材料科学与工程新材料研发中心材料工程师实习报告

材料科学与工程新材料研发中心材料工程师实习报告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在材料科学与工程新材料研发中心担任材料工程师实习生。核心工作成果包括参与新型合金材料的成分优化实验，通过调整镍铬钼合金中钨和钒的添加比例，使材料高温强度提升12%，屈服强度达到845MPa，优于行业基准标准。运用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）技术对材料微观结构和相组成进行分析，完成了15组实验数据整理及失效机理分析报告。专业技能应用方面，熟练掌握材料制备工艺流程控制，包括真空电弧熔炼、热等静压成型及高温烧结等，并通过有限元分析软件模拟材料在极端温度下的应力分布，验证了优化后成分的力学性能。提炼出的可复用方法论包括基于响应面法的实验设计优化，以及多尺度表征技术结合能带结构计算的材料性能预测模型。

二、实习内容及过程

1实习目的

我去那边的材料科学与工程新材料研发中心实习，主要是想看看自己学的那些理论知识在真实世界怎么用，了解下材料研发整个流程，特别是新材料的开发周期和测试环节。想学点实际操作技能，比如怎么搞材料合成，怎么用各种仪器分析，顺便感受下职场氛围，为以后找工作做点准备。

2实习单位简介

我去的这个单位，主要搞先进材料的研发，特别是高温合金和特种陶瓷。团队不大，但氛围挺活跃，老员工都挺有经验的，实验室设备挺齐全，真空炉、热压炉、扫描电镜这些都有，能接触到挺多前沿的研究方向。

3实习内容与过程

我跟着一位工程师，主要参与了两个项目。第一个是新型镍铬钼合金的成分优化，7月10号到7月25号，我们根据文献和前期实验数据，设计了5组成分方案，包括镍铬钼基础配方，再加点钨和钒。实验在真空电弧熔炼炉里做的，每炉熔炼时间大概3小时，然后切小块做热等静压，压力设到200MPa，温度1900℃。热压后拿样品做拉伸测试和扫描电镜观察。我发现第3组样品的晶粒明显细了，而且断裂强度最高，达到845MPa，比基准合金高12%。通过X射线衍射分析，确定了这是由于钨和钒促进了γ'相的析出。第二个项目是帮忙整理一个碳化硅基复合材料的数据，8月5号到8月20号，之前有同事做了一系列高温氧化实验，我在他们基础上做了数据归类，用MATLAB画了热重曲线和氧化增重速率图。还用有限元软件模拟了材料在500℃和1000℃下的热应力分布，发现碳化硅颗粒的分布不均会导致应力集中。期间还学了怎么写实验报告，导师挺严格的，要求数据要详细，结论要明确。

4实习成果与收获

最后提交的材料优化报告，导师看了挺满意，说数据完整，分析也到位。自己感觉最大的收获是学会了怎么从实验现象里找规律，比如看到第3组合金的SEM照片，晶粒明显细化后，我就联想到这是热压工艺参数的影响，然后去查了相关文献，发现确实和γ'相析出有关。还学会了用有限元软件模拟材料性能，虽然只是简单模型，但感觉挺实用的。最大的改变是觉得做材料不能光靠理论，得动手试试，而且实验失败也是常事，关键是怎么分析原因，调整方案。

5遇到的问题及解决方法

第一个问题是实验过程中好几次真空度达不到要求，7月15号有一次甚至把炉子搞坏了，后来发现是真空泵油漏了。当时挺着急的，因为耽误了整个实验进度。后来问了导师，才知道是密封圈老化了，得定期更换。我自己还上网查了真空系统维护的资料，现在每次实验前都检查一遍，再没出过问题。第二个问题是有限元模拟结果跟实际测试有偏差，8月12号跑了一上午模型，结果热应力分布还是不对。导师提醒我看看网格划分和材料参数设置，我就把网格细分了，材料热膨胀系数调准了，重新算了一遍，结果就吻合多了。学到了软件建模时细节挺重要的，不能想当然。

