时间:2023-03-29 09:26:29
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇材料职称论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
由于工程材料的质量低劣造成的工程质量事故和损失往往是非常严重并难以弥补和修复的,因此,工程中必须尽力避免发生此类问题,防患于未然。在材料的质量监理中,首先要求施工单位建立健全质量保证体系,使施工企业在人员配备、组织管理、检测程序、方法、手段等各个环节上加强管理,同时在施工承包合同和监理委托合同中要明确对材料的质量要求和技术标准,并明确监理方在材料监理方面的责任、权限以及建设单位的要求。在我们的监理委托合同中有关材料监理的内容是相似的,即:监理方有权对材料进行必要的抽检,施工单位要在监理方的监督下,同时取样和试(化)验工作,监理方负责提供准确、可靠的检验结果,当监理方的检验结果如与施工单位的试验结果不相一致时,以监理方所提供的检验结果作为标准。在项目实施过程中,严格按合同办事,加强合同管理,以合同为依据,始终坚持施工单位自检和监理方独立抽、复检相结合,以施工单位自检为主,以监理方的复检作为评定自检结果的标准,同时还坚持目测和检测相结合,抽检和监测相结合,直接控制和间接控制相结合。改变过去只有施工单位自检为准,而没有第三方监督管理的状况。这样可以防止不合格的材料用于工程,保证了工程建设质量。
二、明确材料监理程序,制定材料监理细则
作为国际惯例的建设监理制度引入我国,尚未形成规范的管理模式,因此要在工程项目实施监理的过程中使参建各方明确监理工作的性质、方法以及监理工作程序。具体做法就是针对每个工程实际情况,制定详细的材料监理规划和细则,明确材料监理程序。在材料监理细则中,明确材料监理工程师的职责、工作方法、步骤、手段以及对材料的质量要求和保证质量应采取的措施等。在材料监理过程中,监理工程师则严格按材料监理规划、细则开展工作,使材料监理工作逐步走向正规化的轨道。
三、审核施工单位材料计划
材料监理工程师进场后,首先了解施工单位的材料总体计划,并审核其是否满足施工总进度的要求,对发现的问题提出改进建议,使材料总体计划与施工进度相干致。在此基础上,每月25日前,施工单位应向监理方提交下月的材料进场计划,包括进货品种、数量、生产厂家等,材料监理工程师根据工程月进度计划予以审核,使材料进场计划符合工程进度要求。
四、材料采购的质量监理
由于最近建筑材料市场呈现供不应求趋势,钢材、水泥两大材料尤为严重,因此,凡是对计划进场的材料,监理方都要会同施工单位对其生产厂家资质及质量保证措施予以审核,并对订购的产品样品要求其提供质保书,根据质保书所列项目对其样品质量进行再检验。样品不符合规范、标准的,不能订购其产品。
五、进场材料的质量监理
在材料监理实施细则中,明确提出要加强现场原材料的试(化)验工作。例如:对工程中使用的钢筋、水泥要求有出厂质保书,砂石、砖等要具有材质试验单,施工用水要有水质化验报告等,以掌握其技术参数资料。同时在监理委托合同中明确规定:为提高试(化)验数据的可靠性、准确性,确保工程质量,甲方同意监理方独立对国家建设部颁发的《建筑安装工程质量检验评定标准》中明确规定的质量保证内容进行必要的检查检验,施工单位的检验工作可在监理方指定的具有省一级实验资质的试验室中进行(主管部门有更高要求的,按主管部门要求),也可在监理方监督下由施工方在有临时资质的现场试验室中进行,监理方负责审核,以确认施工单位提供的试(化)验报告。
监理方应与施工单位同步进行材料的取样和试(化)验工作,监理方负责提供准确、可靠的检验结果,当监理方提供的检验结果与施工单位的试验结果不相一致时,以监理方所提供的检验结果作为标准。监理方在对现场材料的质量监理中,应严格按照材料质量监控流程,严格按照国家规范、标准、设计文件。合同及材料监理细则办事。
下面介绍几种主要材料的质量监理:
1.钢筋、水泥
鉴于目前钢材市场货源紧张,施工单位难以做到大批量进货,针对来料的多源头、多渠道,对进场的每批钢筋、水泥,要求施工单位分批、分品种堆放、贮存,并及时提供出厂合格证。在此基础上,对每批钢筋均要求做机械性能试验,特殊部位所用钢筋或进口钢筋要另做化学成分分析试验。水泥要求做强度、安定性等试验,并进行现场监督取样。未经检验的材料,不允许用于工程;质量达不到要求的材料,及时清退场外。
2.钢筋焊接制品
绝大多数进场钢筋均要进行现场加工后方可用于工程。如钢筋焊接、成型、张拉等。下面仅以钢筋对焊为例谈谈焊接制品的质量监理。钢筋验收合格后,监理方可通知施工单位进行加工。在施工之前,要求施工单位提供其内部质量保证体系、技术措施交底、质量监控程序等,监理方进行审核,并要求施焊人员必须具有焊工上岗证,杜绝无证人员上岗施焊。对待有焊接操作上岗证的人员,要求对不同品种、不同焊接工艺的钢筋接头,先做焊接试件,试件经检验合格,方可施焊。
对焊接成品的质量检查是监理工作的重点,除施焊前对试件进行合格试验之外,对成品的质量监理要按监理方确认的监控程序进行。具体做法是:目测和检测相结合,首先从外观上,对如轴线位移、弯折角度、裂纹凹坑、烧伤等进行检查,随后作随机油样,坚持每200根接头取一组样品进行试验,并且始终坚持抽测时间与材料加工进度基本吻合,发现不合格焊接头,退回施工单位,并分析原因,改进技术措施,然后重新焊接,使之全部达到规范、标准的要求,并严格按《建筑安装工程质量检验评定标准》进行验收。
3.混凝土
混凝土是工程中使用最为普遍的加工材料,它的质量不仅涉及到各种原材料的质量,而且影响建筑物的工程质量。影响混凝土的因素很多,诸如,各种组成材料的计量、配合比、搅拌、运输、振捣、养护等一系列环节,均是影响混凝土质量的重要因素,因此,材料监理的一大内容便是对混凝土的质量监理。在混凝土的质量监理中,必须要在水泥、砂、石、水、外加剂等均满足质量要求的前提下,首先审核混凝士的配合比是否正确,用于计量的各种表具、量具等是否俱全,搅拌时间是否适中,运输中是否发生离析,振捣、养护、试块留置等各环节均有施工人员专管,对于大体积混凝土、重要结构必须采用自动计量设备或采用商品混凝土。并严格按照监理方提出的质量监控图进行。哪一道工序不符合规范、标准要求,立即通知施工单位质检人员组织整改,加强管理。如杭州大厦二期工程的浇筑底板混凝土项目,监理人员在连续浇筑132小时的过程中跟班蹲点,对后台上料、搅拌、出料质量、振捣以及混凝土试块留置等均有专人管理,实行旁站监理,层层把关。根据现场配合比和砂、石的含水率,随时调整搅拌用水量,并随时检测计量设备的计量准确度,发现偏差,立即通知施工单位加以整改。
六、试验室资质检查
以上曾提到,材料的试(化)验可在监理方监督下由施工单位在现场(若现场有试验室)进行,也可以在监理方监督下现场取样,由乙方和监理方同时进行试验。监理方所进行的检验.一方面用于平时的随机抽检.另一方面也可以验证施工单位试数据的准确可靠。无论采用哪一种方法,重要的是保证实验室的资质水平和实验数据的准确可靠。
