混凝土的性质及应用

混凝土的性质及应用（精选11篇）

混凝土的性质及应用 篇1

摘要：本文讨论了实对称矩阵的若干性质以及它们的应用。

关键词：对称矩阵,性质,应用

1 对称矩阵的性质

定义1设A为n阶方阵, 如果满足AT=A, 即aij=aji (i, j=1, 2, …, n) , 那么A称为对称矩阵, 简称对称阵。对称阵的特点是:它的元素以对角线为对称轴对应相等。

规定:本文中的矩阵都为实矩阵。

性质1同阶对称矩阵的和、差、数乘运算得到的矩阵仍为对称矩阵。

性质2设A为n阶方阵, 则ATA, A+AT, AAT为对称阵。

性质3设A为n阶对称阵, 若A可逆, 则A-1, A*为对称阵。

证明:因为A为对称阵, 所以AT=A, 又因为A可逆, 所以 (AT) -1=A-1, (A-1) T=A-1, 所以A-1为对称阵。

因为A*=A A-1, 且A可逆, 所以A≠0, 由性质1可知A*为对称阵。

性质4实对称矩阵得特征值为实数。

性质5设λ1, λ2是实对称矩阵A的两个特征值, p1, p2是对应的特征向量。若λ1≠λ2, 则p1与p2正交[1]。

证明:λ1p1=Ap1, λ2p2=Ap2, λ1≠λ2。因A对称, 故

于是λ1p1Tp2=p1TAp2=p1Tλ2p2=λ2p1Tp2,

即 (λ1-λ2) p1Tp2=0, 但λ1≠λ2, 故p1Tp2=0, 即p1与p2正交。

性质5的推广设λ1, λ2, …, λp (p≥2) 是实对称矩阵A的p个特征值, p1, p2, …, pn是对应的特征向量, 若λ1≠λ2≠…≠λp, 则p1, p2, …, pn两两正交。

性质6设A为n阶实对称矩阵, λ是A的特征方程的r重根, 则矩阵A-λE的秩r (A-λE) =n-r, 从而对应于特征值λ恰有r个线性无关的特征向量[2]。

性质7设A为n阶实对称矩阵, 则必有正交矩阵P, 使P-1AP=Λ, 其中Λ是以A的n个特征值为对角元素的对角矩阵。

性质8设A, B为对称矩阵, 存在正交矩阵P使PTAP=B的充分必要条件是A, B的特征值全部相同。

2 应用举例

例1设A为n阶方阵, 则A可表为一对称矩阵与一反对称矩阵之和。

证明:, 因为 (A+AT) T=AT+ (AT) T=A+AT, 所以A+AT为对称矩阵, (A-AT) T=AT- (AT) T=- (A-AT) , 因此A-AT为反对陈矩阵, 所以A可表为一对称矩阵与一反对称矩阵之和。

例2设A为三阶实对称矩阵, 特征值是1, -1, 0, 而λ1=1和λ2=-1的特征向量分别是 (a, 2a-1, 1) T, (a, 1, 1-3a) T, 求矩阵A。

解:因为λ1≠λ2, 所以 (a, 2a-1, 1) T, (a, 1, 1-3a) T正交, 因此a2-a=0, a1=0, a2=1, 设对应特征值0的特征向量为 (x1, x2, x3) T。

对 (0, -1, 1) T, (0, 1, 1) T单位化得, 所以

例3设A, B为对称矩阵, 且A正定, 证明AB的特征值是实数。

证明:设ABξ=λξ, 其中ξ≠0, 因为A正定, 则A-1一定存在且正定, 则有

参考文献

[1]同济大学数学系.工程数学线性代数[M].5版.高等教育出版社, 2007.

[2]张万琴, 焦方蕾, 等.线性代数[M].2版.中国人民大学出版社, 2007.|

混凝土的性质及应用 篇2

江西南昌市卫生学校熊秋玲

内容提要：本文证明等差数列的一个重要性质：数列{an}是等差数列的充要条件为：对于任意三个自然数q,p,r,恒有(q-r）ap+(r-p)aq+(p-q)ar=0成立。并举实例说明其实用。

等差数列是中学数学的重要内容之一，有一个特征性质应用极为广泛，即

定理数列{an}是等差数列的充要条件为：对于任意三个自然数p,q,r,恒有(q-r）ap+(r-p)aq+(p-q)ar=0（1）证明必要性，设{an}是一个等差数列，其首项为a1,公差为d，则

ap=a1+(p-1)d,aq=a1+(q-1)d,ar=a1+(r-1)d,于是

（q-r）ap+(r-p)aq+(p-q)ar

=p(ar-aq)+q(ap-ar)+r(aq-ap)

=p(r-d)d+q(p-r)d+r(q-p)d

=0。即(1)式成立。

充分性，若对任意三个自然数p,q,r,恒有（1）式成立。于是对任意的自然数n（n≥2），取p=n-1,q=n,r=n+1,则由

（1）式，有

-an-1+2an-an+1=0,即an-1+an+1=2an(n≥2),这说明数列{an}是一个等差数列。

定理的等式（1）是循环对称，用数列中的任意三项来刻画等差数列的特征。应用它来处理与等差数列有关的一些问题时，显得相当灵活方便，兹举几例说明之。

例1.在等差数列{an}中，已知ap=q=求ap+q qp11解：由（1）式，有

q−(p+q)∗p+q −p ∗+ p−q ap+q=0 即-++(p−q)ap+q=0 qppq11qp

∴(p-q)ap+q=−= p−q(+

集合的运算性质及应用 篇3

1 性质的给出及证明

证明 集合B除了必含有am+1，am+2，…，an这n-m个元素外，还可以含有a1，a2，…，am这

m个元素中t个（t=0，1，2，…，m），所以集合B相当于在集合{a1，a2，…，am}的每个子集中添加am+1，am+2，…，an这n-m个元素而得到的，因此集合B的个数相当于求{a1，a2，…，am}的子集数，故集合B有2m个.

性质6 M{a1，a2，…，an}，且M∩{a1，a2，…，am}≠（m≤n），则这样的集合M有2n-m个.

证明 因为M∩{a1，a2，…，am}≠，不妨设M∩{a1，a2，…，am}={a1，a2，…，ak}，其中

k≤m，可知集合M中必含有元素a1，a2，…，ak且不含有元素ak+1，ak+2，…，am，另外M中还可以含有am+1，am+2，…，an这n-m个元素中t个（t=0，1，2，…，n-m.），所以集合M相当于在

{am+1，am+2，…，an}的每个子集中添加a1，a2，…，ak这k个元素而得到的，因此集合M的个数相当于求{am+1，am+2，…，an}的子集数，故集合M有2n-m个.

性质7 满足A∪B={a1，a2，…，an}的有序集合对（A，B）有3n组.

证明 记M={a1，a2，…，an}.

（1）当A=时，由A∪B=M，知B=M，这样的（A，B）只有1组.

（3）同理当A只含有M中2个元素时，（A，B）有22C2n组.

……

当A=M时，（A，B）有2nCnn组，由分类计数原理知，（A，B）共有

1+21C1n+22C2n+…+2nCnn=（1+2）n=3n组.

性质8 若A，B{a1，a2，…，an}=U，且满足A∩B={a1，a2，…，ak}（k≤n），则有序集合对（A，B）有3n-k组.

证明 由条件知A，B中都必须含有a1，a2，…，ak这k个元素，记M={ak+1，ak+2，…，an}，M中有t=n-k个元素，下面就A中其它元素（但必在M中）的个数进行讨论.

（1）当A含M中零个元素时，A={a1，a2，…，ak}，A只有1个，即C0t个，

由A∩B={a1，a2....ak}，知B中除了a1，a2，…，ak这k个元素之外，B还可以含M中

若干个元素，B的个数相当于M的子集数，因此B有2t个，由分步计数原理知这样的有序集合对（A，B）有C0t2t组.

（2）当A含有M中1个元素时，A有C1t个，因A∩B={a1，a2，…，ak}，这时B中可含有

M中其它任何元素（除A所含的）若干个，所以B有2t-1个子集，由分步计数原理知有序集合对（A，B）有C1t2t-1组.

（3）同理当A只含有M中2个元素时，有序集合对（A，B）有C2t2t-2组.

当A含有M全部元素时，（A，B）有20Ctt组，

……

由分类计数原理知，有序集合对（A，B）共有

C0t2t+C1t2t-1+C2t2t-2+…+Ctt20=Ctt2t+Ct-1t2t-1+Ct-2t2t-2+…+C0t20=（1+2）t=3t组，即有序集合对（A，B）共有3n-k组.

2 性质的应用

例1 已知B={xx2-x=0}，则满足A∩B=A的集合A有个.

解 因为B={xx2-x=0}={0，1}，由性质1知：A∩B=AAB={0，1}，而B有4个子集，即A有4个.

点评 当题设中有A∩B=A，A∪B=B时，要注意用上述性质1，2把条件等价转化.

例2 已知M={yy=x2+1，x∈R}，N={yy=x+1，x∈R}，那么M∩N=，M∪N=.

解 因为y=x2+1y≥1，所以M={yy≥1}，又因为y=x+1y∈R，所以N=R，MN，由性质1，2知M∩N=M;M∪N=N.

点评 熟练地运用性质1，2可以化简集合的运算，提高解题的速度及准确性.

点评 已知集合A∩B，确定集合对（A，B）时，注意用性质8.

