新工科背景下地方高校工科专业生产实习瓶颈与改革

生产实习不仅具有提升学生工程实践能力的作用,还兼具提升学生健康、安全意识的任务,是培养新工科背景下卓越工程师技术人才的重要途径。该文在分析我国地方高校生产实习教学普遍问题的基础上,基于国家级一流本科专业西安石油大学焊接技术与工程专业的生产实习经验,分析探讨生产实习可能的改革方向。焊接技术与工程专业通过完善实习考核评价机制、拓展校企合作、优化实习内容和强化教师队伍与学生心理建设,可有效缓解实习经费短缺、实习内容与专业课程内容脱节、学生实习态度不端正等问题。为进一步提升生产实习效果,专业将加强持续改进环节,加强校企合作,强化安全意识、健康意识、社会意识的培养。

激光熔覆WC/316L复合涂层结构及磨损性能

为改善激光熔覆过程中WC增强金属基复合涂层分解与分布不均匀的问题,采用激光熔覆技术制备了50%WC含量的WC/316L复合涂层,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机表征了熔敷层的组织形貌、硬度与摩擦磨损性能。结果显示,低热输入量可以防止WC颗粒下沉,提升熔覆层厚度方向上的WC颗粒分布均匀性;但WC的平面分布均匀性较差,同时低热输入导致WC颗粒结合较弱,易发生脱落;熔覆过程中,粉末中15%的WC发生分解。研究表明,通过降低激光热输入量,可以制备WC厚度方向较为均匀的复合涂层,提升熔覆层耐磨性,但是需要优化WC平面分布均匀性与WC颗粒结合性能。

铝基材料水解制氢技术研究进展

氢能是全球公认的清洁能源,被认为是化石能源的理想替代品,具有广泛的市场前景。铝价格低廉、密度较低且能量密度高,铝水解产氢是一种有效提供氢能的方法。简述了铝水反应的原理,介绍了目前国内外主流的3种铝基材料水解制氢技术(纯铝与酸碱溶液反应、机械球磨法制备铝基复合材料、熔铸法制备铝基低熔点合金)的研究进展,并探讨了不同技术的反应原理、不同添加物的作用机理,对比了各种技术的特点,提出熔铸法制备低熔点合金将成为日后研究的重点,最后对未来熔铸法制备铝基低熔点合金的前景进行了展望。

漆膜完整性对海洋服役金属构架腐蚀行为的影响

采用浸泡法表征了漆膜防腐涂层损伤前后海上金属构架在飞溅区与全浸区的腐蚀行为。分别模拟了漆膜完整、破损、保护漆膜破损等构件的腐蚀行为。缺陷采用人工制备,直径约为2 mm,深度以曝露出金属基体为标准。实验溶液为模拟海水溶液,漆膜破损区域分别浸泡在溶液/气界面与溶液中,浸泡周期为60天。液面循环振动以此模拟海水飞溅区的腐蚀环境。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析了漆膜特征、损伤区及周边区域的腐蚀形貌。结果表明,防腐漆膜层破损前能够有效保护基体免受腐蚀。漆膜破损后,破损区周边漆膜覆盖区域未发生腐蚀;处于飞溅区、全浸区的破损处,金属构件的局部腐蚀速率约为0.46、0.21 mm/a,分别发生极严重、严重腐蚀行为。

热障涂层潜在高熵陶瓷材料的研究进展

提升高温腐蚀部件的隔热耐蚀性对提高石油化工设备的使用寿命有重要意义。热障涂层是提升高温部件隔热耐蚀性能的关键技术。现役热障涂层陶瓷层材料已达到高温服役极限,急需能够耐极限高温的陶瓷材料。作为近些年开发的高稳定材料,高熵陶瓷具有高温稳定性、低热导率等优点,是替换现有陶瓷涂层材料的潜在材料之一。综述了高熵碳化物陶瓷、高熵硼化物陶瓷、高熵氧化物陶瓷、高熵氮化物陶瓷以及高熵稀土系列陶瓷的研究现状。分别从制备方法以及相应的物理化学性质和晶体结构等方面介绍了各种高熵陶瓷的力学性能和物理化学性能。同时指出,对新型的高熵陶瓷材料,通过寻求更加合理的摩尔配比和精准的元素搭配来优化高熵系统对提升高熵陶瓷材料的耐高温性、高温稳定性和抗氧化性具有指导意义,有望作为未来新型热障涂层材料。最后展望了高熵陶瓷的发展方向。

