项目驱动教学法在材料专业综合设计实验中应用

论述了项目驱动教学法在本科综合设计实验中的必要性,并比较了项目驱动教学法与传统教学法在实施过程中的差别。项目驱动教学法在具体实施运用过程中,对项目实施内容、目标及考核提出了自己的见解。项目驱动教学法运用于本科实验教学实践为本科实验教学改革提供了参考依据,为培养学生成为优秀的项目工程师奠定了坚实的基础。

聚噻吩及其衍生物热电材料研究进展

近来,聚合物热电材料因其成本低、资源丰富、热导率低等优势被认为是最有前途的热电材料之一。聚噻吩及其衍生物是研究较为广泛的一类聚合物热电材料。综述了近年来聚噻吩、聚噻吩衍生物以及聚噻吩基/无机复合热电材料在热电领域的研究进展。已有研究表明,聚噻吩及其衍生物热电材料具有高的Seebeck系数,其See-beck系数与电导率通常是此消彼长的关系。通过制备低维材料,与高电导率的无机纳米材料复合以及适度掺杂等方法可有效提高聚噻吩及其衍生物的热电性能。

碳纳米管/微膨石墨复合负极材料的制备及电化学性能研究

通过对两种天然鳞片石墨进行微膨胀处理得到微膨石墨,然后以微膨石墨为基体采用化学气相沉积(CVD)法于微膨石墨的孔洞结构中原位生长碳纳米管,制备了碳纳米管/微膨石墨复合负极材料.电化学测试结果表明两种复合材料分别具有443和477 mAh/g的首次可逆容量.两种复合材料在0.2C倍率下循环充放电30次后容量均能保持95%以上;在1C下循环充放电50次后,可逆容量分别稳定在259和195 mAh/g.微膨胀处理形成的微纳米级孔洞以及原位碳纳米管的网络结构,提供了更多的储锂空间,并能够有效地缓冲电极材料在充放电时的体积变化;电解质溶液浸润在纳米孔洞中,有利于缩短锂离子的扩散路径,提高倍率循环性能;同时原位生长的类似常春藤形的碳纳米管可以起到桥梁的作用,避免"孤岛"的形成,增强了复合材料的导电性能.

微膨石墨锂离子电池负极材料的制备及电化学性能

以天然鳞片石墨为原料,利用电泳插层法制备出具有适当膨胀体积的微膨石墨,石墨的结构缺陷增多,具有较大的比表面积和增大的石墨层间距。微膨石墨的可逆容量可以达到521 m Ah/g;在0.2 C倍率循环充放电30次容量最佳可保持在99%以上,在1.0 C循环50次其容量可稳定在188 m Ah/g,且表现出良好的倍率性能。微膨石墨电化学性能的改善得益于其具有适当的比表面积及内部结构的改变。交流阻抗测试显示微膨石墨的SEI膜阻抗和电荷传递阻抗小于鳞片石墨,具有良好的电化学活性。

短切碳纤维增强碳化硅复合材料的氧化性能研究

采用热压烧结法制备了致密的短切碳纤维增强碳化硅（Csf/SiC）复合材料.借助热重分析、XRD、SEM等手段对该材料等温氧化性能进行了研究.研究结果表明,该复合材料在900℃氧化时失重最为严重;之后,随着氧化温度升高,失重率逐渐减少;在1450℃以上则表现为增重.复合材料在低于900℃氧化时,主要是由于碳纤维氧化造成的失重;在900-1450℃氧化区间,复合材料表面的短切碳纤维被氧化,基体生成保护性的氧化膜,材料内部的短切碳纤维受到基体和氧化膜的有效保护,能够继续发挥增韧作用.因此,Csf/SiC复合材料在此温度范围内具有良好的抗氧化能力;当复合材料在1600℃氧化时,氧化反应剧烈,材料破坏严重,失去了抗氧化能力.

聚合物基电子封装复合材料研究进展

综述了聚合物基电子封装材料的基本性能要求并分析了其影响因素,阐述了聚合物基电子封装材料的复合原理和结构设计思想,展望了聚合物基电子封装材料的发展趋势。

稀土钨酸盐负热膨胀材料研究进展

重点介绍了稀土钨酸盐材料A2W3O12(包括Sc2W3O12、Lu2W3O12、Y2W3O12、Er2W3O12等)的负热膨胀研究进展,简述了此类材料的"准刚性单元模式"负热膨胀机理,展望了未来负热膨胀材料的研究方向。

