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关键词： SPOC   物理化学实验   线上   线下   混合教学  

摘要： SPOC(Small Private Online Course)是后MOOC时代一种典型的课程教学模式,具有局限性、集约化和小众化的特点,其目标是最大限度地实现MOOC与传统课堂教学的深度融合。该文积极探索并构建基于SPOC的物理化学实验“线上+线下”混合教学新模式,以期为SPOC在高校的应用和物理化学实验教学改革提供参考。实践结果表明,混合教学新模式能够更好地培养学生的自主学习能力、团队合作意识和科研创新能力,优化实验教学。

关键词： 物理化学   课程思政   课程设计  

摘要： 《物理化学》课程是针对有化学学习需求的学生开设的一门专业基础必修课。该课程蕴含丰富的思政育人素材,与思政课程同向而行。课程思政是思政教育的重要途径,基于对课程思政内涵的理解和把握,挖掘《物理化学》课程中的思政元素,并将其巧妙地融入这门课程中,把思政内容与专业知识融合,从而实现科学知识和价值观念的引领,对于贯彻落实新时代立德树人为根本任务的思政教育,推动思政教育,实现高等教育三全育人具有积极意义。

关键词： 物理化学   钨   氟聚物   含能材料   Al粉   PTFE   放热反应   燃烧性能  

摘要： 为了探索钨对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响,采用双重球磨混料工艺制备了不同钨含量的氟聚物基含能材料,借助SEM和XRD表征了含能材料燃烧反应前后的微观结构;用氧弹量热仪和同步热分析仪(TG-DSC)分析了含能材料放热反应的释能密度和反应机理,并利用高速热成像相机对含能材料的燃烧特性进行评价。结果表明,随着钨质量分数由0增至30%,氟聚物基含能材料的放热反应释能密度由3690 J/g降至2695 J/g,燃烧速率从40.5 mm/s降至19.6 mm/s;不加钨时,含能材料燃烧火焰的温度最低;随着钨含量增加,火焰温度先显著升高然后缓慢降低;这是由于钨的加入减缓了Al与PTFE放热反应的热量传递,推迟了Al与Fe_(2)O_(3)的放热反应进程。加入钨后生成W_(2)C的反应造成了更多放热反应累积叠加,使氟聚物基含能材料产生更剧烈的燃烧反应过程和更高的火焰温度。

关键词： 物理化学   乳液自组装   含能微球   燃烧反应   Al/B/PTFE   金属燃料  

摘要： 为了探究高活性金属含能微球的制备工艺以及燃烧性能,以Viton为黏结剂,聚四氟乙烯(PTFE)、硼粉(B)和铝粉(Al)为高能组分,采用乳液自组装技术制备了Al/B/PTFE含能微球,并对溶剂的挥发温度、乳化剂的种类、水相和油相的体积比和搅拌速度等工艺进行了优化;采用扫描电子显微镜(SEM)对Al/B/PTFE含能微球形貌进行了表征;采用TG-DSC法分析了Al/B/PTFE含能微球的热分解性能;通过高速摄影和密闭爆发器表征了Al/B/PTFE含能微球的燃烧反应性能。结果表面,水浴温度为25℃、乳化剂为PVA、水油比为80∶30和搅拌速度为700 r/min是Al/B/PTFE含能微球的最佳制备工艺;所制备的Al/B/PTFE含能微球的粒径均匀、球形度高且粒径可控,主要粒径分布范围在约300~900μm;微球的流散性、反应热、燃烧火焰面积和压力输出性能随着粒径的增加,出现先增加后减弱的现象;Al/B/PTFE含能微球的最大反应热,最大火焰面积和最高峰值压力为1097.97 J/g,186.06 cm^(2)和213.3 kPa,分别是物理混合样品的1.77倍、5.16倍和1.37倍。

关键词： 混合式教学   翻转课堂   以学生为中心   教学实践   物理化学  

摘要： 为适应新工科建设要求,实现能力培养和知识传授的教学目标,面对物理化学课时有限、难教难学等问题,笔者结合一线教学经验,基于翻转课堂理念、智慧教学平台,设计以学生为中心的混合式教学改革实践。该模式有利于推动学生主动思考及解决问题能力的锻炼,并以具体化学教学为例,展示了具体实施方法,旨在为物理化学课程教学效果改善和学生能力培养提供参考。

