高分子材料發展史精選(九篇)

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第1篇：高分子材料發展史范文

[關鍵詞]材料 發展 金屬材料 無機非金屬材料 高分子材料

人類社會的發展歷程,是以材料為主要標志的。歷史上,材料被視為人類社會進化的里程碑。對材料的認識和利用的能力,決定著社會的形態和人類生活的質量。歷史學家也把材料及其器具作為劃分時代的標志:如石器時代、青銅器時代、鐵器時代、高分子材料時代……

100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時代。1萬年以前,人類對石器進行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進入新石器時代。現在考古發掘證明我國在八千多年前已經制成實用的陶器,在六千多年前已經冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡單的青銅工具,在三千多年前已用隕鐵制造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時期已會冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀,鋼鐵工業的發展,成為產業革命的重要內容和物質基礎。19世紀中葉,現代平爐和轉爐煉鋼技術的出現,使人類真正進入了鋼鐵時代。與此同時,銅、鉛、鋅也大量得到應用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應用。直到20世紀中葉,金屬材料在材料工業中一直占有主導地位。20世紀中葉以后,科學技術迅猛發展,作為發明之母和產業糧食的新材料又出現了劃時代的變化。首先是人工合成高分子材料問世,并得到廣泛應用僅半個世紀時間,高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅,并在年產量的體積上已超過了鋼,成為國民經濟、國防尖端科學和高科技領域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的發展。陶瓷是人類最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制備工藝的發展,使陶瓷材料產生了一個飛躍,出現了從傳統陶瓷向先進陶瓷的轉變,許多新型功能陶瓷形成了產業,滿足了電力、電子技術和航天技術的發展和需要。

現在人們也按化學成分的不同將材料劃分為金屬材料,無機非金屬材料和有機高分子材料三大類以及他們的復合材料。

金屬材料科學主要是研究金屬材料的成分組織、結構、缺陷與性能之間內在聯系的一門學科。金屬材料科學與工程的工作者還要研究各種金屬冶煉和合金化的反應過程和相的關系,金屬材料的制備方法和形成機理,結晶過程以及材料在制造及使用過程中的變化和損毀機理。對其按化學成份進行分類可以分為鋼鐵、有色金屬以及復合金屬材料。按用途分類包括結構材料和功能材料。

金屬基復合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人們廣泛的關注。它是一類以金屬或合金為基體,以金屬或非金屬線、絲、纖維、晶須或顆粒狀組分為增強相的非均質混合物,其共同點是具有連續的金屬基體。目前,特別是航空航天部門推進系統使用的材料,其性能已經達到了極限。因此,研制工作溫度更高、比剛度和比強度大幅度增加的金屬基復合材料,已經成為發展高性能結構材料的一個重要方向。1990年美國在航天推進系統中形成了3250萬美元的高級復合材料(主要為MMC)市場,年平均增長率16%,遠高于高性能合金的年增長率1.6%。

無機非金屬材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統稱。在晶體結構上,無機非金屬的晶體結構遠比金屬復雜,并且沒有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價鍵更強的離子鍵和混合鍵。這種化學鍵所特有的高鍵能、高鍵強賦予這一大類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。無機非金屬材料已從傳統的水泥、玻璃、陶瓷發展到了新型的先進陶瓷、非晶態材料、人工晶體、無機涂層、無機纖維、半導體材料以及光學材料。由于新型無機非金屬材料除具有傳統無機非金屬材料的優點外,還有某些特征如:強度高、具有電學、光學特性和生物功能等,因此它們已成為現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎。

高分子材料為有機合成材料,亦稱聚合物。自20世紀20年代德國著名科學家斯托丁格開創這一學科以來,高分子科學和技術的發展極為迅猛,如今已形成非常龐大的高分子工業。它具有較高的強度,良好的塑性,較強的耐腐蝕性能,很好的絕緣性能,以及重量輕等優良性能,在是工程上的發展最快的一類新型結構材料。高分子材料按其分子鏈排列有序與否,可分為結晶聚合物和無定型聚合物兩類。結晶聚合物的強度較高,結晶度決定于分子鏈排列的有序程度。工程上通常根據機械性能和使用狀態將其分為三大類:塑料、橡膠以及合成纖維。其中,我國的合成纖維、合成樹脂和合成橡膠已分別居世界產能的第一、二和三位。

參考文獻:

[1]謝盛輝.《材料科學發展史》課程構想及教學綱要. 2006,26,(5).

[2]許順生.金屬材料科學概述.中國科學院上海冶金研究所.

第2篇：高分子材料發展史范文

【關鍵詞】化學建材；建筑防水材料；發展

中圖分類號： TU57+7 文獻標識碼： A 文章編號：

一 前言

我國建筑防水材料發展概況

我國的建筑防水材料獲得了較快的發展, 已從紙胎油氈逐步發展到目前的普通紙胎油氈、改性瀝青油氈、高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和剛性防水材料等六大類產品, 基本形成了比較齊全的工業體系。

1、瀝青基防水卷材

瀝青基防水卷材主要有普通瀝青防水卷材和高聚物改性瀝青防水卷材。

普通瀝青防水卷材是用原紙、纖維織物、纖維氈等胎體材料浸涂瀝青, 表面撒布粉狀、粒狀或片狀材料支撐可卷曲的長條狀防水材料。常見的有: 瀝青紙胎油氈、瀝青玻纖胎油氈、瀝青麻布胎油氈等, 這類卷材的施工仍采用傳統的熱瀝青瑪 脂作粘結材料, 由于其熱熔施工操作過程中的環境污染問題, 另外其本身低溫柔性差、高溫易流淌、易老化、防水耐用年限較短, 現已多個省市下文禁止在城區使用紙胎油氈, 近年來, 紙胎瀝青油氈的生產銷售量逐年下降。

高聚物改性瀝青防水卷材主要品種有SBS 改性瀝青防水卷材和APP 改性瀝青防水卷材, 這類卷材是用熱塑性彈性體樹脂SBS 或合成橡膠APP 將瀝青改性后浸涂到玻纖胎、聚酯胎或玻纖聚酯復合胎上, 兩面再覆以粉狀、粒狀、片狀的聚乙烯膜、板巖、鋁箔等保護層, 形成高聚物改性瀝青防水卷材。目前, 高聚物改性瀝青防水卷材的施工通常采用火焰槍熱熔和冷瑪 脂粘結, 部分工程采用冷自粘施工法。在高聚物改性瀝青防水卷材系列中, SBS 的應用量明顯多于APP, 聚酯胎防水卷材明顯多于玻纖胎防水卷材。

2、高分子防水卷材

我國的高分子防水卷材主要包括EPDM 、PVC、氯化聚乙烯( CPE) 、氯化聚乙烯橡膠共混、再生膠、土工防滲片等,近年來獲得一定的發展。我國已先后從日本引進了10 條EPDM 生產線, 近幾年又增加了幾條國產的正規生產線, 還有10 多條小線, 銷售量有了新的增長, 但估計不會超過300 萬m2。產品主要是黑色均質無增強硫化型的, 最近又有了非硫化型EPDM 共混卷材和非硫化增強型EPDM 復合防水卷材, 此外還有自粘復合防水卷材及自粘丁基橡膠密封帶。我國自行開發的PVC 防水卷材由于增塑劑遷移等問題未過關, 雖有幾家防水材料公司生產, 但均未站穩市場, 只有中外合資的濟南滲耐魯泉防水材料公司生產的以無紡布作背襯的PVC 防水卷材, 產品質量良好, 有一定銷量。我國的CPE 防水卷材包括以玻璃布增強的CPE 卷材、CPE-橡膠共混卷材、CPE 彈性體卷材等, 近期銷售量約為650 萬㎡。地下和土木工程需要的防水、防滲材料, 包括低密度、高密度、線性聚乙烯、乙烯乙酸乙烯( EVA) 共聚物、乙烯共聚物瀝青( ECB) 、聚乙烯丙綸雙面復合防水卷材等。

