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木材学前沿研究论文

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木材学前沿研究论文

彭海源,女,1924年农历10月出生,河南省南召县皇路店镇人。幼年时在家延师学习小学课程。1938年升入南阳女中,当时其叔父彭和卿在南阳主办南都中学,她经常得到其教导,树立了务必学攀高峰,为国多作贡献的理想。后先后升入开封女中高中部和国立中央大学。在大学求学时,受恩师梁希教授(建国后任第一任林业部长)进步思想熏陶,除平时专研森林科学外,更倾心革命。时逢学生运动轰轰烈烈,海源也经常参加学运,奔走呼号。1949年4月南京解放,在新中国成立前,海源大学毕业(1949年7月),即奔赴北京参加新中国建设,受聘至沈阳农学院任教。抗美援朝后,学校迁人哈尔滨,和哈尔滨农学院合并为东北农学院,此后四十余年,彭海源先后在东北农学院、东北林学院、东北林业大学长期从事木材学科教学及科研工作,历任助教、讲师、副教授、教授等职。 在教学方面,海源曾讲授本科生及研究生的木材学、木材化学、森林利用学、木材切片术、中国木材系统解剖学、木材构造与识别等课程。除编写多种教材讲义外,合著《化学在林业和森林工业中的应用》、《木材加工化学》、《木材学》,并翻译俄文《木材学实验指南》、英文《木材内幕》等书,在全国出版发行。科研方面,她研究马尾松木材改性综合加工技术,获广西壮族自治区优秀科技成果二等奖,发表科技论文数十篇,其中《红松和落叶松木材超微结构初探》、《东北针叶树材超微结构观察》、《山杨小径木超微结构及其与干燥皱缩的关系》等已被选人国际文献。平生专心研究木材,对木材的物理、化学、生物解剖性能都一一探索,更测重木材化学酶性和生物构造方面研究,尤其对于木材的宏观、微观及超微观构造了解较深。 海源任教40多年,除逐年教授培养大批本科生外,并先后指导硕士、博士生6名,受业学生中多已成为新一代专家骨干。海源在学术上的业绩得到了国内外嘉评,先后获中国林学会劲松奖、中央林业部及黑龙江省人民政府优秀教师荣誉证书,并被选入《中国林业人名词典》、《中国当代自然科学人物总传》、《黑龙江当代名人》、《世界文化人名辞海》等专著中。

主要课程:木材学、胶合材料学、热工学、机械设计制造基础、木材切削原理与刀具、电工与电子技术、投影制图、人体工效学、美学基础、专业绘画、建筑设计基础、造型原理。专业实验:木材学、木材干燥、木材保护学、木工机械、厂内运输与气力输送、制材学、木制品及家具生产工艺学、家具检测、人造板表面装饰等。 学制:4年。 授予学位:工学学士。 就业前景:主要到木材工业、家具制造业、室内工程等领域的企业、设计院、科研院所从事木材加工、室内设计、室内装饰的工作。 分布院校: 【北京市】北京林业大学 【天津市】天津科技大学 【河北省】河北农业大学 【内蒙古自治区】内蒙古农业大学 【吉林省】北华大学 【黑龙江省】东北林业大学 【江苏省】南京林业大学 【浙江省】浙江林学院 【安徽省】安徽农业大学 【福建省】福建农林大学 【湖南省】中南林学院 【广东省】华南农业大学 【广西壮族自治区】广西大学 【四川省】四川农业大学 【云南省】西南林学院 【陕西省】西北农林科技大学

论文答辩决议(通用6篇)

论文的答辩决议是决定学生的论文通过的关键点,这也取决于老师的评价。以下是我为大家带来的论文答辩决议,希望大家喜欢。

本文对分级进风燃烧室内的高温气固两相流动与燃烧过程进行了实验研究,对于了解分级燃烧过程的两相流动、燃烧与污染物生成机理,发展分级燃烧技术,具有重要的学术意义和实用价值。

本文取得了以下主要成果:

1)建立了分级进风燃烧室高温气固两相流动热态实验装置系统。

2)应用三维激光粒子动态分析仪对分级进风燃烧室内有气相燃烧的高温气固流动进行了测量,得到了气固两相平均轴向与切向速度和湍流脉动特性以及两相轴向与切向速度的概率密度函数,揭示了燃烧室内高温气固两相流动的特点。

3)对分级进风燃烧室内湍流燃烧的温度场和组分浓度场进行了测量,阐明了二次风率对气体温度场、组分浓度场和NO浓度场的影响规律。

论文表明作者掌握了本学科坚实的基础理论和系统的专门知识,具有独立从事科学研究工作的能力。论文写作规范,图表完备。答辩中叙述清晰,回答问题正确。答辩委员会经表决,5票一致同意通过论文答辩,并建议授予郑晓川工学硕士学位。

随着计算机主频、内存的快速发展,显示清晰度和显示尺寸的限制已经成为计算机系统的瓶颈。如何利用高性能价格比的机群实现超高分辨率的高清晰度大尺寸显示正在成为并行可视化方向一个重要的研究课题。李颖敏同学的硕士论文以设计基于机群的拼贴显示系统提供方便的编程接口和编程环境为目的,其选题具有前瞻性,论文的工作有很好的应用前景。

(第一段:选题的意义)

论文在分析调研国际目前研究动态的基础上应用“分布式共享显示内存”的新概念提出了一种并行程序环境下的拼贴显示接口,并以两种形式实现了该接口,简化了系统应用的编程实现。提供了一些测试用的应用程序,为今后的研究工作提供了有参考价值的研究平台。展示了基于机群作分布式显示的良好前景。同时作者还利用该拼贴显示接口为一个地理图像信息系统实现了多屏显示应用,满足了该应用对高分辨率显示的需求。

(第二段:论文工作取得的成果或新见解)

论文工作表明作者基础理论和专业知识都比较好,掌握了计算机系统结构领域分析问题、解决问题的基本方法和技能。对拼贴显示领域有较深的了解,对机群系统,尤其是有较好的基础知识和技术,具备了一定的独立工作能力和实际动手能力。

(第三段:对科研能力及对论文的评价)

论文组织合理,叙述清晰,文字简洁流畅,理论与实践结合得较好。答辩中表达清楚,思维敏捷,能够正确回答问题。经答辩委员会无记名投票,一致通过该同学的硕士论文答辩,并一致建议授予李颖敏同学工学硕士学位。

(第四段:答辩中的表现及结论性意见)

速生材改性研究是木材科学与应用研究领域十分重要的课题。论文选题紧密结合学科发展和实际应用需要,具有较强的理论意义和较好的应用背景。立题正确。

作者对国内外在木材改性领域的研究情况和发展趋势做了较充分的调研和分析,在此基础上,有针对性地开展了三倍体毛白杨木材化学改性研究。论文采用4种不同的方法对木材进行化学改性处理,通过尺寸稳定性、阻燃性、抗吸水性、硬度等的检测,考察了各种改性木材的物理力学性能,得出以下主要研究结论:

1)用含有纳米SiO2的UF、PF树脂复合处理剂处理木材时,二氧化硅对提高木

材的尺寸稳定性和硬度具有明显的作用,且纳米二氧化硅能够降低处理材的游离甲醛释放量;2)马来酸酐/苯乙烯和马来酸酐/环氧氯丙烷复合处理液均能够在一定程度上提高木材的尺寸稳定性、抗吸水性、抗吸湿性和硬度。研究成果具有一定的理论意义和实际应用价值。

论文实验设计合理,数据完整,撰写认真,文字流畅,图表清晰,工作量饱满。论文答辩中,讲解重点突出,回答问题基本正确,表明该同学具有较好的本学科理论基础及相关的专业知识,具备了较好的综合分析能力和从事科研工作的能力,论文达到了硕士学位水平要求。

全体答辩评委一致同意通过论文答辩,建议授予工学硕士学位。

xxx研究是xxx领域十分重要的前沿课题。论文选题紧密结合学科发展(和实际应用)需要,具有较强的(理论)意义(和较好的应用背景)。

作者对国内外在xxx领域的研究情况和发展趋势做了较充分的调研和分析,在此基础上,有针对性地研究了xxx。其所做主要工作及特色包括以下几个方面:

(1)采用xxx方法,研究分析了xxx,得出了xxx(结论)。

(2)应用方法对xxx 进行了xxx分析和优化,建立xxx(模型)。

(3)......

