化学材料论文开题报告范文

化学类小课题开题报告范文

论文名称： 山区中学化学学困生转化研究

一、课题研究的背景：

我校是一所属于山区范围的普通中学，生源主要来自农村，由于学校的基础教育设施落后，教育发展不平衡，很多农村出来的学生基础非常差，特别是化学科。这些学生到了高中，与城里的学生相比，基础显得略差，而且性格比较内向，容易产生自卑心理。高中教育是学生世界观、价值观、人生观形成以及创新能力、实践能力发展的重要阶段。高中教育必须为每个学生的成长、成人、成功奠基。以人为本、助人发展，为每一个学生的终身发展奠定良好的基础是其必须承担的历史使命。处在这一阶段的部分学生由于种种原因导致在当前的班级授课中存在比较严重的问题，即所谓的学科方面的学困生。对于化学学科的学困生，根据学科特点，导致学习困难的因素可能更多在于学习方法和思维习惯上，即学习策略水平的差异上。如何让学生主动、高效学习是摆在教师面前的一大课题。因此，开展化学学困生学习策略研究并主动帮助学生解决化学学困问题具有一定的创新性和较强的实践意义。

二、本课题研究的意义

(一)理论意义：

(1)本课题组织化学教师参与实践研究，必然会促进教师教育理论的学习，加深教师对新课程理念、有效教学及教学模式理论等的认识，提高教师的教育教学理论水平。

(2)本课题将结合新课程高中化学学科教学的特点，构建出具有可操作性、实践性的教学模式，为广大化学教师的教学模式提供理论指导。

(3)本课题的研究对进一步完善有效教学理论有一定的积极意义。

(二)实践意义：

(1)本课题通过对新课程理念下转化化学学困生教学模式的探究，构建各种针对本校特色的有效教学模式并在同类学校的化学教学中予以推广。

(2)本课题在探究中全面贯彻新课程理念，特别关注学困生对过程方法的自主体验过程，引导学生自主构建知识体系、总结规律，可以大大提高学习效率，全面提高学生的化学素养。

(3)本课题的开展将促进教师更有效的开展教学，促进教师教学水平的提高和教学手段的升华，将培养一批科研型的优秀化学教师。

(4)本课题成功开展对同类学校也有一定的借鉴意义。

(5)通过深入研究，总结出一套适合本校行之有效的教学方法，措施。使学困生充满自信，自觉加入到化学课堂中来，教学中，让他们从情感上愿意、心理上渴望、行动上积极主动地参与教学过程，让他们的学习过程成为一种生活经历，在经历中习得知识、获得能力、悟得真谛，在经历中掌握方法、归纳规律、体验情感，充满自信，这样才能激发学困生的学习兴趣，调动他们的学习化学的积极性、主动性和创造性，提高他们的化学课堂参与度，促进学困生的全面发展。使整个班级达到优生更优，差生变优，共同奋进的良好效果。

三、国内外研究现状：

国内外关于转化学困生研究很多，但很少涉及针对山区中学和本校特色的教学研究。

四、课题研究的理论依据：

(1)建构主义学习理论：建构主义教学观强调通过设计问题来支持学生积极的学习活动，帮助学生成为学习活动的主体;设计真实、复杂、具有挑战性、开放性的学习环境与问题情境，诱发、驱动并支撑学习的探索、思考与问题解决活动;提供机会并支持学生同时对学习的内容和过程进行反思和调控。建构主义重视学习活动中学生的主体性，重视学生面对具体情境进行意义建构，重视学习活动中师生之间和学生之间的“协作”,从而主张建立一个民主、宽松的教学环境。

(2)有效教学理论：有效教学是为了提高教师的工作效益、强化过程评价和目标管理的一种现代教学理念。有效教学要求教师遵循教学活动的客观规律，以尽少的'时间、精力和物力投入，实现教学目标和学生的个性培养与全面发展，取得尽可能多的教学效果。

