强化工程实践能力与创新能力的培养--沈阳工业大学材料成型及控制工程专业改革与实践

本课题针对材料成型及控制工程专业常规培养的学生难以适应先进装备制造业对人才需求的问题,进行了强化工程实践能力和创新能力培养的专业教学改革。通过构建以工程为背景的专业实验课程体系和以"学—看—干"为主线的专业认识实习教学体系,强化了对学生工程实践能力的培养;通过在实验课中增设障碍性实验、增加设计性环节、科研教学互动和大力支持学生参加课外科技创新活动,强化了对学生创新能力的培养。

中国科学院金属研究所，辽宁沈阳100015）

对铝硅合金ZL107试样进行了电解充氢试验，因出现偶然因素，其力学性能不仅不降低．反而上升了．初步研究后得知，这与试样充氢后在液氮中保持及随后在空气中暴露的时间有关．

C/SiC-BN复合材料的制备及氧化行为

C/SiC复合材料作为一种高温结构材料,在航空航天热防护领域具有广泛的应用前景。然而,该材料的中低温抗氧化性能相对较差,制约了其在更广泛领域的应用。本研究采用料浆抽滤工艺,通过调节料浆中陶瓷含量在纤维增强体中引入不同含量的抗氧化组元BN,再通过反应熔体渗透法制备C/SiC-BN复合材料。系统研究了不同BN含量对复合材料结构组成及抗氧化行为的影响,并分析相关氧化机理。研究结果表明:引入BN颗粒显著降低了C/SiC的开口孔隙率,并明显提高了C/SiC的起始氧化温度。引入质量分数3%BN时,C/SiC-BN复合材料(B3样品)的抗氧化性能最优,其在900、1200和1500℃静态氧化1 h的质量损失率分别为0.009%、–0.301%、–0.596%,显著优于C/SiC。1500℃氧化后,B3样品的强度保持率最高,达到52%。900℃氧化时,C/SiC-BN复合材料主要经历C相和BN相的氧化,以O_(2)扩散反应控制的缓慢失重为主;1200℃氧化时,C相和BN相氧化速率加快,SiC发显著氧化,生成的B_(2)O_(3)、硼硅酸盐和SiO_(2)等氧化产物减缓了O_(2)的扩散速率,减小了基体碳的损伤;1500℃氧化时,SiC氧化速率加快,生成的SiO_(2)在复合材料表面形成的连续氧化膜阻碍了O_(2)的向内扩散。B_(2)O_(3)、CO等气体产物溢出及持续生成SiO_(2)主导了整个氧化过程。

基于工程教育专业认证的材料失效分析课程教学改革

为满足金属材料工程专业学生工程化能力培养的需要,基于工程教育专业认证理念,对材料失效分析课程的教学目标、教学内容和方法、评价与持续改进机制进行改革,取得了良好的效果,可为工程化人才培养提供一定的参考。

铝-钢异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头界面连接机制与力学性能研究

以5754铝合金与DC04钢为研究对象,进行了铝板在上的回填式搅拌摩擦点焊试验,研究了搅拌套下扎深度对铝-钢界面微观组织特征与接头力学性能的影响。结果表明,当搅拌套未扎入下层钢板时,冶金结合为铝-钢界面的主要连接机制。当搅拌套扎入下层钢板时,铝-钢界面同时发生机械咬合与冶金结合,其中,机械咬合主要发生在搅拌套作用区。通过工艺优化得出最优工艺参数为:转速2000 r/min、焊速0.5 mm/s,搅拌套下扎深度1.45 mm,此时接头最大拉剪失效载荷达5105 N。

碳纤维铝基复合材料制备及合金化研究现状

碳纤维铝基复合材料具有优异的抗拉性能、耐磨性和抗疲劳性能等特点,广泛应用于飞行器、军工用品、汽车等领域。针对目前碳纤维铝基复合材料制备成形困难和界面结合性能差等问题,本文论述了近年来国内外各种碳纤维铝基复合材料制备工艺,分析了各种制备工艺的特点,总结了基体合金化对界面反应和润湿性的影响。同时,对碳纤维铝基复合材料的未来发展进行了展望。

陶瓷材料表面织构减摩抗磨性能的研究进展

表面织构是陶瓷材料有效的减摩抗磨手段,能够降低陶瓷在滑动时的摩擦因数以及减少因磨损带来的损耗。本文从陶瓷表面织构的制备、类型、几何参数以及摩擦学机理出发,对其进行综合评述。首先,介绍陶瓷材料表面织构主要的制备方法(激光加工、反应离子刻蚀)。其次,讨论表面织构的类型(凸体、凹坑、凹槽、仿生织构等)以及几何参数(宽度、深度、面积占比等)对陶瓷摩擦学性能的影响。随后,分析表面织构在干滑动以及润滑条件下的摩擦学机理。在干滑动条件下,表面织构能困住磨屑以及减小陶瓷与对磨体的接触面积;在润滑条件下,表面织构能改善陶瓷在滑动时的流体动压和润湿性,这均能提升陶瓷的摩擦学性能。最后,总结与展望陶瓷表面织构目前面临的难题以及未来的研究方向。

