为您找到与材料成型研究方向相关的共200个结果:
随着机械热加工的不断普及,我国对具有机械热加工专业知识的人才的需求量和人才质量要求都不断提高,这要求我国对材料成型及控制专业的人才进行培养时要改革旧的培养方法。下面是读文网小编为大家整理的材料成型及控制论文,供大家参考。
1现阶段我国材料成型及控制工程专业教育中存在的问题
自从1998年教育局规定新增材料成型及控制工程专业以来,我国各大高校中开设此项专业课程的高校多达30%,经过这十几年的教育推广,材料成型及控制工程专业为社会培养出了许多技术过硬的优秀的专业人才。但是尽管如此,这项学科教育中仍然存在着诸多的问题需要引起高校的高度注意。具体的问题包括以下几个方面:
1.1对学生的培养方案不一致
材料成型及控制工程专业是将铸造、锻造、焊接等众多专业融合在一起的一个新型的专业,它所涵盖的知识领域极广,因此学生们的学习压力也就随之增多。如果只是将所包含的知识点进行合并,那么在学生们的四年学习中使很难完成这么多的学习量的,因此学校必须对知识点进行取舍,但是由于取舍后每个学校所保留的知识点都不相同,因此很难对学生有一个统一的培养方案,也很难对学生的专业技能有一个合理的考量。
1.2材料成型及控制工程专业基础老旧落后,需要及时进行更新
材料成型及控制工程专业是在铸造、锻造、焊接等众多老专业的基础之上形成的,这些老专业的学术质量高低直接影响着材料成型及控制工程专业的学科质量。然而由于时代科学技术的飞速发展,导致铸造、锻造、焊接等技术的更新换代十分频繁,然而高校中这些老专业的教学内容却仍然是对过去落后的专业技术的讲解,而且课程设置狭窄、教学方法单一,对学生专业技能的培养已经跟不上时代发展的潮流。因此基于此种老专业而建立起的材料成型及控制工程专业,如果不及时的跟进相关各项技术的发展进步,为学科教育注入新鲜的科技内容,将大大降低对专业人才的培养力度,而且即使教育培养出了成绩优秀的学生,他们也难以适应新技术环境中的市场要求。
2如何在高校中开展有效的材料成型及控制工程专业建设工作
2.1开展材料成型及控制工程专业教育应该遵循的原则
2.1.1实用性原则
高校开设材料成型及控制工程专业的目的在于为社会输送满足社会需求的专业性技术人才,因此在具体的专业建设中,首先需要遵循的就是实用性原则,注重学科的实用性和实践性,杜绝为学生开设过多的理论讲解课程,要将理论与实践相结合,多为学生开设一些有针对性的实践课程,让学生在实践中理解理论的内涵并对其的掌握应用能力得到锻炼。
2.1.2创新性原则
培养学生的创新意识,提高学生的创新能力是所有学科的教育目标,材料成型及控制工程专业也不例外。如今我国的发展急需被注入创新性元素,只有一个懂创新会创新的民族才能在激烈的竞争中站稳脚跟,以谋取更长远的发展。对于材料成型及控制工程这样一个注重专业性的学科,必须在平时的教学之中注重对学生创新能力的培养,摒弃以往的“学科本位型”教学模式,建立创新型的课程模式,鼓励并引导学生大胆创新,在教学中逐渐提高学生的创新能力以满足当今社会的发展需要。
2.1.3专业核心能力需求原则
材料成型及控制工程专业是强调专业技能的专业,对它的课程设置与安排必须强调凸现性和核心性,以便让学生的接受教育时对学科知识有鲜明的认识,从而进行更好的理解与运用。
2.2为材料成型及控制工程专业建设的顺利进行,建设一支高水平的教师队伍
老师的讲解是学生们获取新知最直接有效的途径,老师教学水平的高低直接影响着学生对知识的理解与掌握,因此提高老师们的教学质量,教学一支高水平的教师队伍对材料成型及控制工程专业的建设起着关键性的作用。建设一支高水平的教师队伍需从以下几方面入手,第一,建立人才引进和培训提高机制。提高对专业老师的技能要求,在招聘老师时需要选择那些既有坚实的理论基础,实践能力也过硬的秀秀人才。对在职的老师,学校也要定期对其进行专业培训,可以派遣一部分老师去到相关产业的一线进行实地学习。也可以请一些有关领域的工程师等技术人员来学校做兼职讲师。第二,要强化老师们的科研作业,要求全部老师都要参加科研项目,并亲身指导学生参与生产实践,通过科研与实践提升老师们的综合素质。
2.3为材料成型及控制工程专业建设的顺利进行,需注重素质培养的课程群建设
高校需要时刻谨记开展材料成型及控制工程专业的人才培养目标,并依据目标来设置专业课程体系。专业课程安排需要侧重于实现学生机械科学与材料科学等基础学科理论知识的掌握,需要实现对学生的科学思维方法以及动手实际操作能力的培养以满足社会主义现代建设的需求,需要加强对学生模型设计制造、材料成型、数控加工等课程的教学力度,培养能够从事技术开发、宽口径的高素质工程、工艺设计以及学科研究等事业的应用型专业人才。
3小结
材料成型及控制工程专业是我国设立时间不算久的新型的学科专业,但是却对于培养我国工矿企业所需的专业性技术人才发挥着重要的作用。我国高校需要立足于社会市场对相关人才的需求,积极开发和推进高校材料成型及控制工程专业的建设工作,秉承为社会输送专业人才的教育目标,采取积极措施以应对当前我国材料成型及控制工程专业教育中存在的问题,为学生未来的就业与发展提供切实有力的教育帮助。
一、设计性实验选题的“五个原则”
此外,设计性实验选题时,在把握综合性、创造性、应用性、自主性和灵活性这五个原则外,还要合理掌控学生专业知识结构、专业知识掌握程度及学生自主实验的可操作性等方面。
二、设计性实验选题的“四个方向”
材料成型与控制工程专业设计性实验选题在把握“五个原则”的前提下,通常可通过“四个方向”来进行选题设立,即验证性实验转化为设计性实验、科研项目转化为设计性实验、生产项目转化为设计性实验和学生兴趣转化为设计性实验。
(一)验证性实验转化为设计性实验
验证性实验是为促使学生掌握并加深对专业基本理论、知识的理解,而按照实验教材的要求,由学生进行实验操作,并从实验结果验证所学的理论知识。由于实验结果在理论授课时已经涉及,因此学生实验的兴趣不浓,热情不高。但不要因为这些就抹杀验证性实验验证理论知识,加深学生对基本理论知识理解的独特作用。完全可以通过合理安排,将一些验证性实验转换为设计性实验。这样就可以激发学生的实验兴趣,提高学生的实验学习主动性、自主性。例如,对长杆型坯料进行局部镦粗是模锻生产中经常采用的变形工序之一。因此,在《锻压工艺及模具设计》专业实验课中设立了“局部镦粗规则的验证”这项验证性实验。该实验通过对不同长度试件,使用局部镦粗模进行镦粗,验证局部镦粗规则的正确性,观察和分析由于局部镦粗长度与直径比值的影响而出现的正常和不正常现象。由于是验证性实验,学生兴趣不高,往往抱着看热闹的心态参加实验,不能达到良好的教学效果,但该实验涉及内容是比较典型且在生产中常用到的。怎样保留并将其转换为学生感兴趣的设计性实验呢?这就需要转换思路,可将该实验内容转换为首先要求学生根据给定尺寸的不同试件,进行局部镦粗积聚工步计算,并绘制镦粗模模具图。当然,由于实验经费及加工时间的限制,学生设计的镦粗模并不需要制作出来,因为给定尺寸的试件,其局部镦粗模主要模具尺寸及工步是唯一的,可以采用原有的局部镦粗模进行实验和鉴定学生设计结果的准确性,这些需要教师在实验过程中灵活掌握。这样,通过对原有实验内容转换为设计性实验,可使学生根据给定的实验目的,自行设计实验方案并予以实施,对实验结果进行分析论证,一方面有力地提升学生的实验热情,巩固所学理论知识,提高解决本专业有关加工工艺问题的能力;另一方面增加的镦粗模设计又锻炼了学生的工程制图能力。验证性实验转换为设计性实验,不但可以保留一些经过长期教学积淀总结的经典、原理性强的验证性实验内容,而且节约实验经费,还能提高学生的实验热情,达到良好的实验教学效果,有着“一举三得”的益处。当然,并不是所有验证性实验都能转换为设计性实验,对于这类实验项目,如果确实是经典、原理性强的验证实验项目,只要集思广益,通过合理安排,完全可以将验证性实验穿插在设计性实验项目中,以增加学生的学习主动性。这些都需要在设计性实验选题中拓宽思路,灵活安排。
(二)科研项目转化为设计性实验
科研项目转化为设计性实验,就是将专业教师的科研课题或科研成果转化为设计性实验。随着科学技术的快速发展,新材料、新技术和新知识不断出现,而且高校材料成型与控制工程的教师学历较高,多为博士毕业,且积累了具有一定水平的科研成果。把科研课题或科研成果涉及的新技术和新知识转化为设计性实验,是培养学生创新意识、创新精神和创新能力的最佳途径。根据调查,学生大多数对专业课老师所从事的科研项目及内容具有极大的兴趣和关注,此举能够有力地提高学生实验学习的积极性和兴趣,利于实现加强学生专业素质与实践应用能力培养的教学目的。例如,教师科研项目涉及到的过共晶Al-Mg2Si合金在航空航天、军工、汽车等领域中应用前景广阔,已成为国内外十分重视研究开发的先进复合材料,但铸态过共晶Al-Mg2Si合金的力学性能较差。因此,可将该科研项目涉及内容转化为“原位自生Al-Mg2Si复合材料力学性能的改善”设计性实验,要求学生针对铸态原位自生过共晶Al-Mg2Si复合材料力学性能差的特点,设计并实施改善力学性能的方法,并撰写分析报告。该设计性实验所涉及的Al-Mg2Si在专业课中虽未能涉及,但铝硅合金熔炼等相关知识在理论课和实验课上已涉及并掌握,因此学生进行该项实验有一定的理论和实践基础。学生首先要查找相关资料,理解并掌握“原位自生过共晶Al-Mg2Si复合材料”的相关知识,在保证合金成分为过共晶Mg2Si的条件下,自主选择、计算合金成分配比。然后根据计算结果进行配料、熔炼、除气,并根据前期选择的不同方法对合金熔液或浇注试件进行处理,最后进行拉伸测试及金相观察,检验设计方案的正确性,并对结果进行理论分析。该设计性实验虽然由科研课题转化,但涉及材料成型与控制工程专业知识中应掌握的合金设计、合金配料、合金熔炼、合金处理及热处理工艺等,较好地将专业知识系统、综合地链接在一起,使学生能够接受系统的工程实训,不仅能够培养学生的创新能力,而且加深其对所学专业的认识和提高解决所学专业涉及工艺问题的能力,树立正确的思维方法及严谨的科学态度和工作方法等。科研项目转化为设计性实验时,不可盲目地将科研内容或部分内容一成不变地照搬过来,必须要考虑学生的所学专业知识和专业能力,如果研究内容过于狭窄、难度较大或实验内容过于生僻,不仅达不到提高学生实验兴趣和教学效果的目的,反而会使学生产生抵触情绪,这就从根本上违背了开展设计性实验的初衷。因此,采用科研项目转化为设计性实验时,一定要密切结合学生专业知识、实验能力等方面,保证学生能够以饱满的热情投入到设计性实验的工作中。
(三)生产项目转化为设计性实验
材料成型与控制工程是实践性较强的专业,因此在设计性实验选题时要力求接近、结合实际生产项目,将其合理转化为设计性实验内容。通过这种设计性实验的训练,能够有针对性地促使学生在解决实际生产问题时应用、加强、拓展所学的专业理论知识。这种实际生产项目转化的设计性实验,不但能培养学生的工程设计意识和实践能力,而且能显著提高学生的专业综合能力。例如,以W18Cr4V为代表的高速钢广泛应用于实际生产中的切削工具和冷变形模具中,其内部的合金元素与碳形成复杂的碳化物,分布在基体金属上,降低了材料的机械性能。而锻造是实际生产中改变高速钢中碳化物分布状态的重要方法。因此,可将该生产项目转化为设计性实验“改善高速钢铸件中碳化物分布的锻造工艺设计与实施”。该实验内容包括铸造和锻造两大部分,铸造部分要求学生自主选择、设计高速钢铸件成分,并根据设计成分采用中频炉进行熔炼、浇注小型铸件,然后对铸件进行碳化物偏析分析,根据偏析分析结果,合理设计锻造工艺并利用自由锻机实施,最后再进行偏析检测,以检验设计的锻造方案是否正确。这个设计性实验有机地将铸造和锻压两个专业方向结合,符合实际生产流程,使学生能够系统地学习、实践和掌握企业所需要的知识,有利于应用型人才的培养。
(四)学生兴趣转化为设计性实验
学生的兴趣是实验教学达到预期目标和效果的动力,因此,如将学生普遍感兴趣的问题转化为设计性实验,就能激发学生对设计性实验的关注和探索,从而促使学生在实验中运用已学的知识、技术去自主发现、探索和总结规律,达到培养学生熟练运用所学专业知识,提高专业素质、创新意识和实践能力的目的。例如,精密铸造是用精密造型方法获得精确铸件的工艺,是铸造行业在高新领域的代表,很多铸造企业对精密铸造工艺的应用需求很大。如果开设精密铸造相关的设计性实验,要求学生采用精密铸造法制备小型零件,学生并不是普遍感兴趣,达不到预期的教学效果。怎样才能使学生都感兴趣呢?这里可以将精密铸造制备小型零件变为艺术铸造,因为艺术铸造采用的熔模铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造等的工艺与工厂生产的精密铸造零件工艺及原理是相通的,而要求学生采用精密铸造技术设计并制作小型铸造工艺品,会极大地调动学生的兴趣和参与实验的热情,学生会在实验过程中潜移默化地掌握、提高精密铸造相关知识及工艺。
三、结语
随着教学改革的深入,材料成型与控制工程专业的设计性实验越来越受到重视。实际教学中,我们本着“五个原则,四个方向”来制定设计性实验项目的选题,同时力求使实验内容、实验形式不断更新、完善,充分调动了学生的实验学习积极性,为培养学生科技、工程能力的应用与创新创造良好的前提条件,取得了良好的教学效果。在以“五个原则,四个方向”制定的设计性实验项目中,学生能够真正地综合运用多门学科的知识、方法和技能来设计实验方案,并在实验过程中运用所掌握的知识去发现、分析和解决问题,提高了专业技术水平,积累了在企事业单位和生产一线解决实际问题的知识、素质和能力。
浏览量:2
下载量:0
时间:
材料成型是现代制造业的重要支柱,对经济社会的发展和综合国力的提升有着十分重要的意义。下面是读文网小编为大家整理的材料成型毕业论文,供大家参考。
摘要:本文以金属材料为例,对材料成型与控制工程中的加工技术进行细化分析,首先,理论概述了金属材料的选材原则,然后具体分析了铸造成型、挤压与锻模塑性成型、粉末冶金以及机械加工四种加工方法,旨在为相关工作人员提供有借鉴性的参考资料,进一步提高我国制造业的加工水平与整体质量。
关键词:材料成型;控制工程;金属材料;加工工艺
0引言
对于我国制造业而言,材料成型与控制工程是其实现长期健康发展的根本保障,不仅如此,材料成型与控制工程也是我国机械制造业的关键环境,因此,相关企业必须对其给予高度重视。无论是电力机械制造,还是船只等交通工具制造,均离不开材料成型与控制工程,材料成型与控制技术的水平与质量将会直接决定机械制造水平与质量。因此,对材料成型与控制工程中的金属材料加工技术进行细化分析,具有非常重要的现实意义。
1金属材料选材原则
在金属复合材料成型加工过程中,将适量的增强物添加于金属复合材料中,可以在很大程度上高材料的强度,优化材料的耐磨性,但与此同时,也会在一定程度上扩大材料二次加工的难度系数,正因此,不同种类的金属复合材料,拥有不同的加工工艺以及加工方法。例如,连续纤维增强金属基复合材料构件等金属复合材料便可以通过复合成型;而部分金属复合材料却需要经过多重技术手段,才能成型,这些成型技术的实践,需要相关工作人员长期不断加以科研以及探究,才能正式投入使用,促使金属复合材料成型加工技术水平与质量实现不断发展与完善。由于成型加工过程中,如果技术手段存在细小纰漏,或是个别细节存在问题,均会给金属基复合材料结构造成一定的影响,导致其与实际需求出现差异,最终为实际工程预埋巨大的风险隐患,诱发难以估量的后果。所以,相关工作人员在对金属复合材料进行选材过程中,必须准确把握金属材料的本质以及复合材料可塑性,只有这样,才能保证其可以顺利成型,并保证使用安全。
2金属材料加工方法
2.1机械加工成型
当前,金属材料成型与控制工程中,应用最为广泛的金属切割刀具便是金刚石刀具,以金刚石刀具对铝基复合材料进行精加工,与其他金属基复合材料,例如,钻、铣以及车等,均是现代社会中广而易见的。铝基复合材料的金刚石刀具加工形式可以细化为三种:其一,车削形式;其二,铣削形式;其三,钻削形式。其中,钻削即通过镶片麻花钻头对铝基复合材料进行加工,常见的有B4C以及SiC颗粒钻削,然后添加适量的外切削液,可以有效强化铝基复合材料。铣削即通过1.5%-2.0%(W+C)粘结剂,8.0%-8.5%PCD的端面铣刀对铝基复合材料进行加工,常见的有SiC颗粒铣削增强铝基复合材料,然后添加适量的切削液进行冷却。车削以硬合金刀具为主要的切割工具,例如,A1/SiC车削符合材料,并添加适量的乳化液对其进行冷却处理。
2.2挤压与锻模塑性成型
金属材料实际成型加工过程中,相关工作人员可以通过模具表面涂层以及添加润滑剂等技术手段,对实践操作过程中的压力进行有效改善,降低加工操作过程中的摩擦阻力,据相关数据统计,这样可以促使加工过程中的挤压力缩减25%-35%左右,甚至更多。降低加工挤压力,可以有效弱化增强颗粒给模具造成的损伤程度,削弱金属材料塑性,有利于降低金属材料的变形阻力,提高其成型的成功率。除此之外,相关工作人员还可以增加挤压温度,以此促使金属基材料更具可塑性。在金属基材料中添加适量的增强颗粒,可以促使金属基材料的可塑性得到弱化,进而变形抗力得以大幅度提升,此时提高挤压温度,可以加快增强颗粒与金属基材料的溶合速率,优化二者的溶合效果。普遍来说,增强颗粒含量会直接影响挤压速度,由此可见,只有金属基复合材料中的增强物含量较低,才能提高挤压速度,如果金属基复合材料中的增强物含量较高,相关人员必须严格控制挤压速度。不过,挤压速度超高的话,也会导致金属材料成型后,便面出现横向裂纹。综上,相关人员在应用挤压与锻模塑性成型加工技术时,不仅要在金属复合材料表面进行涂层或是润滑剂处理,还要对挤压温度进行严格控制,并结合实际,对挤压速度进行有效调控,只有这样,才能保证成品质量符合要求。
2.3铸造成型
复合材料生产过程中,应用最广泛的加工技术便是铸造成型技术,实际铸造过程中,金属基复合材料中添加增强颗粒后,熔体的粘度以及流动性均会显著提升,加之增强颗粒与熔体在高温下的化学反应作用,便会改变基础材料本质,此时相关工作人员必须在熔化金属基复合材料的过程中,对其熔化温度以及保温时间进行严格管控。高温时,添加的增强颗粒,尤其是碳化硅颗粒,极易产生界面反应,例如,3SiCA1-A14C3+3Si等。进而导致熔体粘度过大,难以浇筑,影响材料本质。此时相关工作热暖可以采取精炼方法,然后添加适量变质剂造渣。但这种操作方法并不适用于颗粒增强铝基复合材料。
2.4粉末冶金成型
粉末冶金成型技术是最早期的制造晶须以及颗粒符合材料零部件、金数基复合材料的手段,具有非常丰厚的实践检验,不仅如此,该技术手段还适用于尺寸较小、形状简单但是具有较高精密性要求的零部件。粉末冶金成型技术具有组织细密、增强相分布均匀、增强相可调节以及界面反应较少等特点,DWA公司现阶段,应经将粉末冶金成型技术延展到多种产品的制造工程中,例如,SiCp增强铝合金基体、管材、自行车零件、自行车支撑设备架以及自行车架等。由于粉末冶金成型技术加工的产品具有非常显著的耐磨性、比模量以及比强度,因此,也受到了航天器材、飞机以及汽车的广泛推崇。
3结语
金属材料在材料成型与控制工程中,属于加工难点,而且极具重要性,发展前景非常广阔,随着科学技术的快速发展,其将受到更多行业领域的青睐以及注重,我国必须给予高度重视,通过不断科研,促使自身的技术水平实现突破与创新,这对提高我国的国际竞争力至关重要。
参考文献:
[1]张文华.材料成型与控制工程模具制造技术分析初探[J].黑龙江科技信息,2015(15).