(3)新课程理念：《普通高中化学课程标准(实验)》指出：化学教学要体现新课程改革的基本理念，尊重和满足不同学生的需要，运用多种教学方式、方法和手段，引导学生积极主动地学习，掌握最基本的化学知识和技能，了解化学科学研究的过程和方法，形成积极的情感态度和正确的价值观，提高科学素养和人文素养，为学生的终生发展奠定基础。

五、本课题研究的基本内容：

以新课程理念作指导，构建有英德市第二中学特色的有效教学模式。

六、本课题研究的重点和难点：

如何让化学学困生专心学习，提高化学的学习兴趣，自信心则是学生积极学习的有力保障。怎样增强学困生的自信心，端正他们学习态度，培养学习化学的兴趣，使他们尽最大的努力学习，形成你追我赶的学习氛围，达到全班同学共同进步，学困生摆脱学习困境，好的学生越好。课堂教学是教学的基本形式，每堂课应使每个学生都达到教学要求，做到“堂堂清”,才可以促进学困生转化，所以研究改革课堂教学方法是转化学困生的重点。化学教学过程中，很多化学老师可以很好的培优，但对扶差却没能真正的做到爱心，细心、耐心，诚心的统一，培优与转差两者很难兼顾。这是本课题研究的难点。

七、本课题采用的科研手段：

1、文献研究法：文献研究法贯穿整个课题研究的过程。我们要不断研究国内外新的教育理论和新课程改革发展动态以及有效教学的有关理论。借鉴已有的理论成果，支撑和构建本课题的理论框架和方法论，转变教育思想，调整教学思路。

2、调查研究法：调查教师教学状况和化学学困生学习的状况，发现问题，确定操作变量;调查、总结、运用的新方法、形成的新策略、取得的新经验;调查教学研究实施后的学生发展情况，为有效教学模式的确立提供实例依据，并反馈、优化课堂教学模式的实际操作。

3、实验观察法：通过操作变量的实施，观察变化，前后测定对比，分析因果关系，使认识由感性上升到理性，再理性结论指导教学实践。

4、行动研究法：力求用最新教育理论，解决有效教学模式构建中出现的新问题，边实践边总结边研究，及时反馈、修订行动方案，在行动中研究，在研究中行动。

5、经验总结法：课题研究的过程中，都要定期进行课题阶段性小结，运用该方法能很好的将教师在研究实践中的认识、领悟等经验归纳整理、总结提高，用于后期成果的整理及结题鉴定阶段。

八、本课题研究步骤：

第一步：确定研究的问题

本课题按照研究进程，涉及化学学困生的学习现状调查研究，创设学习环境，转化策略问题等，本课题把需要研究的内容确定为：1、山区中学学困生形成原因调查;2、学校，教师创设教学环境，转变学困生学习态度，提高学困生学习兴趣，积极性，课堂参与度等;3、提高课堂教学有效性，使学困生会学，乐学，爱学，好学，从而达到理想转化。

第二步：研究问题的顺序

按研究进程，先进行现状调研，在高中各年级进行学情调查问卷，收集学生对化学学科的意见和建议，通过这些意见和建议，合理组织教学实践，创设教学环境，寻求转化学困生的方法的研究。

第三步：研究问题的细化

课题内容具体细化为以下几点：1、开学初进行学情问卷调查，对化学教与学的现状进行分析，使老师更好了解学生，从而改进教学，;2、了解学生的学习背景，如家庭环境，家长对学生学习的重视程度，学校周边环境的影响，学生本人对化学学习的态度等因素;3、化学学困生在听课、作业，还有师生有效交流，学生之间合作交流等过程中遇到的困难调查;4、在这些调查基础上，通过老师教学实践，针对不同情况提出具体的转化学困生的方法和策略，有效把学困生的学习态度纠正过来，激发他们的学习兴趣，重拾信心，争取达到更大的进步。5、怎样合理进行分层教学，既兼顾学困生的教学，又能对优等生进行培优，提出具体的策略和方法，使差生转优，优生更优。

