在社会学界里,我们的想象包含着看事情的角度改变能力,想象力就是社会学家与一般研究人员的不同处,可以让社会学家的研究更具有深度。
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2、继续前人做出的独创性工作。
3、将某一方法应用于新的研究领域。
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除了这几点之外,还有其他表现形式,比如使用不同的方法在交叉学科进行研究、使用一些他人在他国做出的实验或者数据、对一些已经存在的研究成果进行综合性表述等等,都是创新的表现形式,作者想让自己的文章有创新就必须要在写作上下功夫,提高文章的原创度,自己多动脑多思考,减少引用篇幅。
1.重新整理过去的文档,有可能从整理当中获得灵感,或是从文档回顾中整理出头绪。
2.对于定义各种问题的词语或句子保持好奇的态度,可以解放想象力,查字典或是专门的书籍,找出关键与同义字,也可以知道这些用语的意义,只有知道术语或用词的意义时,才会从当中选到所需要的词语,不会再一成不变,在写论文的时候可以更精准的用字遣词。
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4.观察力、敏锐度也是非常重要的能力,细心观察可以看到事情的反面,考虑到事情的另一角度也可以激发想象力,研究对比的客体也可以找出不同面向,更加了解要研究的主体。
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最后一点,编写的方式也会影响到内容。依照一定格式,可以思考别人以后看到你的硕士论文,并且想要引用时,你希望以什么样的形式被引用。并且由此去思考,论文独特的论点是什么?而不是讲到最后都是一些前人所讲过的例证,这样写论文要做什么呢?有些人因为过于执着特定的题目与结论,对他而言,读硕士或写硕士论文,就好像去参加表演一样,他必须要有很特定的目标或特色呈现,而不是学某些东西。在挑选题目时可以把题目尽可能的缩小边界,尽可能的具体一点。
新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文
从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。你知道论文怎样写才规范吗?以下是我收集整理的新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要: 随着我国建筑行业的不断发展与进步,越来越多的新型建筑材料在土木工程中得到应用,促进了土木工程的不断完善和发展。绿色建筑材料、新型复合材料、新型混凝土材料的广泛应用,既降低了工程施工对环境造成的伤害,又提升了建筑的整体质量,缩短了施工周期。对此,文章主要探究新型建筑材料在土木工程专业的具体应用,旨在促进建筑行业的更好发展。
关键词: 土木工程;新型建筑材料;绿色建筑材料;
建筑业的发展为我国整体经济发展贡献了巨大的力量,因此,我国十分注重建筑行业的发展。为促进建筑行业的长远发展,就必须在其发展过程中贯彻节能环保的发展理念,这样才能使其更好地适应社会,从而带来更大的经济效益。建筑材料作为土木工程施工的基础,它的质量和标准决定着整个工程的质量,因此,必须对其严格把控。随着科学技术的不断发展与进步,越来越多的新型建筑材料被应用于土木工程,这些材料的广泛使用提升了工程的施工速度,缩短了施工周期,极大地节约了人力和物力。
1、新型建筑材料的应用优势
在建筑的建造过程中,使用材料的质量直接决定着建筑的使用寿命和使用价值。与传统的建筑材料相比,新型建筑材料最大的优势就是使用寿命更长,它在性能、能耗方面都有着不错的表现,这也是传统建筑材料所达不到的。另外,新型建筑材料的使用能够提升土木工程的工作效率,缩短施工周期,使建筑工人在相同的工作时间里达到更高的工作效率。
2、新型建筑材料的发展现状
随着我国市场经济的发展与进步,建筑行业也取得了较大的发展,有越来越多的人开始从事建筑材料的开发和研究工作。新型建筑材料的开发和使用也使我国建筑领域的发展取得了质的飞跃。现阶段,市场对新型建筑材料的需求量越来越大,这说明我国建筑行业发展得越来越好,新型建筑材料的开发和销售成为建筑行业的新兴产业,对我国经济发展也起着一定的推动作用。
如今,随着对新型建筑材料研究的不断深入,我国在这方面已经有一套从生产到销售完整的工作链。另外,我国的技术水平也始终在线,现在已经具备独立研发新型建筑材料的能力,已经可以不再依靠外来技术。除了具有完整的生产线外,还配备了专业的研发团队和生产团队,既有一流的研发水平,又有独立的产业化生产线,推动了生产规模的扩大。专业的科研团队也使我国的新型建筑材料更加环保、健康、无害,朝着绿色环保的方向不断迈进。
3、新型建筑材料的主要特点
3.1功能多样化
传统的土木工程建筑材料种类不多,质量不好,功能也不够齐全,不能够很好地满足人们对建筑的要求。新型建筑材料的研发和使用能够很好地弥补传统建筑材料的弊端,实现功能的多样化,除了能满足居民的日常使用需求,还能够提升建筑的整体质量,使其更加环保、绿色、健康。另外,新型建筑材料还具备抗水防火、防辐射、防病菌等多重功能,这也使居民居住的环境有了更全面的保障。
3.2成分复合化
新型建筑材料的组成成分不是单一的,可以将材料按照一定的比例混合,从而得到所需的建筑材料。另外,这种复合型材料因其自身组成成分的多样性,使得它的功能不再单一,可以融合各种组成材料的特点,真正取长补短。新型建筑材料成分复合化的特点,使其能够更好地适应现代土木工程对建筑材料的各种需求。
3.3更加节能环保
节能环保是时代发展的主旋律,任何行业,只有顺应时代发展的脚步,才能够获得长远的发展。因此,企业在发展的过程中应重视对环境的保护,建筑行业也包括在内。建筑行业贯彻落实绿色环保的发展理念,应从建筑材料入手。传统的建筑材料首先考虑的是人的居住体验,并没有太多关注环境保护。而新型建筑材料与之有很大的不同,它的设计理念是在满足居民居住体验的基础上尽量做到节能环保,同时,节能环保的建筑材料也给居民带来了更好的居住体验。
3.4生产工艺更完善
随着科学技术的不断进步,新型建筑材料的生产工艺和制作流程也更加完备,制造出的建筑材料的规格和质量也更加标准、优质。建筑材料的好坏决定着土木工程质量的优劣,因此,高标准的新型建筑材料使建筑的整体水平得到了大幅度的提升。
4、新型建筑材料的主要类型及实际应用
4.1新型混凝土材料
新型混凝土材料是在普通混凝土的基础上升级改造而来,主要是添加了一些新型材料,提升了它的品质,具有价格低、品质好、操作简单等特点。最常见的新型混凝土材料主要有以下三种。
(1)轻质混凝土,顾名思义,就是比一般的混凝土更“轻”的混凝土。它主要是在普通混凝土中加入了一些天然轻骨料、煤矸石等成分,其主要特点就是密度低、强度大、成本低。虽然它比普通混凝土轻,但其保温性能和抗冻性能一点不比普通混凝土差。在一些比较寒冷的地区,它是土木工程的首选材料。
(2)低强混凝土。低强混凝土的抗压能力不强,能承受的最大压强大概为30MPa,其主要是在公路路基、建筑地基等的建造中作为隔离或填补材料使用。在使用低强混凝土时,一般要与普通混凝土混合使用,利用普通混凝土的抗压能力来弥补自身的不足。两者的混合使用可以有效提升建筑的抗压能力和弹性模量,能够有效避免建筑出现裂缝、坍塌等问题。
(3)自密实混凝土。自密实混凝土与普通混凝土最大的不同在于它的制作,自密实混凝土可以根据自重完成密实,不需要借助外界的`力量。这种制作方式使材料自身具有更大的流动性,能够分布至建筑中的各个角落。在土木工程施工过程中,使用这种混凝土不会产生很大的声音,保证了施工团队在夜间工作时不会影响他人。
4.2新型复合材料
新型复合材料的种类有很多,在土木工程中应用的新型复合材料主要是纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)。此种复合材料中含有纤维成分,这就使其具有一定的延展性和抗牵拉能力,在强度、硬度的方面都要优于普通的建筑材料。在以往的土木工程中,材料本身存在很大的不足,导致建筑在使用过程中容易出现各种各样的问题,严重影响了建筑的使用价值。新型复合材料的出现刚好弥补了这一缺陷,它有良好的抗高压性能和耐腐蚀性,可以有效延长建筑的使用寿命。
4.3绿色建筑材料
绿色建筑材料也可以分为不同类型,在土木工程中应用时可以根据建筑的用途和目的来选择相应的绿色建筑材料。
(1)功能性材料。此种建筑材料是用来代替传统的、具有实用功能的建筑材料,具有传统建筑材料的所有使用功能,可以有效降低材料的浪费,因而更加健康、环保。
(2)结构性材料。此种材料可以满足土木工程对不同板块的需求,如防水性木材、承重型钢材等,这些材料能够根据建筑的需求发挥不同的作用。这些绿色建筑材料的应用既满足了建筑美观的要求,又保障了人们的健康。
(3)装饰性材料。此种材料的主要作用是美化建筑,使建筑更加美观、大气。此种绿色建筑材料比普通的装饰性材料更加绿色、环保,建筑的主要作用就是供人们长期生活和工作,而绿色环保的装饰性材料更加有利于人们的身体健康。
4.4全新节能型墙体材料
全新节能型墙体材料的应用可以减轻施工人员的工作压力以及工程投入,使整个项目能够更加高效地进行,因此,此种建筑材料在土木工程中的应用范围十分广泛。全新节能型墙体材料由工业废渣制作而成,这种变废为宝的应用模式真正体现了节能环保的发展理念,这也将会是建筑行业改革的重点发展方向,这同时也符合国家对建筑材料质量的要求。