[2]张健.基于动力学控制的钛加工材料成型优化技术[J].世界有色金属,2015(10).
1材料经过加工直接成型技术
材料的一次性成型技术在实际的操作中是非常繁琐的,但是经常使用的主流技术主要有以下几种,一个是冲击压力作用下材料的相互挤压,模具当中防止金属材质的材料,胚料在使用的过程中主要是在高压的作用下实现反复的积压,这样就使得材料的物理性质和外观形态出现了很大的变化,这样就可以制作出和模具的尺寸完全一致的形状,这种方法在使用的过程中有非常强的可塑性,同时在这一过程中也可以非常有效的防止模具出现严重的变形或者是损坏的情况。拉拔技术也是一种非常重要的技术。模具内金属坯料的边缘位置上会有一地那几个的拉力,这样就使得材料的形状和外观都出现了明显的变化,其在应力的作用下被迫的使其形状和模具的形状保持高度的一致。使用这种方法会在拉伸的过程中受到多个方面的作用力。此外,轧制也是机械成型加工技术中非常关键的一种方法,这种方法就是让材料收到轧辊的作用,在轧辊的转动下使得材料在这一过程中出现非常明显的形状变化。
2加工材料技术成型的前景
当前,我国的市场经济有了非常显著的发展,同时同行业之间的竞争也越来越激烈,在这样的情况下,传统的理论和实践成果也受到了非常大的冲击,各大生产厂商在经营和发展的过程中对材料加工越来越重视,正是因为这种趋势才使得这项技术的发展水平得到了显著的提升,在世界范围内,材料加工行业在发展的过程中都朝着更加精确的方向发展,很多对国民经济增长有重要作用的产业要想更好的发展也必须要一来这项技术,甚至是其在发展的过程中广泛的应用在了生活中的方方面面,在当前这样一个经济全球化的时代,每个企业都在想办法跟上行业发展的步伐,同时在企业发展的过程中也将企业的研发工作当做是非常重要的一个能力,之所以这样说是因为很多企业都在努力的发展和完善材料加工技术,此外还有很多企业将自身的关注点放在了具有自由成型功能的技术上。加工技术是否能够符合当今时代的发展需求是非常好的一个检验标准,如果所有的研发成果不能真正的应用于实践,就如空中楼阁一样,发挥不了其自身的作用。所以当今的科学研究中更加重视的是缩小生产制作环境和真实环境之间的差别,只有在现实需求的基础上去进行技术的改进和创新,才能更好的将其应用在企业的发展中,从而也更好的推动企业的建设和发展。
3非金属材料的初步制作和控制工程模具再次加工工艺
首先,非金属材料的制作和控制是一个比较复杂的工作,同时它也有非常强的系统性,对这种技术进行分类的话就会发现其类别是非常多的,一类是注射成型的技术,在实际的操作中就是使用专门的注射器,之后对其进行加热,使其达到一定的温度,这样就可以使得结构内部的材料在物理形态上发生了非常明显的转变,最终使其呈现出液态的状态,之后要选取一种具有高温高压性质的材料当做一种重要的辅料,在助力融化之后的坯料要注入到模具的型腔之内,静置一段时间之后,观察其状态,等到材料彻底冷却之后,从模具当中取出器件,就可以得到预想的元件。这种方法看起来很麻烦的方法在使用的过程中能够体现出非常大的优势,它产量高,同时在这一过程中也体现出了非常高的效率。在低能耗的自动化操作中能够体现出非常大的优势,它也会可以生产和制作结构复杂性比较强的器件,基于上述特点,这种方法非常适合使用在大型工厂当中进行流水线生产。其次,还有一种方法是通过物理方式的挤出成型。旋塞和螺杆在此起到了至关重要的作用,旋塞的挤压效用以及螺杆的切割效用,它们一起作用在形态固定的坯料上,并对其经行融化和再次融合的过程,施加相应压力穿过模具,等待其冷却凝固以后,就能够获取所需元件。这种方式可以简称为挤出成型,而它与众不同的是可以连续不断地提供生产动力,生产的效率也高于普通技术,更为难得的一点在于在“量”的满足上还可以保证“质”,可以说是一种保质保量的方法,其使用的覆盖面也不单一,对设备器材没有太多严苛的限制。如果企业从事相关产业,这种技艺是一种投资相对较少,而成效立竿见影的选择,“性价比”不俗。再次,还有一种不同于以上两种技术的方式,是把需要的材料放置在密封关闭的模型器具环境里,在压强的增加过程中,再辅以固体化的技术,遂材料完整成型。这种方法可以一个工作流程下完成制作若干数量的元器件,生产出来的成品形态较为固定,有效地克服了收缩性这个元件顽疾,还攻克了以往元器件变形的通病,性能较为优良,即使有如此不可取代的优势,缺陷也十分明显,生产制作的相对周期较之同类型技术而言同期拉长了许多,生产的效率自然而言地有所降低。
4结束语
在时代发展日新月异的今天,科学技术正不断发展,科学生产力在人类社会竞争激烈的背景下,成为一个不得不让人重视的因素。科学技术在生活中体现得淋漓尽致,促使社会稳步向前,人们生活水平提高,选择广泛的同时带来市场竞争加剧,高度重视科学技术的研发是企业适应社会发展的不二法门。材料成形技术在度过一个蜕变的过程,如何有效地提升生产效率,改良升级加工工艺不仅是企业发展的动力,更是社会前进的需要。
浏览量:3
下载量:0
时间:
从整体来看,材料成型及控制工程专业涉及面较广,涵盖了冶金、机械以及控制等不同学科,具有很强的理论性,同时有着浓厚的工程应用色彩。下面是读文网小编为大家整理的材料成型论文,供大家参考。
一、设计性实验选题的“五个原则”
此外,设计性实验选题时,在把握综合性、创造性、应用性、自主性和灵活性这五个原则外,还要合理掌控学生专业知识结构、专业知识掌握程度及学生自主实验的可操作性等方面。
二、设计性实验选题的“四个方向”
材料成型与控制工程专业设计性实验选题在把握“五个原则”的前提下,通常可通过“四个方向”来进行选题设立,即验证性实验转化为设计性实验、科研项目转化为设计性实验、生产项目转化为设计性实验和学生兴趣转化为设计性实验。
(一)验证性实验转化为设计性实验
验证性实验是为促使学生掌握并加深对专业基本理论、知识的理解,而按照实验教材的要求,由学生进行实验操作,并从实验结果验证所学的理论知识。由于实验结果在理论授课时已经涉及,因此学生实验的兴趣不浓,热情不高。但不要因为这些就抹杀验证性实验验证理论知识,加深学生对基本理论知识理解的独特作用。完全可以通过合理安排,将一些验证性实验转换为设计性实验。这样就可以激发学生的实验兴趣,提高学生的实验学习主动性、自主性。例如,对长杆型坯料进行局部镦粗是模锻生产中经常采用的变形工序之一。因此,在《锻压工艺及模具设计》专业实验课中设立了“局部镦粗规则的验证”这项验证性实验。该实验通过对不同长度试件,使用局部镦粗模进行镦粗,验证局部镦粗规则的正确性,观察和分析由于局部镦粗长度与直径比值的影响而出现的正常和不正常现象。由于是验证性实验,学生兴趣不高,往往抱着看热闹的心态参加实验,不能达到良好的教学效果,但该实验涉及内容是比较典型且在生产中常用到的。怎样保留并将其转换为学生感兴趣的设计性实验呢?这就需要转换思路,可将该实验内容转换为首先要求学生根据给定尺寸的不同试件,进行局部镦粗积聚工步计算,并绘制镦粗模模具图。当然,由于实验经费及加工时间的限制,学生设计的镦粗模并不需要制作出来,因为给定尺寸的试件,其局部镦粗模主要模具尺寸及工步是唯一的,可以采用原有的局部镦粗模进行实验和鉴定学生设计结果的准确性,这些需要教师在实验过程中灵活掌握。这样,通过对原有实验内容转换为设计性实验,可使学生根据给定的实验目的,自行设计实验方案并予以实施,对实验结果进行分析论证,一方面有力地提升学生的实验热情,巩固所学理论知识,提高解决本专业有关加工工艺问题的能力;另一方面增加的镦粗模设计又锻炼了学生的工程制图能力。验证性实验转换为设计性实验,不但可以保留一些经过长期教学积淀总结的经典、原理性强的验证性实验内容,而且节约实验经费,还能提高学生的实验热情,达到良好的实验教学效果,有着“一举三得”的益处。当然,并不是所有验证性实验都能转换为设计性实验,对于这类实验项目,如果确实是经典、原理性强的验证实验项目,只要集思广益,通过合理安排,完全可以将验证性实验穿插在设计性实验项目中,以增加学生的学习主动性。这些都需要在设计性实验选题中拓宽思路,灵活安排。
(二)科研项目转化为设计性实验
科研项目转化为设计性实验,就是将专业教师的科研课题或科研成果转化为设计性实验。随着科学技术的快速发展,新材料、新技术和新知识不断出现,而且高校材料成型与控制工程的教师学历较高,多为博士毕业,且积累了具有一定水平的科研成果。把科研课题或科研成果涉及的新技术和新知识转化为设计性实验,是培养学生创新意识、创新精神和创新能力的最佳途径。根据调查,学生大多数对专业课老师所从事的科研项目及内容具有极大的兴趣和关注,此举能够有力地提高学生实验学习的积极性和兴趣,利于实现加强学生专业素质与实践应用能力培养的教学目的。例如,教师科研项目涉及到的过共晶Al-Mg2Si合金在航空航天、军工、汽车等领域中应用前景广阔,已成为国内外十分重视研究开发的先进复合材料,但铸态过共晶Al-Mg2Si合金的力学性能较差。因此,可将该科研项目涉及内容转化为“原位自生Al-Mg2Si复合材料力学性能的改善”设计性实验,要求学生针对铸态原位自生过共晶Al-Mg2Si复合材料力学性能差的特点,设计并实施改善力学性能的方法,并撰写分析报告。该设计性实验所涉及的Al-Mg2Si在专业课中虽未能涉及,但铝硅合金熔炼等相关知识在理论课和实验课上已涉及并掌握,因此学生进行该项实验有一定的理论和实践基础。学生首先要查找相关资料,理解并掌握“原位自生过共晶Al-Mg2Si复合材料”的相关知识,在保证合金成分为过共晶Mg2Si的条件下,自主选择、计算合金成分配比。然后根据计算结果进行配料、熔炼、除气,并根据前期选择的不同方法对合金熔液或浇注试件进行处理,最后进行拉伸测试及金相观察,检验设计方案的正确性,并对结果进行理论分析。该设计性实验虽然由科研课题转化,但涉及材料成型与控制工程专业知识中应掌握的合金设计、合金配料、合金熔炼、合金处理及热处理工艺等,较好地将专业知识系统、综合地链接在一起,使学生能够接受系统的工程实训,不仅能够培养学生的创新能力,而且加深其对所学专业的认识和提高解决所学专业涉及工艺问题的能力,树立正确的思维方法及严谨的科学态度和工作方法等。科研项目转化为设计性实验时,不可盲目地将科研内容或部分内容一成不变地照搬过来,必须要考虑学生的所学专业知识和专业能力,如果研究内容过于狭窄、难度较大或实验内容过于生僻,不仅达不到提高学生实验兴趣和教学效果的目的,反而会使学生产生抵触情绪,这就从根本上违背了开展设计性实验的初衷。因此,采用科研项目转化为设计性实验时,一定要密切结合学生专业知识、实验能力等方面,保证学生能够以饱满的热情投入到设计性实验的工作中。
(三)生产项目转化为设计性实验
材料成型与控制工程是实践性较强的专业,因此在设计性实验选题时要力求接近、结合实际生产项目,将其合理转化为设计性实验内容。通过这种设计性实验的训练,能够有针对性地促使学生在解决实际生产问题时应用、加强、拓展所学的专业理论知识。这种实际生产项目转化的设计性实验,不但能培养学生的工程设计意识和实践能力,而且能显著提高学生的专业综合能力。例如,以W18Cr4V为代表的高速钢广泛应用于实际生产中的切削工具和冷变形模具中,其内部的合金元素与碳形成复杂的碳化物,分布在基体金属上,降低了材料的机械性能。而锻造是实际生产中改变高速钢中碳化物分布状态的重要方法。因此,可将该生产项目转化为设计性实验“改善高速钢铸件中碳化物分布的锻造工艺设计与实施”。该实验内容包括铸造和锻造两大部分,铸造部分要求学生自主选择、设计高速钢铸件成分,并根据设计成分采用中频炉进行熔炼、浇注小型铸件,然后对铸件进行碳化物偏析分析,根据偏析分析结果,合理设计锻造工艺并利用自由锻机实施,最后再进行偏析检测,以检验设计的锻造方案是否正确。这个设计性实验有机地将铸造和锻压两个专业方向结合,符合实际生产流程,使学生能够系统地学习、实践和掌握企业所需要的知识,有利于应用型人才的培养。
(四)学生兴趣转化为设计性实验
学生的兴趣是实验教学达到预期目标和效果的动力,因此,如将学生普遍感兴趣的问题转化为设计性实验,就能激发学生对设计性实验的关注和探索,从而促使学生在实验中运用已学的知识、技术去自主发现、探索和总结规律,达到培养学生熟练运用所学专业知识,提高专业素质、创新意识和实践能力的目的。例如,精密铸造是用精密造型方法获得精确铸件的工艺,是铸造行业在高新领域的代表,很多铸造企业对精密铸造工艺的应用需求很大。如果开设精密铸造相关的设计性实验,要求学生采用精密铸造法制备小型零件,学生并不是普遍感兴趣,达不到预期的教学效果。怎样才能使学生都感兴趣呢?这里可以将精密铸造制备小型零件变为艺术铸造,因为艺术铸造采用的熔模铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造等的工艺与工厂生产的精密铸造零件工艺及原理是相通的,而要求学生采用精密铸造技术设计并制作小型铸造工艺品,会极大地调动学生的兴趣和参与实验的热情,学生会在实验过程中潜移默化地掌握、提高精密铸造相关知识及工艺。
三、结语
随着教学改革的深入,材料成型与控制工程专业的设计性实验越来越受到重视。实际教学中,我们本着“五个原则,四个方向”来制定设计性实验项目的选题,同时力求使实验内容、实验形式不断更新、完善,充分调动了学生的实验学习积极性,为培养学生科技、工程能力的应用与创新创造良好的前提条件,取得了良好的教学效果。在以“五个原则,四个方向”制定的设计性实验项目中,学生能够真正地综合运用多门学科的知识、方法和技能来设计实验方案,并在实验过程中运用所掌握的知识去发现、分析和解决问题,提高了专业技术水平,积累了在企事业单位和生产一线解决实际问题的知识、素质和能力。
1.加工材料技术成型的前景
市场竞争越来越剧烈当下,过时的理论成果正在一次又一次地经受着实践的冲击和实际情景的考验,对精益求精材料加工技术孜孜不倦的追求一直是各大生产供应者的目标,在社会和时代快速发展的同时,此类技术也正不断地在改进中成长成熟,现如今,不管是国内还是国外,在材料加工方面都被精确材料加工所取代,而广泛的应用范围内,诸如汽车制造业这种全球热门的经济产业,也离不开这种技术,甚至于说是渗透到细致入微的细节处,可以说使用到无处不在。经济高速发展的全球化经济模式广泛覆盖下,伴随的是市场竞争的与日俱增,世界各地的材料供应商正在绞尽脑汁地跟上同行业者脚步,并将产品研发视为企业安身立命之本,人们绞尽脑汁地寻求着一种更为高效完善的材料加工技术,纷纷聚焦在具有自由成型快速特点的加工技术上。是否能跟上时代的发展速度是检验企业韧性的最好标尺,实验性的理论成果如果不在实际操作中应用实践的话,无异于是纸上谈兵,因此,科研人员更注重在生产制作过程中拉近与真实环境的距离,基于现实意义的研究才能有效地启发促进企业技术的更新换代。
2.非金属材料的初步制作和控制工程模具再次加工工艺
(1)制作非金属的材料和控制技术并不是一蹴而就的
究其分门别类就有好几种,有一种是由其注射成型的,专用的注射机器升温加热,使里面预留的基础坯料发生形态变化,致使其成为液态,然后以一种具有高压性的材料做辅助,助力融化后的坯料注入模具塑形的整体型腔之内,等待片刻,直到其发凉后冷却,就可以由此得到需求的相关元器件。这样一种看似倒来倒去的技术方法,实则在产量高效率的同时,还有快速生产的突出特点,尤其适用于低人力消耗的自动化操作,可以生产制作结构内部复杂的零部件,对于大型厂房内的流水线生产再合适不过了。
