《复合材料工艺原理》课程教学改革和探索

《复合材料工艺原理》课程是面对材料，化学工程，高分子，金属等相关专业本科生和研究生开设的课程。针对授课内容繁杂，知识跨度大，学生掌握知识点困难，学习热情度不高等问题，提出教学内容紧密联系最新科技内容、改善教学方式、增加实践环节等相应措施，激发学生学习兴趣，提高教学效果，使学生了解多种复合材料成型工艺和相应原理，培养学生独自承担复合材料设计和制备的能力，为今后从事材料研究等领域的工作奠定基础。     

BTBCT-Eu~(3+):改性纳米硅粒子合成及性能研究

本文采用溶剂热液法合成改性纳米硅乳液,在纳米硅中引入无机及金属离子,使制备的BTBCT-Eu:改性纳米硅乳液的稳定性更好。分别制备了4,4'-bis(1',1',1'-trifluoro-2',4'-butanedione-6'-yl)-chlorosulfo-o-terphenyl(简称BTBCT)和1,10-菲罗啉为配体、以稀土铕为中心离子,纳米硅及改性纳米硅为载体,制备BTBCT-Eu:改性纳米硅分散液,采用SEM、TEM、荧光光度计进行表征。研究表明,制备的BTBCT-Eu:改性纳米硅粒子及1,10-菲罗啉(phen)-Eu:纳米硅粒子的粒径为50~60nm、BTBCT-Eu:改性纳米硅配合物缓冲溶液分散液存放时间大于6个月;纳米硅的改性不影响BTBCT-Eu配合物的发射光谱强度;改性纳米硅不改变BTBCTEu配合物发射光谱强度和发光波长。     

BTBCT-Tb~(3+):纳米氧化物粒子合成及表征

本文采用溶剂热液法合成纳米氧化物乳液,在纳米硅中引入无机及金属离子,使制备的BTBCT-Tb3+:纳米氧化物乳液的稳定性更好。以4,4'-bis(1',1',1'-trifluoro-2',4'-butanedione-6'-yl)-chlorosulfo-o-terphenyl(简称BTBCT)为配体、铽为中心离子,纳米氧化物为载体,制备BTBCT-Tb3+纳米氧化物分散液,采用SEM、TEM、荧光光度计进行表征。研究表明,制备的BTBCT-Tb3+:纳米氧化物粒子的粒径为50~60nm、BTBCT-Tb3+纳米氧化物缓冲溶液分散液存放时间大于6个月;BTBCT-Tb3+:纳米氧化物分散液的特征与Tb3+的特征发射峰491,546,587nm处相同,且在546nm处强度最大。     

精细化学品化学教学中的几点体会

探讨了精细化学品化学课程从教七年来,在课堂教学内容的选择与重组、教学方式探索与实践中的几点心得体会。教学内容既要与现代生活、社会科技发展相适应,又要层次分明、条理清楚,让学生们易于理解和掌握。教学方式上采用多种教学方式,如多媒体教学、案例式教学等,以激发学生们的学习兴趣和热情,同时注重理论教学与实践教学的结合,让学生们学以致用。     

稀土对等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响

目的 研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法 将稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O添加到电解液中,在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪分析渗层的表面形貌、截面组织和相结构,利用维氏硬度计、洛氏硬度计和摩擦磨损试验机评价渗层的硬度、塑韧性和耐磨性。结果 渗碳层主要由碳化物、“膨胀”α相和少量铁氧化物组成,稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O均可以促进等离子体电解渗碳层表面碳化物的生成,且稀土CeCl3.7H2O可以有效抑制渗层表面铁氧化物的生成。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后,渗层表面多孔化合物层厚度由20 μm分别减小至15 μm和8 μm,致密层+扩散层的厚度从20 μm分别增加至46 μm和45 μm。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后,渗层的有效硬化层厚度可达70 μm,是不加稀土时的3倍以上,截面硬度呈梯度分布。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后,渗层表面洛氏压痕附近的径向裂纹出现了明显的偏转。添加稀土LaCl3.7H2O可使摩擦前期摩擦因数显著降低至0.14,磨痕宽度减至534 μm,主要发生氧化磨损、化合物层剥落和磨粒磨损,而添加稀土CeCl3.7H2O可使摩擦因数一直维持在0.21左右,磨痕宽度显著减少至226 μm,主要发生轻微的磨粒磨损。结论 稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O均可以改善渗层表面质量,提高等离子体电解渗碳层的耐磨性,且稀土CeCl3.7H2O的效果更显著。     

爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响

目的 研究爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响规律,进一步提升铝合金表面AlCuFeSc准晶涂层的性能。方法 采用爆炸喷涂工艺制备准晶涂层,以正交试验方法对爆炸喷涂氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率3个影响涂层性能的关键参数进行优化。借助显微硬度计、拉力试验机研究涂层的力学性能。采用SEM、XRD、EDS等手段表征粉末及涂层的微观物相结构。结果 在试验参数范围内,以涂层的表面硬度和结合强度性能为主要判定指标,各因素对涂层性能的影响从大到小依次为氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率。综合考量涂层表面硬度和结合强度2个指标,得到了AlCuFeSc涂层的最佳制备工艺,氧燃充枪比为56%,喷涂距离为210 mm,喷涂频率为1次/s。在该最佳工艺参数下制备的准晶涂层致密且与铝合金基体结合良好,涂层表面硬度为583.4HV0.3,结合强度为63.24 MPa,孔隙率为0.648%,准晶相的含量为69%。结论 采用最佳工艺参数制备的AlCuFeSc准晶涂层相较于非最佳工艺参数喷涂涂层,其性能得到较大提高,可为未来准晶涂层的应用提供参考。     

La2O3改性Ti/MoS2镍基复合涂层微观组织和 摩擦学性能研究

目的 为提升Ni60A+Ti/MoS2复合涂层的力学性能和摩擦学性能。方法 利用激光熔覆技术在HT270灰铸铁表面制备了La2O3改性镍基自润滑复合涂层,通过硬度测试、摩擦磨损实验、XRD测试分析和扫描电镜分析,对比分析了La2O3添加量对复合涂层的微观组织、相组成、显微硬度和室温及200 ℃条件下摩擦学性能的影响。结果 La2O3改性后的涂层主要由CrNiFeC、NiTi、(Fe,Cr)7C3、Cr7C3、TiC、Ti2CS、MoS2相和La2O3组成。添加La2O3后可以明显细化晶粒,使组织更加均匀致密,提高了熔覆层显微硬度及耐磨性。当La2O3的添加量为1.0%时,涂层的硬度值最高达776HV0.2。La2O3改性后,涂层的摩擦学性能也得到了优化。室温时,1.0%La2O3涂层的磨损失重仅为1.8 mg,摩擦系数为0.48,与未添加La2O3的涂层相比,磨损失重降低了47.1%,摩擦系数也明显降低;200 ℃高温磨损时,1.0%La2O3涂层的磨损失重降低了41.3%,摩擦系数降低到0.50。结论 La2O3的加入可以有效提高涂层的减摩性和耐磨性等摩擦学性能,同时还能优化涂层的组织结构和硬度等力学性能。采用激光熔覆技术制备的La2O3改性镍基涂层,力学性能和摩擦学性能得到有效提高。     

纳米压痕技术在材料力学测试中的应用

近年来,材料纳米级力学测试日益引起广大研究者的重视。纳米压痕仪凭借极高的载荷和位移分辨率,广泛应用于材料表面的微纳米级力学性能的测试,包括硬度、弹性模量、塑性应变、薄膜界面结合强度以及材料疲劳特性等。综述了几种纳米压痕和纳米冲击技术测试材料力学性能的方法和原理,介绍了纳米压痕技术在材料力学性能测试方面的若干先进应用实例及其测试机理,以及原子力显微镜和扫描探针显微镜在力学测试方面的原理和应用。最后,提出了纳米压痕仪存在的若干问题,并对纳米压痕技术的发展进行了展望,认为纳米压痕技术结合有限元模拟建立材料疲劳断裂模型,是纳米压痕在力学测试方面发展的必然趋势。