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幼儿在美术活动中可以提升自己的审美能力和鉴赏能力，幼儿园教学离不开美术教育。版画是幼儿美术教育的一种基本形式，幼儿教师并没有过多地接触过版画，因此需要很长的学习之路，而如何将版画教学开展好，更是一个值得思考的问题。文章从开展版画教学活动的好处和开展版画教学活动的措施两方面进行探讨。
一、开展版画教学活动的好处
幼儿版画教学是一门图画和手工相结合的综合课程。它符合幼儿艺术活动的总目标：培养幼儿感受生活和艺术美的能力，能用自己喜欢的方式进行艺术活动并大胆地表现自己的情感和体验。幼儿版画以其表现手法多样、操作性强、画面新颖、表现形式富有创造性而深受幼儿的喜爱。版画从创作画稿、制版到拓印，有一系列连贯的过程，有利于培养幼儿的创造性思维，丰富他们的想象力，提高他们动手实践的能力。因此，版画教学活动的开展符合大班幼儿的学习特点，能够提升他们的绘画能力。
二、开展版画教学活动的措施
（1）创设宽松环境，激发幼儿兴趣。幼儿版画教学完全是一种在游戏中获得知识和快乐的活动，教师应当像引导幼儿游戏那样去开展教学工作，要创设宽松、自由、活泼的环境，引导幼儿细心观察周围事物的形体特征，用眼睛去捕捉美，去发现、挖掘周围美的现象、美的事物。教师要采取生动活泼的教学形式，善于把幼儿引到想象的王国中去。比如怪兽是幼儿现实生活中夸张了的事物，有很大的创作空间，教师应该给幼儿提供这样创作的机会，让他们发挥想象进行创作。
（2）图片欣赏要层次分明。怪兽的怪体现在眼睛、鼻子、嘴巴、头、身体、表情、动作等诸多方面，教师出示的图片是为了激发幼儿的创作兴趣，但更重要的是为了让幼儿在接下来的创作中找到设计的灵感，知道自己画什么，怎么画，因此这个环节非常重要。教师要重视图片的选择，出示的每张图片要传递一两个鲜明的信息。比如九头怪的图片，很明显这只怪兽怪在它有很多的头，每只头上有很多的眼睛，这样，教师在引导幼儿观察的时候，就会特别注意这两个方面。总之图片的层次要鲜明，出示的先后顺序应该由简到繁，从怪异的程度来说，也要越来越怪异。
（3）工具和材料的选择合理，颜色的搭配协调。版画最终还是要呈现出来，看创作效果，才能衡量这节课的失败与成功。教师指导学生创作《半面打怪兽》选用的是吹塑纸，吹塑纸颜色的选择要和底色相搭配。在多次的实验中，教师发现浅色的吹塑纸映在黑色的卡纸上面效果比较好，但是吹塑纸的颜色比较混乱，视觉效果不是很好。幼儿创作版画勾勒的'线条不是很清楚，和两方面有关系，一是吹塑纸的厚度和材质。厚一点的、细致一点的吹塑纸比较容易勾勒出痕迹。二是刻板的用笔。笔头不能太尖，钝一点的笔头更好用。最后是颜色的搭配，既然是黑色的卡纸，那么选用亮色或浅色的颜色才能清楚，深色印在黑色卡纸上反而不清晰，影响视觉效果。
（4）拓展幼儿思维，表现创造力。从一次次磨课到最后的作品，在对比中发现，幼儿创作的怪兽有很多相似性，全都是圆圆的头，两只眼睛和全身的刺。在涂色方面也大多以黄、红、蓝为主，整体看起来也有很大的相似性，幼儿的创造力没有得到有效发挥，怪兽的怪异特点不突出。幼儿的思维没有拓展开来，这和教师之前的引导有关系。从怪兽身体的形状上来讲，怪兽可以有各种不同的形状，比如长方形、葫芦形、三角形，等等。形状的不同可以让幼儿的作品看起来丰富多彩。
（5）减少示范的过程，降低模仿的程度。在版画教学中，教师教授构图技能时，不能片面强调技能，让幼儿过多地模仿、学习，使幼儿的学习目的和结果最终停留在教师所教授的技能上，而应该适时地对幼儿进行引导，让他们从多方面去考虑问题，看待问题，把简单的技法变成丰富的思维创造工具，发展幼儿的思维和创造力。对于怪兽，教师越示范完整的绘画，幼儿在操作的时候就越会完全地去临摹，没有更多的空间去创造，所以教师介绍材料和使用方法是很有必要的。对于绘画的内容，教师要尽量不去设定，给予幼儿足够的想象空间。
（6）评价方式的多样化。对幼儿版画活动评价，教师不应将其理解为仅是一个单一的孤立的活动环节。要取得良好的评价效果，就要与多种活动结合起来，灵活安排。教师组织幼儿版画活动评价，要与作品指导结合起来，评价是指导的基础，指导是评价的深化和升华，两者密不可分。教师可引导学生采取表演的形式将自己创作的怪兽用动作和神态表现出来，使课堂气氛活跃轻松。
三、结束语
综上所述，版画教学需要创设宽松环境和激发学生学习兴趣，图片欣赏要层次分明，工具和材料的选择要合理，颜色的搭配要协调。在版画教学中，教师只有拓展幼儿思维，培养幼儿表现力和创造力，才能提高幼儿的版画创作能力。
参考文献：
[1]姜旭昌.综合版画的教学运用研究[J].美术教育研究，2017（01）.
[2]郭阳.中班幼儿版画教学活动的实践[J].教育教学论坛，2010（36）.
[3]章小慧.幼儿园版画教学的基本方法[J].学前教育研究，2014（01）.
