高分子复合材料前景范例(12篇)

高分子复合材料前景范文篇1

[关键词]石墨烯复合材料下游市场

中图分类号：TH文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）15-0219-02

1引言

自2004年曼彻斯特大学Geim等成功制备出石墨烯以来，因其独特的结构和性能如：透光率达97.7%、导热系数高达5300W/m・K、常温下其电子迁移率超过15000cm2/V・s、电阻率约10-6Ω・cm，，有可能取代硅而成为下一代半导体信息工业的基础材料[1]。石墨烯产业是我国少数几个与世界发达国家步调一致的产业，在某些领域甚至走在世界前列。石墨烯被视为工业味精，也被誉为万能材料，在导电、导热、防腐、电磁屏蔽与吸波、力学增强等领域都具有非常大的应用前景[2]。

2014年9月，曼彻斯特大学建设了“石墨烯工程创新中心”，加速了石墨烯产品走向市场的进程[3，4]。石墨烯是开启未来的产业，是我国新材料产业的发展契机，将促进我国传统产业升级，抢占制造业新一轮竞争的制高点，在5年至10年内实现产业规模突破1000亿元的飞跃式发展。

2石墨烯复合材料

复合材料（Compositematerials），是以一种材料为基体（Matrix），另一种材料为增强体（Reinforcement）组合而成的材料。石墨烯由于自身在力、电、热、光、磁等方面的存在的优异性能，与传统材料进行复合后产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。比如，石墨烯加入到金属基体中可以合成质轻、高强度、高模量的金属基复合材料；加入到导电橡胶、导电塑料、导热塑料等功能高分子复合材料，还可以显著改善复合材料的机械性能；加入到陶瓷基中，可增强其韧性。随着复合材料加工技术以及石墨烯制备方法的发展石墨烯/金属复合材料的研究日益广泛[5-8]。

3分类

目前按照基体的不同，复合材料主要分为以下几类：树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。石墨烯由于其独特的结构和性能，在改善聚合物的热性能、力学性能和电性能等方面具有相当大的应用价值，应用领域包括但不局限于导电导热、防腐、吸波、力学增强等方面。

（1）石墨烯导电复合材料

石墨烯最显著的特点之一就是其优异的导电性能，其电导率可达106S/m，远超过目前己知载流子迁移率最大的半导体材料锑化铟，但面电阻仅为30Ω/m2左右，性能超过已知最好的导体银或铜（如图1、图2所示）。同其他类型的导电填料相比，独特的二维片层结构使石墨烯具有更大的接触面积，因此在复合材料中更容易形成导电通路，能大幅度降低导电填料的添加量[9]。

自2006年，Ruoff教授的课题组首次报道了聚苯乙烯/石墨烯导电复合物的制备，便开启了石墨烯导电复合材料研发的序幕。而石墨烯优良的导电性使其能够增强复合材料的电学性能，主要应用领域涉及导电塑料、导电橡胶、导电油墨、防腐涂料、石墨烯透明导电薄膜等方面。

（a）石墨烯导电橡胶复合材料

橡胶类可拉伸导体是制备柔性电子器件的重要材料之一，而石墨烯由于具有较高的电导率、径厚比以及较大的表面积，使得石墨烯/橡胶复合材料达到相同电导率所需的填料浓度比其他碳填料低。

（b）石墨烯导电塑料复合材料

导电塑料的应用十分广泛，涉及电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域。而石墨烯由于具有较高的电导率、径厚比以及较大的表面积，使得石墨烯/导电塑料复合材料能够拥有更高的导电率及更少的填料添加量。这对提高导电塑料综合性能及降低行业成本提供了无可比拟的优势。

（c）石墨烯导电油墨

石墨烯导电油墨可以应用于印刷线路板、射频识别、显示设备、电极传感器等方面，在有机太阳能电池、印刷电池和超级电容器等领域具有很大的应用潜力。因此石墨烯油墨有望在射频标签、智能包装、薄膜开关、导电线路以及传感器等下一代轻薄、柔性电子产品中得到广泛应用，市场前景巨大。与现有的纳米金属、（如纳米银粉、纳米铜粉等）导电油墨相比，石墨烯油墨还具有巨大的成本优势。