论文写作规范、层次分明、论述清楚、语言通顺、图表规范、内容翔实,答辩中能正确回答问题,表明该同学具有较好的本学科理论基础及相关的专业知识,具备了较好的综合分析能力和从事(科研)工作的能力,论文达到了硕士学位水平要求。

全体答辩评委一致同意通过论文答辩,建议授予文(工)学硕士学位。

论文 ([此部分事前由答辩秘书准备]简述论文选题及背景意义) ,具有重要的(较重要 / 一定的)理论意义和实践价值。

论文采用xxx方法,研究分析了xxx,得出的主要成果为 ([此部分事前由答辩秘书准备]根据评阅意见汇总2-4条) ,有独到的.新见解,成果突出。(有一定的见解和学术价值 / 有一定的参考价值)。

论文工作表明作者对 (学科范围或课题[此部分事前由答辩秘书准备])领域和相关的研究具有全面深入(较为深入 / 一定的)的了解,并具有很强的(较强的 / 一定的)创新和科研能力。论文概念清晰,层次分明,论证深入,文笔流畅,文字图表规范,学风严谨。(论文概念清晰,结构较完整,论证较为充分,

文字图表基本符合学术规范 / 论文结构较完整,论证较充分,文字图表基本符合学术规范)。答辩阐述清楚,重点突出,很好地回答了答辩委员的问题。(答辩阐述较清楚,能较好地回答答辩委员的问题 / 答辩阐述基本清楚,能正确回答答辩委员的问题)。表明作者具有较好的本学科理论基础及相关的专业知识,具备了较好的综合分析能力和从事科研工作的能力,论文达到了硕士学位水平要求。

全体答辩评委一致同意通过论文答辩,建议授予(工/文学)硕士学位。

为规范博士学位论文答辩工作,现将博士学位论文答辩委员会决议书写内容与体例要求说明如下,请各单位参照执行:

一、应对博士论文选题是否得当,以及选题的理论和现实意义做出确切评价。

二、应对答辩人是否充分掌握其研究领域的国内外相关文献,以及论文对相关前沿学术思想、观点的归纳和梳理工作做出准确的评价。

三、应说明论文的主要创新内容和方法(一般不超过3点),并且明示其创新观点和结论。

四、应对论文的结构、逻辑、行文,及对数据资料的占有和写作是否规范做出评价,并说明其是否达到博士学位论文应有的学术水平(如果具备参加全国优秀博士学位论文评选的条件,则说明其是一篇优秀的博士学位论文)。

五、必须指出论文的缺陷与不足,或提出继续深入研究的努力方向。

六、结尾部分的体例应统一为:

答辩人对答辩委员会提出的问题做了____回答,答辩委员会表示____满意或基本满意。答辩委员会(共____人),经评议和无记名投票表决,一致(或____票)通过该论文答辩,并建议校学位委员会授予其____学博士学位。

