济南大学材料科学与工程学院2017-2018学年第一学期2017级

纳米氧化铝对硅酸三钙水化性能的影响张京波;王琦;宋鹏;杨中喜;卢露【摘要】为了探究纳米氧化铝(NA)对硅酸三钙(C3S)水化过程的影响,采用溶胶-凝胶法制备高纯C3S矿物,NA以不同的含量参与C3S水化;采用X射线衍射、扫描电子显微镜、水化量热分析及差热分析等测试手段,研究NA对C3S水化速率、水化产物及形貌和浆体强度等水化性能的影响.结果表明:NA能够促进C3S的的水化,尽管延迟了C3S诱导期的水化,但水化放热速率及放热总量均大于纯C3S的;NA的加入增加了C3S水化产物C-S-H凝胶和氢氧化钙(CH)晶体的含量,其中NA的质量分数为1％时CH晶体的质量增加率为8％,NA的质量分数为5％时C-S-H凝胶的增加率为4.1％;NA能够减少C3S水化浆体表面孔隙,使得浆体表面更加致密,水化程度更高;NA的质量分数为1％时C3S水化浆体试样的抗压强度最大,其28 d 抗压强度较纯C3S浆体试样的增加8％.【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(032)006【总页数】6页(P510-515)【关键词】纳米氧化铝;硅酸三钙;水化性能【作者】张京波;王琦;宋鹏;杨中喜;卢露【作者单位】济南大学材料科学与工程学院,山东济南 250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南 250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南 250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南 250022【正文语种】中文【中图分类】TQ172.1纳米技术是一项具有革命性的技术革新，在能源、安全和信息技术等诸多领域得到了广泛的应用。

纳米材料具有活性高、颗粒细小和比表面积大等特性，近年来在水泥和混凝土中的应用越来越受到人们的重视[1-3]。

在水泥混凝土材料领域中研究最多的纳米材料主要是纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化铝(NA)以及纳米二氧化钛等[4-9]。

