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新型材料与日常生活论文

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新型材料与日常生活论文

新材料技术渗透现代生活与信息技术、生物技术一样,材料科学技术上的每一次革新都会引起生产技术的革命,加速社会发展,带来社会生产和生活方式上的变化。新材料比传统材料性能更为优异。目前,世界上的新材料品种正以每年大约5%的速度在增长。漫步市民中心区的新材料专业展馆,纳米材料、超导材料、特殊功能材料,新材料琳琅满目,让人应接不暇。超导材料应用商机无限北京有色金属研究总院展区内,除了一辆簇新的镍氢动力电池试验车抢人眼之外,展台上正在进行的高温超导磁悬浮教学演示也吸引了众多饶有兴趣的参展者。一内含超导材料的圆柱状金属块上,是一重达30公斤的永久磁铁。工作人员把零下196摄氏度的液态氮倒入中空的磁铁后,磁铁立马悬浮起来。只须轻轻一推,磁铁就开始了不停地旋转。据了解,其最大悬浮力可达200公斤以上。另一边的磁悬浮运输模型展示,同样吸引了好奇的观众。内含超导材料的小车模型在注入液态氮后,给一点动力,就可在磁性轨道上悬浮运行。据介绍,高温超导材料在液态氮温度(零下196摄氏度)下即可呈现出超导性,即零电阻和抗磁性。由于悬浮状态下运动的物体没有接触磨擦,因而可以实现近乎无阻力的高速运动,可用于制作无磨擦轴承、飞轮储能装置以及磁悬浮车等。据参展的中科院物理所教授曹必松教授介绍,高温超导材料是二十世纪基础研究的一个极为重要的成果,目前,高温超导材料在微波应用上,已在通信、卫星、雷达与电子战系统等领域取得了重大突破。其中,在移动通信领域已初具全球性产业化态势。用超导薄膜制备的高温超导滤波器可以提高接收机的抗干扰能力、增加基站容量、扩大覆盖面积、改善通话质量,还可降低手机所需要的发射功率。目前,欧、美、日等国家和地区已开始了商业化运作。他说,高温超导微波子系统还可为卫星及军用武器装备带来革命性变化。使导弹制导精确、雷达探测能力增强,还可大幅度改善卫星有效载荷的性能。纳米技术全渗透新材料展馆中,纳米一词如今已不是一个神秘的概念。纳米技术在陶瓷、洁具、建材领域、防水材料、特殊材料,以及生物医药等领域上的广泛渗透,让参展者切切实实地感觉到纳米技术的亲和力。武汉理工大学科研处张大有教授告诉记者,学校此次带来的包括光电子材料技术与光纤传感器在内的五大类精品项目中,最受欢迎就是生物无机纳米粒子抑癌项目了。他说,见到相关报道后,很多人就是单冲着这个抑癌项目买票入场的。据介绍,研究表明,某些无机纳米粒子具有杀伤癌细胞的特异性。当这些无机纳米粒子小到纳米级时,即可进入癌细胞中,改变癌基因表达,阻止癌细胞的增殖,抑制癌细胞生长,对正常细胞影响轻微。细胞培养和动物实验发现,羟基磷灰石纳米粒子就具有杀伤癌细胞的特异性。纳米技术的进入,使广谱型新型抗癌药物出现成为可能,为癌症的治疗开辟出新的天地。据了解,目前该项目处于动物实验阶段,尚未进行临床实验。可即便如此,仍有很多参展者留下电话,有的甚至于愿意把自己患病的亲人用来做临床实验。

土木工程概论论文对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就 会有飞跃式的发展。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。 钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。 从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。 建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。 为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。 十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。 从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。 建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段,需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。 土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。 远古时代,人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。 许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如,中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔,埃及的金字塔,希腊的巴台农神庙,罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场),以及其他许多著名的教堂、宫殿等。 产业革命以后,特别是到了20世纪,一方面社会向土木工程提出了新的需求;另一方面,社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦,核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。 土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。 在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。 土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。 字数好像不到,不好意思

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

[1]李海培,徐琦.新型建筑材料在土木工程中的应用探析[J].安徽建筑,2020,27(8):155+164.

[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.

[3]闫蕾.新型节能环保材料在建筑工程中的应用与展望[J].住宅与房地产,2018(31):88.

[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.