其实新型墙体材料早在七八年前就出现在建筑行业,当时要求新型墙体材料要占总墙体材料的55%以上,新型墙体材料在整个建筑中的应用也要不低于65%。随着时代的发展,人们对墙体的质量和规格也有了更高的要求,这就使得墙体发展从黏土向非黏土转变,从实心向空心转变,总而言之,对墙体的整体要求就是越来越轻盈、节能、环保。而全新的节能型墙体材料正是以轻质、环保、绿色、健康、优质、经济等特点出现在大众的视野,符合人们对墙体的全部要求。因此,全新节能型墙体材料就成为土木工程建筑施工的首选。
4.5纤维增强复合材料
纤维增强复合材料也是一种混合材料,它是纤维材料与基体材料按照一定比例混合后产生的。此种材料除了具备一般材料的特性,还具有纤维材料延展性好、质轻而硬等特点。如今,人们又根据采用的树枝品种的不同而将它分为许多不同的类型,但这些不同类型的材料都有一些共同点,即质量好、不导电、耐腐蚀等,因而它们在建筑行业中的应用也十分广泛。
随着社会的不断进步和发展,我国的科技水平也有了显着的提升,而土木工程的不断发展和壮大在一定程度上是因为借助了这些新技术、新材料。这其中自然是少不了纤维增强复合材料的广泛应用。现代建筑工程都在向高耸、重载、轻质的方向发展,而纤维增强复合材料的特点刚好满足建筑行业的发展要求,因此它被广泛应用于各种桥梁工程、土木建筑、地下工程中,受到建筑行业的广泛关注。
5、新型建筑材料的发展趋势
目前,新型建筑材料在我国的应用范围已十分广泛,随着科学技术的不断进步,新型建筑材料的发展将会更加广阔。随着社会的不断发展与进步,人们探索的领域也在进一步扩大,开始不断探索地底层和海洋深层的秘密。在开发过程中地理环境是一个很大的制约因素,因此要求相关材料具备高强度耐久耐热性、高强度抗冲击、抗腐蚀性、耐磨损性等。一些商用建筑不仅要求建筑材料有高强度的性能,还需要建筑材料的外观具有一定的设计感,符合人们的审美。上述情况都给建筑材料提出了更大的挑战,可见,新型建筑材料在土木工程的应用方面还有很长的路要走。
6、结束语
总之,随着科技的发展与时代的进步,越来越多的新型建筑材料出现在人们的生活中,也为建筑行业的发展注入了全新的力量。因此,施工单位在进行土木工程建设时可以根据建筑的需求来选择合适的新型建筑材料,打造高质量的土木工程建筑。另外,相关研究人员也要加快研究的步伐,加大新型建筑材料的研发力度。
7、参考文献
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[2]贾永刚.绿色建筑材料在建筑工程施工中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(21):98.
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[4]王林林.新型土木工程材料研究进展[J].绿色环保建材,2017(12):5.
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低碳环保的城市其实就是一种比较复杂的低碳经济的发展方式,这是我为大家整理的低碳生活的科技论文,仅供参考!低碳生活的科技论文篇一 探讨低碳环保城市规划设计 摘要:生态城市规划建设是促进人与自然和谐共处的良性规划,基于这种情况,必须立足长远,特别是设计人员在设计中要坚持生态原则,通过实现现代城市规划的发展目标,满足人们的生活需求和城市增长需要。本文对低碳环保的城市的规划进行了分析探讨,仅供参考。 关键词:城市规划;低碳环保;发展 中图分类号:TU984 文献标识码: A 一、低碳环保城市的概述 低碳环保的城市其实就是一种比较复杂的低碳经济的发展方式,并且通过改变人们的消费理念和社会经发展形式,从而提高人们的生活质量,保障人们的生活水平,与此同时也要做到减少城市发展过程中碳的排放量,随着社会的不断发展,人们生活的环境也在不断的恶化,出现了大气污染、气候变暖等情况,此时,人们对低碳环保理念的发展也逐渐的产生兴趣,受到越来越多的人民群众的关注,也是城市可持续发展必不可少的。由于气候变暖很大一部分的可能性是由人们的活动造成的,所以在进行城市规划与建设时,应该大力宣传低碳环保的重要性,促进城市向低碳城市发展的进程。 二、生态城市规划的重要性、必要性 1、生态城市规划的必要性 当前,我国面临着水土严重流失,森林植被锐减、水资源匮乏、水体、大气污染严重等现象,这些现象同时又影响了城市化发展进程,也直接影响了经济发展和社会进步,而生态城市化建设是本着保持生态平衡促进环境良好的规划,既减轻环境负担又给人们创造舒适的居住环境。 2、生态城市规划的重要性 城市不仅要满足人们生产生活的需求,还要满足生理、精神生活需求,是居民生活的重要载体。所以,在城市规划过程中要考虑环境与生态协调和谐发展,从而,生态城市的概念应运而生,随着人类 文化 文明的不断进步和发展,人们对生态自然的追求和品质生活的向往也越来越高,生态城市的发展能够促进人与自然的和谐进步、经济稳步发展的生态良性循环,生态城市规划设计是一项可持续发展的计划,更是一项利国利民、时间久远、意义重大的任务。 三、生态城市规划的原则 生态性。在城市规划过程中,通过衡量环境承载能力,合理利用自然条件,根据城市发展规划因地制宜,加大城市绿化面积,优化水资源,减少噪音污染,着重保护自然环境和生态平衡。 经济性。生态化城市规划既能促进经济增长,又能在一定程度上使数量和质量增加,并在原有城市发展的基础上,推动经济发展,生态环境的经济性需要是减轻对人类健康和环境的危害,提高资源的再生和综合利用率,改进生产技术和生产工艺、使用清洁能源和高效率的设备、改善管理维护的 方法 都是促进城市经济增长的办法。 可持续性。从长远来看,生态城市规划是实现未来发展的目标,考虑到现在整个城市的生态平衡性和完整性,兼顾历史和原有城市本色,在发展过程中,不破坏原有生态系统,整体为城市规划需求服务。 科学性。科学合理的设计和规划生态城市,能满足人们生活和精神需要,充分体验城市整体功能,经过全方位调查和研究,结合城市生态系统的具体情况,从以前单一的绿化变为注重人们对居住环境的感受和注重城市建筑实用性、美观性。 四、低碳城市与碳的排放 随着城市的发展,全球气温在逐渐的变暖,那到底是什么原因导致了全球气温的变化?这就成为我们研究的关键所在。从社会发展的方面看,在过去的很长一段时间内,由于社会发展的需求,工业化革命的发展导致大量的化石燃料的使用,使得全球的二氧化碳的排放量日益的增加,目前,还有持续增加的趋势。从碳的排放源头来看,在人口密集、交通、建筑、工业都发达的城市中,其对碳的使用与排放都是高消耗的,根据统计数据,全球的大城市能源的消耗占全球的75%,二氧化碳的排放量占全球的80%,最终,碳的排放量主要来源于居民生活、城市交通、工业发展三个方面。人为的二氧化碳的排放主要来自交通运输、居家取暖做饭、火力发电、金属冶炼等方面。 从自然的科学角度看,土地覆盖率与土体利用的变化、太阳的活动强度、海洋的作用等都是导致气候变暖的因素。其中有不少人为的因素的存在,例如,土地的覆盖与使用的变化,尤其是进入工业化的时代后,城市的发展可能是直接导致气候变暖的重要原因之一。总而言之,城市低碳环保理念的提出已经成为减少碳的排放量的关键所在。为了能更好的应对气候的变暖和能源的危机,研究城市的低碳环保是必不可少的,我们要努力建立一个低排放、高效率的低碳城市,通过对产业的调整和发展模式的改变,合理、有效的促进低碳城市的发展。低碳城市的发展不仅仅是对未来发展的一种约束,同时也是对快速跨入城市低碳发展模式的契机,从而减少气候的改变,增加经济效益。 五、城市规划中低碳环保理念的应用 1、低碳生活 低碳生活实际上就是指生活中所耗费的能量的减少,进而降低碳的使用,减少二氧化碳的排放。并且通过对社会生活时能源与物质的消耗的减少、废弃物与垃圾的减少,实现减排节能的作用,提高低碳城市的发展。崇尚简朴的生活,尽量避免资源的浪费,政府应当鼓励宣传人人都要做到低碳的生活方式,促进低碳理念的发展,改变以往的不良习惯,为低碳城市的发展做出一份贡献。 2、低碳交通 (1)想要进行城市交通的低碳应当考虑到交通条件的内部优化。实际上就是对城市的交通进行系统的、完善的规划,并且制定出相应的交通规划,在以节约能源与资源的基础上,尽量做到最大限度的减少碳的排放量。还应当在满足人们的日常交通生活的基础上,尽可能的减少城市的压力。例如,有些城市的做法就是相当可取的,在城市建立基础道路以外,建立相应的快速道路,比如地铁等,同时也要加强公交系统的完善,提高城市交通的高效性,从而减少碳的排放。也要对环保型交通设施研究与探索,增加低碳理念在城市交通建设的使用,增加城市的低碳规划。 (2)做好城市交通规划的外部协调。把城市的交通规划和城市的一些其他政策进行协调,并以交通规划来支持土地的规划,并且把低碳城市的理念深入到规划中。进而进行全方位的对城市交通的发展以及城市现状进行合理的分析,并进行合理的完善。真正做到实现城市交通的减排和节能,到达低碳城市发展的需求;建立合理的体制进行相应的管理,不断提高人民的综合素质,培养生活居民的低碳交通的意识,形成完善的交通观念,促进低碳城市的发展。 3、低碳产业 产业结构是衡量经济发展与经济整体素质的重要指标,也是决定经济增长方法的重要因素,同时也是能源发展需求的重要成分。