乙二胺的性质及应用 篇4

1 乙二胺的性质

乙二胺,又名1,2-二氨基乙烷,英文名:Ethylenediamine,简称EDA。其分子式为C2H8N2,无色透明的黏稠液体,熔点8.5℃,沸点116.5℃,密度0.898 g/cm3 (25℃),折射率1.456 5。乙二胺易溶于水,能与乙醇混溶,不溶于乙醚和苯,能随水蒸气挥发。有氨的气味,在空气中会发烟。具有碱性和表面活性的特点。能吸收空气中的CO2,并能与无机酸生成溶于水的盐。蒸汽能与空气形成爆炸性混合物。遇明火、高温或接触氧化剂有燃烧的危险。乙二胺与乙酸、乙酸酐、二硫化碳、氯磺酸、盐酸、硝酸、硫酸、发烟硫酸、过氯酸等剧烈反应,能腐蚀铜及其合金。有毒,刺激眼睛、皮肤和呼吸道,能引起过敏,呈现变态反应。误服或吸入高浓乙二胺蒸汽会引起头痛、晕眩、呼吸短促、恶心、呕吐、气喘性呼吸,甚至发生致命性中毒,而皮肤接触其能引起皮肤腐烂和化学灼伤。整个工艺过程中,应该注意通风、安全防护和人身保护。

乙二胺的生产方法有二氯乙烷法、乙醇胺法和环氧乙烷氨化法3种。乙二胺主要作为生产各种各样功能性产品的中间体,用于生产医药、农药、环氧树脂固化剂、染料中间体、固色剂和EDTA (乙二胺四乙酸)等。在有机化合物、高分子化合物、医药、染料、农药等行业中,乙二胺可用于生产螯合剂、防虫剂、土壤改良剂、润滑剂、橡胶促进剂。此外,乙二胺还可用作环氧树脂固化剂、乳化剂、抗冻剂、有机溶剂和化学分析试剂,也用作清蛋白、纤维蛋白等的溶剂。乙二胺可与许多无机盐形成络合物,其结构见图1。

乙二胺及其衍生物在许多领域都有广泛的应用。

2 乙二胺的市场及应用

2.1 乙二胺的市场情况

世界上主要的乙二胺生产厂家有“陶氏化学”“联碳化学”“巴斯夫”“拜耳”等[2,3,4],我国乙二胺的生产是从20世纪60年代开始的。我国及东南亚地区是世界上乙二胺需求量增长最快的地区。1999年,美国乙二胺及多乙烯多胺的年总生产能力为145 kt/a、西欧为157 kt/a、日本为43 kt/a。乙二胺产率一般在38%～72%之间,目前全球乙二胺年产量约130 kt/a。1987—1998年,美国乙二胺产量年均增长率达3.9%,主要用于螯合剂、聚酰胺树脂、润滑油添加剂的生产,其中以螯合剂和聚酰胺树脂用量最大,需求年增长率为2%～3%。乙二胺在东欧主要用于杀菌剂、螯合剂和TAED (四乙酰乙二胺)的生产,用于TAED生产的乙二胺可望增长。在日本,乙二胺主要用于聚醚多元醇、鳌合剂和环氧树脂固化剂的生产,其需求基本趋于稳定。20世纪90年代以来,国内橡胶促进剂的生产对乙二胺的需求量急剧增加,1993年需求3 000 t,1996年为6 180t,2000年已达到15 000t以上,1996—2000年间,年均增长率在15%。长期以来,我国乙二胺的需求主要依靠进口来满足,国内乙二胺生产能力严重不足,市场供应量缺口巨大。1996年,国内有江苏东南化工集团、常州三峰化工有限公司等30余家企业生产乙二胺,年总生产能力约为7 850t/a,实际年产量仅在2 500～3 000 t/a,这远远不能满足市场需求。江苏东南化工集团是国内最大的乙二胺生产企业,年生产能力为3 kt/a。目前,国内较大的有机胺生产厂家为浙江建业化工有限公司[5,6]。

近年来,环氧树脂固化剂、乙二胺四乙酸、表面活性剂的生产及其他精细化工合成方面对乙二胺的需求增长较快,但国内市场供应量缺口巨大,乙二胺由此成为国内为数不多的紧俏化工原料之一。中国环氧树脂行业协会专家指出,若能充分利用国内丰富的液氨、液碱等资源,开发生产乙二胺产品,同时联产多烯多胺、哌嗪等化工产品,将具有十分显著的经济效益。国内乙二胺生产企业由于规模小、成本高、污染严重、产品质量差等原因,除常州地区少数几家企业外,绝大多数生产厂都处于停产或临时生产状态。由于我国的乙二胺生产量不足,需要每年从国外大量进口以弥补国内缺口,且进口数量呈逐年增长的趋势,年均增长率达25%左右。因此,发展乙二胺和多乙烯多胺的生产具有很好的市场前景。

2.2 乙二胺的应用

2.2.1 用于电镀工业方面

乙二胺在电镀工艺中的应用领域主要包括电镀铜、电镀钯、电镀镍以及化学镀镍硼、化学镀铜、化学镀钯等。在电镀液中加入乙二胺,可促使镀层结晶细致,允许工作电流密度和溶液均镀能力都可相应地提高。但是,其含量不易偏高,否则镀层易产生毛刺,其整平性和光亮度变差。因为乙二胺能与所镀金属起络合反应,改善了电极的溶解性能,增强了溶液的缓冲作用。

2.2.1. 1 电镀铜

前苏联专利报道了含有乙二胺添加剂的光亮硫酸铜镀铜液。其中,硫酸40～80 g/L,乙二胺100～140 g/L,硫酸铜(含结晶水)105-145 g/L,光亮剂N-硫代甲酰基N’-苯肼1×10-3～2×10-3 mol/L。

2.2.1. 2 电镀钯

R.J.Luo等人提出一种无铵镀钯电镀液,引起了人们的重视。Luo等人在以氯化钯、溴化钯、硫酸钯和氢氧化钯为主盐的电镀液中,考察了分别加入乙二胺、二乙醇胺、三乙醇胺等低挥发性酸胺类物质时对钯沉积的影响。对12种不同镀液进行了测试,研究了添加剂对电流效率、镀液组成、pH值和电密度的影响,认为在特殊条件下,有可能获得光亮镀钯层,获得的电流效率也非常高[7]。

2.2.1. 3 电镀镍

最常见的镀黑镍溶液是硫酸盐镀液,由添加硫氰酸盐而成,如硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸铵等。这种镀液最大的缺陷是耐腐蚀性较差,因而在镀层表面要进行涂蜡或涂清漆等处理,以便完善镀层的质量。也有人为了提高黑镍镀层与基体的结合力,采用镀锌、镀黄铜的办法,先镀好这些预镀层后,再镀黑镍。

一种含有乙二胺的单金属黑镍电镀液,可以克服上述的缺陷,特别是在克服镀层耐蚀性差、脆性大、镀液电流密度范围窄小等方面,显示了这种镀液的优点[8]。

2.2.1. 4 镀锡镍合金

柠檬酸盐枪黑色锡镍合金电镀工艺,被认为是目前枪黑色电镀工艺中最有发展前途的一种。该工艺避免了二价锡离子同不溶性阳极之间存在的难以克服的矛盾。除了采用硼酸作为缓冲剂外,还采用了氨基酸作枪色促进剂。在选用碱性有机胺作为辅助络合剂时,介绍了乙二胺的使用情况[9]。

2.2.1. 5 镀铜锌合金

在众多仿金电镀工艺中,有一种无氰型镀铜锌合金工艺值得注意。在这种镀液中选用了乙二胺作为添加剂,其添加量为25～40 mL/L,获得了一定的效果[10]。

2.2.2 用于分析实验的试剂

2.2.2. 1 掩蔽剂

师淑芝[11]利用乙二胺作为掩蔽剂,实现了掩蔽剂具有掩蔽范围宽、掩蔽能力强、无毒、便宜、易溶和稳定的特性,使之与三乙醇胺联用,可掩蔽大多数干扰金属离子,可用于黑色和有色金属中钙、镁的直接络合滴定。

2.2.2. 2 络合剂

乙二胺与铜生成稳定的络合物而与铁等干扰元素分离。崔木森等[12]用乙二胺在碘量法中测定铜,此法可适用于含铜品位0.1%以上的地质试样分析。

2.2.2. 3 缓冲溶液

乙二胺具有碱性,在溶液中可以调节pH。在测定总硬度时,通常使用碱性氯化氨缓冲溶液,但由于氨水易挥发,难以长期贮存。黄莺等[13]提出用乙二胺配制缓冲液可以克服上述缺点。

2.2.3 用于染料染色方面

用乙二胺处理羊毛,可使羊毛中的二硫键发生断裂,使羊毛变得更加疏软,使染料向纤维内部扩散变为容易。此外乙二胺还能改变羊毛的表面活性,促进羊毛对染料的吸附。陈美云[14]、滑均凯[15]研究了用乙二胺预处理羊毛的工艺,对预处理后的羊毛性能进行了研究,结果发现用乙二胺预处理羊毛,使得羊毛染色的温度降低,染色的时间缩短,产品的质量得到了提高,而且还节约了能源。

孟春丽等[16]研究了在酸性染料染羊毛时乙二胺预处理对染色性能的影响。研究表明,酸性染料染色前,用乙二胺处理羊毛织物,不仅能增加羊毛织物的上染率,而且能降低染色温度。