化学与日常生活论文

化学是一门基础的自然科学,对人类有着重大意义,跟我们的日常生活也有着密切关系。随着生产力的发展,科学技术的进步,化学与人们生活的关系越来越密切,化学在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用。高品质的生活离不开化学,我们丰富多彩的生活许多就是化学与生活的完美结合。我们的衣、食、住、行、用,化学无所不在。先说衣方面,很久以前,棉纺织品单调色彩就已不能满足人们的需要,于是出现了早期的化学染色,丰富了我们生活的色彩。棉、毛、丝织物虽然给我们生活增添了温暖,但各种质地化纤织品和化学合成织物的出现,使我们的穿衣发生了质的变化,使穿衣由多彩进一步向多元发展,从而大大丰富了我们的衣橱。在食方面,化学就更重要了。大家对“咸鱼”一定不陌生。可为什么鱼加上点盐就可长期放置,而不腐蚀、变质呢?食物腐败的原因是由于微生物细菌的作用。食盐就能控制生物细菌的生长,防止食物腐败。食盐的主要成分是氯化钠,氯化钠是电解质,它的饱和溶液渗透压大于非电解质溶液的渗透压,微生物细菌中的细胞中蛋白质溶液就属非电解质溶液。当渗透压大的溶液和渗透压小的溶液间隔以细胞膜等半透膜隔开时则溶剂分子将从渗透压小的一方渗透到渗透压大的一方。即在食盐溶液存在下,微生物细菌细胞中的水分子将不断进入食盐溶液中去,导致细胞干枯致死,而起到防腐的作用。还有用纯碱发面制出的馒头,松软可口;经粮食等原料发生一系列化学变化酿制的各种饮用酒;用小苏打做出的各种可口饼干;用二氧化碳加压溶解制成的各类爽口的碳酸饮料等等。在住的方面,考古工作者在湖北省枣阳市的雕龙碑氏族公社遗址发现早在距今6000年左右的新石器时代中晚期,我们的祖先就在建筑上使用了的人工烧制的石灰。石灰最早被广泛用于修筑城墙和坟墓,后来人们将生石灰浸在水中做成熟石灰,既扩大了石灰的使用范围,又方便了保存。熟石灰干后变成洁白坚硬的碳酸钙,在古代石灰就广泛用于建筑,我国古建筑中的“粉墙黛瓦”的“粉墙”就是将熟石灰粉涂在墙上,覆盖了泥土和砖块的色彩,使房子显得美观牢固、整洁明亮。化学炼出钢铁,我们才有钢材和铁制品使用;化学加工石油,我们才能用上轻便的塑料;化学锻烧陶土,才能使房屋有漂亮的瓷砖表面。如今,各种化学建材举不胜举,PVC、UPVC、PPR、彩塑、彩铝、彩钢等各种化学板材、型材、管材、石材层出不穷,使用范围越来越广,我们的居住、学习、休闲、消费环境变得多姿多彩。化学反应是交通工具得以行驶的动力。没有燃料的燃烧放出热量,车辆根本无法开动。化学能是它们得以行动的最原始的能量来源,即使用了电做动力,也不能忘记化学能伟大的贡献。在现在,化学仍是交通工具的生命,仍对人们出行起重大作用。用的方面,我们学生平常所用的纸、笔、墨无一不与化学有关。纸是用木头做成的,又粗又脏的木头怎么会变成又白又细腻的纸呢?那就是化学的奥秘所在。发明造纸术的蔡伦,当年耗费了大量的精力造纸,最终如愿以偿,但是由于造价高,历时长,无法广泛采用。如今,只要把大量木头放进专用的池中,加入腐蚀性的药品和催化剂,便可使反应速度加快制成纸浆,然后采用化学手段,造出我们需要的各种质地、各种色彩的纸制品。化学与医学的关系就更密切了,供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧,挽救了许多人的生命。人们还应用科学的方法制造生理盐水,减轻病人的痛苦。近代,人类发明了青霉素等许多新药品,攻克了许多不治之症。在医学方面,人体缺碘会引发甲状腺肿大,缺碘还会影响儿童智力。据报道,全球10亿人生活在缺碘区,而我国就占4亿。碘缺乏的危害是关系到民族兴衰的大事。我国政府已向国际社会做出庄严承诺:在中国大地上将消除碘缺乏症,并从1995年起实现全国食盐全部加碘,全国城乡只能销售加碘食盐。又如,维生素C,又名抗坏血酸,在空气中特别是在日光下易被氧化。维生素C易溶于水,其水溶液不耐热,所以食物在烹饪时易破坏维生素C。食物变质的重要原因之一是食物被氧化,使用抗氧化剂能阻止或延缓食物氧化,以延长贮存期。维生素C是对人体有利无害的抗氧化剂,故在各种饮料、罐头等制作中广泛应用。维生素C有一定的防癌效果,它可还原致癌物亚硝酸盐。在一些重大的科学领域里,化学的作用也不小。火箭发射所需燃料,就是利用了氢氧燃烧得水的原理。在自然世界中,水受热变为水蒸气,水蒸气又上升到高空中,遇冷成为水滴,小水滴聚集成云,有了云就会降水。过去,遇到旱灾,人们束手无策。现在,人们研究出了用人工的办法降雨,采用化学手段增雨,以解除干旱现象。雪在接近地面时,遇到较暖的空气,融化成雨,落到地面上。反之,空气中的小水滴不一定能结成冰晶,于是人们就想办法,使用冷凝剂使水滴结冰。干冰是最常见的冷凝剂,还有碘化银也是。派飞机飞到云层上,将干冰或碘化银撒在云层中,就可以使冰晶形成,进而降雨。化学给人类生活带来了变化,有利也有弊,人类又把化学带入战争。日本帝国主义毫无人性地利用人做化学试验,研制化学武器。庆幸的是,现代人类已采取了措施,禁止使用核武器和化学武器。还有汽车尾气排放,造成大气污染,酸雨在警告我们,臭氧层空洞威胁着我们,环保成了化学给人们生活带来的一个重大问题。如果不注意使用化学元素,常会出现一些事故,如食物中毒。平常的酒中含有乙醇,而工业酒精中含有甲醇,甲醇是有毒的,如果使用工业酒精配酒,轻则头晕、呕吐,重则失明,甚至引起死亡。在我们的平常生活中,如一些防腐剂等用于保鲜食品类的东西,都是通过一些化学手段制出来的化学产品。如果不是这些药品起作用,怎么可能一年四季都有苹果吃呢,但是也有危害的地方,它含有一定的毒性,威胁着我们的健康。我们中学生只有好好学习科学文化知识,改善人类生活,让化学更好的为我们服务,将来让化学的益处更多些,弊处少一些。

