纳米材料发展综述(共8篇)
纳米材料发展综述 篇1
纳米科学技术与纳米材料发展综述
摘 要:介绍了纳米科学技术、纳米材料的概况及纳米材料的结构、特性、制备方法和应用前景.关键词:纳米科学技术;纳米材料;纳米效应
纳米是长度单位,原称“毫微米”即10’9米(10亿分之一米)。纳米科学是研究在1一100纳米内原子、分子和其他类型物质的运动和变化的学问。在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工,称为纳米技术。20世纪80年代,纳米材料体系开始为科学家所关注,目前已成为跨世纪材料科学研究的热点。纳米科学技术
纳米科学技术是在0.1~100 nm尺度上研究和应用原子、分子现象,并由此发展起来的多学科的、基础研究与应用研究紧密联系的新的科学技术.它是现代物理(介观物理、量子力学、混沌物理和分子生物学等)和先进工程技术(计算机、微电子和扫描隧道显微镜等技术)结合的产物.纳米并非是一个新名词,但是在Nano ST中的纳米却是一种新的思考方式,即生产过程要越来越精细,以致最后在纳米尺度上直接由原子和分子制造具有特定功能的产品.因此,随着Nano ST的发展,必将引发一系列新的科学技术.国际纳米科技会议将纳米科技分为6个主要部分,即纳米电子学、纳米物理、纳米化学、纳米生物学、纳米机械学和纳米测量学.其中纳米电子学处于重要地位,其研究的直接目标就是新型的纳米电子器件,在纳米器件中,最有特色的是单电子器件.其典型结构是纳米粒子,它的电子结构特点是一个势阱内具有分立能级的量子点,若处于量子点内的电子能量高于热起伏,那么就可以检测到单电子隧穿现象.在此基础上可以构造单电子晶体管、逻辑电路、存储电路以及纳米功能元件阵列的超高密度集成电路.与现在的微电子器件相比,它具有更低的功耗、更快的开关速度、更高的存储密度以及更高的集成度.因此,它不仅有丰富的理论内容,而且有极为现实的应用前景.2 研究纳米科技的背景和意义
从真空电子管的发明到晶体管的出现,从集成电路的诞生到大规模集成电路和超大规模集成电路的广泛应用,每一代小型化电子器件的出现,都带来了电子技术的革命,推动了电子科技的迅速发展,也促进了其它科技和社会生产的进步.特别是以微电子器件为基础的高速计算机的出现和个人计算机的广泛应用,使人类社会进入了计算机时代.促进计算机时代继续发展的一个重要因素是微电子器件的集成度不断提高,其芯片上的功能元件尺寸不断减小,按照目前功能元件尺寸减小的速度推算,不久的将来,芯片上功能元件的尺寸将进入纳米范围.目前,人类广泛应用的功能材料和元件,其尺寸远大于电子自由程,观测的电子输运行为具有统计平均结果.描述这些性质的主要是宏观物理量,现已有成熟的理论和技术.当功能材料和元件的尺寸逐渐减小到纳米量级时,其物理长度与电子自由程相当,载流子的输运将有明显的量子力学特征,传统的理论和技术已不再适用.因而,需要发展基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺寸效应和统计涨落等特性的新的理论和新的技术.传统科学技术中元件尺寸是从毫米向微米过渡,现在,在新技术、新效应的应用中,功能元件的尺寸要求从微米向纳米过渡.如果再进一步发展,需要组装性能更新颖、结构更复杂的功能元件,就需要开发新材料和相应的组装技术,也就更需要多学科的协作与交叉发展.因此,从80年代后期开始逐渐发展起来了一个新的综合性的多学科交叉的研究领域———纳米科学技术.纳米科学技术的诞生将对生产力的发展产生深远的影响,并且有可能从根本上解决人类面临的一系列问题,例如粮食、健康、能源和环境保护等重大问题。纳米材料学
纳米材料学是纳米科技领域中发展最为迅速的学科。纳米材料包括纳米颗粒材料和由纳米颗粒组成的纳米相块体材料。纳米材料学主要研究纳米材料的制备、结构、性能及其应用等,是纳米科技与材料学交叉而成的边缘学科。
3.1纳米材料的特性
在生产实践中人们发现,如果将宏观尺度的物质微细化到纳米尺度,这种纳米颗粒在性能上就表现出与原宏观尺度物质完全不同的性质,人们将这种纳米颗粒称为“物质的新状态”。纳米物质之所以表现出这些奇异的性能,主要是由于物质进人纳米尺度后表现出了一些宏观物质不具备或在宏观物质中可忽略的物理效应。据目前人们对纳米颗粒的研究,这些效应主要有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等。
3.1.1表面效应
凝固态物理学告诉我们,处于物质内部的粒子和处于物质表面的粒子其状态完全不同,后者具有很高的能量和化学活性,在电子显微镜的电子束照射下,表面粒子仿佛进人了“沸腾”状态。一般情况下,由于表面原子数和整个物质的原子数相比微不足道,所以无表面效应显示。但当物质的尺度进人纳米量级,表面原子数就达到了不可忽略的地步(表1),这时表面效应就表现得非常明显。纳米材料的表面效应可增加材料的化学活性、降低熔点等。利用这一特性可制作高效催化剂、敏感元件、用于高熔点材料冶金等。实际上,目前已成熟的粉末冶金法及无机材料行业普遍采用的粉碎一成形一烧结工艺流程,在一定程度上就是利用了这一原理。
3.1.2量子尺寸效应(九保效应)能带理论指出:由无数原子组成固体时,各原子的能级就合并成能带,由于各能带中电子数目很多,能带中能级间隔很小,可以看成是连续的。但对于纳米粒子,能带中能级间隔增大;当能级间距大于热能、磁能、电能、光子能量或超导态的凝聚能时,物质就会呈现出一系列与宏观物质截然不同的反常特性,这就是量子尺寸效应。量子尺寸效应会导致纳米物质在磁、电、光、声、热以及超导性等方面表现出与宏观物质显著不同的特性。例如,导电的金属在纳米状态下变成绝缘体;磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关,光谱线会向短波长方向移动等。有人曾利用九保关于能级间距的计算公式计算出金属银粒子在IK时出现量子尺寸效应时的临界尺寸为14nm,指出当银粒的粒径小于14nm时将变成绝缘体。
3.1.3小尺寸效应
当固态物质的粒子尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特性尺寸相当或更小时,晶体周期性边缘条件将破坏,非晶质的表面层附近原子密度减小,导致声、光、电、磁、热等特性发生显著改变,即谓之小尺寸效应。小尺寸效应为纳米物质的实用技术开拓了新领域,如果磁性物质当其处于纳米尺度时具有很高的矫顽力,可以制成磁卡,或制成磁性液体,广泛用于电声器件、阻尼器件、旋转密封、润滑、选矿等领域。利用等离子共振频率随尺寸变化的性质,可以通过改变纳米颗粒的尺寸控制吸收边位移,制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料,用于电磁波屏蔽、飞机隐型等。
3.1.4宏观量子随道效应
电子等微观物质具有穿越热垒的能力称隧道效应。现在人们发现一些宏观的量如纳米颗粒的磁化强度、量子相干器中磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观量子隧道效应。宏观量子隧道效应早期曾被用来解释纳米镍在低温下继续保持超顺磁性等,后来发现在许多纳米物质中普遍存在。对宏观量子隧道效应的研究既有基础理论意义,又有重要的实用意义。它限定了磁介质进行信息存储的时间极限。量子尺寸效应和宏观量子隧道效应一起将会是未来电子器件的基础,一方面它指出了现有电子器件微型化的发展方向,同时又确定了其限度。纳米材料的制备方法