2我国竹质结构工程材料标准体系基本框架的构建
2.1基本框架的构建原则
任何框架体系的构建都需要遵循一定的构建标准和要求,竹质结构工程材料的标准体系的构建也不例外。文章根据1991年颁布实施的国家级标准———《标准体系表编制原则和要求》来进行竹质结构工程材料标准体系基本框架的构建。因此,就需要遵循以下四个方面的基本原则:一是遵循全面性原则。通过对竹质结构工程材料标准化的现状进行充分研究基础上,得出一个能够使产品各产业环节均有标可依且有规可循的标准体系是我国构建竹质工程材料标准体系的努力方向。因此,构建竹质工程材料标准体系应本着产品所有环节能够有标可依且有规可循的全面性原则。二是讲究协调性原则。体系内上下层次、标准之间相互统一且体系之间能够保持协调关系的体系即可称之为是一套合理的标准体系。因此,竹质结构工程材料标准体系基本框架的构建不仅要注重体系内的统一,而且也应考虑与我国竹子技术标准体系间的衔接性。三是注重可操作性原则。可操作性即是衡量一套标准体系有效性的标准之一。如果建立的标准体系不具有可操作性,则毫无价值科研。四是致力于发展性原则。任何事物只有与时俱进,不断更新发展着,才具有可持续性。因此,标准体系的构建不仅要考虑近期发展急需,同时也要注重长远发展的需求,使所构建的标准体系能够与时俱进,具有可持续性。
2.2基本框架的构建思路
如上所述,竹质结构工程材料标准体系的基本框架包含竹质结构工程材料产品和竹质结构工程材料使用或流转范围内的标准或技术两个基本要素和作为连接点的竹质结构工程材料被应用或流转到诸如建筑工程、林产化工、植物科学等领域时所处的生产加工、设计开发、检验检疫等产业环节。因此,竹质结构工程材料标准体系的基本框架的构建思路需要分别从两个要素和一个连接点的划分入手。针对竹质结构工程材料产品而言,综合考虑竹质结构工程材料产品的用途和结构形式,按照竹质结构工程材料产品在所构建的标准体系中的功能划分,将竹质结构工程材料产品分为结构工程竹产品、连接产品和连接主体框架的组件产品。其中,结构工程竹产品是指具有规定范围内的承载能力的竹材及其相应的人造板制品,如竹胶合板、竹塑复合材料等。连接产品,顾名思义,即是能够用作将竹结构连接起来的胶黏剂、构架连接件等产品。组件产品则是在将竹质工程材料或一些辅材料经过特殊设计而制造出来的产品。针对竹质结构工程材料使用或流转范围内的标准或技术和标准体系的连接点,主要基于竹质结构工程材料从原材料竹到竹质结构工程材料产成品形成的整个产业链条所经历的阶段或程序划分。因为,竹质结构工程材料产品的最终形成过程首先从采集原材料竹开始,通过生产加工,形成竹质结构工程材料产成品,产成品在最终运输到施工工程之前,要经过检验检疫和设计包装。因此,竹质结构工程材料产品的形成一般要经过原材料的采收、竹质结构工程材料的生产、加工以及外观和功能结构的设计与新产品的开发、设备质量控制、材料的检验检疫等程序,所涉及到植物科学、建筑工程科学、材料科学等领域的标准或专业技术。3.3基本框架的内容综上所述,文章将竹质结构工程材料标准体系基本框架的具体内容总结如下:竹质结构工程材料产品:结构工程竹产品、连接产品和连接主体框架的组件产品。竹质结构工程材料使用或流转范围内的标准或技术:植物科学、材料科学、建筑工程、林产化工及其他科学技术。连接点———竹质结构工程材料被应用或流转到植物科学、材料科学、建筑工程、林产化工及其他科学领域时所处的原材料采收、外观和功能结构的设计与新产品的开发、设备质量控制、材料的检验检疫等产业环节。
二、设计性实验选题的“四个方向”
材料成型与控制工程专业设计性实验选题在把握“五个原则”的前提下,通常可通过“四个方向”来进行选题设立,即验证性实验转化为设计性实验、科研项目转化为设计性实验、生产项目转化为设计性实验和学生兴趣转化为设计性实验。
(一)验证性实验转化为设计性实验
验证性实验是为促使学生掌握并加深对专业基本理论、知识的理解,而按照实验教材的要求,由学生进行实验操作,并从实验结果验证所学的理论知识。由于实验结果在理论授课时已经涉及,因此学生实验的兴趣不浓,热情不高。但不要因为这些就抹杀验证性实验验证理论知识,加深学生对基本理论知识理解的独特作用。完全可以通过合理安排,将一些验证性实验转换为设计性实验。这样就可以激发学生的实验兴趣,提高学生的实验学习主动性、自主性。例如,对长杆型坯料进行局部镦粗是模锻生产中经常采用的变形工序之一。因此,在《锻压工艺及模具设计》专业实验课中设立了“局部镦粗规则的验证”这项验证性实验。该实验通过对不同长度试件,使用局部镦粗模进行镦粗,验证局部镦粗规则的正确性,观察和分析由于局部镦粗长度与直径比值的影响而出现的正常和不正常现象。由于是验证性实验,学生兴趣不高,往往抱着看热闹的心态参加实验,不能达到良好的教学效果,但该实验涉及内容是比较典型且在生产中常用到的。怎样保留并将其转换为学生感兴趣的设计性实验呢?这就需要转换思路,可将该实验内容转换为首先要求学生根据给定尺寸的不同试件,进行局部镦粗积聚工步计算,并绘制镦粗模模具图。当然,由于实验经费及加工时间的限制,学生设计的镦粗模并不需要制作出来,因为给定尺寸的试件,其局部镦粗模主要模具尺寸及工步是唯一的,可以采用原有的局部镦粗模进行实验和鉴定学生设计结果的准确性,这些需要教师在实验过程中灵活掌握。这样,通过对原有实验内容转换为设计性实验,可使学生根据给定的实验目的,自行设计实验方案并予以实施,对实验结果进行分析论证,一方面有力地提升学生的实验热情,巩固所学理论知识,提高解决本专业有关加工工艺问题的能力;另一方面增加的镦粗模设计又锻炼了学生的工程制图能力。验证性实验转换为设计性实验,不但可以保留一些经过长期教学积淀总结的经典、原理性强的验证性实验内容,而且节约实验经费,还能提高学生的实验热情,达到良好的实验教学效果,有着“一举三得”的益处。当然,并不是所有验证性实验都能转换为设计性实验,对于这类实验项目,如果确实是经典、原理性强的验证实验项目,只要集思广益,通过合理安排,完全可以将验证性实验穿插在设计性实验项目中,以增加学生的学习主动性。这些都需要在设计性实验选题中拓宽思路,灵活安排。
(二)科研项目转化为设计性实验