着生产力的发展,科学技术的进步,化学与人们生活越来越密切。众所周知,我们周围的事物都是由许许多多的化学元素组成的,包括我们人体不可缺少的许多元素。化学在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用。 大家都知道食盐是怎么来的吧?现代人类经过对化学的研究,食盐可以说是取之不尽,用之不竭的。在过去,人们没有掌握科学的方法,常常做菜没有盐或者盐中缺碘,导致了“大脖子病”等等。 日常生活中,化学还给人类带来许多方便,洗衣粉和肥皂是家用去污的好产品,啤酒是人们喜欢的饮料,蒸 馒头时放些苏打,馒头蒸得又大又白又好吃,还有许许多多的例子。 化学与医学也密切相关,供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧,挽救了许多人的生命,我就是其中一个。人们还应用科学的方法制造生理盐水,减轻病人的痛苦。近代,人类发明了许多新药品,攻克了不治之症,如青霉素等。但是,癌症和艾滋病仍令医生们束手无策,这两个重大难题,相信我们未来的接班人一定能够解决的。 在一些重大的科学领域里,化学的作用也不小,火箭发射所需燃料,就是利用了氢氧燃烧得水的原理。可是残酷的人类又把化学带入战争,日本帝国主义毫无人性地利用人做化学试验。现代人类已采取了措施,比如禁止使用核武器。 化学给人类生活带来了变化,有利也有弊,汽车尾气排放,造成大气污染,酸雨在警告我们,臭氧层空洞威胁着我们,环保成了化学给人们生活带来的一重大问题。 对于我们这一代担负的任务,只有好好学习科学文化知识,改善人类生活,或许将来,化学的益处更多些。弊处少一些。

