序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇金屬材料論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

2基于粉末的制備工藝

2.1粉末燒結(jié)法該法是首先將造孔劑和金屬粉末混合形成預制體，再通過加熱、燒結(jié)等方式來制造出多孔金屬。還有一種方法是直接在模具中加入粉末，然后通過燒結(jié)制成多空金屬。其優(yōu)勢在于設備無需太好，燒結(jié)需求的溫度、氣氛和時間等可以調(diào)試，在室溫下，造孔劑就可完成和金屬粉末的混合，制成的多空金屬具有孔均勻、整齊、連通等特質(zhì)，而且孔徑小，孔隙率為30%左右。常用來制造多孔鈦、銅、鋁等材料。目前已經(jīng)成功研制的產(chǎn)品有：多孔lgiAMS合金、多孔純鈦、利用粉末造孔劑研發(fā)的孔隙率在55%～75%之間的多孔鈦、多孔Ti-7.5Mo合金、3SCOr發(fā)泡劑條件下研制的孔隙率為22.4%的多孔不銹鋼。

2.2漿料發(fā)泡法該法主要是將金屬粉末、活性添加劑、發(fā)泡劑攪渾后裝進模子，然后利用高溫使其在漿料中產(chǎn)生氣體，然后利用燒結(jié)和晾干而形成的多孔材料。常見于生產(chǎn)多孔鎳、銅、不銹鋼、鋁等。制成的多孔金屬孔隙率高達90%以上，且成本較為低廉，而且發(fā)泡劑顆粒大小可以決定孔徑的大小。有研究者就才曾利用這種方法制成孔隙率高達96%的多孔不銹鋼。

2.3空心球燒結(jié)法該法是粘連金屬空心球后進行燃燒和凝結(jié)，然后在其擴散后來制成多孔金屬材料，其具有開孔和閉孔的雙重功能。有研究者在制造金屬空心球的時候會在球的表面再鍍一層金屬，之后再將樹脂去除即可。這種方法的機械性能和物理性能都是提前預算好的，孔的尺寸分布也非常有規(guī)律，常用來制造多孔銅、鋼、鈦。目前最為常見的是孔隙率36%的多孔TAVil64合金。

3基于沉積技術(shù)的制備工藝

3.1電解沉積法該法利用電鍍工藝，經(jīng)過化學沉積來獲得高孔率開口結(jié)構(gòu)材料金屬化。主要過程為現(xiàn)在它的表面電鍍一層金屬，經(jīng)過烘焙來使得里面的開口結(jié)構(gòu)材料溶解，然后就能得到多孔金屬材料。通常情況下，聚酯、乙烯基、聚酰胺等聚合物是高孔率開口結(jié)構(gòu)材料的首選材質(zhì)，多為三維網(wǎng)狀有機泡沫。現(xiàn)如今，世界上較為流行的生產(chǎn)高孔率金屬材料大型制備多選用這種方式來完成。它的優(yōu)勢在于產(chǎn)品孔隙率高達80%以上、且結(jié)構(gòu)和孔隙分布都較為均衡。缺點在于成本比較昂貴，且生產(chǎn)工序非常繁瑣，也很耗費時間。一般情況下，多孔鎳、銅、銀、鈷等薄膜材料選用此法來制成。TanKai等利用化學鍍銅、電沉積銅等方式成功研制多孔銅。

3.2氣相沉積法該法主要指的是液態(tài)金屬到金屬蒸汽的演變過程，一般需在真空、惰性氣體等狀態(tài)下來進行，在網(wǎng)狀聚亞胺酯等物上附著后而出現(xiàn)的金屬沉積層。然后再經(jīng)過熱處理等手段將這層聚合物清楚，就可以獲得通孔金屬多孔材料。其優(yōu)勢在于對于任意的金屬和合金都使用，且孔隙率可以達到60%～80%。其缺點在于沉積的過程緩慢，設備必須精良且成本昂貴，為此主要用于制備電極材料的制作。有研究者就曾利用該法研發(fā)出開孔多孔irelNCFA合金材料。

3.3原子濺射沉積法該法的前提是利用陰極噴射法在惰性氣壓下，使得高壓惰性氣體和金屬原子在飛濺中沖撞，并且雙方互相捕獲和凝聚，最后形成金屬液滴流入襯底。然后在襯底形成具有均勻包裹氣體原子的金屬，再加熱至熔點，然后保溫，使捕獲的氣體進一步脹大出現(xiàn)孔隙，再進行冷凍就會出現(xiàn)多孔金屬材料。這種材料雖然性能和結(jié)構(gòu)都俱佳，但是生產(chǎn)成本過高，不適宜于大批量生產(chǎn)。

篇（2）

2基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的數(shù)控加工控制方法

2．1RBF神經(jīng)網(wǎng)絡及相關(guān)算法概述下頁如圖1所示，RFB的每一個神經(jīng)元同輸入層連接的向量W1i與輸入的矢量Xq的距離設為b1，輸入y＝radbas［dis（W，x）×b］，并且輸出層的神經(jīng)元對相應的輸出函數(shù)采用線形的加權(quán)組合。對于基函數(shù)大齒常采用高斯函數(shù)：對于RBF的初始化及相關(guān)的學習可以參照圖2。在進行訓練前，先輸入矢量X，與之對應的是目標矢量T以及徑向基函數(shù)的一個拓展常數(shù)C。具體的訓練目的是，求W1，W2以及b1和b2。當系統(tǒng)完成所有輸入值的聚類以后，會自動求得每個隱層節(jié)點RBF的中心ci，進而確定相應的W1。在改進方法上，主要是針對第0個神經(jīng)元進行初始的訓練，排查出錯誤后自動的增加神經(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。整個系統(tǒng)采用的是M317069的速度傳感器進行測速，SZMB－9的磁電轉(zhuǎn)速傳感器進行轉(zhuǎn)速的測定，HK－NS－WY04的位移變送器進行對吃刀量的檢測。一旦檢測到加工過程存在問題，系統(tǒng)就會實行自主的參數(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，考慮到這些實行的是多層化的感知器網(wǎng)絡，以實現(xiàn)多層次的網(wǎng)絡輸出，若最終的輸出結(jié)果不是想要的，可以通過修改各個感知器的權(quán)值來達到目的。

篇（3）

2實驗結(jié)果

2.1現(xiàn)場腐蝕產(chǎn)物分析圖1為A變電站服役13a接地網(wǎng)鍍鋅扁鋼的腐蝕產(chǎn)物的XRD分析結(jié)果。由圖1銹層X射線衍射可以看到，紅壤中服役13a的接地網(wǎng)鍍鋅扁鋼材料鋅層已經(jīng)完全腐蝕，腐蝕產(chǎn)物中鐵的不同氧化物為主要腐蝕產(chǎn)物成分，腐蝕產(chǎn)物主要。主要是黏附在腐蝕產(chǎn)物中的土壤成分。圖2為鍍鋅扁鋼銹層微觀形貌圖，該接地扁鋼腐蝕產(chǎn)物有4層，從外到內(nèi)依次為圖中標出來的a、b、c、d。對4處腐蝕產(chǎn)物進行能譜分析，所對應的能譜圖見圖3。從各腐蝕層的能譜分析結(jié)果可以看到：a層腐蝕產(chǎn)物以鐵的氧化物為主，但夾雜了一些SiO2之類的土壤成分；緊挨著的b腐蝕層則以鐵的氧化物為主，比較干凈；c腐蝕層能譜中出現(xiàn)了S；而d腐蝕層不僅出現(xiàn)了S，還出現(xiàn)了Cl。Cl-是土壤腐蝕性最強的一種陰離子[5,6]，Cl-能夠破壞接地材料的鈍態(tài)膜，加速接地材料腐蝕的陽極極化過程，并能穿透金屬腐蝕層，生成可溶性產(chǎn)物Fe2(OH)3Cl，從而加速接地材料的腐蝕[7]。c層能譜中S的存在說明了SO42-參與了陰極反應，這可能與硫酸還原菌的存在有關(guān)[8]。

