材料研究分析十篇

材料研究分析篇1

关键词 阻燃特性；木质材料；高分子

中图分类号O69 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0038-02

0引言

随着现今经济的发展，人们生活质量的提高和健康意识的增强，火灾灾害频频发生，材料阻燃特性研究成为当下一个热议的话题，如何高效的利用材料自身的性质，加以合理的聚合和改造，使之成为阻燃特性好，阻燃性能优异，安全系数高，低烟低毒的材料，本文将从家庭使用的木质材料阻燃特性出发和现今工业在汽车、电子电气方面广泛使用的聚丙烯高分子阻燃剂，全面而系统的分析材料的阻燃技术的发展和技术现状。

1材料阻燃技术在家居木质材料上的应用分析

人们生活水平的不断提升，家居环境的美化，人们的健康意识也不断的更强，带来一些必须考虑的问题，家居环境的密封性使得家居所用材料对材料的阻燃技术有更高的要求，材料的阻燃特性对家居的安全隐患问题起着举足轻重的作用，材料阻燃技术不断的提出新的技术，满足各类需求。现今家庭所用的木质材料大多数是采用的是密度板，密度板有诸多益处，木质板材用于家庭装饰，美观，而且质轻，结构较为规则，一般木质板材表面度经过抛光处理，其现在广泛的应用于家庭装修中。当然木质板材也有很多的缺陷，例如时间长了后，容易变形，模板容易两端翘曲等问题，但是人造板材的使用，也使得木质材料的来源更加的广泛；更重要的一点是人造板材的使用，虽然是阻燃的一种，但是其级别相当于B2级别，也就是可燃性，其燃烧也是随着时间的推移，材质激将逐渐的改变，现如今的家庭火宅情况也时有发生，一旦火灾后，该木质板材将受到破坏性的损坏。现今家居环境室内所用密度板是一种木质的人造板，该板材从阻燃技术出发，京承天然木质材料咋阻燃性能方面的优势，有着良好的阻燃特性，装修材料按其燃烧性能应划分四级，见表1。

现今的阻燃材料多为难燃性，不燃性的材料少之又少，可燃性的材料也较多的被应用在现实生活中，对于易燃性的材料多为一些露天设施，家里的电线等等。对于难燃性的材料，其阻燃特性较为良好，其质量有保障，安全系数较高，较多的被现在的家居材料的所用，开发密度板阻燃特性良好的材料，是当今的材料阻燃技术研究是根本。

3材料阻燃技术在聚合物方向应用分析

聚丙烯是我们熟知的高分子材料，而一般的聚乙烯的材料属于易燃物质，例如我们家居生活中使用的塑料用具都是采用聚乙烯加工制造的，而对于材料阻燃技术的相应你果断要求的提出，聚丙烯高分子材料被广泛的应用于当今的日常生活中，聚丙烯简称pp，广泛用于汽车电子、家庭的装饰、建筑物的防火材料等等领域，聚丙烯和聚乙烯一样，属于B3级别的材料，易燃特性，但是聚丙烯高分子材料燃烧过程中，由于其亲氧气性能较低，燃烧不易产生含碳化合物，大大的增加了其易燃的特性，要保证其阻燃的特性，只有进行诸多的测试和实验，以进一步的推广和使用，研究新型的高分子材料，改善聚丙烯材料的阻燃特性是企业和社会发展的必须，具有重要的战略意义和实际经济意义。

对于聚丙烯类高分析物质，其中对于膨胀型阻燃剂，近年来发展较快，其阻燃特性较好，被广泛的应用在生活中，其阻燃性能高，安全系数高，低烟低毒等优点。以前膨胀型阻燃剂被美国两个特学家提出来，当时没有引起社会的关注，近年来，醉着材料阻燃技术的发展，环保问题的日益凸显，人们追本溯源，开始寻找一种新型的可用于环保的一个低毒的无卤阻燃剂，基于这些问题的提出和综合权衡，给膨胀型阻燃技术提供了广阔的发展空间。其中膨胀型阻燃剂的基本成分和各组分的主要功能见表2所示。

该聚丙烯阻燃材料膨胀所形成的的碳层阻止氧气从周围介质扩散到正在讲解的塑料中，材料的阻燃特性从高分子物质到现今的夹板材料，都是从材料的燃烧特性、低毒等方面考虑，深入的分析材料的阻燃特性，如此，安全系数高、低烟低毒的材料将更加的为现今所关注，从而在很大程度满足用户阻燃特性的要求，达到阻燃的目的。

4结论

对于阻燃特性好，阻燃性能优异，安全系数高，低烟低毒的材料，本文从家庭使用的木质材料阻燃特性出发和现今工业在汽车、电子电气方面广泛使用的聚丙烯高分子阻燃剂，全面的分析了材料的阻燃技术的发展和技术现状。木质材料的合理利用在一定程度上将改善我国森林资源匮乏的现状，木质阻燃材料的研究将期待了家居原始的木质材料易变性等缺点，大量的节约木质材料的使用，而聚丙烯聚合物高分子的使用，也得电子电气、汽车应用材料方面的特性提升，而且一般具有耐用性好，耐腐蚀等优点。材料的阻燃特性的分析和技术的发展将应用在生活的各个方面。

参考文献

[1]王建祺.无卤阻燃聚合物基础与应用[M].北京：科学出版社，2005.

[2]郑美钦.我国中高密度纤维板现状和发展趋势分析.福建林业科技，2003，12：100.

材料研究分析篇2

关键词：金属材料；防腐蚀措施；应用施工

中图分类号：TG17 文献标识码：A

1金属材料概述

1.1金属材料定义。金属材料从广泛定义上来说，是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。主要包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。

1.2金属材料性能。这里我们所说的性能主要是指它的机械性能。一般地可分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。

就目前来看，在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能。

金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同，对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性等。

2金属材料防腐蚀措施分析

金属材料腐蚀与防腐蚀问题与现代科学技术发展和人民生活息息相关，几乎所有金属材料都是在一定环境中使用。金属材料在使用过程中受环境的作用，往往随时间的延长而逐渐受到损毁或性能下降，通常称之为“腐蚀”或“老化”。自然环境主要是指大气、海水、土壤等环境，它们对金属材料都会发生腐蚀作用。

笔者认为，随着大型工程，核电站，石油与城市建设的发展，大量的油、气、水管、电缆及其它金属构件大量埋入地下，由于土壤造成的腐蚀损失也十分可观，而这些损失是往往在出现漏油、漏气、火灾、爆炸等事故时才被发现，加强腐蚀与防护问题更是十分突出。

鉴于这些情况，笔者总结了些在实际工作中的防腐措施，现形成文字如下。

2.1 可进行涂装材料。这里我们对涂装材料有技术上的要求。在选用涂料时用经过工程实践证明其综合性能优良，且能与国际接轨的一流产品；使用的涂料质量，必须符合国家标准或国际相应涂料标准；涂料应配套使用。底、中、面漆宜选用同一厂家的产品；承包者采用任何一种涂料都应具备下列资料并报监理工程师审查。

2.2 涂装施工措施。首先是金属材料的表面预处理。我们可以采用除涂层修补外，应采用喷射方法进行表面预处理；喷射处理所用的磨料必须清洁、干燥。金属磨料应符合GB6484～6487的规定，磨料料径应在0.5～1.5mm范围内，磨料应不易碎裂，粉尘少，并符合环保条例的有关规定。矿物磨料粒径应在0.5～2.0mm范围内，严禁使用河砂，喷射处理所用压缩空气，必须经过冷却装置及油水分离器处理，以保证压缩空气的干燥、无油，空气压力在0.4～0.6MPa范围。