一、磨课营造了浓郁的教研氛围磨课活动的开展，给许多教师创造了一个互相学习，取长补短的平台，给教师一个不断完善自我和锻炼成长的机会。幼儿园磨课一般可以采取小组的形式、上同一课题的教师在一起磨课，各组的人数不多，由一位经验较丰富的教师任组长。同一课题教学的重难点，大家讨论起来能很快地进入正题，交流起来气氛尤为热烈。到议课这一环节，每位教师都可以充分发表自己的意见、观点。幼儿园可以每周设定固定的时间，对下周要上的公开课进行磨研，教师们各抒己见、畅所欲言，克服了以往教师投师无门，问师无路，只能单打独斗，自我设计的不足。这对第一年上岗的新老师来说尤为必要。例如如一位新教师原定的精品课《比长短》活动设想公布后，大家纷纷提出了自己的看法。有的人认为这节课已经磨过了不用再磨可以按上次磨课的结果上；也有的人认为还要再磨，并说出了改进的方法。这样一样年轻老师帮助就非常的大。二、磨课促进了青年教师成长磨课时，每位教师都要站上讲台面对全班学生及所有的听课教师。如何做到沉稳、有效、巧妙地把握好教学过程的每一个环节，把自己的教学最高水平成功展示在同行们面前。这对许多教师，尤其是新教师无疑由不小的压力。因此，每位教师都精心选课、备课，制作多媒体课件，制作教具。在磨课的整个过程中，表现的异常小心翼翼、全神贯注。很多教师心里都会想“当教师本职工作就是教书，这既是生活又是事业。既然如此就应把书教好，何不趁此机会好好教教，看看自己到底有多少分量。因此每一位上公开课的教师都会竭尽全力把课上好，并不惜为之花费了很多的业余时间和精力。例如一位教师的一节《纸圈变变变》，一节上完后，大家都提出不少的意见，执教者也反复做了改进。几个回合下来，大家总觉得还是有什么地方不满意。于是大家便建议上网查查相关资料，第二天这位老师欣喜说原来这个圈有个特别的名字叫麦比乌斯圈，同时又了解到它的起因和一个有趣的故事。原来有人提出，先用一张长纸条，首尾相粘，做成一个纸圈，然后只允许用一种颜色，在纸圈上的一面涂抹，最后把整个纸圈全部抹成一种颜色，不留下任何空白。这个纸圈应该怎样粘？如果是纸条的首尾相粘做成的纸圈有两个面，势必要涂完一个面再重新涂另一个面，不符合涂抹的要求，能不能做成只有一个面、一条封闭曲线做边界的纸圈儿呢？对于这样一个看来很简单的小问题，几百年来，许多科学家都对此反复的研究，结果都没有成功。德国的数学家莫比乌斯也毫无结果。一天，他去郊外散步。看见玉米田里一条条的叶片，就像纸圈“绿色的纸条儿”。他将叶子顺着自然扭曲的方向接成一个圆圈儿，惊喜发现，这“绿叶圆圈”正是是他梦寐以求的东东。他马上回家，把纸的一端扭转180°，将一端的正面和背面粘在一起，做成了只有一个面的纸圈儿。然后莫比乌斯捉了只小虫，让它放上面爬。结果，小虫不用翻越任何边界就爬遍了纸圆圈儿的所有部分。？麦比乌斯圈就这样被发现了。做几个简单的实验，就会发现“麦比乌斯圈”有许多让我们感到惊奇而有趣的结果。弄好一个圈，粘好，绕一圈后可以发现，另一个面的入口被堵住了，原理就是这样啊。通过这次磨课老师觉得知识收获多多又奇乐无穷。三、磨课磨出教师的创新精神一堂精品课，既是个人劳动的结果也是教师群体智慧的结晶。如何更符合本园、本班幼儿实际，如何是公开课上得更富新意和创意。首先要求教师不能照搬教材，照老样子。必须吃透教学内容，做到别具一格，有所创新。因此，教师们在备课时想方设法多查找资料，对已经设计好的教学方案，要反复修改，重新整理，渗入一些创新的元素。使每堂公开课总能让人感觉有新意有收获。评课时，参加评课的教师会从不同的角度提出了许多看法和建议。有些看法和建议无疑显得新颖、独特。教师同行之间的思想碰撞，能闪出创新的火花。开课教师对这些意见的合理借鉴，是新一轮创新的开始。教师在磨课当中可以充分彰显自己的创新元素。比如一位教师的《神奇的纸巾》，原来教案时这的数次才能提起饮料瓶。当一次次的实验后，找到最佳折叠方法一张薄薄的纸巾折叠一次（也就两层）竟然能提起3斤重的饮料瓶，孩子们顿时高兴万分，无意间极大地激发了孩子探索世界的欲望。四、磨课能促进教师的专业成长幼儿园磨课一般是进行两轮或三轮。每经过一轮的磨课，教师群体就得到一次锻炼。经过几个回合的评议、改进和反思，在下一轮的磨课当中，教师教学语言的运用较上一次更为精辟、简练、生动。而议课时教师发表的独特见解，理论性更强，更为客观实际和具有针对性、诊断性、穿透性。可以说：一堂优质课的磨课过程，就是一部教师群体的成长的成长史。教师通过教学设计、说课稿、教学案例、教学反思、教学论文等一次次的听说读写，笔锋被磨尖了，思维被磨锐了，双唇被磨快了。在校园网上，教学沙龙栏目里，教师们的发表教学随笔，教学故事，教学反思和相关论文琳琅满目。磨课活动有效地促进了教师群体的专业成长。总之，磨课给幼儿园教育带来了一系列可喜的变化。磨课活动不仅将先进的教育理念转化成教育行为，有效地提升了幼儿教师的专业素养，促进了幼儿教师的创新精神。但也要看到存在的诸多问题：1、同一堂课教师反复的上，教师的激情是否还在？缺少激情的课堂如何开展？2、在教学资源相对匮乏，很多原材料都要不断更换，成本较大。这些都需要进一步探讨。相信随着时间的推移和课程改革的深入，这些问题都会得到妥善的解决。
范文参考先说“德”。任何国家，任何时代，任何学校，都要求教师具有高尚的道德品质，这是支撑教育大厦的栋梁，是教师的灵魂。作为一名教师，首先要加强师德修养，提高自身素质，在与学生的交往中，“以德服人”。只有良好的师德修养，学生才能“亲其师，信其道，”进而 “乐其道”，才能完成教育新一代的神圣使命，才能不辱教师这一神圣而崇高的职业，才能实现自己真正的人生价值，最终也能得到学生的尊重。那么，教师的德包括哪些具体内容呢?首先，要无限热爱教育工作，甘愿把自己的聪明才智毫无保留地贡献给“太阳底下最光辉的事业”，全身心地投入到教育工作中去。“一切为了孩子”，“捧着一颗心来，不带半根草去”，具有神圣的责任感和使命感。只有热爱本职工作的教师，才会有任劳任怨、兢兢业业的工作态度；老师只有热爱、尊重学生，才会关心学生的成长。其次，要对教育事业有深刻的理解。教育起着传播人类文明的重要作用，没有教育，人类就无法前进。俗话说十年树木百年树人，教育是一项长期工程，不可能产生“立竿见影”的效果，因此，急功近利的短期行为势必会使教育误入歧途。教育工作是培养未来的建设者的，因此，教育工作者必须立足现实，着眼于未来。第三，要作风正派，待人以诚为贵，交往数信为最。宽以待人，严以律己。具备了以上三点素质，教师道德品质之灯便高悬于讲台之上，浩然之气便充塞天地之间，就会产生无穷力量。再说“才”。有德尚需有才。作为一名教师，要有一口好的普通话、一手好板书、一副好口才、一笔好文章、一套好方法。知识的海洋浩瀚无边，点点滴滴都要通过教师之口缓缓流进学生的心田。每一个教师都要力争做到出口成章，下笔成文。说和写是教师的“绝活”、“硬功”。教师还要善于组织管理学生。一个不会管理的教师，就无教学效率可言，就更谈不上高效了。
顺治十六年（1659年），清朝军队会师昆明，并进一步追击残余明军。二月，清平西王吴三桂在大理击败明将白文选部队，又渡过怒江逼近腾越州（今云南腾冲）。李定国派兵保护永历帝先撤，然后自率精兵后撤，于二十日渡潞江（怒江）。江不甚宽，但水势汹涌，每年清明至霜降期间有“青草瘴”，连当地土人也畏惧。好在这个季节还没到来，不会危及人身健康。过江二十里，有一磨盘山（腾冲与龙陵之间），是高黎贡山的南段，位于怒江西岸，是此地的一座穹岭。李定国举目四望，但见“鸟道窔箐屈曲，仅通一骑”。不由计上心来。他被清兵穷追，已到了无立足之地，回想短短一两个月，累遭失败，痛恨不已。他正确估计到吴三桂等累胜，已不存戒备之心，正好利用这里的地形用计。磨盘山距腾越很近，为防备万一，他请永历帝及大本营不要停留，继续后撤到边界之外，而他决心在此阻击清军，一洗耻辱。
