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中国数学发展史 中国古代是一个在世界上数学领先的国家，用近代科目来分类的话，可以看出无论在算术、代数、几何和三角各方而都十分发达。现在就让我们来简单回顾一下初等数学在中国发展的历史。 (一)属于算术方面的材料 大约在3000年以前中国已经知道自然数的四则运算，这些运算只是一些结果，被保存在古代的文字和典籍中。乘除的运算规则在后来的“孙子算经”(公元三世纪)内有了详细的记载。中国古代是用筹来计数的，在我们古代人民的计数中，己利用了和我们现在相同的位率，用筹记数的方法是以纵的筹表示单位数、百位数、万位数等；用横的筹表示十位数、千位数等，在运算过程中也很明显的表现出来。“孙子算经”用十六字来表明它，“一从十横，百立千僵，千十相望，万百相当。” 和其他古代国家一样，乘法表的产生在中国也很早。乘法表中国古代叫九九，估计在2500年以前中国已有这个表，在那个时候人们便以九九来代表数学。现在我们还能看到汉代遗留下来的木简(公元前一世纪)上面写有九九的乘法口诀。 现有的史料指出，中国古代数学书“九章算术”(约公元一世纪前后)的分数运算法则是世界上最早的文献，“九章算术”的分数四则运算和现在我们所用的几乎完全一样。 古代学习算术也从量的衡量开始认识分数，“孙子算经”(公元三世纪)和“夏候阳算经”(公元六、七世纪)在论分数之前都开始讲度量衡，“夏侯阳算经”卷上在叙述度量衡后又记着：“十乘加一等，百乘加二等，千乘加三等，万乘加四等；十除退一等，百除退二等，千除退三等，万除退四等。”这种以十的方幂来表示位率无疑地也是中国最早发现的。 小数的记法，元朝(公元十三世纪)是用低一格来表示，如作1356 。在算术中还应该提出由公元三世纪“孙子算经”的物不知数题发展到宋朝秦九韶(公元1247年)的大衍求一术，这就是中国剩余定理，相同的方法欧洲在十九世纪才进行研究。 宋朝杨辉所著的书中(公元1274年)有一个1—300以内的因数表，例如297用“三因加一损一”来代表，就是说297=3×11×9，(11＝10十1叫加一，9＝10—1叫损一)。杨辉还用“连身加”这名词来说明201—300以内的质数。 (二)属于代数方面的材料 从“九章算术”卷八说明方程以后，在数值代数的领域内中国一直保持了光辉的成就。 “九章算术”方程章首先解释正负术是确切不移的，正象我们现在学习初等代数时从正负数的四则运算学起一样，负数的出现便丰富了数的内容。 我们古代的方程在公元前一世纪的时候已有多元方程组、一元二次方程及不定方程几种。一元二次方程是借用几何图形而得到证明。 不定方程的出现在二千多年前的中国是一个值得重视的课题，这比我们现在所熟知的希腊丢番图方程要早三百多年。具有x3+px2+qx=A和x3+px2=A形式的三次方程，中国在公元七世纪的唐代王孝通“缉古算经”已有记载，用“从开立方除之”而求出数字解答(可惜原解法失传了)，不难想象王孝通得到这种解法时的愉快程度，他说谁能改动他著作内的一个字可酬以千金。 十一世纪的贾宪已发明了和霍纳(1786—1837)方法相同的数字方程解法，我们也不能忘记十三世纪中国数学家秦九韶在这方面的伟大贡献。 在世界数学史上对方程的原始记载有着不同的形式，但比较起来不得不推中国天元术的简洁明了。四元术是天元术发展的必然产物。 级数是古老的东西，二千多年前的“周髀算经”和“九章算术”都谈到算术级数和几何级数。十四世纪初中国元代朱世杰的级数计算应给予很高的评价，他的有些工作欧洲在十八、九世纪的著作内才有记录。十一世纪时代，中国已有完备的二项式系数表，并且还有这表的编制方法。 历史文献揭示出在计算中有名的盈不足术是由中国传往欧洲的。 内插法的计算，中国可上溯到六世纪的刘焯，并且七世纪末的僧一行有不等间距的内插法计算。 十四世纪以前，属于代数方面许多问题的研究，中国是先进国家之一。 就是到十八，九世纪由李锐(1773—1817)，汪莱(1768—1813)到李善兰(1811—1882)，他们在这一方面的研究上也都发表了很多的名著。 (三)属于几何方面的材料 自明朝后期(十六世纪)欧几里得“几何原本”中文译本一部分出版之前，中国的几何早已在独立发展着。应该重视古代的许多工艺品以及建筑工程、水利工程上的成就，其中蕴藏了丰富的几何知识。 中国的几何有悠久的历史，可靠的记录从公元前十五世纪谈起，甲骨文内己有规和矩二个字，规是用来画圆的，矩是用来画方的。 汉代石刻中矩的形状类似现在的直角三角形，大约在公元前二世纪左右，中国已记载了有名的勾股定理(勾股二个字的起源比较迟)。 圆和方的研究在古代中国几何发展中占了重要位置。墨子对圆的定义是：“圆，一中同长也。”—个中心到圆周相等的叫圆，这解释要比欧几里得还早一百多年。 在圆周率的计算上有刘歆(？一23)、张衡(78—139)、刘徽(263)、王蕃(219—257)、祖冲之(429—500)、赵友钦(公元十三世纪)等人，其中刘徽、祖冲之、赵友钦的方法和所得的结果举世闻名。 祖冲之所得的结果π=355/133要比欧洲早一千多年。 在刘徽的“九章算术”注中曾多次显露出他对极限概念的天才。 在平面几何中用直角三角形或正方形和在立体几何中用锥体和长方柱体进行移补，这构成中国古代几何的特点。 中国数学家善于把代数上的成就运用到几何上，而又用几何图形来证明代数，数值代数和直观几何有机的配合起来，在实践中获得良好的效果． 正好说明十八、九世纪中国数学家对割圆连比例的研究和项名达(1789—1850)用割圆连比例求出椭圆周长。这都是继承古代方法加以发挥而得到的(当然吸收外来数学的精华也是必要的)。 (四)属于三角方面的材料 三角学的发生由于测量，首先是天文学的发展而产生了球面三角，中国古代天文学很发达，因为要决定恒星的位置很早就有了球面测量的知识；平面测量术在“周牌算经”内已记载若用矩来测量高深远近。 刘徽的割圆术以半径为单位长求圆内正六边形，十二二边形等的每一边长，这答数是和2sinA的值相符(A是圆心角的一半)，以后公元十二世纪赵友钦用圆内正四边形起算也同此理，我们可以从刘徽、赵友钦的计算中得出、15o、、30o、45o等的正弦函数值。 在古代历法中有计算二十四个节气的日晷影长，地面上直立一个八尺长的“表”，太阳光对这“表”在地面上的射影由于地球公转而每一个节气的影长都不同，这些影长和“八尺之表”的比，构成一个余切函数表(不过当时还没有这个名称)。 十三世纪的中国天文学家郭守敬(1231—1316)曾发现了球面三角上的三个公式。 现在我们所用三角函数名词：正弦，余弦，正切，余切，正割，余割，这都是我国十六世纪已有的名称，那时再加正矢和余矢二个函数叫做八线。 在十七世纪后期中国数学家梅文鼎(1633—1721)已编了一本平面三角和一本球面三角的书，平面三角的书名叫“平三角举要”，包含下列内容：(1)三角函数的定义；(2)解直角三角形和斜三角形；(3)三角形求积，三角形内容圆和容方；(4)测量。这已经和现代平面三角的内容相差不远，梅文鼎还著书讲到三角上有名的积化和差公式。十八世纪以后，中国还出版了不少三角学方面的书籍。