(2)还有一种方法是通过物理方式的挤出成型
旋塞和螺杆在此起到了至关重要的作用,旋塞的挤压效用以及螺杆的切割效用,它们一起作用在形态固定的坯料上,并对其经行融化和再次融合的过程,施加相应压力穿过模具,等待其冷却凝固以后,就能够获取所需元件,这种方式可以简称为挤出成型,而它与众不同的是可以连续不断地提供生产动力,生产的效率也高于普通技术,更为难得的一点在于在“量”的满足上还可以保证“质”,可以说是一种保质保量的方法,其使用的覆盖面也不单一,对设备器材没有太多严苛的限制,如果企业从事相关产业,这种技艺是一种投资相对较少,而成效立竿见影的选择,“性价比”不俗。
(3)还有一种不同于以上两种技术的方式
是把需要的材料放置在密封关闭的模型器具环境里,在压强的增加过程中,再辅以固体化的技术,遂材料完整成型。这种方法可以一个工作流程下完成制作若干数量的元器件,生产出来的成品形态较为固定,有效地克服了收缩性这个元件顽疾,还攻克了以往元器件变形的通病,性能较为优良,即使有如此不可取代的优势,缺陷也十分明显,生产制作的相对周期较之同类型技术而言,周期拉长了许多,生产的效率自然而言地有所降低。
3.结语
在时代发展日新月异的今天,科学技术正不断发展,科学生产力在人类社会竞争激烈的背景下,成为一个不得不让人重视的因素。科学技术在生活中体现得淋漓尽致,促使社会稳步向前,人们生活水平提高,选择广泛的同时带来市场竞争加剧,高度重视科学技术的研发是企业适应社会发展的不二法门。材料成形技术在度过一个蜕变的过程,如何有效地提升生产效率,改良升级加工工艺不仅是企业发展的动力,更是社会前进的需要。
浏览量:3
下载量:0
时间:
网络环境下的教学是以网络为教学支撑环境,形成教师与学生 之间的稳定关系和活动进程的结构形式。网络教学模式突出网络在师生教学活动中的重要地位和作用,结构合理的网络教学模式不仅可以充分发挥网络的优势,还可以有效提高学生的学习效果,网络教学模式体现出自身的特征,这主要表现在:教师角色、学生地位、教学过程、媒体作用等几个方面。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:材料科学基础实验课程的网络化教学模式与实践研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着多媒体技术和网络技术的快速发展,网络化教育已经发展为现代化教育的主要模式。无论是哪一层次的教育者都能够利用网络技术对各种教学资源进行很好的设计、组织和传播。通过网络来传授知识的教学手段更为学习者提供了非常有弹性而且很具创造性的学习环境。这样就能够实现以学习者为主体,通过他们对网络知识的感知和认知以及和教育者的及时互动的这种全新的教育手段得以实现。使得学习者在很好的获取知识的同时锻炼自己的交流能力和分析能力。因此探讨网络化教学方式具有非常重要的意义。
许多高等学校的教师已经非常重视运用网络技术,无论是在教学中还是科研都取得了良好的效果。但是不可避免地带来一些问题,也就是如何很好的把现代化教学手段与传统的教学手段结合起来,扬长避短,相互结合和补充。因而众多高校在教学改革中面临的全新问题是网络技术条件下的教学模式如何很好的搭建。
金属材料工程专业材料科学基础实验课程长期以来主要采用教学模式是教师讲授为主,但随着近几年高等学校招生规模的不断扩大, 发现这种传统的教学模式仍然存在一些弊端。导致本门课程最终实验教学效果不理想,学生收获不大。总体上来说主要存在以下问题:
1.1 部分演示实验效果不好
在材料科学基础实验中有些实验设备是大型仪器而且有的很娇贵,不可能让每一个学生去动手操作。在这种情况下有些实验主要以教师演示为主,学生大多数是机械性的重复这些实验的内容。甚至有的学生只是看而不动手。所以就不可能真正起到对学生的动手能力和实验技能的培养。况且有些演示实验的直观性较差。在演示时不能很好的激发学生的求知欲。
1.2 理论与实践脱节
材料科学基础实验学时数较多,要求学生掌握的内容也就比较大。光凭借单纯的理论授课学生不容易接受,使得很多学生在实验完成后往往收获不大,不能很好的解决实际中遇到的问题。大多数学生在许多专业课程结束以后的综合实验和毕业论文中,就不能够联系书本知识,把所学内容和实践有机联系在一起。甚至相互间发生严重抄袭。分析这一现象的主要原因是实验课程学时的压缩以及实验场地和条件的限制,使得学生不能很好的分析所遇到的问题,最终导致理论与实践相脱节。
1.3 实验教学方法组织的不恰当
随着招生规模扩大, 金属材料专业专业学生人数教多,再加上由于受到实验室场地以及实验仪器数量的限制,通常需要将每个班学生进行分组实验。也就是说将一个班级的学生分批到相应的实验室做相应的实验内容。即使分组也不可能做到每人使用一套仪器设备,通常要多人使用一套仪器设备。因此就有一些学生浑水摸鱼,甚至有学生就不动手实验。实验教师为了保证学生实验的成功率,通常会再三地强调实验的注意事项和实验步骤等,这样就会占去一部分实验时间。从而使得学生真正动手实验和分析问题的时间相应的就变得少了。就会使得学生在实验过程中的一些问题没有足够的时间去思考讨论,和老师的交流也就相应的少了。也就说学生只能勉强按时完成有关实验项目。就谈不上学生实验操作技能的提高了。
传统的材料科学基础实验课程由于以上问题使得该课程的实验教学效果不如人意,这在在很大程度上影响了学生的学习实验课程的兴趣。学生对实验课程的学习兴趣的减少和实验效果的不理想,使得教师的教学积极性也受到很大的影响。材料科学基础实验教学平台的构建能够很好的提高学生学习实验课程的兴趣,是对现场实验的补充,最终能达到很好的实验效果。
(1)在网络化教学模式中,教师通过情境设置、实验模拟以及动画演示,对学生学习起到外部刺激的作用。这样就能激发学生的学习兴趣,使得他们能够能积极主动地同这些外部环境发生交互作用。学生可以在实验课前利用网络学习的平台进行预习,这样现场实验时就能够熟练操作,不至于在有限的时间内被动的完成有关实验项目。
(2)在网络化模式中还提供各种各样的学习资源库,方便学生利用这些资源库进行自主学习, 及时解决自己所遇到的问题。同时学生还可以利用资源库进行小组和作活动,在资源库中找到相关资料,最终得出解决问题的方案。
(3)与面授实验教学互为补充。可以弥补教师在有限实验时间传授知识不全面的缺点。对于不能面授的远程学生来说可以利用网络课程进行学习。他们可以自身的特点选择性的进行学习。
(4)网络化教学方式不受时间和空间的限制。学生可以在任何时间、任何地点进行学习。所以凭借网上教学模式,一方面使得学生可以直接进行课堂教学,另一方面又可以对课堂教学进行补充。
总之,材料科学多媒体网络模式的建立为学习者提供了良好的学习环境,而且学习者能随时随地的进行调控。所以该模式的建立改变了传统实验教学中教师满堂灌传授知识的教学方法。通过材料科学基础网络教学模式的实践,我校金属材料工程专业的学生在实验课程方面的积极性有了很大提高,并能够做到课前提前上网预习,课后有问题及时反馈给教师。使得这门课程实验的学习效果有了明显的提高。
网络化教学模式的实践弥补了传统实验教学手段的缺陷,给学生提供了非常丰富且极具创意的学习的平台。由传统的老师单方面的教学方式变成学生积极主动参与的多方面的互动式的教学方法。但其中仍然存在一些问题:首先,要求学生必须具备一定的学习主动性和积极性,能够利用现有的网络平台进行自主学习。其次,要求实验教师要及时上网关注学生的学习动态,及时和学生进行交流。最后,进一步优化现有网络资源,做好网络平台的安全防护, 使得实验教学网络平台更加贴近实际,能很好的被学习者所使用,同时安全性也大大提高。
浏览量:7
下载量:0
时间:
新闻采访是一门学问。以下是读文网小编为大家精心准备的:新形势下青年记者新闻采写方向研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘 要】在新的历史时期下,新闻采写受到多方面的冲击,尤其是互联网的高速发展和新媒体热潮的火爆来袭。首先,新媒体时代的到来,要求新闻采写工作者对各种技能融会贯通,既要有对某一领域的透彻了解,又要综合运用各种媒体进行采写,即需要拥有点面结合的跨越性思维和一专多能的实战技能。另一方面是互联网的迅速崛起,这就要求青年记者培养受众意识和政治敏感度,以此来满足不同读者群的喜好,同时还应增强新闻的可信度与时效性
成为一名合格的新闻采写人员并不难,但如果想做到优秀确实不易。在信息大爆炸的时代,信息传播途径广、内容更新快,那么文章如何才能在众多新闻稿件中脱颖而出就成为业界人士最为关注的一个问题,也是笔者接下来将要解答的问题。传统的按部就班的写作方法已经落入俗套,社会主义提倡创新型人才,因而“旧瓶装新酒”的新闻采写原则也应变换新的套路。
(一)新闻采写教育现状。目前,新闻采写主要包含新闻学和广播电视新闻学两个专业,分为本科和硕士两个层次。教育家研究表明,国家把普通本科的新闻采写人员作为重点来培养,把独立学院和民办大学的新闻采写人员作为难点来培养,把重点院校新闻采写人员作为潜力股来培养。另外从数量上看,普通本科的人数最多,所以更应加大力度来充分挖掘这个群体的潜能,着力将其培养成为专才、精英。
的快速发展,知识也在不断地更新,所以教材也应查漏补缺、不断完善,以此来填补新领域出现的空白。从数量上看,20世纪80年代出版的新闻采写教材数量仅为5本,而在改革开放这个大的时代背景下,教材编写进入高峰期,而且这些教材各具特色,为我国新闻采写的领域做出了不可磨灭的贡献。但人无完人,没有最好只有更好,教材也一样,总会有不同的侧重点和瑕疵,因而会引入外国的教材加以对比、借鉴。从内容上看,新闻采写教材多数是为了专门培养某一领域的人才,内容比较细化、方向比较单一,培养的是“专才”,比如把教材细化到报刊记者方向、广电记者方向等。
(三)新闻采写教学现状。随着就业难这个问题的出现,新闻采写领域的专业人士就业形势并不乐观。在几十万编辑记者奔向新闻岗位的时候,工作在挑人,如果知识面不广,新闻学专业的学生不接触广播电视新闻的采写,而广播电视新闻学专业的学生对报纸新闻采写不懂,那么与其他专业的毕业生相比,这两个专业的毕业生择业时优势就会大打折扣。在课程设置方面,往往会出现理论课与实践课相脱节的现象,如缺少摄影课程操练、缺少采访经验等。这些课程设置的不完善,导致学生在走向社会和企业对接时,难以转换角色,以致开始时无法独立完成新闻采写任务。所以学校应及时采取应对措施,给学生提供良好的实践平台,多组织学生参加实战、演练活动。
时期下,新闻采写对新闻媒体从业者提出了更高的要求。由于新媒介接触的主要是文字、图片、声音、视频,所以要求从业者具备极强的形象化思维能力。在新媒体时代到来之际,各行各业的新闻多如牛毛,而且杂乱无章,读者根本没有时间去甄别好坏,所以会在几秒钟之内判断是否需要继续读下去,这就要求新闻采写必须在最短的时间内吸引读者眼球,无论声音、图片,亦或是标题、视频。因而在采写新闻时要眼光独到、特色鲜明,用深厚的专业素养征服读者与观众。当然,除了形象性思维,还应有扎实的文字功底,如能给人带来视觉冲击的画面应该用特写的形式表现,某处经典的台词应该用直接引语或同期声表现,而一些抽象的事物只能用文字去表达。只有善于综合各种感官来调动读者的阅读积极性,才能使新闻采写工作顺利的进行,同时使报道更立体、真实,也更能抓住读者的心。
(二)培养跨媒介的传播技能。新媒介领域包括文字、图片、声音、影像四大符号系统,各个系统对从业者要求不一,但主要分为文字处理技能,摄影技能,图像处理和音频、视频编辑等技能。这些技能的培养要求学生以采写课程为核心,有所侧重的加以训练。首先训练文字语言和视听语言能力,接着消化采写原理技巧,之后训练深度报道、电视纪录片等体裁的编写技能,最后训练某一方面的专业新闻的采写能力。基本功完成之后,可以根据学生的兴趣爱好选择方向,进行强化训练,确保学生在掌握多种专业技能基础之上获得充分发展。
(三)培养搜索信息与新闻写作能力。电子信息时代的来临使信息传播速度倍增,海量信息瞬时就会出现在眼前,电脑、电话、电视等设备随时随地能满足人们好奇心与求知欲。无论你想了解哪方面的消息,百度一下,立刻知晓,这给新闻采写工作带来了极大的便利。生活在信息庞杂的时代,必须学会筛选有用的信息,具备甄别信息优劣的能力,以免浪费宝贵时间,耽误正事。新的形势下对新闻采写工作提出了更高的要求,具备较高综合素质是顺利完成工作的前提,一专多能是培训的重点参照,只有拥有扎实的基本功并具备相关的专业技能,才能在工作中顺风顺水,也才能来者不拒、完全胜任工作。
总而言之,当下新闻采写工作存在相当多的问题,主要还是基本功不牢、理论脱离实际、缺乏训练、缺少经验。面对这些问题,学生不能眼高手低、不切实际地一味空想,而应积极采取措施,扎实学透理论知识,利用课余时间多参加实战训练,积累经验,这样才能在未来工作中处于不败之地。
相关
浏览量:3
下载量:0
时间:
采用表面修饰技术和原位还原碳化技术制备了纳米碳化钨(WC)/碳纳米管(CNT)纳米复合材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重-差热分析(TG-DTA)等手段对WC/CNT纳米复合材料的晶相组成、形态结构和热稳定性进行了表征,结果显示样品是由WC和CNT两相构成,纳米WC颗粒均匀地分散在碳纳米管上,粒径细小;在空气气氛中,WC/CNT纳米复合材料在470℃以下保持稳定。采用循环伏安法研究了WC/CNT纳米复合材料对硝基苯的电催化活性和电化学稳定性。结果表明,WC/CNT纳米复合材料对硝基苯的电催化活性优于纳米WC和CNT,且WC/CNT纳米复合材料在硝基苯电还原过程中保持良好的化学稳定性。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:碳化钨与蒙脱石纳米复合材料的制备与电催化活性研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:具有类铂催化性能的碳化钨(WC)催化材料是当前研究的热点与难点.本文以六氯化钨为钨源,用剥离后的蒙脱石片层为载体,将化学浸渍法与原位还原碳化法技术相结合制备了碳化钨与蒙脱石纳米复合材料;复合材料由碳化钨、碳化二钨(W2C)和蒙脱石(MMT)组成,碳化钨呈颗粒状分散或呈层状负载于MMT外表面;样品的晶相组成与其还原碳化时间有关;样品的微结构特征与前驱体中钨与蒙脱石的比例有关.采用三电极体系和循环伏安法测试了样品在酸性溶液中对甲醇的电催化氧化性能,结果表明,碳化钨与蒙脱石复合之后对甲醇的电催化性能明显提升,并具有类铂电催化活性;当钨与蒙脱石质量比为4的前驱体经5 h还原碳化后,样品中WC占绝对主导,WC和W2C的质量分数分别为82%和18%,两者的比值为4.556,且在MMT外表面形成均匀的负载层.此时样品的电催化活性最高.这为制备具有类铂催化活性的高性能碳化钨催化材料奠定了坚实基础.
