非均匀结构硬质合金制备及无损检测综合实验

制备了不同碳平衡程度和ɑ相晶粒度的非均匀结构硬质合金,通过分析相对饱和磁化强度-碳饱和度,以及矫顽磁力与ɑ相晶粒度之间的关系,实现了基于磁学性能指标的硬质合金化学成分与微观组织的无损检测。实验将材料设计、粉末冶金技术和材料表征等方面的知识相贯穿,有利于培养学生创新思维和综合运用知识进行科学研究的能力。     

基于科研实践的“聚晶金刚石/硬质合金复合片的制备与表征”综合实验

提高聚晶金刚石/硬质合金界面结合强度是高性能复合片制备中值得研究的问题。设计了聚晶金刚石/硬质合金复合片的制备与表征综合实验,利用微喷砂优化基体表面残余应力状态改善复合片的界面结合强度,并对聚晶金刚石复合片的微观组织和力学性能进行表征。实验将高温高压合成、粉末冶金、表面工程以及材料表征等方面的知识贯穿起来,培养材料工程类专业本科生创新思维和综合运用知识进行科学研究的能力。     

基于CDIO模式的复合材料实验教学方法

针对复合材料实验教学中存在的不足,提出基于CDIO模式的实验教学方法。构建了具有工程性、先进性、课程性、综合性的项目库,学生通过构思、设计、实施、运行等环节完成项目。以电子封装用高热导率导热环氧树脂复合材料设计与制造的项目为例,介绍了添加金属、陶瓷和碳系材料颗粒进行填充的思路,填料成分与粒度设计,环氧树脂复合材料制备与检测,导热复合材料封装应用等实验环节。基于CDIO的项目实现过程可提高学生的工程实践能力和创新思维,为工科实验教学改革提供了参考。     

粗晶粒硬质合金材料的制备与表征

为提高硬质合金的断裂韧性,使用平均粒度分别为9.8、22.5、27.4μm的WC粉体制备3种级别(粗晶、超粗和特粗)的WC-6Co粗晶粒硬质合金,使用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对其微观结构进行表征,并研究了WC晶粒度对粗晶粒硬质合金力学性能的影响。结果表明,随着WC平均晶粒度由粗晶(3.5～4.9μm)增加到特粗(8.0～14μm)级别,横向断裂强度和维氏硬度有所下降,但韧性得到显著改善。其中WC晶粒度为7.77μm的超粗硬质合金的横向断裂强度为(2 137.5±22.5) MPa,硬度为1 011.6 HV₃₀,在30 kg载荷下无裂纹产生,表现出优异的断裂韧性。但是,WC晶粒度为8.83μm的特粗硬质合金的断裂韧性为13.3 MPa·m^1/2,低于超粗硬质合金,这与特粗WC晶粒中的微观缺陷有关。     

纳米TiC粉末的分散与表征综合实验设计

纳米TiC粉末具有高强度、高硬度、高耐磨、高耐腐蚀、低热膨胀率、优良的导热导电能力和抗热震性,被广泛用作复合材料的增强体。纳米粉末粒度小、表面能和表面活性大,在储存和使用过程中极易产生团聚。采用胶体分散技术分散纳米TiC粉末;利用TEM、激光粒度分析和Zeta电位测试等手段对纳米TiC的分散效果进行表征。实验研究了分散介质、超声时间、分散剂种类和加量、溶液pH值等因素的影响。有利于培养材料科学与工程类专业本科生综合运用知识、研究科学问题的能力。     

多学科技术有机结合的材料成形专业大型综合实验设计

基于国家、社会、企业各界对创新人才的重视和渴求以及学科技术的发展和相互渗透,分析了在高校开设具有不同学科交叉融合的大型综合性实验的重要性和必要性。结合材料成形专业的教学实践,在现有实验项目基础上,设计以粉末冶金制品——切削刀具为主线、集粉末冶金技术、表面涂层技术和切削加工技术相结合的大型综合实验。通过引导学生查阅资料、主动思考、自主设计实验方案和实施完成实验,着重培养学生综合运用专业知识分析问题和解决问题的能力、创新能力和系统研究科学问题的能力。     

Ti(C,N)基超细金属陶瓷的制备及表征综合实验设计

设计了Ti(C,N)基超细金属陶瓷制备及表征综合实验。以Ti(C,N)-Mo2C-WC-Ni/Co系为研究对象,改变化学成分、湿磨工艺、生坯密度、烧结工艺,并研究上述因素对超细金属陶瓷微观组织和孔隙度、密度、硬度和强度等性能的影响。研究结果表明:WC和Mo2C的添加都会导致环形相的形成,微观形貌随添加量变化;球料比、研磨时间和球磨机转速对研磨效率的影响是一致的,但这些参数的过度增大会引起杂质的产生和设备的磨损;高的生坯密度有利于减小烧结后的孔隙度;烧结温度和时间对金属陶瓷的致密化和晶粒长大都有重要的影响。     

超高强度钢表面HVOF金属陶瓷涂层制备与表征综合实验

本实验采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在300M超高强度钢表面制备了WC-17Co、WC-10Co-4Cr、Cr3C2-25NiCr等3种金属陶瓷涂层,并对涂层的微观组织、物理力学性能及摩擦磨损性能进行了研究。实验将粉末冶金、表面工程及摩擦学等方面的知识贯穿起来,可培养材料工程类专业学生的创新思维和综合运用知识进行科学研究的能力。