2.2.4 用于环氧树脂固化剂

以环氧树脂为基体,乙二胺为固化剂,丙酮为稀释剂,石英作填充剂,可配制出理想的万能胶结材料。其具有胶结牢固、耐高温、耐油、耐水、耐酸碱、耐低温、耐老化和高绝缘的性能,可广泛应用于摩托车的修理[17]。

2.2.5 用于农药生产

乙二胺在农药生产中主要用于生产二硫代氨基甲酸盐类杀菌剂,产出的主要品种有代森锰、代森锰锌、代森锌等。这些农药用途广、药效好,已经成为我国目前非内吸性的保护杀菌剂的主要品种,而且已经向国外大量出口。

2.2.6 用于医药生产

乙二胺的无环多聚体类产品,如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺等和环状胺类,均可以用于医药生产,可以生产医药品种约20余种,生产出的药物主要有氨茶碱、甲硝羟基唑等,多为传统药物。尽管这些药物发展前景并不被看好,但是随着我国医疗制度改革全面启动,许多疗效好的传统药物还是有相当市场的,而且出口前景广阔。

3 结语

乙二胺是一种用途广泛的化工原料和重要的精细化工中间体,我国及东南亚地区是世界上乙二胺需求增长最快的地区。目前,我国乙二胺的生产企业少,生产规模都不大,而且生产工艺落后,生产成本较高,生产出的产品与进口产品相比无竞争力。可以预料,主要应用于生产润滑剂、医药、农药、漂白活化剂和表面活性剂的乙二胺的合成和开发,具有广阔的市场前景。

摘要：乙二胺具有碱性和表面活性的特点,既溶于水,又溶于多种有机溶剂。文章综述了其性质及其应用,并对其广阔的应用前景进行了展望。

混凝土的性质及应用 篇5

姓名：王莹

学号：1231410074 摘要：功能陶瓷是一类颇具灵性的材料，具有某个或多个物理化学性能，如电，磁，声，化学和生物等，且各特性间能够相互转化。功能陶瓷的特点是种类繁多，如磁性陶瓷，电子陶瓷，光学陶瓷，化学陶，吸声陶瓷及生物化学陶瓷等。由于功能陶瓷具有的特殊性质，主要应用于微电子，光电子信息和自动化技术以及生物医学，能源和环保工程等领域。所以功能陶瓷材料将会是其它材料无法替代的。下面重点介绍半导体陶瓷，压电陶瓷，生物陶瓷几种新型功能陶瓷的性质及其在日常生活中的应用来说明其重要性。关键字：功能陶瓷

性质

应用

趋势

展望 一． 陶瓷简单介绍

我们知道，陶瓷具有悠久的历史，它分为陶器和瓷器两大类。陶瓷是指由氧化物，碳化物，氮化物，硼化物，硅化物，硫化物及其复合化合物经成形，烧结所形成的多晶材料。陶瓷可以分为传统陶瓷和先进陶瓷，传统陶瓷是采用天然无机化合物烧结而成的陶瓷；先进陶瓷是采用人工合成的无机化合物为原料，采用精密的控制工艺成形烧结而制成的高性能陶瓷，包括结构陶瓷和功能陶瓷。其中功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、力、化学或生物功能等的介质材料，主要包括压电，半导体，电光和磁性等功能各异的新型陶瓷材料。它是电子信息、集成电路、移动通信、能源技术和国防军工等现代高新技术领域的重要基础材料。随着现代新技术的发展，功能陶瓷及其应用正在向着微型化，薄膜化，精细化，多功能，智能化，集成化，高性能，高功能和复合结构的方向发展 二．三种功能陶瓷材料的性质及应用 1.压电陶瓷

压电陶瓷是由许多细小的晶粒聚集在一起构成的多晶体，这些晶体通常是无规律排列的，在一定的温度下，施加直流电场极化。这也可以用生活中比较常见的打火机来说明它，当人们使用打火机时，弹簧力施加到压电陶瓷上就产生电荷，形成高电压，这种瞬间的高电压发生电火花，从而点燃易燃气体。这种能在压力作用下产生电荷的陶瓷叫做压电陶瓷。

压电陶瓷一个重要的应用是可以制作声纳，声纳的作用很大，它是军舰，潜艇的“千里眼”“顺风耳”。我们知道，海水对光波和电波有强烈的吸收，在海水中雷达是不起作用的。而超声波的穿透能力很强，科学家发明了接受和发射超声波的装置—声纳。超声波的发电器使用了压电陶瓷，通过压电陶瓷的振动产生一定频率的超声波，超声波遇到远处的舰艇，鱼群，礁石就会反射回来，通过压电陶瓷转变为电信号，操作人员就可以判断物体的距离等。

同时，压电陶瓷还有许多其它应用，如做成话筒，在人讲话的声压作用下陶瓷内会产生与声音相对应的电信号传输出去；压电元件上配上电路，可以成为蜂鸣器或电子乐器；压电陶瓷可以制成变压器，广泛应用在掌上电脑，手提电脑，数字摄像机，满足了小而轻的要求；总之，压电陶瓷作为电、力、热、光敏感材料，在超声换能，传感器，无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用

2.半导体陶瓷

半导体陶瓷是具有半导体特性的陶瓷，它的电导率因外界条件的变化而发生显著的变化，因此可以将外界环境的物理变化转变为电信号，制成各种用途的敏感元件，如电导率随温度变化的热敏陶瓷，具有光导电效应的光敏陶瓷，随接触气体分子的种类不同的气敏陶瓷，以及电导率随湿度变化的湿敏陶瓷。下面以半导体气敏陶瓷为例说明其性质及作用。

半导体气敏陶瓷使用二氧化锡，氧化铁，氧化钨，氧化铝，氧化锌等陶瓷材料压制烧结而成的，阿门通过有选择的吸附气体，使半导体气敏陶瓷的表面状态发生变化，从而引起它的电阻等物理化学性质的变化，以此确定未知气体的浓度。当检测到某种气体时气敏检漏仪就会发出警报。如氧化锌的半导体气敏材料可检测氢气，氧气和丙烷等气体。应用半导体材料制成的“人工鼻”灵敏度非常高，对万分之一浓度的氢气即能显示，相应快速，稳定性好。这种“人工鼻”被普遍应用于煤矿开采的瓦斯，煤气运输和化工生产中管道气体泄漏及厨房，浴室，石油化工厂等处的有毒气体和可燃性气体的监测。有了这种“人工鼻”，矿井，车间，娱乐场所及家庭等不必为有毒易燃气体而担心了，使人们的生命和财产得到了保障。

3.生物陶瓷材料

生物陶瓷材料是指主要用于人体硬组织的修复和重建的生物医学陶瓷材料。它包括了单晶体，非晶体生物玻璃，涂层材料，无机材料与金属复合材料，无机与有机的复合材料。生物陶瓷材料作为一种无机生物医学材料，与生物组织具有良好的相容性和优异的亲和性，稳定的物理化学性质，可灭菌性及无毒性等优点，越来越受到人们的重视。应用的有人工牙根，人工血管和人工尿管；更有用于酶固定，细菌，微生物分离等方面。

例如，从20世纪70年代开始，世界上许多国家如美国、德国、瑞士、荷兰和日本等国就已相继开展了氧化铝生物陶瓷的研究和应用，制成了氧化铝股骨头、臼与金属骨柄组合的人工骨关节，开创了致密Al2O3陶瓷在骨外科中的应用。至今，高密度、高纯度、多晶氧化铝已大量用于制作人工髋关节的股骨干、股骨头和髋臼部件。大量的研究和临床应用表明 ：氧化铝陶瓷具有良好的生物相容性，氧化铝陶瓷 硬度高，耐磨损能力强，构成的关节面光滑而持久。氧化铝磨损颗粒引 起的生物学反应小于聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯颗粒。

三． 功能陶瓷材料的趋势展望

通过浏览书刊文献等，对于功能材料的研究及应用已经越来越多科学家们正致力于发现新的功能陶瓷材料，下面举例说明。1.“全陶瓷内加热器"研制成功

内加热技术是与外加热方式相对应的，简单地说内加热技术就是从原来“煤炉”烧水变换为“热得快”烧“水”，这里的“水”是指熔融态的金属和合金。发热元件和保护外套共同组成的内加热器，直接插入熔融金属或合金中，主要通过接触传导热量，加热效率得到大幅度提升。内加热技术从能源角度来看，可以实现能量的准确传递无端的能量损耗大幅降低，能源利用率从外热式的2O～30％提高到内热式的8O～ 90 以上，节能效果明显。

2.新型稀土纳米导电陶瓷材料问世

新型稀土纳米导电陶瓷材料采用稀土多元渗透技术，利用陶瓷材料具有多孔疏松的组织结构特征，对陶瓷材料进行稀土元素的渗入，为新型导电材料的制备方法提供了新的思路。同时采用气相化学方法，使稀土元素在高温下气化，并在气态下通过气固界面反应，进入固体材料的表面及内部，使钛酸盐陶瓷的性能得到显著改善，为高效功能陶瓷材料的制备开辟了新 的途径。