激光熔覆316L涂层晶粒生长取向与形貌对其耐蚀性能的影响

目的表征316L激光熔覆层的晶粒取向、形貌与其耐蚀性之间的关系,阐明晶粒形态对316L熔覆层耐蚀性能的影响原理。方法在Q235钢板上激光熔覆制备搭接率为20%、35%、50%的316L不锈钢熔覆层,获得具有不同取向与含量柱状晶的熔覆层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、电化学工作站对熔覆层的显微组织、元素分布、物相组成及耐蚀性能进行表征。结果熔覆层的晶粒形态和耐蚀性能受到搭接率影响。熔覆层因搭接发生部分重熔和回火,产生了横向柱状晶,随着搭接率从20%增大至50%,横向柱状晶含量从25%提升到41%。搭接率不影响熔覆层物相组成,熔覆层主要物相均为γ相。横向柱状晶含量在38%和41%时的熔覆层自腐蚀电流密度较25%含量的熔覆层下降1个数量级,分别为3.73、1.34μA·cm^(-2),熔覆层耐蚀性能随横向柱状晶含量的增加而提升。结论熔覆层物相与搭接率无关,但搭接率会导致熔覆层晶粒生长取向与形貌发生变化:随着搭接率的增大,晶粒由等轴晶转变为横向柱状晶。横向柱状晶降低了腐蚀性介质的传输效率,导致熔覆层耐蚀性大幅度提升。

钙稀土氟碳酸盐矿物电子探针定量分析方法研究

稀土氟碳酸盐矿物是工业开发利用轻稀土元素的主要赋存矿物。钙稀土氟碳酸盐矿物化学成分的准确测定,是快速鉴别其种属的前提,也是研究稀土矿床的成因和高效开发利用稀土矿产的必然要求。通过测试条件优选、C含量直接测定并校正计算,完善了利用电子探针准确分析钙稀土氟碳酸盐矿物化学成分的定量分析方法。采用理论分子式法和电荷平衡法对样品中C含量进行校准计算,结果显示理论分子式法计算结果更合理。笔者对赋存在金川正长花岗岩中的钙稀土氟碳酸盐矿物化学成分进行电子探针分析和结构拉曼光谱分析。结果表明,该矿物组合存在多种物相,以新奇钙铈矿为主,氟碳钙铈矿和伦琴钙铈矿呈微细针状分布于新奇钙铈矿中。结合矿物共生关系,认为金川正长花岗岩中钙稀土氟碳酸盐矿物为岩浆作用晚期,富F^(-)、CO_(2)、REE^(3+)流体与磷灰石交代反应生成。

通窍活血汤联合丁苯酞治疗脑梗死后血管性痴呆的疗效及其对患者痴呆程度、认知功能的影响

目的观察通窍活血汤联合丁苯酞治疗脑梗死后血管性痴呆(VD)患者的临床疗效,并探讨其对患者痴呆程度、认知功能的影响。方法选取2021年2月至2023年2月河南省直第三人民医院收治的94例脑梗死后VD患者纳入研究,按随机数表法分为西药组和中西药联合组,每组47例。西药组患者在对症支持治疗基础上予以丁苯酞治疗,中西药联合组患者在对症支持治疗基础上予以通窍活血汤联合丁苯酞治疗,均连续治疗3个月。治疗后比较两组患者的临床疗效,以及治疗前、治疗1个月、治疗3个月后的痴呆程度[临床痴呆评定量表(CDR)]、认知功能[简易精神状态检查量表(MMSE)]、生活能力[生活能力量表(ADL)]、炎症因子[白细胞介素(IL)-6、IL-18、肿瘤坏死因子(TNF)-α]、神经相关因子[脑源性神经营养因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)、降钙素基因相关肽(CGRP)]水平。结果中西药联合组患者的临床治疗总有效率为93.62%,明显高于西药组的78.72%,差异有统计学意义(P<0.05);中西药联合组患者治疗1个月和3个月后的CDR评分分别为(1.11±0.20)分、(0.72±0.14)分,明显低于西药组的(1.27±0.28)分、(0.85±0.19)分,ADL评分分别为(20.37±3.17)分、(15.16±2.03)分,明显低于西药组的(22.89±4.05)分、(18.25±3.14)分,MMSE评分分别为(19.41±2.32)分、(26.01±2.34)分,明显高于西药组的(17.25±2.37)分、(24.31±2.22)分,差异均具有统计学意义(P<0.05);中西药联合组患者治疗1个月、3个月后的血清IL-6、IL-18、TNF-α水平明显低于西药组,而血清BDNF、NGF、CGRP水平明显高于西药组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论通窍活血汤联合丁苯酞治疗脑梗死后VD可减轻患者的神经炎症反应,改善神经相关因子,从而改善脑梗死后VD患者认知功能,减轻痴呆程度,提高日常生活能力,疗效更为显著。