科研项目转化为设计性实验,就是将专业教师的科研课题或科研成果转化为设计性实验。随着科学技术的快速发展,新材料、新技术和新知识不断出现,而且高校材料成型与控制工程的教师学历较高,多为博士毕业,且积累了具有一定水平的科研成果。把科研课题或科研成果涉及的新技术和新知识转化为设计性实验,是培养学生创新意识、创新精神和创新能力的最佳途径。根据调查,学生大多数对专业课老师所从事的科研项目及内容具有极大的兴趣和关注,此举能够有力地提高学生实验学习的积极性和兴趣,利于实现加强学生专业素质与实践应用能力培养的教学目的。例如,教师科研项目涉及到的过共晶Al-Mg2Si合金在航空航天、军工、汽车等领域中应用前景广阔,已成为国内外十分重视研究开发的先进复合材料,但铸态过共晶Al-Mg2Si合金的力学性能较差。因此,可将该科研项目涉及内容转化为“原位自生Al-Mg2Si复合材料力学性能的改善”设计性实验,要求学生针对铸态原位自生过共晶Al-Mg2Si复合材料力学性能差的特点,设计并实施改善力学性能的方法,并撰写分析报告。该设计性实验所涉及的Al-Mg2Si在专业课中虽未能涉及,但铝硅合金熔炼等相关知识在理论课和实验课上已涉及并掌握,因此学生进行该项实验有一定的理论和实践基础。学生首先要查找相关资料,理解并掌握“原位自生过共晶Al-Mg2Si复合材料”的相关知识,在保证合金成分为过共晶Mg2Si的条件下,自主选择、计算合金成分配比。然后根据计算结果进行配料、熔炼、除气,并根据前期选择的不同方法对合金熔液或浇注试件进行处理,最后进行拉伸测试及金相观察,检验设计方案的正确性,并对结果进行理论分析。该设计性实验虽然由科研课题转化,但涉及材料成型与控制工程专业知识中应掌握的合金设计、合金配料、合金熔炼、合金处理及热处理工艺等,较好地将专业知识系统、综合地链接在一起,使学生能够接受系统的工程实训,不仅能够培养学生的创新能力,而且加深其对所学专业的认识和提高解决所学专业涉及工艺问题的能力,树立正确的思维方法及严谨的科学态度和工作方法等。科研项目转化为设计性实验时,不可盲目地将科研内容或部分内容一成不变地照搬过来,必须要考虑学生的所学专业知识和专业能力,如果研究内容过于狭窄、难度较大或实验内容过于生僻,不仅达不到提高学生实验兴趣和教学效果的目的,反而会使学生产生抵触情绪,这就从根本上违背了开展设计性实验的初衷。因此,采用科研项目转化为设计性实验时,一定要密切结合学生专业知识、实验能力等方面,保证学生能够以饱满的热情投入到设计性实验的工作中。
(三)生产项目转化为设计性实验
材料成型与控制工程是实践性较强的专业,因此在设计性实验选题时要力求接近、结合实际生产项目,将其合理转化为设计性实验内容。通过这种设计性实验的训练,能够有针对性地促使学生在解决实际生产问题时应用、加强、拓展所学的专业理论知识。这种实际生产项目转化的设计性实验,不但能培养学生的工程设计意识和实践能力,而且能显著提高学生的专业综合能力。例如,以W18Cr4V为代表的高速钢广泛应用于实际生产中的切削工具和冷变形模具中,其内部的合金元素与碳形成复杂的碳化物,分布在基体金属上,降低了材料的机械性能。而锻造是实际生产中改变高速钢中碳化物分布状态的重要方法。因此,可将该生产项目转化为设计性实验“改善高速钢铸件中碳化物分布的锻造工艺设计与实施”。该实验内容包括铸造和锻造两大部分,铸造部分要求学生自主选择、设计高速钢铸件成分,并根据设计成分采用中频炉进行熔炼、浇注小型铸件,然后对铸件进行碳化物偏析分析,根据偏析分析结果,合理设计锻造工艺并利用自由锻机实施,最后再进行偏析检测,以检验设计的锻造方案是否正确。这个设计性实验有机地将铸造和锻压两个专业方向结合,符合实际生产流程,使学生能够系统地学习、实践和掌握企业所需要的知识,有利于应用型人才的培养。
(四)学生兴趣转化为设计性实验
学生的兴趣是实验教学达到预期目标和效果的动力,因此,如将学生普遍感兴趣的问题转化为设计性实验,就能激发学生对设计性实验的关注和探索,从而促使学生在实验中运用已学的知识、技术去自主发现、探索和总结规律,达到培养学生熟练运用所学专业知识,提高专业素质、创新意识和实践能力的目的。例如,精密铸造是用精密造型方法获得精确铸件的工艺,是铸造行业在高新领域的代表,很多铸造企业对精密铸造工艺的应用需求很大。如果开设精密铸造相关的设计性实验,要求学生采用精密铸造法制备小型零件,学生并不是普遍感兴趣,达不到预期的教学效果。怎样才能使学生都感兴趣呢?这里可以将精密铸造制备小型零件变为艺术铸造,因为艺术铸造采用的熔模铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造等的工艺与工厂生产的精密铸造零件工艺及原理是相通的,而要求学生采用精密铸造技术设计并制作小型铸造工艺品,会极大地调动学生的兴趣和参与实验的热情,学生会在实验过程中潜移默化地掌握、提高精密铸造相关知识及工艺。
对于一些性质特殊的材料,还必须要将其与质量下降环境隔离起来,以降低材料质量下降情况的出现几率。例如,钢筋、水泥必须要放置在干燥的存储环境下,如果不得不堆放在室外,那么要将其进行垫高,垫高高度以30cm为最佳,并为其盖上防水苫布,避免被雨水浸湿而影响其质量性能。对于骨料的存放,要根据其不同种类进行分别堆放,另外还要为其设置运输通道。
2材料管理人员专业素质培养
材料管理人员作为管理水利工程建筑材料的专职工作人员,其专业素质与思想意识都会在潜移默化中对材料的质量产生影响。因此,做好对材料管理人员的专业素质培养也是极为重要的。在对材料管理人员进行专业素质培养时,专业素质与思想意识水平是要分开进行的。同时,还应建立起他们的材料质量风险意识,帮助他们正确认识自己的工作及其责任与义务,为材料管理工作提供思想意识保障。对于一名优秀的材料管理人员来说,材料质量管理意识与技术缺一不可。在培训完成后,为了保证每一个参与培训的材料管理人员的工作水平,需要对他们进行专业技能考核,考核通过才可上岗工作,考核不通过则要进行二次培训。对于已经上岗的材料管理人员,为了使他们的材料管理意识及技术始终保持良好的状态,还需要不定期对他们的思想意识与专业技能进行考核,确保他们材料管理工作的专业水平。
3结语
(二)功能分析
在选购钢筋方面,即应当注重运费与价格之间的关系,还应当将钢筋质量视为重中之重,因为它对工程的好坏造成直接的影响,另外,厂家的声誉对于材料的购买选择,也具有一定的指导决策作用。所以,对材料购买的选择造成影响的因素主要包括以下四个,即:运费、价格、声誉以及质量等等。(l)各因素的相关权重的计算针对四大因素进行深入分析,相关负责的专家编号分别是1到5,对这四大因素分别评分,同时计算出各个因素所占的权重系数。(2)计算相关的功能系数
(三)功能评价
(l)成本系数c的计算.对于钢筋的购买量,是通过采购部门以月进度计划为依据进行计算所得到的,在本次,所购买的钢材数量具体地见下:100吨圆钢(Ф16-25),200吨螺纹钢(Ф18-25)。五个供应商所提供的运输费用以及材料单价如表7所示。对于钢筋的装卸,则通过35T吊机来实现,共3个台班,总的装卸费约为7500元。(2)相关价值系数的计算(3)供应商的选择由表8得知,供应商A的价值是最高的,然而,它的价值系数高达1.291,这一数据表明,它的功能存在过剩的情况,并不作为购买钢材的最好选择。对于C、D以及E家的供应商而言,其价值系数都比1低,特别是E供应商,尽管它的购买总费用是最低的,但其信誉上以及质量上的功能均不是很好,因此,总的价值系数是最低的,因此得知,在材料购买的时候,费用不作为最为重要的要素,为了确保工程的质,应当既要选择声誉较好的供应商,还要选择质量较好的材料。其中,供应商B的价值是最为合理的,它的价值系数是1.084,这表明,它的功能与成本的相关匹配性是最好的,而且在运费、价格、声誉以及质量上的综合条件也是比较好的,因此,在本次购买钢材的过程当中,最好应当选在供应商B。