“研究性学习”论文选摘（一）寒假，我们一家人去七仙岭爬山。我们来到山脚下，我惊奇地发现：这里居然有个天然的蝴蝶谷！于是，我们怀着好奇的心情趟着首溪水，踩着滑滑的石头，来到了森林中。我们走近蝴蝶群（它们大都栖息在大树上）拍拍手或摇一摇大树、树枝上的蝴蝶便款款而飞……过了一会儿，它们飞累了，便又停在大树上休息。这些轻灵飘逸的小精灵给了我不少乐趣，让我感受到了大自然的温柔与亲切。于是我想了解更多的关于蝴蝶的知识，现在我就把我所了解的知识告诉大家，与大家共享。一、关于蝴蝶蝴蝶，体态窈窈，艳丽多姿，色彩艳丽有如繁花盛开，蝴蝶是所有生物中最美丽的了。在飞舞，探吸的过程中，既帮助植物传授花粉，又以其自身的斑斓色彩的图案，点缀了大自然。被人们誉为“中国的佳丽”、“会飞的花朵”。它象征着美好、幸福、吉祥，友谊。二、蝴蝶的种类与分布蝴蝶大约有15万种，其中有一些是世界珍品。蝴蝶主要分布在世界各地的热带雨林地区。因为这里的条件非常有利于蝴蝶的栖息生长和繁殖。我国的蝴蝶主要分布在台湾、云南和海南。三、蝴蝶的生长过程蝴蝶的一生，有4个完全不同的阶段，即卵期、幼虫期、蛹期和成虫期。最初是一个附在一片树叶或一根树枝上极微小的卵，然后便成一条毛虫并蜕皮，下一个阶段是“作茧自缚”，在茧室内，毛虫变成液体，并重新成型，最后，一只翅膀潮湿而鲜艳的蝴蝶破茧而出。蝴蝶成虫的寿命，因种而异。长的有半年以上，大多数蝴蝶寿命较短，一般为10至15天。经历许多苦痛，相当一部分蝴蝶从茧里孵化出来后，却只能有两周左右的生命�不曾想，经历了顽强蜕变后的美丽的生命竟如此短暂。四、蝴蝶与生态蝴蝶都是我们的朋友。蝴蝶是十分出色的“媒人”。在取食花蜜的时候传播花粉，给许多植物的正常开花结果创造了有利的条件，让自然界充满了生机，满足人们对多种生物和环境的需求。蝴蝶的幼虫、自卵孵化到老熟都啃食植物，有时候还危害经济作物。不过大多数蝴蝶幼虫取食的，并不是人们栽培的主要经济作物，或者由于它们个体数量不多，不足以成灾，所以不被列为害虫。在蝶类里面，还有少数蝴蝶的幼虫是肉食性的，它们专吃害虫，对人类有益无害，例如蚧灰蝶的幼虫嗜食咖啡蚧，竹蚜灰蝶的幼虫，取食竹蚜。它们有的抑制了害虫的猖獗，维持了自然界的生态平衡。在良好的生态链条中，蝴蝶是不可缺的一环。一个地区蝴蝶种类和数量，是该区生态环境的晴雨表。保护蝴蝶，就是保护我们美丽的家园。五、蝴蝶——生命的图画人们熟悉油画、水彩画，也见过剪纸布、布贴，然而你见过蝶翅画吗�制作者凭借一双巧手，把蝴蝶或它的翅膀巧妙的加工，组合和拼贴，定格在画纸上，就是一幅幅天然的图画了。没有笔墨，但各种图案和颜色的蝶翅的完美结合，让人物、山水、花鸟等栩栩如生，惟妙惟肖，蝶翅画，是蝴蝶用短暂的生命为人类谱写的美丽生命延续，它只是众多蝴蝶艺术品种中的一种。飞舞的蝴蝶，以其缤纷的色彩和万种风情，点缀着世界，失去了生命。蝴蝶留给我们的，依然是视觉的另一种震撼。六、蝴蝶的启示在小小蝴蝶的启示下，科学家们设计了卫星的温控系统。蝴蝶身上有一层极其细小的鳞片，每当气温上升，阳光照射到这些鳞片上时，这些很小的鳞片会自动张开，以减小阳光的辐射角度，从而减小对阳光热能的吸收；而当外界的气温过低的时候，这些鳞片则会自动闭合，让阳光直接照射到鳞片上，以使能吸收足够多的热量。这样，即便气温变化很大，蝴蝶依然能够把自己的体温控制在正常的范围内。科学家们从蝴蝶的鳞片上，学到了控制温度的方法。他们在卫星上设计了一种外形尤如百叶窗的温控系统。起到遇热降温，遇冷保温的作用。这样，人造卫星在太空中，即使温度在200℃一2000℃的巨大温差中卫星上的设备也不会损坏。蝴蝶丰富的色彩运用到色彩设计上，能设计出闪光布，美丽的图案和防伪标志等。七、蝴蝶与梦美丽却不张扬，含蓄而超凡脱俗，悠然而与世无争。蝴蝶的这些品格，成了哲者隐士，文人墨客借以传情言志的题材。“碧草菁菁花盛开，彩蝶双双共徘徊……”描写的是梁山伯与祝英台的凄美故事。“庄生晓梦蝴蝶，望帝春心托杜鹃”诗人李商隐以蝴蝶抒发悲欢离合。“霓为衣兮风为马”诗句中，蝴蝶是魂的羽翼；“穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞”诗句中，蝴蝶成为了悠然自在的信使。八、海南——真正的蝴蝶王国海南是我国蝴蝶资源最丰富的地区之一。海南岛蝴蝶一共有650多种，分属几个科：凤蝶科、粉蝶科，斑蝶科、环蝶科、眼蝶科、蛱蝶科、珍蝶科、喙蝶科、灰蝶科和闪蝶科。但是，海南的蝴蝶仍不断有新发现，比我国的云南、台湾还更多。在海南的尖峰岭、吊罗山、霸王岭和五指山等热带山地雨林分布地区，蝴蝶占了海南岛蝴蝶的8成。海南的蝴蝶，不乏珍稀名贵品种。被誉为“中国国蝶”的金喙凤蝶，生活在海南�它是中国蝶类中唯一被列为国家一级保护野生动物的物种。中国蝶王——裳凤蝶与金裳凤蝶，它们标准展翅可达17厘米。它能在空中长时间的盘旋滑翔，如同小鸟。是我国最大的蝴蝶。“活化石”紫缘蝶。它与发现的古蝶化石极为相像，被誉为蝶类中的“活化石”。“红色天使”——红翅尖粉蝶。是全世界蝴蝶中，唯一全橙红色的蝴蝶，生活在海南特定环境中。九、保护蝴蝶目前全世界有好几种蝴蝶正处于灭绝的危险中，它们因所生活的地区开发成农场和住家而受到威胁；因生活的森林遭到破坏而受危险；因其美丽而被采集者捕杀出售。让我们来保护蝴蝶，保护人类生存的环境，蝴蝶会更美丽！我们的梦会更灿烂！我们的生活会更多彩！
研究性学习论文的格式和写法（一）题目 1、题目的内容 类型、定位、作用 2、写作要求 标题要准确 标题要新颖 题式可多样 标题要简洁 （二）署名 1、署名的方式 集体署名 个人署名 2、署名的规则 贡献大小：提出研究设想、承担研究工作、解决关键问题。 （三）内容提要关键词 1、内容摘要：中心内容、结构及主要论点和评述；要求重点突出，内容精练，观点明确、一般不用第一人称，以200---300字为宜。学术论文也不宜超过1000字，有关刊物要有中英文摘要。 2、关键词：必须是规范科学的名词术语，一般每篇文章有3~5个关键词（主题词）。属于支柱性概念。 （四）前言 1、内容：问题的由来；文献综述：课题的界定（概念术语的解释）及问题的陈述；课题研究的理论意义和实践意义。 2、写作要求：课题阐述要清楚准确，中心突出；客观公正、科学准确评价他人的研究成果；简明扼要介绍课题研究的动机和意义。 （五）正文 1、内容：它必须对研究的内容和方法进行全面的阐述和论证，对研究过程中所获取的资料进行全面系统的整理和分析，通过图表、统计结果及文献资料，或以纵向的发展过程，或横向类别分析提出论点、分析论据，进行论证。 研究报告又分：1、研究的对象和方法 2、研究的内容和假设 3、研究的步骤及过程 4、研究结果的分析与讨论：研究报告的重点部分。A. 结果的定性定量分析，B.研究结果的讨论 。 结果分析与讨论材料缺乏的原因 研究设计缺乏一种系统观，讨论问题思路狭隘 操作过程不够到位，操作措施不够落实，就产生不了深刻的感受和体验 文献资料检索不够，对他人的研究研究缺乏了解，对自己结果的讨论就缺乏客观性、支持的力度 反映结果的项目指标难以确定 测量的方法与手段较难选择 数据的处理与分析要求不断提高 结果分析与讨论对研究者理论素养和洞察力要求较高 对下一步的研究提不出发展的方向。 2、写作要求： 总体要求：科学性和创造性；公正性和准确性；学术性和通俗性。 具体要求有：1、掌握材料要充分。2、分析整理要科学。3、图表使用要恰当。4、观点材料要统一。5、语言使用要规范。正确区分学术概念和生活概念，口头语言和书面语言。6、引用论点要慎重。与已一致，佐证；他人观点中某些好思想，提练综合；带有片面性的真理，开拓思维、慎重判断；相反的权威观点，找准错误所在。（引古不引今，引洋不引中，引刊不引报，引专著不引文集）7、内部逻辑要严密。8、标题序号要规范。9、讨论部分要简练。 （六）结论 1、内容：整篇报告的概括和小结。成果概括（结论必须指出解决了哪些问题、还有哪些没有解决？）；今后研究的展望；对教育教学实践的建议等 2、要求：总结全文，深化主题，揭示规律，指明方向。 （七）注释和参考文献 1、内容：书籍、刊物、报纸、网络 2、要求：完整注明出处 （八）附录：问卷、量表、研究材料、统计数据、方案、计划等 研究性学习的学习内容可以参考学校的具体要求。这里提供一些新颖的研究性学习的课题，供参考。