其次是喷射处理后的金属表面清洁度等级：对于涂料涂装应不低于GB8923中规定的Sa212级，对于热喷金属涂装应达到Sa3级，对与混凝土接触表面应达到Sa2级，手工和动力工具除锈只适用于涂层缺陷局部修理和无法进行喷射处理的部位，其表面清洁度等级应达到GB8923中规定的St3级。

2.3涂装工艺。我们根据标书的规定，制定涂装施工工艺规程报监理工程师批准后，方能进行涂装施工。金属喷涂工艺可采用电弧喷涂或火焰喷涂，优先采用电弧喷涂，涂料喷涂应采用高压无气喷涂，金属表面喷射除锈经检查合格后，应尽快进行涂覆，其间隔时间可根据环境条件一般不超过4～8h。各层涂料的涂装间隔时间，应在前一道漆膜达到表干后才能进行下一道涂料的涂装，具体间隔时间可按涂料生产厂的规定进行。金属热喷涂在尚有余温时，再进行封闭涂料的涂装。

2.4涂装检验。首先是涂料涂装。我们要对涂料性能进行抽检，还应对环境情况（温度、湿度、天气状况及工件表面温度）进行检测记录。涂装前应对表面预处理的质量、清洁度、粗糙度等进行检查，合格后方能进行涂装；涂装结束漆膜固化后，应进行干膜厚度的测定、附着性能检查、针孔检查等。

其次是热喷金属涂装。需要注意的是涂装前首先要对金属成份、纯度、直径进行抽检；还应对环境情况进行检测记录。涂装前应对表面预处理的质量，清洁度、粗糙度等进行检查，合格后方能进行涂装。只有在进行金属涂层的检验并确认合格后，才能进行封闭涂料的涂装。

2.5 涂装监理。在涂装施工单位质检基础上，由监理工程师进行涂装施工全过程监理，涂装监理除监督质量外，还将监督涂装资金的使用情况，确保涂装费用全部用在涂装施工上。

结语

近二、三十年来，国内外腐蚀与防腐蚀科学成果辉煌，据国内外有关部门和专家估计，如果将现在腐蚀与防腐蚀科学知识得以普及，可使腐蚀损失至少可减少30%。

笔者认为，现代腐蚀科学正在迅速发展，新的防腐蚀技术不断涌现，加速了我国腐蚀科学知识的普及，进一步把防腐蚀科学在各个领域的大量实际应用，不仅对我国现代化建设发展意义深远，而且还可大量节约国家能源，保护资源，减少污染，减少灾害隐患，提高社会，经济和环境效益的有效途径。

参考文献

[1]劳军， 陈发泉，何克甫，韦略.关于金属材料的防腐蚀措施的几点研究[J].民营科技， 2012（09）.

[2].尹建军，石振华，马想生，李文农，蒋德强.几种涂料的防腐蚀性能研究（II）--环氧富锌底漆锌基组成的研究[J].涂料工业.2008（08）.

[3]陈月珍，海洋大气钢结构用改性聚硅氧烷涂料配套性研究[J].涂料技术与文摘.2010（11）.

[4]韩长智等，锌铝基重防腐涂料的开发与应用[J].现代涂料与涂装.2010（08）.

材料研究分析篇3

摘要：以某型机复合材料机身与主减后接头局部连接结构为研究对象，针对结构承面外载荷较大的特殊受载形式进行复合材料-金属接头机械连接技术研究。通过有限元仿真分析，确定了复合材料-金属接头的连接形式，并对复合材料机身结构连接区的局部铺层进行了优化，随后开展复合材料-金属接头连接结构的力学试验，结果表明，在给定裁荷下，复合材料-金属接头机械连接结构具有足够的强度和刚度，满足设计要求。

关键词：复合材料；机械连接；有限元分析；力学试验

中图分类号：TB333 文献标志码：A 文章编号：1005-2615（2015）02-0314-05

在复合材料结构设计中，连接设计和分析是极为关键的内容。复合材料结构的连接可以分为胶接连接、机械连接和混合连接。其中胶接一般适用于传递载荷较小的部位，机械连接适用于传递较高载荷或强调可靠性的部位。复合材料结构机械连接部位的设计和强度分析具有与金属材料结构连接部位不完全相同的内容和特点。在复合材料的连接设计中，要尽量避免结构承受面外载荷。目前，已经有许多专家学者对复合材料结构机械连接进行过理论分析、数值模拟和试验研究，取得了一定的研究成果。如蒋持平、徐耀玲等人采用解析方法进行了多钉连接件钉传载荷的计算，高宗战等人采用有限元方法分析了螺栓孔的形状、位置对复合材料板件的三维应力分布的影响，顾亦磊研究了螺栓预紧力、搭接方式、紧固件材料对多钉连接件载荷分配的影响，闫国良对孔边应力分布、法向接触力进行了研究，李跃宇研究了分层尺寸和湿热环境对复合材料连接件挤压强度的影响，宋恩鹏等人研究了刚度比对连接强度的影响，徐忠岩对多钉连接结构进行了非线性分析和试验研究。这些研究工作多集中在连接结构的面内受载，结构和受载形式均相对简单。对于面内、面外载荷共存的直升机复合材料机身与主减接头连接结构的相关研究则鲜见报道。

随着复合材料设计与制造技术的不断提升，复合材料在直升机上的应用范围不断扩大，研制全复合材料机身结构成为可能。对直升机而言，其旋翼载倚和主减速器载荷通过布置在主减平台上的连接接头向机身结构传递，连接部位空间有限，承载大，可靠性要求高，而且受连接方式的限制，面外载荷难以避免。为克服复合材料层间薄弱的缺点，通过局部缠绕成型、补加成型、纺织技术、特种加强件、在加厚端头嵌入高强度薄片等方法提高复合材料接头的强度。本文以某型直升机主减后接头与复合材料机身连接结构为对象，开展复合材料结构机械连接的专项研究，拟解决直升机旋翼、主减速器载荷向复合材料机身结构的传递问题。

材料研究分析篇4

[关键词]材料分析技术 教学方法 实践

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）21-0108-02

一、引言

《材料现代分析技术》课程是材料科学与工程类专业的一门专业特色课，是该专业的主干课程，在整个培养计划的专业课程架构中起着至关重要的作用。众所周知，材料是人类进化史的里程碑、现代文明的重要支柱、发展高新技术的基础和先导。现代材料的发展在很大程度上依赖于对材料性能与其成分及显微组织关系的理解。材料现代分析技术和仪器的发展，加深了对材料结构和性质的认识，促进了对材料本质的了解，使得对材料的组分构成、制备方法和工艺、组织结构与性能，以及它们之间的相互关系的研究愈来愈深入，为材料科学理论体系的形成打下坚实的基础。国内的清华大学、哈尔滨工业大学的材料（金属材料、无机非金属材料及有机高分子材料）及热加工（热处理、铸造、锻压、焊接）专业均开设了《材料现代分析技术》这门课，国外的如麻省理工学院的材料科学与工程专业也开设了《衍射与结构》、《材料的成像（微观分析）》等类似的课程。由此可见，该课程在材料科学与工程类专业中的重要性。由于不同学校的专业倾向性不同，课程整体设置不同，讲授内容和侧重点也不同，因此根据自身的情况开设一门符合本专业特点的《材料现代分析技术》课程是非常有必要的。

