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基于创新人才培养目标导向的理工类学院文化多维建构策略——以中南大学材料科学与工程学院为例 被引量:8
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作者 梁叔全 胡小清 +6 位作者 蔡圳阳 陈志永 李周 林高用 张鸿 徐国富 王德志 《现代大学教育》 CSSCI 北大核心 2019年第6期100-108,共9页
学院文化是学院软实力的集中体现,是一个学院赖以生存发展、彰显特色的重要根基。世界著名大学,如麻省理工学院、哈佛大学、牛津大学、剑桥大学等,始终屹立在世界大学之巅,无不以大学以及学院文化立足。近若干年,中国大学理工类学院在... 学院文化是学院软实力的集中体现,是一个学院赖以生存发展、彰显特色的重要根基。世界著名大学,如麻省理工学院、哈佛大学、牛津大学、剑桥大学等,始终屹立在世界大学之巅,无不以大学以及学院文化立足。近若干年,中国大学理工类学院在基础设施等办学条件上已经得到显著改善,但是,在学院文化建设上还有要做很大努力。建设理工类学院文化,至少可以在育人文化、管理文化、学科特色文化、人文环境文化等四个维度上进行。经过多年的探索和建设,中南大学材料科学与工程学院已经形成比较系统的学院文化。依托学院文化,不断提升学院办学理念,优化学院管理架构与治理体系,打造学院教师队伍,构建形成创新教育、工程教育和国际合作交流"三位一体"平台,形成"注重基础和素质教育、聚焦解决复杂工程能力、强化工程实践与教育国际合作"的理工科创新人才培养系统模式。这些,可以为中国高校工科类学院文化构建与创新人才培养提供参考。 展开更多
关键词 理工类学院 学院文化 文化建设 “双一流” “新工科” 创新教育 立德树人
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论重点学科建设的现代意识—以中南大学材料学科建设为例
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作者 李红英 郑子樵 《现代大学教育》 2001年第3期55-57,共3页
本文阐述了重点学科建设的重要性以及建设目标和任务,根据中南大学材料学科建设的经验,论证了重点学科建设必须系统规划,突出重点,突叉融合,才能建成一批能适应科学技术和社会发展,并在国际上有影响,有特色的优势学科。
关键词 学科建设 材料学科 重点学科 现代意识 中南大学 学校发展
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以教育、科技、经济一体化完善高校创新机制——解读中南大学“学科性公司制”创新理念 被引量:4
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作者 李国栋 刘伦钊 +1 位作者 张增常 李先红 《科技进步与对策》 CSSCI 北大核心 2004年第9期147-149,共3页
最优化的制度安排是保障高校有效技术转移的关键。中南大学创建的“学科性公司制”解决了高校成果向生产力转化过程中的“瓶颈”问题,激活了源头,成功地架起了教育创新、科技创新、经济发展互动互惠良性循环的组织平台,有力地促进了区... 最优化的制度安排是保障高校有效技术转移的关键。中南大学创建的“学科性公司制”解决了高校成果向生产力转化过程中的“瓶颈”问题,激活了源头,成功地架起了教育创新、科技创新、经济发展互动互惠良性循环的组织平台,有力地促进了区域经济和高校自身的发展。这种教育、科研、经济一体化创新机制必将成为知识经济时代高校发展的趋势。 展开更多
关键词 创新机制 学科性公司制 高等教育 科技 经济 一体化 中南大学
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MoS_(2)镀层类型对湿式铜基摩擦材料高速重载下的摩擦学行为影响
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作者 周海滨 姚萍屏 +5 位作者 谭武中 张治中 王兴 邓敏文 徐宇轩 刘晓勇 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期608-621,共14页