2.2室內(nèi)電化學實驗A站的土壤理化性質(zhì)測試結(jié)果如表1中所示，圖4為鍍鋅Q235在不同濃度Cl-與SO42-下的腐蝕電流曲線圖，腐蝕電流隨Cl-與SO42-的變化規(guī)律基本一致，都是先增大后減小。隨著Cl-與SO42-濃度的增大，土壤的電導率增加導致了金屬腐蝕速率增加，該過程為電阻控制過程。但土壤電導率增加有限，當Cl-與SO42-濃度繼續(xù)增大時，土壤與鍍鋅Q235界面之間形成的腐蝕產(chǎn)物影響了離子的擴散[10]，因此無論是Cl-還是SO42-，鍍鋅Q235碳鋼的腐蝕電流都出現(xiàn)了小幅下降。但是，Cl-能夠吸附在氧化膜上，與氧化膜中的陽離子結(jié)合形成可溶性氯化物[11]，酸性的紅壤環(huán)境更有利于氯化物的溶解，SO42-離子則沒有這種作用，因而其腐蝕電流下降的比Cl-更為迅速。從圖4中還可以看到，當SO42-含量高于0.01%時，鍍鋅鋼腐蝕電流基本維持在200µA左右，在SO42-含量為0.25%時達到最大值250µA；當Cl-含量達到0.5%時，腐蝕電流增加到最大值254µA；當繼續(xù)增大Cl-含量時，腐蝕電流基本上維持在200µA左右。在腐蝕電流峰值附近，1份SO42-與2份Cl-對土壤腐蝕性具有基本等效的貢獻。

2.3室內(nèi)腐蝕加速實驗結(jié)果5座變電站接地網(wǎng)層土壤理化性能測定結(jié)果如表1所示。

2.3.1腐蝕速率分析由圖5鍍鋅Q235在該地區(qū)5座變電站土壤中的腐蝕速率圖可以看到，隨著腐蝕時間的增加，鍍鋅Q235在5座變電站土壤中的腐蝕速率均呈現(xiàn)先增大后減小最終略有增大并趨于穩(wěn)定的規(guī)律。腐蝕初期以局部腐蝕開始，由于點蝕的增多使得腐蝕速率增加。當鍍鋅層受腐蝕后露出碳鋼基時，碳鋼基體與鍍鋅層就會構(gòu)成微電池[12]，形成類似于犧牲陽極的陰極保護形式，起到保護碳鋼基體的效果，基體的腐蝕速率較小。隨著鍍鋅層的逐漸腐蝕，這種保護效果逐漸變?nèi)?，碳鋼基體逐漸受到腐蝕，腐蝕速率增大，在紅壤介質(zhì)中，碳鋼處于類似于酸性溶液體系的環(huán)境，其腐蝕速率較為平緩。

2.3.2腐蝕產(chǎn)物分析圖6a~e為鍍鋅Q235在該地區(qū)5座變電站土壤中加速腐蝕65d后的腐蝕形貌圖，圖7為鍍鋅Q235在A座變電站土壤中加速腐蝕65d后腐蝕產(chǎn)物的X射線衍射圖。由圖6可知，鍍鋅Q235試片在5座變電站紅壤中均發(fā)生了較為嚴重的腐蝕，部分試片表面黏附有土壤，與現(xiàn)場開挖情況較為一致。圖7鍍鋅Q235在A變電站紅壤中的XRD分析結(jié)果表明，鍍鋅Q235碳鋼在A座變電站紅壤中的腐蝕產(chǎn)物主要是ZnO、Fe2O3、FeOOH。該腐蝕產(chǎn)物中檢測到ZnO，而現(xiàn)場開挖接地扁鋼腐蝕產(chǎn)物檢測不到鋅的氧化物，這可能與接地網(wǎng)鍍鋅扁鋼服役時間較久導致鍍鋅層已經(jīng)完全腐蝕掉有關(guān)。圖8給出了5個站現(xiàn)場開挖腐蝕數(shù)據(jù)與室內(nèi)加速腐蝕數(shù)據(jù)的相關(guān)性趨勢，其中現(xiàn)場腐蝕速率理論計算得到。結(jié)果表明，室內(nèi)模擬加速腐蝕實驗加速比平均達到6.4，在不改變土壤腐蝕介質(zhì)情況下，該實驗具有較好的加速效果，即65d的加速腐蝕即可達到現(xiàn)場埋設1a以上的腐蝕效果。此外，相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，二者的相關(guān)性系數(shù)達到0.88，表明該加速腐蝕實驗具有與現(xiàn)場較好的相關(guān)性。

篇（4）

我國的經(jīng)濟發(fā)展為目前的無機非金屬材料工程專業(yè)的改革提供了方向，做好基礎(chǔ)性、根本性、原則性的工作任務是目前應該完成的要求，教學體系的改革首當其沖。當前專業(yè)的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)政治上合格的，在無機非金屬材料學科領(lǐng)域內(nèi)有廣闊而扎實的理論基礎(chǔ)、適應能力強、具有創(chuàng)新精神和技術(shù)開發(fā)能力的高級專門人才。無機非金屬材料工程專業(yè)的課程體系改革應該從以下三個方面著手：首先加強科學基礎(chǔ)以及計算機基礎(chǔ)技術(shù)的學習，隨著科技的發(fā)展，科學技術(shù)無疑成為了影響社會生產(chǎn)的第一要素，強化學生的自然科學基礎(chǔ)能力同時結(jié)合計算機技術(shù)的適用，在加強其對自然科學本質(zhì)理解的情況下，顯著提高其運用科學技術(shù)解決基本問題的能力和速度；其次是重視對工程基礎(chǔ)的學習，在無機非金屬材料工程專業(yè)中，基礎(chǔ)知識的學習能提高學生的工作適應能力，掌握了工程技術(shù)的共同理論、共同技術(shù)，即使就業(yè)工程中專業(yè)知識有所偏差，也能利用基礎(chǔ)知識彌補，強化學生適應人才市場缺口的問題；最后，建立完善的學科專業(yè)知識實踐教學平臺，為了培養(yǎng)更全面的應用型人才，針對地方經(jīng)濟發(fā)展以及人才缺口方向，加大對實踐教學環(huán)節(jié)的重視有利于讓學生走入工作崗位就能迅速為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)價值，理應成為本次教學課程改革的重點，因此強化無機材料科學基礎(chǔ)、熱工基礎(chǔ)以及水泥等研究方法和實驗等實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。具體到應用步驟，應加大對每一個環(huán)節(jié)的檢查力度，教師做出相應的實踐要求，一環(huán)扣一環(huán)，分步完成。保證學生的實踐環(huán)節(jié)無論是設計或是草圖繪制等階段都有配套的記錄，以便于對實踐教學質(zhì)量的控制。同時，讓學生運用所學知識進行實驗，從事實驗操作并對實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理、誤差分析，有助于觀察問題、解決問題能力的提高。

2建構(gòu)應用型人才培養(yǎng)體系

首先，建立一支教學水平高、技術(shù)能力硬、思想素質(zhì)好的師資隊伍，形成應用型學科的專兼職教學建設。“兵熊熊一個，將熊熊一窩”，一位高水平的教師給學生帶來的好處是其他方面無法比擬的。教師不但要具有淵博的理論知識，更應該在實踐教學上給學生正確的指導，從一開始就避免學生走入操作的誤區(qū)。同時，學校可以與相關(guān)大型企業(yè)建立起互動關(guān)系，建立教學激勵機制，鼓勵教師與一線工作者多多交流，培養(yǎng)教師的創(chuàng)新能力；聘用基層工作經(jīng)驗豐富的技術(shù)骨干在學校擔任客座講師，讓企業(yè)的技術(shù)人員向其講解各個生產(chǎn)線的優(yōu)缺點，保證本專業(yè)學生能夠迅速掌握一線工作中的先進技術(shù)和經(jīng)驗，以幫助其迅速掌握學習中的要領(lǐng)，從而適應工作的需要。其次，積極開展與當?shù)氐钠髽I(yè)相互合作，建立一批質(zhì)量較高、相對穩(wěn)定的校外技術(shù)實訓基地；將校外實訓基地建立在當?shù)氐南嚓P(guān)企業(yè)內(nèi)部，充分利用生產(chǎn)技術(shù)骨干和先進的生產(chǎn)設備；同時利用學校的實驗室，“材料制備技術(shù)”、“工程測試技術(shù)”、“材料表征技術(shù)”三大課程實驗及“專業(yè)綜合實驗”為建設重點，充分利用校內(nèi)外的教學資源，把實驗室打造成技術(shù)培訓和理論知識結(jié)合的基地以滿足應用型人才的培養(yǎng)工作。最后，要革新學生考核體系，開展校內(nèi)證書認證制度過去的一卷考核體系已經(jīng)不適應當前學習的需要，考生在考試前簡單突擊一下就能隨意應付過去，為了讓學生從深入理論研究，可以開展論文考察等形式，高屋建瓴的從應用的角度掌握理論的知識。目前，專業(yè)證書代表了各專業(yè)的等級水平，也得到了社會的承認。學?？身槕绷鳂?gòu)建校內(nèi)證書認證制度，建立獎勵機制，將職業(yè)資格證書引入人才培養(yǎng)機制，以鼓勵學生多多考取專業(yè)資格證書，強化基礎(chǔ)專業(yè)的理解，拓展相關(guān)知識的學習。

