高分子材料研究課題精選(九篇)

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第1篇：高分子材料研究課題范文

關(guān)鍵詞：高分子材料與工程；特色化；人才培養(yǎng)模式；林業(yè)院校

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2015）10-0066-02

隨著科技的不斷進(jìn)步，各國(guó)都在不斷創(chuàng)新和研發(fā)新的材料，而每一種新材料的使用，都能夠引起一次技術(shù)上的重大變革，而這種變革可能是世界性的。現(xiàn)代人類社會(huì)的“三大支柱”領(lǐng)域分別為材料、能源和信息。正是在這種背景下，高分子材料與工程專業(yè)在短短的二十年時(shí)間內(nèi)發(fā)展迅速。1998年，教育部調(diào)整了高等學(xué)校本科專業(yè)目錄，將與高分子材料相關(guān)的工科類專業(yè)統(tǒng)一為高分子材料與工程專業(yè)。教育部出臺(tái)的專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)精神明確指出，要重點(diǎn)發(fā)展高分子材料產(chǎn)業(yè)[1]。

東北林業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)，始建于2000年10月，專業(yè)的建立基于東北林業(yè)大學(xué)木材科學(xué)與技術(shù)學(xué)科在天然高分子材料的加工與利用等條件成熟的基礎(chǔ)上，由我國(guó)木材膠黏劑領(lǐng)域知名專家顧繼友教授組織創(chuàng)辦。在十幾年的不斷實(shí)踐探索中，建立了具有自己特色的人才培養(yǎng)模式，并依托東北林業(yè)大學(xué)的發(fā)展平臺(tái)，明確培養(yǎng)目標(biāo)，凸顯了林業(yè)院校的特色和優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)了一大批兼具知識(shí)、能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的高素質(zhì)人才。

一、依托院校優(yōu)勢(shì)，打造品牌專業(yè)

東北林業(yè)大學(xué)創(chuàng)建于1952年，是國(guó)家“211工程”和“優(yōu)勢(shì)學(xué)科創(chuàng)建平臺(tái)”項(xiàng)目重點(diǎn)院校。學(xué)校是以林科為發(fā)展優(yōu)勢(shì)，以林業(yè)工程為辦學(xué)特色的綜合性大學(xué)。高分子材料與工程專業(yè)在建立之初就顯示出專業(yè)的優(yōu)勢(shì)，它是在天然高分子開發(fā)利用、生物質(zhì)復(fù)合材料、高聚物合成、合成樹脂膠黏劑的開發(fā)等領(lǐng)域都較成熟完備的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有厚基礎(chǔ)的專業(yè)優(yōu)勢(shì)。專業(yè)發(fā)展迅速，于2003年獲批建立“生物材料工程”博士點(diǎn)學(xué)科，2006年該學(xué)科被評(píng)為黑龍江省重點(diǎn)學(xué)科，2010年進(jìn)入“985”優(yōu)勢(shì)學(xué)科平臺(tái)建設(shè)行列，目前是東北林業(yè)大學(xué)的重點(diǎn)專業(yè)。專業(yè)涵蓋了膠黏劑、生物質(zhì)復(fù)合材料、天然與合成高分子材料和生物質(zhì)功能材料四個(gè)具有學(xué)科優(yōu)勢(shì)和特色的方向。其中膠黏劑是本專業(yè)的主要特色，尤其是木質(zhì)基材料用膠黏劑的研究、開發(fā)和推廣方面處于世界先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的行列；專業(yè)的另一個(gè)特色是生物質(zhì)復(fù)合材料的研究，尤其是在木塑復(fù)合材料、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、淀粉等生物質(zhì)材料的開發(fā)利用方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

高分子材料與工程專業(yè)為黑龍江省重點(diǎn)專業(yè)，教學(xué)理念先進(jìn)，師資力量雄厚，具有豐富的教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)，本專業(yè)有三門課程“膠黏劑與涂料”、“生物質(zhì)材料”和“材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)”入選東北林業(yè)大學(xué)重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目。東北林業(yè)大學(xué)作為林業(yè)院校的領(lǐng)跑者，有著林業(yè)院校的優(yōu)勢(shì)。為此，東北林業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)在人才培養(yǎng)模式的制定上以林業(yè)院校優(yōu)勢(shì)為依托，支撐學(xué)科“生物材料工程”在科研方面以天然高分子為核心，以生物質(zhì)復(fù)合材料、膠黏劑、天然與合成高分子材料以及生物質(zhì)功能材料四個(gè)特色研究方向?yàn)橹攸c(diǎn)。與之相適應(yīng)的專業(yè)人才培養(yǎng)模式既注重高分子材料與工程專業(yè)的基礎(chǔ)，更體現(xiàn)林業(yè)院校相關(guān)專業(yè)的優(yōu)勢(shì)特色。在近十幾年的人才培養(yǎng)過(guò)程中，專業(yè)也在不斷的調(diào)整修訂人才培養(yǎng)方案，既重基礎(chǔ)，又寬口徑，注重素質(zhì)和能力培養(yǎng)，突出林業(yè)院校品牌專業(yè)的特色和優(yōu)勢(shì)。

二、特色化人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建

人才培養(yǎng)模式作為高等院校人才培養(yǎng)活動(dòng)的實(shí)踐規(guī)范和基本樣式，是高等院校對(duì)本科人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)過(guò)程、培養(yǎng)途徑以及培養(yǎng)方法等要素的綜合概括。隨著目前人才市場(chǎng)化程度的日益高漲，如何造就適應(yīng)社會(huì)需要的應(yīng)用創(chuàng)新型人才是亟待解決的難題[2]。不同的學(xué)校、專業(yè)應(yīng)根據(jù)人才需求、本身專業(yè)特色以及學(xué)校優(yōu)勢(shì)等方面探索一條適合自己的人才培養(yǎng)模式，并且要經(jīng)過(guò)一定的實(shí)踐檢驗(yàn)，千萬(wàn)不能照搬照抄、生搬硬套。

在人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位上，我們總結(jié)了一些地方院校人才培養(yǎng)的偏差，積極探索出“強(qiáng)化基礎(chǔ)、因材施教、分類培養(yǎng)”的指導(dǎo)思想，考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)水平，發(fā)展方向、內(nèi)在潛質(zhì)，按照發(fā)展方向和個(gè)人選擇的不同對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類，大致分為就業(yè)、繼續(xù)深造、出國(guó)深造等幾種類型，以此為前提在課程設(shè)置、實(shí)踐動(dòng)手能力、畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)、教師培養(yǎng)等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母铮古囵B(yǎng)出的學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)廣泛，基礎(chǔ)扎實(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，能在聚合物合成、膠黏劑、生物質(zhì)復(fù)合材料等領(lǐng)域從事生產(chǎn)、開發(fā)研究、管理的工程技術(shù)人才，探索出一種具有特色的人才培養(yǎng)模式。

三、特色化人才培養(yǎng)的具體措施

（一）規(guī)范培養(yǎng)過(guò)程，提升教育實(shí)力

學(xué)科之間的相互影響與滲透逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)各學(xué)科之間的彼此滲透，相互關(guān)聯(lián)成更大的、完整的學(xué)科體系[3]。這就要求現(xiàn)代大學(xué)教育要有更廣博的知識(shí)背景，更敏捷的思維創(chuàng)新能力及開闊的學(xué)科視野。只有在大學(xué)科平臺(tái)上和開放的學(xué)習(xí)氛圍中采用靈活創(chuàng)新的教育模式，才能完成創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求[4]。

為滿足國(guó)家林業(yè)科技的戰(zhàn)略需求、學(xué)校建設(shè)高水平特色大學(xué)的要求以及社會(huì)對(duì)不同人才的需求，東北林業(yè)大學(xué)重點(diǎn)突出“林產(chǎn)”特色，構(gòu)建相關(guān)的學(xué)科課程體系。本著厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)的主導(dǎo)思想，構(gòu)建學(xué)科基礎(chǔ)課；結(jié)合專業(yè)方向的特色，構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)課和特色課程；同時(shí)完善交叉學(xué)科的滲透，構(gòu)建開放性的選修課程，學(xué)生可自由選修，實(shí)現(xiàn)資源共享。學(xué)校和學(xué)科帶頭人廣泛聽取學(xué)生意見，制定了一系列切實(shí)可行的專業(yè)管理制度，加快重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)步伐；加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，構(gòu)建專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)；聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家教授、學(xué)者定期在學(xué)院及學(xué)校范圍內(nèi)進(jìn)行專題講座；鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練，以專業(yè)教師牽頭，鼓勵(lì)學(xué)生自主開發(fā)，大膽創(chuàng)新，認(rèn)真觀察；創(chuàng)建具有自己學(xué)科發(fā)展特色的高分子材料與工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，建立以專業(yè)教師牽頭，本科生為主體的創(chuàng)新訓(xùn)練團(tuán)隊(duì)，在保證驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，增加本科生專業(yè)技能綜合訓(xùn)練；從大一新生開始實(shí)行“導(dǎo)師制”，提倡因人施教，對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教育，鼓勵(lì)學(xué)生開展批判式學(xué)習(xí)，用與時(shí)俱進(jìn)的思想運(yùn)用知識(shí)，用發(fā)散的思維研究知識(shí)[5]。

（二）產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合

“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”是東北林業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑?！爱a(chǎn)學(xué)結(jié)合”是指學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文來(lái)自于生產(chǎn)實(shí)際，學(xué)生通過(guò)走進(jìn)工廠、校企合作單位幫助解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。一方面鍛煉了學(xué)生實(shí)際解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了獨(dú)立解決問(wèn)題的意識(shí)，凡事不再依賴教師、依賴課本，是完全意義上的實(shí)踐；學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí)較早地熟悉了工作崗位，積累了工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)待就業(yè)問(wèn)題不再盲目，縮短了學(xué)生適應(yīng)工作崗位的時(shí)間。另一方面，工廠在實(shí)際生產(chǎn)中也遇到各種各樣的問(wèn)題，新鮮血液的注入也為企業(yè)解決了遇到的實(shí)際問(wèn)題，節(jié)約了用人成本，并在經(jīng)濟(jì)效益方面有所收獲?！把袑W(xué)結(jié)合”是學(xué)生的畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)選題大部分來(lái)源于指導(dǎo)教師的研究課題，導(dǎo)師的課題研究具有前瞻性及實(shí)踐性，學(xué)生通過(guò)參與導(dǎo)師課題，導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生更直接、更具體，鍛煉了學(xué)生的科研能力，對(duì)于繼續(xù)深造或是出國(guó)留學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)鍛煉了他們的創(chuàng)新思維能力和科學(xué)素養(yǎng)。結(jié)合科研實(shí)踐培養(yǎng)專業(yè)人才是專業(yè)建設(shè)大力提倡的，專業(yè)教師積極以科研帶動(dòng)教學(xué)，以教學(xué)促進(jìn)科研，學(xué)生積極參與教師課題研究工作對(duì)學(xué)生未來(lái)的發(fā)展大有裨益。

（三）突出專業(yè)實(shí)踐特色建設(shè)

高分子材料與工程專業(yè)的特色是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)踐能力的培養(yǎng)不僅僅在課堂和實(shí)驗(yàn)室，高質(zhì)量、充分的專業(yè)實(shí)踐是人才培養(yǎng)必不可少的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生可以到企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)觀摩，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件將理論和生產(chǎn)結(jié)合，學(xué)生將學(xué)習(xí)的書本知識(shí)融會(huì)貫通到實(shí)踐中，同時(shí)在理論的指導(dǎo)下，學(xué)生撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告反饋實(shí)習(xí)內(nèi)容。學(xué)校非常重視實(shí)踐教學(xué)，出臺(tái)了一系列的制度方案，健全實(shí)習(xí)質(zhì)量保障體系。為此，專業(yè)積極拓展實(shí)踐基地，依據(jù)指導(dǎo)教師的特長(zhǎng)進(jìn)行分工指導(dǎo)，邀請(qǐng)具有培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的一線工程技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解和模擬。學(xué)生的整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)與畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，實(shí)踐過(guò)程為論文的撰寫提供第一手資料，也鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力?？傊粩嗵剿鞲叩葘W(xué)校專業(yè)與社會(huì)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的長(zhǎng)效機(jī)制，建立健全校外實(shí)踐基地，是學(xué)生磨煉意志、增長(zhǎng)才干、理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要載體。

無(wú)論是林業(yè)院校還是各類地方高校，都在努力地積極探索高分子材料與工程專業(yè)特色化人才培養(yǎng)的模式，東北林業(yè)大學(xué)在特色化人才培養(yǎng)方面也在不斷實(shí)踐中，既結(jié)合了傳統(tǒng)的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，又不斷挖掘新思路、新方法、新觀念，這是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的需要，也是林業(yè)院校人才培養(yǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)：

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專業(yè)目錄和專業(yè)介紹（1998年頒布）[Z].北京：高等教

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[4]陳崢瀅，秦毅紅.大材料學(xué)科研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培

養(yǎng)研究[J].理工高教研究，2010，（1）.