我们学了化学,都感到自己的知识增大了许多。化学与我们的生活密切相关,我们的生活中处处都有化学,只要你留心,你就可以用你所学到的化学知识解决许多你身边的小问题。 下面,我们就来解决几个你经常会遇到的问题。 生柿子为什么有涩味 不管是生在北方,还是南方的人都会有这样的生活经验:那就是在柿子树上已经红得象火一样的柿于却还不能吃。一尝,它还很涩口。这是柿子还没有完全成熟吗?是的,但是如果柿子完全熟了,那就不利于人们收摘,运输和贮存了。因此,人们往往是在柿子已经变成红色的时候就把它摘下来,放上一段时间,它就成了又香又甜的柿子了。 那么,为什么柿子会涩口呢? 原来,这是因为生柿子含有鞣质(又叫单宁),它是使柿子带涩味的原因。 为了把生柿子的涩味去掉,人们在不断的生活实践中想出了许多办法。人们有的用稻草或者松针叶子把柿子一层一层盖起来,或者把它和梨一起埋在叶子中,过上一段时间,柿子的涩味就没有了,有的人们就直接用热水把柿子一烫,柿子的涩味也自然除去。现在人们采用了“二氧化碳脱涩法”,实际上就是对以前人们生活经验的总结。人们把柿子密闭在一个室内,增加室内二氧化碳的浓度,降低氧气的浓度。这样一来,柿子就不能进行正常的呼吸,而是在缺乏氧气的条件下呼吸。生柿子在缺氧呼吸的条件下,内部会产生乙醛、丙酮等有机物。这些有机物能将溶解于水的鞣质变成难以溶解于水的物质,于是柿子吃起来再没有涩味了,而是又香又甜的了。 如果你也有几个生柿子想“脱涩”的话,可将它放在塑料袋内,把袋口扎紧。一般,过几天后,也可以达到脱涩的目的。 金黄色的香蕉怎样来 在遥远的北方的同学,也可以吃到南方可口的又香又甜的香蕉了。你知道这是为什么吗? 我们知道,香焦是南方的特产,它生性娇气,碰不得,搞得不好就会成批腐烂,而且生摘下来的香蕉又不会自动地成熟,这可怎么办呢? 先不着急,首先香蕉有成熟后易被弄坏腐烂的缺点,所以为了从路途遥远的南疆将香蕉运到四面八方,人们不能等香蕉熟透了再采摘,而是在香蕉未熟透的情况下采收的。这时的香蕉皮是青绿色,体内的大量淀粉还未变成葡萄糖与果糖,所以“身板”很硬朗,碰碰撞撞也不在乎。这种香蕉便于长途运输。 运到目的地的香蕉,仍是青皮硬肉,味儿既涩嘴又不甜,当然不能到市场上去卖。等它自己熟嘛,可不行。当然,人们自会找到办法。香蕉已从树上摘下,它自己已经失去了使自己成熟的能力。 于是,人们找到了一种办法。他们把气体乙烯(C2H4)通入装香蕉的仓库内,它会使香蕉体内的氧化还原酶活性增强,水溶性的鞣质凝固起来。同时,果皮中的叶绿素销声匿迹,青绿色的香蕉变得黄澄澄的惹人喜爱。果肉也变得柔软了,还散发出一种芳香气味。香蕉成熟了! 乙烯不仅能催熟香蕉和别的水果,它还能叫橡胶多产橡胶乳、烟叶提早成熟呢。它真是一种神奇的气体。 “捞糟”为什么是甜的 生活在南方的同学一定知道什么叫做“捞糟”,它还有一个名字叫甜酒。它虽然有酒的芳香,却不是酒。它是人们用懦米或籼米做成的。 我们知道,大米是我国人民的一种主要食粮。大米中除了含有7%左右的蛋白质外,它的主要营养成分是77%的淀粉。这些淀粉是供给人体热能的主要来源。 当我们把大米煮成米饭后,趁温热时和上做酒酿用的酒药(俗名叫酒曲),加上盖,保暖将近一天后,打开一看,味道变了,味道又甜又醇,十分可口。这就是南方所称的甜酒了。 为什么大米饭加上酒药后就成了甜酒呢? 我们知道,淀粉和葡萄糖等糖类物质都属于碳水化合物,它们在分子组成上有共同之处。淀粉的分子是由许许多多的葡萄糖小分子联结而成的。 在酒药中含有促使淀粉水解的淀粉酶,它能使淀粉变成有甜味的麦芽糖,淀粉酶在人的唾液中也存在,当我们将米饭在嘴中嚼得久一些,也会觉得有甜味,这就是淀粉转化为麦芽糖了。 在做酒酿时,麦芽糖又在药酒中含的麦芽糖转化酶的帮助下,转化为葡萄糖,另有一部分发酵成酒精。这样,原来淡而无味的大米饭,就变成了甘甜芳香的甜酒了。 “闻着臭,吃着香” 臭豆腐是广大人民喜爱的一种食品。“闻着臭,吃着香”是臭豆腐的特有风味。越臭的臭豆腐,吃起来越香。 没有吃过臭豆腐的同学一定不可能想象,为什么那么臭不可挡的臭豆腐却有着那么多的食客?你如果捏着鼻子,硬着头皮去勇敢地一尝,那你肯定不会问为什么了。 原来臭豆腐虽奇臭,但却鲜美异常,难怪它臭味挡不住了。 臭豆腐的制法是:先用大豆加工成含水量较少的豆腐,然后接人毛霉菌种发酵。臭豆腐都是在夏天生产的,此时发酵温度高,豆腐中的蛋白质分解比较彻底。蛋白质分解后的含硫氨基酸还进一步分解,产生了少量的硫化氢气体。硫化氢有刺鼻的臭味,因而臭豆腐闻起来有服浓烈的臭味。 又由于豆腐中的蛋白质分解得比较多,比较彻底,臭豆腐中就含有了大量的氨基酸。许多氨基酸都具有鲜美的味道,例如味精的成分就是一种氨基酸,叫麸氨酸。因此臭豆腐吃起来就无比的鲜美可口,芳香异常了。 臭豆腐还是一项中国的专利产品呢!许多著名的名吃都与臭豆腐有关,例如油炸臭豆腐就是特别有名的小吃。 醇母与发酵粉的较量 在我们的生活中,制作糕点、馒头等的面团一般都要添加酵母或发醇粉进行发酵,这样制成的糕点、面包才会疏松可口,用酵母与发酵粉进行发酵,究竟哪个好呢? 我们先来分析分析。 酵母中含有一定量的麦芽糖酶及蔗糖酶,它不能直接使面粉中的大量淀粉发生变化。面粉本身含有少量淀粉酶,它能使淀粉水解成麦芽糖: 2(C6H10O5)n+nH2O nC12H22O11 淀粉 麦芽糖 接着,酵母中的酶发挥作用,促进面粉中原含有的微量蔗糖以及新产生的麦芽糖发生水解: C12H22O11+H2O C6H12O6 蔗糖葡萄糖果糖 C12H22O11+H2O 2C6H12O6 麦芽糖葡萄糖 酵母利用葡萄糖与果糖氧化提供的能量,将两种糖转化成二氧化碳和水: C6H12O6+6O2→6CO2十6H2O十热量 生成的二氧化碳气体在面筋的网络中出不去,在加热蒸烤时,二氧化碳气体受热膨胀,将糕点撑大了许多。 用酵母做成的食品松软可口,有特殊风味,易于消化。酵母本身含有丰富的蛋白质及维生素B,可以增加成品的营养价值。因此面制品大都用酵母发酵。 但是用酵母发酵对于含糖与油较多的面团往往达不到预期的效果,其原因是糖和油对酵母菌有抑制作用。另外,用酵母发酵耗费的时间长,搞得不好,要么面团发不起来,要么面团发酸,发酵过了头。因此,也有用发酵粉来代替酵母来制作糕点的。 发酵粉一般是碳酸氢钠(NaHCO3,又称小苏打)同磷酸二氢钠(NaH2PO4)的混和物,也有用碳酸氢铵(NH4HCO3)的。发酵粉调和在面团中,受热时就产生出二氧化碳气体,使面制品成为疏松、多孔的海绵状。发酵粉使用时不受发酵时间限制,随时可用,对多油多糖的面团照样起发泡疏松作用。缺点是它的碱性会破坏面团中的维生素,降低营养价值,还会产生混合不均匀而导致面制品中有的地方碱太多发黄而不能吃的情况。 由此可见,两者各有千秋,但总的说来,一般情况下,人们总是用酵母来发酵的。 不要让颜色迷惑了眼睛 我们经常会看到在塑料日记本、活页夹等用品上烫有金字或金色的图案花纹。这金字或金色的图案是用金粉烫上去的。这黄金色的金粉难道是用黄金磨成的粉吗?当然不是。金太昂贵了,人们绝不会拿它来磨粉用来装饰一般的用品,那么,金粉到底是用什么做成的呢? 原来,金粉是用铜和锌的合金——寅铜傲成的。它的颜色与黄金一模一样,在我国汉朝时人民就会制造黄铜了,这就是后人称的“伪黄金”,当时的法律就明文禁止使用。我们知道铜是紫红色的,锌是银白色的,它俩的合金——黄铜,与金子一样黄澄澄、亮闪闪的。人们将黄铜的薄片和少量润滑剂经过捣碎和抛光制成的金粉。金粉广泛用于油漆与油墨中。 同样,在油漆与油墨中使用的银粉也不是银子做的。银粉是使用价格便宜而且还和银一样有银白色光泽的铝制成的。铝粉质量轻,在空气中很稳定,对光线的遮断力大,反射光的能力强……这一系列的优点,使铝粉夺得了“银粉”的桂冠。 制铝粉有两种方法。一种方法是将纯铝薄片同少量润滑剂混和后用机械捣碎。另一种方法是将纯铝热熔融成液体(铝的熔点较低,只有660℃),然后喷雾成微细的铝粉。 名不符实的“樟脑丸” 衣服与书放在橱里,过一段时间,打开橱门一看,啊,好好的衣服与书本上面竟有一个个小洞洞!这是谁捣的鬼? 这是专靠吃衣服与书本为主的蠹鱼干的,所以人们又常叫这种蛀虫为“衣鱼”。为了赶走这些坏家伙,人们总在橱或箱里放进一些“樟脑丸”。樟脑很容易挥发,有股浓烈的气味,蠹鱼闻得了只得退避三舍,逃之夭夭。 但樟脑价格较贵,并且在医药上(用以配强心药)、化学工业上(制赛璐珞塑料)有着更为重要的用途。所以日常买来的“樟脑丸”并不是用樟脑作的,而是用萘制的。 萘的分子组成是C10H8,纯萘是无色片状结晶,与樟脑一样,可直接蒸发成气体——升华。萘的气味同样能使蠹鱼受到刺激,因此是一种良好驱虫防蛀剂。 萘是从煤焦油中提炼出来的,价格比樟脑便宜。不过使用要注意,乎时买来的卫生球不很纯。里面还含有一些煤焦油,会让衣服上沾上煤焦油的污迹。因此用时应将一个个卫生球分别用纸包起来,再放到橱里或衣箱里去,等它全部挥发完毕,残留的煤焦油杂质就会被纸吸附住了,再不会给衣服增添麻烦了。

数学模型论文日常生活中的问题

可以毫不夸张的说,数学建模的应用遍及生活的方方面面.比如说投资组合、饲料配方、指派问题、车辆调度、人口预报等等.

