“三位一体”学生管理模式实践及探索——以石家庄铁道大学材料科学与工程学院为例

新时代背景下高校学生管理工作面临新的挑战,在有效落实立德树人根本任务要求下,创新学生管理工作的模式尤为重要。本文在剖析传统学生管理模式基础上,对辅导员、专业导师和专业班主任相结合的“三位一体”的学生管理模式进行分析和探索。在新时代背景下,随着高校教育改革工作的不断深入,大学生的教育管理工作面临新挑战。

“三位一体”专业建设模式的探索与实践--以石家庄铁道大学材料科学与工程学院为例

综合素质与创新能力的培养是工科类大学生教育的核心之一,提供合适的培养环境和实践条件越来越成为专业建设的重点。以石家庄铁道大学材料科学与工程学院为改革和实践的对象,从科研与教学的互动、教师与学生的互助、理论与实践的结合出发,提出了实验室、教研室和课题组"三位一体"专业建设模式。实践表明,该模式有助于提高学生的综合素质与动手能力,实现实验室的高效管理,调动教师的积极性,促进学科的持续发展。

新工科专业建设背景下专创融合体系建设与实践——以石家庄铁道大学无机非金属材料工程专业为例

工程教育认证、新工科与一流本科专业建设的培养目标都是创新人才和复合技能型人才的培养。大学生创新创业教育和创新创业能力是通过课程教学体系尤其是实践教学平台的发展而进行培养的。通过课程教学改革、工程基础实践平台建设和专业综合实践平台建设3个方面,由基础到综合,逐步培养解决不同层次的复杂工程问题的能力,提高大学生创新创业综合系质。

“双一流+工程认证+新工科”背景下“三位一体”混合式实践教学探索——以材料类《认识实习》课程为例

《认识实习》是材料类专业大一学生最早对专业进行实践认知的课程。通过该课程的学习实践,让材料类专业本科生初步了解材料类专业的内涵和外延,增强对材料类专业及材料产业的感性认识,提高学生的专业素养,同时也为后续专业分流选择提供现实参考依据。根据双一流+工程认证+新工科的要求,结合石家庄铁道大学课程建设和教学改革要求,力图改变传统教学模式,对《认识实习》课程进行教学探索,以期提升教学质量,培养高素质材料人。

钢结构表面光电阴极保护材料及其光阳极最新研究进展

钢结构的腐蚀带来了巨大的经济损失和安全隐患。光电阴极保护是利用材料转换光辐射产生光电子,光生电子通过外接电路转移到金属表面并富集,使金属发生阴极极化,从而抑制腐蚀的技术,也是一种真正节能、环保的腐蚀防护技术。光电阴极保护材料存在可见光利用率低、光电转换效率不足、光阳极稳定性不良、很少与有机涂层联用等问题,这些问题成为制约光电阴极保护材料发展的突出问题。总结了近年来国内外改善光电阴极保护材料及其光阳极性能的最新策略和方法,重点评述了通过离子掺杂重构、敏化与共敏化、异质结工程和聚合物涂层联用等方式提升TiO_(2)、ZnO、g-C_(3)N_(4)、BiVO4和聚合物基纳米材料光电转化效率的发展成果,评述了研究成果的贡献和影响,对钢结构的光生阴极保护可行性进行了论证,提出了材料防腐研究与应用中存在的问题、挑战和发展趋势,可为国内外半导体材料在光生阴极保护中的实际应用提供有价值的理论和技术参考。

ADP/A-SEP复配体系对EVA/MPE线缆复合材料的改性研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对海泡石(SEP)进行表面处理制得A-SEP,并同二乙基次磷酸铝(ADP)复配用作乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/茂金属聚乙烯(MPE)线缆复合材料的阻燃改性剂。考察了ADP/A-SEP复配体系组成对EVA/MPE线缆复合材料拉伸性能、阻燃性能和加工流动性的影响。结果表明,ADP虽能明显改善EVA/MPE线缆复合材料的阻燃性能,但对拉伸性能负面影响较大。A-SEP同ADP具有较好的协效阻燃效果,且能够同时改善EVA/MPE线缆复合材料的拉伸性能。当ADP添加量为25%、A-SEP添加量为3%时,EVA/MPE线缆复合材料的拉伸强度与断裂伸长率分别为11.43 MPa和689%;极限氧指数(LOI)达到32%,初始热降解温度和残炭率分别为352.89℃和5.75%,体积电阻率为2.63×10^(13)Ω·cm。此外A-SEP添加量不超过3%时,其对EVA/MPE/线缆复合材料的加工流动性影响不大。

EVA/MPE/DK-HNTs复合材料的制备及其性能

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、硅烷偶联剂KH570为原料合成了DOPOKH570,并接枝于埃洛石纳米管表面,制备了端基含DOPO的埃洛石纳米管(DK-HNTs)。通过傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱表征了DK-HNTs的化学组成及结构。采用熔融共混法制备了乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/茂金属聚乙烯/DK-HNTs复合材料,考察了DK-HNTs用量对复合材料性能的影响。结果表明:少量DK-HNTs在复合材料中可以均匀分散;当DK-HNTs用量为5%(w)时,复合材料拉伸强度、拉伸断裂标称应变、残炭量分别为21.08 MPa,735%,4.20%(w)。此外,DK-HNTs的加入使复合材料的加工流动性略有下降。

