面向“碳达峰 碳中和”战略的新材料人才培养模式研究与实践

新材料产业作为推动我国“碳达峰碳中和”战略发展的关键环节,在加速相关产业变革、保障国家新时代生态文明建设方面具有重大战略支撑和引领作用。立足我国“双碳”战略发展的历史机遇,新材料创新人才培养需求迫切,必须围绕“双碳”战略发展前沿和人才培养需求,以国家新发展理念为视角,探索面向“双碳”战略的新材料创新人才培养机制。本文聚焦国家“碳达峰碳中和”战略新材料领域,围绕产业变革发展前沿,结合我国新材料发展需求,提出了以高层次新材料创新人才培养为目标,以国家新发展理念为视角,采取学科协同、科教协同、产业协同、国际协同的“四协同”改革思路,探索了面向“双碳”战略的新材料创新人才培养机制。

(Si_(0.2)Ti_(0.2)Nb_(0.2)Ta_(0.2)V_(0.2))C高熵陶瓷的低温制备及吸波性能

寻求具有良好耐高温及力学性能的新型陶瓷材料是吸波材料领域的研究热点之一。高熵碳化物陶瓷具有高温热稳定性及抗氧化性好等优点,但合成温度高且吸波性能研究较少,限制了其在高温吸波材料领域的应用。本工作采用熔盐法合成了多晶岩盐晶型(Si_(0.2)Ti_(0.2)Nb_(0.2)Ta_(0.2)V_(0.2))C高熵碳化物陶瓷,研究了其物相组成、微观形貌及吸波特性。结果表明:随着反应温度的升高,样品的衍射峰逐渐锐化,吸波性能明显提高。当反应温度为1500℃时,3.72 GHz时最低反射损耗达-34.68 dB;与已报道的高熵碳化物陶瓷相比,在相同的有效吸收带宽(2.3 GHz)下,涂层厚度减少了13.3%(1.5 mm降低到1.3 mm),其介电损耗主要来源于极化损耗和导电损耗。本工作制备的高熵碳化物陶瓷可以为研究制备新型环境适应、耐高温、抗冲击的高性能单相吸波材料提供新途径。

考虑车身弹性发动机悬置系统的模态分析

多自由度发动机悬置系统存在耦合问题,直接影响悬置系统的隔振.首先,分别建立6自由度,考虑弹性基础9自由度和12自由度的发动机悬置系统动力学模型;然后,分析车身弹性对悬置系统固有频率和相应的阵型的影响.研究表明:(1)考虑车身影响的悬置系统直接影响系统的固有特性和解耦率;(2)车身弹性在z方向刚度对系统的垂向固有频率最为敏感;(3)右悬置z方向,左悬置y方向和后悬置y方向刚度对系统侧倾固有频率影响最大;(4)右悬置y方向和左悬置较低y方向刚度值对耦合系统俯仰固有频率敏感.

随州南站屋盖结构设计和分析

随州南站站房采用24个伞状单元体呈现银杏叶的造型,结构设计时以H形截面弦杆形成的异形钢桁架作为主受力骨架,结合分叉圆钢管、吊杆、水平圆管桁架等形成完整单元体结构。单元体结构与顶部波浪形正交钢梁体系连接,形成了站房屋盖整体结构。屋盖结构体系复杂,单元体根部尺寸收缩,采用屈曲分析得到了结构的屈曲模态及屈曲因子,第一阶屈曲模态位于伞状单元体结构根部位置,并进一步对屋盖结构进行了荷载-位移全过程分析,以保证屋盖结构的整体承载力。设计时在单元体结构中采用了十字工形组合钢柱及鼓形节点,利用有限元分析和试验的手段对此两种特殊结构构造进行了验证,以确保关键部位的承载力。单元体结构外表皮采用张拉索-膜结构形成的金黄色ETFE膜完整呈现了建筑效果。

多孔阳极氧化铝薄膜的制备

采用二次氧化的方法,在短时间内制备了多孔阳极氧化铝薄膜(AnodicAluminaMembrane,简称AAM),借助扫描电子显微镜(SEM),能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等测试手段分析了氧化铝膜的微观形貌和晶体结构,讨论了电解液温度波动和铝材表面缺陷对AAM表面形貌的影响。研究结果表明:制备的多孔氧化铝薄膜是非晶态氧化铝,在其表面孔径为50～70nm的六边形孔洞分布均匀,且垂直于薄膜表面平行生长。氧化过程中,电解液温度的稳定有利于形成规则的孔洞阵列;通过电化学抛光预处理,可有效去除机械划痕,避免薄膜表面沟壑状形貌的形成,提高了孔洞分布的均匀性。