篇（5）

1．2強化實踐教學，突出實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)地方本科院校金屬材料工程專業(yè)應根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，加大實踐環(huán)節(jié)的比重，構(gòu)建以能力為本位、突出學生實踐能力的系統(tǒng)化的實踐教學體系。我校金屬材料工程專業(yè)課程體系中，以實踐項目為載體進行實踐教學，結(jié)合“三性”實驗等多層次實驗教學內(nèi)容的合理配置，實現(xiàn)知識到能力的轉(zhuǎn)化，以提高學生的工程能力［3］。地方本科院校金屬材料工程專業(yè)可以實施“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)工程”項目，實行本科生導師制，舉辦科技作品大賽，引導學生參加導師課題。通過組織協(xié)會、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、創(chuàng)業(yè)實習，以學生創(chuàng)業(yè)促進學生就業(yè)。以地方科技園的資源優(yōu)勢為平臺，鼓勵在校研究生和大學生自主創(chuàng)業(yè)，實現(xiàn)自我價值。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)”重點實驗室、常州市“先進金屬材料和制備技術(shù)”重點實驗室為科研平臺，開放材料科學與工程省級實驗教學示范中心，從科研項目中提煉綜合性實驗項目，拓展學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑。近三年指導學生參加了國家和省級大學生創(chuàng)新項目7項，鼓勵學生參加大學生金相技能大賽，兩次榮獲一等獎，創(chuàng)新成果豐富，效果明顯。

1．3加強與地方產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)的互動，促進產(chǎn)學研合作，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)域的重點企業(yè)緊密的產(chǎn)學研合作，形成高校與企業(yè)協(xié)同培養(yǎng)金屬材料工程專業(yè)應用人才的機制。根據(jù)企業(yè)對人才知識結(jié)構(gòu)和綜合能力的要求，改革專業(yè)課程設置和課程教學內(nèi)容，強化實踐教學環(huán)節(jié)，增強學生創(chuàng)新能力和工程應用能力。建設大學生和研究生實踐教學基地和實驗教學平臺，建設企業(yè)研究生工作站，聘請企業(yè)高級工程技術(shù)人員擔任“產(chǎn)業(yè)教授”和“兼職碩導”，聯(lián)合指導本科生和碩士研究生，從而為江蘇省培養(yǎng)科研及實用型經(jīng)濟建設人才。目前，我校金屬材料工程專業(yè)與南方軸承、江蘇國強鍍鋅實業(yè)有限公司、常州鑫隆復合材料有限公司、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、材料失效與防護等方面承擔了多項產(chǎn)學研項目，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)的教學和科研條件保障，促進了教學與科研的有機銜接。

篇（6）

2原子層沉積金屬及其反應生長機理

由以上ALD基本反應原理可以看出，典型的ALD反應過程近似是一種置換反應，比如沉積金屬氧化物、硫化物和氮化物等，最常見的方法就是金屬前驅(qū)體與其對應的氫化物（H2O，H2S和NH3）反應，金屬前驅(qū)體與這些反應助劑交換它們的配體，從而獲得相應的化合物。對于沉積純金屬而言，需要的則是還原金屬態(tài)，移除與金屬原子連接的配合基。因此，探究金屬前驅(qū)體及相應反應助劑的選擇、金屬前驅(qū)體在已沉積表面的吸附情況、反應初始循環(huán)的化學過程等，了解和掌握原子層沉積金屬的反應生長原理，就變得十分關(guān)鍵。而在ALD生長過程中引入原位表征與監(jiān)控方法，無疑是一種有效的手段，可收集獲取與表面化學反應、生長速度、化學價態(tài)和光學特性等相關(guān)的重要信息。目前原位探測手段主要包括：傅里葉變換紅外光譜儀（Fouriertransforminfraredspec－troscopy，F(xiàn)TIR），能夠?qū)崟r觀測每個半反應后的表面基團，為具體的表面吸附及化學反應提供有力的證據(jù)；石英晶振儀（quartzcrystalmicroba－lance，QCM），可分析每個脈沖結(jié)束后表面的質(zhì)量變化，吸附時質(zhì)量的增加，副產(chǎn)物移除時質(zhì)量的減少，還能一定程度地反映出化學反應中熱量變化情況；四極質(zhì)譜儀（quadrupolemassspectroscopy，QMS），能夠探測脈沖過程中反應腔內(nèi)的物質(zhì)組成，分析反應產(chǎn)物及反應進行狀態(tài)。另外還可配備原位光電子能譜儀，對生長過程中表面的化學組成和價態(tài)進行表征，原位橢偏儀對沉積薄膜厚度和光學特性進行測量。下面結(jié)合原位監(jiān)控手段，就ALD沉積貴金屬、過渡金屬和活潑金屬的反應機理和特點分別進行介紹。