3、防水涂料類

防水涂料從70 年代開始應用以來, 發展迅速。據有關資料介紹, 國內有一定生產規模的有200 多家( 不包括油氈廠生產涂料的企業) , 主要產品分為高分子防水涂料, 中檔改性瀝青和低檔瀝青基防水涂料三大類。高分子防水涂料目前主要有聚氨酯、硅橡膠防水涂料, 水型三元乙丙橡膠復合防水涂料,CB 型內烯酸酯彈性防水涂料等; 改性瀝青防水涂料有氯丁膠乳瀝青、SBS 改性瀝青、丁苯膠改性瀝青、聚氯丁烯煤焦油等防水涂料; 瀝青防水涂料有膨潤土瀝青、水性石棉瀝青、石灰瀝青、乳化瀝青等防水涂料。全國年產量達10 萬噸以上。其中20% ~30% 的產量為中高檔產品, 在以上各類產品中, 還可分為溶劑型和水乳型。

二 建設市場發展趨勢

隨著建設事業各項改革進一步深化, 工程建設取得新的成就, 城市和村鎮面貌發生了較大變化。城鎮住房建設呈現持續、快速增長趨勢, 平均每年完成城鎮住宅竣工面積達4. 4 億平方米, 村鎮住宅建設年均完成6. 5 億平方米, 城鄉居民住房條件有了較大改善, 居住水平有了很大提高。九五期間, 建筑業還完成城市基礎設施和各類工業、能源、交通、水利、文教、科研、軍工等基本建設和更新改造工程24. 7 萬項。建設事業發展面臨的主要形勢是:加快推進城市化進程, 城鄉發展與資源、環境的矛盾越來越尖銳, 國民經濟持續增長和人民生活水平不斷提高, 要求住宅產業繼續保持較快增長, 西部大開發戰略的實施將使工程建設總體規模繼續擴大, 對確保工程質量提出了更高要求, 加入WTO 以后, 我國的建設事業將面臨新的機遇和挑戰。如今建設事業的發展目標和主要任務是:加速推進城市化進程, 城市化水平每年提高1 個百分點左右。加強城市基礎設施建設和城市管理, 形成優美、協調、良好的人居環境。加大城市污水處理設施建設, 爭取用五年時間,使西部地區城市污水處理率達到40% ; 加快城市立交橋、停車場及行人過街橋涵建設, 發展城市快速路系統; 百萬以上人口的大城市要加快修建城市快速軌道交通等。把住宅建設真正培育成為國民經濟的重要產業, 建立規范的建設市場運行與管理體系, 提高建設工程質量。到2005 年, 全國設市城市數量增加到710 個左右, 建制鎮發展到18800 個。城市化水平達到35%左右。全國城市市政公用設施固定資產投資9900 億元。全國城鄉住宅累計竣工面積達到57 億平方米( 平均每年11. 4 億平方米) , 約6000 萬套; 其中城鎮住宅竣工面積27 億平方米; 農村住宅30 億平方米。解決城鎮住宅的工程質量和功能質量通病, 初步滿足居民對住宅適用性的要求, 初步建立住宅及材料、部品的工業化和標準化生產體系。2005 年, 建筑業總產值達到26700 億元, 建筑業增加值達到8500 億元, 建筑業增加值占國內生產總值的比例達到6. 7%。2005 年, 科技進步對建設事業的貢獻率達到35%, 建設科技創新機制基本建立。

三 化學建材以及防水材料展望

由于現代建筑尤其是高層建筑的使用期一般都遠不只十年, 許多房屋使用會達百年以上, 為此, 尋找一種耐候性更好、防水保質期更久的材料一直是工程科研工作人員的課題, 目前的化學建材以及防水材料的最新發展主要有如下方面:

1. 開發防水性能更好、耐老化性更久的含有機硅橡膠或表面涂有機硅或有機氟聚合物的卷材, 并開發粘合力強、固化快、耐老化性同等優良的含有機硅或有機氟高分子的粘接密封劑與之匹配使用, 或者采用其它切實可行的施工工藝解決卷材接縫之間的可能滲漏問題, 使防水保質期達30 年以上。

2、開發含有有機硅、有機氟的水基型高分子防水膠，并能與更多的水泥混合且一并固化, 形成高耐水、高耐候的有機無機復合防水層, 使防水保質期達30 年以上, 甚至可使防水層與建筑物壽命一樣長,這是防水材料最重要的發展趨勢之一。

3、開發無溶劑、無環境污染的高效、高耐候建筑防水( 涂料) 膠例如高分子有機硅防水密封膠，單組份或多組份反應型無溶劑快固型聚氨酯防水密封膠, 這類產品開發的主要方向是尋找更廉價的有機硅及聚氨酯基礎原料( 單體) 的合成工藝路線, 并大規模生產, 以降低產品價格。

4. 開發具有良好的防水性能, 同時又具有良好的隔熱性能, 且施工方便, 耐老化性好的新型防水材料, 例如雙組份閉孔現場發泡聚氨酯防水膠已有研制報道。

5. 高固含量低粘度水基型水泥基聚合物乳液防水膠, 例如純丙、純有機硅乳液型或硅丙乳液或氟丙乳液型防水膠的研制, 因為作為建筑防水材料, 在施工時一般都要求屋面基本干燥, 且施工后膠干得快,而低含水量的高分子乳液必然會比高含水量的干得快, 或可以帶濕施工, 從而縮短工期。

6. 納米無機材料填充的有機高分子復合防水卷材或防水涂料( 膠) 的開發, TiO2、ZnO 及SiO2 等無機納米材料對紫外光有很強的屏蔽作用而使有機高分子免遭陽光的照射而降解變質, 從而使有機物的高彈性及防水性可更持久地保持。

7. 開發單組分或雙組份高彈性高耐老化性無溶劑熱熔或非熱熔反應型噴涂防水涂料, 例如從理論上講, 丙烯酸酯, 有機硅、聚氨酯, PVC 等許多高分子都可制成符合上述要求的熱熔噴涂防水涂料( 膠) ,使防水施工更為簡便快速, 從而大大縮短工期, 也可徹底消除接縫與陰陽轉角滲漏問題。

8. 開發有機高分子與無機高分子復合物卷材,例如有人認為將高耐候的有機高分子乳液與高耐候的水泥等無機高分子混合后制成復合卷材將比純有機高分子材料具有更好的抗老化性, 比純無機高分子材料具有更好的抗開裂滲漏性, 這方面已有新產品問世。

四 結論

目前, 我國化學建材和防水材料市場的發展與國外先進水平還有很大的差距, 新型材料的市場占有量還比較低, 國家行業職能管理部門必須加大市場規范力度, 積極發展應用新型技術和新型材料, 改革建設市場管理體制, 盡快實行工程質量保證期制度, 以加快促進我國建筑材料市場的發展。

【參考文獻】

［1］ 李曉東． 論建筑防水材料［J］． 林業科技情報， 2008，40( 3)

