物理化学课程体系与教学内容的改革与实践

物理化学是化学类专业学生的重要基础课程之一.为了提高物理化学的教学质量,针对物理化学的特点,从教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了改革探讨,并取得了初步成效.     

基于CDIO的网站开发技术课程教学研究与实践

针对网站开发技术课程特点和教学现状,引入CDIO工程教育模式,将项目贯穿于理论、实验和实训三个教学环节中.在教学中主要运用案例教学法和项目驱动教学法,提出了阶梯式实践教学体系和项目化实训环节,让学生"做中学",并给出基于能力考核的评价方式.实践表明,采用基于CDIO的教学模式能够有效激发学生的学习兴趣,学生的工程实践能力得到充分提高.     

三值光学计算机MPI编程技术在超算集群中的使用

建立 MPI 程序中三值光学计算机(ternary optical computer, TOC)和 CPU 在指令级别上协同工作的技术. 在该技术中, TOC 节点作为服务端, 运行等待连接的进程;CPU 上运行的 MPI 进程作为客户端, 使用以SHDX 为前缀的一类扩充指令来请求与TOC 连接. TOC 和 CPU 连接之后, MPI 进程将指令级别上的服务要求和数据一并发送给TOC 节点, TOC 发挥其处理器可构成复合运算器及数据位数众多的优势来处理数据, 并将计算结果回送给客户端的MPI 进程. 该过程实现了 CPU 在指令级别上调用TOC 来协同工作的目的. 目前, 设定一个超级计算机系统可以融入10 个TOC 节点, 每个TOC 节点可以打开8 个服务端口, 未来的版本可能扩大这两个限制. 实验结果证明了该技术的正确性.     

钡铁氧体的太赫兹时域光谱

利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了钡铁氧体和Al 掺杂钡铁氧体样品, 并利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)对样品进行了测试. 结果表明, 样品吸收谱在 0~1.2 THz 频段内随着频率的增大而增大, 钡铁氧体的折射率随频率的增大而减小; Al 掺杂的钡铁氧体样品的折射率随频率的增大而增大, 且Al 的掺杂导致钡铁氧体THz波段的折射率减小.     

废报纸基纤维素气凝胶的绿色制备及其清理泄漏油污性能

 为制备廉价清洁的吸水吸油性废报纸基纤维素气凝胶（WNCA）,使用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体（AmImCl）溶解无任何前处理的废报纸,经去离子水、无水乙醇和叔丁醇依次置换即可得纯净的纤维素水凝胶,将其冷冻干燥即可制备柔性的WNCA。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X 射线衍射仪（XRD）对制备的WNCA 的形态特征、结晶特性及结晶度进行表征分析。结果表明,WNCA 具有良好的多孔三维网络交联结构;其晶型结构为纤维素Ⅰ型,结晶度为62.6%,较之所用原料提高了12.8%;该气凝胶能够吸收其自身质量18~20 倍的水和废弃污油,通过简单挤压即可把99.8%的液体除去,具备循环利用性能,同时该气凝胶显示了良好的机械性能且可反弹。该研究所用试剂均绿色环保,为绿色气凝胶的制备提供了科学思路。     

EGS载热流体水岩作用对人工地热储层裂隙物性特征的影响

 增强型地热系统（EGS）是一种从低渗透率低孔隙度岩层中提取热量的工程。载热流体注入深部地热储层后在储层裂隙发生水岩作用,引起地热储层矿物的溶解和沉淀,改变储层裂隙通道的物性特征,对EGS 的长期运行产生重要影响。以苏尔茨地区的一种典型花岗岩为人工地热储层,建立了一维多重相互作用连续统一体地质模型,将相同温度的CO₂和水以相同压力注入人工地热储层裂隙通道中,探讨两种载热流体的水岩作用对储层裂隙物性特征的影响。结果表明,在同样的储层状态、相同的运行模式下,CO₂-EGS 水岩作用对裂隙通道物性特征的影响明显小于H₂O-EGS。     

大变形扭转剪应变定义的误差分析

以变形前互相垂直线元角度改变量的正切为工程剪应变的度量,考虑圆杆塑性大变形扭转的Swift效应或轴向伸长效应,从变形分析角度指出,实心圆杆大变形扭转时从变形分析角度给出的定义能够准确描述剪应变,而由小变形推广得到的两种定义将产生误差.黄铜实心圆杆塑性大变形扭转的结果进一步表明,在小变形情况下,三种剪应变定义均适用,随着变形的增加,由小变形推广得到的两种剪应变定义将产生的误差也增加.     

快速凝固Al-Cu钎料钎焊铝Cu对钎缝组织的影响

研究了快速凝固钎料中Cu元素在铝合金基体中的扩散现象和机制.采用快速凝固的方法制备出了Al-Cu合金的薄带,用差热分析法(DTA)测量了钎料熔点.根据熔点利用真空钎焊用Al-Cu钎料焊接纯铝,然后使用扫描电镜和能谱分析仪分析了焊缝的显微组织,对Cu元素的扩散现象进行观察,并分析了Cu的扩散行为.实验结果表明,由于快冷钎料组织均匀,表面能高,因此熔点比普通钎料低,且熔化区间窄.随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Cu的扩散效果越来越好;在同一温度下钎焊时,快冷钎料中Cu的扩散能力明显强于普通钎料.     

时效温度对铝青铜Cu14Al-X摩擦特性的影响

利用扫描电镜和光学显微镜对铝青铜Cu14Al-X经920 ℃×2 h固溶处理,对经450、580、650 ℃ 3种温度下进行时效处理后的微观组织、磨损表面形貌进行了分析,研究了时效温度对铝青铜Cu14Al-X摩擦性能的影响.结果表明,以0.2 m/s的速度滑动720 m后,经450 ℃×3 h时效处理的铝青铜Cu14Al-X在低载荷(50 kg)下其摩擦系数最小,减磨性能最好,同时具有最好的耐磨性.而580 ℃×3 h时效处理后,高、低载荷下都表现出优秀的耐磨性,表明在此温度下时效处理后材料的承载能力最好.     

无管板列管式换热器的结构及传热研究

针对列管式换热器壳程传热膜系数较低、高流速时易产生流体诱发振动、管板与换热管之间存在间隙腐蚀的实际情况,提出了一种无管板列管式换热器结构.该结构提高了壳程的传热膜系数,解决了间隙腐蚀的问题,减小了壳程流体的流动阻力和流体诱发振动,为列管式换热器的结构改造提供了好的形式.