（2）石墨烯导热复合材料

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型碳纳米材料，厚度仅为0.35nm。石墨烯自身导热系数达到5300W/mK，是室温下导热最好的材料，不仅比过去常用导热材料银、铜高出不少，甚至超过碳纳米管、石墨碳素材料（如图3所示）。而且它是由sp杂化碳原子紧密排列形成，具有独特的二维周期蜂窝状点阵结构，其结构单元中所存在的稳定碳六元环赋予其优异的热性能，被认为是优秀的热控材料有望成为划时代的散热材料[10]。

（3）石墨烯防腐涂料

石墨烯材料除了在防腐涂料方面有着可观的应用前景，其在导电涂料、防污涂料、智能自修复涂料、抑菌涂料、风电涂料等领域也同样有着巨大的研究价值，研究工作正如火如荼地进行着，未来石墨烯材料势必会在涂料行业发挥极大作用，推动高性能多功能涂料快速健康发展。

（4）石墨烯电磁屏蔽与吸波材料

在碳系材料中，对碳黑、石墨、碳纤维、碳纳米管等的电磁屏蔽与吸收已有相当广泛的研究与应用。作为一种新型碳材料，石墨烯比碳纳米管更有可能成为一种新型有效的电磁屏蔽或微波吸收材料[11]。

纳米吸波材料是指由纳米材料组成的吸波材料。材料的成分尺寸在1～100nm之间的吸波材料，主要由“颗粒组元”和“界面组元”组成。在微波辐射下，纳米粒子通过高速运动使电磁能转化为热能从而吸收衰减电磁波[12]。

目前石墨烯在电磁屏蔽及吸波材料中的应用研究可以分为两大类：一是石墨烯/金属复合材料、二是石墨烯/聚合物复合材料。

（a）石墨烯/金属复合材料

石墨烯/金属复合材料是石墨烯研究的热点之一，主要包括水/溶剂热法和共沉淀法2种制备方法。

Zong等通过水热法制备了RGO/CoFe2O4复合材料，避免了化学还原剂的使用，制备工艺和性能检测，在12.4GHz、2.3mm厚度处最大反射损失-47.9dB，有效频宽（低于-10dB）为5GH（z从12.4～17.4GHz），同时具有磁损耗和电损耗，吸波性能得到了良好的提升[13]。

（b）石墨烯/聚合物复合材料

由于石墨烯具有优异的物理性能，且制备成本比富勒烯（C60）及碳纳米管低很多，向聚合物基体中引入石墨烯制备纳米复合材料可显著改善材料的综合性能，因此，这种新型纳米材料已成为当今电磁屏蔽研究的热点。

作为新型吸波剂的石墨烯材料会成为未来应用研究的重点，为我国新型的军事隐形材料起到推动作用，同时一也会在人体及医疗设备的电磁辐射防护等民用方面发挥更大作用。

（5）石墨烯/金属增强复合材料

在金属基体中引入均匀弥散的纳米级增强体粒子，所得到的金属基复合材料往往可以具有更理想的力学性能及导电、导热、耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化性能。石墨烯具备优异的力学性能、热学性能和电学性能，是制备金属基纳米复合材料最为理想的增强体之一。

（a）石墨烯增强铝基复合材料

铝合金具有低密度、高强度和良好的延展性，在航空航天等领域得到了广泛应用。作为结构材料，其强度的提高一直是一项重点课题。而石墨烯纳米片具有高的强度、大的比表面积，将其添加到铝合金中形成石墨烯增强铝基复合材料是提高铝合金强度难题的很有前途的解决方法。

（b）石墨烯增强镍基复合材料

镍基复合材料的增强体主要包括SiC、Al2O3、C、B等的长纤维、短纤维、晶须和颗粒，增强相能够起到弥补基体材料缺陷的作用，比如提高镍基复合材料的耐磨性、蠕变稳定性、高温性能等。将石墨烯的高强度、高比模量等特性和镍的耐高温、高强度结合有望制备得到性能优异的新材料。

（c）石墨烯增强铜基复合材料

目前颗粒增强铜基复合材料中研究最多的增强体是氧化铝、碳化硅和碳纳米管，而石墨烯作为增强相的研究相对较少，如何实现石墨烯在铜基体中的均匀分散和两相界面的良好结合是研究的重点。

4展望

社会经济的良性发展需要传统产业转型升级、构建竞争新优势的重要支撑。石墨烯作为目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料，集透光性好、导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度高等优异性能于一身，是主导未来高科技竞争的超级材料，可极大地推动相关产业快速发展和升级换代，具有广阔的市场前景。

参考文献

[1]GeimAK，NovoselovKS.Theriseofgraphene[J].NatureMaterials，2007（6）：183-191.