2．1貴金屬在ALD生長中，貴金屬一般是利用貴金屬有機化合物和氧氣進行反應生成。因為與形成化合物相比，以鉑為代表的貴金屬更容易生成穩(wěn)定的金屬單質(zhì)。氧氣作為其中一個反應物將增強這種趨勢，金屬前驅(qū)體的有機配體被氧化，兩個半反應過程中均有燃燒產(chǎn)物CO2和H2O放出，使ALD生長貴金屬的反應就像是氧氣燃燒掉了金屬的烴基，故命名為燃燒反應。這類貴金屬的反應主要發(fā)生在常用于非均相催化的第八族貴金屬中，其機理目前已經(jīng)有較為詳盡和確切的研究［9］，圖3［9］顯示了ALD沉積金屬鉑和銥過程中原位QCM和QMS監(jiān)測的結(jié)果。使用的金屬有機前驅(qū)體分別是甲基環(huán)戊二烯三甲基鉑和乙酰丙酮銥。圖3（a）和（d）為QCM隨鉑／氧／鉑／氧的脈沖變化而探測到的厚度變化，圖中Δm0表示鉑前驅(qū)體吸附在襯底表面后帶來的厚度增長，Δm1表示經(jīng)氧氣脈沖反應，該循環(huán)沉積鉑或銥的凈增長厚度。圖3（b）和（e）為QMS探測到質(zhì)荷比為15的物質(zhì)，即CH3的信號強度，其脈沖信號分別對應鉑源和銥源脈沖。圖3（c）和（f）為QMS探測到質(zhì)荷比為44的物質(zhì)，即CO2的信號強度，其脈沖信號對應氧氣脈沖。CH3與CO2是ALD過程中最主要的兩種含碳氣態(tài)副產(chǎn)物。圖3中t為時間，d為沉積厚度。鉑前驅(qū)體脈沖時QMS觀測到CH4，說明鉑前驅(qū)體發(fā)生配位基互換，吸附到羥基等襯底活性氧表面。同時QCM顯示出鉑前驅(qū)體脈沖時質(zhì)量增加，氧氣脈沖時則略微減小，綜合考慮到?jīng)]有探測出CO，只有CO2，CH4和H2O三種氣相產(chǎn)物，可以認為發(fā)生的是完全燃燒反應。鉑前驅(qū)體脈沖和氧氣脈沖過程中都有CO2和H2O放出，這是因為氧氣脈沖后有部分氧氣殘留吸附在淺層表面，從而在下一個金屬前驅(qū)體脈沖時直接氧化少量有機配體，大部分有機配體留至再下一個氧氣脈沖通入時燃燒掉。貴金屬非?？寡趸?，但分子氧可以在它們表面可逆吸附和解離，銥、鉑和釕尤其如此，使氧化、燃燒其配體可以高效進行。由此，貴金屬ALD過程中自終止半反應，并非是由于表面羥基給配體加上了氫，而是在表面鉑等金屬催化下，配體發(fā)生了脫氫［10］。式（3）中，鉑前驅(qū)體配體置換吸附在表面，部分配體與表面吸附氧發(fā)生燃燒反應；式（4）中，氧氣脈沖燒掉剩余配體，在鉑表面又留下含氧基，包含催化和表面化學的作用，以此形成循環(huán)反應。圖3（d）［9］是ALD沉積銥反應中原位監(jiān)測結(jié)果，可以看出其生長過程與鉑非常近似。在其他一些研究中，釕和銠的ALD沉積也被證實與此反應機制相符。值得注意的是，氧化物表面ALD沉積貴金屬總是會有一個較長的成核孕育期，因為金屬與氧化物表面是不浸潤的，多相催化的相關(guān)研究已經(jīng)指出，金屬在氧化物表面傾向于形成團簇［14］。而成核孕育期因為要移除鍵合在氧化物表面的金屬配體有一定困難，加之氧化物表面的貴金屬原子有發(fā)生擴散和聚集的傾向，從而形成分立的金屬顆粒。因此沉積貴金屬的初期總是先形成分散的金屬島，然后再逐漸長大，金屬顆粒彼此連接形成連續(xù)薄膜［11］。圖4［15］為ALD沉積Pt不同反應循環(huán)次數(shù)影響Pt納米晶形成的透射電鏡TEM照片，非常形象地展示了這個過程。影響成核的因素十分復雜，成核情況與襯底表面親水性、電負性、表面組成和粗糙度都有一定關(guān)聯(lián)。其中，所沉積的金屬與襯底的潤濕性是非常關(guān)鍵的因素，因此，襯底表面的基團種類十分重要。如襯底基團的親水性會給ALD帶來活性反應位，因此表面親水性的羥基越多，成核越快。在浸潤性好、成核快的襯底上，金屬膜層才更容易長薄長均勻［16］。在不同的應用中，對金屬成核還是成膜的要求會有所不同，如金屬納米晶存儲器中，就希望獲得高密度均勻分布的金屬納米晶。因此，實際ALD生長應用中，還需要結(jié)合具體需要進行分析調(diào)控。

2．2過渡金屬不同于抗氧化的貴金屬，ALD沉積其他金屬都需要選擇合適的還原劑。常見的還原劑如氫氣、氨氣及其等離子體，都已被用于ALD沉積過渡金屬的反應中。目前ALD生長過渡金屬的反應機制，主要分為三類：氫還原反應、氧化物還原和氟硅烷消去反應。由于銅互連在微電子工業(yè)中的重要性，因此最初在ALD中利用氫還原反應生長的金屬是銅，銅很難黏附在SiO2表面，由于在其上成核密度較低，導致膜層表面粗糙度較大，均方根RMS值為6nm。若先行ALD沉積其他金屬籽晶層鈷、鉻和釕等，銅膜粗糙度就會有明顯改善，在ALD生長的鈷膜上，銅膜的RMS值減少到2nm，晶粒粒徑也會明顯變?。?7］。另外高溫制備微電子器件時，銅還會擴散到SiO2或Si襯底內(nèi)，因此在銅和Si之間需要一個超薄的阻擋層，熱穩(wěn)定性好又具有高黏附力，厚度還應小于5nm。ALD沉積的金屬薄膜釕和鎢可作為銅互連的擴散阻擋層。金屬銅理想情況應該在100℃以下沉積，低溫限制了表面遷移率，使金屬原子在膜層很薄時最大限度減少晶核團聚成島狀的趨勢，膜層長厚時就更為平整光滑。但由于許多銅前驅(qū)體活性較低，通常都需用200℃以上的高溫沉積或需用等離子體源來增強反應活性［18］。目前ALD沉積銅的前驅(qū)體和還原劑種類很多，生長條件也各不相同。以［Cu（sBu－amd）］2的脒基配體與硅襯底的反應為例，由紅外光譜探測分析可知，銅前驅(qū)體通入后，配體受熱激發(fā)與表面羥基發(fā)生加氫反應，橋接結(jié)構(gòu)置換為單配位基Si－Cu－O鍵結(jié)構(gòu)。隨后氫氣脈沖通入還原，銅失去了脒基配體，同時有一部分硅氧鍵恢復，意味著銅原子得以擴散并聚集成為結(jié)晶的納米顆粒。因為銅與硅氧襯底的鍵斷裂，從而部分恢復了原始表面的反應位，使配位基置換反應得以繼續(xù)進行。然而檢測也發(fā)現(xiàn)有明顯的CuO和COOH殘留，CuO可能來自沉積后非原位探測造成的空氣氧化或者是Cu與COOH的鍵合，說明即使在氫氣作用下發(fā)生了還原反應，仍沒能完全還原全部配體［19］。除此之外，沉積銅還可以采用其他還原劑，比如銅前驅(qū)體先與甲酸反應生成二價銅甲酸鹽，再由聯(lián)氨還原成銅，此反應能在120℃的低溫下沉積，生長窗口為100～160℃，得到的膜層純度高、電阻率低，表面粗糙度僅為3．5nm［20］。該沉積過程中銅符合ALD自限制生長模式，存在一個ALD工作窗口，如圖5［20］所示。圖5中，vGPC為每個循環(huán)的生長速率，tp為脈沖時間，θ為溫度。ALD沉積銅還有其他的間接方法，即先沉積金屬氧化物或氮化物，再通入還原劑將其還原為金屬態(tài)。前面提到銅很難吸附在微電子相關(guān)特定結(jié)構(gòu)的任何表面，采用這樣先氧化的辦法，還可以改善表面吸附性。異丙醇、福爾馬林、氫氣和甲酸等都可以充當還原劑，文獻［］中還提到這種方法降低了膜層的粗糙度。同樣采用先氧化后還原方法ALD沉積的金屬還有鎳。在ALD沉積金屬氧化物的過程中，有機金屬前驅(qū)體與表面的氧化物或金屬—OH基團發(fā)生反應。如可以利用乙酰丙酮鎳和臭氧反應得到氧化鎳膜層，再用氫氣還原得到金屬鎳膜［24］。但是也有研究指出，這樣還原得到的Ni結(jié)構(gòu)略微有所缺陷，膜層內(nèi)有小孔。如果直接沉積金屬鎳，一般的還原條件均難以滿足，需要的沉積溫度較高，沉積速度也非常緩慢。氫還原反應適用的金屬還包括過渡金屬鈷。一般來說，對于金屬前驅(qū)體，親水的羥基終端比疏水的氫終端活性更高，前驅(qū)體更易發(fā)生吸附，也就更適合做ALD初始反應的表面。但鈷的常用前驅(qū)體tBu－AllylCo（CO）3的表現(xiàn)卻完全相反，它在—OH終端的SiO2表面完全沒有吸附，而對—H終端的Si襯底則表現(xiàn)出強烈的活性。這里，Co前驅(qū)體不是在吸附到—H終端Si襯底表面的同時就失去一個配體，它首先橋接在Si—H之間形成Si—Co鍵，再被這個表面氫除掉一個丙烯基，如圖6［19］所示。羥基終端不能形成這樣的機制，所以該前驅(qū)體與Si襯底氫終端吸附結(jié)合的活性反而更強，這一機制也保證了鈷膜的高純度［25］。另外一些關(guān)于前驅(qū)體修飾的研究，還注意到中性配位體的益處。羰基就可作為中性配位體，連的羰基越多，金屬可用的電子密度越小，金屬－羰基鍵就越弱，可以增強前驅(qū)體的揮發(fā)性。羰基配體的最典型的實例就是八羰基二鈷前驅(qū)體，用氨等離子體還原，制備金屬鈷。這類利用氨等離子體還原的反應機理目前還不是很清楚，但是通過觀察反應副產(chǎn)物，表明ALD沉積這些過渡金屬時，氨解反應具有一定的作用。除此之外，還有一類還原反應是利用主族元素氫化物作還原劑，這類氟硅烷消去反應的過程通常是σ鍵置換、氧化加成／還原消除反應，適用于金屬鎢和鉬的ALD沉積。用硅烷或者硼烷還原金屬氟化物，能得到標準的半反應式沉積［26］。但是鎢和鉬兩種元素在具體的反應上還是有所不同，乙硅烷輸入時鉬質(zhì)量有所損失而鎢有所增長，較高溫度下鉬的沉積速度會相應增加，這可以認為是由前驅(qū)體的熱分解所致。此外，如果溫度過高或硅烷曝光過多將可能導致硅烷嵌入Si—H鍵出現(xiàn)Si的CVD反應，而且此類反應的機理對其他金屬元素不能通用，比如鉭若用此種反應就會形成硅化物薄膜。

