功能材料范文第1篇
【摘要】本文介绍了热电材料的研究进展，重点介绍了Half-Heusler金属间化合物、方钴矿、纳米技术和超晶格材料等新型热电材料的研究状况。
【关键词】热电材料金属间化合物超晶格材料
0 引言
热电材料又称温差电材料，是一种利用固体内部载流子的运动实现热能和电能的直接相互转化的功能材料。随着新材料合成技术的发展以及用X射线衍射技术和计算机来研究化合物能带结构参数等新技术的出现，使得热电材料的研究日新月异。
1热电材料的研究进展
1.1 传统热电材料的研究进展
50年代，苏联的Ioffe院士提出了半导体热电理论，Ioffe及其同事从理论和实践上通过利用两种以上的半导体形成固溶体可使ZT值提高，从而发现了热电性能较高的致冷和发电材料，如Bi2Te3、PbTe、SiGe等固溶体合金。
常规半导体的ZT值主要依赖于载流子的有效质量、迁移率和晶格热导率，优良热电材料一般要求大的载流子迁移率和有效质量，低的晶格热导率[1]。根据这些理论原则，发现了上述的一些较好的常规半导体热电材料，如适合室温使用的Bi2Te3合金、适合中温区（700K）使用的PbTe、高温区（1000K）使用的SiGe合金，更高温度（>100K）下使用的SiC等。
1.2 新型热电材料的研究进展
1.2.1 Half-Heusler金属间化合物
Half-Heusle金属间化合物的通式为ABX，A为元素周期表左边的过渡元素（钛或钒族），B为元素周期表右边的过渡元素（铁、钴或镍族），X为主族元素（稼、锡、锑等）。Half-Heusler金属间化合物是立方MgAgAs型结构。这种材料的特点是在室温下有较高的电导率和Seebeck系数，可以达到300μV/K，在700～800K时，材料的ZT值可达到0.5～0.6，但缺点是热导率也很高（室温下为5～9W/（M·K））[2]。
1.2.2填充Skutterudite化合物
Skutterudite化合物是指具有CoAs3型结构的材料，中文名为方钴矿材料，结构通式可表示为AB3，其中A为Rh、Co、Ir等金属元素，B为Sb、As、P等非金属元素。其具有复杂的立方晶体结构，如图1所示，每个单胞中存在两个大的空隙，大质量的金属原子可以填充到空隙中，形成填充方钴矿结构。填充原子在空隙中振动，对声子产生很大的散射，大幅度降低晶格热导率[3]。填充原子越小，质量越大，晶格热导率的降低就越明显。
早期的填充方钴矿材料研究主要集中在稀土原子的填充，且多为P型材料，ZT值可达到约1.0，但是稀土元素在CoSb3结构中的填充率较低。在N型系统中，Chen等[4]在2001年首次报道了碱土金属原子Ba在CoSb3中的稳定填充结果，且实现了高达44%的填充量以及高于1.0的ZT值。研究表明，通过多原子复合填充可以显著降低晶格热导率。
1.2.3金属氧化物
金属氧化物具有高的热稳定性和化学稳定性，可以在高温以及氧气氛中使用，并且大多数氧化物都无毒、无污染、环境友好，是一种环境友好型热电材料。1997年Terasaki等[5]发现层状金属氧化物NaCo2O4具有很好的热电性能，具有很高的Seebeck系数和低的热导率。Funahashi等[6]制备了Ca2Co2O5单晶晶须Seebeck系数在100K时为100μVK，并随温度升高而增大973K时达210Μvk。金属氧化物热电材料的不足在于电导率偏低。
1.2.4纳米技术和超晶格材料
HickslDetal[7]对Bi2Te3二维叠层状结构材料热导率的理论计算表明，随材料叠层厚度的降低，热导率大大降低，若能制成纳米厚度且各层晶体取向不同的纳米级超晶格，材料的ZT值将比块体材料提高10倍，室温下达到6.9。AnnHetal[8]有关不同晶粒尺寸的CoSb3材料的传输性能研究表明，微米级晶粒尺寸的减小可以检测出热电性能的提高。因此，制备亚微米级特别是纳米级小晶粒尺寸的多晶材料将是制备高性能热电材料的重要途径之一。
超晶格材料是由两种或两种以上不同材料薄层周期性交替生长而成。当两种材料的带隙不同时，能把载流子限制在势阱中，形成超晶格量子阱，产生不同于常规半导体的输运特性，提高了態密度。Dresselhaus的近似计算表明，随量子阱阱宽的减小，ZT值单调增大。
2结语
随着能源的日益紧缺以及环境污染的日趋严重，热电材料作为一种环保、清洁的新能源材料近年来备受关注。以Half-Heusler金属间化合物和方钴矿为代表的新型热电材料在温差发电领域具有广阔的应用前景，材料微观结构的纳米化是提高材料热电性能的重要用途之一。
参考文献
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功能材料范文第2篇
一、 施 工 准 备
1.现场准备 2.技术准备 3.劳动力准备 4.材料准备 5.机械设备准备
二、 主要工程项目的施工程序和施工方法
1.总施工工艺流程
2.轻钢龙骨石膏板吊顶施工工艺 3.地面地砖、花岗石铺贴工艺 4.卫生间墙面砖镶贴工艺 5.墙面花岗石干挂施工工艺 6.细木制品施工工艺 7.油漆工程施工工艺
8.墙面、天花乳胶漆工程施工工艺 9.墙纸粘贴施工工艺
一、施 工 准 备
1.现场准备
(1) 针对施工现场的特点，为保证施工现场的管理有序有力，拟在现场设立施工现场管理办公室，分设材料库房，进行封闭管理，现场管理人员、施工人员凭证进出。
(2) 区域独立封闭进行施工，对有关设施、设备进行成品保护，入口设置门卫，强化施工现场管理，所有非施工人员进场要得到项目部的许可，并有专人带领。
(3) 制定施工机具需用动态计划，按施工平面的要求组织施工机械设备和工具进退场。
(4) 建立与周边环境的联系渠道，确保施工正常运转。
(5) 施工队伍进场后，统一安排食宿住行，做到整齐统一，绝对消除脏、乱、散、游现象。
2.技术准备
(1) 熟悉重庆市九龙坡区法院办公楼装饰工程施工图纸，深入了解分析施工现场的具体情况，充分体会设计总体风格、意图、特点及细部做法的推敲。
(2) 做好图纸的会审工作，对设计中的疑难点及时与设计方、建设单
位进行沟通，并将协商结果向监理公司汇报。尽量细致深入地配合设计方深化细部设计，将建设单位意图及先进的设计理念，通过细部的深化，淋漓尽致地体现出来。把所有设计方面的问题凭借公司的自身实力解决在开工之前，为施工如期完成提供有力的保障。 (3) 针对本工程的特点，结合现行规范及制定的作业指导书编制各分项具体细化的施工文字方案并进行交底，使各级施工管理人员做到心中有数， 从各方面保证施工处于有效受控状态。