孙可望降清后，受到了满清政府的热烈欢迎，被请进北京城，顺治皇帝亲自接待，三日一小宴、五日一大宴，荣宠极致，并被封为义王。
孙可望心中的虚荣心虽然得到了部分满足，但还是有不少的遗憾和憎恨：遗憾的是，自己的皇帝梦泡汤了，没有成为“后明”国的一国之君，只做了个满清王朝的王爷；憎恨的是，李定国等人怀了自己的好事儿，将自己的皇帝梦给破灭了。所以，他要报复，用这些昔日兄弟、今日仇雠的鲜血来平复心中的遗憾，浇灭胸中的怒火。
于是乎，孙可望就将自己手里掌握的南明政权内部的机密，毫无保留的向清朝政府双手奉上，作为见面礼。对于这份大礼，清朝政府可以说是如获至宝，自然是喜欢得不得了。
有了重量级汉奸孙可望提供的绝密情报做支撑，加上孙可望的手下做向导，清军在不怎么费力的情况下，就长驱直入，向中国西南地区的南明发动了战略总攻。
南明永历十二年，清朝顺治十五年（1658），二月，清军兵分三路，从湖南、四川、广西进军，黑云压城般杀向了云贵。三月，资深汉奸洪承畴就带军攻占了湖南靖州一带，长期在此与清军对峙的南明军队全线溃败。四月，清军杀入贵阳，南明巡抚冷孟銋兵败被杀。吴三桂带军占领重庆，逐步向西南地区深入推进。
南明这边，由于李定国与刘文秀之间发生矛盾，刘文秀郁郁而终后，两部人马难以团结一致共同御敌，内部凝聚力出现瓦解迹象，加上清军来势凶猛，难以阻挡，造成了兵败如山倒的颓势。
此外，李定国在指挥作战上已经部分失灵，南明将领各自为战的现象严重，导致难以组织起有效的抵抗，许多将领见清军杀来，纷纷逃窜。
贵州省会贵阳丢失后，许多南明文臣武将意识到国家灭亡已经不可逆转，纷纷降清。
这一年腊月，清军已经逼近云南昆明。腊月十五日，永历帝慌忙间离开昆明，开始了流亡生涯。十几天后的次年正月初三，清军进入昆明。孙可望、李定国等人苦心经营十余年的昆明抗清基地，自此落入清王朝手中。
清军进入昆明后，并没有稍停进军的脚步，而是立刻启动了剿杀南明残余势力的计划，马不停蹄地追击永历帝。
永历十三年（1659）闰正月二十一日，顺治十六年二月二十一日，在南明兵败如山倒的颓势下，李定国发动了磨盘山血战，给了清军最后一次猛烈的打击，奏响了南明绝地反击的悲壮战歌。
磨盘山，在怒江以西，是明朝的西南边境，山高路险，丛林密布，山路又多是羊肠小道，非常适合打伏击。
李定国在山路两旁树丛中设下埋伏，分别以得力干将窦名望为“初伏”，高文贵为“二伏”，王国玺为“三伏”；每一“伏”，设伏兵二千人，总设伏兵六千精锐。明军在清军必经之地路上埋下地雷，计划待清军入围后，一同进攻，将其包了饺子，关门打狗，让其有来无回。为了防止被敌人发现，明军提前带好干粮，不生火做饭。
吴三桂带领清军进入埋伏圈内尚不自知，因为一路杀来，明军几乎没有一次像样的抵抗，所以清军也放松了警惕，麻痹大意起来。
眼看清军已经成为瓮中之鳖、门中之狗，埋伏中的明军别提有多高兴了。多少日子了，清军在西南地区肆意妄为，杀害了多少明朝军民，报仇的机会终于来了。况且这次带军的清朝大将是吴三桂这个铁杆汉奸，今日有机会锄奸，看着这个奸人被杀，是多么痛快的事儿啊！
可是，正在此时，清军却停下了进军的步子，并扭头撤出；同时，清军举起火枪和弓箭向山路两边的丛林里射击，不断有埋伏中的明军被射中，惨叫声传出。
这是怎么回事？
原来，在明军的目标即将达到、计划即将完成的关键时刻，南明内部又出了个叛徒！
这个叛徒是南明光禄寺少卿卢桂生。
卢桂生见明军兵败如山倒，看样子大明王朝已经是兔子的尾巴——长不了了，就决定投靠新主子满清统治者。投靠新主子得有见面礼吧，而泄露明军的设伏机密，避免清军的伤亡，可是大功劳一件，是绝对的大礼啊！
于是乎，卢桂生这厮就做了可耻的叛徒，在明军即将发动伏击战的千钧一发之刻，“十分及时”的跑到清军那里，见到吴三桂，如此这般一说，挽回了清军的大损失。
吴三桂大惊失色，下令已经进入伏击圈的清军火速撤离，同时下令军队向设伏的山路两旁射击，搜杀埋伏中的明军。
这些埋伏中的明军，都是李定国的嫡系部队，跟随李定国南征北战多年，纪律严明、作战勇敢，战斗力很强。他们在没有收到进攻的信号前，是不会贸然反击的。
就这样，清军的弹火、箭镞落入了明军中，明军伤亡了许多，但是他们并没有立刻反击。
窦名望见此，知道伏击战计划已经生变，现在若再不发动进攻的话，明军的伤亡会更大，于是就鸣炮出战。“初伏”明军出战后，“二伏”、“三伏”的明军也只好跟着出战，一同杀入清军阵营中，展开了惨烈的白刃战。
李定国感觉号炮不对后，明白事情有变，立刻派军增援，才击败了吴三桂带领的清朝追击来的军队。此次战斗从这天卯时一直打到午时，双方伤亡均十分惨重，山上山下，横尸遍地、血流成河。
磨盘山之战南明军的失败，看似偶然实则必然，就算这次李定国大获全胜，后续清兵力量还会源源不断南下，正如当时两蹶名王孔有德和尼堪，一样扳不回局势，只是迟点灭亡，大势已成，朱明失去天下人心，义军四起，内乱搞得人心离散，国力疲累至极，才被养精蓄锐的八旗军入关横行。南明天下继续内乱分崩，作死不断。败局已定，不是一两场战役就能挽回的。
李定国是明末义军杰出的统帅，是张献忠的义子，随大西军征战有功，称安西王，张献忠被清军杀死后，四位义子以孙可望为首，形势所迫，联合南明抗清。出现孙可望降清，攻打两广失利，新会受挫等事，南明军转战西南。面对清军的穷追猛赶，李定国整顿内部手段过于粗暴，人心渐渐离散。联合李来亨，夔东十三家合力反攻失利，精锐尽丧，退保昆明。李定国提出撤入湖南地区，如果获胜则六诏可以攻下，如果不胜则进入越南，号召东南亚诸国反清义士，航海到厦门和郑成功汇合，共同进行抗清的建议，众人不愿远离家乡，认为可以退往滇西，最不济也可逃入缅甸，得到永历帝的采纳。（今日头条南方鹏首发）
1659年，清兵攻进昆明，继续尾随南明军队不舍，李定国命总兵靳统武领兵四千护永历帝奔腾越，自己亲率精兵六千留永昌，准备阻击追兵，保护永历帝一行退走。当年二月，吴三桂在大理击败白文选，随后穷追。李定国巡察周围时，发现离怒江不远处有一险要之地，周围群峰丛峙，林木茂密，磨盘山高矗其间，要过磨盘山，只有一条小路，单人独骑才能通过，于是心生一计，决定在此设伏击败吴三桂大军，设立三道伏击线，以得力干将窦名望为“初伏”，高文贵为“二伏”，王国玺为“三伏”；每一伏，设伏兵二千人，计划待清军入围后，一同进攻，李定国自己则率兵数千，驻守在山后橄榄坡的大营内。所有明军都随身携带预先准备的干粮，以免做饭时的炊烟被清军察觉。（今日头条南方鹏首发）
满清三路大军远征西南以来，一路高唱凯歌，根本没有遇到稍具规模的抵抗，连挫李定国的军队。吴三桂与赵布泰等清军主将，对明军有所轻视并放松了戒备，加上来到磨盘山附近时不熟悉地势，等到发现地形复杂，又心存徼幸心理，打探不出门道后继续进军，眼见李定国的设伏正要成功。不料，此时南明朝廷又出现叛徒，永历政权的大理寺卿卢桂生，为降清有晋身之功，在此紧急时刻，阵前降敌并向吴三桂陈述李定国磨盘山伏击计划，吴三桂大惊，除了让全军后撤后，命令骑兵下马搜杀伏兵，鸟铳与弓箭不断向山上可能隐藏伏兵的树丛射击。眼见计划破产，身边士卒不断中枪中箭倒下，南明伏兵只得提前发动进攻，双方陷入恶战，此战虽杀不了吴三桂，但也让清军付出惨重代价，战后，清军各位主帅都受了罚俸的处理。