2．3活潑金屬正電性金屬包括鋁、鈦、鐵、銀和鉭等。以銀為例，由于它的化合物都是＋1價，只有一個配合基鍵合的金屬離子很難發(fā)生吸附，所以需要一些電中性的加合物配位基，通過它們的置換，輔助金屬陽離子吸附到襯底。不過這種配位基的鍵合往往很弱，ALD成功沉積銀的報告中使用的銀前驅(qū)體是（hfac）Ag（1，5－COD）［29］，其中COD即為上述輔助銀離子吸附的中性配體。當COD被置換，實驗觀察到吸附在襯底的銀有足夠的表面遷移率和壽命，能在隨后的高純氮氣清洗的步驟時沿襯底表面擴散并成核。在下一步丙醇的脈沖過程中，由于醇類的催化氧化析氫作用，多余的hfac配體得以移除，從而得到沉積的金屬銀。圖8［30］是ALD在溝槽結(jié)構(gòu)襯底上沉積銀薄膜的掃描電鏡照片，這里使用的前驅(qū)體是Ag（O2CtBu）（PEt3）［30］。然而文獻［31］中也指出，由此得到的膜層生長速度緩慢，薄膜質(zhì)量不甚理想，沒有一般金屬薄膜有光澤，看起來偏暗，同時電阻率也很高。其他的如鋁，三甲基鋁在200℃下自然分解的產(chǎn)物應該是Al4C3，這時如果提供氫氣氣氛，或者借助等離子體、光子等提供額外的能量，理論上有可能形成金屬鋁。然而目前的研究工作還非常粗略，而且反應要求沉積氣氛壓力低、還原氣體純度高，才能保證Al在沉積過程中不被氧化。這些活潑金屬具有廣闊應用前景，這不僅是由于其優(yōu)異的導電性能，還在于其有可能在銅互連中用于黏附層和阻擋層，更是由于近來倍受關(guān)注的銀表面等離激元的性質(zhì)。但它們都較難還原或難與碳氮氧結(jié)合成較強的化學鍵，其常見的前驅(qū)體在熱ALD中需要的生長溫度太高，一般適用的襯底和結(jié)構(gòu)都不足以承受如此高溫，所以基本都需要使用氫等離子體以降低反應活化能。但是即便如此，利用等離子體沉積得到的活潑金屬膜層一般都很薄，并且一旦暴露于空氣中就極易氧化，一般需要原位沉積保護層防止氧化，所以總體來說獲得的活潑金屬薄膜的金屬性都不強。目前ALD反應沉積活潑金屬，只有少量沉積成功的報告和一些很初步的工藝探索，實驗結(jié)果大多還不盡如人意，因此，其ALD沉積反應路徑和機理尚有待于繼續(xù)開拓和探究。

3原子層沉積金屬面臨的挑戰(zhàn)

在上述已經(jīng)成功沉積的金屬中，最好的鎳、鈷膜層和僅有的錳、鈦薄膜都是利用PEALD沉積的，可見PEALD在沉積金屬薄膜中的重要地位。但是，PEALD對微電子器件的制備并非完美無缺，等離子體的高活性可能對某些應用所需的特殊襯底造成損傷，又因為等離子體極易在表面復合，從而不宜沉積高深寬比的襯底。總而言之，ALD沉積過渡金屬普遍面臨的難題是用來還原金屬前驅(qū)體的反應物的還原性不夠強。之前提到的主族元素氫化物是比較有潛力的反應機制，如硼烷中B—H鍵能夠?qū)滢D(zhuǎn)移到金屬原子上，生成過渡金屬氫化物，而這些氫化物大多不穩(wěn)定。另一種可能的途徑是尋找一些電子輸運能力強的反應物，如二茂鈷Co（C5H5）2，升華溫度很低且有足夠的電化學勢來還原一些過渡金屬離子。若要付諸實踐，這些方法還需進一步檢驗，保證副產(chǎn)物都是氣態(tài)且不會有其他雜質(zhì)沉積［31］。除上述金屬之外，金也是很重要的金屬，不僅在于它的高導電率，還在于其特殊的催化和光學性質(zhì)。而金的沉積對ALD技術(shù)來說，目前還是個挑戰(zhàn)。與銀相同，金的化合物也都是＋1價，金配合物的熱穩(wěn)定性都不高?，F(xiàn)在也有各種激活方法，比如激光活化、離子體增強、電子或離子束輔助等，但至今為止，還沒有一種反應模式能夠成功應用于ALD沉積金屬金中。至于其他堿金屬、堿土金屬和稀土金屬，其沉積難度更是有過之而無不及。但這些元素的應用需求也很有限，局限在有機發(fā)光二極管和鋰電池中。而元素周期表右側(cè)那些主族金屬，目前也尚未見ALD沉積的報道。從電負性和還原性的角度來看，這些主族金屬與第四周期的過渡金屬相似，應該比那些活潑金屬容易沉積。對ALD來說，沉積盡管同樣富于挑戰(zhàn)，但也并非不可能，還需要更深入與廣泛的研究來豐富ALD沉積金屬的種類。表1總結(jié)了目前為止ALD沉積金屬的主要種類與反應類型，并附列了代表性文獻。

篇（7）

1明確培養(yǎng)目標提升教育品質(zhì)

卓越工程師培養(yǎng)計劃是我國強國戰(zhàn)略的重要舉措，旨在造就一批綜合能力過硬的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，它提出了一種新的教育品質(zhì)概念，即高等院校的人才培養(yǎng)應當遵從社會發(fā)展需求和適應經(jīng)濟發(fā)展要求的雙重標準，這不僅包含了對理論知識的應用和創(chuàng)新，還明確了人才培養(yǎng)應以綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的全面拓展為核心。這就意味著高等學府對人才的培養(yǎng)應具備適應與時俱進的時代需求和高品質(zhì)的工程技術(shù)發(fā)展要求的培養(yǎng)理念和課程體系。高質(zhì)量工程技術(shù)人才不僅要求對工程技術(shù)有全方位深層次的掌握，還需通過正確的價值理性的引導，人文社會科學及企業(yè)管理精神的長期熏陶，懂得工程技術(shù)在社會和國家發(fā)展中的價值和意義。然而，目前的教育體系缺乏對學生進行從事工程工作意義的教育，很多工科學生并不明確工程工作的意義及其相應的社會責任，同時由于社會對工程和工學的認知度的欠缺與偏差，導致出現(xiàn)了一種現(xiàn)象——目前碩士研究生培養(yǎng)過程中，僅就學生生源方面，工學碩士明顯優(yōu)于專業(yè)學位碩士，甚至出現(xiàn)了工學碩士落榜的考生可以轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)學位學習的第二選擇。在20世紀70年代末至80年代初，大學生的理想職業(yè)是“不當工程師也要當技術(shù)員”。而且很多院校過去也常常以被命名為“工程師的搖籃”而自豪，但是在21世紀飛速發(fā)展的今天，這樣的提法已從我們的生活中消失。目前的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)在大學生的理想職業(yè)一般為公務員、管理者、金融會計師等一些不具有工程意義的職業(yè)。對此我們不禁要發(fā)問：卓越工程師培養(yǎng)計劃下的本科畢業(yè)生，會按照原本的設想，一部分繼續(xù)全日制工程碩士的學習，另一部分轉(zhuǎn)而攻讀工學碩士嗎？是不是學術(shù)研究型大學“卓越計劃”的本科畢業(yè)生主要進入工學碩士階段，從事科學研究；而一般本科院校的畢業(yè)生則進入全日制工程碩士的學習？當然，不管答案如何，都要求我們要實踐好金屬材料專業(yè)的三階段(本科、碩士、博士)培養(yǎng)，這需要社會、學校、教師和學生多方面、多角度，及時有效地轉(zhuǎn)變思想觀念，更新教育理念，才能真正提高教育品質(zhì)。