一、联系生活实际，引发问题——学现实的数学传统的数学观将数学看成一套已完成的严密的数学结论体系，而教师的任务又大都停留在忠实地教“数学（教科书）”，这就最终导致数学严重脱离实际，脱离学生生活。建构主义数学观认为，数学是一个活的、动态的、开放的数学活动。教师的主要工作是为学生的学习活动提供一个合适的环境，促进学生投入到教学活动中去，促进学生主动地建构知识。以此为出发点，则要求我们在设计课程内容时，要加强数学与学生生活和社会现实的联系，将数学与学生熟悉或感兴趣的问题有机结合起来，让学生真切感受到他们所学的数学是与当代社会生活密切相关的。例如，在数学人教版第十一册数学“求比一个数多（少）百分之几”的应用题时，笔者以备受学生关注的“世界杯”足球赛为题材组织教学：在多媒体播放巴西球星射门时激动人心的录像片断后，我及时抽取了近4届“世界杯赛”每届进球数这组信息制成统计表（见下表）在多媒体中出示供学生观察。在此基础上，启发学生提出用百分数表示表中两者关系的问题，现实的背景加上学生积极、灵活的思维，学生一下子提出了许多百分数问题。比较、分类后，抽取其中的“1998年进球比2002年多百分之几，2002年进球比1998年少百分之几”一组问题，即构成了本课要研究的重点。至此，学生经历了一个从现实背景中引发问题的过程，而真切地体验到数学与日常生活的密切联系，感受到数学的趣味和作用。年份20020进球（个）161 171141115 生活是数学的源泉，紧密联系生活的“源头性”的数学问题既能让学生感受到数学与生活的密切联系，更能激发学生强烈的探究兴趣。而要做到这一点，关键是教师首先自身要关注社会，关注学生生活，这样才能提出、提供生活中的现象和问题，并引导学生去观察、解释、探究。二、利用生活经验，主动建构——学有意义的数学构建智慧的重要基础，是人们已有的生活、学习经验。为此，建构主义教学论把“通过自己的经验主动建构”看成是其“灵魂”。还有学者认为。对小学生来说，小学数学知识并不是“新知识”，在一定程度上是一种“旧知识”，在他们的生活中已经有许多数学知识的体验，学校数学学习是他们生活中有关数学现象经验的总结与升华，每一个学生都从他们的现实数学世界出发与教材内容发生交互作用，构建自己的数学知识。鉴于学生并不是一张“白纸”，教学时，我们应充分利用其已有的学习、生活经验促使其主动建构。例如，教学“一个数加上或减去接近整百、整千数的速算”时，我充分利用学生生活中已有的购物付款时“付整找零”的经验，设计了这样一道生活情境题：“六·一”节，小明的妈妈带了136元钱去新华书店买了99元一套精装本的《上下五千年》，作为送给小明的节日礼物，妈妈可以怎样付钱，还剩多少元？讨论该题时，学生想出了很多办法，而首选的方法便是“先付100元，再用36元加上找回的1元钱”，而这恰恰就是“凑整简算”的思想，原先不易被同学们所理解的“思想”由于其生活经验的支撑得以主动建构。又如，“年、月、日”的教学，教学之前，学生在生活中已积累了年、月、日的许多“经验”，以此为起点，教学时，我让学生以小组为单位，先个人观察自己手中不同年份的年历卡，然后组内交流，自己发现问题，待组际汇报时，一年有12个月，月又分为31天的大月和30天的小月以及二月的天数等知识都已被同学们所理解和掌握，在此基础上我又出示了1990年至2000年来2月份的天数让学生作再次的研究和探索，四年一闰，以及判断平、闰年的方法又被同学们所发现。学习是经验的组织和重新解释的过程，而利用学生先前生活经验的学习则显得更积极、更主动，也更富有意义。三、应用生活现实，体现价值——学有用的数学荷兰数学家弗赖登塔尔在他的《作为教育任务的数学》中阐明：数学来源于现实，也必须扎根于现实，并且应用于现实。数学学习的最终目的还是看学生能否运用所学的知识去解决问题，尤其是一些简单的实际问题。所以，我们应及时提供把课堂上所学知识应用到实践中去的机会，让学生在应用中更深刻地理解和掌握数学知识，在应用中更深刻地感受数学的魅力，并通过应用促使学生更主动地观察生活中的数学，在学习和生活中更主动地运用数学。小学数学中，数学应用于现实的例子很多，如学习了《长方体的表面积》后，学生计算粉刷自己所在教室的总面积；学习《圆》《圆锥》后，引导学生测量、计算大树的直径与横截面的面积、沙堆、稻谷堆的体积和重量；学习《百分数的意义》后，引导学生收集日常生活和社会生活中的百分数材料，并通过数据对比、分析，了解社会的变化和进步；学习《比和比例》后，让学生测量、绘制学校平面图、家庭所在居委的示意图等等。这些活动大多可以在数学实践活动课上进行。需要提及的是，平时的数学课能否体现，又该怎样体现数学的应用价值呢？笔者认为，对课本例（习）题进行“生活化”处理，不失为既“经济”又“实用”的好办法，以人教版第十一册数学“工程问题”为例，在例题的教学并进行了适量的巩固练习后，我设计并出示了这样一道题：李军星期天进城买文具，所带的钱如果全部买笔记本，可以买10本，如果全部买铅笔，可以买15支，现在他先买了4本笔记本，剩下的钱还能买多少支铅笔？通过对该题的解答，既培养了学生灵活运用知识解决问题的能力，又使学生体验到用数学知识解决生活问题带来的愉悦和成功。
近五年来在国内外学术刊物上发表科研论文20多篇，其中有7篇（次）被SCI、EI收录著作1、《材料学》，高等教育出版社，2005年2月；2、《材料力学性能》，武汉理工大学出版社，2004年8月。论文1、 Cheng Xiaomin, Wu xinwen, Zhang Lianmeng, Chen Tiequn. Synthesis of Al2O3/Al Composites by Reaction between SiO2 and Molten Al. Key Engineering Materials, 2003,249:273-2762、 Cheng Xiaomin, Li Na, Zhou Shiquan. Fabrication and Mechanical Properties of SiC/Al Composites by Die-Forging in Semi-Solid. Key Engineering Materials, 2003,249:269-2723、 Cheng Xiaomin, Zhang Lianmeng, Chen Tiequn. Microstructures and Mechanism of Al2O3/Al Composites Obtained by the Reaction of SiO2 and Molten Aluminum. Journal of Wuhan University of Technology—, 2003,18(3)：50-524、 Cheng Xiao-min, Li Na, Wu xin-wen，Fang Hua-bin. Research of Eddy Current Testing System of the Carburized Layer Depth of 20CrMnTi Congress of International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering. October 26-28,2004,Shanghai,China,409-4115、 程晓敏，周世权，方华斌. Al2O3颗粒增强铝基复合材料的半固态搅熔复合.中国有色金属学报，2001，11（6）：1009-10116、 程晓敏，方华斌，吴兴文，张联盟，陈铁群. 石英玻璃与液态铝反应生成Al2O3/Al复合材料的研制.特种铸造及有色合金，2003，(4):8-97、 程晓敏，吴兴文，陶应龙. 20CrMnTi钢渗碳层深度和渗层碳分布的数值模拟. 金属热处理，2004，29（2）：53-558、 程晓敏，陈铁群，方华斌.奥氏体氮碳共渗层的组织分析及性能试验.金属热处理，2002，27（3）：19-219、 程晓敏，陈铁群，方华斌. 5CrNiMo钢渗硼层组织分析及性能试验. 金属热处理，2001，26（11）：11-1210、程晓敏，方华斌，陈铁群. 涡流检测渗碳层深度的感应电压计算.武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2003，25（2）：64-6611、程晓敏，陈铁群, 游凤荷.渗碳层电磁特性的数值模拟.武汉汽车工业大学学报，2000，22（5）：66-6812、程晓敏，陶应龙，李娜. 渗硼后的热处理工艺对5CrNiMo钢力学性能的影响. 热加工工艺，2003，（4）:9-1013、程晓敏，陈铁群，申庆. 石墨-Al基复合材料制备工艺及性能.武汉汽车工业大学学报，1997，19（3）：43-4614、程晓敏，陈铁群. RSC Al2O3/Al复合材料试验研究. 武汉汽车工业大学学报，1998，20（3）：58-6015、程晓敏，吴兴文，方华斌. 渗碳材料涡流测试系统的研究. 无损检测，2004，26（8）：396-398.