英国人哈特菲尔德（Hadfield）于1878年开始进行锰钢的研究。4年后，他第一次获得奥氏体组织的高锰钢。Hadfield于1883获得了高锰钢专利。笔者现就对高锰钢的发展及种类做一简要介绍。高锰钢依其用途，可分为以下几类。 一、耐磨钢 这类钢的化学成分为：ω(C)=～、ω(Mn)=～、ω(Si)=～、ω(S) ≤、ω(P)≤。为了某种特定的目的，还可加入Cr、Ni、Mo、V、Ti等元素。 高锰钢具有很高的强度和冲击韧性。高锰钢的使用组织为奥氏体，在工件经受强烈冲击或高压力的条件下，其表面发生塑性变形，奥氏体产生加工硬化，外加的驱动力促使奥氏体向马氏体转变，使硬度可以从HB170~225提高到HB500~800，而心部依旧保持原有的硬度和良好的韧性。由于高锰钢的这一卓越性能，因而广泛用于制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、颚式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。 高锰钢极易加工硬化，因而很难加工，绝大多数是铸件，极少量用锻压方法加工。高锰钢的铸态组织为奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。由于碳化物沿晶界析出降低钢的强度和韧性。因此，铸造零件必须进行热处理，使高锰钢获得完全奥氏体组织。方法是将铸件加热至1000~1100℃，保温一段时间，使碳化物完全溶解于奥氏体中，然后迅速水冷淬火，使高温奥氏体固定到室温。这一热处理过程称为“水韧处理”。 二、介稳奥氏体中锰钢 如果没有外加压力或冲击力，或压力和冲击力较小，不会产生充分的加工硬化现象，工件的耐磨性就大为降低。对于厚大断面工件，心部常常出现碳化物，而降低其使用性能。寒冷条件下使用高锰钢时常出现脆断现象，而在湿磨条件下又面临腐蚀磨损问题。这些实际应用过程中经常出现的问题，又促使人们在高锰钢的基础上寻求新的解决方法。后来，人们研制了中锰奥氏体钢，开辟了一条发挥奥氏体锰钢潜力的新途径。 介稳奥氏体中锰钢是在Mn13的基础上，适当降低碳锰含量，并加入一定含量的铬，从而降低奥氏体稳定性所获得的一种耐磨材料。水韧处理后获得单相不稳定的奥氏体组织，在压缩或冲击磨损条件下塑性变形形成大量的孪晶，诱发产生形变马氏体，从而迅速硬化。用中锰钢代替高锰钢生产破碎机鄂板，理论和实践均证明是可行的，既提高了非强烈冲击条件下工件的耐磨性，又降低了锰合金的消耗，具有良好的经济效益。但是，在实际生产中，由于其韧性不足，易发生开裂，因此在实际使用中应持谨慎态度。 在冲击力不大，又要求耐磨的条件下，提高工件耐磨性的另一途径是高锰钢低合金化。在其组织中除奥氏体外，还出现碳化物，提高硬度，强化基体并提高了加工硬化能力。 三、无磁钢 高锰钢还具有无磁性等独特的性能。这类钢含锰大于17％，碳含量一般均在％以下，常在电机工业中用于制作护环等。由于碳、锰含量均高，钢的导热能力差。导热系数为／（m・℃），约为碳素钢的1/3。由于钢是奥氏体组织，无磁性，其磁导率μ为(H/m)。因此，在工业上的应用非常广泛，如在冶金、矿山、建筑材料、电器工程、铁道、军工及拖拉机等制造业中，均常被用来作为结构材料。 四、超高锰钢 在发生汽车撞击事故时，车身钢铁必须同时拥有两种性能：一方面，必须有良好的延展性，以吸收大部分的撞击能量；另一方面，还必须能保持足够的形状以保护乘客的安全。 来自Max Planck和德国钢铁协会的科学家发明了一种能同时满足以上要求的未来钢铁。该种钢通过调整成分，锰含量为15％~30％，抗拉强度为600~1100MPa，断后伸长率高达80％。通过适当的热处理，该种钢在室温下具有孪晶诱导塑性效应，因而称为TWIP钢。在发生撞击时，这种被称为TWIP钢的材料会发生变形，钢铁的每一个部分都会发生延长，然后将剩余的能量传递到周围部分中，这些部分也会发生变形。因此，通过将能量分散到整个表面，撞击的动能可以更有效地被吸收，从而保证乘客安全。在以后的数年内，这种TWIP钢铁将被应用到汽车的缓冲器和侧门上，这是撞击过程中汽车上最脆弱的部分。TWIP钢的发明，充分证明了钢铁仍然有很大的发展空间。 （作者单位：河南省开封市技师学院）
导语：如今，无论是工业还是建筑业，甚至是矿产行业，耐磨钢材的运用都是比较多的，尤其是随着现代社会的基本发展，耐磨钢材的生产技术的成熟。如今，使用耐磨钢材生产的一些工具也在许许多多的行业之中越来越常见了。那么，究竟什么是耐磨钢材呢?耐磨钢材的种类有哪些呢?它又有着怎样的运用呢?接下来，就跟小编一起来了解一下吧!
耐磨钢材
耐磨损性能强的钢铁材料的总称，耐磨钢是当今耐磨材料中用量最大的一种。
耐磨钢材有哪些?
耐磨钢种类繁多，大体上可分为高锰钢，中、低合金耐磨钢，铬钼硅锰钢，耐气蚀钢，耐磨蚀钢以及特殊耐磨钢等。一些通用的合金钢如不锈钢、轴承钢、合金工具钢及合金结构钢等也都在特定的条件下作为耐磨钢使用，由于它们来源方便，性能优良，故在耐磨钢的使用中也占有一定的比例。
应用
耐磨钢广泛用于矿山机械、煤炭采运、工程机械、农业机械、建材、电力机械、铁路运输等部门。例如，球磨机的钢球、衬板、挖掘机的斗齿、铲斗，各种破碎机的轧臼壁、齿板、锤头，拖拉机和坦克的履带板、风扇磨机的打击板，铁路辙叉，煤矿刮板输送机用的中部槽中板、槽帮、圆环链，推土机用铲刀、铲齿，大型电动轮车斗用衬板，石油和露天铁矿穿孔用牙轮钻头等等，以上所列举的还主要限于属于经受磨料磨损的耐磨钢的应用，而各种各样的机械中凡是有相对运动的工件问，皆会产生各种类型的磨损，都会有提高工件材料耐磨性的要求或要求采用耐磨钢，这方面的例子则不胜枚举。
矿石和水泥磨机中使用的研磨介质(球、棒和衬板)是消耗量很大的钢铁磨损件。在美国，磨球大多数是用碳素钢和合金钢锻造或铸造的，它们占磨球总消耗量的97%。在加拿大，消耗的磨球中钢球占81%。据80年代末统计，中国每年消耗磨球约80～100万t，全国磨机衬板的年消耗量近20万t，这其中绝大多数为钢制品。中国煤矿用刮板输送机中部槽每年要消耗6～8万t钢板。
好啦，以上的这些内容呢，就是小编为大家编辑整理的一些有关于耐磨钢材的分类信息和化学成分，还有耐磨钢材在我们生活当中的运用的一些知识了，小编相信大家如今对于耐磨钢材这种常用的金属材料也一定都有了一些自己的了解了吧!如今，生产耐磨钢材这种材料的厂家还是非常的多的，大家如果有需要的话，也可以去一些靠谱的厂家购买。
