材料科學(xué)與工程材料部材料工程師實(shí)習(xí)生實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在材料科學(xué)與工程材料部擔(dān)任材料工程師實(shí)習(xí)生。核心工作成果包括完成3項(xiàng)材料性能測試，累計(jì)處理127組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，優(yōu)化2種合金成分配比，使強(qiáng)度提升12.3%；參與1個(gè)新材料的制備流程，將樣品制備周期縮短15%，誤差率從8.6%降至3.2%。期間應(yīng)用XRD分析技術(shù)表征10種粉末材料結(jié)構(gòu)，使用SEM觀察微觀形貌并提取15組定量數(shù)據(jù)，結(jié)合有限元軟件完成3組應(yīng)力分布模擬。提煉出標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)誤差控制流程，以及“三階段驗(yàn)證法”用于新材料性能評估，可直接應(yīng)用于后續(xù)課題研究。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程

1實(shí)習(xí)目的

希望通過實(shí)踐了解材料研發(fā)的完整流程，掌握實(shí)驗(yàn)室基本操作，提升解決實(shí)際問題的能力。

2實(shí)習(xí)單位簡介

我們在的部門主要做先進(jìn)合金材料的開發(fā)，客戶集中在航空航天和汽車行業(yè)，實(shí)驗(yàn)室有高通量熱分析儀和激光粒度儀等設(shè)備。

3實(shí)習(xí)內(nèi)容與過程

開始時(shí)跟著師傅熟悉環(huán)境，7月5日參與過一種高溫合金的制備實(shí)驗(yàn)，混合粉末時(shí)發(fā)現(xiàn)成分不均勻，顆粒分布偏差達(dá)18%，后來改用雙層振動(dòng)球磨法，最終樣品的XRD衍射峰形貌一致性好，衍射強(qiáng)度差異小于5%。8月10日獨(dú)立負(fù)責(zé)一項(xiàng)鎂合金時(shí)效工藝優(yōu)化，通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定了最佳溫度曲線，將屈服強(qiáng)度從120MPa提升到145MPa，這個(gè)過程用了MATLAB做數(shù)據(jù)擬合，得出時(shí)效時(shí)間與硬度擬合系數(shù)R2達(dá)到0.93。期間還學(xué)會(huì)了用ANSYSWorkbench模擬應(yīng)力集中，模擬結(jié)果跟實(shí)際測試的應(yīng)變數(shù)據(jù)偏差控制在10%以內(nèi)。

4實(shí)習(xí)成果與收獲

產(chǎn)出3份完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其中2份被組里采納用于后續(xù)研究。最大的收獲是學(xué)會(huì)了怎么把理論轉(zhuǎn)化成可執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)方案，比如做腐蝕測試時(shí)，原來以為加酸濃度越高越好，實(shí)際發(fā)現(xiàn)0.5mol/L的HCl溶液能得到最清晰的SEM形貌，腐蝕速率也最可控。這種對細(xì)節(jié)的把握以前在課本里沒太體會(huì)到。

5遇到的問題

有次做拉伸測試時(shí)設(shè)備突然報(bào)錯(cuò)，提示載荷傳感器信號漂移，花了一整天排查發(fā)現(xiàn)是振動(dòng)臺沒接地，導(dǎo)致電磁干擾，重新接好之后數(shù)據(jù)重復(fù)性從RSD9%降到3%。另一個(gè)問題是初期寫實(shí)驗(yàn)記錄太隨意，后來被師傅批評后開始用標(biāo)準(zhǔn)模板，但有時(shí)還是忘掉記錄樣品的真空環(huán)境參數(shù)，導(dǎo)致好幾次重復(fù)實(shí)驗(yàn)失敗。

6如何克服困難

針對設(shè)備問題，我跟著工程師學(xué)了兩天設(shè)備維護(hù)手冊，現(xiàn)在能自己校準(zhǔn)傳感器了。記錄問題就買了標(biāo)簽貼紙，每個(gè)樣品盒上都寫明真空度，做完實(shí)驗(yàn)馬上掃碼錄入LIMS系統(tǒng)，雖然慢但準(zhǔn)確。還報(bào)名參加了部門組織的有限元分析培訓(xùn)，現(xiàn)在能用APDL語言定義材料模型。

7最終成果

獨(dú)立完成的鎂合金項(xiàng)目最終報(bào)告里，提出的時(shí)效工藝比文獻(xiàn)報(bào)道的能節(jié)省30%的能源，組里已經(jīng)申請了專利。個(gè)人操作的數(shù)據(jù)合格率達(dá)到98%，比實(shí)習(xí)前提高了25%。

8職業(yè)規(guī)劃啟發(fā)

這份工作讓我意識到材料研發(fā)不是光會(huì)做實(shí)驗(yàn)就行，還得懂項(xiàng)目管理，比如有次我負(fù)責(zé)的實(shí)驗(yàn)因?yàn)楣?yīng)商沒按時(shí)送原料，耽誤了2周進(jìn)度，后來我學(xué)會(huì)了提前一個(gè)月確認(rèn)物料，現(xiàn)在每次開周會(huì)都會(huì)主動(dòng)匯報(bào)供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)?？赡芤院笙胪夹g(shù)管理方向發(fā)展，但感覺還得補(bǔ)不少商務(wù)知識。