2高职复合材料工程技术专业课程体系的构建
高职复合材料工程技术专业应该依据产业背景调研和人才需求调研,按照职业岗位和培养规格的要求构建课程体系和课程标准。根据复合材料企业调研结论,首先对工作岗位的典型任务进行分析,提炼出岗位职业能力,结合行业标准,构建出复合材料工程技术专业的课程体系,课程体系应该围绕着三大职业岗位构建:复合材料成型操作岗位:以复合材料结构设计、成型工艺、成型设备为基础,具备复合材料制造技术操作能力。复合材料胶接操作能力:以复合材料树脂基体、胶接工艺为基础,具备复合材料连接操作能力。复合材料检测与修补技术能力:以复合材料检测技术、修补技术为基础,具有复合材料检测与修补的能力。
3高职复合材料工程技术专业建设的实施与保障条件
3.1专任教师应具备条件专任专业教师一方面具备本专业或相近专业大学本科以上学历(含本科);另一方面必须有一定的企业经历,具有“双师”素质;专任实训教师要具备专业高级工以上的资格证书(含高级工)或工程师及其以上职称。专业带头人必须是双师型教师,职称应在副高职称以上,接受过职业教育教学方法论的培训,具有开发职业课程的能力;校外兼职教师应具备高级工或工程师以上职称,具备丰富的实践经验和较强的专业技能;其中企业兼职教师占教师总数的比例不低于50%。
3.2实践教学条件高职复合材料工程技术专业实训基地必须满足复合材料成型技术、复合材料模具设计与制造、热压罐操作及复合材料成品检测的基本实践教学条件,让学生在一个真实的职业环境下按照未来专业岗位(群)对基本技能的要求,得到实际操作训练和综合素质的培养。复合材料成型技术是教学研究的重点,也是培养学生的主要途径。实训基地应该包括小型热压罐、烘箱、清洁操作间、复合材料加工设备、复合材料检测仪器等基本实践教学设备,一方面能满足生产的要求,又能完全满足教学任务,而且能够开展材料性能试验、制作试验件。同时高职院校发展复合材料工程技术专业,还必须加强校企合作,加大校外实训基地合作的深度和广度。通过校外实训基地的建设,安排学生在企业进行专业对口顶岗实习,以利于学生掌握岗位技能,提高实践能力,缩短他们的工作适应期,提高学生的社会竞争力。
1.课程体系的构建要打破原有全日制学术型研究生课程体系的框框,在重视基础理论能力培养的同时,要适度增加通用型理论课程模块,即“大学科、大平台”课程。材料工程专业学位研究生应掌握各种材料的制备技术、材料的各种分析手段和表征方法,以及工程技术与实践能力。因此,作为专业学位课,我们设置了《材料工程案例分析》、《材料制备技术》和《材料现代分析方法》三门课程。其中,《材料工程案例分析》是一门综合性工程技术性很强的课程,内容涉及金属材料、无机材料、高分子材料以及复合材料在实际工程应用中的特点及技术指标要求,例如金属材料的失效原因分析及采取的措施;电子陶瓷材料在高温烧结时颜色变黑的原因;钛酸钡本应为绝缘材料,但添加稀土元素变为半导体材料;等等。与其他基础课程相比,与企业生产实践的联系更为密切,重点在于培养学生分析和解决实际工程技术问题的能力。《材料制备技术》涉及各种材料的制备原理、制备方法与应用特点,是材料工程研究生必须掌握和了解的基础理论知识。《材料现代分析方法》是一门重要的工具课,既涉及到基础理论知识,又侧重于方法的具体实践应用,是必须掌握的专业学位课程。其内容包括X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、光电子能谱、原子力显微镜、差热分析、红外光谱、核磁共振、激光粒度分析、比表面测试等各种表征和分析测试方法。这些核心课程的设立将奠定专业学位研究生解决实际工程和技术问题的理论基础。
2.根据培养方向不同,灵活设置研究生课程模块,即“小方向”课程。例如,根据材料工程方向发展的特点和结合材料学院的科研基础,材料工程专业硕士研究生的培养方向主要有材料加工成型与模具设计、电子功能材料与器件、新能源材料与电源技术、高分子材料合成与改性等四个方向。在这四个方向上可灵活设置专业方向模块课程,即每个方向设置两门任选课程。材料加工成型与模具设计方向主要课程有《材料成型技术与模具》和《材料表面工程技术》,电子功能材料与器件方向主要有《先进无机材料与物理性能》和《光电转换材料与器件》,新能源材料与电源技术方向主要有《电化学原理及测试技术》和《新型能源材料》,高分子材料合成与改性方向主要有《高分子材料选论》和《有机波谱分析》。按不同的培养方向灵活设置研究生课程,可为专业学位研究生提供更大的自主选择性,有利于培养其职业素养,提高学习效率。
3.除了专业学位课和选修课外,为了提高研究生的解决实际工程和技术问题的能力,强化专业实践能力,作为必修课程,设置了《材料科学与工程实验》和《专业实践》这两门课程,以更好地凸显专业学位研究生职业取向和过硬的专业实践的特色。同时,还设置了学术讲座、知识产权、信息检索、技术经济分析等课程,以期全面培养专业学位研究生的信息获取能力和企业技术管理等能力。总之,课程设置要联系企业实际需求,考虑专业学位硕士研究生学习工作和研究背景等实际因素,根据企业技术创新的需求,整合教学资源,开发出一套以因材施教、体现学科前沿和实践性的专业学位研究生课程体系,不断提高研究生解决实际技术问题的科研攻关能力。比如,在材料工程专业学位硕士研究生的培养过程中,我们让研究生学习典型的数据处理软件Origin和CAD、ProE等工程制图软件,而该类实用工程软件的学习无疑将提高专业学位研究生的实践技能。
(二)加强师资队伍建设专业学位研究生的硕士论文选题应来自于企业和科研课题,工程背景明确,应用性强。因此,专业硕士研究生导师要求双导师制。一位是校内的导师,另一位是企业导师。学校导师主要负责研究生的课程学习、开题报告、学位论文理论部分的指导等;企业导师负责专业学位研究生的选题、工作安排、专业实践能力的培养、学位论文实践部分的指导等。学校、企业导师要共同制定研究生培养方案,从而保证专业学位研究生培养的质量。在实际操作中,要注意以下问题:
1.在导师遴选上,既要对导师的学历、职称、科研成果等进行量化评定,又要从工程实践经验、基础理论和指导能力及精力等方面对导师进行全方位综合测评。只有达到要求的校内外导师才有资格被聘为专业学位研究生导师。此外,要弱化对导师学历的要求,强化对导师工程实践能力和专业技术能力的要求。
2.加强专业学位研究生导师素质建设。随着专业学位硕士生规模的不断扩大,现有校内导师有相当数量是从学校到学校的年轻导师,他们虽然学历高,但大多缺乏实际工程经验。为此我们有计划地选派年轻教师到设计院、高新技术企业去挂职锻炼。同时,通过承担企业的横向研究,使年轻教师了解工程实际,参加企业的产品开发、设计、技术改造以及企业的运行、营销和管理,从而了解企业的需求。同时,在稳定现有导师资源的同时,我们从企业聘请或引进有工程技术背景的技术人员和专家作为专任的专业学位研究生指导教师,根据学科方向相近或相似的原则,成立3~5人由校内和校外导师组成的导师指导团队,这样可有效发挥各自导师的作用。