数学建模在生活中的应用有:物流中心选址、云计算资源调度、电力系统的优化、打车订单的派遣、最短路径的选取、疫情环境下的物资调度分配、空气质量预测等等,可以说生活中的无论大、小问题都可以利用数学建模的方法来很好地解决。

数学学科是来源干现实生活,同时又为生活提供服务。生活中的数学建模涉及到的问题比较贴近实际,具有一定的实践性和趣味性,生活实际问题解决所需知识一般以初等数学为手,数学生活化应用简单较容易。大此,生活中的数学建模的应用应该得到重视,大众数学应用意识和能力应该不断提高,运用数学思维和方法分析,解决实际问题的能力是很有必要得到重视和强调的。

论数学建模在经济学中的应用【摘 要】当代西方经济认为,经济学的基本方法是分析经济变量之间的函数关系,建立经济模型,从中引申出经济原则和理论进行决策和预测。【关键词】经济学 数学模型 应用在经济决策科学化、定量化呼声日渐高涨的今天,数学经济建模更是无处不在。如生产厂家可根据客户提出的产品数量、质量、交货期、交货方式、交货地点等要求,根据快速报价系统(根据厂家各种资源、产品工艺流程、生产成本及客户需求等数据进行数学经济建模)与客户进行商业谈判。一、数学经济模型及其重要性数学经济模型可以按变量的性质分成两类,即概率型和确定型。概率型的模型处理具有随机性情况的模型,确定型的模型则能基于一定的假设和法则,精确地对一种特定情况的结果做出判断。由于数学分支很多,加之相互交叉渗透,又派生出许多分支,所以一个给定的经济问题有时能用一种以上的数学方法去对它进行描述和解释。具体建立什么类型的模型,既要视问题而定,又要因人而异。要看自己比较熟悉精通哪门学科,充分发挥自己的特长。数学并不能直接处理经济领域的客观情况。为了能用数学解决经济领域中的问题,就必须建立数学模型。数学建模是为了解决经济领域中的问题而作的一个抽象的、简化的结构的数学刻划。或者说,数学经济建模就是为了经济目的,用字母、数字及其他数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图象、框图等描述客观事物的特征及其内在联系的数学结构的刻划。而现代世界发展史证实其经济发展速度与数学经济建模的密切关系。数学经济建模促进经济学的发展;带来了现实的生产效率。在经济决策科学化、定量化呼声日渐高涨的今天,数学经济建模更是无处不在。如生产厂家可根据客户提出的产品数量、质量、交货期、交货方式、交货地点等要求,根据快速报价系统与客户进行商业谈判。二、构建经济数学模型的一般步骤1.了解熟悉实际问题,以及与问题有关的背景知识。2.通过假设把所要研究的实际问题简化、抽象,明确模型中诸多的影响因素,用数量和参数来表示这些因素。运用数学知识和技巧来描述问题中变量参数之问的关系。一般情况下用数学表达式来表示,构架出一个初步的数学模型。然后,再通过不断地调整假设使建立的模型尽可能地接近实际,从而得到比较满意的结论。3.使用已知数据,观测数据或者实际问题的有关背景知识对所建模型中的参数给出估计值。4.运行所得到的模型。把模型的结果与实际观测进行分析比较。如果模型结果与实际情况基本一致,表明模型是符合实际问题的。我们可以将它用于对实际问题进一步的分析或者预测;如果模型的结果与实际观测不一致,不能将所得的模型应用于所研究的实际问题。此时需要回头检查模型的组建是否有问题。问题的假使是否恰当,是否忽略了不应该忽略的因素或者还保留着不应该保留的因素。并对模型进行必要的调整修正。重复前面的建模过程,直到建立出一个经检验符合实际问题的模型为止。一个较好的数学模型是从实际中得来,又能够应用到实际问题中去的。三、应用实例商品提价问题的数学模型:1.问题商场经营者即要考虑商品的销售额、销售量。同时也要考虑如何在短期内获得最大利润。这个问题与商场经营的商品的定价有直接关系。定价低、销售量大、但利润小;定价高、利润大但销售量减少。下面研究在销售总收入有限制的情况下.商品的最高定价问题。2.实例分析某商场销售某种商品单价25元。每年可销售3万件。设该商品每件提价1元。销售量减少0.1万件。要使总销售收入不少于75万元。求该商品的最高提价。解:设最高提价为X元。提价后的商品单价为(25+x)元提价后的销售量为(30000-1000X/1)件则(25+x)(30000-1000X/1)≥750000(25+x)(30-x)≥750[摘要]本文从数学与经济学的关系出发,介绍了数学经济模型及其重要性,讨论了经济数学模型建立的一般步骤,分析了数学在经济学中应用的局限性,这对在研充经济学时有很好的借鉴作用。即提价最高不能超过5元。四、数学在经济学中应用的局限性经济学不是数学,重要的是经济思想。数学只是一种分析工具数学作为工具和方法必须在经济理论的合理框架中才能真正发挥其应有作用,而不能将之替代经济学,在经济思想和理论的研究过程中,如果本末倒置,过度地依靠数学,不加限制地“数学化很可能阉割经济学的本质,以至损害经济思想,甚至会导致我们走入幻想,误入歧途。因为:1.经济学不是数学概念和模型的简单汇集。不是去开拓数学前沿而是借助它来分析、解析经济现象,数学只是一种应用工具。经济学作为社会科学的分支学科,它是人类活动中有关经济现象和经济行为的理论。而人类活动受道德的、历史的、社会的、文化的、制度诸因素的影响,不可能像自然界一样是完全可以通过数学公式推导出来。把经济学变为系列抽象假定、复杂公式的科学。实际上忽视了经济学作为一门社会科学的特性,失去经济学作为社会科学的人文性和真正的科学性。2.经济理论的发展要从自身独有的研究视角出发,去研究、分析现实经济活动内在的本质和规律。经济学中运用的任何数学方法,离不开一定的假设条件,它不是无条件地适用于任何场所,而是有条件适用于特定的领域在实际生活中社会的历史的心理的等非制度因素很可能被忽视而漏掉。这将会导致理论指导现实的失败。3.数学计量分析方法只是执行经济理论方法的工具之一,而不是惟一的工具。经济学过分对数学的依赖会导致经济研究的资源误置和经济研究向度的单一化,从而不利于经济学的发展。4.数学经济建模应用非常广泛,为决策者提供参考依据并对许多部门的具体工作进行指导,如节省开支,降低成本,提高利润等。尤其是对未来可以预测和估计,对促进科学技术和经济的蓬勃发展起了很大的推动作用。但目前尚没有一个具有普遍意义的建模方法和技巧。这既是我们今后应该努力发展的方向,又是我们不可推卸的责任。因此,我们要以自己的辛勤劳动,多实践、多体会,使数学经济建模为我国经济腾飞作出应有的贡献。参考文献:[1]孙红伟.商场经营管理中的几个数学模型分析[J].商场现代化,2006,(8).