热障涂层脱粘裂纹缺陷的高温表征方法与演变规律

热障涂层在服役过程中相邻区域脱粘裂纹的扩展合并是造成陶瓷层最终剥落的重要原因,然而缺乏简单有效的无损测试方法。提出利用空腔高热阻在陶瓷层表面局部热积累,形成表面亮斑的特点,通过亮斑反向跟踪脱粘缺陷的新方法。结果表明,在界面处制备水溶性盐斑,继续喷涂陶瓷层后用水浴溶解的方式可在YSZ与金属粘结层界面有效预制特定外形与尺寸的人造脱粘裂纹缺陷;预制脱粘裂纹与表面高温亮斑尺寸呈正相关,且近似呈现为比例系数为1.031的线性关系,当预制裂纹直径大于0.4 mm时,可在涂层表面观测到亮斑,当预制裂纹直径大于0.7 mm时,用亮斑尺寸预测裂纹尺寸的相对误差低于15%;在梯度热冲击循环下,热障涂层随热冲击次数的增加,表面首先出现亮斑,随后亮斑长大、合并,在2500次左右热循环时合并速度加快,最终陶瓷层在亮斑处局部剥落。基于脱粘裂纹对于纵向热流的阻碍作用,提出一种人造脱粘裂纹缺陷的预制方法,并确立一种通过测量表面亮斑尺寸估计内部裂纹尺寸的热障涂层无损测量方法。解决了热障涂层高温缺陷难以实时观测的问题,并进一步研究了其高温演变规律,可为热障涂层的寿命预测提供数据支持。

OBE视域下“工程材料及成形技术”教改实践研究

课程思政、新工科、工程教育认证对高校教学育人工作提出了新要求和新挑战,三者实质内涵相辅相成,总体目标一致,都对育人成果和人才产出成效提出更高要求,亟需在教学中引入OBE理念,并在实践中探索如何在OBE视域下开展改革课程教学。基于《工程材料及成形技术》本科课程的教学改革实践,本文讨论了OBE理念与课程设计、课程实施、考核评价全过程的实现路径,探索OBE理念在本科课程中的体现形式。

CO_2腐蚀环境中温度对5Cr钢腐蚀性能的影响

模拟塔里木油田现场环境,利用高温高压实验设备辅以失重法,研究了CO2腐蚀环境中温度对油、套管钢5Cr钢腐蚀速率的影响。采用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对试样表面腐蚀产物的形貌及成分进行了分析。结果表明:5Cr钢的平均腐蚀速率随温度的升高而增大,90℃时到达最大值,温度继续升高平均腐蚀速率降低。各种温度下,均没有局部腐蚀发生。所有温度条件下,腐蚀产物均为FeCO3,并且腐蚀产物膜中出现了Cr的富集现象。