功能组元表面镀层处理是1种在保持摩擦材料功能性同时提高摩擦材料强韧性的有效表面改性方法,有利于摩擦材料在高速重载工况下的可靠性提升.面向不同表面镀层方法对铜基摩擦材料中重要的润滑组元MoS_(2)的性能影响,采用SEM(扫描电镜)、E... 功能组元表面镀层处理是1种在保持摩擦材料功能性同时提高摩擦材料强韧性的有效表面改性方法,有利于摩擦材料在高速重载工况下的可靠性提升.面向不同表面镀层方法对铜基摩擦材料中重要的润滑组元MoS_(2)的性能影响,采用SEM(扫描电镜)、EDS(能谱仪)、XRD(X射线衍射仪)和微米滑擦测试等现代分析检测手段,分析了含不同镀层MoS_(2)润滑组元的本征特征、与基体形成的界面特性以及界面处的微摩擦性能;采用MM-3000摩擦试验机进行宏观湿摩擦学性能检测,系统对比了含不同镀层MoS_(2)铜基摩擦材料在高速重载下的摩擦学行为.结果表明:Ni镀层有效防止MoS_(2)在烧结中分解,促使镀镍MoS_(2)(MoS_(2)@Ni)与基体形成高强度的扩散结合界面,有助于平顺含MoS_(2)@Ni铜基摩擦材料的摩擦曲线,并有效降低摩擦材料的磨损率.而镀铜MoS_(2)(MoS_(2)@Cu)在烧结过程中发生分解,与基体形成扩散-反应结合界面.界面缺陷的存在导致含MoS_(2)@Cu摩擦材料在高速高压下的磨损机制转化为犁削-剥层磨损. 展开更多
关键词 铜基粉末冶金材料 界面 摩擦学性能 磨损机制 润滑组元
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铷和含铷功能材料研究进展
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作者 谭彦妮 吕剑锋 +1 位作者 陈晔松 张培森 《材料工程》 北大核心 2025年第2期84-95,共12页
铷(Rb)作为一种具有独特物理化学性质的稀有碱金属,已在磁流体发电、铷原子钟、特种玻璃、医药等领域得到应用。随着国内外对铷和含铷材料研究的不断深入,其应用范围也在不断扩大与深化。本文综述了铷和含铷材料在光催化、光伏、发光、... 铷(Rb)作为一种具有独特物理化学性质的稀有碱金属,已在磁流体发电、铷原子钟、特种玻璃、医药等领域得到应用。随着国内外对铷和含铷材料研究的不断深入,其应用范围也在不断扩大与深化。本文综述了铷和含铷材料在光催化、光伏、发光、节能等领域的最新应用研究进展,重点探讨了提高含铷材料性能的方法,例如离子掺杂和复合材料制备策略,并指出尽管含铷材料在众多应用领域显示出巨大潜力,但许多应用仍处于研究阶段,未来的研究工作应着重于提高材料性能、产品稳定性和使用寿命,以及降低制备成本。 展开更多
关键词 掺铷 钙钛矿 铷钨青铜 透明隔热材料
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陶瓷增强铜基复合材料力学与摩擦学性能研究进展:单组分和多组分协同机理分析(英文) 被引量:1
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作者 高宗龙 吴佳琦 +5 位作者 李专 温国源 李烨 戚武彬 肖鹏 姚萍屏 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期154-185,共32页
铜基复合材料(Cu-MMCs)因其优异的力学性能和耐磨性,广泛应用于高速列车刹车片等摩擦材料的研究.然而,随着高速列车运行速度的提升,铜基复合材料在应急制动过程中由于热稳定性不足,面临较大的挑战.通过加入陶瓷组元,可以显著改善铜基复... 铜基复合材料(Cu-MMCs)因其优异的力学性能和耐磨性,广泛应用于高速列车刹车片等摩擦材料的研究.然而,随着高速列车运行速度的提升,铜基复合材料在应急制动过程中由于热稳定性不足,面临较大的挑战.通过加入陶瓷组元,可以显著改善铜基复合材料的摩擦系数,并通过灵活调整多种陶瓷组元的组成、含量和粒度,能够显著提升其在高温下的力学和摩擦性能.本文中综述了不同类型和不同数量陶瓷组元增强铜基复合材料的强化效果及其影响机制,涵盖了单组元、双组元及多组元陶瓷的研究进展.文章中探讨了不同陶瓷组元的制备方法、类型及陶瓷含量对铜基复合材料的力学、热学和摩擦学性能的影响.通过总结大量研究者的工作,本文中比较了不同陶瓷对铜基复合材料摩擦机制的改变.这项工作有望能为未来陶瓷增强铜基复合材料的研究和应用提供有价值的参考. 展开更多
关键词 铜基复合材料 陶瓷组元 摩擦学性能 磨损机制