第3篇：高分子材料發展史范文

海斯摩爾產品是從深海蟹殼中提取的海洋生物高分子材料，是全球唯一的動物再生纖維，廣泛應用于工業、醫療、紡織等領域。海斯摩爾“特種殼聚糖纖維布”已被航天工程“天宮一號”“神舟八號”采用，擁有防霉除臭、抗靜電、防輻射、阻燃等功能。

“專家一致認為：海斯摩爾總體技術達到國際領先水平，并且一致同意推薦該項目申報中國‘紡織之光’科技進步一等獎。”海斯摩爾張哲自信地向記者介紹道。海斯摩爾纖維作為唯一的航天特種布原材料，其優勢在哪？突破了哪些技術難關？發展前景又如何？為此，本刊記者專訪了海斯摩爾總經理劉林。

天然抑菌的功能優勢與國際領先的技術相得益彰

“海斯摩爾纖維能夠作為航天特種布原料，因為沒有其他纖維能與其強大的抑菌功能相媲美。”山東華興海慈生物有限公司總經理劉林說。

目前，海斯摩爾被廣泛用于武警軍靴鞋墊、航天特種功能布等軍事領域，因為該纖維抑菌、除臭，特別有止血、促進傷口愈合以及減少疤痕的功能，是其他紡織材料無可比擬的。其實，早在伊拉克戰爭中，殼聚糖溶液浸泡過的纖維制品就被美國用于醫療止血，只是當時還無法將殼聚糖纖維工業產業化制造，纖維研發還停滯在實驗室研發階段。

經常處于作戰環境和訓練狀態下的軍人極易受到有害細菌對皮膚和身體的危害，遭受皮膚創傷流血感染的幾率也較高；長期處于復雜環境下的軍人可能無法定時更換軍裝裝備，而且多處于陰暗、潮濕、危險的環境，因而對于軍人自身抵抗承受力和軍品質量就有較高的要求。

海斯摩爾材料運用到內衣產品中，擁有良好的抗菌抑菌功能，能夠保持人體肌膚表面菌群處于正常狀態。特別是白色念球菌等一系列真菌細菌，國家紡織品質量監督檢驗中心檢測報告顯示，海斯摩爾對多種細菌真菌有效抑菌率達96%以上。抑菌試驗還通過SGS國際通標標準，獲得國際認可。2011年，含海斯摩爾的內衣產品通過中國科學技術研究院理化研究所高抗抑菌織物標準。

據劉林介紹，海斯摩爾纖維之所以具有如此強大的抑菌功能，是因為它特殊的抑菌機理。純殼聚糖在抑菌過程中的有效基團是—NH，帶有正電荷，細菌表面帶有負電荷，由于正、負電荷之間的電中和反應，損壞了細菌細胞壁的完整性，改變了微生物細胞膜的流動性和通透性，使細菌不能生長繁殖，直至細菌死亡，起到抑菌作用。殼聚糖溶于弱酸（包括汗液）后，形成陽離子高分子鏈絮凝劑，密集于細菌細胞表面，形成一層致密的高分子膜，切斷了營養物質向細胞內運輸，阻止了代謝物的排泄，導致細菌新陳代謝紊亂，起到抑菌作用。當殼聚糖濃度足夠高時，能夠激活細菌本身的幾丁質酶活性，促使幾丁質酶被過分表達，從而損傷細菌細胞壁，起到抑菌作用。

說到海斯摩爾纖維的生態環保優勢，劉林很自信：“海斯摩爾原材料從眾多海洋生物貝殼中提取，有效地緩解了日益嚴重的海洋垃圾污染。成品和制成品均可降解，對環境沒有二次污染。”而且，他強調：“山東華興海慈生物有限公司自主研發純殼聚糖纖維的生產線實現了全程無毒紡絲的技術突破，生產環境達到10萬級GMP標準，工業水技術實現生態無污染循環再利用，堪稱國際領先水平。”

據悉，此工業園區按照現代化高科技企業標準建造，處處凸顯花園式工業園區的特點。其生產工藝流程是：殼聚糖溶解原液過濾脫泡紡絲液噴絲凝固浴拉伸定型洗滌干燥、整理成品纖維。該生產工藝的最大特點是全程無毒紡絲。除乙酸溶液和氫氧化鈉溶液外，不使用硼酸、尿素、甘油、苯硫酚和硼氫化鈉等之類的任何一種溶劑和促進劑。在紡絲液制備的各工序里，采用真空溶解、離心脫泡等先進工藝，在紡絲和后處理過程中采用超聲波和活化處理等工藝，通過以上先進工藝的實施，改善了纖維的性能，提高了生產效率，真正實現了純殼聚糖纖維的工業化生產。

此項目經專家委員會鑒定，一致認為“該項目克服現有技術方法中存在的缺點，研制出一種不含硼酸、尿素、硫氰酸鈉以及任何輔助材料的具有高抗菌性的純殼聚糖纖維，從而使殼聚糖纖維具有更好的實用性、衛生安全性。通過增加活化處理工序，提高了純殼聚糖纖維的抗菌性”；而且，“該項目研制了低成本紡絲工藝及超聲波、低溫、新型助劑等活性處理工藝，該工藝技術填補國內空白，達到國際領先水平。”

劉林還介紹道，海斯摩爾為核心原材料的貼身紡織用品涉及襪子、內衣、內褲、文胸、巾品、床品等類產品千余個品種，形成了海慈密語內衣品牌。海斯摩爾纖維產業規模優勢巨大，山東華興海慈生物有限公司作為龍頭企業，利用已掌握成熟穩定的全產業鏈工藝流程，幫助合作企業解決技術難題；合作企業則利用先進的染色、織造技術，為純殼聚糖纖維的應用提供技術支持，共同實現規模化生產。

應用領域的廣泛帶動健康產業的悄然變化

“海斯摩爾纖維可以被廣泛應用于紡織品領域、醫用領域和工業領域，并且其應用優勢明顯。”劉林說。

他介紹，人們日常使用的各種纖維制成的紡織品是細菌迅速滋生、繁殖和傳播的適宜場所，會對人體皮膚產生異常的刺激并誘發各種皮膚病。而海斯摩爾纖維具有吸濕祛臭、廣譜抑菌性、防霉性、優異的生物相容性以及調節人體皮膚微生態平衡等功效，因此適合和其他纖維混紡做紡織品，把不同材料的優異性能有效結合。適用于保健內衣褲、襪子、女用文胸、衛生巾、嬰兒服裝、床上用品等，特別是用在汗腺豐富、細菌易滋生部位的服裝。

其次，海斯摩爾纖維具有良好的生物相容性和生物可降解性，安全性、抑菌、止血，還有促進傷口愈合、減少術后粘連和疤痕形成及防止感染等作用，因而被廣泛用于制作創傷貼、紗布、繃帶等醫用敷料；也可以用于制成外科手術縫合線，其柔軟、易打結、機械強度較高，并且經過一定時間可被人體自行吸收，免除了病人拆線的痛苦，還可以做糖尿病爛腳患者的醫用襪子等。

再者，海斯摩爾纖維可以選擇性的螯合多種重金屬離子，如Pb2+、Cu2+、Zn2+等，依據這個特性可以做煙草過濾嘴及空氣過濾器的材料，也可以做特殊污染的防止布。

產業化的戰略發展方向凸顯海斯摩爾與眾不同

劉林說：“海斯摩爾纖維本身所固有優良的產品性能，以及它產業關聯度高、經濟帶動力強、發展潛力大的特點，決定了它必將進入先進制造業和高新技術產業，進而發展成為當今科技和經濟發展中較為活躍的領域，造福于人類的健康事業。”