快速激光熔覆Ni/不锈钢堆焊层组织及耐蚀性能研究

目的提高CT90钢耐腐蚀性能的同时,大幅度提升激光熔覆效率。方法用快速激光熔覆在CT90连续油管表面堆焊一层Ni/不锈钢涂层。用扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)研究涂层组织结构特征,用电化学工作站测试涂层耐全面腐蚀和点蚀的能力,通过SEM分析试样表面腐蚀形貌。结果一次扫描后,CT90连续油管表面制备了一层约200μm厚的316L/Ni堆焊层,堆焊层由约50μm厚的扩散区与150μm厚的涂层区组成。堆焊层致密程度较高,其孔隙率仅约为0.4%,稀释率约为1.7%。熔覆层晶粒主要以柱状晶的方式垂直于熔覆层/基体界面生长,表面存在少量等轴晶区和板条形貌的晶粒。与涂层区晶粒内部相比,涂层区晶界处的Cr含量降低约1.2%。熔覆316L/Ni堆焊层后,CT90连续油管的自腐蚀电位升高约0.55 V,自腐蚀电流密度降低约95%,点蚀电位约为0.34 V。电化学测试后,CT90试样表面腐蚀严重,而熔覆层大部分区域仍保持测试前形态,少量区域发生局部腐蚀,腐蚀区域呈现蜂窝形貌。结论快速激光熔覆在保证熔覆层低孔隙率、高致密度、低稀释的同时,还显著提升了激光熔覆的生产效率。涂层能够显著提升CT90钢耐全面腐蚀及局部腐蚀的能力,使得CT90钢的腐蚀形式发生变化。

应用有机包裹体研究天然气成藏特征——以鄂尔多斯盆地苏里格气田西部山1段为例

通过对苏里格气田西部山1段成岩作用及成岩序列研究,利用有机包裹体岩相学观察和流体包裹体测试析技术,探讨苏里格气田西部山1段天然气成藏特征。研究表明苏里格气田西部山1段成岩作用主要有压实和压溶作用、胶结作用、石英次生加大作用、溶蚀和裂隙作用等。依据有机包裹体分布特征和包裹体物理相态特征可以识别出特征明显的2期包裹体。第一期油气包裹体主要相态为气态烃+盐水、气态烃+液态烃+盐水和气态烃+液态烃,气/液比较小,多呈串珠状定向分布在裂隙中,均一温度相对较低,温度主峰为120℃,代表了早期天然气充注作用,天然气开始形成并初次运移进入储层。第二期油气包裹体主要为纯气相和气态烃+少量盐水,气/液比较大,主要分布在溶蚀孔隙和晚期裂隙中,均一温度相对高,温度主峰为150℃,该期包裹体代表了生气高峰期天然气大规模运移成藏事件,也是研究区最重要的成藏事件。利用Tt曲线方法研究表明,苏里格西部地区山1段天然气开始运移进入储层的时间大约为170Ma(相当于中晚侏罗世),天然气规模成藏时间约为120Ma(相当于早白垩世晚期)。

混合氧化物对等离子喷涂热障涂层热循环寿命的影响

采用梯度热循环试验与理论模型相结合的方式研究了混合氧化物对热障涂层寿命的影响。喷涂态热障涂层系统由Inconel 738基体、冷喷涂沉积的NiCoCrAlTaY粘结层(BC)及大气等离子喷涂制备的ZrO2+Y2O3(8%)陶瓷层组成。在1 150℃空气气氛条件下,经过保温20h制备了含有混合氧化物的涂层。每个热循环包括70s的加热,50s的保温及120s的压缩空气冷却。陶瓷层表面最高温度为1 150℃,此时250μm厚的陶瓷层隔热150℃。结果表明:涂层中存在混合氧化物时,其寿命显著降低,且涂层寿命降低程度与混合氧化物和α-Al2O3生长诱发的YSZ应变量,以及混合氧化物的覆盖率有关。与α-Al2O3相比,较高生长速率的混合氧化物易诱发YSZ产生较高的应变,过早地诱发涂层未结合界面扩展、合并,进而导致涂层快速失效。

不同载体上微量接触类检材的相关问题探究

手部接触类生物物证是目前案件中的主要生物物证,但关于此类物证在不同载体上DNA的检出量和检验效果、最佳前处理方法以及检材放置不同时间后的检出量和检验效果的变化尚无详细研究报道。通过制备手部接触类生物检材,分别使用直接剪取法、胶带粘取法、两步擦拭法和真空吸取法对检材进行前处理,然后进行DNA提取,用筛选出的最佳前处理方法处理放置不同时间段的检材,均使用常规程序对检材进行DNA提取、定量和复合扩增,并对各项结果进行分析和讨论。实验观察到总体上使用直接剪取法进行前处理的检材提取到的DNA的量大于使用两步擦拭法和真空吸取法进行前处理提取到的DNA的量,且这4种前处理方法在不同载体的检材之间提取到的DNA量有差异;随着时间的推移,在放置360 d内的DNA检出量和检验效果无较大差异。由此得出,不同载体上DNA的检出量和检验效果有差异,针对不同载体,其最佳前处理方法也不同;检材常温干燥放置一年内,其DNA无明显降解。