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高速列车铜基粉末冶金闸片材料研究进展 被引量:1
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作者 周佩禹 姚萍屏 +7 位作者 徐宇轩 周海滨 王兴 邓敏文 康丽 陈琦 林永强 袁仔豪 《润滑与密封》 北大核心 2025年第1期182-192,共11页
高速列车紧急制动时,外部对制动闸片施加压力使其与高速运转的制动盘直接接触产生摩擦力,摩擦过程消耗动能从而达到减速与制动的目的。闸片材料在制动过程发生损耗,其性能是影响高速列车制动性能的关键因素之一。铜基粉末冶金制动闸片... 高速列车紧急制动时,外部对制动闸片施加压力使其与高速运转的制动盘直接接触产生摩擦力,摩擦过程消耗动能从而达到减速与制动的目的。闸片材料在制动过程发生损耗,其性能是影响高速列车制动性能的关键因素之一。铜基粉末冶金制动闸片综合性能好,是目前应用最广泛的商用高速列车闸片材料,具有满足更高时速高速列车制动需求的潜力,从组元设计、制备工艺、服役性能3个方面综述了铜基粉末冶金制动闸片研究进展,阐述了常见组元对材料宏观性能与组织的影响;介绍了铜基粉末冶金制备工艺流程与重要工艺;探讨了极端服役条件下闸片材料制动性能的评价体系与变化规律;展望了更高速度级铜基粉末冶金制动闸片的理论设计与应用方向。深入研究组元之间协调匹配性,优化工艺流程,降低材料测试成本,是未来获取新型强韧化铜基粉末冶金闸片材料的重要研究方向。 展开更多
关键词 高速列车 铜基粉末冶金材料 闸片 制备工艺 制动性能
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高温氧化对含不同石墨形态铜基摩擦材料摩擦学性能的影响 被引量:1
8
作者 肖叶龙 沈乐榕 +3 位作者 熊科兴 姚萍屏 徐亚甜 沈明学 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期124-139,共16页
石墨作为铜基摩擦材料中常用润滑组元,因其高温下易氧化和烧蚀,严重影响极端高能制动工况下摩擦材料的摩擦学性能.为此,本文中采用3种不同形态石墨(扁球状、鳞片状和球状)分别加入铜基摩擦材料,探究了600和800℃高温氧化后3种不同材料... 石墨作为铜基摩擦材料中常用润滑组元,因其高温下易氧化和烧蚀,严重影响极端高能制动工况下摩擦材料的摩擦学性能.为此,本文中采用3种不同形态石墨(扁球状、鳞片状和球状)分别加入铜基摩擦材料,探究了600和800℃高温氧化后3种不同材料的组织形貌、化学成分和摩擦学性能演变规律.试验结果表明:氧化温度升高有助于材料表面氧化层的形成,高温氧化后3种材料表面的石墨均发生大量氧化和烧蚀;相较于其他2种材料,600℃高温氧化后含球状石墨的材料磨损率最低,摩擦系数较高,主要磨损机理为磨粒磨损;而800℃高温氧化后含鳞片状石墨的材料摩擦系数较为平稳,磨损较低,以剥层磨损和磨粒磨损为主要磨损机理. 展开更多
关键词 铜基摩擦材料 石墨形态 高温氧化 摩擦学行为
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金属/陶瓷互穿网络结构复合材料:制备方法、结构特征与性能特点
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作者 刘子瑞 肖和 +2 位作者 彭超群 王日初 王小锋 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第6期1895-1916,共22页
金属/陶瓷互穿网络结构复合材料是一种具有特殊增强相结构的金属基复合材料,其增强相与基体相均呈现连续网络状三维结构。凭借其优异性能,金属/陶瓷互穿网络结构复合材料在电子封装、交通工具及武器装甲等领域展现出巨大应用潜力。本文... 金属/陶瓷互穿网络结构复合材料是一种具有特殊增强相结构的金属基复合材料,其增强相与基体相均呈现连续网络状三维结构。凭借其优异性能,金属/陶瓷互穿网络结构复合材料在电子封装、交通工具及武器装甲等领域展现出巨大应用潜力。本文梳理了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的制备方法,包括增强相多孔预制体制备方法如固相烧结法、有机泡沫浸渍法、生物模板法、添加剂法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法及3D打印法等,以及复合方法如无压浸渗法、挤压铸造法及真空压力浸渗法等。分析了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的力学性能、耐磨性能、热学性能特点以及相关机理。最后展望了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的发展前景及未来研究方向。 展开更多