【关键词】:碳化钨 蒙脱石 纳米复合材料 电催化活性 类铂催化性能
碳化钨(WC)的核外电子排布因与铂类似而具有类铂催化性能,1 可用作电化学领域的催化剂,2,3 且由于具有优越的抗H2S和CO中毒能力等特点4而成为当今研究的热点, 但是其电催化活性远不如铂等贵金属催化剂.5,6 因此, 提高活性是WC替代或部分替代铂等贵金属催化剂的关键和面临的技术难题.研究表明, 结构和形貌调控,7,8 碳包覆9-15及与其它载体复合16是提高WC活性的有效技术手段. 本课题组在这方面也开展一些有针对性的研究工作,如制备WC/CNT、17 WC/TiO218和WC/天然沸石纳米复合材料,19 以及WC/Fe3W3C 核壳结构复合材料20等. 以上方法虽然在一定程度提高了WC的催化活性, 但均未能制备出具有类铂催化活性的碳化钨基催化剂.
选择蒙脱石(MMT)为碳化钨的载体, 制备碳化钨与蒙脱石复合催化材料, 并研究其性能, 是因为MMT具有2:1 型层状结构, 是一种天然的硅酸盐层状结构材料, 具有表面电负性强、比表面积大、吸附性强及阳离子交换性能好等特点;21 研究还表明, 将Pt2+引入到MMT的层间, 再利用NaBH4还原可得到Pt-MMT催化剂, 它对对硝基苯酚具有很好的催化活性与稳定性;22 将Ru、23 Au、24 CdTe25和Fe26等多种纳米微粒负载在MMT上, 不仅体现出良好的分散性, 还具有很好的催化性能. 这是由于MMT的纳米片层表面带有永久性负电荷, 电荷的相斥作用导致复合催化剂具有很好的分散性; Aihara 等27进一步认为, 为了降低表面能, 纳米颗粒吸附于MMT的片层上, 致使MMT片层对纳米颗粒具有很好的分散作用; Kawabata 等28 也认为MMT作为催化剂的载体, 对纳米微粒具有很好的分散与稳定作用, 并可保持复合催化剂的稳定性. 因此, 将具有类铂催化活性的碳化钨负载于MMT纳米片层之上必可得到性能良好的催化剂.
基于上述因素, 本文以蒙脱石为载体, 采用离子交换法将W6+引入到MMT表面及层间, 再利用原位还原碳化技术获得了碳化钨与蒙脱石纳米复合材料, 研究了其对甲醇的电催化性能, 报道了具有类铂电催化活性的碳化钨基催化材料, 揭示了复合材料的电催化性能与其物相组成和微结构之间的关系, 为制备具有类铂催化活性的碳化钨基电催化材料探索了一条新的途径.
2.1 前驱体制备
三氧化钨(WO3) 与蒙脱石复合前驱体(WO3/MMT)的制备分为两步完成: (1) MMT 剥离; (2)WO3/MMT制备.
(1) MMT剥离: 将一定量的MMT加入到浓度为8 mol∙L-1的LiCl 溶液中, 搅拌和超声分散10 min后转入水热反应釜中, 在140 °C下水热反应24 h, 过滤后再用50%的乙醇溶水液洗涤滤饼, 经离心和干燥后获得剥离MMT (E-MMT).
(2) WO3/MMT 制备: 分别称取1.836 g WCl6 和1.000 g E-MMT, 先将WCl6溶于50 mL无水乙醇中,再将E-MMT加入上述溶液中, 超声分散10 min, 将体系置于30 °C的水浴中恒温搅拌24 h, 然后静置、过滤、洗涤、干燥和研磨后获得WO3/MMT前驱体.
2.2 样品制备
将适量的WO3/MMT前驱体装于石英舟内并置于管式电炉中, 通氮气(N2) 30 min 后, 改通CH4和H2混合气体(CH4:H2的体积比为1:4), 同时将管式炉的温度升高至400 °C保持30 min, 再升高至800 °C保温一段时间, 然后在N2保护下冷却至室温, 即获得碳化钨与MMT纳米复合材料.
2.3 样品表征
采用荷兰的PANalytical 公司生产的X'PertPRO型X射线衍射(XRD)仪对样品的结构及物相组成进行表征. 实验采用Cu Kα靶, λ=0.154056 nm, 管电流40 mA, 管电压45 kV, 步长0.04°, 2θ的扫描速率为2.4 (°)∙min-1, 扫描范围为5°-80°; 采用配备有X射线能量散射谱(EDS)仪的HitachiS-4700Ⅱ型场发射扫描电镜来观察样品的表面形貌; 采用荷兰Philips-FEI 公司的300 kV 高分辨透射电子显微镜(TecnaiG2 F30 S-Twin)对样品的形貌特征和显微结构进行表征.
2.4 电催化性能测试
样品的电催化性能测试采用CHI620B 型电化学工作站(上海辰华仪器公司), 测试在298 K下采用循环伏安法和三电极体系进行. 其中, 工作电极为粉末微电极, 辅助电极为1 cm×1 cm 的99.99% Pt片, 参比电极为饱和甘汞电极(SCE), 工作电极与辅助电极之间用多孔陶瓷隔膜隔开.
样品电催化性能对比用碳载铂(Pt/C)电催化材料从浙江省冶金研究院有限公司购买, 其铂含量为5% (w), 标记为Pt/C(5%).
3.1 XRD分析
EMMT与WO3/MMT 在2θ小于10°的范围内均具有较强的衍射峰, 可归属于MMT(001)晶面的特征峰(PDF: 13-0259). 与E-MMT相比, WO3/MMT中(001)晶面的2θ值向左偏移,这说明负载WO3 后MMT 的(001)晶面间距扩大了. 这可能与WO3/MMT制备过程中少量钨离子插入蒙脱石层间有关. WO3/MMT经还原碳化后, 样品的物相组成主要是WC (PDF: 51- 0939)、W2C(PDF: 35- 0776) 和MM. 比较上述四个样品的XRD 衍射结果可发现, 随着还原碳化时间的增加,MMT(001)晶面的衍射峰逐渐减弱, 当还原碳化时间超过5 h, MMT(001) 晶面的衍射峰基本消失,MMT的其他衍射峰也逐渐减弱. 这说明随着还原碳化时间的增加, MMT片层结构的有序度降低, 甚至被破坏或向非晶态转变.
当还原碳化时间为3 和4 h 时, WC的各主要晶面(001)、(100)和(101), 以及W2C的(101)晶面的衍射峰较弱. 这说明此时WC及W2C的结晶度不高; 当还原碳化时间增加到5 h 后,样品的物相主要是WC, 且其衍射峰明显增强; 当还原碳化时间增加到6 h 时, WC 的衍射峰变弱, 而W2C的衍射峰增强. 上述结果表明, WC的结晶程度随着还原碳化时间的增加由弱到强, 再由强到弱,而W2C 的结晶程度由强到弱, 再由弱到强, 即两者的结晶程度呈互补关系. 这反映还原碳化过程中WC与W2C 是一种动态平衡关系, 即W2C→WC⇌W2C.为进一步验证上述关系, 基于XRD 分析结果,应用X'PertPRO 型X射线衍射仪自带的专业软件对样品中WC和W2C 的质量分数及其晶粒度进行了计算. 表中WC和W2C的晶粒度分别对应各自最强衍射峰的晶面, 即分别为(100)和(101)晶面.当还原碳化时间为3 h时, 样品中WC和W2C的含量分别为39%和61%, 两者的比值为0.641, 即W2C的含量约为WC的1.5 倍;
当还原碳化时间为4 h 时, WC和W2C的含量分别为34%和66%, 两者的比值为0.515, 即W2C 的含量约为WC的2.0 倍. 这说明还原碳化3 和4 h 时,样品的物相以W2C为主. 当还原碳化时间为3 h 时, 两者的晶粒度有一定的差异; 当还原碳化时间为4 h 时, 两者的晶粒度基本一致. 当还原碳化时间为5 h 时, 样品中WC与W2C的含量分别为82%和18%, 两者的比值明显变大, 由0.515(4 h)增大至4.556(5 h), 晶粒度变化不明显. 此时样品的物相以WC为主, 粒径没有明显变化. 当还原碳化时间为6 h 时, 样品中WC与W2C的含量分别为48%和52%, 两者的比值又变小, 由4.556(5 h)变小至0.923(6 h), 此时样品的物相以W2C 为主, 粒径略有增加. 这说明还原碳化时间由5 到6 h, 样品的物相由以WC为主, 转变为WC与W2C 的含量基本相当, 且W2C 的含量略高. 比较不同还原碳化时间样品的XRD分析结果可发现, 随着还原碳化时间的增加, WC与W2C之间可发生转变,先是部分W2C 转变成WC, 然后是部分WC转化为W2C, 且还原碳化5 和6 h 样品中WC和W2C的结晶度明显优于还原碳化3 和4 h 时样品中的WC 和W2C.
3.2 SEM分析
剥离前MMT片层状结构不明显, 剥离后片层状结构明显, 其长度达到了几微米, 厚度仅为十几纳米, 片层边缘呈现卷曲状. 这说明经剥离后, MMT形成了分散性良好的片层状结构, 其表面积明显增大. 这为后续氧化钨的吸附与分散, 即前驱体的制备奠定了良好的基础.
3.3 TEM及STEM
为了解E-MMT与碳化钨的晶粒大小, 选择还原碳化时间为5 h 的样品进行了高分辨透射电子显微镜(TEM)和扫描透射电镜(STEM)分析.
样品片层状结构明显, 片层厚度较薄, 结合SEM 结果, 片层状颗粒为E-MMT,黑色颗粒均匀地分散于E-MMT的表面.样品局部放大及晶格像. 黑色细小颗粒经放大后用Digital Micrograph 软件精确测量其晶面间距约为0.2455 nm. 这与WC(100) 的晶面间距0.2517 nm(PDF: 51-0939)接近.黑色颗粒经放大后,其晶面间距约为0.2489 与0.2506 nm, 均与WC(100)的晶面间距接近. 这说明照片中的黑色颗粒为WC.晶面间距实测值与标准卡片值的差异可能是由于晶面拍摄角度以及系统误差所致.灰黑色颗粒表面分布灰白色亮点. 由于碳化钨比蒙脱石具有更强的电子衍射,灰白色亮点是碳化钨颗粒, 灰黑色区域为E-MMT片层, 并采用X射线能谱仪对上述结论进行了验证. WC颗粒均匀分布于E-MMT片层的表面, 分散性较好, 团聚现象不明显, 颗粒大小大约在10 nm 左右. 这与XRD的计算结果吻合.
3.4 EDX分析
C、O、Mg、Al、W、Si 元素的谱峰. 其中, O、Mg、Al、Si 和Ca 为MMT中的元素所致, W 和C 谱峰的存在说明样品中存在碳化钨物相. 这与XRD 的分析结果相符. 这在一定程度上说明所制备的样品为WC/MMT复合材料.
3.5 电催化性能
样品在酸性甲醇溶液(0.1 mol ∙ L-1CH3OH+0.5 mol∙L-1 H2SO4)中的循环伏安曲线. 样品3 在0.5 mol∙L-1 H2SO4溶液中出现了一组对称的氧化还原峰, 其氧化和还原峰峰电位分别为0.531 和0.426 V; 在正扫过程中, 四个样品均在0.7 V左右出现第一个氧化峰; 在负扫过程中,四个样品均在0.508-0.535 V范围内出现第二个氧化峰. 样品3 在硫酸溶液中并未出现双氧化峰, 而是一个氧化峰和一个还原峰. 这说明上述双氧化峰是样品对甲醇的电催化氧化, 也充分说明WC/MMT系列样品对甲醇的电催化氧化性能与贵金属催化剂铂的特征相似.为便于对比.
在正扫描过程中, 样品1、2、3 和4 的峰电位分别为0.702、0.707、0.707 和0.696 V, 峰电流密度分别为8.05、6.09、16.40 和6.64μA∙cm-2. 即4 个样品的峰电位非常接近, 峰电流有明显的差异, 以样品3 的峰电流密度最大; 负扫描过程中, 样品1、2、3 和4 的峰电位分别为0.532、0.535、0.508 和0.515 V, 峰电流密度分别为5.42、4.24、10.20和3.95 μA∙cm-2. 即4 个样品的峰电位比较接近, 以样品3 的峰电位最负, 峰电流也有明显的差异, 以样品3 的峰电流密度最大. 由于氧化峰的峰电位越负,其电催化氧化活性越高. 因此可认为样品3 的电催化活性相对较好, 即还原碳化时间为5 h 所制备样品的电催化活性最好. 4 个样品的正扫峰电位与负扫描峰电位的比值存在一定的差异, 且样品4 的比值明显大于其它三个样品的比值.
正扫描时, 样品3 在硫酸溶液中的循环伏安曲线在电势为0.1 V左右均出现一个宽泛的氧化峰. 这应该是氢的脱附峰.3 氢脱附峰的形成是因为酸性溶液中含有大量的H+离子, 样品中MMT表面具有永久性负电荷, 这必然导致H+离子大量吸附于MMT表面, 随电位正移, H+离子从MMT表面脱附, 在循环伏安曲线上显示阳极电流和相应的电流峰.
甲醇在样品的电催化过程中能够出现双氧化峰是因为甲醇的电催化氧化总反应方程式:
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O (1)
在酸性条件下, 其正极反应:
3O2+12e-+12H+→6H2O (2)
负极反应:
2CH3OH-12e-+2H2O→12H++2CO2 (3)
而在实际反应过程中, 甲醇的电催化氧化是分步进行的.30 即在电位正向扫描过程中, 甲醇发生电催化氧化, 但随着电流的正移, 催化剂表面产生的氧化物或溶液中硫酸根离子吸附抑制了甲醇的进一步吸附和氧化, 所以会产生第一个氧化峰; 当电位负向扫描时, 在正向扫描产生的氧化物被还原,且吸附的硫酸根离子也发生脱附, 此两个过程使得催化剂表面恢复活性, 所以甲醇可以进一步发生氧化, 从而形成第二个氧化峰. 这就是形成双氧化峰的根本原因.
不同钨与蒙脱石比的前驱体经5 h 还原碳化所制备的样品在酸性溶液(0.1 mol∙L-1 CH3OH+0.5 mol∙L-1 H2SO4)中循环伏安曲线. 从图7 中可看出, 所有样品在酸性甲醇溶液中均出现了双氧化峰, 一个是在正扫过程中, 且峰电位均在0.7 V左右,另一个在负扫过程中, 峰电位为0.5 V. 上述结果说明, 四个样品均对甲醇具有良好的电催化活性, 且其循环伏安曲线的双氧化峰特征与贵金属Pt 的电催化特征相类似.29 这充分说明碳化钨与蒙脱石纳米复合材料具有类Pt 的催化活性. 为了更好地对比样品的电催化活性.
正扫描过程中, 4 个样品的峰电位高低顺序为: 样品8>样品7>样品6>样品5. 由于氧化电位越低, 其电催化氧化活性越好, 越容易发生电催化氧化反应. 因此, 正扫描过程中, 样品5 的电催化活性最高. 正扫描过程中, 4 个样品的峰电流密度大小顺序为: 样品8>样品6>样品5>样品7. 其中, 样品8 的电流密度值明显大于其它样品的电流密度值; 样品7 的电流密度值明显小于其它样品的电流密度值. 负扫描过程中, 4 个样品的峰电位高低顺序为: 样品7>样品6>样品5>样品8, 样品8 的电催化活性最高. 4 个样品的峰电流密度大小顺序和特征与正扫一致. 从表3 中还可看出, 4 个样品的正扫峰电位与负扫峰电位的比值随着负载量的增大而减小, 即两个氧化峰的电位比值大小与负载量之间存在一定的相关性.
样品3 与碳载铂[Pt/C(5%)]在酸性甲醇溶液中的循环伏安曲线对比图.样品3 与Pt/C(5%)在酸性溶液中对甲醇的电催化均出现了双氧化峰. 为便于对比, 在相同的测试条件下, 与Pt/C(5%)的第一个和第二个氧化峰电位相比, 样品3 的第一个和第二个氧化峰电位明显负移. 由于氧化峰的峰电位越负, 其电催化氧化活性越高. 这说明碳化钨与蒙脱石构成复合材料后, 在高电流密度下其电催化活性高于Pt/C(5%), 即其电催化活性得到了明显的提升.
从表4 中还可看出, 与文献报道的WC与W2C复合材料31 和碳载铂(Pt/Vulcan XC-72R)电催化材料32的第一个和第二个氧化峰电位相比, 样品3 的第一个和第二个氧化峰电位明显负移; 与文献报道的碳载铂(Pt/Vulcan XC-72R)电催化材料32相比, 正扫时, 样品3 对甲醇电催化氧化第一个峰的峰电位明显正移, 第二个峰的峰电位相同. 这也从侧面说明将碳化钨复合于蒙脱石上之后, 其对甲醇的电催化活性得到显著的提高.
综合分析, 不同钨与蒙脱石比值的前驱体经5 h还原碳化所制备的样品中, 样品3, 即当前驱体的钨与蒙脱石比值为4 时, 样品在酸性溶液中对甲醇电催化氧化活性最好. 结合样品的XRD表征结果, 样品3 中的碳化钨物相组成为WC与W2C, 且WC与W2C 的比值达4.649, 即样品中以WC为主导, 而其它3 个样品的物相虽然也由WC与W2C组成, 但WC与W2C的比值均小于1, 即样品中碳化钨的物相以W2C为主. 这充分说明WC与W2C对甲醇的电催化氧化均具有一定的活性,31 但构成复合材料后两者的比例对样品的性能有较大影响, 即以WC为主的样品对甲醇的电催化性能好于以W2C 为主的样品的性能.
从TEM照片中可看出, 样品3 中碳化钨颗粒均匀地分布于MMT外表面, 并形成了较为完整的负载层; 虽然样品2 中碳化钨也较均匀地分布于MMT外表面, 但没有形成完整的负载层; 样品1 和4则是碳化钨颗粒均匀地分布于MMT 外表面, 在MMT外表面的碳化钨没有形成连续的层状结构.这充分说明样品的微结构特征对其电催化活性具有较大影响. 基于上述结果和分析可得出结论: 碳化钨与蒙脱石纳米复合材料对甲醇的电催化活性不仅与其物相组成和相对含量有关, 还与其微结构特征有关.
