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第1篇

1.1一維的研究歷程作為機(jī)械系統(tǒng)的基本構(gòu)件的一維納米結(jié)構(gòu),其理論和實(shí)驗(yàn)研究受到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注.在過去，由于納米絲的力學(xué)實(shí)驗(yàn)受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境的制約,在普通的實(shí)驗(yàn)室無(wú)法進(jìn)行,然而計(jì)算機(jī)模擬可以通過原子運(yùn)動(dòng)的演化過程展示納米結(jié)構(gòu)的變形情況及其內(nèi)在機(jī)理,有效彌補(bǔ)了這一缺陷.

1.1.1中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授倪向貴等眾多科學(xué)家對(duì)納米銅絲、納米鎳絲、等進(jìn)行了拉伸過程的模擬實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)放在納米結(jié)構(gòu)與能量應(yīng)力變化的模擬研究上面,以及表面效應(yīng)如何影響單晶納米材料的整體力學(xué)和原子運(yùn)動(dòng)的各種行為,根據(jù)反復(fù)的實(shí)踐和精確的計(jì)算，終于研究出了納米材料的破壞失效原理.這一實(shí)驗(yàn)同時(shí)也表明通過建立模擬模型和有效的計(jì)算方法能非常有效地模擬納米金屬材料在微觀方面的變化過程.

1.1.2梁海弋等一批科學(xué)家利用EAM原子勢(shì)函數(shù)的相關(guān)原理模擬研究了納米銅絲的拉伸性能.結(jié)果表明，截面的變化對(duì)直接影響納米絲拉伸性能.這是由于表面原子松散,納米絲的表面張應(yīng)力等綜合因素造成的.而且拉伸強(qiáng)度會(huì)隨著納米絲截面減小而提高，同時(shí)會(huì)推遲屈服和增加初始拉伸模量的軟化程度.

1.2二維的研究歷程在納米薄膜的制備研究過程中,得出了很多薄膜生長(zhǎng)現(xiàn)象,人們需要對(duì)其從理論計(jì)算上進(jìn)行科學(xué)的解釋.日本的Huang等一批科學(xué)家對(duì)Au原子在MgO表面（100）點(diǎn)缺陷處的團(tuán)簇生長(zhǎng)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn),同時(shí)也進(jìn)行了Au原子擴(kuò)散聚集對(duì)成膜的模擬研究;通過研究得出，原子的幾何形狀會(huì)隨著擴(kuò)散力的不同以及能量的不同而發(fā)生變化.我國(guó)知名科學(xué)家張慶瑜在分子動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)上建立了氣相沉積原子動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)采用MonteCarlo方法對(duì)Au外延薄膜的初期生長(zhǎng)過程也進(jìn)行了模擬研究,指出了薄膜外延生長(zhǎng)會(huì)隨基體溫度的變化而發(fā)生怎樣的變化.劉祖黎等一批科學(xué)家采用MonteCarlo模型探索出了Pt/Pt（Ⅲ）薄膜生長(zhǎng)初始階段島的形貌與基底溫度之間的具體關(guān)系.模型中充分考慮了吸附原子擴(kuò)散、原子沉積與蒸發(fā)等過程,與過去的模型不同的是采用Morse勢(shì)來(lái)計(jì)算粒子之間的相互作用,并詳細(xì)充分考慮了臨近和次臨近原子所產(chǎn)生的影響.研究結(jié)果表明,島的形貌隨基底溫度的升高,從一個(gè)分形生長(zhǎng)到凝聚生長(zhǎng)的變化全過程.通過進(jìn)一步的深入研究表明,島的形貌和基底形貌兩者之間的關(guān)系會(huì)隨著基底溫度的升高發(fā)生顯著的變化,而基底溫度低時(shí),島的形狀與基底形貌沒有任何關(guān)聯(lián).

2目前計(jì)算機(jī)模擬研究需要解決的問題

一般來(lái)說(shuō)，納米金屬材料的計(jì)算模擬方法所采用的大多都是原子級(jí)模擬技術(shù),它是將納米金屬材料作為數(shù)量較多的單個(gè)金屬原子的集合體,并且將每個(gè)金屬原子當(dāng)作彼此獨(dú)立的研究單元來(lái)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),然后通過統(tǒng)計(jì)力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)對(duì)其進(jìn)行規(guī)律性的描述,并預(yù)測(cè)納米金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)以及功能.但是由于納米金屬材料自身結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，以及它對(duì)周圍環(huán)境無(wú)法得到迅速的反應(yīng),所以目前還無(wú)法運(yùn)用相關(guān)的模擬技術(shù)來(lái)得到理想的答案.本人建議可以從以下方面進(jìn)行努力：

2.1選定模擬算法在進(jìn)行納米金屬材料分子動(dòng)力學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)當(dāng)是對(duì)包括金屬、氧化物、金屬氧化物等一系列的多原子體系實(shí)驗(yàn).因?yàn)樵娱g的作用是一個(gè)多體效應(yīng),在這個(gè)效應(yīng)當(dāng)中所有的粒子會(huì)全部聚集到一起,是無(wú)法采用解析的方法進(jìn)行求解的.這時(shí)我們可以選用有限差分方法來(lái)進(jìn)行求解,目前運(yùn)用的最多的包括：蛙跳法、預(yù)測(cè)-校正算法和Verlet算法三種類型.值得注意的是，雖然目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,但是純粹依賴提高單個(gè)CPU的計(jì)算速度根本就不能滿足越來(lái)越繁瑣的計(jì)算需要,鑒于此，我們可以考慮進(jìn)行并行化進(jìn)行計(jì)算，這樣會(huì)更加有效.

2.2要充分考慮粒子間的相互作用微觀粒子的運(yùn)動(dòng)本來(lái)是需要使用量子力學(xué)來(lái)進(jìn)行描述的,但納米金屬材料的結(jié)構(gòu)與性能往往會(huì)涉及到大量微觀粒子而且還是多體作用,因此用量子力學(xué)第一性原理來(lái)對(duì)粒子間相互作用求解并非易事,而絕大多數(shù)模擬認(rèn)為粒子的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓力學(xué)規(guī)律,因此可以考慮采用半經(jīng)驗(yàn)的原子間相互作用勢(shì)來(lái)對(duì)粒子間的作用進(jìn)行描述.一般來(lái)講，勢(shì)函數(shù)是否可靠決定了一個(gè)分子動(dòng)力學(xué)模擬能否成功.原子或者離子間的相互作用勢(shì)越復(fù)雜、擬合性質(zhì)越多就越與實(shí)際的相互作用接近,不過越復(fù)雜的相互作用同時(shí)也會(huì)加大計(jì)算量和模擬量,因此在構(gòu)建或使用原子間相互作用勢(shì)的過程中,應(yīng)根據(jù)所要研究的問題的具體情況,選擇既能反映相互作用的本質(zhì),又可以在計(jì)算上切實(shí)可行的相互作用勢(shì).