制备高纯、超细、均匀的纳米微粒,发展新型的纳米材料,就显得格外重要。通常,纳米微粒制备的要求是:(l)表面洁净;(2)粒子形状及粒径、粒度分布可控,防止粒子团聚;(3)易于收集;(4)有较好的稳定性;(5)产率高。随着纳米微粒研究的深入,对纳米超细微粒提出了不同的物理、化学特性需求,而解决问题的关键就在于研究、发展新的合成技术,并实现纳米材料的规模化、产业化。纳米超细微粒的制备方法很多,总体上可分为物理方法和化学方法,以物料状态来分可归纳为固相法、液相法、气相法,进而发展、衍生出模板合成法。具体包括固相物质热分解法,物理粉碎法,高能球磨法,水热合成法,表面化学修饰法,化学沉淀法,胶体化学法,溶胶—凝胶法,电解法,激光加热蒸发法,气相等离子体沉积法等。合成的方法各有优缺点,通常存在的问题往往是反应需要高温、大量使用有机溶剂、过程控制复杂、设备操作费用昂贵、颗粒均匀性差、粒子容易粘结或团聚等。因此,需要根据对纳米材料的不同要求和特点,选择研究不同的合成方法。由纳米粉体制备具有极低密度、高强度的催化剂、金属催化剂载体以及过滤器等工艺有待改进。
5纳米技术的前景
现在很多国家,尤其是美国、日本和欧洲都非常重视发展纳米技术,他们在纳米技术研究和应用方面投人的经费成倍地增加,我国政府也十分重视纳米技术的基础研究和应用。据有些科学家分析,我国目前纳米技术的基础研究处于世界上第5第6位,应用研究主要是纳米粉体(材料)的研究处于世界先进地位。纳米技术将是二十一世纪最关键的科学技术,将是二十一世纪里各个国家实力较量的最主要、最根本的领域,二十一世纪将是纳米技术的时代。
参考文献
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纳米材料发展综述 篇2
1 电子信息材料的现状
现在在电子工业和微电子中基本都由半导体材料进行晶体管、集成电路、固态激光器件的制作。一般而言目前常用晶体管有两种:一种是双极型晶体管, 另一种就是场效应晶体管。它们构成了电子计算机的关键性器件。第一种是中央处理装置的基本单元, 第二种是计算机存储的基本单元, 这两种晶体管它们的性质在很大程度上均依赖于原始硅晶体的质量。半导体材料在微电子和光电子材料中当属具有优异特性的材料, 其中在微电子和光电子领域中得到广泛应用的代表有硅、锗、砷和镓等半导体材料。
硅材料的自然存贮量较大, 资源丰富, 其产出成本相对较低;而同时它有着优良的性能:高强度的机械性能和很强的结晶性能, 能够拉制成为大规格的完整单晶更是其特有之处。这些使得它自然地占据了目前电子信息工业中主要半导体材料的地位。
砷化镓单晶体材料属于新一代半导体材料, 它是继锗、硅之后发展起来的, 被认为是目前最重要、最成熟的化合物导体材料。砷化镓在与硅相比之下, 有许多特性要优于硅。特别是在由砷化镓制成的晶体管, 它的开关速度要比硅晶体管迅速很多, 基本上要快1~4倍。正是由于砷化镓的电子运动速度非常快、电子被激发之后会释放较大的能量并且以发光形式进行等特点, 因此由其制成的晶体管才可以制造出具有更快速度和更强功能的计算机, 主要被应用在光电子以及微电子技术行业。
镁合金在电子信息和仪器仪表方面的推广应用最广泛, 发展最快。由于厂家对电磁屏蔽、散热和环保等因素的考虑, 以及对薄壁、微型、抗摔撞等方面的指标要求, 使得镁合金很自然地成了厂家的最多最佳的选择。除此之外, 用镁合金制作的产品外壳还会使得产品更加精致、美观。因此其在电子信息行业产品中的用量也是巨大的。近年来, 镁在世界各地使用量的大量增加, 其中电子信息行业对镁合金的消耗量剧增起到了非常大的影响带动作用, 是一个很重要的原因。
2 电子信息材料的发展方向
伴随科技水平的迅速发展, 特别是电子科技水平的发展和创新, 社会各行业领域在电子材料方面的要求标准和需求量在不断地提高和增加。
对于电子信息材料而言, 其整体的研究热点和发展方向是沿着加大尺寸、提高均匀性、提高完整性和薄膜化、多功能化以及集成化的趋势来发展的。就目前来说, 电子材料的技术探索的方向为柔性晶体管和光子晶体, 以及Si C、Zn Se等新一代半导体材料和有机显示材料及各种纳米电子材料等。能源、信息和材料被誉为社会历史进程中的三大支柱, 材料工业为社会经济发展的基石, 而电子信息材料无疑是开拓信息领域、光伏产业以及新型能源领域的先行者。
半导体光信息功能材料发展和创新趋势:现代社会被称为信息爆炸的时代, 提出了对超大容量信息传输、超快实时信息处理和超高密度信息存储的更高要求, 促进了信息载体由电子朝着光电子转化发展的进程, 光纤通信, 以及数字化信息技术是目前电子信息技术发展的必然趋势, 与此同时, 信息功能材料也从体材料发展成为薄层、超薄层微结构材料, 且开始朝着融合材料、器件、电路一体化的功能系统集成芯片材料、纳米结构材料的趋势研发。由结构体系方面分析, 硅和硅基材料仍是现代微电子技术的基础材料, 同时, 更为重要的是, 化合物半导体微结构材料凭借其特有的优异发光性质应用在高速、低功耗、低噪音器件和电路当中, 尤其是在光电子器件和光电集成以及光子集成等方面起着至关重要的作用。
国家电子材料行业协会掌握数据显示, 在我国有着近千家具规模的电子信息材料企业, 足见电子信息产业规模的庞大。目前我国已是中小尺寸单晶硅的规模最大的生产基地, 印刷电路板和覆铜板以及磁性材料、有机薄膜等电子信息材料的生产量连续几年在世界排名第一, 并且逐渐形成较为集中、稳定的浙江、安徽、广东等诸多电子信息材料聚集的发展基地。未来10年, TFT-LCD将在新型平板显示产业中占据主流地位, 其份额将达到平板显示产业的百分之九十;同时LED产业也进入到了迅猛增速的发展阶段, 在中国照明市场的占有率爆发式提升, 由此可见, 将来随着TFT-LCD以及LED的迅猛发展, 电子信息材料的应用前景也更加广阔。电子信息产业以迅猛的速度快速增长, 半导体材料和储能材料以及光电子材料及新型元器件等电子信息材料将呈现出明朗广阔的发展前景。
3 结束语
电子信息材料在整个新材料领域发挥着重要作用, 半导体材料是电子信息社会的根本和核心元素, 在社会经济持续发展和国家安全等关键领域承担着极为重要的战略任务。20世纪中期半导体晶体硅材料以及半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研发成功, 引发了电子工业革命, 对整个人类社会有着意义深远的影响, 使人们的生活用品、通信方式、娱乐以及工作方式等得到了颠覆性的变化和进步, 全世界各国对半导体材料的研究都高度关注和重视。伴随着微电子技术朝着高集成度以及超微细化的发展趋势, 微电子材料更是被誉为科技经济创新发展的根本基本和有力支撑, 也成为社会经济和综合国力发展程度的重要标志和象征。
硬脆材料切割线锯结构发展综述 篇3
【摘要】从专利文献的视角对线锯结构的发展及重点技术分支进行了全面的介绍。
【关键词】线锯;硬脆材料;切割;专利申请;发展路线
The research and analysis of the patent technology development of wire saw for cutting materials
Abstract: This article searched the patent application of wire saw for cutting hard brittle materials at home and abroad, analyzed the status and tendency of the development of wire saw in recent years.
