工科专业课程设计教学改革

疫情防控背景下,线下教学活动受到较大影响,给实践课程提出了新挑战。采用PBL(基于问题/项目的学习)教学法对新能源科学与工程专业的实践课程进行了改革,取得了较好的效果。

基于火灾痕迹的起火点判定研究现状及展望

为帮助火灾调查人员快速准确地确定起火点位置、完善事故调查证据链,进而探明火灾原因,综述基于火灾痕迹的起火点判定研究现状。首先,介绍火灾痕迹分类,包括燃烧痕迹、烟熏痕迹、倒塌痕迹及电器线路痕迹,着重介绍烟熏痕迹的研究现状及不足;然后,综述当前国内外多种起火点判定方法,将其分为利用经验、数值重构技术以及机器学习算法等3种,并分别分析3种方法的优势和不足;最后,展望未来起火点判定技术的研究趋势。结果表明:利用烟熏痕迹数值模拟结合机器学习进行起火点判定具有良好的应用前景。

基于BP神经网络及烟尘沉积特征的单隔间内起火点预测

为帮助火灾调查人员更准确、高效地判定起火点,提出了一种基于BP神经网络的起火点预测模型。通过对单隔间火灾烟尘沉积进行数值模拟,构建了59种不同起火点场景下壁面烟尘沉积数据库,并分析了典型起火点场景下的壁面烟尘沉积特征,发现起火点位置与壁面沉积总量及最大浓度平均值之间具有强关联性。选取上述两个参数作为输入,起火点位置作为输出进行神经网络训练,并利用新数据进行预测。结果表明起火点位置预测值的最大绝对误差为0.65 m,最小绝对误差为0.03 m,平均绝对误差为0.37 m,说明本文提出的模型能以较高精度预测起火点位置,是一种较好的火灾调查替代方法。

强磁场对Al-Cu合金凝固组织及溶质分布的影响

对亚共晶Al-10.5%Cu(质量分数)合金进行了均恒强磁场和梯度强磁场下的凝固实验,考察了强磁场对凝固组织形貌及α-Al晶粒内溶质含量的影响.实验结果表明,施加均恒强磁场和梯度强磁场后,组织形貌变化不明显,而α-Al晶粒内溶质含量有所增加.分析认为,这是因为强磁场下的洛仑兹力抑制了凝固过程中固液界面处的Cu原子向液相内的迁移,从而提高了溶质元素在α-Al晶粒内的含量.改变梯度强磁场的方向,α-Al晶粒内溶质含量无明显变化.

利用超声波在线检测液态金属洁净度的模拟研究

通过水模型实验研究了利用超声波在线检测液态金属中夹杂物的可能性。首先考察和比较了不同性质的夹杂物对超声波传播规律的影响,发现当溶液中存在夹杂物时超声波声压减小,超声波的波形也发生明显变化,而且不同性质的夹杂物对超声波的影响也存在较大差异。进一步考察夹杂物浓度和粒径对超声波传播的影响,发现随着夹杂物浓度的增加和粒径的增大,超声波声压逐渐减小,而且声压对上述因素的微小变化反应灵敏。研究表明,利用超声波在线检测液态金属洁净度是可能的。

强磁场对Al-7%Si合金凝固过程中初生α-Al枝晶分布的影响

采用超导强磁场装置研究了磁场强度对有、无细化剂颗粒Al-7%Si(质量分数)合金凝固组织的作用效果。研究发现,施加强磁场使无细化剂颗粒合金中的初生α-Al枝晶转变为发达枝晶形貌,二次枝晶生长充分,三次枝晶分支明显,枝晶尖端清晰可见;晶粒细化,且枝晶主轴与磁场方向呈30°规则排列。施加强磁场后初生α-Al枝晶数量和Si在α-Al中的溶解度都有少量增加。强磁场抑制添加细化剂合金熔体中的对流,加剧了Ti的重力偏析,使初生α-Al相出现明显枝晶化趋势,方向性增强,枝晶臂粗化明显。