第4篇：高分子材料發展史范文

材質是材料,簡單來說,數碼產品是用什么材料制造出來的,這就是材質。材質又不僅僅是材料,材質一詞還包括一種材料帶給人的反饋的含義在其中。和色彩之于數碼產品不同,數碼產品的材質在最近10年的發展,有著一條理性――感性――理性的歷程,和色彩的感性不同,材料科學之所以能成為一種學科,因為它本身就是實實在在看得到摸得到的,即便是那些尚未普及的高新技術材料,我們回到數碼產品的材質上來,可以看到材質從一開始就成為產品設計的一部分,而不是如同色彩一樣最開始處于不被重視的地位。我們同樣按階段來劃分:最開始材質的運用和產品特性有之絕對聯系,它們源自于傳統產品的材料應用,比如數碼相機最開始的材質和膠片相機如出一轍,攝像機的材質延續了數碼相機:電腦的材質沿用了更早的個人電腦的材質,而手機的材質和電話機的材質沒什么區別。PC+ABS工程塑料――鎂鋁合金――鋁合金――碳纖合金――鈦合金,這些都是數碼產品常用的普通材料,在最開始,大多數的數碼產品都采用了ABS工程塑料材質和少量的金屬材質。

材質發展史

逐漸的,隨著數碼產品進入鼎盛發展的21世紀,材質的運用開始走向分化發展,這是材質在數碼產品運用上的第二階段。這一時期工程塑料、合金材料已經成為數占據中高端市場消費者開始以材料作為衡量產品是否高端是否堅固的標志。鋁合金鎂合金被稱為這一時期的貴重金屬。

2004年之后的數碼產品發展更加大眾化,數碼相機和筆記本電腦類的產品逐漸成為,而不是如同以往一般的高端奢侈品。從這段時期開始,有一個明顯的特征便是中國制造化的普及――在此之前,數碼產品作為高新技術精密科技產品來自美日等國或者其設在海外的代工廠而從那時開始,這些產品逐漸產自中國大陸,這也反過來讓數碼產品的普及fb進程大大加速,也同樣是從這段時期開始碳纖維材料、高分子材料成為科技新名詞,已經開始成為頂級產品的設計材質首選。某某產品一旦和碳纖維合金沾上邊,價格立馬翻番,這也間接說明了材質對于產品“面子”的重要性。

2007～2010年成為數碼產品材質的感性探索期和理性回歸期:一方面,我們可以看到大量的廠商為了打造與眾不同的時尚外觀,對于材質的追求不遺余力,陶瓷產品,竹木產品,皮革產品層出不窮,數碼產品的材質設計已經不僅僅是返璞歸真,而是陷入材質的概念炒作:另一方面,我們也要看到,這些新的材質也確確實實吸引了小眾化材質趣味的發展,成為頂級時尚或者綠色概念的先行軍,更重要的是,廠商最終還是以消費者的實際應用為重,他們更多地還是在研究廉價但堅固的材質,同時這種材質又是源自自己的首創,為了消費者把這種新的材質設計推向主流時尚的前沿。

材質應用的境界

蘋果是材設計上的佼佼者,MacBook、IPhone.IPad堪稱稱質設計的經典案例.事實上一這種設計并不是什么讓業界轟動的創新從2007年開始,蘋果在旗下產品上全線采用一體化鋁合金設計成就了材質的成功并讓時尚尚約重新成為時尚主流,在蘋果的產品光環效應之下,消費者逐漸認識到一點:材質最最能代表產品檔在次的地方,采用更堅固、懷保和輕質的材利往往意味著高尚設計。此外高檔材質的多面整體覆蓋和無鉚釘一體化成型的沒計也是頂級設計的表現。皮革、木材和竹材偶爾也會成為材質的選擇,但是并不具備代表性,而堅固和簡約并重的普通材料,才是最出色的材料應用案例。

第5篇：高分子材料發展史范文

本文就以下幾個方面，談談新教材插圖在教學中的運用。

一、運用插圖，激發學生學習化學的興趣

化學教學往往以其獨有的奇妙無比的現象，吸引學生的注意力。新教材豐富、精美的插圖更增添了化學學科的趣味性，激發了學生學習化學的興趣。

當學生領到新教材時，幾乎所有的學生都懷著好奇心，把教材從頭到尾翻個夠，并被其中一幅幅形象、生動的插圖所深深吸引。教師在第一節化學課上就要緊緊把握這一教學的好對機，結合緒言中的內容，指導學生欣賞有關插圖。例如，教師可問學生：教材封面底紋是什么“花紋”？當學生還在搖頭、疑惑時，教師指出，這些“花紋”實際上是構成物質的、肉眼看不見的分子、原子的圖象。學生頓時興致勃勃、神情專注。進而教師用生動的語言描述封面的四幅畫面：在國民經濟中占有重要地位的鋼鐵生產，節日中五彩繽紛的氣球、焰火，千姿百態、引人入勝的桂林溶洞。這些都與化學密不可分。這時學生情緒高漲，興趣更加濃厚。接著指導學生看彩圖中“具有絕熱性能的高分子材料”和“用隔水透氣的高分子薄膜制的烏籠”兩圖，讓學生在驚訝中認識到化學世界的神奇、科學技術的偉大。教師要注意創造這種想問不成，想答而不能的情境，引起學生思維，從而激發他們強烈的求知欲和積極的學習動機。

此外，各章節的實驗儀器裝置圖、各種示意圖、物質用途圖、古今科技成就圖等插圖都具有濃郁的趣味性，教師要重視以此培養學生學習化學的穩定興趣，引起他們的有意注意，提高學習的主動性和積極性。

二、運用插圖，加強實驗教學

新教材中有關實驗內容的插圖有近百幅，其中有化學儀器圖、基本操作示意圖、實驗裝置圖、操作過程示意圖等，它們有的是平面圖----前視剖面圖，線條簡單，示意明確；有的是立體圖----斜俯視實物圖，形象逼真，能清楚地說明一些復雜儀器的構造和實驗操作的注意點。總之，它們直觀、形象，一目了然，是教師指導學生進行化學實驗的好資料。

化學儀器圖表示出各種儀器的形狀、構造、特點。新教材第195－196頁表格中10種化學儀器的圖形加深了學生對實物認識產生的表象。另外13種常見化學儀器的示意圖，也使學生對儀器有了初步的認識。

新教材中出現得最多的是實驗裝置圖。一幅清晰完整的實驗裝置圖，能夠用來表明該化學實驗所需要的儀器、藥品、化學原理和實驗順序，具有直觀性、形象性、示意性等特征。因此，對于確保化學實驗有條不紊地進行并獲得良好的效果，關系重大，而且對幫助學生學習、記錄、復習有關實驗內容和實驗技能，以及培養學生設計化學實驗的能力等均有重要的作用。新教材中，形象、生動的化學實驗裝置圖比比皆是。

例如，第18頁圖1－11白磷的燃燒，圖中兩處白磷、一處紅磷明顯不同的位置，加上適當的示意，使學生形象地了解了可燃物燃燒的條件。從第197頁圖2中學生學到了如何往試管里送入固體粉末的方法。第140頁圖7－3過濾裝置圖為學生學習過濾操作作了很好的示范。制取氧氣、氫氣、二氧化碳的實驗裝置圖，示意清楚，學生不但可以從中掌握實驗所需的儀器、藥品、反應條件、裝置注意點，而且對培養學生實驗技能也有很大的幫助。

