地方型本科院校在毕业设计中提升学生科研创新能力研究——以九江学院为例

主要针对地方性本科院校学生在毕业设计中的科研创新能力的关键问题进行研究,通过从大三本科学生开始抓起,将毕业设计与教师科研项目相结合来培养学生的科研创新能力,从科研选题、科研创新能力培养及毕业设计论文的质量三方面进行较为系统的研究,以达到提高地方型本科院校(九江学院)在毕业设计中提升学生科研创新能力的目的。

基于九江学院本科生科研创新能力在毕业设计中的提高研究

本文主要针对九江学院本科学生培养科研创新能力的关键问题进行研究,通过从大三本科学生开始抓起,将指导教师科研项目融入至毕业设计中以此来培养学生的科研创新能力,从科学的设计选题、培养科研创新能力措施及考核毕业设计论文的质量三方面进行较为系统的研究,以达到提高九江学院本科生在毕业设计中提升科研创新能力的目的。

结合科研项目提高本科生在毕业设计中科研创新能力实践研究——以九江学院地方型院校为例

毕业设计是培养学生在大学期间思维及创新能力必不可少的环节,如何在毕业设计中更好地提升学生的科研创新能力是本科院校需要解决的关键问题。本研究中通过对学生进行筛选、毕业设计选题、科研试验的实施及试验结果的鉴证等实践过程来对其科研创新能力的培养。

国内外绝热保温材料的研究现状分析及发展趋势

绝热保温材料由于具有独特的性能和用途,国内外诸多研究学者对其进行了广泛而深入的研究。概述了绝热保温材料的基本情况,从不同类型出发分析了目前绝热保温材料的研究现状,最后展望了绝热保温材料的发展方向。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损特性

在腐蚀冲蚀磨损试验机上,用5%H2SO4和质量分数15%棕刚玉组成的腐蚀-冲蚀磨损介质,对不同燃气流量下HVOF喷涂Cr3C2-25%NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损性能进行了试验研究,测定了涂层单位面积失重量随腐蚀冲蚀磨损时间和冲蚀角度的变化,用扫描电镜观察了涂层断面组织形貌,分析了涂层腐蚀冲蚀磨损机制.研究表明,涂层的腐蚀冲蚀磨损累积失重量随时间基本呈线性增加,适中燃气流量所沉积涂层的腐蚀冲蚀磨损率较低,且远低于低碳钢.涂层的腐蚀冲蚀磨损主要表现为早期腐蚀介质对粘结相的优先冲蚀腐蚀和随后碳化物颗粒剥落以及涂层沿层间的裂纹扩展、相互贯通和扁平粒子脱落.

冷喷多尺度WC-Co金属陶瓷涂层结构与性能研究

以团聚烧结工艺制备的多尺度WC-12Co、WC-10Co-4Cr和WC-17Co粉末为原料,利用冷喷涂沉积多尺度WC-Co金属陶瓷涂层,研究了涂层的组织和相结构,测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销-盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能。结果表明:3种冷喷多尺度WC-Co金属陶瓷涂层组织均比较致密,涂层保持与原始粉末相同的相结构,粘结相Co由于强烈塑性变形发生了部分同素异构转变,涂层组织无传统层状结构,WC颗粒呈现微米、亚微米及纳米多尺度分布特征;随着喷涂粉末中粘结相含量的增加,涂层硬度和弹性模量降低、断裂韧性增加,其磨损失重有所增加;涂层磨损失效机理主要为磨粒对涂层的切削作用。

冷喷涂WC-Co涂层的组织结构和性能研究

以微米WC-12Co、纳米WC-17Co和WC-23Co三种团聚烧结粉末为原料,进行冷喷涂沉积涂层实验,通过扫描电镜、X射线衍射仪分别分析了涂层的组织结构和相结构,运用压痕法测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销-盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能。实验表明,三种粉末所沉积的WC-Co涂层均具有致密的组织结构,涂层保持与原始粉末相同的相结构,黏结相Co由于强烈塑性变形发生了同素异构转变,涂层组织无传统层状结构,WC硬质相发生了局部流动和再分布。对于纳米WC-Co涂层,随着黏结相含量增加,涂层硬度和弹性模量降低、断裂韧性增加,相对于316L不锈钢,冷喷涂WC-Co涂层表现出了优异的耐磨损性能,涂层磨损失效机理主要为磨粒对涂层的切削作用。

氧气流量对超音速火焰喷涂TiB_2-40Co涂层组织和性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在不同氧气流量条件下制备3种TiB2-40Co涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪研究了涂层的组织和相结构,运用压痕法测定了涂层的显微硬度,通过水淬法测试涂层的抗热震性能,并研究涂层的耐熔融铝硅腐蚀性能.结果表明,3种TiB2-40Co涂层具有叠层状结构,No.1涂层最为致密,其孔隙率仅为0.286%;涂层的主要物相为TiB2和Co;显微硬度值分别为697±60 HV0.3、523±86 HV0.3和648±38 HV0.3;No.1涂层具有最好的抗热震性能;经过120 h熔融铝硅腐蚀后发现,3种涂层均具有良好的抗熔融铝硅腐蚀性能,其中No.1涂层试样耐腐蚀性能最好.

