应用型本科院校工科专业“1+3”人才培养模式的探索与实践——以宿迁学院材料工程系为例

随着社会的发展和科技的进步,不同层次的高校都在制定适合自身的人才培养模式,以适应社会的需求和自身的发展。本文以宿迁学院材料工程系"1+3"的人才培养模式为例,探讨了应用型本科院校工科专业人才培养方案的定位、课程结构、师资的培养、教学模式的改革(主要包括教学方法、实践教学和考核方式),以及对学生专业的教育和引导等,以供专家学者借鉴或者参考,找出适合应用型本科院校实际情况的人才培养模式。

在课程教学中培养大学生专业科学素养的实践与探索——以金属材料工程的专业课程教学为例

随着社会的进步和科学技术突飞猛进的发展,急需具有专业科学素养的人才。而培养专业科学素养的人才是一个长期的和复杂的过程,这就需要广大高校专业课教师以锲而不舍的精神逐渐向前推进。本文以金属材料工程的专业课程教学实践为例,探讨在专业课程教学中如何培养大学生的专业科学素养。其主要途径包括专业课教师要更新教育教学理念;对教材的内容进行扩充;改革传统的专业课考试模式,培养学生运用专业知识进行解决问题和科学创新的能力等;依托学科的相关专业竞赛,培养学生的团队合作精神;将教师的科学研究成果引入课堂,增加学生的求知欲望;向学生传递正能量,激发学生学习专业课的热情,培养学生正确的科学价值观。

ECAP变形及半固态等温处理对Al-25%Si合金组织和性能的影响

对铸态Al-25%Si合金进行等通道转角挤压(ECAP),并结合半固态等温处理技术,研究了ECAP挤压及半固态等温处理工艺参数对合金微观组织和室温拉伸性能的影响。利用光学显微镜观察分析微观组织,拉伸试验机测试室温拉伸性能,以及扫描电子显微镜分析断口形貌。研究结果表明,ECAP变形能够有效地细化Al-25%Si合金中的初生硅相,其平均直径由铸态的117.9μm降至31.9μm,同时形状因子也由0.12提升至0.40。ECAP后的常温力学性能也得到明显提升,其抗拉强度也由铸态的96 MPa提升至200 MPa,伸长率由1.04%提升至3.25%。在半固态加热过程中,初生硅的形状因子随等温温度的提升和时间的延长呈先增后降的趋势。在590℃保温10min,其形状因子最高为0.62。

介孔TiO_2纳米光催化材料的水热合成及表征

以钛酸丁酯为钛源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用水热合成法制备介孔TiO_2纳米光催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积孔径分析仪、紫外-可见分光光度计分析等方法对材料进行表征和测试。重点研究模版剂用量对所制TiO_2纳米光催化剂结构和光催化性能的影响。结果表明,纳米TiO_2光催化剂具有单一的锐钛矿相结构,晶粒尺寸小于12.8 nm;当模板剂用量(n_(CTAB)/n_(Ti))为0.5%时,催化剂的介孔孔径尺寸为5~16 nm,比表面积为162.8 m^2/g,孔容体积为0.38 cm^3/g,对光的吸收波长为460 nm,吸附能力强、光催化活性高。

超声辅助合成N掺杂纳米TiO_2介孔材料及其光催化性能

为提高纳米TiO_2光催化性能,通过高能超声辅助溶胶-凝胶法合成了N掺杂纳米TiO_2光催化剂。结果表明:高能超声的空化作用细化了纳米TiO_2的显微结构,形成了分散有序的介孔结构,同时也提高N的掺杂浓度,改善了电子的轨道能级,减小光催化剂的禁带宽度。当超声频率为45 k Hz时,纳米TiO_2的晶粒尺寸约为12 nm,介孔孔道尺寸为10 nm,对太阳光的吸收波长达到540 nm,对有机污染物的有效降解率为94%。可见高能超声显著提高了对太阳光的吸收效率,改善纳米TiO_2的光催化性能。

Zn掺杂纳米TiO_2材料制备与光催化性能的研究

通过水热合成的方法制备了Zn掺杂的纳米TiO_2光催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见光分光计进行了物相结构、显微组织及光催化性能的检测与表征。结果表明:在Zn的掺杂量为0.6%时,纳米TiO_2光催化剂由单一的锐钛矿相组成,晶粒尺寸约为6~10 nm,对太阳光的吸收波长增加到510 nm,提高对太阳光的利用效率,增强光催化的效果,经光催化反应100 min后,对甲基橙有机物的降解率达到92%。