(4) 组织所有技术人员认真学习新规范、新规程，特别是《民用建筑工程室内环境污染控制规范》，积极推广新技术，引进国外的先进施工经验，充分利用已有的先进技术，提高重庆市九龙坡区法院办公楼装饰工程的科技含量，控制氡、甲醛、苯、氨等挥发性有机化合物(TVOC)的含量，达到绿色装修目的。
(5) 组织有关人员学习监理规程，积极配合监理的工作，共同做好重庆市九龙坡区法院办公楼装饰工程的各项工作。
(6) 全面履行本工程的合同，保证完成合同规定的各项技术要求和指标。
3.劳动力准备
(1) 做好劳动力的培训及技术咨询工作，对所有进场的施工人员进行施工管理教育，所有特殊工种人员必须持证上岗。
(2) 根据施工进度，合理安排各分项施工人员的进出场，优化组合施工人员，避免施工现场出现人员闲置、窝工或少工、断工现象，使整个施工有序有节交叉进行，现场施工人员平均在125 人左右，高峰
期约196 人。
4.材料准备
(1) 由于本工程的材料大部分尚未确定品牌规格和型号，因此供应部提前派人到市场进行选材，对材料进行考察摸底，再统一汇总报建设单位及监理工程师选样确认。然后再对主要材料提前进行预定准备。 (2) 项目部编制“材料计划”，供应部按计划将材料提前采购进场，加工订货要与厂家签订经济技术合同，按照质量标准，供货时间等条款严格要求， 提前对供应厂家进行考察。各项主要材料应从公司“合格供应商”处购买。工程所有材料必须有合格证、准用证、复试报告等资料，进场时必须进行严格的进场检验，需全部达到质量要求。不合格材料不得进场. 5.机械设备准备
进场施工之前，特派机电专职对公司库房所存机械设备进行全面检查和维修，确保所有机具在进场时完好能用。
二、主要工程项目的施工程序和施工方法
1. 总施工工艺流程
根据建设单位提供的施工现场，首先对现有成品进行分离保护，对部分原装修进行拆除，施工区域做到全封闭施工。 施工工艺流程：
(1)施工技术、物资、人员准备 (2)现场清洁，开工放线 (3)天花龙骨安装
(4)石膏板、铝扣板吊顶施工 (5)地毯、木地板铺装 (6)墙面石材、玻化砖挂贴 (7)地面石材、地砖铺装 (8)灯具、洁具安装施工 (9)临时布置 (10)墙面木作 (11)油漆涂料施工 (12)成品保护
(13)竣工清理、验收、移交
2. 轻钢龙骨石膏板吊顶施工工艺
(1) 工艺流程
弹顶棚标高水平线 →划龙骨分档线→专业管线安装→安装主龙骨→ 安装次龙骨→安装罩面板
(2) 弹顶棚标高水平线，根据设计标高在各楼层的四周墙上弹水平控制线， 弹线应清晰、准确。
(3) 划龙骨分档线，按设计要求的主、次龙骨间距在已弹好的顶棚标高水平线上划龙骨分档线。
(4)安装主龙骨吊杆:为保证骨架的稳定，采用膨胀螺栓固定小角钢，角钢上焊Φ6 吊杆。在弹好顶棚标高水平线及龙骨分档线后，确定吊杆下端头的标高，按主龙骨位置及吊杆间距固定吊杆，吊杆另一端焊Φ6 螺栓丝杆，吊杆位置长度要准确适宜。吊杆不与专业管道接触。
吊杆与专业管道发生冲突时，用型钢支架过渡。
(5) 龙骨安装: 采用 50 型龙骨或烤漆龙骨，龙骨中部起拱高度按房间短方向距离在1/200-1/300 之间。主龙骨安装好后拉线校正，再安装次龙骨，次龙骨分档必须按图纸要求进行，四边龙骨贴墙边，所有卡扣，配件位置要准确牢固。主龙骨悬挑端不大于300mm，主龙骨与专业管道和大型灯饰发生冲突时，先将主龙骨断开，再用型钢加固，必要时附加主龙骨。
(6) 面层安装:龙骨安装完毕后让专业施工的管线安装完毕后再进 行面层的施工。面层为纸面石膏板或矿棉板，面层必须与龙骨连接牢固， 平整，缝隙均匀、正确，各种留洞留设正确。
(7) 刷防锈漆:轻钢骨架未做防腐处理的表面，如吊挂件、连接件、钉固附件等，在各工序安装前须刷防锈漆。
(8) 与水、电、风等专业的配合: 吊顶工程是与水、电、风等专业交叉较多的施工项目之一，如果配合不好将不仅影响工程进度，而且还会造成材料浪费，所以必须协调好二者的关系。
首先吊顶施工必须在水管试压、保温，电管铺设、穿线完毕及风道安 装，风机、调试完毕后进行。电专业安装灯具及其他专业维修吊顶内的设施时必须有吊顶专业人员陪同，以免损坏或污染罩面板。 (9) 在吊顶施工中，我们将重点控制以下几个方面:通长灯槽及窗帘盒的防裂及平整度控制;大面积石膏板的防裂措施。现就以上问题提出如下措施: 1) 通长灯槽及窗帘盒的防裂及平整度控制:图纸设计灯槽及窗帘盒
的侧面板为纸面石膏板，与吊顶平面面板材料一致。在侧面接缝处理上，根据多个工程的实际经验，板接缝应留置4~6mm，用石膏嵌缝膏加乳胶拌制成嵌缝材料填实，由于该材料有一定弹性，故以后基本不会出现收缩裂缝。待其凝固后，在强度上也能达到甚至超过石膏板强度，能满足通长板的钢度要求。
2) 通长板的平整度控制，主要采取两个措施:一是保证板材干燥、不受潮、切割时置于平整的工作平台上，使石膏板不发生变形。二是在龙骨架安装固定，龙骨要密，考虑使用干燥木龙骨作为竖向龙骨，刨光找平。刷防腐、防火涂料，控制龙骨自身变形，使石膏板能很好与龙骨吻合。保证一次安装即可达到平直要求，不需二次调整。 (3) 大面积石膏板防裂:纸面石膏板吊顶开裂的主要原因有三个: (A)吊顶板局部变形: 主要是吊杆螺钉固定不紧，吊杆间距太大，石膏板与龙骨固定的自攻 螺钉间距太大。在施工完成后会发生缓慢变形。因此，该工程吊杆间距应按吊顶最小间距900mm 施工，自攻螺钉间距取150mm，吊顶龙骨与吊杆连接时一定要拧紧挂件上下螺母。这三个方面要作为重要的环节加强检查、 控制。
(B)吊顶板缝用玻璃丝布，容易出现腻子层加厚现象，对吊顶质量会产生一定的影响。板缝改用穿孔纸带加乳胶粘封，由于纸带与石膏板纸面材一致， 加上乳胶良好的韧性及自身的憎水性，使用效果很好，在板缝处不出现黄色色带，也不易开裂。
(C)大型吊挂物荷载致使的局部变形。在施工中，一定要根据吊灯的实际情况，设吊灯专用吊杆，对吊灯部分吊顶进行局部加固。 (10) 轻钢龙骨纸面石膏板吊顶质量检查标准: 允许偏差(mm)序号项目 纸面石膏板 检查方法
1 表面平整 3 用2m 靠尺和楔形塞尺 2 接缝平直 3 用5m 接线 3 压条平直 2 用5m 接线 4 接缝高低 1 用直尺和楔形塞尺 3. 地面地砖、花岗石铺贴施工工艺 (1) 准备工作