作者 | 张晴丹
你能想象克的“绳子”可以提起5公斤重的物体吗？
没开玩笑，这是科研人员创造出的一种力学性能惊人的新材料。它不但具有很好的拉伸性能，拉伸长度能达600%，而且还非常坚韧。
近日，美国北卡罗来纳州立大学Dickey实验室博士后王美香以第一作者的身份，在Nature Materials上发表论文，介绍了这款新材料。它属于离子液体凝胶的一种，在抗拉伸性能和韧性上创造了这类材料的最高纪录，也展现出比水凝胶更广阔的应用前景。
评审专家之一、麻省理工学院教授赵选贺认为，“这些透明的离子液体凝胶具有非常坚韧的机械性能，而且最大的亮点是制作简单，易于使用。”
1+1 10，凝胶界的“佼佼者”
“通常凝胶的机械性能很弱，比如豆腐。但在自然界中也有例外，比如人体内的软骨。一些研究人员一直在努力制造坚韧的凝胶，这启发了我们。”论文共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学Dickey实验室负责人Michael D. Dickey告诉《中国科学报》。
此次创造出的离子液体凝胶含有超过60%的离子液体，主要包含丙烯酸和丙烯酰胺两种物质，前者是用于婴儿尿不湿吸水的主要材料，后者是用于隐形眼镜的主要材料。最后，混合材料兼具了聚丙烯酰胺和聚丙烯酸离子液体凝胶的优点，实现了1+1 10的效果。
王美香介绍，新材料透明度达90%以上，其内部的聚合物网络微结构使凝胶拥有极高的力学性能，可拉伸而且非常坚韧。拉伸的长度能达600%，模量有约50个兆帕，断裂强度约有13个兆帕。这是目前离子液体凝胶界的最高纪录。
论文中展示的是用克的离子液体凝胶材料，轻松提起1公斤重量的物体。事实上提起5公斤的重量也不在话下，但因实验室没有5公斤的标准件，他们后来用5公斤的水桶做了实验，材料本身不会有任何破损。
离子液体这个溶剂本身不挥发，且具有很高的热稳定性和导电性。因此，创造出的这款离子液体凝胶具有广阔的应用前景。“可用于电池、传感器、3D打印、致动器和柔性电子设备等。”Michael D. Dickey说。
可穿戴柔性电子器件是当下科学研究的热门之一，要同时满足可弯折、扭曲、拉伸等需求，所以对材料的要求极高。以往做展示用的较多的是传统柔性材料——水凝胶，但水凝胶稳定性是个大问题，长期暴露在空气中会导致水分蒸发、性能受损。
“离子液体凝胶完全可以替代水凝胶在可穿戴柔性电子器件上的应用。首先它很稳定不挥发，不需要任何包覆；其次具有高导电性，不需要额外添加导电介质；可穿戴设备往往需要大变形，离子液体凝胶还可以用来开发应变传感器。”王美香说，“还有一点，它具有自愈合和形状记忆的特性。”
一步法轻松做成
长期以来，在凝胶材料领域最火的，非水凝胶莫属。
实际上，水凝胶在生活中已相当常见。比如，隐形眼镜、果冻、龟苓膏等都是水凝胶的“产物”。自62年前水凝胶横空出世，科研人员便绞尽脑汁地挖掘其力学性能，涌现了无数重大成果。
但同为凝胶材料，离子液体凝胶领域的研究则发展较慢。例如力学性能研究还是一块空白，很难把它的力学性能做到与高强度水凝胶相媲美的程度。
在这篇论文发表之前，合成高强度离子液体凝胶的方法并不易。为了提高材料的力学性能，一些研究人员采用多步法或者溶剂交换，整个过程耗时长、成本高，而且浪费资源。
挑战不可能，这是科研工作者骨子里的基因，恰好离子液体这个溶剂的“72般变化”也让王美香着迷。
“顾名思义，水凝胶用的溶剂只有一种，就是水，而离子液体凝胶用的溶剂是离子液体，有成千上万种，这正是它的魅力所在。”王美香对《中国科学报》说。离子液体在室温下是一种液态的熔融盐，里面含有正离子和负离子，只要熔融盐里的正负离子不一样，就可以实现离子液体的千变万化。
研究选材是从聚丙烯酸和聚丙烯酰胺的单体开始。
最初，王美香把两种材料分开来做。当把丙烯酰胺融到离子液体后，产生的凝胶跟她预想的完全不一样，不透明、发白，就像晒干的面条一样特别脆，一碰就断。随后她又试了丙烯酸，做出来的凝胶则超级软，透明度达到百分百。
完全就是两种极端！这让她无比兴奋，如果把三者混在一起，会擦出什么样的火花呢？
“把丙烯酰胺和丙烯酸融到离子液体里，再加入引发剂和交联剂，然后混匀，用高功率紫外灯照射，3分钟就能制作出论文中这种新型混合材料。”王美香说，“就是这么简单。”
一步法就这样诞生了！它为离子液体凝胶研究开启了新世界的大门。
为实验蓄能，把理论变为现实
王美香在西安交通大学读博期间，就一直从事水凝胶研究。但她看到了离子液体凝胶材料的巨大潜力，因此萌生了调整研究方向的想法。
2018年12月，王美香从西安交通大学获得材料科学与工程博士学位后，进入北卡罗来纳州立大学Dickey实验室做博士后，主要致力于高机械性能凝胶材料的设计和制备，以及研究其在可穿戴柔性电子器件、全固态电池以及超级电容器、传感器和驱动器等领域的应用。
在新的平台，王美香也顺利转换到新赛道，开始离子液体凝胶材料研究。
但是，王美香刚进入北卡罗来纳州立大学，新冠疫情就来了，一下打乱了研究计划，学校封闭，无法进入实验室。
她便利用这段时间查阅文献，为实验蓄能。在家“闭关”三个月后，终于等来复工的消息。王美香便一头扎进实验里，每天在实验室待八个小时，把实验过程中看到的现象记录下来，晚上回家查资料来分析这些现象的成因。
幸运的是，这项工作从始至终都比较顺利，这篇论文投给期刊也很快被接收。并且，评审专家都对该成果给了很高的评价。
“接下来，我们将会做应用方面的拓展，想把离子液体凝胶与3D打印技术相结合，用于开发新型柔性机器人。”王美香说。
参与这项研究的一共有9位作者，其中华人学者就有4位。除了王美香，另外3位分别是论文共同通讯作者、西安交通大学教授胡建，西安交通大学硕士生张鹏尧，以及美国内布拉斯加州大学林肯分校研究助理教授钱文。
