教学目的 学习材料的意义 材料的分类 各种材料特性 作业要求

研究无压烧结条件下原位合成工艺对ZrB2/B4C陶瓷复合材料的烧结致密化、力学性能、显微组织的影响.结果表明材料的密度随着烧结温度的增加和保温时间的延长先增加后降低,在烧结温度2060℃,保温30min时,ZrB2/B4C复合材料的相对密度可达93.2%;材料的硬度随着温度的升高而增大,在2070℃时达到最大值;材料的断裂韧性则随着温度的升高呈现下降趋势,从2000℃时的4.04MPa·m1/2下降到2060℃时的2.36MPa·m1/2

材料科学和材料工程是一个整体，不可分割；它们 之间的差异主要表现在学科的侧重点不同。 材料科学侧重于发现和揭示四个要素之间的关系， 提出新概念、新理论。 ➢ 材料工程侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想 并使之投入应用，二者相辅相成

以Al-12%Si和Zr(CO3)2作为反应组元,通过原位反应法制备出Al2O3,Al3Zr颗粒增强铝硅基复合材料,通过快速凝固成型得到铸态试样.用热膨胀仪测试了材料在50~500℃范围内的膨胀位移与温度的关系,进而得出平均线膨胀系数.结果表明:在同一温度条件下,随颗粒理论体积分数增加,复合材料的平均线膨胀系数减小.温度是影响平均线膨胀系数的重要因素.当试样温度在50~300℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐增加;当试样温度在300~500℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐减小;300℃时平均线膨胀系数最大.用Rom、Turner和Kerner模型计算了理论热膨胀系数.比较发现,实测值更接近Turner模型理论预测值.最后通过界面残余热应力分析指出具有高温低膨胀性的(Al2O3+Al3Zr)p/Al-12%Si颗粒增强铝基复合材料能有效防止材料高温时的塑性变形

理论上分析了由Ti-B4C-C系原位自生制备TiB晶须(TiBw)和TiC颗粒(TiCp)混杂增强钛基复合材料的可行性.运用热分析方法(DSC)研究了一定量的钛粉、碳化硼粉与碳粉的混合粉末在加热过程中的反应情况.结果显示复合材料原始粉末加热过程中在940~1150℃这一温度范围内发生剧烈的放热现象,有可能生成了新相.XRD检测分析结果显示在烧结态材料中形成了TiB与TiC,而且TiC的含量随所添加的C含量增加而增加.OM与SEM分析表明复合材料中存在棒状TiB晶须和近似等轴状TiC颗粒两种不同形态的增强体,并且两种增强种体均匀的分布在基体中.实验结果表明,可以采用反应热压法由Ti-B4C-C系制备原位自生TiB晶须和TiC颗粒混杂增强的钛基复合材料

为探究干湿循环对水泥基复合充填材料长期稳定性的影响，以水灰比4∶1水泥基复合材料为研究对象，借助ETM力学试验系统、X射线衍射及扫描电镜扫描装置，对不同干湿循环次数下“饱水”状态和“失水”状态的试件进行单轴抗压强度试验，并通过物相分析及微观结构探讨干湿循环对其影响机理。结果表明，随着干湿循环次数的增加，“饱水”状态下失水率逐渐增大，含水率和容重呈下降趋势，峰值强度先增加后减小，增幅最高达9%；“失水”状态下失水率、含水率和容重均变化不大，峰值强度较初始状态有所降低，最高达13.5%；两种状态弹性模量和残余强度都呈下降趋势。通过机理分析发现，“干”过程中碳化反应是材料强度降低的主要原因，而“湿”过程中吸水将部分碳酸钙等物质转化为具有承载能力的钙矾石（AFT）和碳硫硅钙石（TSA）是材料强度恢复的主要原因，但恢复能力有限，长期的干湿循环会对水泥基复合充填材料稳定性产生不利影响

2.1 无机胶凝材料 2.2 水泥混凝土 2.3 建筑砂浆 2.4 墙体材料 2.5 绝热材料 2.6 骨架材料

金属有机骨架材料（metal-organic frameworks, MOFs）由于具有规整的孔道结构，较高的孔隙率十分适合作为相变材料的载体，从而实现对相变芯材的有效封装。本文采用分子动力学方法，对Cr-MIL-101负载十八烷，十八酸，十八胺和十八醇等不同芯材而构筑的复合相变材料的结构特性进行了研究，主要包括相变芯材和金属有机骨架基材之间的相互作用，芯材在金属有机骨架材料孔道内的扩散特性以及空间分布特性等。研究表明：十八酸和金属有机骨架基体之间的相互作用最强，十八醇和十八胺次之，十八烷最弱，具体体现在相变芯材分子与金属有机骨架材料之间的相互作用能，回转半径，分子动能，自扩散系数以及热容等众多方面，此外，当芯材分子间相互作用和金属有机骨架材料与芯材之间的相互作用达到平衡时，芯材分子在孔道内处于较为自由的状态，有利于扩散的进行，进而有利于芯材的结晶

微生物燃料电池（Microbial fuel cells, MFCs）是一种绿色能源技术，通过微生物的催化氧化代谢污水中的有机物同时产生电能，具有清洁环境和产电的双重优势，为可生物降解及可循环利用的废弃物转变成清洁能源提供了潜在的机会，在环境治理和能源利用方面表现出较好的应用前景。然而，目前相对较低的产电效率限制了MFCs的实际应用，其中阳极电极是产电微生物富集和传递电子的重要场所，与电池极化、电子导电性、生物相容性密切相关，是影响电池性能和运行成本的关键因素。碳纳米材料具有导电性好、比表面积大、孔隙率高、成本低等特点，被认为是微生物燃料电池重要的阳极材料，得到了广泛的研究和关注。本文主要从阳极电极种类、电极结构设计和电极材料改性等方面总结改善电极生物相容性、增加产电微生物附着量、提高反应活性位点的方法，并对提高产电性能的机理进行论述。最后对碳基电极材料进行展望，以期为制备高电化学活性的阳极材料提供理论指导

采用热等静压法制备Ni3Al合金和Cr3C2含量不同的Ni3Al基复合耐磨材料,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,系统地研究Cr3C2含量对材料组织特征、硬度及摩擦磨损性能的影响.结果表明：Cr3C2/Ni3Al复合材料中,Cr3C2颗粒与Ni3Al颗粒之间发生互扩散作用,使部分Cr3C2颗粒转变为M7C3（M=Cr,Fe,Ni）结构;在特定的摩擦磨损条件下,随着Ni3Al基体中Cr3C2比例增大,Cr3C2/Ni3Al复合材料的耐磨性能显著提高,达到了Ni3Al合金耐磨性能的4~10倍.此外,随着Ni3Al基体中Cr3C2比例的增大,Cr3C2/Ni3Al复合材料对对磨盘的切削、刮擦作用减弱,对磨盘的磨损量减少