从工业结构的方面分析,重工业产生的排放物比较多;从产业结构分析,服务行业的能源消耗强度相对比较低,而工业的能源消耗强度相对较大。所以要通过降低二氧化碳的排放量与提高附加值的方法来拉动低碳化的发展。一方面,增大对高耗能产业的控制力度,降低碳的排放量;另一方面,提高生产方式的创新,以资源节约、循环的经济方式来改变以往的产业经济,提高产业的技术水平,最大限度的减少碳的排放,也要把低碳环保的生活理念引入到城市的产业调整中,积极的开展循环型经济的策略,改变固有的产业结构,从而促进低碳城市经济的形成,增加城市的发展。 结束语 随着社会的飞速发展,城市的建设问题已经逐渐引起了社会各界的关注,但是随着气候变化的影响,碳排放量的的增加已经影响着全球气温的攀升,所以碳的排放与城市的规划息息相关,因而,发展低碳环保的城市规划策略已经逐渐发展为城市建设必不可少的重要手段,有利于促进城市的减排、节能,从而降低空气污染。目前,我国城市规划的发展体系,是建立在促进国民经济发展的前提下,我国正处于经济快速发展的时期,碳的排放量也逐渐的增加,进行低碳环保的城市规划策略也是我国经济发展的关键所在。 参考文献 [1]云利波,魏延军.基于城市规划管理对城市规划设计的影响[A].科技部.2014年全国科技工作会 议论文 集[C].科技部:,2014:1. [2]时蒙蒙.山东省低碳生态城市发展战略研究[D].山东师范大学,2014. [3]刘存发,刘芳.分析基于低碳理念的城市规划设计策略[J].中外建筑,2014,04:72-73. [4]刘羽佳.论城市规划设计如何体现环保节能[J].石油石化节能,2014,05:58-59. 低碳生活的科技论文篇二 浅谈低碳环保简约别墅设计 摘要:气候变化使人们更加认识到发展低碳经济的重要性。随着低碳理念在国内的大肆宣传与低碳经济在国内的大力发展,低碳设计一词也应运而生,并成为21世纪全世界最热门的话题之一。目前,我国的建筑节能设计重点往建筑设计中的低碳设计方向发展,这样能够增强我国的能源可持续发展战略。别墅景观设计是一个重要方面,其对于设计水平的高低有着很大的要求,在别墅设计中贯彻低碳环保简约的理念,对于别墅设计的发展有着重要的意义。 关键词:低碳环保简约;别墅设计;方法 中图分类号:TU2文献标识码: A 引言 随着我国经济的飞速发展,人民生活水平的不断提高,建筑材料已经从简单几类发展到品种繁多,但是,由于我们以前的环保意识不是很强,因而导致了工业的污染,资源的浪费,环境的破坏。比如私自乱开矿厂,野蛮地开垦耕地,塑料制品的随意乱扔和焚烧,垃圾的乱倒,树木的乱砍滥伐,等等,造成了环境的污染。因此,当代新型的低碳环保材料就更应该引起人们的重视。以前,人们运用的装饰材料主要注重的是外观和功能性,但现在不但要有功能和使用性,而且应该具备环保性和二次利用的功能。时至今日,环保、绿色、低碳的设计理念已经成为了别墅设计的主旋律。 一、别墅的简约环保低碳 自20世纪60年代出现了别墅设计中的简约主义。著名现代主义建筑与设计大师迈斯・凡德洛提出了一句经典设计 名言 “少即多”(Lessismore),可以说是简约主义的一个重要的宣言。它可以删繁就简,并且以获得建筑本质元素的再现,在获得简洁明快的空间的同时,往往隐藏着复杂精巧的结构。简约主义的唯美不但在西方现代美学得以延伸,在东方也有继承和发扬。在现代的生活中我们承受了过多的压力,人们渴望拥有自由,回归自然的生活环境和氛围。让我们的心趋向平和,自然,纯净。简约的生活态度,环保的生活环境,低碳的生活品质,已达到人与自然相和谐。 二、别墅建筑设计中涉及的“碳” 我们经常会忽略到,二氧化破的排放总量中,建筑行业就占到了50%,远高于工业领域和运输领域。别墅建筑的低碳设计指的是在整个别墅的建设过程中,利用景观的资源优势,减少人工材料的运用的一种设计方式,从而使得二氧化碳的排放量尽量减少,达到低碳的目的。如今,低碳建筑设计已经慢慢成为国际建筑行业的主流趋势。“低碳经济”的概念首次提出是在2003年英国出版的能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》中。低破经济细细说来,就是在可持续发展观的支持之下,通过新能源开发、产业转型、制度创新、技术创新等多种手段,最大可能地降低石油、煤炭、天然气等含碳量高的能源消耗。通过减少温室气体的排放,以期达到保护生态环境和发展经济社会双�效果的一种经济发展形态。 三、低碳环保设计理念 (一)能源组合优化 关于能源组合的优化,主要是对一些新兴能源的合理利用,尽可能地减少矿产资源的消耗量,从而方便人们对大气污染气体排放进行有效的控制,而且在我国工业发展的过程中,人们也可以采用相关的技术来对其燃煤设备进行适当的改造,这样不仅降低了工业生产的成本,还有利于自然环境的保护。 (二)节能 节能一直是近年来人们关注的话题,而且随着科学技术的不断进步,人们也研发了许多新兴的节能设备和技术,而在别墅设计的过程中,人们也可以将这些节能设备和技术应用到其中,使得建筑耗能量可以得到有效的控制。而且议计师们也可以通过叶科学技术和自然条件的紧密结合,进而满足低碳建筑结构的节能、通风以及自然采光的相关要求。不过,由于不同的地区其气候条件也存在着一定的差异,因此在对其结构进行设计时,设计人员也应该根据当地的气候条件,采用适当的技术手段来对其进行节能处理。 (三)节约资源 对于建筑节能材料和技术的采用,在低碳环保的别墅设计中也有着十分重要的意义,它不但可以对别墅的结构进行优化,降低对自然资源的浪费,还有效地提高了资源的利用率。 四、低碳环保技能设计方法与技术 (一)设计与自然地形的结合 在别墅景观设计中采用低碳环保简约的手法,是指在特定的地形内创造一个具有形态、形式因素构成的较为独立的、具有一定的社会文化内涵、有观赏功能、改善环境及使用功能。可以通过其内涵,引发人的情感、意趣、联想、移情等心理反映。即所谓景观效应。别墅景观设计必须要合理的利用地形,所选的地段要平坦、或缓缓凹地起坡、或险峻陡峭。以便减少土方工程工作,将别墅的每个部分与所处地段的起伏的地理进行有机地结合。这是别墅景观设计的重要环节之一,地势平坦是建筑平面灵活布局的有利条件。虽然坡地有时带给设计师在空间设计一定的难度。但在景观设计中恰恰也能有针对性地利用空间特性和运用设计者空间想象和设计能力,成为创造出优美建筑造型的有利因素,使得建筑更为活泼和富有表现力。 (二)设计与环境景色的交融 生态别墅户外的环境设计除了满足观赏的需求,在建筑景观上往往要设计一些自然环境的景色。除此以外还要设计多处风景优美的郊外配套设施,也要配色设计实现环境景色锦上添花。这些集借景、用景、造景、点景为一体,把别墅的景观与自然充分融合,使居住者拥有一种置身在大自然中的美感,同时体现了建筑与自然环境之间微妙的的流畅感,真正体现生态理念。晴帘纵秀、山岭岩崖、青石绿树,这些大自然景观勾划出的画面可以说是别墅占有地段得天独厚的优越条件,还为其他的建筑景观所共享,建筑师可以充分利用其自然环境景色的特点,使居住者能观赏到周边的旖旎风光。 (三)借景造景手法的运用 景观设计里运用静态的“借景”与动态的“造景”是目前别墅景观设计中最基本的2个要素,“借景”即借用外部的景色资源,如山间小溪“人文景点”。“造景”则是营造社区内部已有的景点,改良已有的居住环境。两者互相谐调,构成了所谓的双景别墅,这也是很多别墅项目的重要卖点。在社区内部景观的营造上,又分为“自然风景”和“人工造景”。一是恰当利用了内部的自然条件,如坡地、河流、树木等等,达到节约资源和有效利用资源的目的。二是大力投入金钱成本,营造出一个人工景观。景观设计的手法日益多元化,既有本土化的元素也有舶来品,既有传统风格,也有大胆前卫的作品,但借景造景的手法一直为众多的设计师所重视和青睐。同样以蚌埠淮上区曹老集镇杨树林高档别墅为例,别墅区周围树木种类和数量繁多,放眼望去绿荫片片,不远处又有龙子湖相伴,龙子湖区的优美风景实为借景的首选,同时别墅区整体的景观风格以私密幽静、自然和谐为主,让人不禁流连忘返。 五、低碳简约设计理念在别墅设计中的应用 低碳环保的别墅设计涉及的面很广,但是设计的主要内容可以归纳为三个方面,这些方面的内容,它们之间相互存在着一定的内在联系:第一,低碳别墅设计里的空间组织,它主要包括平面布置。首先我们需要对原有建筑设计的意图进行充分的理解,并且对建筑物的功能分析、总体布局、人流动向以及结构体系,等等,要有很深入的了解,我们在对低碳别墅设计时,应该对空间和平面布置给予完善、调整和再次的创造。第二,低碳别墅景观的界面设计处理,它主要是指对整个景观中的各个围合、隔断、墙面、地面、平顶等进行设计,使得的各景观界面的形状、图形线脚、肌理构成合理的设计。第三,低碳别墅的光照设计,它主要是指环境的自然采光和人工照明的相互关系,光照除了能满足人们正常的工作生活环境的采光和照明要求以外,还要满足一定的光照和光影效果,对室内外的环境起到烘托气氛的作用。 结束语 随着生活水平的提高,对于人们的生活空间就变得更大、更自由,在生活水平提高的同时,对我们居住的环境也提出了更高的要求,环保的室内外环境受到了更多的欢迎,简约的设计风格、私密的个人空间逐渐成为新的时尚。在这个风格的引导下,别墅的设计就更应该趋向于优化和环保。通过运用绿色环保的建筑材料以及技术,使得别墅的设计更趋于低碳环保,更重要的是能够为人们带来一个更加舒适的、高质量的生活环境。 参考文献: [1]夏洪亮,郑伟. 小议别墅景观环境[J]. 科技信息(学术研究),2007,18:311. [2]栗军,李美玲. 探讨景观设计中生态设计的重要性[J]. 现代园艺,2014,02:108. [3]龙渡江. 基于生态设计理论的低碳景观设计特征及应用模式研究[J]. 柳州师专学报,2014,01:66-69.