热电材料SiGe合金的制备

以硅粉、锗粉为原料,利用高能球磨法,通过改变球磨参数制备硅锗合金。并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)以及差示扫描量热分析仪(DSC)对实验产物进行表征。结果表明,利用行星式高能球磨仪使配比为Si0.9Ge0.1硅锗粉末达到合金化的最佳球磨参数是:转速为500 r/min,球磨时间为20 h,球料比为20∶1,这一参数能制备出配比为Si0.8Ge0.2的硅锗合金。在该条件下制备出的合金熔点为1388℃。

氧化硼含量对C/C复合材料SiC涂层结构和抗氧化性能的影响

为了改善涂层和C/C复合材料之间热膨胀系数不匹配的问题,提高涂层在高温下保护C/C复合材料的能力,以氧化硼为添加剂制备了具有楔状结构的C/C复合材料S iC抗氧化涂层,研究了摩尔百分含量分别为0%、2%、5%和10%的氧化硼对S iC涂层组织、结构和抗氧化性能的影响。SEM、XRD及抗氧化实验的测试结果表明,随着氧化硼含量的增加,S iC涂层的厚度和致密度依次增加;涂层中的氧化硼可促使涂层物料充分渗入C/C复合材料基体内;1 500℃空气介质氧化试验结果显示,涂层中氧化硼含量为2%的C/C复合材料在氧化5 h后增重0.32%,具有较好的抗氧化性能。

碳/碳复合材料表面纳米HAp/壳聚糖生物复合涂层的制备

以声化学法合成的纳米羟基磷灰石(HAp)为起始原料,以异丙醇作为分散介质,采用水热电泳沉积法在经壳聚糖(CS)溶液改性后的碳/碳复合材料(C/C)表面沉积纳米HAp/CS生物复合涂层。重点研究了水热条件下沉积电压对复合涂层的晶相组成、形貌和结构的影响规律。采用X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱分析仪(FTIR)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对所制备的涂层进行表征。结果表明:随着沉积电压的升高,涂层更加致密和均匀;同时水热环境有利于纳米HAp晶粒的生长,制备出的HAp/CS复合涂层不需要后续热处理。

微波热解CVI法制备C/C复合材料

在传统CVI工艺的基础上,提出了一种新的炭/炭复合材料沉积致密化技术—微波热解CVI工艺。该工艺采用微波炉加热炭毡预制体,预制体自身发热,并通过控制微波场强分布和热传导过程产生温度梯度,加上微波对极性分子的极化作用和对热解反应和表面沉积反应的催化作用,使预制体从中心至表面逐层快速致密。通过考察炭毡预制体经微波加热后的温度场分布和沉积样品的体积密度变化和径向密度分布,观察材料的微观结构,分析了预制体的致密化过程。结果表明：微波热解CVI工艺在1075℃～1150℃的沉积温度下,以甲烷为碳源前驱体,经90h的热解沉积,成功制备出体积密度为1.70g/cm^3的炭/炭复合材料,平均致密化速率达到0.0189g/（cm^3·h）;避免了表面结壳现象,热解炭沿着纤维表面层状生长;采用该工艺制备了结构均匀、主要为中等织构的热解炭。

碳/碳复合材料表面声电沉积磷灰石动力学研究(英文)

采用声电沉积技术,在碳/碳复合材料表面制备了生物活性磷酸钙涂层。扫描电镜、X射线衍射、红外反射以及X射线能谱分析表明所制涂层呈现网状结构,其由钙磷比为1.64、含碳酸根的羟基磷灰石组成。根据扫描电镜观察,描述了磷灰石的形成过程。羟基磷灰石的沉积过程可简化为两步——钙磷离子向碳/碳阴极表面运动和羟基磷灰石在碳/碳表面生长。基于此描述,导出了羟基磷灰石沉积动力学公式,并且发现,沉积过程受扩散控制,扩散活化能是30.3kJ/mol.

高体积比SiC_p/6013Al复合材料反应熔渗制备与热学性能

采用反应熔渗法在低压力下制备高体积比SiCp/Al复合材料 ,并研究其热学性能。临界熔渗压力与SiC颗粒尺寸及反应程度有关。Al熔体在无压或低压力下能渗入SiC预成形坯 ,制备出组织均匀的高体积比SiCp/Al复合材料 ,SiC颗粒体积分数约 5 0 %。界面反应对SiCp/Al复合材料的CTE的影响很小 ,但会降低SiC/Al的界面传热系数 ,影响材料的导热性能。降低熔渗温度和缩短保温时间可缓减界面反应程度 ,提高复合材料的热学性能 ,CTE在 10× 10 - 6 /K以下 ,复合材料的导热系数达到 164(W·m- 1 ·K- 1 )。

稀土填充热电材料CoSb_3 Sm_x和CoSb_3 Pr_x的制备及表征

在低温熔融盐体系中,采用电沉积方法室温条件下制备Sm和Pr填充方钴矿化合物.研究不同稀土填充的方钴矿CoSb3热电材料的最佳制备工艺条件.通过扫描电子显微镜观察CoSb3Smx和CoSb3Prx的表面形貌,用特征X射线谱能确定其化学成分,用X射线衍射分析其晶型结构.优化工艺条件使稀土元素达到最大填充量.研究结果表明,合金薄膜的组成为Sm0.32CoSb3和Pr0.30CoSb3.三元合金薄膜由体心立方结构的CoSb3和六方晶形的稀土单质Sm组成.