学前前沿研究论文

学前 教育 作为基础教育,在教学中需要教师付出更大的耐心和精力来教育和引导幼儿的认知能力,培养幼儿的感知能力和学习能力。本文是我为大家整理的幼儿学前教育论文 范文 ,欢迎阅读! 幼儿学前教育论文范文篇一:中大班幼儿学前教育 方法 探讨 摘要:幼儿教育是帮助幼儿身心发展的基础教育。如何更好地进行中大班幼儿学前教育成为教育界、社会以及家长们越来越关注的问题。通过探讨和分析关于中大班幼儿学前教育方法及理念培养,提出一些相关可实施的幼儿教学建议。 关键词:中大班;幼儿学前教育;教育方法;理念 幼儿正处于身心发展的初级阶段,还没有完全的自理能力和自控能力。中大班幼儿的学前教育作为基础教育,在教学中需要教师付出更大的耐心和精力来教育和引导幼儿的认知能力,培养幼儿的感知能力和学习能力。因此,必须将中大班幼儿学前教育问题放在教育的重要地位,必须高度重视幼儿学前教育问题并不断改进和优化。 一、优化中大班幼儿学前教育的方法 第一,人性化教育。在中大班幼儿学前教育中,一定要采用新的教育理念和方法,即人性化教育。中大班时期,幼儿还处在人格塑造、潜能开发的初级阶段。“一千个人就有一千个哈姆莱特”,对待不同的幼儿,一定要观察他们各自的特点,以此为依据因材施教,采取幼儿易于接受的不同教育方式,这样才能更有效地达到教育教学的效果和目的。人性化教育主要体现在:面对不善言辞、性格内向的幼儿,要多进行鼓励性引导;面对性格外向调皮的幼儿,要多进行管理监督。此外,还要重视中大班幼儿综合素质的培养,帮助幼儿培养良好的思想品德和行为习惯。第二,环境化教育。教学环境在中大班幼儿学前教育中起着不可忽视的重要作用。因此,在教育中应结合幼儿实际情况设计科学合理的教学环境。例如,在教室、午睡间以及洗手间,多采用图画等设计,在饭桌上写着“爱惜我”的米粒状 标语 等,这种图字并存的设计,对于识字能力较低的幼儿们来说更有吸引力,达到提示和教学的作用。第三,民主化教育。民主化的教育理念在幼儿教育教学中逐渐被重视起来。所谓民主化教育就是让幼儿参与到教育管理当中,从而激发幼儿学习的积极性和参与性。例如,在制定班级的日常奖惩 规章制度 时,引导幼儿一起参与到规范的制定当中,多进行师生沟通、生生交流,让幼儿在集体活动中展示自己的真实想法以及主人翁姿态。教师通过奖励小红花的方式,来规范幼儿的行为,达到鼓励幼儿遵守规范要求,努力做到自律的教育效果。 二、优化大中班幼儿学前教育中的语文教育 第一,充分发挥母语的作用。中大班幼儿学前教育正是幼儿们学习语言运用的关键时期。因此,在这个阶段的教育中,母语的应用必不可少。教师要加强幼儿对母语使用的引导,合理规划幼儿学习母语的时间和教育方法,让幼儿们有充足的时间进行母语学习。第二,培养幼儿的语言能力。中大班幼儿学前教育,通常采用以听为主、以写为辅的教学原则。因此,在这个阶段要综合考虑,全面培养幼儿的表达能力。语言是幼儿学习知识、沟通交流的重要工具和途径。在幼儿教育教学中,教师必须为幼儿营造良好的教学氛围和环境,以促进幼儿对 语文知识 的掌握。 三、培养学前教育中中大班幼儿的审美能力 第一,感受和体验大自然的美。在中大班学前教育中,幼儿教师要尽量让幼儿走出课堂,感受学校外部环境,让幼儿自身建立情感,学习自然事物。教师可以组织幼进行野外参观,让幼儿在游玩中感受大自然的美,让幼儿内心得到放松,对自然进行感悟,培养其独特的情感,加深对世界的理解和认知。第二,接触和欣赏艺术的美。艺术是人类文明世界的瑰宝。在中大班教育中,让幼儿接触健康的艺术形式教育,有利于激发幼儿的艺术天赋,丰富幼儿的 想象力 ,提高幼儿的审美能力,从而体会艺术的美感。尤其是美术教育,幼儿教师可以组织幼儿通过绘画来增强其对线条美、对称美、节奏美的掌握和理解,用艺术学习的方法对幼儿进行知识与兴趣的培养。第三,品味游戏的美。幼儿在成长过程中,游戏能大幅度激发他们的社交能力与创造力。因此,幼儿教师可以在学习期间带领幼儿进行有组织的协作游戏和创造性游戏,提高幼儿的沟通能力和团结协作能力,开拓幼儿的思维,提高审美水平。 四、增强中大班幼儿学前理念培养 第一,建立人际关系培养理念。促进中大班幼儿的成长学习,需要为幼儿建立一个和谐民主的学习环境。幼儿教师要鼓励爱护、平等对待每一个幼儿,给他们发展自己、开拓创新、健康成长的机会,营造互帮互助、互尊互爱的融洽的人际关系和教学氛围。第二,构建互动空间培养理念。学校在组织各项活动时,幼儿教师要为中大班幼儿创造良好的互动空间,丰富幼儿的感性知识,使幼儿体验到互动时产生的新信息给他们所带来的全新的乐趣。 五、结语 通过对中大班幼儿学前教育 教学方法 、理念培养的研究分析,提出了目前幼儿教育应当使用和改进的教学方法和建议,并对幼儿教育在育中以及幼儿本身成长中的重要性做了具体的阐述。同时,中大班的幼儿教育是教育的基础和重要组成部分,加大对幼儿教育的关注和培养就是为社会培养优秀的接班人。因此,幼儿教师要不断改进中大班幼儿教育方法,创新教育理念,促进我国教育事业的蓬勃发展。 作者:党春肖 单位:正宁县山河镇东关幼儿园 参考文献: [1]陈蓉晖,刘霞.学前 儿童 艺术教育生命化价值取向研究[J].东北师大学报(哲学社会科学版),2010(1):153-156. [2]柴占学.学前幼儿教育现状调查分析 报告 [J].中国农村教育,2010(7):32-33. [3]张海钟,魏绎儒,刘璐.新世纪幼儿学前教育 热点 问题综述与我见[J].沈阳大学学报,2011(23):55-59. 幼儿学前教育论文范文篇二:幼儿学前教育教学问题与对策 摘要:在改革开放经济复苏的社会中,我国发展的脚步快速稳健的大步朝前,与此同时,由于人们的生活水平在一定程度上得到了改善,所以,在对物质的需求标准上也有了进一步的提高。时代在发展,经济水平也在不断的上升,造成社会对人才的需求越来越大,因此,幼儿的教育教育问题成为了当今社会所关注的重点。文本以幼儿学前教育教学中常见问题和对策解析为主题,针对我国幼儿教育目前的现状以及在幼儿教育教学事业上所需要作出的改进,进行深入的研究和探讨,从而保证了幼儿与小学教育衔接,为我国未来的教育发展事业贡献出一份力量。 关键词:学前教育;教学;问题;对策 根据我国社会发展的节奏,在社会中对人才的需要上看,教育要从根本入手,在我国的教育理念中,幼儿的早期教育已经成为了我国教育的重点,我国的经济发展与人才的培养具有密不可分的关系,人才的教育直接关系到我国未来的发展前景,人才的教育要从幼儿时期着手,重视幼儿综合能力的教育,当前,国际教育教学部门对幼儿的早期教育方式都在积极的探索和发现,因此,在我国国内,幼儿学前教育也逐步走向正规化,作为我国首要教育重点将全面进行改革。在幼儿教育中,教育学者应当首先了解幼儿面对学前教育的心理和态度,并且根据幼儿的自身特点因材施教。幼儿对这个世界充满了好奇,对于新鲜事物的学习能力也较成年人强,易于接受新鲜事物和能力,并且幼儿在性格上有较为明显的可塑性,所以,具备良好的幼儿学前教育,对我国幼儿未来的发展是至关重要的。 1我国现阶段幼儿学前教育的现状以及出现的问题 当前,我国教育已经与国际接轨,在西方的各大国家普遍开始关注培养人才的教育模式,在教育教学的改革中,教育特别提到了幼儿学前教育教学是一切发展方向的根本,国家未来的繁荣昌盛全部掌握在幼儿未来的发展前途中。在我国,幼儿学前教育的正式施行是在20世纪末,但是,在当时我国的教育体系发展的不够完善,从而导致在幼儿学前教育的发展中出现了诸多问题。 当前的教育相关学者对学前教育的重要性没有被深入化:随着时代的发展,人们对于精神享受的标准在不断的提高,而相对应的,对于子女的在接受教育上的问题上逐渐开始重视,这也就涉及到了幼儿教育的根本和关键所在。这种重视的形成,对于我国开展幼儿学前教育具有极大的帮助。由于社会上的教育形式繁多,鱼龙混杂,从而导致了部分家长在 对子 女学前教育的意识上出现了偏差,一味的注重课堂教学将学习成绩看的很重要,重视孩子的理论学习能力同时,被家长忽略的不仅是孩子的兴趣和 爱好 还有最重要的一点,就是幼儿早成长过程中的素质教育,早幼儿的成长过程中,对这个世界的任何一个角落都会充满好奇的心理,在幼儿进入这个可塑性极强的成长阶段,教师和家长要进行及时沟通,对孩子的行为品格养成良好的习惯,这样才能够在孩子未来的生活中引导其走向正确的人生道路。 在我国,幼儿的学前教育缺少系统的管理体系和教学保障:政府精简政策的出台,部分区域的教育相关部门对幼儿学前的教育教学的重要意识还没有被深入的渗透。在这样的教育背景中,幼儿学前教育不能被相关部门所重视,从而无法在实践中得到有效的发展,更甚者,有些地区根本没有开展幼儿学前教育工作,由于教育工作上的忽视,造成幼儿学前教育地区化,或是空白化,在当代发展形势下,幼儿教育如果不能进行有效的提高,将对当地幼儿未来的发展造成严重的影响。 2在幼儿学前教育发展上出现问题的解决对策 根据时代的需要,教育对学生的教学要求也在日益严格,由此,社会对人才的要求也在逐渐进行改变。在新时代开启的同时,教育相关学者意识到,教育要从根本着手,在教育的整体理念中,教育不仅要对幼儿在知识和实践技能上进行相关的培养,并且,还要对幼儿的 创新思维 进行积极有效的开发,使幼儿在接受创新教育的过程中,鼓励幼儿对事物进行大胆的想象,大胆的创造。这样以来,幼儿在面对未来学习生活所出出现的困难时,能够独立寻找解决问题的方法,并且在未来的社会竞争中脱颖而出,从而使幼儿在教育中塑造完美的 言行举止 。 教师在教学过程中应当适时将开发智力的教学模式运用到实际中:学前教育教学的开展能够有效的丰富幼儿的生活和思想,这种教学 经验 的诞生,有益于幼儿未来的生活和学习。在培养幼儿的语言的教学中,教师可以引导孩子接受正面教学,比如,“我爱祖国,我爱学习”等等,以贴近幼儿生活的形式进行教学,让幼儿在对语言的学习中感悟情感。 在幼儿的成长阶段培养良好的品行素质:在教育教学的方法上,教师能够有效的将正确的道德品质灌输于学生的思想中,在幼儿教育中,教师要根据幼儿的心理年龄的需要来进行教学设计,在幼儿的学前教学中不需要死板的课本和枯燥乏味的课堂,相反,生动有趣的 寓言 故事 却能够有效的打开幼儿的心扉,幼儿教师可以利用这一点,将寓言故事的情节作为教学的载体,对幼儿进行素质教育。在《守株待兔》的故事中,教师为幼儿讲述以为农夫在田中干活,偶然间发现一只兔子撞死在了大树上,于是,农夫美美的大餐了一顿,从此,农夫日夜守在树旁希望能在等到兔子撞上大树,从此荒废了农耕。在教师绘声绘色的对故事讲解的过程中,教师要让幼儿深切的明白,在生活或学习中成功没有捷径可走,只有自己动手才能丰衣足食。由此,在日常的生活中,教师可以根据这个道理对幼儿的生活习惯进行规范。 3结束语 综上所述,在我国,幼儿学前教育的教学质量主要表现在,幼儿学前教育的过程和教育的水平两大方面,所以,在幼儿早期教育教学中,教师应当适时的把握好在课堂教学中的每一个细节以及辅助指导的环节,在学前教学中,较比更高等教育的方式,更要将教学做到细致化,只有充分的将幼儿的实际情况与优质的教学进行完美的结合才能在实际教学中获得理想的教学效果。与此同时,幼儿教师在教学的过程中,必须要将智慧与多变两种具有矛盾性质的教学方式进行融合,才能对幼儿教学模式的优化起到良好的作用。在学前教育教学质量上,需要教师积累宝贵的实践经验以及创新的思想,综合创造出生动有趣的教学课堂,从而使幼儿在学前课堂教学中更好的接受知识的传授。总而言之,在幼儿学前教育教学的苦心研究中,所有教育工作者在不断的为之而不断的努力,为国家的未来创造出美好的明天。 作者:黄江蓉 单位:重庆市黔江区实验幼儿园 幼儿学前教育论文范文篇三:幼儿学前教育方法探讨 一、富有表现力的语言 作为幼儿教师,必须具备丰富的表现力,用幽默风趣的语言、错落有致的语调、夸张生动的表情和富有激情的肢体语言等来吸引幼儿的注意,引导幼儿进行游戏、学习的各种体验。幼儿要进行课间活动,笔者通常采用歌曲、音乐操的形式引导。例如,课间操笔者会选用《健康操》的歌曲,笔者自己先跟着视频学,学会以后,再慢慢教学生,动动胳膊动动腿,和学生边跳边唱。 二、教学设备的有效利用 教学并不局限于教师讲课、学生听讲这一种方式,幼儿的教学尤其由此。在幼儿教学中,教师要把多媒体、钢琴、七巧板、立体拼图、跳绳、 跳棋 等各种各样的教学设备利用起来,以此激发学生的学习兴趣,多方面开发学生的潜能。笔者曾为学生组织过一次音乐跳绳。跳绳的规则不是笔者口述(因为太复杂,怕说起来学生难以理解,浪费时间),而是用多媒体播放其他幼儿玩游戏的视频,幼儿边看笔者边在旁边讲解。音乐跳绳需要找准音乐的重音,幼儿理解跳绳规则以后,笔者播放音乐。为了更方便地让幼儿找准重音,笔者还在一旁放了一架小鼓,每到重音,就敲一下鼓,帮助幼儿分辨重音。 三、互动游戏,小组配合 幼儿时期是孩子自主能力、思维能力以及 人际交往 能力高速发展的时期。教师要展开各种活动、游戏和互动,来培养幼儿的这些能力。笔者经常为学生设置一些具有愉悦性和互动性的游戏,把幼儿分成小组互相比拼。小组成员配合默契,才能在比拼中获胜。这种游戏既让幼儿玩得开心,也能在玩乐中培养竞争意识、合作意识和交往能力,一举多得。 作者:安志霞 单位:内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗无定河镇无定河幼儿园

学前教育属于基础教育,其在人的成长过程中起着十分重要的作用。而学前教育专业是我国培养幼儿教师的主阵地,其教育质量的优劣直接关乎幼儿的成长。下面是我给大家推荐的关于学前教育专业的论文,希望大家喜欢!