研究使用钻石作为硬度的基准是有原因的。闪闪发光的宝石具有最高的被认可维克斯硬度(VH)的任何天然材料在约70千兆帕斯卡 (GPa),他们甚至以希腊语单词命名的 “无敌”。 中国科学家发明了一种叫做AM-III的新型碳,这是迄今为止已知的最坚硬、最强的无定形物质。VH为113 GPa,实际上比钻石更难——而且同样坚固。 研究人员在上周发表在《国家科学评论》杂志上的研究报告中解释说:“这些材料具有出色的机械性能——可与晶体金刚石相媲美,AM-III的硬度和强度超过了任何已知的无定形材料。” 这种超硬、超强、超导(无定形)碳材料的出现为最苛刻的实际应用提供了极好的候选材料。 钻石的非凡强度和耐久性在很大程度上归功于其极其常规的结构——它只由排列在四面体结构中的单个碳原子组成。因此,你可能会期望这种更坚固的新材料有类似的结构,那就大错特错了。 实际上,研究小组通过压扁巴基球(一个由60个连接碳原子组成的笼子,排列有点像一个足球),直到它们崩塌产生无定形物质——这就是AM-III中的AM所代表的。这使得它与钻石存在一个非常大的不同——事实上,它更像是玻璃。 你可能听说过玻璃实际上是液体的“神话”。事实并非如此,但它也不完全是固体:它是这些奇特的无定形固体中的另一种。这意味着,对于玻璃和AM-III来说,分子结构没有长期的顺序——分子并不像你在液体中看到的混乱那样杂乱无章,但它们也没有你在固体中发现的那么规律和有序。这意味着你最终会拥有一种在每一种实际意义上都是固体的材料,但是其分子仍然可以随着时间的推移而移动——尽管时间非常非常长。 AM-III 的众多建议应用之一非常直接地使用这种玻璃般的质量:有人建议,这种新材料可用于制造比当前技术硬 20 到 100 倍的防弹窗。 研究人员说,AM-III的无定形质量为它提供了一大堆其他属性,使其在高 科技 产业中广泛应用。例如,AM-III 也是一种相当不错的半导体。研究人员称,这意味着这种新材料有可能被用于"新型光电应用"——认为太阳能或太空时代的武器。 虽然这种新材料的大规模生产可能需要一些时间,而且可能不太便宜,但各种应用使得这种新型黄色玻璃成为我们未来可能经常看到的东西。 “AM-III确实是一种前所未有的新型AM碳材料,”该论文解释道。“独特的短程顺序、微观结构和构图提供了半导体和卓越机械性能的独特组合 。”因此,许多研究人员呼吁对AM碳分配进行进一步的实验和理论 探索 。
工程是科学和数学的某种应用,应用数学和自然科学概念、原理、实验技术等,探求新的工作原理和 方法 。下面是我为大家整理的工程类中级职称论文 范文 ,希望你们喜欢。工程类中级职称论文范文篇一:《试谈生物工程专业现状、存在的问题及对策》 摘要: 我国生物工程专业正式设立于1998年,它包含了原来的生物化工、微生物制药、生物化学工程、发酵工程等4个专业。自设立以来,发展迅速,全国办学点数从1997年的57个发展到2010年的284个,招生人数从1997年的约2250人达到2010年的30多万人,培养了大量的专业人才。随着科技发展,生物工程产业对从业人员的实验技能、工程问题解决能力和实践 经验 都提出更高层的要求,形成了高素质人才稀缺的局面。本文重点探讨目前生物工程专业的现状,分五个部分详细分析面临的问题,在此基础上提出专业改革的合理方案。 一、课程设置 多数生物工程专业是由原来分属于化工、轻工、医药等学科的生物化工、发酵工程、微生物制药等专业调整而来,部分是在师范、农林及其他综合性院校的生物学、生物技术专业的基础上成立的,各高校生物工程专业的教学背景和专业方向上存在较大差异,在学科定位、人才培养、课程体系等方面大相径庭,各有偏颇。如师范、农林及其他理科院校和部分综合性大学,背景偏理,工科基础薄弱,多存在重理轻工现象:专业课程如细胞生物学、分子生物学、遗传学等课程所占课时比例较大,工程类课程如生化反应工程、分离工程、生物工程设备等课程所占课时较少。而工科院校专业课程设置则相反,偏重于生化反应工程、生化分离工程等工科课程的教学,不重视生物学基础,大纲很少涉及细胞生物学等理论基础内容。这些致使各高校生物工程专业在课程体系上普遍存在上下游技术结合不够紧密、学研产环节薄弱甚至脱节的情况,影响了生物工程专业教学目标的实现和结合型人才的培养。 再有,现行课程体系中,基础类课程占据学生课程学习的3/4以上,致使专业课程的时间和空间严重受限,与人才培养的多元化目标背道而驰。此外,随着科技进步产生交叉学科、边缘学科,学科越分越细,内容庞杂,与此同时,新一轮的教改进一步缩减了理论教学课时,尤其专业课程学时,从而导致学科的新思想、新成果难以及时进入课堂,知识更新速度慢。 因此,迫切需要整改课程体系,切实推进课程建设的改革,全面分析专业的基础知识和实践部分,统一规划授课内容,通过每周的教师例会,将各课程体系中重复的环节适当删减,在保证学生知识体系完整的基础上,使课堂内容精简有致。 二、教材建设 许多学校都对教材选用严格管理,主干课程全部选用 教育 部“十一五”规划教材或面向21世纪课程教材。在教学过程中,存在下列问题①教材编写面面俱到:各教材为了强调它的理论性和系统性,知识点覆盖面不断加宽,例如生物化学教材从原来的十七个大章节增加到现在的四十大章节,内容增加一倍多,教师把握教材的难度明显加大。②知识点重复与漏洞现象并存:专业课程知识分割过细,没有从课程体系整体考虑,例如“氧化磷酸化与形成”这个知识点在主干专业课程中有七门课的任课教师都讲授、“代谢调控”有七门课重复讲授;而“包涵体”“热源”“蛋白质的修饰”等重要概念,却鲜有课程涉及。③工程实践类教材奇缺:如生物工厂设计,全国出版的教材只有“发酵工厂工艺设计”(1992年出版)和“生物工程设计概论”(原为发酵工厂工艺设计概论,1995年出版),内容陈旧,不能反映学科发展动态和专业科技发展的趋势。 针对这种现象,高校在教材选择和授课内容上需要适应学科的发展动态,在教学大纲的编写环节明确学科教学内容,全面梳理专业知识点,并在此基础上编写适合专业特色的教材体系,避免教材间的过多重复,提升教学质量。 三、观念影响下的实践教学 受传统教育观念影响,我国各级教育历来重理论、轻实践。而工科的显著特点就在于其有很强的工程性、技术性、实践性,其忽视实践教学的后果会严重制约人才素质。欧美发达国家不但在工科本专科教育阶段有充分的实践教学环节,而且在这之后还必须接受几乎全部为实践技能训练的继续工程教育。而我国的生物工程专业普遍存在实践教学内容不足、执行困难的问题。 切实改变观念,提升对实践教学的重视程度,深刻理解实践教学对工程类学科的重要意义,在教学设置中增加实践教学的比例,是解决现有问题的必经之路。 四、实践 教学方法 和手段 实践教学方法和手段落后,也是影响实践教学质量的主要问题。原因有两个方面:一是传统教学模式中,涉及的实验多为演示性、验证性实验,学生的参与性、创新性得不到体现。二是教育经费的紧张与逐年扩大招生的现实矛盾使高校本科实验室硬件建设落实困难,教育手段、教学方式难以突破革新。 我院的专业实验安排为专业理论课程的附属部分, 实践中发现有几点明显不足:①实验时间短而分散;②实验内容及容量受到局限;③综合实践性差。实验多安排为一周两次,每次3~4学时,连贯性差,只能开设一些验证性或 经验性实验,无法实施设计性、创新性实验,严重影响了学生综合能力的培养。 改革实践教学模式和手段,增加综合性,设计类实验,不仅提高了学生们的动手能力,对其创新意识和科研能力的培养也不无裨益。另外,积极利用多媒体教学对学生感观的强烈刺激,录制实验步骤,形象演示,并增加学术 报告 丰富教学内容,都能够以新颖的方式提升教学质量。 五、校外 实习基地建设 受市场 经济的影响,很多企业担心学生短期的实践会影响到有序的正常生产,影响经济收益,拒接学生实习,校外实习走马观花,变成了“参观式”学习,学生无法接触一线生产,没有亲自动手实践机会,专业技能得不到训练。 另外,教师自 身的实践水平也是左右实践教学质量的关键因素。就生物工程专业来说,由于近年博士招生规模同比扩大,大量刚刚离开校门的年轻博士纷纷走上讲台,他们的成长背景决定了其在专业小领域具有比较深入的了解,但对学生多方面知识的渴求往往显得力不从心,指导学生动手能力训练时难免底气不足,影响学生的学习效果。 针对上述问题,一方面需要重视实习基地建设,设置学校自己的校内中试规模基地,另外,对师资队伍尤其是新进教员进行及时的实践培训也是提升实践教学水平的必要 措施 。 结语 综上,我们将继续研究分析国内外生物工程技术 发展的趋势,加强素质 教育,为全国生物技术领域的快速发展提供广泛的智力支持。 工程类中级职称论文范文篇二:《应用型高分子材料与工程专业人才培养模式探讨》 摘要:随着科学技术的迅猛发展,材料、能源和信息已被公认为科技发展的三大支柱。作为社会发展的物质基础,材料的发展水平已成为一个国家综合国力的主要标志之一。高分子材料与工程专业作为材料科学与工程学科下的分支学科,在过去20年的时间里得到了飞速发展。高分子材料应用的日趋普及,使得社会对高分子材料与工程专业的人才需求日益迫切。培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。