工程问题导向型材料力学教学法改革与实践1)

为提高材料力学教学效果,开展了工程问题导向型材料力学教学法改革与实践。课堂在讲授基本原理基础上,以工程问题为实例重点介绍应用基本原理解决问题的思想与方法;灵活课后作业形式,引导启发学生以兴趣小组为单位,应用所学基本原理探索研究问题,开展学习与实践活动。教学改革实践取得显著效果,不仅强化加深了学生对基本原理和知识的理解,更提高了学习兴趣,培养了学生主动思考解决问题的能力,锻炼了学生的动手能力和创新意识。     

锂盐及制备工艺对固态电解质Li7La3Zr2O12成相的影响研究

石榴石型Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)离子导电性高,在全固态锂离子电池中具有潜在的应用价值。但目前报道的LLZO制备工艺烧结温度范围宽,稳定性差,不利于宏量制备。本文以烧结产物物相结构和结晶度为考察指标,系统研究了锂源及用量、烧结温度、烧结时间等因素对LLZO成相的影响。结果表明,当以分解温度较低的锂盐(LiNO₃)为原料时,在800℃下得到四方相LLZO,900℃时呈立方相LLZO;当以分解温度较高的锂盐(Li₂CO₃)为原料时,900℃才能形成四方相LLZO。烧结时间的延长和温度升高均会导致锂的挥发损失,影响LLZO物相的形成。通过增加锂盐用量、改变烧结前驱体聚集特性与烧结时间可抑制锂的挥发。当以过量10%的Li₂CO₃为原料时,900℃烧结6h可稳定的得到立方相LLZO。该研究较为系统地分析了制备工艺对LLZO成相的影响,可为LLZO宏量稳定制备提供借鉴。     

形貌可控纳米SrFe_(12)O_(19)的制备及其磁性能

以FeCl3为原料,NaOH作为沉淀剂,通过化学沉淀法,制备出球状的Fe(OH)3中间体,同时以FeCl2为原料,采用化学沉淀法,分别使用NH3·H2O、Na2CO3和NaOH作为沉淀剂制得了不同形貌的中间体,利用柠檬酸法在中间体表面包裹锶的柠檬酸络合物,煅烧后分别制得了球形、纺锤体及棒状的纳米SrFe12O19.利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等测试手段对不同形貌的纳米SrFe12O19进行表征,并利用振动样品磁强计(VSM)对磁性能进行研究.结果表明:在用化学沉淀-柠檬酸法制备SrFe12O19的过程中,铁盐的种类以及沉淀剂的碱性对中间体的物相和SrFe12O19的形貌有着至关重要的影响.当原料为Fe3+时,制得了球形的纳米SrFe12O19;当原料为Fe2+时,利用碱性不同的沉淀剂可制得不同形貌的纳米SrFe12O19.随着沉淀剂碱性的增加,所得SrFe12O19的长径比增加,形貌各向异性增加.SrFe12O19的矫顽力(Hc)主要取决于粒子的各向异性,各向异性越大,矫顽力越大,饱和磁化强度(Ms)随着样品的各向异性的增加也有所增加,以FeCl2为原料,NaOH作为沉淀剂时制得的棒状SrFe12O19的矫顽力和饱和磁化强度最大分别为458.2kA·m-1和64.2A·m2·kg-1.     

羰基铁-聚苯胺复合吸波材料的制备及性能

为提高材料在低频段下的吸波性能,采用化学氧化聚合法和物理共混法制备聚苯胺和羰基铁一聚苯胺复合材料。通过X-射线衍射（XRD）、红外光谱（FT—IR）、矢量网络分析（PNA）等测试手段对材料的物相和性能进行了表征和分析。结果表明：在0～6GHz,羰基铁一聚苯胺复合材料的吸波性能较纯羰基铁有了很大提高,而且其吸收峰向低频区移动,当导电聚苯胺的质量分数为0．06时,其吸波性能最佳,最大吸收峰值为-39．1dB,-10dB以下频宽为1639MHz。     

相对论重离子碰撞的末态π介子横动量分布

用横向膨胀流体力学模型研究了质心系能量为S=20GeV的¹⁶O－Au碰撞的末态π介子的横动量分布,考虑了膨胀气体的成分影响,取更合理的能量密度的初始条件后,和NA35实验数据比较,其结果虽然比D.Kusnezov的计算更较好接近实验数据,但仍不足以完全解释实验.     