九、课题组成员分工：

课题负责人：

1.负责课题的申报、立项;

2.拟订课题实验方案，开题报告和结题报告。

3.合理分配每个参研人员的研究任务。任务要具体，明确，有可操作性。

4.定期召开课题组人员会议，了解研究情况，加强研究指导。

5.不定期的对课题组成员进行业务培训，加强对课题的管理，督促参研人员按时完成研究任务。

6.及时收集能够反映课题成果的主要资料和过程性材料，资料整理要规范。

7.做好课题研究的阶段性总结。对前期研究中出现的问题及时进行补救，布置下阶段工作。

8.按时上报科研成果评选材料。

9.加强与市教研室、同类学校的联系。

课题组各个成员：XXX、XXX、XXX、XXX

1、XXX、XXX、XXX、XXX老师负责完成课题组分配的研究任务，进行具体的实践研究。

老师负责随时收集、整理研究材料，教学案例，教学反思，并进行阶段小结。

3、XXX老师负责最后阶段课题资料收集与整理。

十、预期研究成果：

参考文献

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[4] 苏振中.CODcr与BOD5的相关性研究[J].黑龙江环境通报，2010，34 (2):75-78.

[5] 顾凤妹.李秀霞.重铬酸钾法测定COD影响因素分析[J].小氮肥，2009，37 (3):18-20.

[6] 李国刚，王德龙.生化需氧量BOD测定方法综述[J].中国环境监测，2004，20 (2):54-57.

[7] 肖肖，陈英姿.BOD5测定的影响因素分析[J].化学工程与装备，2009，9:176-177.

[8] 王锐刚.活性污泥法除磷动力学研究[D].中国矿业大学环测学院，2009:9-11.

[9] 徐航.COD重铬酸钾分析法相关问题的探讨[J].化学工程与装备，2010，6: 171-172.

25万吨/年二甲醚精馏系统及二甲醚精馏塔设计

一、课题的目的与意义

二甲醚又称甲醚，简称DME，分 子 式：CH3OCH3 ，结 构 式：CH3—O—CH3 。二甲醚在常温常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。相对密度(20℃)，熔点℃，沸点℃，室温下蒸气压约为，与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热(气态)为 1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。

二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，却具有神经毒性;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。

二甲醚作为一种基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生产成本，在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。由于石油资源短缺 、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强，二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视，成为2010年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。作为 LPG和石油类的替代燃料，二甲醚是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。

二、研究现状和前景展望

1.研究现状

目前DME的制取工艺有合成气一步法以及甲醇两步法，其中两步法包括甲醇液相法以及气相法。甲醇液相硫酸催化法和甲醇气相法制取二甲醚的生产技术较为成熟，两种方法均有工业装置运转。

甲醇脱水法以精甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度高达99%，使用于有较高要求的气雾产品，也可以用作制冷剂或医用气雾剂的抛射剂5，且三废排放少。该工艺比较成熟，可以依托老企业建设新装置，也可单独建厂生产。但该方法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资大，产品成本高，受甲醇市场波动的影响也比较大。

合成气法生产二甲醚的生产工艺在淤浆床中，反应温度分布均匀，热平衡较易控制，操作简单且稳定性好，生产成本低。合成气法所用的合成气可由煤、重油、渣油气化以及天然气转化制得，原料经济易得，因而该工艺可用于化肥厂和甲醇厂。这些工厂可将甲醇装置适当改造用于生产二甲醚，形成规模生产。目前一步法生产二甲醚面临的关键问题是：需要高效低价的煤制气工艺及设备;需要能满足大型化二甲醚生产的反应器;解决以煤为原料制二甲醚生产过程中CO2的利用问题; 相关催化剂的开发与生产;成熟而经济的二甲醚分离提纯技术。