《谈学前教育专业学生的职业道德培养》

摘要:学前教育属于基础教育,其在人的成长过程中起着十分重要的作用。而学前教育专业是我国培养幼儿教师的主阵地,其教育质量的优劣直接关乎幼儿的成长。为使学前教育专业的学生毕业后能够成为一名合格的幼儿教师,必须加强对其的职业道德培养。基于此点,本文就学前教育专业学生的职业道德培养进行浅谈。

关键词:学前教育;职业道德;幼儿教师

所谓的职业道德主要是指从事某一特定职业的人在其职业活动的过程中应当遵守的行为准则。就学前教育专业学生而言,其毕业后通常都会从事幼儿教育工作,也就是我们所说幼师。学前教育专业的学生想要成为一名合格的幼儿教育工作者,必须具备良好的职业道德。

1 学前教育专业学生应具备的职业道德

热爱幼儿教育工作

想要成为一名合格的幼师,不但要热爱幼儿教育事业,而且也同样要热爱每一个孩子。我国著名的教育家霍懋征曾经这样说过:没有爱就没有教育。在幼儿身心成长的过程中,爱是源泉,若是缺少爱的滋养,很难使孩子具有完整的人格;缺少爱的指引,他们也无法明辨是非善恶。如果作为一名幼儿教师,缺乏对教育工作的事业心和对孩子的爱心,那么素质教育的开展无疑是一句空谈。只有当幼儿教师将自己从事的工作与祖国的未来和社会的发展紧密联系到一起时,才能真正体会到这份职业的责任感和自豪感,从而甘愿为这份事业奉献一生。

应具有高尚的道德品质

模仿是幼儿与生俱来的天性,教师的言行举止都是他们模仿的动作,这就要求教师应以身作则,并注重自己平时的一言一行,这对于幼儿教育是非常重要的。教师的思想品质、个人作风以及待人接物的态度,都会在一定程度上潜移默化地影响着幼儿。所以,作为一名优秀的幼儿教师,就必须具备高尚的思想品德,并且要做到言行一致,只有这样,才能真正获得孩子的尊重和信任。

关爱集体团结互助

就幼儿教育而言,其属于一项较为系统的工作,仅凭借某一个教师的力量是无法完成的,需要全体教师的共同努力。这就要求幼儿教师在发挥自身的创造性和积极性的同时,还要处理好与其他教师之间的关系,做到取其之长补己之短,互相协作、紧密配合,相互尊重、以诚待人,这样可以教会孩子与他人之间和谐相处。

2 对学前教育专业学生进行职业道德培养的重要性

有利于提高学生从业后的工作成效

众所周知,人的道德发展需要经历四个阶段,即知、情、意、行。前三个阶段的形成,都是为道德行为的正确性做铺垫,只有形成正确的知、情、意,才能有效地确保道德行为的正确性。学前教育专业是培养幼儿教师的主阵地,为了使学生毕业后能够成为一名合格的幼儿教师,学校就必须承担起对学生职业道德的培养,并从根源抓起,做好学生在校学习期间的职业道德教育,使其对未来所从事的职业有一个正确认识,并逐步形成对这一职业的认同感,只有在这样的意志和情感的支配下,才会激发出学生对专业知识的学习积极性,进而为从事幼儿教育工作打下扎实的基础,这样有利于提高学生从业后的工作成效。

有利于促进幼儿全面健康发展

对于一名不热爱孩子的幼儿教师来讲,其在从教中的语言、行为以及态度等,都会对孩子的身心健康发展造成不良的影响。可以说这样的教师都是为了工作而工作,将每天按部就班地传授给孩子知识当做是工作的全部,在他们眼中好孩子的标准就是不闹、不跳,而一些活泼好动的孩子都会被其认定为是不听话的坏孩子,有时甚至会不负责任地说他们真烦、让人讨厌等不符合幼儿教育原则的话语。幼儿一般都是年龄较小的孩子,他们都有很强的情绪性,对于教师的批评非常敏感,教师不负责任的言语会对他们身心成长产生极其恶劣的影响。一个不热爱孩子的教师,很难注意到孩子成长阶段所表现出来的特征,也不会为他们的成长创造舒适的环境。因此,为了能够促进幼儿的全面健康发展,必须加强学前教育专业学生的职业道德培养。

3 学前教育专业学生职业道德培养的有效途径

加强校园文化建设,打造高品位校园生活

通过加强校园文化建设,能够有效地促进学生职业认同感的建立。可采取以下措施加强校园文化建设:首先,应精心布置有利于师德教育的校园环境,并充分利用校园广播、网络以及黑板报等形式积极开展师德教育活动;其次,学校应多为学生组织一些幼儿歌曲和舞蹈比赛、模拟授课比赛等活动,这样不仅能够丰富学生的课余生活,而且还能够使他们平日里所学的专业技能获得最佳的展示舞台,利用这些活动可以进一步培养学生的师德意识,并逐渐使他们树立起对自己未来所从事的职业认同感和自豪感。俗话说没有规矩不能成方圆,因此,只有通过建立并完善各种规章制度来对学生的行为加以规范,才能真正将师德建设落实到位,从而培养出具有良好职业道德的幼儿教师。

开设专门的职业道德课程

学校应为学生专门开设职业道德课程,借此使学生能够进一步认识到作为一名幼儿教师应具备哪些职业道德,而且也可以使学生更加了解职业道德的基本内容、原则及其内涵。这样有利于学生找准未来所要从事职业的定位,进而树立起正确的职业道德观。

在其它课程中渗透职业道德教育

为了能够使学生更好地完成从学生到教师的职业转换,各专业课程的设置应尽可能符合幼师的实际工作要求,在提高学生理论素养的同时,也要重视对其实践能力的培养,尤其是应在其它学科中逐步对学生进行师德渗透,以此来培养学生良好的职业道德,使之可以成为一名合格的幼儿教师。

帮助学生树立职业信念

首先,教师应通过自身的一言一行来影响学生的思想观念,并时刻关注学生的思想动态,给予其最及时和正确的引导,使学生产生出职业认同感;其次,学校可邀请优秀的幼儿教师来校进行讲座,利用这样的方式让学生与其进行交流,借助榜样的作用来促进学生对教师职业产生认同,借此树立起职业信念。

参考文献

[1]罗秋.英幼师生职业道德培养对策研究[J].成才之路,2010(34).

[2]杨达.谈学前教育专业学生职业素质的培养[J].教育探索,2011(12).

[3]谢春芳.幼儿教师职业道德对幼儿及其教育的影响[J].中国教育技术装备,2011(25).

[4]闫静.浅谈学前教育专业学生职业认同感的培养[J].教育探究,2009(12).