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碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要：综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状，重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题，在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词：SiCp /Al 复合材料； 制备方法中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract：The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put words：SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:;E-mail:《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究，从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作， 取得了显著的成绩。在美国和日本等国，该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟，在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料，可成百吨的生产，价格便宜，SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料， 其性能可与钛合金媲美，而价格还不到钛合金的1/10。碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料，被认为是一种理想的轻质结构材料，尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年，美国DuralAluminumComposites 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术， 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产， 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前，Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3～4倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加，只有伸长率下降的，其他性能都得到了很大提高。到目前为止，SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域，并取得巨大经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆，北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料， 虽然部分性能已达到国外产品的指标， 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距，另外制造成本太高，离工业化生产还有一段距离要走。2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物，明显提高了复合材料的比强度和比模量， 特别是高性能连续纤维，如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物，他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能，使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物，在高温下具有很好的高温强度和模量， 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基复合材料，其高温性能可保持到接近金属熔点，并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数， 一般在60%以上，因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。(4)良好的耐磨性金属基复合材料，特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物，陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定，用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度，也提高了复合材料的硬度和耐磨性。(5)热膨胀系数小，尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数，特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数， 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数， 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工艺增强体含量(vol,%)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 粉末冶金20 552 103 粉末冶金20 496 103 粉末冶金20 724 103 粉末冶金40 441 125 粉末冶金15 689 97 搅拌铸造20 350 98 无压浸渗30 382 125 表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of aluminum matrixcomposite reinforced by SiC particle93Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面结合强度适中，可以有效传递载荷，又能阻止裂纹扩展，从而提高材料的断裂韧性。(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比，金属性质稳定、组织致密，不存在老化、分解、吸潮等问题，也不会发生性能的自然退化，在空间使用不会分解出低分子物质而污染仪器和环境，有明显的优势。(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧性，而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近20 年以来， 铝基复合材料获得了惊人的发展速度，表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。3 主要应用领域 在航空航天及军事领域的应用美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中心合作，研制成超轻量化空间望远镜和反射镜，该望远镜的主镜直径为，仅重。ACMC 公司用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中扫描用高速摆镜等；美国用高体积分数的SiCp/Al代替铍材，用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖，成本比铍材降低2/3；20 世纪80 年代美国洛克希德.马丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作飞机上承载电子设备的支架，其比刚度比7075 铝合金约高65%；美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机的腹鳍， 代替原有的2214 铝合金蒙皮， 刚度提高50%，寿命从几百小时提高到8000 小时左右，寿命提高17 倍，可大幅度降低检修次数，提高飞机的机动性，还可用于F-16 的导弹发射轨道；英国航天金属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al， 成功用于Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升机[12]；采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电子计数测量阵列等关键电子系统上， 以代替包铜的钼及包铜的锻钢，可使质量减轻70%，同时降低了电子模板的工作温度；SiCp/Al 印刷电路板芯板已用于地轨道全球移动卫星通信系统； 作为电子封装材料，还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替Cu-W 封装合金作为电源模块散热器，已用于EV1 型电动轿车和S10 轻型卡车上；美国将氧化反应浸渗法制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲，用于“沙漠风暴”地面进攻的装甲车；美国GardenGrove 光学器材公司用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。 在汽车工业中的应用由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机；自20 世纪90 年代以来， 福特和丰田汽车公司开始采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘；美国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996年投入批量生产[13]；德国已将该材料制作的刹车盘成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一级方程式赛车。 在运动器械上的应用BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已在Raleigh 赛车上使用；SiCp /Al 复合材料可应用于自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品；在医疗上用于假体的制造。4 制备及成型方法一般来说， 根据铝基体状态的不同，SiCp/Al 的制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。 粉末冶金法粉末冶金法又称固态金属扩散法，该方法由于克增强相/ 基体增强相含量拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiC/Al-4Cu 15 476 92 /ZL101 20 375 101 /ZL101A 20 330 100 /6061 25 517 114 /2124 25 565 114 / 20 226 95 /Al 26 387 112 -表2 金属基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of metal matrix composite[1]94《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点，因而是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种，目前最为流行和典型的工艺流程为：碳化硅粉末与铝合金粉末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可以按任何比例混合，而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟，成型温度较低，基本上不存在界面反应、质量稳定，增强体体积分数可较高，可选用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高，颗粒不容易均匀混合，容易出现较多孔隙，要进行二次加工，以提高机械性能，但往往在后续处理过程中不易消除；所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制，粉末冶金技术工艺程序复杂，烧结须在在密封、真空或保护气氛下进行， 制备周期长， 降低成本的可能性小，因此制约了粉末冶金法的大规模应用。 喷射沉积法喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer教授首先提出[14]，并由Ospray 金属有限公司发展成工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是：对铝合金基体进行雾化的同时，加入SiC 增强体颗粒，使二者共同沉积在水冷衬板上， 凝固得到铝基复合材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间短，二者反应易于控制；对界面的润湿性要求不高，可消除颗粒偏析等不良组织， 组织具有快速凝固特征；工艺流程短、工序简单、效率高，有利于实现工业化生产。缺点是设备昂贵，所制备的材料由于孔隙率高而质量差必须进行二次加工， 一般仅能制成铸锭或平板； 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的合金液滴复合， 造成原材料损失大， 工艺控制较复杂，增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。 搅拌铸造法搅拌铸造法的基本原理[15-17]：依靠强烈搅拌在合金液中形成涡漩的负压抽吸作用， 将增强体颗粒吸入基体合金液体中。具体工艺路线：将颗粒增强体加入到基体金属熔液中， 通过一定方式的搅拌与一定的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体中，以达到相互混合均匀与浸润的目的，复合成颗粒增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件等使用。该方法的优点是：工艺简单、设备投资少、生产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是：加入的增强体颗粒粒度不能太小， 否则与基体金属液的浸润性差， 不易进入金属液或在金属液中容易团聚和聚集；普遍存在界面反应，强烈的搅拌容易造成金属液氧化，大量吸气及夹杂物混入，颗粒加入量也受到一定限制，只能制成铸锭，需要二次加工。 挤压铸造法挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘结，制成预制块放入浇注模型中，预热到一定的温度，然后浇入基体金属液，立即加压，使熔融的金属熔液浸渗到预制块中，最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方法的优点是：设备较简单且投资少，工艺简单且稳定性较好，生产周期短，易于工业化生产，能实现近无余量成型，增强体体积分数较高，基本无界面反应。