Ni包WC颗粒增强金属基复合材料激光熔覆应力场模拟

针对Ni包WC颗粒增强金属基复合材料激光熔覆过程,开发了熔覆层温度场及应力场模型,考虑了不同含量Ni包WC颗粒对复合熔覆层热物性的影响,分析了金属基复合熔覆层中的温度场和应力场演变机理并提出了应力优化的梯度熔覆方案。结果表明:当粉末中Ni包WC颗粒含量越多,物性与基体相差越大,在熔覆过程中会产生较大的应力,熔覆层中最大应力出现在熔覆层与基体的结合面附近。采用梯度熔覆方案可显著降低最大应力,以得到成形良好的复合熔覆层。

直写式打印陶瓷材料的研究进展

直写式(DIW)打印技术具有工艺简单、效率高等优点,通过一定的可控压力将墨水由点-线-面层层堆叠成型,可用于制备陶瓷以及陶瓷基复合材料的复杂形状零件,可以在室温下实现材料的近净成型,在增材制造技术中占有重要地位。本文着重介绍了DIW打印陶瓷材料中的墨水、打印参数、陶瓷材料及应用,以期为直写式3D打印陶瓷材料提供参考。

科教融合推动材料与化工专业学位研究生《材料数值模拟基础》案例教学新实践

以材料与化工专业学位研究生学位课《材料数值模拟基础》为主要依托,全面融合相关科研成果,建立了以激光熔覆技术不同工艺环节为主线的数值模拟案例库,旨在培养专业学位研究生综合运用多种数值模拟方法系统解决复杂工程问题的能力。通过课堂理论教学和模型上机操作相结合的方法综合运用案例库开展教学,加深了专业学位研究生对建立数值模型所需的基础知识的理解,同时还进一步训练了其利用所学数值模拟知识解决实际工程问题的实践能力。

高校教师绩效考核指标体系设计及量化研究——以S大学二级学院为例

本文在对国内高校教师绩效考核进行梳理的基础上,以省属重点S大学中的某二级学院为研究对象,构建了高校二级单位绩效考核指标体系,并按照正态分布原则对考核标准进行了量化;最后,对绩效考核的高效进行给出了一些促进措施。

机械工程材料课程教学改革探讨

本文结合机械工程材料专业课的特点,多角度阐述了课程教学改革的必要性及改革途径。同时总结回顾了课改过程中的一些经验。

自溶型水泥基裂缝自修复材料的性能研究

混凝土结构容易开裂,裂缝的存在势必影响其整体性和耐久性。以活化海泡石复合膨胀剂和硅酸钠为修复组分、溶于碱性溶液的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为涂层材料,研制了一种适用于水泥基胶凝材料的自溶型裂缝自修复材料。以强度恢复率和裂缝修复率为评价指标,探讨了该自溶型自修复材料对水泥砂浆裂缝自修复行为的影响,并结合XRD和SEM探究了微观自修复机理。结果表明,自溶型裂缝自修复材料的掺入能够显著提升水泥砂浆的强度恢复率和裂缝修复率。当其掺量为10%时,水中养护28 d修复的最大裂缝宽度可达0.38 mm,相应的强度恢复率和裂缝修复率分别达到了97%和100%。裂缝自修复机理在于:PVB涂层薄膜在碱性溶液中逐渐溶解并释放修复组分,生成大量与水泥基材料相容性好且高强和膨胀性的结晶物质以及高黏结力的C-S-H等凝胶。

钙钛矿太阳能电池界面工程优化研究

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有高能量转换效率、低能耗和低成本等优点,但PSCs界面缺陷引起的非辐射复合严重阻碍了其光电转换性能提升。本研究通过降低氧化镍空穴传输层的粒径尺寸,提高粒径均匀性,实现了光生空穴在电池界面的高效传输;并通过优化钙钛矿薄膜的反溶剂作用时间提升结晶质量,降低界面非辐射复合,改善空穴传输层和钙钛矿的界面问题,使钙钛矿太阳能电池的能量转换效率(PCE)从10.11%提高到18.37%。开尔文探针力显微镜(KPFM)研究表明,界面优化后的钙钛矿薄膜在亮态下的表面接触电位差相比于暗态下增加了120.39 mV。采用压电力原子力显微镜(PFM)分析钙钛矿薄膜明暗态铁电性能,发现界面优化后的钙钛矿铁电极化变化微弱,说明优化界面有效降低了电池界面缺陷和迟滞效应。该研究结果表明,优化氧化镍空穴传输层,提高钙钛矿薄膜质量,减少了界面缺陷,降低了非辐射复合和电池迟滞效应,提高了钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。