2創(chuàng)新工程教育培養(yǎng)模式

工程教育培養(yǎng)模式，常規(guī)的是變革課程體系、教材內(nèi)容、教學方式，強化實踐環(huán)節(jié)等。而工程教育的創(chuàng)新模式，例如“校企合作，頂崗實習”“學分互認”也在積極推動高等工程教育培養(yǎng)模式的全面改革發(fā)展。針對本科卓越工程師培養(yǎng)計劃，常見的按學年分為“2+2”“3+1”“5+1.5”等。高校應打破學校封閉辦學的傳統(tǒng)模式，積極促進通過校企合作創(chuàng)設工程教育的環(huán)境與條件。我校金屬材料專業(yè)本科卓越工程師計劃采用“3+1”培養(yǎng)模式，即3年的校內(nèi)學習，1年的企業(yè)學習，校內(nèi)學習和企業(yè)學習相互交叉。在3年的校內(nèi)學習時間內(nèi)，穿插各類實驗教學、實踐教學以及認識實習，提升學生的實踐能力；同時，學生也可根據(jù)自己的興趣輔修管理學、經(jīng)濟學、自動化等第二學位專業(yè)。在1年的企業(yè)學習中，部分學生采用頂崗實習的方式，另一部分學生直接參與企業(yè)的項目研究。

3改革和完善實踐教學體系

實踐教學的目的是鞏固理論知識和加深對理論知識認識，對培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高等工程教育人才必不可少。我校金屬材料專業(yè)本科“3+1”教學模式下，將實踐教學與理論教學分離，將實踐教學作為一個單獨的部分，改變原來的將專業(yè)、基礎(chǔ)課程以教師傳授的方法給學生的這種傳統(tǒng)教學方式。把培養(yǎng)學生能力作為主要目的，以通過精煉理論知識和工程訓練作為輔助依托，學生解決實際問題的能力作為檢驗標準。與理論教學相得益彰又各自獨立的實踐教學體系。實踐課程的學時有效性不同于理論教學，優(yōu)化實踐教學的教學模式，將工程人才的培養(yǎng)由課堂延伸到課外。同時，學校開設創(chuàng)新性實驗和開放性實驗，學生可自由選擇。此外，課外科技活動和學科競賽的獎勵機制也可以調(diào)動學生學習的主觀能動性，培養(yǎng)他們的學習興趣和創(chuàng)造性思維能力。

4大力提升高校教師的工程素養(yǎng)

跟20世紀末期相比，現(xiàn)在的市場競爭更加激烈，高校的教師參加到工程實踐中的次數(shù)和地位也在下降，這就使得高校教師更難把教學和工程設計都處理好?，F(xiàn)在很多剛進入高校的青年教師大多都是沒有或者很少有在企業(yè)實際的工作經(jīng)驗。結(jié)合生產(chǎn)實際和參加到工程的機會也在本科高年級的教學中正在減少，在本科的畢業(yè)設計中更是如此。因此，國內(nèi)很多高校教師的工程實踐能力和實踐經(jīng)驗不足的現(xiàn)象突顯。結(jié)合我校實際，可以從以下幾個方面進行來提升教師的工程素質(zhì)，從而滿足卓越工程師教育培養(yǎng)的計劃要求。

4.1教學相長結(jié)合

我校的實際情況，在研究和教學實踐中發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)工程素質(zhì)和工程實踐能力的養(yǎng)成兩個同等重要的因素是教師和學生。通過教師在研中學、學中教；學生在學中練、在練中學，實現(xiàn)教師和學生的共同進步。

4.2產(chǎn)學研緊密結(jié)合

學校搭建產(chǎn)學研一體化平臺，使用該平臺可以連貫地培養(yǎng)青年教師的工程素質(zhì)，也可以提供給學生一個新的工程實踐機會。

4.3合理高效的利用

社會資源創(chuàng)辦校企聯(lián)合教學模式，整合高效利用社會辦學的資源優(yōu)勢，發(fā)揮出社會辦學的力量。通過上面2種方式可以使教學緊密的結(jié)合行業(yè)發(fā)展的前沿，而且可以為教師工程素質(zhì)和能力的培養(yǎng)提供必要的支持。

4.4加強教師隊伍建設

要打造一支整體素質(zhì)和技術(shù)能力都優(yōu)秀的師資隊伍，學校不僅要大力引進具有工程實踐背景的高層次工程技術(shù)人才，還要建立一種長效機制，使得工科類專業(yè)教師有接受與社會發(fā)展接軌的工程實踐鍛煉的機會，并鼓勵青年教師積極參與工程實踐。學校還可以出臺相關(guān)政策，以資助和鼓勵青年教師到企業(yè)中進修學習。在崗位評聘、職稱晉升等方面將工程素質(zhì)考核納入指標體系也是一種提升教師在工程教學方面素質(zhì)的好方法。高水平工程教師師資隊伍不但要有校內(nèi)專職教師，還要有企業(yè)兼職教師，只有既鼓勵有工作經(jīng)驗和科研水平的工程師到學校兼職任教，又鼓勵專職教師到企業(yè)中兼職，才能使二者充分結(jié)合和交流，達到知識技能互補和彼此相互學習的目的。

5積極探討校企合作方式

卓越工程師計劃的實施必須重視校企合作，緊密依托行業(yè)。建立校企合作關(guān)系，是培養(yǎng)卓越工程師的有效途徑。然而，長期以來國內(nèi)的大部分企業(yè)都不愿意接納未畢業(yè)大學生的實習，把在校大學生實習看成是企業(yè)負擔，并且有很多企業(yè)把大學生實習的時間期限規(guī)定為1年，這都是培養(yǎng)卓越工程師計劃的難點。同時，在校大學生在公司進行實習時，實習期間所需的實習費、安全保險費、交通費等各種費用都需要學校支付，這對于學校是很難承受的高額費用，會導致實習質(zhì)量“縮水”。目前，在校大學生在企業(yè)實習中基本以參觀實習為主，學生安全被學校和企業(yè)放在了第一位，在有限的實習期間內(nèi)，對大學生的培養(yǎng)基本難以實現(xiàn)。針對該問題，希望國家明確要求企業(yè)擔負起培養(yǎng)卓越工程師的校外責任，更希望國家實施政策鼓勵企業(yè)的這種行為，促使企業(yè)積極主動建立校企合作關(guān)系，參與人才培養(yǎng)，將培養(yǎng)金屬材料專業(yè)卓越工程師變成企業(yè)的經(jīng)營政策。事實上，開展培養(yǎng)卓越工程師計劃，建立校企合作關(guān)系，是一項學校和企業(yè)雙贏的戰(zhàn)略。首先，高等院校的發(fā)展，尤其是實施培養(yǎng)卓越工程師計劃離不開相關(guān)企業(yè)的深度參與。其次，企業(yè)的發(fā)展離不開高等院校培養(yǎng)出的各種專業(yè)型人才。我校材料學院已與很多企業(yè)(如東北輕合金有限公司、東安發(fā)動機有限公司等)共同建立了長期穩(wěn)定的工程碩士培養(yǎng)關(guān)系，已經(jīng)幫助這些公司培養(yǎng)了眾多工程技術(shù)骨干和管理人才。最后，校企合作關(guān)系的建立，能使高校與企業(yè)達到彼此生存共贏的目的。高校與企業(yè)之間是“你中有我、我中有你”的關(guān)系，合則兩利，所以應該促使高校與企業(yè)之間建立更深層次的合作，即高校應該在企業(yè)建立生產(chǎn)實習基地，根據(jù)高校和企業(yè)的真實情況，建立各種等級的學生工作站，利用企業(yè)在生產(chǎn)、科研中遇到的實際問題和企業(yè)所能提供的實際技術(shù)、工作和科研環(huán)境，給高校本科生和碩士、博士研究生提供相應的研究課題。企業(yè)在給高校提供實習設備、場地、工作站的同時，高校學生也能給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟利潤，并且出站的畢業(yè)生也可以留在企業(yè)繼續(xù)工作，使企業(yè)人才得到新鮮的血液，達到高校與企業(yè)雙贏的目的。