[2]BalandinAA，GhoshS，BaoW，etal.Superiorthermalconductivityofsingle-layergraphene[J].NanoLetters，2008.

[3]孟良，孙明娟.石墨烯产业发展现状与建议[J].新材料产业，2014，（11）：11-14.

[4]万勇，马廷灿，冯瑞华.国外石墨烯研发政策概览[J].新材料产业，2014，（11）：2-5.

[5]匡达，胡文彬.石墨烯复合材料的研究进展[J].无机材料学报，2013，28（3）：235-246.

[6]周俊文，马文石.石墨烯及其纳米复合材料的研究[J]化工新型材料，2010，38（3）：26-28.

[7]ZHUY，MURALIS，CAIW，etal.Grapheneandgrapheneoxide：synthesis，prorerties，andapplications[J].AdvancedMaterials，2010，22（35）：3906-3924.

[8]WALKERLS，MAROTTOVR，RAFIEEMA，etal.Tougheningingrapheneceramiccomposities[J].ACSNano，2011，54）：3182-3190.

[9]BaeS，KimH，LeeY，etal.Roll-to-rollproductionof30-inchgraphenefilmsfortransparentelectrodes[J].NatureNanotechnology，2010（5）：574-578.

[10]BalandinAA，GhoshS，BaoW，etal.Superiorthermalconductivityofsingle-layergraphene[J].NanoLetters，2008（8）：902-907.

[11]张娜，黄英，宗蒙，等.石墨烯基复合吸波材料研究进展[J].材料开发与应用，2014，76（5）：89-96.

[12]余泉茂，陈焕铭，胡本笑.纳米技术研究新进展及发展展望[J].材料导报，2002，16（8）：5-7.

[13]ZongMeng，HuangYing，ZhaoYang，etal.One-pothydrothermalsynthesisofRGO/CoFe2O4compositeanditsexcellentmicrowaveabsorptionproperties[J].MaterialsLetters，2014，114：54-55.

高分子复合材料前景范文1篇2

【关键词】泡沫雕塑；刚性龙骨；环氧树脂玻璃钢；聚脲喷涂；氟碳漆；

中图分类号：TU74文献标识码：A

1、引言

通过对天津极地海洋馆大型景观工程建造技术的深入研究，结合景观实际施工条件，摒弃以往采用大量石材及木材的传统景观建造方法，改用各种轻质新型材料雕刻，防腐材料进行罩面，使景观原生态的展现在游客面前，完美的显示出海洋文化特色，体现人与海洋动物情感共鸣，让游客第一视线感受到海洋主题文化的视觉冲击。

2、技术特点

针对大型雕塑景观采用轻质泡沫、环氧树脂玻璃钢等轻质、便于运输的雕刻材料，克服了传统石雕和木雕体积庞大、笨重，特别是封闭的室内环境大型景观造型运输、吊装困难的弊病，有效缩短施工工期，从选材、机械、人工等各方面有效的节约成本。克服了各种环境因素对雕塑施工的影响，极大提升了景观模型的美观程度及耐久性。

3、施工流程及操作要点

天津极地海洋馆的泡沫雕塑景观主要应用于大型景观雕塑，主要包括：广场旗鱼雕刻（高15.1m）、入口大厅蓝鲸雕刻（高14m）、遗失城市——亚特兰蒂斯高浮雕造型（长22m）等，这些景观由于体积较大，为方便材料运输、降低施工难度，都是采用钢骨架+泡沫塑型+防腐材料罩面的雕塑工艺。以下主要介绍：广场旗鱼雕刻、入口大厅蓝鲸雕刻的施工工艺及操作要点。

3.1工艺流程

3.2操作要点

3.2.1施工准备

1制作小型立体模型

由于大型泡沫雕塑景观塑型较大，施工时先制作小型立体模型，如图3.2.1-1～3.2.1-2所示，然后按图纸比例放大，放大时可搭设等间距的钢管架，此架子一方面作为施工操作平台使用，另一方面作为比例放大的辅助线，确保塑型制作的精确、美观。