碳纤维水泥基复合材料Seebeck效应研究现状

具有显著Seebeck效应的碳纤维水泥基复合材料(Carbon fiber reinforced cement-based composites,简写为CFRC)近年来受到广泛关注。综述了CFRC的导电机理、Seebeck效应强化途径及其工程应用前景。CFRC的载流子类型主要包括离子、电子和空穴,并以空穴为主。碳纤维/碳纳米管掺杂,CFRC的Seebeck系数可提高至约30μV/℃;钢纤维掺杂水泥基材料表现为n型半导体,其Seebeck可达68μV/℃;金属氧化物Bi_2O_3掺杂可将CFRC的Seebeck系数稳步提高到100.28μV/℃,而ZnO和Fe_2O_3掺杂可使CFRC的Seebeck系数分别增大到3 300μV/℃和2 500μV/℃。这些研究有效地促进了CFRC在城市室外热量的转换收集、工业余热能量收集和长寿命结构健康监测传感器等领域的研究与发展。

我国专利产出分析与技术转移研究

对1985～2010年我国专利申请与授权数量进行分析,揭示我国专利产出的总体分布情况,并探讨我国专利产出与科研经费、人员投入之间的相互关系;运用数理统计中的回归分析研究方法,实证检验专利产出与经济增长的关联机制,以此探讨专利技术转移对经济增长的作用。结果显示,专利产出在推动经济发展方面存在滞后性,直接作用不明显,这在一定程度上说明我国专利产出在技术转移方面还有较大不足。根据实证研究,为我国今后更好的开展专利技术的转移工作提出建议。

金属多孔材料在建筑领域的应用展望

详细介绍了金属多孔材料的微观结构特征与性能特点,并对其在节能门窗、建筑防火板材、钢结构和建筑节能领域的应用进行了分析和展望。

铝合金轮毂有限元分析及优化设计

为了提高轮毂的安全性和可靠性,本文主要对铝合金轮毂进行有限元分析及优化设计。采用三维软件Creo3.0,对某铝合金轮毂进行实体建模,并导入Ansys软件中,分析其固定点在不同作用力与力矩方向时轮毂的动态弯曲疲劳、径向疲劳与冲击性能。试验结果表明,该轮毂所受的最大应力远小于许用应力。同时,为提高该轮毂的性能,对该轮毂的薄弱连接部位进行加强设计,并对其余部分进行轻量化设计。研究结果表明,轮毂的整体质量减少了134.13 g,其强度符合设计要求。该研究对提高轮毂的使用寿命具有重要意义。

发动机铝合金缸盖低压铸造的数值模拟

为解决发动机铝合金缸盖铸造工艺中存在的表面质量差、夹渣、气孔等铸造缺陷难以控制的问题,采用AnyCasting软件对发动机铝合金缸盖进行低压铸造数值模拟.通过对充型过程、凝固过程的温度场和缺陷进行观察分析,优化铸造冷却系统,实现铸件自下而上顺序凝固,保证了金属液平稳充型、排气、积渣充分,从而提高了缸盖品质.数值模拟方法辅助工艺人员优化工艺,对铸造生产实践有指导意义.

包覆结构Si/C复合负极材料研究进展

以包覆结构Si/C复合材料作为负极的锂离子电池(LIBs)具有能量密度高、自放电效率低、循环寿命长等特点。然而,锂在硅中插入/脱出过程的体积膨胀和固体电解质界面膜(SEI)的不稳定性,阻碍了硅的商业化应用。本文通过对近年来新型包覆结构Si/C复合负极材料的构筑方法、电化学性能、比容量和循环性能进行分析和研究,发现包覆结构Si/C复合负极材料不仅可以缓解硅在锂化过程中的体积膨胀和炭层破裂,而且可以有效提高LIBs循环稳定性。因此,Si/C复合材料有望取代石墨成为高容量LIBs的主要负极材料。

