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硅单晶原子纳米扫描隧道显微镜影象单个细菌用肉眼是根本看不到的，用显微镜测直径大约是五微米。举个例子来说，假设一根头发的直径是毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是一纳米。也就是说，一纳米大约就是毫米.纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的发展带动了与纳米相关的很多新兴学科。有纳米医学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等。全世界的科学家都知道纳米技术对科技发展的重要性，所以世界各国都不惜重金发展纳米技术，力图抢占纳米科技领域的战略高地。我国于1991年召开纳米科技发展战略研讨会，制定了发展战略对策。十多年来，我国纳米材料和纳米结构研究取得了引人注目的成就。目前，我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家，充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。 对于固体粉末或纤维，当其有一维尺寸小于100nm，即达到纳米尺寸，即可称为所谓纳米材料，对于理想球状颗粒，当比表面积大于60m2/g时，其直径将小于100nm，即达到纳米尺寸。[编辑本段]纳米技术的含义 所谓纳米技术，是指在纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。 纳米 纳米技术与微电子技术的主要区别是：纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能，是利用电子的波动性来工作的；而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能，是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的，就是要实现对整个微观世界的有效控制。 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 纳米技术（纳米科技nanotechnology） 纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。 从迄今为止的研究状况看，关于纳米技术分为三种概念。第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。 第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去，从理论上讲终将会达到限度。这是因为，如果把电路的线幅变小，将使构成电路的绝缘膜的为得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。 第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。 所谓纳米技术，是指在纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。 纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。 虽然距离应用阶段还有较长的距离要走，但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景，美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视，纷纷制定研究计划，进行相关研究。[编辑本段]纳米电子器件的特点. 以纳米技术制造的电子器件，其性能大大优于传统的电子器件： . 工作速度快，纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍，因而可使产品性能大幅度提高。功耗低，纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。信息存储量大，在一张不足巴掌大的5英寸光盘上，至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻，可使各类电子产品体积和重量大为减小。纳米材料“脾气怪” 纳米金属颗粒易燃易爆 几个纳米技术纳米的金属铜颗粒或金属铝颗粒，一遇到空气就会产生激烈的燃烧，发生爆炸。因此，纳米金属颗粒的粉体可用来做成烈性炸药，做成火箭的固体燃料可产生更大的推力。用纳米金属颗粒粉体做催化剂，可以加快化学反应速率，大大提高化工合成的产出率。 纳米金属块体耐压耐拉 将金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料，强度比一般金属高十几倍，又可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车、轮船，重量可减小到原来的十分之一。 纳米陶瓷刚柔并济 用纳米陶瓷颗粒粉末制成的纳米陶瓷具有塑性，为陶瓷业带来了一场革命。将纳米陶瓷应用到发动机上，汽车会跑得更快，飞机会飞得更高。 纳米氧化物材料五颜六色 纳米氧化物颗粒在光的照射下或在电场作用下能迅速改变颜色。用它做士兵防护激光枪的眼镜再好不过了。将纳米氧化物材料做成广告板，在电、光的作用下，会变得更加绚丽多彩。 纳米半导体材料法力无边 纳米半导体材料可以发出各种颜色的光，可以做成小型的激光光源，还可将吸收的太阳光中的光能变成电能。用它制成的太阳能汽车、太阳能住宅有巨大的环保价值。用纳米半导体做成的各种传感器，可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化，在监控汽车尾气和保护大气环境上将得到广泛应用。 纳米药物治病救人 把药物与磁性纳米颗粒相结合，服用后，这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引，使药物集中到患病的组织中，药物治疗的效果会大大提高。还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管，“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离，也可以用来携带DNA治疗基因缺陷症。目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞，在治疗人的骨髓疾病的临床实验上获得成功，前途不可限量。 纳米卫星将飞向天空 在纳米尺寸的世界中按照人们的意愿，自由地剪裁、构筑材料，这一技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起，它既具有芯片的功能，又可探测到电磁波(包括可见光、红外线和紫外线等)信号，同时还能完成电脑的指令，这就是纳米集成器件。将这种集成器件应用在卫星上，可以使卫星的重量、体积大大减小，发射更容易，成本也更便宜。纳米技术走入百姓生活 9月27日，中国科学院化学所的专家宣布研制成功新型纳米材料———超双疏性界面材料。这种材料具有超疏水性及超疏油性，制成纺织品，不用洗涤，不染油污；用于建筑物表面，防雾、防霜，更免去了人工清洗。专家称：纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”。 随着科学家的一次次努力，“纳米”这个几年前对我们还十分生疏的字眼，眼下却频频出现在我们的视线。 纳米是一个长度单位，1纳米等于十亿分之一米，20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。90年代起，各国科学家纷纷投入一场“纳米战”：在至100纳米尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性。 中国当然不甘人后，1993年，中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地，并居于国际科技前沿。 1998年，清华大学范守善小组在国际上首次把氮化镓制成一维纳米晶体。同年，我国科学家成功制备出金刚石纳米粉，被国际刊物誉为：“稻草变黄金———从四氯化碳制成金刚石。” 1999年，北京大学教授薛增泉领导的研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面，并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针。 中科院成会明博士领导的研究组合成出高质量的碳纳米材料，被认定为迄今为止“储氢纳米碳管研究”领域最令人信服的结果。 中科院物理所研究员解思深领导的研究组研制出世界上最细的碳纳米管———直径纳米，已十分接近碳纳米管的理论极限值纳米。这个研究小组，还成功地合成出世界上最长的碳纳米管，创造了“3毫米的世界之最”。 在主题为“纳米”的争夺战中，中国人频频露脸，尤其在碳纳米管合成以及高密度信息存储等领域，中国实力不容小觑。 科学界的努力，使“纳米”不再是冷冰冰的科学词语，它走出实验室，渗透到中国百姓的衣、食、住、行中。 居室环境日益讲究环保。传统的涂料耐洗刷性差，时间不长，墙壁就会变得斑驳陆离。现在有了加入纳米技术的新型油漆，不但耐洗刷性提高了十多倍，而且有机挥发物极低，无毒无害无异味，有效解决了建筑物密封性增强所带来的有害气体不能尽快排出的问题。 人体长期受电磁波、紫外线照射，会导致各种发病率增多或影响正常生育。现在，加入纳米技术的高效防辐射服装———高科技电脑工作装和孕妇装问世了。科技人员将纳米大小的抗辐射物质掺入到纤维中，制成了可阻隔95%以上紫外线或电磁波辐射的“纳米服装”，而且不挥发、不溶水，持久保持防辐射能力。 同样，化纤布料制成的衣服因摩擦容易产生静电，在生产时加入少量的金属纳米微粒，就可以摆脱烦人的静电现象。 白色污染也遭遇到“纳米”的有力挑战。科学家将可降解的淀粉和不可降解的塑料通过特殊研制的设备粉碎至“纳米级”后，进行物理结合。用这种新型原料，可生产出100%降解的农用地膜、一次性餐具、各种包装袋等类似产品。农用地膜经4至5年的大田实验表明：70到90天内，淀粉完全降解为水和二氧化碳，塑料则变成对土壤和空气无害的细小颗粒，并在17个月内同样完全降解为水和二氧化碳。专家评价说，这是彻底解决白色污染的实质性突破。 从电视广播、书刊报章、互联网络，我们一点点认识了“纳米”，“纳米”也悄悄改变着我们。纳米精确新闻 1959年 理论物理学家理查·费伊曼在加州理工学院发表演讲，提出，组装原子或分子是可能的。 1981年 科学家发明研究纳米的重要工具———扫描隧道显微镜，原子、分子世界从此可见。 1990年 首届国际纳米科技会议在美国巴尔的摩举办，纳米技术形式诞生。 1991年 碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是铁的10倍，成为纳米技术研究的热点。 1993年 继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1999年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后，中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字。 1997年 美国科学家首次成功地用单电子移动单电子，这种技术可用于研制速度和存储容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。同年，美国纽约大学科学发现，DNA可用于建造纳米层次上的机械装置。 1999年 巴西和美国科学家在进行碳纳米管实验时发明了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的“秤”，打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。同年，美国科学家在单个分子上实现有机开关，证实在分子水平上可以发展电子和计算装置。 纳米花边新闻 倾听细菌游弋 美国加利福尼亚州Pasadena市的喷气飞机推进器实验室目前正在研制一种被称为“纳米麦克风”的微型扩音器，据《商业周刊》报道，这种微型传感器可以使科学家倾听到正在游弋的单个细菌的声音，以及细胞体液流动的声音。这种人造纳米麦克风由细微的碳管制成，正是因为构成物体积细小和灵敏度极高，这种麦克风才能够在受到非常小的压力作用下作出反应，使得对其进行监测的研究人员获得相关的声音信息。 利用这种新产品，科学家将可以对其他星球上是否存在生命进行探测，可以探测到生物体内单个细胞的生长发育。这一仪器研制项目已获得美国航空航天局（NASA）的批准，而且NASA还向上述实验室提供了必要的技术支持。