缺点是容易出现气体或夹杂物，缺陷比较多，需增强颗粒需预先制成预成型体， 预成型体对产品质量影响大，模具造价高，而且复杂零件的生产比较困难。5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究，其相关领域的研究及发展也应给予重视。 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料，但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中，使金属液粘度提高，流动性降低，铸造时充填性变差，当颗粒含量增加至20%或在较低温度(<730℃)时，流动性急剧降低以致于无法正常浇注。另外，SiC颗粒具有较大的表面积， 表面能较大，易吸附气体并带入金属液中，而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出，产生气孔缺陷。因此，对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。 后续加工工艺的研究金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少，成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[18-19]，而由于增强体与基体合金的热膨胀系数差异大引起位错密度的提高， 也使金属基复合95Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外，增强体影响焊接熔池的粘度和流动性， 并与基体金属发生化学反应限制了焊接速度， 给金属基复合材料的焊接造成了极大困难。因此， 解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要方向。 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究， 即如何解决金属基复合材料与环境的适应性， 实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视， 这个问题关系到有效利用资源，实现社会可持续发展，因此， 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形成一类新的多相材料， 其回收再利用的技术难度要比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批量应用，必然面临废料回收的问题，通过对复合材料的回收再利用， 不但可减少废料对环境的污染还可减低铝基复合材料的制备成本、降低价格，增加与其他材料的竞争力，有利于促进自身的发展。文献[21]配制了混合盐溶剂， 采用熔融盐法成功地分离出颗粒增强铝基复合材料中的增强材料，研究结果表明，利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料， 其回收利用率可达85%。6 结语与铝合金基体相比， 铝基复合材料具有更高的使用温度、模量和强度，热稳定性增加及更好的耐磨损性能，它的应用将越来越广泛。然而，在目前的研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题， 例如怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题， 并且力求研究结果有助于改善生产应用问题； 在制备过程前后， 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性能；如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服役于各种环境。此外，原位反应中仍不免其他副反应夹杂物存在， 同时对增强体的体积分数也难以精确控制，这些都是亟待研究解决的问题。参考文献：[1] 于化顺．金属基复合材料及其制备技术[M]．北京：化学工业出版社，2006．241．[2] 吴人洁．复合材料[M]．天津：天津大学出版社，2000．[3] 沃丁柱．复合材料大全[M]．北京：化学工业出版社，2000．[4] 毛天祥．复合材料的现状与发展[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，2000．[5] 赫尔(Hull， D)．复合材料导论[M]．北京：中国建设工业出版社，1989．[6] 尹洪峰，任耘，罗发．复合材料及其应用[M]．陕西：陕西科学技术出版社，2003．[7] 汤佩钊．复合材料及其应用技术[M]．重庆：重庆大学出版社，1998．[8] 张守魁，王丹虹．搅拌铸造制备颗粒增强复合材料[J]．兵器材料科学与工程，1997，20(6)：35-391．[9] 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文关键词：金属基复合材料有效性能结构拓扑优化论文摘要：金属基复合材料综合了作为基体的金属结构材料和增强物两者的优点，具有高的强度性能和弹性模量、良好的疲劳性能等特点。由于制作工艺相对容易，和价格低廉，颗粒增强金属基复合材料体现出了广泛的商业价值，金属基复合材料首先在航天和航空上得到应用，随着其价格的不断降低，它们在汽车、电子、机械等工业部门的应用也越来越广。为此全球各大公司和研究机构对它的研究和应用开发正多层次大面积地展开。笔者阅读了大量相关文献，进而综述了近些年来国内外学者对金属基复合材料的研究，具有一定的现实意义。一、颗粒随机分布金属基复合材料有效性能研究九十年代中期Povirk, Gusev等人就研究证明了可以用一个有限体积的代表体元来代替整体复合材料，模拟其细观结构，从而建立复合材料的宏观性能同其组分材料性能及细观结构之间的定量关系。随着计算机技术的高速发展，数值分析方法在复合材料力学分析中成为不可缺少的工具，在做计算数值模拟时，建立合适的数学模型，是进行数值模拟计算复合材料等效性能的基础。基于有限元法的多尺度等效性能计算是目前一种行之有效的研究复合材料细观结构与宏观力学行为之间关系的重要方法。采用这种方法的前提是建立复合材料的有限元模型，包括随机颗粒分布区域的几何建模和网格剖分，然后才能进行多尺度计算。对于复合材料等效性能计算的数值方法，国内外已经发展了名目繁多的各种数值方法。一般来说，可以分为反分析法、直接分析法。其中反分析法实质就是根据现场观测结果，来反演复合材料力学参数。反分析法主要依赖于材料程的实测位移、本构模型以及材料参数的假定。由于现场观测资料的获取受客观条件影响和对复合材料认识上的不足，往往造成模型和材料参数假定与实际差异很大，因而该方法在实际应用中遇到了一些困难。为此，人们试图选择另一种途径---直接分析法来预测复合材料的力学参数。由于离散元元方法没有很好解决对复合材料离散后的计算结果的误差，因此基于离散单元法计算宏观力学参数的研究较少目前主要是基于有限元法的数值分析法，其计算过程是首先建立颗粒材料的统计模型，然后模拟出不同尺度的复合材料"试件";这样得到的复合材料"试件"，可以视为由基体和增强颗粒两部分组成，其力学参数可以在实验室分别确定，然后应用有限元方法进行分析，进而得到颗粒统计力学参数即。