[5]熊建輝，付剛.林業(yè)特色學(xué)校的世界一流大學(xué)建設(shè)之路

第2篇：高分子材料研究課題范文

論文摘要：文章從我國(guó)林業(yè)科技發(fā)展對(duì)材料化學(xué)專業(yè)人才的需要出發(fā)，探討了在高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)的專業(yè)定位，在對(duì)材料化學(xué)課程的教學(xué)體系進(jìn)行思考的基礎(chǔ)上，提出了培養(yǎng)適應(yīng)林業(yè)科技發(fā)展需要的材料化學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)模式和教學(xué)內(nèi)容。

材料化學(xué)是一門材料科學(xué)與現(xiàn)代化學(xué)相結(jié)合的新興學(xué)科，對(duì)于自然科學(xué)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展至關(guān)重要，是21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展中的重要新興學(xué)科之一。本專業(yè)密切聯(lián)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的實(shí)際，研究材料制備、加工、性能和應(yīng)用等的化學(xué)問(wèn)題。上個(gè)世紀(jì)90年代初，復(fù)旦大學(xué)率先開設(shè)材料化學(xué)本科專業(yè)。隨后，眾多高校相繼開設(shè)了該專業(yè)。由于材料種類很多，而且各個(gè)高校開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)的背景和學(xué)校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科不相同，雖然專業(yè)名稱相同，但是各學(xué)校所制定的培養(yǎng)方案和體現(xiàn)的專業(yè)特色各不一樣。中南林業(yè)科技大學(xué)是一所服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代林業(yè)，地處中南地區(qū)的高等林業(yè)院校。在高等林業(yè)院校開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)，相對(duì)于其它綜合性高校的材料化學(xué)專業(yè)和本校的主流學(xué)科一一林學(xué)來(lái)說(shuō)，該專業(yè)無(wú)論是在師資隊(duì)伍，還是在科研水平與學(xué)科建設(shè)等方面都存在不小的差距。所以，我校開設(shè)的材料化學(xué)專業(yè)，只有辦出自己的特色和優(yōu)勢(shì)，才能在材料化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域占有一席之地。

1、專業(yè)定位明確，體現(xiàn)辦學(xué)特色

人才的培養(yǎng)需要找準(zhǔn)位置，明確方向。這是適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，也是辦好專業(yè)的關(guān)鍵。我校2004年初申報(bào)材料化學(xué)專業(yè)并獲得省教育廳批準(zhǔn)，2005年正式招生。經(jīng)過(guò)5年的發(fā)展，積累了較為豐富的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基本建立了較為完備的材料化學(xué)專業(yè)辦學(xué)條件。材料化學(xué)是一門多學(xué)科相互交叉的新型綜合學(xué)科，就材料而言，包括金屬材料、無(wú)機(jī)金屬材料、高分子材料、功能材料、復(fù)合材料等多個(gè)領(lǐng)域。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全面發(fā)展，為了應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切要求，加強(qiáng)林業(yè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)至關(guān)重要。各種新材料在農(nóng)業(yè)、林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，如生物質(zhì)材料、木材阻燃材料、仿生材料和可生物降解材料等的開發(fā)都是材料優(yōu)先發(fā)展的方向。但是，目前我國(guó)林業(yè)領(lǐng)域從事新材料技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的專門人才比較匾乏，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代林業(yè)高速發(fā)展的需要。因此，高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)專業(yè)對(duì)我國(guó)林業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。在高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)專業(yè)既要考慮材料科學(xué)學(xué)科本身的體系，又要體現(xiàn)高等林業(yè)院校的特色與優(yōu)勢(shì)。為此，我們把專業(yè)定位在復(fù)合材料、生物質(zhì)材料和高分子材料三大方向，使學(xué)生既具有扎實(shí)的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和良好的專業(yè)素質(zhì)，又能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的要求;培養(yǎng)能在材料開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是利用林產(chǎn)品資源進(jìn)行新材料研制和開發(fā)以及新材料在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用方面具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的復(fù)合型人才，為我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化及林業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)可靠的人才保障。

2、完善課程體系，優(yōu)化課程設(shè)置

本專業(yè)秉承夯實(shí)基礎(chǔ)，提高能力、拓寬范圍、接觸前沿的理念，根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)專業(yè)型、應(yīng)用型、復(fù)合型和學(xué)習(xí)型人才的需要，在遵循“重基礎(chǔ)、寬口徑和強(qiáng)能力”教學(xué)改革原則的基礎(chǔ)上，在構(gòu)建材料化學(xué)專業(yè)課程體系時(shí)，主要采取下列原則:加強(qiáng)基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)口徑，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，適當(dāng)增加選修課比例。因此，該專業(yè)的課程體系由公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必選課和專業(yè)選修課四個(gè)方面組成。其中:公共基礎(chǔ)課程與化學(xué)工程類其它專業(yè)一致;專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè)了材料化學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)、材料物理性能等課程;在專業(yè)課程的設(shè)置上注意寬口徑與突出特色相兼顧，如復(fù)合材料方向開設(shè)的復(fù)合材料學(xué)和復(fù)合材料工藝與設(shè)備課程;高分子材料方向開設(shè)的高分子化學(xué)、高分子物理和材料結(jié)構(gòu)表征課程;生物質(zhì)材料方向開設(shè)的木質(zhì)復(fù)合材料、竹材及非木質(zhì)材料等課程。同時(shí)，還加強(qiáng)了工藝設(shè)計(jì)和制造方面的課程，如開設(shè)材料加工與成型、材料加工與成型實(shí)驗(yàn)、材料合成與制備等課程;增加了阻燃材料及其應(yīng)用技術(shù)、仿生材料、生態(tài)環(huán)境材料、活性炭制備改性與應(yīng)用專題等特色課程。總之，在課程體系的總體構(gòu)建原則下，經(jīng)過(guò)兩次培養(yǎng)計(jì)劃的修訂，對(duì)課程進(jìn)行了認(rèn)真仔細(xì)的整合，系統(tǒng)地確定課程門類，進(jìn)一步明確各門課程的內(nèi)容及課程間的分工與聯(lián)系，刪除一些內(nèi)容陳舊或與其它課程內(nèi)容重復(fù)的課程，增加反映最新研究成果方面的課程，如納米材料，納米復(fù)合材料等，創(chuàng)建一些理論聯(lián)系實(shí)際、有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力的課程，并加大前沿科技知識(shí)的教學(xué)比例。

3、改革實(shí)踐教學(xué)體系，強(qiáng)化能力培養(yǎng)

材料化學(xué)專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，在教學(xué)活動(dòng)中，必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。首先，在加強(qiáng)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提下，組建了材料合成與制備、材料結(jié)構(gòu)表征和檢測(cè)兩個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)，利用多種渠道與企業(yè)建立聯(lián)系，在株洲冶煉集團(tuán)、湘潭鋼鐵公司和株洲化工集團(tuán)等單位建立了實(shí)習(xí)基地。第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、探究與創(chuàng)新能力的重要途徑。建立新型的材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)向開放性的教學(xué)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才的有效途徑之一。為此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，部分實(shí)驗(yàn)課試行開放式教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課教師僅僅講授實(shí)驗(yàn)的基本原理和基本要求，從查閱文獻(xiàn)資料開始，到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等均由學(xué)生獨(dú)立完成，使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。第三，按基礎(chǔ)型、設(shè)計(jì)綜合型、研究創(chuàng)新型三個(gè)層次規(guī)劃實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。積極推行從驗(yàn)證模仿性實(shí)驗(yàn)向設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，同時(shí)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增設(shè)設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)。第四，鼓勵(lì)學(xué)生參加科研活動(dòng)，根據(jù)個(gè)人興趣和愛好參加教師的科研項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目。通過(guò)具體的研究課題，獨(dú)立設(shè)計(jì)、自查資料、自擬實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探索性、創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)。第五，結(jié)合專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)基地搞好畢業(yè)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，鼓勵(lì)已經(jīng)簽訂就業(yè)協(xié)議的學(xué)生到單位聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際選擇課題，鼓勵(lì)教師到實(shí)習(xí)基地結(jié)合實(shí)際指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)論文。由此在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中構(gòu)建了“計(jì)劃教學(xué)一開放實(shí)驗(yàn)一科研相結(jié)合”的新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。同時(shí)，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，重視學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，把素質(zhì)教育貫穿于實(shí)踐教學(xué)的全過(guò)程，為全體學(xué)生提供了一個(gè)全面發(fā)展的實(shí)踐空間，培養(yǎng)與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神。為學(xué)生將來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的管理體制，確立優(yōu)秀的職業(yè)道德素養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，優(yōu)化師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)

第3篇：高分子材料研究課題范文

第九屆中國(guó)青年女科學(xué)家獎(jiǎng)評(píng)審會(huì)評(píng)語(yǔ)：

馬晶發(fā)展量子化學(xué)與分子模擬相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究材料分子的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，在化學(xué)、物理及材料方面取得高水平的成果，瞄準(zhǔn)前沿科學(xué)領(lǐng)域，理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)新型“分子開關(guān)”等材料。

馬晶寄語(yǔ)青年人：

興趣是最好的老師，多去閱讀文獻(xiàn)和資料，多去發(fā)現(xiàn)和感受一些美妙的事情。如果將化學(xué)分子做成圖像，那么這個(gè)圖將會(huì)非常漂亮，見到的人很有可能會(huì)對(duì)它一見鐘情。仔細(xì)觀察這些分子，總會(huì)有一個(gè)能打動(dòng)你。

材料科學(xué)的發(fā)展給我們的生活帶來(lái)了無(wú)數(shù)可能性，以前存在于科幻小說(shuō)之中的各種奇特的電子產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)是日常生活中的一部分。而材料科學(xué)家更希望把計(jì)算機(jī)里面的元器件都變成有機(jī)分子，這樣，計(jì)算機(jī)不僅會(huì)非常輕巧，而且還能更方便地實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。

但在開發(fā)新材料時(shí)，如果只是總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，借鑒自然界已有的物種，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)摸索，就會(huì)有一定的盲目性。這個(gè)時(shí)候，如果有理論指導(dǎo)，就可以省去很多繁瑣的嘗試、失敗和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。這就是理論研究的動(dòng)因與意義。

所有材料都是分子的聚合體，它們涉及大量分子的聚集行為，包含了錯(cuò)綜復(fù)雜的分子間相互作用，這一直是理論化學(xué)研究的難題。傳統(tǒng)的高精度量子化學(xué)計(jì)算方法能處理的分子尺度很小，只能夠描述中小分子的光、電、磁等性質(zhì)及分子化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程；而分子模擬技術(shù)基于經(jīng)典力學(xué)和統(tǒng)計(jì)原理，雖然可應(yīng)用于較大的時(shí)間與空間尺度，但只能描述分子聚集體的形貌或表面結(jié)構(gòu)，無(wú)法描述電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)鍵的變化。