一、联系生活实际，引发问题——学现实的数学传统的数学观将数学看成一套已完成的严密的数学结论体系，而教师的任务又大都停留在忠实地教“数学（教科书）”，这就最终导致数学严重脱离实际，脱离学生生活。建构主义数学观认为，数学是一个活的、动态的、开放的数学活动。教师的主要工作是为学生的学习活动提供一个合适的环境，促进学生投入到教学活动中去，促进学生主动地建构知识。以此为出发点，则要求我们在设计课程内容时，要加强数学与学生生活和社会现实的联系，将数学与学生熟悉或感兴趣的问题有机结合起来，让学生真切感受到他们所学的数学是与当代社会生活密切相关的。例如，在数学人教版第十一册数学“求比一个数多（少）百分之几”的应用题时，笔者以备受学生关注的“世界杯”足球赛为题材组织教学：在多媒体播放巴西球星射门时激动人心的录像片断后，我及时抽取了近4届“世界杯赛”每届进球数这组信息制成统计表（见下表）在多媒体中出示供学生观察。在此基础上，启发学生提出用百分数表示表中两者关系的问题，现实的背景加上学生积极、灵活的思维，学生一下子提出了许多百分数问题。比较、分类后，抽取其中的“1998年进球比2002年多百分之几，2002年进球比1998年少百分之几”一组问题，即构成了本课要研究的重点。至此，学生经历了一个从现实背景中引发问题的过程，而真切地体验到数学与日常生活的密切联系，感受到数学的趣味和作用。年份20020进球（个）161 171141115 生活是数学的源泉，紧密联系生活的“源头性”的数学问题既能让学生感受到数学与生活的密切联系，更能激发学生强烈的探究兴趣。而要做到这一点，关键是教师首先自身要关注社会，关注学生生活，这样才能提出、提供生活中的现象和问题，并引导学生去观察、解释、探究。二、利用生活经验，主动建构——学有意义的数学构建智慧的重要基础，是人们已有的生活、学习经验。为此，建构主义教学论把“通过自己的经验主动建构”看成是其“灵魂”。还有学者认为。对小学生来说，小学数学知识并不是“新知识”，在一定程度上是一种“旧知识”，在他们的生活中已经有许多数学知识的体验，学校数学学习是他们生活中有关数学现象经验的总结与升华，每一个学生都从他们的现实数学世界出发与教材内容发生交互作用，构建自己的数学知识。鉴于学生并不是一张“白纸”，教学时，我们应充分利用其已有的学习、生活经验促使其主动建构。例如，教学“一个数加上或减去接近整百、整千数的速算”时，我充分利用学生生活中已有的购物付款时“付整找零”的经验，设计了这样一道生活情境题：“六·一”节，小明的妈妈带了136元钱去新华书店买了99元一套精装本的《上下五千年》，作为送给小明的节日礼物，妈妈可以怎样付钱，还剩多少元？讨论该题时，学生想出了很多办法，而首选的方法便是“先付100元，再用36元加上找回的1元钱”，而这恰恰就是“凑整简算”的思想，原先不易被同学们所理解的“思想”由于其生活经验的支撑得以主动建构。又如，“年、月、日”的教学，教学之前，学生在生活中已积累了年、月、日的许多“经验”，以此为起点，教学时，我让学生以小组为单位，先个人观察自己手中不同年份的年历卡，然后组内交流，自己发现问题，待组际汇报时，一年有12个月，月又分为31天的大月和30天的小月以及二月的天数等知识都已被同学们所理解和掌握，在此基础上我又出示了1990年至2000年来2月份的天数让学生作再次的研究和探索，四年一闰，以及判断平、闰年的方法又被同学们所发现。学习是经验的组织和重新解释的过程，而利用学生先前生活经验的学习则显得更积极、更主动，也更富有意义。三、应用生活现实，体现价值——学有用的数学荷兰数学家弗赖登塔尔在他的《作为教育任务的数学》中阐明：数学来源于现实，也必须扎根于现实，并且应用于现实。数学学习的最终目的还是看学生能否运用所学的知识去解决问题，尤其是一些简单的实际问题。所以，我们应及时提供把课堂上所学知识应用到实践中去的机会，让学生在应用中更深刻地理解和掌握数学知识，在应用中更深刻地感受数学的魅力，并通过应用促使学生更主动地观察生活中的数学，在学习和生活中更主动地运用数学。小学数学中，数学应用于现实的例子很多，如学习了《长方体的表面积》后，学生计算粉刷自己所在教室的总面积；学习《圆》《圆锥》后，引导学生测量、计算大树的直径与横截面的面积、沙堆、稻谷堆的体积和重量；学习《百分数的意义》后，引导学生收集日常生活和社会生活中的百分数材料，并通过数据对比、分析，了解社会的变化和进步；学习《比和比例》后，让学生测量、绘制学校平面图、家庭所在居委的示意图等等。这些活动大多可以在数学实践活动课上进行。需要提及的是，平时的数学课能否体现，又该怎样体现数学的应用价值呢？笔者认为，对课本例（习）题进行“生活化”处理，不失为既“经济”又“实用”的好办法，以人教版第十一册数学“工程问题”为例，在例题的教学并进行了适量的巩固练习后，我设计并出示了这样一道题：李军星期天进城买文具，所带的钱如果全部买笔记本，可以买10本，如果全部买铅笔，可以买15支，现在他先买了4本笔记本，剩下的钱还能买多少支铅笔？通过对该题的解答，既培养了学生灵活运用知识解决问题的能力，又使学生体验到用数学知识解决生活问题带来的愉悦和成功。
简介针对某一个（些）问题、现象进行深入分析、讨论并得到有意义结论的文章。研究性论文的写作要求：
(一)题名
题名又称题目或标题。题名是以最恰当、最简明的词语反映论文中最重要的特定内容的逻辑组合。
论文题目是一篇论文给出的涉及论文范围与水平的第一个重要信息，也是必须考虑到有助于选定关键词不达意和编制题录、索引等二次文献可以提供检索的特定实用信息。论文题目十分重要，必须用心斟酌选定。有人描述其重要性，用了下面的一句话：“论文题目是文章的一半”。对论文题目的要求是：准确得体：简短精炼：外延和内涵恰如其分：醒目。
(二)作者姓名和单位
这一项属于论文署名问题。署名一是为了表明文责自负，二是记录作用的劳动成果，三是便于读者与作者的联系及文献检索(作者索引)。大致分为二种情形，即：单个作者论文和多作者论文。后者按署名顺序列为第一作者、第二作者……。重要的是坚持实事求是的态度，对研究工作与论文撰写实际贡献最大的列为第一作者，贡献次之的，列为第二作者，余类推。注明作者所在单位同样是为了便于读者与作者的联系。
(三)摘要
论文一般应有摘要，有些为了国际交流，还有外文(多用英文)摘要。它是论文内容不加注释和评论的简短陈述。其他用是不阅读论文全文即能获得必要的信息。
研究性学习论文的格式和写法（一）题目 1、题目的内容 类型、定位、作用 2、写作要求 标题要准确 标题要新颖 题式可多样 标题要简洁 （二）署名 1、署名的方式 集体署名 个人署名 2、署名的规则 贡献大小：提出研究设想、承担研究工作、解决关键问题。 （三）内容提要关键词 1、内容摘要：中心内容、结构及主要论点和评述；要求重点突出，内容精练，观点明确、一般不用第一人称，以200---300字为宜。学术论文也不宜超过1000字，有关刊物要有中英文摘要。 2、关键词：必须是规范科学的名词术语，一般每篇文章有3~5个关键词（主题词）。属于支柱性概念。 （四）前言 1、内容：问题的由来；文献综述：课题的界定（概念术语的解释）及问题的陈述；课题研究的理论意义和实践意义。 2、写作要求：课题阐述要清楚准确，中心突出；客观公正、科学准确评价他人的研究成果；简明扼要介绍课题研究的动机和意义。 （五）正文 1、内容：它必须对研究的内容和方法进行全面的阐述和论证，对研究过程中所获取的资料进行全面系统的整理和分析，通过图表、统计结果及文献资料，或以纵向的发展过程，或横向类别分析提出论点、分析论据，进行论证。 研究报告又分：1、研究的对象和方法 2、研究的内容和假设 3、研究的步骤及过程 4、研究结果的分析与讨论：研究报告的重点部分。A. 结果的定性定量分析，B.研究结果的讨论 。 结果分析与讨论材料缺乏的原因 研究设计缺乏一种系统观，讨论问题思路狭隘 操作过程不够到位，操作措施不够落实，就产生不了深刻的感受和体验 文献资料检索不够，对他人的研究研究缺乏了解，对自己结果的讨论就缺乏客观性、支持的力度 反映结果的项目指标难以确定 测量的方法与手段较难选择 数据的处理与分析要求不断提高 结果分析与讨论对研究者理论素养和洞察力要求较高 对下一步的研究提不出发展的方向。 2、写作要求： 总体要求：科学性和创造性；公正性和准确性；学术性和通俗性。 具体要求有：1、掌握材料要充分。2、分析整理要科学。3、图表使用要恰当。4、观点材料要统一。5、语言使用要规范。正确区分学术概念和生活概念，口头语言和书面语言。6、引用论点要慎重。与已一致，佐证；他人观点中某些好思想，提练综合；带有片面性的真理，开拓思维、慎重判断；相反的权威观点，找准错误所在。（引古不引今，引洋不引中，引刊不引报，引专著不引文集）7、内部逻辑要严密。8、标题序号要规范。9、讨论部分要简练。 （六）结论 1、内容：整篇报告的概括和小结。成果概括（结论必须指出解决了哪些问题、还有哪些没有解决？）；今后研究的展望；对教育教学实践的建议等 2、要求：总结全文，深化主题，揭示规律，指明方向。 （七）注释和参考文献 1、内容：书籍、刊物、报纸、网络 2、要求：完整注明出处 （八）附录：问卷、量表、研究材料、统计数据、方案、计划等 研究性学习的学习内容可以参考学校的具体要求。这里提供一些新颖的研究性学习的课题，供参考。