关键词 金属基复合材料 互穿网络结构复合材料 多孔预制体 浸渗 力学性能 热学性能 耐磨性能
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陶瓷颗粒弥散强化铜基复合材料的研究现状及发展趋势
10
作者 周涛 于镕嘉 +5 位作者 姜雁斌 肖柱 雷前 李周 莫永达 娄花芬 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第8期1259-1267,共9页
铜的电学和热学性能十分优异,且具备良好的延展性,因此在航空航天、微电子、轨道交通、通讯等领域有非常广泛的应用。然而,纯铜的机械性能和高温稳定性较差,难以满足日益严苛的应用需求。为改善其机械性能,一种有效方法是将陶瓷颗粒作... 铜的电学和热学性能十分优异,且具备良好的延展性,因此在航空航天、微电子、轨道交通、通讯等领域有非常广泛的应用。然而,纯铜的机械性能和高温稳定性较差,难以满足日益严苛的应用需求。为改善其机械性能,一种有效方法是将陶瓷颗粒作为增强相添加至铜基体中。本文主要总结了陶瓷颗粒的主要类型,讨论了陶瓷颗粒增强铜基复合材料的制备工艺和研究现状。最后,结合研究现状对未来的研究方向和发展趋势提出了一些见解。 展开更多
关键词 铜基复合材料 陶瓷颗粒 制备方法 弥散强化 机械性能
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钠离子电池铁基聚阴离子正极材料研究进展
11
作者 王禹尧 曹志涛 +2 位作者 杜泽宇 曹鑫鑫 梁叔全 《物理化学学报》 北大核心 2025年第4期40-59,共20页
钠离子电池由于资源储量丰富、原料成本低廉、低温和快充性能优异等特点,在电网储能和低速交通领域可与锂离子电池形成互补,具有十分可观的应用前景。正极材料是影响电池整体性能的核心,它既是钠离子电池比能量提高的瓶颈,也是决定电池... 钠离子电池由于资源储量丰富、原料成本低廉、低温和快充性能优异等特点,在电网储能和低速交通领域可与锂离子电池形成互补,具有十分可观的应用前景。正极材料是影响电池整体性能的核心,它既是钠离子电池比能量提高的瓶颈,也是决定电池成本的最重要因素。低成本铁基聚阴离子正极材料由于结构稳定性好、安全性高、随充放电体积应变小等优势,从基础研究到成果产业化方面均受到广泛关注。本文综述了钠离子电池铁基聚阴离子正极材料的最新进展,包括铁基磷酸盐、铁基氟磷酸盐、铁基焦磷酸盐、铁基硫酸盐、铁基混合聚阴离子化合物等。系统分析讨论了各类铁基聚阴离子材料的晶体结构、制备方法、储钠机理和改性策略等,揭示铁基聚阴离子材料化学组成、结构调控与性能提升的构效关系。展望了铁基聚阴离子正极材料从实验室基础研究走向大规模产业应用过程中面临的挑战和对策建议。为新型低成本、高比能正极材料的探索开发和钠离子电池的产业化推进提供理论和技术指导。 展开更多
关键词 钠离子电池 正极材料 铁基聚阴离子化合物 晶体结构 电化学性能
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热终轧温度对罐体材料用3104铝合金织构演变的影响
12
作者 赵千愉 叶凌英 +4 位作者 韦卫昌 何海铜 刘晓滕 曹高辉 唐建国 《矿冶工程》 北大核心 2025年第3期218-223,共6页
研究了热终轧温度对3104铝合金“1+3”热连轧坯料及后续冷轧、中间退火过程中组织与织构演变的影响规律。结果表明,随着热终轧温度升高,热轧板再结晶程度增大,热轧板中立方Cube织构体积分数增加,Brass织构、S织构和Copper织构体积分数降... 研究了热终轧温度对3104铝合金“1+3”热连轧坯料及后续冷轧、中间退火过程中组织与织构演变的影响规律。结果表明,随着热终轧温度升高,热轧板再结晶程度增大,热轧板中立方Cube织构体积分数增加,Brass织构、S织构和Copper织构体积分数降低;中间退火板的平均晶粒尺寸随着热终轧温度升高而增大;中间退火前冷轧板中Cube织构体积分数随着热终轧温度升高而增加,不利于在退火后形成强的Cube织构,由此导致成品冷轧板中Cube织构体积分数降低。 展开更多