研究生专业论文题目高子栋材料加工工程农作物秸秆纤维/脱硫石膏复合材料的制备与性能研究宁超材料加工工程聚丙烯纤维/水泥复合材料的制备与性能研究刘民荣材料加工工程石膏及其复合材料的防水性能研究指导教师：李国忠济南大学教授答辩委员会主席：王成国山东大学教授、博导委员：岳云龙济南大学教授王琦济南大学教授赵蔚琳济南大学教授王介强济南大学教授秘书：段广彬济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼206会议室材料科学与工程学院2011-5-25研究生专业论文题目吴维祥材料学浓相气力输送脱硫石膏复杂管段流动特性的研究指导教师：刘宗明济南大学教授、博导答辩委员会主席：王成国山东大学教授、博导委员：李国忠济南大学教授岳云龙济南大学教授赵蔚琳济南大学教授王介强济南大学教授秘书：段广彬济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼206会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目牛锛材料加工工程微波溶剂热合成锂离子电池电极材料的研究指导教师：王介强济南大学教授答辩委员会主席：王成国山东大学教授、博导委员：李国忠济南大学教授郑少华济南大学教授岳云龙济南大学教授赵蔚琳济南大学教授秘书：段广彬济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼206会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目刘振材料加工工程抗蚀水泥的组成设计与机理研究田陆飞材料学高效承压智能堵漏复合材料的制备与性能研究指导教师：王琦济南大学教授答辩委员会主席：王成国山东大学教授、博导委员：郑少华济南大学教授岳云龙济南大学教授赵蔚琳济南大学教授王介强济南大学教授秘书：段广彬济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼206会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目文明材料学Ti2AlC/TiAl(Nb、B)复合材料热处理工艺对力学性能影响的计算模拟研究徐兴军材料加工工程无硼无氟玻璃纤维组成与性能的研究指导教师：岳云龙济南大学教授答辩委员会主席：王成国山东大学教授、博导委员：李国忠济南大学教授郑少华济南大学教授王琦济南大学教授赵蔚琳济南大学教授秘书：段广彬济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼206会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目李东东材料学纳米流体强化热管内部传热机理研究指导教师：赵蔚琳济南大学教授答辩委员会主席：王成国山东大学教授、博导委员：李国忠济南大学教授岳云龙济南大学教授王介强济南大学教授王琦济南大学教授秘书：段广彬济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼206会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目丁海洋材料加工工程Al2O3/ZnO复合纳米粉体作为润滑油添加剂的性能研究焦大材料加工工程Al2O3/SiO2复合纳米颗粒作为抗磨剂的性能研究指导教师：郑少华济南大学教授答辩委员会主席：王成国山东大学教授、博导委员：李国忠济南大学教授岳云龙济南大学教授王介强济南大学教授王琦济南大学教授秘书：段广彬济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼206会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目李保亮材料学矿物组成对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及性能影响的研究指导教师：刘晓存济南大学教授答辩委员会主席：李木森山东大学教授、博导委员：陶珍东济南大学教授李嘉济南大学教授李艳君济南大学教授王艳济南大学副教授秘书：周国荣济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼315会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目丁留伟材料加工工程脱合金法制备纳米多孔铜的研究李祯元材料学Al63Cu25Fe12准晶增强Al-Si合金的组织与性能研究朱云虎材料学RCLD法制备碳表面Si化物涂层的研究续晶华材料物理与化学聚苯乙烯模板法制备金属镍中空微球的研究指导教师：耿浩然济南大学教授、博导答辩委员会主席：李木森山东大学教授、博导委员：刘晓存济南大学教授李嘉济南大学教授滕新营济南大学副教授王艳济南大学副教授秘书：周国荣济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼315会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目张宗见材料学ZnO/活性炭纤维复合材料的研究孙富升材料学生物活性炭纤维负载CuO降解苯酚的研究指导教师：李嘉济南大学教授答辩委员会主席：李木森山东大学教授、博导委员：陶珍东济南大学教授李艳君济南大学教授滕新营济南大学副教授王艳济南大学副教授秘书：周国荣济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼315会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目李俊倩材料物理与化学水热合成钛酸钡粉体的颗粒特征及陶瓷性能研究指导教师：李艳君济南大学教授答辩委员会主席：李木森山东大学教授、博导委员：耿浩然济南大学教授、博导陶珍东济南大学教授李嘉济南大学教授王艳济南大学副教授秘书：周国荣济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼315会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目王晓波材料加工工程建筑垃圾在水泥生产中的再利用研究指导教师：陶珍东济南大学教授答辩委员会主席：李木森山东大学教授、博导委员：耿浩然济南大学教授、博导李艳君济南大学教授李嘉济南大学教授王艳济南大学副教授秘书：周国荣济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼315会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目张登伟材料加工工程快速凝固稀土中间合金对高镁铝合金组织和性能的影响李波材料物理与化学原位颗粒-枝晶块体非晶复合材料制备及其性能研究指导教师：滕新营济南大学副教授答辩委员会主席：李木森山东大学教授、博导委员：耿浩然济南大学教授、博导李艳君济南大学教授陶珍东济南大学教授李嘉济南大学教授秘书：周国荣济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼315会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目刘健飞材料学Fe/Al2O3梯度涂层材料结构与性能研究指导教师：王志济南大学教授答辩委员会主席：李木森山东大学教授、博导委员：耿浩然济南大学教授、博导李嘉济南大学教授李艳君济南大学教授滕新营济南大学副教授秘书：周国荣济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼315会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目崔永涛材料物理与化学铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15的制备与性能的研究燕克兰材料物理与化学铁酸锶镧薄膜的制备及其电学性能的表征指导教师：付兴华济南大学教授答辩委员会主席：张玉军山东大学教授、博导委员：刘福田济南大学教授、博导胡广达济南大学教授刘世权济南大学教授曹丙强济南大学教授秘书：姜庆辉济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼303会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目殷在梅材料物理与化学Mn对BiFeO3基薄膜结构及性能的影响研究程玲材料物理与化学BiFeO3薄膜的老化与漏电抑制王金翠材料物理与化学(100)-取向Bi3.15Nd0.85Ti3O12薄膜低温制备与压电性能研究指导教师：胡广达济南大学教授答辩委员会主席：张玉军山东大学教授、博导委员：刘福田济南大学教授、博导付兴华济南大学教授刘世权济南大学教授曹丙强济南大学教授秘书：姜庆辉济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼303会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目孙莉材料加工工程纳米Fe3O4表面磁性壳层制备及SiO2包覆的研究陈秀秀材料物理与化学ZnSe/ZnS核壳量子点制备与SiO2包覆的研究赵增宝材料学熔融石英陶瓷制备技术及性能检测与表征指导教师：刘福田济南大学教授、博导答辩委员会主席：张玉军山东大学教授、博导委员：胡广达济南大学教授曹丙强济南大学教授付兴华济南大学教授刘世权济南大学教授秘书：姜庆辉济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼303会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目杨瑞娟材料学磷酸铁锂系统玻璃的制备与析晶研究赵会材料学有机胺催化正硅酸乙酯反应制备SiO2材料王海霞材料学球形纳米孔二氧化硅材料及其吸附特性李蕊材料物理与化学TiO2微球的调控合成与表征指导教师：刘世权济南大学教授答辩委员会主席：张玉军山东大学教授、博导委员：刘福田济南大学教授、博导胡广达济南大学教授曹丙强济南大学教授付兴华济南大学教授秘书：姜庆辉济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料东楼303会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目谭文杰材料学硫铝酸锶钙水泥及耐久性的研究吴昊泽材料学利用钢渣和造纸污泥吸收工业废气制备建材制品指导教师：常钧济南大学教授答辩委员会主席：王培铭同济大学教授、博导委员：程新济南大学教授、博导芦令超济南大学教授杨萍济南大学教授黄世峰济南大学教授秘书：王守德济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼201会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目杜鹏材料学硫铝酸盐水泥基修补砂浆的研究赵华磊材料学碳酸化钢渣混合造纸污泥制备建材制品机理研究张宗振材料学1-3型正交异性水泥基压电复合材料的制备与性能研究郑连丛材料学硫铝酸（锶）钙水泥与液相侵蚀环境的相容性研究指导教师：程新济南大学教授、博导答辩委员会主席：王培铭同济大学教授、博导委员：芦令超济南大学教授杨萍济南大学教授常钧济南大学教授黄世峰济南大学教授秘书：王守德济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼201会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目鞠超材料学大功率收发兼备压电陶瓷的制备与性能研究指导教师：黄世峰济南大学教授答辩委员会主席：王培铭同济大学教授、博导委员：周宗辉济南大学教授、博导芦令超济南大学教授杨萍济南大学教授常钧济南大学教授秘书：王守德济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼201会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目赵丕琪材料学利用低品位原料及工业废弃物制备贝利特-硫铝酸钡钙水泥及其性能的研究尹超男材料物理与化学MgO和P2O5对阿利特-硫铝酸锶钙水泥合成和性能的影响李秋英材料学阿利特-硫铝酸锶钙水泥制备技术的研究李贵强材料学掺杂SrO和SrSO4对高阿利特水泥合成和性能影响指导教师：芦令超济南大学教授答辩委员会主席：王培铭同济大学教授、博导委员：程新济南大学教授、博导周宗辉济南大学教授、博导杨萍济南大学教授黄世峰济南大学教授秘书：王守德济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼201会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩研究生专业论文题目李志强材料学混凝土损伤自愈合能力影响因素研究李召峰材料学优化钢渣物相组成、控制MgO分布及其机理研究指导教师：周宗辉济南大学教授、博导答辩委员会主席：王培铭同济大学教授、博导委员：程新济南大学教授、博导芦令超济南大学教授杨萍济南大学教授常钧济南大学教授秘书：王守德济南大学博士答辩时间：5月28日8：00开始答辩地点：材料楼201会议室材料科学与工程学院2011-5-25济南大学研究生硕士学位论文答辩（在职攻读工程硕士学位）研究生专业导师论文题目王鲁彦材料工程常钧王基弘聚羧酸减水剂在营海集团混凝土站的应用研究王宜群材料工程王志刘颖风机叶片用多轴向织物复合材料层合板力学性能研究温红霞材料工程刘福田刘振林济钢高炉用铁矿石冶金性能研究尚小朋材料工程常钧鲁统卫硫铝酸盐水泥在制备高铁二型轨道板中的应用与研究孙元元材料工程李国忠鲁统卫无机保温砂浆的性能及应用研究李荣光材料工程芦令超硫铝酸锶钙矿物改性贝利特水泥的制备技术和性能研究答辩委员会主席：孙康宁山东大学教授、博导委员：丁海成山东省科学院研究员刘晓存济南大学教授葛曷一济南大学教授关瑞芳济南大学副教授秘书：王冬至济南大学讲师答辩时间：5月28日13:30开始答辩地点：材料东楼306会议室材料科学与工程学院2011-5-25。