Key words: wire, saw, cut, materials
1.引言
线锯按线的多少可以分为单丝线锯和多丝绳锯,按其磨料的工作方式可分为游离磨料线锯和固结磨料线锯,随着线锯研究的进一步发展,先后又出现了异性横截面线锯,多丝绳锯等,本文从专利申请的角度,针对硬脆材料切割线锯结构的发展进行分析,总结概括出其结构改进的几个技术分支,并按照其发展的先后顺序依次对每个分支的改进点及发展方向做进一步的分析。
2.硬脆材料切割线锯结构发展
线锯切割晶片的技术是在20世纪八十年代开始发展起来的,刚开始是运用游离磨料的方式,也就是利用线带动游离磨料,让工件和线中间的磨粒对工件进行材料去除的动作,游离磨料线锯最初采用的是一般的不锈钢线,随着技术的发展,为了改进钢线的切割性质,使其具有较高的耐磨性,耐腐蚀性,以及较高的强度,逐渐出现了表面具有镀层的改进型线锯,最为常见的是在钢丝表面进行镀铜或镀锌处理。如发明专利CN101444935A中提到的一种切割丝,其通过在钢质芯线的表面包覆铜芯合金镀层,从而提高了钢丝的柔韧性,降低了切割丝的断丝率,进而提高了切割质量。
为了提高加工效率且使磨粒能够达到最大的使用率,以及降低成本,上世纪末各国开始研制固着磨粒线锯。固着磨粒切割是指利用烧结、电镀或钎焊等方式将金刚石磨粒固定在钢线上来进行切割。此种方式加工效率较高,同时也避免了游离磨粒线锯的磨粒因为凝聚现象的发生而造成的切割液无法喷出的情况。
早在1996年,日本专利JP9-309108A就提出了固着磨粒的线锯,此外专利JP3078020B2、CN202412497U、CN202685117U等专利也对此类线锯进行了研究,该分支的相关专利的着重于对磨粒结合剂及制成方式等角度进行研究,从而对磨粒的附着性能进行改进。
随着固着磨粒线锯的不断发展,出现了具有多层的复合型线锯,其对最原始的钢丝线进行了多方面的改进,使其具备了更优良的切割性能,专利CN102152416A公开了一种金刚石线锯,其除了在线锯表面固结磨粒外,还包括多层结构如保护层、植砂层、镍基层,通过结合镀层技术及固结磨粒技术对线锯结构的改进提高线锯切割的质量。对此类线锯进行研究的还有专利JP9-150314A、JP10-151560A、JP11-347911A等。
为了减小切口的厚度并且从而减少浪费的材料,倾向于使用具有较小直径的线。然而,具有较小直径的线一般更容易受损,在较高的应变下,线更容易断裂,并且在线断裂事件中,可能引起有害的结果。因此存在用于尽可能减小切口损耗的优选直径与用于尽可能增大线的稳定性的优选直径之间的折中的技术问题。期望具有尽可能小的锯切材料的切口损耗,同时尽可能避免由于线断裂造成的半导体材料的损失和停工时间。于是出现了异形横截面线锯。如EP2647458A1里公开的一种矩形横截面的线锯,其还带有波纹型形状、固定磨粒边型形状、锯齿型形状或矩形形状的凹口。此外专利JP2004-338023A、JP2007-196329A、JP9-254006A、JP11-138414A等对这类线锯作了相关研究。
除了上述提及的几种线锯,根据切割对象的不同还有将多股切割丝拧合在一起形成的绳锯,其作为一种柔性超硬材料的切割工具已经有了40多年的發展历史。
绳锯中的串珠绳锯为发展最好、研究最多的技术分支。最早的金刚石串珠绳出现在意大利的VERONA的S.Ambrogio博览会上,从此以后这以深具潜力的工具得到了快速发展。
随着金刚石串珠绳锯技术的日益推广应用,其存在的问题也相继暴露,如断绳频繁、串珠固定效果差、串珠胎体性能与切割对象不匹配、胎体与基体剥离、胎体磨损与金刚石磨损不匹配、绳锯切割过程中材料去除机理不清楚等等,这些问题严重制约着金刚石串珠绳锯技术的进一步发展,因此进一步发展对金刚石串珠绳锯的系统性研究是相当必要的,也是突破当前技术瓶颈的前提和基础[2]。
3.总结
纵观线锯技术的发展,固结磨料线锯无疑是发展主要方向,由于切割要求的不断提高,其外径是向着超细的方向发展,因此对母线界面的几何形状及尺寸偏差,对磨粒粒径的优化与均一性都有待深入研究。
参考文献
[1]黄国钦,徐西鹏.金刚石串珠绳锯技术的研究.工具技术,2005年第39卷第8期.
作者简介
王妍(1987-),女,江苏泰州人,硕士研究生,现就职于国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,职位:实审审查员,研究方向:焊接与切割。
注释
个人综述材料 篇4
我于20xx年x月毕业于琼台师范高等专科学校中文专业,20xx年被聘为中学语文教师,至今有三年从教经历。我在工作岗位上素来严格要求自我,对工作勤勤恳恳,对学生严慈相济,始终以无愧于“人民教师”这一光荣且厚重的称号而努力。
由于本人的不懈努力以及用心进取的态度,三年的年度考核均是优秀的。付出得到认可令人欣慰,我深信一份耕耘一份收获的道理,踏踏实实工作才能在铅华落尽之时,显露自我存在的价值。
教师这份职业有其特殊之处,除了要有才,还要求德,即政治思想和教师职业道理,它们共同构成了教师个人的素养。我作为一名共产党员,始终拥护中国共产党的领导,遵守国家的法律、法规,热爱祖国、热爱人民,贯彻党的教育方针,执行学校的教育教学计划,不迟到,不早退,做到爱岗敬业且要乐业,把当教师作为一份快乐的事业去经营。主动与学生家长联系,尊重家长,巩固了学校教育的效果;对待同事,注重团结协作,共享教育资源,分享劳动成果,不计较得失名利,使自我拥有一颗简单、愉快地情绪从事这一有好处的工作。
随着社会的发展、科技的进步,知识日新月异。不断地学习,不断更新知识是必然的。为使自我的教学工作更加得心应手,我利用业余时光参加教师的网上培训,学时40课时,认真钻研教材教法和课程标准,提高教育教学水平,尤其是在备课上,做到六备,备《课程标准》、备学生、备教材、备讨论、备练习、备板书,为每一天都有一
点进步做一些努力。
刚踏上工作岗位时,我接了一个班当班主任,初次历练,有勇气也存在不安,用心琢磨后,很快组织好班委会,选出班级骨干,着力抓班风学风建设,建立良好的班群众,学生也逐渐学会诚实有礼,互学互助。我带的班级,在评比中,多次获得先进班群众称号。有的班级学生成绩普遍较差,大多数学生的基础知识掌握不好,在教学中,我尽量从学生实际出发,用他们生活中的例子,化繁为简,只为能被他们理解、掌握。同时,我还在班级中进行一带一的学习活动,使学生端正思想,互相学习,互相促进。
航空耐高温材料综述- 篇5
摘要:现在的航空耐高温材料都围绕着解决高速飞行而进行巨大的研究工作,由于高速飞行的发展,无论是飞行器表面还是内部动力装置都带来了高温问题。因此对于材料的耐高温性能有更高的要求,本文重点介绍几种发动机常用耐高温材料。
关键词:耐高温、镍基合金、钛基合金、航空发动机 一.耐热材料发展的简述:
早在1820年,法国Faraday Stodart和Borthiu分别研制出铁—镍、铁—铬合金。1902年在法国发展了镍铬钢,当时都作为抗腐蚀材料的用途,1912年德国Kruppt获得了两种镍铬钢的专利(铁素体钢 0.15%C、14%Cr、1.8%Ni;奥氏体钢 0.25%C 20%Cr 7%Ni)它们都是现在耐热不锈钢和Fe基耐热合金的基础。在镍铬钢发展的年代里,1910年美国Haynes研制了钴基合金,由于钴基合金具有高的硬度,当时主要呗用作切削工具等。直到30年代里,人们对钴基合金的耐高温性质有了新的认识,并在蒙氏合金的基础上发展了镍基合金。这就是后来被广泛应用在燃气涡轮叶片等材料的钴基合金与各种镍基耐热合金的开端。
地面燃气涡轮动力在工业上的发展,在30年代里有力的推动了耐热材料的发展。Fe基耐热合金是当时用作涡轮盘和叶片的主要材料。40年代初钴基合金铸造问题的改进与镍基合金高温强化问题的解决,从材料上提供了航空燃气涡轮发展的条件。
二次大战以后,随着航空喷气动力技术的迅速发展,各国对耐热合金材料相继进行了大量的研究和改进,在原有基础上不断提高镍基钴基合金的高温性能;在陶瓷、金属陶瓷以及高熔点的金属材料领域展开了广泛的研究工作。二.现代航空耐高温材料