指导学生选好研究性课题是成功的一半。可结合化学学科教学的实际，也可结合学生的特点、兴趣或本地区和学校的具体情况，根据课题选择的价值性原则、经济性原则、创造性原则和可行性原则选择适宜的课题。例如学到氯气的实验室制法，可以结合氯气的性质，让学生研究新的氯气发生装置，防止氯气污染实验室环境；学到化学平衡时，可以向学生介绍生活、生产、社会中的有关平衡的知识，以及如何应用勒沙特列原理来解释、调节这些平衡。学科知识结合生活、生产、社会问题展开，增强学生问题意识、深究意识和研究欲望。比如合成氨工业，硫酸、硝酸工业，硅酸盐工业，塑料、纤维素等都是很好的结合材料。还可以从简易实验入手，如从鲜花中提取代用酸碱指示剂、改变花的颜色，以兴趣引导学生开拓视野，活跃思维，掌握研究的程序和要求。研究性学习是一种全新的教学方式，是基础教育课程改革的重大突破。
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 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。 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。 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。 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。 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。 改进教学方法 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。 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。 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。 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。 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。 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
随着建筑工程的发展，建筑工程材料也变得越来越重要，建筑项目的完成质量往往取决于建筑材料质量的好坏。下文是我为大家搜集整理的关于建筑材料论文2000字的内容，欢迎大家阅读参考!
浅析建筑材料检测的相关技术
1、建筑材料的分类与检验项目
房屋建筑材料根据其在建筑物中的部位或使用性能，大体上分为三大类，即建筑结构材料(建筑物受力构件和结构所用的材料)、墙体材料(建筑物内、外及隔墙所用的材料)、建筑功能材料(承担某建筑功能的非承重用的材料)。施工现场所用的建筑材料品种繁多，进场检测、试验材料项目要服从国家、行业及当地建设主管部门(或所属有关部门)的规定，并服从《省建筑工程竣工技术档案编制办法》。
例如配制混凝土用的水泥，需按批检验其安定性、 强度、凝结时间和细度;混凝土用粗骨料按常规进行颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等检验项目，如若用于≥C35的混凝土须做压碎指标，新采用的质地疏松的骨料还应做坚固性试验，活性骨料做活性试验等。对于合成高分子防水材料，按―2000《高分子防水材料――第一部分片材》，应按批检验其物理性能，例如断裂拉伸强度、胶断伸长率、不透水性和低温弯折。材料检测试验项目的确定应以确保工程质量为前提，只检验其原始合格证明而不按规定抽样试验，或虽抽样试验但检测项目不全，都是不符合要求的。
2、取样的数量和方法
取样要有代表性，一般是以一批材料不同部位随机抽取规定数量的样品(钢材是从规定部位截取)，即不仅取样数量要正确，而且取样部位及方法也要按规定进行。试样的数量关系到试验结果的准确性，数量过少、取样部位及方法的偏差，都会使试验误差增大，甚至会得出相反的结果。但是，在实际检测中经常会出现取样不具有代表性、取样的数量不够、取样方法不正确等问题。例如袋装水泥要从该批不少于20袋水泥中任取等量样品，总质量至少12kg。
在实际工作中，多次遇到送检人员一次性提取半袋或整袋水泥作为样品，经检测水泥强度值不符合标准要求的情况，后经现场按标准要求取样后复试，试验结果则完全符合国家标准;又如送检钢筋焊接试件时，有的是用工地的废钢筋头作为模拟试件或者取样方法不正确;再如钢筋气压焊焊件按标准应送检6根，3根做拉伸试验，3根做弯曲试验，而有的只送检3根试件，这样即使3根试件的拉伸试验结果全部合格，仍无法判定该批试件是否合格。
3、常用建筑材料检测技术要点分析
在建筑材料质量控制的实践中，我们深刻地体会到，工程材料的质量监控要采取施工单位自检和监理单位平行检测、跟踪检测、见证取样相结合的办法，检测和试验相结合，完善“企业自检、社会监理、政府监督” 的质量保证体系，牢固树立“百年大计、质量第一” 的方针。 现总结几种建筑材料的检测取样试验方法。
钢筋的检测
钢筋进场时，应按照现行国家标准《钢筋砼用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准规定。1)取样时，从任一钢筋端头，截取500mm2～1000mm的钢筋，再进行取样。2)冷拉钢筋：应进行分批验收，每批重量不大于20t的同等级、 同直径的冷拉钢筋为一个检验批。3)钢筋焊接。钢筋焊接在建筑施工中一般分为：闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊、预埋件T型接头埋弧压力焊、钢筋气压焊。
(1)闪光对焊：其机械性能试验包括拉伸试验和弯曲试验，拉伸试件长度一般≥500mm(500mm～650mm)，冷弯试件长度一般250mm(250mm～350mm)。
(2)电阻点焊：热轧钢筋点焊做抗剪试验，试件长度一般≥600mm;拔低碳钢丝焊点，除作抗剪试验外，还应对较小钢丝做拉伸试验，试件长度一般≥500mm(500mm～650mm)。
(3)电弧焊与电渣压力焊：在现场安装条件下都做拉伸试验，试件长度一般≥500mm(500mm～650mm)。
水泥、砂石的检测
砂石、水泥、外加剂是建筑工程中最基本的、也是用量最大的建筑材料，以往建筑工程在对这些产品检验时，只是检验产品的强度和一些与强度有关的常规性技术指标。而如今对砂、石和水泥甚至包括回填上都要进行放射性的检测。
水泥进场验收：水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验，其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过3个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)时，应进行复验，并按复验结果使用。?