學生實驗中品紅的擴散、木炭在氧氣里燃燒、配制氯化鈉溶液等實驗操作過程的圖示大大加強了教材的可讀性，減少了文字量，這是新教材化學實驗插圖的一大特色。例如，第215頁圖29配制氯化鈉溶液的圖例，將取氯化鈉、天平稱量氯化鈉、氯化鈉倒入燒杯、量筒量水、水倒入燒杯、攪拌溶解等操作分別作圖示說明，直觀性強。這樣，操作的連續過程用圖示形式表明，使學生在教師示范后，依據教材的圖示就可以進行操作練習。

在教學中，教師還可以對教材中的實驗儀器圖進行識圖、辨圖、改圖、說圖、選圖、釋圖、連圖、繪圖等類型的練習，從而加強對學生實驗技能、實驗能力的培養。

三、運用插圖，促進學生對化學概念等知識的理解和記憶

新教材的插圖有的集中反映某物質的用途，有的生動地表示物質的組成、構成，有的形象地揭示一些概念的內涵，有的簡明地反映某一變化的過程，富有直觀性、趣味性和指導性，對學生的學習起到了啟發和點撥作用。

例如，新教材中分子和原子的圖象，是科學家用最先進的掃描隧道顯微鏡拍攝到的苯分子和硅原子的照片，呈現了物質內部結構的微觀世界，使學生對分子、原子的真實性深信不疑。氧化汞分子分解、水分子分解的示意圖，更加深了學生對分子、原子概念的理解和記憶。

新教材對物質的用途基本上采用圖示法，這是一個新突破，既增強了直觀性、形象性，又減少了文字量，好教易學，頗受歡迎。例如，氧氣、氫氣的用途既可使學生結合生活、生產的實際獲得感性認識，又可啟發學生展望發展前景。玻璃刀裁玻璃的圖示使學生不僅了解了金剛石的性質和用途，而且對培養學生的勞動技能起到了示范作用。

在教材中，空氣成分示意圖簡單明了，水在人體中的存在示意圖生動形象，濃溶液和稀溶液的示意圖對比性強，木材結構示意圖變小為大，氯化鈉的形成示意圖化抽象為具體。一幅幅插圖無不內容豐富、形式活潑，使學生在愉悅中掌握化學知識。

四、運用插圖，重視科學態度的培養

新教材配合化學科學發展的歷史，刊印了拉瓦錫、道爾頓。侯德榜三位科學家的肖像。結合教材內容，教師可引導學生閱讀相關的選學內容，并用生動、富有鼓動性的語言介紹科學家嚴謹治學、獻身科學的精神。從道爾頓提出原子概念到原子。分子論的產生過程，認識到任何科學原理的建立都要經過對大量客觀事物觀察分析，以及對相關資料，數據的歸納整理，經過科學推斷提出假設，再經過證實后繼續深入研究和具體運用這樣一個發展過程，引導學生不僅要了解原子－分子論的發展史，?而且還要逐步學會這樣的科學方法和科學態度。200多年前拉瓦錫研究空氣成分所用的裝置可以幫助我們領會拉瓦錫當時的實驗思路。拉瓦錫不怕失敗，致力于科學研究的精神，抓住事物間的微小差異而做出判斷的唯物主義觀點和作風，對培養學生認真、嚴謹的科學態度，有著重要作用。

五、運用插圖，進行愛國主義教育

新教材介紹了不少我國古代和現代的科學技術成就，是進行愛國主義教育的好材料。運用插圖，可以將這些材料呈獻給中華民族的新一代，激發他們的愛國激情。例如，新教材引用《天工開物》中我國古代利用天然氣熬制鹽圖，說明我國是世界上最早利用天然氣的國家，為進行愛國主義教育提供了很好的歷史材料。

第6篇：高分子材料發展史范文

【關鍵詞】化學教學；形象思維；能力；培養

化學是一門研究物質的組成、結構、性質和變化的基礎學科，這建立在觀察和實驗的基礎上，有著豐富的形象思維素材，教師要充分利用學科資源，加強對學生進行形象思維的培養，通過化學實驗，激發學生學習化學的興趣，提高學生學習的自覺性和積極性。筆者在化學教學實踐中的具體做法是：

一、增加表象積累，提高化學教學效果

在化學教學中注意積累表象，能力形象思維提供思維材料，而學生的表象越豐富。將越有助于學生形象思維的發展。為了培養學生的形象思維，老師應該有意識地增加學生的表象積累，可用直觀形象材料強化、充實學生的感知，使學生獲得與教學內容的關系表象，為培養學生形象思維能力，促使學生理解所學知識提供基礎，必須做好如下幾方面工作。

（一）做好實驗。化學實驗能展示物質與變化的全過程，能豐富學生的視覺表象，某些實驗中也可能還有聽覺表象、嗅覺表象或觸覺表象，具有直觀性和趣味性。因此，老師應啟發學生做好實驗。例如，在氯水化學成分分析時，通過氯水與紫色石蕊溶液、硝酸銀溶液、嗅化鉀溶液等物質反應的幾個簡單實驗，由現象分析得到相應結論。這樣比僅憑化學反應式進行邏輯推理得出氯水的化學成分，使學生獲得的表象更豐富，對知識理解更深透且記憶深刻。

（二）發揮現代教學媒體在課堂教學中的重要作用。多媒體課件形式多樣，具有圖像直觀、色彩鮮艷、音響逼真、動靜結合、形象生動的特點和優勢，為培養學生形象思維提供了一個非常有利的手段。

（三）運用形象化語言講課。教師講課的語言越是生動、形象，越能激活學生原有認識結構中的相關表象，越能充分促進學生積極參與當前的認知活動。恰到好處的比喻可使課堂氣氛輕松活躍，同時把抽象問題形象化、具體化，將陌生的概念與熟悉的表象建立聯系形成新的表象。如用“自行車輪子轉動時，一根根輻條都可數，但一旦高速旋轉起來時，就感覺輻條是無數的了”來比喻在核外高速運動的電子形成的電子云；把核外電子運動比喻為“洋蔥”“西瓜瓤”諸如此類，形象貼切的比喻或詼諧有趣的表述，是吸引學生、啟發學生、使學生在腦海中形成生動表象的重要手段之一。

（四）充分利用直觀教具。重視教材中大量插圖以及各種掛圖、模型、模具、展示板等教具的使用，盡量使教學過程形象生動，使學生感知鮮明、印象深刻。如無機高分子材料的展示板、有機物分子模型的使用等。

（五）充分開發校內校外的教學資源，指導學生觀察生活中的化學物質與化學變化現象。條件允許的時候可組織學生參觀當地一些與學生學習的化學知識有關的單位或者自然環境。

二、培養學生的觀察能力，提高學生學習化學的興趣

（一）激發觀察的興趣，培養喜愛觀察的好習慣。為了培養學生的觀察興趣，教師應當注意保護學生對演示的觀察熱情，多做實驗，盡量使實驗現象明顯而富有變化。必要的時候還要用實物投影把實驗過程和現象進行放大處理，對比較簡單容易的操作，動員學生上臺演示，盡量改變教師講解時“一人做，大家看”的局面。此外教師應特別注意從日常生活、生產中選取學生熟悉的素材，有目的、有計劃地創造一些與教學內容有關的情況，引導學生觀察思考，布置引導學生在課外進行觀察、探究。新教材課后有許多研究性課題、家庭實驗，教師可以充分利用，進行有目的地訓練學生觀察力，培養學生形成愛好觀察的習慣。