激光熔覆镍基合金组织及磨损性能研究

利用CO2激光器在45钢基体上熔覆Ni基合金,分析激光熔覆层的微观组织,测试其显微硬度及磨损性能。结果表明,所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成良好的冶金结合。从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的树枝晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡。激光熔覆层磨损量约为基体的1/3,熔覆层耐磨能力增强的主要原因在于熔覆层与基体良好的冶金结合,以及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用所致。

添加YAG对ZrB_2及ZrB_2-Al_2O_3陶瓷抗高温氧化性的影响

研究了掺杂相对ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷高温抗氧化性能的影响,以提高高温陶瓷的高温抗氧化性能。结果表明:通过引入YAG制备的陶瓷和纯ZrB2陶瓷相比,在相同氧化条件下得到的氧化增重有所减小,在相同氧化条件下,引入YAG越多的陶瓷氧化增重越小,说明通过引入YAG可以改善ZrB2陶瓷的抗氧化性能。ZrB2-YAG-Al2O3陶瓷氧化增重随着YAG-Al2O3含量增大而减小,在700～1 200℃之间添加YAG-Al2O3和添加YAG有相似的高温氧化机理特性。

球磨法制备超细碳化硅粉体

以低品位碳化硅粗粉为原料,通过球磨工艺制备高性能超细碳化硅粉体,研究球磨时间、球料质量比、转速等球磨参数对碳化硅粉体微观结构及性能的影响。结果表明:随着球磨时间、球料质量比、转速的增加,碳化硅粉体的粒度逐渐减小,粉体振实密度不断减小,但是碳化硅粉体形成的圆锥高度逐渐增大,即碳化硅粉体的流动性逐渐变差;随着球磨时间的延长,X射线衍射强度减小,衍射峰宽化显著增加,说明通过球磨细化了碳化硅的晶粒度;最佳球磨参数是转速为200 r/min,球料质量比为10,球磨时间为40 h。

不同尺度碳化物粉末冷喷沉积WC-17%Co涂层的组织及性能

采用团聚烧结和机械混合工艺制备的4种纳米与微米碳化物比例的WC-17%Co粉末,运用冷喷涂进行涂层定点沉积试验,通过扫描电镜和X-射线衍射分别分析了涂层的组织结构和相结构,并测定了涂层的显微硬度和磨粒磨损失重量.结果表明,4种碳化物尺度粉末沉积涂层具有致密的组织结构,喷涂态涂层保持与原始粉末相同的相结构,涂层显微硬度随碳化物尺度在12 897～15 925 MPa范围变化,粉末中纳米碳化物与微米碳化物颗粒重量比为50∶50时,沉积涂层具有较好的磨粒磨损性能.涂层磨损表面分析表明,涂层的磨损行为表现为涂层的磨粒磨损失重量在2.67～5.53 mg范围变化.

激光熔覆原位合成TiC增强Fe基复合层组织研究

在45钢表面激光熔覆原位合成TiC颗粒增强Fe基复合涂层。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对TiC/Fe复合涂层的显微组织、合金成分以及物相进行分析,测试了熔覆层的显微硬度和耐磨性能。结果表明,当（Ti＋C）的含量在复合粉末中的比例达到15%时,熔覆层生成了少量的TiC颗粒,其形状呈多面体和花瓣状,直径为1~5μm,长度为3~5μm,TiC增强相组织中含有Fe、Cr等元素,而不是单纯的二元碳化物。由于少量TiC颗粒的团聚现象,造成TiC激光熔覆层的显微硬度低于Fe基熔覆层,但TiC激光熔覆层磨损性能优于Fe基熔覆层。

烧成工艺制度对石英砂基多孔陶瓷材料孔结构及性能的影响

以节约粘土资源及开发新型节能建筑材料为目的,利用长江沿岸低品位石英砂开发研制多孔陶瓷。研究了烧成工艺对石英砂基多孔陶瓷孔结构及性能的影响,为新型隔热保温材料的开发提供了工艺参考依据。研究结果表明,利用长江沿岸低品位石英砂成功地研制出多孔陶瓷,其密度随烧结温度的升高或保温时间的延长而增大,气孔率则随烧结温度的升高或保温时间的延长而降低。从能耗、成本与性能3方面考虑,石英砂基多孔陶瓷较合理的制备工艺参数为烧结温度1100℃、保温时间60min。

