研究型大学新技术领域专业课程建设的理念与实践——以《薄膜材料技术与物理》课程为例

本文以《薄膜材料技术与物理》课程建设为例,阐述了研究型大学新技术领域专业课程建设中,将重要性与前沿性相结合、基础性与先进性相结合、实用性与创新性相结合的理念融入在教学中。

Cu－Fe系原位复合材料中纤维形状对性能的影响

本文研究了Ｃｕ－Ｆｅ原位复合体中，带状纤维与圆柱状纤维对复合体强度的影响。轧制样中纤维尺寸和间矩对强度的影响比拉拔样要小。轧制样的拉伸强度不像拉拔样那样遵循Ｈａｌｌ－Ｐｅｔｃｈ关系。

碳纳米管的特性及其高性能的复合材料

碳纳米管具有超强的力学性能、极高的纵横比和独特的导电特性 ,是制备复合材料的理想形式。评述了目前碳纳米管复合材料的制备及其应用研究的动态。用化学镀方法制备的镍基碳纳米管复合镀层比传统的复合镀层具有更高的耐磨性能 ,结构为非晶态。讨论了复合镀制备金属基碳纳米管复合镀层的优越性及应用。用原位聚合法合成了导电聚苯胺 -碳纳米管的复合材料 。

原位反应纳米TiB_2/Cu复合材料的制备和微结构

利用原位反应技术 ,通过控制反应物B2 O3 和石墨的含量制备了原位生长纳米TiB2 增强Cu基复合材料。用XRD ,EDS ,TEM对TiB2 /Cu原位复合材料进行微结构分析 ,研究表明铜基体中弥散分布着 5 0nm的TiB2颗粒 ,并对Cu基体有良好的增强作用。

多壁纳米碳管/Cu基复合材料的摩擦磨损特性

利用销盘式磨损试验机研究了粉末冶金法制备的多壁纳米碳管 /Cu基复合材料的稳态摩擦磨损行为 ,并用扫描电镜分析了复合材料的磨损形貌。结果表明 :多壁纳米碳管 /Cu基复合材料具有较小的摩擦系数 ,并随纳米碳管质量分数的增加而逐渐降低 ;由于复合材料中纳米碳管的增强和减摩作用 ,在低载荷和中等载荷作用下 ,随着纳米碳管质量分数的增加 ,复合材料的磨损率减小 ;而在高载荷作用下 ,由于发生表面开裂和片状层剥落 ,含纳米碳管质量分数高的复合材料的磨损率增高。

优化碳包覆对正极材料LiFePO_4/C高倍率性能的影响

碳包覆层的结构和形态对LiFePO4正极材料的电子电导率影响很大.本文以聚丙烯和葡萄糖为碳源,二茂铁为催化剂前驱体,采用原位固相法合成LiFePO4/C复合材料,并对其微观结构和形貌,碳的结构与含量,电化学性能进行分析.结果表明,聚丙烯热解形成的碳包覆层石墨化程度高,可提高材料的高倍率放电性能.二茂铁的加入有助于优化包覆层的碳结构.制备的LiFePO4/C复合材料具有优异的高倍率电化学性能,10C(1C=170mA·g-1)放电比容量达到145mAh·g-1.

补偿离子掺杂与烧成温度对SrTiO_3∶0.002Pr^(3+)材料的红色发光特性的影响

采用高温固相反应法合成SrTiO3∶Pr3+系发光材料,利用荧光光谱、XRD等分析手段,研究了工艺参数,如不同价态K、Ca和A l离子掺杂,以及1 050~1 300℃不同烧成温度对SrTiO3∶Pr3+体系发光性能的影响,以获得具有较好综合发光性能的SrTiO3∶Pr3+系发光材料。选择不同价态补偿离子掺杂是为了研究电荷补偿作用机制对该类材料发光性能的作用。结果表明:随着烧成温度的升高,磷光体发光强度先增加后减弱,在1 150℃烧成的材料其发光强度最大。无补偿掺杂与K、Ca或A l离子掺杂的所有样品均发出源于Pr3+的1D2→3H4跃迁的610 nm红色光。在不同价态补偿离子掺杂样品中,以掺A l的SrTiO3∶Pr3+体系发光强度最好;其发光强度比无补偿离子掺杂SrTiO3∶Pr3+材料的发光强度提高10倍左右。另一方面,与A l离子具有类似的引入阴离子电荷缺陷的K离子掺杂材料的发光强度则基本没有变化,其发光强度与没有电荷补偿作用的无掺杂及Ca离子掺杂SrTiO3∶Pr3+材料相似。上述实验结果可从电荷缺陷及微观固溶结构两方面的联合作用机制进行解释。在引入电荷缺陷的掺杂体系中,只有在发光离子PrS+r最近邻的Ti格位引入的电荷缺陷才能有效地起电荷补偿作用,达到增强发光强度的作用。研究结果给出了合理的制备工艺条件,并且提供了一种可有效提高发光强度的补偿离子掺杂的选择依据。