3.聘请企业专家担任相关课程任课教师。例如,《材料工程案例分析》这门学位课,可以聘请行业技术专家以专题讲座形式讲授新技术、新工艺和新设备,分析企业面临的技术难题或企业实际发生的技术难题如何攻关解决等,强化研究生解决实际工程技术问题的意识和能力;加大实践领域专家承担专业课程教学的比例,明确实习实践导师和论文导师的职责。
(三)深化校企合作,建立研究生联合培养基地结合专业和行业的特点,选择条件好的企事业单位、科研院所等共建研究生联合培养实习实践基地,强化产学研用人才培养链条。材料学院已与行业部门共建实习实践基地十多个。2012年,桂林电子科技大学材料学院和桂林电器科学研究院有限公司共建了研究生联合培养基地,该基地被批准为省级研究生联合培养基地。上级有关部门拨专款用于该基地的建设。材料学院的专业学位研究生可方便地到该基地实习实践,企业的导师和校内导师组成导师指导团队共同指导专业学位研究生。同时,联合培养基地拿出专项资金用于改善研究生的实习实践条件以及资助专业学位研究生的科研课题。经过实践发现专业学位研究生的工程实践能力和职业技能明显提高。目前已基本形成了培养单位和行业部门良性互动的包括课堂实践、科研实践和企业实践的实践教学体系。
1998年国家教育部对高等院校本科培养专业进行了调整,其中,将过去的铸造、锻压、焊接3个专业合并为“材料成型及控制工程”专业,旨在培养专业面宽、适应性强的材料热加工方面的人才。旧的培养模式无法满足新专业的需求。所以自1999年按新专业招生以来,便对本专业的培养方案和课程体系进行制订和修改,但在教学实施和毕业生就业中暴露了一些问题。本课题便是针对这些问题,对材料成型及控制工程专业的培养方案和课程体系进行了研究。
1.根据市场需求划分专业方向
从就业情况来看,长期以来,热加工行业从我校招的毕业生一直以铸造、焊接、锻压为各对口专业,所以近年来,用人单位仍以此旧专业名称招收毕业生。加之企业在生产中分工较细,他们都希望有各个专业特长的人才,在短期内便可胜任一方面的技术工作。由此看来,按材料成型及控制工程大专业制定一套新计划而完全取消过去的专业方向是不合适的。但专业方向如何设置仍需慎重。为此我们分析了近几年河北省对本专业的需求,连年来省内各中小企业对铸造、焊接方向的人才需求较多,尤其我国加人WTO后,铸件出口量逐渐增多,优质高效的要求使他们对此方面的人才需求随之增强。由于河北省产业结构的调整对传统的锻压方面的人才需求减少,模具设计与制造方面的人才需求呈连年上升趋势,而且省外的某些模具加工基地也逐渐从我校招聘毕业生。分析了河北省的需求情况,我们又对其他兄弟院校的教学计划进行了分析,在我们收集的教学计划中有全国重点院校的,如清华大学、北京科技大学;也有一般院校的,如河北工业大学、河南科技大学。从这些院校的教学计划看,重点大学基本不分专业方向,除课程设计、毕业设计外,其他课程安排完全一致,专业性强的课程开设较少。分析原因,这些院校的毕业生考研率较高,从事科研工作的较多,而在企业从事生产一线技术工作的较少。一般的地方院校的计划中在进人第6,7学期后,根据专业方向划分几个相应的专业模块,主要的专业课开设2一3门,因为这些地方院校的毕业生主要面向一些企业,将来主要从事技术工作,所以他们需要掌握某一专业方向的专业知识,毕业后,能在短期内胜任具体工作。我校面向的主要是河北省中小企业,很多企业来校招人时都表示希望能尽快在工作岗位中独挡一面。
鉴于以上分析,决定在新的方案中,分出三个专业方向:模具设计与制造、铸造、焊接。由于模具设计与制造的基础知识、专业基础知识更近于机械工程学科、而铸造和焊接所需材料科学基础知识较多。在新的培养计划中制订了模具方向、铸造和焊接方向两套培养方案。
2加强基础教育,优化学科基础
为了加强基础教育,拓宽专业范围,整个课程体系中,基础课应占较大比重,而基础课包括公共基础课和学科基础课。公共基础课是按学校对理工专业的要求开始的,包括两课、英语、信息技术基础和计算机程序设计。而学科基础课的设置是各专业教学计划的关键,在本方案中,首先确定了高等数学、工程数学、物理等学校框架内的几门课程,然后根据专业方向的需要,搭建了不同的课程体系。其中模具方向以机械工程基础为主干学科,因此理论力学、材料力学、机械原理、机械设计开设学时较多,而铸造、焊接方向则以材料科学工程基础为主干学科:如开设了普通化学、物理化学、冶金传输原理等课程;除以上因专业方向不同而开设的不同的学科基础课以外,还开设了多门相同课程,其中包括必不可少的材料科学基础,另外为拓宽知识面、培养学生各方面的能力及考虑到后续课的学习、将来工作岗位的需要开设了工程材料概论、文献检索、电工学、互换性与技术测量、材料成型控制基础、材料检测及控制工程等课程。
从课程的开设看,包含了自然科学基础、人文社会科学基础和工程技术基础的课程,而且考虑了主干学科与相关学科的关系、基础与专业的关系,优化了学科基础课程。
3整合专业课,精选选修课
为加强专业综合教育,拓宽学科专业范围,专业课和选修课的确定也很重要。专业课是按专业方向开设的,各方向根据专业特点,在有限的学时内选择了几门构成专业框架的专业课。铸造方向是以设备、工艺、材料三方面的课程构成的框架;焊接方向则由电源、工艺、结构三个不可或缺的部分组成;模具方向则体现了模具设计(冲压模具、锻造模具、塑料模具)和制造(模具制造工艺和数控加工技术)两大方面,同时开设了计算机在模具中的应用(模具CAD/CAM)。超级秘书网
有了以上各专业方向的主体框架,考虑到学生在某一方面的兴趣及将来工作岗位的需要,开设了小学时的专业性强的专业课(每个专业方向2一3门)。另外,为拓宽学科专业范围,让学生了解本学科的发展动态,精选了一系列选修课:如材料成型新技术、工业机器人、工程软件、计算机在热加工中的应用、技术经济学等十几门课程可供选择。
4加强实践教学,注重能力培养
实践性教学环节是培养学生的实践动手能力,综合运用所学知识分析、解决问题的能力及创造能力的主要途径。在新的计划中,除了传统的金工实习、生产实习、课程设计以外,模具方向增加了数控加工技术的技能培训,主要有线切割编程加工、数控铣编程加工;铸造和焊接方向增设了两周专业实验周.,学生可自己设计实验、并亲自动手操作。这给学生创造了动手和动脑的机会,也给他们创造能力的发挥留下了空间。
内蒙古科技大学坐落在“草原钢城”包头,1956年建校,1960年更名为包头钢铁学院,隶属原冶金工业部,1998年划归管理,2003 年更名为内蒙古科技大学。它定位于一所教学研究型普通高等学校,以冶金工程、材料工程、矿业工程等优势学科为依托,形成以工科为主,建设在冶金、材料、矿业、机电、建筑、能源等领域具有优势的学科专业体系,培养“上手快、留得住、后劲足”,具有实践能力、创新意识和创业精神的高级应用型专门人才[1]。