在使用前对地砖进行挑选，如有裂缝、掉角、扭曲变形等不合格应 予以是刎除。常用的工具如铁抹子、卷尺、水平尺、棉线、橡皮锤等应准备好放于施工部位。 (2) 操作工艺
1) 基层处理:基层上的灰尘、油漆等杂物应清理干净，在层如发现有空鼓，应将其敲下重新粉刷;如基层是光面，应先对基凿毛。对于楼、地面的基层表面应提前一天浇水。
2) 地面砖贴面:按施工图进行施工，在刷干净地面上，铺一层1:3.5 的水泥砂浆结合层，厚度小于14mm。根据设计要求确定地面标高线和平面位置线，按定位线的位置铺贴地砖。用1:2 的水泥砂浆打底在地面砖北面，再将地面砖与地面铺贴，并用橡皮锤敲击地砖面，使
其与地面压实，并且高度与地面标高线吻合，并随时用水平尺检查平整度。 (3)质量要求
同一面表面平整度允许偏差不大于2mm，地面砖之间接缝高差偏差不 得大于0.5mm. (4)成品保护
对施工完地面应清理干净，打蜡对其进行保护，不能用利器划伤砖 体表面，不得用重物进行撞击，不得用油性色彩在上面涂画。 (5) 地砖铺贴质量检查标准 4. 卫生间墙面砖镶贴工艺 (1)工艺流程
基层处理→贴灰饼→抹底灰砂浆→弹线分格→排砖→浸砖→镶贴面砖→面砖色缝与擦缝。 (2)工艺简述
1) 抹灰前墙面必须清扫干净，浇水湿润。
2) 墙面和四角、门窗口边弹线找规程，弹出垂直线，做灰饼，横线则以楼层的水平线交圈控制，竖向线则以四角，垛的基线控制，每层打底时则以此灰饼作为基准点进行冲筋，使其底层灰做到横平竖直。 3) 抹底层砂浆，先将墙面浇水湿润，然后用1:3 水泥砂浆刮一道约6mm 厚， 紧跟用同强度等级灰浆与所冲的灰找平，随即用木杆搓毛，终凝后浇水养
4) 弹线分格，待其六至七成干时，即可按图纸要求进行分格弹线，
同时进行面层贴标准点的工作，控制面砖出墙尺寸及墙面垂直、平整。 5) 排砖:根据大样图及墙面尺寸进行横竖排砖，以保证面砖缝隙均匀，符合设计要求，注意大面排整砖以及在同一墙面上的横竖排列均不得有一行以上的非整砖排在次要部位和窗间墙和阴角处，但要注意一致对称。
6) 浸砖:面砖镶贴前，首先要将面砖清扫干净，放入净水中浸泡2 h 以上， 取出待表面晾干或擦干净后方可使用。
7) 镶贴面砖:在同一分段或分块内的面砖，均为自下向上镶贴，从最下一层砖下口的位置做好靠尺，以此托住第一批面砖，在面砖外皮上口拉水平通线作为镶贴的标准。 (3) 镶贴面砖工程质量通病控制要点: 1) 抹灰空鼓、裂缝:通过基层表面处理，基层平整度偏差控制，砂浆配比控制等措施来加以控制，杜绝这类现象发生。
2) 面砖空鼓，脱落:通过基层表面凿毛，胶粘剂以及砖浸泡2 h 阴干，砂浆和易性与稠度控制等措施来解决。
3) 面砖接缝不平直，不均匀，墙面凹凸不平:通过找平垂直度，平整度控制，严格选砖弹线预排砖等措施解决。 (4) 墙面砖质量检查标准 项 目 允许偏差(mm) 检 验 方 法 备 注
1 表面平整度 2 2mm 靠尺和楔型塞尺 2 阴阳角方正度
2 用内外直角尺检查
3 接缝平直 2 拉5mm 线检查，不足5mm 拉通线检查 4 立面垂直 2 2mm 靠尺和楔型塞尺
5、墙面花岗石干挂施工工艺，花岗石干挂法是用预埋件或膨胀螺栓将不锈钢角钢与墙柱面连接牢固，然后用不锈钢安插件，把按设计要求打好孔的板材支撑在不锈钢角钢上，挂满墙柱面。具体施工工序如下: (1)编制作业设计:根据墙柱面结构基体尺寸，结合花岗石厂家的常用尺寸，绘制板材排列图以及连接件大样图，提出板的有关规格尺寸、数量及质量要求向厂家订货。
(2)钻孔:开槽及连接构造。相邻板均采用不锈钢扣件和不锈钢销栓相互连接，即把销栓插入相连板的一对孔和槽内(先安装的板相接处钻孔，与其相接的后装板连接处开槽)。其孔径5mm，深15mm,长60mm 左右。不锈钢扣件用不锈钢扁钢在现场根据实物尺寸进行切割加工，或购成品直接采用。
(3)板背涂防水剂:用于外墙时，为增强面层防水性能，在背面提前涂刷一层外墙防水涂料——191 丙烯酸外墙涂料。
(4)墙面修整及防水层处理:结构基体面修整凿平时，可适当采用水泥砂浆抹面做防水层。
(5)弹线格作标志块:安装前，认真找直、找平、找标、找平整、找方正， 作出相应的标志块。标志块外表面接线吊垂直，其表面即为花岗石外表面。板安装到哪里即铲除该处标志块。标志块设置与墙上弹
线格结合进行，弹线格按事先编制的作业设计所规定的排列图和结构基体实际尺寸确定。
(6) 安装固定:根据板钻孔开槽及扣件上螺孔位置情况，在结构基体上钻孔锚固好金属膨胀栓(长度不小于100mm，直径Φ8～ Φ10)。膨胀螺栓锚固后，必须作抗拔试验。且符合表7-4 要求。施工过程中进行抗拔检查， 即将弹簧拉钩用钢丝绑在锚固后的膨胀螺帽上，用手拉，读数即可。
(7)利用标志块将全部扣件找水平:将所有销栓孔位竖直，找平整，对正板孔槽的位置，调准无误后，将膨胀螺栓帽拧紧至牢固为止。先沿某一大阳角或墙中线处从上至下逐层往下安装。安装好第一层第 一块后，安装同层邻板只需往预先已钻孔和所开槽内灌入适当胶粘剂，对正板栓，插入调平、调正、调匀缝隙即可。
(8)板缝处理及板面清理:板缝内嵌入柔性条状泡沫乙烯，嵌条作衬底， 塞至背面边，然后用嵌缝枪将防水密封胶填满缝隙。再用专用工具进行表面处理，使其平顺光滑，边角平整，最后用湿毛巾将板面粘胶以及污染物及时清理掉，保证干净整洁。而后涂一层薄而匀的白色蜡，并擦亮。 (9)质量控制: 1) 花岗石板材规格、尺寸、颜色、品种、强度必须符合设计要求，并进行挑选、预排、拼花、编号，使施工时对号入座。 2) 编制作业计划设计，关键问题阐述清楚，能正确指导施工。 3) 现场技术负责人做好技术交底，督促现场按作业设计操作。
4) 检查成品的保护措施，清除污物砂浆及时擦洗干净。 (10)质量通病防治: 1) 接缝不平，板面纹理不顺，色泽不协调: 对进场材料组织认真的检查验收，不符合质量标准的板材不得用于工 程施工。安装时必须认真找平整。必须按作业设计对号入座，扣件固定牢固，灌浆时应小心捣固，不得使石板移位，发生时及时处理。 2) 板脱落:干挂法的膨胀螺栓必须进行抗拔试验，确保牢固，其露出锚固面的部位做防锈处理，所有连接件应经计算留有保险安全系数，销栓深入板孔内不得小于10mm，如销栓孔和槽壁破损，应采用环氧树脂修补完整。