2主要机具设备、材料准备

1）主要机具设备

吊车、手拉葫芦、电锯丝、雕塑刀、剪刀、手锯、配料桶、电钻、抛光机、直柄电磨机、聚脲喷涂机、调色板、鬃毛刷、软布等。

2）主要材料

φ660钢管柱（Q345B）及各类型方钢、角钢、镀锌钢丝网、阻燃挤塑聚苯板（大型块材）、玻璃纤维布、玻璃纤维毡、环氧树脂、聚脲喷涂、CaCO3填料、隔离片、过氧化甲乙酮、固化剂、稀料、聚发泡剂、氟碳漆、真石漆、丙烯颜料、橡皮手套、旧报纸、地板蜡、色浆、膨胀螺栓、预埋钢板、钢管脚手架等。

3.2.2钢骨架施工

1基础施工

由于旗鱼雕塑位于广场中心，且体积较大，综合考虑地基承载等因素后，采用桩承台基础，在承台中预埋地脚螺栓，固定直径为660mm的钢管柱主支撑，如图3.2.2-1～3.2.2-2。

蓝鲸雕塑在墙体生根，施工时在入口大厅二、三层框架梁上预埋500×300×10的Q235B钢板，横竖双向焊接200×100×8的方钢管固定景观，横向钢管应伸入大厅墙壁。

2主龙骨施工（焊大型）

旗鱼雕塑采用φ660×10（Q345A）的钢管柱作为主龙骨支撑，靠柱脚钢板与基础预埋连接螺栓，柱身用沥青涂料进行防腐处理。钢管固定后，参照小型立体模型，将150×150×8的方钢管与主支撑钢管焊接，制作主骨架，如图3.2.2-3～3.2.2-5所示。

蓝鲸雕塑采用150×150×8的方钢管与预埋支撑钢管焊接，制作主龙骨，如图3.2.2-6所示。

3次龙骨加密

旗鱼雕塑采用80×40×4的方钢管与主龙骨焊接，完善骨架形状，然后用φ6钢筋编制旗鱼轮廓，如图3.2.2-7所示。

蓝鲸雕塑采用80×60×6的方钢管和60×60×4的角钢与主龙骨焊接，完善骨架形状，然后用φ6的钢筋编制蓝鲸轮廓，如图3.2.2-8所示。

4编织镀锌钢丝网

将旗鱼、蓝鲸骨架全部包裹φ5mm镀锌钢丝网，继续完善雕塑轮廓，如图3.3.2-9所示。

3.2.3雕塑施工

1聚苯板粘结

将阻燃挤塑聚苯板用发泡剂与旗鱼、蓝鲸塑型骨架外侧钢丝网粘结，形成雕塑实体肌肉线条，如图3.2.3-1～3.2.3-2所示。

2对聚苯板塑型

参照小型立体模型对景观外侧聚苯板进行雕塑。通过雕塑刀、电锯丝、手锯等工具对塑型进行刮、切、划、割、填、补等技法反复修改从而使塑型自然，达到设计要求的艺术形状，如图3.2.3-3～3.2.3-4所示。

3刮腻子、打磨抛光

用高级外墙腻子对塑型完的聚苯板进行涂抹，待腻子干燥后用砂纸进行打磨抛光处理，如图3.2.3-5～3.2.3-6所示。

4防腐处理

用环氧防腐漆对抛光后的塑型表面进行防腐处理。

5隔离剂涂刷

对塑型表面涂刷两遍地板蜡。

3.2.4后期处理

1防腐材料罩面

旗鱼雕塑位于室外，耐腐蚀性要求较高，采用环氧树脂玻璃钢对其进行罩面处理，蓝鲸雕塑位于室内，采用聚脲喷涂进行罩面处理。

1）环氧树脂玻璃钢施工

隔离剂涂刷完后即可进行环氧树脂玻璃钢的施工，施工前应设计玻璃钢成型线路，施工方法为手糊法。由于塑型表面一般比较复杂，因此在手糊法铺层应对塑型表面进行特殊处理。玻璃纤维毡难以铺放处应先用含有短纤维树脂的腻子填充，然后再铺放玻璃纤维短切毡及方格布。塑型表面层采用的树脂腻子中的玻璃纤维长度以10mm为宜，具体配比如表3.2.4-1所示。