2.3處理和分析模擬結(jié)果找到一種合適的分析模擬結(jié)果的方法對(duì)于計(jì)算機(jī)模擬來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的.通常情況下，模擬的軌跡文件只包含了各個(gè)粒子的位置、速度和力的相關(guān)信息,因此一定要對(duì)這些信息進(jìn)行有效的處理以后才能得到想要的物理量.而計(jì)算機(jī)模擬走向應(yīng)用的關(guān)鍵之處在于，找到合適的方法處理結(jié)果,將宏觀現(xiàn)象與微觀軌跡進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系.模擬結(jié)果的處理無(wú)疑會(huì)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,其重點(diǎn)問題是要從MD模擬的軌跡文件中講可與實(shí)驗(yàn)直接比較的統(tǒng)計(jì)量提取出來(lái).除此之外,軌跡中的坐標(biāo)信息對(duì)于分析結(jié)構(gòu)體系信息也十分重要,而這卻是非常耗時(shí)的工作過程.

3結(jié)束語(yǔ)

第2篇

首先，考慮到難加工金屬材料特殊的硬度和強(qiáng)度，需要更大的切削力，相比于普通材料力度要提高3～4倍，這無(wú)疑增加了切削的難度。其次，考慮到難加工金屬材料的低導(dǎo)熱率，其具有著較高的切削溫度，很容易使材料表面形成燒傷、劃痕等嚴(yán)重的質(zhì)量問題。最后，考慮到在進(jìn)行切削時(shí)道具很容易發(fā)生磨損，進(jìn)而降低了刀具的使用壽命，并且在高溫環(huán)境下，難加工金屬材料的化學(xué)活性很高，在熱力的作用下很容易形成有關(guān)鈦的氧化物，這些氧化物反作用于工件，使其韌性降低，切削難度進(jìn)一步加大。以上因素說(shuō)明對(duì)難加工金屬材料進(jìn)行切削具有一定的難度。

2基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控加工控制方法

2．1RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)算法概述下頁(yè)如圖1所示，RFB的每一個(gè)神經(jīng)元同輸入層連接的向量W1i與輸入的矢量Xq的距離設(shè)為b1，輸入y＝radbas［dis（W，x）×b］，并且輸出層的神經(jīng)元對(duì)相應(yīng)的輸出函數(shù)采用線形的加權(quán)組合。對(duì)于基函數(shù)大齒常采用高斯函數(shù)：對(duì)于RBF的初始化及相關(guān)的學(xué)習(xí)可以參照?qǐng)D2。在進(jìn)行訓(xùn)練前，先輸入矢量X，與之對(duì)應(yīng)的是目標(biāo)矢量T以及徑向基函數(shù)的一個(gè)拓展常數(shù)C。具體的訓(xùn)練目的是，求W1，W2以及b1和b2。當(dāng)系統(tǒng)完成所有輸入值的聚類以后，會(huì)自動(dòng)求得每個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)RBF的中心ci，進(jìn)而確定相應(yīng)的W1。在改進(jìn)方法上，主要是針對(duì)第0個(gè)神經(jīng)元進(jìn)行初始的訓(xùn)練，排查出錯(cuò)誤后自動(dòng)的增加神經(jīng)元［2］。

2．2難加工金屬材料的RBF監(jiān)控系統(tǒng)難加工金屬材料的RBF監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)造如圖3所示。整個(gè)系統(tǒng)采用的是M317069的速度傳感器進(jìn)行測(cè)速，SZMB－9的磁電轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測(cè)定，HK－NS－WY04的位移變送器進(jìn)行對(duì)吃刀量的檢測(cè)。一旦檢測(cè)到加工過程存在問題，系統(tǒng)就會(huì)實(shí)行自主的參數(shù)控制。該系統(tǒng)的工作原理如圖4所示，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所采用的最基本單元是神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的模型。它的輸入模式具有線性不可分性，考慮到這些實(shí)行的是多層化的感知器網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)多層次的網(wǎng)絡(luò)輸出，若最終的輸出結(jié)果不是想要的，可以通過修改各個(gè)感知器的權(quán)值來(lái)達(dá)到目的。

3結(jié)語(yǔ)

第3篇

為21世紀(jì)化工行業(yè)培養(yǎng)合格的金屬材料工程專業(yè)人才，自2006年以來(lái)，沈陽(yáng)化工大學(xué)金屬材料工程專業(yè)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置、課程體系進(jìn)行了統(tǒng)籌規(guī)劃和整體安排。經(jīng)過幾年的改革和實(shí)踐，建立了具有化工行業(yè)特點(diǎn)及金屬材料工程專業(yè)特色、科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容與課程體系。一方面，課程設(shè)置與專業(yè)特色相契合，再結(jié)合沈陽(yáng)化工大學(xué)的化工特色，針對(duì)化工單元設(shè)備的主要加工方法，如壓力加工、焊接、機(jī)械加工及化工單元設(shè)備的腐蝕問題，對(duì)課程設(shè)置、課程體系統(tǒng)籌規(guī)劃、整體安排，構(gòu)建具有化工行業(yè)特色及金屬材料工程專業(yè)特點(diǎn)、科學(xué)合理的新的課程教學(xué)體系。強(qiáng)化金屬塑性加工原理、焊接冶金學(xué)、焊接工藝與設(shè)備、金屬腐蝕與防護(hù)、金屬熱處理和材料無(wú)損檢測(cè)等主要專業(yè)課程。在課程教學(xué)中，結(jié)合金屬材料工程專業(yè)的特色，不斷進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革。采用將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際、工程法規(guī)、工程問題、典型產(chǎn)品相結(jié)合，尤其與化工生產(chǎn)和化工設(shè)備制造過程相結(jié)合的案例教學(xué)。典型課程如，金屬塑性加工原理、焊接工藝與設(shè)備及腐蝕與防護(hù)等都是以化工單元設(shè)備生產(chǎn)過程為背景的案例教學(xué)方法，著力打造精品課程，形成部分專業(yè)課程特色教材，加強(qiáng)金屬工程材料專業(yè)本科學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，對(duì)其他課程的教學(xué)起到了示范作用，推動(dòng)了教學(xué)改革的深入進(jìn)行，提高了教學(xué)質(zhì)量。另一方面，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心，實(shí)踐內(nèi)容貫穿培養(yǎng)過程的始終。首先，增加課程實(shí)驗(yàn)，尤其是綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，然后開展靈活多樣的實(shí)習(xí)實(shí)踐，在原有的金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，增加個(gè)性化實(shí)習(xí)。開放辦學(xué)、校企合作，結(jié)合學(xué)生的興趣愛好、就業(yè)方向、教師的科研課題以及就業(yè)單位的培訓(xùn)等等，分別送學(xué)生到企業(yè)去學(xué)習(xí)實(shí)踐。為方便學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)，我校先后建立了與沈陽(yáng)鑄鍛工業(yè)有限公司、沈陽(yáng)金杯廣振汽車部件有限公司、沈陽(yáng)來(lái)金汽車零部件有限公司、富奧遼寧汽車彈簧有限公司、撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司等十余家企業(yè)合作的實(shí)習(xí)基地。通過加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地與相關(guān)企事業(yè)單位的共建和合作，利用其設(shè)施、設(shè)備等條件開展實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)也幫助學(xué)生了解金屬材料及其相關(guān)材料的科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及相關(guān)前沿技術(shù)和行業(yè)需求，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題、從事科學(xué)研究和實(shí)際工作的初步能力。