二、我校开设该课程的基本情况

我校自2008年成立材料科学与工程专业以来，所在的材料科学系就根据国家本科生培养计划，结合学校优势专业和重点发展方向设置了《材料现代分析技术》这门专业特色课。我们选用获全国普通高等学校优秀教材一等奖，哈尔滨工业大学周玉院士主编的“十五”国家规划教材《材料分析测试技术》为主讲教材。课程主要讲授的内容包括X射线衍射、电子衍射原理、电子光学基础、衍衬运动学基础等基本理论和X射线衍射仪、电子显微镜等现代仪器的基本原理和结构，重点讲授材料结构、晶体缺陷以及微区成分、微区形貌的基本方法，使学生掌握现代材料的分析测试方法和手段，提高研究和解决材料理论和工程实际问题的能力。

三、《材料现代分析技术》课程教学研究与实践

该课程涉及大量材料科学和物理等领域的基础知识，也涉及理论知识的工程实践应用，还包含较多抽象的概念和晦涩难懂的公式推导，学生普遍反映该课程较难学。如何提高学生的学习原动力和兴趣，让学生能够由被动变为主动学习；如何提升学生的创新思维能力，让学生能够把理论知识和工程实践应用有机联系起来，是摆在授课老师面前的两道难题。因此，通过不断改进教学方法、教学手段来提升教学效果是非常有必要的。笔者自该专业成立以来就一直担任该课程的主讲老师，积累了一定的教学实践经验。

（一）加强背景资料的收集和介绍，提升学生的学习情趣

该课程涉及的主要内容多是抽象的知识，如果直接进入主题，没有预先做一些铺垫，学生往往会感到困惑，直接影响其继续听课的兴趣和对知识的深入理解。针对这个问题，可以通过预先介绍相关的背景资料来解决。例如在讲授X射线性质的章节时，我首先介绍X射线发现者伦琴的生平，然后讲述伦琴通过偶然现象发现X射线的过程，并给学生观看伦琴夫人在X射线作用下与底片上留下的完整手骨影子，并提及我国的李鸿章在X射线被发现后仅7个月就体验了此种新技术，成为拍X光片检查枪伤的第一个中国人。通过这些背景的介绍，极大地调动了学生的积极性，学生迫切需要知道X射线的本质是什么，X射线和其他电磁波的本质区别是什么，X射线的具体用途有哪些。这样再讲授以上内容就变得顺理成章。在讲授X射线在晶体中的衍射章节时，我先介绍X射线衍射用于晶体结构分析的背景，也就是19世纪末20世纪初国际上困扰人们的两个难题。第一个难题就是1895年伦琴发现X射线后，认为是一种电磁波，但无法证明。要证明X射线是一种电磁波，只需证明它可以通过光栅产生衍射，衍射产生的子波干涉后可以在记录板上留下衍射花样。然后提出X射线无法得到衍射花样的两个原因：1.X射线根本不是一种电磁波；2.X射线是一种电磁波，但由于波长极短，通过人工的方法无法制造出可以满足衍射条件的具有足够小狭缝的光栅。第二个难题就是同一时期晶体学家根据晶体的一些特性推测其由周期排列的原子、分子或离子组成，但无法证明。这两个看似风马牛不相及的难题被德国物理学家劳埃巧妙联系在一起，他以单晶体作为天然光栅、原子之间的间距作为狭缝。狭缝尺寸如此小的光栅是人工无法制造出来的。他让X射线照射到单晶体，然后观察是否会产生衍射现象。结果他得到了世界上第一幅晶体的衍射花样，震惊世界。劳埃不仅证实了X射线是一种电磁波，还同时证明了晶体的周期性。然后我又介绍了迄今为止和X射线及晶体衍射研究相关的诺贝尔获得者以及他们的获奖成果，从1901年X射线的发现者伦琴，1914年X射线衍射现象的发现者劳埃，1915年布拉格方程的推导者布拉格父子，到1962年脱氧核糖核酸DNA双螺旋结构的发现者威尔金斯、沃森和克里克，再到1994年在中子衍射领域作出突出贡献的布罗克豪斯和沙尔。通过以上背景的介绍，明显提升了学生的兴趣，学生很渴望了解X射线在晶体中产生衍射需要满足什么条件，不同晶体是否会得到不同的衍射花样，衍射花样是否能够反映晶体结构等等。接下来再讲授这些内容，学生就很容易带着问题来听课，课堂纪律明显提高，学生积极性也得到了提高。

由此可知，主讲内容相关背景资料的介绍是否充分、是否到位会直接影响教学效果。

（二）强化和内容相关案例的收集和介绍，增强学生对知识的归属感

该教材正文中介绍了大量的基础知识，包括概念、现象的理论解释和原理、公式的推导等等，但针对某一概念或某一原理的案例很少，很容易让学生对所学知识没有归属感，即不明白学这些内容的用途是什么，使用的前提是什么，应用的条件是什么，结果形式是什么，如何具体问题具体分析。这些疑问，可以通过讲解一些和内容密切相关的案例或者自己的研究成果来解决。在X射线物相分析章节，主要内容就是介绍单相分析的程序和注意的事项，相对简单，很容易让学生误以为物相分析就是一件很简单的比对工作。事实并非如此，实际中物相的鉴别是非常复杂的一件事。我以我的科研成果为例，介绍激光熔覆层的物相分析过程。1.试样制备：熔覆层表面通常为火山口或山峰状，要通过电火花切割法对其表面平整化；2.衍射花样的标定：由于熔覆材料组分通常较为复杂，含有多种元素，在熔覆过程中会产生较为复杂的多种物相，且激光熔覆快速加热、快速冷却的特点也易产生亚稳定过饱和固溶体或中间相，晶格也会发生畸变。这使得其物相分析较为棘手。通常要分为以下几个步骤：1.根据熔覆材料组分，结合相图及热力学计算来预测可能生成的物相种类，以及生成倾向性的排序；2.通过Jade软件来进一步鉴别，初步标定主要物相组成；3.通过电子探针进行不同形态物相的成分分析，最终确定熔覆层的主要物相组成。在扫描电镜和能谱分析章节，主要内容就是介绍其在微观组织的应用，原理相对简单，但在实际中较复杂。我也以我的科研成果为例介绍不同材料显微组织分析过程。1.针对不同的材料，如何来选择合适的腐蚀剂？腐蚀到什么程度较为适宜？2.如样品导电性不好，需要通过喷金来提高像的衬度；3.在观察时，如何选择是用二次电子扫描还是背散射电子扫描？如何根据形貌衬度和原子序数衬度对增强相形态、大小、分布以及原子序数的相对高低进行合理分析？在进行微区成分分析时，如何合理选择点分析、线扫描和面扫描这三种操作模式？如何对得到的成分信息进行合理分析？

通过大量案例和自身科研成果的介绍，学生加深了对基础知识的理解，并提高了他们将知识和实践相结合的能力，教学效果非常明显。

四、体会和总结

《材料现代分析技术》理论性很强，通过上述介绍的两种方法可以有效提升教学效果，激发学生进一步学习的兴趣，变被动为主动，也增强了学生申报和参加大学生创新项目的积极性，有效提高了学生的创新思维能力和将理论用于解决工程问题的能力。在大学最后一个学期的毕业设计环节，这门课所学的知识得到了充分发挥，毕业设计的效率得到了提高，论文质量也有了较大的改善。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 钟世云.麻省理工学院材料科学与工程专业本科培养计划的分析[J].中国大学教学，2013（3）.