2.前景展望

目前，尽管二甲醚产品供大于求，二甲醚在推广应用上遇到一定的困难，但从以下几方面分析，总体上对二甲醚行业来讲是机遇大于挑战。

( 1) 在2009 年5 月18 日国务院办公厅下发的石化行业调整和振兴规划中，已将煤制二甲醚列为重点抓好的五类示范工程之一，说明利用煤炭高效清洁转化生产二甲醚已引起国家的高度重视。国家发改委发布的《关于加强煤化工项目建设管理，促进产业健康发展的通知》中要求一般不应批准规模在1 000 kt /a 以下的二甲醚项目，这对于遏制盲目扩张二甲醚产能、引导二甲醚产业有序发展、保持二甲醚市场的相对稳定将起到积极的作用。

( 2) 2010 年9 月2 日，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理

委员会2010 年第4 号( 总第159 号) 文( 中华人民共和国国家标准批准发布公告) 联合批准发布了编号为GB 25035—2010 的《城镇燃气用二甲醚》国家标准，标准对二甲醚作为城镇燃气使用的质量要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存提出了严格的规定，已于2011 年7 月1 日起实施。这使得二甲醚作为城镇燃气使用有法可循，二甲醚大规模进入民用燃气市场有了合法的身份。

( 3) 经国务院批准，财政部、税务总局联合发布通知，为支持和促进二甲醚的推广使用，自2008 年7 月1 日起，二甲醚按13% 的增值税税率征收增值税，税收上对二甲醚生产企业给予了一定的优惠。这意味着政府已加大对替代能源———二甲醚的扶持力度。

( 4) 随着二甲醚在城市公交车、出租车上的成功推广使用和相应配套设施的建立和完善，二甲醚需求量会大幅增加，将为二甲醚提供一个稳定的大市场。

( 5) 中国城市燃气协会二甲醚专业委员会的成立，对促进二甲醚作为城镇民用燃气的进程将发挥积极的作用。

( 6) 随着国际原油价格的疯涨，我国作为一个石油进口大国，无疑会带来较大的能源安全风险。在此情况下，国家发展和改革委办公厅[2006] 1404 号文已将发展二甲醚煤基醇醚燃料列为缓解石油供应短缺、高油价矛盾替代工作的重点，这无疑为二甲醚行业带来了良好的发展商机。

三、课题主要内容、拟解决的问题、研究特色和创新之处

1.主要内容

如图所示，甲醇经过处理后进入二甲醚合成塔中反应，得到的产物中主要含有二甲醚、甲醇以及水分，将产物送入二甲醚精馏塔中进行精馏分离。由于分离体系中的泡点的不同，二甲醚泡点最低，故得到的轻组分为二甲醚，从塔顶分离出来，而甲醇和水分则从塔底从来。重组分中含有大量的未被反应的甲醇，再送进甲醇回收塔中进行分离，得到较纯的甲醇再次循环利用。

本次毕业设计中应用的物料衡算是工艺设计的基础，根据所需设计项目的年产量，通过对全过程或单元过程的物料衡算，可以计算出原料的消耗量、副产品量及输出过程物料的损耗量等;并在此基础上作能量衡算，计算出蒸汽、水、电、煤或者其他燃料的消耗定额;最终可以根据这些计算确定所生成产品的技术经济指标。同时根据物料衡算所得的各单元设备的物流量及其组成、能量负荷及其等级，对生产设备和辅助设备进行选型或者设计，从而对过程所需设备的投资及其项目可行性进行估价。

2.需解决的问题

本次设计的流程有多种，根据对三废排放、节能节源的比较，选择工艺流程，并通过对精馏塔的比较以及对于经济效益的比较，选择本次精馏塔的类型，并且根据自己对整个流程的了解画出本设计的物料流程图，最后通过计算机绘制精馏工段的物料流程图、精馏设备的控制流程图、精馏塔的设备图、±平面的设备布置图;用A2图纸手工绘制二甲醚精馏工段的物料流程图、预塔冷却器的控制流程图、预塔冷却器的设备图、±平面的设备布置图。