從2004年開始，馬晶和她的學(xué)生們就開始嘗試將這兩個(gè)不同層次的方法結(jié)合起來(lái)，使其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)：通過(guò)分子模擬得到分子聚集體的結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算，得到發(fā)生反應(yīng)的關(guān)鍵基團(tuán)的電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。馬晶以這種方式構(gòu)架起了一座橋梁，連通了復(fù)雜體系的微觀結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)測(cè)定中這些體系所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)，對(duì)化學(xué)研究有著重要的指導(dǎo)意義：這樣，材料科學(xué)家們就能夠清楚了解功能高分子材料的物理化學(xué)本質(zhì)，從而結(jié)合實(shí)驗(yàn)，不斷設(shè)計(jì)出新材料，為人類所用。

除此之外，馬晶還有一個(gè)夢(mèng)想：理論設(shè)計(jì)出一些分子開關(guān)。在一定情況下，比如通電或光照后，有機(jī)分子能夠跟生物分子結(jié)合，消除電場(chǎng)等外部條件后，結(jié)合又不會(huì)發(fā)生，這樣就可以檢測(cè)電信號(hào)或者其他信號(hào)，讓生物學(xué)家多一種研究利器。馬晶認(rèn)為，材料涉及生活與科研的各個(gè)領(lǐng)域，材料的發(fā)展能將科幻變成現(xiàn)實(shí)，而理論研究則是根基。

馬晶的父母是在高校從事教學(xué)與科研工作的老師，受他們的影響，馬晶在上幼兒園的時(shí)候就夢(mèng)想成為一名引領(lǐng)學(xué)生探索科學(xué)奧秘的老師。小時(shí)候，馬晶的爸爸經(jīng)常帶著她去實(shí)驗(yàn)室參觀，顯微鏡下的微觀組織令她著迷。馬晶的父母也經(jīng)常帶她去爬山，接觸大自然，在培養(yǎng)馬晶堅(jiān)韌性格的同時(shí)，也讓她對(duì)周圍的世界充滿好奇。

馬晶一再?gòu)?qiáng)調(diào)興趣的重要性。因?yàn)榕d趣，她從碩士階段開始，選擇了自己喜歡的物理化學(xué)領(lǐng)域，并且在大學(xué)期間同時(shí)輔修了電子系的無(wú)線電技術(shù)和計(jì)算機(jī)等第二學(xué)位課程，努力構(gòu)筑寬闊的知識(shí)架構(gòu)。

馬晶認(rèn)為，作為一名老師，職責(zé)就是要鼓勵(lì)學(xué)生去尋找自己感興趣的課題，并幫助他們解決在研究課題過(guò)程中遇到的困難，讓他們從中得到成長(zhǎng)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)他們自己的夢(mèng)想。

第4篇：高分子材料研究課題范文

關(guān)鍵詞：稠油開采 注汽鍋爐 陶瓷柱塞 注汽時(shí)率

金馬公司熱注作業(yè)區(qū)在用的15臺(tái)注汽鍋爐均采用高壓柱塞泵進(jìn)行供水，高壓柱塞泵中主要的易損件是柱塞，目前常規(guī)柱塞工作中經(jīng)常發(fā)生損壞現(xiàn)象導(dǎo)致柱塞、盤根頻繁更換，柱塞平均更換周期為2個(gè)月，在壓力較高的注汽站中，更換周期甚至達(dá)不到一個(gè)月，而盤根則每月都要進(jìn)行部分或全部更換，嚴(yán)重影響蒸汽生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

一、柱塞磨損原因研究

由于高壓水流的沖擊和來(lái)水中不可避免的存在著微小的硬質(zhì)顆粒，使柱塞表面最終因長(zhǎng)時(shí)間往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致出現(xiàn)劃痕、甚至是明顯的溝槽，致使表面粗糙造成密封接觸不嚴(yán)密而產(chǎn)生滲漏。

柱塞運(yùn)行中直接接觸盤根，盤根由高分子材料制成，具有很好的韌性、彈性，為了保證滴漏量必然應(yīng)使盤根以非常大的壓力包裹在柱塞周圍，在長(zhǎng)期連續(xù)工作條件下金屬柱塞越來(lái)越粗糙的表面產(chǎn)生的硬性拉、扯，加速了盤根破壞，形成柱塞與盤根同步損壞的惡性循環(huán)，最終造成盤根相對(duì)其他泵配件更高的更換頻率。

二、陶瓷柱塞的研制

工業(yè)結(jié)構(gòu)陶瓷材料是國(guó)家“863”項(xiàng)目重大研究課題，也是國(guó)家在“十一五”期間重點(diǎn)推廣的新材料。使用工業(yè)結(jié)構(gòu)陶瓷這種高性能材料，來(lái)研制注汽高壓泵陶瓷柱塞，能解決高壓柱塞泵常規(guī)柱塞的早期損壞問(wèn)題，提高注汽作業(yè)的工作效率和可靠性。

三、陶瓷柱塞的應(yīng)用

相比較金屬柱塞，陶瓷柱塞具有耐磨、耐腐蝕的特點(diǎn)，自2010年4月份起，陸續(xù)對(duì)8臺(tái)鍋爐給水柱塞泵更換陶瓷柱塞，共計(jì)更換24根。截止2010年底，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

表1 2010年陶瓷柱塞泵應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)表

為了便于數(shù)據(jù)對(duì)比，統(tǒng)計(jì)了2010年1-4月份應(yīng)用金屬柱塞各泵的維護(hù)、使用情況：

從使用情況看，用于試驗(yàn)的24根陶瓷柱塞全年使用情況良好，表面無(wú)明顯劃痕、無(wú)溝槽。陶瓷柱塞相對(duì)于金屬柱塞具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1.使用壽命較金屬柱塞大大延長(zhǎng)。從表中可以看出，應(yīng)用金屬柱塞的202爐運(yùn)行時(shí)間為2042小時(shí)，期間更換柱塞24次，更換盤根168個(gè)，而應(yīng)用陶瓷柱塞后，運(yùn)行3567小時(shí)未發(fā)生柱塞更換現(xiàn)象。

2.整個(gè)使用期間，陶瓷柱塞所用泵總計(jì)僅兩缸更換盤根，緊盤根次數(shù)大大減少，使盤根的壽命也相應(yīng)增加。

3.大大減少了注汽生產(chǎn)中因更換柱塞和盤根而造成的停泵次數(shù)，保證了注汽鍋爐高壓柱塞泵工作壓力的平穩(wěn)性，有效提高了注汽效率。

四、應(yīng)用效果分析

應(yīng)用陶瓷柱塞前每年更換金屬柱塞396根，每根550元；更換盤根4310個(gè)，每個(gè)55元，年累計(jì)維護(hù)費(fèi)用為44萬(wàn)元；應(yīng)用后，更換陶瓷柱塞24根，每根2000元；更換盤根1360個(gè)，年累計(jì)維護(hù)費(fèi)用為12.3萬(wàn)元，年節(jié)約成本31.7萬(wàn)元。

五、結(jié)論及建議

針對(duì)熱注鍋爐柱塞泵頻繁更換金屬柱塞及盤根的現(xiàn)狀，研制并應(yīng)用了陶瓷柱塞，與傳統(tǒng)金屬柱塞相比，陶瓷柱塞具有耐磨、耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能大大提高柱塞及盤根的使用壽命，從而實(shí)現(xiàn)了提高注汽效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的，有效降低生產(chǎn)成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

表2 2010年1-4月金屬柱塞泵使用情況統(tǒng)計(jì)表

參考文獻(xiàn)

[1]張祺﹒采油工程原理與設(shè)計(jì)[M] .山東：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006： 369-372.

第5篇：高分子材料研究課題范文

人類歷史的發(fā)展，是以新材料的突破為時(shí)代標(biāo)志，從石器的打制、鐵器的制造，到機(jī)械的應(yīng)用、晶體的出現(xiàn)，使人類不但脫離野蠻時(shí)代，進(jìn)入工業(yè)時(shí)代，而且迎來(lái)信息時(shí)代。當(dāng)今，新材料研發(fā)與信息技術(shù)、生物技術(shù)構(gòu)成了21世紀(jì)最重要、最具發(fā)展?jié)摿Φ娜箢I(lǐng)域。新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，應(yīng)用范圍極其廣泛，幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的每個(gè)部門，滲入大眾生活的各個(gè)方面，備受科技界的推崇和世界各國(guó)的高度重視。

目前，新材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平，已成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志?！罢l(shuí)掌握了新材料，誰(shuí)就掌握了未來(lái)”，世界各國(guó)均把大力研究和開發(fā)新材料作為21世紀(jì)的重大戰(zhàn)略決策。專家預(yù)測(cè)，信息功能陶瓷材料及其制品的全球銷售收入，到2010年將達(dá)800億美元；全球釹鐵硼稀土永磁材料產(chǎn)值，到2010年將達(dá)83億美元；世界超導(dǎo)材料銷售額，到2010年將達(dá)600-900億美元。美國(guó)科學(xué)基金會(huì)預(yù)測(cè)，未來(lái)10年，全球納米技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1萬(wàn)億美元左右。

發(fā)達(dá)國(guó)家清楚地看到了新材料產(chǎn)業(yè)所蘊(yùn)藏的巨大商機(jī)和具有的重要戰(zhàn)略地位，紛紛制定出相關(guān)戰(zhàn)略計(jì)劃并投入巨資進(jìn)行開發(fā)。

我國(guó)政府對(duì)新材料的研究開發(fā)也給予了高度重視，近年出臺(tái)了一系列相關(guān)鼓勵(lì)政策，指定了一批新材料研發(fā)中心和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，規(guī)劃了一批新材料成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)建設(shè)基地，特別是在國(guó)家先后出臺(tái)的一些重大科技開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃中，均把新材料列為重點(diǎn)支持的領(lǐng)域之一。國(guó)家的重大科技計(jì)劃中，“863”計(jì)劃、“973”計(jì)劃、火炬計(jì)劃、科技攻關(guān)計(jì)劃、中小企業(yè)創(chuàng)新基金等項(xiàng)目，全部都對(duì)新材料的長(zhǎng)期開發(fā)與研究投入了大量的人力物力，對(duì)其的關(guān)注已經(jīng)占到了整體科學(xué)研究中非常大的一個(gè)比例。

國(guó)家自然科學(xué)基金，是國(guó)家為支持自然科學(xué)基礎(chǔ)性研究而設(shè)立的專項(xiàng)基金，它大力支持具有重要應(yīng)用前景，特別是具有新思想、新方法以及可能產(chǎn)生新成果的材料方面的基礎(chǔ)性研究。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)資助的研究課題，與材料有關(guān)的約占四分之一。目前，已建和在建的150個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中，有關(guān)材料工藝、組織、結(jié)構(gòu)、表征與測(cè)試的達(dá)35個(gè)，超過(guò)總數(shù)的1／5。

在國(guó)家大力推動(dòng)下，新材料產(chǎn)業(yè)正成為我國(guó)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)熱點(diǎn)和投資熱土。在我國(guó)新材料領(lǐng)域，一些重大共性技術(shù)近年來(lái)取得突破，一大批新材料孵化器與企業(yè)迅速崛起，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和效益的提高。專家預(yù)測(cè)到2008年，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)有可能形成一個(gè)3000億元人民幣左右的大市場(chǎng)，到2010年，我國(guó)光電子產(chǎn)品年產(chǎn)值可達(dá)2000元人民幣，占世界市場(chǎng)份額的10%；到2010年，我國(guó)稀土永磁材料產(chǎn)量可達(dá)5.4萬(wàn)噸，產(chǎn)值31億美元，年均增長(zhǎng)60%，遠(yuǎn)超過(guò)世界23%的年均增長(zhǎng)速度。

新材料托出光電子器件

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：從產(chǎn)業(yè)化角度考慮，IT信息網(wǎng)特別是WDM干線、接入、局域網(wǎng)互聯(lián)等的光電子器件（包括高速調(diào)制的激光器、高靈敏度的接收器等），必須具有用戶能夠承受的性能價(jià)格比、高可靠性和極低功耗。長(zhǎng)波長(zhǎng)發(fā)光材料生長(zhǎng)制備研究是實(shí)現(xiàn)高性能光電子器件的根本基礎(chǔ)。這種長(zhǎng)波長(zhǎng)器件也必須具有低成本、低功耗、溫度穩(wěn)定性好、高速調(diào)制、高可靠性和易于集成等優(yōu)越性。而GaAs基垂直腔面發(fā)射激光器恰好是可以滿足這些要求的理想器件，這是由它具有的獨(dú)特優(yōu)越性決定的。其優(yōu)越性在于，無(wú)需解理的平面制備工藝使得激光器單管、列陣的成本極大下降，適宜于大批量生產(chǎn)；圓形對(duì)稱的輸出光束易于耦合，單模工作易于高頻調(diào)制，極小的有源區(qū)體積使得極低功耗成為現(xiàn)實(shí)。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中科院半導(dǎo)體研究所以牛智川研究員為首的“863”課題組。