3.发光陶瓷材料问世

发光陶瓷是把高科技的发光材料融入传统的陶瓷釉料中，在高温1300℃ 以上烧制而成，也叫夜光陶瓷、荧光陶瓷。它具有陶瓷的特点，即优良的机械强度，耐磨性，耐水性，还有蓄光发光性能，并且不含任何放射性元素，对人体无害，无毒，对环境无污染。它可以吸收阳光或其它散射光，吸收光能以后发生活化，而发出强光，发光时间长达12小时以上，发光性能可重复再现，且长期维持发光性能。四． 总结

当然，新型功能陶瓷材料还有很多，上面仅是介绍几种重要新型功能陶瓷材料的性质及应用，就可以看出其应用的广泛性与其重要性是其它材料无法替代的。随着科学技术的发展，对新材料的要求也越来越高，我认为，对新型功能陶瓷材料的研究应予以重视，相信，在新的发展形势下，研究开发新型功能陶瓷材料定会在国家的军事，经济，航空及人们的生活水平等方面的提高起到重要作用。五． 参考文献

混凝土的性质及应用 篇6

“镁的提取及应用”选自化学1专题2“从海水中获得的化学物质”中的第二单元，本节课以海水资源为背景，在“工业生产—性质探究—社会应用”的线索下，首先从海水中提取镁开始让学生了解工业上制取镁的步骤，然后通过实验探究完成镁的性质的学习，最后归纳出金属镁用途。

在镁的制取中对离子反应方程式的书写进行了巩固，在镁的性质学习中，从原子最外层电子入手，结合氧化还原反应原理，介绍镁的还原性。通过实验探究，培养了学生观察、分析问题和解决问题的能力，为下一专题中铝与铁性质和冶炼的学习做铺垫，也为以后更好地学习元素周期律打下坚实的基础。

镁的提取及镁的应用的介绍，使学生了解了化学与社会生产、

生活的密切联系，增强了学生的经济效益观念和环境保护意识。

二、学习目标

1.知识与技能目标

（1）了解镁在日常生产生活中的用途、海水中镁的含量、镁的存在形式。

（2）通过对海水中提取镁的过程的讨论，理解工业生产中海水提镁的原理与过程。

（3）了解镁的物理性质、掌握其化学性质、熟悉其原子结构，形成物质结构决定物质性质的观念。

2.过程与方法目标

（1）通过问题探究、合作讨论，获得分析问题、解决问题的能力。

（2）利用已学的知识，在讨论中步步深入，层层揭示问题的答案，在问题的解决过程中学习海水中提取镁的过程、方法。

（3）通过经历实验探究和问题讨论的过程，重温实验研究化学物质的一般方法，体验化学实验是研究和认识化学物质的重要途径，进一步获得分析推理、综合归纳的能力。

3.情感、态度与价值观目标

（1）在探讨如何从海水得到镁的过程中，获得了知识也培养了解决问题的能力；

（2）感受、鉴赏化学科学对社会发展的贡献，增强了利润意识和环保意识。

三、教学重、难点

教学重点：从海水中提取镁的原理和流程、镁的化学性质。

教学难点：从海水中提取镁的原理和流程。

四、教学过程

1.创设情境，激发兴趣

新闻链接：离奇火灾大雨浇不灭反助火势原是“镁”在作怪。

2010年6月10日凌晨3点20分左右，苏州工业园区云海镁业有限公司一间存放镁制品的废品仓库发生火灾，约20辆消防车赶往现场，消防官兵用黄沙、水泥进行扑救。中午11点，大火基本被扑灭，仓库燃烧殆尽，所幸没有人员伤亡，初步分析起火原因可能是金属镁自燃。

学生迅速进入浓厚的化学氛围，激发起学习金属镁的欲望。

2.提出问题，实验探究

围绕上述新闻提出三个问题：

问题一：为什么金属镁可能自燃？

问题二：为什么“大雨浇不灭反助火势”？

问题三：为什么用黄沙水泥进行灭火，而不用泡沫灭火器

扑灭？

首先学生通过镁原子结构的分析推导出它在反应中容易失去2个电子，而形成+2价的镁离子，表现出较强的还原性。然后通过回顾镁和氧气的反应，引出镁和空气中氮气也能反应，学生写出有关化学方程式，也认识到镁是一种较活泼的金属。最后将镁与水反应，观察实验现象，并与钠和水的反应形成对比。

在这个环节中，学生因“猜想”继而紧张，继而沉思，这样的过程易于促使学生产生联想、迁移，从而激活思维，主动参与。

3.自主学习，交流讨论

内容一：镁的存在

引导学生回顾海水中常见元素的含量图，了解到镁离子在海水中的贮存量很大。

内容二：镁的提取

镁在海水中主要是以镁离子的形式存在，工业生产中是通过电解氯化镁得到金属镁的。由此引导学生思考一系列问题：如何实现海水中镁离子的分离？沉淀剂如何选择？可否综合利用海洋资源获得石灰乳？得到氢氧化镁后如何转化为氯化镁？教学中，我将给出一些资料并结合海水提镁的工艺流程图，围绕一个个细小的问题，联系生产实际，考虑生产成本，层层深入探讨如何从海水中提取镁，着重培养学生的经济和环保意识。

内容三：镁的用途

在镁的化学性质的探讨实验中，学生可以观察到镁的一些物理性质，通过课本的讲解及图片的展示，学生联系镁的性质，归纳出镁的用途：

（1）制合金，用于制造火箭、导弹和飞机的部件。

（2）制造信号弹和焰火。

（3）氧化镁熔点高，作耐火材料。

五、教学反思

交联淀粉的性质、应用及市场前景 篇7

关键词：交联淀粉,特点,应用

淀粉是一种价格低廉,来源广泛,可再生资源,广泛应用于生活生产中。为克服原淀粉的一些固有性质的束缚,对淀粉进行改性使其性能得到优化和扩展。1957年,美国化学家Ralph W Kerr发布专利报道了淀粉与磷酸盐、偏磷酸盐、聚磷酸盐发生不同程度的磷酸酯化反应,其中与偏磷酸盐的反应为酯化交联反应[1]。

交联淀粉是指原淀粉分子中羟基与含n元(n≧2)官能团化合物形成二酯键或二醚键的多网络结构的物质。相比纯淀粉,交联淀粉的糊化温度升高,平均分子量、黏度及热稳定性增大,耐热、耐酸性能增强,不易被酶降解。交联后淀粉颗粒溶解度降低,不易膨。因此广泛的应用在造纸、纺织、食品、医药等领域。本文评述了交联淀粉的性质以及近些年交联淀粉在各行业的应用,同时对交联淀粉的前景进行了展望。

1 交联淀粉的性质

交联淀粉是指原淀粉分子中羟基与含n元(n≧2)官能团化合物形成二酯键或二醚键的多网络结构的物质。交联后的淀粉保持了原淀粉的颗粒形状,在原淀粉基础上淀粉颗粒变小,淀粉分子之间由氢键链接成颗粒的结构。交联淀粉的黏度及糊化温度与交联度有直接的关系:低交联度时,交联淀粉的黏度和糊化温度高于原淀粉,对交联淀粉继续加热升温,黏度会持续上升,冷却之后的黏度要显著高于原淀粉糊;高交联度的交联淀粉在受热后不发生糊化和膨胀。原淀粉通过环氧氯丙烷交联剂制得的交联淀粉具有化学稳定性好,不易被酶降解,抗剪切和耐酸碱性强。通过三偏磷酸钠和三氯氧磷交联剂制得的交联淀粉耐酸性强,但耐碱性差。因此交联淀粉广泛应用于食品、医药、造纸、纺织等领域。

以木薯淀粉为原料,代号CL的有机物为交联剂制得的交联变性淀粉颗粒表面粗糙,凹凸不平,部分结晶区呈非晶化,结晶度在原淀粉基础上下降16.94%,黏度变大,热稳定性显著提高[2]。张正茂[3]等人先将天然淀粉进行机械活化,通过机械活化可使淀粉分子链断裂,原淀粉结晶构型被破坏,结晶度变小,促进天然淀粉进行交联改性。经过机械活化,淀粉的性质发生极大改变,其冷热水溶解率、糊透明度和膨胀势能都增强。交联作用使原淀粉颗粒在水中膨胀时受阻,进而使分子量和凝沉性变大,热水溶解率、糊透明度和膨胀势减小。通过10 h机械活化后再交联改性得到的改性淀粉具有的理化性质与未进行机械活化的近似,不同种类原淀粉采用此方法制得的交联变性淀粉性质差异较大。

交联淀粉改性后具有很好的吸附性能,如结合多孔淀粉,因此广泛应用于实验室及工业污水处理领域。Zongcheng Miao[4]等人通过实验结合理论方法研究了交联淀粉微球对吡啶的吸附。研究结果表明,交联淀粉微球对吡啶吸附量随吡啶浓度的增加及温度降低而增加,且吸附变快。交联淀粉微球对吡啶吸附过程会释放热量,吸附符合朗缪尔等温线方程,吸附过程的热力学参数表明交联淀粉微球对吡啶的吸附是物理变化。

为了代替有毒的交联剂,改善生物衍生聚合物的特性,无毒的多羧酸被广泛用于改善淀粉衍生工业产品的性能特性。交联淀粉通过多羧酸改善其性能,其交联度与强度成对数的关系。更多的酸羧基团体可以更有效地提高淀粉膜的拉伸性能。一般来说,使用多羧酸进行交联反应可控制提高淀粉产品的力学性能,从而可促进工业生产[5]。