高纯硅酸三钙矿物的制备及其早期水化特性张春丽;王琦;宋鹏;杨中喜;陈延昌【摘要】为制备高纯度硅酸三钙矿物并研究其早期水化特性,采用溶胶-凝胶法制备硅酸三钙单矿,通过X射线衍射、扫描电镜、差热分析以及乙二醇-乙醇法、激光粒度分析等测试手段,研究制备高纯硅酸三钙的最佳工艺以及其早期水化特性.结果表明:制备高纯硅酸三钙的最佳预烧温度为540℃,最佳煅烧温度为1 450℃并保温12 h;制备的硅酸三钙样品中游离CaO质量分数为0.2％,平均粒径为9.67 μm,比表面积为15.16 cm2/kg;硅酸三钙具有良好的水化活性,早期水化产物C-S-H微观形貌的演变规律是花瓣状—片状—片层纤维,另一水化产物Ca(OH)2发生了择优取向,沿着(001)晶面定向生长.【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(031)001【总页数】5页(P82-86)【关键词】硅酸三钙;溶胶-凝胶法;微观形貌;水化【作者】张春丽;王琦;宋鹏;杨中喜;陈延昌【作者单位】济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022【正文语种】中文【中图分类】TQ172.1硅酸盐水泥主要是由硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)4种熟料矿物组成，并掺入适量的石膏、混合材料组成的水硬性胶凝材料[1-2]。

水泥的水化过程相当复杂，影响因素也很多，除了水化温度、外加剂和混合材的种类及掺加量外，最主要的是水泥中4种熟料矿物自身的性质，而且它们在水化过程中是相互影响的，因此在研究水泥水化时，为了尽量避免其它因子的干扰，通常以单矿物作为研究对象[3-5]。

硅酸三钙(C3S)是硅酸盐水泥熟料中的主要矿物，水化反应较快，水泥的早期强度主要由它的水化产物提供[6]。

星期节次一二三四五1、2节8：00—9：35专业英语（1-2节）刘世权宫晨琛5J-304（2-17周）知识产权与知识产权法（1-3节）韩宁11J-5502（全日制专业学位）（2-7周）高性能混凝土（1-2节）周宗辉张德成6J-201（2-17周）新型墙体材料（1-2节）李国忠李建权马庆宇5J-304 （2-17周）新型胶凝材料（1-2节）芦令超宫晨琛6J-201 （2---17周）CFD数值模拟技术（1-2节）刘宗明、段广彬6J-405（2---17周）材料工程测试技术（1-2节）陶珍东张学旭5J-304（2---17周）3、4节10:15—11:50高温结构材料（3-4节）刘永杰 6J-418 （2-17周）功能陶瓷（3-4节）杨萍马谦6J-201（2-17周）粉体工程（3-4节）张学旭 5J-304 （2-17周）信息与文献检索（3-4节）武卫兵 5J-304 （2---17周）复合材料基体改性原理（3-4节）陈娟5J607（2---17周）5、6节13:30—15:05 水泥混凝土化学（5-6节）叶正茂5J-304 （2-17周）集体活动政治理论专题讲座文洪朝等（2-12周）（5-7节）11J-5502（全日制专业学位）非晶态材料（5-6节）王艳张维娟5J-304 （2---17周）金属基复合材料（5-6节）滕新营冷金凤 6J-609（2---17周）材料的结构与性能（5-6节）刘福田陈娟周国荣5J-304（2---17周）7、8节15:45—17:20 功能复合材料（7-8节）葛曷一陈娟5J-304（2-17周）材料工程基础赵蔚琳段广彬5J—304 （2---10周）热工工程赵蔚琳段广彬5J—304（11---17周）气固两相流（7-8节）刘宗明段广彬6J-405 （2---17周）复合材料界面（7-8节）关瑞芳陈娟 5J-304（2---17周）9、10节18:00—19:35 材料现代分析测试技术（9-11节）杨中喜陶文宏5J304（2-17周）材料工程基础（9-11节）赵蔚琳段广彬5J-304（2-11周）热工工程（9-11节）赵蔚琳段广彬5J-304（12-17周）材料制备工艺（9-11节）刘福田5J-304 （2-17周）结构陶瓷（9-11节）侯宪钦5J-304（2---12周）缺陷、扩散与烧结（9-11节）曹永强 6J-201（2---12周）11、12节20:15—21:50注：1、本学期教学活动为20周，2014级研究生9月4日报到入学，自第二教学周（9月8日）开始上课，第十九周至第二十周停课考试。