3.特色和创新

本设计考虑到原料的充分利用，即将未被反应的甲醇通过回收循环利用，这样，既能减少原料的损耗，同时也符合经济效益。同时，被设计中二甲醚采用的是甲醇气相法，其优点：

生产二甲醚的原料可为精甲醇或粗甲醇， 蒸汽消耗和生产成本较低。

二甲醚反应器是列管式反应器，反应温度易控制，且催化剂在反应器中分布较均匀。

采用先进塔器内件和分离工艺， 回收效果好， 流程简化， 醇耗低。

四、研究方法、步骤和措施

查阅并收集与毕业设计内容相关的资料，认真总结，完成文献综述;同时根据文献综述的详细内容进行总结归纳，完成开题报告。

尝试通过ASPEN PLUS，对甲醇精馏流程进行全流程模拟;对单个设备预塔冷却器进行设计和模拟，并分析其操作影响因素从而得到一个较为可行性的优化方案。

对全流程进行物料衡算、能量衡算，并对所使用的换热器的设备尺寸进行计算，从而绘制工艺流程图。

五、参考文献

魏文德. 有机化工原料大全(第二卷)[M]. 北京：化学工业出版社. 1989:177

张正国. 二甲醚(DME)生产技术及传统工艺优化改造(J).气雾剂通讯，(3)：1-3.

费金华，王一兆. 二甲醚的生产工艺及其特点(J). 小氮肥设计技术，2003，24(1)：57-59

郭俊旺，牛玉琴. 浆态床合成气制二甲醚双功能催化剂的性能(J). 材料化学学报. 1998，26(4)：321-325

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材料学专业开题报告

写开题报告前应该做好资料收集，写好文献综述，为论文开题报告打好基础。以下是我分享的材料学专业开题报告，欢迎阅读借鉴。

1.论文题目：zno压电薄膜制造瓷砖的研究

2.选题意义：

理论意义

根据当前的物理尖端技术，利用压电陶瓷的特性，利用真空制膜机，使用zno等材料制成可以将压力转化成电能的压电薄膜。

实践意义

将压电薄膜添加在瓷砖中，铺设在火车站，飞机场等人流量大的地方，从而将人们走过的压力转化成电能以供给照明的用处从而达到节能减排的效果。

3.文献综述

查阅的文献类型

主要有：书籍、期刊

文献查阅的方法

主要有：图书馆、CNKI、维普、万方

参考的着作

1.《ZnO压电薄膜的制备与性能表征》

作者：许恒星，王金良，唐宁，彭洪勇，范超 于2009年8月第38卷第4期《人工晶体学报》

摘要：采用射频磁控溅射法在硅(100)衬底上制备高质量的ZnO压电薄膜。利用x射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、压电响应力显微镜(PFM)等仪器研究了薄膜成分，表面形貌和压电性质。结果表明：实验制备的ZnO薄膜具有很好的压电性质，C轴取向和表面粗糙度对薄膜压电特性有很大影响，高度c轴取向生长和表面粗糙度较小的ZnO薄膜表现出更好的压电性质

2.《陶瓷薄膜制备及应用》

作者：卢旭晨;李佑楚;韩铠;王风鸣; 于1999期06版《材料导报》

摘要：对各种薄膜制备方法的特点(即物理方法、化学方法)进行阐述，并且从氧化物和非氧化物的角度，综述了陶瓷薄膜作为硬质薄膜、气敏薄膜以及铁电、压电等微电子薄膜的应用。