材料研究前沿热点论文

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

文关键词:金属基复合材料有效性能结构拓扑优化论文摘要:金属基复合材料综合了作为基体的金属结构材料和增强物两者的优点,具有高的强度性能和弹性模量、良好的疲劳性能等特点。由于制作工艺相对容易,和价格低廉,颗粒增强金属基复合材料体现出了广泛的商业价值,金属基复合材料首先在航天和航空上得到应用,随着其价格的不断降低,它们在汽车、电子、机械等工业部门的应用也越来越广。为此全球各大公司和研究机构对它的研究和应用开发正多层次大面积地展开。笔者阅读了大量相关文献,进而综述了近些年来国内外学者对金属基复合材料的研究,具有一定的现实意义。一、颗粒随机分布金属基复合材料有效性能研究九十年代中期Povirk, Gusev等人就研究证明了可以用一个有限体积的代表体元来代替整体复合材料,模拟其细观结构,从而建立复合材料的宏观性能同其组分材料性能及细观结构之间的定量关系。随着计算机技术的高速发展,数值分析方法在复合材料力学分析中成为不可缺少的工具,在做计算数值模拟时,建立合适的数学模型,是进行数值模拟计算复合材料等效性能的基础。基于有限元法的多尺度等效性能计算是目前一种行之有效的研究复合材料细观结构与宏观力学行为之间关系的重要方法。采用这种方法的前提是建立复合材料的有限元模型,包括随机颗粒分布区域的几何建模和网格剖分,然后才能进行多尺度计算。对于复合材料等效性能计算的数值方法,国内外已经发展了名目繁多的各种数值方法。一般来说,可以分为反分析法、直接分析法。其中反分析法实质就是根据现场观测结果,来反演复合材料力学参数。反分析法主要依赖于材料程的实测位移、本构模型以及材料参数的假定。由于现场观测资料的获取受客观条件影响和对复合材料认识上的不足,往往造成模型和材料参数假定与实际差异很大,因而该方法在实际应用中遇到了一些困难。为此,人们试图选择另一种途径---直接分析法来预测复合材料的力学参数。由于离散元元方法没有很好解决对复合材料离散后的计算结果的误差,因此基于离散单元法计算宏观力学参数的研究较少目前主要是基于有限元法的数值分析法,其计算过程是首先建立颗粒材料的统计模型,然后模拟出不同尺度的复合材料"试件";这样得到的复合材料"试件",可以视为由基体和增强颗粒两部分组成,其力学参数可以在实验室分别确定,然后应用有限元方法进行分析,进而得到颗粒统计力学参数即。这一方法计算结果的正确性取决于颗粒统计模型的正确性以及有限元算法的合理性,这一过程虽然有误差,但是误差不会比原位实测更大。该方法的不足之处在于为避免尺寸效应,模拟不同尺度"试件"时,增加了计算成木,并且当计算尺度增大时,"试件"内的颗粒数目明显增加,给有限元的剖分和计算带来了困难。还有学者基于有限元方法,基于等效观点,对颗粒增强复合材料的等效性能进行了研究,即根据一定的等效原则,宏观地考虑颗粒对材料力学特性的影响,将整个颗粒增强复合材料均匀化、连续化,然后用有限元计算得到等效力学特性.按等效方式来分,主要有材料参数等效法、能量等效法等,这些等效方法有其适用的一面,但仍有一定局限性,例如等效体的尺寸效应问题等.关于材料参数的均匀化理论.作为一种研究复合材料宏观性质的新方法,数学家们已进行了大量的研究,例如、等针对小周期结构问题的渐进分析,给出了均匀化材料系数的概念;等对具有小周期结构的均匀化理论和一阶渐进分析理论进行了深入研究;和陈志明等在此基础上给出了一阶渐进展开有限元的理论估计;崔俊芝等针对小周期结构提出了双尺度祸合算法。针对具有对称性的基本胞体给出了高阶渐进展式和有限元估计,并把此方法运用到工程计算中,从而使的均匀化从理论分析进入了数值计算。阶段和实际应用阶段,使得微观构造十分复杂的非均质材料的宏观力学参数计算成为现实,并且给出了计算周期性编制复合材料的等效力学参数的双尺度方法。在进行等效计算时,首先需建立材料的单胞模型,如二维单胞模型、二维多颗粒单胞模型、三维单胞模型、三维多颗粒单胞模型及代表体单元模型。武汉理工大学的瞿鹏程教授等,根据扫描电镜试样截面细观图,建立了有限元模型,并且成功预测出了SiC颗粒增强Al基复合材料等效弹塑性力学性能特征曲线。Soppa根据体积含量10%Al2O3,增强6061Al基复合材料的实验细观图,构件有限元分析模型,观察残余热应力对PRMMCs变形和破坏的影响。Han等人采用三维多颗粒单胞模型研究PRMMCs的力学性能和裂纹的产生。二、复合材料微结构拓扑优化研究结构拓扑优化是结构形状优化的发展,是布局优化的一个方面。当形状优化逐渐成熟后,结构拓扑优化这一新的概念就开始发展,现在拓扑优化正成为国际结构优化领域一个最新的热点。以Roderick Lakes(1987,1993)提出的具有负泊松比系数的泡沫材料以及对通过不同组分材料的复合可以获得任何单相材料无法比拟的极端材料特性(如零膨胀系数、零剪切性能)新发现的阐述为标志,材料微结构的优化设计被纳入拓扑优化领域。特别是由Sigmund于九十年代中期提出来的,现在己经成为材料研究领域的前沿课题之一。而在2002年的第9届AIAA年会上Kalidindi等人提出了"微结构灵敏设计(MSD-Microstructure Sensitive Design)"概念,进一步完善与发展了微结构构型与组分优化设计的思想与体系。这些开创性的工作为复合材料与结构的拓扑优化设计奠定了坚实的基础,进一步促进了材料微结构的优化设计。复合材料的宏观性能可由微结构单胞使用均匀化技术得到,通过对微结构单胞进行拓扑优化设计可获得具有良好特性的复合材料,例如负的泊松比、负的热膨胀系数、零剪切性能以及良好压电特性的压电材料。对单胞的拓扑优化设计,问题可分为两类:一是满足本构模量等于给定值的最小体积百分含量问题;二是满足一系列体积约束和对称条件的极值材料常数问题。Silva基于均匀化方法展开了具有极端性能的二维和三维压电材料的优化设计;国内袁振、吴长春进行了极端性能的弹性材料优化设计,杨卫等采用优化准则法进行具有特定性能的微结构设计,实现了具有负泊松比的材料设计。基于传热性能的微结构优化设计目前还处于初期阶段,张卫红等基于均匀化方法进行材料的热传导性能预测,在给定材料用量下进行复合材料的设计,得到具有极端热传导性能的复合材料。拓扑优化兼有尺寸优化和形状优化的复杂性,微结构最终拓扑形式是未知的。以最小柔度作为目标函数的微结构拓扑优化而得到的蜂窝状结构,为标准的规则正六边行蜂窝结构。三、小结金属基复合材料是近年来迅速发展起来的一种高技术新型工程材料,以其优越的性能受到国内外的高度重视。SiC颗粒增强铝基复合材料是目前复合材料中最引人注目的体系之一,不论是在理论上还是在实验上均是理想的复合材料研究对象。本文综述了国内外对金属基复合材料的有效性能研究和复合材料微结构拓扑优化,对金属基复合材料研究具有一定的知道意义。

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浅析高分子材料成型加工技术

摘要:近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展对高分子材料成型的加工技术要求更高,更精细。在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的 方法 ,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。

关键词:高分子材料加工方法成型技术

一、前言

近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展要求更高性能的聚合物材料,开发研制满足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。

二、高分子材料成型成型加工技术的相关定义

1.高分子材料

高分子材料是指由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料,其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要是橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点,使它具有其他材料不可取代与不可比拟的优异性能,从而广泛运用到科学技术、国防建设和国民经济等领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。

2.高分子材料成型加工技术

在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状,使其成为具有使用价值的各种制品。高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗,从大规模向较短研发周期的多品种转变。判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。

三、高分子材料成型加工技术的方法

高分子材料的的成型方法有挤出成型、吹塑成型、注塑成型、压延成型、激光成型等。以下介绍的是现今高分子材料成型加工的主要技术方法。

1.挤出成型技术

挤出成型技术是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。它的具体原理是高分子原材料自料斗进入料筒,在螺杆旋转作用下,通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段,在此松散固体向前输送同时被压实;在压缩段,螺槽深度变浅,进一步压实,同时在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切作用,料温升高开始熔融,压缩段结束;均化段使物料均匀,定温、定量、定压挤出熔体,到机头后成型,经定型得到制品。挤出成型又有共挤出技术、挤出注射组合技术、成型技术、反应挤出工艺与固态挤出工艺等。

2.注塑成型技术

注射成型技术是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一,可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件[2]。注射成型技术根据组合材料的特征,又有以组合惰性气体为特征的气体辅助注射成型,以组合组成化学反应过程为特征的反应注射成型,以组合混合混配为特征的直接注射成型,以组合不同材料为特征的夹心成型等多种方法。

3.吹塑成型技术

吹塑技术一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯,趁热或加热到软化状态,置于对开模中,闭模后立即在型坯内通入压缩空气,使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上,经冷却脱模,即得到各种中空制品。根据型坯制作方法,吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑,新发展起来的有拉伸吹塑和多层吹塑。

四、高分子材料成型加工技术的发展新趋势

目前,高分子加工成型技术正在快速地进步,它的发展总方向是高度集成化、高度产量、高度精密化,不断实现对加工制品材料的聚集态、组织形态与相形态等的控制,最大程度地达到制品高性能的目的。具体的创新技术之处主要体现在以下几项新技术上。

1.聚合物动态反应加工技术

聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的[3]。这项技术解决振动力场下聚合反应加工过程中质量、动量和能量传递与平衡的难点,从技术上解决了设备结构集化的问题。

2.热塑性弹性体动态全硫化制备技术

这项技术引入振动立场到混炼挤出的全过程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化,控制硫化反直的进程,防止共混加工过程共混物相态发生发转。此技术非常有意义,研制发明出新的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,能有效地提高我国TPV技术的水平。

3.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术

此技术是将盘级PC树脂生产、中间储运与光盘盘基成型三个过程融合为一体,联系动态连续反应成型技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到有效提高产品质量、节约能源,降低消耗的目的。该技术避免了传统方式中间环节多、能耗大、周期时间长、成型前处理复杂、储运过程易受污染等缺陷。

五、结语

综上所述,我国在新时期要把握高分子成型加工技术的前沿,注重培育自主的知识产权,努力打破国外技术的垄断,实现科学技术研究与产业界的良好结合的目的。这能有效地将科学研究成果转化为实际的生产力,有效地加快我国高分子材料成型加工技术及其相关产业的快速发展。

参考文献

[1] 王云飞;孙伟.浅谈高分子材料成型加工技术[J].城市建设理论研究,2012,(11): 32.

