纳米复合材料的制备及其力学性能

p型填充方钴矿材料的力学性能相对于n型较差,成为方钴矿热电器件集成设计的薄弱环节。本工作利用氧化石墨烯(GO)良好的润湿性和亲水性,通过液相分散实现了GO对Ce_(0.85)Fe_3CoSb_(12)基体颗粒的网状包覆与均匀分散。利用放电等离子烧结技术同时实现了致密化和对GO的原位还原,获得了2~5 nm厚还原氧化石墨烯(rGO)三维网状包覆的Ce_(0.85)Fe_3CoSb_(12)基纳米复合材料。该三维网状结构利用桥接作用增加了裂纹扩展额外功,实现了对基体材料的增强增韧。当rGO含量为2.8vol%时,Ce_(0.85)Fe_3CoSb_(12)/rGO复合材料的抗弯强度和断裂韧性相对于纯基体材料分别提高40%和33%。但进一步提高rGO含量会增加基体晶界处的rGO厚度,进而弱化其增强增韧效果。

用指数差分实现有耗介质的WEFDTD方法

提出了有耗介质下的波动方程时域有限差分法(WEFDTD),并应用得到其指数差分的差分格式。与传统的FDTD和采用普通差分的WEFDTD相比,提高了计算精度,且不增加存储量。同时,将这一差分方法推广得到其高阶形式。数值实验证明了这一方法的有效性。

反应烧结B_4C/Al_2O_3复合陶瓷的装甲防护性能研究

以B_2O_3、Al、石墨和B_4C粉体为原料,采用反应-热压烧结工艺在1800℃/35 MPa的烧结条件下制备了致密的碳化硼基复相陶瓷,对复相陶瓷的显微组织、物相组成、硬度、抗弯强度以及断裂韧性进行了观察与测试,采用7.62 mm口径的穿甲弹分别对约束状态下和自由状态下的复相陶瓷靶板进行了剩余穿深试验(DOP),并以AZ陶瓷和B_4C陶瓷为对比靶板,根据剩余穿深结果计算了各自的防护系数。结果表明,复相陶瓷的主要成分为B_4C和Al_2O_3,其中主相B_4C约占70wt%,第二相Al_2O_3约占30wt%,由Al-B-O共同构成的复杂中间相填充在主相与第二相之间;复相陶瓷的密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.82 g/cm^3,41.5 GPa,380 MPa和3.9 MPa×m^(1/2),其中断裂韧性比纯碳化硼陶瓷提高了85.7%;复相陶瓷的防护系数为7.34,比AZ陶瓷和碳化硼陶瓷分别提高了11%和70%;在约束状态下,各个样品的防护系数比自由状态均提高10%。

热处理对大气等离子喷涂LaTi_(2)Al_(9)O_(19)-Zr_(0.92)Y_(0.08)O_(1.96)复合涂层粉末的影响

将纳米/亚微米级Zr_(0.92)Y_(0.08)O_(1.96)(YSZ)增韧稀土复合氧化物LaTi_(2)Al_(9)O_(19)(LTA)颗粒通过喷雾干燥制备出喷涂粉体,采用不同温度对其进行煅烧,并研究不同温度的热处理对喷雾干燥粉体的流动性、松装密度和形貌的影响。结果表明:未经热处理的喷雾干燥粉体呈现出疏松结构,粒径为40~80μm。经过热处理后,LTA-YSZ颗粒之间的结合更加紧密,在1100℃下煅烧的粉体具有最好的喷雾特性和形貌。通过等离子喷涂进行沉积制备的LTA-YSZ涂层呈现良好的层状结构,并伴有缺陷。

多壁碳纳米管复合BiSbTe材料的热电性能(英文)

研究了BiSbTe/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料的球磨法制备及其热电性能(300~500 K)。采用商用BiSbTe块体作为基体材料,利用球磨及压力辅助的感应加热烧结进行致密化得到了不同复合比的BiSbTe/0.5、1.0 vol%MWCNTs复合材料。复合MWCNTs后,引入的纳米复合结构增强了声子散射,大幅降低了热导率,同时由于载流子散射的增强和较低的致密度使电导率恶化。尽管电导率降低但热导率得到抑制,BiSbTe/1.0 vol%MWCNT复合材料的热电优值与BiSbTe基体接近。结果表明,优化加工参数获得更高的致密度可以优化BiSbTe/MWCNTs复合材料的热电性能。