3.《0-3型压电陶瓷/聚合物复合材料的制备工艺新进展》

作者：李小兵;田莳;张跃; 于2001年04期《功能材料》

摘要：03型压电陶瓷/聚合物复合材料具有单相压电陶瓷或聚合物所不具备的良好的综合性能,因此引起了人们广泛的兴趣和研究。本文综述了03型压电复合材料的制备工艺及相应复合材料的压电性能,重点介绍了水解聚合法、凝聚胶体法、溶液聚合法3种新型制备工艺,简要分析各种制备工艺的优缺点,为压电陶瓷/聚合物复合材料(甚至是纳米级压电复合材料)的进一步研究、开发和应用提供依据。

4.《用PLD法制备声表面波器件用ZnO薄膜》

作者：刘彦松;王连卫;李伟群;黄继颇;林成鲁; 于2001年01期《功能材料》

摘要：采用脉冲激光淀积(PLD)法在单晶Si(100)衬底上淀积了ZnO薄膜。XRD、TEM和AFM分析表明,淀积的ZnO薄膜具有良好的c轴取向性和表面平整度。通过改变淀积气氛或在纯氧中高温退火,ZnO薄膜的电阻率提高到107Ω·cm.这些结果表明,用PLD法淀积的ZnO薄膜能够满足声表面波(SAW)器件的需要。

5.《ZnO薄膜及其性能研究进展》

作者：黄焱球;刘梅冬;曾亦可;刘少波; 于2001年03期《无机材料学报》

摘要：ZnO薄膜是一种具有优良的压电、光电、气敏、压敏等性质的材料，在透明导体、发光元件、太阳能电池窗口材料、光波导器、单色场发射显示器材料、高频压电转换器、表面声波元件、微传感器以及低压压敏电阻器等方面具有广泛的用途。ZnO薄膜的制备方法多样，各具优缺点;而薄膜性质的.差异则取决于不同的掺杂组分，并与制备工艺紧密相关。本文综述了ZnO薄膜的制备及性质特征，并对其发展趋势及前景进行了探讨。

4.研究设计

概念界定

zno压电薄膜：ZnO薄膜是一种具有优良的压电、光电、气敏、压敏等性质的材料，在透明导体、发光元件、太阳能电池窗口材料、光波导器、单色场发射显示器材料、高频压电转换器、表面声波元件、微传感器以及低压压敏电阻器等方面具有广泛的用途

瓷砖：是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物，经由研磨、混合、压制、施釉、烧结之过程，而形成之一种耐酸碱的瓷质或石质等之建筑或装饰之材料，总称之为瓷砖。其原材料多由粘土、石英沙等等混合而成。

研究假设

通过采用射频磁控溅射法在硅(100)衬底上制备高质量的ZnO压电薄膜可以做到将压力转换为电能的效果。

研究内容

查阅论文期刊，从理论上分析出可以利用zno制作出压电薄膜;

通过借助我们的指导教师任岳导师实验室中的射频磁控溅射法在硅(100)衬底上制备高质量的ZnO压电薄膜

检测制作的zno压电薄膜导电能力并结合到瓷砖中从而利用到实践中。

研究方法

文献法、实验法、观察法等，通过理论加实验分析相结合的方法，利用到学校的一些地方加以检验。

研究步骤

查阅资料→理论分析→射频磁控溅射制作薄膜→验证转化效率→结合瓷砖→实际检测→得出结论

5.结论

通过研究发现可以实现将压力转化为电能，但效率比较低，可以进一步研究通过zno和其他材料相结合的或者通过合理布局瓷砖设计从而提高转化以及利用效率。

6.参考文献

[1]马勇，王万录，吕建伟，等。ZnO薄膜的光致发光[J].功能材料，2004,35(2):139-144

[2]李世涛，乔学亮，陈建国。透明导电薄膜的研究现状及应用[J].激光与光电子学进展，2003,4o(7)：53-59.

[3]葛春桥，薛亦渝，夏志林。AZO透明导电薄膜的制备技术光电特性及应用[J].真空电子技术，2004,16(6)：51-54.

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[10]林鸿溢，张焱，丁世昌，等。纳米ZnO薄膜制备技术及其特性的研究[J].北京理工大学学报，1995,15(2)：132-137.