大学生绿色低碳生活方式培育路径研究

大学生是具有专业理论知识、较高文明素养的重要群体之一,在全社会开展美丽中国建设、加快绿色低碳发展的进程中,大学生应是绿色低碳生活方式引领者、传播者和践行者。当前,大学生比较关注绿色低碳生活方式,但还存在着认知不足、参与度不高、生活习惯和消费行为尚未形成等问题。为此,高校要履行人才培养、社会服务等重要使命,积极拓展教育教学渠道和载体,营造校园文化氛围,引导大学生自我教育和培养,培育大学生绿色低碳生活方式,为实现国家碳达峰碳中和目标,建设人与自然和谐共生的现代化国家作出高校的特有贡献。

新时代大学生党员教育管理创新机制研究

大学生党员是学生中的骨干分子,加强大学生党员教育管理是夯实高校党建工作基础的必然要求,大学生党员教育管理的成效是检验高校落实立德树人根本任务的重要依据。当前,高校从严从实抓党员教育管理取得了阶段性成效,但新时代大学生党员所呈现的新情况、新特点也使教育管理面临新的问题,要创新大学生党员教育管理机制,激发基层党组织活力。

服务“双新全金”的大学生信息素养教育研究

基于“双新全金”理念,简述了大学生信息素养教育的意义及要求,利用SWOT分析方法对高校图书馆信息素养教育的优势、劣势进行剖析,提出高校图书馆服务“双新全金”的大学生信息素养教育发展策略,包括开发智慧信息平台、加强资源供应保障,创建优秀师资队伍、探索多维教育模式,强化课程思政建设、提升教育教学水平,营造信息素养环境、培养终身学习能力等,助力“双新全金”建设背景下高校实现高质量教育规划发展目标。

基于信息素养的材料物理性能课程教学改革

为培养具备核心竞争力、信息素养高、专业基础扎实的专业人才,基于信息素养教育视角,把信息技术作为工具和手段渗透到课程教学改革之中,借助网络课堂以实现混合式教学模式,打造翻转课堂以优化课堂教学效果,创建延展课堂以强化创新实践能力,为高校图书馆信息素养教育融入材料物理性能课程教学改革提供一定参考。

喷射成形TiC_(p)/ZA35复合材料热挤压工艺的ANN优化和组织研究

采用人工神经网络(ANN)的方法,研究挤压比、挤压比压、挤压温度和挤压速率对喷射成形TiC_(p)/ZA35复合材料力学性能的影响,建立了TiC_(p)/ZA35复合材料热挤压的人工神经网络模型。模型的输入参数为挤压比、挤压比压、挤压温度和挤压速率,输出参数为复合材料的抗拉强度。该模型可以仿真TiC_(p)/ZA35复合材料在不同热挤压工艺参数下的力学性能,也可以优化热挤压工艺参数,模型结果与实验结果误差小于1.8%,拟合率为0.986。推荐热挤压工艺优化参数为:挤压比22,挤压比压415 MPa,挤压温度315℃,挤压速率8 mm·s^(-1),此工艺条件下复合材料的抗拉强度为486.7 MPa。热挤压间接对复合材料进行了时效处理,材料晶内析出晶须状和颗粒状的MnAl6强化相。弥散强化和位错强化作用使热挤压喷射沉积TiCp/ZA35复合材料较未挤压复合材料抗拉强度提高38.3%。

刍议非计算机专业大学生计算机基本素质的培养

知识经济时代的一个重要特点就是计算机知识发展和软件更新的快节奏。笔者认为，以往的计算机“知 识教学”模式已经不能适应这种快节奏的变化，教师必须注重学生计算机基本素质的培养。

中性稳态复合材料结构设计及稳定性分析

针对双稳态复合材料支撑杆末端展开冲击大与展开不可控的问题,结合树脂粘弹性属性建立了中性稳态复合材料结构的粘弹性分析模型,推导了复合材料结构存在中性稳态特性的必要条件,对中性稳态结构的铺层方式进行了数值分析和优选,采用碳纤维和环氧树脂设计并制备了具有中性稳态特性的复合材料结构样件,并对其展开过程进行了可控性试验测试.结果表明,设计制备的中性稳态结构具有中性稳定特性,兼具良好的展开可控性,满足预期中性稳态特性要求.

温度对CNTs/NBR复合材料性能影响的分子动力学分析

为了探究不同温度下碳纳米管对丁腈橡胶力学性能的增强情况,采用分子动力学方法基于Materials Studio模拟软件,对不同工况温度下纯丁腈橡胶及碳纳米管/丁腈橡胶复合材料的力学性能、自由体积分数、分子扩散情况进行了建模及计算,并通过拔出行为模拟分析了碳纳米管与橡胶基体间的界面结合能.结果表明:加入碳纳米管后,随着温度的升高,由于界面结合能较为稳定,不同温度下橡胶的力学性能得到提升且在100℃以上高温时提升效果更加明显.