[2] 杨新亚.《材料研究与测试方法》的教学改革实践[J].理工高教研究，2006（2）.

材料研究分析篇5

【关键词】CDIO；材料分析与检验；教学改革；教学效果

Curriculum reform and research of material analysis and inspection based on CDIO concept

Zhang Xinjian Niu Li Duan Xianyong

（Department of Mechanical Engineering， Anhui Technical College of Mechanical and Electrical Engineering， Wuhu 241002）

【Abstract】By analyzing the shortcomings of material analysis and test course under the concept of traditional teaching， ideas on teaching reform of CDIO course based on the practice of teaching， teaching content， teaching methods， redesign. Reform practice shows that the teaching mode based on CDIO concept has obvious advantages， students generally reflect the teaching effect than ever before.

【Key words】CDIO； Material analysis and inspection； Teaching reform； Teaching effect

0 引言

CDIO工程教育模式是近年砉际工程教育改革的最新成果，该模式以产品的构思、设计、实施及运行全过程为载体，强调主动的、实践的、课程之间有机联系的工程学习方式，注重培养学生专业知识运用、主动学习、团队交流及工程系统应用等方面的工程能力[1-2]。材料分析与检验课程是我国理工科院校中焊接技术及自动化、材料成形及控制工程、模具设计与制造等专业一门综合性的专业课，其内容主要包括化学成分检验、显微组织分析、宏观检验与断口分析、力学分析、无损检测等五部分内容，将CDIO理念引入到材料分析与检验课程教学中，对培养学生的学习兴趣、实践能力、系统观念、工程意识和创新能力，更好地适应市场需求，对后续专业的建设及相关学科的教育教学改革，具有重要的现实意义和参考价值。

1 传统理念下材料分析与检验课程教学中存在的不足

1.1 教学内容

由于材料分析与检验课程理论教学内容学生前期普遍缺乏工程背景，实践教学内容同时缺乏系统性的工程实践性项目，工程教育中融入的素质教育内容更少，造成了学生学习目的不明确，遇到工程问题不知从何分析、如何解决，缺乏团队精神及责任感等，不利于学生素质教育的培养。

1.2 教学方法

灌输式单向传输教育造成学生缺乏独立思考、创新探索及解决工程实践问题的能力，无法培养出信息时代具备创新精神与合作意识的学生。

1.3 实践教学

材料分析与检验课程实践性较强，社会对该方面人才的需求偏重于实践能力，然而现在多数高校中在实验教学方面还存在着实验仪器设备相对落后、仪器设备数量及利用效率相对不足、所开设实验内容涉及的知识面较窄、综合性创新性实验较少等问题，这些问题抑制了学生主动参与实验学习和创新实践的积极性，制约了应用型创新型工程技术人才实践能力的培养提高[3]。

2 基于CDIO理念的材料分析与检验课程教学改革

2.1 教学内容

2.1.1 教学内容新颖化

在教学内容中增加反映本专业的最新技术和成果，授课过程中教师将本学科相关的最近学术发展动态教授给学生，并提出当前存在的主要问题，提出参考的思路或可供选择的方案，学生根据自己的想法重新设计，不仅可以提高学生学习的积极性，又能培养他们独立思考问题的能力[4]。

2.1.2 教学内容实际化

按照CDIO工程教育理念，采用经典案例引入式教学方式，激发学生学习兴趣，采用结合工程实际及知识要点提出问题、组织学生进行分组讨论，通过问题解答的方式进行互动教学，提高学生发现问题、分析问题及解决问题的能力[5]。

2.1.3 教学内容综合化

在传授知识的基础上，通过加强综合工程设计教学和培训，提高学生综合素质和综合能力，增强学生的综合运用知识的能力。

2.2 教学方法

课程在维持总的课时基本维持不变的基础上，增加了学生的实验时间，因此必须压缩授课学时，采取了灵活多样的教学方法，提高了学生学习效率。

2.2.1 开展研究型教学

通过大量的自学知识和讨论课程，学生就某一主题进行资料收集、发言讨论、相互交流、互相点评，达到扩大学生知识面、调动学生积极性、培养学生的独立思考问题的目的。

2.2.2 增加工程案例教学

通过工程讲座和案例分析，组织学生到工厂参观、进行工程实例讲解、工程事故分析，指导学生综合应用知识，启发创新思维，学会现场调查，加强学生对材料失效问题分析及判断能力的训练。

2.2.3 开展学术报告讲座

通过邀请材料检验相关单位的高级工程师、研究技术人员、高校教师，开展学术讲座，使学生加深对原理和概念的认识、加强学术交流、获得最新前沿知识、了解新材料发展过程中存在问题及解决方法。

2.3 优化课程实践体系

采用基于现代化教学方法、基于CDIO工程项目理念的创新性的教学方式指导学生学习实践。比如传统教学的金相显微实验只是验证性实验，学生对验在将来生产实践中的作用理解不深。在基于CDIO理念下的工程实验中，学生通过金相显微镜对断裂零件进行各方面的分析，进而确定材料种类及断裂的原因，并形成书面报告。这就需要学生综合设计实验流程，进行断口分析、金相打磨、金相观察，这样的实验不仅能让学生通过主动学习把零散的知识有机结合起来，而且能够综合运用，有效地提升了学生解决问题、分析问题的能力。

2.3.1 改革实验教学方式

任课教师在授课前首先明确提出实验目标和实验内容，学生针对实验目标及内容进行分组，由学生项目小组查阅资料，确定实验原理（Conceive），收集实验资料，制定实验方案（Design），落实实验耗材，设计实验过程，安排实验操作（Implement），对实验结果做出预测和评价，经过进一步修改后进行重新设计和执行（Operate）。让学生有目的性的去做实验，实验效果将明显改善，使学生对整个实验流程有充分的理解，实验的方法和步骤能够在学生头脑中的留下深刻印象。

2.3.2 构建开放式材料分析CDIO创新实验室

以CDIO创新项目为载体，努力构建开放式材料分析CDIO创新实验室，增加综合性和设计性实验平台，学生进行一些验证、工程模拟和探索创新试验，同时在教师引导下，开展科研训练，鼓励学生结合工程实际进行探索性研究，自主设计创新性试验。学生项目小组通过调研，自行搜集资料，自行构思设计内容（Conceive），设计实验方案（Design），在操作过程符合规范的前提下进行实验（Implement）和验证（Operate），培养学生的创新能力和实验能力，加强学生的动手能力，提高理论联系实际的水平[6]。

2.3.3 推行课程设计改革

针对材料分析及检验课程模块，以项目小组为单位进行课程设计，为学生进行工程模拟、理论探索和实践创新提供良好的条件，提高学生理论联系实际及解决实际问题的能力。

3 结语

将CDIO理念运用到材料分析与检验课程教学中，以实践性和探索性项目为设计载体，将CDIO理念始终贯穿于理论教学和实践教学，促进深入掌握各门核心课程知识、有利于学生将知识融会贯通应用于工程实践领域，并且符合高素质应用型人才培养目标，对促进学生学习积极性和主动性、探索先进教育教学模式、提高教育教学质量和办学水平、增强教师教学科研意识、培养高技能型创新性人才、实现特色办学，具有重要的现实意义和创新意义。

【参考文献】

[1]唐纯翼，阳艳. CDIO模式在土木工程材料教学中的实践构思[J]. 科技信息，2013，02：4.