大理石粉对水泥基材料性能的影响研究

研究了大理石粉的细度(13μm、18μm、38μm)和掺量(0、5%、10%、15%、20%)对水泥基材料工作性、力学性能和碱活性的影响,采用XRD和SEM分析了水化产物和微观结构。结果表明:随着大理石粉掺量的增加,浆体的标准稠度用水量先增大后减小,流动度增大,且大理石粉的细度越大,标准稠度用水量和流动度越大;掺加适量(5%)的大理石粉可以有效提高水泥基材料的抗压、抗折强度,且大理石粉的细度越大,对抗压、抗折强度的提高效果相对越明显;大理石粉的细度越大,水泥基材料的28 d膨胀率越大;微观结果表明,大理石粉在水泥基材料中起到微集料填充作用,同时具有一定的活性。

不同烧结方式对高铁制动用铜基摩擦材料摩擦性能的影响

本文采用三相直流热压烧结(指定为1#)和钟罩炉热压烧结(指定为2#)两种烧结方式制备了高速列车制动用铜基摩擦材料,采用MM3000摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验,对其摩擦磨损性能和机理进行了研究。结果表明:2#样品具有更优的综合性能:较高的致密度(89.7%)、硬度(24.5HB)和剪切强度(17.9MPa),较高的摩擦系数和较低的体积磨损率(0.29cm^(3)·MJ^(-1))。2#样品的磨损机理主要为粘着磨损剥层磨损,1#样品的磨损机理主要为剥层磨损。1#样品虽然具有较低的综合性能,但仍能满足动车组刹车片暂行技术条件(TJ/CL307-2019)对动车组刹车片力学性能和摩擦摩擦性能的要求。另外,采用三相直流热压烧结可明显提高铜基摩擦材料的制备速度,能够有效的提高生产率和节约成本。

基于优化变分模态分解的混凝土浅层空洞病害识别

针对开放环境下混凝土空洞病害检测的病害特征识别中噪声干扰、成分识别问题进行了研究,提出了基于优化变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)与自由振动衰减速度的混凝土浅层病害声振信号识别方法。该研究建立了混凝土浅层空洞病害的理论模型,仿真了不同工况下的病害特征频率及其变化规律;提出了基于IVMD的信号分解方法,设计了基于Tent混沌与柯西变异优化的麻雀搜索算法联合搜索变分模态分解的关键参数k和α,在最佳分解的基础上提出了基于自相关函数图形、相关系数、衰减系数与频域分布情况的浅层空洞病害本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)识别方法;选取幅值衰减评估了特征IMF的衰减速度,得出了基于振动衰减特征的空洞病害识别方法;通过预埋病害模型试验对比分析,验证了所提方法的有效性。研究结果表明,基于IVMD的分解方法能够有效降低噪声及其他成分的干扰,提高空洞病害识别精度和准确度。

水泥基复合材料氯离子扩散系数与孔隙率之间的关系

为了研究水泥基复合材料中孔隙率对氯离子扩散系数的影响,成型了不同水灰比,含骨料体积分数、粒径与级配不同的砂浆试样;采用稳态电加速法测试氯离子扩散系数、压汞技术测试孔结构参数、微焦点计算机断层扫描技术(X-CT)可视化孔结构分布,系统地研究了水泥基复合材料氯离子扩散系数与其骨料体积分数、总孔隙率、毛细孔隙率、连通孔径之间的关系。结果表明:骨料与基体之间的界面过渡区(界面区)显著地改变了水泥石中孔结构分布,水灰比越小,多孔的界面区对材料孔隙率的影响越显著;水泥基复合材料的氯离子扩散系数与其总孔隙、毛细孔隙率之间有很好的相关性,与其连通孔径几乎成线性关系,连通孔径越大,氯离子的扩散系数越大。

水泥基复合材料界面过渡区体积分数的定量计算

为了计算水泥基复合材料的界面过渡区体积分数,采用最邻近表面分布函数和骨料比表面积2种方法,结合实际骨料的筛分曲线,给出了界面过渡区体积分数定量关系式.结果表明:单位体积水泥基复合材料中,当骨料的体积分数<0.5,界面厚度<50μm时,2种方法计算的误差约为10%;界面区厚度越小,2种方法计算的误差也越小.

石灰石粉对水泥基材料抗碳硫硅钙石侵蚀破坏的定量分析

为了研究石灰石粉对水泥基材料抗碳硫硅钙石侵蚀性的影响,将掺0%,16%和30%石灰石粉的试件在温度5℃、质量分数10%的MgSO4溶液中养护,然后对不同龄期试件进行力学性能测试,并对侵蚀产物进行X射线衍射、拉曼光谱定性分析及Rietveld方法定量分析.结果表明:在温度5℃、10%MgSO4溶液侵蚀环境下,纯水泥试件侵蚀产物中碳硫硅钙石占0.99%,掺16%和30%石灰石粉水泥试件中碳硫硅钙石分别占7.54%和12.68%,且随着石灰石粉掺量的增加碳硫硅钙石的生成量随之增多,发生碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀破坏的可能性增大.