我校材料成型与控制工程系始创于建校伊始的1956年,由轧钢这个具有相当长历史的老专业发展和演变而来,专业改造后在名义上这一老专业方向不存在了,但新专业传承了轧钢这一老专业的特点与内涵。本专业是我校传统的优势学科,1996年获得材料加工工程硕士学位授予权,2004年获得材料工程领域工程硕士授予权,目前是材料科学与工程博士学位支撑点建设学科。1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时,设立了材料成形与控制工程这样一个新的本科专业,从该专业在我校的演变历史可以看出其专业范围重点还是传统的轧钢专业,以侧重于为钢铁工业培养专业技术人才为主要目的,毕业生的去向也主要集中在钢铁企业[2]。
一、当前毕业设计(论文)中存在的主要问题
(一)设计(论文)的命题
命题是毕业设计(论文)的起航点,立题不当,可能会使整个毕业设计的创新性和目的性黯然失色[3]。实际毕业设计(论文)中选题不当常有发生,其原因各异。
有些命题过于陈旧,这尤其体现在毕业设计的命题上。按照我校本专业的传统,毕业设计主要是针对钢铁企业轧钢厂的生产车间进行设计。随着我国的钢铁工业近10年来迅猛发展,发生了天翻地覆的变化,新的装备和控制手段被大量的应用到现代化的钢铁生产线上,产品结构发生的更本的变化,很多传统的观点和思维被打破[4]。在这种背景下,部分命题仍然按照10年以前的标准来制定,就显得有些更不上时代,不仅如此,还会造成学生可能存在抄袭现象,影响了对学生的锻炼效果。
青年教师不能很好的把握毕业设计(论文)题目难度,这一点在笔者身上显得尤为突出。笔者在博士毕业后,第一次指导学生做毕业设计(论文),在给部分学生制定毕业论文题目时,没有考虑到学生本身的知识结构的局限,题目超出了学生所能承受的范围,在完成毕业论文的过程中遇到了很多问题,影响了毕业论文的顺利进行。
(二)学生投入不足
1、就业对学生毕业设计(论文)投入的影响。就业对学生毕业设计投入的影响是本专业近期才出现的问题,是一个新问题。鉴于我校本专业毕业生拥有较强的专业性,在2008年以前我国钢铁工业迅速发展期间,本专业大四学生一般在秋季学期就找到了相应的工作。然而近3年来,随着钢铁工业整体的不景气,我校本专业学生的就业形势也受到不少影响,很多学生在大四的春季学期即进行毕业设计的学期还没有能够确定工作,尤其是女生。由于存在就业的压力,迫使学生将更多的精力放在联系工作之上,真正投入到毕业设计中的精力和时间有限,毕业设计时心不在焉,出现懈怠情绪。笔者所带的学生中就存在这种现象,在整个期间,主要的精力放在联系工作上,对整个毕业设计进程影响严重。
2、考研对毕业设计投入的影响。近些年来,随着就业压力的增加,为了缓解这种压力不少学生选择考研,一般初试成绩约在3月份出来,那些过了初试需要准备复试的学生,在此期间难以全心去做毕业设计,这种状态一般会持续到5月中旬,在研究生入取基本结束后,这部分学生才可能完全集中精力去准备毕业设计。
此外还有一部分学生是那种本身学习成绩较差,在最后一学期不仅有就业压力而且更重要的是还要疲于应付各种挂科的清考。这一类的学生本身基础比较差,在理论学习阶段就养成了对学习不认真、得过且过的习惯,在就业和清考双重压力之下,只能有很少的精力投入到毕业设计中。这类学生在笔者所带的学生中也存在,也是另笔者最头疼的学生。
3、学生投入不足,也有部分原因是学生对毕业设计(论文)的重要性认识不够。部分同学对研究题目认识不足,准备不充分,设计过程往往流于形式,其表现往往是应付了事。这是一种普遍的心态,具有普遍性。
二、相关问题的改进
(一)完善命题
命题是指导教师的最重大的任务,为了保证质量,在命题是笔者认为需要在以下几个方面把关:首先从专业培养目标出发,设计的内容应与本行业最新的发展趋势密切相关,这需要指导教师密切关注当下国内外钢铁工业的发展趋势;其次设计(论文)题目难度应适中,尤其是青年教师需要尽量避免这种现象的出现,针对青年教师容易出现这样的问题,个人认为系主任要对青年教师制定的题目进行审核,对研究和设计的内容进行把关,以确保学生能够运用所学知识和现有条件在规定的时间内完成毕业设计;最后,还需保证题目的多样性,不仅要保证学生1人1题,更重要的是要避免题目重复出现。
(二)因材施教
学生经过大学四年的学习,个体存在很大的差异,且新时期的学生每个人所追求的目标亦不相同,自身想法很多,因此在面对毕业设计时,学生心中所想也不尽相同,当然最终的基本目的还是一致的即能够完成毕业设计,顺利毕业。
鉴于不同学生各自拥有不同客观条件和自身追求,因此作为指导教师在面对学生是不能采用一刀切的方式进行指导,而是需要客观的面对学生所固有的个体差异,因材施教,以确保每个学生都能完成毕业设计,顺利毕业。
为此作为指导教师,首先应该主动了解学生的基本情况。在初见学生的时候,明确学生的就业情况,是否签约,签约的意向以及将来拟从事工作的类型;了解学基础课的学习成绩,是否存在补考和最后的清考;学生的考研状况,报考的学校和专业。
其次在明确学生的相关背景之后,充分考虑到学生的个体化差异,为不同学生量身定做其毕业设计或论文的内容。具体的指导思想是重点培养对本学科有兴趣的学生且精力足够,将来要从事钢铁工业生产或者研究领域的学生,按照评优的标准去要求这些学生,激发这类学生的潜力,这类学生以做毕业论文为主,提前培养他们运用所学知识解决问题的能力,让他们能够学以致用;对于需要找工作,且将来乐于从事钢铁工业的学生要重点帮扶,这类学生以做毕业设计为主,我校本专业的毕业设计以轧钢车间设计为主,整体套路成熟,但是缺乏创新性。让这类学生做毕业设计可以让学生了解轧钢生产基本流程,设备状况,了解车间设计的目的和意义,对将来熟悉工作环境打下一个良好的基础。对于能力有限(主要是那些基础课程成绩很差,还需要参加补考和清考的学生),则需要重点照顾,适当降低对他们的要求,让需要补考的学生有足够的时间去准备补考,同时指导教师要花更多的时间去跟踪指导他们的设计,以避免学生过于放松设计;对于那些完全无意于从事本专业的学生,则不能再专业方面对他们施加过大的压力,因为学生已经对本专业的学习没有兴趣也就没有做好毕业设计的动力,对于这样子的学生,个人认为应该尽量的帮助他们完成最基本的毕业设计内容,确保顺利毕业。
(三)严格纪律
当然,对待不同的背景的学生采用不同的指导思想,并不是说放松对学生的要求。严格纪律仍然是不可或缺的,是毕业设计能够顺利完成是一个重要保障。
指导教师在充分考虑学生个体差异情况下制定研究和设计内容后,在毕业设计的开始就要明确毕业设计的纪律,以严格的出勤、过程监控、结果检查、毕业答辩规章制度以及考核办法,使学生认识和重视毕业设计,端正毕业设计态度,认真完成毕业设计。
此外,认真做好毕业设计的教育、动员和宣传工作,使学生充分重视毕业设计在教学中的重要地位,亦是不可缺少的过程。
三、总结
综上所述,本科毕业设计工作是高等学校人才培养的重要环节,在面对新的环境下出现的系列问题,指导教师一方面需要加强在命题科学性,前瞻性以及合理性方面的探索,另一方面要充分考虑学生自身的背景以及兴趣爱好,在指导学生时因材施教,充分发挥每个学生的积极性,并辅之以严格的纪律,使学生顺利完成毕业设计,提高能力,为将来的工作和进一步深造打下坚实的基础。
参考文献:
[1]李保卫.内蒙古科技大学本科教学水平评估自评报告[j].包头:内蒙古科技大学,2008.