以六氯化钨为钨源, 以剥离后的蒙脱石片层为载体, 将化学浸渍法与原位还原碳化技术结合可制备出碳化钨与蒙脱石纳米复合材料; 复合材料中碳化钨由WC与W2C组成, 调节还原碳化时间可获得具有不同物相组成的复合材料, 即可控制WC 与W2C 的比值; 调节前驱体中的钨与蒙脱石比例, 可获得具有不同结构特征的碳化钨与蒙脱石的纳米复合材料; 当前驱体中钨与蒙脱石的比例适中时,碳化钨均匀地负载于蒙脱石片层的外表面, 形成良好的负载层; 当前驱体中钨与蒙脱石的比值过低或过高时, 碳化钨以微粒形式复合于蒙脱石片层的外表面. 其中, 当比值低时, 碳化钨纳米颗粒均匀地分散于蒙脱石的外表面, 晶粒的尺寸在10 nm左右, 当比值过高时, 碳化钨纳米颗粒在蒙脱石的表面分布不均匀, 颗粒明显增大(60-100 nm), 团聚明显.
碳化钨与蒙脱石纳米复合材料在酸性体系中对甲醇具有良好的电催化活性, 并具有类铂催化性能, 其电催化活性不仅与复合材料的物相组成有关, 还与复合材料的微结构特征有关. 当复合材料中碳化钨的物相由WC和W2C构成, 并以WC占绝对多数, 且两者在蒙脱石片层外表面形成均匀的负载层时, 复合材料对甲醇的电催化活性最好, 且类铂电催化性能最强.
上述充分说明, 蒙脱石片层是碳化钨良好的载体, 不仅可很好地分散碳化钨纳米颗粒, 也可构成负载层状结构, 两者复合后还可获得具有类铂催化性能的碳化钨基电催化材料. 这为制备具有类铂电催化性能的碳化钨基催化材料奠定了坚实的基础,为碳化钨基催化材料的制备与应用研究, 尤其是碳化钨替代铂等贵金属催化剂指明了方向.
浏览量:3
下载量:0
时间:
随着先进复合材料成型工艺的不断进步,研究其过程中的质量控制显现出了重要的现实意义。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈先进复合材料成型工艺过程中的质量控制相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:介绍了先进复合材料的性能和工艺特点,着重从原材料质量控制、工艺过程质量控制和成品检验等方面阐述了研究先进复合材料成型工艺过程中的质量控制的意义。实践表明,加强先进复合材料成型工艺过程中的质量控制,对先进复合材料内部的质量进行全面监测控制,可有效地提高航天器复合材料的产品质量和可靠性。
【关键词】:先进复合材料 原材料 工艺过程 成品检验 质量控制
作为一项具有较强特殊性的工作,先进复合材料成型工艺得到了长足的发展和进步。研究该项工作过程中的质量控制,能够更好地提升先进复合材料成型的最终效果。
当前复合材料整体成型技术在航空航天等技术领域都得到了广泛的应用,在实际操作中这种工艺技术能够有效的降低制作费用,减轻机械的总体重量,在经济以及环保方面都能够发挥良好的优势作用,因此,在航天器领域中人们可以通过其复合材料的使用情况来对它的先进性进行评断。
飞机结构上符合材料的加入,能够有效的增强飞机的轻质化、模块化等特点,随着先进工艺的发展,复合材料在飞机上得到了更加广泛的使用,已经成为继铝、钢、钛之后的第四大航空领域结构材料类型,复合材料整体成型工艺在不断的发展进步中,从原来的次要承力件变为了主要承力件,复合材料成型工艺已经成为了主要民机行业竞相争抢的主要技术之一,无疑,复合材料的应用以及技术的先进性也已经成为了其先进性、专业性的对比内容项目之一。因此,在专利的申请方面也成为了航空企业互相竞争的内容之一,复合材料研发以及专利的申请竞争日益激烈,,波音公司在专利的申请上凭借它一直以来在复合材料应用领域的强大基础,拥有了大量的具有技术价值的基础性质的专利。而空客公司则主要凭借欧洲航空工业在符合材料行业的强大基础,进行了大胆的创新制造,也成功的获得了许多权威的、有价值的专利,成为了行业内的后起之秀,从这些实际竞争情况来看先进复合材料的研发已经成为了大势所趋。
在先进复合材料的成型过程中必须始终保持均匀稳定原料补充,这样才能更好的使之定型,形成复合材料的原材料中的天然纤维的结构以及特性对成品有着关键性的影响,如果天然纤维中的水分含量在8% 以上,则会对材料的成型造成一定的影响,因此,在生产过程中需要特别注意含水比例尽量控制在8% 以下。
3.1天然纤维粉粒进料以及粒料供给方式分析
在进料之前需要将天然纤维粉进行造粒处理,提高其自身的体积比重,然后混合合成树脂、添加剂等材料分别装入挤出机中。比例少的合成树脂在这种锥形双螺杆挤出机中能够做到快速熔融,最后分散在天然纤维之中,这种操作手段能够比较简便的实现混合比率的改变,该方式辅助设施简单容易操作。
粒料的供给是通过使用单螺杆或双螺杆挤出机等方式来实现的,具体的操作内容就是将天然纤维、合成树脂、添加剂三种材料进行造粒处理,然后加入挤出机进行成型。这种生产方式的优势在于现有设备比较齐全,但是,天然纤维需要干燥之后才能进入造粒挤出机。
3.2积聚( 集成体) 进料方式与冷搅拌方式
积聚进料的方式是通过使用高速搅拌器来工作的,天然纤维、合成树脂以及添加剂需要进行预处理,形成豆粒大块状体,然后将其加入挤出机中进行成型处理,这种方式能够在一定程度上脱除水分、气体。冷搅拌方式是将木粉中存有的粉状树脂、添加剂等进行集中搅拌,而天然纤维则通过喂料器向挤出机中提供原料。这一过程天然纤维、合成树脂、添加剂等材料不用单独制作,但是必须保持粉状形态,而且需要保持天然纤维的充分干燥。
目前,世界各国已经形成了原材料、成型工艺、机械设备、产品种类及性能检验等一系列较完整的工业体系,与其他工业相比,发展速度比较快。树脂基复合材料的成型工艺也从最初的手工操作工艺逐步向技术密集、高度自动化、高生产率、高稳定性的成型工艺上发展,并随着应用领域的广泛开拓,出现了多种成型工艺并存的现象,而且还在不断衍生出新的工艺类型。
4.1手糊成型工艺
手糊成型工艺又称低压接触成型工艺,是树脂基复合材料工业中使用最早的一种工艺方法,操作方法简单,几乎可适用于所有的复合材料制品的生产,且投入小,但对操作人员技术熟练程度的依赖性较大,生产出的制品单面光洁,产品质量不够稳定。随着各种新工艺形式的不断涌现,手糊成型工艺所占比例逐渐降低,但手糊工艺因具有独特的其他工艺不可替代的尤其是在生产大型制品方面特点,所以仍然在行业内占据着重要的地位。
主要应用领域:建筑雕塑领域如采光顶、活动房屋等;交通设施领域如游艇、汽车壳体、发动机罩等;环境与能源领域如风力发电机用机舱罩、叶片、沼气池等;体育游乐设备领域如游乐车、水滑梯等。
4.2喷射成型工艺
喷射成型工艺是利用喷射设备将树脂雾化,并与切断的纤维在空间混合后落在模具上面,然后压实排出气泡固化,它是在手糊工艺基础上发展而来的,是将手糊操作中的纤维铺覆和浸胶工作转变为了机械化来完成,是一种相对效率较高的工艺,其生产效率是手糊工艺的2 ~ 4 倍。喷射工艺同样对操作人员的技术水平依赖较大,且由于增强纤维以断切的形式存在,树脂含量高,制品的强度较低,同时由于喷射设备的原因,其采用阳模成型方便,而采用阴模成型困难较大,且大型制品比小型制品更适合于喷射成型工艺。
主要应用领域:喷射成型工艺主要应用于大型产品的制作及建筑物补强等,代表性的产品有玻璃钢浴缸、整体卫生间、卡车导流罩、净化槽、船身等。
通过对先进复合材料成型工艺过程中质量控制的相关研究,我们可以发现,该项工作的良好开展有赖于对多方面技术的有效利用,有关人员应该从先进复合材料成型的客观实际出发,研究制定最为可行的质量控制方法。
相关
浏览量:3
下载量:0
时间:
实验教学法是随着近代自然科学的发展兴起的。学生在教师的指导下,使用一定的设备和材料,通过控制条件的操作过程,引起实验对象的某些变化,从中获取新知识或验证知识的教学方法。
今天读文网小编要与大家分享的是:材料物理实验教学研究相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
材料物理实验教学研究
材料是社会进步、国家安全和国民经济发展的重要物质基础和先导。材料技术业已成为国防科技、现代工农业生产和高科技发展的基础技术,与信息、能源一起成为二十一世纪社会发展的三大支柱,且新能源产业和信息技术的发展又是以各种新材料作为支撑和基础的。
材料领域科学技术的迅猛发展,向担负基础教育和前沿研究的高等院校提出严峻的挑战,普通高等院校的教学与科研工作者一直就如何培养适应材料科学与工程领域高速发展需求、具有新的知识结构的创新型高素质人才进行教学探索。
材料物理是材料学专业的一门重要专业基础课,在整个材料化学专业教学计划中占有相当重要的地位。教学内容通常被分为理论和实践两大部分。理论教学结合建筑类普通高校教学的特点,利用多媒体技术,讲述案例并结合教师的前沿领域科学研究,讲授材料物理性能及原理、新材料及其应用等。实验教学作为另一组成部分,依据建筑类普通高校本科生的培养目标和以土木为特色的学科发展目标,以素质教育为中心, 启发学生的创造性设计思维,为培养创新型人才构建新的实践教学体系。
实验教学法是随着近代自然科学的发展兴起的。学生在教师的指导下,使用一定的设备和材料,通过控制条件的操作过程,引起实验对象的某些变化,从中获取新知识或验证知识的教学方法。通过实验教学,可以使学生把直观的实践知识与材料物理性能知识联系起来,不仅能激发学生学习兴趣,又能全面了解知识,培养了学生独立探索能力、实验操作能力和创新意识。因此,在教学中,应更重视让学生独立设计和实验。具体体现在以下方面。
教材的生命在于质量。然而,国内目前尚未出版材料物理性能实验课程的教材或辅导书,主要是由于很多高校均是根据自身实验条件开设实验, 且专业规划和发展方向有所不同,导致同一课程实验内容相差很大。因此, 撰写一部针对性强、效果好、质量高的实验教材是成功实施创新能力培养的基本条件。
结合吉林建筑大学材料化学专业的发展方向和基本条件, 组织经验丰富的教师以加强基础、紧跟前沿为前提,选择有建筑和土木特色的实验选题,实验过程设计充分提高学生的动手能力,实验指导书的撰写摒弃“仪器说明书”式的教条,以引导学生自主设计、创新和思考为目标[3]。现已撰写了一部实验指导书, 2009届开始试用,并以不断完善,提高教材质量作为教研永恒的主题。
在实验教学中,我们结合我国1/3老旧建筑物要进行节能施工及旧房节能改造,保温板市场前景非常可观这一背景,以酚醛泡沫保温板为样品,使学生在学习掌握与材料热学性能相关的知识点和基本测试技术的同时,拓宽认知了建筑领域目前市场对酚醛树脂的认知度低,其轻质、防火、无烟、无毒、无滴落等优点尚未被民用建筑商接受,影响市场需求持续快速增长的现实,引发学生对先进建筑材料如何与现实的市场经济相接轨的思考。
通过实验教学不仅使学生对材料导热机理有了更直观的认识和深入的理解,也使学生对开发新材料并推广应用进入市场服务社会产生强烈的渴望,有力的提高了他们的专业使命感及认同感。
教师前沿领域的科研活动,使现代材料科学与技术发展中的新知识、新技术和新理论有效结合。引导学生参与教师的科研工作,就可以是学生充分接触实验技术的现代性。通过鼓励学生加入高强度混凝土的制备及表征课题组,其通过高强度混凝土材料的制备、强度性能测试及微观结构表征环节,既进行了综合实验能力的训练,又接触到了最新材料之一的碳纤维。使实验教学内容深度增加,广度适宜,体现了知识多元化与教学渗透理念。
实验成绩考核采取“课程实验-综合测试”方式。课程实验认真执行课前预习制度;课堂中要求学生分工协作,认真操作;课后提交实验目的、原理、实验步骤和实验结果完整的实验报告,尤其注重要求学生抓住完成实验的核心问题,找出影响实验成败的主要因素并能对实验遇到的问题进行分析,教师按学生的实验操作和实验报告情况综合打分。综合测试作为实验操作考试安排在学期末进行,主要考察学生将所学的各种材料物理性能得以综合运用,应用各种物理性能解决实际问题的能力和创新能力。实验的最终成绩由课程实验(70%)和综合测试(30%)组成,以求客观真实反映学生理论与实践结合能力、动手能力和创新能力。
总之,材料物理的实验教学活动是材料物理课程教学的重要组成部分,可使学生加深对材料物理性能的基本理论、分析手段和实验技能的理解。在实验教学中优化教材、精心设计实验,体现建筑特色、开展探索性实验、完善考核手段,是培养具有创新精神及严肃认真、实事求是科学作风的新型高素质人才的重要途径。同时,在教学中,要不断更新教学内容,改善实验教学理念,以提高综合运用所学知识解决实际问题为己任,是材料专业教师应尽的义务和责任。
浏览量:2
下载量:0
时间:
材料成型及控制工程专业是材料科学、成型工艺与自动控制技术的综合与交叉,培养具有材料成型加工基础理论与应用能力,受到现代工程师训练,从事材料制备、加工工艺及设备的设计与开发,科学研究、生产管理、经营销售等方面工作工程技术人才。本专业设两个专业方向,分别为金属成型及模具专业方向和塑料成型及模具专业方向。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:论材料成型及控制工程专业建设相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着我国国民经济的快速发展,社会对工矿企业的要求也越来越高,基于市场对铸、锻等专业人才需求量的扩大,我国教育部在1998 年对高等院校的专业进行了调整,新增了材料成型与控制工程专业,这门课程将以往的焊接、冲压、铸造、锻造、粉末冶金以及橡胶、塑料等相关专业融为一体,十分注重学科的应用性和实践性,意在锻炼和提高学生们的理论水平和实际操作能力,以便能更好的满足社会对相关人才的需求。
高校之所以开展材料成型及控制工程这项专业课程,目的在于培养专业人才以为社会所用,因此,设计合理的科学的人才培养目标对于明确教育方向,规范教师的教育行为以及对教育方法、教育内容的选择等等方面都有着非同一般的影响力。随着国民经济的快速发展,人们生活水平的显著提升,社会上对于工矿企业的需求量也不断提高,因此对于铸造、焊接等工矿技术人才的要求也越来越严格,要求其不仅要具备专业上坚实丰富的理论基础更要具备实际动手操作的实践能力。高校开展材料成型及控制工程专业,并注重学科的实践性和专业性,目标就在于培养出符合社会需要,并令社会满意的专业性技术人才。因此,高校如何结合自身的办学条件以及社会的实际需求,使材料成型及控制工程专业的教育得以积极有效的展开成为高校老师面临的一个十分重要的课题。学校需要充分利用自身的地理环境优势或者经济优势,结合学生们的实际接受能力,多为学生创造材料成型及控制工程专业学习与实践的机会,并引导学生认清当今的就业形式与市场需要,让其了解专业的实际内涵与优势,调动学生的学习积极性,丰富学生们的理论知识储备并提高他们的实践能力,将培养有创新意识,能够知行统一,实践技术能力强的专业型技术人才作为学校的教育培养目标。
自从1998 年教育局规定新增材料成型及控制工程专业以来,我国各大高校中开设此项专业课程的高校多达30%,经过这十几年的教育推广,材料成型及控制工程专业为社会培养出了许多技术过硬的优秀的专业人才。但是尽管如此,这项学科教育中仍然存在着诸多的问题需要引起高校的高度注意。具体的问题包括以下几个方面:
2. 1 对学生的培养方案不一致
材料成型及控制工程专业是将铸造、锻造、焊接等众多专业融合在一起的一个新型的专业,它所涵盖的知识领域极广,因此学生们的学习压力也就随之增多。如果只是将所包含的知识点进行合并,那么在学生们的四年学习中使很难完成这么多的学习量的,因此学校必须对知识点进行取舍,但是由于取舍后每个学校所保留的知识点都不相同,因此很难对学生有一个统一的培养方案,也很难对学生的专业技能有一个合理的考量。
2. 2 材料成型及控制工程专业基础老旧落后,需要及时进行更新材料成型及控制工程专业是在铸造、锻造、焊接等众多老专业的基础之上形成的,这些老专业的学术质量高低直接影响着材料成型及控制工程专业的学科质量。然而由于时代科学技术的飞速发展,导致铸造、锻造、焊接等技术的更新换代十分频繁,然而高校中这些老专业的教学内容却仍然是对过去落后的专业技术的讲解,而且课程设置狭窄、教学方法单一,对学生专业技能的培养已经跟不上时代发展的潮流。因此基于此种老专业而建立起的材料成型及控制工程专业,如果不及时的跟进相关各项技术的发展进步,为学科教育注入新鲜的科技内容,将大大降低对专业人才的培养力度,而且即使教育培养出了成绩优秀的学生,他们也难以适应新技术环境中的市场要求。
3. 1 开展材料成型及控制工程专业教育应该遵循的原则
3. 1. 1 实用性原则
高校开设材料成型及控制工程专业的目的在于为社会输送满足社会需求的专业性技术人才,因此在具体的专业建设中,首先需要遵循的就是实用性原则,注重学科的实用性和实践性,杜绝为学生开设过多的理论讲解课程,要将理论与实践相结合,多为学生开设一些有针对性的实践课程,让学生在实践中理解理论的内涵并对其的掌握应用能力得到锻炼。
3. 1. 2 创新性原则
培养学生的创新意识,提高学生的创新能力是所有学科的教育目标,材料成型及控制工程专业也不例外。如今我国的发展急需被注入创新性元素,只有一个懂创新会创新的民族才能在激烈的竞争中站稳脚跟,以谋取更长远的发展。对于材料成型及控制工程这样一个注重专业性的学科,必须在平时的教学之中注重对学生创新能力的培养,摒弃以往的“学科本位型”教学模式,建立创新型的课程模式,鼓励并引导学生大胆创新,在教学中逐渐提高学生的创新能力以满足当今社会的发展需要。
3. 1. 3 专业核心能力需求原则
材料成型及控制工程专业是强调专业技能的专业,对它的课程设置与安排必须强调凸现性和核心性,以便让学生的接受教育时对学科知识有鲜明的认识,从而进行更好的理解与运用。
3. 2 为材料成型及控制工程专业建设的顺利进行,建设一支高水平的教师队伍
老师的讲解是学生们获取新知最直接有效的途径,老师教学水平的高低直接影响着学生对知识的理解与掌握,因此提高老师们的教学质量,教学一支高水平的教师队伍对材料成型及控制工程专业的建设起着关键性的作用。建设一支高水平的教师队伍需从以下几方面入手,第一,建立人才引进和培训提高机制。提高对专业老师的技能要求,在招聘老师时需要选择那些既有坚实的理论基础,实践能力也过硬的秀秀人才。对在职的老师,学校也要定期对其进行专业培训,可以派遣一部分老师去到相关产业的一线进行实地学习。也可以请一些有关领域的工程师等技术人员来学校做兼职讲师。第二,要强化老师们的科研作业,要求全部老师都要参加科研项目,并亲身指导学生参与生产实践,通过科研与实践提升老师们的综合素质。
3. 3 为材料成型及控制工程专业建设的顺利进行,需注重素质培养的课程群建设
高校需要时刻谨记开展材料成型及控制工程专业的人才培养目标,并依据目标来设置专业课程体系。专业课程安排需要侧重于实现学生机械科学与材料科学等基础学科理论知识的掌握,需要实现对学生的科学思维方法以及动手实际操作能力的培养以满足社会主义现代建设的需求,需要加强对学生模型设计制造、材料成型、数控加工等课程的教学力度,培养能够从事技术开发、宽口径的高素质工程、工艺设计以及学科研究等事业的应用型专业人才。
材料成型及控制工程专业是我国设立时间不算久的新型的学科专业,但是却对于培养我国工矿企业所需的专业性技术人才发挥着重要的作用。我国高校需要立足于社会市场对相关人才的需求,积极开发和推进高校材料成型及控制工程专业的建设工作,秉承为社会输送专业人才的教育目标,采取积极措施以应对当前我国材料成型及控制工程专业教育中存在的问题,为学生未来的就业与发展提供切实有力的教育帮助。
【论材料成型及控制工程专业建设】相关
浏览量:2
下载量:0
时间:
浏览量:2
下载量:0
时间:
PP塑胶原料,化学名称:聚丙烯,特点:密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:汽车PP保险杠注塑成型收缩及涂装后收缩的研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:文本针对目前乘用车保险杠所面临的尺寸稳定性现状,对汽车PP保险杠的注塑成型收缩及涂装后收缩的情况分别进行了分析,寻找到了稳定保险杠尺寸和提高装配精度的控制手段。阐述了通过选用合适的弹性体品种,控制合理的弹性体添加比例,以及调整合适的注塑工艺可以得到希望的保险杠尺寸。
关键词:PP保险杠;尺寸稳定性;注塑成型收缩;涂装后收缩
Abstract: This paper researches on the control means of stabilizing the dimension and improving the assembly accuracy, by analyzing the shrinkage after injection molding and coating respectively, in allusion to the status quo of the dimensional stability of the automotive PP bumper. It is also elaborated that, we can get the hope dimension of the bumper by choosing appropriate varieties and controlling reasonable adding proportion of the elastomer, and by adjusting the right molding process.