3) 棱角破损，表面污染:施工过程中落实保护措施，随时检查。若板材局部棱角破损、断裂，应该拾起其碎块，并保管好，注明板材号，然后用环氧树脂进行粘接，待其硬化养护3d 后，用油石磨平、磨光后使用。
6. 细木制品施工工艺 (1) 材料及施工要求
全部木材须一级好材完全干燥，彻底风干，无环裂、缺边、松节、死 节或超过25mm 直径以上木节及其他弊病木材。
1) 硬木:木工与细木作所用硬木，除另行规定者外，一般重不少于722kg/m ..和含水率不小于14%，不大于20%。 含水率 = ×1 ×140% 2) 樱桃木:樱桃木的来源供应及规格应由建设单位审定认可，含水率不少于14%或按以上计算也不多于16%。
3) 木材防腐剂:非外露的木材表面，如墙裙背面，嵌条背面，门框里面等必须先用审批的木材防腐剂处理二次，或用审批的木材水溶防腐剂进行真空压浸处理，然后铺敷或安装。
(2) 样品:在开始各项细木作业施工之前，送选用于土木工程的樱桃木夹板及硬木样品各三份给建设单位审批，并封样。楼内所有应用木材与审定样品应具有同一外观与质量。 (3) 工艺要求 潮湿现重 — 干燥重量 干燥重量
1) 细木件生产时放样准确，要严格按照详图制作和装配，精饰后制品应显得外观完美，工艺精巧。一经签订合同，就立即着手细木件准备工作，架空晾干;不到安装阶段不得安装。
2) 木材中间有接头处，必须配以连接销，木料厚度超过37mm 时，须用双横舌榫。
3) 除非另有规定，否则细木件一律用细木砂纸砂光。
4) 养护期间如果细木件出现缩变、翘曲、扭曲或其他毛病时，须及时清除、修补及更换有问题部分。 (4) 木制品质量通病控制要点
1) 木龙骨:木龙骨要固定牢固、表面平整、阴阳角方正、洞口方正、分格间距、防腐符合要求。
2) 面层板:面层板要示花纹一致，颜色均匀，棱角顺直，表面平整，接缝严密，钉帽不外露筒子板，贴脸割角严密、方正。木墙裙、木压
条、贴脸严整，不发生劈裂 。 7. 油漆工程施工工艺 (1) 材料要求
本油漆工程的质量、要求是优良的高级油漆标准，所选用油漆是一级 优质产品，符合国家有关标准。
所有本工程采用的规定牌号材料，原包装封运至工地，包装不得破裂， 制造厂家姓名或商标、颜色及材料说明书必须清晰，材料保存在工地仓库内，以便建设单位随时检查使用材料时，必须严格遵循说明书规定。 (2) 工艺流程
本工程的木制品表面为素色亚光清漆，其工艺流程为:基层清理→刷一遍清漆→修钉眼腻子→磨砂纸→刷一遍清油→润色油粉→刷二遍清油→满括透明腻子二遍→砂纸打磨→刷清油→磨水砂→两遍亚光→打蜡保护 (3) 工艺要求
1) 漆刷、漆桶和其他各种工具，必须清洁无杂物，换用不同种类或等级的材料前，必须把原先的材料清洁干净。 2) 不允许把不同种类的漆调和在一起。
3) 各种漆在使用前要搅拌均匀，漆应存放在温度无过高或过低变化的地方。
4) 油漆需要稀释时，所用稀释剂和稀释比例，必须按照生产厂商的规定。
5) 所有刷装饰材料的硬毛刷子，其质量及尺寸须经批准，饰面可以用滚筒涂刷，但必须有生产商的有关说明并经设计批准。 6) 上油漆时，均不得在潮湿、有水雾时实施，空气中灰过大或工件表面未彻底干透或未清洁时不得实施。
7) 打过底子或上过层漆的木制件，在上漆工序未完成前，不得长期暴露在空气中或存放在不适当的地方。
8) 物体表面未经过检查，以及准备工作未批准不得上底漆。 9) 头道漆必须干透后才能刷后道漆，各道漆之间需用砂纸砂平。 10) 所有在一物体上的底漆，底层漆和面层漆，应该是同一家厂商的产品， 哪几种材料可以在一起使用，必须遵循使用说明书规定。 11) 容器打开后，要充分搅拌均匀，再倒进漆工的漆桶，必要时可以过滤去结皮。
(4) 木料面漆分混色油漆和清漆，其主要工序: 1) 清扫:清扫木材表面所粘的砂浆和灰尘等污迹，对木材各种疤中涌出的松脂，应用铲刀刮去，再用酒精清洗，点刷漆片防止以后再有松脂渗出。
2) 打磨: 经过清扫，清理后的木材面要用140 号的木砂打磨，使其两面干净、平整、使木材尽量恢复其原来色泽。根据材质和工艺工序不同采用不同的砂纸打磨。
3) 刷清油:清油一般的配合比以熟铜油加松香水为1:2.5 较好，这种配合调配清油较稀，能渗透入木材内部，起到防止木料受潮变形，增加防腐作用。并使后道腻子与刷铝油等有很好的与底层粘结作用。
4) 清油干后应立即进行嵌批腻子，所有洞眼、裂缝、榫头都要嵌批整齐，待腻子干后，用木砂纸打磨，清扫干净。
5) 刷铅油，要顺木纹刷，不能横刷乱涂，线角处不能刷得过厚，以免产生皱纹待刷铅油干后，用木砂纸轻轻打磨至光洁为止。要找补腻子时，可用加色腻子找嵌并修补铅油直到平整。
6) 刷油漆时，刷毛不宜长或过短，刷毛过长油漆不易刷匀，容易产生皱纹，留坠现象;刷毛过短会产生漆膜上有刷痕和露底等缺陷、漆刷刷毛长度宜适中。 (5) 油漆工程质量检查标准 项 目 中 级 高 级
1 不允许漏刷、不允许脱皮、不允许斑迹
2 木纹 棕眼刮平、木纹清楚 棕眼刮平、木纹清楚 3 光亮和光滑 光亮足、光滑 光亮柔和、光滑无挡手感 4 裹棱、流坠、皱皮 大面积不允许，小面明显处不允许 5 颜色、刷纹 颜色基本一致，无刷 纹，颜色一致
6 五金、玻璃等 洁净 洁净 8.墙面、天花乳胶漆工程施工工艺
(1) 基层面处理:清除面层灰尘残浆污物，要求达到80%以上干透。 (2) 批腻子底灰:腻子按基层材料配制，一般墙面层用“146”涂料加大白粉调制，混凝土面基层采用配合比(重量比)为滑石粉:羚甲基纤维基:乳涂=140:4～6:14～13 均匀调制。在面层上用腻子往返多次
刮涂，使之平整光滑，待干燥后用砂纸磨光扫净。
(3 ) 油刷面油::顺序由上至下，由顶棚到墙身，用排笔或鬃刷或滚筒涂刷二次，每一次干燥后都要进行磨砂。施工过程中要注意环境清洁，门、木饰、窗边，地脚线、玻璃等都要粘纸保护，防止污染。
9、 墙纸粘贴施工工艺 (1) 墙面基层处理
1) 清理基层现浮松漆面或浆面及墙面砂粒凸起等，并把接缝、裂缝、凹坑等，用胶油腻子修补填平贴上纤维带，然后刮满腻子，用砂纸磨平，要求大墙面及阴阳角要直、方正,小圆角弧度大小一致。 2) 对基层要求拼缝严密，不外露钉头、接缝、钉眼用腻子填平并刮满胶油腻子，然后用砂纸磨平。
(2)基层处理并待干燥后，表面涂满基层处理材料一遍。
(3)裁纸:注意花纹上下方向，每张上端根据印花对应在花纹循环的同一位置，并应裁面方正，长度根据墙高度定。比较每条纸的颜色，如有微小差别，应予以分别安排在不同的墙面上。