现代生活与材料论文题目

一、比较好写的材料科学论文题目:1、表面活性剂在纳米材料科学中的应用2、高分辨透射X射线三维成像在材料科学中的应用3、“面向新世纪材料科学与工程专业建设与人才培养的综合改革与实践”实践教学改革报告4、提高材料科学与工程专业毕业设计质量的探索与实践5、材料科学与工程专业实验教学改革与实践6、激光技术在材料科学中的应用7、材料科学与工程专业平台课程材料物理性能本科生教学改革的探讨8、量子化学计算方法在材料科学领域的初步应用9、材料科学与工程专业的工程教育实践10、嵌入原子方法理论及其在材料科学中的应用11、现代球墨铸铁的诞生,应用及技术发展趋势:20世纪材料科学最重大的技术进 ?12、表面处理技术现状及其在材料科学中的应用13、固态组合化学及其在材料科学中的应用14、核辐射技术及其在材料科学领域的应用15、分形论在材料科学中的应用16、材料科学与工程专业实验教学的改革17、材料科学与工程实践教学体系的建立与实施18、仿地成岩的新一代胶凝材料——凝石——自然科学、材料科学与循环经济的新焦点19、无机新材料研究与材料科学20、材料科学与工程导论课程双语教学实践初探二、材料科学毕业论文题目推荐:1、试论材料科学与工程的内涵与研究方法2、材料科学中的介电谱技术3、材料科学与工程课程实验教学改革思路4、基于材料科学和材料加工有机结合的新型实验课程体系5、材料科学与工程专业实验教学体系的改革6、材料科学的一个新生长点——生态材料学7、体视学在材料科学研究中的进展与展望8、材料科学:材料实验——管线钢落锤撕裂试验方法的建立、应用及发展9、复合材料科学与工程10、材料科学专业研究应用型人才培养模式的改革与探索11、金相学史话(6):电子显微镜在材料科学中的应用12、材料科学与工程专业实践教学环节的现状与对策13、X射线吸收精细结构谱在材料科学中的应用14、电子理论在材料科学中的应用15、“材料科学基础”课程的教学改革与实践16、材料科学与工程学院课程教学团队建设的措施与成效17、计算机在材料科学中的应用18、材料科学中的计算机模拟19、材料科学数据库的发展现状20、材料科学与工程专业材料概论双语教学探讨三、大学材料科学论文题目大全集:1、智能材料———材料科学发展新趋势2、材料科学与工程专业学生实践创新能力的培养3、材料科学与工程专业教学改革与发展设想4、材料科学中的分子动力学模拟研究进展5、三维原子探针及其在材料科学研究中的应用6、计算机模拟技术在材料科学中的应用7、二十一世纪初的材料科学技术8、材料科学数据库的研究现状及其发展趋势9、材料科学与工程虚拟仿真实验教学中心的建设10、分子模拟软件CERIUS2及其在材料科学中的应用11、材料科学与工程专业本科生生产实习的改革与实践12、人工神经网络在材料科学研究中的应用13、材料科学基础的教学改革与实践14、美国和欧洲的材料科学与工程教育(一)15、人工神经网络在材料科学中的应用与展望16、材料科学与工程专业的实践教学改革与实践17、研究型教学在“材料科学基础”课程的实践与思考18、应用型本科《材料科学基础》课程建设与改革19、面向未来的材料科学与工程专业教学改革与实践20、材料科学基础课程教学改革与实践四、最新材料科学论文选题参考:1、磁控溅射技术及其在材料科学中的应用2、材料科学与工程专业教学平台实验室综合实验课程改革初探3、发展生物质材料与生物质材料科学4、扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用5、分子动力学模拟及其在材料科学中的应用6、材料科学与工程实验教学示范中心建设的思考与实践7、纳米材料科学中的谱学研究8、现代球墨铸铁的诞生、应用及技术发展趋势--20世纪材料科学最重大的技术进展之一9、电子背散射衍射在材料科学研究中的应用10、材料科学与工程实验教学中心的改革与实践11、材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设12、面向21世纪的材料科学与工程本科教育13、选择合适审稿人提高刊物学术质量--《武汉理工大学学报-材料科学版》(英文版)遴选审稿人的体会14、材料科学中的分形15、材料科学与工程专业应用型人才培养的思考16、材料科学与工程专业平台实验室建设与管理17、材料化学课程的内容设置及其与材料科学的关系18、《材料科学基础》综合设计型实验教学的探索19、材料科学中的分形理论应用进展20、材料科学技术的生长点五、大学生优秀材料科学论文题目:1、溶胶—凝胶工艺在材料科学中的应用2、材料科学与工程专业实验课程体系的改革3、第一原理方法在材料科学中的应用4、多孔材料引论——材料科学与工程系列5、跨世纪材料科学技术的若干热点问题6、跨世纪材料科学技术的若干热点问题(摘要)7、跨世纪材料科学技术的若干热点问题8、均恒强磁场在材料科学中的应用9、大材料专业“材料科学基础”课程的教改认识与实践10、固体力学与材料科学交缘的几个新课题11、现代扫描电镜的发展及其在材料科学中的应用12、论材料科学的理论基础13、材料科学中的点击化学14、分形理论及其在材料科学中的应用15、稳恒强磁场技术的发展及其在材料科学中的应用16、纳米压痕技术在材料科学中的应用17、电子背散射衍射技术及其在材料科学中的应用18、基于ESI数据库的材料科学领域文献计量分析研究19、非线性光学晶体材料科学20、光化学基本原理与光子学材料科学