2 交联淀粉的应用

原淀粉经交联后,具有比原淀粉透明、粘性稳定、流动、耐酸、耐热、抗剪切、抗凝胶的优点。交联淀粉处于低温条件下冷冻和融化仍然可保持胶体稳定,能很好的应用于冷冻食品。交联淀粉结合羧甲基进行淀粉改性后具有阳离子的交换性质,并呈颗粒状,对重金属、染料等污水具有良好的吸附效果。交联淀粉的无毒无刺激、生物相容性、耐热、耐酸等特性,在药物和医学领域得到很好的应用。另外,结合接枝、酶等多重改性,可以使得交联淀粉性能更加优良,常用于复合材料等众多领域。

2.1 在食品行业的应用

交联淀粉有较好的冻融稳定性和冷冻稳定性,非常适用于冷冻食品。在低温条件下冷冻长时间或冷冻融化多次后,食品原有的组织结构仍可保持不变。此外,交联淀粉还广泛的应用在汤料、酱汁、火腿、油炸食品等食品工业。

曹苏文[6]等人用板栗淀粉为原料加三氯氧磷交联剂制得板栗交联淀粉,对板栗交联淀粉颗粒结构和性质进行研究。采用扫描电镜对板栗原淀粉颗粒和交联淀粉颗粒进行检测,结果显示:板栗原淀粉具有较完整的颗粒,而交联后淀粉颗粒中间凹陷;板栗原淀粉交联前后所呈现结晶结构都属于C型。随交联度增大,板栗交联淀粉糊的溶解度、膨润力和透明度降低,抗剪切力、抗老化性能、冻融稳定性、抗酸性能显著增强,即淀粉在生产加工中稳定性增强。板栗交联淀粉适用于酸性饮料、冷冻甜点等板栗类食品生产。

唐洪波[7]等人以木薯淀粉、红薯淀粉和马钤薯淀粉三种薯类淀粉为原料,采用三氯氧磷交联剂,制得一系列交联度不同的薯类交联淀粉,并对交联淀粉的性能进行了研究,结果表明,交联后的薯类淀粉,膨胀性能、蓝值降低,冻融下的稳定性增强。随交联度的增大,冻融稳定性、膨胀性能、蓝值的变化程度越大。

邹强[8]等人将交联淀粉应用于叶儿粑中,以叶儿粑的抗裂性和冻裂率为指标,对叶儿粑在低温抗冻裂条件下进行了研究。研究表明,羟丙基交联淀粉、羧甲基纤维素钠和单硬脂酸甘油酯都具有良好的抗裂作用,但单独使用时都无法使叶儿粑冷冻后表面完整无裂纹。当羟丙基交联淀粉、羧甲基纤维素钠和单硬脂酸甘油酯分别按总量的1.8%、0.50%和0.5%进行配比后应用于叶儿粑的低温抗冻裂时,冷冻的叶儿粑具有的最高完整率可达到92%。

李新华[9]等人通过对原淀粉和交联淀粉、磷酸酯淀粉和羟丙基淀粉进行复配,得到优良的复配淀粉,应用于火腿的主要配料中能有效改善火腿肠品质。复配淀粉与蛋白、肌肉结合具有很高的协同性,同时还具有很好的凝胶、增强弹性、增稠和保水的作用。其中交联淀粉具有较高糊化温度,在加热初始阶段仍有很好的流动性,传热效率好,缩短了加热时间,进而减少了营养损失。

2.2 医药行业的应用

交联度较高的交联淀粉具有较好的流动性,受热不糊化,对人体无毒无刺激以及具有良好的生物相容性,适用于医用乳胶手套的润滑剂和药物医疗等。

Wang W[10]等人研究了淀粉溶液静电纺丝和戊二醛经过汽相处理后在淀粉纳米纤维膜中的应用。结果表明,淀粉溶液静电纺丝和戊二醛交联反应后可使淀粉纳米纤维膜具有抗拉强度高、水稳定性和无细胞毒性。戊二醛汽相交联在形成水稳定性纳米纤维膜及提高机械性能方面起着关键作用。与非交联型淀粉相比,交联纤维在抗拉强度上增加了近10倍。交联淀粉纤维膜还具有非细胞毒性,在组织工程领域,药物治疗和医学领域的应用有着广阔前景。

Phaodee[11]等人将交联木薯淀粉用作生物泡棉的基质,用机械活化法使纤维素尺寸减少,更适合纳米纤维素粒度的分布和均匀性。生物基质泡棉含量中最佳的比例是:76.9%交联木薯淀粉,20%纳米纤维素,3%滑石粉,0.1%天然胶乳和38.5%水。在此条件下生物泡棉弹性具有良好的弯曲强度、模量和伸长率,类似于聚苯乙烯泡沫。此外,适量的添加木质素可增强生物泡棉弹性。

T.S.Anirudhan[12]基于交联羧甲基淀粉(CL-CMS)和蒙脱石(MMT)制备了新型半互穿聚合物网络材料(IPN)。由淀粉与一氯醋酸在60℃的异丙醇/水体系中发生羧甲基化反应得到羧甲基淀粉,羧甲基淀粉进一步与蒙脱石(MMT)交联,得到用于茶碱释放的新型半互穿聚合物网络材料。药物载体利用红外光谱、x射线衍射和扫描电镜进行检测,研究包括理化分析、膨胀行为、封装效率、蒙脱石含量的影响、离子强度和体外药物释放的影响。结果表明,在模拟胃液体(p H值1.2)和肠道流体(p H值7.4)条件下,茶碱封装实现了高达74%的药物释放量,有机质在培养基中释放药物的速度要比在酸性介质中快。因此,新型半互穿聚合物网络体系有望成为茶碱释放体系。

2.3 纺织业的应用

弱酸交联玉米淀粉的交联剂采用戊二酸替换当前制备淀粉上浆剂使用的有毒交联剂如甲醛和环氧氯丙烷,不同程度的提高了煮熟淀粉糊的粘度稳定性。交联度决定了交联淀粉的稳定性,纤维粘附性,薄膜性能,退浆性以及被好氧生物降解性能。交联度对稳定性,附着力,退浆性和薄膜性能有显著影响,但对淀粉膜的生物降解和磨损损失不敏感。适当的交联度具有良好的稳定性,纤维附着力,薄膜耐弯曲性和退浆性。低交联度能提高淀粉制备的经纱上浆剂的稳定性和可用性。交联度范围在902-477脱水葡萄糖单位/交联的淀粉糊具有稳定的粘度和较好的上浆性能[13]。

2.4 在环境污染处理中的应用

交联淀粉具有生物可降解和可再生的特点,经羧甲基化后对重金属离子有很好的吸附。原淀粉经交联改性后,生成的变性淀粉在本质上仍属于淀粉,但在糊化热、颗粒结构、吸附性质等方面有很大差异,原淀粉交联改性后热稳定性升高、吸热焓降低。采用酶解-交联的复合改性淀粉具有更佳的吸附作用,是一种优良的吸附载体,能够吸附重金属离子、色素、油脂等物质[14]。

He Ping Li[15]等人以木薯淀粉和聚磷酸钠为主要材料,加入交联剂合成聚磷酸钠交联淀粉。在以上的基础上,通过三个步骤反应合成双交联两性木薯淀粉树脂,其中包括淀粉与N,N亚甲基双丙烯酰胺内部交联反应,二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)接枝反应获得共聚物和丙烯酸的接枝反应获得共聚物。产品经过扫描电子显微镜(SEM)发现木薯淀粉已成功改性。研究发现该产品对Hg2+的去除率和吸附容量分别为达到95.98%和191.97毫克/克。房大维[16]等人将原淀粉糊化后,加丙烯酞胺、亚硫氰酸钠和过硫氰酸铵,使淀粉链接枝丙烯酞胺,然后与环氧氯丙烷和三甲胺盐酸盐的产物交联,得到阳离子型改性淀粉交联絮凝剂。此絮凝剂对实验室废水、城市污水和硫氰酸铁废水具有很高的处理效果。刘欣[17]用红薯淀粉作为原料,环氧氯丙烷作为交联剂,2,3-环氧丙基三甲基氯化铵作为醚化剂,采取微波辅助半干法制得交联醚化淀粉,再加入二硫化碳制取了交联醚化黄原酸化复合改性淀粉。研究了复合改性淀粉对造纸废水所含金属离子的吸附,结果表明:增大复合交联淀粉的用量,可提高对金属离子吸附性能,复合改性淀粉对偏弱酸或近中性的废水具有良好的吸附效果。赵红红[18]等人以原淀粉原料,采用环氧氯丙烷交联剂,二硫化碳酯化剂,制得的交联淀粉黄原酸酯用于废水处理。在10m L的中性生活废水中,交联淀粉黄原酸酯投入量为0.7g,处理时间40min时,废水具有最小废水吸光度。杨梦凡[19]等人采用淀粉通过交联反应、黄原酸化和AM接枝反应制得不溶性的淀粉黄原酸酯-丙烯酰胺接枝共聚物(ISXA),是一种重金属的螯合絮凝剂。ISXA絮凝剂的电性较弱,在水中与带电粒子不发生强烈的电荷中和作用,主要是利用吸附架桥和网扫卷捕来实现絮凝的目的。在p H≥5的条件下时,对Cu2+具有良好的吸附效果。