纳米二氧化钛光催化材料治理工业废水的研究

工业废水是环境污染最广泛、最严重的领域之一,为能有效降解废水中有机污染物,文章通过调节pH,以水热合成法制备了纳米TiO_2光催化材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度仪及紫外-可见光光度计进行了检测与表征。结果表明:当pH=3时,获得由锐钛矿和板钛矿组成的双相纳米二氧化钛光催化材料,晶粒尺寸为12.6 nm,比表面积为278.4 m^2/Kg,光催化剂的降解率为96%,能彻底降解以甲基橙模拟的污染物。

材料专业“1+X”人才培养模式的创新与实践

以宿迁学院材料专业为例,探讨了在应用型高校执行人才培养方案中如何创新,提出了"1+X"人才培养模式,"1"是指专业学历教育,"X"是指多能力的培养,即分类引导培养、尊重个性发展。通过几年的实践,材料专业是以学科为依托,以人才需求为导向,采用了"1+X"的人才培养模式,初显该专业人才培养模式的特色和优势。

Sr掺杂纳米TiO_2光催化材料制备工艺研究

钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶工艺制备Sr掺杂纳米TiO_2光催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及紫外可见光光度计(UV-Vis)对样品的物相组成、显微结构及光催化性能进行测量与表征。结果表明:Sr掺杂量为1.5%的纳米TiO_2经500℃煅烧后,由单一的锐钛矿相组成,晶粒尺寸6～18nm,光催化降解率为92%。

Dy^3+掺杂纳米TiO2光催化材料的制备及应用

以钛酸四丁酯为钛源,利用溶胶-凝胶法制备Dy^3+掺杂纳米TiO2光催化剂。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度计分析光催化剂的物相组织及性能。结果表明,Dy^3+促进了金红石相的形成,得到的双相组织有利于细化晶粒尺寸、提高光催化活性。当Dy^3+掺加量为6%时,最佳降解效率为92%。

室温合成具有超纯绿光发射的准二维CsPbBr_(3)钙钛矿纳米片

通过配体辅助溶液相法,在室温下成功合成出一种具有超纯绿光发射的准二维CsPbBr_(3)钙钛矿纳米片。该制备方法可以实现低成本、高质量CsPbBr_(3)纳米片的合成。实验结果表明,合成出的CsPbBr_(3)纳米片荧光发射峰位于526 nm,发射峰半高宽(FWHM)能够达到16 nm,纳米片的荧光量子效率(PLQY)高达87%。将CsPbBr_(3)纳米片应用于背光显示,实现了(0.145,0.793)的绿光坐标,该色坐标覆盖近91%的Rec.2020绿光色域,色域范围优于目前报道的绿色荧光粉材料。此外,基于上述CsPbBr_(3)荧光纳米片,我们还成功构筑出一种白光LED器件,并测得该器件在20 mA驱动电流下的发光效率为39 lm/W。

室温批量合成高质量无机钙钛矿量子点及其WLED应用

为克服在大批量合成无机钙钛矿量子点(CsPbBr_(3))时出现的材料光学性能下降的问题,提出了一种改进的室温溶液工艺,通过加入HBr促进前驱体的分散溶解,同时引入路易斯酸配体部分取代油胺,实现量子点表面的缺陷态有效钝化,合成出高质量的CsPbBr_(3)量子点材料。实验测试结果表明,合成出的CsPbBr_(3)量子点荧光发射峰位于517 nm处,发射峰半高宽仅有17 nm,荧光量子效率高达95%。利用制备出的绿光CsPbBr_(3)量子点和商用红色荧光粉混合,和以Ga N为基底的蓝光芯片组装成一个白光LED器件,该器件在20 m A的工作电流下获得流明效率达48.35 lm/W的白光。这种高效白光LED展示出无机钙钛矿量子点在通用照明、背光显示和光通信等领域中具有很大的应用潜力。

全光谱LED健康照明:机遇与挑战

与普通的白光LED相比,全光谱LED具有光谱连续可调、无蓝光危害、显色性高等优点。本文从多角度分析阐述了全光谱LED的制备方法,以及在健康、教育、动植物照明等多个领域应用的前景机遇。同时,由于其制备工艺尚不成熟,全光谱LED健康照明面临制造成本较高、光电转换效率较低、工作寿命较短等技术挑战。相信随着科技的发展,全光谱LED的制备体系将不断完善,成为未来照明市场领域的佼佼者。

等通道转角挤压在半固态加工中的应用研究进展

主要介绍等通道转角挤压技术在半固态加工中的应用现状,分析了等通道转角挤压的原理和技术特点,进一步讨论等通道转角挤压在半固态触变成形中的作用及对组织的影响,展望等通道转角挤压技术的应用前景和发展方向。