砂石取样方法：在料堆水取样时，取样部位应均匀分布。在料堆的顶部、中部、底部各均匀分布的5个不同部位取得，组成一组样品，砂子在各部位抽取大致相等的8份，石子在各部位抽取大致相等的15份。砂石、水泥送检的同时，进行砼配合比、砂浆配比的检验工作，一般是与砂石、水泥检验报告同期出示。在第一次使用配合比搅拌砼或砌筑砂浆时，应至少留置一组标准标养试件(标养条件：温度为20±30℃，相对湿度为90%，试件间距为10mm～20mm)作为验证配合比的依据。同时，根据砂浆配比，对所搅拌的砌筑砂浆用砂的粒径、水泥用量、搅拌时间、砂浆和易性等进行检验试验。
砼工程
结构混凝土的强度等级必须符合设计要求，用于检查结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地点随机抽取，应及时检查施工记录及试件强度实验报告。对有抗渗要求的混凝土结构，其混凝土试件应在浇筑地点随机取样 ，抗渗试验报告也应随时检查以保障施工质量。
检测时环境温度与湿度的控制温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响，故在标准中对材料养护、测试时的环境条件有明确的规定，必须严格遵守。如GB/T17671―1999《水泥胶砂强度检验方法》规定，试体成型时的环境温度应稳定保持在20℃±2℃，相对湿度应>50%;试体拆模前的养护温度为20℃±1℃，相对湿度应>90%;试体在水中养护的温度控制在200C±10C。又如弹性体改性沥青防水卷材(SBS)等防水材料，其性能对环境温度较为敏感，进行拉伸试验时要求室温控制在23℃±2℃。
4、结束语
随着我国建筑行业的发展飞速，人们越来越关注建筑材料的质量。建筑材料作为构建建筑工程的基础，其质量好坏对建筑工程的安全性造成直接的影响。在施工之前，一定要高度重视建筑材料的检测工作，严格执行质量标准，并不断地总结经验教训，不断提高实际操作水平，保证检测结果的准确性，从中确保建筑材料的质量和工程的使用安全。
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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
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).
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 g CTAB， g 草酸以及 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. 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.
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 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 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.
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～.
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
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.
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.
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 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 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，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
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。
试验与研究
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，其中含和。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，莫氏硬度为。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：
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。
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。
产品的性能
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。
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。
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。
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
楼主你好：这是关于DIY制作的一篇研究性学习报告，看队里是否有用。生活中有许多被人们随手丢弃的所谓的垃圾——如废纸、喝完水的瓶子等，其实并不是已经完全没有用处了，只是人们总认为没有时间与精力思考它能否再利用，没想过要开动脑筋将废物利用。目前，我们各个班级在节能减排的号召下，正极力思索节约的方式，我们便有灵感不谋而合地提出了这个研学课题。我们的课题旨在自己动手动脑将身边的废物利用起来，找到一些办法为这些废品找到合适的“出路”，增添生活的乐趣,并带动其他人一起更好的利用身边的废物，变废为宝。新的组员，新的工作，我们首先合理讨论、安排研学活动，按照个人因素较合理分工，初步制定计划。废物的处理和利用有悠久的历史。我国人民早在春秋战国时期就兴建了厕所积肥，印度等亚洲国家，自古以来就有利用粪便和垃圾堆肥的习俗。经济与科技发达的现代，世界各国本着可持续发展，努力追求废物资源化。现今社会更是流行废物利用DIY，将其变为娱乐活动，却能积少成多造福社会乃至人类。我们研究的所谓“生活中的废物利用”，就是要从生活点滴的废物之中产生思考，得到灵感与启发，并在可能的情况下用自己的智慧将看似用不上的小东西再次应用到生活中来，使物超所值。我们主要的研究对象自然如题目所说是废旧的报纸、塑料、易拉罐。为更好的开展这项研学，我们首先需要了解大众对于废物利用及上述三类废物的了解、看法、重视程度和处理方法。为此，我们精心制作调查问卷，筛选问题及所提供选项。有了第一次研学的经验，我们也知道问卷形式须在简洁上先吸引人，再在内容的提问方式和选项上令人不感到厌烦。终于，我们成功以问卷形式了解到不同人群对于废物利用都并不是很关注和重视，真正能静下心来实践的人更为寥落。看来，生活中，废物利用还真是件必须及时让大家重视的事。从接下来的网上调查综合一些相关的新闻报道来看，生活中废物利用的方式方法极多。用废瓶子做花瓶，用废报纸遮灰尘等方法其实早已普遍应用于各家各户。高级一些的废物利用与此的理念是相同的，只是以摆设和电器居多，加入了许多科技和工艺创新的元素。通过调查发现：人们普遍不重视废物利用、资源节约；生活中存在大量具有潜在可利用性的“废物”继续深入探究，有了概念性的感知和实际情况的掌握，我们从生活入手，在校园各地及住宅区内和街上实地考察——与垃圾箱亲密接触一番，记录现象，深入思考，探讨其中废物利用的可能性与可行性。首先是报纸。报纸是信息的传达方式之一，由于具有时效性，人们在家里、地铁上等地看完了的报纸便基本没了用处。其害处主要来自印刷油墨，油墨含有有害成分铅，报纸印刷工人长期接触油墨，容易引起铅中毒。其实，报纸除了可以做草稿纸、包裹东西或甚至折纸飞机做娱乐用品外，还可以用大量废报纸制成实用家具——如沙发等，当然这需要足够多的原料，或是小工艺品——如笔帽、小挂件，或是更夸张一点的，服饰等。其次就是塑料。塑料应用于生活的面很广，从塑料袋、保鲜膜，到饮料瓶、塑料盘、碗等，随处可见其身影，且形状各异，更应该是回收再利用的一大类很好的东西。校园之中，由于买水的同学很多，大多数班级采取卖瓶子赚取班费的方法，使塑料二次发挥其作用。但据我们研究发现，就地取材，用饮料瓶及瓶盖制作成简单的工艺品——风铃、花篮，钥匙链等，学习用具——笔筒等，甚至精细加工、配以其他材料可制作成挂灯、台灯等。最后就是易拉罐了。生活中，我们喝一听饮料大概是最能见到易拉罐的时候了。它一般是一种很贵重的铝合金，偶尔有铁制的，在手工上可塑性极强，比塑料的改良更加简单易行。每个易拉罐重克，45000个就是一吨。我们将它看作金属材料，它可制成各种手工艺品，如：风车、乐器、飞机、汽车、金属贴花等。如果有条件，我们也可将它应用于学习中，用铝和碳制电池，小做一下化学探究。