烧结温度对YAG多孔陶瓷结构演化及力学性能的影响研究

钇铝石榴石(YAG)具有许多优异的性能,被广泛研究和应用。采用真空烧结制备YAG多孔陶瓷,分析结果表明:在1 500℃烧结的YAG多孔陶瓷微孔结构均匀规整,孔径约为5μm,晶粒形貌呈规则颗粒状,断裂形式为沿晶断裂;1 550℃烧结的多孔陶瓷,微孔结构均匀规整,孔径处于2～5μm之间,晶体呈棒状或针状结构,断裂形式为沿晶断裂和穿晶断裂并存;1 600℃烧结的陶瓷,晶粒长成片状结构,孔结构基本消失,断裂形式为穿晶断裂。随着真空烧结温度的升高,不但YAG多孔陶瓷的孔结构逐渐消失,而且能耗越来越多;结合孔隙度、力学性能与能耗之间的性价比综合考虑,确定YAG多孔陶瓷的烧结温度为1 550℃。

超音速火焰喷涂碳化物金属陶瓷涂层的磨粒磨损性能

采用超音速火焰喷涂工艺分别制备了WC-12Co、Cr3C2-25NiCr碳化物金属陶瓷涂层,测定了涂层孔隙率、显微硬度及磨粒磨损过程中涂层的质量损失,探讨了涂层磨损质量损失与涂层种类及结构的关系,利用扫描电镜对涂层磨损表面形貌进行了观察,分析了涂层的磨粒磨损失效机制。结果表明:制备的Cr3C2-25NiCr、WC-12Co涂层组织致密,孔隙率分别为1.36%和2.76%,涂层与基体结合良好,显微硬度分别为822HV和1 132HV,涂层磨损质量损失与磨损距离呈线性关系,Cr3C2-25NiCr涂层的磨损质量损失约为WC-12Co涂层的3倍;犁沟切削是涂层磨粒磨损初期的主要特征,而碳化物颗粒的断裂与剥落则是涂层磨损后期失效的主要原因。

黏结相含量对超音速火焰喷涂TiB_2-Ni涂层组织和性能的影响

以机械合金化工艺制备的TiB2-40Ni和TiB2-50Ni粉末为原料,利用超音速火焰喷涂沉积不同TiB2-Ni涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪研究了涂层的组织和相结构,运用压痕法测定了涂层的显微硬度,通过水淬法测试涂层的抗热震性能,并研究涂层的耐熔融铝硅腐蚀性能。结果表明,TiB2-40Ni和TiB2-50Ni涂层致密,孔隙率分别为1.25%和0.12%;涂层的主要物相为TiB2和Ni;显微硬度值分别为(643.5±56.8)HV0.3与(597.9±36.1)HV0.3;涂层均具有较好的抗热震性能,其中以TiB2-50Ni涂层最佳;经过120h熔融铝硅腐蚀后发现,两种涂层均具有良好的抗熔融铝硅腐蚀性能,TiB2-50Ni涂层试样具有最好的耐腐蚀性能。

不同工况对HVOF喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损性能的影响

运用腐蚀冲蚀磨损试验机在水、5%H2SO4与15%棕刚玉配制的腐蚀冲蚀介质中,对超音速火焰喷涂Cr3C2-25%NiCr涂层在不同工况下的腐蚀冲蚀磨损性能进行试验研究,探讨介质冲蚀速度、介质种类对涂层腐蚀冲蚀率的影响规律。结果表明,涂层腐蚀冲蚀累积质量损失随时间基本呈线性增加趋势,涂层在含5%H2SO4介质中的腐蚀冲蚀率远大于其在水介质中的腐蚀冲蚀率,涂层在高速冲蚀时硫酸介质引起的涂层腐蚀冲蚀率增量较为显著,而在硫酸介质条件下冲蚀速度增加引起的腐蚀冲蚀率增量更为显著。

氧化温度对ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷表面组成的影响

二硼化锆具有许多优异性能,因此它的应用非常广泛。研究氧化温度对ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷的表面组成及表面显微结构的影响。结果表明:从1 000～1 100℃和1 200～1 300℃的氧化增重率趋势较大,而在1 100～1 200℃的温度范围增重率很缓慢。在氧化温度低于1 200℃,氧化后的复相陶瓷中有ZrO2和B2O3生成,表面显微结构较为致密,而在1 300℃氧化温度以上,可以生成All8B4O33,表面显微结构疏松。

球墨铸铁表面激光熔覆铁基合金层的组织与性能

利用DL-T5000型二氧化碳激光器在QT-500球墨铸铁表面熔覆铁基合金层,分析了激光熔覆层的显微组织,测试了其显微硬度及磨损性能。结果表明:制备的熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成了良好的冶金结合;从熔覆层表面到热影响区的组织依次为大量的树枝晶、等轴晶、树枝晶;熔覆层的硬度较基体的提高了2.5倍,其磨损量约为基体的1/3,熔覆层耐磨性能增强的主要原因是铁基合金与元素镍、铬等形成固溶体和碳化物等的强化作用所致。