为了提高本地玉米淀粉的物理吸附性能,Li Guo[20]等人对交联淀粉进行了双重改性,进行了原淀粉采用先酶水解后交联和先交联后酶水解的探索。结果表明,原淀粉酶水解后再交联显著不同于交联后再酶水解,双重改性淀粉的具体颗粒表面比原玉米淀粉多几千目。磷酸盐交联淀粉和先酶水解后交联淀粉的凝胶化温度比多孔淀粉和先交联后酶解淀粉的凝胶化温度高。磷酸盐交联淀粉和双重改性淀粉的焓变大于本地玉米淀粉和多孔淀粉,这表明破坏交联淀粉颗粒需要更高能量。双重改性淀粉的吸附能力是本地玉米淀粉、磷酸盐交联淀粉及多孔淀粉的5倍。总的来说,交联和酶水解是一种增强多孔淀粉机械强度和吸附性能的有效方法。

Zhang Min[21]通过干燥法合成一系列不同取代度的不溶性交联阳离子淀粉,对水溶液中不同结构的C.I.酸性红1(AR-1和C.I.酸性黄4(AY-4)进行吸附。在15分钟内吸附迅速建立吸附平衡。C.I.酸性红1(AR-1)和C.I.酸性黄4(AY-4)的有效吸附最初分别发生在PH=2-10和p H=2-8,交联阳离子淀粉对两个酸性染料的吸附容量随取代度的增加而增加,在目前的条件下对AY-4的吸附量约为对AR-1吸附量的两倍。交联阳离子淀粉对两个酸性染料的吸附符合拟二级动力学(R2>0.99)和朗缪尔等温线。

2.5 复合材料及其它领域的应用

在生产日用或建筑瓷砖过程中,坯体强度低易使陶瓷在成形和输送中开裂,严重影响陶瓷的生产效率,粘土是不可再生的资源,通常还含难除去的铁钛有色离子和其他杂质,对陶瓷产品外观和质量产生影响。曹文[22]等人采用机械化学改性方法制得0.3wt%交联木薯淀粉代替50wt%的可塑性粘土制坯体,可使建陶坯体、骨质瓷坯体和长石质瓷的抗折强度分别提高38.3%、22.5%和43.9%。

Linyao Zhou[23]等人用交联玉米淀粉制备了生物可降解的高耐冲击性的聚乳酸/聚乙醚酰胺/热塑型交联淀粉复合材料。制备过程是将玉米淀粉与环氧氯丙烷进行交联反应,用甘油增塑,再将热塑型交联淀粉与聚交酯和嵌段聚乙醚酰胺混合溶解制得目标产物。研究发现交联剂对冲击强度,拉伸性能和内部三元混合物的形态有重要影响。随环氧氯丙烷含量的增加,冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率呈现先增加后减小。在环氧氯丙烷的比重为0.5%时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,此时观察到其结构为小的香肠粒子构型。这些结果是由于热塑型交联淀粉剪切强度和化学键(聚乳酸接枝顺丁烯二酸缩水甘油酯与交联淀粉之间)竞争产生的。

交联淀粉应用于绿色材料的研究,氧化锌纳米颗粒(ZNP)和氧化锌纳米颗粒结合纳米粘土在“绿色”纳米复合材料戊二醛(GA)交联淀粉/黄麻织物的制备中作为加强剂。Murshid Iman[24]等人采用溶液诱导嵌入法成功制备纳米复合材料。利用x射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱法(IR)进行检测,结果显示氧化锌纳米颗粒和纳米黏土被成功纳入纳米复合材料中。对纳米复合材料的热机械性能进行了热重分析(TGA)和机械测试研究,结果表明,含有纳米填料的复合材料的属性变化显著。纳米颗粒填充复合材料的阻燃性能、抗紫外线和尺寸稳定性要比未填充纳米颗粒的复合材料更优越,显示出在绿色合成纳米复合材料的填料和基质之间存在强大界面作用。

为了提高无水高温质子交换膜的质子传导率,Qi Qin[25]等人将吸附了H3PO4的三维聚丙烯酰胺接枝淀粉水凝胶材料作为用于独特吸收的高温质子交换膜,交联聚丙烯酰胺接枝淀粉保留为了浓缩H3PO4水溶液,三维的高温质子交换膜基质提供了庞大的空间使H3PO4进入多空结构,其可以通过调整交联剂和引发剂用量来控制。实验结果表明,通过增加交联剂和引发剂用量,随着H3PO4的导入,质子交换膜的质子导率显著提高。在180℃完全无水状态下,质子导率高达0.109s/cm,聚丙烯酰胺接枝淀粉水凝胶具有高温高导率,其制备简单,成本低,是可伸缩基质。因此,聚丙烯酰胺接枝淀粉水凝胶材料在高温质子交换膜燃料电池方面具有很大的应用前景。

张倩[26]等人将交联淀粉应用于萃取柱,在聚丙烯材质空管中填充交联淀粉,空管两端采用聚乙烯材质筛板固定。交联淀粉材料的空间构型呈网络结构,可通过可溶性淀粉加入交联剂进行反应制得。此方法制备的交联淀粉固相萃取柱具有以下优点:固相萃取柱效率高,体积小,制备简便且易于操作,在有机污染物萃取方面效果显著,交联淀粉材料柱上吸附的目标物很容易被有机溶剂洗脱,且所需有机溶剂量少,在一定程度上,克服了普通固相萃取的固定相萃取精密度差和使用寿命短的缺点。

羽毛是家禽业的副产品,长期以来被视为固体废物,带来一系列的环境和经济问题。然而,从羽毛中提取的羽毛角蛋白(颗)具有生物可降解和生物相容性,是一种有价值资源。Yao Dou[27]等人以羽毛角蛋白(颗)为基质,二醛交联淀粉为交联,甘油为增塑剂,制得用于生物医学的新型薄膜,同时研究了羽毛角蛋白双醛交联淀粉薄膜的微观结构、结晶行为、光传输、水分含量、溶解度、拉伸性能、水蒸气阻隔性和细胞毒性。研究发现交联膜表面微观结构比控制薄膜更紧凑,交联膜呈透明的完全非晶态(透明度值<2)。这些结果表明,二醛交联淀粉的加入使薄膜的透明度值和水分含量增加,溶解度降低,羽毛角蛋白与二醛交联淀粉之间进行了交联反应。相比控制薄膜,含2%二醛交联淀粉薄膜具有更大的拉伸和水蒸气渗透率,但抗拉强度下降,可能是因为交联效应抵消了二醛交联淀粉的增塑作用。另外,二醛交联淀粉薄膜水阻力的增加,扩大了其在食品包装中开发应用的潜力。

3 总结及前景展望

圆锥曲线的性质及推广应用 篇8

圆锥曲线包括椭圆、抛物线、双曲线和圆,通过直角坐标系,又与二次方程对应,所以,圆锥曲线又叫二次曲线. 圆锥曲线是几何学研究的重要课题之一,也是中学数学核心内容之一,解决几何题的方法是数形结合. 本文在此基础上简单的概括并分析圆锥曲线的性质,对其基本性质进行阐述,并探讨圆锥曲线的推广应用.

一、圆锥曲线的曲线方程

通过平切对顶圆锥得到的曲线,包括椭圆、圆、抛物线、 双曲线以及一些已经退化的曲线类型. 圆锥曲线又被称为圆锥截面,圆锥截痕以及二次曲线. 圆锥曲线的定义应用最为广泛的为: 一动点到一定点( 定点即焦点) 的距离与其到一条直线( 准线) 之间的距离的比为常数( 离心率) 的点的集合为圆锥曲线.

二、圆锥曲线的性质

1. 椭圆的性质

性质一: 椭圆具有对称性,在椭圆的标准方程中,以- x代替x,或者以- y代替y,或以- x,- y分别带入x,y,方程都不变,所以椭圆关于y轴和x轴以及原点都是对称的,坐标轴就是椭圆的对称轴,原点即是椭圆的对称中心. 椭圆的对称中心叫椭圆的中心.

性质二: 由于x轴、y轴都为椭圆的对称轴,则椭圆和它的对称轴就有了四个交点,并且这四个交点分别为椭圆的四个顶点. 若与x轴的两交点分别为A1,A2,与y轴的两个交点分别为B1,B2,那么A1A2,与y轴的两个交点分别为B1,B2,那么A1A2或B1B2就是椭圆的长轴或短轴. a、b叫做椭圆的长半轴或短半轴.

性质三: 离心率,为椭圆的焦距和长轴之间的比,就叫做椭圆的离心率.

2. 双曲线的性质

性质一: 双曲线具有对称性,并且每一个原点和坐标轴都是对称的. 因此坐标轴就是双曲线的对称轴,原点就是双曲线的对称中心. 并且双曲线的对称中心又可叫做双曲线的中心.

性质二: 双曲线的顶点,在一双曲线的标准方程中,假设y = 0,x = - a,所以双曲线与x轴就有两个交点,这两个交点都叫做双曲线顶点. 如果双曲线和y轴都没有交点,且与x轴交于A1( a,0) ,A2( - a,0) ,则令B1( 0,- b) ,B2( 0, - b) ,所以就有,线段A1A2称作双曲线的实轴,它的长就是2a,且a为双曲线的实半轴长; 线段B1B2为双曲线的虚轴, 其长就等于2b,且为双曲线的虚半轴长.

3. 抛物线的性质

性质一: 抛物线的顶点,即抛物线与抛物线的轴的交点称作抛物线的顶点,在方程y2= 2px( p > 0) 中,当y = 0时, x = 0,因此抛物线y2= 2px( p > 0) 的顶点就为坐标原点.