表3.2.4-1塑型表面用树脂腻子配比

材料聚酯树脂玻璃纤维CaCO3填料过氧化甲乙酮

用量100201002～4

细部处理完后进行大面积的玻璃钢施工，施工前先进行玻璃钢胶体的配置，配置比例为：树脂：固化剂：稀料：CaCO3=1：0.04：0.04：0.5，配置完后增添适量微细滑石粉（白度大于97）以调节胶体的粘稠度，然后用电动搅拌器搅拌成糊状，即成树脂胶料，内部不得有生粉团。

铺贴施工前将玻璃纤维布按雕像的实际大小剪切成多个小片，施工时先将配置的胶体涂刷于塑型上，然后铺贴玻璃纤维布。为了确保雕塑的硬度，一般采用“两布三涂”。在胶体与玻璃纤维布施工过程中要压实，防止出现空鼓现象。

2）聚脲喷涂施工

（1）用角磨机、高压水枪或吸尘器等工具清理表面的灰尘、浮渣。

（2）待水分完全挥发后，用堵缝料（如SPUA-EP刚性腻子）对底材表面的孔洞、缺陷进行修补、找平，刚性腻子固化后用电动砂轮磨平。

（3）用SPUA-HiE高弹密封胶修补水泥表面的裂缝。高弹密封胶的固化时间约为4小时，表面干燥后用锋利的刀片修整。

（4）将修补后的景观表面清扫干净，喷涂或刷涂1～2道配套底漆（如WEP-100专用封闭底漆），底漆的涂布量为8～10m2/kg。

（5）在封闭底漆施工后12～48小时内，进行弹性层的喷涂。如果间隔超过48小时，在喷涂弹性层前一天应重新施工一道封闭底漆，然后再施工弹性层。

2氟碳漆施工

氟碳漆施工前，对罩面后的景观塑型用氟碳漆腻子刮涂。

1）氟碳漆腻子施工

（1）粉料和水的比例为2：1左右，配置时先将适量的清水倒入容器中，然后加入粉料，用电动搅拌器搅拌成均匀无颗粒的浆状，放置3～5分钟再搅拌一次即可。

（2）批刮2～3遍氟碳漆腻子，每遍厚度约为0.5～1mm，第一遍批刮完成4小时后方可进行第二次批刮，最后一遍完成1～2天内打磨，勿过度打磨以免影响强度。

（3）如需要亮光效果，可两遍连刮，在刮完面层七八成干时反复抛光，直至达到满意的亮度和硬度为止。如需要亚光效果或打磨平面再涂其它涂料时，应在刮完面层三四成干时压平接痕即可，亚光效果容易打磨，但不如亮光坚硬。

（4）腻子层刮涂完5～7天后进行面层涂料施工，如需提前施工，应采用抗碱封闭底漆封底处理。

2）氟碳漆喷涂施工

（1）底漆必须完全干燥，墙面不得有粉尘等杂物。

（2）施工配比，主漆：固化剂：稀释剂=10：1：2。

（3）调配后的氟碳漆必须采用200目纱网进行过滤，稀释剂在放置过程中应不断搅拌，以免沉淀。

（4）喷枪型号：W-77，喷嘴尺寸：1.5～2.0mm，气泵压力：0.3～0.5Mp。

（5）施工时应考虑喷涂人数、喷涂面积、喷涂基面、吊笼分布的配合，考虑到本工程的实际情况，安排施工人员同时进行喷涂，在保证不流挂的前提下，尽可能的喷厚一些。

（6）应做好防污和防毒工作，对落水管等应进行保护，工人施工时应戴防毒面罩和手套等防护用品，同时严禁烟火；喷涂应均匀，密度合理，无流挂、明暗不均、发花等现象，手感细腻，光泽均匀，无批刮印痕和凸凹不平现象。