高等教育2020 年 5 月205新时代高校的根本任务和重大历史使命是培养德、智、体、美、劳全面发展的中国特色社会主义事业合格建设者和可靠接班人。

而目前高校党建工作与学生工作融合性差、专业管理队伍薄弱、工作方式单一等问题较为常见。

基于此，本文将开展新时代背景下高校学生党建工作和学生工作的“四结合”路径研究，试图构建高校学生党建与学生工作有机结合的新形式、新机制。

一、“四结合”路径问题分析高校学生党建工作和学生工作面向群体交叉、培养目标相似、工作形式接近，学生党建指引学生工作的正确方向，起到政治、思想和组织的保证作用；学生工作为党建工作搭建新平台。

因此要让学生党建借助校园文化载体促进其工作稳步推进，扩大影响范围；让学生工作借助学生党建优势促进其理论提升、增强管理能力，促进党建工作与学生工作的联动融合、协调发展、共同发展。

二、“四结合”路径实施措施1.思想理念结合工作目标的有机统一。

牢牢把握“立德树人”根本任务，聚焦思想引领，打造多维度的育人平台，提升学生协作力、组织力、协调力、管理能力等领导力发展。

工作内容的有机统一。

学生党建工作和学生工作都是开展思政教育的有效途径，要加强学生在思政教育方面的引导，充分发挥党的思想优势、政治优势和组织优势。

工作层面的有机统一。

通过突出学生在教学、活动、组织等方面的主体地位和作用，将党务工作有效渗透学生工作中，将两者协调统一，有机结合，培养有思维主动性和行动先进性的新时代优秀青年。

2.工作制度结合建立以学生党建为指导的思政育人体系。

将思政教育有效渗透进学生的言行举止中；将优秀的共青团员聚拢在党的周围，吸纳为入党积极分子，进而发挥入党积极分子、党员的优秀模范带头作用，做好新时代青年引领示范[1]。

将党建工作制度与学生工作制度相结合。

把党建制度的优越性融入学生工作中，充分调动学生党员的指引思想、帮扶学业、创新工作上的优势，做到思想引领示范争先，学习工作齐头并进。

3.工作内容结合学生党建和学生工作的融合还要实现内容的融合，将组织建设、思想建设、制度建设、作风建设融合，形成党建和学生工作制度体系，一并规划，一同建设，一同实施[2]。

第７期櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇殱殱殱殱教育与培训 收稿日期：２０２０－０２－０５基金项目：济南大学研究生导师指导能力提升项目（ＪＤＹＹ１８０３）；山东省研究生教育教学改革研究项目（ＳＤＹＪＧ１９０４２）作者简介：杨长红（１９７７—），女，山东临沂人，副教授，博士，研究方向为新型电子材料。

新工科理念下材料工程硕士研究生专业实践能力的培养杨长红１，赵蔚琳２，王英姿２，冯　超２，吴海涛２，马　谦２（１．济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室，山东济南　２５００２２；２．济南大学材料科学与工程学院，山东济南　２５００２２）摘要：在新工科背景下，对材料工程专业学位硕士研究生的培养质量提出了更高水平的要求。

实践能力成为工程硕士研究生培养体系的关键环节，专业实践能力的高低是衡量培养质量的重要标准。

以济南大学材料工程专业硕士研究生培养为例，充分利用本学科在本校的专业优势，围绕课程内容设置、实践基地建设、完善双导师制度、学位论文与实践相结合等方面，以提升学生工程实践能力为重点的培养模式，为社会探索并输出适应材料工程领域需求的高质量、创新型人才。

关键词：新工科；材料科学与工程；教学；实践中图分类号：Ｇ６４０ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）０７－０１６９－０２ＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｏｆＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＰｒａｃｔｉｃｅＡｂｉｌｉｔｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｓｔｅｒＧｒａｄｕａｔｅｓＵｎｄｅｒｔｈｅＮｅｗＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｃｅｐｔＹａｎｇＣｈａｎｇｈｏｎｇ１，ＺｈａｏＷｅｉｌｉｎ２，ＷａｎｇＹｉｎｇｚｉ２，ＦｅｎｇＣｈａｏ２，ＷｕＨａｉｔａｏ２，ＭａＱｉａｎ２（１．ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉｎａｎ，Ｊｉｎａｎ　２５００２２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉｎａｎ，Ｊｉｎａｎ　２５００２２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｎｅｗｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｒａｉｎｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｒｅｒａｉｓｅｄｆｏｒｔｈｅｍａｓｔｅｒｓｍａｊｏｒｉｎｇｉｎｍａｔｅｒｉａｌｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙｈａｓｂｅｃｏｍｅａｋｅｙｐａｒｔｉｎｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｓｔｅｒｓ．Ｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｐｒａｃｔｉｃｅａｂｉｌｉｔｙｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｒｉｔｅｒｉｏｎｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔａｌｅｎｔｓｔｒａｉｎｉｎｇ．ＴａｋｉｎｇｔｈｅｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅｔｒａｉｎｉｎｇｆｏｒｍａｔｅｒｉａｌｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｊｏｒｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉｎａｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｗｅｈａｖｅｍａｄｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｔｈｅｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｉｓｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅａｔｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ａｎｄｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｐｒａｃｔｉｃｅｂａｓｅ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｄｏｕｂｌｅｔｕｔｏｒｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎａｎｄｐｒａｃｔｉｃｅ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｍｏｄｅｗｉｔｈｔｈｅｅｍｐｈａｓｉｓｏｎｅｎｈａｎｃｉｎｇｓｔｕｄｅｎｔｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙｈａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｅｘｐｌｏｒｅａｎｄｏｕｔｐｕｔｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙａｎｄｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔａｌｅｎｔｓｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄｆｏｒｔｈｅｓｏｃｉｅｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅｗｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｍａｔｅｒｉａｌｓｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｔｅａｃｈｉｎｇ；ｐｒａｃｔｉｃｅ 为主动响应新一轮科技革命与产业变革，服务创新驱动发展、支撑“中国制造２０２５”等一系列国家战略。