以上三类废物在生活中使用普遍，再利用可能性大，还可综合起来变废为宝——如用易拉罐与塑料盘制鞋架等。其他东西也很有利用价值，只不过这次还没有机会探究。但我们很提倡大家能够捡起身边的废物，用智慧最大限度地发挥它的作用！我想，就此，我们可以向学校建言献策：可采用分类垃圾箱，并回收可利用材料，或统一自找途径再利用，或向全体学生征集回收再利用的方案，也可举办废物利用小作品的比赛以增强同学们对此的重视程度。光用眼睛看过，而不动动手实践一下，是不能让这次废物利用的探究在每个人脑海里留下深刻印象的。调查了那么多，也是该我们亲自发挥，“研制”新的废物利用作品的时候了。于是，我们集体合作，奇思妙想，一起制作出硬纸板笔袋、简易易拉罐机身手电筒、报纸服饰等很练脑力与动手能力的废物利用小作品。原来，真的是没有做不到的，只有想不到的！如果遇到生活中的那些废物不是被随手扔掉，而是发掘其可用之处，最大限度将废物再利用起来，那么这个社会上将会减少多少垃圾？减少多少不必要的污染？生活中的废物利用之意义也就在于此处了。回顾我们从开学到解题的研学过程，我们的课题其实是很大很广的。但因为贴近生活，随时所见皆可以作为研学的一份材料，研究性学习进展得相对顺利。问题的探讨都是存在于我们身边的或关系到我们生活质量的，这使得大家的积极性有一定的提高。过程中，我们也并不是没有遇到问题的。大家在一起探讨问题——据说如此才能碰撞出智慧的火花。我们思维方式有所不同，一项活动的确定不可一人决断，但大家都能求同存异，不因个人原因而影响整体研究的进程。我们的动手制作是最有创新、也最考验我们能力的一项活动，共同制作不是一个人做的好就可以，几个人行动上的配合和思想上的统一花费了我们不少时间，但大家都能耐心制作，积极配合彼此，不因一点小摩擦就赌气不干。云云。这样的问题相信每个组都会存在，而我们也可以自豪的说我们并没有被它绊倒。所以，总体上——即无论课题本身还是组内，此次研学是成功的。当然，这整个过程中也有一些遗憾。我们本想更好探究大规模废物利用的方法，去垃圾处理厂实地考察和咨询，但始终因为种种原因没有时间前往，使此项计划就此搁浅。总而言之，此次研学让我们都增长了不少知识，我们在彼此的磨合中突破着自我。也许我们提出的问题还并没有恰到好处，我们的调查还不够全面，总结的内容还不够深入，我们掌握的知识还远不够，因为学校研学和我们学生的身份必定有一些局限性。我们会再接再厉！每一次研学都是一次收获！但愿生活中，当你准备处理一堆垃圾的时候，还能想到有许多废物也是可以利用的，并真的切实做到。我们的调查问卷1、你平时是否注意将可能有利用性的生活、学习上的废物留下以待它用？是（ ）否 （ ）2、你的班级平时会从学校废物中回收有用的东西吗?是 （ 50% ）否（50% ）3、你是否有将身边的废物变废为宝的兴趣？是 （ ）否（ ）4、你有将废纸或易拉罐等具有可利用性的废物分类回收的习惯吗？是 （ ）否 （ ）5、你有过将具有可利用性的废物变废为宝的经历吗？有（ ）无（ ）
关于白色污染的研究性学习报告 自2008年6月1日我国开始实施“禁塑令”这一条例地实施，有效的改善我国环境的状况。减轻了白色污染对环境的破坏，更好地保护了我们的地球母亲，让我们的家园更加美丽。当今世界科技越来越发达，人们的生活也越来越方便，白色垃圾也越来越多，甚至影响到到了社会，破坏了大自然，所以，白色垃圾不得一次次的受到人们的重视。什么叫白色污染 这要从塑料开始谈起。塑料是一类高分子材料。以石油为原料可以制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等，这些物质的分子在一定条件下能相互反应生成分子量很大的化合物（即高分子）：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。我们通常使用的塑料就是由上述四种高分子组成的材料（聚乙烯、聚丙烯薄膜抖动时声音发脆，而聚氯乙烯薄膜则较柔软，抖动时无发脆声音；发泡塑料一般是聚苯乙烯，燃烧时有浓烟）。从上世纪六十年代开始，塑料进入广泛实用阶段。由于塑料具有很多优点：它取材容易，价格低廉，加工方便，质地轻巧，因此塑料一问世，便深受世界欢迎，它迅速渗入到社会生活的方方面面，塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。塑料被列为20世纪最伟大的发明之一，塑料的普及被誉为白色革命。 随着塑料产量不断增大，成本越来越低，我们用过的大量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中，给景观和环境带来很大破坏。由于塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白色污染。 据仔细调查研究表明，烟头、羊毛织物可存留2年；经过油漆的木板可存留13年；尼龙织物可存留30—40年；皮革可存留50年；易拉罐可存留80—100年；塑料可存留100—200年；玻璃可存留1000年……垃圾如此猖狂地破坏大自然，毁坏大自然，我们人类怎能袖手旁观？我们应该实施“绿色行动”，拯救地球！ “白色污染”这一严重的环境问题是怎样引起的那？“白色污染”的污染物主要是什么？针对此问题做出调查。其实，白色污染就是一次性难降解的塑料包装物。比如一次性泡沫快餐具还有我们常用的塑料袋等.它对环境污染很严重,埋在土壤中很难分解,会导致土壤能力下降,如果焚烧会导致大气污染。现在，随着社会地发展对许多塑料制品需求量非常大。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。据报道，1995年，我国塑料产量为519万吨，进日塑料近600万吨，当年全国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。白色污染造成的危害还有很多，比方说“视觉污染”和“潜在危害”视觉污染是指在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、景观，由此造成“视觉污染”，而且占地过多污染空气 ， 在小巷深处，经常可以看到大片大片的垃圾，成堆成堆地摆放在那里，旁边还有一些苍蝇飞来飞去，场面令人作呕，不仅影响市区容貌，还影响市民健康，白色垃圾在腐烂的过程中，会散发出一种难闻的气味，这种气味散发到空气中去，又随着气体的流动，很快传播到各个角落，人闻多了会生病。 “潜在危害”是指废旧塑料包装物进入环境后，由于其很难降解，造成长期的、深层次的生态环境问题。首先，废旧塑料包装物混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，谁都知道，庄稼要靠土才能播种，一般的泥土可不行，要施过肥的沃土才能种出最好的庄稼来，可是塑料袋，塑料布如果埋在家田内，庄稼的根就不会很好的生长，就会导致农作物减产；第二，抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡（在动物园、牧区和海洋中，此类情况已屡见不鲜）；第三，混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理：填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用。那国内对“白色污染”有什么处理办法，一是加强管理。例如，社会上较为关注的铁路两侧的”白色污染“问题，通过加强管逗已取得显著改观。铁路部门从1994年下半年开始，在沿线分区划段包干。部分旅客列车采用袋装垃圾，禁止旅客向窗外抛弃废物。乘务员也不象以前那样，将车箱垃圾直接扫出窗外，而是将垃圾袋卸在车站，由车站集中处理。目前，采用袋装垃圾的列车越来越多，随意向车外扔垃圾的现象越来越少。已有万公里的线路两侧基本消除了“白色污染”。实践证明，加强管理是防治“白色污染”的有效手段。二是，禁止使用一次性难降解的塑料包装物。第三，强制回收利用。清洁的废旧塑料包装物可以重复使用，或重新用于造粒、炼油、制漆、作建筑材料等。回收利用符合固体废物处理的“减量化、资源化、无害化”的通用原则。回收利用不仅可以避免“视觉污染”，而且可以解决“潜在危害”，缓解资源压力，减轻城市生活垃圾处置负荷，节约土地，并可取得一定的经济效益。 回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。其实，塑料和其它材料比，有一个显著的优点：塑料可以很方便地反复回收使用。废塑料回收后，进行分类、清洗后再通过加热熔融，即可重新成为制品。从组成看，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均由碳氢元素组成，而汽油、柴油等燃料也是由碳氢元素组成，只不过分子量较小。因此，把这几类塑料隔绝空气加热至高温，使之裂解，把裂解产物进行分馏，可制得汽油与柴油。 这是一个标本兼治的好办法。四是开发可降解塑料等。降解塑料具有与普通塑料同样的使用功能，但在完成其使用功能而被废弃后，其化学结构可以在某些条件下发生变化，使高分子分解成分子量较小的分子，最后，被自然环境所同化。降解塑料有三类：光降解塑料、生物降解塑料及双降解塑料。 “白色污染”对社会和环境带来许多不利影响。让我们携起手来，共同来消灭“白色污染”还地球一片净土。