[2] 甄延波.高分子材料成型加工技术的进展[J].化工中间体,2012,(09): 25.

[3]黄贵禹.浅析高分子材料成型加工技术[J].东方 企业 文化 ,2011,(16): 97.

浅析高分子材料成型

摘要:我国的高分子材料成型技术在工业上取得了飞速的发展,本文主要阐述了高分子材料成型的原理以及高分子材料成型的加工技术。

关键词:高分子材料;成型;技术

一、前言

高分子材料是指以高分子化合物为基体组分的材料。高分子材料按来源可分为天然高分子材料、合成高分子材料;按化学组成分类可分为有机高分子材料、无机高分子材料;按性能可分为通用高分子材料、新型高分子材料。高分子材料比传统材料发展迅速的主要原因是原料丰富、制造方便、加工容易、品种繁多、形态多样、性能优异以及在生产和应用领域中所需的投资低,经济效益比较显著。高分子反应加工分为反应挤出和反应注射成型两个部分,目前我国普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机。现阶段,我国的高分子材料成型也取得了较好的成绩。

二、高分子材料成型的原理

高分子材料的合成和制备一般都是由几个化工单元操作组成的,高分子反应加工把多个单元操作熔为一体,有关能量的传递和平衡,物料的输运和平衡问题,与一般单个化工单元操作完全不同。传统聚合过程解决传热和传质问题主要是利用溶剂和缓慢反应来进行的,但是在聚合反应加工过程中,物料的温度在数分钟内就能达到400℃~800℃,此时对于反应过程中产生的热,如果不能进行脱除的话,那么降解和炭化将会发生在物料中。传统的加工过程是通过设备给聚合物加热,而需要快速将聚合生成的热量通过设备移去是聚合反应加工所进行的,由此可见,必须从化学和热物理两个方面开展相应的基础研究。

高分子材料的物理机械性能、热性能、加工性能等均取决于其化学结构、分子结构和凝聚态的形态结构,而加工工艺与高分子材料的形态结构关系是非常密切的。

流变学,指从应力、应变、温度和时间等方面来研究物质变形和(或)流动的物理力学。它是力学的一个新分支,它主要研究物理材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。高分子材料成型加工成制备的理论基础是高分子材料流变学。高分子材料的自身的规律和特点是伴随化学反应的高分子材料的流变性质而产生的。

三、高分子材料成型的加工技术

(一)聚合物动态反应加工技术及设备

目前国外已经研发出可以解决其他挤出机作为反应器所存在的问题,即连续反应和混炼的十螺杆挤出机。在我国高分子材料成型加工工业的发展中占有极其重要的地位,但是我国的高分子材料成型的加工技术的开发目前还处于初步阶段。缩聚反应器的反应挤出设备就是指交换法聚碳酸酯连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术,除此之外,我国每年还有数以千万吨的改性聚合物生产,反应挤出技术及设备也是其关键技术。

采用传统的加工设备存在一些问题,例如传热、化学反应过程难以控制等,另外投资费用大、噪音大等问题。无论是在反应加工原理还是设备的结构上,聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术都完全不同,将聚合物反应挤出全过程引入到电磁场引起的机械振动场,从而达到控制化学反应过程、反应制品的物理化学性能以及反应生产物的凝聚态结构的目的,这就是聚合物动态反应加工技术及设备。高分子材料成型加工是高能耗过程作业,无论是挤出、注射还是中空吹塑成型塑料原理都必须经过熔融塑化及输送这一基本和共性的过程,目前普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机等。该技术使得控制聚合物单体及停留时间分布不可控的问题得到了解决,而且也使得振动立场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量以及能量传递和平衡问题得到了解决,同时也使得设备结构集成化问题得到了解决。新设备的优点很多,例如:体积重量小、适应性好、噪音低、可靠性高等等,而这些技术是传统技术和设备是比不了的。

(二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术

此技术的研究实现,加强了我国在该领域内的发言权。以动态反应技术为基础方向,进行深入的研究,从而产生了新的材料制备技术。我们以存储光盘盘基为基础原型,以反应成型技术直接作用于其上。通过对这些技术的研究改进,改变了传统技术中多环节、消耗大、复杂度高、周期长、而且环境污染比较严重等诸多不利因素。通过学习研究,可以把制作光盘的PC树脂原料工业、中途存放、盘基成型工业串联于一体,提高了工业生产效率、减少了资源浪费、能够完全有效的进行控制,而且产品的质量有大幅度的提高。

聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。研究表明,对无粒子进行适当的处理,可以得到一些好的效果,比如说利用聚合物进行原位表面改性处理、原位包覆、强制分散等处理后,就可以使我们复合材料成型。

热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将混炼引入到振动力场挤出全过程,为实现混炼过程中橡胶相动态全硫化,对硫化反直进程进行控制,从而使得共混加工过程共混物相态反转问题得到了解决。实现自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备研制开发出来,促进我国TPV技术水平的提高。

四、结语

我国必须根据自身的实际情况来发展高分子材料成型加工技术及设备,把握技术前沿,不断地培育自主知识产权,从而使得我国高分子材料成型技术及其产业发展不断加快。

参考文献:

[1] 黄汉雄. 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(下)[J]. 橡塑技术与装备, 2006, (06) :13-18

[2] 黄汉雄. 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(上)[J]. 橡塑技术与装备, 2006, (05) :17-27

[3] 王玉东, 付鹏, 李晓光, 赵清香, 刘民英. 尼龙612等温结晶的球晶形态与生成条件[J]. 高分子材料科学与工程, 2009, (09):76-79

[4] 吴刚. 高分子材料成型加工技术的进展[J]. 广东化工, 2008, (09) :8-12

特殊材料前沿研究论文

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。下面是我整理的纳米材料科技论文,希望你能从中得到感悟!

纳米材料综述

【摘要】 本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景,并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。

【关键词】 纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构

1 引言

著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。”[1]

1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。[2]

2 纳米技术

纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。

3 纳米材料

纳米材料的概念

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在微米以下,即100纳米以下。因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。

纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。

纳米材料的分类

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。

(1)纳米粉末

纳米粉末又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于:高密度磁记录材料;吸波隐身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷发动机等);人体修复材料;抗癌制剂等。

(2)纳米纤维

纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于:微导线、微光纤(未来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。

(3)纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。

(4)纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为:超高强度材料;智能金属材料等。

4 纳米材料的应用

由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性[8]、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。

5 纳米材料的前景

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。纳米材料的应用涉及到各个领域,21世纪将是纳米技术的时代。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。

6 结束语

纳米材料在21世纪高科技发展中占有重要地位。纳米材料由于其无可挑剔的优越性,已成为世界各国研究的热点。其应用已渗透到人类生活和生产的各个领域,促使许多传统产业得到改进。世界发达国家的政府都在部署未来10~15年有关纳米科技研究规划。我国对纳米材料的研究也取得了令世界瞩目的、具有前沿性的科技成果。纳米技术的开发,纳米材料的应用,推动了整个人类社会的发展,也给市场带来了巨大的商业机遇。

参考文献

[1]孙红庆.科技天地―计划与市场探索[M],2001/05

[2]肖建中.材料科学导论[M].北京:中国电力出版社,2001,43~50.

[3]吴润,谢长生.粉状纳米材料的表面研究进展与展望[J].材料导报.2000,14(10):43~46.

纳米材料与应用

摘要 :简要介绍了纳米材料的分类以及它的基本效应,讲解了纳米材料的特殊性能。分析了新型能源纳米材料中光电转换、热点转换、超级电容器及电池电极的纳米材料;环境净化纳米材料中的光催化、吸附、尾气处理等;较具体的讲述了纳米生物医药材料中纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料。

关键词 :纳米材料 性能 应用

纳米是一个长度单位,1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料,纳米尺度一般是指1~100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。

按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。

悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果,例如在水中添加5%的铜纳米颗粒,热导率可以增大约倍,这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性,例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象,从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。

纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性,纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小,表面原子所占比例很大,表面原子拥有剩余的化学键合力,表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气,能进行剧烈氧化反应或发光燃烧(贵金属除外)。

纳米材料还广泛应用于环境保护中,它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用,用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来,方法简便,成本低廉,并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求,近年来获得迅速的发展。目前,越来越多的人工纳米材料已被投放市场,给人们的生活带来巨大的变化和进步。

来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作,将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料,并将该复合材料应用到超级电容器的电极上,获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的,包含复合材料的阳极和传统的阴极,以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多,可以达到100微米上,从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似,研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时,他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。

通过先进碳材料的应用,综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点,克服了它们各自存在的缺点,是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点:微观结构稳定性好,适合大电流充放电;表观性状相容性好,适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强,适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池(液态、聚合物)对下列性能的要求:更高的比能量(体积比、重量比);更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。