[编辑本段]“纳米水”防强暴. 据《人民日报》报道，最近，广州一家公司宣称生产出一种用麦饭石和纳米特殊材料制作而成的“纳米珠”，只要把它放在水里，多脏的水也能喝。长期饮用“纳米水”，可抗疲劳，耐缺氧，甚至“增强女士防匪徒强暴的能力”。据了解，每盒纳米珠要300元，买齐整套设备（一台饮水机、一桶水和十盒纳米珠）则需3800元。76岁的何姓老人在推销员的百般说服下，不但相信纳米水的神奇疗效，还看中了纳米水的销售方式。老人背着家里人一共拿出22万元，买下75套纳米水机套装产品，然后等着每月2万元钱的分红。 广州市工商局东山分局经济检察中队在4月3日查处了该公司，其准备创造科技神话的纳米水根本没有科技鉴定说明，该公司的纳米水套装产品既无生产许可证，也没有产品合格证。光也能“吹动”物体 纳米世界，光也能“吹动”物体。当光照射在物体上，也会对物体产生作用力，就像风吹动帆一样。从儒勒·凡尔纳到阿瑟·C·克拉克，科幻作家们不止一次幻想过运用太阳光的作用力来推动“太阳帆”，驱动飞船在星际中航行。然而，在地球上，太阳光的作用力实在微乎其微，没有人能用阳光来移动一个物体。但是，在11月27日的《自然》杂志上，在美国耶鲁大学从事研究的中国学者发表文章，首次证实在纳米世界里，光真的可以驱动“机器”——由半导体做成的纳米机械。 这项研究，结合了相关图书两个最前沿的纳米科学领域，即纳米光子学和纳米力学。“在宏观尺度上，光的力实在太微弱，没有人能感觉到。但是在纳米尺度上，我们发现光具有相当可观的力，足以用来驱动像集成电路上的三极管一样大小的半导体机械装置。”领导此项研究的耶鲁大学电子工程系教授唐红星这样介绍。其实，此前光的力已经被物理学家和生物学家应用于一种叫做“光镊”的技术中，用来操控原子和微小的颗粒。“我们的研究则是把光集成在一块小小的芯片上，使它的强度增加数百万倍，从而用来操控纳米半导体器件。”这篇论文的第一作者、博士后研究员李墨进一步阐释说。 在耶鲁大学的实验室里，两位科学家和来自北京大学的研究生熊驰及合作者们一起，使用最先进的半导体制造技术，在硅芯片上铺设出一条条光的线路，称之为“光导”。当激光器发出的光被接入这样的芯片后，光就可以像电流在导线里一样，沿着铺好的光导线路“流”动。理论预测，在这样的结构中，光会对引导它的导线产生作用力。为了证实这样的预测，他们把一小段只有10微米长的光导悬空，让它可以像吉他弦般产生振动。如果光确实产生力并作用在它上面，那么当光的强度被调制到和光导的振动一致的频率时，共振就会产生。这样的共振就会在透射的光中产生同样频率的一个峰。这正是3位中国科学家经过半年多的实验和计算，最终在他们的测量仪器上看到的令人信服的现象。之后，他们通过大量实验证明，这个作用力的大小和理论预期非常一致。因为光的速度比电流要快得多，所以这种光产生的力预期可以以几十吉赫兹(GHz)的速度驱动纳米机械。 此项研究成果有望引领出新一代半导体芯片技术——用光来取代电。未来运用这种新技术，科学家和工程师们可以实现基于光学和量子原理的高速高效的计算和通信。[编辑本段]纳米探针在药物筛选中首获应用 英国伦敦纳米技术中心的研究人员研制出一种新型纳米探针，利用该纳米探针可以检测出某种抗生素药物是否能够与细菌结合，从而减弱或破坏细菌对人体的破坏能力，达到治疗疾病的目的。这是科学家第一次将纳米探针运用于药物筛选，相关试验的初步结果已经刊登在最新一期的《自然?纳米技术》杂志上。 人们在用抗生素治病的过程中，引起疾病的细菌很容易产生抗药性，从而使得抗生素失去药效。抗生素的作用原理是与致病细菌的细胞壁结合后破坏细胞壁的结构，使得致病细菌死亡，一旦产生抗药性，细菌的细胞壁结构发生改变，细胞壁变厚，抗生素无法与细胞壁结合。 研究人员在一排纳米探针上覆盖组成细菌细胞壁的蛋白质，一旦抗生素与细胞壁结合，探针的表面重量就会增加，这一表面压力会导致纳米探针发生弯曲。通过对万古霉素药物的研究发现，抗药性细菌的细胞壁硬度是非抗药性细菌的1000倍。所以通过纳米探针探测出各种药物对细菌细胞壁的结构改变，筛选出对致病细菌破坏力最大的抗生素。纳米探针的运动轨迹 纳米金属用途简介 钴（Co） 高密度磁记录材料。利用纳米钴粉记录密度高、矫顽力高（可达）、信噪比高和抗氧化性好等优点，可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。 磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。 吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光——红外线隐形材料和结构式隐形材料，以及手机辐射屏蔽材料。 铜（Cu） 金属和非金属的表面导电涂层处理。纳米铝、铜、镍粉体有高活化表面，在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。 高效催化剂。铜及其合金纳米粉体用作催化剂，效率高、选择性强，可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。 导电浆料。用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料，可大大降低成本。此技术可促进微电子工艺的进一步优化。 铁（Fe） 高性能磁记录材料。利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大（可达1477km2/kg）、信噪比高和抗氧化性好等优点，可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。 磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域。 吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光——红外线隐形材料和结构式隐形材料，以及手机辐射屏蔽材料。 导磁浆料。利用纳米铁粉的高饱和磁化强度和高磁导率的特性，可制成导磁浆料，用于精细磁头的粘结结构等。 纳米导向剂。一些纳米颗粒具有磁性，以其为载体制成导向剂，可使药物在外磁场的作用下聚集于体内的局部，从而对病理位置进行高浓度的药物治疗，特别适于癌症、结核等有固定病灶的疾病。 镍（Ni） 磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。 高效催化剂。由于比表面巨大和高活性，纳米镍粉具有极强的催化效果，可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。 高效助燃剂。将纳米镍粉添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率，改善燃烧的稳定性。 导电浆料。电子浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等，对微电子器件的小型化起着重要作用。用镍、铜、铝纳米粉体制成的电子浆料性能优越，有利于线路进一步微细化。 高性能电极材料。用纳米镍粉辅加适当工艺，能制造出具有巨大表面积的电极，可大幅度提高放电效率。 活化烧结添加剂。纳米粉末由于表面积和表面原子所占比例都很大，所以具有高的能量状态，在较低温度下便有强的烧结能力，是一种有效的烧结添加剂，可大幅度降低粉末冶金产品和高温陶瓷产品的烧结温度。 金属和非金属的表面导电涂层处理。由于纳米铝、铜、镍有高活化表面，在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。 锌（Zn） 高效催化剂。锌及其合金纳米粉体用作催化剂，效率高、选择性强，可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。
在网站上找了一份，希望对你有帮助。一电化学腐蚀原理�1．腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化，所释放的电子完全为氧化剂消耗，构成一个自发的短路电池，这类电池被称之为腐蚀电池。腐蚀电池分为三（或二）类：（1）不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。例如：在铜板上有一铁铆钉，其形成的腐蚀电池。铁作阳极（负极）发生金属的氧化反应：Fe→Fe2++2e-；（Fe→Fe2++2e）＝－.阴极（正极）铜上可能有如下两种还原反应：(a)在空气中氧分压=21kPa时：O2+4H＋＋4e-→2H2O；(O2+4H＋＋4e-→2H2O)＝,(b)没有氧气时，发生2H++2e-→H2；（2H++2e-→H2）＝0V，有氧气存在的电池电动势E1=－()＝;没有氧气存在时，电池的电动势E2＝0-()=。可见吸氧腐蚀更容易发生，当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起，相当于电池的外电路短接，于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。Fe氧化成Fe2+进入溶液，多余的电子转向铜极上，在铜极上O2与H＋发生还原反应，消耗电子，并且消耗了H＋，使溶液的pH值增大。在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2，接着又被空气中氧继续氧化，即：Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。这样不断地进行下去，机械部件就受到腐蚀。（2）电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。例如工业用钢材其中含杂质(如碳等)，当其表面覆盖一层电解质薄膜时，铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。该微型电池中铁是阳极：Fe→Fe2++2e-碳作为阴极：如果电解质溶液是酸性，则阴极上有氢气放出（2H++2e-→H2）；如果电解质溶液是碱性，则阴极上发生反应O2+2H2O+4e-→4OH-。总结：从上面的分析可以看出：所形成的腐蚀电池阳极反应一般都是金属的溶解过程：M→Mz++ze-阴极反应在不同条件下可以是不同的反应，最常见的有下列两种反应：�①在缺氧条件下，H+离子还原成氢气的反应（释氢腐蚀）2H++2e-→H2。（＝）该反应通常容易发生在酸性溶液中和在氢超电势较小的金属材料上。②氧气还原成OH-离子或H2O的反应（耗氧腐蚀）中性或碱性溶液中O2+2H2O+4e—→4OH-。（＝）在酸性环境中，O2+4H++4e-→2H2（＝）2．腐蚀电流一旦组成腐蚀电池之后，有电流通过电极，电极就要发生极化，因而研究极化对腐蚀的影响是十分必要。在金属腐蚀文献中，将极化曲线(电势～电流关系)绘成直线（横坐标采用对数标度），称为Evans(埃文斯)极化图（图10—8）。在Evans极化图中的电流密度j腐蚀表示了金属腐蚀电流，实际上代表了金属的腐蚀速率。影响金属表面腐蚀快慢（即腐蚀电流j）的主要因素：①腐蚀电池的电动势——两电极的平衡电极电势差越大，最大腐蚀电流也越大。②金属的极化性能——在其它条件相同的情况下，极化程度愈大（即极化曲线的斜率），腐蚀电流愈小。③氢超电势——释氢腐蚀时，氢在金属表面析出的超电势逾大，极化曲线的斜率就逾大，腐蚀电流反而减小。二、金属的稳定性“在所处环境下金属材料的稳定性如何？”是研究金属腐蚀与防腐首先必须考虑的问题。因此，金属－水系统的电势—pH图无疑是很有用的工具。1．电势（E）—pH关系的一般表达式若有如下电极反应：xO(氧化态)+mH++ze-�－→yR(还原态)+nH2O例如：Fe3O4＋8H+＋2e-＝3Fe2+＋4H2O式中O代表氧化态、R代表还原态；x，m，z，y，n为各反应物、产物的计量系数。当T＝时E＝－（10—14）因pH=-lg[a(H+)],a(H2O)=1上式可写成E＝--（10—15）在a(R),a(O)被指定时，电势E与pH值成直线关系。①.电势与pH无关的反应：②.这些反应只有电子得失，没有H+或OH-离子参加。例如反应Zn2+(aq)+2e-＝Zn(s)；E(Zn2++2e-→Zn)＝[a(Zn2+)/a(Zn)]。当a(Zn2+)＝10-6、a(Zn)＝时，E(Zn2++2e-→Zn)＝．水溶液中的氢、氧电极反应因为反应在水溶液中进行，反应与H2，O2，H+，OH-有关。所以凡是以水作为溶剂的反应系统都一定要考虑氢、氧电极反应。氢电极反应（①线）：电极反应式2H+(a)+2e-→H2(p)；当p(H2)=时,有E(2H++2e-→H2)=(10—13)在E—pH图上是一条截距为零的直线，斜率为。氧电极反应(②线)：电极反应式O2(p)+2H+(a)+2e-→H2O(l)在(H2O)=1、p(O2)=时,E(O2+2H++2e-→H2O)=该式表示氧电极反应的E—pH直线与氢电极的E—pH直线斜率相同，仅截距不同。