篇（8）

1引言

變電站容量的擴大對接地網(wǎng)安全運行的要求更為嚴格，對接地體的熱穩(wěn)定性的要求更高。在我國，由于資源、經(jīng)濟等原因，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。

腐蝕是導致接地體事故擴大的一個主要原因。因為對于運行多年的接地網(wǎng)而言，由于腐蝕性土壤環(huán)境中的電化學腐蝕以及電網(wǎng)設備等運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，造成其它主設備的毀壞事故，還會危及人身安全。由于接地網(wǎng)埋設在地下，一旦腐蝕嚴重到使接地網(wǎng)的接地電阻不合格，甚至局部斷裂時，對接地網(wǎng)的翻修改造是相當費勁和困難的，費用也是巨大的。因此防止接地網(wǎng)腐蝕，保證接地性能的穩(wěn)定性，延長接地網(wǎng)的使用壽命，是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟生產(chǎn)所迫切需要解決的課題。

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

2試驗情況

由于接地網(wǎng)土壤腐蝕是一個緩慢過程，因此為了能快速優(yōu)選出所需的材料，在實驗室里進行了電化學測試，試驗測試方法包括極化曲線、交流阻抗和動電位掃描。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，因此在對材料進行篩選時必須了解材料的耐電解電流腐蝕的性能，為此在實驗室里進行了材料的電解試驗。試驗所用土壤介質(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DIN50929土壤腐蝕性評價標準評價該土壤為腐蝕性土壤[2]。試驗所篩選的材料為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）。為了便于對比，試驗還使用了普通碳鋼及鍍鋅鋼。根據(jù)實驗室初步試驗的結(jié)果，在變電站現(xiàn)場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)場中的耐蝕性能。

（1）極化曲線測試

1）試驗條件

試驗采用三電極體系，即工作電極、參比電極和輔助陽極。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，通過魯金毛細管插入電解池；輔助陽極為鉑電極。試驗介質(zhì)為土壤水土比為5:1的浸出液。試驗所用儀器為TD3690型恒電位儀，HD-1A型信號發(fā)生器及3086-1AX-Y型記錄儀。

試驗時，起掃電位的選擇是陽極極化時起掃電位比自腐蝕電位低100mV，陰極極化時起掃電位比自腐蝕電位高100mV。每次掃描的速度為2mV/s。

2）試驗數(shù)據(jù)處理

采用BETACRUNCH（VERSION）程序進行計算。

（2）交流阻抗測試

1）試驗條件

試驗采用三電極體系，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，試驗使用的儀器為EG&G公司的交流阻抗測試儀，包括鎖相放大器，M283恒電位儀。計算機3個硬件部分通過GPIB總線連接起來。軟件為M398阻抗數(shù)據(jù)專用測量軟件。

2）數(shù)據(jù)處理

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

（3）電解測試

電解時試驗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，電解時間為3h，電解電流為64.0mA，槽壓為150V。

3試驗結(jié)果和討論

3.1極化曲線測試

極化曲線測試試驗的結(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交流阻抗測試

試驗結(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個數(shù)量級。材料CL4、CL5的耐蝕性能與普通碳鋼差不多，甚至有時還不如普通碳鋼。

3.3電解測試

從試驗結(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。

?

3.4現(xiàn)場埋置試驗

不同材料制作的試片在變電站現(xiàn)場土壤中埋置624天后挖出，經(jīng)過表面處理后測定材料的腐蝕速率，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，當與接地網(wǎng)連接時其腐蝕速率高于接地網(wǎng)不連接時的腐蝕速率，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)泄流時的電流電解腐蝕。

在變電站土壤現(xiàn)場埋置試驗過程中發(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)場埋置材料試片測定的腐蝕速率結(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延長接地網(wǎng)使用壽命意義不大。

4結(jié)論

（1）在土壤腐蝕性較嚴重的地區(qū)，為了延長接地網(wǎng)使用壽命，在設計時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了普通碳鋼，達到延長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，在變電站土壤現(xiàn)場埋置試驗的結(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被電解掉，因而鍍鋅鋼對延長接地網(wǎng)的使用壽命實際作用不大。

（2）根據(jù)實驗室電化學測試的結(jié)果可知，無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)試驗測試表明，材料CL1和CL2的耐蝕性能較普通碳鋼要強得多，這對于延長變電站接地網(wǎng)的使用壽命，確保接地網(wǎng)安全經(jīng)濟運行具有重大意義。同時考慮材料的經(jīng)濟性及來源等因素，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

篇（9）

“基礎(chǔ)性”項目包括：（1）鋁合金固溶時效：了解固溶及時效處理的基本操作、析出產(chǎn)物的形成及析出過程中合金性能的變化；淬火加熱溫度、保溫時間及淬火速度對鋁合金時效效果的影響，掌握最佳熱處理工藝參數(shù)的確定方法。（2）碳鋼的基本熱處理工藝：掌握鋼的退火、正火、淬火、回火的工藝操作方法，了解含碳量、加熱溫度、冷卻速度、回火對碳鋼性能的影響規(guī)律。（3）低碳鋼的滲碳：掌握金相法測定滲碳層厚度的方法，了解表面滲碳熱處理后的組織分布特征。（4）Gleeble熱-力模擬：利用Gleeble熱-力模擬試驗機獲得金屬材料應力-應變曲線，結(jié)合組織觀測，分析實驗結(jié)果，了解金屬材料在形變熱處理過程中變形程度、變形溫度和組織與性能的關(guān)系?！盎A(chǔ)性”項目一般3人一組，完成后每人必須提交研究總結(jié)報告。“綜合性”項目，主要是基于45號鋼，由學生查閱文獻，自己完成從熱處理工藝的制定和操作、性能檢測、組織觀察分析和數(shù)據(jù)分析的全過程。綜合性項目一般5人一組，完成后每人必須提交研究總結(jié)報告，同時以小組為單位，以PPT口頭匯報的形式將過程和實施結(jié)果展現(xiàn)給同學和老師?！把芯啃浴表椖?，主要是學生利用課余的時間，對一些新型金屬材料（非常規(guī)使用材料，一般為指導教師正在專注研究的材料）的熱處理制度進行探索性的實驗研究，確定其熱處理的溫度、實踐等工藝參數(shù)，使學生具有綜合運用熱處理課程等所學相關(guān)專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力?！把芯啃浴表椖恳话?人一組，完成后每人必須提交研究總結(jié)報告，同時做PPT口頭匯報，接受同學和老師的問詢。

2項目教學的實施效果及應注意的幾個關(guān)鍵問題

筆者在“金屬材料熱處理”課程中引入項目教學后，取得了明顯效果，主要體現(xiàn)在四個方面：一是激發(fā)了學生學習興趣，加深了對課程內(nèi)容的理解。學生積極與老師交流，主動通過網(wǎng)絡檢索查閱資料，通過調(diào)研獲得項目有關(guān)的實踐應用方面的信息，深入鉆研的精神進一步養(yǎng)成；二是形成了合作學習的良好氛圍。小組成員間相互幫助，共同提高和進步，增強了團隊合作意識，提高了學習效率；三是產(chǎn)生了成就感，增強了自信心。學生認真完成每個具體的項目任務，解決每個實際問題，內(nèi)心就會產(chǎn)生成就感，自信心也明顯增加，反過來也促進了對理論知識的學習；四是強化了操作技能，鍛煉了綜合職業(yè)能力。由于中小學階段主要強調(diào)的是應試教育，學生的動手能力普遍不強，更談不上職業(yè)能力。項目教學在鍛煉學生動手能力方面有立竿見影的效果，對學生適應未來工作崗位非常有好處?？偨Y(jié)長期的教學實踐，筆者認為要想使項目教學在“金屬材料熱處理”課程中充分發(fā)揮作用，教師應把握好以下幾個關(guān)鍵問題。