强磁场下熔体中晶粒旋转取向机制及其影响因素

对强磁场下金属熔体中的第二相晶粒发生旋转取向的机制进行了分析,给出了热力学判据和动力学运动规律。体系温度、重力和第二相自身的形状是影响旋转取向发生和进程的重要因素,分别对其进行了分析。理论分析和实验结果表明:熔体中第二相的旋转运动是合力矩的作用结果;体系温度和重力决定第二相发生旋转取向的临界尺寸;形状因素影响取向的时间。在强磁场下可以利用物质内禀磁性的差异,通过改变上述的影响因素制备出具有取向一致的金属基复合材料。

转鼓型涡电流分选机磁辊的仿真模拟与优化设计

涡电流分选技术是回收有色金属的关键技术,具有运行成本低、处理量高、无二次污染等优点.磁辊作为涡电流分选机的核心部件,决定了物料的分选效率和回收品位,因此优化其结构参数至关重要.通过建立磁辊的有限元仿真模型,分析了背铁厚度s、磁极厚度d、磁极对数p和等磁辊参数对磁场强度及分布的影响规律;并以磁感应强度和频率的组合参数(B^(2)f)作为涡流力评价指标,优化了磁辊的结构参数.研究结果表明:涡流力随磁辊半径的增加而增加;在磁辊半径不超过148 mm条件下,磁辊的最佳结构参数为背铁厚度20 mm、磁极厚度60 mm、磁极对数8对.

高校艺术教育课程的建设与改革方法探索

艺术的感知、思维、记忆特征影响着人们的创新能力。重视大学生的艺术教育,不仅有助于培养学生树立正确的思想观念,也有助于对科技创新人才的培养。开展高校大学生艺术类课程的建设与改革,对大学生创新能力的培养具有积极的促进作用。文章总结了高校艺术教育课程开设的现状和存在的问题,为高校艺术类课程的建设与改革提供具体的建议。

High-gradient magnetic field-controlled migration of solutes and particles and their effects on solidification microstructure:A review

We present a review of the principal developments in the evolution and synergism of solute and particle migration in a liquid melt in high-gradient magnetic fields and we also describe their effects on the solidification microstructure of alloys.Diverse areas relevant to various aspects of theory and applications of high-gradient magnetic field-controlled migration of solutes and particles are surveyed.They include introduction,high-gradient magnetic field effects,migration behavior of solute and particles in high-gradient magnetic fields,microstructure evolution induced by high-gradient magnetic fieldcontrolled migrations of solute and particles,and properties of materials modified by high-gradient magnetic field-tailored microstructure.Selected examples of binary and multiphase alloy systems are presented and examined,with the main focus on the correlation between the high-gradient magnetic field-modified migration and the related solidification microstructure evolution.Particular attention is given to the mechanisms responsible for the microstructure evolution induced by highgradient magnetic fields.

强磁场定向凝固金属材料界面稳定性研究进展

强磁场定向凝固技术是一种新型凝固手段,对材料的加工与改性有着得天独厚的优势。洛伦兹力、热电磁力以及磁化力能够影响熔体流动,改变界面处的溶质分布,引起成分过冷,从而影响界面稳定性。固相处的热电磁力以及磁偶极子相互作用则可通过改变界面能来影响界面稳定性。本文主要涉及金属材料在强磁场定向凝固过程中固-液界面稳定性的问题,总结了当前研究进展,重点介绍了磁场对界面前沿溶质梯度和界面能的影响,概括了洛伦兹力、磁化力和磁偶极子相互作用机制,指出了目前主要存在的两个问题:实验定量化和多种效应耦合化,并对未来研究提出了展望。

“新工科”理念下科教融合的“金课”建设

“新工科”和“金课”理念的提出,为中国教育探索提供了发展方向,也为新兴交叉学科背景下的新能源相关课程建设提供了指导,新能源产业的发展对新能源人才的培养方法和过程提出了新的要求。培养符合社会需求的工程人才,必须从课程结构、教学方法和评价机制等方面入手,有针对性地开展“新工科”理念下的“金课”建设。