4．电势-pH图的应用（1）图10—9中每条线上的点都表示Zn—H2O系统的一个平衡状态。凡不在直线上的任何一点均为非平衡状态，且每条线上方为该线所代表电极反应中氧化态稳定区，下方为还原态稳定区。因此，在图上分别得到Zn2+，Zn，Zn(OH)2的各自稳定存在区。线②以上是O2（氧化态）的稳定区，下方是H2O（还原态）的稳定存在区；在线①以上是H+（氧化态）的稳定区、线①以下是H2（还原态）的稳定存在区。（2）在E—pH图中任意两条线所代表的电极反应都能构成一个化学反应。例如线①与②所代表的电极反应构成的化学反应为：O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)。该反应可视为氧电极和氢电极组成的燃料电池。一般而言，高电势区直线所代表电极反应中的氧化态能氧化低电势区直线所代表反应中的还原态即：[氧化态]上+[还原态]下→[还原态]上+[氧化态]下且二直线相距愈远，以此二直线所代表电极反应组成电池时，电池的电动势就愈大，因此该氧化还原反应的趋势就愈大。如Zn2++2e-=Zn是线段a代表的平衡系统，该平衡位于①线下方，说明Zn在水溶液中是不稳定的。溶液中H+被还原成H2（g），Zn被氧化成Zn2+的反应2H++Zn=Zn2++H2是自发进行的。又因Zn的稳定区也在O2还原反应的②线以下，Zn被氧化成Zn2的反应：＋2H++Zn=Zn2++H2O①线与a线反应组成电池：②线与a线组成电池，比①线距离线a更远，说明在含有O2的水溶液中Zn的热力学稳定性更差。（3）E—pH图可用来指导防腐、金属保护等方面的研究。从图10—9可知，当E<－时，Zn在酸性溶液中，既使在有氧存在的情况下都可以稳定存在，这就是金属电化学防腐的阴极保护原理；（4）水－Fe的E-pH图：Fe2+＋2e-→Fe（1线）Fe2O3+6H+＋2e=2Fe2＋＋3H2O(2线)Fe3+＋e－＝Fe2+（3线）Fe2O3+6H+=2Fe3+＋3H2O(4线)Fe3O4+8H+＋2e－=3Fe2＋＋3H2O(5线)3Fe2O3+2H+＋2e－=2Fe3O4＋H2O(6线)Fe3O4+8H+＋8e－=3Fe＋4H2O(7线)总之，E—pH图在解决水溶液中发生的一系列反应及平衡问题，如元素分离，湿法冶炼，金属防腐，金属电沉积，地质问题等方面均得到广泛的应用。三、电化学保护1．阳极保护（适用有钝化曲线的金属）凡是在某些化学介质中，通过一定的阳极电流，能够引起钝化的金属，原则上都可以采用阳极保护法防止金属的腐蚀。例如我国化肥厂在碳铵生产中的碳化塔已较普遍地采用阳极保护法，取得了良好效果，有效地保护了碳化塔和塔内的冷却水箱。使用此法注意点：钝化区的电势范围不能过窄，否则容易由于控制不当，使阳极电势处于活化区，则不但不能保护金属，反将促使金属溶解，加速金属的腐蚀。2．阴极保护就是在要保护的金属构件上外加阳极，这样构件本身就成为阴极而受到保护，发生还原反应。阴极保护又可用两种方法来实现。（1）称为牺牲阳极保护法：它是在腐蚀金属系统上联结电势更负的金属，即更容易进行阳极溶解的金属(例如在铁容器外加一锌块)作为更有效的阳极，称为保护器。这时，保护器的溶解基本上代替了原来腐蚀系统中阳极的溶解，从而保护了原有的金属。此法的缺点是用作保护器的阳极消耗较多。（2）外加电流的阴极保护法：目前在保护闸门、地下金属结构(如地下贮槽、输油管、电缆等)、受海水及淡水腐蚀的设备、化工设备的结晶槽、蒸发罐等多采用这种方法，它是目前公认的最经济、有效的防腐蚀方法之一。该法是将被保护金属与外电源的负极相连，并在系统中引入另一辅助阳极，与外电源的正极相连。电流由辅助阳极(由金属或非金属导体组成)进入腐蚀电池的阴极和阳极区，再回到直流电源B。当腐蚀电池中的阴极区被外部电流极化到腐蚀电池中阳极的开路电势，则所有金属表面处于同一电势，腐蚀电流消失。因此，只要维持一定的外电流，金属就可不再被腐蚀。（3）气相中阴极保护。电化学方法能否在气相环境中使用是人们一直希望解决的问题。1988年，中国研究出了气相环境中的阴极保护技术，用于架空金属管道、桥梁、铁轨、海洋工程构件上的飞溅区保护，并在架空金属管道的实际试验中取得了非常好的保护效果，使材料的寿命延长了20多倍，为气相环境中的构件保护提供了一个崭新的途径。气相阴极保护原理与溶液中的阴极保护原理相同，只是用固体电介质代替溶液，成为阴极保护电流从阳极层流向阴极层的主要离子迁移通道。外加阴极电流从辅助阳极流入，经过固体电介质至阴极(即被保护的结构材料)，从而使处于气相环境中的结构得到保护。3.缓蚀剂的防腐作用把少量的缓蚀剂(如万分之几)加到腐蚀性介质中，就可使金属腐蚀的速率显著的减慢。这种用缓蚀剂来防止金属腐蚀的方法是防腐蚀中应用得最广泛的方法之一。下面我们根据极化图来说明缓蚀剂抑制金属腐蚀的基本原理。电化学腐蚀的速率是由阳极过程和阴极过程的极化特征所决定的。只要加入的缓蚀剂能够抑制上述过程中的一种或二种，腐蚀速率就会降低。根据缓、蚀剂所能抑制的过程，我们可以把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。加入缓蚀剂，加快极化程度，降低腐蚀电流。作用的机理主要是在电极表面形成钝化膜或者吸附膜。缓蚀剂的种类繁多，属于无机类的缓蚀剂有亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐，磷酸盐等等；属于有机类的缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类等等。具体使用时，需根据要保护的金属种类和腐蚀介质等条件通过筛选试验来确定。
电化学在食品安全检测中的应用有：电位分析法、伏安分析法等。电位分析法在检测食品安全时是比较常用的一种方法。这种方法是通过对溶液中电位的测量来分析溶液中的相关物质，包括其浓度特点、具体的物质信息以及有害成分。这种方法操作起来十分简单，而且效果很好，不会轻易地受到其他因素的影响，测量结果也十分准确。例如，在检测食物时，如腌制食品、烧烤和新鲜的水果蔬菜时，电位分析法会分析出，各项元素的电位都不尽相同，但是，通过对结果的分析就会发现，腌制食品中的氯化钠含量比新鲜的水果蔬菜要更高。从这个角度看，腌制食品没有新鲜的水果蔬菜那么健康，安全系数也比较低。伏安分析法通常用来检测食品中是否含有重金属。当被测量的食品被电解时，其中的物质会随着电流的变化而变化。在使用这种电化学分析方法时，一般会用金属材料，有时候也会使用碳材料，这样做是为了更加准确地测量出食品中所含有的重金属。这一方法有诸多好处，如快速有效、安全、健康、环保等，在实际生活中发挥着很大的作用。
简单的就定义开头呗，写写电化学在现实生活中的应用情况，简单介绍介绍。仅供参考哈
第4章 电化学原理及应用 5课时 教学目标及基本要求 1. 明确原电池及相关的概念。了解电极的分类，了解电极电势的概念。 2. 能用能斯特方程式进行有关计算。能应用电极电势的数据判断氧化剂、还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度。 3. 了解摩尔吉布斯自由能变与原电池电动势，标准摩尔吉布斯自由能变与氧化还原反应平衡常数的关系。 4. 了解电解、电镀、电抛光的基本原理，了解它们在工程上的应用。了解金属腐蚀及防护原理。 教学重点 1. 原电池符号的书写 2. 影响电极电势的因素 3. 电极电势与吉布斯的关系 4. 电极电势的应用 教学难点 1. 电极类型 2. 能斯特方程及相关计算 3. 应用电极电势判断氧化剂、还原剂的相对强弱 本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 本章采用多媒体结合板书的方式进行教学。 在教学过程中注意 1. 原电池的设计 2. 浓度、酸度对电极电势的影响 3. 电极电势的应用 主要教学内容 原电池（Electrochemical cell） 任何自发进行的氧化还原 (oxidation-reduction) 反应，只要设计适当，都可以设计成原电池 用以产生电流。 原电池的结构与工作原理 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) 负极 Zn(s) → Zn2+(aq)+2e-(Oxidation) 正极 Cu 2+(aq)+2e-→ Cu(s) (Reduction) 总反应： Zn(s)+ Cu2+(aq) → Zn2+(aq)+ Cu(s) 原电池的符号（图式） (cell diagram) 表示 : 如铜 - 锌原电池 , : Zn ∣ ZnSO 4(c1) ┊┊ CuSO 4(c2) ∣ Cu 规定： (1) 负极 (anode) 在左边，正极 (Cathode) 在右边，按实际顺序从左至右依次排列出各个相的组成及相态; (2) 用单实竖线 表示相界面 , 用双虚竖线 表示盐桥; (3) 溶液注明浓度，气体注明分压; (4) 若溶液中含有两种离子参加电极反应, 可用逗号隔开，并加上惰性电极. 电极类型 按氧化态、还原态物质的状态分类： 第一类电极： 元素与含有这种元素离子的溶液一起构成的电极。 (1) 金属──金属离子电极： Zn 2+| Zn ；Cu 2+| Cu ；Ni 2+| Ni (2) 气体 —— 离子电极： H + |H2(g) | Pt 2H + + 2e-＝ H 2(g) Cl -| Cl2(g) | PtCl2(g) + 2e-＝2Cl - 第二类电极： (1) 金属──金属难溶盐电极： 甘汞电极： Cl -|Hg2Cl 2(s)| Hg Hg 2Cl 2(s) + 2e-＝ 2 Hg (s) + 2 Cl- 银－氯化银电极： Cl -| AgCl(s) | Ag AgCl(s) + e-＝ Ag (s) + Cl- (2) 金属──难溶金属氧化物电极： 锑 — 氧化锑电极： H ,H2O(g) | Sb2O 2(s) |Sb Sb 2O 2(s) + 6 H+ + 6 e-＝ 2Sb +3H2O(g) 第三类电极 : 氧化还原电极： MnO 4-，Mn 2+| Pt 2 MnO4-+ 16H+ + 10e-→ 2Mn2++8H2O 电极电势 + 双电层理论 原电池能够产生电流说明在电池的两个电极之间有电势差，构成原电池的两个电极各自具有不同的电势。 -Z+ M(s) - Ze --> M （aq ） 在金属表面与附近溶液间形成双电层，产生电势差。 每一个电极的电势称为电极电势 。 电极电势的测量 电极电势是强度性质。同时不能测定电极电势的绝对值，只能用电位差计测出两电极电势的差值。 通常选择标准氢电极作为比较的标准，规定标准氢电极电势为零。 标准氢电极的组成如图 将镀有铂黑的铂片浸入 c （H +）=的溶液中，通入压力为 100kPa 的纯氢气流，使氢气冲打铂片并建立平衡： 2H +（aq ）+2e-H 2（g ） 标准氢电极表示为： H +() │ H2(100kPa) │ Pt 并规定，标准氢电极电势恒为零。记为 ; =0V 测定其他电极的标准电极电势时，可将标准态的待测电极与标准氢电极组成原电池，测定原电池的电动势，即可确定电极的标准电极电势 E （电极） E Θ= E Θ( 正 )- E Θ( 负 ) 例 E θ(Cu2+/ Cu ) 的测量 Pt|H2(g, 105Pa)|H+()|| Cu2+()|Cu 测出 E θ＝ Θ E ＝ E (Cu/ Cu ) － E (H/ H2) E (Cu/ Cu ) ＝ E ＋ E (H/ H2) ＝ － 0 ＝ ( 电极电势的测定 ) θ 2+ θ θ + θθ2+θ+ 由于氢标准电极携带不便，常用饱和甘汞电极来代替。饱和甘汞电极由糊状的 Hg 2Cl 2和 KCl 饱和溶液组成。表示为 Cl -( 饱和 )| Hg2Cl 2(s)|Hg 电极反应 : Hg2Cl 2 (s)+2e-2Hg+2Cl 时 E{ Hg2Cl 2 (s)/Hg }= 附表 11 列出了标准电极电势 电极电势的影响因素 （1） Nernst 方程式 非标准状态下的电极电势不仅与电极自身的组成有关，还与所处的条件有关 ( 温度，浓度 , pH 值等 ). 