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以学术素养课程提升科研育人实效——专访重庆大学材料科学与工程学院张育新教授

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大学（研究与管理） 2022年第2期 1-5页

作者：张育新王黎汪旦旦莫唯然淳洁重庆大学材料科学与工程学院重庆大学硅藻新材料研究中心不详

学术素养是高校践行科研育人的有效路径。以契合学生发展规律的学术素养课程培养学生科研能力,涵养优良的学术道德,既是落实立德树人根本任务的必然要求,也是高等教育提质增效的必由之路。要想破解科研育人过程中缺乏顶层设计、导师指... 详细信息

学术素养是高校践行科研育人的有效路径。以契合学生发展规律的学术素养课程培养学生科研能力,涵养优良的学术道德,既是落实立德树人根本任务的必然要求,也是高等教育提质增效的必由之路。要想破解科研育人过程中缺乏顶层设计、导师指导不足、专业壁垒突出、学术道德课程缺位等问题,首先需要加强顶层设计,投入相应的教学和科研资源;其次要从立法层面对学术不端行为予以规制;最后要将高等教育领域的资源辐射到基础教育阶段,延伸科研育人的触角。

关键词：学术素养科研育人科研诚信学术道德

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B位掺杂提升CsSnI_(3)钙钛矿结构和电荷稳定性的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 144-152页

作者：赵思健葛治中杨旭东上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

全无机CsSnI_(3)钙钛矿拥有理想的带隙宽度(1.3 eV),光电转化效率理论峰值达到33%.目前CsSnI_(3)太阳能电池的发展受制于的CsSnI_(3)的结构不稳定性和Sn^(2+)易被氧化为Sn^(4+)的问题.研究基于第一性原理,详细探讨了一系列金属元素对CsS... 详细信息

全无机CsSnI_(3)钙钛矿拥有理想的带隙宽度(1.3 eV),光电转化效率理论峰值达到33%.目前CsSnI_(3)太阳能电池的发展受制于的CsSnI_(3)的结构不稳定性和Sn^(2+)易被氧化为Sn^(4+)的问题.研究基于第一性原理,详细探讨了一系列金属元素对CsSnI_(3)进行B位掺杂改性的方案,旨在提升CsSnI_(3)结构稳定性,并抑制CsSnI_(3)中Sn^(2+)被氧化为Sn^(4+)的问题.计算结果表明,在CsSnI_(3)钙钛矿B位掺杂三价金属Sb、Bi能够阻碍CsSnI_(3)相变生成Cs_(2)SnI_6,并且抑制Sn^(2+)的氧化;尤其在晶格中存在锡空位缺陷时,Sb、Bi掺杂对于Sn^(4+)形成的抑制效果更为显著.同时,低浓度的Sb、Bi掺杂不会改变CsSnI_(3)的直接带隙特性,且带隙宽度变化较小,因此能够在维持CsSnI_(3)优良光电活性的基础上进一步提高结构和电荷的稳定性.研究结果为实现高效且稳定的CsSnI_(3)钙钛矿太阳能电池提供了重要的理论指导.

关键词：全无机锡基钙钛矿第一性原理 B位掺杂相稳定性电子结构

改进的坐标残差网络应用于17-4PH材料蚀后剩余寿命预测研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 206-214页

作者：邸娟王程波贺磊牛亚龙彭超义王建锋太原科技大学车辆与交通工程学院太原030024 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092

为解决材料汽蚀损伤后剩余使用寿命预测困难的科学问题,提出了一种融合卷积神经网络技术的寿命预测方法,具体采用残差网络(ResNet)模型,并嵌入坐标注意力机制(CA),通过对模型进行卷积、通道数及下采样方式的优化,构建改进的坐标残差网络... 详细信息

为解决材料汽蚀损伤后剩余使用寿命预测困难的科学问题,提出了一种融合卷积神经网络技术的寿命预测方法,具体采用残差网络(ResNet)模型,并嵌入坐标注意力机制(CA),通过对模型进行卷积、通道数及下采样方式的优化,构建改进的坐标残差网络(CA-ResNet)模型,以实现对17-4PH材料汽蚀损伤后剩余使用寿命的精确预测。基于超声波汽蚀试验得到的汽蚀特性曲线,通过逻辑回归(Logistic)方程对汽蚀阶段进行定量划分,并定义寿命系数ζ,同时借助超景深显微镜获取材料损伤后不同时刻的显微图像数据库,并与寿命系数ζ相对应。研究结果表明,改进的CA-ResNet网络模型在CIFAR10公开数据集上验证准确率可达92.2%,在收集的17-4PH材料的汽蚀损伤数据集上的验证准确率可达93.2%,相比ResNet18网络模型,准确率分别提高了1.5%和3.5%。通过学习率、批处理量等超参数优化后,该模型在汽蚀损伤数据集上准确率可达95.0%。采用端到端的数据驱动思想,可实现从汽蚀损伤形貌到汽蚀寿命的精确预测。