热处理碳纳米管耦合维生素B12作为氧还原反应电催化剂的性能分析段广彬;房雅婷;董凯;姜媛媛;陈传霞;倪朋娟;逯一中【摘要】开发成本低廉、性能优良的阴极氧还原电催化剂,替代昂贵的铂基催化剂,一直是燃料电池研究中的热点和难点,也是实现燃料电池商业化的关键之一.碳纳米材料负载过渡金属大环配位分子作为氧还原催化剂具有成本低、活性较高、导电性能好、稳定性高等优点.本研究利用维生素B12(VB12)中心的Co-Nx环状结构,以VB12作为活性位点的前驱体,以碳纳米管(CNT)为碳载体,通过高温热解制备了CNT-VB12复合材料.对此复合材料的形貌和组成进行了表征,并对其在碱性条件下的氧气还原电催化活性、稳定性及抗干扰性进行了分析.结果表明,CNT-VB12材料表现出高的氧还原反应(ORR)电催化活性.动力学研究结果表明,此复合材料通过几乎完全的4电子转移过程催化氧气还原为水,并且具有优于商业Pt/C的抗甲醇干扰性及稳定性,是一种有良好实际应用前景的燃料电池非贵金属氧还原电催化剂.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2019(047)005【总页数】6页(P719-724)【关键词】碳纳米管;维生素B12;氧还原反应;电催化剂【作者】段广彬;房雅婷;董凯;姜媛媛;陈传霞;倪朋娟;逯一中【作者单位】济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022【正文语种】中文1 引言随着化石燃料的不断消耗，环境污染和能源枯竭等问题成为人类面临的严峻挑战[1]。