随着我国新材料、新工艺的快速发展,在现代家庭装饰中,利用竹制品装扮居家已成为一种时尚和趋势,受到越来越的人们的关注。为此,本文拟就竹制地板在家庭装饰中的具体应用进行交流与探讨。1 竹子及竹制地板1.1竹子及其特点竹子本为多年生一次性开花植物,属于禾本科植物。竹子也是世界上生长最快的植物,慢时每昼夜可生长20~30cm,快时每昼夜可生长达150~200cm。毛竹30~40天可长高15~18m。所以竹子具有易繁殖、易栽种、生长快,成材早,产量高等特点。正是由于竹子生长周期短的特点,所以竹材的原料成本比木材要低,因此竹制地板的价格要比实木地板的价格要低。虽然竹子自身并不生凉防热,但由于导热系数低,所以竹地板无论在什么季节,都可以让人舒适地赤脚在上面行走,并有一种清凉感。所以竹制地板特别适合铺装在起居室里。纯天然的材质和色泽会使你的家里的充满幽静清雅的朴实,自然的感觉。与实木地板、强化木地板相比,其自然、朴素、清凉的感观是其二者所不能比拟的。特别是在盛夏,赤足走在竹制地板上,一股清爽与快感随之而来,这也许是夏日里最美的一种享受。不过,虽然经过技术处理,竹地板的耐水性得到了一定的提高,但过于潮湿的环境对它的使用寿命还是有很大损害,所以一般来说竹地板不适合用于浴室、洗手间、厨房等区域。另外竹制地板的纯天然的材质也更有利于环保和健康。竹地板纤维硬,密度大,水分少,不易变形,打理起来也轻松得多。1.2竹制地板及其家庭装饰选择1.2.1竹制地板的性能与特点竹地板通常由四块竹片拼成面板,五块竹片拼成芯板,四块或六块竹片拼成底板,最终经热压而成,经过科学处理的竹地板具有防霉、防蛀、抗老化、抗静电、防潮、坚实、耐磨等特点。此外,天然竹材经拼接后,花纹清晰优雅,给人以回归自然的美感。竹地板与传统的木地板及其他装修材料相比,具有许多优点:它打破了传统企口木地板的制作工艺。其目的是重组竹材纹理结构和更合理的利用竹材,解决了竹材的变形问题。经过二次热处理工序的竹地板不会随季节变化而出现裂缝、起拱现象,始终以完美、平整的面貌出现。竹地板还具备较高的硬度和抗变强度等。另外,竹地板表面涂饰的UV紫外光固化漆,具有阻燃、防火、耐磨等功能,即使与耐磨性能较强的酚醛树脂板相比,其耐磨性约为它的两倍。经老化实验测试结果表明,竹地板在-20℃至80℃范围内冷热循环32小时,仍保持不变形,漆膜亦无白化、龟裂、剥离现象。竹地板与传统的装饰材料花岗石相比,既不会有放射性物质,也不存在PAH致癌物,并且竹材中含有大量有益于人体健康的物质,它的EI挥发性只是国家标准的十分之一左右。同木地板一样,属保健地板。竹地板的保养也较方便,其漆膜防污染和抗静电性强,吸尘器、湿布和温和的清洁剂就能保持地板的干净爽洁。竹地板由于在制造过程中,可以随意控制其含水率,根据各地区湿度的高低决定其最终含水率的高低,因而既可以适应南方湿润的气候,也可以满足北方干燥气候的要求。竹地板在铺设安装过程中,同木地板一样,可以制成企口,便于拼接,也可用圆钉钉或胶粘剂固定等。但竹地板在安装时如用圆钉固定的话,先得引孔,再钉固,以防劈裂。1.2.2家庭装饰中竹制地板的选择目前在竹地板按色彩来划分主要分为两种:一种是自然色,竹地板的色差比木地板小,受日照影响不严重,没有明显的阴阳面差别,所以由新鲜毛竹加工而成的竹地板有丰富的竹纹,而且色泽匀称,做成地板色调比较统一,自然色中又分为本色和碳化色,本色以清漆加工表面,取竹子最基本的颜色,亮丽明快;碳化色与胡桃木的颜色相近,其实是竹子经过烘焙转变而成,凝重沉稳中依然可见清晰的竹纹。另一种是人造上漆的,可以调配各种缤纷的色彩,不过竹纹已经不太明显。此外,竹地板的表面处理多用清漆,并有哑光油漆、亮光油漆、耐磨漆三种。但由于目前竹地板加工生产行业管理尚不规范,企业之间技术设备和生产管理差距很大,因此产品的质量差异也很大,在选购时应重点考察以下几点:合格的产品质检报告原件(加盖红色骑缝章);由于竹地板正反两面用油漆封底,其密封性不如强化木地板,购买时一定要注意其甲醛含量是否达标,如果不放心最好委托质检站对其产品进行检测;看产品资料是否齐全。通常,正规产品按国家规定应有一套完整的产品资料,包括生产厂家、品牌、产品标准、检验等级、使用说明、售后服务等资料。也可选择取得中国环境标志(绿色十环认证)的产品,这类厂家的加工生产能力相对较强。正规厂家生产的竹地板已不同于传统意义上的藤竹用品,传统工艺是指利用竹子的原貌,通过加热使其弯曲,或用切割等方法加工而成的竹制品,虽然经过一些漂白、杀菌等民间工艺的处理,但从外观上很难判断出,因此在气候干燥的北方,竹制品常常会开裂、变形。但现代的竹地板加工工艺与它们都不同,它是将原竹通过现代机械化的蒸、煮、漂白等高温杀菌处理后,加工成集成板材。像竹木复合地板的表层和底层都是竹材,中间为杉木、杨木等软材胶合而成,其抗折强度及表面硬度、耐磨程度都要比木地板高出一倍左右,弹性更好。所以一般也就不会发生开裂、变形的现象。2 竹制地板的安装2.1 把施工区内打扫干净,并保持室内干燥。2.2选用干燥的杉木条,用膨胀螺丝固定在地面上。竹地板可直接铺设在龙骨上,也可在龙骨上铺一层胶合板后再安装竹地板较为科学。2.3竹地板安装与木地板一样,必须在竹地板宽度方向(两边墙边)留有伸缩逢,建议至少留有10毫米缝隙。在离墙边10毫米出,开始铺设第一片竹地板,在地板一面的凹槽内钻一斜钉眼钉入铁钉,固定在长条木上,依次拼接。2.4 铺装竹地板时,用锤子锤击一块下脚料,使地板块相互贴紧。每块企口板要用暗钉斜向钉进企口,与一下一块企口板牢固连接。2.5在门框周围铺装竹地板时,应按门框周围情况先用硬纸板做一个模型,然后用这个硬纸板作为样板来下料,以便进行组装。2.6最后一排板条不能用暗钉与其连接时,应直接在板面上钉钉。2.7安装踢脚板及其装饰线脚。3 竹制地板的养护竹地板在理论上的使用寿命可达20年左右,正确的使用和保养是延长竹地板使用寿命的关键。竹地板在使用中最重要的是要保持室内干湿度,因为它虽经干燥处理,但因竹材是自然材料,所以它还会随气候干湿度的变化而变化。在北方地区遇干燥季节,特别是开放暖气时,消费者应在室内通过不同方法调节湿度,如用加湿器或在暖气上放盆水等。而在夏季潮湿时,应多开窗通风,保持室内干燥。另外,避免用锐器、重物撞击和摩擦,不能接触有机溶剂及其他有腐蚀性的化学药品;不要让阳台、浴室、厨房等处溢出的水弄湿;地板清洁时不得洒水,只可用半干布擦洗。归纳起来,竹制地板日常保养主要把握要点有:3.1 在门口放置一块柔软鞋垫,防止沙尘进入;3.2防止沉重、尖硬物冲地板,在椅子及重家具等经常磨损出应置保护垫;3.3保持地板干燥清洁,防止强烈阳光直晒,避免用水直接冲洗地板;3.4可用地板蜡涂擦式地板,可减少对地板的磨损,以保持如新。4结 语随着建筑装饰材料技术的发展,竹制建材在建筑装饰工程的运用也越来越广泛而成熟。如今,利用竹制材料装饰的居家、酒店及办公楼宇,有些天然朴实,有的富丽堂皇,有的却别具一格,将大自然与现代气息融为一体,耐人寻味。可见竹制材料在建筑装饰中已超越了一般装饰的作用,大有向更高层次的装饰艺术迈进的趋势。故此,竹制材料在建筑装饰领域必将有着十分广阔而迷人的前景!【参考文献】[1]黄若如.竹木装饰材料的防护与美化[M].中国建材工业出版社,1997,(8).[2]石林.木竹装饰材料.安徽科学技术出版社[M].1999,(8).