关键词：残差网络坐标注意力机制汽蚀寿命预测

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面向DAG任务的分布式智能计算卸载和服务缓存联合优化

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 71-82页

作者：李云南子煜姚枝秀夏士超鲜永菊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学软件工程学院重庆400065

建立了一种有向无环图(DAG,directed acyclic graph)任务卸载和资源优化问题,旨在应用最大可容忍时延等约束实现系统能耗最小化。考虑到网络中计算请求高度动态、完整的系统状态信息难以获取等因素,最后使用多智能体深度确定性策略梯度(... 详细信息

建立了一种有向无环图(DAG,directed acyclic graph)任务卸载和资源优化问题,旨在应用最大可容忍时延等约束实现系统能耗最小化。考虑到网络中计算请求高度动态、完整的系统状态信息难以获取等因素,最后使用多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG,multi-agent deep deterministic policy gradient)算法来探寻最优的策略。相比于现有的任务卸载算法,MADDPG算法能够降低14.2%至40.8%的系统平均能耗,并且本地缓存命中率提高3.7%至4.1%。

关键词：移动边缘计算多智能体深度强化学习计算卸载资源分配服务缓存

砂磨固相法快速制备Ca掺杂的BaTiO_(3)陶瓷及其结构和电性能研究

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湖北大学学报（自然科学版） 2025年第1期47卷 153-162页

作者：林彤郭全胜潘瑞琨湖北大学材料科学与工程学院湖北武汉430062

Ca^(2+)可掺杂在BaTiO_(3)(BT)陶瓷的A及B位。本文中系统研究B位掺杂Ca元素对BaTiO_(3)陶瓷的相结构与微观形貌、介电性能、可靠性和铁电性能的影响。采用砂磨-固相反应-造粒-压片方法制备BaTi_(1-x)Ca_(x)O_(3)-x(BTC-x,其中x=0,0.01,0... 详细信息

Ca^(2+)可掺杂在BaTiO_(3)(BT)陶瓷的A及B位。本文中系统研究B位掺杂Ca元素对BaTiO_(3)陶瓷的相结构与微观形貌、介电性能、可靠性和铁电性能的影响。采用砂磨-固相反应-造粒-压片方法制备BaTi_(1-x)Ca_(x)O_(3)-x(BTC-x,其中x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)陶瓷样品。随着Ca掺杂量的增加,陶瓷样品的晶粒尺寸先增大后减小,样品居里温度T c持续降低,其中BTC-1样品具有较高和较宽的介电峰及极小的损耗。利用高温阻抗谱对样品进行了可靠性分析,可知BTC-2的电学失效的风险最分散。由P-E电滞回线可知:在掺杂样品中,BTC-2的P max值最大,归因于其内部可供极化的空间电荷浓度高。综上所述,当Ca元素在BT的B位掺杂量较低时,BTC材料具有良好的介电性能及可靠性,能应用于片式多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitors,MLCC)行业。

关键词：固相烧结 B位掺杂 BaTiO_(3)陶瓷介电性能

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铜银纳米合金团簇结构转变的原子模拟

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 101-112页

作者：李博宇刘贯惟张林东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

采用基于嵌入原子方法势的分子动力学方法对熔融Cu_(n)Ag_(53-n)(n=0~53)和Cu_(n)Ag_(54-n)(n=0~54)合金团簇的降温凝结过程进行模拟.通过结构相图、自由能、原子化能、形状因子、对分布函数、熵和直观可视化的原子堆积结构等多种计算... 详细信息

采用基于嵌入原子方法势的分子动力学方法对熔融Cu_(n)Ag_(53-n)(n=0~53)和Cu_(n)Ag_(54-n)(n=0~54)合金团簇的降温凝结过程进行模拟.通过结构相图、自由能、原子化能、形状因子、对分布函数、熵和直观可视化的原子堆积结构等多种计算分析手段,在原子尺度上探究温度、组分和初始构型等对小尺寸Cu-Ag合金团簇在降温凝结中的结构转变以及热力学量的影响.模拟结果表明,在室温下含有少量Cu原子的二元合金团簇可以形成的核壳式二十面体几何结构,同时Cu原子取代Ag原子也有助于合金团簇的稳定.组分的改变和温度的降低使堆积结构由无序变为有序,同时伴随着原子势能、形状因子、熵的振荡下降,低温阶段熵值下降明显.