为了满足这一需求,高分子材料与工程专业应实施“强化基础,注重应用,突出创新”的人才培养模式,大力提高学生的科研创新应用能力。 一、社会发展急需工程应用型人才 人才培养模式涉及的一个重要问题是培养什么样的人。中国是世界上最大的高分子化纤生产国,化纤工业正在实现由“数量型”向“技术型”的战略转变,使化纤主要常规品种具备国际竞争能力,在一些重要高新技术纤维品种上取得产业化成果。 目前,我国高分子化纤材料工业随着数量的增加和规模的扩大正由数量型向效益型转变,行业发展的速度远远高于化纤人才的培养速度。据调研统计,化纤企业的专业人才数量不到职工总数的5%,有的甚至不到1%,存在专业人才严重匮乏的现象。同时还发现,由于化纤新技术、新设备、新产品的不断出现,企业原有的专业人才不能完全跟上行业的发展,急需更新人才。 二、应用型高分子材料与工程专业人才培养的基本原则 1.更新教学理念,明确培养目标。 面向未来的教学改革需要前瞻性的教学理念和现代化的教学思想。这些教学理念包括从重视知识传授向重视能力培养转变;从封闭式的学校教育模式向开放型的产、学、研相结合的教育模式转变;从标准化培养模式向个性化培养模式转变;从维持性学习向创新性学习转变[1,2]。 应用型高分子材料与工程专业的培养目标,是以市场需求和就业为导向,以课程建设为核心,以实践教学为重点,培养在高分子材料与工程专业领域具有丰富的理论知识,能在高分子材料的合成、改性和成型加工等领域从事科技开发、工艺设计及经营管理等方面工作,具有创新精神及实践能力的高素质创新型高级技术人才,更好地为地方经济建设服务。 2.重视能力培养,实施素质教育。 提高学生的综合素质可以通过选修课、专题讲座、 社会实践 ,以及在专业教育中融入人文精神、工程环境背景等多种形式,从而加强对学生思想道德素质、 文化 素质、业务素质、身心素质和获取知识、运用知识、创新知识的能力等方面的培养。 3.强化基础训练,拓宽专业口径。 强化基础、拓宽专业口径是培养学生适应能力的有效途径。强化基础,一是在基础理论和技能上进行面上拓宽,加强要求,使学生对基础知识掌握更牢固,知识结构更加合理;二是将专业基础课拓宽到新的专业目录的专业口径,为新专业的各个专业方向提供广阔的发展空间。拓宽专业口径,不是将专业课程的名称加以改变,而是将专业主干课程认真整合,构建新的专业课程体系。 4.优化课程体系,整合课程内容。 课程体系与教学内容是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和能力的主要因素,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点[3]。要进行课程重组,减少课程内容重复,做好课程之间的衔接,逐步深入;建立大工程观念下的新型课程体系,重视各相关学科知识内容的融合、渗透和时间安排上的协调,做到课程综合化、系统化。 二、应用型高分子材料与工程专业人才培养模式的实施途径 1.实施“平台式”教学。 本着工程应用型人才培养要主动适应用人单位的实际需要,要面向基层、面向生产第一线的原则,在加强通识教育的基础上,强调提升学生的综合素质,强化学生的专业实践能力和动手能力的培养。新的教学模式设置了三个教学平台,即理论教学平台、实践教学平台、第二课堂素质教育平台,以达到学生适应社会、适应行业和充分发展个性空间的目的。 “理论教学平台”包括学科基础课程、专业知识能力课程、专业能力拓展课程,初步形成学院、学科、专业、职业兴趣四级理论课程体系;“实践教学平台”包括学科基础实验教学和模拟仿真企业生产的工程实践教学两部分;“第二课堂素质教育平台”则包括学院公共选修课、课外素质教育及社会实践三部分,作为第一课堂的补充和延伸,拓展学生个性发展的空间[4]。 2.以实践教学改革为重点,提升学生工程实践能力。 高分子材料与工程专业有着不同于其他学科的显著特点,它是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并 总结 出的一般规律,运用科学分析方法探索这一规律内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,经过实践→理论→再实践的循序渐进过程向前发展的学科。在该领域的科学研究中,实验是分析问题、解决问题的主要手段,每一理论、发明的诞生都是在实验中孕育、培养出来的。针对上述学科特点,专业教研组在制定本科教学培养计划时,要有意识地加强实践教学环节课时比重,培养学生的创新意识、创新能力和实践能力。 高分子专业教学实践分为认识实习、专业基础实验教学、专业实验、生产实习、课程设计、 毕业 实习和毕业教学环节等实践教学部分。在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验室科研活动,注重培养学生的动手能力和科研能力[5]。 在毕业教学环节实践中结合教师科研项目,选择学科前沿或与企业合作开发的课题进行毕业论文选题,结合工厂实际进行毕业设计,可使学生获得良好的科研能力培养,有效地促进学生动手能力,提高学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。 3.以市场需求为导向,积极探索“订单式”人才培养模式。 在教学改革上,注重人才培养与市场需求相结合,积极开展“订单式”培养模式。此举不仅能为企业发展量身定做工程实际应用型人才,而且能够提前将学生“预售”出去。同时,企业还可以根据实际情况,为“订单式”培养学生提供奖学金、贫困助学金等费用,解决经济困难学生的求学、就业等问题。 4.理论联系实际,注重培养创新能力。 要强化学生的操作技能,培养综合素质和创新能力,进一步提高学生在社会大环境中的竞争能力,关键是建立与企业同步发展的规范的实训环境。要充分利用区域与学科优势,加强产学研联合,设立产学研联合体实验室,为学生提供必要的社会实践场所,保障实习、实践教学效果,培养学生的工程应用能力[6]。实习基地可以完成学生的认识实习和生产实习任务和多项工艺实验。学生通过这些实践环节能加深对书本理论知识的理解和应用,同时也了解了本行业发展趋势和存在的问题,这对于学生踏入工作岗位和继续深造都是大有裨益的。 5.加强师资队伍建设。 为适应素质教育的教学改革需要,办好高等教育质量工程建设,教师的知识更新与自身素质的提高是非常重要的。只有高水平的师资队伍才能培养出高素质的人才。因此学校需要不断引进高水平科技人才,提高本专业教师队伍的科研能力和科技创新能力。同时,还要注重青年教师的培养,指定有丰富教学经验的老教授对新进教师进行“传、帮、带”教学指导,使新进教师的授课水平快速提高,从而有效地将行业发展动态与理论授课相结合,最大限度地激发学生的科研兴趣,拓宽学生的专业知识面。 三、结语 高分子材料的发展极其迅速,每年都会有许多新材料、新技术、新工艺不断涌现,而教育教学改革随着社会的发展也是永无止境的。如何加强高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养,提高高等教育的办学质量和人才培养质量,是21世纪高等教育面临的挑战,必须引起高度重视。但是,如果一味追求应用而忽略科研创新能力的培养,所培养出来的人才就不是社会需要的高级人才。所以在重视应用的同时,还要注意科研创新能力的培养,即提倡一种“强化基础,注重应用,突出创新”的人才培养模式,才能够适应当代社会经济发展需要。 参考文献: [1]龚春丽,文胜,郑根稳,汪连生,颜永斌.高分子材料与工程专业人才培养方案[J].孝感学院学报,2008,28,(6):109-111. [2]高炜斌,枝苗,自瑛.高职教育中高分子材料加工专业人才培养模式探析[J].辽宁教育行政学院学报,2006,23,(12):69-70. [3]申长雨,关绍康,张锐.加强课程建设培养创新人才——“高分子材料成型加工”课程建设随想[J].中国大学教学,2008,(3):52-54. [4]陈立贵,袁新强,李雷权,王忠,付蕾.构建符合学校定位的高分子专业人才培养方案的研究[J].科技教育,2009,(22):161-162. [5]刘仿军,国平,喻湘华,曾小平,周爱军.高分子材料与工程专业人才培养模式研究与实践[J].武汉工程大学学报,2009,31,(6):88-91. 工程类中级职称论文范文篇三:《试谈材料工程测试技术》 摘要:材料工程测试技术针对材料工程的检测技术。针对工程材料进行科学有效的检测,是保证工程材料符合建设要求的前提。 文章 主要对检测的概念和一般方法,以及相关方面的最新发展状况进行分析。 关键词:材料工程;测试技术;新发展 1材料工程的测试技术 材料工程测试技术针对材料工程的检测技术,其任务是:一方面对成品或半成品进行检测和测量,另一方面有效的检查、监督和控制某个生产过程,或者运动对象,保证这些环节都处于最佳状况,以便能够全程掌控反映这种最佳状况的各种数据。因此,相关技术和测试人员就需要随时对这些参数的大小和变化情况,进行定性检查或定量测量。为了适应科技进步和生产发展,材料工程需要不断的更新和发展,不断研制出性能优异的新型材料。实践表明,制备新型材料的需要有严格的生产工艺,同时要提高某种材料原有性能,也会对加工工艺有较高的要求,而要满足这些要求,就需要自动控制技术来保证。而自动控制技术的开展,需要在求出相关参数的基础上,经处理后送人控制装置,然后再实施自动控制。 2测量误差和提高准确度的方法 ①测量误差概述。被测对象某参数的量值之真实大小(真值)xo是客观存在的,但是由于种种原因,测量结果可能会存在一定的误差。