意義：在開發(fā)新一代無(wú)制冷激光器、高速高靈敏度探測(cè)器以及光電集成等方面具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，在Gigabit以太網(wǎng)，10G比特以太網(wǎng)和光纖到戶（FTTH）之類的市場(chǎng)中有著巨大的市場(chǎng)前景。

激光表面強(qiáng)化處理技術(shù)

技術(shù)簡(jiǎn)介：萬(wàn)能軋機(jī)BD軋輥是攀鋼三期工程從國(guó)外引進(jìn)的萬(wàn)能生產(chǎn)線重要部件，其作用是將剛出爐的方坯初軋成型。由于與紅鋼直接接觸，其表面瞬時(shí)溫度達(dá)600～700℃，軋制時(shí)輥面易出現(xiàn)粘鋼、熱疲勞裂紋、氧化腐蝕等現(xiàn)象，軋輥磨損嚴(yán)重，使用壽命短，輥耗大，生產(chǎn)成本高。該公司科技人員經(jīng)過(guò)分析研究，采用激光相變硬化及合金化，并根據(jù)軋輥各孔型具體情況采用相應(yīng)處理工藝的方法進(jìn)行了表面強(qiáng)化，解決了軋輥使用中各孔型磨損差異大、粘鋼、熱疲勞裂紋、氧化腐蝕等問(wèn)題，最終達(dá)到軋輥使用后各孔型磨損一致，使用過(guò)程中無(wú)粘鋼、熱疲勞裂紋、氧化腐蝕等現(xiàn)象的效果。經(jīng)實(shí)際上機(jī)使用統(tǒng)計(jì)，成熟工藝強(qiáng)化處理的BD軋輥單周期過(guò)鋼量比未強(qiáng)化處理輥提高2倍以上，軋輥使用壽命提高2倍以上。

技術(shù)負(fù)責(zé)：攀鋼鋼企總公司協(xié)力公司。

意義：在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

高溫超導(dǎo)限流技術(shù)應(yīng)用電力系統(tǒng)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該項(xiàng)目采用鉍鍶鈣銅氧化物作為高溫超導(dǎo)材料線材，采用平衡橋的方式設(shè)計(jì)超導(dǎo)限流電抗器。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，電流從超導(dǎo)限流裝置上流過(guò)，壓降很小，只有約20V左右，約占系統(tǒng)電壓的0.33%（常規(guī)電抗器壓降有10%以上），系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，這時(shí)系統(tǒng)電壓大都會(huì)加在限流器兩側(cè)，由于限流器上串有超導(dǎo)磁體L，它將抑制電流的迅速上升，從而達(dá)到限流目的。當(dāng)磁體上電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制信號(hào)將迅速關(guān)斷IGCT（約10微妙），保護(hù)電阻被投切進(jìn)來(lái)，從而抑制系統(tǒng)電流的上升。如果負(fù)荷側(cè)短路故障得到迅速解決（如半個(gè)周波），可立即導(dǎo)通IGCT，使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)；如果負(fù)荷側(cè)短路故障無(wú)法在短期內(nèi)得到解決（如數(shù)個(gè)周波），則切斷斷路器。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：湖南省電力試驗(yàn)院和中科院電工研究所聯(lián)合研究。

氟氧化物玻璃陶瓷激光材料研制

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該項(xiàng)目基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)玻璃陶瓷納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的控制，獲得了一系列具有良好光致發(fā)光和上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的新材料，其主要有：含Er：LaF3納米晶的透明玻璃陶瓷，具有寬的紅外發(fā)射譜，其1.53微米發(fā)射峰半高寬達(dá)100納米，可開發(fā)為光纖放大器材料；含Er：CaF2納米晶的透明玻璃陶瓷，具有強(qiáng)的紅光上轉(zhuǎn)換效應(yīng)，且1.53微米發(fā)光量子效率高達(dá)98%；含Er：BaF2納米晶的透明玻璃陶瓷，其1.53微米發(fā)光壽命高達(dá)13.39毫秒；首次獲得含大量Er：NaYF4納米晶的透明玻璃陶瓷，該材料不僅具有很高的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率，而且通過(guò)改變稀土摻雜濃度，可基本實(shí)現(xiàn)材料紅、綠發(fā)光強(qiáng)度比的全程調(diào)控，在光顯示器件方面具有重要的應(yīng)用前景。

意義：通過(guò)對(duì)氟氧化物玻璃陶瓷熱力學(xué)行為和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變特性的研究，揭示了納米晶相的晶化機(jī)理與主要控制因素，掌握了熱處理?xiàng)l件下玻璃陶瓷結(jié)構(gòu) 演變規(guī)律，總結(jié)了材料光學(xué)性能與顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

超輕多孔金屬材料研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：通過(guò)對(duì)滲流工藝的改進(jìn)及后處理方法的探索，基本掌握了國(guó)際上最先進(jìn)的石膏型滲流技術(shù)，能穩(wěn)定地制備出密度小于0.2g/cm3以下(設(shè)計(jì)要求為≤0.3g/cm3)開孔型泡沫鋁，其結(jié)構(gòu)均勻性達(dá)到美國(guó)DUOCEL泡沫鋁的同等水平。另外，在超塑性金屬材料的研究方面也已經(jīng)獲得了常溫下延伸率達(dá)160%左右的合金，超出設(shè)計(jì)指標(biāo)一倍多。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中國(guó)科學(xué)院固體物理所韓福生研究小組。

意義：該成果為盡早提供滿足我國(guó)航天需求的功能材料邁出了關(guān)鍵一步。

高效無(wú)鹵阻燃高分子材料

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該項(xiàng)目在黑龍江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、東北林業(yè)大學(xué)阻燃材料分子設(shè)計(jì)與制備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員,經(jīng)過(guò)3年的艱苦努力和不懈攻關(guān)，創(chuàng)新性地提出了適用于玻纖增強(qiáng)尼龍66的無(wú)鹵阻燃劑的分子設(shè)計(jì)，合成了金屬離子改性聚磷酸蜜胺鹽(M-MPP)新型高效無(wú)鹵阻燃劑。該阻燃劑具有針狀的晶型結(jié)構(gòu)，能明顯提高阻燃材料的力學(xué)性能,不僅阻燃效果好,而且利于切割。這一課題被列為黑龍江省“十五”科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目,課題所取得的創(chuàng)新性成果于2006年11月7日通過(guò)了由黑龍江省科技廳組織的專家鑒定。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：黑龍江省高分子化學(xué)與物理學(xué)科李斌教授。

鉻鐵合金生產(chǎn)陶瓷璃色料研發(fā)

技術(shù)簡(jiǎn)介：該技術(shù)所采用的方案是將鉻鐵合金粗、細(xì)碎至1-100/μm，按需要單獨(dú)或與其它化合物如氧化鋅、氧化錳、氧化鈷、氧化銅等配料，入窯在900℃-1400℃下燒成，除去合金中碳分及其它非金屬雜質(zhì)，人工合成不同顏色的色料。

意義：該項(xiàng)技術(shù)打破了沿用氧化鉻和氧化鐵生產(chǎn)色料的慣用工藝，在生產(chǎn)技術(shù)上有新的突破。由于該技術(shù)是利用鉻鐵合金替代昂貴的氧化鈷和氧化鐵化工原料生產(chǎn)色料，不僅色料生產(chǎn)成本大幅度降低，而且不會(huì)造成六價(jià)鉻的污染，益于環(huán)保，其應(yīng)用前景十分看好。

PVC材料熱轉(zhuǎn)印技術(shù)研究與設(shè)備研制

技術(shù)簡(jiǎn)介：該項(xiàng)目采用熱轉(zhuǎn)印機(jī)理，以PVC材料為基體，在自行研制的熱轉(zhuǎn)印設(shè)備上，通過(guò)對(duì)溫度、壓力、轉(zhuǎn)印速度的自動(dòng)控制，在加熱、加壓條件下，將覆膜圖案轉(zhuǎn)印至PVC基體上。其技術(shù)原理是采用高溫加壓覆膜技術(shù)，將帶有各種圖案，可以是各類木紋、大理石紋等的熱轉(zhuǎn)印膜通過(guò)加溫加壓粘覆在PVC材料表面，具有圖案逼真、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。因此通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)，可以增加替代材料表面美感，提高對(duì)木材的替代率。

技術(shù)負(fù)責(zé)：中國(guó)新材料研究所。

意義：項(xiàng)目的研究成果應(yīng)用于裝飾、家具等建材領(lǐng)域。既滿足了人們追求自然美的需求，又緩解了天然材質(zhì)的短缺問(wèn)題。

紫光轉(zhuǎn)換純綠光LED新型稀土發(fā)光材料

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：紫外激發(fā)的稀土銪激活硼鋁酸鹽綠色熒光粉，在國(guó)內(nèi)首次制備出紫外光激發(fā)的綠光LED；此外，還研制出紫外激發(fā)的三基色熒光粉；相關(guān)材料與器件擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已獲國(guó)家發(fā)明專利；課題組完成的“紫光轉(zhuǎn)換純綠光LED新型稀土發(fā)光材料”技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中科院與長(zhǎng)春光機(jī)物理研究所。

意義：隨著發(fā)光二極管效率的迅速提高、成本的不斷下降以及藍(lán)色和綠色LED的突破，使LED成為當(dāng)今世界上三基色完備的發(fā)光體系，LED正在由顯示、指示器件向照明光源擴(kuò)展；專家預(yù)計(jì)LED將成為繼白熾燈、熒光燈之后的第三代照明光源，它將引發(fā)照明領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。

聚變堆用產(chǎn)氚陶瓷微球制備與性能研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：從2004年至2006年年底，在繼承“863”高技術(shù)科研成果的基礎(chǔ)上，研究組開展ITER中的氚工藝前期研究工作。開展了氚增殖劑材料的制備探索研究、ITER中第一壁材料的調(diào)研、第一原理計(jì)算氦在材料中的擴(kuò)散行為、分子動(dòng)力學(xué)模擬材料中氦泡的演化行為研究，取得了創(chuàng)新性的研究成果。對(duì)ITER產(chǎn)氚回路中的氚提取技術(shù)開展了研究，研究了采用金屬氫化物純化、分離和貯存氚的技術(shù)。在激光聚變氘氚靶的研制中，高壓充氘氚工藝研究中的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)小型化技術(shù)、增壓技術(shù)和安全性等方面做出了成績(jī)，并圓滿地完成了多次高壓充氚任務(wù)，滿足了激光聚變研究的需要。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所副所長(zhǎng)彭述明為代表的研究組。

意義：在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平

新型多孔陶瓷材料制備技術(shù)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：利用加壓排水成型法制備一種新型多孔陶瓷，該多孔陶瓷可廣泛使用在汽車廢氣除污、污水凈化、工業(yè)廢氣凈化除污、精細(xì)過(guò)濾等。 其氣孔率可達(dá)90％以上，比重0.13～0.4g/cm3,熱膨脹系數(shù)系數(shù)0.6～1.2×10-6/℃，抗熱震性700～1000℃，最高使用溫度1400℃

該技術(shù)除了可用于汽車尾氣凈化處理外，還可用于煙道氣及催化燃燒除NOx的載體、柴油機(jī)煙塵粒子凈化器載體、臭氧抑制催化劑載體、有毒氣體和液體的凈化處理、工業(yè)廢水處理、廢氣處理、除臭處理裝置等。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院無(wú)機(jī)系。

