提高无机非金属材料专业学生实习效果的探讨

结合我校无机非金属材料专业实习教学的实际,从培养学生的实习兴趣、合理组织实习、加强学生的管理及学生实习状况的监督等方面对如何提高无机非金属材料专业学生在水泥厂实习的效果进行了探讨。

虚拟仿真在无机非金属材料实践教学中的应用

论述了将虚拟仿真教学引入无机非金属材料专业实践教学的必要性,为克服传统实践教学存在的局限性,结合虚拟仿真技术建立了虚拟实践教学平台,以提高学生主动思考和动手能力,促进无机非金属材料专业本科虚拟仿真实践教学发展。

镍钴锰酸锂三元正极材料的改性研究进展

锂离子电池的容量、循环寿命和安全性等性能很大程度上依赖于正极材料。镍钴锰酸锂(NCM)三元正极材料具有能量密度高、成本低、相对安全等优点而备受关注。但阳离子混排、界面副反应、不可逆相变等问题的存在严重影响了电池的循环和倍率等性能。综述了NCM正极材料的结构特点、问题成因,并从掺杂、表面包覆、单晶和浓度梯度结构等角度探讨了其改性研究情况,对其未来研究方向进行了展望。

聚合物/热塑性弹性体/纳米无机粒子三元复合材料的增韧增强研究进展

介绍了聚合物/热塑性弹性体/纳米无机粒子三元复合材料的形态结构及增韧机理,分析了热塑性弹性体、纳米无机粒子、加工工艺、界面性能4个方面对聚合物/热塑性弹性体/纳米无机粒子三元复合材料形态和性能的影响。热塑性弹性体和纳米无机粒子对聚合物有协同增韧增强作用,加料顺序是形态结构的最主要影响因素,聚合物的力学性能非常依赖热塑性弹性体和纳米无机粒子在聚合物中的存在形态。最后,展望了该体系未来的研究方向。

多孔过渡金属氧化物材料在能源环境中的应用进展

过渡金属氧化物材料具有还原活性高、价态多变及稳定性好、耐腐蚀、耐高温等优异特性,加之多孔材料具有比表面积大和孔容、孔隙率高、密度低及热导率低等特点,使得多孔过渡金属氧化物材料在光催化、传感、能量储存与转化等领域展现出广阔的应用前景。从多孔过渡金属氧化物材料的结构及其特性出发,较详尽地介绍了近年来,元素周期表中第四周期Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn等过渡金属元素基多孔氧化物材料在环境及能源领域应用研究方面的成果,同时阐述了其目前存在的问题和未来的发展前景。

模板法制备三维有序大孔无机材料的研究进展

主要介绍了各类模板法制备三维有序大孔(3DOM)无机材料的研究现状,详细说明了各类模板法的优劣性及其发展应用,为深入探索和研究3DOM无机材料提供了有用的参考信息。

5S管理在高校实验室中的应用

为了合理使用实验室资源,向国外高校学习借鉴成功经验是一种有效方式。通过分析中外大学实验室之间的管理方法差别,从安全管理的内容、途径以及教育培训方式出发,将5S管理融入高校实验室管理中,确保高校实验室安全高效运行。

g-C_(3)N_(4)基材料光催化分解水产氢的研究进展

由于化石燃料大量消耗导致的能源危机和环境问题日趋严重,将氢能作为一种替代传统能源的绿色能源成为当下的研究热点。用以光催化分解水产氢的石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))基材料不仅制氢规模大,而且投入成本少,近年已成为产氢的最优方案之一。但通过对g-C_(3)N_(4)改性,可有效提高其产氢效率,并解决g-C_(3)N_(4)材料固有的可见光响应范围窄、电子—空穴复合严重、光催化产氢效率低等问题。本文回顾了近年来各种基于g-C_(3)N_(4)基材料光催化分解水产氢的方法和手段,重点介绍了g-C_(3)N_(4)光解水产氢的机理、g-C_(3)N_(4)的掺杂改性,并总结了影响g-C_(3)N_(4)基材料光催化分解水产氢效率的因素。最后,讨论了g-C_(3)N_(4)基材料光催化分解水产氢的一些关键限制条件和未来前景。

网格化管理在高校实验室中的应用

为了确保中国高等学校实验室的安全运行,从环保理念、安全管理的内容、方式出发,拓展思维,构建了基于网格化管理理念的实验室管理模式,学院老师与学生互相配合,推广网格化管理理念,在新的模式下使学校实验室安全运行。