3色彩渲染处理

最后一遍氟碳漆喷涂时加入景观设计色系，对景观表面进行渲染处理，以达到景观最终的设计效果,如图3.2.4-1～3.2.4-2所示。

4、施工注意事项

4.1环氧树脂玻璃钢施工

1胶体与玻璃纤维布施工过程中要求压实，防止出现空鼓现象。

2滑石粉可以调节胶体的粘稠度，用电动搅拌器进行搅拌，搅拌成糊状，不得有生粉团。

3制作石膏塑型过程中尽量使用细腻的石膏粉，防治出现砂眼；若存在砂眼现象则利用雕塑泥对石膏塑型进行修正。

4对已成型的苯板塑型应进行隔离保护，避免受到物理冲击损害。

5氟碳漆腻子施工前，应对玻璃钢塑型进行全面检查，避免表面出现毛刺现象，影响雕塑效果。

4.2聚脲喷涂施工

应做到表面平整，无流挂、无针孔、无起泡、无空鼓、无开裂、无异物混入，检测时采用肉眼观察统计的方式：

1肉眼观测应无任何流挂，如有流挂需修复至平整无流挂表面。

2肉眼观测应无任何起泡、空鼓、开裂，如有上述现象，应将该处缺陷的3倍面积的聚脲防水层全部清除直至露出底涂部分，然后在底涂上涂刷层间粘结剂后进行完整修复。

3肉眼观测应无明显异物混入，如该异物影响防水层质量，则需要将异物混入部位的聚脲防水层全部清除直至露出底涂部分，然后在底涂上涂刷层间粘结剂进行完整修复。

4肉眼观测应无任何明显可见贯穿性针孔，如有贯穿性针孔，则需要使用手工慢反应聚脲（如ConipurM860）进行侵润填孔修补。

5对于非贯穿性的孔洞，验收的标准为每个施工区域任意选取1平米，非贯穿性的孔洞数量≤2个，如果非贯穿性的孔洞的数量超过标准，则需要使用手工慢反应聚脲（如ConipurM860）进行侵润填孔修补。

4.3氟碳漆喷涂施工

1氟碳漆腻子施工

1）适宜施工温度为5～40℃，施工前若墙体过于干燥或吸水过快时，应提前湿润景观表面至无明水为准，可避免材料异样引起的小泡。

2）材料或浆料过稀引起部分墙面出现小气泡，需10分钟后再把浆料搅拌一次。刮完第一遍腻子后，如还有小气泡现象，必须将小气泡铲除再刮第二遍，不影响施工质量。

3）天气热和干燥时，腻子完成24小时后，注意进行洒水养护2～3天，可防止腻子养身时间不足引起的脱粉现象，还可加快碱性的消退。

5）腻子呈碱性，应避免长时间与皮肤接触，打磨时应戴好防尘口罩，并注意眼睛的保护。如个别施工员初期接触出现轻微刺激皮肤，可用皮炎平或芦荟胶擦抹。

2氟碳漆喷涂

1）施工温度0～35℃，基面温度最好不低于5℃。

2）材料贮存要注意防潮、防水、防太阳直射。

3）光泽一致，不允许流挂、漏涂。

4）每次配料量不宜过多，以免长时间静置，导致固化。

5）一定要使用专用专配套辅料，严禁用水、香蕉水、醇、汽油等。

6）在湿度85%以下，温度0～35℃为宜，切勿在以下条件下施工：雨、雪、雾、霜、大风，或相对湿度85%以上。

7）常温下涂装后的漆膜7d左右方可完全固化，建议不要提前使用。

5、实施效果

天津极地海洋馆项目位于天津市塘沽区响锣湾中心商务区，本工程建筑面积为47761m2，共4层，建筑层高6m，建筑总高度69m。主体为框架——剪力墙结构，屋面为钢网架结构，建筑造型为一条浮出水面的鲸鱼，曲线流畅、精美。其中广场旗鱼雕刻（高15.1m）、入口大厅蓝鲸雕刻（高14m）、遗失城市——亚特兰蒂斯高浮雕造型（长22m）等，这些景观由于体积较大，为方便材料运输、降低施工难度，都是采用钢骨架+泡沫塑型+防腐材料罩面的雕塑工艺，同比以往采用石材、木材的雕刻的传统施工方法，在保证施工安全质量情况下，工期大幅提高30%以上，在对景观面层进行防腐罩面处理后，使用寿命可延长一倍。