热处理对搅拌铸造Ti_(p)/AZ91 D镁基复合材料组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度及室温拉伸力学性能测试等方法,分析研究了固溶、时效热处理对搅拌铸造Ti_(p)/AZ91D复合材料(体积分数4.0%,平均粒径6.5μm)的微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,400℃固溶热处理时,Tip/AZ91D复合材料的固溶时间为2 h,比基体AZ91D合金缩短8 h,原因是复合材料组织中的共晶β-Mg17Al12相比基体合金中的较细小、弥散,更快溶解进入α-Mg基体相。在168℃时效热处理时,复合材料中的Ti颗粒界面促进β相析出,使其峰值时效时间只需16 h,比基体合金缩短一半。经过固溶时效热处理后,复合材料的屈服强度和抗拉强度分别达到150 MPa和217 MPa,比基体合金均有所提高。

片状粉末法制备碳纳米管/铝复合材料的组织特征及性能调控

本文利用片状粉末法中片状铝粉末大比表面积优势,结合粉末冶金法成功制备了碳纳米管/铝复合材料,实现了碳纳米管的低结构损伤和在铝基体中的良好分散。但片状铝粉表面自发生成的氧化铝薄膜阻碍了碳纳米管与铝的直接结合。由于粉末冶金低的制备温度,这种碳纳米管-氧化物-铝之间难以形成强的化学键合,复合材料在拉伸后直接在混合界面上破坏,导致复合材料相比基体合金强度不增反降。通过增加片状粉末厚度进而减小其表面的氧化物以及结合添加镁元素的方法,大幅增加界面结合强度,复合材料的屈服强度和抗拉强度相比基体出现高效提升。

超细晶Cu/Al异种材料搅拌摩擦焊组织与性能研究

超细晶材料综合性能优异,但组织热稳定性较差,焊接后接头组织容易发生异常长大,使其性能急剧下降。因此,合适的连接工艺对大尺寸超细晶结构件的应用具有重要工程意义。以超细晶铜、粗晶铝以及粗晶铜、粗晶铝作为结构母材,采用热输入量小的搅拌摩擦焊(FSW)工艺进行连接探索,系统观察了铜铝接头组织与性能。结果表明,超细晶铜与铝接头界面处元素互扩散能力较强,形成较多的Al_(4)Cu_(9)金属间化合物;在焊接过程中,当搅拌头转速为1000 r/min,焊接速度为50 mm/min时,粗晶铜与铝接头硬度可达HV 211,超细晶铜与铝焊接接头可获得良好的力学性能。

水系锌离子电容器正极材料的研究进展

随着智能电子产品和电动汽车的普及,人们对高效率储能装置的需求日益迫切。锌离子电容器(ZICs)结合超级电容器和锌离子电池的储能机制,可以在兼顾功率密度的同时提供理想的能量密度,成为当前最具有发展前景的电化学储能装置之一。与锂离子电池相比,ZICs具有低成本、高安全性和高理论容量等优势。但是它的发展尚且处于初期阶段,低电容量和容量衰减等问题严重阻碍其工业化进程,因此对于电极材料的开发和储能机制的探究仍旧是当前研究的热点。正极材料作为该装置的核心部件之一,其组织形貌和性能对器件综合电化学性能有着至关重要的作用。本文阐述了多孔碳材料、结构碳材料、过渡金属氧化物和MXenes作为正极材料当前的研究进展,介绍了材料的制备方法和结构设计,着重分析储能机制和电化学行为,以及对性能衰减的原因进行了讨论。最后,对正极材料当前所面临的挑战及未来的发展进行了展望。

W/Ti含量对钢铁基复合材料微观组织和相变的影响规律

以Fe、Ti、W和石墨粉为原料,采用真空烧结技术制备铁基复合材料。通过改变粉末中的W/Ti原子比,探究其对复合材料组织和相变的影响规律。结果表明:球磨后的粉末活性有所增加,并出现TixW1−x不稳定过渡相;材料的相变反应温度会随着粉末中W含量增加而升高,DSC曲线尖锐的放热峰会逐渐变宽、变缓,剧烈的反应得到控制;粉末经烧结后会生成TiC、WC和Ti4WC5等增强相,当粉末的W/Ti比从2∶8增加至4∶6时,反应产物中3种增强相的占比从84.09%增加至93.07%,生成物中WC的占比从32.45%迅速增加到78.5%。此外,由于复合材料组织中多种物相的存在,彼此间的取向差异会引起组织中出现微应变。随着粉末中W/Ti比的增加,复合材料组织中的微应变逐渐增大;与粉末W/Ti比为2∶8制得的复合材料相比,粉末的W/Ti比为4∶6时制备的复合材料组织中的微应变提高了2.84倍。因此,通过调节W/Ti含量可实现对钢铁基复合材料微观组织和增强相的优化。