数字散斑干涉术物体形变测量

基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图,取代传统散斑干涉术中的记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像面散斑方法获得散斑干涉图,用相减技术得到含有物体形变信息的散斑干涉条纹.设计高斯低通滤波器,对干涉条纹进行处理,提高了干涉条纹的对比度.提出扫描条纹中心行方法,由条纹中心行一维位相分布获得一维物面变形,实现了散斑干涉条纹的自动判读.试验表明,该方法简洁且实用.

碳钢表面等离子喷涂NiCrAl涂层的耐蚀性能研究

采用高温高压及电化学腐蚀实验研究了Q235钢、13Cr以及Q235钢表面沉积Ni Cr Al涂层后的耐CO2腐蚀性能。Ni Cr Al涂层采用等离子喷涂制备。结果表明:Q235钢抗均匀腐蚀和局部腐蚀的能力较差;13Cr抗均匀腐蚀能力良好,但出现明显的点蚀;Ni Cr Al涂层具有良好的抗均匀腐蚀及点蚀能力。Ni Cr Al涂层的通孔结构为腐蚀介质提供了渗入通道,进而腐蚀界面处的Q235钢。

不同裂纹扩展位置时热障涂层温度场分布特征研究

采用三维有限元模型研究了热障涂层内部横向裂纹扩展位置对涂层表面温度场的影响。结果表明,裂纹上方温度升高区域的形状取决于裂纹的形状;横向裂纹到涂层界面距离增加,陶瓷层表面最高温度以指数形式增加,且最高温度区域的面积变大。当横向裂纹向涂层表面移动时,裂纹上方陶瓷层发生相变和烧结的趋势增加,相变和烧结的面积也增大。

天然流体包裹体均一状态下拉曼光谱研究

以天然流体包裹体为研究对象,将激光拉曼光谱和冷热台这2种测试手段很好的结合起来,进行均一状态下流体包裹体的拉曼光谱研究,对了解捕获高温高压下古流体性质,认识地球内部物质的相平衡、矿物的溶解、沉淀和迁移以及深部岩石熔融作用等具有重要参考意义。采用激光拉曼光谱探针与显微热台相联用原位在线测试技术,对石英脉中不同期次和不同相态的流体包裹体成分定性定量测定,得到常温和均一状态下的拉曼图谱,结合特征峰面积、强度及半高宽计算并对比分析包裹体挥发组分的组成发生的变化,及H_(2)O-CO_(2)、H_(2)O-CH_(4)、H_(2)O-CO_(2)-CH_(4)混合流体的特性,重点讨论了高温均一状态下2种流体相(气态、液态)中非极性分子(CO_(2)、CH_(4))对水分子氢键的影响。

激光拉曼光谱在有机包裹体研究中的应用——以苏里格气田西部盒8段油气包裹体为例

以苏里格气田西部盒8段储层砂岩油气包裹体为例,应用激光拉曼探针微区原位分析技术,对其赋存于石英颗粒表面愈合裂隙、次生加大边的2期含烃有机包裹体的成分及其相对摩尔百分含量进行测定：早期包裹体主要为含气态烃和含盐水气态烃的气液两相有机包裹体,晚期包裹体为含气态烃气液两相有机包裹体;其气相成分以CO2、CH4和N2等气体为主,溶解有CO、H2S、H2、C2H2、C2H4、C2H6、C4H6等气体;液相成分以H2O和CO2为主,此外还含有极少量的阴离子SO2-4和CO2-3离子（小于0.03 mol/L）。研究表明：早期有机包裹体含有大量CO2无机气体、H2O和少量低碳烷烃,说明早期有机质成熟度处于未成熟—低成熟阶段,虽有天然气生成,但运移规模有限,形成的有机包裹体极少,反映了天然气进入储层后置换地层水的过程;晚期有机包裹体与之相反,烃类和N2含量均较高,而CO2无机气体和H2O含量均较低,可见晚期有机包裹体代表了油气形成高峰和大规模进入储层成藏期间的流体特征,为有机质的热演化程度,油气生成、运移,划分油气成藏期次提供了科学依据。