电极反应通式： aO+ze-bR 热力学研究表明 , 非标准态下的电极电势为 : - E (electrode) = E -1 -1 (electrode) + () R= ; T-K; z- 电极反应中电子的化学计量数 ; F= 96485C .mol 简化式 : -1 E( 电极 )= E ( 电极 )+ () 应用 Nernst 方程式应注意： 1）浓度以化学计量数为指数 2）纯 l 、 s 物质的浓度不列入方程中： 例： Cu （s ） +2Ag+(aq)=2Ag(s)+Cu2+ (aq) 3） 气体用相对分压 ， 浓度用相对浓度 - 例： O 2(g)+2H2O(l)+4e←→4OH 4） 有 H 或 OH 参与反应，应列入 Nernst 方程中 MnO 4-/Mn2+电对 MnO 4 (aq)+8H(aq)+5e←→Mn(aq)+4H2 O(l) -+ 2+ + - 5） E （ O/R ）的 值与电极反应方程式书写无关 例，计算 OH -浓度为 ·dm -3时，氧的电极电势 [P(O2)=100Kpa T=] 解： O 2(g)+2H2O(l)+4e←→4OH- (aq) =·dm -3时 = = 电极反应写成： 1/2 O2(g)+H2O(l)+2e=2OH- (aq) 从上可知， 电极电势 与反应式书写无关 （2） Nernst 方程式讨论： • c(O) ——氧化态一侧各物质浓度的乘积 c(R ) ——还原态一侧各物质浓度的乘积 • 固体、纯液体（ H 2O ）不列入方程式中 • • • • 改变物质的浓度可以改变电极电势的大小 电极物质自身浓度发生变化 溶液的酸度发生变化 生成沉淀使电极物质浓度发生变化 • 生成配合物使电极物质浓度发生变化 例 计算 Cr 2O 72-/Cr3+电对在 pH=1 和 pH=6 是的电极电势。 时，设 c(Cr2O 7)=c (Cr) 1mol·dm 。 2-+3+ 解： Cr 2O 7+14H+6e-= 2Cr+ 7H2O 2-3+ -3 E(Cr2O 7/Cr) = E(Cr2O 7/Cr) + () lg= () lg {c( H+) /cθ} 14 = － 当 pH=1 时， E(Cr2O 72-/Cr3+) ＝ 当 pH=6 时， E(Cr2O 7/Cr) ＝ 可见：含氧酸及含氧酸盐的电极电势极大地受酸度的影响。 电动势电极电势 E 与 的关系 ) 等于原电池可做的最大功 W max. 2-3+ 2-3+θ2-3+ 在等温等压下，吉布斯自由能的减小 (- - 即 : = W max =QE=z () FE () 若过程处于标准状态，则 , 电极电势的应用 （1）比较氧化剂和还原剂的相对强弱 . () 越小， Re 还原强 若 Ox/Re 在标态下： 越大， Ox 氧化性强 /V 电极反应 例：电对 标准电极电势 Sn 4+/Sn2++ Sn4++2e←→Sn2+ Cu 2+/ Cu + Cu2++2e←→Cu Fe 3+/Fe2++ Fe3++e←→Fe2+ 最大 Fe 3+是最强氧化剂 最小 Sn 2+是最强还原剂 •判断反应发生的方向 任一反应判据：ΔG 而 ΔG = - zFE ≤ 0 而 z > 0 F > 0 反应自发性的判据为： E > 0 自发 即： E （正） > E（负） 反应自发 例： pH= 介质中判断下列反应进行的方向 2MnO 4-(aq)+16H+(aq)+10Cl-(aq) = 2Mn2+(aq)+5Cl2(g)+8H2O(l) 解：已知： = + 假设其反应正向进行，则 Cl 2/Cl作负极， MnO 4/Mn为正极 MnO 4-+8H+(aq)+5e = Mn2++4H2 O(l) --2+ = + 故 Cl 2/Cl-应为正极； 所以，反应逆向进行 • 氧化还原进行程度的判断 () 例：由标准钴电极与标准氯电极组成原电池测得其电动势为 . 此时钴电极为负极。已知 = 问 （1） =? （2） 反应方向 . （3） =? （4） 当 [Co2+]= mol·dm -3时 E= ？ 解： Co+Cl2==Co2++ 2Cl- • = – 如 E （+） > E （-） 则反应 自发 而 (3) (正 ) = > （负） = – ∴ 正向自发 (4) = 化学电源 干电池 （1）锌锰干电池 负极： 锌片（锌皮） 正极： MnO 2、石墨棒（碳棒） 电解质： NH 4Cl 、 ZnCl 2、淀粉 电极反应 负极： Zn - 2e-= Zn 正极： MnO 2+ 2 NH4+ +2e-→ Mn2O 3+ 2NH3+ H2O 总反应： Zn + MnO2+ 2 NH4+→ Zn2++ Mn2O 3+ 2NH3+H2O 电池符号 Zn │ ZnCl2、 NH 4Cl │ MnO2， C 碱性锌锰电池： Zn │ ZnCl2、 KOH │ MnO2， C 电压： （2） 锌汞电池 负极： Zn （汞齐） 正极： HgO 、碳粉 电解质： 饱和 ZnO 、 KOH 糊状物 电极反应 负极： Zn (汞齐) + 2 OH→ ZnO + H2O + 2e 正极： HgO + H2O +2e-→ Hg +2OH- 总反应： Zn (汞齐) + HgO → ZnO + Hg 电池符号： Zn (汞齐) │ KOH ( 糊状，含饱和 ZnO) │ HgO （C ） 电压： 蓄电池 铅蓄电池 负极： Pb-Sb 格板中填充海绵状 Pb 正极： Pb-Sb 格板的孔穴中填充 PbO2 电解质：稀硫酸（30% 密度： .cm-3） --2+ 放电时的电极反应 负极 (Pb 极 ) ： Pb + SO4 = PbSO4+ 2e( 氧化 ) 正极（PbO 2极）： PbO 2+ 4H++ SO42- + 2e-= PbSO4+ 2H2O （还原） 总反应： PbO 2+ Pb + 2H2SO 4= 2 PbSO4+ 2H2O 充电时的电极反应 负极 (Pb 极 ) ： PbSO 4+ 2e-= Pb + SO42- 正极（PbO 2极）： PbSO 4+ 2H2O = PbO2+ 4H+ + SO42- + 2e- 2-- 总反应： 2 PbSO4+ 2H2O = PbO2+ Pb + 2H2SO 4 电动势： 新型燃料电池和高能电池 • 燃料电池 还原剂（燃料）： H 2联氨（ NH 2-NH 2） CH 3OH CH 4—— 负极 氧化剂 ： O 2空气 —— 正极 电极材料： 多孔碳、多孔镍， Pt Pd Ag 等贵金属（催化剂） 电解质： 碱性、酸性、固体电解质、高分子等 碱性氢 — 氧燃料电池 负极（燃料极） —— 多孔碳或多孔镍（吸附H 2） 正极（空气极） —— 多孔性银或碳电极（吸附O 2） 电解液 ——30%KOH 溶液，置于正负极之间。 电池符号： （C ） Ni │ H2│ KOH (30%) │ O2│ Ag (C) 电池反应： 负极 2H 2+ 4OH-= 4H2O + 4e-（氧化） 正极 O 2+ 2H2O + 4e-= 4OH-（还原） 总反应 2H 2+ O2= 2H2O 电动势： (2) 高能电池 —— 具有高―比能量‖和高―比功率‖的电池 比能量、比功率 —— 按电池的单位质量或单位体积计算的电池所能提供的电能和功率。 锂电池 E Θ ( Li + /Li ) = Li —MnO 2非水电解质电池 ： 负极 —— 片状金属 Li 正极 ——MnO 2 电解质 ——LiClO 4+ 混合有机溶剂（碳酸丙烯脂 + 二甲氧基乙烷） 隔膜 —— 聚丙烯 电池符号： Li │ LiClO4│ MnO2│ C 电池反应： 负极 Li = Li+ e 正极 MnO 2+ Li++ e-= LiMnO2 总反应 Li + MnO2= LiMnO2 电池的电动势： 电解 + - 电解现象 将直流电通过电解液使电极上发生氧化还原反应的过程叫电解。借助电流引起化学变化，将电能转变为化学能的装置，叫做电解池。电解池中与外界电源的负极相接的极叫做阴极，和外界电源正极相接的极叫做阳极，电子从电源负极流出，进入电解池的阴极，经电解质，由电解池的阳极流回电源的正极。在电解中正离子向阴极移动，负离子向阳 极移动，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应。 电解池是把电能转变成化学能的装置。 非自发 ： Cu +2Cl =Cu(s)+Cl2 (q) = kJ·mol -1 >>0 • 分解电压 分解电压——使电解顺利进行所必需的最小外加电压。 产生分解电压的原因： 在电解过程进行时 , 电极上产物与电解池溶液组成原电池 , 其电动势与外加电源的电势方向相反 , 这种电动势称为反电动势。 例如 , 用 Pt 作惰性导体电解 ·dm -3 NaOH 溶液，阳极上析出 O 2 , 阴极上析出氢， O 2 和 H 2 组成电池 : Pt ︱ H 2 (g) ︱ NaOH(·dm -3 ) ︱ O 2(g) ︱ Pt 电池的电动势与工作电池的电动势 E w 正相反。 正极： 2H 2 O + O2 ((g) + 4e = 4OH 负极： 2H 2 = H+ ＋ 4e - 电池反应： 2H 2 (g) + O2(g) =2 H2 O 理论分解电压的计算 理论上，分解电压应等于电解池两极的反电动势，故称理论分解电压 E 理分 。 E(+)=E (O2 /OH- ) = Eθ(O2 /OH- ) +() lg(P(O2 )/ Pθ)/ {c( OH- )/cθ}4 = () lg(1 / )4 = E(－)=E (H+/ H2 ) = Eθ(H+/ H2 ) +() lg{c(H+)/cθ} 4 /{( P(O2 )/ Pθ)} 2 -134 = 0+ () lg(10 ) = －0 .77V E 理分 ＝ E(+) － E(－) ＝ -()= • 超电势 某一电流密度下的电极电势与平衡电势之差的绝对值称该电极的超电势，有时也叫超电压，符号 η 。 阳极超电势 η (阳)=E(阳) ﹣ E(阳, 平) 阴极超电势 η( 阴 )=E(阴 , 平) ﹣ E(阴 ) --2+ - 根据产生超电势的原因不同，超电势又分浓差超电势，化学超电势，电阻超电势等等。 浓差极化 发生电极反应时，电极表面附近溶液浓度与主体溶液浓度不同所产生的现象称为极化。 可通过增大电极面积，减小电流密度，提高溶液温度，加速搅拌来减小浓差极化。 电化学极化 主要由电极反应动力学因素决定。由于分步进行的反应速度由最慢的反应所决定，即克服活化能要求外加电压比可逆电动势更大反应才能发生。 电镀 电镀是应用电解的原理将一种金属镀到另一种金属表面的过程。 阴极——被镀件（铜棒） 电镀 阳极——镀层金属（Zn 片） 电解液——含有欲镀金属的盐溶液。（一般不选用简单离子的盐溶液，会使镀层粗糙、厚薄不匀。） 以镀锌为例，电镀液为： ZnO ＋ NaOH ＋添加剂 ZnO ＋ NaOH ＋ H 2O=Na2 [Zn(OH)4 ] [Zn(OH)4]2-= Zn2+ ＋ 4OH - 配离子的形成，降低了 Zn 2+ 的浓度，使金属锌在镀件上析出的过程中有了一个适宜的速率，可得到紧密光滑的镀层。两极的主要反应为： 阴极： Zn ＋ 2e = Zn 阳极： Zn － 2e = Zn2+ 电抛光及电解加工 • 电抛光： 电抛光是金属表面精加工的方法之一。 原理：在电解过程中，利用金属表面上凸出部分的溶解速率大于金属表面凹入部分的溶解速率，从而使金属表面平滑光亮。 阴极——铅板 电抛光 阳极——欲抛光工件（钢铁） 2+ 电解液：磷酸＋硫酸＋铬酐（CrO 3） 电抛光时铁因氧化而发生溶解 阳极： Fe － 2e = Fe2+ 产生的 Fe 与溶液中的 Cr 2O 7发生氧化 - 还原反应： 6Fe 2+ ＋ Cr 2O 72-＋ 14H + = 6Fe3+ ＋ 2Cr 3+ ＋ 7H 2 O Fe 3+ 又进一步与溶液中的 HPO 42- 、 SO 42- 形成 Fe 2 (HPO4) 3和 Fe 2 (SO4) 3，由于阳极附近盐浓度不断增加，在金属表面形成一种粘性薄膜，且分布不均匀。凸起部分薄膜较薄，凹入部分薄膜较厚，因而阳极表面各处的电阻有所不同，凸起部分电阻较小，电流密度较大；这2+2- 样就使凸起部分比凹入部分溶解得快，于是粗糙的平面逐渐得以平整。 阴极主要反应： Cr 2O 7＋ 14H ＋ 6e = 2Cr ＋ 7H 2 O 2H + +2e- = H2 2-+-3+ （ 2 ）电解加工：利用电解方法，使作为阳极的金属材料在电解过程中部分区域适当溶解，让其几何形状满足预定的要求。特点两极间距较小。 电化学课件动画（ 电解加工） 阳极氧化 阳极氧化过程的应用： 装饰、修饰、防腐 阳极氧化膜的特点： 厚度均匀、结合牢 阳极： 2Al + 6OH- =Al2O 3 + H2O + 6e- 4OH - = 2H2 O + O2 (g) + 4e- 阴极： 2H + ＋ 2e - = H2 金属腐蚀与防护 化学腐蚀与电化学腐蚀 • 化学腐蚀 由金属与介质直接起化学反应而造成的腐蚀称为化学腐蚀。 影响化学腐蚀的因素有：温度、压力等。 • 电化学腐蚀 由于电化学作用而引起的腐蚀称为电化学腐蚀。 1) 析氢腐蚀 析氢——在 酸性介质中，腐蚀过程中有 H 2析出。 以钢铁的析氢腐蚀为例： 电化学反应为：阳极（Fe ）： Fe － 2e = Fe2+ Fe + OH = Fe(OH)2 阴极（杂质）： 2H + +2e- = H2 总反应： Fe ＋ 2H 2O = Fe(OH)2＋ H 2 电化学课件动画 （ 析氢腐蚀） 2) 吸氧腐蚀 吸氧——在中性及弱酸性介质中，由于溶解氧的作用而引起的腐蚀。 电化学反应为：阳极（Fe ）： 2Fe － 4e = 2Fe2+ 阴极（杂质）： O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH (aq) 总反应： 2Fe+ O2(g)+2H2O = 2Fe(OH)2 例：在铁钉中部紧绕铜丝，放在含有 K 3[Fe(CN)6] 和酚酞的胨胶中，形成腐蚀电池。