(4)刷胶:在墙和壁纸背面同时刷胶，不应有明胶，胶不宜太厚，应均匀一致，纸背面刷胶后，胶面与胶面对叠，以避免干得太快。 (5)裱糊
1) 根据阴角搭缝的里外关系，决定先做哪一片墙，贴每一片墙的第一片壁纸前要先在墙面上吊一条垂直线，弹上粉线后用铅笔在粉线上描一条线， 每片墙先从较宽的一角以整幅纸开始，将窗条甩在较暗的一端或门两侧阴角处。
2) 裱糊先从一侧由上开始，上端不留余量，对花接缝，用手或棉丝将接缝处14mm 左右压一下相对固定。
3) 由对缝一边开始，上下同时用干净胶刷，从纸幅中间向上下划动，压迫壁纸贴墙，不留气泡，不能从上下端向中间赶。赶气泡时，应注意纸对缝的地方，不要搭缝或离缝，不要有张嘴现象。阴角不对应、阳角甩缝。
4) 溢出纸过的胶液和纸面上的胶液要随时用湿毛巾擦洗、清理，保持纸面洁净。
5) 壁纸表面轧有花纹、压缝赶气泡时用力要适度，除胶刷和棉丝外，不得使用其他硬质工具，以避免压平纸面的凹凸、纹理质感。 (6)局部修补方法: 1) 纸边“张嘴”:用油画笔蘸胶粘剂粘贴，然后压实。
2) 纸面有气泡:用裁纸刀在气泡处切开挤出气体或多余的胶粘剂，再压平、压实。
功能材料范文第3篇
2002年是航天新材料、新工艺、新技术发展及应用非常重要的一年。航天新材料的研究成果不断涌现：研制出了纳米颗粒炸药、碳纳米管高硬度材料、铝氧纳米管材料和新型密封材料、电子绝缘聚合物材料、新型“热塑料”材料以及原子级硅记忆材料和铝－硅合金等，并首次发现了纳米孔隙网材料等。航天新材料工艺也取得了重大突破：采用温轧法、粉末冶金法、非晶复合技术工艺、急速凝固法、树脂膜浸渍法和等温化学气相浸渗法制造出了高强度合金材料、梯度功能材料以及抗损伤复合材料编制机等。与此同时，新材料在航天应用上也有重大进展：形状记忆合金、量子隧道效应复合材料等高性能材料得到了广泛应用；火箭尾喷管应用纳米复合涂层、火箭发动机涡轮泵应用陶瓷基复合材料叶盘；采用复合材料排布机编制燃料箱；采用红外材料制成手提式定向反射仪以及用氮化物基材料制造出电子器件等。
一、新材料进展
在2002年成果最突出的当属纳米材料与聚合物材料领域。在纳米材料领域，纳米颗粒炸药的问世将有助于航天技术的发展，而利用碳纳米管制造出的高硬度材料可与碳化硅纤维、碳化钽等超硬材料相媲美，质量轻，适合制造飞行器的微型器件等。在聚合物材料领域，一种新型聚合物材料可增强未来火箭及卫星系统的结构件性能，还可使航天器天线在充气时获得所需形状，实现先进的通信及监视能力；先进电子绝缘聚合物材料可承受新一代航天系统运行中的超高处理速度及超高温度，可应用于天基雷达、卫星通信、高分辨率成像设备、高速计算机以及微型电子设备；一种新型“热塑料”材料可用来建造天基雷达天线。在信息材料、金属合金材料和复合材料领域，原子级的硅记忆材料可使未来计算机微型化，且存储信息的功能更为强大；一种高强度的铝－硅合金适合发动机的耐高温零部件，可使传统铝合金铸件强度提高到3到4倍；利用玻璃纤维与细铜丝制成的一种可用做天线和电子元器件材料的新型复合材料，可用于开发新颖的天线、滤波器以及其他电磁器件。这些新成果的出现促进了航天工业的快速发展，也为航天工业的进展奠定了坚实的基础。
2002年新材料研究成果如表中所示。
二、新工艺进展
在2002年新材料工艺取得了如下几项重大突破：
1、日本采用温轧法制造出形状记忆合金
2002年8月，日本物质材料研究机构的菊地等研究人员采用温轧法制造出形状记忆合金。此合金结构件不仅可应用于航天工业的风洞工程，而且用其制成的精密螺钉可应用在卫星及飞机的零部件上。
这种工艺是在合金形成记忆效应的时效处理前进行轧制，从而省去了改善性能的热处理工艺。它采用添加Nb和C的FeMnSi形状记忆合金进行温轧，让其形状记忆效应获得较大改善。
2、新加坡采用粉末冶金法制取Ti－TiB2梯度功能材料
2002年3月，新加坡南洋理工大学材料工程学院的科研人员研究利用粉末冶金法制取Ti－TiB2系梯度功能材料取得进展。这种梯度功能材料已被应用于航空航天工业的结构件。
这种新工艺的原材料金属粉末采用了纯度为997％的纯钛粉（平均粒径为10微米）、纯度为997％的纯二硼化钛陶瓷粉（平均粒径为3微米）以及纯度为995％的碳化硅粉末作为烧结助剂用来提高二硼化钛的致密化程度。所设计的5层梯度功能材料，通过裂纹偏转机理有效地实现可韧化效果。所制成的梯度功能材料的断裂韧性比整体TiB2陶瓷提高了50％。
3、日本采用非晶复合技术工艺制取金属箔材
2002年5月，日本非晶态金属公司采用非晶复合技术工艺制取金属箔材。这种金属箔材可制造移动体天线、回转体、屏蔽材料、传感器等电子器件。
该工艺采用了特殊树脂。将这种树脂涂覆于非晶态金属箔表面后，即可将若干张非晶态金箔叠合复合成一体，可以制作成厚度从几毫米～20毫米以上的大块复合体，通常非晶金属箔的厚度仅有20微米左右。
4、英国采用急速凝固法制取高强度镁合金材料
2002年7月，英国科学家采用急速凝固法开发出具有极高强度和延展性的镁合金，可为航空航天工业提供优质材料。这种新型的镁合金材料具有100至200纳米的微细结构，其成分由97％的镁、2％的钇和1％的锌组成。这种新型镁合金的强度大约是超级铝合金的3倍，是目前世界上强度最高的镁合金。此外它还具有超塑性、高耐热性和高耐腐蚀性。
三、材料应用进展
2002年新材料应用也出现了重大进展：形状记忆合金和量子隧道效应复合材料等高性能材料的应用成为法国范堡罗航展的一大热点；美国在火箭尾喷管上应用2纳米厚的复合涂层进行耐火耐热实验，在火箭发动机涡轮泵上应用陶瓷基复合材料整体叶盘并采用复合材料排布机编制燃料箱，美国空军研究实验室还用红外材料制成手提式定向反射仪以及用氮化物基材料制造电子器件等。
1、形状记忆合金和量子隧道效应复合材料等广泛应用于航天器部件
2002年8月，高性能材料的应用成为法国范堡罗航展的一大亮点，其中比较突出的材料有形状记忆合金和量子隧道效应复合材料。
（1）形状记忆合金
欧洲空间局研制出一种被称作形状记忆合金的奇异材料。这些材料可以像橡皮筋一样拉伸，但是能够记住初始形状，拉伸之后一旦加热到一定温度就会恢复原来的形状。
这种形状记忆合金可以应用于航天器上的轻型温度控制调节器以及航天器发射后的太阳能电池板展开。
（2）量子隧道效应复合材料