关键词 3104铝合金 织构 罐体材料 深冲性能 热轧 终轧温度 中间退火
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Li/Cu共掺杂制备长循环寿命镍铁锰基正极材料
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作者 吴成龙 李荐 +1 位作者 王利华 陈永志 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期891-898,共8页
为了探究Li/Cu共掺杂对层状氧化物材料物相组成、微观形貌、成分价态及电化学性能的影响,采用固相法制备了钠离子电池层状氧化物P2相材料。研究结果表明:在高温固相反应过程中,Li/Cu成功掺入材料晶格,P2相具有完整的P63/mmc空间结构,并... 为了探究Li/Cu共掺杂对层状氧化物材料物相组成、微观形貌、成分价态及电化学性能的影响,采用固相法制备了钠离子电池层状氧化物P2相材料。研究结果表明:在高温固相反应过程中,Li/Cu成功掺入材料晶格,P2相具有完整的P63/mmc空间结构,并展现出光滑的六方片状形貌;降低Mn^(3+)含量有效抑制了材料循环过程中的姜-泰勒现象,提高了材料的结构稳定性;P2相材料在电化学性能方面表现出了优异的循环稳定性和倍率性能;在掺杂量x=0.04,电压为2.0~4.2V时,材料在90mA·g^(-1)电流密度下循环200次的容量保持率为95.46%,在900mA·g^(-1)电流密度仍具有92.0mA·h·g^(-1)的放电比容量。设计合适的Li/Cu共掺杂比例可以有效降低材料的电荷转移阻抗R_(ct),进一步提升P2相材料的电化学性能。 展开更多
关键词 钠离子电池 层状氧化物 P2相 Li/Cu共掺杂 长循环寿命
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多主元高熵材料的独特强韧化机制
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作者 李志明 《中国材料进展》 北大核心 2025年第1期111-122,共12页
多主元高熵材料拥有几乎无限的化学成分空间,其组织结构也可通过制备与加工工艺有效调控。因此,通过化学成分与组织结构的耦合设计,可有效协调多主元高熵材料中的各种强韧化机制,实现优异的综合力学性能。除传统单主元材料中的强韧化效... 多主元高熵材料拥有几乎无限的化学成分空间,其组织结构也可通过制备与加工工艺有效调控。因此,通过化学成分与组织结构的耦合设计,可有效协调多主元高熵材料中的各种强韧化机制,实现优异的综合力学性能。除传统单主元材料中的强韧化效应以外,多主元高熵材料还可具备独特的强韧化机制,从而获得更优的强度与塑韧性搭配。总结了多主元高熵材料相比于传统单主元材料的多种独特强韧化机制,包括宏量置换固溶与宏量间隙固溶、亚稳工程与双向相变、共生纳米双析与多层级析出、高应力孪生、高密度层错与迟滞马氏体相变、纳米非晶-多主元高熵晶体复合机制等。阐述了上述机制对应的多主元高熵材料成分与结构设计依据和思路,分析了典型机制在具体材料中的微观作用原理。进一步基于传统单主元材料中的经典强韧化机制与多主元高熵材料的独特性讨论了其它可能的强韧化机制。最后,展望了多主元高熵材料基于广阔成分与结构设计空间同时实现优异力学性能与其它功能特性方面的潜力,以有效发挥多主元高熵材料的独特优势和价值。 展开更多
关键词 高熵材料 强韧化 宏量间隙固溶 双向相变 共生纳米双析 高应力孪生
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研发铝合金的集成计算材料工程 被引量:13
15
作者 杜勇 李凯 +11 位作者 赵丕植 杨明军 程开明 魏明 孔毅 刘丝靓 许慧霞 塔娜 徐凯 张帆 李晗 金展鹏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-17,共17页