二、建立創(chuàng)新教育機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

鼓勵(lì)學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極開展多樣化的科技創(chuàng)新活動(dòng)［5］。如參加指導(dǎo)教師的課題研究，申報(bào)并參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，參加全國(guó)及遼寧省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、全國(guó)及遼寧省普通高等學(xué)校本科大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等。通過組織各種類型、各種形式和不同層次的課外活動(dòng)，將各類工程實(shí)踐活動(dòng)、創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)、學(xué)術(shù)前沿講座、社會(huì)實(shí)踐、公益活動(dòng)等課外活動(dòng)作為第二課堂課程模塊納入到課程體系中統(tǒng)一實(shí)施和管理。從2006年開始，我們以學(xué)校“6S”，即ST(科技訓(xùn)練)、SC(系列競(jìng)賽)、SP(社會(huì)實(shí)踐)、SW(社會(huì)工作)、SL(系列講座)、SA(特色活動(dòng))為指導(dǎo)，以“挑戰(zhàn)杯”“機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽”活動(dòng)為契機(jī)，以課外教學(xué)環(huán)節(jié)為突破口，開展了多項(xiàng)大學(xué)生課外競(jìng)賽活動(dòng)。近年來(lái)，金屬材料工程專業(yè)參賽學(xué)生項(xiàng)目獲機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽國(guó)家二等獎(jiǎng)一項(xiàng);“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽國(guó)家三等獎(jiǎng)一項(xiàng);全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng);遼寧省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)幾十項(xiàng)。通過創(chuàng)新競(jìng)賽的開展，活躍了創(chuàng)新教育的氛圍，為金屬材料工程專業(yè)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展提供了平臺(tái)，為學(xué)生畢業(yè)后從事科學(xué)研究活動(dòng)奠定了一定的基礎(chǔ)。此外，金屬材料工程專業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)行實(shí)驗(yàn)室全天開放，先進(jìn)的科研設(shè)備和儀器用于學(xué)生科研訓(xùn)練，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。

三、結(jié)論

第4篇

1．1無(wú)機(jī)非金屬材料工程工藝實(shí)踐

工藝實(shí)踐是結(jié)合專業(yè)課程而制定的與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)類似的一類實(shí)踐教學(xué)，通過自己動(dòng)手，能夠?qū)o(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)工廠的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生更為實(shí)際的感性認(rèn)識(shí)，能對(duì)其生產(chǎn)過程有一個(gè)完整的了解，進(jìn)而熟練掌握水泥、玻璃、陶瓷等工藝的操作流程，了解常用和現(xiàn)代無(wú)機(jī)非金屬材料設(shè)備的性能和用途，能借鑒材料工藝應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，通過工藝實(shí)踐的開展，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后從事的專業(yè)工作打下基礎(chǔ)。

1．2專業(yè)實(shí)習(xí)

無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)習(xí)包括教學(xué)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)兩個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)習(xí)均安排在企業(yè)進(jìn)行。教學(xué)實(shí)習(xí)以現(xiàn)場(chǎng)參觀、集中講解和簡(jiǎn)單操作的形式完成，通過實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料工程工廠生產(chǎn)的感性認(rèn)識(shí)，加深理解所學(xué)的理論知識(shí)，逐步提升學(xué)生分析問題、解決問題和動(dòng)手實(shí)踐的能力，并讓學(xué)生對(duì)生產(chǎn)過程有全面的了解，生產(chǎn)實(shí)習(xí)安排在專業(yè)課程教學(xué)之后，采用集中學(xué)習(xí)、分散跟崗的模式，為避免學(xué)生在進(jìn)入實(shí)習(xí)基地對(duì)專業(yè)課與實(shí)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生脫節(jié)感，在學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)之前，將安排學(xué)生自主查閱相關(guān)教材和資料，使學(xué)生在實(shí)習(xí)之前對(duì)所實(shí)習(xí)的工廠基地有一個(gè)全面的了解，這樣有利于學(xué)生認(rèn)真對(duì)待實(shí)習(xí)、重視實(shí)習(xí)。通過系統(tǒng)的專業(yè)實(shí)習(xí)后，學(xué)生能夠熟悉無(wú)機(jī)非金屬材料工程的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從原料準(zhǔn)備到生產(chǎn)、運(yùn)輸與管理的全過程，了解先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)與裝備，為今后的學(xué)習(xí)、工作及科研打下堅(jiān)定的實(shí)踐基礎(chǔ)。學(xué)院要選擇一個(gè)好的實(shí)習(xí)基地，要求實(shí)習(xí)基地配備經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)老師，為學(xué)生提供實(shí)踐、教學(xué)、科研場(chǎng)所以及設(shè)備，并且給學(xué)生可以參加實(shí)踐的機(jī)會(huì)，力爭(zhēng)通過生產(chǎn)一線的工程訓(xùn)練，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。另外，對(duì)于學(xué)生的考核不應(yīng)該一味追求實(shí)習(xí)結(jié)束后撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告，可以采取靈活的手段進(jìn)行考核，比如以現(xiàn)場(chǎng)提問，答辯的形式，結(jié)合實(shí)習(xí)報(bào)告的形式來(lái)完成。