短切碳纤维对聚苯腈/碳纤维复合材料性能的影响

利用碳纤维(CF)增强聚苯腈(PN)树脂制备一系列PN/CF复合材料,利用万能试验机和动态热机械分析仪(DMA),研究短CF含量、长度与偶联剂种类对PN树脂力学性能的影响。结果表明,采用苯基三乙氧基硅烷作为偶联剂时力学性能和热稳定性达到最佳水平,相较于未经偶联剂改性PN/CF复合材料的储能模量提高了22.2%,热失重5%温度(Td5%)提高了33.1%;随着CF掺杂量的增加,材料力学性能呈现先增大后减小趋势,在0.3%(质量分数,下同)时获得了最优异力学性能,相较于PN树脂,其弯曲强度提高了38.4%,弯曲模量提升了97.7%;CF长度为6 mm时材料的弯曲强度和储能模量优于CF长度为3 mm时的材料。

课程思政背景下材料类专业课程教学改革与实践

课程思政教学的宗旨是实现“教书”与“育人”、“立德”与“树人”的有机统一。当前,材料类专业课程中融入思政教育,已成为材料类专业课程教育工作者的一种共识。材料结构基础与应用是材料类专业的重要专业基础课,以该课程为例,结合该课程理论性强、量子力学基础知识点繁琐等特点,对思政背景下材料类专业课程的教学改革进行了探究,并探讨了材料类课程教学中开展课程思政教育存在的问题及解决措施。

尾矿粉／秸秆纤维素／环氧树脂复合材料制备及性能研究

采用甲苯和乙醇萃取,碱液、过氧化氢溶液浸泡提取的秸秆纤维素和用硅烷偶联剂KH560表面改性处理的尾矿粉,作为添加剂加入到环氧树脂(E-44)固化体系中,制备尾矿粉/秸秆纤维素/环氧树脂复合材料;并对复合材料的力学性能、热性能、结构与形态进行测试与表征。结果表明:纤维素的(—OH)结构已经部分参与到环氧树脂的固化反应中。复合材料的冲击强度、热稳定性随秸秆纤维素和尾矿粉的加入而增加,冲击强度最高的配方为纤维素质量分数为5%,尾矿粉质量分数为10%,冲击强度为1.096 kJ/m2;拉伸强度则随尾矿粉的加入而下降。SEM分析表明:秸秆纤维素及尾矿粉的存在使得断面呈现出韧窝结构,复合材料体系产生相界面效应。

介孔TiN纳米材料研究新进展

氮化钛(TiN)材料具有高熔点、高硬度、耐磨损、耐酸碱腐蚀及良好的导电性和生物相容性等优异特性,加之介孔材料具有均一且连续可调的纳米级孔径尺寸、较大的比表面积和孔容等特点,使介孔TiN纳米材料在催化、光催化、储能等领域展现出广阔的应用前景。从介孔氮化钛纳米材料的结构及其特性出发,较详尽地介绍了近年来国内外介孔TiN纳米材料在应用研究方面的最新成果,综述了近年来该材料的合成方法,主要包括模板法和无模板法,同时分析了目前存在的问题和未来的发展前景。

高发射率金属氧化物涂料的制备与性能

以改性粘结剂、Cr2O3、MnO2为主要原料,辅以ZrSiO4、Fe2O3、MgO等多种氧化物,分别在950、1100和1250℃下保温2 h,水淬急冷出料,然后采用高温熔烧法在不锈钢表面制备高发射率涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、红外辐射测量仪对涂料样品物相、形貌和辐射性能进行了测试表征,并测试了涂层抗热震性能。结果表明:不同温度下煅烧生成不同的尖晶石结构,1250℃煅烧后生成多种复杂尖晶石及其固溶体结构,表现出最佳的红外辐射性能,在1～22μm波段法向发射率可达0.90;涂层试样的抗热震次数可达25次(室温至800℃),表明涂层结合强度较高。

高辐射红外陶瓷材料的研究进展及应用

陶瓷材料有着优良的红外辐射性能,是一种绿色环保型材料,有着广阔的应用前景,越来越受到人们的广泛关注。综述了国内外高辐射红外陶瓷材料的研究概况,同时较深入的探讨了红外辐射产生机理,分别介绍了高辐射陶瓷材料在加热节能、医疗保健、航天航空、建筑、抗菌、红外导电导热等方面的应用情况,最后对高辐射红外陶瓷材料未来研究发展的趋势作出展望。

