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关键词： 多组元合金   多组元陶瓷   热性能   密度泛函理论  

摘要： 与传统单一主要组成元素的多组元合金材料相比,等摩尔或近似等摩尔组成的材料设计理念引起了研究者的极大兴趣。基于这种设计理念的多组元合金中,高熵合金因为其优异的性能而迅速发展。在高熵合金设计理念的启发下,多组元陶瓷或高熵陶瓷的相关开发和研究也逐渐兴起,如高熵碳化物、高熵氮化物和高熵氧化物等。随着对新型材料的探索,随机结构的多组元合金或陶瓷材料突破了单一主要组成元素的传统材料设计的局限性,并被证实存在许多优异的性能。这些多组元材料往往应用在切削工具涂层或航天航空材料等极端环境领域,这要求材料必须在极端高温下仍然保持较好的性能。所以,对多组元材料的热性能研究是很有必要的,准确的预测这种等摩尔或近似等摩尔设计理念的多组元材料的热性能已经成为化学、材料学领域中的研究热点。迄今为止,大多数研究集中在阳离子多组元陶瓷热性能,而阴离子多组元陶瓷热性能研究比较罕见。本论文将密度泛函理论Density Functional Theory（DFT）与特殊准随机结构Special Quasi-random Structure（SQS）相结合,通过德拜-爱因斯坦模型、德拜-格鲁奈森模型和准谐近似Quasi-Harmonic Approximation（QHA）方法对三元陶瓷Ti CN、Mo（Al Si）2和四元陶瓷Ti CNO这三种新型多组元材料的热性能进行研究。详细的研究内容如下: 1、基于DFT方法结合德拜-爱因斯坦/格鲁奈森模型和QHA,研究了三元陶瓷Ti CN和Mo（Al Si）2的热性能。通过热性能的对比分析了三种方法对多组元陶瓷材料热性能预测的异同以及造成这些现象的主要因素。计算的声子色散曲线显示低频区存在大量光学频率,同时声子色散曲线没有虚频表明Ti CN和Mo（Al Si）2具有动力学稳定性。虽然三种计算模型预测了相似的Ti CN和Mo（Al Si）2的热性能随温度变化关系,但由于三种模型的内在机理不同导致了部分热性能存在差异,尤其在高温时差异明显。研究发现非谐效应随温度变化的相对趋势是导致高温区热膨胀系数存在差异的原因。QHA考虑了全声子贡献,并且是目前最流行的计算较少原子数结构热性能的方法。德拜-爱因斯坦模型考虑了Γ点3n-3个光学频率的贡献,计算的等容/等压热容和系统熵与QHA的结果几乎是重叠的。而德拜-格鲁奈森模型把光学声子当成声学声子来处理,进而导致了德拜-格鲁奈森模型在不同温度范围内预测的体模量、热膨胀系数呈现与其它两种方法不同的变化趋势。研究还表明了Mo（Al Si）2抵抗体积热形变的能力不如Ti CN,但呈现较弱的高温软化效应,且Ti CN的热稳定性比Mo（Al Si）2的强一些。总体来说,德拜-爱因斯坦模型预测的两种材料的热性能结果与QHA方法的结果都更为接近,有望取代QHA方法对多原子体系的热性能进行预测。三种热性能计算模型的比较研究为多组元材料热性能预测提供了有价值的参考。 2、利用特殊准随机结构模拟随机无序,通过密度泛函理论结合德拜-爱因斯坦模型和德拜-格鲁奈森模型研究了新型四元高熵陶瓷材料Ti CNO的热性能,并通过与Ti CN热性能的比较研究了氧元素的加入对Ti CN的热性能影响。因为德拜-格鲁奈森模型中把光学分支当作声学分支来处理,与德拜-爱因斯坦模型相比,高估了高温软化效应、高温下的热膨胀系数和德拜温度,低估了热力学熵。德拜-爱因斯坦模型考虑了Γ点的3n-3个光学频率来代表光学分支的贡献,在低温下预测的等压和等容热容量都大于德拜-格鲁奈森模型所预测的,这表明光学分支对Ti CNO热性质的影响是不可忽视的。氧元素的加入使得三元陶瓷Ti CN的热稳定性提高,热膨胀系数增大且增强了高温软化效应,减弱了Ti CN的抵抗体积热形变能力,还使得Ti CN的结合强度变弱,硬度降低。德拜-爱因斯坦模型和德拜-格鲁奈森模型预测的Ti CNO热性能的比较研究对正确预测原子堆积效率较低的多元材料热性质具有重要意义,因为松散堆积系统存在大量的光学分支。