其中铜丝为 阴 极，其电极反应为 O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH- (aq) （吸氧），故铜丝附近显 红 色；铁钉为 阳 极，其电极反应为 Fe －2e = Fe 2+ ，铁钉附近显兰绿色，这是由于生成了 Fe 3[Fe(CN)6]2。 电化学课件动画 （ 吸氧腐蚀） 3) 氧浓差腐蚀 由于在不同部位 O 2浓度差而引起的腐蚀。 当金属插入水或泥沙中时，由于与含 O 2量不同的液体接触，各部分电极的 E （电极）不一样， O 2电极的 E （电极）与 O 2的分压有关。 由电极反应方程式： O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH(aq) 在溶液中，O 2浓度小的地方，E （O 2/OH-）小，成为阳极，金属发生氧化而溶解腐蚀；O 2浓度大的地方，E （O 2/OH-）大，成为阴极，却不会被腐蚀； 图片 4) 生物腐蚀 由于细菌及藻类、贝壳等生物体的活动和新陈代谢而引起的对金属的腐蚀破坏。 与土壤、天然水、海水、石油产品等接触的金属容易发生。 由于生物体摄取食物而加速金属的腐蚀。 生物体的新陈代谢加速金属的腐蚀。 由于生物体耗氧而引起差异充气腐蚀 金属腐蚀的防护 选择恰当的金属材料： 覆盖保护层法： 在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜） 阴极保护法： 牺牲阳极方法 外加阴极电流 缓蚀剂： 无机缓蚀剂——中性，碱性介质（重铬酸盐） 有机缓蚀剂——酸性介质中（乌洛托品） 作业 :P109-111 1, （3），4, 7, 9, 11 - 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随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文，供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要：计算流体力学是以多种计算方程为基础，在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算，分析出不同守恒定律中，这些变量的主控形式和变化规律，从而优化工程设计和工艺设备，提高化学反应中正向变化的进行，提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析，有利于工程成本的节约，提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析，并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
关键词：计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD，是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。
针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验差加大。
通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。
在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。
Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。
Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
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[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课，文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线，改变传统的单一的课堂教学，将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合，激发学生学习兴趣，培养学生自主学习能力和工程意识，以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一，主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用，包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐，学生感到非常难学又缺乏实际应用，在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理，达不到良好的教学效果，因此，我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试，希望激发学生学习的兴趣，进而更好地掌握这门课程，为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来，主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等)，培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前，本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求，2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性，培养学生的创新能力，夯实学生的专业基础，使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念，并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标，浅谈《化工热力学》的教学体会，着重对教学方式进行了探索和实践，为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点，我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4]，同时，也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》，冯新等编，2008;《化工热力学(第二版)》，陈钟秀等编，2000;《化工热力学导论(原著第七版)》，.史密斯等编，刘洪来等译，2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长，已形成较完整的知识体系，如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用，因此在本课程教学中不再赘述，而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中，首先，详细分析《化工热力学》教材结构，围绕主线内容合理编排知识点;其次，建立好各知识点之间的逻辑关系，让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后，根据能源化学工程专业的需要，适当删减补充了教材内容，结合学科动态，增强化工热力学的应用能力，如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式，培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂，学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理，传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点，与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此，应改变传统单一课堂讲授模式，充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先，教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题)，促使学生思考，复习旧知识，预习新知识;其次，教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题)，并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解，同时，教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中，重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后，课堂教学结束后，教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题)，并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的，同时，吸引学生注意力，培养学生自主学习能力，提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合，培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象，而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少，将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来，建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式，紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题，把学科前沿领域的科研成果带入课堂，可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时，可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法，培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养，也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度，为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况，我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前，课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分，其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分，各占10%;期末考试采用开卷方式考试，考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐，教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理，因此，在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣，增强学生的主观能动性，在课堂教学中引入分组讨论，开展导向性的专题研究，将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合，培养学生查阅资料和分工协作的能力，为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中，首先要明确教学内容与主线，打破单一的学生被动听讲的模式，理论联系实际应用，调动学生学习的积极性和主动性，激发学生对教学内容的兴趣，并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新，因材施教，为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
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[7]史密斯JM，范内斯HC，阿博特MM，等编;刘洪来，陆小华，陈新志，等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics，SevenEdition).北京：化学工业出版社，2007.