[2]赵竹，CDIO模式下交通安全与智能控制专业课程教学与改革实践[J].科学与财富，2015，05：32.

[3]龙诺春，余丽红，于伟.基于CDIO理念的大学生课外实践项目体系构建研究[J].电脑与电信，2013，Z1：65-66+68.

[4]周宇，王文仲.土木工程专业课程教学方法与教学手段的改革研究[J].科学咨询（决策管理），2009，02：83.

材料研究分析篇6

关键词：左手材料；天线；滤波器；通信系统；左右手复合材料

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）06-0014-02

1 概述

在通信领域，传统天线的尺寸受制于谐振频率，并且效率和信噪比较低，将左手材料和右手材料按一定的比例和结构分布在传输线中，可以得到具有超强电磁波聚焦特性的左右手复合材料，通过改变其本构关系参数，可以实现天线的小型化，减小插入损耗，增强天线增益和实现更宽的工作带宽，具有较好的通带特性。本文通过分析左手材料对通信系统各个器件性能的改善，论述了左手材料在通信系统的应用前景。

2 左手材料在微波器件中的应用

2.1 定向耦合器

传统的微带天线采用电容间隙耦合，其尺寸由偶、奇模阻抗确定，而左右手复合材料具有负谐振特性，能够制成平行耦合滤波器，通过在普通耦合器中加载具有相位超前特性的左右手复合材料，可以消除耦合端与直通端之间存在的90°的相移，使耦合端与直通端输出相移相等。由于左手传输线的相速和群速方向相反，左手传输线可以对右手传输线的相位滞后进行补偿，通过调整左右手复合传输线与右手传输线之间的距离，可以实现在一定频率范围内无相差，从而实现分功率分配器的功能。

2.2 新型滤波器

由于左手材料中不可避免地会引入右手寄生参量，所以一般的左手材料均为左右手复合材料，当二者处于平衡状态时，就构成了一个左手高通网络和右手低通网络的复合结构，通过调节其本构参数，就可以获得超带宽滤波器。左右手复合传输线与普通传输线掺杂时，具有良好的耦合性，可以拓宽滤波器的通频带，这种滤波器是通过贴片电容和贴片电感来实现的。

3 左手材料在天线中的应用

3.1 天线小型化

对于普通的贴片天线，在贴片两端电场相位相反，这相当于一个水平放置的偶极子，远场的主瓣沿垂直于贴片的方向辐射。由于左手材料具有后向波特性，贴片两端辐射的电场几乎同相位，根据边缘场的叠加性原理，这等效于一个垂直放置的单极子，远场的主瓣沿两侧向外辐射。传统的天线主要是在牺牲天线效率、带宽和增益的前提下，利用集总参数元件或较大的介电常数来实现天线的小型化。但是，左右手复合传输线在低频和高频段具有一致的电流幅值，在过渡频段内，电流波波长无限大，相位常数为零，从而突破了半波长的物理限制。

3.2 辐射效率高

由于天线表面波的存在，使得天线的辐射效率低，利用各向异性介质在某个频段内折射率接近为0的特性，可以制造出具有很强辐射率的新型天线，这种异向介质基板还可以减小边缘辐射，提高辐射效率。

3.3 指向性高

传统的微波透镜都是曲面结构，尤其在毫米波段，聚焦性能对透镜曲面曲率变化十分敏感，极大地增加了加工难度。将左手材料嵌入到普通的天线基板中，由于其具有折射率为0的特性和超强的电磁波聚焦特性，可以使在空间自由辐射的电磁波汇聚在法线附近，减小电磁波的半波瓣宽度，从而提高天线的指向性，增强其定向辐射，增加其增益。

3.4 扫描范围大

现实中的纵向均匀漏波天线，利用馈电装置抑制主模，只激励高阶模，来完成电磁波的向外辐射，由于传播常数为正，使得天线只能在前向1/4的范围内辐射。对于纵向周期漏波天线，则是通过导波结构引入扰动，来实现从后到前的波束扫描，在传播常数为0的区域无法实现测射，只能实现后向1/4的范围内辐射。但是，左右手复合传输线包含了辐射频段和导波频段，在相移为0时，群速并不等于0，因而可以实现180°空间扫描能力的后向到前向的漏波天线。

4 左手材料在通信设备中的应用

4.1 降低手机辐射

移动通信手机在使用时，天线离人脑很近，脑部处于近区感应场和辐射场范围内，其微波辐射会对人体产生潜在的危害，通过将开口环谐振器放入手机内，可以大大地降低电磁波在人脑处辐射的峰值，使电磁波平均分布强度明显降低。

4.2 左手材料应用于通信雷达

左手材料在某些频段内会出现高阻抗表面特性，对电磁波有超强的吸收能力。在高阻抗表面载入电阻，使之呈现纯阻性，调节阻值，可使表面阻抗接近于空气中的波阻抗，对垂直入射的电磁波有很好的吸收作用，对于斜入射的电磁波，虽然不能完全吸收，但是反射波并不是按原路返回，因此，对电磁波后向辐射截面很小，可应用于雷达吸波材料。

5 左手材料在通信领域的应用展望

目前，左手材料的应用主要集中在微波频段，随着人们对左手材料研究的不断深入，左手材料将朝着高频率波段发展，有望在太赫兹频段、红外频段甚至光频段不断发展，可用于新型雷达、遥感、导航设备、远距离探测仪等高级通信设备。

6 结语

左手材料的后向波特性使它在通信系统中得到了广泛的应用，左手材料和右手材料相结合的复合材料能够制成定向耦合器和新型滤波器，将其应用于天线中，能够实现天线的小型化，扩大扫描范围，还能够降低手机辐射。左手材料具有广泛的潜在作用，随着进一步深入研究，左手材料将在多频率波段下获得更为广阔的应用前景。

参考文献

[1] 吴群，孟繁义，傅佳辉.左手材料理论及其应用[M].北京：国防工业出版社，2010.

[2] 王坤，胡皓全.Mushroom结构CRLH的微波滤波器的研究[D].电子科技大学，2010.

[3] 胡明春.左手结构及其在天线微波领域中的应用[J].现代雷达，2008，（5）.

[4] 冯理，曹卫平，田国涛.基于复合左右手传输线的天线小型化研究[J].桂林电子科技大学学报，2009，（6）.

[5] 李杰，杨方清，董建峰.左手材料在天线中的应用研究进展[J].材料导报，2011，（7）.

[6] 李雁，徐善驾.左手传输线在新型天线设计中的应用

[D].中国科学技术大学，2007.