关键词：纳米合金降温凝结分子动力学结构转变

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基于第一性原理和热力学计算的TiAl-Nb金属间化合物稳定性和相关系研究

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 151-162页

作者：汪文洋徐勇田彬甘信柱王志刚梁永锋林均品山东建筑大学材料科学与工程学院济南250101 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

采用基于广义梯度近似密度泛函理论的第一性原理计算和相图计算方法,研究了TiAl-Nb合金中γ、α_(2)、O_(2)和ωo相的热力学和力学性质以及相转变关系.研究表明,第一性原理计算得到的化合物相的参数是准确的,且分析结果与相图计算结果... 详细信息

采用基于广义梯度近似密度泛函理论的第一性原理计算和相图计算方法,研究了TiAl-Nb合金中γ、α_(2)、O_(2)和ωo相的热力学和力学性质以及相转变关系.研究表明,第一性原理计算得到的化合物相的参数是准确的,且分析结果与相图计算结果相一致.四个化合物相都是能够稳定存在的相.通过热力学和力学性质的分析,发现α_(2)相更容易转变为O_(2)相,并且在一定条件下可以通过相变反应生成ωo相.而γ相更容易转变为ωo相,但无法生成O_(2)相.

关键词： TiAl合金第一性原理相图声子谱及态密度热力学性质

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后续热处理对激光3D打印GH4099合金微观组织和高温力学性能的影响

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金属学报 2025年第1期 165-176页

作者：赵亚楠郭乾应刘晨曦马宗青刘永长天津大学材料科学与工程学院

激光粉末床熔融（LPBF） 3D打印技术具有跨维度多尺度成形的技术特点，同时表现出非平衡快速凝固的冶金特征，与传统制造工艺形成的微观组织存在明显差异。基于传统制造工艺发展而来的热处理工艺难以适用于LPBF制备的样品，因此，研究L... 详细信息

激光粉末床熔融（LPBF） 3D打印技术具有跨维度多尺度成形的技术特点，同时表现出非平衡快速凝固的冶金特征，与传统制造工艺形成的微观组织存在明显差异。基于传统制造工艺发展而来的热处理工艺难以适用于LPBF制备的样品，因此，研究LPBF打印件专用的后续热处理制度对于其组织和性能调控具有重要的意义。本工作以LPBF制备的GH4099合金为研究对象，研究了后续热处理对3D打印高温合金非平衡微观组织和高温力学性能的影响。结果表明，固溶处理不仅影响打印组织的再结晶行为，而且也与碳化物和γ'相的析出行为密切相关，因而对GH4099合金的高温延伸率影响较大。LPBF制备GH4099合金中的多尺度异质结构使其组织热稳定性明显高于传统铸锻件，因此需要更高的固溶热处理温度以促进其完全再结晶。经1150℃固溶处理1.5 h后，GH4099打印件中柱状晶转变为等轴晶并形成大尺寸孪晶，同时晶界处M23C6碳化物的析出也受到抑制。在随后的时效热处理过程中，由于再结晶释放了3D打印晶粒内部储存的畸变能，使得基体中γ'相的析出受到了明显抑制。基于上述结果，通过优化热处理制度，GH4099合金打印件实现了高温强度和塑性的良好匹配。

关键词：激光粉末床熔融非平衡组织热处理 γ'相高温力学性能

Allvac 718Plus高温合金第二相演变与性能研究进展

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金属学报 2025年第1期 43-58页

作者：唐丽婷郭倩颖李冲丁然刘永长天津大学材料科学与工程学院

Allvac 718Plus合金是在Inconel 718合金的基础上通过成分优化研制出的一种新型镍基高温合金，最高服役温度较Inconel 718合金提高约55℃，因其具有优异的抗蠕变、抗疲劳性能以及锻造、焊接等加工性能，在制造700℃服役部件上具有巨大... 详细信息

Allvac 718Plus合金是在Inconel 718合金的基础上通过成分优化研制出的一种新型镍基高温合金，最高服役温度较Inconel 718合金提高约55℃，因其具有优异的抗蠕变、抗疲劳性能以及锻造、焊接等加工性能，在制造700℃服役部件上具有巨大潜力。作为一种应用时间较短的沉淀强化型高温合金，阐明其热处理过程中的第二相演变规律对于通过热处理调控组织从而优化合金性能具有重要意义。本文主要介绍了合金中的第二相，包括强化相γ′相、晶界相η相，以及在特定条件下析出的γ″相、δ相、σ相和C14 Laves相；分析了Allvac718Plus合金标准热处理过程中γ′相和η相的析出行为，预固溶处理和直接时效处理的应用，以及长期时效过程中的第二相演变规律，提出复合γ″-γ′结构是实现合金长时服役的策略；结合高温服役过程中第二相的组织演变，分析了2种主要第二相对抗疲劳性能和抗蠕变性能的影响；确定了合金中缓慢的γ′相析出动力学与合金可焊性的匹配性，总结了Laves相和η相对焊接过程中的开裂及应变时效开裂的影响。

关键词： Allvac 718Plus合金第二相热处理高温性能焊接性能

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