1．3畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

畢業(yè)設(shè)計(jì)目的在于訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和工藝知識(shí)獨(dú)立地解決有關(guān)無(wú)機(jī)非金屬材料工程工廠設(shè)計(jì)中的工程技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)把所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際技能有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高分析問題和解決問題的能力及運(yùn)算和繪圖能力，同時(shí)，要學(xué)會(huì)利用文獻(xiàn)資料、查閱圖表、手冊(cè)等方法，初步掌握無(wú)機(jī)非金屬材料工程工藝設(shè)計(jì)的基本原理、方法、步驟和編制設(shè)計(jì)文件的基本能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，利用無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)加入“卓越計(jì)劃”的契機(jī)，選派相關(guān)教師到合作企業(yè)中鍛煉，加強(qiáng)教師的工程素養(yǎng)。建立一支“雙師型”指導(dǎo)隊(duì)伍，聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。學(xué)生在選題時(shí)，一方面結(jié)合學(xué)院對(duì)卓越計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)，另一方面結(jié)合學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)時(shí)所遇到的問題，共同為學(xué)生制定畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目，讓學(xué)生能夠“真刀真槍”完成畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，提高學(xué)生研發(fā)和工程設(shè)計(jì)的能力。

2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)

校外實(shí)習(xí)基地是高校開展實(shí)踐教學(xué)的重要場(chǎng)所，學(xué)院積極與相關(guān)企業(yè)聯(lián)系，開展實(shí)習(xí)基地建設(shè)，根據(jù)企業(yè)規(guī)模和學(xué)生就業(yè)意圖，經(jīng)過廣泛調(diào)研，無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)分別在淮南、淮北、蚌埠、南京，湖南等地二十多個(gè)單位建立了長(zhǎng)期的實(shí)踐教學(xué)基地，可以滿足學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的需要。實(shí)踐對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生在第7學(xué)期開始熟悉所在企業(yè)的工藝流程，做到所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐的相結(jié)合，到第8學(xué)期實(shí)行企業(yè)同老師雙師型指導(dǎo)教學(xué)，可以聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解，座談，加深學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)與所學(xué)理論知識(shí)的融合，齊全的實(shí)踐教學(xué)基地和產(chǎn)學(xué)研基地為無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了支持和保障。

3加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)

無(wú)機(jī)非金屬工程專業(yè)現(xiàn)有教師大部分是博士，碩士，參加工作就直接從事教學(xué)，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)不足，工程實(shí)踐能力欠缺，為了使卓越計(jì)劃的成功實(shí)施，需要加強(qiáng)無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教師隊(duì)伍的建設(shè):一是加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有教師工程能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)部分教師到企業(yè)工程崗位工作學(xué)習(xí)1～2年，豐富青年教師的工程實(shí)踐背景;二是直接從企業(yè)聘請(qǐng)具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員擔(dān)任兼職教師，為學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)提供全面指導(dǎo)，讓其承擔(dān)專業(yè)課程教學(xué)，指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)等任務(wù)或擔(dān)任本科生、研究生的聯(lián)合導(dǎo)師。著力建設(shè)一支具有一定工程經(jīng)歷的高水平專、兼職教師隊(duì)伍，強(qiáng)化師資隊(duì)伍的教育素質(zhì)和技能培訓(xùn)，提高教師的工程實(shí)踐能力，加強(qiáng)和完善教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師隊(duì)伍力量，使工程型教師達(dá)到專任教師總數(shù)的90%以上，形成專業(yè)水平高、實(shí)踐能力強(qiáng)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

4鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教師科研項(xiàng)目

將教師的科研課題與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的研究課題里，目的是提高學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)本專業(yè)的興趣，學(xué)院鼓勵(lì)學(xué)生以卓越計(jì)劃為依托，盡早與導(dǎo)師聯(lián)系，盡早走入實(shí)驗(yàn)室，自主進(jìn)行研究。在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，摒棄以往教師是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，學(xué)生是實(shí)施者的角色，讓學(xué)生積極查找文獻(xiàn)、制定技術(shù)方案、研究探討、方案實(shí)施、優(yōu)化方案和撰寫總結(jié)報(bào)告，這樣就使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中把握學(xué)習(xí)主動(dòng)性，加深對(duì)知識(shí)的理解，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。

5加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理

制定實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃和實(shí)踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加大監(jiān)督、管理、檢查力度，合理制定各層次的管理規(guī)章制度，并建立和完善各層次的管理目標(biāo)責(zé)任制，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的考核管理，制定合理的實(shí)訓(xùn)教學(xué)考核辦法，如教學(xué)制度的執(zhí)行情況，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的安排及完成情況。將實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)管理都融入到教學(xué)管理體制中，將教師實(shí)踐教學(xué)的積極性充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，形成一個(gè)良好的實(shí)踐教學(xué)機(jī)制，讓實(shí)踐教學(xué)真正落到實(shí)處。學(xué)生校內(nèi)的實(shí)踐課程考核主要由作業(yè)、出勤、考試、實(shí)驗(yàn)等幾部分組成，根據(jù)課程的性質(zhì)不同，還可以加入項(xiàng)目設(shè)計(jì)及測(cè)驗(yàn)等形式;對(duì)于企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核，將由學(xué)院和實(shí)習(xí)基地共同完成，但主要評(píng)定由實(shí)習(xí)基地的導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生參加工程訓(xùn)練的情況給出。具體考核方法:單獨(dú)對(duì)每個(gè)培訓(xùn)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，在現(xiàn)場(chǎng)由每個(gè)實(shí)訓(xùn)導(dǎo)師按照實(shí)習(xí)基地的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，考核方式可采取提問答辯、現(xiàn)場(chǎng)操作等，學(xué)生的實(shí)習(xí)成績(jī)由學(xué)生在該實(shí)習(xí)基地的實(shí)際表現(xiàn)給出。

6結(jié)語(yǔ)

第5篇

1．1構(gòu)建專業(yè)課程體系，科學(xué)配置理論、實(shí)踐和創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容課程體系建設(shè)是地方本科院校金屬材料工程專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一。基于應(yīng)用型金屬材料工程專業(yè)創(chuàng)新人才對(duì)基礎(chǔ)理論、工程實(shí)踐與技術(shù)創(chuàng)新和諧發(fā)展的目標(biāo)要求，對(duì)金屬材料工程專業(yè)現(xiàn)有教學(xué)體系進(jìn)行梳理，合理規(guī)劃基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)以及實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等相得益彰的教學(xué)內(nèi)容，統(tǒng)籌規(guī)劃各階段課程安排［2］。通過架構(gòu)科學(xué)的金屬材料工程專業(yè)知識(shí)體系，全面提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新意識(shí)，改善金屬材料工程專業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量。我校金屬材料工程專業(yè)課程體系框架見表1。課程體系中，第一和第二學(xué)年以數(shù)理類基礎(chǔ)課程、電學(xué)與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程、力學(xué)機(jī)械類基礎(chǔ)課程為主，通過少量專業(yè)基礎(chǔ)課程的設(shè)置，對(duì)金屬材料工程專業(yè)有初步認(rèn)知。第三階段和第四階段主要以專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)為主，確定了以金屬材料的組成與結(jié)構(gòu)、制備、性能與應(yīng)用以及材料的表征為核心課程，涵蓋若干專業(yè)理論課程和實(shí)踐項(xiàng)目的金屬材料工程本科專業(yè)課程體系。