燃料电池具有高效的能量转化、生态友好等特点，引起人们的广泛关注[2,3]。

直接甲醇燃料电池(DMFC)由于其燃料来源丰富、储存运输方便，被认为是最有可能实现商业化应用的燃料电池之一[4～6]。

第38卷第3期2024年5月山东理工大学学报(自然科学版)Journal of Shandong University of Technology(Natural Science Edition)Vol.38No.3May 2024收稿日期:20230421基金项目:山东省自然科学基金项目(ZR2020ME108);泰安市科技创新重大专项项目(2021ZDZX017)第一作者:王广雨,男,156****1356@;通信作者:许荣福,男,13559@文章编号:1672-6197(2024)03-0065-06Al -3Y -2B 中间合金对Al -20Si 铸态组织和力学性能的影响王广雨1,徐勇1,冯以盛1,裴栋梁2,韩玉秀1,许荣福1(1.山东建筑大学材料科学与工程学院,山东济南250101;2.山东泰开精密铸造有限公司,山东泰安271000)摘要:研究了Al -3Y -2B 中间合金对过共晶Al -20Si 二元合金铸态组织及性能的影响规律,基于冷却曲线分析(CCA )方法,测得了Al -20Si 二元合金中加入Al -3Y -2B 中间合金前后的冷却曲线㊂实验结果表明:Al -20Si 合金熔体加入1.0%的Al -3Y -2B 中间合金后,初生硅的生成温度降低约13ħ;铸态组织的初生硅平均尺寸由110μm 减小到33μm ,初生硅形貌由粗大的多边形结构转变为尺寸细小的板状结构;共晶硅形貌由细长针状转变为短针状和短棒状;铸态合金的伸长率(EL )由1.62%提升到1.98%,极限抗拉强度(UTS )由120MPa 提升到162MPa ㊂Al -3Y -2B 的添加量为0.5%时,组织中的初生硅和共晶硅被很好的细化;Al -3Y -2B 的添加量提高到1.0%时,Al 基体中开始出现脆性相,影响合金的机械性能㊂关键词:过共晶铝硅合金;中间合金;变质处理;晶粒细化;热分析中图分类号:TG146.21文献标志码:AEffect of Al -3Y -2B master alloy on the microstructureand mechanical properties of Al -20Si castingWANG Guangyu 1,XU Yong 1,FENG Yisheng 1,PEI Dongliang 2,HAN Yuxiu 1,XU Rongfu 1(1.School of Materials Science and Engineering,Shandong Jianzhu University,Jinan 250101,China;2.Shandong Taikai Precision Casting Company Limited,Taiᶄan 271000,China)Abstract :The influence of Al -3Y -2B master alloy on the as-cast microstructure and properties of hyper-eutectic Al -20Si binary alloy were studied.Based on the cooling curve analysis (CCA)method,the cooling curve before and after the addition of Al -3Y -2B master alloy in Al -20Si binary alloy was meas-ured.The experimental results showed that the primary phase generation temperature decreased by about 13ħwhen 1.0%Al -3Y -2B master alloy was added to Al -20Si alloy melt.The average size of prima-ry silicon decreased from 110μm to 33μm,and the morphology of primary silicon changed from coarse polygonal structure to fine plate structure.The morphology of eutectic silicon changed from the slender needles to short needles and rods.The elongation (EL)of the as-cast alloy increased from 1.62%to 1.98%,and the ultimate tensile strength (UTS)increased from 120MPa to 162MPa.When the amount of Al -3Y -2B was 0.5%,the primary silicon and eutectic silicon were refined well.When the additionof Al -3Y -2B increased to 1.0%,the brittle phase began to appear in Al matrix,which affected the me-chanical properties of the alloy.Keywords :hypereutectic Al -Si alloy;master alloy;modification;grain refinement;thermal analysis㊀㊀㊀Al-Si合金因其优异的耐腐蚀性㊁较高的热稳定性和优异的机械性能而在许多工业领域中得到应用㊂过共晶Al-Si合金的组织主要由初生硅㊁共晶硅和α-Al三种相组成[1],粗大的多边形初生硅颗粒严重破坏基体的连续性,降低合金的延展性;另外,大块的初生硅相具有很高的硬度,在机加工中会加快刀具损耗,提高生产成本[2],所以细化初生硅对提高过共晶Al-Si合金的性能起到决定性的作用㊂目前,细化初生硅的方法主要有变质处理㊁快速凝固及外加物理场等[3-4]㊂变质处理是改变初生硅形态最有效㊁应用最广的一种方法[5],研究人员在变质处理改善合金力学性能方面已经做了相当多的工作㊂在较低凝固速率下锶的中间合金可以很好地变质细化过共晶Al-Si合金组织,在提高合金力学性能方面强于钠盐变质合金,但是锶的中间合金和钠盐的变质都只对共晶硅有效[6-7]㊂为了细化过共晶Al-Si合金中的初生硅[8-9],研究人员发现磷(P)可以细化初生硅,磷对初生硅的变质效果好,细化效果稳定[10]㊂后来,研究人员发现稀土(RE)可以细化初生硅和共晶硅,是一种优良的Al-Si合金变质剂,并且RE对共晶硅的变质效果比对初生硅的变质效果明显[11-13]㊂稀土钇(Y)对过共晶Al-Si合金中的硅相有明显的变质效果,有研究发现稀土钇可以同时细化初生硅和共晶硅[14]㊂早期研究已经证明Al-Y-B系中间合金对铝硅合金的变质细化作用,不溶性YB2颗粒被认为是初生硅和硅形态变质的有效核[15]㊂据报道,冷却曲线分析(CCA)是了解添加晶粒细化剂效果的一种简单而有用的方法㊂在研究铝合金凝固方面,CCA有许多应用,可以用来测定孕育程度㊁晶粒细化㊁潜热和固相率等信息[16-17]㊂在CCA分析中,热电偶用于记录凝固过程中样品的温度变化,然后得到合金凝固过程中的冷却曲线,从冷却曲线及其一阶导数中可以获得孕育程度等不同的参数[18-19]㊂本文以Al-20Si二元合金为研究对象,研究Al-3Y-2B中间合金对Al-20Si合金铸态组织细化效果及其对力学性能的影响规律,利用XRD和SEM表征Al-3Y-2B中间合金的组织状态,利用CCA方法表征合金孕育前后的凝固过程,利用光学显微镜(OM)表征铸态组织状态,利用CMT4202电子实验机进行力学性能测试㊂1㊀实验过程本研究中使用工业纯铝(质量分数99.7%)㊁工业纯硅(质量分数99.6%)㊁金属钇(质量分数99.0%)㊁Al-3Y-2B中间合金和Al-P中间合金等材料进行合金熔配㊂首先在电阻炉中熔配实验所用的Al-20Si二元合金,然后将一定质量的Al-3Y-2B中间合金㊁Al-3P中间合金分别添加到Al-20Si 合金熔体中,保温处理15min,并用六氯乙烷(C2Cl6)进行除气除渣处理㊂清理氧化渣后,将合金熔体浇入已预热至200ħ的石墨坩埚中进行凝固和测温㊂图1是本实验所用的测温装置示意图,K型热电偶位于坩埚中心,偶头距离坩埚顶部35mm,温度数据采集系统以10Hz的频率进行记录㊂本实验的力学性能试样是将合金熔体浇入预热至200ħ的金属模具中,加工成标准的抗拉强度试样,根据ASTM B557标准在室温下在CMT4204电子实验机上进行实验㊂从热电偶尖端所在位置横向剖切样品获得金相试样,按照金相标准进行试样的制备,使用OM进行表征㊂图1㊀测量Al-20Si熔体冷却曲线的实验装置示意图2㊀结果和讨论2.1㊀对Al-3Y-2B中间合金组织的表征图2是Al-3Y-2B中间合金的XRD检测结果㊂从图2可以得到,在Al-3Y-2B中间合金中检测到α-Al和YB2的衍射峰,YB2是Y和B相互作用形成的化合物,前期工作证明,这种YB2在变质时可以充当初生硅和共晶硅形核的异质核心[15]㊂图366山东理工大学学报(自然科学版)2024年㊀是对Al -3Y -2B 进行SEM 分析的结果㊂从图3(a)可以看到,Al -3Y -2B 组织中有两种相,其中深灰色的是α-Al 相,浅色是YB 2,这种YB 2相在基体中呈现为不规则板片状和长条状㊂图3(b)是YB 2的微观形貌,可以看到这种钇硼化合物表面有棱边和尖角,大小不均匀且呈团簇状,晶粒尺寸在2~9μm 之间㊂图2㊀Al -3Y -2B 中间合金的XRD表征结果(a)Al -3Y -2B中间合金微观形貌(b)YB 2相微观形貌图3㊀Al -3Y -2B 的SEM 图片2.2㊀冷却曲线图4是添加不同中间合金的Al -20Si 合金冷却曲线㊂通过图4可以看到,加入不同变质剂,初生硅的形核温度不同㊂加入Al -P 中间合金后初生硅的形核温度出现明显的升高,这说明Al -P 的加入改变了合金初生相的生成温度,而初生硅生成温度升高意味着有更多的初生硅生成并释放出更多的潜热;而且,中间合金加入后为母材合金引入了大量的异质核心粒子,有利于初生硅的形核和长大㊂添加Al -3Y -2B 后初生硅的形核温度降低约13ħ,这与Al -P 或Al -Si -Fe 中间合金的变质效果类似[20-21],说明在加入含有YB 2的中间合金后也可以像添加Al -P 中间合金那样改变初生硅的形核温度,这是因为加入Al -3Y -2B 中间合金为初生硅引入了YB 2作为形核的异质核心,有更多的初生硅形核和长大,使初生硅生成温度发生变化㊂从图4中的冷却曲线可以看到,加入Al -3Y -2B 中间合金后,共晶生长温度提高了1.5ħ㊂共晶生长温度用于评估Al -Si 熔体中共晶硅的变质程度[17-18]㊂经过分析发现,即使共晶生长温度升高,合金中的共晶硅仍保持变质后的形态,与纯锶变质后合金的情况相同,这意味着共晶生长温度升高也不会导致变质作用减弱,说明硅的形态和共晶生长温度之间不存在直接的关系[22-23];相反,共晶生长温度的升高说明Al -3Y -2B 对共晶硅有细化作用,添加Al -3Y -2B 中间合金为共晶硅引入了形核基底,增加了共晶硅的形核频率,根据经典形核理论,共晶硅的大小取决于形核频率,随着形核频率的增加,共晶硅得到细化[24]㊂图4㊀添加不同中间合金的Al -20Si 合金冷却曲线2.3㊀铸态组织及性能测试基于相同的实验条件,考察添加0.5%和1.0%的Al -3Y -2B 对过共晶Al -Si 合金中初生硅和共晶76第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王广雨,等:Al -3Y -2B 中间合金对Al -20Si 铸态组织和力学性能的影响硅的变质作用㊂图5显示了添加不同中间合金的Al-20Si二元合金的典型铸态组织㊂图6是经不同中间合金变质后初生硅晶粒尺寸对比图㊂图5(a)是未添加任何中间合金的Al-20Si的金相图片㊂从图中可以看到,未变质的初生硅晶粒较大,呈多面体和板块状分布在基体上,平均晶粒尺寸约为110μm㊂图5(b)是加入Al-P中间合金后的金相组织,组织中已经看不到较大尺寸的晶粒,经变质后晶粒尺寸分布在较小的范围,初生硅晶粒与未变质的晶粒相比明显变小,初生硅得到细化㊂图5(c)是加入0.5%Al-3Y-2B变质后的金相图片,从图中可以看到组织中尺寸较小的初生硅晶粒数量增多,初生硅被细化,大尺寸的块状初生硅数量减少,变质效果较好㊂图5(d)是经1.0%Al-3Y-2B变质后的金相图,结合图6可以得出,与添加0.5%的Al-3Y-2B 变质结果相比,初生硅晶粒没有继续减小的趋势,初生硅晶粒甚至有增大倾向,这说明添加1.0%的Al-3Y-2B并没有使初生硅进一步细化㊂由图6可以看到,与未添加变质剂的合金相比,Al-3Y-2B的变质细化效果明显,初生硅晶粒的平均尺寸约30μm [图5(c)和(d)]㊂与添加了Al-P中间合金的Al-20Si相比,经过Al-3Y-2B变质的初生硅晶粒尺寸和形态更均匀,此外,分析发现Al-3Y-2B中间合金的添加量对研究范围内的变质结果几乎没有影响[图5(c)和(d)],说明Al-3Y-2B中间合金在低添加量下有效㊂图5(a)是未经过变质处理的Al-20Si金相组织照片㊂从图中可以看到,未变质的共晶硅呈细长针状,尺寸长短不一,杂乱的分布在Al基体上,部分共晶硅的取向具有一定的方向性,一些区域的共晶硅近似平行生长,这些细长针状的共晶硅会割裂基体,严重削弱合金的力学性能㊂图5(b)是经过Al-P中间合金变质后的共晶硅金相图片㊂从图中可以看到,共晶硅一部分呈针状,大部分变为尺寸较小的短棒状,而且在基体中分布的更均匀㊂图5(c)和(d)是分别添加0.5%和1.0%变质的Al-3Y-2B 中间合金的金相组织图㊂从图中可以看到,共晶硅形貌和大小均发生了明显的变化,共晶硅由未变质时的长针状变为短针状和短棒状,均匀分布在Al基体上,这说明Al-3Y-2B细化共晶硅的能力强于Al -P中间合金㊂从图5(c)和(d)可以看到,随着Al-3Y-2B的添加,Al-20Si合金基体上出现大量的白条状和板片状的富钇相㊂从对Al-3Y-2B的XRD和SEM表征结果可以得出,这种富钇相是YB2相㊂Al-3Y-2B的添加量为0.5%时,富钇相较少,Al-3Y-2B添加量越多富钇相也随之增多㊂由文献可知,这种相为脆性相,其熔点和硬度比较高,可以作为初生硅和共晶硅的形核基底,但是富钇相耐腐蚀性较差,容易在凝固过程中形成裂纹和孔洞,从而削弱合金性能㊂从图5(d)可以看到富钇相上出现了黑色的孔洞㊂添加Al-3Y-2B可以细化晶粒,改变初生硅和共晶硅的形态,提高合金的性能,但是过量加入Al-3Y-2B会生成大量的富钇相,对材料的物理和机械性能产生不利的影响㊂㊀㊀(a)未添加(b)添加1.0%Al-P㊀(c)添加0.5%Al-3Y-2B(d)添加1.0%Al-3Y-2B 图5㊀添加了不同中间合金的Al-20Si试样铸态组织图6㊀Al-20Si合金初生硅晶粒尺寸图7是不同添加量的Al-3Y-2B对过共晶Al-Si合金力学性能的影响㊂由图7可以看出,添加Al -3Y-2B后,Al-20Si合金的极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)都明显提高,未添加Al-3Y-2B的Al-20Si合金的极限抗拉强度约为120ʃ8MPa,当Al-3Y-2B添加量分别为0.5%和1.0%时,合金的极86山东理工大学学报(自然科学版)2024年㊀限抗拉强度分别增加到158ʃ6MPa 和162ʃ7MPa;对比添加中间合金前后的伸长率,Al -20Si 的伸长率从1.62ʃ0.3%分别提高到2.10ʃ0.2%和1.98ʃ0.4%㊂在Al -20Si 中添加Al -3Y -2B 中间合金可以提高过共晶Al -Si 二元合金的力学性能㊂图7㊀Al -20Si 合金的力学性能下面主要探讨不同形态初生硅和共晶硅的生长机理,说明Al -3Y -2B 对初生硅和共晶硅生长方式的影响并进行具体的理论分析㊂过共晶Al -Si 合金中初生硅的不同形态受其不同的生长条件影响,初生硅的形态主要呈板状㊁星形及多面体状等㊂张承甫等[25]研究了Al -Si 合金中八面体硅的生长方式,五瓣星形的初生硅经常出现在硅含量较高的Al -Si 合金中,凝固速度对这种形态初生硅的形成也有一定的影响㊂一般认为多重孪晶决定了这种初生硅的形态,在液态金属中五个四面体之间形成的孪晶变为十面体后转变为这种五瓣星形的初生硅㊂张蓉等[26]研究了Al -Si 合金中的初生硅的生长方式和机理,结果发现硅相在重熔过程中并未全部溶解,而是成为初生硅形核长大的核心,在凝固结晶时,初生硅的形状与未熔解的硅颗粒之间存在一定的对应关系㊂初生硅的生长机制有两种,即孪晶凹谷机制(TPRE)和台阶机制两种生长方式,而其他因素如温度和晶体的外界生长环境等决定硅的最终形态㊂如果金属液的温度升高,初生硅在凝固时会呈现星形或树枝状从而取代之前的多面体状㊂过共晶Al -Si 合金中共晶硅的形态分布对提高合金的性能有着很大的影响,所以研究共晶硅的变质机理对优化合金组织有着重要的意义㊂上面提及加入Al -3Y -2B 中间合金后,共晶硅的晶粒从之前的长针状变为短棒状㊁短针状和点状,这表示共晶硅发生了球化现象㊂经过中间合金变质后共晶硅的生长方式发生了很大的变化,生长方式变为非平稳态,从而导致分枝增多,同时,晶体内部的缺陷增大且均为孪晶中的缺陷,这些因素都会导致共晶硅加快发生球化㊂对于共晶硅的变质机理,主要的解释有孪晶凹谷机制(TPRE)和台阶机制㊂用孪晶机制来解释,此理论认为在共晶硅的结晶区域是孪晶凹谷,经过富钇相变质,液态合金中的孪晶凹谷处吸附和富集了大量的Y 原子,阻碍和减缓了Si 原子四面体或Si 原子的生长速度,使其长大受到抑制,所以硅晶体长大后的形态被改变㊂硅晶体的生长方向被改变是由于稀土阻碍了孪晶凹谷沿[100]㊁[110]㊁[112]等晶向生长,硅晶体也由此发生分化;并且,Y 原子并非阻碍整个凹谷,而是优先吸附在凹谷内的位错㊁层错等缺陷处,分割了Si 晶体原来的片状结构,这些因素都促使Si 晶体由片状变成等轴断面的弯曲纤维状,共晶硅生长机制的变化导致硅形态发生变化㊂Al 和Si 的共晶结晶属于非小平面与非小平面的共生生长,因为Si 结晶的界面最光滑㊁阻力最小,Si 在结晶时会优先形核,而A1相的生长速度远远慢于Si 相,Si 相各向异性的晶体结构使其长大成不同的形态,常见的有板条状㊁多面体或者分散的针状㊂在加入Al -3Y -2B 变质后,Y 相在孪晶处的富集阻碍了Si 相的长大,使两相的生长方式发生极大的改变,几乎变为共同非小平面的生长,所以会形成细小的共晶硅组织㊂3㊀结论本文制备了一种新型的Al -3Y -2B 中间合金,并与通用的Al -P 中间合金对比,研究了Al -3Y -2B 对Al -20Si 二元合金铸态组织和力学性能的影响㊂根据实验结果和讨论,得出了以下结论:1)Al -3Y -2B 中间合金能够同时变质共晶硅和初生硅㊂Al -3Y -2B 在低添加量下效果明显,过多添加Al -3Y -2B 会在基体上生成白条状或点状的脆性相,影响合金的力学性能㊂2)添加Al -3Y -2B 可以提高Al -20Si 合金中硅的形核频率和共晶生长温度,降低初生硅的形核温度;另外,添加Al -3Y -2B 后,Al -20Si 的极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)都得到提高㊂参考文献:[1]朱运茂.新型AlP -Al 2O 3中间合金对过共晶铝硅合金复合变质的研究[D].上海:上海交通大学,2019.96第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王广雨,等:Al -3Y -2B 中间合金对Al -20Si 铸态组织和力学性能的影响[2]王鹰.微纳ZnS对铝硅合金凝固组织的影响[D].青岛:青岛科技大学,2021.[3]高续森,郭永春,马志军,等.冷却速度对多元铝硅铸造合金组织与性能的影响[J].稀有金属,2020,44(4):394-400. 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