性质二: 抛物线具有对称性,如果以- y代替y,则方程y2= 2px( p > 0) 不变,则说明这条抛物线是关于x轴对称的, 所以我们就把抛物线的对称轴称作抛物线的轴.

性质三: 抛物线上的点M到它的焦点的距离和到准线的距离的比,称为抛物线的离心率,以e来表示,由抛物线的定义可得,e = 1

三、圆锥曲线的推广及应用

1. 抛物线的应用: 灯泡与手电筒

一只灯泡散出的光,会以灯光为点形成球星射出,然而,灯泡装到手电筒里以后适当的调节,就能射出一束很强的平行光线. 这是因为手电筒里的小灯泡后有一面反光镜, 这面反光镜的镜面的形状是利用抛物线的原理,即绕着它的轴旋转而得到的一个曲面,这个面就是抛物面. 经证明, 抛物面有一重要的性质,即从焦点射发出的光线,在经抛物面反射后,其反射光线就会平行于抛物线的对称轴. 探照灯就是利用这个原理而设计制造的.

2. 椭圆的应用: 罐车的截面

在容器相同的前提下,圆柱形的容器表面积是最小的, 也就是说,制作容器所使用的材料最少. 另一方面,容器装进物品,特别是液体之后,对罐内壁各部分的作用力大小也比较均匀,并且在高度和宽度( 即车的允许高度和宽度) 都被限制的情况下,其横截面做成椭圆形可以达到节省材料和保证容积的要求. 并且,利用了有限的空间,也同时保证了罐体的稳定性.

3. 双曲线的应用: 火电厂及核电站的冷却塔

冷却塔从底部到中部直径变小,是将蒸汽抽到塔内,防止底部逸出. 然而,上部直径变大,可以降低热气上升到顶部的流动速度,从而降低抽力,因此使蒸汽尽可能的留在塔内,进而提高冷却回收率.

论违约金的性质、分类及应用 篇9

违约金, 是由当事人约定的或者法律直接规定的, 在一方当事人违约时向另一方当事人支付一定数额的金钱或其他给付。违约金责任的独特功能在于:它不仅是当事人对损害的预定, 还是双方当事人约定的纯粹以惩罚和威慑为目的金钱或它种给付, 一旦对方违约, 双方的约定即可发生作用。充分地确立我国民法合同自由原则, 反映了商品经济的本质要求。违约金不仅具有一般的民事责任的预防功能, 而且由于其具有预定性的特点, 更能充分地预防违约行为的发生。一般民事责任的预防功能, 其实是一种潜在威慑机制的预防, 承担民事责任对于当事人来说只是一种规范意义上的。虽然当事人知道违反义务要承担民事责任, 但其承担的量却只有在诉讼结束时才能确定, 所以当事人可能会由于对违约损害赔偿数目的不同猜测在明知要承担违约责任的情况下可能还会选择违约。但是在有违约金条款的情况下, 由于作为违约损害赔偿的违约金的数目已经确定, 就不会出现因预期不同而违约的情况, 从而更有效地预防了违约行为的发生。

二、违约金的分类

(一) 不履行合同的违约金

不履行合同的违约金是指当事人没有履行主债务应当支付的违约金, 这种违约金一般是按合同标的额的一定比例计算。当合同部分未履行时, 按未履行的部分计算。如甲、乙二人订立《购房合同书》:约定甲向乙购买商品房一套, 房屋总价款为人民币10万元;首期付2万元, 余款2月内给付。合同中明确约定如甲逾期交付应缴供房款, 乙方可以要求甲方退还房屋, 并按总价款的20%收取违约金。合同签订后, 甲方交付了首期付款, 之后虽经乙方催缴但没有如期给付。此时乙方完全可以依据合同法第114条之规定要求甲方承担违约金, 此种违约金就是不履行合同的违约金。

(二) 逾期履行的违约金

逾期履行, 是当事人迟延给付主债务, 逾期履行的违约金一般是按迟延的日期 (天数等) 计算的违约金。逾期履行有逾期付款和逾期交付标的物、逾期交付工作成果等。逾期交付标的物应当支付的违约金, 按逾期付款的违约金执行。逾期履行也是履行, 因此, 逾期履行违约金与不履行违约金不能并用。为规范违约金的适用, 立法机构分别就不同领域的逾期履行义务制定相关的司法解释, 如《关于逾期付款违约金应当按照何种标准计算问题的批复》 (法释[1999]8号) 规定:“对于合同当事人没有约定逾期付款违约金标准的, 人民法院可以参照中国人民银行规定的金融机构计收逾期贷款利息的标准计算逾期付款违约金。中国人民银行调整金融机构计收逾期贷款利息的标准时, 人民法院可以相应调整计算逾期付款违约金的计算标准;《电力供应与使用条例》第39条规定:“违反本条例第二十七条规定, 逾期未交付电费的, 供电企业可以从逾期之日起, 每日按照电费总额的1‰至3‰加收违约金, 具体比例由供用电双方在供用合同中约定。”

(三) 瑕疵履行的违约金

瑕疵履行的违约金, 是指当事人履行的质量不符合要求而约定支付的违约金。瑕疵履行的违约金不能与实际履行并用, 因为被违约人接受了履行, 并从违约金中得到了损失的补偿。如甲与开发商签订协议购买一处商铺, 双方约定了交付标准及交付时间, 如违约按照房屋总价款的20%支付违约金。当甲在规定时间到售楼处时, 对方根本无法提供任何证明房屋质量的报告, 甲因此拒绝收房。一段时间后甲所购买的商铺取得了建筑工程消防验收意见书, 及工程竣工验收报告, 开发商又通知甲来收房。结果甲却在商铺发现了地面翻水和道路不畅等多处质量瑕疵, 再度拒绝收房。开发商不能按照合同约定及一般交易惯例交付质量不存在瑕疵的房屋, 因此开发商的行为构成违约, 其应当按照合同的约定给付甲瑕疵履行的违约金。

(四) 约定违约金和法定违约金

法定违约金是指法律法规中明文规定的违约金数额或比例;约定违约金是指合同双方当事人在签订合同时约定的违约金数额或比例。如果当事人在合同中只对违约金做了原则性的规定, 没有具体约定违约金的比例或数额, 则应该按照相关法规条例的具体规定处理;如果有关条例也没有明确规定违约金比例的, 则应该按照《民法通则》及《合同法》中关于承担违约金责任的一般原则执行。如果合同中没有规定违约金的条款, 但只要由于违约造成了对方的损失, 违约方就应向对方支付赔偿金。该赔偿金的数额, 可按照签订合同时有效的有关规定执行, 有关规定对违约金比例未作规定, 而违约又未给对方造成损失的, 可以根据实际情况酌情处理。

三、违约金的司法应用

我国合同法规定的违约金性质上属于赔偿性违约金。赔偿性违约金的支付以违约损害为前提, 造成损失的, 则支付, 没有造成损失的, 不支付。如果约定的过高或过低, 可以进行调整。违约金低于违约造成的损失, 当事人可以请求增加。对于违约金标准的认定, 应当以当事人是否对合同约定的相关内容提出异议为调整依据。具体确认原则是:第一, 当事人没有提出合同中约定的违约金计算标准过高或者过低的, 人民法院应当根据合同约定内容确定违约金计算标准;第二, 当事人提出合同中约定的违约金计算标准过高或者过低的, 人民法院可以建议双方当事人进行协商予以调整。当事人不同意调整的, 人民法院可参照同类型案件违约金之中等标准予以核定, 以适当体现法官的自由裁量权。还应结合具体案件进行确定, 寻求替代交易的难易程度, 是否故意违约等。第三, 法律未作明确规定的部分履行与违约金减额, 人民法院在审理中根据客观情况可以判令适当减少违约金数额。

“碳酸钠的性质及应用”教学设计 篇10

《普通高中化学课程标准 (实验) 》对本节内容的基本要求:“能通过实验研究碳酸钠的性质, 能通过实验对比研究碳酸钠、碳酸氢钠的性质, 并知道其在生产生活中的应用”。

发展要求:“了解候氏制碱法的原理和流程”。

【教材分析】

碳酸钠是一种重要的化工原料, 学生在初中阶段已有初步的认识, 但并没有进行深入的性质实验探究和分析, 授课时需注重实验探究方法的引导和培养。同时, 在教学过程中要做到承前启后, 既要总结碳酸钠作为盐具有的性质, 也要为后面的“离子反应”学习埋好伏笔。最为重要的是, 在教学过程中必须紧紧围绕“化学源于生活”的思想, 有效地完成教学目标和要求, 激发学生通过学习新知识、解决实际问题的热情, 形成自主学习的习惯。