6职业规划的启发

这段经历让我更确定想往材料研发方向发展了，特别是高温合金领域，感觉挺有挑战的。看到实验室的同事经常看最新的文献，讨论怎么改进材料性能，觉得挺带劲的。以后想多学点材料表征技术，比如透射电镜和原子力显微镜，感觉这些技术能解决很多微结构问题。虽然实习期间发现单位培训机制不太完善，比如新来的实习生没系统地教过实验安全规范，我都是自己看说明书学的，有点冒险，但整体还是不错的。建议单位可以搞个新员工培训手册，把常用仪器的操作和安全注意事项都写清楚，避免大家重复犯错。另外岗位匹配度上，我觉得我可以多承担点实验操作的工作，因为理论知识扎实，但导师更让我参与数据分析，感觉我的动手能力还有提升空间，下次实习可以主动要求多进实验室。

三、总结与体会

1实习价值闭环

这8周在材料科学与工程新材料研发中心的经历，感觉像把过去两年学的知识串联起来了。7月1号刚去的时候，面对实际材料问题时还是有点懵，比如第一次操作真空电弧熔炼炉，参数设置总不对，熔炼了好几次都没成功。后来跟着导师慢慢做，8月15号独立完成那批镍铬钼合金的成分优化实验后，才觉得真正上手了。从理论到实践，再到解决实际问题，这个闭环让我对材料科学的理解深了很多。记得做拉伸测试时，数据跟预想的不太一样，我就反复检查设备，最后发现是夹具没拧紧，导致应力集中，强度虚高。这个细节让我明白，科研不能想当然，得严谨。现在回头看，当初导师让我整理的那15组碳化硅氧化实验数据，虽然枯燥，但正是这些基础工作，让我后来分析合金数据更有底气。

2职业规划联结

这段经历让我更清楚自己想做什么了。以前觉得材料工程师就是做实验，现在发现还要懂分析、会模拟。比如8月10号我第一次用有限元软件模拟高温应力，虽然只是简单模型，但导师说这很实用，以后做新材料设计会经常用到。这让我意识到，后续学习不能只停留在书本层面，得往材料表征和计算模拟方向多钻。现在已经在看相关方向的论文了，感觉挺有意思的。实习中也发现，实验室老员工都很注重文献积累，经常讨论最新的材料进展，比如怎么通过调控微结构提高高温合金的蠕变性能，这种氛围挺吸引我的。所以下学期打算报个材料表征技术的短期课程，争取早点把扫描电镜和X射线衍射技术练熟练，以后求职时能多几个加分项。

3行业趋势展望

感觉现在材料行业挺重视跨学科合作的，我在8月20号参加的一个内部技术分享会上，听同事讲碳化硅基复合材料在新能源汽车功率模块的应用，结合了材料、电子和能源，感觉未来材料工程师不能只懂本行。而且绿色材料也是大趋势，比如我参与的合金优化实验，导师就特别强调低密度和高耐腐蚀性。这让我看到，以后做研发不仅要看性能数据，还要考虑环境成本。行业里有限元模拟和机器学习辅助设计的应用越来越广，8月15号我帮忙整理的那组合金数据，导师说以后可以用机器学习预测成分，省得一个个试。这让我意识到，除了硬技能，还得学点编程和数据分析，不然以后会被淘汰。所以打算下学期自学Python，希望能用上。

4心态转变与未来行动

最明显的改变是抗压能力吧。7月12号实验失败的时候，我直接崩溃了，后来导师跟我说科研就是这样，失败是常态，关键是怎么快速找到原因。他让我把每次操作记录都写详细，后来我发现这确实帮了大忙。现在再遇到问题，会先冷静分析，再一步步排查。另外责任感也增强了，之前做实验觉得差不多就行，现在明白每个数据都可能影响最终结论，比如8月5号我负责的碳化硅氧化实验，温度每差1℃，氧化速率就明显不同，这让我对细节特别谨慎。未来打算把这段经历写成技术报告，把实验方法标准化，下回实习可以直接用。导师还建议我多参加材料类的学术会议，比如下个月有个高温合金的研讨会，我打算去听听，多跟业内人士交流。感觉从学生到职场人的角色转换，关键是要主动，不能等着别人教。

四、致谢

感