应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料,以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构,提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有:空隙加大,一般大于96%;通透性好,流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上,从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质,它具有高度发达的空隙构造,是一种优良的空气中异味吸附剂。

纳米TiO2具有巨大的比表面积,与废水中有机物更充分地接触,可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外,在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。

常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响,存在着低温脆性的缺点,它的弹性模量远高于人骨,力学相容性欠佳,容易发生断裂破坏,强度和韧性都还不能满足临床上的高要求,使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少,材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加,有助于晶粒间的滑移,使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料,在临床上已有多方面应用,主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿,以及牙种植体、耳听骨修复体等等。

由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外,还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点,这些超常特性和良好的生物相容性,使它在医学领域中有广泛的应用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外,利用纳米碳材料的高效吸附特性,还可以将它用于血液的净化系统,清除某些特定的病毒或成份。

目前,纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法,在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上,以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物,将含有分析对象的溶液与载体温育,通过显微技术检测自由载体量,就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中,载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子,尤其是某些具有亲水性表面的粒子,对非特异性蛋白的吸附量很小,因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。

近年来,组织工程成为一个崭新的研究领域,吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中,用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素,能否使种植的细胞保持活性和增殖能力,是支架材料应用的重要条件。据报道,将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料,与以往的胶原蛋白支架相比,其力学强度得到增强,孔径尺寸增大,表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架,在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中,纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架,这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化,形成纳米结构的复合材料,研究发现,这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。

参考文献:

[1] 陈飞. 浅谈纳米材料的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(03)

[2] 张桂芳. 纳米材料应用与发展前景概述[J]. 黑龙江科技信息. 2009(16)

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

发光材料研究前沿论文

平板显示技术现状与发展趋势分析 姓 班 学 名: 级: 号: 指导老师: 日 期: ~ 1 摘 要:平板显示与 CRT 显示技术简介与对比,介绍平板显示 的主要技术类型以及主流产品。 分析中国平板显示市场现状以及发展 趋势,对该产业的发展提出具体建议。 关键词:平板显示;显像管技术;液晶显示技术;等离子显示技 关键词 术; 发展现状;前景。 An Analysis of the Current Situation and Development Trend of FPD Technology LIU gui-liang (Class 3,College major of Electronic Science and Technology,SCAU.) Abstract:Differents between the FPD and CRT the main technology and mainstream products of of the current stage and development trend of suggestion. Keyword: flat panel display; television picture tube technology; liquid-crystal display; plasma display panel; situation of development; future prospect. 目录 一.引言 …………………………………………………………3 …………………………………………3 二.平板显示技术概述 .阴极射线管(CRT) …………………………………3 .液晶显示器(LCD) …………………………………5 .等离子显示器(PDP) ………………………………6 .其他平板显示产品 四.中国平板行业前景 五.发展规划 六.结论 参考文献 …………………………………6 ……………………………7 三.中国平板电视行业的发展现状 …………………………………………7 ……………………………………………………8 …………………………………………………………9 …………………………………………………………9 一.引言 2 从 1999 年-2009 年,中国平板行业走过了不平凡的十年。十年来中国平板 电视行业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的成长历程。在这波澜壮阔的发 展进程中,造就了一批行业明星,同时也倒下了一些辉煌一时的品牌。 10 年对于中国平板电视行业,是一段曲折崛起的峥嵘岁月。总结过去经验, 我们可以很清楚地看到自身优势与不足;立足现在,我们可以坦然地面对困惑与 问题,寻找突破之道;展望未来,我们期待中国的平板电视行业能突破瓶颈,取 得关键性进展。 本文立足于各种显示技术特点以及中国平板显示行业自身特点, 对此行业目 前的境况作出较为客观的分析。 二.平板显示技术概述平板显示(FPD)技术,顾名思义,就是采用平面屏幕显示的技术,它是相 对于传统阴极射线管作比较而言的一类显示技术,主要包括液晶显示(LCD)、 等离子显示 (PDP) 有机电致发光显示 、 (OLED) 表面传导电子发射显示 、 (SED) 等几大技术类型的相关产品。 平板显示器与传统的阴极射线管(CRT)相比,具有薄、轻、功耗小、辐射 低、没有闪烁、有利于人体健康等优点。下面将分类简单介绍几种主要显示技术 的主要原理。 阴极射线管(CRT) 阴极射线管的关键部件是连在荧光屏后部成为一体的电子枪。 电子枪发射出 一束经过图像信号调制的窄电子流,经过加速、聚焦、偏转后打在荧光屏的荧光 粉上使之发光。电子枪以一个相当快的速度发射电子流,同时偏转线圈控制电子 束方向,逐行在屏幕上扫过,达到显示图像的目的。CRT 显示图像是是不断连 续刷新着的,因此此类显示器看上去给眼睛一种“闪烁”的感觉。容易引起眼睛 疲劳损坏视力。 CRT 有黑白和彩色两种,黑白的显像管构造相对简单。图 1.为黑白显像管 的构造示意图。 3 图 1.阴极射线管 彩色显像管与黑白显像管的区别是前者有三个电子枪, 前端多一个布满微小 孔洞的 “荫罩” 以及荧光粉是红绿蓝三种原色排列的。 , 彩色显像管显示图像时, 三个电子枪发射出三束电子,在同一个荫罩小孔上通过,分别打在三种颜色的荧 光粉上,人眼看到的效果会自动把三种色光混合,组成一幅图像。如图 2. 图 2. 彩色显像原理 4 荫罩的作用就是保证三个电子共同穿过同一个荫罩小孔,以激发荧光粉,使 之发出红、绿、蓝三色光。不同形状的荫罩有不同的透光率、对比度、分辨率等 参数。制造成本也不同。有一种栅条状的荫罩其透过率达到 95%。如图 3. 图 3. 孔状荫罩(左上)、沟槽状荫罩(右上)以及栅条状荫罩(下) 液晶显示器(LCD) 液晶显示器的关键物质是液晶材料,此类显示器也因此而得名。液晶材料具 有一个特别的特性:当它被加上适当电压时,液晶材料的分子会发生偏转,引起 其透射率变化,从而由“遮光”状态变换到“通光”状态,达到显示的目的。如 图: 5 图 1.液晶显示器件构成示意图 按照不同的分类方式,液晶显示有多种类型,根据所采用的液晶材料不同而 异:分别有扭曲向列型(TN)等多种,并不一一列举。根据显示像素构成不同, 液晶显示器分为无源矩阵液晶显示器(PM-LCD)与有源矩阵液晶显示器 (AM-LCD) 较早期的扭曲向列型 。 (TN) 液晶显示器与超扭曲向列型 (STN) 液晶显示器均同属于无源矩阵液晶显示器。新一代的薄膜晶体管液晶显示 器(TFT-LCD)等属于有源矩阵液晶显示器。作为 STN 的换代产品具有响应 速度快、不产生闪烁等优点。 AM-LCD 与 PM-LCD 的差别在于前者每象素 加有开关器件,可克服交叉干扰,可得到高对比度和高分辨率显示。 等离子显示器(PDP) 等离子显示器是利用两块玻璃基板之间的惰性气体电子放电,产生紫 外线激发所涂布的红、绿、蓝荧光粉,呈现各种彩色光点的画面。PDP 适 合应用于中大型尺寸(约 40-70 寸)显示器。等离子体显示器具有阴极射 线管的优点,但其超薄体积与重量远优越于传统大尺寸 CRT 电视,在高解 析度、不受磁场影响、视角广及主动发光等胜于 TFT-LCD 的特点,图像具 有丰富的层次。缺点是功率大,比较耗电。 其他平板显示产品 除了 LCD、PDP 外,还有应用于各种智能家电、汽车仪表、数码电子 产品显示屏、投影设备以及电子纸等等多种显示技术,都属于平板产品的 范畴。 6 三.中国平板电视行业的发展现状从行业的技术与产品成熟程度来看,虽然经过不断地改进,平板电视的画质 和产品性能都已经达到比较稳定和舒适的水平,特别是 LED 背光模组的大规模 应用,确实带动了液晶电视的响应速度和画面质量取得较大进步。但是与国外起 步早的大型企业相比,中国平板行业还有较大差距,各种自主知识产权的关键技 术并不多。这也是中国平板行业脚步沉重的一大因素。 从市场形态来看,2009 年,平板电视的零售量占比达到 80%,零售额占比 超过 95%, 平板电视在市场消费形态上已经为彩电行业的绝对主流, 这说明平板 电视对 CRT 电视的市场替代已经基本实现。 从消费需求看, 平板电视已经逐渐成为老百姓购置新家电的首选, 少量 CRT 电视的购买者主要集中在流动人口、低保户家庭和边远乡村。随着平板电视的价 格进一步下降,这一部分 CRT 人群还会快速转化; 从厂家的产品策略来看,一线品牌已经停产 CRT 电视,二线品牌还在少量 维持,但是从总体趋势看,都已经把 CRT 作为补充和辅助,预计 2010 年各厂家 的 CRT 产品线将基本上处于清理库存状态; 从产业链来看,平板上下游相关的面板、模组、玻璃、IC 和化学材料等企 业都与日韩企业有较大差距。 中国平板若要真正立足世界市场一方,整个产业链势必要经过大幅度升级。 以目前的状况观察,此路虽远但并非遥不可及。我国政府在十一五的后期已经把 显示产业的复兴上升到国家意志,并通过《电子信息产业振兴规划》和其他的科 技发展规划,加大了对平板显示产业的扶持力度,赋予平板显示产业链建设以重 要任务和使命;预计在十二五规划中,显示产业的重要性和产业地位将会更加突 出。作为平板显示产业的重要支撑和重要支柱,平板电视行业将会从以上扶持政 策中得到最直接的支持。各地方政府和社会投资的持续跟进,将为平板电视产业 链的建设和为发展提供强大的资金来源、技术合作支持和人才培养支持。所以可 以推断中国平板电视行业在未来十年将迎来前所未有的宽松政策环境。 四.中国平板行业前景总体来说,中国平板在未来的十多年将会是机遇与挑战并存的局面。 旺盛的市场需求为中国平板行业提供稳定的成长空间。人民生活水平提高、 新增家庭、 旧彩电自然淘汰、 家电下乡政策城市化进程、 房地产发展、 商用市场、 国际市场需要等等,都将成为中国平板行业稳步快速发展的契机。 7 而起步晚,设备旧,世代早等等,是限制中国平板发展的绊脚石。中国的平 板行业比起日韩等普遍晚 2-3 年,世代线也较之落后。还要避免产业链建成即落 后的风险、现有品牌格局被颠覆的风险、对行业方向判断错误和反应迟钝的风险 等等,都将影响中国平板行业前行的脚步。 五.发展规划中国平板行业过去凭借着一定的优势,已经取得较为瞩目的成就。但是未 来是否能继续保持,就不但是要看行业的机会,更要看企业能否抓住机遇,规避 风险,还要看政府的支持和引导是否得力而有效。关键的几点是: 1、需要借鉴韩国和台湾地区在平板显示产业的发展经验 2、必须推动行业的核心技术研发 3、在下一代显示技术上的及早布局 4、借助行业标准力量规范和引导行业发展 5、建立和完善资本进出机制,加强行业融资渠道建设 从整个行业层面上,需要有正确的战略布局: 要推动行业整体的联合和协作,解决一些单个企业无法解决的行业共性问 题;比如由中国电子视像行业协会牵头成立的中彩联,积极主动的应对国外专利 公司的谈判,大幅度降低了企业的专利费用标准,取得了非常重大的专利授权突 破; 要通过集体协作,通过争取国家主管政府部门的支持,在行业标准建设、 行业准入门槛和行业游戏规则的制定等方面,进行持续努力和推动,为中国彩电 行业的长远发展和整体竞争力的提升创造条件。比如在产品的接口标准规范、尺 寸规范、售后服务规范等方面,积极行动起来,为推动行业的健康和有序发展创 造条件。 为了应对下一代显示技术核心技术的专利限制,我们可以推动行业骨干企 业成立联合技术研发开发小组,共同进行前沿技术的战略性投入,这样可以使行 业花最小的代价获得最高程度的收益。 从企业层面看,为了企业的长远发展,提前做好战略布局是十分有必要的。 要解决核心资源的站队问题。在平板时代,没有核心上游面板资源供应的 支持,就意味着要流血和被其他竞争对手伤害。但是这个资源的来源,究竟是自 己建还是选择与现有主力面板供应商合作,是和其中主要的少数几家合作,还是 货比三家全面合作,这都是值得深思熟虑的问题。由于在 2010 年-2011 年期间 全球平板显示产业还会不定期出现面板资源相对紧张的局面, 因此要避免断货和 供应不及时的问题,就首先要考虑好如何站队的问题 8 要找准自身的行业定位,在技术、资源和产品的持续建设上,梳理出适合 自身特征的阶段性发展目标。 要时刻保持清醒,做好企业应对彩电行业转型和升级的具体战略规划。 六.结论总而言之,一个行业的崛起离不开核心技术和扶持力量。若具备了这两方面 的有利因素,中国平板显示技术行业迅速跟上世界领先脚步,将会是时间问题而 已。 参考文献:《平板显示技术》 《液晶显示技术》 《等离子体技术及应用》 应根裕等 毛学军 赵青, 刘述章, 童洪辉 北京人民邮电出版社,2002 北京电子工业出版社,2008 北京国防工业出版社,2009 9