针对金属基复合材料发展应用中的关键问题??成本和性能,本文开发设计了新型的钛基复合材料的制备工艺,可以低成本高效制备性能优异的钛基复合材料。即可利用钛与碳化硼、硼及石墨之间的自蔓燃高温合成反应,采用普通的钛合金冶炼工艺制备出单纯TiB晶须、单纯TiC颗粒增强或TiB晶须和TiC粒子混杂增强的钛基复合材料。为了拓展钛基复合材料的应用领域,为制备高性能的钛基复合材料打下坚实的基础,本文的研究主要包括以下几个方面工作:
1、研究了利用钛与石墨、硼及碳化硼之间的反应制备TiB和TiC增强钛基复合材料的原位合成机理。利用热力学理论计算了钛与石墨、硼、碳化硼反应的Gi自由能DG和反应生成焓DH,结果表明:各个反应的Gi自由能DG值都为负值,说明在热力学上上述反应是可行的。虽然在热力学上可以利用钛与碳化硼之间的化学反应合成TiB2和TiC增强体,但从化学平衡考虑,TiB2不能稳定存在于过量钛中,因此能够稳定存在于普通钛合金中的增强体为TiB和TiC。上述反应都为高放热的反应,从理论上讲绝热温度都大于自蔓燃高温合成的判据,表明反应能自发维持。
2、利用非自耗电弧炉和自耗电弧炉经普通的钛合金铸造工艺制备出单纯TiB晶须、单纯TiC颗粒增强或TiB晶须和TiC粒子混杂增强的钛基复合材料。X射线衍射分析结果表明:原位合成的增强体为TiB、TiC。这些增强体分布非常均匀,主要呈现为短纤维状、树枝晶状和等轴或近似等轴状。电子探针和带能谱的扫描电镜分析结果表明:短纤维状增强体为TiB,而树枝晶状和等轴或近似等轴状增强体为TiC。实验结果与理论分析一致,这为原位自生钛基复合材料的工业化生产提供了依据。
3、研究了原位合成钛基复合材料增强体的生长机制,结果表明:增强体的生长机制与凝固过程及增强体的晶体结构密切相关。原位合成的增强体以形核与长大的方式从熔体中析出而长大。对于原位合成TiB和TiC混杂增强的钛基复合材料,经历了析出初晶、二元共晶和三元共晶三个阶段。由于不同的晶体结构,增强体TiB与TiC形成不同的生长形态。TiB具有B27晶体结构,易于沿[010]方向生长长成短纤维状,而且TiB横截面的形状呈多边形,其晶面主要由(100)、(10)和(101)组成。同时,在TiB的(100)面上容易形成层错。而TiC具有NaCl型对称结构,容易长成树枝晶状、等轴状和近似等轴状。发现原位合成的增强体TiB容易在(100)面上形成高密度的层错,层错的形成与增强体的晶体结构、生长机制有关,同时也有利于降低增强体与基体合金界面的晶格畸变。而原位合成增强体TiC的晶格比较完整,偶尔在(111)面上形成孪晶,该孪晶结构在增强体形核与长大的过程中形成。
4、研究了合金元素铝的加入对原位合成钛基复合材料微结构及力学性能的影响。合金元素铝的加入,并不改变复合材料的物相组成,也不改变复合材料的凝固过程,但由于合金元素的存在,阻碍了增强体的形核与长大过程,导致形成的TiB和TiC初晶更为细小,尤其是使TiC增强体易于形成等轴状。合金元素铝不仅固溶强化了基体合金,而且细化增强体也有利于提高复合材料的力学性能。
5、利用透射电镜、高分辨透射电镜对原位合成(TiB TiC)/Ti复合材料界面微结构进行研究和分析,发现两种增强体与基体的界面均为清洁界面,为直接的原子结合、界面结合状况良好。TiC增强体与基体合金没有确定的位相关系,而TiB增强体与基体合金存在以下位相关系:、、(0002)Ti//(001)TiB和以及、(0002)Ti//(200)TiB和。该位相关系在凝固过程中形成,与增强体的晶体结构及基体合金的晶体结构密切相关,形成该位相关系有利于降低增强体与基体合金界面的晶格畸变能。
6、研究了铸态钛基复合材料和热锻后高温钛基复合材料的力学性能。由于原位合成增强体的加入,钛基复合材料的力学性能与相应基体合金比较有了明显的提高,在增强体含量为8%时,其弹性模量E、屈服强度s0.2和抗拉强度分别达到131.2GPa,1243.7MPa和1329.8MPa,与基体合金Ti6242比较分别提高了19.3,47.4和45.5。其强化机理主要来源于增强体承载、晶粒细化及高密度位错的形成。石墨的加入,形成更多等轴状、近似等轴状TiC粒子有利于提高复合材料的室温性能,这与短纤维状TiB的存在导致复合材料低应力断裂有关。
7、研究了原位合成钛基复合材料的高温瞬时拉伸性能。在600oC、650oC和700oC的抗拉强度分别超过800MPa,750MPa和650MPa,与高温性能较好的IMI834合金比较,在600oC的抗拉强度提高幅度超过25。随着温度的提高,其屈服强度、抗拉强度降低,塑性提高,但与基体合金比较高温强度有了明显的提高。断口分析表明:低温时,裂纹由增强体断裂引起,而在高温时裂纹最先在短纤维晶须TiB的端面上形核,然后裂纹扩展到基体合金中,最后导致材料失效。说明低温时,增强体承载对提高复合材料的力学性能非常有利,而在高温时,其强化作用主要由增强体与位错的交互作用引起。位错容易在短纤维状晶须TiB的端面处塞积,形成裂纹源导致材料失效。因此与等轴状及近似等轴状增强体TiC比较,短纤维状增强体TiB对复合材料高温力学性能的强化效果要低一些。这也是石墨的加入形成等摩尔的TiB和TiC增强体有利于提高复合材料高温性能的主要原因。
8、研究了原位合成钛基复合材料的高温蠕变性能和持久断裂性能。原位合成钛基复合材料的高温蠕变经历了典型的蠕变变形的三个阶段。蠕变持久强度与基体合金比较有了明显的提高。持久强度与温度及载荷密切相关,温度和载荷的提高都降低复合材料的高温蠕变和高温持久性能。石墨的加入形成更多的TiC粒子,同样有利于提高钛基材料的持久强度。在高温、持久载荷作用下,材料的失效仍然主要由短纤维端面处形成裂纹而导致材料失效引起。
本研究首先从理论上分析了原位合成TiB、TiC及TiB和TiC混杂增强钛基复合材料的原位合成机制,并以此为基础开发出了一种新型钛基复合材料加工工艺。利用该工艺钛合金生产厂家可以在不改变设备和工艺的条件下,低成本高效制备高性能的钛基复合材料。而采用该原位合成工艺制备复合材料的性能是可设计和可控制的,针对不同的应用条件,可以设计不同成分的基体合金及不同含量、不同配比增强体的复合材料以满足不同的需求。从合金相图、增强体晶体结构及凝固理论相结合分析了原位合成增强体的生长机制、生长形态、分布状态以及界面微区特征。研究了钛基复合材料的微观组织对钛基复合材料力学性能的影响规律。这些研究为以后制备高性能的钛基复合材料和拓展 钛基复合材料的应用领域打下了坚实的理论基础和为批量生成提供了实用途径。近两年来,研究成果引起了国家航空航天部门的关注,国家“十五”军工重点课题和航天支撑基金、航天创新基金课题获得了批准。并将用于我国的先进战略导弹XX-2改,战术导弹XX-19及新一代洲际导弹和潜地导弹的构件。鉴于该技术在国防军工方面具有的战略意义以及在民用领域的潜在应用前景,与国内大型钛合金加工企业—宝钢集团五钢有限公司开展产业化研究,完成了该材料的中试过程,实现了新型钛基复合材料的工业化生产。研制开发的材料近期将在国家战略、战术武器、宇宙飞船等方面得到验证和应用。并将逐渐推广应用于民用领域,为国民经济的发展作出贡献。
关键词非连续增强钛基复合材料,原位合成,生长机制,凝固,晶体结构,微观结构,力学性能,位向关系,界面结构
Fabrication,MicrostructureandMechanicalPropertiesofinsituSynthesizedTitaniumMatrixComposites
ATRACT
Duetoincreasingrequirementfortitaniumalloywithhighpropertiesinhightechnologyera,discontinuouslyreinforcedtitaniummatrixcompositesownthefollowingadvantages:highecificstrength,highecificmodulus,highelevatedtemperatureproperty,wearresistanceandlowfabricatingcost,sotheyhavebecometheresearchhotot.Theproceingtechnique,microstructureandmechanicalpropertieshavebeenexteivelystudied.However,themainaimisdiscontinuouslyreinforcedtitaniummatrixcompositepreparedbytraditionaltechniquesuchaspowdertechnologyandliquidmetallurgy,wheretheceramicparticlesaredirectlyincorporatedintosolidorliquidmatricesreectively.Inthispaper,paredwithtraditionaltechnique,insitutechniqueownthefollowingadvantages:thetechniqueisverysimpleandthepropertiesareexcellent,soitiseasiertofabricatetitaniummatrixcompositesintechnologyandeconomic.Theinsitusynthesisofceramicparticleavoidsthepollutionofreinforcementsandwettabilityexistingincastingtechnique,soitisvaluabletofabricatetitaniummatrixcompositeswithbetterproperties.However,therearestillquitealotofproblemstoberesolvedinordertofabricatetitaniummatrixcompositeswithhighpropertiessimplyandatlowfabricationcost.Therefore,theresearchontheseproblemsintheoryandexperimentisveryimportant.