1．2強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，突出實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)地方本科院校金屬材料工程專業(yè)應(yīng)根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重，構(gòu)建以能力為本位、突出學(xué)生實(shí)踐能力的系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)體系。我校金屬材料工程專業(yè)課程體系中，以實(shí)踐項(xiàng)目為載體進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，結(jié)合“三性”實(shí)驗(yàn)等多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的合理配置，實(shí)現(xiàn)知識(shí)到能力的轉(zhuǎn)化，以提高學(xué)生的工程能力［3］。地方本科院校金屬材料工程專業(yè)可以實(shí)施“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)工程”項(xiàng)目，實(shí)行本科生導(dǎo)師制，舉辦科技作品大賽，引導(dǎo)學(xué)生參加導(dǎo)師課題。通過組織協(xié)會(huì)、開辦論壇講座、舉辦創(chuàng)業(yè)大賽等形式開展創(chuàng)業(yè)教育、創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)、創(chuàng)業(yè)實(shí)習(xí)，以學(xué)生創(chuàng)業(yè)促進(jìn)學(xué)生就業(yè)。以地方科技園的資源優(yōu)勢(shì)為平臺(tái)，鼓勵(lì)在校研究生和大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。我校金屬材料工程專業(yè)的教師以江蘇省“材料表面技術(shù)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、常州市“先進(jìn)金屬材料和制備技術(shù)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為科研平臺(tái)，開放材料科學(xué)與工程省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，從科研項(xiàng)目中提煉綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，拓展學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑。近三年指導(dǎo)學(xué)生參加了國(guó)家和省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目7項(xiàng)，鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生金相技能大賽，兩次榮獲一等獎(jiǎng)，創(chuàng)新成果豐富，效果明顯。

1．3加強(qiáng)與地方產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)的互動(dòng)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作，整合金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)資源通過與材料和工程技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)企業(yè)緊密的產(chǎn)學(xué)研合作，形成高校與企業(yè)協(xié)同培養(yǎng)金屬材料工程專業(yè)應(yīng)用人才的機(jī)制。根據(jù)企業(yè)對(duì)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合能力的要求，改革專業(yè)課程設(shè)置和課程教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力。建設(shè)大學(xué)生和研究生實(shí)踐教學(xué)基地和實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，建設(shè)企業(yè)研究生工作站，聘請(qǐng)企業(yè)高級(jí)工程技術(shù)人員擔(dān)任“產(chǎn)業(yè)教授”和“兼職碩導(dǎo)”，聯(lián)合指導(dǎo)本科生和碩士研究生，從而為江蘇省培養(yǎng)科研及實(shí)用型經(jīng)濟(jì)建設(shè)人才。目前，我校金屬材料工程專業(yè)與南方軸承、江蘇國(guó)強(qiáng)鍍鋅實(shí)業(yè)有限公司、常州鑫隆復(fù)合材料有限公司、常州中鋼精密鍛材有限公司等幾十家公司建立了良好的合作關(guān)系。分別從鑄造及軋制技術(shù)、熱交換器焊接技術(shù)、金屬材料熱處理、新型鍍鋅合金成分優(yōu)化、材料失效與防護(hù)等方面承擔(dān)了多項(xiàng)產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，不僅解決了企業(yè)的關(guān)鍵材料和工藝等技術(shù)問題，而且為人才培養(yǎng)提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)和科研條件保障，促進(jìn)了教學(xué)與科研的有機(jī)銜接。

2結(jié)語(yǔ)

第6篇

1.1化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)能夠提高材料的韌性和性能，提高效率，還會(huì)減少能源浪費(fèi)。薄層滲透技術(shù)不需要滲透到金屬材料深處就可以改變金屬表面的性能，降低了環(huán)境污染，減少了生產(chǎn)成本。化學(xué)熱處理不需要過分滲透，薄層滲透技術(shù)就是總結(jié)了傳統(tǒng)熱處理存在的問題后應(yīng)運(yùn)而生的。

1.2激光熱處理技術(shù)激光熱處理技術(shù)主要是利用激光對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理。由于激光穿透力強(qiáng)，因此可以實(shí)現(xiàn)其他熱處理方式達(dá)不到的效果，使金屬材料表面硬度增強(qiáng)，性能提高。使用電腦控制激光熱處理技術(shù)，可以大大提高效率，實(shí)現(xiàn)熱處理自動(dòng)化。

1.3真空熱處理技術(shù)真空熱處理技術(shù)利用真空作為金屬材料熱處理的環(huán)境，可以縮短時(shí)間，提高效率，減少有毒氣體的排放，有明顯的節(jié)能效果和環(huán)保效果。目前，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，真空熱處理技術(shù)還在不斷研究和更新，力求在無(wú)氧環(huán)境的基礎(chǔ)上填充惰性氣體作為熱處理環(huán)境，使熱處理效率更高。

1.4超硬涂層技術(shù)超硬涂層技術(shù)可以提高材料表面硬度，使其更加耐用，提高性能，是目前應(yīng)用范圍較為廣泛的熱處理技術(shù)之一。隨著現(xiàn)代金屬材料加工技術(shù)的不斷發(fā)展，超硬涂層技術(shù)采用電腦進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便該技術(shù)更好地應(yīng)用。

1.5振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)依靠振動(dòng)原理穩(wěn)定金屬材料性能，可以有效防止金屬材料變形。振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)采用計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，既可以減少生產(chǎn)時(shí)間，提高效率，還能夠降低成本，節(jié)能減耗，克服了傳統(tǒng)熱處理技術(shù)的不足。

2金屬材料熱處理工藝與技術(shù)展望

隨著金屬材料熱處理工藝與技術(shù)的不斷發(fā)展，誕生了許多熱處理技術(shù)。其中，可控氣氛熱處理就是較為成熟的熱處理技術(shù)之一。可控氣氛，顧名思義，就是一種可以控制和保護(hù)的氣氛，是一種保護(hù)金屬材料的氣體介質(zhì)。可控氣氛可以有效保護(hù)金屬材料的表面性能，使熱處理過程更為完善。對(duì)于鋼制工件而言，可控氣氛熱處理極為適合，可以給鋼材料提供更為妥善的保護(hù)。這是因?yàn)殇撛跓崽幚砀邷刂泻苋菀妆谎趸砻嫫茐妮^為嚴(yán)重，但可控氣氛熱處理卻能夠避免鋼被氧化。對(duì)于其他金屬材料而言，可控氣氛熱處理同樣適用，在尺寸上可以調(diào)控，使操作更加靈活。目前，可控氣氛熱處理的應(yīng)用較為廣泛，但依然有很大的局限性。因此，未來(lái)的金屬材料熱處理工藝和技術(shù)需更加普及，才會(huì)有更廣泛的發(fā)展空間。