材料研究分析篇7

关键词:非金属；活化剂；硬化速度；耐高温；堵剂

中图分类号：C35文献标识码： A

无机非金属高温调堵材料是专门为稠油热采的高温调堵作业而研制的新材料。此类非金属材料主要采用具有特定性能的特殊矿物，并将矿物成分进行科学配比后采用均化湿法生产加工而成的一种气-水两硬性无机胶凝材料。五金非金属高温调堵材料具有其他常规调堵材料无可比拟的优势，其在常温条件下很难硬化，而且经过长时间水化其强度也很弱,基本不具有使用价值。40℃以上的温度是其被激活的必要条件之一,同时特殊的无机/有机复合活化剂是另一个必要条件。由于有稠化时间和凝固时间可控范围宽的特点,使其在稠油热采及注汽井的调堵封窜、油水井防沙固沙领域,更有其它材料所不可比拟的独特优势,现进行室内实验来研制一种配方的无机非金属高温调堵材料。

1.无机非金属高温调堵材料烧制

1.1试剂

佳木斯黏土矿黏土,佳木斯杨庄铁选场尾矿沙,伊春西林选矿厂尾矿沙,佳木斯大理石矿白云石,佳木斯粉煤灰。

1.2实验设备

0.4m×1m土立窑,4―72型离心风机,250×100mm2烘干标准磨,200×80mm2康必丹磨,万能试验机,恒温水浴,电子天平,电热恒温干燥箱。

1.3实验方法

试验所用原料化学分析结果、生料的原料配比及生料化学成分分别见表1、表2和表3。

表1原料的化学成分

矿物名称 Loss/% Sio2/% Al2O3/% Fe2O3/% CaO/% MgO/%

低钙白云石 33.53 14.71 4.33 1.52 40.12 3.74

佳木斯铁选尾矿 - 68.35 10.19 17.30 1.00 2.23

伊春铁选尾矿 - 72.16 4.55 14.72 3.39 2.19

佳木斯黏土 10.13 69.67 4.18 9.82 1.70 2.30

表2生料的原料质量配比（%）

方案编号 低钙白云石 佳木斯尾矿 伊春尾矿 佳木斯黏土

1 20.0 70.0 0.0 10.0

2 20.0 0.0 70.0 10.0

3 20.0 35.0 35.0 10.0

4 20.0 0.0 0.0 80.0

为得到高度缓凝的水硬性无机非金属高温调堵材料,设计方案时采用低饱和比配料方案,设定生料的石灰饱和系数为0.6左右,并按单位热耗3 500KJ/kg熟料配煤,在标准磨中粉磨成生料,每次10kg,粉磨45min。把配制好的生料在简易成球盘上成球,加水10%,球径控制在10mm左右,在土窑中锻烧成熟料,将熟料和佳木斯粉煤灰以70:30的比例在康必丹磨中粉磨成无机非金属高温调堵材料,粉磨时间1h,比表面积控制在500m2/kg,对磨制好的无机非金属高温调堵材料进行化学分析和物理检验,详见表3。

表3熟料质量对比情况

项目 方案编号 比表面积（m2`kg-1） 标准稠度 抗压强度/MPa 凝结时间/h

3d 7d 28d 初凝 终凝

熟料 1 530 28 1.6 2.3 3.8 5：25 7:00

2 530 28 1.4 1.8 4.0 4：28 5：45

3 530 28 1.5 2.1 3.8 4：55 5：45

4 530 28 5.5 11.1 44.0 0：52 1：41

由于1号方案,即以佳木斯铁选尾矿沙为主要原料烧成的无机非金属熟料的初凝时间明显长于其它方案。因此,初步确定以佳木斯尾矿为主料,进一步进行熟料烧制试验,生料的设计比例和烧成熟料的物理指标见表4和表5。

表4佳木斯尾矿为主料的生料原料配比（%）

方案编号 低钙白云石 佳木斯尾矿 佳木斯黏土

5 20.0 50.0 30.0

6 20.0 60.0 20.0

7 20.0 70.0 10.0

8 20.0 80.0 0.0

表5 佳木斯尾矿为主料的熟料物理指标

项目 方案编号 比表面积（m2`kg-1） 标准稠度 抗压强度/MPa 凝结时间/h

3d 7d 28d 初凝 终凝

熟料 5 530 28 1.5 1.8 3.7 5：20 6：35

6 540 28 1.5 1.8 3.5 5：40 7:05

7 540 28 1.7 2.2 4.1 5：00 6：25

8 550 28 1.9 2.6 4.2 4：50 5：50

从上表中可以看出，随着佳木斯尾矿作为主料比例的增加，烧成熟料的凝结时间逐渐增大，结合表4，我们可以看出，一旦佳木斯尾矿主料配比超过70%，其凝结时间反而减小，在编号6中，也就是按60%标准进行配比时，其凝结时间达到巅峰。因此,生料配方采用低钙白云石:佳木斯尾矿:佳木斯黏土=20%:60%:10%。

2.无机非金属高温调堵性能评测

取复合添加剂(是一种自制高分子共聚物,主要功能是抑制无机非金属材料的水化反应)3g,加水100mL,加热至(80～85)℃活化呈半透明状,得母液。在母液中分别加入过325目标准筛的无机非金属胶凝材料20g,搅拌均匀。将样品分别置于室温、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃恒温水浴中,观察样杯中泥浆液稠化时间和固化后无机非金属胶凝材料固结体的强度,另取相同样品在不添加复合添加剂在同条件下进行稠化实验。实验结果见表6

表6温度对稠化时间和无机非金属胶凝材料固结体强度的影响

t/摄氏度 20（室温） 40 50 60 70 80

稠化时间/h 40d不凝 63 51 34 12 4

抗压强度/MPa ... 0.2 2.4 3.3 3.7 4.6

试验结果表明:

①在室温下(约20℃),泥浆液至少40d不稠化;

②随着温度的逐渐升高,泥浆液失去流动性的时间在明显缩短,而无机非金属胶凝材料固结体的抗压强度则显著增高。

③没有添加复合添加剂的样品超过40d没有稠化。该实验结果说明温度是影响泥浆液和无机非金属胶凝材料固结体性能的最重要因素之一,它的胶凝活性需要有特殊的活化剂存在和一定的温度两个条件同时得到满足才能够出现。

结论

（1）当材料中无活化剂，并且处于常温条件时，无机非金属材料具有不凝胶和固话的良好性能。此外，此类非金属新材料在长时间的水浸下也不会凝胶和固话。

（2）无机非金属材料水化活性是可以激发和稠化、硬化强度、硬化速度的，其手段主要通过温度控制和活化剂控制。

（3）无机非金属胶凝材料具有良好的时间调节性能。在工程应用当中，此类新材料的稠化时间可以有效调节，其调节范围一般在几十分钟至几天内不等，更好的适应各种规模作业的油田调堵作业。

参考文献：

[1]杨钊,李瑞,吴宪龙.耐高温无机非金属胶凝材料堵剂[J].油田化学,2009,03:265-268.

[2]董伟霞,包启富,王艳香,石棋.新形势下《无机非金属材料专业实验》教学研究初探[J].景德镇高专学报,2010,02:45-46.

[3]张震.新型智能复合调堵、调驱体系及调堵机理研究[D].西安石油大学,2013.