现在的航空耐高温材料都围绕着解决高速飞行而进行巨大的研究工作,由于高速飞行的发展,无论是飞行器表面还是内部动力装置都带来了高温问题。提高发动机的推理与有效工作系数,需要提高工作温度或压缩比,比如:涡轮喷气发动机的进气温度从815度升高到1040度,推理相应增大30%--40%。这就使材料面临着高温高应力的问题,增大压缩比就需要材料在更高的温度下保持现有的抗蠕变性能。自飞机问世至2O世纪60年代初。航空发动机材料主要采用钢材和铝材,钢材主要用于发动机的齿轮、涡轮轴、涡轮盘、燃烧室外壳等一些主要承力部件的制造;而铝基材料则主要用于压气机叶轮、叶片、油泵壳体等部件。由于各部件所处工作环境不同(温度、受力等),因此,其材料的组分也不同。但这两类材料自身的刚度、强度等固素,限制了人们对发动机性能的更高要求,特别是严重影响了发动机推重比的提高。
此外铝基材最的的提点就是易腐蚀,严重影响了发动机的使用寿命,为解决这些问题开始研制采用镍、钛合金来制造发动机主要部件,镍基主要制造火焰筒、涡轮叶片等部件,钛基材料主要用来制造压气机盘和叶片等部件。此外在60年代国外研制的涡轮发动机,在追求高性能研制思想的指导下,变出要求高推重比、高增压比和高涡轮前温度。由于材料方面研究相对落后。造成发动机的结构故障显著增加。70年代初期,C/C复合材料开始出现.这是一种新型的特种工程材料。除了具有石墨的各种优点外。强度和冲击韧性比石墨高5—1O倍.刚度和耐磨性高,化学厦足寸稳定性好,适于高温技术领域。准备用于制造加力燃烧室筒、叶片盘整体结构、涡轮厦尾啧管等部件。但其研制、应用进展缓慢。
三.镍基合金
在整个高温合金领域中,镍基高温合金占有特殊重要的地位。与铁基和钴基高温合金相比,镍基高温合金具有更高的高温强度和组织稳定性,广泛应用于制作航空喷气发动机和工业燃气轮机的热端部件。在目前的先进发动机上,不仅涡轮叶片和燃烧室,甚至于压气机后几级叶片和盘也开始使用镍基高温合金.高温合金的发展动力直接来自于燃气涡轮发动机的发展。为满足航空汽轮发动机推力和效率的日益增长、工作温度不断提高的需要,一些新型高温合金和先进生产制造技术及工艺相继产生。涡轮叶片最高使用温度的提高一半得益于叶片设计,半得益于合金研发及工艺的进展,包括成分和结构的优化。从40年代到50年代中期,合金主要是通过成分调整来提高合金性能。50年代后期以后,合金性能主要以工艺的改进来不断提高,如真空冶炼、精密铸造,不但合金化程度可以进步提高,而且合金质量容易得到保证。进入6O年代,相继出现定向凝固、单晶合金、粉末冶金高温合金、定向共晶及机械合金化等新工艺,使合金性能不断提高
镍基高温合金的发展趋势是耐高温能力更强的单晶高温合金。单晶高温合金由于其优异的高温力学性能得到了广泛应用。至今,单晶高温合金已经发展到第四代。使用温度接近合金熔点80-9096的第三代镍基单晶高温合金代表了上个世纪末高温合金发展的最高水平。目前,更加优良的第四代单晶的研制已经取得了初步进展。
镍基高温合金在高温合金的发展中占有重要地位,目前主要的研究对象是耐高温能力较好的单晶合金,主要是添加铂族元素的镍基单晶高温合金。金属间化合物,共晶,陶瓷等材料由于自身性能限制未能应用于航空发动机制造行业。
航空发动机盘用镍基超合金
该类合金的发展目标是通过增加添加元素,使其具有更高使用温度。新近发展的一种蠕变及疲劳性能更优良的镍基合金,其成分为 Ni-20Cr-1.5Ai-3-Ti-4.5Mo-13.5Co。最初采用真空感应熔炼(VIM)和真空电弧重熔(VAR)制备此合金。由于合金出现成分偏析白斑和碳化物聚集导致盘件寿命降低,美国特种金属公司(SMC)改用VIM 和电渣精炼才消除了这些缺陷,未来更新的发动机要求使用材料的温度和强度更高。最初用于叶片的Udimet720合金Ni-16Cr-2.5AI-5Ti-3Mo-14.7Co-1.25W)需采用粉末冶金方法才能制备成大型盘锻件,而现在SMC通过对熔炼和精炼工艺,以及锻造工艺的研究改进,已成功地制备了250mm直径的锻坯,并且用在了民用和军用机的发动机上。Inconel 7l8SPF可超塑成型的镍基合金
该合金成分与标准的(AMS5596)Inconei7l8合金相同,含50%Ni,17%Cr,0。6%Al,1%Ti,30%Mo,5%Nb,余量为Fe。但合金也有自己的标准AMS 5950,其主要差别是要求用最佳的热变形得到细的晶粒度,与普通Inconei718合金相比,细晶可超塑成型的Inconei718SPF合金疲劳寿命提高100倍,而且充分利用超塑成型技术更容易制成形状复杂,高温下比强度高,制造成本低的元件。因为最初的超塑成型技术主要用于铝和钛合金。Inconei718SPF超塑成形合金代表着材料超塑成形技术领域的最新进展。
Allvac718+是一种新型的析出硬化型镍基高温合金,可以在704摄氏度时仍保持极好的强度和持久性能。这种合金具有Waspaloy合金所具有的耐高温性能和热稳定性,同时保留了标准718合金的加工特性。此外,由于具有较低的内在原料成本,7l8合金比Waspaloy合金在成本上有优势,而且还有改良的热加工性和焊接性能,使成品零件具有较好的成材率。718+合金的强化相
718+合金中的主要强化相为γ,其体积分数随δ相的量不同,范围为19.7%~23.2%。γ相强化合金如Waspaloy和Rene41在高温下均比γ相强化合金如718具有更好的稳定性。这是由于γ相在650℃--750℃的温度范围内生长迅速,而且部分分解以平衡δ相。研究718+合金中的γ相表明其中铌和铝含量很高,与在Waspaloy和Rene41中的非常不同。这可以说明其独特的析出行为和强化效应。718+合金中含有δ相,在热力学处理过程中对合金的持久性能、缺口塑性以及调节显微结构都很有利。然而,δ相的体积分数与718合金相比非常少,并且在高温时以非常缓慢的速率趋于稳定。718+合金中也存在一些γ相,但数量较低,小于7%。
四.钛合金
钛合金在现代飞机上的应用越来越广泛,尤其是在高性能战斗机的风扇叶片、压气机叶片、盘、轴、机匣、骨架、蒙皮、机身隔框和起落架大都需要钛合金。在航天工业中,使用钛及其合金制造燃料储箱、火箭发动机壳体、火箭喷嘴导管、人造卫星外壳等。所以,现代航空航天工业中钛被称为不可缺少的太空金属 钛是同素异构体,熔点为1668℃,温度低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;高于882℃时呈体心立方晶格结构,称为β钛。通过添加合金元素,使其相变温度及相分含量改变,可得到不同组织的钛合金。室温下,钛合金可分为三类:α钛合金(TA)、(α+β)钛合金(TC)和β钛合金(TB)。其中,钛合金的切削加工性最好,(α+β)钛合金次之,β钛合金最难加工 钛及其合金的主要特点是:
(1)比重较小,仅约为铁的一半稍高;
(2)强度较高,可与钢铁相匹比,而比强度则是目前金属材料中最高的;
(3)耐腐蚀性强,无论在大气、海水中以及在含硝酸和氯气的氯化介质中,其抗蚀能力都相当高,抗应力腐蚀的能力也很强;(4)加工成型以及焊接等工艺性能也相当好。航空用钛合金
钛及钛合金因密度小、比强度高、耐海水及海洋大气腐蚀、无磁、透声、抗冲击震动、可加工性好等优异综合性能,是一种理想的航空及非航空用金属材料,世界主要发达国家如俄、美、日等对钛合金的研究应用均十分重视,使钛合金取得了明显的应用。
从20世纪50年代开始,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。如美国的客机波音777含钛合金的量为7%,最先进的波音787客机为15%,欧洲的空客A380客机为10%,运输机C-17为10.3%,战斗机F-4为8%,F-15为25.8%,F-22为39%,F-22四代战斗机用钛量为41%,F-119发动机用钛量为40%。
由此可见,超级大国的空中优势和海上霸权都是以强大的钛工业为基础的。他们在大力发展常规钛合金应用的同时,也注重研究新型钛合金,如美国的Alloy C阻燃钛合金、Timet LCB和Timet62S低成本钛合金;俄罗斯的BT22、BT36等,并形成了490 MPa、585 MPa、686 MPa和785MPa不同强度级别的专用船用钛合金系列。
我国钛合金研究已有40多年的历史,起源于航空,仿制了许多钛合金,而真正独立研制的钛合金是从20世纪70年开始,如沈阳金属所的550℃高温钛合金Ti55、600℃高温钛合金Ti60等;北京有色金属研究院的高强高模钛合金HE130等;北京科技大学的高Nb-TiA1合金等。西北有色金属研究院是我国钛合金研究的专业化研究院所,建院近40多年来,不仅仿制了众多的钛合金,并使