PS/弹性体/Nano-TiO2复合材料形态及力学性能

采用熔融共混法制备PS/弹性体/nano-TiO2复合材料,利用扫描电子显微镜（SEM）观察材料刻蚀断面和冲击断面的形貌,电子万能拉伸试验机及组合冲击试验机分别表征材料的拉伸和冲击性能,研究对比PS/SEBS/nano-TiO2和PS/SEBS-g-MAH/nano-TiO2复合材料的形态及力学性能.结果表明：PS/SEBS/nano-TiO2复合材料刻蚀断面的分散相SEBS粒径在0.6～1.4 μm之间,而PS/SEBS-g-M AH/nano-TiO2复合材料分散相SEBS-g-MAH粒径显著减小,在0.5 μm以下.与PS/SEBS/nano-TiO2复合材料相比,PS/SEBS-g-MAH/nano-TiO2复合材料的拉伸强度降低幅度减弱,在弹性体质量分数为16％时缺口冲击强度提高20％.复合材料冲击断面显示SEBS-g-MAH粒子比SEBS粒子更细微、更均匀地分散在PS基体中.

堇青石-莫来石-钛酸铝窑具复合材料性能研究

将钛酸铝作为添加剂加入到堇青石-莫来石窑具材料中,可有效解决目前窑具使用中抗热震性能差和使用寿命短等问题。本文从原料配方、制备工艺及微观组织结构分析等方面对堇青石-莫来石-钛酸铝复合材料的性能进行了详细的分析研究,结果表明:当莫来石含量51%、钛酸铝含量15%,堇青石含量34%经过1380℃烧成的试样显气孔率为25%,吸水率约为20%,体积密度1.74 g/m3,体积密度较高;通过XRD结果分析,高温条件下与莫来石复合的钛酸铝晶型保持良好,SEM测试结果显示试样的微观结构致密、均匀,烧结程度高。抗热震实验结果表明:钛酸铝含量为10%,经1380℃烧成的试样经5次热震后的抗折强度仍高达9.44 MPa。

氮气气氛下MgAl_2O_4/SiC材料的反应性能研究

为了研究氮气气氛下MgAl2O4/SiC材料的反应性能及硅粉的影响,将添加硅粉前后的MgAl2O4-SiC材料在流动氮气中经1600℃保温3 h烧成,对烧结后的试样进行XRD、SEM和EDS分析。研究发现:两者材料的主要物相均为镁铝尖晶石、碳化硅、氮化硅。不添加硅粉的试样中生成的氮化硅呈长径比较大的纤维状,其生长过程符合VS生长机制;添加硅粉后的试样中生成的氮化硅根部呈柱状,顶部呈锥状,其生长是LS和VS生长机制共同作用的结果。另外,氮化烧成时MgAl2O4/SiC反应界面层中会发生离子互扩散,可能生成少量堇青石,并且C4-、Al3+、Mg2+较O2-、Si4+具有更大的扩散速度。

利用亚硫酸钙型脱硫石膏制备胶凝材料的研究

以亚硫酸钙型脱硫石膏(CSDG)为原料,通过煅烧和添加改性剂(粉煤灰、明矾和无水Na2SO4)制备石膏基胶凝材料。研究了CSDG煅烧氧化过程,利用正交实验研究了改性剂加入方式、改性剂掺量、煅烧温度对胶凝材料强度的影响,并通过DTA-TG、SEM和XRD分析了影响胶凝材料强度的机理。结果表明,Ca SO3在空气中488℃可被氧化为Ca SO4;CSDG与改性剂混合后煅烧制备的胶凝材料,比CSDG单独煅烧再掺入改性剂的胶凝材料各龄期强度明显提高;粉煤灰掺入量是影响强度的关键因素;CSDG与改性剂混合煅烧制备胶凝材料的适宜工艺参数为煅烧温度700℃,粉煤灰掺入量30%,明矾3%,无水Na2SO4 1%。CSDG与改性剂混合煅烧,Ca(OH)2和硫酸盐在高温下活化了掺入的粉煤灰,因而使胶凝材料的强度明显提高。

粒径与加热速度对金属Al氮化过程的影响

在氮气流量为55ml/min条件下,分别以5,10,15℃/min的加热速率对不同粒径(d50为62,29,7.5μm)的金属Al粉进行了TG-DTA分析和反应活化能的研究。结果表明:在相同的实验条件下,随Al粉粒径的减小和加热速率的增大,生成AlN的反应活化能降低;在N2流量55ml/min和加热速率5℃/min条件下,d50=29μm和d50=7.5μmAl粉生成AlN的主放热峰温比d50=62μmAl粉的分别可降低140和250℃。在N2流量55ml/min条件下,d50=7.5μmAl粉以10和15℃/min为加热条件的氮化反应速率比5℃/min的提高0.9和1.7倍。Al粉反应生成AlN的全过程,主要由界面反应和内扩散反应交替完成,且整个反应过程应为扩散机制控制。