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文献出版时间为1986年，第四卷，第三期，第八页一、参考文献的类型参考文献（即引文出处）的类型以单字母方式标识，具体如下：M——专著 C——论文集 N——报纸文章 J——期刊文章 D——学位论文 R——报告 对于不属于上述的文献类型，采用字母“Z”标识。对于英文参考文献，还应注意以下两点：①作者姓名采用“姓在前名在后”原则，具体格式是： 姓，名字的首字母. 如： Malcolm Richard Cowley 应为：Cowley, .，如果有两位作者，第一位作者方式不变，&之后第二位作者名字的首字母放在前面，姓放在后面，如：Frank Norris 与Irving Gordon应为：Norris, F. & .；②书名、报刊名使用斜体字，如：Mastering English Literature，English Weekly。二、参考文献的格式及举例1.期刊类【格式】[序号]作者.篇名[J].刊名，出版年份，卷号（期号）：起止页码.【举例】[1] 王海粟.浅议会计信息披露模式[J].财政研究，2004,21(1)：56-58.[2] 夏鲁惠.高等学校毕业论文教学情况调研报告[J].高等理科教育，2004(1):46-52.[3] Heider, . The structure of color space in naming and memory of two languages [J]. Foreign Language Teaching and Research, 1999, (3): 62 – .专著类【格式】[序号]作者.书名[M].出版地：出版社，出版年份：起止页码.【举例】[4] 葛家澍，林志军.现代西方财务会计理论[M].厦门：厦门大学出版社，2001：42.[5] Gill, R. Mastering English Literature [M]. London: Macmillan, 1985: .报纸类【格式】[序号]作者.篇名[N].报纸名，出版日期（版次）.【举例】[6] 李大伦.经济全球化的重要性[N]. 光明日报，1998-12-27(3).[7] French, W. Between Silences: A Voice from China[N]. Atlantic Weekly, 1987-8-15(33).4.论文集【格式】[序号]作者.篇名[C].出版地：出版者，出版年份：起始页码.【举例】[8] 伍蠡甫.西方文论选[C]. 上海：上海译文出版社，1979：12-17.[9] Spivak,G. “Can the Subaltern Speak?”[A]. In & L. Grossberg(eds.). Victory in Limbo: Imigism [C]. Urbana: University of Illinois Press, 1988, .[10] Almarza, . Student foreign language teacher’s knowledge growth [A]. In and (eds.). Teacher Learning in Language Teaching [C]. New York: Cambridge University Press. 1996. .学位论文【格式】[序号]作者.篇名[D].出版地：保存者，出版年份：起始页码.【举例】[11] 张筑生.微分半动力系统的不变集[D].北京：北京大学数学系数学研究所, 1983：.研究报告【格式】[序号]作者.篇名[R].出版地：出版者，出版年份：起始页码.【举例】[12] 冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析[R].北京：清华大学核能技术设计研究院, 1997：.条例【格式】[序号]颁布单位.条例名称.发布日期【举例】[15] 中华人民共和国科学技术委员会.科学技术期刊管理办法[Z].1991—06—058.译著【格式】[序号]原著作者. 书名[M].译者，译.出版地：出版社，出版年份：起止页码.
1986，4 （3），8 年 卷 期 页
机电一体化论文范文
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论文题目：
机电一体化专业教学模式研究
摘要：
本文主要研究的是职业院校机电一体化技术专业人才培养，通过探索一体化教学模式，研究了课程体系、教学设计、师资队伍、教学场地、教学评价等的一体化内容，形成了较为成熟的具有机电专业特色的教学模式。
关键词：
机电一体化；职业院校；教学模式
研究机电一体化专业的一体化教学模式，有很强的现实意义。因为，从目前来看，国内研究一体化教学，普遍关注某门具体课程的一体化教学实施，对专业定位模糊和对新技术发展跟踪不够的机电一体化专业而言，课程之间相互割裂，该专业的教学模式、人才培养方案、课程体系等滞后于社会对人才的实际需求，严重削弱了一体化教学模式的整体效益。
1、一体化教学模式
我国职业教育在现代教学模式的研究中借鉴了国外先进的教学模式，引进了现代科学技术的新理论、新成果，逐步形成了例如产教结合模式、产学研结合模式等教学模式。对一体化教学模式而言，教学信息的传递是将知识传授、技能训练和能力培养融于一体，并进行了有机组合，同步进行；同时避免学生在认识和实践环节的不一致。采用一体化教学模式可以将理论与实践融于一体进行教学，形象、直观，使学生由被动接受变为主动认知。这种方式打破了普通教育的传统教学模式即“以教师为中心，以教室为阵地”，强化实训实习的教学功能，并与企业、行业紧密结合，走产学结合的道路。
2、一体化教学模式实施
在专业建设各环节中，教学实施过程承载着专业建设的思想与目标，最能体现人的能动性，也是保障教学质量的最关键的环节。为此，我课题组以机电一体化专业人才培养为载体，探索课程体系一体化、教学场地一体化、教学设计一体化、师资队伍一体化、教学评价一体化等内容。通过探索与实践，形成了成熟的融知识传授和能力培养于一体的教学模式。
一体化课程体系
（1）基本结构。构建一体化课程体系的灵魂是科学地序化与整合。课程体系充分考虑培养学生的可持续发展能力，依据机电一体化专业定位，将理论与实践进行优化整合，分析确定了典型工作任务、专业行动领域及学习领域，对学习领域科学整合，让学生在完成具体工作项目的过程中构建相关理论知识，并发展相关职业能力，形成了机电一体化专业一体化课程体系。
（2）工学交替人才培养模式。根据机电一体化技术的专业定位，实施校企合作，构建符合职业能力形成规律的职业教育模式，建立了工学交替人才培养模式。
（3）校企合作，突出岗位工作的针对性和职业发展的适应性。课程内容要充分体现专业特色和职业性，行业、企业专家或技术人员必须共同参与课程体系的构建。尤其是在行动领域确定、课程内容设置、岗位工作调研、工作任务归纳等方面，必须广泛征求行业、企业专家的'意见，并进行论证。
一体化教学设计
一体化教学设计是教学三要素为一体的教学方案设计。即基于学生主动行动的“学”、教师支持和咨询意义的“教”、为完成工作任务而设定的“学习情境”等。基本流程为：根据选定的学习领域课程，通过教学过程分析，将其分解为融“教、学、做”于一体的学习情境；根据不同的项目和任务，结合学生特点，选用适当的教学方法，将理论与实作合为整体；采取分层次教学，在每个项目中分不同的阶段，逐段升级，并针对不同学生的理解能力，对每一个项目进行分层次考核。
一体化师资队伍
建立一支把专业理论与生产实际有机地结合起来的高素质的“双师型”师资队伍，能够高效实施教学。实施一体化教学模式，要求教师不但教学行家，也是生产好手，要有扎实的理论知识，还必须要有丰富的实践经验，具有解决生产实际问题的能力。能将各种知识、技能相互渗透和融合，更好地达到教学目标。我院机电一体化专业的师资队伍建设，组成了15人教学团队，具有专业带头人1人、骨干教师4人，聘请校外兼任教师10人。专业理论课教师到实习教学队伍中去，课程教材从静态向动态转变，了解实习教学的各个环节、手段和特点，参与学生的实习指导，提高了教师的动手能力和指导学生训练的教学能力。先后派4名骨干教师到企业锻炼，增加了教师的实践经验，与行业企业需求协调发展，有利于“双师”素质的提升。
一体化教学场地
一体化教学要有硬件设备和学习环境与之相适应。按照一体化设计原则，必须融教室、车间、实训、鉴定于一体，将教学环境工厂化，使专业教室具有多种功能，例如多媒体教学、实物展示、演练实训、技能鉴定等，营造良好的职业氛围。我院机电一体化专业依托校企合作，具有鲜明特色的机电一体化实训基地。根据实践能力培养要求，在现有条件的基础上，将实训基地内所有的实训室进行优化整合，成为机电工程基础实训中心、综合能力实训中心和创新能力培养中心；引进企业生产设备以及车间布局，引入企业管理模式，在一体化教室中设置理论教学区、资料查询区、小组工作讨论区、实验实训区等，建成生产性实训基地，实现实训设备与生产设备一致，教室与企业现场合一。
一体化教学评价
为了达到一体化教学的理想效果，我院机电教研室坚持知识考核与能力考核并重的原则，采用形式多样化的考核方式，学生成绩评定以职业岗位能力为重点，将课程学习与职业资格认证相结合，建立了一套科学、可行的教学检查、评价制度，充分体现了以实训为中心的考核体系，全面考查学生的综合职业能力。要求学生通过学习专业核心课程，参加“机电一体化职业技能高级认证”等考试，并取得职业资格证书，掌握本专业所要求的核心专业知识和专业技能。
3、结语
我院机电一体化专业通过一体化教学设计的实施，将理论与实作合为整体。充分发挥了专业一体化整体设计的优势，形成了较为成熟的具有机电专业特色的教学模式，增强了一体化教学改革的整体效益。
参考文献:
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论文题目：
专科机电一体化专业课程设置
高等职业教育可分为研究生、本科、专科教育，其中最多的是专科教育。机电一体化技术专业培养德、智、体、美全面发展，具有创业、创新精神和良好职业道德的高等专门人才，掌握机械技术和电气技术的基础理论和专业知识；具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，熟练进行机电一体化产品和设备的应用、维护、安装、调试、销售及管理的第一线高等技术应用型人才。
高等职业教育以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线来设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案。强调理论教学和实践训练并重，毕业生具有直接上岗工作的能力。同时，许多学校按劳动和社会保障部门有关职业技能考核标准，对学生实施职业技能考核鉴定，使学生毕业时能同时获得相应的学历证书和职业资格证书。因此此类专业学生有很好的就业前景。为了机电专业学生能更好的吸取专业知识，提高学生们的动手能力，更好适应与满足市场需要，对在校时的课程设置应该逐步改革。
一、教学计划的改革
以往的教学计划没有针对性，千篇一律都是运用本科生教育的教学计划。使高职专科的课程偏向于普通高校，理论偏多一些，操作性偏少一些。高职专科的培养目标应该更多是动手能力，所以教学计划应该与普通高校区分开，要设定毕业时要达到的学生目标、三年的总计划、学年的总计划、学期的计划，使学生毕业时能独立完成关于机电产品和设备的一些操作。使教学计划更具体化、人性化，改掉以往的以课程为主的教学计划，改为以培养目标为主的教学计划。
二、培养目标的设定
1、按机电产品的分类确定培养目标
机电一体化产品种类繁多，目前还在不断扩展，但仍可以按产品的功能划分为以下几类。数控机械类——数控机械类主要产品为数控机床、工业机器人、发动机控制系统和自动洗衣机等。其特点为执行机构是机械装置。电子设备类——电子设备类主要产品为电火花加工机床、线切割加工机床、超声波缝纫机和激光测量仪等。其特点为执行机构是电子装置。机电结合类——机电结合类主要产品为自动探伤机、形状识别装置和扫描仪、自动售货机等。其特点为执行机构是机械和电子装置的有机结合。电液伺服类——电液伺服类主要产品为机电一体化的伺服装置。其特点为执行机构是液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。信息控制类——信息控制类主要产品为电报机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机以及复印机、传真机等办公自动化设备。在这些分类中，拿出几个市场需求大的方向，平均分配学生来学习自己的目标。这些培养目标的设定必须包含所用到的基础课程的知识，从而学生在完成目标的过程中学会基础知识，提高动手能力与完成任务的能力。
2、按就业岗位的定位培养目标
高职院校学生的就业方向很明确，并且校企合作是必然趋势。在校期间直接定岗定位培养学生，会更鲜明化培养目标，既提高了设定培养目标的针对性，企业也减少了培养毕业生的时间与精力。企业定岗、学校设定培养目标必须合理化、人性化、专业化，使学生在学习过程中，学到各基础知识，不要片面化。
三、课程讲授的范围
以往讲课不是针对于总教学计划，而是针对每个课程。每个课程的教学计划与总培养目标没有协调性与连贯性。导致学生学完之后无法运用到实际，缺乏动手能力与创新能力。所以确定总教学计划与培养目标之后，每个老师应该是负责培养毕业时所要达到的目标，而不是每一个片面的课程。所以学校应该改革授课的片面性，教学任务不是学时，应该是负责的学生质量，把自己负责的学生毕业时能达到我们的培养目标才是完成任务。
总而言之，课程设置应该适合高职专科培养人才的需要，把学生培养成应用性、技术性。德智体全面发展的社会所需要的人才。所以高职专科的课程设置的改革指日可待。
机电设备的安装好坏对企业的日常中安全和经济运行起到最直接的影响效果，对于机电设备的安装是众多工程人士关注的对象。下面是我整理的机电一体化毕业论文。欢迎参考!