制备纳米介孔结构二氧化铈的新方法

以草酸铈为铈源,以草酸铈在氩气中热分解的热重-差热(TG-DTA)曲线为依据,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分别表征了草酸铈在氩气中热分解产物的物相和形貌。研究发现,草酸铈在氩气中的热分解过程分为2个阶段,第一阶段是室温~300℃,草酸铈失去吸附水和结晶水;第二阶段是300~680℃,失去结晶水的草酸铈受热分解为二氧化铈。并且,草酸铈在氩气中在680℃条件下保温15 min,可获得纳米介孔结构的二氧化铈。

空气中热分解草酸铌制备多孔结构Nb_2O_5试验研究

研究了采用热分解法分解草酸铌制备多孔结构Nb_2O_5,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分别表征草酸铌在空气气氛中的热分解最终产物的物相和形貌。结果表明,草酸铌在空气气氛中的热分解过程分为3个阶段:第1阶段,室温~200℃,草酸铌失去吸附水和结晶水;第2阶段,200~330℃,草酸铌中NH+4和草酸根离子分解;第3阶段,330~630℃,草酸铌热分解产出CO_2,630℃时草酸铌分解完全,产物为孔洞较深的多孔结构Nb_2O_5。

制备四氧化三铁纳米颗粒的新方法

以草酸亚铁（FeC2O4·2H2O）在高纯氩气（氩气含量≥99.999%）中的热重-差热（TG-DTA）分析为理论依据,利用X射线衍射仪（XRD）、热场发射扫描电子显微镜（SEM）和高分辨透射电子显微镜（TEM）,分别对FeC2O4·2H2O在氩气中热分解最终产物进行物相和形貌表征。研究结果表明：FeC2O4·2H2O在高纯氩气中热分解过程分为两个阶段：第一个阶段是在室温到255℃之间,FeC2O4·2H2O失去结晶水变为FeC2O4;第二阶段是255℃到520℃之间,FeC2O4受热分解为Fe3O4。在高纯氩气中,以6℃/min升温速率从室温升520℃并在520℃,保温20 min,热分解草酸亚铁时,获得了粒径为约40-60 nm的球形Fe3O4颗粒。

38CrMoAl钢低温碱性Ni-P化学镀工艺的研究

在碱性条件下,通过控制化学镀液的温度,在38CrMoAl钢上获得了很好的Ni-P化学镀层组织。利用高倍金相显微镜观察了镀层的表面形貌和镀层的厚度,利用显微硬度计测量了镀层的硬度,采用碱液全侵蚀腐蚀法测量了试样的耐腐蚀性。结果表明,在化学镀镀液温度为40℃时,镀层的表面颗粒细小且均匀,分布致密,镀层厚度适中、边沿平整,其显微硬度为920HV;对4%NaOH溶液,镀层最大腐蚀损失量为0.005mg·cm^(-2),具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

光照和暗黑条件对体育器械用Q235钢大气腐蚀行为的影响

对比分析了光照和暗黑条件下Q235钢腐蚀前后的质量变化,并对表面腐蚀产物的物相、表面腐蚀形貌和电化学性能进行了分析。结果表明,在相同的时间下,光照条件下Q235的腐蚀增重都要高于暗黑条件;随着腐蚀时间的延长,暗黑和光照条件下Q235钢的腐蚀失重都逐渐增加,在紫外光照条件下Q235钢的大气腐蚀速率明显要高于暗黑条件下的腐蚀速率;光照条件下Q235钢的表面腐蚀产物主要有α-Fe OOH、β-Fe OOH和γ-Fe OOH;而暗黑条件下的腐蚀产物主要为α-FeOOH和γ-Fe OOH;在相同的腐蚀暴露时间下,光照条件下Q235钢的耐腐蚀性低于暗黑条件下的耐腐蚀性。

亚微米菜花?多孔状结构CeO_2的制备及其光吸收特性研究

以碳酸铈为铈源制备亚微米多孔状CeO_2,根据碳酸铈在空气和氩气中热分解的热重-差热(TG-DTA)曲线,借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)表征碳酸铈在空气和氩气中热分解产物的物相、形貌和光吸收特性。结果表明:在空气中热分解碳酸铈,获得多孔状结构CeO_2,其内部结构由亚微米CeO_2颗粒组成;在氩气中热分解碳酸铈,获得菜花状结构CeO_2,其内部结构由亚微米片状CeO_2组成;在小部分紫外光(370~400nm)和可见光(400~800nm)范围内,在氩气中获得的亚微米菜花状结构CeO_2对光的吸收能力优于在空气中获得的亚微米多孔状结构CeO_2对光的吸收能力。