新时期高校“超级教师”的形成

国家兴旺和富强,民族进步与发展,民众个人幸福都需要依靠良好的教育水平来支撑和实现。尤其是在科技高速发展的新世纪,教育的重要性不言而喻,各个行业以及社会对未来建设和发展所需的人才提出了更高层次的要求,这就需要高质量的教育来奠定发展的基础。实现高质量教育水平的重要前提是高素质的教师队伍。为了顺应时代的进步和发展,高校应进一步加强教师队伍建设,培养综合能力素质更为突出的"超级教师",从而更好地推动教育事业的发展。

磁场下半导体材料的制备及其性能提升

近年来,磁场作为一种外场被广泛应用于各种材料的制备过程中。磁场下半导体材料制备技术将磁场与传统半导体材料制备工艺相结合,包括磁场下的直拉法、熔炼法、水热法以及滑移铸造法等。本文对磁场应用于半导体材料不同制备方法中的研究结果进行了介绍,阐述了磁场下制备装置、半导体材料性能提升情况以及磁场的作用机制,并对磁场在半导体材料制备方面未来发展进行了展望。

强磁场对Mn-Sb包晶合金相变及凝固组织的影响

以Mn-56.5 wt%Sb包晶合金为研究对象,进行了不同磁场、不同冷速条件下的凝固实验.通过对液相线温度、包晶温度的考察,发现强磁场可以提高Mn-56.5 wt%Sb合金的液相线温度,且该上升值随磁感应强度的增加而增加,当所施加的磁感应强度为11.5 T时,液相线温度升高大约3 C,但施加磁场后包晶反应温度没有明显改变.对该合金的凝固组织进行定量金相分析发现,施加磁场后MnSb相明显减少,该结果与磁场对相变温度的影响相一致.另外通过X射线衍射分析发现,强磁场诱发包晶反应生成相MnSb的c轴垂直于磁场方向取向,而Mn2Sb相的(311)面平行于磁场方向取向.对不同冷速凝固的Mn-56.5 wt%Sb合金组织进行定量金相分析结果显示,强磁场对合金凝固过程的作用效果受到冷却速度的影响.随着冷却速度的增加,强磁场对该合金凝固组织中MnSb相的相对含量变化影响效果减弱.

强磁场条件下金属凝固过程中第二相的迁移行为

理论分析表明,第二相的迁移行为可以通过迁移速度进行表征.影响迁移速度的因素包括第二相和熔体的物理性质、磁场强度和梯度大小、第二相的形状和体积等因素.强磁场下洛伦兹力的效果为促进第二相在基体中的均匀分布,其效率在磁场强度大于某一定值时逐渐降低.在梯度强磁场条件下,第二相迁移行为和分布状态的主要控制参数是梯度磁场下的磁化力.在磁场梯度较小时,因洛伦兹力的制约磁化力控制第二相迁移的效果不明显,随着磁场梯度的增加,磁化力的作用效果逐渐增强.通过研究强磁场下Al-Si合金、Al-Ni合金中原位自生第二相的迁移行为实验验证了理论分析结果.

强磁场下合金凝固过程控制及功能材料制备

近些年来关于强磁场下材料加工过程的研究取得了长足的发展和进步。本文综述了强磁场下金属材料凝固过程控制和新材料制备的研究进展。重点介绍了强磁场下Lorentz力、热电磁力和磁化力对熔体流动、溶质分布和组织演变的影响规律;磁力矩对磁性相的晶体取向的作用规律;磁偶极间相互作用对相排列的控制作用等。同时,介绍了利用强磁场下的凝固方法制备MnSb/MnSb-Sb梯度复合材料和梯度磁致伸缩材料、各向异性材料等新型功能材料的研究进展。通过强磁场控制金属材料凝固过程可以有效改善材料的微观组织,并进一步提高材料性能,这为开发新型功能材料提供新的途径。