饮用水系统黄铜零部件无铅害化处理技术研究

研制了一种用于饮用水系统黄铜零件表面除铅的除铅溶液,并开发了与之相关的黄铜零件表面除铅工艺。X射线能谱分析证明,经表面除铅处理后的黄铜零件表面的含铅量低于标准规定值。

用于复合材料增强体的多壁纳米碳管化学镀镍

纳米碳管由于其特有的高强度、高韧性 ,成为一种富有潜力的复合材料增强体。通过对纳米碳管的化学镀镍 ,可以得到连续、一致的镀层 (2 0 nm～ 30 nm)。 TEM观察表明 :在化学镀镍的前期 ,金属镍主要以纳米颗粒的形式沉积到纳米碳管表面的催化中心 ;随着镀镍时间的延长 ,镀层逐渐加厚 ,并且连接在一起 ,成为连续的镀层。在化学镀过程中 ,纳米碳管曲率的影响不明显 。

溶胶-凝胶技术制备材料的进展

本文总结了溶胶-凝胶技术发展阶段,评述了不同溶胶-凝胶过程机制特征。着重介绍了溶胶-凝胶技术在制备块状、纤维、薄膜与涂层、粉末和复合材料方面目前的发展状况。

BaO－TiO_2系中Ba_2Ti_9O_（20）相形成的研究

研究了ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的形成规律。结果表明：ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中，不加任何添加剂可以合成Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相；在ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中Ｂａ：Ｔｉ＝２：９附近存在一个很窄的单相Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）区；烧结阶段Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的最终合成并不依赖于预烧阶段部分此相的形成；通氧烧结对Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的形成影响不大，但可以抑制钛的变价。实验还发现，Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）陶瓷化学计量比的偏离将导致微波下介电常数的下降。

以科研促进《薄膜材料技术与物理》专业课程的教学改革

探索了科学研究对《薄膜材料技术与物理》新技术专业课程教学的深化与拓展,强调理论与科学实验相结合,提倡学生进行研究式学习,以期加强对学生综合能力、创新能力的培养,取得更好的教学效果。

新型钛钒系贮氢电极合金

研究了新型钛钒系贮氢电极合金Ti0 .8Zr0 .2 V2 .665Mn0 .53 5Cr0 .8Ni的相结构、微观组织及电化学性能。XRD及EDS分析表明 :铸态合金主要由C14Laves相母体和树枝晶的钒基固溶体相组成 ,同时由于成分偏析的缘故 ,合金中还存在少量的TiNi基的第三相。热处理使得合金中C14Laves相及钒基固溶体相的晶胞参数和晶胞体积增大 ,促进合金成分的均匀化 ,同时极大地改善了合金电极的综合电化学性能。

新型热电材料研究进展

热电效应在发电和致冷方面有着巨大的应用替力。从如何提高热电材料热电优值的理论研究出发,列出了寻找高优值热电材料的几种主要途径。在此基础上,重点介绍了最近几年来新型热电材料的研究发展情况,包括笼式化合物、超晶格热电材料、Half-Heusler合金等。并提出了亟待解决的问题和今后的研究方向。

MSb_2型金属间化合物作为锂离子电池负极材料的研究

采用真空悬浮熔炼与高能球磨制备了MSb2 (M =Co和Fe)型合金粉末 ,利用恒电流电池测试仪研究了其电化学性能。研究发现CoSb2 和FeSb2 电极的嵌 脱锂平台均在 0 8和 1 0V左右 ;在 2 0mA g电流密度下的首次嵌锂反应的可逆容量为 4 30mAh g ;电流密度为 10 0mA g条件下 ,CoSb2 首次嵌锂反应的可逆容量为 380mAh g ,FeSb2 首次嵌锂反应的可逆容量 34 0mAh g。所以 ,MSb2 型金属锑化物可以作为锂离子电池负极材料的侯选材料。