（二）學會全面觀察事物。1.在實驗開始前必須明確觀察的目的，制訂觀察計劃。學生只有明確目的，知道自己在觀察什么，通過觀察獲得哪些資料，解決什么問題，并且根據自己的目的擬定好觀察計劃，制訂觀察路線、步驟，才能在系統觀察中進行層次清晰的觀察。2.掌握基本的觀察程序。按順序觀察不僅可以保證學生有系統、有條理地觀察，避免遺漏，也能為后面的信息加工自理和提高思維活動的速度及正確奠定基礎。一般來說觀察靜態事物結構時要注意按照“邏輯順序”。參觀某個地點的時候要注意“空間順序”。3.發揮多種感官的積極感受作用。鑒于物質以及其變化的復雜性，在觀察時不僅要用眼睛，而且有時還要用手感覺或用鼻子聞甚至借助儀器的幫助。因此，要能夠根據觀察的目的，發揮各種感官來感知觀察對象，這樣才能觀察得比較全面。如“檢查氯水純度”的過程中，學生既要用耳傾聽辨別爆鳴聲和尖銳或輕微程度，又要在發聲同時觀察酒精燈火焰受爆炸氣浪影響而發生的異常擺動情況，還要注意到手中的試管溫度有明顯升高的現象。

（三）要有重點地觀察事物。多種觀察并存，只有抓住重點才能抓住問題的關鍵，才不至于眉毛胡子一把抓，所以在全面觀察的基礎上還要求有重點地觀察事物。對不同的實驗，由于目的不同、內容不同，觀察的目標不同。對其中本質的、主要的反應要進行重點觀察、仔細觀察，而對那些非本質的現象就可以給予忽略、排除。如用實驗驗證鋅、鐵、銅三種金屬加到稀鹽酸中有無氣泡產生，反應快慢和加熱的一些情況，而不是把觀察物質的顏色、形狀放在突出位置，如果是通過金屬與鹽之間的置換反應來確定，那么鋅、鐵分別投入硫酸銅溶液，鐵放入硫酸鋅溶液，足量鋅投入硫酸鐵溶液等各個操作中，就要求學生仔細觀察金屬單質表面的變化和溶液顏色的變化。

三、發展學生想象能力，培養學生的創新精神

在化學教學中，教師要鼓勵學生在深刻體會和把握化學現象和本質的基礎上，讓學生自由、大膽地進行想象，促進學生形成遇到事物和現象時，就不由自主地進行聯想和想象的意識，培養學生運用各種方法技巧，對化學現象和本質進行想象、加工和創新的習慣。

第7篇：高分子材料發展史范文

獲得2008年奧運會舉辦權后，北京開始了有史以來規模最大的體育場館建設。遵循“科技奧運”的理念，眾多的北京奧運場館成為展示化工新材料的精彩舞臺。一大批化工新材料的應用，使“鳥巢”、“水立方”等奧運場館從宏偉的藍圖變為令人稱奇的現實，在奧林匹克史上留下了極為精彩的一頁。

亦真亦幻的“水立方”

國家游泳中心——“水立方”是國內首次采用ETFE(乙烯一四氟乙烯共聚物)膜結構的建筑物，也是國際上面積最大、功能要求最復雜的膜結構系統。當初它的設計方案一出籠，國外建筑學家就用“令人驚嘆”來形容它。如今，佇立在人們面前的“水立方”如同披上了一件水的外衣，亦真亦幻，風姿動人。成就“水立方”建筑獨特風格的正是性能優異的ETFE膜材料。

ETFE膜材料的應用，讓“水立方”在所有奧運場館中顯得格外與眾不同。它不僅帶給人們視覺上的美感，還讓人們充分感受到科技與奧運完美結合的魅力。由ETFE膜材料制成的屋面和墻體質量輕，只有同等大小的玻璃質量的1％；韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂，延展性大于400％；耐候性和耐化學腐蝕性強，熔融溫度高達200℃，并且不會自燃。不僅如此，這種膜還具有自清潔功能，使灰塵不易附在其表面，清潔周期大約為5年。這將保證“水立方”以后的日常維護費用較少。

亦華亦實的“鳥巢”

2008年8月8日，在全世界注視之下，在全場91000名觀眾的歡呼聲中，第29屆奧運會的熊熊圣火在“鳥巢”國家體育場點燃。在這個用高科技演繹神奇的體育場里，無處不見化工新材料的身影。零VOC涂料、鋼結構防火涂料、能隔音會“呼吸”的高性能內墻涂料……這些門類眾多的涂料新品在為“鳥巢”披上華麗外衣的同時，也賦予了它安全、生態、環保等新的功能。聚氨酯泡沫保溫材料的采用，使這個巨型體育場有效地實現了隔熱保溫，幫助“鳥巢”滿足了國家有關節能和環保的指標。在這個龐大的體育場里，采用聚丙烯材料制造的91000個“中國紅”、“長城灰”座椅在陽光的照射下，至少3年不會褪色，也不會造成廢舊塑料的環境污染。

當您端坐在“鳥巢”看臺上，享受奧運競技帶來的快樂時，是否會留意到腳下的防水材料與普通場館有什么不同?這里所采用的集鮮艷色彩、耐磨、防滑、無縫、舒適等特點于一體的新型防水材料，是海洋化工研究院為奧運場館提供的高科技產品——噴涂聚脲彈性體防水材料。這種高性能防水材料在北京豐臺壘球場、曲棍球場、奧林匹克體育中心、奧林匹克水上公園等奧運場館累計應用達10萬平方米。能“降溫”的運動服

在高溫天氣下運動，如何才能發揮出最好的競技水平?清涼系列的運動服和運動鞋具有能降溫的功效。

除了舒適和輕便之外，在服裝的布料上，設計者將“Clima Cool”技術移植到運動服中，研制成了具有快干、輕便特點的新型高科技纖維材料。在這種面料制成的運動服中，包含吸附性的纖維能將汗水迅速吸附到衣服外層并很快蒸發，而熱傳導纖維可以將身體出汗部位的熱量更快地散發掉。

舒適、輕便再加上讓穿著者時時感到清涼，難怪就連馬拉松運動員都對這款清涼系列產品贊不絕口了。英國馬拉松運動員特蕾西·莫里斯說，它讓人感覺很松弛，在跑馬拉松這樣長距離的項目時，你幾乎感覺不到衣服的厚重感，既輕巧又涼快。

劈波斬浪的鯊魚皮泳衣

2004年悉尼奧運會游泳比賽中，澳大利亞選手伊恩·索普身著黑色連體緊身泳裝，宛如劈波斬浪的鯊魚，一舉奪得3枚金牌，而他身穿的鯊魚皮泳衣也從此名聲大噪。

鯊魚皮泳衣是人們根據其外形特征起的綽號，其實它有著更加響亮的名字：“快皮”。其核心技術在于模仿鯊魚的皮膚。生物學家發現，鯊魚皮膚表面粗糙的V形皺褶可以極大地減小水流的摩擦力，使之可以飛速游動。“快皮”的超伸展纖維表面就是完全仿造鯊魚皮膚表面制成的。同時，這款泳衣還運用了仿生學原理：在接縫處模仿人類的肌腱，為運動員向后劃水時提供動力；在布料上模仿人類的皮膚，富有彈性。測試表明，“快皮”的纖維可以減少3％的水阻力，這在0.01秒就能決定勝負的游泳比賽中有著非凡的意義。此外，“鯊魚皮”使用的聚氨酯纖維材料還能有效增加浮力。