材料研究分析篇8

“中国制造2025”使3D打印技术成为产业发展的前沿，极受大众欢迎和关注。3D打印技术最突出的优点是无需传统加工机床或加工模具，据CAD图形可直接制作形状非常复杂的工件，通常只需切削法30%～50%的工时和20%～35%的成本，极大地缩短了产品的研制周期，提高了生产率，并降低了生产成本，被誉为制造业的一场革命并获得了广泛应用。

但是，3D打印技术至今未实现产业化，也没走进广大老百姓的日常生活，原因很简单，首先是3D打印机本身的机器价格很高，其次是3D打印机打印所需的原材料的价格也很高，而且，精密度越高、速度越快对材料的要求就越高。因此，3D打印迟迟难以市场化。

1 基于PDM的桌面级3D打印技术

经过近20年的努力，实现3D打印技术工艺的关键设备已有5种商品化的定型产品，分别是SLA（光固化/立体光刻）、SLS（选择性激光烧结）、LOM（分层实体制造）、3DP（三维印刷）和PDM（熔融沉积成形）。

国内3D打印机在工艺上采用最多的是制造和材料成本最低的FDM熔融沉积成形技术，该技术以一种丝材作为成形材料的快速成形工艺，丝材通过送丝机构送至喷头，在喷头内受热熔融并挤出，喷头根据层片形状进行扫描填充，挤出的材料固化在底板或者上一层层片上，如此反复直至所有层片加工完毕。

1991年，Stratasys成功研发出基于FDM技术的3D打印设备，该打印机体积小巧，结构紧凑，安装简单，易于操作，便利可靠，可以放在办公桌面上打印立体实物，所以又称桌面打印机。基于FDM的桌面级打印机分为开放式和密闭式两种。

2 打印材料

基于PDM的3D打印技术工艺无需激光器，维护方便，特有空隙结构，节约材料与成形时间，运行成本低，材料利用率高，无污染。目前基于FDM的桌面级3D打印机的耗材以塑料丝材为主，熔点较低，韧性较高，如蜡、ABS、PC、尼龙、PC、PC/ABS、PPSF等，在这些塑料丝材中，以ABS丝材和PLA丝材最为常见。

ABS是目前产量最大，应用最早的FDM桌面打印机的塑料打印丝材。它是Acrylonitrile Butadine Styrene（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）的缩写，具有优良的综合性能，冲击强度极好，有优良的耐磨性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性、电气性能和染色性，易于成型加工和机械加工，制品尺寸稳定，可进行表面印刷、涂层和镀层处理，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。

PLA是一种新型的生物降解材料。它是Poly Lactic Acid（生物降解塑料聚乳酸）的缩写，以玉米为原料，通过生产最终转化为聚乳酸，属可再生资源。它具有最良好的抗拉强度及延展度，也拥有良好的光泽性和透明度，相容性和可降解性也很好，适用于熔化挤出成型、射出成型、吹膜成型、发泡成型及真空成型等各种普通加工方式生产，打印出来的模型硬度好，色彩鲜艳，富有光泽。

这两种材料在打印时各有优缺点，主要表现在以下几个方面。

（1）温度。

ABS丝材在打印温度、加热板温度、玻璃转化温度和耐热温度上都比PLA丝材高，其具体数值见表1。

（2）打印性能。

虽然，ABS丝材容易打印，但打印时必须要用加热板，且不能在室温太低、通风太大的房间以及室外打印，打印物体的高度也不能太高，因为ABS材料冷却速度快，容易收缩，会导致打印制品在加热板上翘边、局部脱落、悬空，甚至整层剥离，因此，为避免造成问题，最好使用密闭式桌面打印机。

PLA丝材与ABS丝材几乎完全相反，60℃以下不使用加热板，60℃及以上时才使用加热板。它收缩率小，使用加热板时，即使是在开放式打印机和公共场所打印，也不必担心打印制品会从加热板上悬空、歪斜或破损；不使用加热板时，打印大型零件也不会翘边。但是PLA丝材熔化后容易附着和延展，经常会堵塞送丝机构加热部件的喷嘴，尤其是全金属制的加热部件喷嘴，不过这个问题，在安装轴承时滴一滴油就能解决。

（3）强度。

ABS材料的冲击强度相当高，主要是因为FDM熔融沉积成形技术是一层一层打印的，只要以适当的温度打印，就能让层层ABS丝材牢牢黏住。但ABS材料也具有柔软性，即使承受压力也只会弯曲，不会折断，且ABS材料弹性十足，要是掉落在地上，多半会弹起几个来回。虽然用PLA材料打印时，每一层丝材也都会黏得相当牢固，但是它却比ABS稍逊一筹，要是掉落地上或撞到东西时，多半会产生缺口或破损，而不会弹回来，且薄的地方容易在弯曲前折断。

（4）气味。

ABS材料最大的缺点是打印时会产生强烈刺鼻的气味。但PLA气味香甜，打印时气味就像棉花糖一样，气味微弱，但香气宜人。

（5）适用场景。

ABS材料适合做成穿戴用品，如手镯、戒指等，也适合制作可能会掉落、使用于高温环境下、或是以粗鲁的方式使用的物品，特别是薄壁物品，如刀柄、车用手机架、手机保护壳、玩具等。图1所示为ABS丝材打印的薄壁模型。

PLA材料可以广泛地用来制造各种应用产品，如盒子、礼物、模型和原型的零件等，它既能回收，也会腐朽消失，还具有耐水性。图2所示为PLA丝材打印的艺术花瓶。

（6）不适用场景。

ABS材料不适合在通风不良的房间使用，因没有加热板就无法打印，所以也不适宜在在没有挡风和抗温装备的状态下打印大型物体。PLA不适合放进60℃以上的东西里，因温度太高会让材料变形。此外，这种材料质地脆弱，不能用来制造工具的把手或会多次掉落的零件。再者，PLA只要稍微弯曲就会折断，不适合做成薄的东西。可见，ABS和PLA但是ABS是非晶体，PLA是晶体，对比观察，加热到195度，PLA可以顺畅挤出，ABS不可以；加热到220度，ABS可以顺畅挤出，PLA会出现鼓起的气泡，甚至被碳化，碳化会堵住喷嘴，非常危险。

材料研究分析篇9

论文摘要： 纳米技术作为一种新兴的科学技术,随着技术的发展,纳米技术已经被日趋应用于生活领域的各个方面。本文回顾了纳米技术和纳米材料的发展过程并对纳米材料在食品安全的应用进行了介绍和论述。 

 

纳米技术是20世纪末兴起并迅速发展的一项高科技技术,随着研究的深入和科学的发展,纳米技术已经日趋成熟并广泛的应用于各种领域,近年来纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业,在此技术上开发、生产了许多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品,纳米材料在食品安全上也发挥着越来越重要的作用。 

纳米是一种几何尺寸的度量单位,l纳米为百万分之一毫米,即十亿分之一米的长度。以纳米为基础的纳米技术在20世纪90年代初起得到迅速发展并先后兴起了一系列的像纳米材料学、纳米电子学、纳米化学、纳米生物学、纳米生物技术和纳米药物学,纳米技术就是一种多学科的交叉技术,最终实现利用纳米机构所具有的功能制造出有特殊功能的产品和材料。因此,利用纳米技术制造出来的材料就具有微观性和一些普通材料所不具有的功能。 

 随着纳米技术的发展,纳米食品生产也取得了很大的成就。目前,纳米食品产品超过300种,一些带有纳米级别添加剂的食品和维生素已经实现商业化。据预测纳米食品市场在2010年将达到204亿美元,因此纳米技术在食品上的研究有着很大的发展潜力。纳米技术在食品上的研究和应用主要包括纳米食品加工、纳米包装材料和纳米检测技术等方面。 

所谓纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术手段或工具的食品。纳米食品不仅仅是指利用了纳米技术的食品,更大程度上指里哟个纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。尤其是利用纳米技术改造过结构的食品在营养方面会有一个很大的提高,在这方面应用最广泛主要有钙、硒等矿物质制剂、维生素制剂、添加营养素的钙奶与豆奶、纳米茶等。 