用于铝合金的集成计算材料工程是将微观(10-10~10-8m)、细观(10-8~10-4m)、介观(10-4~10-2m)和宏观(10-2~10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到铝合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化,把铝合金的研发由传统经验... 用于铝合金的集成计算材料工程是将微观(10-10~10-8m)、细观(10-8~10-4m)、介观(10-4~10-2m)和宏观(10-2~10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到铝合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化,把铝合金的研发由传统经验式提升到以组织演化及其与性能相关性为基础的科学设计上,从而大大加快其研发速度,降低研发成本。本文详细阐述了原子尺度模拟、相图计算、相场、元胞自动机和有限元等计算模拟方法及微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在铝合金研发中所发挥的具体作用。基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产3个层面研发铝合金的具体框架。通过2个应用实例,展示了集成计算材料工程在铝合金研发中的强大功能,这也为新型铝合金及其它新材料的设计和开发提供了新模式。 展开更多
关键词 铝合金 集成计算材料工程 多尺度模拟 数据库 应用
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仿生增强制备聚乳酸基骨组织工程复合材料 被引量:11
16
作者 徐国富 牟申周 +3 位作者 周灵平 廖素三 尹志民 崔福斋 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期86-89,共4页
依据仿生原理制备了纳米羟基磷灰石聚乳酸(nHA-PLA)复合的骨框架材料.此复合材料中的主要成分是纳米羟基磷灰石,纳米相的羟基磷灰石就是天然骨中主要的无机相.在保持高孔隙率(90%)的同时,复合材料的抗压性能达到2.07 MPa,高于单纯的聚... 依据仿生原理制备了纳米羟基磷灰石聚乳酸(nHA-PLA)复合的骨框架材料.此复合材料中的主要成分是纳米羟基磷灰石,纳米相的羟基磷灰石就是天然骨中主要的无机相.在保持高孔隙率(90%)的同时,复合材料的抗压性能达到2.07 MPa,高于单纯的聚乳酸框架材料(为0.89 MPa).分离成骨细胞并在三维框架材料上培养,用扫描电镜进行观察,复合材料具有很好的细胞贴附性能.仿生制备的三维纳米羟基磷灰石聚乳酸复合骨框架材料,无论从结构还是性能上,都是骨组织工程中的优选材料之一. 展开更多
关键词 羟基磷灰石 组织工程 聚乳酸基复合框架材料
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材料工程类本科生实践教学改革的探索 被引量:7
17
作者 王斌 易丹青 刘会群 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第3期161-164,共4页
材料工程类本科生的实践教学是学生培养计划中的重要环节,将知识讲授与创新能力培养融入实践课程中,是新时期材料类学生培养的一个重要改革方向。改革措施是:加强校内实践环节、开设大型综合性实验课;改校外集中实习为多岗位或多工种灵... 材料工程类本科生的实践教学是学生培养计划中的重要环节,将知识讲授与创新能力培养融入实践课程中,是新时期材料类学生培养的一个重要改革方向。改革措施是:加强校内实践环节、开设大型综合性实验课;改校外集中实习为多岗位或多工种灵活实习;设立创新性实验室,组织学生提前参与科研课题等。通过以上措施的实施,锤炼出一批有创新意识和实践能力的高素质材料类本科生,使之真正成为具有实践和创新能力的栋梁之材。 展开更多
关键词 实践能力 创新意识 综合素质
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金属材料系统科学框架 被引量:20
18
作者 谢佑卿 《材料导报》 EI CAS CSCD 2001年第4期12-15,共4页