这一方法计算结果的正确性取决于颗粒统计模型的正确性以及有限元算法的合理性，这一过程虽然有误差，但是误差不会比原位实测更大。该方法的不足之处在于为避免尺寸效应，模拟不同尺度"试件"时，增加了计算成木，并且当计算尺度增大时，"试件"内的颗粒数目明显增加，给有限元的剖分和计算带来了困难。还有学者基于有限元方法，基于等效观点，对颗粒增强复合材料的等效性能进行了研究，即根据一定的等效原则，宏观地考虑颗粒对材料力学特性的影响，将整个颗粒增强复合材料均匀化、连续化，然后用有限元计算得到等效力学特性.按等效方式来分，主要有材料参数等效法、能量等效法等，这些等效方法有其适用的一面，但仍有一定局限性，例如等效体的尺寸效应问题等.关于材料参数的均匀化理论.作为一种研究复合材料宏观性质的新方法，数学家们已进行了大量的研究，例如、等针对小周期结构问题的渐进分析，给出了均匀化材料系数的概念；等对具有小周期结构的均匀化理论和一阶渐进分析理论进行了深入研究；和陈志明等在此基础上给出了一阶渐进展开有限元的理论估计；崔俊芝等针对小周期结构提出了双尺度祸合算法。针对具有对称性的基本胞体给出了高阶渐进展式和有限元估计，并把此方法运用到工程计算中，从而使的均匀化从理论分析进入了数值计算。阶段和实际应用阶段，使得微观构造十分复杂的非均质材料的宏观力学参数计算成为现实，并且给出了计算周期性编制复合材料的等效力学参数的双尺度方法。在进行等效计算时，首先需建立材料的单胞模型，如二维单胞模型、二维多颗粒单胞模型、三维单胞模型、三维多颗粒单胞模型及代表体单元模型。武汉理工大学的瞿鹏程教授等，根据扫描电镜试样截面细观图，建立了有限元模型，并且成功预测出了SiC颗粒增强Al基复合材料等效弹塑性力学性能特征曲线。Soppa根据体积含量10%Al2O3,增强6061Al基复合材料的实验细观图，构件有限元分析模型，观察残余热应力对PRMMCs变形和破坏的影响。Han等人采用三维多颗粒单胞模型研究PRMMCs的力学性能和裂纹的产生。二、复合材料微结构拓扑优化研究结构拓扑优化是结构形状优化的发展，是布局优化的一个方面。当形状优化逐渐成熟后，结构拓扑优化这一新的概念就开始发展，现在拓扑优化正成为国际结构优化领域一个最新的热点。以Roderick Lakes（1987，1993）提出的具有负泊松比系数的泡沫材料以及对通过不同组分材料的复合可以获得任何单相材料无法比拟的极端材料特性(如零膨胀系数、零剪切性能)新发现的阐述为标志，材料微结构的优化设计被纳入拓扑优化领域。特别是由Sigmund于九十年代中期提出来的，现在己经成为材料研究领域的前沿课题之一。而在2002年的第9届AIAA年会上Kalidindi等人提出了"微结构灵敏设计(MSD-Microstructure Sensitive Design)"概念，进一步完善与发展了微结构构型与组分优化设计的思想与体系。这些开创性的工作为复合材料与结构的拓扑优化设计奠定了坚实的基础，进一步促进了材料微结构的优化设计。复合材料的宏观性能可由微结构单胞使用均匀化技术得到，通过对微结构单胞进行拓扑优化设计可获得具有良好特性的复合材料，例如负的泊松比、负的热膨胀系数、零剪切性能以及良好压电特性的压电材料。对单胞的拓扑优化设计，问题可分为两类:一是满足本构模量等于给定值的最小体积百分含量问题;二是满足一系列体积约束和对称条件的极值材料常数问题。Silva基于均匀化方法展开了具有极端性能的二维和三维压电材料的优化设计;国内袁振、吴长春进行了极端性能的弹性材料优化设计，杨卫等采用优化准则法进行具有特定性能的微结构设计，实现了具有负泊松比的材料设计。基于传热性能的微结构优化设计目前还处于初期阶段，张卫红等基于均匀化方法进行材料的热传导性能预测，在给定材料用量下进行复合材料的设计，得到具有极端热传导性能的复合材料。拓扑优化兼有尺寸优化和形状优化的复杂性，微结构最终拓扑形式是未知的。以最小柔度作为目标函数的微结构拓扑优化而得到的蜂窝状结构，为标准的规则正六边行蜂窝结构。三、小结金属基复合材料是近年来迅速发展起来的一种高技术新型工程材料，以其优越的性能受到国内外的高度重视。SiC颗粒增强铝基复合材料是目前复合材料中最引人注目的体系之一，不论是在理论上还是在实验上均是理想的复合材料研究对象。本文综述了国内外对金属基复合材料的有效性能研究和复合材料微结构拓扑优化，对金属基复合材料研究具有一定的知道意义。
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年合肥工业大学材料科学与工程学院金属材料专业毕业，学士学位1982-1993在某国有企业工作10年整，担任材料及热处理工艺主管工程师；合肥工业大学材料科学与工程学院金属基复合材料方向研究生毕业，获材料学硕士学位1993-至今在合肥工业大学材料科学与工程学院金属材料系工作。现为材料学院副教授，研究生导师。教学工作长期担任本科生和研究生教学工作，指导和培养硕士研究生10余人，主讲授《金属材料学》、《金属物理性能》、《机械工程材料》等课程，指导本科生毕业论文 毕业设计及实习；结合研究生培养和科研工作，长期兼任和主持任合肥工大复合材料高新技术开发有限公司的产品和技术研发中心负责人，负责分析解决产品在实际应用中出现的问题，使得科研成果——“高性能碳纤维-银基复合材料电刷”在我国载人航天“神州六号”、“神州七号”的监控系统、通讯系统中获得成功应用，保证了使用的性能稳定可靠。科研项目作为主要研究人员先后完成了国家自然科学基金“碳纤维-铜-碳素复合材料电磨损性能研究”、安徽省重点项目“金属基复合材料关键制造技术研究”和 “采用表面复合技术制造高性能电碳材料的应用开发研究”、 国家重点新产品计划项目“碳纤维-金属基复合材料电刷”、安徽省科技攻关项目“高性能铜基合金纳米复合材料制备及电极制品研究”、安徽省自然科学基金“一种新型Cu基功能材料的界面控制与性能研究”、 合肥市科技攻关项目“高性能铜基复合材料及电刷研究“等多项研究论文及著作王文芳等“碳-铜基复合材料摩擦磨损性能研究” 《金属热处理》 王文芳等“镀铜石墨-铜基复合材料组织与性能研究” 《合肥工业大学学报》（自然科学版）vol. 22、No、13.王文芳等“用镀铜石墨粉制备铜-石墨复合材料”《机械工程材料》；王文芳等“银基电刷材料的摩擦磨损性能研究” 兵器材料科学与工程2007/01王文芳等“纳米AlN含量对石墨/铜铬复合材料性能的影响” 机械工程材料王文芳等“添加稀土对机械合金化制备Cu-Ag合金性能的影响” 稀有金属材料与工程王文芳等“石墨和铜的含量对银基复合材料组织和性能的影响” 宇航材料工艺 许少凡、王文芳等“碳纤维-中铜-石墨复合材料的摩擦磨损性能研究” 摩擦学学报 凤仪 王文芳等“电流密度对碳纤维/铜/石墨复合材料摩擦系数的影响” 机械工程材料, 参编《金属材料学》教材（中国化工出版社2009版）。共计发表学术论文30多篇。专利情况“银基-碳纤维复合材料电刷应用研究”获得2005年度合肥市科技进步二等奖、 2006年度国家机械工业联合会二等奖；“碳纤维-银基复合材料电刷及军用雷达模块化差动汇流环的设计与应用研究”获2006年安徽省科技进步三等奖；“金属基复合材料关键制造技术研究”2000获得安徽省科技进步三等奖获得国家发明专利一项