意義：在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

高溫超導(dǎo)技術(shù)研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所科研人員經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，不斷優(yōu)化電子線路設(shè)計(jì)，研制出了具有國(guó)際先進(jìn)水平的實(shí)用化單分量高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)。它和現(xiàn)在采用的感應(yīng)線圈探頭相比，高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)的性能指標(biāo)在靈敏度、帶寬、測(cè)量精度與效率等方面具有明顯的優(yōu)越性。

據(jù)介紹，該成果可提高勘探深度達(dá)50％以上，使瞬變電磁法的勘探深度達(dá)1200米，有利于推動(dòng)瞬變電磁法的應(yīng)用與發(fā)展，從而為危機(jī)礦山、深部隱伏大礦的尋找、礦體的準(zhǔn)確定位提供高技術(shù)手段。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查研究所。

環(huán)保型塑料專用料研制

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：聚丙烯屬于一種產(chǎn)量大、力學(xué)性能、電絕緣性較為優(yōu)異的通用塑料，經(jīng)過(guò)改性的聚丙烯目前被廣泛用于汽車制造、建筑材料、電子電器部件等領(lǐng)域。但由于聚丙烯本身分子結(jié)構(gòu)和組成的原因，導(dǎo)致其具有易燃的特性，使其應(yīng)用受到極大限制。目前，完全能夠符合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)要求的聚丙烯材料還沒有，其主要原因是大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)或企業(yè)采用的是用以金屬氫氧化物系列阻燃劑或以聚磷酸銨為阻燃劑研制無(wú)鹵阻燃聚丙烯材料，前者金屬氫氧化物用量阻燃劑用量過(guò)大，嚴(yán)重影響阻燃聚丙烯材料的力學(xué)性能，而使其失去了實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值；而后者由于目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的聚磷酸銨的熱穩(wěn)定性較差，影響到阻燃聚丙烯材料的生產(chǎn)和成型加工性。

日前，江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院副教授周健率領(lǐng)課題組成員和常州市改性塑料廠有限公司共同對(duì)聚丙烯材料進(jìn)行阻燃改性的開發(fā)研究，該研究課題被常州市立為2004年科技攻關(guān)項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)兩年多的實(shí)驗(yàn)，課題組終于研制出了環(huán)保型電器元件塑料專用料。該材料具有阻燃效果好、燃燒時(shí)發(fā)煙量少，沒有有害的刺激性氣體產(chǎn)生、燃燒時(shí)沒有熔滴現(xiàn)象、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)，該成果已申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利。

第6篇：高分子材料研究課題范文

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 學(xué)案導(dǎo)學(xué) 教學(xué)體會(huì)

在傳統(tǒng)的高中化學(xué)教學(xué)模式中，教師占據(jù)教學(xué)的主體地位，導(dǎo)致學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。新課程要求，在化學(xué)的課堂教學(xué)中，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，但是在實(shí)際化學(xué)教學(xué)中卻經(jīng)常忽略了對(duì)思維能力的培養(yǎng)。教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，不斷地優(yōu)化教學(xué)方法，以適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展需要。

一、化學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新

學(xué)案導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式就是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)與生活中遇到的問(wèn)題，并結(jié)合教材的有關(guān)內(nèi)容，選擇相關(guān)的研究課題，并用科學(xué)的方法提出疑問(wèn)、設(shè)計(jì)計(jì)劃以及自主探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。學(xué)案導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式就是與實(shí)際生活息息相關(guān)的，并且學(xué)生能夠自行完成的趣味性實(shí)活動(dòng)。在教材中的家庭小實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就是趣味自主實(shí)驗(yàn)，它不僅是化學(xué)教學(xué)任務(wù)的重要組成部分，也是化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的拓展；教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)操作有關(guān)內(nèi)容的訓(xùn)練，這有助于學(xué)生快速地掌握化學(xué)知識(shí)。這種教學(xué)模式的主要目的是為了培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作能力對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)有著直接的影響。這有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式，進(jìn)而掌握科學(xué)的研究方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；學(xué)生通過(guò)教師的引導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)而掌握化學(xué)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)；可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而使學(xué)生進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc實(shí)驗(yàn)操作能力的提高。學(xué)案導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式具有較強(qiáng)的指向性，主要目的是為了完成教學(xué)目標(biāo)，在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，學(xué)生有機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，這有助于學(xué)生化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，同時(shí)也能提高學(xué)生的觀察能力與思維能力。同時(shí)這種教學(xué)方式能與教材內(nèi)容相結(jié)合，邊講邊實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，首先要設(shè)置疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生興趣，然后讓學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)與探究性學(xué)習(xí)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)抽象的化學(xué)知識(shí)有所了解以后，師生共同進(jìn)行總結(jié)和概括，最后是學(xué)生根據(jù)已學(xué)的知識(shí)去解決新的化學(xué)問(wèn)題，并找出解決的方法。

二、學(xué)案導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式的應(yīng)用

1. 有助于學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力

新教材在原有的基礎(chǔ)上，增加了家庭小實(shí)驗(yàn)、邊講邊實(shí)驗(yàn)與研究性課題的內(nèi)容。教師要充分利用新教材實(shí)驗(yàn)形式的多樣化，結(jié)合教材內(nèi)容，采取學(xué)案導(dǎo)學(xué)的教學(xué)方式，給學(xué)生提供了更多進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，不僅有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也有助于教師教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)、趣味性課堂教學(xué)以及教學(xué)方法的創(chuàng)新。例如，新型陶瓷、分子的手性、可降解高分子材料等，實(shí)驗(yàn)形式的多樣化，教師能更好地運(yùn)用學(xué)案導(dǎo)學(xué)的教學(xué)方式，有利于教師與學(xué)生之間進(jìn)行互動(dòng)，是現(xiàn)代教育觀念體現(xiàn)。教師要充分發(fā)揮化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一特色，例如，介紹飲用水消毒、維生素與人體健康的關(guān)系等等。使學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行化學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，采取學(xué)案導(dǎo)學(xué)的方式，學(xué)生能有效地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，掌握學(xué)習(xí)方法，進(jìn)而提高化學(xué)的學(xué)習(xí)能力。教師在教學(xué)的過(guò)程中，要加強(qiáng)學(xué)生的綠色意識(shí)，這也是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)的綠色化對(duì)環(huán)境有著重要的影響，同時(shí)也關(guān)系著人類環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，教師在進(jìn)行學(xué)案導(dǎo)學(xué)中要注意這項(xiàng)內(nèi)容。在《化學(xué)與生活》中，主要講化學(xué)與材料、環(huán)保等方面的知識(shí)，教師應(yīng)將材料內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際生活相結(jié)合，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在實(shí)際生活中的運(yùn)用。

2. 有助于化學(xué)教學(xué)的優(yōu)化

化學(xué)的學(xué)習(xí)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，是激發(fā)學(xué)生興趣的重要內(nèi)容。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行化學(xué)課堂教學(xué)的一種重要的教學(xué)方法，有助于學(xué)生對(duì)化學(xué)基本概念的深入理解。因此，教師可以結(jié)合化學(xué)的特點(diǎn)，在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用學(xué)案導(dǎo)學(xué)的方式，讓學(xué)生在化學(xué)課堂中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，給學(xué)生提供探索和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，使化學(xué)教學(xué)得到優(yōu)化。新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：在教學(xué)中要將實(shí)踐活動(dòng)與科學(xué)探究相結(jié)合，讓學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。在教學(xué)中，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是必然的發(fā)展趨勢(shì)，學(xué)生在高中時(shí)期，思維比較活躍，同時(shí)也是思維形成的關(guān)鍵時(shí)期，教學(xué)方式的展開對(duì)學(xué)生的發(fā)展有著重要的作用。教師在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，采取學(xué)案導(dǎo)學(xué)的教學(xué)方式，能培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考的能力，讓學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，使學(xué)生的潛力得到充分的發(fā)揮，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

結(jié)論

教師還要有效地引導(dǎo)學(xué)生自覺地總結(jié)學(xué)習(xí)中的經(jīng)驗(yàn)與不足，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生自己分析，哪些問(wèn)題自己能夠解決，用的何種方法；哪些問(wèn)題自己無(wú)法解決，原因在哪，這有助于加強(qiáng)學(xué)生的自我意識(shí)。此外，教師要與學(xué)生多進(jìn)行交流與溝通，充分的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不僅要幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題，還要指導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)，這樣也有助于教學(xué)模式的優(yōu)化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳俊英. 高中化學(xué)使用學(xué)案導(dǎo)學(xué)存在的問(wèn)題與對(duì)策[J]. 化學(xué)教育， 2012（08）.

第7篇：高分子材料研究課題范文

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；輕量化設(shè)計(jì)；存在的問(wèn)題

引言：起重機(jī)事業(yè)的發(fā)展已經(jīng)在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有一席重要的位置。它的發(fā)展水平代表了專業(yè)相關(guān)人員的聰明才智，同時(shí)也彰顯了我國(guó)建設(shè)上的突破性進(jìn)步，所以我們?nèi)蘸蟮钠鹬貦C(jī)發(fā)展要緊追世界上的輕量化發(fā)展腳步。

一、我國(guó)起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)實(shí)施的積極意義

（一）起重機(jī)在國(guó)際上的發(fā)展形勢(shì)和積極意義

起重機(jī)在國(guó)際上的發(fā)展形勢(shì)已經(jīng)逐漸走向明朗化進(jìn)程式的發(fā)展，在國(guó)外的市場(chǎng)上我們很容易就能找到起重機(jī)輕量化產(chǎn)品，像西班牙的Linden-Co-mansas；德國(guó)的德瑪格、斯泰爾、安博；芬蘭的科尼；日本的住友、日立、神戶制鋼、石川島、韓國(guó)半島；美國(guó)高博；法國(guó)的法蘭泰克等等都是起重機(jī)重要的著名制造單位。并且這些單位都注重起重機(jī)的結(jié)構(gòu)、電氣和機(jī)構(gòu)方面的時(shí)代化進(jìn)步內(nèi)容，他們都有著共同的目標(biāo)就是要起重機(jī)產(chǎn)品逐步走向美觀、節(jié)能、輕便、適用等綜合發(fā)展方向。

（二）起重機(jī)輕量化在我國(guó)的發(fā)展形勢(shì)和積極意義

隨著國(guó)際化的起重機(jī)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，國(guó)外方面的進(jìn)口起重機(jī)關(guān)于數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)在我國(guó)也日益凸顯出來(lái)，國(guó)外的起重機(jī)在我國(guó)占有廣闊的市場(chǎng)，這同時(shí)也刺激著我國(guó)的起重機(jī)事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)自主研發(fā)的起重機(jī)輕量化產(chǎn)品也取得了一定的成果。目前我國(guó)政府和國(guó)家都已經(jīng)開始重視起重機(jī)的輕量化發(fā)展。相繼推出了很多重要性的研究課題和政策去進(jìn)一步支持我國(guó)的起重機(jī)輕量化事業(yè)的發(fā)展。

（三）起重機(jī)在節(jié)能環(huán)保方面的積極意義

我國(guó)新頒布的《節(jié)約能源法》強(qiáng)調(diào)了特種設(shè)備的節(jié)能方面的相關(guān)注意問(wèn)題，而且我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入到了低碳時(shí)代化的發(fā)展新格局中，環(huán)保和節(jié)能是現(xiàn)階段的中心話題，所以起重機(jī)也要在這方面起到一定的表率作用。起重機(jī)中金屬機(jī)身的質(zhì)量一般占總重量的一半以上，巨型的起重機(jī)會(huì)達(dá)到百分之九十的比例，所以由此可見我國(guó)的起重機(jī)輕量化路線可以節(jié)省下來(lái)的原材料非常巨大，并且這種發(fā)展形勢(shì)會(huì)幫助減輕機(jī)構(gòu)本身的負(fù)擔(dān)，有效地解決數(shù)目巨大的造價(jià)問(wèn)題。輕量化設(shè)計(jì)是起重機(jī)現(xiàn)如今重要的研究話題和方向，它不僅能節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，還能提高經(jīng)濟(jì)性能[1]。