3結(jié)束語(yǔ)

第7篇

一般情況下，對(duì)于晶界工程進(jìn)行形變熱處理工藝的途徑主要有變形、退火，而對(duì)于工藝系數(shù)的控制需要對(duì)多晶體金屬材料的變形量、退火時(shí)間和退火溫度等進(jìn)行科學(xué)合理的控制。為了能夠使金屬材料的晶粒更加得到細(xì)化，可以采用對(duì)金屬材料進(jìn)行軋制等變形工藝進(jìn)行加工，采取這一變形工藝還能夠促使在接下來(lái)的退火過程殊晶界的產(chǎn)生。如表1所示，就是在晶界工程中采取的形變熱處理工藝的總結(jié)表格。1．反復(fù)再結(jié)晶。反復(fù)再結(jié)晶指的是對(duì)金屬材料采取20%～30%的形變工藝以及使用再結(jié)晶退火工藝，同時(shí)對(duì)其形變和再結(jié)晶退火過程進(jìn)行反復(fù)多次，其中，再結(jié)晶退火的時(shí)間要控制在20min以內(nèi)。2．單步再結(jié)晶。單步再結(jié)晶就是指對(duì)金屬材料采取50%～70%的中等變形工藝之后再使其處于較高的溫度下進(jìn)行短時(shí)退火，一般來(lái)說(shuō)短時(shí)退火的時(shí)間在1～2min內(nèi)。3．反復(fù)應(yīng)變退火。反復(fù)應(yīng)變退火指的是對(duì)金屬材料采取2%～6%的微小變形之后再讓其置于較高溫度下進(jìn)行短時(shí)退火的工藝，也可以是當(dāng)金屬材料進(jìn)行微小變形之后使其在比較低的溫度下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的退火工藝。其中，高溫下的短時(shí)退火時(shí)間要求控制在幾分鐘之內(nèi)，而低溫下的長(zhǎng)時(shí)間退火則要求有1～20h，并且退火處理的過程要求要進(jìn)行反復(fù)多次。由于反復(fù)應(yīng)變退火產(chǎn)生的變形量比較小，而在退火的過程中卻很難再對(duì)金屬材料的再結(jié)晶提供所需的驅(qū)動(dòng)力，這樣一來(lái)就無(wú)法使金屬材料出現(xiàn)再結(jié)晶的情況，因此可以說(shuō)，此工藝實(shí)際上是屬于一個(gè)回復(fù)、重復(fù)、反復(fù)的過程。4．單步應(yīng)變退火。單步應(yīng)變退火指的是對(duì)金屬材料進(jìn)行6%～8%的較小變形或者是充分利用金屬材料中所剩余的應(yīng)變力作為進(jìn)行退火工藝的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，將其置于低溫下進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)數(shù)十小時(shí)的退火過程。通過采用以上幾種工藝都能夠使晶界的移動(dòng)性得到明顯的提高，從而有助于特殊晶界的產(chǎn)生，并且最后使金屬材料的性能得以明顯提高，由此可見，由于受到不同變形量所具有的形變以及之后熱處理工藝之間的不同的影響，要想更好地使晶界工程得以實(shí)現(xiàn)，最好的途徑就是對(duì)以上幾種工藝進(jìn)行綜合性的復(fù)合運(yùn)用。

二、晶界特征分布的優(yōu)化工藝

(一)晶界特征分布的優(yōu)化工藝判斷。對(duì)于金屬材料是否已經(jīng)完成了晶界特征分布的優(yōu)化，若是單憑低ΣCSL晶界所具有的比例來(lái)判斷是不夠科學(xué)和不具充分性的。這是由于在特殊晶界中，其所具有的較高比例會(huì)因?yàn)閷?duì)一般較大角度的晶界網(wǎng)絡(luò)無(wú)法進(jìn)行阻斷的時(shí)候，那么金屬材料的晶界特征分布優(yōu)化就無(wú)法達(dá)到效果，就無(wú)法對(duì)晶界所具有的開裂、腐蝕等性能進(jìn)行提高，同時(shí)，對(duì)于特殊晶界來(lái)說(shuō)，并不是在任何條件下都能夠?qū)⑵涞奶厥庑阅苓M(jìn)行表現(xiàn)。因此，這就要求對(duì)特殊晶界的比例、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特性等進(jìn)行綜合性的考慮，才能夠?qū)Ы缣卣鞣植純?yōu)化工藝的效果進(jìn)行科學(xué)合理全面性的準(zhǔn)確判斷。

(二)晶界特征分布的優(yōu)化工藝研究的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來(lái)，材料科學(xué)得到了快速的發(fā)展，人們對(duì)于晶界的結(jié)構(gòu)和行為也都有了更加深入的研究，從中獲得了有關(guān)于晶界結(jié)構(gòu)和晶界特征的重要數(shù)據(jù)信息。但是一直以來(lái)對(duì)于多晶體金屬材料性能的應(yīng)用大都局限于細(xì)化晶粒上，直到20世紀(jì)80年代中期，才開始有科學(xué)研究者提出了晶界特征分布這個(gè)概念，同時(shí)提出的概念還有“晶界設(shè)計(jì)”。經(jīng)過了科學(xué)研究人員幾十年來(lái)的不懈努力和研究，在鋁合金、奧氏體不銹鋼、鎳基合金、銅合金等各種金屬材料中所采取的晶界特征分布優(yōu)化工藝都獲得了重大的突破和發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

第8篇

關(guān)鍵詞：接地網(wǎng)；耐蝕金屬材料；電化學(xué)測(cè)試

1引言

變電站容量的擴(kuò)大對(duì)接地網(wǎng)安全運(yùn)行的要求更為嚴(yán)格，對(duì)接地體的熱穩(wěn)定性的要求更高。在我國(guó)，由于資源、經(jīng)濟(jì)等原因，接地網(wǎng)所用的材質(zhì)主要為普通碳鋼。接地網(wǎng)腐蝕通常呈現(xiàn)局部腐蝕形態(tài)，發(fā)生腐蝕后接地網(wǎng)碳鋼材料變脆、起層、松散，甚至發(fā)生斷裂。某鹽堿性土壤變電站現(xiàn)場(chǎng)與接地網(wǎng)連接的普通碳鋼試片埋置2年后的表面情況。一般性土壤變電站現(xiàn)場(chǎng)與接地網(wǎng)連接的普通碳鋼試片埋置226天后的表面情況。無(wú)論在鹽堿性土壤中還是在一般性土壤中，接地網(wǎng)的碳鋼試片腐蝕是非常嚴(yán)重的，其表面有許多局部腐蝕坑，試片邊緣也不完整。