然而纳米食品也存在一些问题,首先由于对于纳米食品的加工主要是球磨法这就使得在纳米食品生产的过程中容易产生粉料污染,同时现有的纳米技术也会产生成材料的功能性无法预测,纳米结构的稳定性不高等问题。纳米食品还存在另外问题那就关于纳米食品的安全检测并没有个一个同一的标准。目前,国际上尚未形成统一的针对纳米食品的生物安全性评价标准,大多数是短期评价方法,短期的模型很难对纳米食品的生物效应有彻底的认识。而部分纳米食品存存在一些有害成分,并且经过纳米化后,这些物质更加很容易进入细胞甚至细胞核内,因此副作用也就越大,而这些由于安全检测的标准不统一可能在检测的时候检测不出来,因此纳米食品的安全标准有待进一步统一。虽然纳米食品存在一系列的问题但是纳米技术在食品包装和保险技术中却得到了很好的应用。 

首先,在已有的包装材料中加入一定的纳米微粒可以增加包装材料的抗菌性从而产生杀菌功能。目前一些冰箱的生产技术中已经应用了这种技术生产出了一些抗菌性的冰箱。 

其次,由于纳米材料的特殊性质,加入一定的纳米微粒还可以改变现有的包装材料的性能,从而进一步保证食品的安全。目前,部分学者已经成功的将纳米技术应用玉改进玻璃和陶瓷容器的性能,增加了其韧性。同时,由于纳米微粒对紫外线有吸收能力,因此在塑料包装材料中加入一些纳米微粒还可以防止塑料包装的老化,增加使用寿命。从而为食品生产提供了性能更加优越的包装容器。 

第三,由于纳米材料的力磁电热的性质,使得纳米材料有着优越的敏感性。一些学者已经在研究将纳米材料的敏感性应用到防伪包装上面并取得了一定的成就。新的防伪包装的产生,无疑能够进一步加强普通食品和纳米食品的安全。 

第四,经过研究发现纳米技术和纳米材料的一些性能能够很好的解决食品的保鲜问题。 

经过研究发现传统的食品保鲜包转,在起到保鲜功能的同时还能够产生乙烯,而乙烯又反过来加剧了食品的腐蚀,因此可以说传统的食品保鲜包转并没有能够很好的起到保鲜功能。在纳米技术在研究过程中,发现纳米ag粉具有对乙烯进行催化其氧化的作用。所以只要在现有的保鲜包转材料中加入一些纳米ag粉,就可以加速传统保鲜包转材料产生的乙烯的氧化从而抑制乙烯的产生,进而产生更好的保鲜效果。 

综上所述纳米技术虽然还有一些不足和缺陷,但是经过多年的研究和发展纳米技术已经取得了很大的进步和发展,并且已经开始应用于生产和生活领域。纳米技术和纳米材料以其特殊的性能不紧能够生产出性质更加优越的纳米食品同时通过改善包装材料还可以进一步提高食品的安全。 

 

参考文献 

[1]杨安树,陈红兵.纳米技术在食品加工中的应用[j].食品 科技,2007(9). 

[2]张汝冰,刘宏英,李凤生.纳米材料在催化领域的应用及 研究进展[j].化工新型材料,1999(5). 

[3]何碧烟,欧光南.食品添加剂对番茄红素稳定性的影响 [j].集美大学学报:自然科学版,2000(1). 

[4]郭景坤,冯楚德.纳米陶瓷的最近进展[j].材料研究学 报,1995(5). 

[5]黄占杰.无机抗菌剂的发展与应用[j].材料导报,1999 (2). 

[6]张倩倩.纳米粒子增强蛋白质直接电子传递及其传感应用 [d].南京师范大学,2007 . 

[7]张涛,江波,沐万孟.纳米技术及其在食品中的应用研究 进展[j].安徽农业科学. 

[8]郭卫红,李盾,唐颂超,苏诚伟,徐种德.纳米材料及其 在聚合物改性中的应用[j].工程塑料应用,1998(4). 

[9]袁飞,徐宝梁,黄文胜,唐英章.纳米技术在世界范围内 食品工业中的应用[j].食品科技. 

材料研究分析篇10

 

关键词： 纳米技术;纳米材料;食品安全 

 

纳米技术是20世纪末兴起并迅速发展的一项高科技技术,随着研究的深入和科学的发展,纳米技术已经日趋成熟并广泛的应用于各种领域,近年来纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业,在此技术上开发、生产了许多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品,纳米材料在食品安全上也发挥着越来越重要的作用。 

纳米是一种几何尺寸的度量单位,l纳米为百万分之一毫米,即十亿分之一米的长度。以纳米为基础的纳米技术在20世纪90年代初起得到迅速发展并先后兴起了一系列的像纳米材料学、纳米电子学、纳米化学、纳米生物学、纳米生物技术和纳米药物学,纳米技术就是一种多学科的交叉技术,最终实现利用纳米机构所具有的功能制造出有特殊功能的产品和材料。因此,利用纳米技术制造出来的材料就具有微观性和一些普通材料所不具有的功能。 

随着纳米技术的发展,纳米食品生产也取得了很大的成就。目前,纳米食品产品超过300种,一些带有纳米级别添加剂的食品和维生素已经实现商业化。据预测纳米食品市场在2010年将达到204亿美元,因此纳米技术在食品上的研究有着很大的发展潜力。纳米技术在食品上的研究和应用主要包括纳米食品加工、纳米包装材料和纳米检测技术等方面。 

所谓纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术手段或工具的食品。纳米食品不仅仅是指利用了纳米技术的食品,更大程度上指里哟个纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。尤其是利用纳米技术改造过结构的食品在营养方面会有一个很大的提高,在这方面应用最广泛主要有钙、硒等矿物质制剂、维生素制剂、添加营养素的钙奶与豆奶、纳米茶等。 

然而纳米食品也存在一些问题,首先由于对于纳米食品的加工主要是球磨法这就使得在纳米食品生产的过程中容易产生粉料污染,同时现有的纳米技术也会产生成材料的功能性无法预测,纳米结构的稳定性不高等问题。纳米食品还存在另外问题那就关于纳米食品的安全检测并没有个一个同一的标准。目前,国际上尚未形成统一的针对纳米食品的生物安全性评价标准,大多数是短期评价方法,短期的模型很难对纳米食品的生物效应有彻底的认识。而部分纳米食品存存在一些有害成分,并且经过纳米化后,这些物质更加很容易进入细胞甚至细胞核内,因此副作用也就越大,而这些由于安全检测的标准不统一可能在检测的时候检测不出来,因此纳米食品的安全标准有待进一步统一。虽然纳米食品存在一系列的问题但是纳米技术在食品包装和保险技术中却得到了很好的应用。 

首先,在已有的包装材料中加入一定的纳米微粒可以增加包装材料的抗菌性从而产生杀菌功能。目前一些冰箱的生产技术中已经应用了这种技术生产出了一些抗菌性的冰箱。 

其次,由于纳米材料的特殊性质,加入一定的纳米微粒还可以改变现有的包装材料的性能,从而进一步保证食品的安全。目前,部分学者已经成功的将纳米技术应用玉改进玻璃和陶瓷容器的性能,增加了其韧性。同时,由于纳米微粒对紫外线有吸收能力,因此在塑料包装材料中加入一些纳米微粒还可以防止塑料包装的老化,增加使用寿命。从而为食品生产提供了性能更加优越的包装容器。

第三,由于纳米材料的力磁电热的性质,使得纳米材料有着优越的敏感性。一些学者已经在研究将纳米材料的敏感性应用到防伪包装上面并取得了一定的成就。新的防伪包装的产生,无疑能够进一步加强普通食品和纳米食品的安全。 

第四,经过研究发现纳米技术和纳米材料的一些性能能够很好的解决食品的保鲜问题。