旗鱼景观施工完成后，线条优美，色彩艳丽，让游客首先感受到海洋文化的视觉冲击，感受到人与自然的和谐相处，广场主要景观施工完成后效果，如图5-1～5-4所示。

蓝鲸雕塑景观完成后，让游客一进入海洋馆大厅，首先感受到，深海景观的幽邃和海洋动物的瑰丽，如图5-5所示，入口大厅景观完成后效果，如图5-6～5-7所示。

其他泡沫雕塑景观施工效果，如图5-8～5-9所示。

高分子复合材料前景范文

关键词：室内乐；音乐材料；复调；结构；音色

中图分类号：J614.4文献标识码：A文章编号：1004-2172（2008）02

民族室内乐《晚春》是作曲家郭文景先生为8种民族乐器而写的民族室内乐作品，乐曲借助中国宋代诗人黄庭坚【清平乐•晚春】诗词的诗意背景，通过作曲家特有的思维与巧妙的现代作曲手法，以个性化音乐的形态来表达一种富有中国传统文化底蕴的情调。透过作品所呈现的各种音乐语言，给人以许多远远超过原诗本身所提供的意象。将原诗词所蒙上压抑的心情通过音乐的形式达到了一种升华，表达了更加深远的意境。

乐曲是以民族乐器进行组合，编制为笛子、琵琶、筝、中阮、高胡、倍低胡、颤音琴及打击乐，作品结构比较自由，在材料与和声的运用及节奏音型上都做了比较有趣的处理。譬如：四度结构的和声叠置、三度结构的高叠置和弦、全音阶的运用，以及五声音阶构成的和弦等等。不协和音程进行或纵向的多调性对置，碎片似的旋律、音区大幅度的对比以及力度的变化都表现了作曲家独特的创作手法与丰富的音乐想象力。现就以和声音调、音响色彩、曲式结构等对民族室内乐《晚春》进行粗略的分析。

一、音乐材料的构成

在郭文景的部分作品里，不排除传统和声的三度叠置和弦。但没有采取固定的排列方式，和弦的排列一直在变化。没有固定旋律动机，很难找到传统的主题和声及主题旋律发展的表现形态，更多的表现为横向多调性的对置、纵向多声部的结合，以及碎片材料的拼接组合、复调性对位等手法的展现，现就以上方面所涉及的问题进行探讨。

1、和声结构材料

A、四度叠置和弦，在乐曲开始（第1―3小节）就以A材料（如例1）：第一小节下方用EADG的四度和弦转位与第三小节下方的四度原位与上方以四音全音阶构成的多声音响。在乐曲的第三部分（53―54小节处）以同样和弦材料出现。

B、十二音和弦，在第四小节以B材料（如例1）：两个全音阶构成了十二音在纵向上的叠合，在乐曲的（48―52小节）也以两个全音阶材料（十二音）进行发展。

C、三度叠置和弦，第六小节开始用C材料（如例1）以三度叠置的两个三和弦在一小节内相互交叉的多声叠置，第七小节也是用C材料以三度叠置和弦进行组合（构成两个三和弦复合），低声部以升C音却以八度跳进，时低时高像是一根主线把这些材料给贯穿起来。

在乐曲的最后，以三度叠置为主形成不协和的9音和弦与前面和声材料形成首尾呼应，有意思的是和弦音进行归纳后又可以形成相差小二度（升D羽与E宫五声调式）的具有民族调式的两个五声音阶性和声的叠合。

2、多调性因素

从下列谱例横向上可以看出，1）笛子声部在前乐句为E调，后乐句为C调。琵琶声部以E调旋律保持。筝的前乐句以C调旋律进行，后乐句以复合调性的旋律进行。高胡声部前乐句降E调和后乐句的E调旋律与笛子形成调性对比。低胡声部在单一调性C调上进行保持。中阮前句是在E调上，后乐句与颤音琴的声部是以复合调性特点相互结合，横向多调声部的结合构成不协和的音响特点。这一段有复合旋律的特点，节奏上基本保持一致。

从上例可以看出，在调性安排上，基本按照三度并置的调性关系，与前面四度叠置和音形成一个相互补充。如：C调―E调(大三度)、C调―降E调（小三度）。

运用多种材料进行重叠及多个素材同时运用，或许采取故意抹掉调性的功能色彩，使调性模糊化，横向的不同调式相互渗透。以及（11―12小节）与（45―46小节）的笛子与高胡的旋律在不同调性对置，也形成两个线条在不同音色上的对比。

从例4上看，笛子声部建立在降E调上，高胡声部建立在E大调上，两条旋律形成了相同节奏在调性上的对比。从例5上看，笛子与高胡两声部又以双调性结合，笛子可看成建立在降E大调，高胡可看成在G大调上，也是按照三度并置形成调性上的对置，但不是平行进行，表现为纵向多调性的调式重叠。