腐蝕是導(dǎo)致接地體事故擴(kuò)大的一個(gè)主要原因。因?yàn)閷?duì)于運(yùn)行多年的接地網(wǎng)而言，由于腐蝕性土壤環(huán)境中的電化學(xué)腐蝕以及電網(wǎng)設(shè)備等運(yùn)行中的泄流造成的腐蝕使得接地體截面減小，甚至斷裂，造成接地性能不良，不能滿足熱穩(wěn)定性的要求，因而電路電流將會(huì)燒壞接地網(wǎng)，使得變電站內(nèi)出現(xiàn)高電位差，造成其它主設(shè)備的毀壞事故，還會(huì)危及人身安全。由于接地網(wǎng)埋設(shè)在地下，一旦腐蝕嚴(yán)重到使接地網(wǎng)的接地電阻不合格，甚至局部斷裂時(shí)，對(duì)接地網(wǎng)的翻修改造是相當(dāng)費(fèi)勁和困難的，費(fèi)用也是巨大的。因此防止接地網(wǎng)腐蝕，保證接地性能的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)接地網(wǎng)的使用壽命，是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所迫切需要解決的課題。

對(duì)于接地網(wǎng)防腐蝕的研究，目前國(guó)內(nèi)主要有兩條路線[1]，一是研制耐蝕性能優(yōu)良而且經(jīng)濟(jì)性好的導(dǎo)電材料以取代目前普遍使用的碳鋼；二是采用電化學(xué)保護(hù)技術(shù)以減緩正在服役的接地網(wǎng)的腐蝕速度，延長(zhǎng)使用壽命。原武漢水利電力大學(xué)“接地網(wǎng)防蝕研究及應(yīng)用”課題組經(jīng)過長(zhǎng)期大量的試驗(yàn)，已經(jīng)篩選出耐蝕性能優(yōu)良且價(jià)格合理的材料，可以取代目前廣泛使用的普通碳鋼。

2試驗(yàn)情況

由于接地網(wǎng)土壤腐蝕是一個(gè)緩慢過程，因此為了能快速優(yōu)選出所需的材料，在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了電化學(xué)測(cè)試，試驗(yàn)測(cè)試方法包括極化曲線、交流阻抗和動(dòng)電位掃描。由于變電站接地網(wǎng)要承受雷電流及電網(wǎng)不平衡電流的泄流作用，因此在對(duì)材料進(jìn)行篩選時(shí)必須了解材料的耐電解電流腐蝕的性能，為此在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了材料的電解試驗(yàn)。試驗(yàn)所用土壤介質(zhì)的理化性質(zhì)分析結(jié)果，其自腐蝕電位為-688mV。根據(jù)德國(guó)DIN50929土壤腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)該土壤為腐蝕性土壤[2]。試驗(yàn)所篩選的材料為2種稀土鋼材（CL4和CL5）及3種常見表面處理的合金鋼（CL1、CL2和CL3）。為了便于對(duì)比，試驗(yàn)還使用了普通碳鋼及鍍鋅鋼。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室初步試驗(yàn)的結(jié)果，在變電站現(xiàn)場(chǎng)土壤中埋置了一定數(shù)量的材料試片以了解材料在變電站土壤現(xiàn)場(chǎng)中的耐蝕性能。

（1）極化曲線測(cè)試

1）試驗(yàn)條件

試驗(yàn)采用三電極體系，即工作電極、參比電極和輔助陽(yáng)極。其中工作電極是將各種材料制作成體積為1cm3的小塊，留出一表面作為研究面，其余表面用環(huán)氧樹脂密封；參比電極為飽和甘汞電極，通過魯金毛細(xì)管插入電解池；輔助陽(yáng)極為鉑電極。試驗(yàn)介質(zhì)為土壤水土比為5:1的浸出液。試驗(yàn)所用儀器為TD3690型恒電位儀，HD-1A型信號(hào)發(fā)生器及3086-1AX-Y型記錄儀。

試驗(yàn)時(shí)，起掃電位的選擇是陽(yáng)極極化時(shí)起掃電位比自腐蝕電位低100mV，陰極極化時(shí)起掃電位比自腐蝕電位高100mV。每次掃描的速度為2mV/s。

2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

采用BETACRUNCH（VERSION）程序進(jìn)行計(jì)算。

（2）交流阻抗測(cè)試

1）試驗(yàn)條件

試驗(yàn)采用三電極體系，介質(zhì)為水土比為5:1的土壤浸出液和水土比為2:1的泥漿，試驗(yàn)使用的儀器為EG&G公司的交流阻抗測(cè)試儀，包括鎖相放大器，M283恒電位儀。計(jì)算機(jī)3個(gè)硬件部分通過GPIB總線連接起來(lái)。軟件為M398阻抗數(shù)據(jù)專用測(cè)量軟件。

2）數(shù)據(jù)處理

以頻率最低處的阻抗值（|Z|0.05）來(lái)表征材料在介質(zhì)中的耐蝕性能。|Z|0.05越高，說(shuō)明材料的耐蝕性能越好，反之亦然[3]。

（3）電解測(cè)試

電解時(shí)試驗(yàn)材料與直流電源正極連接，用石墨棒作為陰極與直流電源的負(fù)極連接，電解所用介質(zhì)為變電站土壤的水土比為2:1的泥漿，電解時(shí)間為3h，電解電流為64.0mA，槽壓為150V。

3試驗(yàn)結(jié)果和討論

3.1極化曲線測(cè)試

極化曲線測(cè)試試驗(yàn)的結(jié)果可見，在這些土壤介質(zhì)中，材料CL1、CL2的腐蝕速率較其它材料低，其耐蝕性能較好。

3.2交流阻抗測(cè)試

試驗(yàn)結(jié)果可見，材料CL1、CL2的阻抗值明顯高于其它材料，比普通碳鋼高出2個(gè)數(shù)量級(jí)。材料CL4、CL5的耐蝕性能與普通碳鋼差不多，甚至有時(shí)還不如普通碳鋼。