为了保证测量结果的准确性,将误差控制在一定的范围内,同时尽可能的用数学办法估算出大小。同时也掌握测量误差出现的规律,尽量减少误差的产生。 ②误差产生的原因。测量方法方面:测量方法的不完善、不合理,定义的不严密,以及结果表达式不当,导致测量结果无法得到反映等因素所引起的误差统称方法误差;测量设备方面:测量所使用的仪器、仪表、量具及附件不准确都可能引起误差;环境方面:在测量中,由于实际环境条件与规定的条件各不相同,可能会引起的误差;测量人员方面:在测量时由于人员的分辨能力、反应速度、感觉器官、情绪变化、工作责任心、操作经验、心理的固有习惯等存在差异,这就可能引起相应的认为误差。 3提高测量准确度的方法 要想很好的提高测量准确度,就必须要尽可能的减小误差。提高准确度,需要根据具体的产生误差的原因进行分析,在科学的测量原理的指导下,通过优良的仪器设备,提高操作人员的素质才能实现。从实际的测量工作来看,在现有的条件下,通过对测量方法、校正手段以及数据处理这些环节,来提高准确度具有更有效更积极的意义。主要的方法有以下几个方面:首先,掌握产生误差的规律,并通过专业的理论分析,从测量方法的调整着手,完成测量的校正,或者在实验数据的指导下,找出应修正的量值大小。其次,因为缓变误差有不平稳、随机过程的特点,当前要对此问题进行解决,往往是通过不断校正,且校正周期尽量短一些的办法来解决。再次,坏值是指带有粗差的测量数据,在测试过程中一旦发现就要马上剔除,因此,掌握发现坏值的方法至关重要。最后,随机误差,针对随机误差,我们一般是通过掌握统计规律来减小误差量,减少随机误差的影响,保证测量结果的准确性。 下文将主要分析利用统计规律估算随机误差、减小和剔除粗差的方法。 3.1随机误差的估算 尽管通过正确有效的处理测量仪表的间隙和摩擦以及外界噪声干扰,可很好的减小产生随机误差的影响,然而,从随机误差的特点看,其产生的原因是由众多微小因素共同造成的。所以,在测量时需要利用其出现的统计分布规律,结合所得出的测量结果,尽量把估算出的随机误差的范围缩小。在随机误差出现的概率分布上,测量人员必须有要对多数随机误差产生的独立因素有所理解。而误差出现的概率分布正好符合正态分布,那对一个不变的量作n次测量,其随机误差的概率密度函数P(δ)为: P()=·e- 3.2粗大误差的减小和剔除准则 含粗差的测量值是与事实不符的坏值,在实际的测量中必须要在主观上避免出现,也就是要避免测量的操作者出错,防止外界的各种重大干扰,同时要保证测量设备的完好。如果在测量中发现问题,应该马上剔除。在测量中判别坏值主要有两种方法,即物理判别法和统计判别法。 所谓的物理判别是指测量人员一旦发现在测量过程中,有读错、记录错、操作错等错误现象,或者发现不符合测量条件或环境突变的情况下,应该随时剔除,并重新进行测量取值。统计判别是在完成自动检测中待测量后,再通过统计办法来处理所取得的测量数据。如果是在无系差的测量情况下,产生随机误差的可能性是比较小的,而且出现大误差的次数是很小的,所以我们可以制定出剔除准则,常材料工程测试技术用的有3σ。 4检测的一般方法 ①电测量和非电量电测量。由于电测量的参数差别很大,很难直接检出和测量,所以一般情况下都是采用非电量电测量技术进行测量的。也就是通过传感器把待测的非电参数转换成电参数,接着测出此电量,最后再按原转换的规律逆向找出待测非电量。传感器是指能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。而敏感元件则是指传感器中能够直接感受,或者响应被测量输出与被测量成确定关系的其他量,如果这个量已是电量,那就会被称为转换元件。 ②主动检测和被动检测。主动检测是指为了检测,主动向被测对象施加能量,通过得到的反馈情况实现检测,这种检测类似于我们在日常生活中检测瓷瓶是否破裂,就敲击一下,提高其发出的声音来判断。当然,这里要指出的是主动检测会干扰对象的状态。而相对主动检测而言,被动检测不需要向对象施加能量。 ③接触检测和非接触检测。所谓的接触检测,就是让检测仪器和对象直接接触。这种直接检测的方式必然会对对象产生一定的干扰,甚至能够对测定的正确性产生较大的影响。在特殊情况下,如有高腐蚀、高辐射等情况时,对象是不便或不能直接接触被测对象的。所以,我们往往会采用非接触检测的方式,这种方法一般不会对对象的原来状态造成破坏,不过也会因为非接触,而造成侵入外界干扰的情况。 ④偏差法、平衡法和微差法、替代法。这些方法的共同特点是,在测量过程的被测量和单位量对比操作上,做出相应的变化,这样能够在原有仪表的作用下,提高测量准确度。偏差法是常规的测量方法。被测量的大小是由模拟的显示仪表指针偏转来反映的,其与家用电压表测电压相似,操作简单且快速,仪表的等级对准确度有决定性的作用。像天平称重那样,平衡法是通过不断地调节已知标准量的大小,使之与被测量平衡。如果指零仪表示零时,则表明此时达到平衡,这种情况下标准量大小就是被测量的大小。电位差计和平衡电桥均都是在此原理之下完成的。测量的高准确度,主要决定于示零仪表的灵敏度是否到位。微差法与平衡法很相似,不过这种方法可以有微小差值,不用把标准量调整到和被测量完全相等,可以用偏差法测出此差值,被测量大小就是此微差值和标准量之和,其准确度比直接用偏差法更高。替代法也是测量方法的一种,曹冲称象是最典型的例子,以石块替代大象,使船只吃水深度达到原承载大象时的深度,然后称出石头的总重量,即为大象体重。这种方法可以很好的解决直接称重存在困难的问题,其在检测中常常会被采用,比如辐射测温等。 5结语 材料工程测试技术是一项复杂工程,涉及了多个方面的内容。无论是测试的种类,还是测试的方法,都是多种多样的。测试人员只有对各种类型的测试技术有所了解,并结合工程的需要,才能更好的完成测试工作。 猜你喜欢: 1. 中级工程师职称论文 2. 测绘中级职称论文范文 3. 工程职称评定工作总结 4. 电气中级职称论文范文 5. 2017年中级职称论文格式要求
在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!
论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成
石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.
另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].
作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.
基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.
1实验部分
1.1原材料
苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).
1.2PANIF的制备
PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备
采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.
1.4PANIF/rGO复合材料制备
按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.
1.5仪器与表征
用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.
电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.
比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:
Cs=iΔtΔVm.(1)
式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.
2结果与讨论
2.1形貌表征
图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.
2.2FTIR分析
图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.
2.4电化学性能分析
图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.
图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5
值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.
氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.
3结论
采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.
浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用
1 概述
随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。
发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:
我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:
这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。
2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制
2.1 研制思路
目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。
2.2 试验与研究
2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3,莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:
为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:
2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。
2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。
2.3 产品的性能
2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐
火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。
2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。
2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。
2.4 产品的应用
新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。
3 结论
在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!
论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成
石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.
另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].
作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.
基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.
1实验部分
1.1原材料
苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).
1.2PANIF的制备
PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备
采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.
1.4PANIF/rGO复合材料制备
按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.
1.5仪器与表征
用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.
电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.
比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:
Cs=iΔtΔVm.(1)
式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.
2结果与讨论
2.1形貌表征
图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.
2.2FTIR分析
图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.
2.4电化学性能分析
图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.
图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5
值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.
氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.
3结论
采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.
浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用
1 概述
随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。
发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:
我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:
这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。
2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制
2.1 研制思路
目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。
2.2 试验与研究
2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3,莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:
为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:
2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。
2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。
2.3 产品的性能
2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐
火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。
2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。
2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。
2.4 产品的应用
新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。
3 结论
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建筑材料论文3000字篇3 浅谈多孔建筑材料热湿物理性能探究及应用 本文分析了多孔介质的传热质理论,同时,结合建筑围护结构来分析了多孔介质材料的传质系数,从而得知多孔建筑材料热湿物理性能与建筑材料本身以及建筑围护结构有着莫大的关系,因此,为进一步改善多孔建筑材料以及建筑围护结构提供有效的依据,从而为建筑材料研发领域提供一定的指导意义。 一、关于多孔介质传热传质理论分析 根据建筑市场来看,绝大部分的材料均属于多孔介质,它是一种固体与流体组成的复合介质。但是目前为止还没有对其有个明确的定义,根据相关研究学者J?Bear对其进行的简单定义得知:多孔介质是指部分空间至少有一种非固态的物质,固体部分被称为固相基质,固体以外的物质以外的空间被称为空隙空间。同时,多孔介质中至少有一个空隙空间是相连通的。另外,在1990年S?P?W?Wong对建筑材料进行了分类,即非多孔介质材料、等吸湿多孔介质材料以及毛细多孔介质材料等。根据多孔介质传输现象可以得知其具有以下特点:第一,多孔介质传输涉及到较多的科学理论,因此具有多学科交叉的特点;第二,多孔介质材料应用于不同的地方,则侧重点就不一样,例如:当多孔介质材料应用于石油开发中,则需要侧重其液相流动的规律;第三,多孔介质具有非均匀的特点,这也是构成其复杂性的重要原因,在此则需要通过实践来了解其中的规律性。 二、关于建筑围护结构多孔介质材料的传质系数分析 多孔介质材料的各种传递系数在传热传质的研究过程中存在着较大的难题,相关研究学者通过一系列的研究,到目前为止,关于传质系数的研究成果有以下几种:水蒸气扩散系数、液态水扩散系数以及传导系数。 (一)水蒸气扩散系数研究分析 水蒸气扩散系数是指在一定的蒸汽压差下,某一时间内通过一定面积扩散的水蒸气量。