合金批量化规模化生产、应用,也创新研制了30多种新型钛合金,如具有我国自主知识产权的Ti75、Ti-B19、Ti31、Ti91、TC21、CT20、Ti12LC、TP650等等,其中部分新合金也得到批量化生产和应用,取得了良好的成绩。已形成了高温钛合金、阻燃钛合金、超高强钛合金、钛基复合材料、强韧性损伤容限钛合金、低温钛合金、超塑钛合金、船用钛合金、医用钛合金等。
航空发动机压气机叶片、盘和机匣等零件要求在室温至较高的温度范围内具有高的瞬时强度、持久强度、高温蠕变抗力、组织稳定性和高低周疲劳性能。α 型和近α 型钛合金具有良好的蠕变、持久性能和焊接性,因此适合于在高温环境下使用。近β型和β型钛合金尽管在室温至300℃左右具有高的拉伸强度,但在更高的温度下,合金的蠕变抗力和持久性能急剧下降。α+β型钛合金不仅具有良好的热加工性能,而且在中温环境下还有良好的综合性能。按照发动机零件的使用环境和对材料的性能要求,α型、近α型和α+β型钛合金更能满足发动机的工作要求。经过半个世纪世界各国钛合金研究工作者的努力,目前固溶强化型航空发动机用高温钛合金的最高工作温度已由350℃提高到了600℃
我国于20 世纪70 年代开始研制航空发动机用高温钛合金目前在我国航空发动机上获得应用的主要是α+β型钛合金,工作温度均在500 ℃以下。更高温度使用的近α型钛合金(如600℃高温钛合金)尚处于研发阶段,未获得应用。我国在航空发动机上使用的工作温度在400℃以下的高温钛合金主要有TC4,TC17,应用于发动机工作温度较低的风扇叶片和压气机第1,2 级叶片,TC6 的用量较少,主要用于发动机紧固件。500℃左右工作的高温钛合金有TC11,TA15 和TA7 合金,其中TC11 是我国目前航空发动机上用量最大的钛合金当工作温度达到500 ℃以上时,钛合金的蠕变性能和热稳定性的重要性愈加突出,而这2种性能之间往往存在矛盾,需要通过优化合金成分和控制显微组织使这2 个性能得以更好地匹配。目前,各国研制和使用的500 ℃ 以上高温钛合金均为Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系,最高使用温度已达到600 ℃,我国的600 ℃高温钛合金Ti60还处于研制阶段,尚未获得正式应用。
30年来,钛合金的操作温度已由300℃左右提高到600℃。具体地说,l948年时IMI318合金用在325℃,l958年时IM1550合金用在400℃,1965年时IMI 684合金用在600℃,l968年时IMI685合金用在520℃,l977年时IMI829合金用在550℃,1983年时IM1834合金用在600℃。
α+β型钛合金
早期的钛合金都是α+β型的,它们含有亚稳定的α和β两种添加剂,其特点是由两相等轴组织构成。这类合金的典型代表是IMI318(Ti-6AI-4V),虽然它是美国最初开发的台金之一,但它至今仍是最广泛应用在不超过325℃ 温度下的钛台金,绝大多数燃气涡轮发动机的壳体部件、风扇盘和叶片、低级和中级压气机盘和叶片都是用该台金生产的,RB211和CFM56是其最好的例子。
另一种重要的α+β合金是IMI550(Ti-4Al-2Sn-4Mo-0.5Si),它的强度要比IMI318高一些,并且在400℃时显示出良好的抗蠕变能力
参考文献:
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学生思想道德教育综述材料 篇6
一、学校高度重视,健全完善规章制度,为思政工作提供组织保障 自学校办本科教育以来,校党委高度重视学生思想道德教育,始终坚持以科学发展观为统领,认真落实中央、省委关于加强和改进大学生思想政治工作的意见和精神,在开拓中创新,在创新中发展。学校成立了大学生思想政治教育工作领导小组,宣传部、学生处、校团委、保卫处、思政教研部等有关部门根据党委部署,及时起草并制定下发了多个相关文件,形成了进一步加强和改进大学生思想政治教育工作的制度体系。各级党总支建立了大学生思想政治教育工作联席会议制度,制订了一系列实施细则,将大学生思想政治教育工作列为本部门的重点工作,从体制机制上为加强和改进大学生思想政治教育工作提供了有力保障。思政教育工作领导小组紧密结合我校工作实际,以理想信念教育为核心,以爱国主义教育为重点,以思想道德建设为基础,以大学生全面发展为目标,坚持教书与育人相结合、政治理论教育与社会实践相结合、教育与管理相结合、继承优良传统与改进创新相结合四项基本原则,工作中不断提高认识、求真务实、与时俱进,坚持以人为本,贴近实际、贴近生活、贴近学生,为中国特色社会主义事业培养德智体美全面发展的合格建设者和可靠接班人。
二、多种途径加强大学生思想政治教育,措施完善、有效
(一)充分发挥思想政治理论课在德育教育中的主渠道作用
学校按照中宣部、教育部的要求,开设思想政治理论课,充分发挥思想政治教育的主渠道作用。广大教师坚持理论教学与实践教学相结合,积极进行思想政治理论课教学形式和手段的改革。《邓小平理论和“三个代表”重要思想概论》课程采取常规教学和专题讲授相结合的方式,重大理论和现实问题都安排专题讲座。《思想道德修养》实行师生互动式教学,学生对思想政治理论课的兴趣不断增加。思想政治理论课取得了良好的教育教学效果,成为学校培养政治素质高、理论基础扎实、实践能力强、富有社会责任感的应用型高素质人才的重要基础。
(二)加强党团组织建设,充分发挥党团员在思想政治教育中的带头作用 我校坚持将学生党团组织建设作为思想政治教育的重要环节,以党建带团建,发挥党团组织的凝聚力和战斗力,开展多种活动,增进教育效果。制定并实施《学生党建工作细则》,规范学生党员发展程序。通过业余党校、民主生活会、主题教育等活动,不断加强学生党组织的建设与管理,充分发挥其在思想政治教育中的战斗堡垒和辐射作用。截止 20 的 的 年 月,本科学生党员共 人,占本科学生总数 %;入党积极分子和已递交入党申请书的学生占本科学生总数 %以上。学校团组织健全活跃,为党组织培养和输送了大批优秀人才,切实发挥了党的助手和后备军的作用。根据中央16号文件提出的“要坚持把党支部建在班上”的要求,在学生党员的管理方面实行了将学生党支部建立在班上的做法,坚持了四种管理制度:党员谈心制度、党员值班制度、党员监督制度、学生党支部书记汇报制度。各基层党组织定期举办党员培训学习班。发挥学生党员的创新意识,提高党支部的凝聚力。积极开展大学生党支部工作“立项”活动、创先争优等活动;建立党员学习网络、党员QQ群、党员公寓等活动,强化大学生党员和入党积极分子的自我教育管理。
以重大节日为契机,组织各种形式的教育活动,提高学生党员的党性意识。围绕学校中心工作,开展专题教育活动,使学生积极配合学校工作的开展。(1)各级团组织按照上级团组织和学校党委的要求,两年来,认真开展学习《国家中长期教育改革和发展规划纲要》、胡锦涛主席清华大学百年校庆的讲话、庆祝中国共产党成立90周年重要讲话七一讲话、纪念中国共产主义青年团成立90周年大会的重要讲话精神,学习党的十七届六中全会、十八大精神、福建省委第九次党代会、南平市第四次党代会、团代会的精神,通过学习,让广大团员青年了解时政,认清方向,充满信心,永远跟党走,培养社会主义的合格建设者和可靠接班人。(2)各级团组织认真贯彻“学党史、知党情、跟党走”主题教育,开展 “与信仰对话,党史报告进校园” “迈向新征程的行动,学习十八大报告会”教育活动,通过论坛、座谈等方式,充分借助网站、博客、微博、飞信等新媒体,宣传党的历史,营造了良好学习党史的氛围。邀请校内外专家组织了15场党史报告会,各院系组织了50多场党史党课学习,参与学生8000余人次,通过学习深入了解党的历史,增进对党的感情,坚定党的信念。此外各级团组织还认真组织学习三明学院全国道德模范曹阳飞宇同学先进事迹和全国模范法官詹红荔同志的先进事迹,广大同学跟着榜样学习,在“创先争优”活动中作表率、争先锋。为发掘身边的感动人物、发挥榜样力量,组织开展了武夷学院首届“感动校园”学生人物评选,通过专刊、校报、微博、手机、网络等媒体深入宣传,引领思想建设。(3)各级团学组织以纪念“五四运动”、“建党90周年”、“建团90周年”为契机,开展了主题鲜明、形式多样、丰富有特色的教育活动,如红色电影革命配音大赛、“庆祝十八大〃党在我心中”演讲比赛、红歌会、革命歌曲大合唱、党史知识竞赛、辩论赛、专题晚会,主题班会等,两年来,组织了上百场次的活动,参与学生达10000多人次,学生参与面广,效果较好,进一步增强广大团员青年立志成才和爱国热情,增强了责任感和使命感。