关键词： 立体印刷   工程材料  

ISBN: (纸本)9787030803993

摘要： 本书主要针对3D打印微点阵材料在准静态和动态冲击载荷作用下的力学性能与变形失效机理进行论述，并结合典型的工程应用背景，对微点阵材料的力学优化设计方法进行阐述。书中包含微点阵材料概念与应用、3D打印工艺和材料、微点阵材料准静态力学性能、微点阵材料动态力学性能、微点阵材料数值模拟方法以及微点阵材料力学优化设计六个方面的内容，涉及材料学、弹塑性力学和冲击动力学等方面的知识，相关内容能够直接应用于实际工程问题或给有关研究提供直接参考。

摘要： 近日，华南理工大学材料科学与工程学院褚衍辉研究团队通过多尺度结构设计，成功制备了兼具超强力学强度和高隔热性的高熵多孔硼化物陶瓷材料。同时，该材料还展现出了2 000℃的高温稳定性。相关研究成果近日刊发于国际期刊《先进材料》上。随着飞行速度的不断提升，新一代高超声速飞行器对隔热材料的力学强度、热导率和耐温性提出了更严苛的要求。兼具优异的力学强度及隔热属性的多孔陶瓷材料一直是科学家的追求目标，然而，

关键词： 绿色无废城市   工程材料成本管理   新模式   生态环保  

摘要： 随着全球环境问题的日益严重，绿色无废城市已成为城市发展的新趋势。绿色无废城市旨在通过推动绿色发展方式和生活方式，实现固体废物源头减量和资源化利用，将固体废弃物对环境的影响降至最低。在这一过程中，工程造价管理作为城市建设的重要组成部分，也需要适应新的发展需求，探索新的管理模式。本文旨在探讨绿色无废城市的建设过程中，工程造价管理的新模式。

关键词： 景观工程材料   课程思政   思政元素   立德树人  

摘要： 在课堂教学中，潜移默化地将思想政治教育与专业知识相融合，可以实现立德树人、提升人才质量的教育目标。基于此，以景观工程材料专业知识为载体，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，围绕民族自信、工匠精神、集体协作等3个维度进行课程思政元素挖掘，以典型案例为依托，积极探索和构建“景观工程材料”课程思政创新模式。通过实施“景观工程材料”课程思政，实现知识传授、能力培养、价值引领的有机统一，可为风景园林其他专业课程思政教学设计提供参考。

关键词： 新工科背景   高校   土木工程材料   实验教学   改革   四真三化  

摘要： 新工科建设是高校教育改革的重点方向，而土木工程材料实验教学改革也是实现新工科建设目标的重要途径。在土木工程材料实验教学改革过程中，应遵循新工科建设的理念和要求，将学科交叉融合、产教融合作为实验教学改革的主要方向，推动学科、产业和人才之间的协同发展。本文首先阐述了新工科建设对人才培养的要求，然后分析了现阶段土木工程材料实验教学改革的必要性和存在的问题，最后提出了土木工程材料实验教学改革策略。

关键词： 建筑工程材料   成本优化   控制  

摘要： 建筑工程材料成本是影响工程项目总成本的重要因素之一。如何优化和控制建筑工程材料成本已经成为行业关注的问题。本文针对建筑工程材料成本进行深入探讨，通过对建筑工程材料市场的调研和分析，确定影响材料成本的主要因素，包括原材料价格、供应链管理和物流等。结合建筑工程项目特点，提出一种基于成本效益分析的材料选择方法，以降低成本并保证质量。同时还提出成本控制措施，包括预算编制、成本跟踪和成本评估等环节，以实时监控和控制材料成本的增减情况。并通过案例分析验证所提出方法的可行性和有效性，并对未来的研究方向进行展望，旨在提供科学合理的材料成本优化与控制策略。