铝缸体压力铸造数值模拟分析

建立铝缸体铸造模型,通过AnyCasting软件进行模型的网格划分,设定铸造工艺参数进行模拟。分析了铸件的充型过程和温度梯度场,预测了可能出现的缺陷。

低温循环载荷对碳纤维增强硫铝酸盐水泥基复合材料热电性能的影响研究

将膨胀石墨和碳纤维加入到硫铝酸盐水泥基体当中,通过干压成型法制备出具有热电性能的水泥基复合材料。通过对水泥样品施加低温循环载荷(室温～-40℃～室温),测试了碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)的热电性能变化,研究和分析了不同循环次数下低温载荷作用对CFRC热电性能的影响,发现样品的电导率从2. 16×10^(-3)S/cm减小到1. 11×10^(-3)S/cm,Seebeck系数绝对值从33. 3μV/℃减小到了8. 67μV/℃,ZT值从7. 51×10^(-8)减小到了0. 40×10^(-8)。通过分析和计算样品活化能和载流子浓度,借助SEM图谱,发现由于低温载荷作用所产生的内应力使得材料内部产生更多的微裂纹,阻碍了电荷的传导,降低了材料电导率。此外,由于测量过程中样品要承受高温载荷,所以样品含水率会发生变化,从而使得材料Seebeck系数绝对值也有所减小,最终降低了CFRC的热电性能。

铝合金汽车轮毂低压铸造的数值模拟

利用数值模拟软件对铝合金汽车轮毂低压铸造过程进行仿真模拟。通过正交实验,改变不同的充型速度、浇注温度,分析铝合金汽车轮毂铸造过程的充型过程、凝固过程和残余熔体模数,从而得出最佳工艺参数为浇注温度660℃,充型速度20 cm/s,为轮毂低压铸造工艺提供理论上的技术支持。

发动机气缸套渗陶试验

通过等离子喷涂技术在发动机气缸套表面喷涂一层高强度高硬度陶瓷复合涂层,研究复合涂层制备过程中的气缸表面质量。测试结果表明,在此工艺下制备的陶瓷涂层约为577 HV,是原有基体材料铸铁(331 HV)的1.74倍多。耐腐蚀实验中,未渗陶缸套比渗陶缸套表面多损耗333 mg。陶瓷涂层的硬度和耐腐蚀性相较于基材都得到较大提高。渗陶气缸套与不同活塞环配合其磨损性能优于现生产的气缸套。台架试验结果表明该渗陶气缸套节省机油效果明显,满足设计和使用要求。

“双一流”时代省属高校创新人才培养研究

研究生培养是我国高等教育体系的重要环节,承担了我国产业转型升级、国际竞争以及高素质人才培养的重要任务。然而随着“双一流”建设的推进,在省属高校中高层次拔尖创新人才的培养存在一些亟待解决的问题。通过立足省属高校发展现状,在西安建筑科技大学研究生综合教育改革的框架下,探索了适应省属高校特点的研究生拔尖创新人才培养模式。在这种模式下,通过国际合作联合指导、课题组创新管理及文化建设保障等举措,可以创造良好的学术研究环境,从而促进省属高校研究生培养质量和竞争力的提高,为当前“双一流”建设背景下省属高校研究生人才培养模式改革提供重要参考依据。

煤气旋流燃烧器的数值模拟研究

针对某厂燃煤锅炉改烧高炉煤气的改造需求,采用Fluent软件进行数值模拟的方法,对高炉煤气旋流燃烧器的流动情况进行研究。研究了不同负荷下燃烧器的温度场和流场分布,讨论了影响燃烧器流动的因素,计算结果通过实验数据验证。此次数值模拟表明改造后的燃烧器符合设计要求,并为运行提供理论依据。

浅谈滨海新区园林绿化植物的生态配置

文章根据园林绿化植物生态配置的现代内涵和滨海新区园林植物生长的立地条件,提出了滨海新区园林绿化植物生态配置的原则,并按照滨海新区特殊的经济地位和生态环境条件,对滨海核心区、滨海盐土区、海岸带生态廊道、滨海湿地公园等区域进行植物配置。

多功能笔多件模注塑模具设计

针对某多功能笔形状较复杂,多件模脱模较难的实际生产问题,借助UG注塑模向导设计了一种带有外部侧抽芯机构和内螺纹推出机构的一模八腔注塑模具。模具采用两板式结构,外部侧抽芯机构采用滑块,滑块外侧具有螺纹槽和侧型芯,内螺纹的脱模推出采用叶轮+螺旋杆,由推板最终推出制件。模具结构新颖,使用效果良好,对企业设计同类注塑模具有一定的借鉴作用。

城市园林土壤的改良利用和管理初探

以天津市的区域特点为例介绍了城市土壤的主要性状,探讨了城市土壤的改良利用和管理,提出了相应的解决方法。