学校团委高度重视学生思想政治教育引领工作,通过积极组织开展青年马克思主义者培养工程、团员团干理论学习、主题教育等工作,使团员青年不断接受党的理论熏陶,学习党的方针政策和重要精神,增强学生的爱国热情和社会责任感,努力成为全面发展的新一代合格建设者和可靠接班人。通过载体带动、分类引导、深化创新,不断增强教育引导的针对性和实效性,团结青年跟党走,先行先试求作为。把青年马克思主义者培养工程作为培养学生政治思想素质的重点品牌工程来抓,通过多种有效方式,努力培养一批思想政治素质强、价值观正确、业务知识好的团员大学生,并以点带面,培养一批,带动一片,影响全体,努力营造生动有效地理论学习氛围。目前已举办了四期培训班,共培养学生骨干200人。
(三)推进社会实践活动,增强学生的社会责任感
我校积极推进学生社会实践活动,重视引导学生在实践中培养社会责任感。社会实践是大学生思想政治教育的重要环节,是大学生了解社会、了解国情、增强社会责任感的有效途径。根据上级有关要求和学校教育教学安排,学校结合自身实际和区域特点,开展不同主题的社会实践活动,积极引导广大青年学生在推动科学发展、投身海西建设的伟大实践中奋发成才,利用每年的寒暑假组织开展大学生社会实践活动,将大学生社会实践作为我校“两个提升”、“两个突破”、培养“四会”人才的重要载体,突出学生社会适应能力和专业实践运用能力。
为深入推进我校大学生社会实践工作,进一步培养大学生的创新意识和实践能力,校团委举办了2011年大学生暑期社会实践项目征集比赛,共征集项目68个,经组织专家评审,16个项目获得学校立项,获得资助。以“永远跟党走,青春促跨越”为主题结合自身实际和区域特点,重点组织了9支校级重点实践团队、6支系级重点实践团队,143名学生分别赴往南平各县市区开展以生态调研、文化调研、爱心支教、环境保护、乡镇服务等为主要内容的社会实践活动。2011年校团委获得福建省暑期“三下乡”社会实践先进单位,4个团队获得优秀实践团队。2012年暑期以“青春九十年〃报国永争先”为主题的,开展了 “三下乡”社会实践活动,组织10多支重点社会实践团队,300多名大学生深入农村、社区开展科技支农、文化下乡、关爱行动,3支队伍获得省级表彰,学校被评为社会实践优秀组织单位。
院团委在每年假期都以“受教育、长才干、做贡献”为宗旨,组织社会实践小分队,深入到全市各地,开展科技 下乡支教服务等实践活动,同时积极倡导全体学生参与分散回乡的社社会实践活动增强了同学们的责任感和使命感,使同学们意识到作为一名新世纪的大学生所肩负的沉重使命。通过实践,学生分析问题、解决问题的能力得以提高;通过实践,学生组织能力、社会活动能力显著增强;通过实践,学生独立思维能力、动手能力得到锻炼;通过实践,学生的知识和基本技能得到检验。
(四)校村居共建
(五)开展青年志愿者活动,树立社会公德意识和责任、义务观念
我校广大青年志愿者组织,坚持以科学发展观为指导,大力弘扬“奉献、友爱、互助、进步”的志愿精神,传播志愿文化,积极投身公益活动。志愿者服务成为我校思想道德建设的亮点:一是校内开展“学雷锋”服务月活动和国际志愿者服务日活动,组织志愿者深入社区、聋哑学校、敬老院、景区等单位开展敬老助残、扶贫帮困、智力支教、环境保护、公益劳动、社区义工等志愿服务,两年来,全校共志愿服务15000余人次。开展志愿者无偿献血服务活动,无偿献血达3000人次,累计献血量668730 ml。二是志愿服务融入地方重要节庆活动,参与了5.13国际旅游投资洽谈会、第五届茶搏会、朱子文化节、海峡论坛、武夷山茶节等大型活动的服务工作,近两千名志愿者参加,累计志愿服务达15000小时,成为武夷山重要活动的一道亮丽风景。三是在关爱农民工子女行动中,我校与武夷山进修小学258名农民工子女结队,开展 “送温暖〃促和谐”为主题的关爱农民工子女公益活动,开展了丰富多彩的“七彩课堂”活动、“大手牵小手 共同学雷锋”、“阳光运动 健康成长”、“同学习、同游戏、同生活”、“帮助农民工子女,传承雷锋精神”、“关爱农民工子女—绿色环保”、“传递爱心,点亮心愿”、“自护安全教育”、“一毛关爱计划”等活动,在校团委的组织下,各院系利用周末、节日、假期共开展近3000人次的爱心捐赠、情感陪护等活动,捐款累计达5万多元,我校关爱农民工子女“爱心教育”志愿行动团获“福建省共青团关爱农民工子女志愿服务行动”优秀志愿服务团队荣誉称号。另外向省红十会捐赠壹万伍仟元用于农村学校“图书建设”,获得省红十字会人道荣誉奖。四是在国家志愿项目上,我校共有13名志愿者参加服务西部计划和欠发达地区计划。
(六)开展学生思想状况调查研究,针对性地做好思想政治教育工作
为了解和掌握学生和思想动态,使思想政治教育工作针对性更 强,学校一直坚持对学生思想状况进行经常性的调查研究,每学年的开学分别对新生和老生进行问卷调查,学生毕业前对学生进行求职意向调查、学生毕业后对学生进行跟踪调查。从调查结果看,学生思想道德状况的主流是好的,呈现出积极、健康、向上的发展趋势。学生普遍关心时事政治,关注民生,具有强烈的爱国主义精神和社会责任感,思想道德观念与社会主义精神文明建设要求相符合,与社会主义 市场经济发展要求相适应。同时,调查结果反映出的问题为学校掌握新生思想动态、实事求是进行研究、有针对性地做好工作打下了基础。学校学生工作干部也积极开展学生状况研究,撰写调查报告和论文,使学生工作水平不断提升。
(七)通过“第二课堂”活动,全面提高学生思想道德素质
丰富多彩的第二课堂活动是提高大学生思想道德素质的有效途径。近两年,我校积极拓展第二课堂活动形式,把校园文化建设作为提高大学生文化素质的一项重要途径,开展了一系列多层次、全方位、高品位的校园文化活动,营造了一种健康向上、丰富多彩、充满生机 活力的校园文化氛围,形成了一个具有良好学风校风、高雅文化品位、浓郁人文气息的育人环境。策划组织了“文明三月行”、“红五月”、“社团文化节”、“体育文化节”、“ 文化艺术节”、迎新晚会、毕业生晚会等一系列主题校园文化活动,社团文化节期间,大型活动30场次,小型活动及授课培训达300场次左右,校园越野赛、“茶使礼仪风尚大赛”、“吉他弹唱大赛”、“诗雨联花”文学知识竞赛、象棋个人赛、“魅力武夷,活力校园”PPT设计大赛、武夷文化摄影大赛、英语原声配音大赛、“数学竞赛”、模拟炒股大赛、篮球宝贝大赛、日本文化祭、动漫真人秀、跳蚤市场等活动,很好地起到繁荣校园文化,打造精品社团的作用,促进了学生综合素质的提高。校园文化艺术节建立了一批精品项目深受学生欢迎,如街舞大赛、民族舞大赛、模特大赛、主持人大赛、校园十佳歌手大赛、电影配音大赛、红歌赛、大学生辩论赛、电声乐队专场演出、艺术汇报演出、“校园风〃武夷恋〃国家情”书画作品征集大赛、“活力武夷〃大学生风采展示”活动。各院系也积极谋划,百花齐放,形成学科专业特色浓烈地方色彩丰富的文化艺术节,如人文学院的武夷文化节、旅游系的旅游文化节、信息学院的世界遗产文化节、商学院的外国文化节、环境与建筑系的环保科技文化节等特色项目。校园文化建设提升学校市场竞争软实力,加强学术文化交流,提高大学生文化素养,传承传统办学精神,打造校园文化品牌。丰富多彩的校园文化活动己成为我院实施素质教育的重要载体,成为校园精神文明建设的重要组成部分。活动富含着深厚的道德素质的主题思想,教育引导学生用正确的思想,高尚的道德素质为人处世,在活动中实现自己的人生价值。
(八)以主题教育为推手,营造和谐有序的校园氛围
1、新生教育
注重新生适应养成教育,利用新生入学教育、新生军训等有利时机,引导新生主动给家长写一封信,感谢父母的养育之恩;开展以理想信念、爱国爱校、文明诚信、集体主义和团队精神、国防知识等为主要内容的教育,帮助新生树立正确的世界观、人生观、价值观和荣辱观;开展以校规校纪、安全防范、心理健康、角色转换、行为养成、抗挫折等为主要内容的教育,帮助新生提高适应能力,增强安全意识、健康意识;开展以专业思想、学业发展规划、职业生涯规划等为主要内容的教育,帮助新生牢固树立科学的发展观和成才观。
2、安全教育