量子隧道效应复合材料是一种传导性复合材料，其导电率随外界压力而变化，导电率与施加压力成正比。量子隧道效应复合材料可加工成片状和不同尺寸的粒状，最小颗粒直径可达15微米。当没有外界作用力时，量子隧道复合材料是极好的绝缘体，但如果对其进行挤压、拉伸或扭曲，就会变成类似于金属的导体，并且在外力撤消后，又会返回绝缘状态。由于量子隧道效应，量子隧道效应复合材料的敏感度非常高，电阻变化范围超过1万亿欧姆。量子隧道效应复合材料在本次航展上的应用是航天器的开关和调节器。
2、火箭尾喷管用纳米复合涂层
2002年3月，美国弗吉尼亚综合技术学院及州立大学与美国空军材料实验室研究出一种耐火耐热的纳米复合涂层。此涂层是一种不足2纳米厚的无机聚合物薄膜（称作POSS薄膜）。
美国空军正在用该涂层来对火箭尾喷管进行防护试验。除了提供高温保护外，薄膜的重量也比其它涂层轻。研究人员通过调整不同的有机成分后来控制POSS与飞机各种胶接剂的相容性。研究人员还发现有机组分会影响工艺方法以及最后性能，如光学涂层的透明性以及微电子涂层的导电性等。
3、火箭发动机用陶瓷复合材料涡轮叶盘
2002年8月，美国NASA对“捷径”（Fastrac）火箭发动机涡轮泵采用的陶瓷基复合材料整体式叶盘进行了测试。叶盘选用碳纤维增强的碳化硅材料。该材料采用等温化学气相浸渗法制造而成，纤维的体积含量为40％，松孔体积含量为15％。C/SiC的拉伸强度为434兆帕，拉伸模量为83吉帕。涡轮泵的试验表明，整体式叶盘提高了抗损伤能力和阻尼能力并减轻了重量。
4、用复合材料排布机\"编织\"燃料箱
2002年4月，作为下一代航天器用轻型燃料箱制造计划的一部分，NASA的米休德验收了一台由英格索铣床公司制造的自动纤维排布机（AFPM）。该机是用来制造外形复杂的环氧预浸复合材料，从而制成经济而实用的燃料箱。目前要将1公斤有效载荷送入轨道的成本是22～33万美元，而使用轻型复合材料燃料箱可以使该成本显著降低。
5、采用红外材料制成手提式定向反射仪
2002年5月，美国空军研究实验室材料与制造部无损检验分部与美国波音公司等单位合作开发出一种手持式定向反射仪（HHDR）。该反射仪可以对现代武器系统所用的涂层进行准确的红外反射测量。测量数据可以保证工程人员和维护人员对武器进行正确的喷涂、修理和恢复，提高涂层的效能，以保护空军的武器系统免遭基于红外的探测和跟踪系统的威胁。
6、采用氮化物基材料制造电子器件
2002年7月，美国空军实验室的传感器部、工业界以及院校用氮化物基材料制造出电子元器件。这种氮化物基的固态器件在10吉帕下的输出功率为40瓦，是传统电子器件的25倍，输出功率密度为98瓦/毫米，是传统电子器件的10倍。这种电子器件比传统的硅或砷化镓器件具有更高的抗极端温度及辐射环境性能。此外，氮化物基器件还具有可承受高电压（一般大于200伏）及高电流密度（大于1安培/毫米）的特殊性能。由于航天器需要在恶劣环境下工作，并且要求密度小、体积小的电子器件，因此具有独特的材料特性和功率特性的氮化物基器件可以用来改善微波放大器技术。这些传感器可应用飞行器、空基雷达、通信线路以及电子对抗等。
功能材料范文第4篇
关键字：碳纤维复合材料、碳纤维树脂基复合材料、碳/碳复合材料、结构性能、发展、航空领域。
1、引言
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的“比强度”。碳纤维属于聚合物碳，是有机纤维经固相反应转变为纤维状的无机碳化合物。碳纤维是一种新型非金属材料，它和它的复合材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、比重小和热胀胀系数小等优异性能，碳纤维单独使用时主要是利用其耐热性、耐蚀性、导电性和其它性质。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP(即碳纤维复合材料)的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。目前，碳纤维不仅广泛应用军事工业，而且在汽车构件、风力发电叶片、核电、油田钻探、体育用品、碳纤维复合芯电缆以及建筑补强材料领域也存在巨大应用空间，而其在航空领域的光辉业绩尤为引人注目。
2、碳纤维的发展
碳纤维的出现是材料史上的一次革命。碳纤维是目前世界首选的高性能材料，具有高强度、高模量、耐高温、抗疲劳、导电、质轻、易加工等多种优异性能，正逐步征服和取代传统材料。现已广泛应用于航天、航空和军事领域。世界各国均把发展高性能碳纤维产业放在极其重要的位置。碳纤维除了在军事领域上的重要应用外，在民品的发展上有着更加广阔的空间，并已经开始深入到国计民生的各个领域。在机械电子、建筑材料、文体、化工、医疗等各个领域碳纤维有着无可比拟的应用优势。
碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的。80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。经过二十多年的发展，碳纤维及其复合材料已从初创期转入增长发展期，其工业地位已基本确立，美、日、英、法、德等国的碳纤维产量已经占世界产量的绝大部分，并已逐步形成垄断优势。
我国对碳纤维的研究由于起步较晚，技术力量薄弱，虽然碳纤维及其复合材料在我国已被纳入国家“863”和“973”计划，但总体情况不尽理想，我国仍不具备成熟的碳纤维工业化生产技术，国防和民用碳纤维产品基本依赖进口。
3、碳纤维复合材料的性能及主要用途
由于碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，是由含碳量较高、在热处理过程中不熔融的人造化学纤维经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工性好，沿纤维轴方向表现出很高的强度，且碳纤维比重小。 (1)碳纤维的化学性能
碳纤维是一种纤维状的碳素材料。我们知道碳素材料是化学性能稳定性极好的物质之一。这是历史上最早就被人类认识的碳素材料的特征之一。除强氧化性酸等特殊物质外，在常温常压附近，几乎为化学惰性。可以认为在普通的工作温度≤250℃环境下使用，很难观察到碳纤维发生化学变化。根据有关资料介绍，从碳素材料的化学性质分析，在≤250℃环境下，碳素材料既没有明显的氧化发生，也没有生成碳化物和层间化合物生成。由于碳素材料具有气孔结构，因此气孔率高达25%左右，在加热过程易产生吸附气体脱气情况，这样的过程更有利于我们稳定电气性能和在电热领域的应用。 (2)碳纤维的物理性能 (a)热学性质