在思维方式上从局部分析式思维向整体系统式思维转变,在方法学上由分解—分析向分析—综合式转变。把材料的微观与宏观整体地联系起来,即实现原子结构(或电子结构)、相结构、组织结构和性质的理论大综合,建立材料信息科学和材料计算机... 在思维方式上从局部分析式思维向整体系统式思维转变,在方法学上由分解—分析向分析—综合式转变。把材料的微观与宏观整体地联系起来,即实现原子结构(或电子结构)、相结构、组织结构和性质的理论大综合,建立材料信息科学和材料计算机设计科学,发展先进制备科学和应用科学,将是21世纪材料科学的最大任务。 展开更多
关键词 材料设计 金属材料 理论系统 合金单元子 材料信息科学
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阴离子密堆二次电池正极材料中离子宿住迁移与能量存蓄机制晶体化学新探索 被引量:3
19
作者 梁叔全 郭珊 +4 位作者 何伟 曹鑫鑫 马君剑 周江 方国赵 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1769-1785,共17页
在二次电池电极材料中,有一类性能优良的材料具有阴离子密堆或近密堆方式构筑的晶体结构。宿住阳离子在密堆留下的空隙空间中宿住、迁移,从而实现能量转换与存储。相关过程微观机理的研究由于涉及原子尺度的微观结构辨析和电子层面的分... 在二次电池电极材料中,有一类性能优良的材料具有阴离子密堆或近密堆方式构筑的晶体结构。宿住阳离子在密堆留下的空隙空间中宿住、迁移,从而实现能量转换与存储。相关过程微观机理的研究由于涉及原子尺度的微观结构辨析和电子层面的分析,实验研究难度较大。因此,更多是通过晶体学理论分析与晶体场理论和量子力学第一性原理计算结合展开。已有的理论从过渡金属配位体晶体场分析展开,但宿住离子宿住迁移中电子相互作用关注相对不足。本文根据已有的实验事实,在精准描述最具代表性的阴离子(氧离子)面心立方紧密堆积(FCC)结构中空隙空间准确形态和微分几何方法准确解析空腔真实体积的基础上,结合空隙空腔独特形态,对经典晶体学中Pauling第一规则的分析方法作了拓展。根据新的理解,提出了宿住阳离子在空隙空腔宿住和徒迁拓扑形变新模式,及其可能拥有的电子形态学新特征,提出了空隙空腔中宿住阳离子体积与密堆阴离子半径间的新关系。为了进一步说明住宿离子电子形态特征,通过第一性原理计算获得了典型FCC结构LiMn_(2)O_(4)尖晶石中电子密度等势图,构造了锂离子宿住四面体空隙空腔的电子密度等势特征分布的三维形态,与晶体学分析中获得的电子形态新特征变化一致。通过夹在两个密排面间的{110}面族电子云密度分布分析,首次清晰地揭示了LiMn_(2)O_(4)中锂离子的“S”形徒迁途径,及其对附近锰离子配位多面体电子云密度分布的影响。依据宿住离子脱/嵌新特征,提出阴离子拓扑多面体晶体场对宿住阳离子电子云压缩发生拓扑变形实现能量转换储蓄的新思路,据此计算了典型紧密堆积构造的电极材料新的理论能量密度,并和传统方法计算的理论值进行了比较,二者十分接近,为从晶体学和量子力学理解二次电池能量储存提供了新视角。 展开更多
关键词 二次电池 密堆积正极材料 离子迁移 能量存蓄机制 晶体化学分析 第一性原理计算
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《物理冶金学》——跨越半个世纪的材料科学经典著作 被引量:1
20
作者 彭超群 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期879-881,共3页
冶金就是从矿物中提取金属或金属化合物,用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺.冶金具有悠久的历史,从石器时代到青铜器时代,再到近代钢铁冶炼的大规模发展,人类的发展历史融合了冶金的发展历史.冶金的技术原理... 冶金就是从矿物中提取金属或金属化合物,用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺.冶金具有悠久的历史,从石器时代到青铜器时代,再到近代钢铁冶炼的大规模发展,人类的发展历史融合了冶金的发展历史.冶金的技术原理是,将金属溶液中的杂质通过熔融(加热到熔点之上)进行造渣、除渣给予消除,同时对某些化学成分通过除渣、脱碳、去氧等操作得到相对纯净的合金成分.冶金技术主要包括火法冶金、湿法冶金和电冶金. 展开更多
关键词 物理冶金学 经典著作 材料科学 金属化合物 发展历史 冶金技术 金属材料 加工方法
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