【教学目标】

1.知识与技能。

(1) 能陈述碳酸钠的性质, 并应用所学知识解释碳酸钠在生产生活中的用途。

(2) 能利用比较学习策略, 分析碳酸钠和碳酸氢钠性质的联系与区别, 掌握其相互转化和鉴别方法。

(3) 以碳酸钠的性质探究为载体, 在全面探究碳酸钠和碳酸氢钠性质的同时, 为关联教学内容——“离子反应”的顺利展开积累必要的知识。

(4) 主动收集信息, 了解候氏制碱法的基本原理和简单流程。

2.过程与方法。

(1) 理解探究物质性质的一般方法。

(2) 通过经历碳酸钠性质的实验探究和问题讨论过程, 初步形成分析推理和综合归纳能力。

(3) 训练学生用类比和联系的方法认识碳酸钠和碳酸氢钠, 培养学生的实验能力和创造思维能力。

3.情感态度与价值观。

(1) 通过碳酸钠和碳酸氢钠用途的讨论和学习, 体会化学对生产和生活的贡献。

(2) 通过爱国科学家、实业家侯德榜先生事迹介绍, 培养学生刻苦钻研的科学精神和无私的爱国情操。

【教学媒介】

1.仪器:点滴板、试管、滴管、玻璃棒。

2.药品:固体碳酸钠、碳酸钠溶液、固体碳酸氢钠、碳酸氢钠溶液、盐酸、氯化钙溶液、氢氧化钙溶液、PH试纸。

【教学过程】

【反思与总结】

1.教学需要有精品意识, 本节课是在观摩优质课评比后, 借鉴了几个优秀片段, 并融合了个人的教学思想形成的教学设计。

2.教学需要有情景意识, 教师要在教学实践中, 充分挖掘生活素材, 理论联系实际, 创设恰当的“最近发展区”, 激发学生强烈的参与意识和浓厚的学习兴趣, 开展有效教学。

3.教学需要有交流意识, 本节课在板书设计上主要由学生书写结论, 教师只作必要的补充, 学生对知识点获取自然流畅, 由此可见, 互动、合作、讨论交流、经验和成果的分享对于转变学习方式, 实现教学相长至关重要。

参考文献

[1]普通高中化学课程标准 (实验) [S].北京:人民教育出版社, 2006.

混凝土的性质及应用 篇11

初等数论中, 有一条重要的性质:ax+by= (a, b) .它表示对任意非零整数a, b存在一对整数x, y使得ax+by一定是a, b的最大公约数.

证明如下:设非零整数a, b的最大公约数为n, 则一定有n|a且n|b.a=k1n, b=k2n.

ax+by= (k1x+k2y) ×n.当k1x+k2y=1时, 上述等式就取得a, b的最大公约数.当k1x+k2y≠1时, 那ax+by=kn是最大公约数的整数倍.

性质的第一种推广形式是裴蜀等式, 该等式实际上是该性质的一种特殊形式, 我们令 (a, b) =1, 即a, b互为素数 (以下简称互素) , 就可以得到著名的裴蜀等式ax+by=1.这也找到了判断两个整数互素的重要方法, 即如果对于任意非零的两个整数a, b, 存在一组整数x, y使得ax+by=1成立, 那么一定可以得出a, b互素.

证明如下:采用反证法, 假设ax+by=1, a, b不互素.利用刚得出的第一条性质可以得出ax+by= (k1x+k2y) ×n=1.根据最大公约数的定义n一定为整数, 所以得出 (k1x+k2y) 一定不是整数, 显然不成立.我们可以得出结论, 只有一种情况是可能的: (k1x+k2y) =1, n=1这也说明了a, b一定互素.

重要性质的第二种推广形式:我们很容易从两个数的判别方法得到三个数的方法.显然存在ax+by+cz= (a, b, c) , 与此同时也得到了三个数的裴蜀等式即ax+by+cz=1可以说明非零整数a, b, c互素, 但值得注意的是不能说明三个整数之间两两互素.由此可以把性质推广到n个整数, 即a1x1+a2x2+…+anxn= (x1, x2, …, xn) , a1x1+a2x2+…+anxn=1也是n个整数的裴蜀等式.

重要性质的第三种推广形式:即已知n个整数如何判断它们两两互素.有前面的推广形式, 显然a1x1+a2x2=1, a1x1+a2x2+a3x3=1, …, a1x1+a2x2+…+anxn=1一共有n-1个方程可以判断出x1, x2, …, xn任意两个整数都互素.

2.重要性质及推广形式的应用

例1 对任意整数n, 证明分数undefined是即约分数.

分析 本题的实质是证明21n+4和14n+3互质, 采用裴蜀等式可以很快的出结果.

观察发现[21, 14]=42, 可以想到证明思路.

证明 利用裴蜀等式3× (14n+3) -2× (21n+4) =1, 很快就可以说明题目中的分母与分子互素, 所以是即约分数.

小结 如果不利用裴蜀等式, 证明会变得比较困难.事实上, 2× (21n+4) -3× (14n+3) =-1, 也可以说明分子和分母互素.所以|ax+by|=1可以作为判定的条件.

例2 设n为正整数, 证明: (n!+1, (n+1) !+1) =1.

分析 本题目和上面的例子类似, 只是告诉我们在裴蜀等式的应用过程中, 选取x, y不一定是现实的数字, 也有可能是一些抽象的整数, 比如n.还有很重要的一点, 在寻找裴蜀等式中的x, y得到ax+by=1有时候会很困难, 所以需要借助一些辅助方法.

证明 根据第一条重要性质, 有 (n+1) × (n!+1) -1× (n+1) !-1=n.显然, n= (a, b) .

一定有n|n!+1且n| (n+1) !+1, 又因为n|n!和n| (n+1) !, 所以可以得到n|1, 即n=1.

利用裴蜀等式很容易说明 (n!+1, (n+1) !+1) =1.

总结 这里有一种数论中常用的方法, 若n|a+b, 且有n|a, 一定可以得出n|b.利用此方法和其他方法结合可以解决很多棘手的问题.

例3 可以表示成1457x+1705y的最小正整数是多少?

分析 因为对于性质一而言, 本题从相反的角度来考虑问题.熟悉性质的话不难想到ax+by= (a, b) .问题迎刃而解, 本质为求两个数的最小公约数.

解 1705=5×11×31, 1457=31×47, 根据性质可以知道 (a, b) =31, 答案为31.

小结 对性质的灵活应用, 还有关键的一点看出11|341, 先分解1705比较简单.

例4 有一种盒子能装3斤糖, 另外一种盒子能装6斤糖, 假定每一个盒子必须装满, 问:用这两种盒子能装完100斤糖吗?

分析 应用问题, 利用最大公约数的性质可以快速求解.

解 利用性质3x+6y=k× (3, 6) , (3, 6) =3, 3k≠100, 所以这两种盒子不可能装完一百斤糖.

小结 生活中的数论应用问题.

例5 设 (a, b) =1, 证明: (a+b, ab) =1.

分析 采用反证法证明, 要充分利用a, b互素的已知条件.

证明 采用反证法.设 (a+b, ab) =t, t为整数且不为1.因为整数a, b互素, 且t|ab, t|a+b.

所以t=a或b或ab, 否则与题意矛盾.

分三种情况分别讨论:

(1) t=a时, 由t|a+b可以得知t|b, (a, b) =t, t≠1, 所以a与b不互素.与原题意矛盾.

(2) t=b时, 同上可证.

(3) t=ab时, 不妨设undefined, 可以设undefined, 整理得关于a的方程ka2+ (kr-2) ×a-r=0, 解为undefined, 所以S一定是完全平方数.

k2r2+4=u2, 可以变形为k2r2-u2=4, (kr+u) × (kr-u) =4列出所有可能性:

kr+u=2和kr-u=2;kr+u=1和kr-u=4;kr+u=4和kr-u=1;三种情况下, 第一组解得到kr=1, 显然排除, 后两组中u不是整数, 排除.这就说明了 (a+b, ab) =1.

总结 通过反证法不借助最大公约数的性质也可以作出此题.

例6 设 (a, b) =1, 证明: (a2+b2, ab) =1.

分析 此题和上面的题目类似, 采用性质证明会比采用上面题目类似的证明简单.

证明 和例题五类似, 采用反证法, 设 (a2+b2, ab) =t≠1, 利用a与b互素, 可以同理证出前两种情况, 即t≠a, t≠b.

对于第三种情况, 首先利用裴蜀等式, 存在x, y使得ax+by=1.利用性质可以得到如下等式: (a2+b2) ×x2+2abxy=1, 将ax+by=1代入, 整理得1+b (x2-y2) =n, n是 (a, b) 的倍数.

所以t|1+b (x2-y2) , 由此, 因为t|b, 所以t|1, 得出矛盾.所以 (a2+b2, ab) =1.

小结 可以发现, 利用性质可以很快的得出结论, 比讨论要方便得多.本题第三问也可用类似例题五的方法处理, 也比较繁琐.

例7 证明: (12n+5, 9n+4, 6n+3) =1.

分析 采用裴蜀等式的推广形式.

证明 因为2× (9n+4) +1× (6n+3) -2× (12n+5) =1.所以原命题成立.

例8 证明:12n+5, 9n+4, 6n+3两两互质.

分析 利用性质的推广形式.

证明 显然4× (9n+4) -3× (12n+5) =1, 有例8的结论, 可知原命题成立.

小结 裴蜀等式证明两两互质, 采用推广形式比较方便.

性质总结 最大公约数是初等数论中的一个重要概念, 对ax+by这一性质以及推广形式的灵活应用, 解决问题可以起到事半功倍的效果.对于具体问题仍然要具体分析, 多种方法、思想和性质的联合应用也是解决难题的利器.

参考文献

[1]余红兵.数学竞赛中的数论问题 (第二版) .上海:华东师范大学出版社, 2005 (6) :5-10.

[2]华罗庚学校.华罗庚学校数学试题解析高一年级 (第三版) .北京:中国大百科全书出版社, 1996 (3) :62-63.