机电一体化毕业论文一
摘要：随着经济的发展，机电一体化技术也得到了快速发展,而机电一体化在工程机械中的应用与发展也促进了工程机械的不断进步。
本文主要对机电一体化技术以及其在工程机械中的应用与发展进行了分析研究。
关键词：工程机械 机电一体化技术 应用 发展
引言
随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展，极大地促进了学科之间的相互渗透、融合，同时也促进了工程建设领域的革新与创新。
目前，机电一体化已经渐渐成为一种独立的技术，在各行各业都有不同程度的应用。
尤其是科学技术的发展，在很大程度上促进了机电一体化的进步与创新，并且在工程机械中得到了很好的应用。
积极地采用机电一体化，将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合，大大地提高了机械的多种功能，
比如说，动力性能提升，燃油的经济效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精准度和舒适度都大幅度提高，机械的使用寿命也随之延长。
所以，研究工程机械机电一体化的应用与发展有着重大意义。
一、机电一体化技术的概述
机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术，对各个功能进行合理的配置，从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。
机电一体化也称之为机械电子学,属于一门新兴的边缘综合科学, 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、控制技术和
精密机械技术有机结合，并综合应用到实际中去的综合技术。
主要是通过微电子技术的应用,把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。
而随着科学技术的发展，机电一体化技术也得到了快速发展，并且处于不断创新与进步之中。
机电一体化技术逐渐走向了高智能化、微型化、网络化、个性化和绿色化的趋势。
而机电一体化技术在工程机械中的应用,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。
可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。
二、工程机械机电一体化技术的应用
机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值，尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性，机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面：
1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用
在传统的工程机械中，能量的充分利用率和使用率比较低。
比如说，液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪费了。
在能源资源高度紧张的今天，迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。
比如说，小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的，大约可以节省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。
日立公司生产的挖掘机，采用了“卡特电子效率”节能控制体系，通过对泵以及发动机的综合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能够达到98%左右，生产率也相应地得到了大幅度的提升。
所以说工程机械中电子节能控制器的运用，大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率，一定程度上发挥到了节能的作用。
电子节能控制器操作比较简单，对机械的磨损也相对减少，从而提高了工作的效率。
2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用
工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平，可以有效地降低操作人员的劳动强度，有效地提高生产效率，大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。
比如说，三菱公司设计生产的挖掘机，有控制挖掘机轨迹系统的功能，相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后，
相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号，对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制，从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘，有效地实现了挖掘操作的自动化水平。
3、在控制柴油机上的应用
要想进一步深入发展柴油机技术, 应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。
在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗, 还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化, 这样的条件下, 电子控制自动变速,
还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现, 能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时, 能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
4、机械操作的自动化能够降低劳动强度
在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化，这样大大降低了劳动强度，提高了工作效率，并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。
5、在工程作业精确度方面的应用
在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化，对称量系统实现微机控制，使得称量更加精确。
自动找平装置的应用，大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。
自动供料系统(超声波技术)的应用，完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节，全面提升了摊铺的效果和质量。
与此同时，铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制，减少了误差，提高了工作效率，同时还节约了人力，降低了施工人员的工作强度，高效、快捷，符合现代工程施工的要求。
6、电子监控、故障自诊以及自动报警
电子监控、故障自诊以及自动报警，也就是说对于工程机械的工作装置，传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控，一旦在运行的过程中发生异常情况，就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。
机电一体化的发展和应用，大大地改善了操作人员的现实工作条件，全面提高了机械设备的工作效率。
与此同时，简化了机械设备检查和维护的工作，相应地减少了维修费用，大大降低了维修停机的时间，对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。
三、工程机械机电一体化技术的发展
1、传感技术的融合
目前,传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压
力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;
沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。
在感器技术的迅猛发展的今天,精度要求越来越高,可靠性和稳定性也能不断提高,越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展,所以,未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。
2、工程机械机电一体化趋于计算机与信息处理技术的应用
计算机是实现信息处理的主体, 信息处理技术包括范围应用比较广, 主要包括
信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。
计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。
要想工程机械机电一体化技术发展不断进步, 应该大力发展计算机应用及信息处理技术。
3、电子控制理论的指导性增强
工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术, 通过其应用和推广,在相关控制理论指导下,能够满足系统智能化设计的要求,完成相关的设计后的系统仿真等等。
结束语
综上所述，机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势，也是振兴和发展机械工业的必经之路。
随着科学技术的不断发展,工程机械机电一体化还会有着更多的创新与发展,未来工程机械机电一体化技术的应用将会融合机、电、光以及磁的综合性能，更好地促进工程机械的发展。
参考文献：
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[4]冷俊.机电一体化在工程机械中的应用[J].科技资讯,2009(07).
机电一体化毕业论文二
【摘要】：为保证电力系统的安全运行，国内的大型机组均使用电液调节系统进行控制，实现转速控制、同步并网、负荷控制等功能。
本文以电厂300MW机组使用的上海汽轮机有限责任公司生产的汽轮机为例，介绍其系统机构、调试要点和实现功能。
【关键词】：300MW机组;电液调节系统;控制;调试
近年来，300MW机组在我国得到了广泛的应用。
为保证电力系统的安全运行，国内的大型机组均使用电液调节系统进行控制，实现转速控制、同步并网、负荷控制等能。
改变了系统的适应性和灵活性，提高了控制能力和控制效果，大大提高了发电机组的自动化水平[1]。
本文以电厂300MW机组使用的上海汽轮机有限责任公司生产的汽轮机为例，介绍其系统机构、调试要点和实现功能。
1、系统简介
该电厂的机组热控系统采用上海新华控制工程有限公司提供的Symphony系统，是一套集计算机、自动控制技术、数据库和网络为一体的产品，
具有独立的分散控制系统、监控技术及数据采集系统、控制系统，能够满足各个生产领域对信息管理和过程控制的需求。
系统采用合理的软、硬件功能配置和模块化设计，具有易于扩展的能力，将离线和在线调试集中于一体，便于调试及修改，设备的各个控制相对对立。
由高速数据网、DPU以及连接在网上的人机接口站组成，采用开放式的系统结构，设计了冗余TCP/IP网络结点在不同类型的站。
其中，汽轮机系统的功能模件组成了一个过程控制单元，，包括汽机基本控制、超速保护和汽机自启停3个功能，并分别由3个冗余的功能控制器和相应的功能子模件完成。
其硬件配置图如下：
图一 汽轮机硬件配置
机组的汽轮机电液调节系统操作员站是基于WindowsNT(2000)环境下的人机系统，具有界面友好、操作方便的特点。