二、我國(guó)起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容

1.極限設(shè)計(jì)方法

極限設(shè)計(jì)方法就是概率設(shè)計(jì)方法。它主要產(chǎn)生于二十世紀(jì)七十年代，當(dāng)時(shí)國(guó)際上的工程化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法主要傾向于采用概率理論為主要內(nèi)容的極限設(shè)計(jì)方法，它的計(jì)算結(jié)果相對(duì)精準(zhǔn)，很符合金屬的實(shí)際工程工作內(nèi)容，同時(shí)也能有效地利用鋼材的重要性能，做到有效地節(jié)約材料資源。

2.現(xiàn)代技術(shù)方法

現(xiàn)代技術(shù)的方法上的應(yīng)用主要集中在它能考慮到機(jī)器本身的承受負(fù)荷的能力，而且它還會(huì)結(jié)合鋼材的基本性能和材料加以整合。其中結(jié)合的技術(shù)和方法涉及有起重機(jī)動(dòng)力學(xué)、等強(qiáng)度設(shè)計(jì)、有限元法、靈敏度分析、模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)，它們都以最大限度減輕機(jī)器自重為主要奮斗目標(biāo)。

3.反求工程方法

現(xiàn)在的其他國(guó)家都在積極吸取別國(guó)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，努力設(shè)計(jì)更加具有強(qiáng)大能力的起重機(jī)產(chǎn)品希望在國(guó)際舞臺(tái)上站穩(wěn)腳跟。反求工程方法就是針對(duì)于這種吸收技術(shù)的方法的概括。它通過(guò)實(shí)際操作和有關(guān)重要資料進(jìn)行一定的分析和研究，從而了解參數(shù)性能，逐步掌握技術(shù)上的關(guān)鍵原理技術(shù)，在加以仿制和創(chuàng)新。

三、我國(guó)起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

（一）計(jì)算設(shè)計(jì)方面

現(xiàn)在一般計(jì)算設(shè)計(jì)上采用的是許用應(yīng)力法，這種方法本身簡(jiǎn)單，但是存在一定的缺點(diǎn)，它無(wú)論運(yùn)用何種金屬結(jié)構(gòu)都一律采用統(tǒng)一的安全系數(shù)。這種明顯的不合理方法需要做進(jìn)一步改進(jìn)。如果按照這種方法計(jì)算設(shè)計(jì)的話就會(huì)消耗不必要的金屬資源，而且安全系數(shù)還不能得到有效控制，由于系數(shù)的不精確就會(huì)給設(shè)計(jì)人員的計(jì)算設(shè)計(jì)造成一定的精確問(wèn)題上的困擾，設(shè)計(jì)人員一般為了機(jī)器的安全問(wèn)題還會(huì)預(yù)留安全系數(shù)，這樣直接導(dǎo)致我國(guó)的起重機(jī)質(zhì)量過(guò)大。

（二）工藝方面

工藝方面起重機(jī)主要采用鋼板焊接的結(jié)構(gòu)作為構(gòu)件，生產(chǎn)過(guò)程主要以半手工半機(jī)械制造，這樣就會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)結(jié)構(gòu)笨重，有礙美觀性還會(huì)延誤交貨期。

（三）材料方面

材料上一般采用的是高分子材料、型鋼、輕合金材料，而且鋼材的性能存在參數(shù)不全和負(fù)偏差，不會(huì)進(jìn)行預(yù)處理，直接導(dǎo)致為增強(qiáng)安全性能而加強(qiáng)各種板材材料的直接浪費(fèi)資源現(xiàn)象。

（四）結(jié)構(gòu)方面

傳統(tǒng)的計(jì)算設(shè)計(jì)一般傾向于安全和穩(wěn)定，所以一般都會(huì)浪費(fèi)大量的經(jīng)濟(jì)上的資源也要保證機(jī)器的安全和穩(wěn)定性能，但是這種行為往往就浪費(fèi)了很多材料資源，而且這樣的起重機(jī)一般都會(huì)比較笨重。

（五）電氣和機(jī)構(gòu)方面

制約起重機(jī)輕量化發(fā)展的原因還有電氣和機(jī)構(gòu)方面的問(wèn)題。傳統(tǒng)的系統(tǒng)的工作化效率過(guò)低，而且電氣控制系統(tǒng)性能水平也不高[2]。

四、我國(guó)起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)的有效建議

（一）計(jì)算設(shè)計(jì)方面

針對(duì)上述提到的問(wèn)題和所遇到的困難，我們建議采用極限設(shè)計(jì)方法去加以改善。這種方法能夠得出比較精確的計(jì)算結(jié)果，而且一般都能符合實(shí)際化的要求，充分利用材料的基本性能，做到節(jié)約資源。而且它還能結(jié)合許用應(yīng)力法做到具體化和實(shí)際化的應(yīng)用。還有按照“定位精度”考核起重機(jī)性能要求，而且適當(dāng)結(jié)合反求工程設(shè)計(jì)理念和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法保證工作的精確性和完善性。

（二）工藝方面

建議采用受力構(gòu)件可以換成槽鋼、H型鋼、工字鋼，焊接手段改為機(jī)械手，并且車輪、齒輪和滑輪必須經(jīng)過(guò)熱處理，增強(qiáng)硬度性能。

（三）材料方面

建議采用輕合金和輕度較高的鋼制材料，節(jié)約資源，減輕機(jī)器本身重量。同時(shí)減輕支撐結(jié)構(gòu)和廠房結(jié)構(gòu)的負(fù)荷量，有效地減少成本上的浪費(fèi)情況。用高強(qiáng)尼龍可以延長(zhǎng)機(jī)器壽命，相對(duì)減少噪聲污染[3]。

結(jié)束語(yǔ)：我國(guó)的起重機(jī)發(fā)展正在逐步走向輕量化方向，并且已經(jīng)取得了相關(guān)的有關(guān)部門的一直認(rèn)可和支持，我們要積極向國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)學(xué)習(xí)，在吸取經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，研究自己的創(chuàng)新型內(nèi)容，爭(zhēng)取趕上世界起重機(jī)輕量化的發(fā)展的先頭部隊(duì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]安存勝，馬占營(yíng)，聶福全.起重機(jī)齒輪傳動(dòng)裝置輕量化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械傳動(dòng)，2015，10：146-150.

第8篇：高分子材料研究課題范文

關(guān)鍵詞 材料學(xué) 精密分析儀器 教學(xué)管理

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.08.059

Abstract Materialogy is a basic course covering a wide range of materials and applications. So learning and mastering this course is very significant， but most students are difficult to understand and know materialogy due to the complicated and professional knowledge， which stifle interest in learning. This paper summarizes advantage of auxiliary teaching of precise instrument on materialogy based on experiences of author in teaching and research to provide reference for the training of material science.

Key words materialogy； precise instrument； teaching management

材料學(xué)是研究材料組成、結(jié)構(gòu)、工藝、性質(zhì)和使用性能之間的相互關(guān)系的學(xué)科，為材料設(shè)計(jì)、制造、工藝優(yōu)化和合理使用提供科學(xué)依據(jù)。隨著科技的不斷發(fā)展，材料學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容也不斷擴(kuò)展，其基本分類包括高分子材料、金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料等。在實(shí)際生活中，人們往往關(guān)心的是材料本身的性能，一種是特征性能，即材料本身固有性質(zhì)，包括熱學(xué)性能、力學(xué)性能等；另一種是功能性能，指一定條件下功能轉(zhuǎn)化的性質(zhì)，例如熱―電、光―熱轉(zhuǎn)化性能。但最終決定材料物理、化學(xué)性質(zhì)的因素，還是材料本身微觀結(jié)構(gòu)特征。材料學(xué)作為材料專業(yè)的基礎(chǔ)教學(xué)項(xiàng)目，要求學(xué)生了解材料的組成與應(yīng)用、材料的結(jié)構(gòu)與性能等知識(shí)。然而，這門課程的許多內(nèi)容學(xué)生只能在書本上掌握相關(guān)材料的理論知識(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單定義與圖片了解材料的微觀世界，陌生而復(fù)雜的表述與微觀結(jié)構(gòu)組織，這對(duì)于初次接觸材料學(xué)的同學(xué)是枯燥且乏味的，會(huì)在一定程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

為了促進(jìn)材料學(xué)科發(fā)展、提高學(xué)?？蒲袟l件，很多高校都配備了用于表征材料微觀組織的大型精密分析儀器，例如電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、XRD分析設(shè)備。隨著科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)精密分析儀器的輔助功能也不斷更新，以進(jìn)一步細(xì)致分析了解材料的微觀世界，例如電子背散射衍射設(shè)備（SEM-EBSD）、電子顯微鏡能譜（EDS）、電子能量損失譜（EELS）等。通過(guò)這些設(shè)備表征，我們能夠充分了解材料的微觀組織結(jié)構(gòu)特征及變化，對(duì)微觀世界有一個(gè)更具體的認(rèn)識(shí)。但目前很多高校的精密分析儀器的使用僅局限于科學(xué)研究，而且由于儀器操作復(fù)雜、設(shè)備管理要求高、教學(xué)與科研脫節(jié)等多種因素導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)精密分析儀器輔助教學(xué)的目的。筆者將立足于多年的教學(xué)與科研經(jīng)驗(yàn)，從科研與教學(xué)相結(jié)合的角度出發(fā)，來(lái)思考材料學(xué)教學(xué)的方法。

1 打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研相結(jié)合

傳統(tǒng)的教學(xué)往往圍繞教學(xué)大綱和書本展開，最終淪為枯燥的教學(xué)演講?，F(xiàn)代的青年教師一般是教學(xué)科研型人才，除了日常的教學(xué)，還承擔(dān)著一些科研項(xiàng)目。在傳授理論知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合自身的研究課題、成果，舉例說(shuō)明各個(gè)知識(shí)要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)理論與科研實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生能夠加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，了解不同材料的發(fā)展?fàn)顩r以及其在航空航天、國(guó)防建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中的應(yīng)用，從而擴(kuò)展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.1 介紹基礎(chǔ)科研成果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

由于材料學(xué)中的概念及定義比較抽象，教師必須將這些抽象的知識(shí)與實(shí)實(shí)在在的材料聯(lián)系起來(lái)。在講解大量理論內(nèi)容的同時(shí)，應(yīng)該結(jié)合教師的一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)成果，通過(guò)多媒體的方式形象、直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，例如金屬材料中晶格、位錯(cuò)、孿晶等基本概念。教師應(yīng)結(jié)合自身的實(shí)驗(yàn)課題，利用精密分析儀器的操作原理及分析結(jié)果講解材料微觀組織結(jié)構(gòu)的組成和變化，以及其對(duì)宏觀性能的影響，讓學(xué)生對(duì)不同材料的應(yīng)用范圍和其微觀組織的基本組成與結(jié)構(gòu)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣。同時(shí)，教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合目前社會(huì)發(fā)展中材料領(lǐng)域的熱門話題，介紹與材料學(xué)相關(guān)的比較前沿的材料科學(xué)研究，結(jié)合最普遍的材料的微觀結(jié)構(gòu)與組成，從現(xiàn)在的研究成果分析介紹，如碳納米材料等。并且教師在課堂上應(yīng)與學(xué)生進(jìn)行一系列的互動(dòng)，例如列舉實(shí)驗(yàn)獲得的圖片，讓學(xué)生結(jié)合知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)觀察，使學(xué)生能夠更直觀地了解材料學(xué)中的知識(shí)概念，從而實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。

1.2 結(jié)合精密分析儀器實(shí)驗(yàn)觀摩，整合知識(shí)點(diǎn)

基于教師科研課題項(xiàng)目，讓學(xué)生觀摩分析儀器的試驗(yàn)表征，結(jié)合理論知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)實(shí)驗(yàn)練習(xí)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成對(duì)課堂知識(shí)的總結(jié)，使學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)得以整合，拓展其思維。同時(shí)，教師對(duì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析講解，以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握。然后教師可以圍繞科研項(xiàng)目中的某個(gè)專題開展自由討論，鼓勵(lì)學(xué)生自己準(zhǔn)備材料，發(fā)表自己對(duì)于相關(guān)題目的了解，由此拓展學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)活躍課堂氣氛，提高學(xué)生自學(xué)能力。通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合，學(xué)生對(duì)材料學(xué)所講授的內(nèi)容有了最大程度的掌握，對(duì)自己的學(xué)科領(lǐng)域有所了解，對(duì)自己未來(lái)從事的職業(yè)不再迷茫；對(duì)于有意向攻讀研究生學(xué)位、進(jìn)一步學(xué)習(xí)的同學(xué)，其對(duì)感興趣的研究方向更加明確，報(bào)考專業(yè)方向時(shí)信心也更加堅(jiān)定。