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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。在新材料技术研讨会上,上海华经纳米超细技术应用研究所所长黄彪在报告中指出,通过运用纳米超细技术,可提升药物和保健品的性能和质量,改善使用效果和疗效。他认为,纳米技术将会在癌症、心血管疾病的治疗上,以及对液体药物、生物制药、名贵中草药和保健品等方面极具开发潜力。中国地质大学开发出的纳米稀土发光材料也是令人耳目一新。据介绍,这种列入我国“十五计划”和“863计划”重要发展方向的新型材料,克服了以前主用于显示器的发光材料稳定性、清晰度差的毛病,具有高效地显示效果,清晰度大为提高。环保材料俯拾皆是人类只有一个地球,绿色、环保已成共识,此届新材料展中,各参展企业、单位也都是高举绿色、环保牌。餐具、包装材料、建筑材料、发光材料、工程塑料、燃料,乃至于消防产品,全成了环保的天下。希尔易、绿维等深圳公司展示的环保餐具,可谓浑然来自天成。从天然废弃物的谷壳、秸杆,到废渣、淀粉,完全可根据当地的资源情况和季节不同,而选用不同的材料。产品更是从快餐盒、杯子等各种生活用品,到烟灰缸、包装建筑材料,门类齐全。产品以食品级配料做成,无味无毒,在阳光作用下可自行分解。第三次参加高交会的超美科技(深圳)有限公司此次更是喊出了“再现祖国绿水蓝天”的口号。这支润滑产业的生力军,此次推出了共晶滚球润滑油、燃油添加剂四大系列16种产品,除了节能外,更在环保上大力出新。其产品不含任何重金属及有害物质,包括中国环境科学院在内的国内30多家机构以及企业的检测结果表明,其尾气净化率可达28%——42%,柴油烟度可减少44%,减少颗粒物排放达%。

5月5日,重庆理工大学材料学院杨朝龙副教授课题组在国际顶尖刊物《Science》 子刊《Science Advances》上发表了题为Ultralong room temperature phosphorescence from amorphous organic materials toward confidential information encryption and decryption的研究论文,这是国际上首次报道无定形聚合物基长余辉发光材料及其在机密信息领域的加密及解密应用。重庆理工大学材料学院为论文第一单位,材料学院硕士研究生苏艳作为第一作者,杨朝龙副教授与合作单位南洋理工大学Zhao Yanli教授为论文的共同通讯作者。

该论文被《Science Advances》选作亮点论文在官网滚动报道。这是重庆市高校科研成果首次登上Science子刊杂志首页并作滚动报道。

长余辉发光是指在撤去激发光源后仍然能够持续发光一段时间的一种独特光物理现象。这种现象一般存在于无机材料中,例如夜明珠。相对于无机长余辉材料,有机长余辉发光材料具有生物相容性好、柔性以及功能团易修饰等优点,在生物成像、光学记录、信息存储、防伪系统等诸多高新科技领域有着巨大的应用前景。但纯有机长余辉现象通常只在很低的温度(77 K)和无氧环境等苛刻条件下才能被观察到,在室温实现高效有机长余辉是一个极大的挑战。

基于此,杨朝龙副教授课题组与南洋理工大学Zhao Yanli教授课题组合作,自主设计了含有六个苯甲酸单元的六(4-羧酸-苯氧基)-环磷腈(G)客体分子(图三)。在室温条件下,G本身不发射任何的荧光或磷光。当G引入到聚乙烯醇(PVA)基质膜中,在激发光源关闭后表现出明显的长余辉现象,且展现出强烈的紫外辐照依赖性 (图三)。课题组基于辐照依赖特性,创新开发出完全具有自主知识产区的的绿色环保无油墨丝网印刷技术,该技术可应用于票据、奢侈品、纸币、军方/政府机密文件等的高级防伪(图四)。

研究工作得到了国家自然科学基金、国家留学基金、重庆市科委、重庆市教委、新加坡学术研究基金等项目,以及材料学院和高分子材料与加工技术校级首批科研团队的大力支持。

《Science Advances》为《Science》刊物旗下子刊,内容涵盖物理、化学、生物、计算机、工程、数学以及社会科学等学术领域,旨在发表推进科学发展的具有重要影响力和创新性的前沿工作。

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