近十年来,我国的汽车工业发展迅猛,进入“十二?五”以来,汽车年产销总量已超过2 000 万辆,其中近1 500万辆是乘用车。对于乘用车而言,无论是轿车,还是MPV或SUV,其保险杠基本都是采用PP共混改性材料注塑成型,然后根据需要喷涂或套色喷涂成与车身同色的成品。多次拆车分析的结果表明,它们所使用的PP共混改性材料大部分为PP+E/P+T20类型。
然而,PP材料属于结晶性材料,温度对尺寸的影响较大,即注塑成型过程中,PP保险杠从模具型腔取出经空气冷却后,会发生较大收缩[1]。我们把冷却至室温48 h后的尺寸变化值,与模具型腔尺寸值的比值称为注塑成型收塑率。汽车前后保险杠均需要与车身配合,一旦尺寸发生超差,它与车身衔接处就会出现间隙或段差。
本文通过研究汽车PP保险杠的注塑成型收缩率及涂装后收缩率,寻找到了稳定保险杠尺寸和提高装配精度的控制手段。
PP材料的注塑成型收缩主要来源于以下两个方面:
第一,是PP分子链的伸展与卷曲。PP由数百至数千个丙烯单体聚合而成,注塑前,PP分子链就如一根根卷曲的弹簧相互缠绕,进入料筒加热熔融后,分子链解缠,散开,并在注塑压力推动下伸展开来,沿着压力方向向前流动直至冷却固化。如图1所示:
冷却固化后,PP分子链在失去注塑压力推动的情况下,又会发生卷曲,这个分子链卷曲的现象反映到注塑件表观上,就是注塑件的收缩。因此,分子链伸展、卷曲的程度与速度体现了注塑件注塑成型后收缩率的大小与收缩速度的快慢。在PP中添加弹性体和滑石粉进行共混改性后,弹性体微粒分散在PP本体中形成海岛结构,滑石粉颗粒作为无机填料均匀分布,对PP分子链的伸展和卷曲均起到了阻碍作用。因此,该PP分子链的伸展、卷曲程度和速度都比纯PP要低得多,也就是说,共混改性后的PP的收缩率和收缩速度明显降低,表1即反映了这样的情况。
从表1还可以看出,弹性体和滑石粉的共同作用,对共混改性材料收缩率的影响要比其中任何一种材料单独作用时大得多。
导致PP注塑后收缩的第二个因素,是PP的结晶行为。PP是结晶性聚合物,其结晶部分在加热时吸热熔化,而在冷却时则又重新结晶并放出热量。在结晶状态时,PP分子结构堆砌得比较规整,因而体积会比熔融状态时小,反映到注塑件的表观,也是注塑件的收缩。显然,这个收缩的程度和速度与PP结晶的数量和速度有关。在加入弹性体和滑石粉后,PP的结晶受到了破坏,因而,在注塑成型时,共混改性后的PP的收缩率和收缩速度要比采用纯PP注塑时小得多。
注塑成型收缩率以及收缩速度与多方面的因素相关。有的产品从型腔取出后,尺寸很快就可以收缩到位,4 h后收缩可以完成约80%,而有的产品收缩速度非常慢,即使48 h后产品还在继续收缩,最长甚至要72 h以上才能完成收缩。有的产品从型腔脱模到产品完全定型,尺寸变化率很小,而有的产品则变化率很大。根据不同的PP品种及共混改性的组份变化,产品从热状态到最终定型,尺寸变化率范围可以达到0.5%~1.8%。有研究表明[3],配混料的收缩较聚合物材料下降50%。对于未经改性的PP原料,注塑收缩率为1.5%~1.8%。经添加弹性体和滑石粉改性后,注塑收缩率可以降低至0.8%~1.2%。而经过特殊组分混配的PP改性材料,注塑收缩率最低可达到0.5%。
通过对PP注塑成型收缩的原理分析可以推断出,PP,弹性体,滑石粉三者的品种和添加比例会对共混材料的注塑成型收缩率和收缩速度产生影响。其中,表2~表4是在保证材料类型为PP+E/P(12%)+TALC(20%)的前提下,分别只调整其中一种物质的品种得到的数据;表5~表6是在三种物质的品种都固定不变的前提下,分别再固定滑石粉添加比例为20%和弹性体的添加比例为12%得到的数据。
从表2可以看出,采用均聚PP作为共混改性材料的基材, 比采用共聚PP的注塑成型收缩率要略大,而收缩速度跟基材PP的品种关系不大。 从表3可以看出,弹性体的品种对共混改性材料的收缩率影响比较大,最大和最小值相差2.5个千分点,而收缩速度则影响不大。
从表4可以看出,滑石粉的品种对共混改性材料的收缩率和收缩速度的影响都比较小。
从表5可以看出,共混改性材料的收缩率与收缩速度,均随着弹性体的添加比例增加而降低,达到某一值后趋于稳定。
从表6可以看出,共混改性材料的收缩率随着滑石粉添加比例的增加而快速降低,而收缩速度变慢,但变化的幅度不是很大。
综合上述数据分析,可以得出结论:PP,弹性体,滑石粉都会对PP共混改性材料的收缩率和收缩速度产生影响。其中,弹性体和滑石粉的添加比例对收缩率和收缩速度产生较大影响。在三者混合比例固定的情况下,弹性体的品种对共混改性材料的收缩率影响最大。
除材料本身的组成变化对保险杠注塑成型的收缩率和收缩速度产生影响外,注塑成型的工艺对保险杠的尺寸和收缩速度也会有一定的影响[4,5]。根据PP注塑成型收缩的原理,可以推测,当成型工艺发生变化,比如说改变注塑的温度、材料推进的速度、注塑的压力、保压的压力和时间等,保险杠冷却到稳定状态时的尺寸和所需要的时间是不同的。同种材料在不同工艺下注塑保险杠,其成型后的尺寸和达到稳定尺寸所需要的时间见表7:
收缩率和收缩速度
根据上述实验数据可以看出,注塑成型工艺会对保险杠的收缩率产生影响,其中注塑速度影响较大:注塑越快,成型后的保险杠的收缩率就越大,尺寸也就越短。成型工艺对保险杠的收缩速度的影响程度则不明显。
在实际生产过程中,我们需要判断生产出的保险杠最终冷却后的定型尺寸是否符合要求,常需要采用强制冷却的方式来代替需要停线放置至少12 h的自然冷却,强制冷却的方式如下:将保险杠浸入水中30 min,测量其1 m线长度。为了验证这种方法的有效性,我们对保险杠用强制冷却和自然冷却两种方式冷却后的尺寸进行了比较,见表8:
从表8可以看出,这种强制冷却方法与实际自然冷却方法的结果比较接近,可以用作首件验证的一个手段。
保险杠注塑成型后素材件的收缩一般称为一次收缩,涂装烘烤后的收缩称为二次收缩。关于保险杠涂装后二次收缩的成因目前通常有两种解释:第一是PP结晶部分在烘烤(一般约80℃@45 min)至再次冷却的过程中,发生再次结晶,使得分子结构的规整度进一步提高,从而保险杠尺寸发生进一步的收缩。第二是PP分子链在第一次注塑成型冷却过程被冻结,涂装受热状态下发生松弛,并在随后的冷却过程中继续回弹卷曲,反映到零件表观上就是进一步的收缩。
对保险杠注塑成型收缩情况的研究表明,保险杠注塑成型收缩的影响因素,同样也会对保险杠涂装烘烤的二次收缩产生影响,但影响的程度有所不同,下面以PP+E/P+T20类型材料为研究对象,研究各因素对保险杠涂装后收缩的影响,研究结果见图2:
(纵坐标均为1 m线长度)
根据统计结果分析,,保险杠涂装前后的尺寸变化,一般为2.0-2.5个千分点。但在不同弹性体品种的情况下,这个变化值相差比较大。在实际试验中,测得保险杠涂装前后的尺寸变化,最小值为0.5个千分点,并经多次重复试验得到验证。可见,弹性体的品种对于保险杠涂装后收缩的影响是比较大的。同种材料不同成型工艺对涂装后收缩的影响则列于表9:
保险杠的尺寸稳定性问题一直困扰着主机厂和零部件厂。本文通过研究分析,确认保险杠的注塑成型收缩和涂装烘烤的后收缩,与保险杠材料的成分和注塑工艺密切相关。其中,弹性体的品种和添加量是十分关键的因素。通过对保险杠材料配方的设计,以及注塑工艺的控制,可以得到希望得到的保险杠尺寸。另外,在保险杠模具开模尺寸存在超差的情况下,我们可以通过材料和工艺进行弥补,使得在不更改模具的情况下,也能得到符合装车尺寸的保险杠。
浏览量:2
下载量:0
时间:
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:纳米材料的研究现状及未来趋势探讨相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
近年来,科学技术发生了飞速发展,各种新兴产业和新兴科学技术应运而生,为了满足各个领域的快速发展,纳米材料受到越来越多的关注和重视,各国科学家都在研究纳米技术的基础理论知识,同时相关纳米技术在许多行业中已经得到广泛应用和实施,比如:电子电子行业、医疗行业等等,并向产业化的方向逐渐迈进。在美国、日本等国家纳米材料已经得到批量的生产,但是纳米材料的未来发展还需要科学家们不懈的努力和研究,研发和发展的道路任重而道远,尤其是纳米医疗诊断材料和纳米生物材料还需要不断的创新和发展。相关机构曾这样预测过:不到十年的时间,全世界纳米新材料市场便会达到87 亿美元的规模,整个行业便会有24.6%的年增长率。
社会对纳米材料的需求不断增加的同时,世界各国纷纷投入到纳米材料的研发中, 政府和企业大量人力和物力的投入,使纳米材料的发展达到了一个新的高度,纳米材料的市场规模不断的扩大。
在美国,纳米材料被广泛应用在军事、国防、航空航天等多个领域,因而美国将纳米材料的研究和发展作为一种国家战略层面的科研项目。事实证明,纳米材料具有优良的性能,已经被社会各界认可,随着纳米材料的不断研发,农业、医疗、生物等领域正在逐渐实施纳米技术,创造巨大的经济效益。
在世界各国中,我国对于纳米技术的研究并不算晚,当前,我国共有一百多个研发机构在进行纳米材料基础和应用的相关研究。这些研发机构主要是我国的一些高校和研究所,其中高校中开展较早的主要有:清华大学、东北大学、吉林大学等经典大学,研究所中开展较早的有:长春感光化学研究所、应用化学研究所等。通过各界不谢的努力和研究,近几年来,我国纳米材料的发展有了新的突破和发展, 并取得了丰硕的研究成果。研发过程中,应用的方法主要有物理法、化学法及多种方法相结合的复合法,从而研发出一系列金属和合金的氮化物和氧化物的纳米颗粒; 同时我国向纳米材料研发先进的国家学习,不仅学习其完善的纳米技术,而且引进我国不能自主生产但对于纳米材料的生产和发展不可或缺的设备,对纳米材料的颗粒大小进行微细的调控, 将这些研发成果广泛应用到生产当中,从而生产出相应的高科技纳米产品,比如:纳米块材、纳米薄膜等等;对纳米材料进行广泛生产的同时,又积极发掘原有纳米材料的新特性,在各个角度对纳米材料进行创新和发展,收到了成效,比如:我国已经成功研发出纳米陶瓷,这种纳米陶瓷具有优良的性能,密度高且结构复杂;同时,对于超塑性形变现象的发现,我国在世界上属于先锋,超塑性形变现象即在拉伸疲劳应力集区所表现出的纳米氧化铝晶粒特性;另外,我国在其他纳米材料的相关研究中也取得了不错的成绩,比如:我国深入研究功能纳米材料,并看到了相应的成效。
随着社会对纳米材料需求的不断增加,我国在"八五"研究工作的基础之上,又建立了许多研发基地,其中最重要的主要有:中科院金属所、南京大学、中科院物理所、清华大学及国防科技大学等。这些纳米材料基地的建立为我国纳米技术的发展提供了基础条件。通过近几年来不懈的努力和研发,我国在纳米材料的研发领域取得了一定的成果,在众多的发达国家中,我国已经具有一席之地。新的时期,我国的科研院校和研究所对纳米材料的研发做出了重要贡献,不仅提供生产纳米材料的技术,同时提供高质量的科研学者, 使纳米材料更加广泛的应用于生产中,促进了科研成果向工作和生产中的转化。在未来的发展中,这些科研院校和研究所是我国纳米材料发展的动力。
2.1 纳米技术与信息产业的融合
进入二十一世纪后,信息产业在社会的发展中具有不可替代的作用。到2010 年,信息产业在我国GDP 中所占的利润已经达到10%。将纳米技术融入到信息产业主要表现在以下几个方面:近年来网络通讯、高清晰度数字显示技术及芯片技术飞速发展,便相应的推动了纳米技术的发展。而且在未来几年中,世界对于网络通讯和显示集成等方面的设备性能要求会不断的增加,许多国家已经开始研发纳米材料,并有了不错的成效。再者, 我国在网络通讯方面跟其他发达国家还存在一定的差距,应该对网络通讯的关键零件进行研发,比如:微电容、谐振器及微电极等,在进行纳米材料的研发过程中应提高这些零件的性能,我国在网络通讯方面上的不足为纳米技术和信息产业的融合提供了合理的空间。
2.2 纳米技术与环境产业的融合
随着科学技术的不断发展,环境污染问题已经成为世界各国关注的话题,纳米技术可以有效应用在污染物的降解及空气的净化上, 因而纳米技术在环境的保护方面有着重大的意义。近几年来,随着我国污染程度的加大,已经研发出了可以成功降解氮氧化物、甲醛等污染物的相应纳米设备,空气的污染程度大为降低,将空气中的有害成分从10ppm 降到了0.1ppm。同时纳米技术也应用到了水污染的治理当中,很多企业应用纳米技术的光催化性质使污染的水质得到净化, 在未来的发展中,纳米技术在环境污染上的应用将会更加普遍。
2.3 纳米技术与生物医药产业的融合
进入世贸组织对我国许多行业造成了不同程度的影响,尤其是医药行业,在纳米技术的研发背景下,我国决定不断发展,奋起直追。纳米生物技术在医药上的研发主要是:在动植物中提取有益于人类健康的材料,再经过纳米技术,使这种材料的作用充分发挥出来。同时在医药行业应用纳米技术,可以使纳米技术的适用层次得到提高。
2.4 纳米技术与能源环保产业的融合
随着世界人口的不断增加, 各种能源逐渐出现耗竭的状态。因而, 目前我国最重要的工作便是合理有效的使用和开发资源,同时研发出能够取而代之的新能源。在传统能源方面,应该运用纳米技术使其充分利用,同时减少相应废弃物的排放。在新能源的研发方面,在借鉴发达国家先进纳米技术的同时,也要不断的创新,开发出一系列可燃气体等较清洁的能源,较少传统资源的过度使用和浪费,使新资源广泛的应用于人们的日常生活当中。
2.5 运用纳米技术对传统产业进行改造
运用纳米技术对传统产业进行改造并完美结合,是当前传统行业再度复兴的希望。比如,我国传统的纺织行业,国际上激烈的竞争已经严重打压了我国的纺织业,因而纳米技术应该应用在纺织材料领域, 这样才能使衣服的品质和质量得到提高,使我国的纺织行业在国际上占有一席之地。
【纳米材料的研究现状及未来趋势探讨】相关
浏览量:2
下载量:0
时间:
表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。 对于金属铸件,我们比较常用的表面处理方法是,机械打磨,化学处理,表面热处理,喷涂表面,表面处理就是对工件表面进行清洁、清扫、去毛刺、去油污、去氧化皮等。以下是读文网小编为大家精心准备的:表面处理对碳纤织物增强环氧树脂复合材料界面及性能影响研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
金属背衬型聚合物自润滑复合材料因具有减摩、耐磨等优点,在机械设备、船舶等重载摩擦副上得到了广泛应用。碳纤织物增强环氧树脂基自润滑复合材料作为衬层型重载摩擦副用材料,以其优异的力学性能和摩擦学性能、良好的自粘接性以及成型工艺简单等特性已成为当前国内外研究的热点之一。在纤维增强树脂基复合材料中,主要承载组元为纤维,树脂基体将纤维粘接固定并将载荷传递到每根纤维,因此复合材料的界面特性对其力学性能有着重大影响。但是,由于碳纤维表面缺少活性基团呈化学惰性,且其表面光滑,导致碳纤织物与基体浸润性差,不能与基体进行有效结合。因此,要获得力学性能优良的碳纤织物增强复合材料,必须对其进行表面处理,改善其表面浸润性、粗糙程度,产生适合于聚合物粘接的表面形态,从而提高碳纤织物增强复合材料的力学性能。