铜氨配合物还原动力学研究——硫酸四氨合铜

氨(或胺)常被用作液相还原法镀铜或制备铜纳米线的还原剂,但氨(胺)对铜离子还原过程及动力学的影响缺乏系统的研究。本研究通过计时电量法测定了硫酸四氨合铜溶液中不同温度下在不同阶跃电位时Cu(NH₃)4²⁺还原为Cu的反应速率常数,进而求得标准速率常数K 0(4.12×10^-5 m·s^-1~7.33×10^-5m·s^-1)及表观活化能(23.60 kJ·mol^-1)。所得参数为研究氨(胺)对铜离子还原反应影响规律提供基础数据,并可为铜纳米线制备过程中长径比的调控提供参考。     

聚吡咯敏化磁载TiO_2光催化剂的制备及性能研究

以自制锰锌铁氧体为磁基体,采用乳液分散和原位聚合相结合的方法成功制得了聚吡咯(PPy)敏化磁载TiO2光催化剂(PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4),运用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对催化剂的结构进行分析表征,以甲基橙为模拟降解物,对比了不同光照条件下PPy敏化前后TiO2的光响应特性及催化性能,应用重量分析法考察了催化剂的磁回收特性。结果表明:经PPy敏化处理后,PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4的光催化响应范围拓宽到435nm,在自然光照射90min后,经PPy敏化的PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4对甲基橙的降解率较纯TiO2高29.0%。催化剂经5次使用后,回收率仍可达97%以上,具有良好的回收特性。     

ITQ-3分子筛中二元混合分子扩散性质的模拟

采用平衡分子动力学方法先是模拟研究了纯组分Ar、SF_6以及CF4在ITQ-3分子筛中的扩散行为,结果表明,在窄孔道中Ar的扩散系数随负载的增加呈现先增加再减小的变化趋势,在宽孔道中则随负载逐渐减小。纯组分的大分子SF_6以及CF4只在y方向扩散,扩散系数与小分子在z方向的变化规律一致。随后,又模拟了二元混合组分SF_6和CF4在ITQ-3分子筛中的扩散行为,模拟结果与各自纯组分SF_6和CF4进行了对比,发现二元混合的SF_6和CF4整体变化趋势与其单组分保持一致,在y方向的扩散系数都是随着负载的增加而先增大后减小,但是两者之间还存在一种相互作用,使得在整个负载范围内扩散较快的CF4的扩散系数比纯组分的扩散系数相对小一些,而纯组分时扩散相对缓慢的SF_6在二元混合中的扩散系数则相对增大。     

CeO2@Au核壳结构纳米粒子的合成与性质研究

采用沉淀法制备了球形CeO2纳米粒子,将其作为核粒子溶液,然后向其中滴加四氯合金酸溶液,在CeO2胶体表面利用柠檬酸钠还原[AuCl4]-离子,得到了CeO2@Au核壳结构纳米粒子。TEM分析表明,CeO2纳米粒子分散效果好,粒径为5 nm;CeO2@Au核壳粒子为球形,无团聚,平均粒径为15 nm。XRD分析表明,CeO2@Au核壳粒子为晶型结构,属于立方晶系,CeO2空间群为O5H-FM3M,Au的空间群为Fm-3m。UV-vis分析发现,CeO2@Au核壳粒子在300和520 nm处呈现出两个比较强的吸收峰,分别对应于CeO2胶体溶液的吸收峰和金粒子的表面等离子共振吸收峰。EDS分析了核壳结构CeO2@Au纳米粒子中存在Ce,O和Au 3种元素。XPS分析表明,Ce3d3/2和Au4f电子结合能与标准结合能相比发生了变化,说明CeO2与Au之间存在着相互作用。     

降雨对C波段散射计测风的影响及其校正

传统观点认为C波段散射计工作波长大于雨滴直径,受降雨散射衰减的影响很小, 因此往往忽略降雨对C波段散射计测风的影响.本文基于降雨引起C波段散射计信号的衰减、 后向体散射及雨滴落入海面后的扰动作用,推导了降雨条件下的雷达方程, 构建了2010年全年的ASCAT散射计、降雨雷达和欧洲中期天气预报中心数值预报的匹配数据集, 定量分析了降雨对C波段散射计测风的影响,发现其信号衰减随降雨强度和入射角的增大而增强; 后向体散射和雨表面扰动作用随降雨强度的增大而增强、随入射角的增大而减小, 其中雨表面扰动作用对散射计测风的影响大于后向体散射.另外, 利用降雨条件下的雷达方程和匹配数据集,本文建立了降雨条件下的C波段主动微波辐射传输模型, 实验表明,该模型能够改善降雨条件下C波段散射计测风的精度.