3.3電解測(cè)試

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，鍍鋅鋼耐電流電解腐蝕性能較差，材料CL1和CL2的耐電流電解腐蝕性能較好，其耐蝕性能比普通碳鋼要高得多。電解結(jié)束后觀察材料表面可以看出，鍍鋅鋼表面的鍍層出現(xiàn)了局部剝離現(xiàn)象，而其它材料表面均沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

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3.4現(xiàn)場(chǎng)埋置試驗(yàn)

不同材料制作的試片在變電站現(xiàn)場(chǎng)土壤中埋置624天后挖出，經(jīng)過表面處理后測(cè)定材料的腐蝕速率，結(jié)果可見，材料CL1和CL2的腐蝕速率較碳鋼及鍍鋅鋼要小得多。

同種材料，當(dāng)與接地網(wǎng)連接時(shí)其腐蝕速率高于接地網(wǎng)不連接時(shí)的腐蝕速率，原因是與接地網(wǎng)連接的試片除了要受到土壤自然腐蝕作用外，還要受到變電站接地網(wǎng)泄流時(shí)的電流電解腐蝕。

在變電站土壤現(xiàn)場(chǎng)埋置試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，與接地網(wǎng)連接的鍍鋅鋼材料在不到1年時(shí)間其表面鍍鋅層就已經(jīng)被電解腐蝕掉，而未與接地網(wǎng)連接的鍍鋅鋼材料其表面鍍鋅層卻完好。從現(xiàn)場(chǎng)埋置材料試片測(cè)定的腐蝕速率結(jié)果也可以看出，鍍鋅鋼用作接地網(wǎng)材料時(shí)其耐蝕性能較普通碳鋼沒有多大提高，因此用鍍鋅鋼材料來(lái)延長(zhǎng)接地網(wǎng)使用壽命意義不大。

4結(jié)論

（1）在土壤腐蝕性較嚴(yán)重的地區(qū)，為了延長(zhǎng)接地網(wǎng)使用壽命，在設(shè)計(jì)時(shí)往往考慮采用鍍鋅鋼。其防腐蝕的原理是鋅的腐蝕電位較普通碳鋼的低，在土壤介質(zhì)中鋅優(yōu)先被腐蝕掉從而保護(hù)了普通碳鋼，達(dá)到延長(zhǎng)碳鋼使用壽命的目的。在沒有電流作用下，鍍鋅鋼的使用壽命的確較長(zhǎng)，在變電站土壤現(xiàn)場(chǎng)埋置試驗(yàn)的結(jié)論也是如此。但是作為接地材料，由于其要受到接地電流的作用，鍍鋅鋼表面的鍍鋅層很快就會(huì)被電解掉，因而鍍鋅鋼對(duì)延長(zhǎng)接地網(wǎng)的使用壽命實(shí)際作用不大。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室電化學(xué)測(cè)試的結(jié)果可知，無(wú)論是在土壤浸出液中還是在土壤泥漿中，材料CL2的耐蝕性能較其他材料的耐蝕性能好，是普通碳鋼耐蝕性能的5~7倍。

（3）經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試表明，材料CL1和CL2的耐蝕性能較普通碳鋼要強(qiáng)得多，這對(duì)于延長(zhǎng)變電站接地網(wǎng)的使用壽命，確保接地網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重大意義。同時(shí)考慮材料的經(jīng)濟(jì)性及來(lái)源等因素，本文推薦用非銅質(zhì)材料CL2替代普通碳鋼用于接地網(wǎng)防腐蝕。

參考文獻(xiàn)

[1]許崇武，胡學(xué)文，彭泉光，等．接地網(wǎng)防蝕研究及應(yīng)用[R]．武漢：武漢水利電力大學(xué)，2000．

第9篇

有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，脈沖電流對(duì)一系列冷加工金屬材料，如鎳、鋁、銅等退火組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定的影響，能夠明顯促進(jìn)銅金屬再次結(jié)晶。如圖1所示，冷變形銅的顯微硬度會(huì)隨著銅再結(jié)晶的時(shí)間變化而發(fā)生相應(yīng)的改變。由此可見，在金屬材料退火過程中，適當(dāng)施加脈沖電流，可以大大縮短金屬材料的再結(jié)晶過程，使其在較短時(shí)間內(nèi)迅速完成。這一研究結(jié)果表明了脈沖電流能夠有效抑制結(jié)晶晶粒生長(zhǎng)，使再結(jié)晶晶粒更加細(xì)化。同時(shí)使Arrhenius公式的前指數(shù)因子數(shù)值大大增加，對(duì)于激活能幾乎沒有任何的影響。針對(duì)銅金屬材料而言，施加脈沖電流還能夠使其結(jié)構(gòu)銳化，延遲其退火結(jié)晶的形成。這說(shuō)明，漂移電子流在一定程度上對(duì)其顯微組織結(jié)構(gòu)和固態(tài)相變產(chǎn)生了影響，同時(shí)，還對(duì)晶體中的缺陷造成了影響。但是，在電場(chǎng)退火條件下，有相關(guān)研究人員認(rèn)為，電場(chǎng)退火能夠抑制銅再結(jié)晶及晶粒生長(zhǎng)，從而促進(jìn)銅再結(jié)晶立方結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)形成與發(fā)展，具有非常重要的作用。

2脈沖電流對(duì)金屬材料性能的影響

有關(guān)研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，脈沖電流不僅能夠使金屬材料的流變應(yīng)力大大降低，同時(shí)可以有效延長(zhǎng)金屬材料的疲勞壽命。通過研究高密度脈沖電流對(duì)a-Ti和多晶銅等金屬材料的疲勞性能的影響，發(fā)現(xiàn)針對(duì)a-Ti的低周疲勞，高密度脈沖電流不僅能夠徹底消除軟化過程中的硬化峰，同時(shí)，還能夠有效降低其疲勞初期的軟化速率。脈沖電流能夠使多晶銅的沿晶斷裂傾向大大降低，有效延長(zhǎng)高多晶銅的疲勞壽命。有研究人員認(rèn)為，高密度脈沖電流不僅在一定程度上影響了次滑移系中的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，還影響了駐留滑移帶中的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而使滑移的均勻性得到有效提升。并且，隨著所施加應(yīng)力的不斷降低，脈沖電流對(duì)多銅晶疲勞壽命的影響也會(huì)相應(yīng)地有所增加。另外，有大量研究證明，用脈沖電流進(jìn)行處理，可以有效減少駐留滑移帶的平均間距和平均寬度，并且有效減小駐留滑移帶和基體界面處的應(yīng)力集中，從而大大延長(zhǎng)其疲勞壽命。除此之外，脈沖電流還能夠有效阻止疲勞裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，使金屬材料的疲勞壽命大大延長(zhǎng)。

3結(jié)語(yǔ)