共设置了包括总貌、趋势、棒图、操作面板、报警信息等11幅画面，为运行人员提供了方便的操作手段，通过监控画面实施检测汽轮机的运行。
2、控制功能
汽轮机电液调节系统的控制功能由3对冗余的BRCl00控制器实现，主要控制汽轮机的转速和功率，通过GV、TV、RSV和 IV实现，同时还具备防止汽机超速的保护逻辑。
主要功能包括超速保护、基本控制和自启停，3部分之间既相互独立，又通过对总线的控制交换控制信息。
超速保护
这部分的作用主要是超保护逻辑、DEH跳闸逻辑及超速试验选择逻辑、提供有开关状态及汽机自动停机挂闸状态三选二、转速三选二，控制着OPC电磁阀，，并汇总DEH跳闸信号通过接线将其送到ETS[2]。
能够有效防止汽轮机的转速飞快上升，维持转速在3000r/min。
超速实验必须在大于2950 r/min的定速3000 r/min、油开关未合闸的情况下进行。
基本控制部分
基本控制部分是汽轮机电液调节系统的核心，它提供与转速及复合相关的控制逻辑、调节回路，
通过一对冗余的BRC100实现所有伺服阀接口和闭环控制的PID调节器。
通俗上说,所谓的机电一体化即为把电子技术合理地应用在信息的生成与流通、传播控制以及能源组织等方面的一项技术。下面是我为大家整理的机电一体化方面论文，供大家参考。
摘要：综上所述，可知现代生活中对工程机械的生产与制造有着非常高的要求，传统的技术不仅生产、制造效率低，产品性能也不能保证，因此需要应用先进的技术来提高生产效率以及产品的性能。
关键词：机电一体化;工程机械
工程机械操作者需要掌握最先进的机电一体化技术，并且将其能够应用到实际工作中，这样才能够发挥机电一体化技术的优势，当然这也需要工程机械企业为操作者提供这样的机会。现代工程机械行业已经进入到了机电一体化时代，该技术的应用，使得工程机械制操作更加的便利，产品性能更佳。目前我国绝大多数企业都已经应用了机电一体化技术，随着该技术功能越加齐全，机电一体化技术会应用在更多的领域。
1机电一体化技术的优势
首先，安全性能高。工程机械中应用机电一体化技术之后，其所生产的产品通常都具有高的性能，同时功能齐全，既具备监视、报警功能，同时还具备自动保护功能。设备运行过程中如果出现了异常情况，机电一体化产品可能进行自动保护，以此确保操作人员与设备不会受到严重的损伤，以此保证设备安全性。其次，生产能力强。工程机械中机电一体化设备，能够进行信息的自动处理，同时也能够进行自动控制，能够进行高精度的控制与高灵敏度的检测。机电一体化设备具有控制系统，设备运行过程中，操作人员只要启动该系统，设备能够根据设计要求完成所有的规定性动作，这样不仅能够保证产品生产的效率，同时也能够保证产品的性能达到要求。再加之，自动化技术的应用，使得机电一体化技术的应用价值更大。再次，使用性能强。机电一体化设备能够进行数字显示，同时还具有程序控制功能，这样就并不必设计过多的手柄以及按钮，操作起来十分方便。另外，机电一体化技术能够进行重复动作，如果设备非常先进，还能够自动选择程序，大大减少了操作人员的工作量。最后，应用范围广。机电一体化设备融合了复合技术，也具有一定的复合功能，与其他技术相比，能够应用在更多的领域。传统的技术通常是单技术、单功能，应用范围有限，机电一体化技术则完全与之相反，复合技术与复合功能，使得设备整体功能更加强大，能够完全满足用户的需求。
2机电一体化在工程机械中的应用
工程机械中，机电一体化技术与其他先进技术的应用，使得工程机械性能更加的强大，同时也能够保证生产过程更加的经济、安全。
工程机械作业精度控制
工程机械中，成品精度至关重要，如果主要参数精度出现了明显的误差，产品性能将大受影响，但是机电一体化技术的应用，则能够确保工程机械生产中各种主要参数数据进行控制。例如，搅拌混凝土时，各个原材料的重量如果依靠传统的计量工具势必会产生误差，但是微机控制电子称量系统，则能够对各种原材料进行精确的称量，误差非常低，混凝土的性能也会因此而有所不保障。此外，路面工程修建中，自动找平系统的应用，能够使路面更加的平整。另外，自动供料系统中由于融合了超声波技术，因此能够自动供料，使得摊铺质量完全能够达到保证。
工程机械自动化以及半自动化作业的应用
自动化以及半自动化作业的实现，让操作人员的工作强度大大降低，工程生产效率得到提高。自动化技术的引进还可以避免一些经验不足人员的失误，保证作业的精度。例如日本的三菱公司，将挖掘轨迹控制系统引进挖掘机中，通过对耗铲斗的运动轨迹进行设定，并通过微机控制系统对动臂杆以及铲刀的运动进行自动化控制，从而使挖掘作业更为精确。
在工程机械中监控功能的应用
机电一体化技术的引进能够使工程机械过程进行实时监控，包括传动系统、执行装置、制动系统以及液压系统等，存在异常情况时会自动报警，并准确找出故障的位置。
在工程机械中节约能耗的应用
对于传统的工程机械而言，在能源利用上，效率较低，液压挖掘机在燃料能量的利用上有效利用率只有20%，这样让工程机械迫切要求节能。日本小松公司挖掘机在节能上采用了新型节能控制器，即OLLS系统，其在节能效果上能够节约25%的燃料。
在其他方面应用
国外在推土机、铲运机以及装载机等生产过程中增加了自动变速器，从而传动系的传动比能够结合外负荷的情况进行调整，从而使发动机的功率得到充分利用，能源的经济性也得到提高，操作更为便捷，使得操作人员的工作强度降低。
3工程机械中机电一体化技术的发展趋势
机电一体化技术在现代工程机械中的发展趋势主要以高性能化、微型化以及智能化为方向。在高性能化上，主要目标为应用模式的四高，即应用模式的高精度、高效率、高可靠性和高速性。例如，新一代的CNC系统中，其主要以多CPU结构和多总线连接，在应用模式上符合四高的要求，这种系统的应用，能够对多任务操作系统进行同时处理，实现高性能产品的生产。微型化是机电一体化技术一个新的发展目标和方向，也是电子技术以及机械技术实现纳米级结合的基础。微型机电一体化产品，主要是指尺寸为纳米级以及微米级的产品，体积一般在1立方厘米以下。这种微型机电一体化技术产品具有小巧性、耗能性以及运动灵活性等特点。机电一体化技术在发展过程中，智能化也是其发展的一个趋势。对于现代的机电一体化技术而言，其发展离不开控制理论，这也是机电一体化技术与传统机电一体化技术的区别，也是智能化的体现。智能化在实际生产过程中主要体现在产品的使用以及功能上。智能化主要结合了人工智能、生理学以及计算机科学等思想和方法对人类智能进行仿效，从而使机电一体化技术的适用范围以及性能功能更具现代化。
结束语
综上所述，可知现代生活中对工程机械的生产与制造有着非常高的要求，传统的技术不仅生产、制造效率低，产品性能也不能保证，因此需要应用先进的技术来提高生产效率以及产品的性能。机电一体化技术是工程机械应用最为先进的技术，该技术能够满足目前工程机械生产与制造的基本要求。未来该技术将会向着更加高性能化、微型化方向发展，另外，智能化程度会更高，尽管要实现这一目标，还需要一段时间，但是随着科技的进步，实现这一目标的时间将会越来越近。
参考文献
1、机电一体化技术的发展与思考石美峰山西焦煤科技2007-03-30
2、机电一体化的创新及发展方向王宣银; 陶国良; 陈鹰机电一体化2000-11-20
摘要：在工程机械中利用机电一体化技术，可提高工程机械的效率与安全性，降低工作人员的劳动强度。本文从机电一体化技术及其应用现状、在工程机械中的应用及发展前景等三个方面进行了分析，以期为该技术在生产中的应用提供参考与借鉴。
关键词：工程机械;机电一体化
随着我国经济社会的进步，工程机械也得到了快速发展，机电一体化技术得到了广泛的应用。在工程机械运行中应用机电一体化技术，可大大提高工程机械运行效率，为经济效益提升提供保障。因此，探讨机电一体化技术在工程机械中的应用具有重要意义。而且，机电一体化技术属独立学科，涉及信息技术、电子计算机技术、微电子技术及自动控制技术等，探讨机电一体化技术在工程机械中的应用，有助于促进工程机械的发展。
1机电一体化技术及其应用现状
机电一体化即机械电子学，属于新兴边缘综合学科，涉及微电子技术、计算机技术、机械技术及信息技术，等等。在工程机械中利用机电一体化技术，将微电子技术应用到工程机械中，可将微电子技术中的动力、控制与机械主功能等加以充分发挥，从而提高工程机械的利用技术。而且，在工程机械中利用机电一体化技术，也可大幅改善工程机械面貌，促进工程机械的智能化、自动化。随着施工的变化，工程机械性能的要求也在不断发生改变，需要逐步提高工程机械的性能。在使用性能上，工程机械应做到以下几点：第一，提高生产效率，降低能耗;第二，提高工程机械的自动化水平，严格控制施工质量与精度;第三，实现工程机械设备操作简单化和稳定性，降低工作人员的劳动强度，提高作业安全性;第四，延长工程机械使用的寿命。在工程机械中利用机电一体化技术，有助于实现上述几个目标。
2工程机械机电一体化技术的应用分析
工程机械与机电一体化的关系
与传统工程机械相比，目前的工程机械中应用机电一体化技术，可改善工程机械各方面性能，比如操作舒适性的提高，且机械功效增加;工程机械的耗能大幅下降，且安全性与可靠性不断提升;工程机械的作业效率与精度也有所增加。
机电一体化技术对工程机械的改进
现代工程机械对性能要求比较高，主要表现在以下几个方面：工程机械的功效高，且能耗下降;系统具备监测运行状态的功能，可自动诊断与报警，提高运行的安全性;实现工程机械的自动化与精度的提升。在现代工程机械中，与电子控制相关的内容包括以下几个方面：
控制柴油机促进柴油机技术的发展，必须解决最低耗油量与发动机排放量之间的关系。在工程机械中利用电子节能液压泵系统，可降低系统能耗。在这种情况下，电子控制自动变速，可根据负荷条件，实现柴油机油门的自动调节，同时满足经济指标、排放量指标，对于节约能源、提高效率及实现净化排气等均有重要意义。
提高生产效率，降低能耗现代工程机械的发展，对高能量利用效率有了更高的要求。传统工程机械的燃料利用率较低，仅仅有20%左右。如果在新型挖掘机上利用日本小松生产公司生产的新型节能系统(OLLS系统)，可提高节能效果，与传统工程机械相比，节约能源约为。这一OLLS系统可利用发动机功率，满足发动机转矩与泵吸收转矩最佳性能的要求，提高工程机械的生产效率。
提高成品的作业精度在某些工程机械设备中，引入电子控制系统，可满足系统对于称量精度的要求。同时，在工程机械中引入电子控制系统，可降低工作人员劳动强度，并提高工作效率，从而减少人工称量的误差。比如在混凝土拌合机械设备、沥青拌和机械设备中，引入电子控制系统基本实现计量功能的自动化。在电子计量系统中，微机控制技术也得到了良好的应用。
电子监控、自动报警与故障自诊工程机械的发动机、液压系统与传统系统等运行状态，经常发生机件或设备损坏事故，在系统运行中，利用电子监控与故障诊断专业系统设置各种类型传感器，可进一步保证作业人员与机械设备的安全性，并在故障发生之前自动报警，可提醒工作人员及时解决故障。
作业过程的半自动化与自动化为了提高工程机械运行的水平与效率，在工程机械中利用半自动化或自动化方式，可降低操作者的工作强度，并保证作业精度不受操作人员技术、生产经验的影响。
3工程机械一体化技术的前景
电子控制理论
利用以电子为核心的高新技术，是工程机械现代化的重要标志之一，通过应用与推广高新技术，在参考相关控制理论的基础上，可满足系统智能化设计要求，实现设计后的系统仿真，等等。
传感器技术的应用
在现代工程机械中，传感器技术的应用比较广泛，在发动机上利用机油压力传感器、冷却水温度传感器，等等，可检测并控制发动机运行状态;在沥青摊铺机上利用传感器技术，可提高作业精度，满足平整度、厚度与坡度要求。随着传感器技术的不断发展，在未来的工程机械上，高性能与稳定性的传感器将越来越多地得到应用。
4结语
在工程机械中利用机电一体化技术，可提高工程机械的效率与安全性，降低工作人员的劳动强度。本文从机电一体化技术及其应用现状、在工程机械中的应用及发展前景等三个方面进行了分析，以期为该技术在生产中的应用提供参考与借鉴。
参考文献
1、高职机电一体化专业项目驱动课程体系研究郑永锋浙江师范大学2014-05-12
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