目前,提高碳纤织物增强复合材料界面性能主要从以下两方面着手: 一是增加纤维表面活性官能团,二是增大纤维表面粗糙度。在对碳纤织物进行表面处理时,以上2 个因素往往同时出现并对碳纤织物增强复合材料的界面性能的改善起协同作用。为了探索提高碳纤织物增强环氧树脂复合材料的力学性能,寻求简单有效的碳纤织物表面处理工艺,在已有研究和前期大量实验基础上,本文研究比较了空气氧化处理、浓硝酸氧化处理、偶联剂涂覆处理、气液双效处理和液相双效处理等表面处理方法对碳纤织物表面及复合材料界面和性能的影响,以此来探索一种工艺简单、环境友好且可显著提高复合材料性能的碳纤织物表面处理工艺。
1. 1 实验材料
碳纤织物( 1K/T300) : 日本东丽; 环氧树脂E51( 环氧值0. 53 ) : 巴陵石化公司; 环氧丙烷丁基醚( 501) : 纯度大于等于99. 5%,广州江盛华工科技有限公司; 邻苯二甲酸二丁酯: 纯度大于99. 0%,天津市富宇精细华工有限公司; 105 缩胺环氧固化剂( 缩胺105) : 苏州光福材料厂; 偶联剂Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷( KH-560) : 东莞市信康有机硅材料有限公司。
1. 2 实验过程
碳纤织物在使用前,首先在丙酮溶液中浸泡48 h,再放入恒温真空干燥箱中100 ℃干燥3 h,以除去其表面的预浸胶料、污染物等,记为未处理碳纤织物; 然后分别采用空气氧化( 450 ℃ /45min) 、浓硝酸氧化( 95℃ /90min) 、偶联剂涂覆( 3% KH560 /10min) 、气液双效处理( 空气氧化450 ℃ /45min + 偶联剂涂覆3%KH560 /10min) 、液相双效处理( 浓硝酸95 ℃ /90min +偶联剂涂覆3% KH560 /10min) 对碳纤织物进行表面处理。
检测分析试样采用手糊模压法制备,将配制好的环氧树脂胶体通过手糊法涂覆于碳纤织物表面,然后放置于采用螺栓加压固定的模具中,在真空度为- 100kPa 的真空箱中常温固化24 h,获得表面平整、无气泡、裂纹、分层等缺陷的试样。
1. 3 测试与表征
利用日本日立S-3400N 型扫描电子显微镜进行断口形貌与碳纤织物表面形貌分析; 采用美国安捷伦5100 原子力显微镜对碳纤织物进行表面形貌分析并计算其表面粗糙度; 采用德国Elementar 公司VarioELIII型元素分析仪对碳纤进行元素分析,分析处理前后碳纤织物中C,O,N 元素变化; 采用美国Nicolet6700傅里叶红外光谱仪对处理前后碳纤表面进行分析; 复合材料力学性能测试在WDW3005 电液伺服万能实验机上进行,各测试试样按照国家相关标准制备; 根据GB /T 3855 - 2005《碳纤维增强塑料树脂含量试验方法》,采用称量法进行复合材料含胶量测试,称量精确至0. 1 mg。力学性能与含胶量实验过程中每个实验重复3 个试样,结果取平均值。
2. 1 碳纤表面形貌
未经表面处理和分别经过空气氧化、浓硝酸氧化、偶联剂涂覆、气液双效和液相双效处理后的碳纤表面形貌图。从Fig. 1 中可以看出,对市场上购买的经丙酮清洗并烘干后的碳纤织物,即实验中未处理的碳纤,其表面光滑平整,仅有轻微的纵向沟槽,根据原子力显微镜检测、计算结果,其表面粗糙度平均为12. 8 nm; 采用空气氧化处理后,碳纤被氧化,出现剥落、凸起现象,且表面纵向沟槽加宽加深,同时附着有少量颗粒物,其表面粗糙度平均为52. 5 nm; 浓硝酸氧化处理后,纤维表面呈现明显的沟槽状刻蚀,并伴随有颗粒状附着物,其表面粗糙度平均为39. 5 nm; 采用偶联剂涂覆处理的碳纤,在纤维表面形成一层比较均匀的偶联剂覆盖层,同时纤维本身基本未受到损伤; 而对于采用气液双效和液相双效处理的碳纤,由于碳纤在氧化处理过程中,在表面形成了较深的刻蚀,表面粗糙度增加,从而与偶联剂之间的粘着性增强,所以在又经偶联剂处理后,表面偶联剂粘附明显增加。
这表明,与未处理碳纤相比,氧化处理可增加碳纤维表面粗糙度,能增大碳纤与基体之间的接触面积,从而有效提高纤维与基体之间的粘接性能; 偶联剂处理后,在碳纤表面形成一层偶联剂粘附层,使碳纤表面活性增加,也可以增加碳纤与基体之间的粘着力。但氧化处理会对碳纤产生一定的刻蚀,从而会对碳纤本身力学性能产生不利影响,可能会降低复合材料的性能,因此,在选择碳纤表面处理方法时需综合其对复合材料性能的影响。
同时,由于采用偶联剂处理,在碳纤表面形成的偶联剂涂覆层会影响表面粗糙度的测量,因此,实验中未对偶联剂处理的碳纤进行表面粗糙度测量。
2. 2 复合材料含胶量
在纤维增强复合材料中,胶体含量的多少对材料的性能有着重要影响,也是材料制备工艺控制的目标之一。相同制备工艺条件下,未处理和经不同表面处理后碳纤织物增强环氧树脂基复合材料胶体含量。所制备的碳纤织物增强环氧树脂复合材料含胶量为30% 左右,其中碳纤织物未处理的复合材料含胶量最高,为33. 7%; 而经不同表面处理后的复合材料,含胶量略低,其中液相双效处理含胶量最低为29. 9%,较未处理的降低了11. 3%。这可能是因为,未处理的碳纤织物与胶体之间浸润性较差,胶体易于聚集,在模压成型过程中难以流动,从而导致含胶量较高; 而经表面处理后,胶体与碳纤织物之间的浸润性得到改善,胶体易于均匀填充、分布于碳纤织物之间,从而在加压过程中易于流出,所以胶体含量略低。这同时也说明,实验中所采用的复合材料材料制备工艺在胶体控制方面,具有较好的一致性和可重复性,从而也基本消除了含胶量对不同碳纤织物表面处理方法复合材料力学性能的影响。
2. 3 复合材料力学性能
未经表面处理和分别经过不同表面处理方法处理后的碳纤织物增强环氧树脂复合材料层间剪切强度。对于未经表面处理的碳纤织物,所制备复合材料层间剪切强度平均仅为21. 5 MPa; 经表面处理后,其层间剪切强度均得到显著提高,其中空气氧化处理提高幅度最低,平均为33. 1MPa; 偶联剂涂覆处理平均为43. 2 MPa; 采用气液双效处理的层间剪切强度最高,平均达44. 3 MPa,与未经表面处理的碳纤织物相比,提高1 倍多。这表明,对碳纤织物进行表面处理,无论是采用增加纤维表面活性官能团的偶联剂涂覆和双效处理,还是采用增加纤维表面粗糙度的氧化法,均可有效提高复合材料层间剪切强度。
这是因为对于纤维增强环氧树脂复合材料,层间剪切强度主要取决于基体和界面的性能,其剪切破坏主要是由基体剪切破坏、纤维断裂和复合界面脱粘引起,因此,在基体材料一定的情况下,纤维及纤维与基体之间的结合界面就对复合材料层间剪切强度产生重要影响。虽然实验中对碳纤织物进行表面处理后,纤维本身会受到损伤尤其是氧化法,导致纤维强度降低,但表面处理的复合材料层间剪切强度均得到明显提高,这也表明表面处理对碳纤织物增强环氧树脂复合材料层间剪切强度的重要有利作用。
同时,经表面处理的碳纤织物复合材料层间剪切强度值离散性小于未处理的,这表明表面处理后复合材料性能更加均匀一致,可能是因为表面处理增强了碳纤织物与聚合物之间的浸润性与粘接均匀性,这对提高复合材料性能均匀性和可靠性十分有利。
为了进一步研究不同碳纤织物表面处理方法对复合材料力学性能的影响, 给出了未经表面处理和分别经过上述不同方法表面处理后的碳纤织物增强环氧树脂复合材料的弯曲、拉伸、压缩强度和冲击韧性。从中可以看出,与未处理碳纤织物相比,经不同方法处理后,复合材料的弯曲强度、压缩强度和冲击韧性均有明显提高,尤其是弯曲强度得到大幅度提高,其中采用偶联剂处理的,其弯曲强度为1088. 9MPa,较未处理的533. 6 MPa 提高104. 1%。而拉伸强度,采用偶联剂处理的试样达538. 1 MPa,与未经处理的413. 9 MPa 相比,提高30. 3%; 而经其它方法处理后的试样,则有所降低或提高不大。
由此可知,与采用未经处理的碳纤织物制备的复合材料相比,经表面处理后的碳纤织物复合材料,其性能可得到有效提高; 综合考虑各项性能指标,以偶联剂处理效果最佳。这主要是因为偶联剂作为一种改善纤维表面活性官能团的处理方法,一方面能增大纤维表面活性,提高纤维与树脂基体之间的粘接性,另一方面,偶联剂处理不会对纤维表面产生破坏,从而不降低纤维本身力学性能。经氧化处理后,碳纤维中C 含量由未经处理的90. 9% ( 质量分数) 降低为空气氧化处理的90. 7% 和硝酸氧化处理的86. 0%,而O含量由未经处理的1. 3% 分别增加至1. 5% 和8. 4%,N含量则由7. 8% 分别变化至7. 7% 和5. 6%。这表明经过空气氧化和硝酸氧化处理后,碳纤表面O,N 元素与C 元素比例得到明显提高,即含氧官能团和含氮官能团得到了有效增加。所以双效处理后,偶联剂与碳纤表面含氧官能团和含氮官能团进行化学作用,同时偶联剂的环氧端基扩散到聚合物基体中形成化学键,从而使其一些性能指标得到进一步提高。但是由于氧化处理会不同程度的损伤碳纤,从而影响碳纤织物增强复合材料力学性能,这也是空气氧化、硝酸氧化以及气液双效和液相双效处理后复合材料一些性能指标低于单独偶联剂处理的原因。
为了进一步探索偶联剂涂覆处理对碳纤表面的影响,Fig. 4 给出了未经表面处理和经偶联剂涂覆处理后,碳纤表面傅里叶红外光谱分析结果。从图中可以看出,经偶联剂涂覆处理后,在3440 cm - 1 和1645cm - 1处结合峰显著加宽,同时在2360 cm - 1 处结合峰显著增强,这表明处理后的碳纤表面活性官能团显著增加,从而有利于增强碳纤与环氧树脂基体的粘接性,进而使复合材料的力学性能得到有效改善。
2. 4 断口分析
由以上实验结果可知,实验条件下,碳纤织物采用偶联剂涂覆表面处理,对复合材料性能提高最大。为了进一步分析表面处理对复合材料性能影响的机理,分别对未处理和偶联剂涂覆处理碳纤层间剪切强度测试单丝表面形貌进行了分析。未处理的碳纤表面光滑,层间剪切破坏后,碳纤表面仅有少量聚合物粘附物; 而偶联剂涂覆处理的碳纤表面则粘附有大量的聚合物。这表明表面处理后,碳纤与聚合物之间粘接性大大提高,从而使其层间剪切强度得到有效提高。这是因为,当碳纤织物增强环氧树脂复合材料受到外力作用时,聚合物作为传力组元,若聚合物与碳纤之间不能良好的粘接,则难以使其负荷得到有效传递,从而易于产生应力集中,导致其内部裂纹快速扩展,性能大大降低。
碳纤织物未处理和偶联剂涂覆处理后复合材料压缩断口扫描形貌。从可以看出,碳纤织物未处理的复合材料压缩断口碳纤分布散乱且长短不一,同时聚合物分布不均,存在明显的聚集; 经偶联剂涂覆处理的复合材料压缩断口平整光滑,聚合物分布比较均匀,每根碳纤周围较均匀地被聚合物包覆且结合良好。这表明偶联剂涂覆处理可有效增加碳纤织物与聚合物之间的粘附性,也有利于碳纤织物与聚合物之间良好浸润,使其组织更加均匀,从而其力学性能得到有效提高。
综上所述,碳纤织物表面处理可有效提高复合材料的力学性能。空气氧化法和硝酸氧化法以及由二者与偶联剂涂覆结合的双效处理法,虽然可使复合材料一些性能指标得到提高,但在氧化过程中,会使碳纤受到损伤,从而对复合材料一些性能产生不利影响; 而偶联剂涂覆处理作为一种增加碳纤表面活性官能团的处理方法,既不降低碳纤力学性能又可提高碳纤与聚合物之间的粘接强度,综合考虑其对复合材料各项性能指标的影响,实验条件下,偶联剂涂覆处理是一种比较理想的碳纤织物表面处理方法,同时还具有工艺简单易行的优点。
( 1) 未处理的碳纤表面光滑平整,其表面粗糙度平均为12. 8 nm,经氧化法处理碳纤表面被明显刻蚀,表面粗糙度增加; 偶联剂处理的碳纤在其表面形成一层均匀的偶联剂覆盖层。
( 2) 与未处理的碳纤织物相比,气液双效处理表面处理后碳纤织物增强环氧树脂复合材料层间剪切强度得到明显提高,由未处理的21. 5 MPa 增大到44. 3MPa。
( 3) 经偶联剂涂覆处理的碳纤织物,其复合材料具有较佳的综合力学性能,其弯曲强度为1088. 9MPa,拉伸强度为538. 1 MPa,压缩强度为551. 3 MPa,冲击韧性为72. 2 kJ /m2,而未处理则分别仅为533. 6MPa,413. 9 MPa,417. 8 MPa 和47. 9 kJ /m2。
( 4) 断口形貌分析表明,碳纤未处理的复合材料断口碳纤杂乱,胶体分布不均; 偶联剂涂覆处理的复合材料断口光滑平齐,胶体均匀包覆于碳纤周围。
浏览量:2
下载量:0
时间:
浏览量:2
下载量:0
时间:
机械设计是机械工程的重要组成部分,是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是:在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:机械设计中的材料选择及应用研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
材料的选择与应用在机械设计中是至关重要的一环,材料选择的好,机械的设计就成功了一半,在之后的机械制造中就会更加顺利。所以,我们要重视机械设计中的材料选择和应用,促进机械设计的可持续发展。
我国的工业化步伐大大加快,对于机械的使用需求越来越大,对于机械材料的需求更是日益增多,这导致了机械设计材料的稀缺,人们寻求更经济、更环保、更适用的机械设计材料成了当务之急。为了更好地满足人们日益需求的物质文化和精神文化需求,这就需要机械设计的材料朝着更加经济、环保、适用的方向发展,在社会各种发展都对材料进行大规模使用的激烈的市场竞争中,若想获得一线的发展,就要充分利用目前拥有的材料,利用有限的资源,对机械设计的材料进行选择和应用,进而进一步地加大对于机械设计的使用和机械设计的工作,为我国机械行业和我国经济的可持续发展做出应有的贡献。
2.1满足机械零件应用的要求
机械设计必须要考虑到机械的负载能力,如果机械的负载能力差,就会使整个机械的零件失效,达不到机械进行正常工作的要求。所以,在对机械进行设计时的材料选择时,一定要结合机械所要进行的工作,考虑到机械所要承受的负载,然后对材料进行选择,以此作为机械设计的材料选择进行可靠性实验的标准。如果机械零件在受到重压的时候产生扭曲或者弯曲的情况,这种变形有时候是可以恢复的,但有时却是永久性的,这就使得机械受到损伤,不能进行工作。所以,为了避免上述情况的发生,我们在对机械设计进行材料的选择时,一定要确保零件不会发生扭曲,确保它的实用性,采用较为坚固的材料进行设计,以便能够均匀机械的受力,改善材料的抗变形性能。比如,在对机械进行设计加工时,可以采用中碳调制或低碳钢渗碳的加工方式,用此来提高材料的性能,从而满足机械零件应用的要求。
2.2满足经济性的要求
每一个企业进行运营都是为了盈利,获得企业的收入,所以对机械设计材料进行选择也必须要满足这个条件。尤其是在当前我国经济迅速发展的今天,人们对于机械的需求量加大,但是日益突出的资源缺乏的问题却给机械设计的材料选择带来了巨大的困难。企业一方面要考虑到对于企业自身的经济效益,又要保证机械设计的质量,所以在对机械设计的材料选择上就要更加仔细慎重,既不能造成材料的浪费,又要尽可能地满足机械在性能上的一切需求。