2.1充分發(fā)揮教師的主導作用教師的主要職能應從原來的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩А?，具體體現(xiàn)為引導、指導、誘導和教導。教師應幫助學生提出問題、發(fā)現(xiàn)問題，但是解決問題和完成任務的主角是學生。對項目實施中遇到的關(guān)鍵知識點，教師應簡明扼要地提出，由學生通過自學方式完成。對于部分靠學生自身能力和經(jīng)驗難以理解清楚的或者難以解決的問題，教師要及時給予啟發(fā)性的輔導，最好不要直接告訴結(jié)果。教師要充分激發(fā)學生的學習動力，促進學生的自主學習和個性化發(fā)展。對于項目中的各個子任務，教師要嚴格督促學生按時間節(jié)點要求保質(zhì)保量的完成，對項目實施的整體情況要有很好的把控。

2.2充分激發(fā)學生的學習主體性在項目教學中，學生不再是被動的學習者，學生的學習擁有很強的階段目的性。學生為了解決實際問題，可以運用互聯(lián)網(wǎng)、文本資料、認知工具，或者與同學討論交流實現(xiàn)對信息的分析和處理，展開思維活動，不再完全依賴教師的講解。因此，項目教學擁有天然地激發(fā)學生自發(fā)學習的特點。但是，學生個體在智力水平、思維模式、學習習慣方面存在很大差異，教師應根據(jù)每個學生的情況充分激發(fā)學習的主體意識，只有這樣項目教學的效果才能充分體現(xiàn)，進展起來也會事半功倍。

篇（10）

無機非金屬材料專業(yè)實驗教學的改革必須突破傳統(tǒng)的實驗教學模式，按照素質(zhì)教育的要求，以提高學生的綜合素質(zhì)為目的，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主線，采用核心化、多層次實驗教學體系結(jié)構(gòu)。核心化是指服從實驗目標，以培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型人才為核心;多層次是指實驗內(nèi)容設置劃分多個層次:基礎(chǔ)無機非金屬材料科學實驗(基本技能和基本方法)、綜合型實驗(學科間交叉)、專業(yè)設計型實驗。精煉基礎(chǔ)(無機非金屬材料科學基礎(chǔ)實驗、玻璃工藝實驗、陶瓷工藝實驗、水泥工藝實驗)實驗內(nèi)容，使其與理論知識同步，以驗證性實驗為主，小綜合實驗為輔，既加深理論知識的理解，又培養(yǎng)實驗基礎(chǔ)技能與應用。在大三下學期增加綜合型實驗，此類實驗內(nèi)容為至少兩個二級學科之間的交叉，這樣可以鞏固學生的實驗技能，并且加強不同學科之間的關(guān)聯(lián)，使學生能獨立完成實驗方案確定、原材料檢測、材料制備、材料性能檢測、材料結(jié)構(gòu)分析等實驗內(nèi)容，鍛煉學生解決實際問題的綜合能力。在大四上學期，為了幫助學生就業(yè)以及進一步深造和后面的畢業(yè)論文打下基礎(chǔ)，增加專業(yè)方向設計性實驗，以設計為主，講究與工廠實際內(nèi)容和研究熱點相符的研究型實驗，以培養(yǎng)學生解決問題的能力，從而培養(yǎng)創(chuàng)新意識。另外，新的實驗教學體系要加強對學生的個性發(fā)展，實驗內(nèi)容應設立必做實驗項目、選做實驗項目和研究性實驗項目，以滿足不同層次學生的需求，貫徹因材施教的原則。

1．2采用利于培養(yǎng)創(chuàng)新應用型人才的實驗教學方法

(1)在實驗教學中，改進實驗教學方法，采用電子視聽設備和多媒體網(wǎng)絡技術(shù)等多種輔助教學手段，將原來分離的理論課及實驗課教學合二為一，使原來課堂上枯燥乏味的專業(yè)課及實驗課變得生動形象，易于理解。通過下載精品課程實驗錄像，展示實驗儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及操作方法。通過自制和下載FLASH動畫展示實驗原理及實驗過程中的細小變化，通過到企業(yè)拍攝的生產(chǎn)實況錄像給學生一個真實的生產(chǎn)環(huán)境。通過多媒體輔助教學，能夠?qū)⑸鷿⒊橄?、難懂的知識形象化，具體化，提高學生的學習興趣和積極性。尤其對無機非金屬材料專業(yè)中的大型及昂貴的工廠設備原理、設備、方法的理解與掌握起到了很好的輔助作用，為學生提供反復觀摩實驗過程，加深理解實驗原理的機會。

(2)在實驗過程中，改變實驗指導方法，強化學生能力培養(yǎng)。采取“以學生為主體，以教師為主導”的教學模式，變“被動”實驗為“主動”實驗。使實驗教學的各個環(huán)節(jié)、各個層次都能鍛煉學生的動手能力，充分發(fā)揮學生的積極性和創(chuàng)造性。教師只提供指導，實驗由學生自主完成。這樣就要求學生實驗前必須認真準備，查閱相關(guān)文獻，自己設計實驗方案和數(shù)據(jù)表格等。通過實驗促進學生個性的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學生成為主動實驗的參與者、探索者。讓學生解決實驗中遇到的問題，提高實驗效果，增長實驗經(jīng)驗，鍛煉實驗技能。實驗結(jié)束后要引導學生去思考實驗中的問題。

1．3建立科學、公正的考核體系

實驗教學的考核方式直接影響著學生參與實驗的積極性。新的實驗教學模式應改變傳統(tǒng)以實驗報告作為主要評分依據(jù)單一考核方式，對不同類型實驗采取不同的考核手段，使考核更加客觀公正，并且讓不同類型的學生發(fā)揮各自的特長，亦可有效杜絕實驗報告抄襲和雷同的現(xiàn)象。無機非金屬材料工程專業(yè)實驗教學的考核重點應是對學生綜合實驗技能的掌握程度、動手能力和解決實際問題能力的考核。對于基礎(chǔ)性實驗的考核以實際操作與實驗報告為評價依據(jù)，其中實際操作現(xiàn)場考核，實驗報告應為學生獨立完成的，無固定模板，教師對其做出綜合判斷，兩項綜合評定為其最終成績;對于綜合性實驗的考核，以答辯的形式評定成績，采取抽簽的形式，確定每個選擇答辯評定成績的學生必須答辯的實驗題目和內(nèi)容，答辯結(jié)束，要求學生針對答辯題目與內(nèi)容提交自己答辯情況分析和最佳答辯結(jié)果書面報告。教師依據(jù)學生就實驗內(nèi)容設計與結(jié)果分析方法等問題的答辯和書面總結(jié)情況評定學生成績。對于設計性實驗的考核，可建議學生撰寫相關(guān)的科技論文，通過引導學生針對所做的實驗內(nèi)容，有目的的查閱文獻、分析問題，最終解決問題，以論文的形式呈交實驗報告，全面鍛煉學生的研究與創(chuàng)新能力。

1．4增加無機非金屬材料專業(yè)實驗室安全課程

筆者在美國訪學期間對美國大學實驗室安全教育系統(tǒng)(EHS)印象深刻，其教育形式多樣，內(nèi)容齊全，非常值得我們借鑒。為此，無機非金屬材料專業(yè)實驗教學新模式中應引入類似美國EHS管理系統(tǒng)。無機非金屬材料實驗室要強制實行安全訓練課程及考試制度，實行硬性的安全教育和實驗室準入制度。在進入實驗室之前，每個學生都必須進行安全培訓與考核，最好相關(guān)部門建立一套安全教育網(wǎng)絡學習系統(tǒng)，設立包括一般實驗安全、安全用電、防火、逃生以及如何使用有毒有害、易燃易爆的實驗品等在內(nèi)的多個專門培訓課程，并通過考核作為進入實驗室的前提條件，考試不合格者禁止進入相關(guān)實驗室，必須重修合格后才準進入實驗室。另外，還可以借鑒美國高校的做法，拍攝不同內(nèi)容的專題安全教育影片，放到相關(guān)網(wǎng)絡系統(tǒng)中，供有需要的人員下載或在線觀看和使用。