抗紫外PVDF基木塑复合材料的热分析

用三氟丙基三甲氧基硅烷(TF3)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(TF17)对木粉表面进行改性处理,将改性木粉与聚偏氟乙烯(PVDF)熔融共混制备木塑复合材料(WPC),考察氟硅烷偶联剂处理用量对紫外线辐照后WPC抗弯强度及冲击性能的影响,分析WPC经紫外线辐照后玻璃化转变温度(Tg)、储能模量(E')、损耗因子(tanδ)、熔点(TM)和结晶度(Xc)的变化情况。结果表明,1.0wt%TF3改性木粉提高了WPC的力学性能,维持WPC经紫外线辐照后恒定的力学性能;TF17不能有效改善木粉与PVDF的界面性能及增强WPC的力学性能,但能促进经紫外线辐照后WPC内自由基之间的交联反应。TF3改性WPC经紫外线辐照后的交联反应发生在界面层和连续相,形成了有利于链段运动、支化程度高的分子链结构,Tg降低,损耗峰降低,松弛温度区间变窄。TF17改性WPC经紫外线辐照后的交联反应主要发生在连续相,在低温区间内储能模量增加,Tg提高,损耗峰降低,松弛温度区间变宽。当氟硅烷改性WPC经紫外线辐照后发生交联时,无定形区域周边的分子链重新排列,形成较为有序结晶,结晶熔融热(ΔHf)增加,Xc增大。

几类典型结构陶瓷材料的冲蚀磨损行为研究

研究了几类典型结构陶瓷材料,如Al_2O_3,SiC,Si_3N_4陶瓷,Al_2O_3-ZrO_2系相变增韧陶瓷(ZTA,TZP)和SIC_w/Si_3N_4系晶须补强陶瓷(WRSN)在90m/s下的冲蚀窘损性能,以及其与材料性能(硬度,断裂韧性)和冲蚀条件(粒子硬度,冲击角度)之间的关系,分析了冲蚀磨损机制。陶瓷材料的低角冲蚀磨损机制主要包括:研磨状损伤,犁沟状微切削损伤和晶粒剥落。低角冲蚀窘损亭随材料硬度的增加而降低。高角冲蚀窘损机制主要为Hertzian应力作用下的脆性断裂和由表面裂纹的扩展与贯穿而引起的群晶剥落。高角冲蚀磨损率随材料韧性的提高而降低。ZTA和WRSN复合材料表现出较低的冲蚀磨损率,这是由于其中相变增韧机制和晶须补强机制耗散了裂纹扩展能,阻碍了裂纹扩展与贯穿,从而抑制晶粒群体剥落。

连续纤维增强陶瓷基复合材料概述

八十年代以来 ,连续纤维增强陶瓷基复合材料以其优异的性能特别是高韧性 ,得到世界各国的极大关注和高度重视 ,并取得令人瞩目的发展。纤维增强陶瓷基复合材料已开始在航空、航天、国防等领域得到应用。本文从复合材料的增韧机制、制备方法。

无机类富勒烯过渡金属硫化物纳米材料的合成及其摩擦学应用研究进展

评述了无机类富勒烯 (IF)与过渡金属硫化物 (WS2 和 Mo S2 等 )纳米材料的合成技术及其摩擦学应用研究的最新进展 .外型为球形或近似于球形并具有嵌套中空结构的 IF- WS2 和 IF- Mo S2 纳米颗粒具有潜在的摩擦学应用前景 ;对含有 IF- WS2 纳米颗粒的复合材料和 Ni- P复合镀层的研究结果表明 ,其比含有石墨和层状 2 H- WS2 粉末的固体润滑剂具有更优异的摩擦学性能 .

若干无机/有机复合光功能材料及相关器件研究进展

在无机基质中光学均匀掺杂有机光活性物质以获得复合光功能材料是近年来的研究热点 ,复合光功能材料的溶胶 -凝胶低温合成技术为其在非线性光学、固态可调谐染料激光器、发光显示、光致变色、光化学烧孔等领域的应用提供了可能 .本文对无机 /有机复合光功能材料的制备技术、结构与性能的表征手段 ,及其作为发光、激光、波导、波分复用、光致变色等器件在光通信中的应用等研究进展作了评述 .