例如,我们要选择一种材料,这种材料要具有一定的硬度,这就需要企业对于一切可以进行机械设计的材料进行权衡,根据材料具体的形状和机械零部件的尺寸大小以及零件需要满足的硬度进行选择,选择的材料要尽可能满足机械的各种性能,所需的材料数量也要进行严格的计算,避免产生浪费现象,造成对材料的采用过多,从而造成了企业的机械设计成本的增加。如果在设计中有效截面的面积小于50mm,那么企业就可以选择20Cr;如果有效截面面积是50~150mm之间,并且它的重量又不重,小于50kg,那么企业就可以选择20Cmnti,诸如此类的做法,这样企业就可以对机械设计的材料的选择进行合理的优化与改进,避免出现浪费的现象造成资源缺失的进一步加大,从而造成企业的成本大大增加,达不到企业盈利的目的。
2.3满足环保性的要求
目前,由于工业发展给环境造成的破坏已经成了一个不争的事实,如工业生产产生的废料垃圾、工业垃圾和一些白色污染。这些都是工业发展带给环境的巨大污染,是人们最近以来普遍关注的问题,也是急需解决的环境问题。从工业生产的源头,即机械的设计的材料选择上把好关,选择对环境具有环保效果的、没有危害的材料,这样才能够促进环境的可持续发展,保持生态平衡,从而推动企业经济效益的稳步持续发展,推动我国经济的可持续发展。
在这一过程中,担任机械设计的设计人员也是至关重要的,机械设计人员要掌握多方面的知识,需要对机械设计的材料进行多方面的分析和研究,最终进行慎重的选择。可以说机械设计工作是一项任重而道远的事业,机械设计是一切工作顺利进行的前提,企业生产取决于设计的好坏,所以为了追求企业的最大利润,就要加大机械设计对于环境保护的要求,遵循保护环境与生态平衡的原则,对人类赖以生存和发展的家园进行有效的保护,从而实现材料选择和应用满足环保性要求的目的。
3.1实用性材料的选择与应用
机械设计中材料的选择与应用主要是为了满足机械在实际操作中的使用,所以机械设计的材料必须要有实用性。首先,在对机械材料的应用上要以工艺生产为指标,对材料所要使用的范围和用途进行系统的了解后,对材料进行铸造、切割等操作,以满足不同设计的需求。其次,机械的不同零件对于材料的需求也不同,这要充分考虑材料的具体使用,例如制造哪个零件,然后再对材料进行强度和耐磨性的选择,对于有特殊要求的材料要进行特殊处理。
3.2载荷类型材料的选择与应用
在机械的使用过程中,如果材料没有较好的荷载能力,就会造成机械无法使用以及被压坏的现象,所以对于材料的要求应格外注意它的荷载能力。如在机械的使用过程中,会在正常的时候突然出现抑制失效的情况,这都是荷载出现了问题。所以,在选择和应用材料时,一定要估算材料的荷载能力,从而完善机械在工作中的使用状况。
3.3低消耗材料的选择与应用
随着国家对于环保工作的强力推进,机械设计也要遵循国家可持续发展的理念,在机械设计上要尽可能地减少污染和资源的浪费。一方面,要尽可能减少热处理技术的使用,因为这项技术对材料的寿命是有一定影响的,同时也会带来较大的环境污染。所以,我们为了有效减少这种现象的发生,可以进行热轧状态和冷轧状态下发挥性能的材料。另一方面,如果不能避免热处理,就要选择进行热处理较少的材料,降低消耗,促进机械行业的可持续发展。
3.4无害材料的选择与应用
在人们的日常生活中出现了许多有害的物质,这也加强了企业在机械设计材料选择上的注意。所以,机械设计的材料要尽可能地选择一些无害的材料,否则就会给人体带来一些危害。比如,Ni元素,这种元素对于人体的危害是十分巨大的,同时它还会给环境带来极大的污染。要对材料进行慎重选择,防止选择有害的材料,就要加大对材料的监测和管理,避免有害材料进入到机械设计中来。总之,这是现阶段机械设计中一个十分重要的问题。
总而言之,我们对于机械设计中的材料选择和应用要更加符合现代社会对于环保和经济、实用与可持续的要求,从而为机械设计行业的稳步持续发展提供切实有力的保障。
【机械设计中的材料选择及应用研究】相关
浏览量:2
下载量:0
时间:
计算机专业是计算机硬件与软件相结合、面向系统、侧重应用的宽口径专业。通过基础教学与专业训练,培养基础知识扎实、知识面宽、工程实践能力强,具有开拓创新意识,在计算机科学与技术领域从事科学研究、教育、开发和应用的高级人才。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈技工院校计算机专业教学的研究及发展方向相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
技工院校的整体教育目标要求计算机专业也要注重自身的发展,并与院校的整体教学目标实现内在的一致。如此,院校毕业的学生才能具备较好的专业素质,才能在严峻的社会就业形势下为自己寻求一席之地站稳脚跟。在充分尊重技工院校教育发展前景的前提下,计算机专业必须在教学方面做出及时的转变,促使学生掌握良好的专业技能,提升自身的就业能力,才能真正满足技工院校的整体发展目标。因此,计算机专业的发展方向既要满足技工院校的教育要求,又要充分考虑社会的就业形式,并针对自身的专业发展潜力做出理性的选择,与整体具有目标要求保持一致,同时也要促使本专业实现长久持续发展。
1、优化计算机专业教学有助于及时贯彻合理的教学理念。
技工院校的整体教育目标要求计算机专业要做出及时的转变,为自身长久分组夯实基础。因此,优化技工院校计算机专业教学无非以整体教育目标为基点,使崭新合理的教学观念得意落实,从而保障计算机专业的教学质量和效果,并有利于对合理的教学理念进行大力推广,充分体现计算机专业的价值。
2、优化计算机专业教学有助于引导学生适应社会就业形式。
技工院校的教育目标不仅仅停留在各种专业的教学上,其在强化优化各种专业教学效果的前提下,将更为深层的意识延伸到学生未来的就业问题上。可以说,优化计算机专业无疑是为学生未来就业做好铺垫。毕竟,从计算机专业教学的优化入手,能够使学生掌握更多的计算机专业知识,并将促成教学优化问题与学生就业问题的及时衔接,从而督促学生改变学习观念,积极吸取专业知识,为更加从容的适应社会就业形势添加有力的羽翼。
3、优化计算机专业教学有助于帮扶学生构建未来的岗位操守。
计算机专业教学必须实现优化,这是技工院校教育发展的内在要求,也是社会就业形式的客观要求。然而,针对专业教学进行优化,不单单针对教学内容,还要针对学生就业后的职业道德问题进行涉猎,否则,培养全面人才的目标便会越来越模糊。教学内容的优化也会触及到职业道德意识的课堂灌输,可见,优化计算机专业教学为提升学生的综合素养提供了土壤。
1、重视优化计算机专业教学的必要性,彰显专业发展价值。
将计算机专业的发展放在一个合理的高度,并对优化专业教学进行实际拓展,才能将教学优化活动进行到底。当然,这需要技工院校的领导要通过有效的学习增长自身的管理知识,使其从战略高度把握计算机专业的教学优化问题。与此同时,技工院校的领导还要对当今的就业形势做以全面深入的分析,从而使学生明确专业教学优化与未来就业的内在关系。计算机优化的进程才能稳步推进,计算机专业的价值才能真正得以体现,为学生未来的发展打下坚实的基础。
2、加强与企业的联系,为学生搭就实习机会。
通过实际行动才是优化计算机专业教学的有效渠道,实际行动不仅包含技工院校的实际教学内容,还应当包含学生的实习活动。因此,技工院校学生的实习问题应当引起高度重视,对学生实习问题有一个提前的把握和预测。这就要求技工院校要与企业保持良好的沟通,构建并巩固合作关系,为学生的实习搭建良好的平台。如此,企业才能更加透彻的了解当代学生的自身能力,体会计算机专业教学优化的优势,也让学生充分感受企业对计算机人才的各种需求。了解的越充分,合作平台则会越来越多,学生实习机会具备了充分的保障,企业选择优秀人才才可能性越来越大,最终,企业与技工院校实现了双方的互动,对彼此有一个较为到位的了解,实现技工院校与企业的双赢。
3、注重职业生涯规划教育,确保进行优化进程。
技工院校针对计算机专业教学进行优化,是促使学生实现顺利就业的要求,也是实现技工自身发展教育目标的必然选择。因此,技工院校要牢固树立职业生涯规划意识,在学生入学时就及时构建职业生涯规划教育体系,使职业规划在起点上占据优势,并针对外界的情况对计算机专业教学进行及时的调整,使教学内容更加实用,使教学效果更加牢固,使教学目标及时实现。
优化计算机专业教学是技工院校必须落实的问题。我们必须高度重视这个问题,并积极用行动践行这个目标,通过有效的策略来帮助教学实现优化,使学生的学识转化为动力,使学生的能力充分发挥,真正与社会实现融洽的结合,以此来推动社会的不断进步与发展。
相关
浏览量:2
下载量:0
时间:
目前,我国正处于城镇化建设的关键阶段,建筑工程项目的数量持续增加,对各类资源的需求量也较为庞大。因此,在建筑行业中推行节能技术就具有十分重要的现实意义。在建筑行业中推行节能技术,不仅可以实现资源的有效利用,同时还可以缓解资源短缺的问题,在一定程度上有助于减少建筑污染,使人们的生活条件及生活环境得以改进。与此同时,推行建筑节能对于促进我国经济的发展和扩大内需也有着积极作用。就目前我国建筑行业的发展现状来看,在国家相关部门的推动下,节能技术在建筑领域中已经逐步得到了较为广泛的应用,并且取得了显著的成就。根据国家有关部门的统计,仅2013年推行建筑节能技术所实现的能源节约总量,相当于每年冬季吉林省供暖所需消耗的煤炭资源的总量。除此之外,建筑节能技术的应用还在一定程度上推动了建筑行业的技术创新及发展,使得建筑行业的施工整体水平得到了大幅度提升,真正实现了我国国民经济的可持续发展,且有效促使建筑行业中浪费现象的减少,由此降低了工程的总成本,为相关企业赢得更多的经济效益和良好的社会效益。
在建筑节能材料的应用中,外墙保温材料是非常重要的组成部分,能起到很好的节能效果。在外墙保温材料方面,根据材料的化学组成通常把材料分为无机材料、有机材料和复合材料。在很长的一段时间内,我国建筑施工多使用无机材料为主,但随着行业发展,普通无机材料无法适应时代发展的要求,因此,在外墙保温材料方面要加以的改进。近年来出现的复合型保温墙体材料具有很多优良的性能,此类材料在建筑外围护结构尤其是外墙保温及饰面系统中应用广泛,也具有很多的优点。其优点主要体现在:在主体结构方面,要使其更牢固的固定在建筑外墙上,并保证长期的使用性能及与气候相适应的耐久性;在中间部分,一般多应用保温板;同时在围护结构最外层通常是起到美化作用和保护作用。
建筑节能门窗的利用有利于提高建筑工程的质量安全,同时提高工程的经济性,因为门窗材料在很大程度上影响到建筑物整体的热传导,也就是说,门窗能耗占建筑整体耗能的比重较大。因此,切实优化建筑门窗工程的节能对于整个建筑装饰施工行业水平的提高也非常有意义。而门窗节能的关键在于设计、材料选择和施工工艺三个方面,其中选择新型的节能型门窗材料就是一个得力措施。例如,以新型隔热材料来连接铝合金型材而制成的复合窗框材料可以显著提高门窗的热阻,达到节能降耗的目的。同时,窗框与门窗洞口之间的缝隙应采用具有良好的保温、防潮功能的材料填充,常用的填缝材料则有聚氨酯泡沫填缝剂、保温防水砂浆等。
建筑屋面作为建筑工程中耗能较大的部分,对屋面工程施工时注重节能型新材料的使用可提高屋面的保温性能,且降低了资源消耗量和减轻对环境的污染。通常来说,良好的保温性能要求建筑屋面构件的导热系数小,并将其铺设在屋面结构层和防水层之间才能够获得最佳的处理效果。发展到目前为止,多种类型的保温板都已经应用到建筑屋面工程中,主要包括聚苯板、水泥膨胀蛭石、膨胀珍珠岩以及水泥聚苯板等,这些新型材料在屋面工程施工中已取得了一定的成效,有利于建筑工程质量的提高,切实提升了建筑工程的整体效益。
环保材料在建筑装饰当中的应用大致可以划分为以下三个类型:一是天然环保材料,这些建筑装饰材料本身就没有毒或者是毒害性质非常小,通常在实际应用环境下只需要进行简单的加工以后就可以应用到建筑装饰施工当中去,主要包括建筑装饰木材、石膏以及天然石材等;二是合成类环保材料,这些建筑装饰材料本身可能存在一定的毒害性质,但是可以通过现有的成熟技术或者是手段来进行加工和合成,经过处理之后的材料就能够实现材料内毒害物质的集聚或者是缓慢释放,以此使得这些材料可以在建筑装饰当中加以利用,通常将其称作为低毒、低排放的材料,对于人类健康的威胁影响并不大,该类型的建筑装饰材料主要就是一些甲醛含量符合国家标准的大芯板和纤维板等;三是化学合成材料,这种类型的建筑装饰材料相对而言毒害性质要大一些,主要是一些环保型乳胶漆和油漆等,我们国家目前的科学技术水平和检测手段还很难对这些材料的毒害性质进行确定,因此在具体的应用过程当中就应多加注意,当然我们相信,随着现代科学技术的飞速发展,对于这些材料的准确认识以及科学界定还是可以实现的。
走可持续发展道路是我国长期坚持的一项重要决策。因此,我国对于建筑节能新型材料也会大力发展、大力推广。目前,由于传统建材的生产导致我国耕地面积极速减少,目前我国剩余耕地面积仅占国土面积的10%,而近年来,我国的房屋建筑却在逐渐增加,其墙体材料主要以粘土砖为主,这样一来,粘土砖的生产就会快速消耗我国粘土资源,而且在生产过程中也会消耗很多煤炭资源,这样不仅浪费了很多土地资源,而且对于环境污染也较为严重。运用实心粘土砖,不仅浪费资源,而且还会增加建筑的采暖耗能。因此在以后的建设过程中,要积极发展新型节能材料,以此保证环境污染的大大减少,并减少不必要的能源消耗。例如,加气混凝土砌块、石膏复合墙板等大量的新型节能墙体材料的使用,他们有着能够更充分地利用资源、变废为宝,节能降耗等共同优点,这些新材料的使用将对我国的建筑材料行业发展引向轻质高强、绿色环保护的新时期。
我国建筑行业未来的发展趋势一定是绿色环保的,建筑节能不仅能够保护耕地资源、缓解能源供给的紧张局面,而且还能保护环境,改善人们的生活质量。因此,对于建筑节能的新型材料也会利用到各个地方。我国应大力发展科技,研制出符合社会需要的新型节能材料。具体可以在实际的工作中将废弃的塑料泡沫发展成为保温绝热的墙体板材,以此既节约了成本,又能对材料二次利用,还能将其变废为宝;可以将无用的玻璃实现回收,将其作为生产的贴面材料,研制出热反射镀膜玻璃、低辐射镀膜玻璃等,以此有效减少垃圾的排放并节约资源;通过科技研制出免烧水泥,在工程中利用这种新型水泥进行施工,可以有效的降低生产水泥所需要的能源,而且在一定程度上减少污染;研制免振混凝土,将其运用到施工建筑中,该种材料在施工建筑中不振捣,不仅能够减少噪音污染,而且也大大减少了能源消耗。而在建筑的节能规划设计工作中,对于建筑外墙、门窗、屋顶以及地板的保温隔热性和气密性也都有了新的要求,低碳环保已经大势所趋。因此,发展新型节能建筑材料是对环境破坏一种强有力的回应,不仅要提高建筑物自身绝热和保温的效果,还要大力降低采暖空调能源消耗,以此切实改善人们的生活环境和居住质量。
总言之,随着现阶段我国房屋建筑面积的不断增加,建筑行业发展非常迅速,其能源消耗量较大,因此发展建筑节能技术就显得尤为重要。在过去几年,由于建筑行业能源消耗量大,但对能源节约问题没有足够的重视,以此造成我国经济发展过程中出现很多问题。这就要求我们在以后的建筑工程施工中,要及时应用新技术和新材料,以此保证建筑工程的绿色、健康发展,有效促进我国经济的可持续发展。
浏览量:3
下载量:0
时间: