哈工大材料物理性能课程论文
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毕业设计(论文)题目CNT基阴极扩散电极的研究专业电子信息科学与技术学号**********学生郑雪指导教师张宇峰答辩日期2014年6月23日哈尔滨工业大学毕设计(论文)评语姓名:郑雪学号:1102100510 专业:电子信息科学与技术毕业设计(论文)题目:CNT基阴极扩散电极的研究工作起止日期:2013 年12 月9 日起2014 年 6 月25 日止指导教师对毕业设计(论文)进行情况,完成质量及评分意见:Nafion膜作为甲醇燃料电池的电解质膜,存在比较严重的甲醇渗透问题,从而降低了电池的输出性能,因此需要对Nafion膜进行改性处理来降低甲醇渗透。
本文对Nafion膜的改性处理进行了充分的调研,在总结前人研究结果的基础上,系统探究了浸渍还原法制备Pd-Nafion复合膜的工艺参数对改性膜性能的影响,并对传统的浸渍还原法进行改进,在Nafion膜的浸泡过程中通过引入脉冲电场来使得更多的Pd原子沉积进入Nafion膜中,从而进一步减小了Nafion 膜的甲醇渗透,同时对电场参数的影响也进行了研究。
论文的研究工作创新性较强,内容饱满,论文结构合理,条理清晰,达到了本科生毕业设计论文的要求。
该生在毕业设计中工作努力,思路灵活,很好地完成了导师布置的各项任务,具备较强的独立完成工作的科研能力。
指导教师签字:指导教师职称:评阅人评阅意见:微型燃料电池是一种重要的MEMS器件,近几年受到了国内外学者的高度关注,论文选题具有重要的理论意义和应用价值。
甲醇渗透一直是抑制电池性能提高的瓶颈之一,本文对微型甲醇燃料电池及解决甲醇渗透相关方法的国内外研究现状进行了充分的调研。
在分析直接甲醇燃料电池工作原理的基础上,重点对甲醇渗透进行了深入地研究,首先采用溶液浸渍法制备Pd-Nafion改性膜,并分析了各种参数对电池性能的影响;在此基础上,提出了一种施加电场辅助对Nafion膜进行改性处理的方法,讨论了各种条件对电池性能的影响,从而确定了膜改性的最佳工艺条件,结果表明采用新方法改性的微型燃料电池性能要优于未改性,工作创新性较强,是一篇优秀论文。
金属材料哈工大绪论金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科. 主要内容 1 常用金属材料性能2 各种工艺方法本身的规律性及应用. 3 金属机件的加工工艺过程、结构工艺性。
热加工金属材料、铸造、压力加工、焊接目的、任务使学生了解常用金属材料的性质及其加工工艺的基础知识,为学习其它相关课程及以后从事机械设计和制造方面的工作奠定必要的金属工艺学的基础。
[以综合为基础,通过综合形成能力] 第一篇金属材料第一章金属材料的主要性能两大类 1 使用性能机械零件在正常工作情况下应具备的性能。
包括机械性能、物理、化学性能 2 工艺性能铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能等。
第一节金属材料的机械性能指力学性能---受外力作用反映出来的性能。
一弹性和塑性1弹性金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。
力和变形同时存在、同时消失。
如弹簧弹簧靠弹性工作。
2 塑性金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏的性能。
(金属之间的连续性没破坏)塑性大小以断裂后的塑性变形大小来表示。
塑性变形在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。
3 拉伸图金属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。
以低碳钢为例σb σk σs σe ε(Δl)将金属材料制成标准式样。
在材料试验机上对试件轴向施加静压力P,为消除试件尺寸对材料性能的影响,分别以应力σ(即单位面积上的拉力4P/πd2)和应变(单位长度上的伸长量Δl/l0 )来代替P和Δl,得到应力应变图1)弹性阶段oe σe 弹性极限2)屈服阶段过e点至水平段右端σs塑性极限,s屈服点过s点水平段说明载荷不增加,式样仍继续伸长。
(P一定,σP/F一定,但真实应力P/F1↑ 因为变形,F1↓)发生永久变形3)强化阶段水平线右断至b点P↑ 变形↑ σb强度极限,材料能承受的最大载荷时的应力。
4)局部变形阶段bk 过b点,试样某一局部范围内横向尺寸突然急剧缩小。
材料物理专业论文参考文献[1].朱文芳;向列相液晶的Fréedericksz转变的线性分析[D].河北工业高校.2023[2].常春蕊;空间各向异性势向列液晶盒的Fréedericksz转变[D].河北工业高校.2023[3].张书敬;向列液晶锚定能的微观理论一锚定能新公式及其在弱锚定扭曲向列液晶盒的应用[D].河北工业高校.2023[4].顾晓辉;双稳和单模激光系统中的时间延迟[D].苏州高校.2023[5].安海龙;挠曲电效应与向列相液晶盒的锚定能[D].河北工业高校.2023[6].关荣华;液晶材料外表物理——界面效应和锚定能的讨论[D].河北工业高校.2023[7].周玉兰;掺铒钒酸钇晶体的晶体场能级和等效g因子的分析[D].华中科技高校.2023[8].李晓奇;三能级原子系统中的光学双稳与多稳[D].华中师范高校.2023[9].路素彦;二能级系统中光学双稳与多稳的相干掌握[D].华中师范高校.2023[10].周江波;Fréchet空间上的非游荡算子[D].江苏高校.2023[11].陈阳;环形腔中三能级原子的光学双稳特性讨论[D].吉林高校.2023[12].徐均均;Fréchet空间中一类积分微分包含的可控性[D].哈尔滨师范高校.2023[13].杨思思;中国光柄菇属“Pluteus(Fr.)Quél.”真菌分类学讨论[D].吉林农业高校.2023[14].高颖;CO分子的振动、振—转能级能量本征值和Frank 一Condon因子的计算[D].长春理工高校.2023[15].范成林;基于颜色支撑点集、Voronoi图和Fréchet距离的几何算法讨论[D].中南高校.2023[16].钟海胜;PMN一PT钙钛矿相的合成及弛豫铁电陶瓷的制备[D].武汉理工高校.2023[17].杨振中;弛豫铁电体PMN一PT陶瓷的热压烧结制备与电学性能讨论[D].青岛高校.2023[18].钱昆;部分草酸盐工艺制备PMN - PT铁电陶瓷[D].常州高校.2023[19].田瑞英;PSN一PMN一PT铁电晶体的生长、结构与性能[D].西安工业高校.2023[20].周丹;PMN一0.38PT铁电薄膜的.制备及其电学性能讨论[D].上海师范高校.2023[21].田玥;弛豫铁电薄膜PMN一0.26PT的制备及其性能的讨论[D].上海师范高校.2023[22].曾新华;铅基弛豫型复合钙钛矿结构PMN一PT制备的若干问题讨论[D].武汉理工高校.2023[23].李东亮;PMN一PT陶瓷的织构化制备技术讨论[D].武汉理工高校.2023[24].文佳;模板生长技术制备PMN一32.5PT多晶织构陶瓷的讨论[D].中南高校.2023[25].韦之豪;Er3+离子掺杂PMN一PT透亮陶瓷光学性能讨论[D].苏州高校.2023[26].张腾飞;PMN - PT弛豫型铁电材料的制备及其储能行为的讨论[D].内蒙古科技高校.2023[27].宫兆泉;PMN一PT材料合成方法的改良和YbYAG透亮陶瓷的合成[D].上海师范高校.2023[28].刘妍;准同型相界四周PMN一BS一PT高温压电陶瓷讨论[D].武汉理工高校.2023[29].王歆;PMN-PT弛豫铁电粉体和薄膜的可溶性无机盐—螯合—凝胶法制备及性质表征[D].华南理工高校.2023[30].赵松睿;Y1-xHoxNi2B2C超导体和PMN-PT驰豫铁电体中的输运现象[D].浙江高校.2023拓展:关于材料物理专业有用性教学模式探商量文材料物理是从物理学原理动身供应材料结构、特性与性能的一门新兴交叉学科。
基于柯肯达尔效应的空心球制备摘要:介孔空心结构纳米材料与实心纳米颗粒相比具有更低的密度、更大的比表面积、更多元的功能调节维度(光、电、热、磁等)和更灵活的应用方式。
故有非常广泛的使用空间,而空心球制备方法有很多,本文结合传输原理传质部分内容以及柯肯达尔效应进行原理分析,应用举例以及改进方法等方面阐述。
关键词:空心球柯肯达尔效应扩散1空心材料优点介孔空心结构纳米材料与实心纳米颗粒相比具有更低的密度、更大的比表面积、更多元的功能调节维度(光、电、热、磁等)和更灵活的应用方式。
如:中空结构的微/纳米催化剂可以有效增加其在催化反应中的活性位点数;通过改变微/纳米介孔空心结构的组分、形貌、尺寸、壳壁厚度、孔隙率、孔的位置和孔内壁的特性等因素可以实现对其光、热、电、磁和催化等物化性能的调节;将难溶的功能活性成分担载在介孔空心的微/纳米结构的孔隙中,可以提高难溶物质的溶解度;将特异性药物担载在介孔空心微/纳米结构的孔隙中,为药物的缓释和可控释放提供了可能;将介孔空心微/纳米结构作为“纳米反应器”利用其量子限域效应和特殊的反应微环境,能得到特殊的反应结果。
因此,具有介孔空心结构的纳米粒子为纳米材料的功能化提供了广阔的空间。
2扩散及柯肯达尔效应简介空位机制适用于置换式固溶体的扩散"在置换式固溶体(或纯金属)中,由于原子的尺寸相差不大,因此很难进行间隙扩散"晶体中结点并非完全被原子所占据,存在一定的空位"而且空位的数量随温度的升高而增加,在一定的温度下对应着一定的空位浓度"也就是说在一定的温度下存在一定浓度空位的晶体才是稳定的"依靠空位的移动而进行的扩散机制称为空位扩散机制"其扩散过程是这样进行的,与空位相邻原子,由于热振动而可能脱离原来位置而到空位中去,占据了点阵中的空位,而原来原子所处位置就成为空位"这种过程不断进行,就发生了扩散"在空位扩散时,扩散原子跳入空位,此时所需的能量不大,但每次跳动必须有空位移动与之配合,即原子进入相邻空位实现一次跳动之后,必须等到一个新的空位移动到它的邻位,才能实现第二次跳动"因此实现空位扩散,必须同时具备两个条件:(l)扩散原子近旁存在空位;(2)近邻空位的扩散原子具有可以超过能垒的自由能石可见,空位扩散机制的扩散主要是通过空位的迁移来实现扩散,它的扩散激活能由原子跳动激活能与空位形成能两部分组成"柯肯达尔效应最初是金属学中的概念。
《材料结构与性能》课程论文刚玉-尖晶石浇注料微结构参数控制及其强度、热震稳定性和抗渣性能研究学生姓名:周文英学生学号:201502703043撰写日期:2015年11月摘要本文通过使用环境对耐火材料的要求,耐火材料与结构参数的分析,耐火材料结构控制措施进展分析等方面总结了耐火材料的使用现状,并提出了下一步耐火材料的改进措施。
分别是:在基质中加入一定量的硅微粉,改变液相的粘度,提高抗渣性;控制铝镁浇注料基质的粒径分布,使大颗粒含量一定保证其高温强度;使用球形轻骨料代替原来的致密骨料,提高气孔率,降低体积密度,提高能源利用率,降低能耗。
关键词:铝镁浇注料;高温强度;抗渣性;热震稳定性AbstractRequirements of the apply for fire resistance, analysis of refractory materials and structure parameters, current application and the promotion about the refractory are introduced in this paper. It included that: add some sillicon power into matrix in order to improve the viscosity of the liquid for abtaining better slag resistance; control the distribution of the particle in the matrix to ensure the high temperature strength; use spherical light aggregate instead of the original density aggregate to improve porosity and the rate of energy.Keywords:Alumina-Magnesia castable; high temperature strength; slag resistance; themal shock resistance.前言铝质材料和镁质材料是耐火材料中的基础材料,其与化合物尖晶石(MgAl2O4)的组合,赋予了材料许多新的特性,拓宽了浇注料组成和性能设计的空间[3]。
Classified Index: X792U.D.C: 628Dissertation for the Master Degree in EngineeringSTUDY ON FERMENTATION PROCESS OF LACTIC ACID WITH STARCH INDUSTRYWASTEWATERCandidate:Huang Chenyong Supervisor:Prof. Wang PengAcademic Degree Applied for:Master of Engineering Speciality:Environmental Science andEngineeringAffiliation:School of Municipal andEnvironmental Engineering Date of Defence:June, 2009Degree-Conferring-Institution:Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘 要玉米淀粉生产废水主要含有溶解性淀粉、少量蛋白质、有机酸、矿物质及少量的油脂,易腐败发酵。
目前淀粉生产工艺中,每吨淀粉耗水多,玉米损失大,其废水的外排造成严重环境污染。
玉米淀粉废水中有机物含量高,在本课题将其用于微生物发酵制备乳酸,以减少其对环境的危害。
采用本实验室通过微波诱变育种选育的乳酸高产菌种对玉米淀粉生产废水进行发酵研究,其结果表明:适当的浸泡废水和工艺废水配比以及葡萄糖添加量能促进发酵过程进行,乳酸产率得以提高,发酵液中乳酸浓度达到42.4g/L 。
同时,废水COD 有着近45%的降低,部分氨氮、无机盐类被乳酸菌的新陈代谢过程所利用。
为了进一步改善发酵过程,活性碳纤维(ACF )被用于乳酸菌的固定化载体。
实验采用浓HCl 、H 2SO 4、HNO 3及Fe 3+对ACF 进行改性,并对改性前后的ACF 进行XPS 表征,对ACF 表面菌膜进行光学显微镜及扫面电镜观测,最后以单丝菌膜厚度判定出HNO 3-Fe(Ⅲ)协同改性为最佳改性方法。
材料⼒学论⽂论⽂常⽤来指进⾏各个学术领域的研究和描述学术研究成果的⽂章,它既是探讨问题进⾏学术研究的⼀种⼿段,⼜是描述学术研究成果进⾏学术交流的⼀种⼯具。
论⽂⼀般由题名、作者、摘要、关键词、正⽂、参考⽂献和附录等部分组成。
论⽂在形式上是属于议论⽂的,但它与⼀般议论⽂不同,它必须是有⾃⼰的理论系统的,应对⼤量的事实、材料进⾏分析、研究,使感性认识上升到理性认识。
材料⼒学论⽂1 摘要:适合的⽊粉填充量、粒径⼤⼩有利于提升⽊塑材料的综合性能;合适基体树脂的选择也有较⼤影响;加⼯⼯艺的类型决定材料的质地、密度, 影响材料强度;原料的改性处理也是提升⽊塑材料的重要途径。
阐述了提升⽊塑材料⼒学性能的微观作⽤机理, 举出了现阶段主要的科研成果, 总结了⽊塑材料发展的不⾜, 并做出了展望。
关键词:⽊塑复合材料; ⽊粉; 基体塑料; 加⼯⼯艺; 助剂; ⽊塑复合材料, 简称WPC, 是由热塑性塑料作为基体材料, 植物纤维作为增强材料复合⽽成的⼀种聚合物基复合材料。
作为⽊塑复合材料的热塑性基体塑料主要包括:PP、PE、PVC、PS等, ⽊粉通常采⽤杨⽊粉、桉⽊粉、⽵粉等。
现阶段⽊塑复合材料的制备⼯艺主要是挤出成型和模压成型, 将⽊粉与塑料经⾼速混合机混合均匀后, 加⼊挤出机中 (通常使⽤双螺杆挤出机) , 熔融共混后从特定形状的出料⼝挤出成型, 或者直接将物料熔融共混后注⼊磨具中压制成型, 最后根据需要可以对成型的⽊塑复合材料进⾏加⼯处理。
⽊塑复合材料现已应⽤于包装、建筑、园林庭院、汽车内饰等领域, 但是⽊塑复合材料的⼒学性能不⾼及耐⽔性能差⼀直限制其更加⼴泛的使⽤, 科研⼈员也致⼒于开发新型的⾼强⽊塑复合材料。
本⽂主要从⽊粉粒径、⽊粉填充量、基体塑料种类、加⼯⼯艺和原料前处理展开, 探究⽊塑复合材料的⼒学性能特点, 并介绍改性研究的发展现状。
1 ⽊粉粒径、填充量对材料⼒学性能的影响 强度反映了材料抵抗破坏的能⼒, 往往是复合材料增强改性的研究重点。
材料物理性能概述引言当今世界,材料越来越成为非常重要的社会生产支柱之一,而材料的性能越来越多地被重视和研究。
本文主要介绍一下材料的各种物理性能。
本文主要从六个方面来介绍,分别是材料的电学性能、磁学性能、热学性能、光学性能。
一、材料的电学性能1.概述材料的电学性能包括以下内容:导电性的一般理论处理、金属材料的导电性、半导体材料的导电性、离子晶体导电性与超导电性。
导电性方面,引入电导率、电流密度概念。
2. 导电性的一般理论处理材料依导电性的分类及导电性范围,四类材料的导电性范围,导电性与材料中电子态间的关系;导电性与材料中载流子的浓度、电荷量、移动速度(及迁移率)的一般关系,在半导体、金属(经典自由电子理论)中的具体形式;量子自由电子理论下的导电性,Fermi球漂移,导电电子数,电导率结论()σετ=132N e vF F2的推导,自由电子的自由程;能带理论下的导电性结论,各类材料导电性相对强弱的讨论,Brillouin区边界的限制。
3. 金属材料的导电性机理:实验规律(Matthiessen规则),残余电阻与温度对电阻的影响,电阻根源—周期势场的不规则点,即散射中心(数量、强度)、导电性的微观控制因素—电子的自由程。
影响因素:温度的影响规律;合金成分的影响(固溶态—影响强度与原子半径及化合价差的关系,有序化的影响;多相区);相变的影响。
其它(自学):偏离Matthiessen规则的合金化影响,K状态,其它影响因素;电阻研究的意义:材料分析方法(高纯度分析,相变及转变分析),测温等应用,精密电阻合金、导电材料、电热合金等。
4 . 半导体材料的导电性半导体材料简介(本征—单质、化合物材料,掺杂— n型,p型,材料的电子态特征),导电性(0K下不导电,T>0K时,依靠热激活导电),电子有效质量、电子与空穴。
载流子浓度理论推导,本征半导体的典型数值,掺杂半导体的结构、附近能级的产生、及对载流子浓度的影响;半导体材料的导电性与温度、掺杂的关系,晶体缺陷的影响。
大学论文正规格式范文-大学论文的格式怎么写一、博士、硕士学位论文应包含以下项目内容 1、论文封面 2、论文封面的英文翻译 3、学位论文原创性声明、授权使用声明 4、学位论文答辩委员会成员名单 5、论文摘要及关键词 6、论文目录 7、论文正文 8、附录 9、参考文献 10、后记 11、论文书脊以上1到10项请按顺序装订成论文。
二、论文各部分的要求 1、论文封面封面包含的内容:(1)“XXXX届研究生硕(博)士学位论文”(同等学力申请学位者为:“XXXX年度同等学力申请硕(博)士学位论文”,专业学位者为:“XXXX年度专业硕士学位论文”;(2)学号(同等学力无);(3)学校代码(10269); (4)学校名称(华东师范大学);(5)院系名称(正式);(6)学位论文题目;(6)专业(二级学科名称)*;(7)研究方向;(8)研究生(同等学力为申请人)姓名;(9)指导教师(姓名、职称);(10)完成年月 *注:应按国家公布的研究生专业目录和我校经国务院学位办同意自主设置的专业的规范名称填写。
专业学位写正式名称:教育硕士、公共管理硕士、工程硕士,并可以加括号注明方向,如:教育硕士(语文),工程硕士(软件领域)。
论文封面用硬树纹纸制作。
博士论文封面的颜色为深色,硕士论文的颜色为浅色。
声明内容:学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
声明内容:本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。
有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。
有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。
有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。
4、答辩委员会成员名单以表格形式列出答辩委员会成员的姓名、单位、职称,并注明答辩委员会主席。
材料科学与工程专业基础课材料物理教学改革研究作者:宗鹏安冯晓东熊震来源:《高教学刊》2024年第24期摘要:材料物理是面向南京工业大学材料科学与工程专业学生开设的一门专业基础课。
为顺应新时代国家人才需求,助力学生理解、掌握专业知识和技能,使其拥有解决复杂工程问题的能力,引导学生坚持正确的政治导向和价值取向,教学团队在课程内容设计与资源建设、教学内容与组织实施上进行一系列改革,不仅强调对基础理论知识的把握,致力培养学生解决复杂工程问题的能力,同时还注重思想政治元素的融入,取得较好的教学改革成效。
该文对课程教学改革举措进行分析,以作参考。
关键词:材料物理;教学改革;课程思政;立德树人;复杂工程问题中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)24-0152-04Abstract: "Materials Physics" is a fundamental course offered to students majoring in Materials Science and Engineering at Nanjing University of Technology. In response to the demands of the new era for national talents and to help students understand and master professional knowledge and skills, enabling them to possess the ability to solve complex engineering problems and guiding students to adhere to the correct political orientation and values, the teaching team has carried out a series of reforms in the design of course content, resource development, teaching organization,and implementation. These reforms not only emphasize grasping fundamental theoretical knowledge but also aim to cultivate students' ability to solve complex engineering problems, while also paying attention to the integration of ideological and political elements, achieving significant effectiveness in teaching reform. This article analyzes the measures of curriculum teaching reform for reference purposes.Keywords: Material Physics; teaching reform; curriculum ideology and politics; fostering virtue through education; complex engineering problems材料科學与工程专业是南京工业大学的国家级特色专业之一,而始创于2006年的材料物理课程则是该专业的核心专业课程之一。
工科物理教学论文摘要:通过对物理学知能结构的剖析,阐述了物理教学为适应时代的发展而需在知识的构建和能力的培养方面发挥更大的作用。
关键词:知能结构;知能结构图;物理教学1知能结构概述据美国教育家霍尔顿的理论,物理学的任一基本内容都可以分解为实验事实、物理思想、数学表述三个层面或三个坐标,即物理学的学科结构中包含实验基础、逻辑体系、数学表述、思想方法、应用价值五种基本成分。
物理学课程不仅仅要担当传授知识的责任,更要为能力培养和非智力因素的发展提供可能。
传统的理论知识结构图已难以满足教学和培养人才的需要,因此我们把物理学科结构中的五种基本成分投影到一个平面上(如图1所示),从而较全面的反映知识、方法、能力的相互关系,这种结构图可称做知识-方法-能力结构图,或简称知能结构图。
居于结构图中心的核心理论在知识传授和能力培养上起着载体和媒介的作用,核心理论附近上、下、左、右四个邻区同时反映该学科知识所要求的能力结构,能力和方法的培养与知识传授紧密联系为一个有机整体,相辅相成、不可分割。
2物理知识结构作为一个合理的、健全的物理知识结构体系,应该包括某一物理理论的过去、发展及前沿动态,故物理的合理知识结构应包含三个方面:物理学史知识、物理专业知识、动态前沿知识。
在这三个方面应做到“又红又专”,在物理学史和动态前沿知识方面,应积极关注、不断扩展视野,做到广博;而在专业知识方面,应深入探求、孜孜不倦,做到精深。
2.1物理学史知识物理学的发展史就是人类不断进步的历史,是人类文明的重要源泉。
在学习物理的过程中,物理学史的意义在某些时候甚至于超过了物理知识本身。
从无数科学家孜孜以求的探索过程中,不仅可以激发对物理的兴趣,更可以学习物理大师们极具灵气的思维方式、严谨求实的科学态度、为真理献身的精神和不畏艰险的工作作风。
2.2物理专业知识物理专业知识包括物理概念、模型、定律、定理、理论及相互关系、逻辑推导等方面。
“万丈高楼从地起”,没有夯实物理的基础理论,就谈不上应用它去解决实际问题、去培养和提高学生的方法和能力了。
关于材料学专业方面论文范文材料学是学生接触材料领域、定位未来方向的入门课程,学习和掌握该课程内容意义至关重要。
下文是店铺为大家整理的材料学方面论文的范文,欢迎大家阅读参考!材料学方面论文篇1浅析高分子材料成型加工技术摘要:近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展对高分子材料成型的加工技术要求更高,更精细。
在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。
关键词:高分子材料加工方法成型技术一、前言近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展要求更高性能的聚合物材料,开发研制满足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。
在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。
二、高分子材料成型成型加工技术的相关定义1.高分子材料高分子材料是指由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料,其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要是橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。
高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点,使它具有其他材料不可取代与不可比拟的优异性能,从而广泛运用到科学技术、国防建设和国民经济等领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。
2.高分子材料成型加工技术在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。
高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状,使其成为具有使用价值的各种制品。
高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗,从大规模向较短研发周期的多品种转变。
判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。
电阻法测相变点动态测试电阻设备的研究 摘要:形状记忆合金相变点的测定方法常用的有变温X射线法、热分析法、膨胀法和电阻法。电阻法由于精度高,电路也比较简单,测量过程对试样的影响小,速度快,所以被广泛采用。本文对用电阻法测量形变点动态电阻的设备进行了详细深入的研究,从测量系统的总体设计,测量系统的设计原理及其硬件电路设计三个方面进行探讨,比较了不同设计方案的优缺点,并对最终选用的测试电阻设备进行了改进和评估。 关键词:形状记忆合金,电阻法,测量设备设计与改进 形状记忆合金( Shape Memory Alloys,SMA )因为其记忆效应和超弹性,正得到日益广泛的应用。形状记忆合金相变点的测定方法常用的有变温X射线法、热分析法、膨胀法和电阻法。[1]根据电阻法所测得的曲线在相变点处电阻发生非常明显的变化,比较容易测出相变点。由于电阻法精度高,电路也比较简单,测量过程对试样的影响小,速度快,其中以微机为核心的形状记忆合金相变点测试系统,更提高了电阻法测量形状记忆合金相变点的精度、灵敏度和稳定性,所以被广泛采用。 形状记忆合金相变时,会引起一些物理性能变化,其中包括电阻率的变化。即:马氏体转变时电阻率与其母相的电阻率不同,其电阻率会随温度的变化而变化。因此可以通过形状记忆合金相变时其电阻与温度的关系确定其相变点。电阻法测形状记忆合金相变点一般采用X-Y函数记录仪法,该方法是用温度信号驱动X轴,用电阻信号驱动Y轴,这样在一个温度循环过程中便会画出一条温度-电阻曲线, 形状记忆合金相变温度主要包括, As:加热时马氏体逆转变的开始温度;Af:马氏体逆转变的终了温度; Ms:冷却时马氏体转变的开始温度;Mf:马氏体转变的终了温度。[1] 根据曲线的特征人工找出Ms、Mf、As、Af及滞后宽度。但这种方法找特征点时存在读数误差,存储和查询不方便,没有数据处理的功能。微机测试系统则克服了以上缺点,能精确地绘制出相变的温度-电阻曲线、温度-时间曲线、电阻-时间曲线,自动找出Ms、Mf、As、Af
及滞后宽度,有效地降低了人为因素的影响。并且精度高、数据处理快、查询方便。
一.电阻法测量形状记忆合金相变点的总体设计 合金的电阻率与其组织状态有关,是组织敏感参量。[2]对于形状记忆合金,表现为马氏体和奥氏体的电阻率不同。以电阻法测得 Ti-Ni 合金进行马氏体相变及其逆相变时的相变临界温度,如图1所示,当进行逆马氏体相变时,合金电阻率下降;而降温进行正马氏体相变时,合金电阻率急剧上升,由此可以方便确定形状记忆合金的相变温度。电阻测试法采用标准四探针法进行测量,由于所需设备较简单,研究者们多采用自制的测量仪,一般选择直流式双电桥或恒流式电路的方法,图2所示即为恒流式电路所用的仪器装置及线路,该系统分两路同时采集信号,一路是采集试样在加热或冷却过程中端电压变化的信号,另一路则由测温仪表采集试样的温度信号,一并送入数据记录及处理系统,由于是恒流,所以电压信号可直接表征电阻的变化。电阻法对试样的尺寸加工精度要求不高,一般可直接从拉伸试样上截取。 图1 电阻法测量TiNi合金相变曲线 图2 四点式直流电阻法电路原理图 1.1总体结构与工作原理
图3 相变点测量系统总体结构 形状记忆合金相变点测量系统总体结构如图3所示:主要包括四个部分,基于四探针法基本原理的试样架,系统主回路与信号采集处理电路,数据处理软件系统。由交流电源、调压器、变压器和试样架组成系统主回路,通过调节调压器获得一个合适大小的交流电压源,电压源接通时,通过信号处理电路来采集回路电流和试样电压端的电压。信号处理模块主要由信号放大,滤波和交流转化为直流电路组成。回路中穿入电流互感器来计算出回路电流,并转换为电压,再和试样两端电压一起由交流转化为直流电压,送往 PCI-7483 采集板经过A/D转换再送往计算机后,由软件进行处理,计算出电阻值。并用热电偶实时跟踪温度值,采用热电阻进行环境温度补偿,从而可以从电阻-温度曲线上定出相变点。本方案研制的形状记忆合金相变点测试系统分四路同时采集信号,前两路是采集试样在加热或冷却过程中电压及电流变化的信号,另两路则是由传感器采集试样的温度信号,一并经处理后送入采集卡。利用采集卡中的模拟比较器和定时器将输入的两路信号转变成 AD 值,再分别拟合成电阻值和温度值。由于本温度监测仪采用了高分辨率的 A/D 转换器和高精度放大电路,可实现高精度的温度测量,测量误差在 1℃以下。测温范围较广,可实现高低温测量。 二.测量系统的设计 2.1电阻测量的原理 2.1.1普通四探针法 四探针测试仪可以测量各种半导体材料的轴向电阻率。仪器由主机、测试架等组成,测试结果由表头直接显示。主机主要由高灵敏度直流数字电压表和高稳定恒流源组成。按照四个探针的位置,四探针法可分为直线四探针法和方形四探针法(矩形四探针法)。[3]微区和微样品薄层电阻的测量多采用矩形四探针法,因为矩形四探针法具有测量较小微区的优点。由于探针排列的方式不同,被测样品的电阻率 ρ 与电流、电压及探针间距关系的数学表达式也不同,目前国内微电子工业中多采用直线阵列等间距四探针作为监控薄层掺杂浓度的手段,如图4,当 1、2、3、4 根金属探针排成直线时,并以一定的压力压在半导体材料上,在1、4 两处探针间通过电流 I,则 2、3 探针间产生电位差 V。材料的电阻率ρ=(V/I)·C。式中 C 为探针系数,由探针几何位置决定。
图4 四探针法测电阻原理简图 四探针测试探头为直径 0.5mm 的碳化钨,探针间距为 1mm。恒流源产生一个高稳定度恒定直流电流,其量程分别为 10 μA、100 μA、1 mA、10 mA、100 mA 五档电流值,均连续可调。直流电压放大器将直流电压信号放大,再经过 A/D 变换器将模拟量变换为数字量,经由计数器、单位、小数点自动转换电路显示出测量结果。该测试仪的工作温度为:23℃±2℃。 首先,四探针测试仪主要用来测量半导体的电阻率,其电阻率一般较大,测试仪可测的电阻大小一般在 0.001Ω·cm 以上,而一般记忆合金的电阻率很小,一方面探头间距 1mm,由于电阻与长度成正比,测得的电压信号很小,不利于观察记录,相对误差增大。另一方面,从上述数据可以看出,普通测试仪的电流输入很小,由于本身试样电阻率很低,这就也导致电压信号过小。另外,四探针法测量仪,其焊点一般采用锡焊,锡在低温下容易变脆,接触不良,直接导致测得数据不准或测不出数据。这也正是上面提到测量仪工作电压限制的一个原因。而且,四探针法测量仪由于自身装置限制,没有也无法安装测温设备,测试架本身亦有工作温度限制,无法测量温度变化环境下材料的电阻。为了解决上述问题,需要专门订做试样架,以修正传统四探针法针对本应用的不足之处。 这种方法在标定电阻值时存在两个缺点:1)当电阻变化时电流也发生变化,试样电压端的电压和电阻不成比例,故存在系统误差,但是测定相变点和滞后宽度所允许的误差很小,为克服这个缺点,必须采用较为贵重的恒流源;2)即使试样未发生相变,电压端也产生较高的电压,因而降低了相变点的分辨力。为此我们可以将转换电路改进成电桥方式。[3] 2.1.2电桥法 图5 电桥法测量电阻原理图 图5中,R1、R2、R3的电阻值和试样的电阻值相当(试样的电阻值通过双电桥测得),采用这种方法可以避免恒压式电路测电阻的缺点,大大提高相变点的测量精度,同时也避免了使用较为贵重的恒流源。[3] 2.2 试样架机制 2.2.1试样架总体结构 用于安装四端电阻的试样架通常由试验人员自行设计。目的在于降低检测器材带来的误差,尤其是由于导线、连接点带来的误差影响。本文设计中,作者通过“电流段加粗导线,电压段加细导线”的方法实现上述要求。主要通过以下机制实现。试样架的示意图与实物图如图 6所示:
图6 试样架设计图及实物图 1.底座 2.电流端固定柱 3.顶针外套 4.顶针主轴 5.顶针固定螺母 示意图均采用 AutoCAD 软件绘制。如图 6,试样架主要由以下几部分组成: 图7 底座设计图和实物图 底座采用绝缘材料环氧树脂制作,如图7所示。 本设计中,底座采用了 T 型槽机制。该机制能有效实现固定功能,同时,T 型通槽可以大大减小被测样品的长度,最小长度只有 34mm。降低了制样要求。 2.2.2电流端固定柱电流端固定柱的设计要求 (1) 导电性好;(2) 固定柱牢固性能要高;(3) 与被测试样品接触面积大;(4) 易于拆卸、组装。基于以上要求,本文设计的固定柱材料采用黄铜(H68),采用 L型固定机制,通过螺母固定,在 T 型槽中可以自由滑动。其设计图和实物图,如图8所示,
图8 电流端固定柱设计图和实物图 固定柱上端铺一层纯铜导电带,加大固定柱与样品的接触面积。通过螺母和弹簧加紧待测样品。 2.2.3顶针装置 顶针装置用来引出待测电压信号,是本设计的重要内容。参照四探针法测电阻中对顶针的要求,及本产品的特殊要求,顶针装置的设计要达到以下目标: (1) 与被测样品接触良好,力求无缝; (2) 防止样品在测试过程中发生形变,影响测试结果; (3) 顶针的导电性好; (4) 固定性好; (5) 便于拆卸与组装。 基于以上要求,本设计的电压端采用探针形式,探针材料采用纯银制成。银针通过特制的装置固定。通过以下三种设计实现。其设计图与实物图如图9所示: 图9 顶针装置设计图 a. 顶针外套 b.顶针固定螺母 c.顶针主轴 如上图所示,组成顶针装置的零件为顶针外壳套(以下简称“外壳”)、顶针固定螺母(以下简称“螺母 G”)及顶针主轴(以下简称“主轴”)。其中,外壳中间铣空,主轴和螺母 G 装在外壳内腔中;螺母 G 外表攻出螺纹,内部中空,实现固定主轴的功能;主轴上端套上弹簧,通过螺母的卡位,使主轴上端较细部分穿过外壳顶部的通孔,用于安装探针卡座。通过这种机制,保证在试样形变情况下测试结果的准确。 以上零件组装完成后,接上导线就能用于测试。实物图如图9所示。同时,本设计还充分考虑了该产品的外展功能。列举如下: (1) 底座设计了三个螺孔,可用于安装温度传感器等设备。这样,给试样架可以被应用于以电阻、电阻率及温度为相关参数的物理量的测试,如合金相变点等; (2) 固定柱的设计中,特意在地板上攻出 8mm 的螺孔,用于安装较粗的导电条(如铜条等),用于大电流环境下的相关测试; (3) 顶针外壳的设计中,考虑到了进行电阻率测量时对试样长度的要求。在保证固定功能的前提下,沿着外壳的圆柱外表面割去一段圆弧。该机制不仅缩小了两电压端的最小距离,而且实现了两电压端之间的距离测量成为可能。 (4) 该装置可以和计算机相连接,进行相关测试;同时,由于所选用材料的特殊性,试样架的温度适应性非常高,可用于材料温度允许范围内的高低温测试(温度范围:-200℃-100℃)。 2.3试样架特点及创新性叙述 2.3.1基于特殊功能的特殊机制的设计 (1) 防动机制。 设计过程中我们充分考虑到了棒型的测试样品易滚动性造成的测试误差,在试样架加入了防滚动机制。所谓防滚动机制,其实就是在试样架的电流端固定柱上端增加了两片导电带,该机制不仅可以增加固定柱与样品的接触面积,还可以有效地防止圆柱状样品滚动。 (2) 手动调节松紧度机制。 在导电带的上方,通过弹簧的弹力作用卡牢样品。设计过程中,还考虑到了拆装样品时需要借助工具的繁琐性。设计中,采用方便直接操作的羊角螺母代替普通螺母来实现调节松紧度的作用。这样,不管实验过程中是否需要调节对样品的松紧度,还是更换样品,都可以直接手调,而不再借助相应的工具。 (3) 防形变机制。