9現(xiàn)存問題

部門內(nèi)部知識共享做得不夠，有新人遇到問題要一層層問，而且電腦系統(tǒng)老卡，有時(shí)候分析數(shù)據(jù)要等一小時(shí)。

10改進(jìn)建議

建議搞個(gè)內(nèi)部知識庫，把常見問題歸類上傳，再配個(gè)AI助手自動(dòng)回復(fù)，應(yīng)該能省不少時(shí)間。系統(tǒng)問題可以申請換臺工作站，或者開發(fā)個(gè)宏命令批量處理數(shù)據(jù)文件，現(xiàn)在手動(dòng)操作太浪費(fèi)時(shí)間了。

三、總結(jié)與體會(huì)

1實(shí)習(xí)價(jià)值閉環(huán)

這8周像把書里的理論往實(shí)踐里硬套，7月12日第一次獨(dú)立調(diào)試設(shè)備時(shí)手忙腳亂，差點(diǎn)把樣品搞廢，后來想起課堂上學(xué)過的熱力學(xué)平衡條件，慢慢調(diào)整升溫速率才成功，那一刻感覺課本真不是紙上談兵。現(xiàn)在回頭看，當(dāng)初覺得枯燥的合金相圖分析，實(shí)際應(yīng)用起來能直接決定材料性能，這種聯(lián)系以前完全沒想明白。累計(jì)處理的數(shù)據(jù)超過300組，從最初的Excel三表法記錄，到后來用Origin做數(shù)據(jù)可視化，最后能看懂報(bào)告中那些統(tǒng)計(jì)指標(biāo)背后的物理意義，整個(gè)學(xué)習(xí)過程挺完整的。

2職業(yè)規(guī)劃聯(lián)結(jié)

最直觀的感受是材料工程師不是擰螺絲的，而是要懂材料、懂工藝、還得懂點(diǎn)市場。8月20日參與評審新材料項(xiàng)目時(shí)，同事提到客戶最關(guān)心成本和供貨周期，這讓我意識到做技術(shù)不能閉門造車。之前想直接做研發(fā)，現(xiàn)在覺得可以分階段發(fā)展，先在實(shí)驗(yàn)室沉淀，再爭取去項(xiàng)目組對接，或者考慮讀博專攻粉末冶金方向，因?yàn)閷?shí)習(xí)期間做的幾項(xiàng)高溫合金制備實(shí)驗(yàn)，我覺得還有很大優(yōu)化空間。

3行業(yè)趨勢展望

部門最近在推廣數(shù)字化轉(zhuǎn)型，用機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測材料性能，我參與測試的AI模型預(yù)測強(qiáng)度誤差在8%以內(nèi)，比我手動(dòng)做正交試驗(yàn)效率高多了。這讓我覺得材料領(lǐng)域未來會(huì)越來越依賴交叉學(xué)科，像計(jì)算材料學(xué)、增材制造這些方向，我下學(xué)期打算報(bào)個(gè)Coursera的課程，至少先把Python的循環(huán)語句和材料數(shù)據(jù)庫搞懂。另外有次整理檔案發(fā)現(xiàn)2019年的鈦合金報(bào)告，現(xiàn)在客戶要求密度精度要達(dá)到1%，比當(dāng)時(shí)提高了近40%，看來綠色化、高性能化是大勢所趨。

4心態(tài)轉(zhuǎn)變

最明顯的變化是抗壓能力，剛開始被趕進(jìn)度時(shí)晚上失眠，后來學(xué)會(huì)拆解任務(wù)，比如8月15日臨時(shí)要一組高溫合金的蠕變數(shù)據(jù)，我就先問清楚客戶具體需求，然后調(diào)整了3個(gè)實(shí)驗(yàn)方案報(bào)批，最后提前3天交報(bào)告，雖然過程很累但挺有成就感?，F(xiàn)在知道問題堆在一起不能硬碰硬，得像做相圖分析那樣找關(guān)鍵變量優(yōu)先處理。

5未來行動(dòng)

實(shí)習(xí)最后做的技能盤點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)有限元分析和腐蝕測試那部分比較薄弱，下學(xué)期除了轉(zhuǎn)專業(yè)要求的課程，打算去實(shí)驗(yàn)室借設(shè)備多練手，順便看看能不能幫老師做點(diǎn)項(xiàng)目沖個(gè)專利，至少把簡歷上這一塊填滿。另外感覺材料領(lǐng)域很多標(biāo)準(zhǔn)還是國外主導(dǎo)的，如果讀研可能考慮做國內(nèi)的材料標(biāo)準(zhǔn)研究，但得先考個(gè)注冊材料工程師的預(yù)備資格證，現(xiàn)在書都買了，每天啃幾頁。

四、致謝

1

在此感謝材料部提供的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，讓我能將課堂上學(xué)到的材料學(xué)原理應(yīng)用到實(shí)際工作中。特別感謝我的導(dǎo)師，8月10日指導(dǎo)我優(yōu)化鎂合金時(shí)效工藝時(shí)，不僅教了我正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，還分享了之前項(xiàng)目失敗的案例，讓我少走了很多彎路。

2

感謝實(shí)驗(yàn)室的同事，有次調(diào)試熱分析儀時(shí)電壓突然不穩(wěn)定，是XX幫我檢查了線路，還教我用了更高效的樣品前處理方法，現(xiàn)在做同類實(shí)驗(yàn)速度比之前快了