磷对钕铁硼纳米复合永磁材料晶粒取向和尺寸的影响

采用熔体快淬工艺制备了成分为Nd9.5Fe84B6.5-xPx(x=0、0.1、0.2、0.3和0.4)的快淬磁带,快淬带由硬磁相Nd2Fe14B和软磁相α-Fe组成。结果表明,P含量对合金Nd2Fe14B相晶粒取向和尺寸有显著影响。当P含量较低时,快淬带两个表面中Nd2Fe14B相晶粒存在以c轴择优取向的(00l)织构,且自由面的织构强度大于贴辊面;随着P含量的增加,织构强度下降。晶粒尺寸对P含量比较敏感,添加0.1%(原子分数)P时,有细化晶粒的作用,此时两个面中Nd2Fe14B相晶粒均较小;随着P含量的增加,晶粒开始粗化。此外,自由面中Nd2Fe14B相晶粒尺寸均大于贴辊面的,且这种差异随P含量的增加而增大。

炭黑/水性聚氨酯复合材料的制备与气敏性能

以环境友好的水性聚氨酯(WPU)为基体,以炭黑(CB)为导电填料,采用乳液共混法制备了低逾渗值的炭黑/水性聚氨酯(CB/WPU)导电复合材料,研究其在不同有机蒸汽环境中的气敏响应性能.研究发现,CB/WPU复合材料对有机溶剂蒸汽的气敏响应速率快,当复合材料置于饱和有机溶剂蒸汽环境时,电阻迅速增大,60s左右电阻即可达到最大值,然后趋于稳定值;当复合材料转移到干燥空气中时,电阻急剧下降,直到回复初始电阻值.另外,CB/WPU复合材料具有广谱的气敏响应特征,表现为对极性和非极性有机溶剂蒸汽均呈现较大的气敏响应度.从而表明,CB/WPU复合材料是一种气敏响应度大、响应速度快、具有广谱气敏响应性能等综合性能优异的气敏导电复合材料.

负热膨胀材料的研究现状及展望

概述了负热膨胀材料的发展历程及国内外研究进展和发展方向,介绍目前所发现的负热膨胀材料的种类及结构特征,整理归纳国内外对负热膨胀的微观机理的认识,综述制备负热膨胀材料的传统工艺和新工艺方法,并主要介绍近年来对负热膨胀材料机理的新认识和主要研究成果,探讨负热膨胀材料研究所面临的问题和潜在的应用价值。

水热温度对碳/碳复合材料表面HAp/壳聚糖生物复合涂层的影响

以声化学法合成的纳米羟基磷灰石(HAp)为起始原料,以异丙醇作为分散介质,采用水热电泳沉积法在经壳聚糖(CS)溶液改性后的碳/碳复合材料(C/C)表面沉积HAp/CS生物复合涂层。重点研究水热温度对复合涂层晶相、形貌的影响及涂层的沉积动力学机理。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱分析仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备的涂层进行表征。结果表明:随着水热温度的升高,涂层表面由微晶疏松结合的多孔结构向紧密结合的多孔结构转变,涂层的内聚力增强;涂层的沉积速率随水热温度的升高而增加,涂层的沉积活化能为43.58kJ/mol。

吸声材料的研究与应用

利用吸声材料来吸声降噪是治理噪声污染的重要途径之一。阐述了共振吸声材料与多孔吸声材料吸声降噪的机理,较为详细的介绍了各种吸声材料的分类、研究与应用及性能评价,对吸声材料未来研究发展趋势加以展望。

纳米AgPb18SbTe20热电材料的合成

采用水热法合成纳米AgPb18SbTe20热电材料,研究反应温度和时间对其物相和形貌的影响.所得颗粒用X射线粉末衍射仪和扫描电镜进行表征,结果表明,水热法合成的纳米AgPb18SbTe20颗粒具有NaCl型结构,粒子直径为20～50nm,其反应温度越高,得到纯相AgPb18SbTe20所需时间越短,纳米粒子长得越大.采用水热法合成的AgPb18SbTe20热电材料具有纳米结构及不同形貌,对提高热电材料的热电优值系数有重要意义.