在北京奧運會上，很多運動員選擇了這款價格不菲的“鯊魚皮”泳衣參加比賽。

不易打滑的塑膠跑道

縱觀歷屆奧運會主體育場，氣勢宏偉，造型各異，引人遐想。但若看體育場內的一片“紅”，卻是驚人的相似：“紅”即指塑膠跑道。

1963年，美國3M公司首先突破技術關，鋪設了田徑跑道。由于跑道使用效果好，很快受到各國重視。1968年在墨西哥召開的第奧林匹克運動會上，聚氨酯塑膠跑道被正式采用。此后，國際奧委會正式把塑膠跑道定為國際比賽的必備條件之一。塑膠跑道清潔美觀，易于維護，不受氣候影響。而且塑膠的彈性可增加運動員蹬地時的反彈力量，確保膝的高抬位置，從而使步幅加大。塑膠跑道還不容易“打滑”，所以能使運動員順利加快步頻。加大步幅、提高步頻，創造新紀錄也就在情理之中。測試表明，與傳統跑道相比，百米跑一般運動員可提高成績0.2～O.4秒，優秀運動員則更高一些。

先進的碳纖維撐桿

對于奧運項目撐桿跳高而言，撐桿的材料質地決定著運動員的成績。當我們翻開撐桿跳項目的發展歷史，就會發現一個頗為“有趣”的現象，即每次撐桿材料的革新，都提升了撐桿跳破紀錄的頻率和幅度，撐桿跳的發展史儼然是一部材料發展史。

當竹桿、金屬桿取代了堅硬沉重、沒有彈性的木桿后，撐桿跳高的成績開始節節攀升。輕巧而富有彈性的玻璃纖維桿問世后，助跑速度增加，動能和勢能轉換效率得到大幅度提高，從而帶來了撐桿跳高成績戲劇性的突破。1963年，玻璃鋼撐桿的使用，就讓當年撐桿跳高成績的提高幅度超過了過去20年的總和。近年來，先進的碳纖維撐桿，更是讓布勃卡35次刷新世界紀錄，讓伊辛巴耶娃22次打破世界紀錄。正是碳纖維撐桿的出現，才使世界男子撐桿跳高紀錄突破了6米，女子撐桿跳世界紀錄超越了5米大關。

材料與奧運攜手走過百年，材料與奧運又攜手走向未來。我們可以想象，隨著材料科技的不斷創新，在新的運動器械的幫助下，奧運競技將向著更高、更快、更強的方向，創造更精彩的紀錄。

全面“武裝”的自行車賽車

第8篇：高分子材料發展史范文

關鍵詞：失效分析;教學改革;研討式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）40-0273-03

材料失效分析在近代材料科學與工程的發展史上占有極為重要的地位。可以說材料科學的發展史就是一部失效分析史。材料是用來制造各種產品的，它的突破往往成為技術進步的先導，而產品的失效分析又回過來促進材料的發展。近年來我國部分高校相繼開設《失效分析》課程，越來越多的人投入到失效分析行列的大軍中。隨著經濟和社會的發展，尤其是國外保險行業的進入，設備的保險必將成為保險行業的重要領域，在這一領域中需要大量優秀的失效分析人員，因此對于失效分析人員的培養成為工科高校一項重要的任務。目前高校對于從事失效分析人員的創新能力和實踐能力方面的培養仍然達不到社會的需求，尤其是保險行業中對失效分析人員的期望。故需對《失效分析》課程及失效分析人員的培養模式進行探討和思考。

一、失效分析教育國內外現狀

在國外很早就建立了比較完善的失效分析中心。德國的失效分析中心主要是各州建立的材料檢驗中心，西德的十一個州共有523個材料檢測中心，這些檢測中心承擔全國的失效分析任務。德國的工科大學也建有自己的材料檢驗中心，由于資源優勢其失效分析在國際上也處于領先地位，是失效分析的權威單位。例如，斯圖加特大學的材料檢驗中心，它的主要任務是負責電站，特別是核電站、壓力容器及管道的安全可靠性問題。在日本，技術材料技術研究所和產業安全研究所是國家設立的失效分析機構，同時日本的企業，如日立、新日鐵、三菱和三井等公司有自己專門的研究機構。在美國政府、公司及大學設立的失效分析機構遍布全國各個部門。當然這些國家的失效分析機構與其失效分析方面人才的培養是分不開的。在國外各工科院校不但開設了失效分析課程，還設立自己的失效分析機構，學生在大學階段不但學習了失效分析的課程，還能夠參與各結構的失效分析任務，掌握了失效分析工作所要求的知識和技能。同時各工科院校對在職職工有計劃地進行技術培訓。像斯圖加特大學、加州大學、華盛頓大學和里海大學，他們不但承擔著學生基礎知識和技能培訓的任務，還承擔著公路和橋梁方面的失效工作。

在國內，早期我國的機械行業處于仿制-研究階段，失效分析工作只是為生產中的問題提供一些資訊，并沒有得到足夠的重視，也沒有統一的組織形式。1980年在中國機械工程學會的領導下，在北京召開了全國第一次機械裝備失效分析經驗交流會。1983年，我國將失效分析課程列為工課院校材料與工程類專業教學計劃中的必修課程，在清華大學、浙江大學等著名高校還將失效分析列為機械類學生或工科類學生的選修課或研究生課程，使我國的失效分析隊伍逐步形成。但是由于起步較晚，我國的失效分析工作者無論在專業程度、組織形式方面，還是在技術水平及所采取的手段方面，都還有待于進一步提高。

中國礦業大學自90年代起，開設與失效分析相關的課程，先后開設過《機械零件失效分析》、《材料失效分析》和《失效分析》等課程，完成《機械零件失效分析》（朱敦倫，周漢民，強穎懷編著）和《失效分析――基礎與應用》等教材的編著。開設對象主要為原來的金屬熱處理和現在材料學院的材料科學與工程及材料成型及控制專業。2008版教學大綱將該課程設為研討類課程，這就要求該課程的講授不僅僅是在課堂上用圖片講授一些失效分析的實例，更要求學生參與到失效零件的失效分析過程中去，這就對我們的教學條件提出了更高的要求。

二、失效分析課程教學與實驗環節的改革與實驗

失效分析是綜合利用材料科學相關專業知識，并著重從金屬學、力學、機械工程學及化學的角度出發，講述金屬材料及其制作件因設計、選材、加工、處理、裝配及使用過程中所發生的早期失效行為，分析其宏觀形貌特征、微觀機制、影響因素及防止方法等，在教學過程中要實現這樣的目的，我們就要使用新的教學模式、教學理念和教學方法。由于失效分析的教學與現場結合緊密，應該對課程的試驗環節提出更高的目標。以往課堂講授的方式已經很難滿足當今社會對失效分析人才的要求。當今社會需要我們培養多層次、多規格的應用型失效分析人員，如何進行這些人才的培養是失效分析高校教育中最重要的任務。

過背北京航空航天大學率先開展了失效分析方面人才的培養及課程的改革，借鑒這些經驗，根據我們學校自身的特點，中國礦業大學材料科學與工程學院從教學體系和實驗環節兩個方面進行了改革。