我也不是很清楚的啊

高分子材料 macromolecular material 以高分子化合物为基础的材料。包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。 高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂,标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料。 高分子材料的结构决定其性能,对结构的控制和改性,可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点,使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能,从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。 分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质,添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同,分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体,添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点,并可根据需要进行材料设计。 利用高分子材料制造的塑料制品 此外,高分子材料按用途又分为普通高分子材料和功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外,还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。 加工工艺 高分子材料的加工成型不是单纯的物理过程,而是决定高分子材料最终结构和性能的重要环节。除胶粘剂、涂料一般无需加工成形而可直接使用外、橡胶、纤维、塑料等通常须用相应的成形方法加工成制品。一般塑料制品常用的成形方法有挤出、注射、压延、吹塑、模压或传递模塑等。橡胶制品有塑炼、混炼、压延或挤出等成形工序。纤维有纺丝溶体制备、纤维成形和卷绕、后处理、初生纤维的拉伸和热定型等。 在成型过程中,聚合物有可能受温度、压强、应力及作用时间等变化的影响,导致高分子降解、交联以及其他化学反应,使聚合物的聚集态结构和化学结构发生变化。因此加工过程不仅决定高分子材料制品的外观形状和质量,而且对材料超分子结构和织态结构甚至链结构有重要影响

新型材料论文范文

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

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