关键词： 物理化学   水热法   催化性能   AP   分解动力学   气相产物   金属氧化物   活性炭   燃烧催化剂  

摘要： 采用水热法制备了两种纳米金属氧化物(纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)颗粒),将纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)负载在活性碳上,制备成CuO@C、Fe_(2)O_(3)@C复合材料,并将其作为催化剂与高氯酸铵(AP)混合制备成混合物样品AP/CuO、AP/CuO@C、AP/Fe_(2)O_(3)、AP/Fe_(2)O_(3)@C;通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重-微分热重分析(TG-DTG)和热重-红外光谱(TG-FTIR)联用等技术研究了4种催化剂对AP热分解的催化机理及分解动力学特性。结果表明,4种催化剂均将AP的两步分解反应催化为单放热峰,在5 K/min升温速率下,AP的分解峰温较纯AP分别提前90.1、73.4、65.4和69℃;AP/CuO@C分解主要气相产物有HCl、CO_(2)、N_(2)O、HNO_(3)和NO_(2),其中NO_(2)含量最高;AP/Fe_(2)O_(3)@C分解主要气相产物中CO_(2)含量显著提升,NO_(2)含量稍有降低。

关键词： 物理化学   CL-20   可反应高活性   喷雾干燥   钝感包覆  

摘要： 为了获得高能低感的CL-20颗粒,采用喷雾干燥工艺改善CL-20原料的形貌,采用顺丁橡胶BR、微晶蜡和胶体石墨对CL-20/微纳复合铝粉进行钝感包覆,构建具有可反应活性、能量补强的包覆外壳,同时提升CL-20使用安全性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了包覆颗粒的表观形貌,编写MATLAB程序代码对SEM图像颗粒的长宽比和圆度值进行识别计算,表征其球形度,采用有机元素分析(EA)和电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)分析测试包覆颗粒中CL-20和铝粉的实际含量,采用X射线衍射(XRD)对包覆颗粒进行晶型结构分析,采用GJB方法对包覆颗粒的感度和爆热进行测试,并与CL-20原料进行了对比,采用差式扫描-热重-红外-质谱联用(DSC-TG-FTIR-MS)对包覆颗粒及其分解产物进行热分析。结果表明,制备得到的包覆颗粒粒径在10μm左右,球形度较高,长宽比为1.03,圆度值为0.91;包覆颗粒中CL-20和铝粉的实际含量分别为88.17%和7.76%;包覆颗粒的晶型为β-CL-20,摩擦感度为36%,撞击感度爆炸概率为38%,撞击感度特性落高为13.4 cm,降感效果明显;爆热值为5946 J/g,是CL-20原料(6073 J/g)的97.91%,能量损失不超过3%。

关键词： 玻璃态物质   玻璃化转变   跨尺度力学  

摘要： “玻璃态物质的本质是什么?”在2005年被列为未来25年最主要的科学难题之一.本文从跨尺度力学的角度发现玻璃态物质的玻璃化转变源于标度律(临界跃迁、或跨尺度效应),是分子物理与凝聚态物理临界转变的非连续和非平衡态跃迁.(1)玻璃化转变是“有序(排列概率分布)-无序(组合概率分布)”转变,也是相分离-微相分离转变;(2)玻璃化转变具有协同效应,其“分子纠缠”个数为3.718(即e+1,其中e为自然常数).

关键词： 物理化学   材料专业   教学体系   立德树人   创新  

摘要： 为适应新时代材料专业教育发展需要,落实“立德树人”的根本任务,从内容建设、内涵拓展和外延闭环三方面开展《物理化学》教学体系创新的探索,充分体现了新时代“三全育人”和立德树人的教育精神,以学生为中心,培养德才兼备、知行合一、勇于创新的复合型人才。

关键词： 物理化学实验   界面张力   分子模拟   界面现象   Gibbs-Thomson方程  

摘要： 随着计算机技术的迅猛发展,分子模拟技术已经成为物理化学实验教学中的一种重要现代化教学手段。以Irving-Kirkwood方法求解两相界面张力为例,将分子模拟技术引入物理化学实验教学设计中。首先,介绍界面张力的基本概念,并引入分子模拟求解界面张力的基本原理。其次,由学生自行设计两相分子模型并编写分子模拟代码。最后,通过实验仿真求解介质/液体和介质/晶体两个界面张力,并理解界面张力与限域晶体的熔点变化规律之间的联系。通过理论联系实践的培养方式,加深学生对基础理论知识的理解,提高学生的学习兴趣,进而塑造良好的科学文化素养。