Itiswellknownthatthekeyproblemindevelopmentandalicationofmetalmatrixcompositesiscostandproperty.Anewtechniquehasbeendesignedtoproducetitaniummatrixcomposites,inwhichitispoibletofabricatetitaniummatrixcompositeswithhighpropertiessimplyandatlowfabricationcost.TitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiBwhisker,TiCparticleorTiBwhiskerandTiCparticle,wereproducedbycommontitaniumalloycastingtechniqueutilizingtheself-propagationhigh-temperaturesynthesisreactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4C.Inordertodeveloptheutilizationareaoftitaniummatrixcompositesandmakebasisforproducingtitaniummatrixcompositeswithhighproperties,thefollowingworkshavebeendeveloped.
1.InsitusynthesismechanismoftitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiB,TiCorTiBandTiCutilizingthereactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4Chavebeeninvestigated.GifreeenergyDGandformationenthalpyDHofreactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4Cwerecalculatedbythermodynamictheory.TheGifreeenergyDGofabovereactioisnegative,whichindicatesthattheabovereactioallcantakeplace.ItispoibletosynthesizeTiB2andTiCutilizingthereactionbetweentitaniumandB4C.However,coideringfromchemicalbalance,TiB2cannotexistintitaniummatrixalloystably.Theabovereactioreleasequitealotofheat.Moreover,theadiabatictemperatureisgreaterthanthetheoreticalcriterion,whichindicatesthatthereactioncanbesustainedbyitself,namelyself-propagationhigh-temperaturesynthesisreactioncanoccur.
2.TitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiBwhisker,TiCparticleorTiBwhiskerandTiCpart iclehavebeenproducedbynon-coumablevacuumarcremeltingfurnaceandcoumablevacuumarcremeltingfurnace.TheresultsofX-raydiffractionshowthattheinsitusynthesizedreinforcementsareTiBandTiC.Thereinforcementsweredistributeduniformlyinmatrixalloy.Theshapesofreinforcementsareshort-fibreshape,dendriticshapeandequiaxedshapeornear-equiaxedshape.Thereinforcementwithshort-fibreshapeisTiB,thereinforcementwithdendriticshapeandequiaxedshapeornear-equiaxedshapeisTiC.Theexperimentalresultisingoodagreementwiththeoreticalresult,whichprovidesgistforcommercialproductionofinsitusynthesizedtitaniummatrixcomposites.
3.Thegrowthmechanismsofreinforcementsininsitusynthesizedtitaniummatrixcompositeshavebeeninvestigated.Thegrowthmechanismsarecloselyrelatedtosolidificationpathsandcrystalstructures.Thereinforcementsdiersefrommeltandgrowinthewayofnucleationandgrowth.FortheinsitusynthesizedTiBwhiskerandTiCparticlereinforcedtitaniummatrixcomposites,thereinforcementsundertakethefollowingthreestages:primarycrystal,binaryeutecticandternaryeutectic.Duetothedifferentcrystalstructures,TiBandTiCgrowindifferentshapes.TiBisliabletogrowalong[010]directionandformshort-fibreshapeduetoit’sB27crystalstructure.TheshapeofTiBatcrosectionispolygon,thecrystalfacesarecomposedwith(100),(101)and(10).Moreover,thereisstackingfaultinTiBandthestackingfaultislikelytoformat(100)crystalface.TiCwithNaClcrystalstructuregrowsindendritic,equiaxedornear-equiaxedshape.
4.Theeffectsofaluminumadditiononmicrostructureandmechanicalpropertiesofinsitusynthesizedtitaniummatrixcompositeshavebeeninvestigated.Theadditionofalloyingelementaluminumdoe’tchangephasesandadjustthesolidificationpath.However,thealloyingelementhindersthenucleationandgrowthofreinforcementsthatresultinmorefineTiBandTiCreinforcementsandmakeTiCreinforcementsgrowwithequiaxedparticleseasily.Aluminumnotonlystrengthethematrixalloybysolidsolutionstrengthening,butalsoimprovesthemechanicalpropertiesbyrefiningthereinforcements.
5.TheinterfacialmicrostructuresofinsitusynthesizedTiBwhiskerandTiCparticlesreinforcedtitaniummatrixcompositeshavebeenoervedbymeaoftramiionelectronicmicroscopyandhigh-resolutiontramiionelectronicmicroscopy.Theresultsshowthattheinterfacesareveryclean.Theyarebondedwell.ThereisnocoistentcrystallographicrelatiohipbetweenTiCandtitanium.However,therearefollowingcoistentcrystallographicrelatiohibetweenTiBandtitanium:,,(0002)Ti//(001)TiB,and,,(0002)Ti//(200)TiB.Moreover,itiscloselyrelatedtothecrystalstructuresofreinforcementandmatrixalloy.Theformationofabovecrystallographicrelatiohiisvaluabletodecreasetheenergyoflatticestrainbetweenreinforcementandmatrixalloy.
6.Themechanicalpropertiesofcast-titaniummatrixcompositesandhigh-temperaturetitaniummatrixcompositesafterhot-forginghavebeeninvestigated.Duetotheincorporationofinsitusynthesizedreinforcements,themechanicalpropertiesimproveobviouslycomparedwithmatrixalloy.Whenthevolumeofreinforcementsis8,theYoung’smodulusE,yieldstrengths0.2andteilestrengthare131.2GPa,1243.7MPaand1329.8MPa,reectively.Theyimprove19.3,47.4and45.5,reectively.Thestrengtheningmechanismsincludethefollowingfactors:undertakingloadofreinforcements,refinementofgrainsizeandformationofhigh-deitydislocatio.TheadditionofgraphiteformsmoreTiCparticleswithequiaxedornear-equiaxedshapethatisvaluabletoimprovethemechanicalpropertiesoftitaniummatrixcompositesatroomtemperature.ThisisrelatedtoexistingofTiBthatresultfractureofcompositesatlowlevelofaliedstrain.
接下来是其它的要求:
1.通常来说,高级职称对期刊的要求比评中级职称的期刊要高。期刊的级别高了肯定论文的质量也会提高的。据我所知一般评高级职称的话需要在核心期刊上发表的。