碳素材料因石墨晶体的高度各向异性，而不同于一般固体物质与温度的依存性，从工业的应用角度来看，碳素材料比热大体上是恒定的。几乎不随石墨化度和碳素材料的种类而变化 (b) 导热性质
碳素材料热传导机理并不依赖于电子，而是依靠晶格振动导热，因此，不符合金属所遵循的维德曼—夫兰兹定律。根据有关资料介绍，普通的碳素材料导热系数极高，平行于晶粒方向的导热系数可与黄铜媲美 (c)电学性质
碳素材料电学性质主要与石墨晶体的电子行为和不同的处理温度有关，石墨的电子能带结构和载流子的种类及其扩散机理决定了上述性质。碳素材料这类电学性质具有本征半导体所具备的特征，电阻率变化主要与载流子的数量变化有关。
碳纤维的主要用途：
与树脂、金属、陶瓷等基体复合，做成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。最神奇的应用是采用长碳纤维制成的“纳米绳”可以将“太空电梯”由理想变为现实，太空电梯将可以将乘客和各种货物运送到空间轨道站上，也可以用这种“纳米绳”将太空中发射平台与地面固定在一起，在这样的发射平台上发射人造卫星和太空探测器就可以大大降低发射成本。
总结碳纤维复合材料的现实应用有以下几个方面
(一)航天领域
碳纤维复合材料因其独特、卓越的性能，在航空领越特别是飞机制造业中应用广泛。统计显示，目前，碳纤维复合材料在小型商务飞机和直升飞机上的使用量已占70%~80%，在军用飞机上占30%~40%，在大型客机上占15%~50%。 (a)碳纤维树脂基复合材料 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有质量轻
等一系列突出的性能，在对重量、刚度、疲劳特性等有严格要求的领域以及要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都具有很大优势。碳纤维增强树脂基复合材料已成为生产武器装备的
重要材料。AV—8B 改型“鹞”式飞机是美国军用飞机中使用复合材料最多的机种，其机翼、前机身都用了石墨环氧大型部件，全机所用碳纤维的重量约占飞机结构总重量的26%，使整机减重9%，有效载荷比AV—8A飞机增加了一倍。数据显示采用复合材料结构的前机身段，可比金属结构减轻质量32.24%。用军机战术技术性能的重要指标——结构重量系数来衡量，国外第四代军机的结构重量系数已达到27～28%。未来以F-22 为目标的背景机复合材料用量比例需求为35%左右，其中碳纤维复合材料将成为主体材料。国外一些轻型飞机和无人驾驶飞机，已实现了结构的复合材料化。
直升飞机上碳纤维增强树脂基复合材料的用量更是与日俱增。武装了驻港部队并参加了2007 年上海合作组织在俄罗斯反恐军演的直-9 型直升飞机，是我国先进的直升飞机。该机复合材料用量已占到60%左右，主要是CFRP。此外，日本生产的OH-1 “忍者”直升飞机，机身的40%是用CFRP，桨叶等也用CFRP 制造。 在民用领域，世界最大的飞机A380 由于CFRP 的大量使用，创造了飞行史上的奇迹。这种飞机25%重量的部件由复合材料制造，其中22%为碳纤维增强塑料(CFRP)。由于CFRP 的明显减重以及在使用中不会因疲劳或腐蚀受损，从而大大减少了油耗和排放。燃油的经济性比其直接竞争机型要低13%左右，并降低了运营成本，座英里成本比目前效率最高飞机的低15%~20%，成为第一个每乘客每百公里耗油少于三升的远程客机。 (b)碳/碳复合材料
碳/碳复合材料是以碳纤维及其制品(碳毡或碳布)作为增强材料的复合材料。因为它的组成元素只有一个(即碳元素),因而碳/碳复合材料具有许多碳和石墨材料的优点，如密度低(石墨的理论密度为2.3g/cm3)和优异的热性能,即高的热导率、低热膨胀系数,能承受极高的温度和极大的热加速率，有极强的抗热冲击,在高温和超高温环境下具有高强度、高模量和高化学惰性。凭借着轻质难熔的优良特性，碳纤维增强基体的(C/C)复合摩擦材料在航空航天工业中得到了广泛应用。航天飞机轨道的鼻锥和机翼前缘材料，都会选用碳碳复合材料。另外还大量用作高超音速飞机的刹车片，目前，国际上大多数军用和民用干线飞机采均用碳纤维增强基体的复合材料刹车副。这种刹车副不仅质量轻、抗热冲击性好、摩擦系数稳定、使用寿命长，更为方便的是可设计性强，性能便于调节。还可制作发热元件和机械紧固件、涡轮发动机叶片和内燃机活塞等。
(二)、其他领域 1)、高尔夫球棒
用CFRP制成的高尔夫球棒、可减轻重量约10一40%。根据动量守恒定律，可使球获得较大的初速度。另一方面.CFRP具有高的阻尼特性，可使击球时间延长,球被击得更远。 2)、 钓鱼竿
碳纤维增强复合材料制成的钓鱼竿比GFRP制品或竹竿都要轻得多，使其在撒竿时消耗能量少，而且撤竿距比后者远20%左右。CFRP所制的钓鱼竿长而好，刚性大，钓鱼竿在弯曲之后能迅速复原，使其传递诱饵的感觉较为灵敏。现在已有商品销售，用碳纤维增强塑料还可以制成渔具的卷铀，其重量不超过l40克，但它的疲劳强度高，耐摩擦，因而使用寿命长。 3)、赛车
用石墨纤维长丝制成的管材可用来制造比赛车或通用自行车的车架,其特点是重量轻，比钢制架可减重50%左右，使自行车的总重量减轻15%。
碳纤维与玻璃纤维混合增强复合材料可用来制造越野赛汽车，它的特点是重量轻。用金属材料制造的同样车体的总重量为226.8公斤，用CFRP制造时为63.5公斤，用CF/GPRP制造时重量可减轻到31.8至36.5公斤。
在赛车领域，碳纤维复合材料最著名的运用无疑是F1车身。为了使重量保持最小，所有车队都广泛使用碳纤材料，而这些材料的强固性足以支撑车子的重量。
4.我国碳纤维复合材料发展现状
现代的碳纤维是以聚丙烯腈、人造丝或木质素为原丝，将有机纤维跟塑料树脂结合在一起高温分解并且碳化后得到的，还不能直接用碳或石墨来制取。