（一）教學體系的改革

在傳統的中國高校教學模式中，教師和教材是整個教學的中心，教學過程中教師關注的是向學生講解了哪些知識，對學生潛能和創新能力的挖掘卻被忽視，最終的結果就是學生學到了知識，但是卻不知道如何應用這些知識。為了培養學生獨自解決問題的能力，結合學校的現有資源我們在教學方法上使用原有的案例教學，同時在案例的講授過程中使用研討的方式進行案例的介紹。研討式教學過程能夠充分調動學生學習的積極性和主動性，在課程內容的選取上，我們重點講授和討論實際生產過程中的問題。

1.增設實驗課程。《失效分析》課程試驗的開設，不僅能夠較深學生對基本理論和技術的理解，還能夠培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。工程技術中實際問題的解決必須要求學生具有全面的、綜合的能力，因此強化學生綜合能力的培養尤為重要。在《失效分析》課程中開設試驗可以使學生綜合運用大學四年所學的知識解決生產現場遇到的問題，全面提高學生解決實際問題的能力。

目前，我國《失效分析》課程中基本沒有開設實驗課程。原有的案例教學方式也是教師根據以往的失效實例進行講解和介紹，學生也只是停留在某個零件的失效分析思路上，往往沒有自己的思路。《失效分析》課程實驗的開設，采用“學生為主體，教師為主導”的教學模式，讓學生根據實際的失效零件和自己所學的知識，提出自己的分析思路，利用各種分析手段，最終解決實際問題，充分調動學生的積極性。學生針對失效的零件，綜合運用所學的基礎理論知識及技能進行分析，根據分析結果提出失效分析方案。學生根據自己的實驗方案，設計相關試驗進行研究。這一過程不但強化了學生的綜合實踐能力，還培養了學生的科研創新能力，通過這一過程還培養了學生發現問題、分析問題及解決問題的能力。失效分析進行過程中，各個步驟相互關聯，任一環節的失誤都將影響最終的分析結果，因此這一過程還能培養學生嚴謹的科學態度，為學生今后從事科研工作或者實際生產問題的解決打下了良好的基礎。

2.案例、問題、項目和課題的研討式教學。工科教育中大一與大二主要進行的是基礎知識的講解，大三及大四進入專業課程的學習后，除了知識的介紹還應對學生的思維能力、創新能力及分析能力進行培養，由于工科大學生最終面向的是工廠及企業，所以還要注重對他們利用所學知識解決實際問題能力的培養。

著名教育家杜威曾經說過：最好的教學，就是牢牢記住學校教材和實際經驗二者相互聯系的必要性，使學生養成一種態度，習慣于尋找這兩方面的接觸點和相互的聯系。在這種思想的指引下，課堂上教師的教學內容可以包含典型的案例、科研項目及課題中的問題，對于這些問題教師通過研討的方式提出，有些問題可以組織學生在課堂上進行討論，有些問題可以讓學生在課下查閱相關的資料后，分析問題，然后進行課堂討論，最終找出解決問題的方案。由于這些問題大多是與工廠企業結合，問題解決的同時也使學生具備了實際的工作技能，同時還能培養學生團隊合作以及相互交流的能力。

3.根據學校環境，創辦有自身特色的失效分析課程。在保證《失效分析》課程教學的同時，由于我校開設該課程有近三十年的歷史，形成了自己的鮮明特色。中國礦業大學材料科學與工程專業的前身是金屬熱處理專業，因此原有《失效分析》的內容主要側重于金屬材料，尤其是煤礦機械在熱處理過程中的失效。在2004年材料學院成立后，在原有專業的基礎上相繼開設了材料成型、高分子材料及無機非金屬專業，因此《失效分析》的內容也根據不同專業相繼擴展到鑄、鍛、焊及機加工過程中零件的失效，電子元器件的失效以及人工關節材料的失效等。

（二）實驗環節的改革

以往的《失效分析》課程沒有開設相應的實驗課，主要是通過授課教師案例的講授或者其他課程的實驗環節獲得基本的實驗技能。在教學過程中由于學時的限制和實驗條件的不足，任課教師只是簡單的介紹一些常用的實驗手段和實驗步驟，使學生缺乏感性的認識，往往出現上課的時候學生聽的非常明白，而到實際應用時不知如何下手的狀況。根據這種現象，在新版的教學計劃中，《失效分析》課程開設了三個實驗課程，培養學生自己動手及解決實際問題的能力。

1.以實驗為核心，建立認識、認知、升華的實驗體系。基于培養學生發現問題、分析問題及解決問題能力培養的目標，《失效分析》課程開設了三個實驗。第一個實驗為失效分析故障樹的建樹與應用，采用手工分析和計算機繪制故障樹圖的方式完成實驗;第二個實驗為失效分析基本方法中的宏觀分析法，通過實際失效件及其斷口的宏觀分析;第三個實驗為具體零件的失效分析，采用各種實驗方法，分析零件失效的原因。通過這樣的三個實驗，讓學生在學習過程中逐步建立起對失效分析的認識、認知和升華的實驗體系。

加強實驗內容的綜合性，采用具體的失效零件，讓學生根據失效模式提出問題，根據問題設計實驗步驟，充分調動學生學習的積極性和主動性。

2.以實際問題為核心，建立綜合性的實驗教學體系。將《失效分析》實驗課與生產實際聯系起來，學生在學習基礎理論知識及技能的同時，由于接觸了大量的現場問題，也可以大大提高工科大學生的實踐能力。由于開放性的教學體系和實驗過程，也培養了學生的創新能力。失效分析實驗中所用零件均來自工廠企業失效的零件，其失效過程復雜，其失效原因的分析具有很強的探索性和研究性，由于這些失效零件來自于現場實際，分析具有針對性，分析過程中學生不僅能了零件的使用環境，而且能了解零件的選材、加工、使用以及維護過程。這樣的實驗過程激發了學生的學習興趣，能夠使學生積極的思考，發揮自己的聰明才智，尋找機械零件失效的原因。通過這一過程的鍛煉，學生的科研能力得到提高，也學會了失效分析的方法。

3.以生產實際為核心，建立實驗基地。《失效分析》是一門實用性很強的課程，這就要求學生具有很強的理論聯系實際的能力。失效分析實踐教學體系的建立要求我國高校與工廠企業要有緊密的聯系，由于大部分工廠企業對失效分析不夠重視，導致高校與企業脫鉤，高校失效分析工作的實踐教學環節薄弱的現象。雖然之前我們也做過大量的失效分析案例，但是分析過程往往是破壞性的，并沒有留下太多資料，這就要求我們在以后的分析過程中，在保證分析質量的同時，盡量留下較多的失效零件，給失效分析課程提供更多的實驗素材，建立《失效分析》課程的實驗基地。

三、結束語

《失效分析》課程建設尤其是該門課程研討式的授課方式還有很多不完善的地方需要探討和完善。在今后的教學過程中，我們應該借鑒和總結國內外相關課程的授課模式，并大膽的改革與創新。通過對教學與實驗環節的改革，能夠提高材料專業本科生的實踐與創新能力，能夠在工作中獨當一面，解決今后工作和學習中遇到的難題。

參考文獻：

[1]師昌緒.新型材料與材料科學[M].北京：科學出版社，1988.

[2]孫智，江利，應鵬展.失效分析-基礎與應用[M].北京：機械工業出版社，2005.

[3]康學勤，孫智.供熱管道不銹鋼波紋管膨脹節失效分析[J].壓力容器，2007，24，（8）.

[4]康學勤，孫智，李曉.低頻率下波紋管膨脹節腐蝕疲勞行為模擬[J].壓力容器，2008，25，（9）.