同时,根据材料的不同,水蒸气的扩散系数是不尽相同的,通过研究发现,水蒸气在材料中的扩散系数与其在空气中的系数呈以下关系:,其中为水蒸气的扩散阻力系数,其与当地大气压力以及温度有着直接的关系,通过实践计算得出,水蒸气扩散系数具有以下几种成果:第一,水蒸气扩散系数在湿传过程中为一定值;第二,水蒸气扩散系数在不同材料中会产生不同的值;第三,水蒸气扩散系数与材料物理有着一定的关系,且呈现出一定的规律。 (二)液态水扩散系数研究分析 随着水蒸气的含湿量的增加,在多孔材料中,将会出现水蒸气以及液态水两种介质传递形式。针对液态水在整个湿传递过程中的变化,不同的研究者提出不同的方程来描述,例如:Künzel认为湿扩散系数由吸湿水分阶段与毛细水分阶段结合而成的;而Roels针对水蒸气湿传递给出了两种扩散系数的计算办法,一种是综合指数法,另一种为叠加函数法,这种系数可以得出水汽曲线。 综上所述,以上均是由国外研究学者针对扩散系数而提供的研究情况,我国国内针对水分在混凝土中的扩散也进行了大量的研究,以土壤与岩层水流为例,张靖在分析岩石扩散系统影响的基础上提出扩散系数的温度校正公式,从而建立了一套研究岩石扩散系统的 方法 ;另外,刘志勇等人针对多孔介质材料的气体传输基础上而提出一种混凝土气体有效扩散系数的计算公式,从而提出一种可以通过提高压力梯度来测量混凝土的透气性试验方法等等。而相对于建筑材料而言,其扩散系数的研究较少,但是也有相关研究者提出一些研究成果,例如:苏向辉针对多孔结构内热湿迁移的问题,提出了将质扩散系数与热质扩散系数作为温度以及含湿量,来观察液态水扩散系数的线性变化。 (三)传导系数研究分析 当驱动力为毛细压力时,传湿量的系数等于液态水传导系数。我国国内不少研究学者就是利用液态水传导系数来计算土壤方面的传导系数。在普通建筑材料中,国外相关研究学者提出以下几点模型,即简化模型、网络模型、管束模型等。简化模型是不考虑多孔结构以及弯曲因子的,而网络模型是利用网格来模拟实际孔隙结构,并且还通过了电阻网络模型的验证。 三、多孔建筑材料质扩散系数研究分析 (一)关于建筑材料多孔孔隙结构分析 对于建筑材料而言,多孔孔隙影响着其材料的物理性质,例如:强度、定都、弹性等,因此,需要研究以及了解孔隙结构对材料性质的影响,从而有效的解决多孔材料耦合计算的问题。材料内部的热湿物理性能与材料本身的结构特性有着直接的关系,而多孔材料的复杂性以及多样性使得多孔材料的孔隙结构模型的建立有着较大的难度,但是还是取得了突破性的收获,例如:在研究多孔材料结构表征中,探析出了图像分析技术等相关设备。孔隙结构可以分为以下两类,即各向同性与各向异性,其中各向异性材料给热湿传递性能的研究带来一定的难度,所以本文着重结合多孔孔隙结构的各向同性建筑材料来分析热湿传递性能。 (二)关于质扩散系数的推导分析 为了阐述湿分在多孔孔隙结构各向同性建筑材料中的传递过程,则需要将材料的孔隙体积进行进一步细分。当热力学平衡时,多孔材料的湿度会随着附近空气的湿度而升高,一旦到了一定湿度程度时则会凝结液态水。这时候液态水会居于孔隙中,随着湿度进一步增高,则形成以液态水的形式来传递湿度,在此过程中及公共三个含湿量过程,即干燥含湿量、过渡含湿量、有效含湿量。由于水蒸气以及液态水的传输机理不一样,有串联模式与并联模式,因此,多孔介质中湿热传递情况也不尽相同。 结语: 本文分析了多孔介质传热传质理论,同时,结合多孔建筑材料质扩散系数理论来分析了热湿物理性能,多孔孔隙结构的建筑材料产生热湿物理性能与建筑的整体能耗以及室内热湿环境有着直接的联系。改善对孔结构建筑材料的热湿物理性能对实现低碳、低能耗的建筑工程有着十分重要的作用,从而为建筑企业带来经济效益与社会效益。 建筑材料论文3000字篇4 浅谈《建筑材料》课程教学中存在的问题及对策 《建筑材料》是技工院校建筑专业一门重要的专业基础课。长久以来,《建筑材料》以其凌乱的系统、繁杂的内容困扰了很多教师和学生。面对新时期课程体系的挑战,如何又好又快地完成教学任务,应是专业教师不断探索的课题。 1 课程教学中存在的问题 1.1 内容多,涉及面广,系统性差 《建筑材料》主要介绍了常用的建筑材料,如石灰、石膏、木材、混凝土、吸声材料、建筑砂浆、水泥、轻体材料、建筑装饰材料、建筑钢材、石灰、防水材料、绝热材料、建筑胶体、管道材料等,内容繁杂,品种繁多。虽然各类材料自成体系、但各体系内缺乏逻辑关系,系统性较差,学生学起来易枯燥乏味,上课时提不起兴趣、提不起精神,更别谈能学到多少东西了。 1.2 内容枯燥,逻辑性差,实践性强 本课程 经验 性内容多,概念术语多,纯文字叙述多,逻辑推理内容少。看似好学,实则不然,要想真正学好这门课,掌握起来还是比较较难的。在日常教学过程中若 教学方法 不对路, 学习方法 无要领,教师们教起来就会比较累,学生们学起来就会比较吃力,掌握不了多少实用知识。 1.3 课程学时少,不能保证学生能够学完 一般来讲,技工院校建筑专业的学生最后一个学期或两个学期通常会被安排到建筑工地一线实习,这样就导致了学生在校学习实际时间减少,为保证教学内容的顺利完成,很多教师就自然而然的出现了“填鸭式”教学,教师不顾学生的学习效果,单追求“快”忽略了“好”,最终导致学生学生学起来枯燥乏味,教师教起来紧张无奈。 1.4 教材内容滞后,缺乏创新 目前,《建筑材料》相关教材中,传统材料如石灰、水泥、普通砼、钢材、木材等讲得过多、过细,占用了较多的课时。但很多新材料教材中多数并未提及,例如建筑工程中已经被广泛使用的高性能砼、各种新型玻璃、双钢筋、新型防水材料、新型管材等。 1.5 教学方法与手段相对落后 目前,传统教学方法在不少技工院校中仍然有较大的市场。虽说传统的教学方法在某些学科中对学生的基础知识掌握有些效果,但对于建筑材料这门实践性非常强的课程来说,只采用上课老师讲、学生被动学的方法,根本无法使学生真正掌握这门课程的精髓。这种传统的教学方法使学生所学的知识,仅停留在理论的基础层面上,对各类材料的应用知识以及工程实际材料的应用知之甚少,进入工地后,并不能针对现场出现的问题及时做出反应,更谈不上综合应用所学的材料知识去解决工程中的实际问题了。 2 课程教学方面的改进 根据技工院《建筑材料》课程标准、自身特点和建筑材料教学过程中经常存在的问题,教学方法可以从以下几方面着手。 2.1 改进教学方法 2.1.1 采用现代化教学手段 采用现代化的教学手段,增强教学直观,这样可以培养和激发学生的学习兴趣。建筑材料是一个发展一日千里、日新月异的行业,新材料层出不穷,但目前广泛使用的教材内容远远滞后于实际。由于各地师资条件不同,在不能实现实物讲课的情况下,教师可以将各种建筑材料的特点、应用等以多媒体展示的形式将原料结构、内部构造等呈现在学生面前,以增加感性认识。多媒体教学以动静皆宜、声像俱佳、图文并茂的表现形式,把知识点直观、生动地结合起来,把抽象的理论以形象、易于接受的形式展现给学生,为学生提供了边看、边听、边做、边想的学习体验,激发学生的学习主动性,提高教学质量。 2.1.2 大量引入案例法教学 实践证明,案例教学法是一种针对技工院校学生非常行之有效的教学方法,深受广大师生好评。建筑材料课程可以根据教学目标的需要,针对建筑工程常用建筑材料,运用发生在身边的工程案例,从引入问题、分析问题到解决问题,使知识在案例中呈现,增强学生的直观感受,增加他们的直观认识。 2.1.3 加强实践教学 实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效的、必须的途径,是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。有利于学生素养的提高和正确价值观的形成。建筑材料学科中有大量的建材需要学生去认识,通过建材实验,不仅能验证已学的理论知识,还能锻炼动手能力,培养分析问题、解决问题的能力。 2.2 加强学生自主学习能力的培养 大量的教学实践证明,学生主动发展的潜能是强烈的的,学生自主学习的愿望是巨大的,学生有控制课堂的渴望。教师教学要以促进学生智能提高为核心,把学生作为课堂的主人、学习的主人,让学生有足够的时间讨论、观察、思考、质疑、评价,从而增强学生的学习力。 2.3 充分利用互联网资源 目前,多数技工院校都覆盖了高速的互联网络,学生能够轻而易举的在网络上获取相关资料,不断学习,增加的知识面。教师可以引导学生充分利用网络资源,例如各种专业的建材网站、科研院所网站、甚至建材市场动态。这些他山之石对扩大学生的知识面,和技术、市场零距离接触是非常有好处的。 2.4 选择内容浅显实用而又不失新颖的教材 选对一个教材的作用非常之大,作为专业教师应该把好学生的教材关。选择教材要把握好“三关”一要把握“浅”字,二要把握“用”字,三要把握“新”字。浅显是指应在通俗易懂上下功夫,解决一个“浅”字,在必需、够用、有用的基础上尽可能地降低难度;“用”字就是实用之意,实用是指对培养学生职业能力和再学习能力有用的基本知识、基本理论、基本分析方法;“新”字即新颖,新颖是指教学内容符合并能反映科学技术进步和时代发展的新形势,具有先进性,突出一个“新”字。近些年来建筑领域新材料、新技术等新的信息都要在教学内容里反映出来。 3 结语 在《建筑材料》学科教学过程中,我们要,结合技工院校学生的实际学习情况,根据技工院校课程的特点选择适宜的教材,结合教学内容,认真研究,采用最佳的教学方法和教学手段,从而有效地提高技工院校《建筑材料》课的教学质量,培养出更多更好的广受社会欢迎的建筑人才。 猜你喜欢: 1. 建筑材料论文优秀范文 2. 建筑材料类论文优秀范文 3. 关于建筑材料的论文 4. 有关建筑材料论文2000字 5. 建筑材料论文5000字 6. 建筑材料论文范例