关键词： SiO2   多孔陶瓷   发泡法   显微结构   导热系数   耐压强度  

摘要： 多孔陶瓷作为一种性能优异的功能材料,因具有大量的气孔,可以有效抑制热传导,是一种理想的轻质隔热材料,其中SiO2多孔陶瓷具有高熔点、低导热系数、高荷重软化温度、耐高温、热稳定性好等优良特性,被广泛地用于工业窑炉中来减少热量流失。目前,工业中主要以锯木屑、稻壳、聚合物轻球等作为成孔剂,采用烧失法来制备SiO2多孔陶瓷。但此方法制备过程污染性较大,且制品存在气孔率低、孔径大的问题。因此,为实现我国高温工业的绿色发展,寻找一种环境友好、能够制备出高气孔率和小孔径的高性能隔热用SiO2多孔陶瓷的方法具有重大意义。 本研究以制备高气孔率、优异的隔热性能和较佳耐压强度的SiO2多孔陶瓷材料为目标,采用发泡法制备目标材料。首先,在硅石粉中添加碳酸钙作为矿化剂,通过性能分析优化碳酸钙的添加量,以引入最优碳酸钙添加量的硅石粉与废硅砖粉为原料在两种烧成制度下制备的样品进行性能对比,来优化制备SiO2多孔陶瓷材料的原料;然后通过调整泡沫料浆制备工艺中的搅拌速度和搅拌时间,实现对制品的孔隙数量、孔径分布和孔结构的调控,进而研究泡沫料浆制备工艺对SiO2多孔陶瓷的结构和性能影响,并分析了气孔率与耐压强度、高温导热系数的相关性;最后以硅粉和炭黑分别作为主要硅源和碳源,将二者用酚醛树脂液粘结包裹起来,预制成合成Si C纤维的原料,后续将该原料加入废硅砖粉中来制成SiO2多孔陶瓷材料,系统地研究了合成Si C纤维原料的添加量以及热处理温度对制品结构与性能的影响。 原料种类对SiO2多孔陶瓷材料结构与性能影响的研究结果表明,以硅石粉为原料时,碳酸钙的添加能促进石英向鳞石英转化和烧结致密化,当碳酸钙添加量为4 wt%时,制品综合性能优于其他碳酸钙添加量的制品,但该制品的性能易受烧成制度的影响,若不在SiO2晶型转变点降低升温速率,试样中鳞石英生成量变少,且出现明显缺陷。而以废硅砖粉为原料制备试样时,不需要特定的烧成制度,就能保持较高的鳞石英含量和耐压强度（2.9 MPa）。以废硅砖粉为原料制备SiO2多孔陶瓷材料,不仅实现了废物利用,节约矿物资源,而且节省了生产时间成本和烧制过程中所需的能量,践行了节能环保的理念。 泡沫料浆制备工艺对SiO2多孔陶瓷材料结构和性能研究表明,搅拌速度与搅拌时间对于材料的显气孔率、孔径分布和孔结构有着显著影响。随着搅拌速度的提升和搅拌时间的延长,气泡充分分裂形成小气泡,材料的气孔率提高,孔径减小,但搅拌速度过大、搅拌时间过长会破坏气泡结构,致使气泡坍塌或合并,气孔率减小,孔径变大。当搅拌速度为2000 rpm,搅拌时间为4 min时,所制备的SiO2多孔陶瓷材料气孔分布均匀,孔径较小,此时试样的显气孔率为71%,体积密度为0.68 g/cm3,81%的孔径在30-90μm,耐压强度为2.9 MPa,高温导热系数为0.254 W/m K,较高的显气孔率和较低的导热率表明试样有很好的隔热性能,但此时的耐压强度不高。将材料的气孔率与耐压强度、高温导热系数与相关模型对比,结果表明本研究中的数据点大部分与Rice模型有较好的拟合,少数数据点因孔径大小的影响偏离Rice模型曲线,而气孔率和高温导热系数的关系与通用模型拟合的较好。 为了进一步提高所制材料的强度,在SiO2多孔陶瓷材料中原位合成了Si C纤维,研究表明,Si C纤维在SiO2多孔陶瓷材料中通过裂纹偏转、纤维拔出和纤维桥连增强机制提高材料的强度和韧性。对添加8 wt%合成Si C纤维原料的SiO2多孔陶瓷材料在不同热处理温度下的研究表明,热处理温度影响了Si C纤维的发育情况,温度过低会导致Si C纤维未完全发育,在头端残存蜷曲状结构,温度过高会导致Si C从纤维状向颗粒状转变。当热处理温度为1450℃时,Si C纤维发育较好,对材料的增强发挥了较好的效果,此时制品的线收缩率、显气孔率、体积密度、耐压强度、高温导热系数（1000℃）分别为4.3%,68%,0.75 g/cm3,5.6 MPa,0.371 W/m K,其中耐压强度比未引入Si C纤维的试样提高将近两倍,虽然导热系数略有提高,但制品仍有较好的隔热效果。

关键词： 建筑工程   材料质量控制   应对策略  

摘要： 随着建筑行业的快速发展，建筑工程材料质量控制在保障工程质量和安全方面发挥着越来越重要的作用。本文分析了建筑工程材料质量控制的内容与价值，介绍了建筑工程材料质量控制的现状及其应对策略，以期为建筑行业提供一个相对全面的视角，从而更好地应对日益增长的质量管理需求。