场地平土和雨水管网的综合优化设计

通过寻求最小土石填挖量的场地标高和坡度设计,在满足土石填挖平衡的基础上,分析了场地平土的优化设计.同时在给定场地坡度的前提下,分析了雨水管网的布置,得出最优的管线布置.其次,将场地平土和雨水管网布置结合起来,在统一考虑场地平土坡度对平土费用和雨水管网布置费用影响的基础上,得出了二者总体费用最小的综合优化模型.最后,通过实例与分步设计方案费用的比较,证实了该综合优化模型的有效性.     

NBT-KBT-LBT系无铅陶瓷的弛豫相变与介电性能研究

采用传统电子陶瓷制备工艺获得无铅压电陶瓷(1-x)(0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3)-xLi0.5Bi0.5TiO3(NBT-KBT-xLBT),研究了该材料的相结构、介电、铁电及压电性能。结果表明,NBTKBT中引入LBT形成了单相钙钛矿固溶体,LBT的引入量为0.08≤x≤0.10时,该体系处于准同型相界处;随着LBT的引入量增加,陶瓷的烧结温度显著降低,介电温度异常峰对应的退极化温度Tf向高温方向移动,而铁电-顺电相变峰Tm则向低温方向移动,弛豫铁电相变特征也表现得更为明显,对弛豫相变与A位离子的局域分布不均匀及其在原子尺度上的有序无序排布之间的关联进行了初步探讨;在NBT-KBT体系中引入LBT有助于改善其铁电性能,提高压电活性,矫顽场Ec从14.5kV/cm(x=0.06)降低至12.3kV/cm(x=0.12),在准同型相界处(x=0.10),压电常数d33达到了145pC/N。LBT组分引入到NBT-KBT体系中可获得高压电常数及低矫顽场的无铅压电材料。     

微天平用无铅压电体谐振频率温度补偿研究

针对现有催化燃烧式瓦斯传感器气体选择性差等不足,试制研发无铅压电式微天平传感器。但压电陶瓷固有的频率-温度系数特性,使其谐振频率出现漂移,影响精度。故依据压电陶瓷及器件结构特征,对其谐振频率特性进行补偿,以满足谐振器高精度、高稳定性等实际需求。通过有限元分析与试验方法确定了NKBT无铅压电陶瓷典型谐振体在获得单一谐振频率时的主要尺寸比例关系;然后基于实验测试结果,建立了频率温度漂移量与温度的函数关系,计算出频率温度系数,并利用试验检测了其精确性;最终通过推导获得了无铅压电陶瓷NKBT的补偿算法,该算法可以对微天平测量系统进行补偿。结果表明,对于两种压电振子,线性函数关系具有较好的效果,补偿后径向伸缩振动和横向伸缩振动谐振频率的相对误差分别为5.5%和6.8%,补偿效果良好。     

高熵合金涂层研究进展

金属材料的失效往往是从材料表面开始,强化材料表面品质会延长金属构件的使用寿命,提高使用效率。高熵合金由于其具有优异的耐腐蚀性、耐磨性、抗高温氧化性等特点受到广泛关注。高熵合金性能的多样性使其可以作为金属表面涂层材料。基于现有研究,综合分析高熵合金涂层对金属材料表面性能的影响,总结了高熵合金作为涂层时的性能特点及高熵合金涂层的制备方法,并提出了该领域技术面临的问题及发展趋势。     

TiO2协同增强ZIF-8光催化降解特性研究

工业有机废水污染危害人类健康,阻碍经济的发展,是当前急需解决的问题。金属有机骨架(MOFs)材料因其独特的孔道结构、较大的比表面积、优异的吸附性能,有望成为工业有机废水处理的潜在新材料。ZIF-8(沸石咪唑酯骨架-8)具有复杂的SOD拓扑结构和高稳定性,其工业废水吸附应用价值逐渐受到关注。本文首先通过溶胶-凝胶法和温度调控制备最佳相比例的锐钛矿/金红石混合相TiO₂纳米颗粒,采用溶剂法在TiO₂颗粒表面原位生长制备了包覆型ZIF-8复合材料。结果表明,引入10%(质量分数)TiO₂与ZIF-8构筑的复合材料对亚甲基蓝(MB)污染物的降解率和反应速率遵循一级动力学模型,分别是纯ZIF-8的1.27和2.3倍。可控制备且均匀分布在ZIF-8有机框架材料孔道中的Zn/ZnO_x纳米异质结作为活化位点,增加与MB分子的接触面积,提升对载流子的俘获数量,同时TiO₂与裸露的高活性异质结界面形成协同增强效应,构成立体催化降解复合体系,提高催化降解能力。     

电液压脉冲法降解酚和苯乙酮的动力学研究

对电液压脉冲降解有机物的机理及动力学特征进行了研究。结果表明，电液压脉冲降解有机物都是通过激活分子、产生自由基的链反应进行的；提出了用等离子脉冲放电法处理含酚、硝基苯、苯乙酮废水时的动力学方程；并发现处理含酚废水时活性炭的加入、臭氧存在下苯乙酮降解过程的动力学特征未发生本质改变。     

激光热处理对S32101修复区组织和性能的影响

采用激光填丝焊方式对S32101双相不锈钢板进行增材修复,在激光功率为5 kW,光斑直径5 mm,焊接速度为8 mm/s,送丝速度为260 cm/min,保护气流量为30 L/min的工艺参数下得到成形良好的焊缝。用不同功率的激光对修复区进行焊后热处理,研究了不同功率下激光热处理对修复区组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,激光热处理后修复区的奥氏体晶粒明显细化,含量有一定的增加;修复区显微硬度有所下降,但仍高于母材;当热处理激光功率在0～3 kW时,其抗拉强度随激光功率的增加逐渐提高,到达4 kW时,抗拉强度有所降低,修复区拉伸断口均为典型的韧性断裂形貌;通过测量修复区的TAFEL极化曲线,发现激光热处理后修复区的自腐蚀电位提高,自腐蚀电流密度降低,表明激光热处理后修复区的耐腐蚀性能得到了提高。 创新点： (1)利用激光热处理的方法对S32101激光焊接修复区进行了焊后处理。 (2)分析了不同功率(0～4 kW)的激光热处理对修复区微观组织、力学性能、耐腐蚀性能的影响。 (3)激光热处理后S32101修复区的奥氏体含量有了一定的提升,力学性能和耐腐蚀性能得到了一定程度的改善。     

低温对螺旋升流式反应器系统营养物去除效果的影响及其流态释因

结合螺旋升流式反应器(spiral up-flow reactor,SUFR)的流态特点,分析低温(8～20℃)对SUHt系统处理效果的影响.结果表明,该系统COD和TN处理效果虽然随着温度的降低有所下降,但是COD及TN去除率仍分别达到86%、70%以上,TP的去除率一直在92%以上.流态模拟结果表明,SUFR 系统中单元反应器的推流流态容积利用率为59%.这说明SUFR系统反应器内螺旋流形成的以活塞流为主要特征的复合流态有助于减轻低温对污水处理的负影响.该系统具有更宽的温度适宜范围.     

《材料物理化学》课程师生共同体建设路径探索与实践

《材料物理化学》是材料相关专业课程体系中重要课程,抽象理论推导、理解与运用是其学习过程的重点和难点,该课程基本理论是理解与运用材料相关专业课程的基础。本文提出通过构建有知识力的、有行动力的、有理想力的师生共同体,培养教师创新思维、提高工程实践能力、强化课程教育能力,进而提高学生对《材料物理化学》课程的理论理解和应用能力。