加强日常安全教育管理工作,建立和完善学生党员和干部联系宿舍制度和公寓协管员的信息报送制度,及时了解掌握学生的思想动态,畅通了信息收集、反馈渠道。以文明宿舍创建、公寓文化活动和主题班会为载体,加强的学生防盗、防骗、防交通事故等安全教育工作,做好防震、防洪、消防的安全演练。通过班会、团日活动、主题宣传等形式的教育活动,提高学生安全防范意识和自我保护技能,把不安定因素消除在萌芽状态,切实维护学校安全稳定。
(九)以生为本,服务育人,促进学生全面发展
学校对大学生的思想政治教育进行引导与宣传,并培养其品格,做好学生的行为管理和日常服务,拓展学生素质与能力,为广大毕业生提供就业信息与指导。大学思想政治教育既要教育人、引导人,又要关心人、帮助人。我校坚持从严治教,加强管理,改善办学条件,提高教育教学质量,为大学生的成长成才创造条件。我校在新生入校时深入了解学生的家庭状况,以便在以后对学生进行资助时有针对性。完善资助措施,安排困难学生到勤工俭学的岗位,帮助经济困难学生完成学业。帮助大学生树立正确的就业观念,引导毕业生到基层、到西部、到祖国最需要的地方建功立业,使他们树立“先就业,后择业,再发展”、“走出去”的就业思想。及时将就业信息传达给每个学生,对学生进行就业指导,提供高效优质的就业创业服务。通过服务育人、管理育人,让学生在实践中学会学习、学会竞争、学会生存,让大学生无后顾之忧顺利完成学业。
三、注重思想道德修养教育,学生道德素养好
1、通过树立典型,形成良好的“比学赶帮超”风气
在提高学生思想道德素质教育中,我们非常重视“典型”的示范带头作用,通过“推优”“评先”形成“争优”“创先”、构建“比学赶帮超”的良好风气。两年来,学校涌现出省级先进班集体 个,省级三好学生 个,省级优秀学生干部 个,校级先进班集体 个,校级三好学生 个,国家奖学金 人,省级优秀毕业生 人,市级优秀共青团员 人,五四红旗团总支 个。为发掘身边的感动人物、发挥榜样力量,组织开展了武夷学院首届“感动校园”学生人物评选,通过专刊、校报、微博、手机、网络等媒体深入宣传,引领思想建设。
2、通过献爱心活动,体现高尚的道德情操。
学校每年都倡导学生广泛开展献爱心活动,以体现当代大学生高尚的道德情操,广大学生积极响应,为社会捐款捐物奉献爱心。学生无偿献血活动涌跃。无偿献血达3000人次,受到市中心血站领导的高度赞扬。志愿服务西部,奉献青春智慧。我校每年都悉心制定工作方案,全面宣传志愿服务西部计划,并且用志愿者的亲身经历鼓励同学们到祖国和人民最需要的地方去建功立业。两年来,我校己有 名同学积极报名自愿支援西部建设,其中被光荣招募的学生有 人。关注社会,关爱他人,积极开展关爱农民工子女志愿服务。
3、通过爱国主义教育,展现鲜明的爱国主义情怀
学校重视学生的爱国主义教育,为拓展爱国主义教育平台,校团委充分利用武夷山红色革命资源,将上梅暴动纪念馆、洋庄乡大安闽北苏维埃遗址、闽北革命纪念馆、赤石暴动等作为大学生爱国主义教育基地。爱国主义教育基地为大学生的思想道德教育提供社会实践平台,学校将组织学生参观爱国主义教育基地,接受革命历史、革命精神教育,增强当代大学生爱党爱国爱家乡之情感。
四、重视对大学生人文教育,学生文化素质高
学校高度重视自然科学和人文科学的融合,从多个方面不断加强学生文化素质教育,取得了积极效果。
1、社团文化活动高雅、丰富,为提高学生的文化素质提供了广阔的平台 学校每年都举办校园文化艺术节、社团文化节,在校园文化建设中确立了良好的品牌形象,发挥了良好的品牌效应。
2、举办了一系列高质量的学术讲座
3、学生自办刊物丰富,展现了较高的文化素质
稀土磁性材料专利分析综述 篇7
本文着重研究了稀土磁性材料在全球的专利申请状况、中国专利申请状况以及重点申请人及其关键技术分布情况进行统计与分析,以期掌握稀土磁性材料的发展状况及研究热点和重点。以期为国内申请人在稀土磁性材料专利布局和研发提供借鉴。
根据稀土功能材料的应用领域的特性,将稀土功能材料分为:稀土磁性材料、稀土催化材料,稀土发光材料和稀土储氢材料。稀土磁性材料是应用领域最为广泛的稀土功能材料。本文着重研究了稀土磁性材料在全球的专利申请状况、在中国的专利申请状况以及重点申请人及其关键技术分布情况进行统计与分析,以期掌握稀土磁性材料的发展状况及研究热点和重点。
研究内容
鉴于发明专利有效期一般为20年,本文利用国家知识产权局专利检索系统的数据库,检索了截止到2015年的稀土磁性材料领域的发明专利情况,并分析了其申请态势、技术构成、重点专利。
全球专利申请状况
在dwpi数据库中检索到稀土磁性材料领域的全球专利申请量为31909项(未经人工筛选)。本节基于该专利数据从专利申请态势、目标市场国家、技术来源分布以及申请人排名等方面进行重点分析。
发展态势分析
图1是稀土磁性材料领域全球专利申请趋势,从图中可以看出在1980年前全球申请量基本维持在200项以下,这是由于早期对于稀土磁性材料的开发合理用存在较多障碍,一些稀土材料的分离困难,并且价格昂贵,抑制了其应用领域的扩展;而在进入1980年以后,随着全球稀土本身的开发,以及应用领域扩展到电子电器、汽车、通信、医疗仪器等领域,成为与人们生活息息相关的基础材料,并且自1983年开始进入第三代的稀土磁性材料,在该领域的全球专利申请迅速增加,出现第一个井喷期,随着风力发电、电动汽车、节能家电等方面对于稀土磁性材料的需求的增加,接着在1995年以后开始第二个井喷期。然后进入持续的增长阶段。
目标市场国家分析
图2是稀土磁性领域全球专利申请的目标市场国家情况,主要反映了该领域专利申请对于全球主要经济体(中国、美国、欧洲、日本、韩国、俄罗斯)的布局情况,由图中可以看出,日本是该领域首要的技术布局地区,进入日本的申请量达到22296件,这与日本的电子工业、汽车工业比较发达,对于稀土磁性材料领域的需求量比较大有关,而中国也是主要的目标市场之一,进入中国的专利申请量达到8327件,这与中国是全球制造业基地以及主要消费市场的地位是相对应的,另外欧美作为全球主要的消费市场,进入美国和欧洲的专利申请分别达到5662和4647件。
技术来源国家分析
图3反应了全球稀土磁性材料领域技术来源国情况,可以看出在该领域主要的技术来源于日本,以日本申请为优先权的申请量达到21238件,反映出日本的稀土磁性材料领域技术处于较为领先的地位,另外来自中国和欧洲的专利申请量达到5904和4647件。
申请人排名分析
图4是稀土磁性材料领域全球专利申请前十位申请人分布,由图中可以看出前十位的申请人全部为日本申请人,并且其中排名第一位的日立金属和第二位的住友均是在稀土磁性材料领域具有技术垄断的巨头,两家企业现在已经将稀土方面的业务合并成为一家公司,对于整个稀土磁性材料领域具有重要的影响。而日本的TDK株式会社也在该领域有着重要的专利布局。总体来说,日本申请人排名靠前与日本的磁性材料技术有一定的领先以及日本的专利申请政策有关。
中国专利申请状况
在CPRS数据库中检索获得经过筛选后的稀土磁性材料领域的中国专利申请量为4768件。本节基于该专利数据从发展态势、重点申请人、区域分布等方面进行重点分析。
发展态势分析
图5反映中国稀土磁性材料专利申请态势,在2004年以前,国内涉及稀土磁性材料的申请量总体变化不大,进入2005年后申请量迅速增加,反映出国内申请人对于该领域的技术研究越来越重视,也与国内的对于磁性材料的需求增加有很大的关系。
中国稀土磁性材料专利申请自1985年开始,在80年代后期主要是由钢铁研究总院、包头稀土研究院、北京三环新材料(中国科学院)、以及住友特殊金属为主的申请人的申请;1985年北京钢铁学院首次提出涉及制造铁-稀土-硼磁性材料的方法(ZL85100860)的申请,而住友特殊金属则在1985年提出生产磁性体的方法的专利(ZL89101649,2001年有效期限届满,涉及使用烧结体经过两阶段热处理获得磁性体的方法,得到的产品磁能积至少为32MGOe,矫顽力至少12.6k Oe),这一阶段,该公司共申请3件相关的生产磁性体方法的专利,均是提高磁能积和矫顽力。
其他的日本申请人如东芝则是在2009开始进行申请,涉及的方法则是用于电动机和发电机方向的磁性体,日立则在1987年开始进行相关的申请,持续到2011年;信越化工和TDK株式会社、株式会社新王磁材也申请了相当数量的稀土磁性专利。
美国通用电气公司自1987年开始进行相关的申请,涉及磁性体的生产方法(其中包括涉及医疗成像系统的磁性体的制造),并且在1999年和我国包头钢铁合作申请含有铈、钕和/或镨的铁-硼-稀土型磁性材料及其生产方法(ZL99102207,2013年费用终止失效);另一家美国稀土巨头麦格昆磁则于2000年申请了涉及通过添加其他元素取代Fe、Nd、B来改变磁性材料磁性的方法,降低成本提高淬火性(ZL00813322),其在中国稀土磁性材料总申请量为3件。