据了解，目前全球碳纤维产能约3.5万吨，我国市场年需求量6500吨左右，属于碳纤维消费大国。在以“高性能聚丙烯腈碳纤维制备的基础科学问题”为主题的第335次香山科学会议上，会议执行主席、国家自然科学基金委员会师绪院士指出，与国外技术相比，我国碳纤维领域还存在较大差距。2007年，我国碳纤维产能仅200吨左右，而且主要是低性能产品。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑，目前国内企业尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。这就使得我国碳纤维在质量、技术和生产规模等方面均与国外存在很大差距，绝大部分高性能增强材料都长期依赖进口，价格非常昂贵。由于缺乏创新与集成和应用领域的拓展，极大地制约了我国碳纤维复合材料工业的发展。
功能材料范文第5篇
1 课程特点
本课程是我校化学工程与技术专业硕士研究生的一门专业课, 内容包括功能陶瓷的结构基础、物理性能、制备工艺、显微结构、典型材料的研究进展及应用等。从理论层面看, 课程涉及的是比较深奥的晶体结构和晶体缺陷等内容;从应用层面看, 则涉及功能陶瓷的物理性能、制备工艺、显微结构和应用及四者之间的相互关系。教师课程教学的难点在于必须把握好理论阐述与实践应用指导的度, 而学生课程学习的难点则在于如何将深奥的理论知识转变成解决功能陶瓷实际问题的能力。
2 选课学生情况
每年选修本课程的研究生约有20多名, 其中90%以上是外校本科毕业后直接考上研究生的。这些学生在本科阶段接受的主要是课堂和书本式教育, 参加过讨论课、综合实验课、项目研究课等形式课程的很少, 自主学习能力、动手能力和研究能力不足是他们的一个共同特点。另外, 学生基本未涉足课题研究, 对本课程的学习特点不熟悉, 知识积累不足。因此, 在对课程教学体系进行设计时必须考虑学生的基础和接受能力, 避免课程内容偏深、偏难, 影响学生的学习信心和积极性。
3 课程教学设计
为了在课程教学中加强对两年制硕士研究生动手能力和科研能力的培养, 我们提出“课堂教学-课堂讨论-课程实验”相结合的研究型课程模式, 即在教学内容的组织中, 精讲理论, 重视实践教学, 打破以课堂为中心的教学模式, 使理论教学与实践教学相融合。具体设想是以下几点。
3.1 课堂教学
在课堂教学中力图做到基本概念清晰、基本内容深入浅出、易于理解。既有基本原理的阐述和必要理论知识的分析与讨论, 也有典型应用事例, 国内外近期发展现状与趋势。希望在有限的课堂教学活动中, 让学生对功能陶瓷的基本原理、基本性能、制备方法、主要材料体系及应用能够有所了解和掌握。
在教学过程中, 既重视发挥教师的主导作用, 又尊重学生在学习活动中的主体地位, 采用启发式的课堂讲授形式, 师生互动, 双向交流, 激发学生学习的积极性与主动精神, 引导学生积极思维, 为学生提供基本知识框架和自主学习线索, 弥补学生在材料学方面基础知识面的不足。
另外, 在讲授“典型功能陶瓷材料”部分时, 请多位在功能陶瓷领域取得突出成绩的教师授课。这些教师不仅精于他们所从事的科研工作, 还具有丰富的相关学科的理论和知识。在向学生传授知识的过程中, 他们可以向学生介绍功能陶瓷的研究进展和最新的研究动态, 这有利于将科研前沿和最新科技成果融入课堂教学。
3.2 课堂讨论
结合教学内容设计一些研究型、探索型的小项目让学生主动实践, 如“PZT薄膜的制备及其铁电性能测试”、“层状钴酸钙的合成及热电性能”及“纳米TiO2薄膜的光催化性能”等。鼓励学生自己设计实验方案、自己完成实验并验证设想, 以便培养他们的主动学习能力、动手能力、思辨能力和创新能力, 并对理论知识和实践知识进行融会贯通, 巩固和加强课堂理论教学效果。
将学生每3人分为一组, 通过阅读项目涉及的相关文献资料, 制订项目实施方案, 在课堂上利用PPT演示进行讲解。然后, 在任课教师组织下, 学生之间进行讨论, 论证项目的创新性、可行性及技术难点等。一方面, 树立学生批判和怀疑的意识, 鼓励独立思考和标新立异, 拓展学生的思路, 培养学生的创造精神。另一方面, 这也有利于培养学生的阅读文献和思考的能力、文献综述能力和表达沟通能力, 使学生自主学习、主动学习的积极性得到充分发挥。
3.3 课程实验
利用我校的科研资源和科研优势, 为学生的项目实践活动提供保障, 使学生尽早进入专业科研领域, 接触学科前沿, 营造学生参与科研的氛围, 使学生探究科学问题的兴趣得以提高, 动手能力、专业技能得到培养。学生3人一组进行材料的制备和性能的评价, 不但验证了实验操作技能, 还提高了学生实验兴趣。另外, 通过小组学习和作试验的形式, 培养了学生的团队合作精神。最后, 还要求学生在完成项目后撰写一个不少于5000字的项目研究报告并准备一个15分钟的口头PPT演示汇报。这样, 学生在亲自作了项目和撰写了研究报告后, 科研能力得到了培养。
3.4 考核方式
由于本教学模式侧重于对知识的融会贯通和应用, 对学生的培养主要体现在项目的讨论和实施中, 不能采用过去那种靠死记硬背的一张卷定成绩的考试方式。因此, 本课程对考核方式进行了改革, 期末考试成绩只占总成绩的50%, 试题以考查学生是否理解概念, 是否掌握功能陶瓷的基本物理性能和研究分析方法为主, 并且采用开卷形式, 同时给出了一部分无标准答案的研究型试题, 提供给学生一个发挥创意的空间, 这有利于促使学生更有效地自主学习与更好地掌握所学的知识。另50%成绩通过课堂项目讨论、书面项目研究报告和口头研究汇报三部分给出, 使学生能投入大量精力准备项目设计和实施。
4 结语
“课堂教学-课堂讨论-课程实验”相结合的课程新模式从过去较单一的以传授知识为主要特征的“教学型”教学向以培养认知能力为主要特征的“研究型”教学转变, 从理论教学、实践教学、科研能力和准确流畅的口头表达能力培养四个方面入手, 力求做到使学生拥有扎实的理论基础, 较强的动手能力, 对学生知识结构的建立、科研能力和综合素质的培养至关重要, 使学生在接触课题后, 能够很快进入角色。因此, 这种课程改革模式有利于精英人才的培养。
摘要：针对硕士研究生专业课程《功能陶瓷材料导论》的特点, 我们进行了“课堂教学-课堂讨论-课程实验”相结合的研究型课程模式探索, 在教学内容的组织中, 精讲理论, 重视实践教学, 打破以课堂为中心的教学模式, 使理论教学与实践教学相融合, 以期加强对硕士研究生科研能力和综合能力的培养, 获得更好的教学效果。
关键词：研究生教育,教学改革,研究型课程模式
参考文献