1.3 教學(xué)與科研結(jié)合的創(chuàng)新性教學(xué)，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體

社會(huì)在不斷地進(jìn)步，對(duì)應(yīng)屆畢業(yè)學(xué)生的要求也不斷提高，知識(shí)儲(chǔ)備以及動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力自然成為各個(gè)企事業(yè)單位選擇員工的優(yōu)先條件。然而，學(xué)生僅僅在課堂上學(xué)到的知識(shí)，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，必須培養(yǎng)他們的應(yīng)用能力，以解決日后在工作中遇到的問(wèn)題。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，選擇一些與日常生活密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，做到趣味性與實(shí)用性相結(jié)合。使學(xué)生感受到材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)用價(jià)值。通過(guò)相關(guān)的引導(dǎo)教育后，學(xué)生對(duì)于所學(xué)專業(yè)有所了解，對(duì)教師的研究方向比較感興趣，可申請(qǐng)加入相應(yīng)教師的研究課題，而教師也可以通過(guò)簽署合同的方式約束管理學(xué)生在本科學(xué)習(xí)過(guò)程中的科學(xué)研究事宜。這樣不僅能夠協(xié)助教師較好地完成科研項(xiàng)目，也可以鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生良好的知識(shí)儲(chǔ)備，為即將步入社會(huì)做好充足的準(zhǔn)備。

2 針對(duì)教學(xué)管理中遇到的問(wèn)題，制定章程，完善管理制度

各個(gè)學(xué)校限制大型精密儀器的使用范圍，主要是因?yàn)榫芊治鰞x器多為進(jìn)口，價(jià)格昂貴，維護(hù)費(fèi)用高，而且儀器操作復(fù)雜，所以一般會(huì)培訓(xùn)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行操作與管理。這大大降低了儀器使用效率，而且不利于教學(xué)的開展。針對(duì)這些情況，學(xué)校應(yīng)該制定相應(yīng)的儀器使用維護(hù)管理制度，確保儀器最大化地發(fā)揮其在教學(xué)科研方面的作用。

2.1 學(xué)生應(yīng)不止參觀，還要參與

目前各個(gè)學(xué)校購(gòu)置的高精分析設(shè)備主要服務(wù)于科學(xué)研究，導(dǎo)致儀器使用率低。國(guó)外對(duì)于大型精密儀器的管理往往是學(xué)生參與大于教師控制，一般對(duì)置身于科研項(xiàng)目的研究生或具有濃厚研究興趣的本科生進(jìn)行儀器操作培訓(xùn)，讓學(xué)生親身參與儀器的運(yùn)營(yíng)及維護(hù)。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)研究項(xiàng)目進(jìn)行科研創(chuàng)新，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式從被動(dòng)式教育轉(zhuǎn)為主動(dòng)式學(xué)習(xí)，提供學(xué)生的個(gè)性發(fā)展空間。學(xué)生對(duì)自己的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，必須先擬定出合理的實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)條件，再利用分析儀器對(duì)材料的微觀組織進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能表征。教師針對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求，制定規(guī)范的儀器使用及維護(hù)時(shí)間表，劃清教學(xué)和科研用精密分析儀器的時(shí)間范圍。學(xué)生操作過(guò)程中必須要有負(fù)責(zé)教師或?qū)嶒?yàn)室人員在旁輔助，提醒糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作方式，同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)獲得數(shù)據(jù)的分析過(guò)程。通過(guò)對(duì)學(xué)生一系列的培訓(xùn)，讓學(xué)生能夠熟練操作儀器，并掌握儀器在錯(cuò)誤操作下或發(fā)生故障時(shí)的應(yīng)急處理方法。

2.2 實(shí)施儀器操作責(zé)任制，明確學(xué)生操作者的“監(jiān)護(hù)人”

放開并不代表放任，實(shí)驗(yàn)室還要制定嚴(yán)格的設(shè)備管理制度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要責(zé)任落實(shí)到位。研究生群體由于學(xué)業(yè)與科研需求，使用相關(guān)設(shè)備的頻率較大，其作為基于精密分析儀器下優(yōu)化式教學(xué)的優(yōu)先受益者，導(dǎo)師必須作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“監(jiān)護(hù)人”。實(shí)驗(yàn)前，教師必須對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行考核，針對(duì)學(xué)生自己擬定的實(shí)驗(yàn)方案提出相關(guān)問(wèn)題，對(duì)學(xué)生敘述出錯(cuò)的地方和重要的注意事項(xiàng)，教師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。當(dāng)學(xué)生開始接觸操作設(shè)備時(shí)，導(dǎo)師要起到指導(dǎo)及監(jiān)督的作用；當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到技術(shù)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)與導(dǎo)師溝通，避免不當(dāng)操作；當(dāng)學(xué)生不遵守操作規(guī)程，誤操作導(dǎo)致設(shè)備損壞，導(dǎo)師應(yīng)負(fù)有連帶責(zé)任。對(duì)于本科教學(xué)來(lái)說(shuō)，課程指導(dǎo)教師或?qū)嶒?yàn)室相關(guān)設(shè)備負(fù)責(zé)人應(yīng)充當(dāng)“監(jiān)護(hù)人”。當(dāng)學(xué)生親手操作時(shí)，指導(dǎo)教師應(yīng)盡量做到全程指導(dǎo)與監(jiān)督，對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題做出及時(shí)解答，使學(xué)生在教研結(jié)合的課堂上充分消化材料學(xué)知識(shí)；對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤使用設(shè)備方式應(yīng)及時(shí)提醒糾正，防止造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

第9篇：高分子材料研究課題范文

Composite reinforced with natural fibers is a significant topic for technical textiles industry. Due to its recyclable raw materials with few environment effects, along with good processability and acoustic characteristic, this kind of material has got a rapid development in some developed regions. This article primarily introduced components with several bast fibers and leaf fibers, in terms of process technology, features, performances and cost advantages, and researched the feasibility of developing biocomposites as well.

天然植物纖維是增強(qiáng)復(fù)合材料可選擇的原料之一，自2005年以來(lái)一直保持著 10% ～ 15% 的年增長(zhǎng)率。植物纖維密度較低，僅有 1.5 g/cm3左右，具有節(jié)省物料消耗的潛力。以平均值計(jì)算，天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的能源消耗比玻璃纖維要低 60%。

天然纖維復(fù)合材料具有優(yōu)良的加工性能和聲學(xué)特性，并在很多方面超越玻璃纖維增強(qiáng)材料，如很好的生命循環(huán)特征等。近來(lái)，歐洲植物纖維復(fù)合材料的研究取得了很大進(jìn)展，產(chǎn)品已在汽車內(nèi)裝飾、車廂材料等方面使用?？梢哉f(shuō)利用可再生纖維資源做原料，是技術(shù)紡織品持續(xù)增長(zhǎng)的一個(gè)重要方向。

1天然纖維在增強(qiáng)復(fù)合材料上的應(yīng)用

聚合物纖維可廣泛用于工程領(lǐng)域，但在相當(dāng)多的使用條件下，其性能并不能完全滿足要求，這給纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的開發(fā)提供了空間。強(qiáng)度是纖維復(fù)合材料的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。通常復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能及熱性能等可依據(jù)纖維添加量、纖維取向程度和長(zhǎng)度的變化而改善。目前，優(yōu)化復(fù)合材料的性能/重量比，提高制品強(qiáng)力、剛性與重量比，降低成本及加工過(guò)程對(duì)環(huán)境的沖擊，改善可用性和安全性正成為復(fù)合材料技術(shù)進(jìn)步的主流趨勢(shì)。

用作增強(qiáng)的纖維材料包括有機(jī)及無(wú)機(jī)纖維材料。除高性能聚合物纖維、玻璃纖維外，天然植物纖維也具有加工增強(qiáng)復(fù)合材料的鮮明特點(diǎn)。大量研究結(jié)果顯示，環(huán)氧樹脂/亞麻、木漿纖維/PE、劍麻/PE、黃麻/PE、棉纖維/PP、苧麻/PP、黃麻/PP、劍麻/PP、黃麻/PET等的研究和開發(fā)都取得了可喜進(jìn)展。由于生物高分子技術(shù)的進(jìn)步，目前已有可能制得生物聚合物復(fù)合材料。在種植、加工、制品成型及使用中，其明顯的低碳經(jīng)濟(jì)特征，具有引領(lǐng)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式、改變?nèi)藗兏咛枷M(fèi)傾向和碳偏好的可能，因而正形成產(chǎn)業(yè)用紡織品一個(gè)新的開發(fā)領(lǐng)域。表 1 為幾種主要的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的性能特征比較。

和常用的玻璃纖維相比，作為增強(qiáng)復(fù)合材料的植物纖維通常具有以下特點(diǎn)。

（1）植物纖維復(fù)合材料的機(jī)械特點(diǎn)

一般說(shuō)來(lái)，植物纖維復(fù)合材料機(jī)械性能的變化，取決于纖維含量、空隙度、纖維取向度、纖維及基質(zhì)的特性。

以典型的熱塑性聚合物PP為例，以其作復(fù)合材料基質(zhì)，單一PP聚合物密度為 1.0 g/cm3，剛性指標(biāo) 1.5 GPa。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在其他條件設(shè)定好的狀態(tài)下，將植物纖維置于 3 種取向態(tài)時(shí)，其復(fù)合材料剛性的最大值分別為：?jiǎn)稳∠蚶w維 20 ～ 30 GPa，兩維無(wú)序（2D Random）取向纖維 7 ～ 11 GPa，三維無(wú)序（3D Random）取向纖維 3 ～ 5 GPa。

（2）植物纖維添加量對(duì)復(fù)合材料性能的影響

高性能的植物纖維具有優(yōu)良的機(jī)械性能，其密度通常在 1.5 g/cm3，而玻璃纖維的密度是 2.6 g/cm3。即使用同樣重量纖維的條件下，植物纖維的復(fù)合材料可以獲取更高的剛性指標(biāo)。

（3）植物纖維復(fù)合材料具有成本上的優(yōu)勢(shì)

工業(yè)品生產(chǎn)中，制造成本對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。盡管植物纖維源于低成本的生物質(zhì)資源，但仍需投入多項(xiàng)費(fèi)用，如種植投入、纖維提取加工費(fèi)用以及纖維轉(zhuǎn)化為適宜復(fù)合材料加工的預(yù)制品加工費(fèi)用等。一般來(lái)說(shuō)，兩維無(wú)序纖維作原料，其預(yù)制品成本較低。加工成非織造布?xì)值男问?，其預(yù)制品加工費(fèi)偏高，約 1.8 歐元/kg，而玻璃纖維氈預(yù)制品的加工費(fèi)高達(dá) 2.6 歐元/kg?？梢哉J(rèn)定，植物纖維非織造氈預(yù)制品的低成本，可以決定其復(fù)合材料在相同成本下的條件下獲得更佳的機(jī)械性能。表 2 為幾種常用的增強(qiáng)復(fù)合材料用纖維材料的價(jià)格比（以玻璃纖維作為參照）。

2天然植物纖維的結(jié)構(gòu)特征

植物纖維微原纖維角θ呈螺旋狀取向，如圖 1 所示，其復(fù)合材料的彈性和斷裂強(qiáng)度指標(biāo)取決于增強(qiáng)纖維含量及其取向度。同類纖維材料的物理性能同其化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、纖維含量、微原纖維角、纖維截面及聚合度變化有關(guān)。