中国稀土磁性材料领域主要申请人
图6是中国稀土磁性材料专利申请人排名,经过对稀土磁性材料领域中国申请人的分析发现国内申请人和日本来华申请人占据申请量前十位,其中国内申请量较大的申请人大多前身是科研院所改制的企业或大学,这其中以北京三环新材料和北京科技大学为代表,前者是中国科学院改制企业为前身,其相关企业包括北京三环新材料、,而北京科技大学作为我国金属材料研究比较集中的院校,在稀土材料的开发以及应用领域扩展发面也有较强科研实力,总体而言,在稀土磁性材料领域我国企业的申请占据了一定的地位,然而日本来华企业不论是在数量还是专利申请质量上都占据主要地位,其中日本来华企业主要是日立、住友、新王磁材料、TDK株式会社、信越化学,而目前日立和住友的稀土材料部门已经合并,其研发实力进一步提升,并且在稀土磁性材料领域的生产技术方面具有绝对的垄断地位。
稀土磁性材料领域中国专利申请地域分布
图7是稀土催化材料领域中国专利申请地域分布,其中来自北京的申请占全国申请重量超过五分之一,反映出北京地区的研发实力较强;另外自美国、日本、联邦德国的申请也占据国内申请地域分布的前列。
结语和建议
通过以上分析,得出以下结论:
1.全球专利状况
稀土磁性材料领域全球专利申请共计31909项,在1980年前全球申请量基本维持在200项以下,而自1983年开始进入第三代的稀土磁性材料,在该领域的全球专利申请迅速增加,出现第一个井喷期,接着在1995年以后开始第二个井喷期。然后进入持续的增长阶段。稀土磁性材料领域日本是全球主要的申请来源国家,其中日立金属和住友金属申请量位居前两位。
2.中国专利申请状况
稀土磁性材料领域中国专利申请量为4768件,中国稀土磁性材料专利申请自1985年开始;中国专利申请量前十位申请人中日本来华企业有日立、住友、新王磁材料、TDK株式会社、信越化学,其余除北京三环新材料以外均是大学申请,并且北京三环新材料前身也是中国科学院改制企业。中国专利申请国内申请量主要是北京、浙江、辽宁。
针对以上结论,提出如下建议:
(1)全面利用国内高校的研究力量,形成产学研一体化,助力国内稀土行业的发展;
纳米材料发展综述 篇8
关键词: 纳米氧化铜;环境健康;生态毒理;细胞;生物体;综述
中图分类号: TQ131 2+1;X171 5 文献标志码: A
文章编号:1002-1302(2015)08-0340-04
伴随着纳米科技的快速兴起与发展,在20世纪80年代末、90年代初期,种类繁多的纳米科技产品迅速走进了人们的视野。科学家们对纳米技术的发展作了预言:纳米科技的发展将会给社会带来非常大的经济利益,能够促进先进材料的制造、新型能源的开发、生物技术的发展、疾病的诊断和治疗等 [1]。纳米材料由于尺寸较小、化学组成与结构的特殊性,以及不同于以往传统材料的特殊物理化学特性(如小尺寸效应、大比表面积、高表面界面效应、高量子尺寸效应、高量子隧道效应等),目前已经被广泛应用于医药、电子、能源、环保、通讯、化妆品、航空航天、材料等领域。纳米材料在生活、工作中的广泛运用,使得人类与其接触的机会大大增加,因此纳米材料逐步渗透到人类的生存环境和生态系统中。由于纳米材料本身所具有的特殊性,它们易于与生物体的细胞器、细胞、组织器官,甚至是蛋白质这类大分子物质等相互作用,可能造成细胞以及组织器官的功能异化,从而给生物体的健康带来诸多影响。因此,纳米材料是否会给人们的生活工作环境带来污染、是否会对生物体的健康带来影响、是否会造成生态环境的破坏这一系列问题引起了各国研究者及政府部门的广泛关注 [2-4],对纳米材料的生物安全性进行评价已成为当务之急。目前广泛应用的纳米材料主要有以下几大类:碳纳米管(CNTs)、富勒烯(fullerene)、量子点(QDs)、金属氧化物(氧化铁、二氧化钛、氧化铜)等 [5],其中纳米氧化铜(CuO)是应用最广泛的纳米材料之一。易于形成片状结构,较薄的纳米片向各个方向生长,经缠绕交织而形成花状、蒲公英状、管状、伞状、线状、棒状等结构。由于具有良好的催化活性、热传导性及气敏性,目前纳米CuO已被大量开发生产,广泛用于电池、太阳能转换、气体传感器、微电子、传导液、杀菌、新型的催化剂(取代贵金属)、化妆品等与人们生产生活息息相关的行业中。纳米CuO被认为是在21世纪应用最广泛的新材料、新产品,下面简要介绍纳米CuO在相关行业中的应用。
1 1 新型催化剂
在有机化学反应中,纳米CuO是最为广泛使用的催化剂。甲醇作为新兴的生物质能源,是当今的研究热点,为了实现其能源的快速完全转化,有利于促进能量的完全释放,将纳米CuO加入到甲醇的氧化反应中。在纳米CuO的催化作用下,甲醇在210~220 ℃时的转化效率达到90%,远高于添加其他纳米材料。
在生物科技领域,纳米CuO可催化氨基酸并使其发光,实现对氨基酸的检测。有研究者利用低温固相法所制得的纳米CuO来催化精氨酸天冬氨酸的鲁米洛化学发光体系,经过对比发现,相对于分析纯CuO、Cu 2+,纳米CuO的催化活性分别提高了5 65、4 51倍 [6]。此外,在检测氨基酸方面,纳米CuO也表现出了较高灵敏度,可作为氨基酸检测的新型方法。
1 2 杀菌作用
目前被采用的抗菌剂大部分为光催化类抗菌剂,这种抗菌剂多数是属于宽禁带的n型半导体氧化物,半导体的能带结构通常是由1个充满电子的低能价带(valenee band,VB)和空的高能导带(conduetion band,CB)构成,二者之间存在禁带。当能量大于或等于半导体带隙能的光波辐射时,处于价带的电子(e-)就会被激发到导带上,价带生成空穴(h+),从而在半导体表面产生了具有高度活性的空穴电子对,并与环境中的O2、H2O 发生作用,细胞中的有机物分子与产生的活性氧自由基发生化学反应,从而达到杀菌的目的 [7]。CuO属于p-型半导体,自身存在空穴(CuO)+,可能与环境发生作用而起到抗菌或抑菌的作用。Mahapatra等采用液相法,Cu(OH)2 前驱体以碱式 CuCO3、NaOH为原料所获得,然后将其热分解得到纳米CuO,研究结果表明,纳米CuO对肺炎杆菌、绿脓杆菌有良好的抑菌作用 [8]。
1 3 传感器的应用
物理传感器、化学传感器是现阶段最主要的2类传感器。物理传感器是以外界的热、光、磁、温度、湿度等物理量为对象,将检出物理量转变成电信号的装置。化学传感器则是把特定化学物质的种类和浓度转化成电信号的装置,将敏感材料与待测物质的分子、离子等相互接触,根据电信号的变化来开发化学传感器。因此传感器能较为灵敏地反映外界环境中某些物质的变化,广泛应用于环境检测、气象预报、医疗诊断等方面。半导体金属氧化物CuO可作为还原性气体(CO、H2、CH4)和氧化性气体(NOx)检测的灵敏材料 [9]。此外,纳米CuO具有高比表面积、高表面活性、特异物性、小尺寸性等一系列特点,加上对于外界环境变化如温度、光、湿度等方面的灵敏反应,因此将纳米CuO包裹在其他材料的表面,将大大提高传感器对CO、乙醇的选择性,为检测环境质量提供了更为灵敏及先进的方法 [10-12]。
1 4 与其他材料复合
复合纳米材料由于具有单一纳米材料所不具备的特点而受到人们的普遍关注,纳米CuO与其他材料复合而形成的复合材料具有良好的物理特性。
作为催化剂,纳米CuO的催化活性点很低,而与其他材料复合后,例如CuO/CeO2在160 ℃且存在H2的情况下,CO有很高的催化活性和选择性,其催化活性远高于相同条件下制备的Co/Mn [13]。纳米CuO与其他材料所得的复合材料不仅可以作为CO与氮氧化物的氧化、还原催化剂,还可充当挥发性有机气体、甲烷燃烧的催化剂。在复合材料中添加适量的CuO,可以提高甲烷的起始燃烧温度达到350 ℃,完全燃烧温度达到630 ℃,使用这种复合材料将会大大提高染料的燃烧率,从而节省能源。此外复合纳米材料具有一定的热稳定性,当焙烧温度达到800 ℃,复合材料仍具有较好的催化活性 [14]。白守礼等通过合成3种不同CuO复合材料,分别为CuO/Al2O3、CuO/CeO2、CuO/SiO2,对比这3种复合材料的气敏活性结果表明,复合氧化物的比表面积对CO、H2的灵敏度都显著提高,这可能是由纳米氧化复合物之间的电子相互作用和化学叠加效应所造成的 [15]。