玻璃纖維是增強(qiáng)復(fù)合材料的主要原料品種。而高性能亞麻、蕁麻纖維的抗拉剛性要優(yōu)于玻璃纖維，機(jī)械性能也與玻璃纖維相似。麻纖維與其他天然纖維一樣，當(dāng)處于激烈震蕩條件下時(shí)易于出現(xiàn)斷裂，纖維大分子輕度滑移，表現(xiàn)出一定的減震功能。亞麻膨脹系數(shù)趨于零，斷裂伸長(zhǎng)率1.5%，基本與碳纖維相近，完全可做復(fù)合材料增強(qiáng)組分。此外，亞麻密度（1.45 g/cm3）比鋼（7.8 g/cm3）、碳纖維（1.70 g/cm3）和玻璃纖維（2.45 g/cm3）均小。表 3 為可用做增強(qiáng)復(fù)合材料的麻纖維與玻璃纖維的技術(shù)特征比較。

在可用做增強(qiáng)復(fù)合材料的麻纖維的評(píng)價(jià)中，有兩個(gè)重要數(shù)值，即E/d值和δ/d值，前者是纖維的楊氏模量與密度比，后者是纖維的斷裂應(yīng)力與密度比。表 4 為玻璃纖維及幾種麻纖維的E/d值和δ/d值比較。

從表 4 可以看出，麻纖維在復(fù)合材料上使用具備非常好的機(jī)械性能。

3天然植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀

隨著全球環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，自20世紀(jì)50年代以來(lái)，天然植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料開始在乘用車內(nèi)飾領(lǐng)域使用。在歐洲、北美等市場(chǎng)，熱塑性、熱固性植物纖維復(fù)合材料被用于制做汽車門板、包廂和坐椅等中。如利用 50% 的PP和 50% 的天然纖維制成的增強(qiáng)復(fù)合材料，其克重為 450 ～ 2 400 g/m2，產(chǎn)品供給北美汽車市場(chǎng)，用戶包括克萊斯勒、奔馳SUV和福特等。

德國(guó)Quadrant公司開發(fā)的植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車內(nèi)裝飾領(lǐng)域占有重要位置，其“Nafcoform”產(chǎn)品，使用50% 的PP和 50% 的洋麻、大麻或亞麻，產(chǎn)品克重 300 ～ 3 000 g/m2，目前已用于奧迪A8、三菱汽車、BMW 7和伊維柯等中。

克萊斯勒公司2005年開始在A級(jí)兩門乘用車上使用植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，使用的產(chǎn)品包括瑞士Reiter（立達(dá)）公司提供的PP/馬尼拉麻天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。目前PP、PE與含量為 25% ～ 75% 的洋麻、大麻或其他纖維素纖維制成的復(fù)合材料也已投放市場(chǎng)。

法國(guó)Lineo公司開發(fā)了亞麻與環(huán)氧樹脂的增強(qiáng)復(fù)合材料，其預(yù)浸漬制品的技術(shù)特征如表 5 所示。

使用 50% 的亞麻和 50% 的碳纖維制得的亞麻/碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，可用做自行車構(gòu)架，并已通過(guò)公路試驗(yàn)取得了認(rèn)可。在該復(fù)合材料中，碳纖維承載剛性負(fù)荷，而亞麻纖維可起到減震作用。近期該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料正于自行車輪轂上試用。

采用洋麻/亞麻混合組分（混合比 50/50）為增強(qiáng)相，以非織造布形式與環(huán)氧樹脂制得熱固性增強(qiáng)復(fù)合材料，產(chǎn)品已用于汽車內(nèi)裝飾。

法國(guó)Ralf Schledjewski集團(tuán)使用洋麻/大麻為混合組分制成的針刺氈，于 20 bar壓力下，采用丙烯酸系樹脂預(yù)浸工藝制得熱固性增強(qiáng)復(fù)合材料，其機(jī)械性能完全可以滿足汽車內(nèi)飾及部件制品的技術(shù)要求。

鑒于亞麻纖維的剛性及與碳纖維相似的膨脹系數(shù)，可以開發(fā)工具類產(chǎn)品系列，即以亞麻纖維復(fù)合材料替代部分碳纖維復(fù)合增強(qiáng)制品。

隨著能源壓力和低碳消費(fèi)呼聲的增長(zhǎng)，汽車工業(yè)面臨著巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，日本市場(chǎng)的動(dòng)向顯示，期望繼續(xù)改進(jìn)天然纖維復(fù)合材料品質(zhì)，用以替代或減少玻璃纖維帶來(lái)的危害。歐洲雖然至今尚未出臺(tái)限定使用天然纖維復(fù)合材料的相關(guān)法規(guī)，但隨著石油資源的不斷減少，天然纖維復(fù)合材料的市場(chǎng)潛力已被越來(lái)越多的人們所認(rèn)知。美國(guó)福特公司分析認(rèn)為，天然植物纖維可與玻璃纖維混合使用，或制成以天然纖維為芯、玻璃纖維包敷其外的三明治結(jié)構(gòu)產(chǎn)品投放市場(chǎng)。

天然纖維復(fù)合材料雖然在阻燃、燃燒狀態(tài)時(shí)無(wú)煙和無(wú)毒釋放性能上不及一些高性能纖維復(fù)合材料，當(dāng)然這些缺陷也限制了其在航空、鐵路和高速公路領(lǐng)域中的使用，但在汽車內(nèi)飾、建筑與裝飾材料以及運(yùn)動(dòng)和休閑制品領(lǐng)域具有可拓展的空間。

4生物增強(qiáng)復(fù)合材料（Biocomposites）的技術(shù)進(jìn) 展

生物增強(qiáng)復(fù)合材料是新一代復(fù)合材料，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注，其中細(xì)菌纖維素/PLA、改性劍麻/大豆蛋白質(zhì)基的生物可降解高分子材料等生物復(fù)合材料的研究開發(fā)取得了可喜進(jìn)展。

生物增強(qiáng)復(fù)合材料由兩個(gè)或多個(gè)分布區(qū)相組成，增強(qiáng)相之一即植物纖維或植物源纖維，主要是棉、麻、再生木材等。其他部分是基質(zhì)相，多為以植物油脂、淀粉基為原料的聚合物。

英國(guó)Wales大學(xué)生物復(fù)合材料中心認(rèn)為，傳統(tǒng)復(fù)合材料的性能形成規(guī)律與因素適用于新的生物復(fù)合材料，即可指導(dǎo)生物復(fù)合材料的合成過(guò)程，以獲取期望的性能，如纖維分布、多孔性、纖維取向及基體性能等。

法國(guó)JRS公司開發(fā)出一系列以植物纖維和生物可降解聚合物為原料的復(fù)合材料，如以淀粉基聚合物/木纖維為原料的系列產(chǎn)品，即淀粉基聚合物/木纖維分別為 80/20、70/30 和 60/40。木纖維的添加可以使復(fù)合材料的楊氏模量提高 6.5 倍。另外，該公司使用植物源聚酯和木纖維制得了“Biofibre”復(fù)合材料系列產(chǎn)品，包括PL30E11和PL30E26品種；采用纖維素纖維和PLA成功得到了生物復(fù)合增強(qiáng)材料，其中纖維素纖維的添加大大改善了PLA的成型性能，并增強(qiáng)了纖維組分分布的均勻性，產(chǎn)品適用性好，還降低了加工 成本。

法國(guó)Alex材料研究中心使用淀粉基聚合物與植物纖維，如棉短絨、大麻、麥桿、纖維素等為原料制得了生物增強(qiáng)復(fù)合材料。添加這 4 種植物纖維后，復(fù)合材料制品的耐沖擊性能明顯提高，均超過(guò)聚苯乙烯板材（耐沖擊強(qiáng)度為 0.7 kJ/m2）。其中纖維素復(fù)合材料的E/d值超過(guò)了聚苯乙烯，結(jié)果如表 6 所示。

澳大利亞Queensland大學(xué)使用蓖麻籽為原料，制得了單一生物質(zhì)原料的生物復(fù)合材料。即首先將蓖麻籽轉(zhuǎn)換為蓖麻籽油，進(jìn)而制得11 氨基十一酸。后配置 30% ～ 40% 的氨基十一酸的水分散液，進(jìn)行 3 段縮聚形成聚酰胺11（PA11）。以PA11為原料，熔法紡絲成形制得PA11的初生纖維，纖維切斷長(zhǎng)度 3 ～ 7 mm，纖維直徑 30 ～ 35 μm；工業(yè)用纖維束切斷長(zhǎng)度 150 ～ 500 mm，纖維直徑 75 ～ 200 μm。纖維密度 1.232 g/cm3，熱降解溫度 230 ℃。

PA11纖維成型前需進(jìn)行水浸集束上漿處理，后與PA11聚合物復(fù)合，經(jīng)壓塑成型得到新型生物復(fù)合材料。復(fù)合材料增強(qiáng)相的纖維分布中，無(wú)規(guī)分布占 30%，取向部分占 30% ～ 35%。材料密度 1.16 ～ 1.22 g/cm3，具有良好的機(jī)械性能，燃燒狀態(tài)下無(wú)煙，無(wú)毒性氣體釋放，其技術(shù)特征如表 7 所示。

蓖麻作為原料生長(zhǎng)期短，單產(chǎn) 10 t/hm2，高于亞麻和大麻。與傳統(tǒng)的復(fù)合材料相比，CO2排放量可減少 40%。與環(huán)氧樹脂復(fù)合材料比，影響氣候變化的因素可降低 50%?；谄鋬?yōu)良的阻燃性能，還可用于航空、運(yùn)輸領(lǐng)域的內(nèi)裝飾材料。目前以蓖麻為原料的單一生物增強(qiáng)復(fù)合材料的繼續(xù)研究和改進(jìn)主要集中在以下 4 個(gè)方面，即：蓖麻生長(zhǎng)條件與PA11纖維性能的關(guān)系；不同品種蓖麻品質(zhì)的鑒定；改進(jìn)水浸和上漿條件；PA11纖維吸濕性與使用性能的關(guān)系研究。

5國(guó)內(nèi)可利用的天然植物資源及其增強(qiáng)復(fù)合材 料的開發(fā)

麻纖維特別是黃麻或亞麻具有極佳的機(jī)械性能，從生產(chǎn)規(guī)模上看，目前其從種植到纖維加工已形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。因此說(shuō)，開發(fā)麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料相對(duì)來(lái)說(shuō)要容易許多。

亞麻、大麻、黃麻、洋麻屬韌皮纖維，而劍麻、赫納昆（Henequen）纖維、菠蘿纖維、香蕉莖纖維等系葉纖維。大麻已在 40 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)種植，加拿大Hempline公司的大麻增強(qiáng)復(fù)合材料已于20世紀(jì)90年放市場(chǎng)。近 10 年間，洋麻在增強(qiáng)復(fù)合材料上的使用正穩(wěn)步發(fā)展，其剛性是亞麻、大麻、黃麻產(chǎn)品的兩倍。

我國(guó)具有悠久的麻類纖維種植歷史，品種較為齊全，主要栽培品種包括苧麻（產(chǎn)區(qū)為湖南、湖北、四川、山東與河南）、亞麻/胡麻（黑龍江、吉林、四川/甘肅、內(nèi)蒙古和寧夏）、大麻（安徽、河南、山東和云南）、黃麻/洋麻（浙江、山東/河南、安徽、湖北、四川）、劍麻（廣東、海南、福建、云南）等。此外還有野生的羅布麻（新疆、山東、江蘇和內(nèi)蒙古）等。其中，苧麻、亞麻、黃麻、洋麻已形成較為完整的工業(yè)規(guī)模。

目前，天然纖維熱塑性/熱固性增強(qiáng)復(fù)合材料正在乘用車市場(chǎng)中使用，在卡車、大型巴士等領(lǐng)域也展現(xiàn)出了市場(chǎng)潛力。近年來(lái)我國(guó)植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，諸如劍麻纖維/酚醛樹脂、苧麻落麻纖維/PVC、黃麻纖維/PP以及仿生啞鈴型黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等的研究也取得了不小的進(jìn)步。應(yīng)該說(shuō)，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)天然植物纖維復(fù)合材料的開發(fā)力度，是市場(chǎng)、環(huán)境和合理地利用資源的需要。