总的来说，横向的调性转换及纵向的调性重叠，加深了纵横的调式综合，多调性对置与高叠和弦的结合打破了传统音乐和声结构的音响色彩，这也是在中国现代音乐中常用的一种多调性的创作思维，恰当的表达出一种神秘、空灵的意境。

二、复调技巧的运用

乐曲运用了横向多线条互相交错的复调思维，以不同调性的旋律线条叠置，促使复调思维在旋律上多方位的展开，构成纵向、横向可动的旋律性结合，对位声部在节奏上与音调进行模仿等手法。

传统复调从音乐素材上可分为模仿复调与对比复调，但在《晚春》这首乐曲中主要以模仿复调为主，如在乐曲的中间部分就是运用在节奏与音程上的变化模仿使两个线条形成音型化的对位。

上例为典型（非严格）的模仿复调，琵琶与筝二声部错开三拍节奏自由模仿，音程距离为纯五度，筝对琵琶进行自由变化模仿，语气断续、冷清，加深了音乐的神秘之感，下方高胡加以点缀，其他声部逐渐增加，颤音琴在36小节处以相同的节奏重复了两个小节，好似意犹未尽。

在乐曲的最后部分，高胡以颤音技法奏出类似广东音乐的音阶下行音调，引出笛子与高胡的二声部复调对位，也是采用了节奏变化的对位技巧。

上例也为变化模仿复调，高胡稍后一小节进行模仿，音程距离为大六度，二声部都以颤音技巧演奏，并建立在两个调性上，具有支声复调的特点。其他乐器声部分别以F音为主，相对固定的节奏音型持续了6个小节。低音声部延续11小节，使笛子与高胡两条对位旋律自由的浮在上方，象似丛林中自由飞翔的两只黄鹂鸟，中间声部的持续音型象似作者遇到挫折反思时的平静心态。音符时值扩大以及固定音型的反复持续，预示着乐曲即将结束。

三、作品的结构特点

在乐曲结构上，大体可划分为4个部分，通常在音乐衔接点以叠入方式进入（部分连接句归纳到前一部分），乐曲次级结构的每个段落采用灵活的方式，每个部分没有做太大的展开，整曲如古人在吟诗一般，声调时而高亢、时而低沉，神秘、惊异，微妙地表现了古代文人复杂的内心世界。

如图：（注：图中各段落的文字性概括描述，为笔者根据古诗和音乐的段落关系而作出，非曲作者的原意。）

整曲结构不同于西方古典主义中常见的乐曲类型，4个部分没有严格意义上的终止与段落，象似诗词句结构的韵律与寓意的表达，在从乐曲的引子部分的12小节开始有笛子与高胡呼应呈现晚春时节的自然景象，把人从神秘与惊异的音响中带入茂盛而又孤寂的心境当中。如诗首句“春归何处？寂寞无行路”写出春归的无影无声，同时也暗示出词人的孤寂之情，接着引子部分开始依然随着乐曲的意境继续延伸，以零碎化的材料进行发展，两条旋律如两只黄鹂在空中飞来飞去，各个声部的均以不同的音型互相交替。在48―53小节形成全曲的高潮，之后有一自由连接句进入第四部分，情绪与力度开始转变，与前两部分在情绪上有很大的差异，与诗词的最后句“百啭无人能解，因风吹过蔷薇”的词意形成很好的结合。

四、音色处理特点

在现代音乐创作当中，音色依然是人们最敏感的音响之一，广泛的挖掘音色并于中国特有的民族乐器的音乐语言结合，是中国现代作曲家在创作中一直追求的重要内容。在《晚春》的创作中，作者运用了线性旋律的纵向性加工，不协和的音程构成旋律的音调等等。现就以音色处理进行简单的归纳。

1.混合性音色

在乐曲中采用乐队全奏或不同织体材料同一时间演奏出来的音色，可以称为混合音色。在乐曲音色处理上，开始就以乐队全奏以不协和的混合音色与节奏交替进行，可参考（例3），乐队除打击乐外基本在同一时间、同一节奏以非协和音程与多调旋律结合奏出，肃穆、诡异的音响似乎很容易把人进入古代的生活气息当中。在乐曲的42-44小节以及47-53小节处的音响都构成了混合性的音色。

上例以三种不同织体材料混合交替出现，笛子与高胡开始在同一节奏，中阮与大提同节奏，筝与琵琶使之衔接构成混合音色，颤音琴与碰铃的声部与乐队又形成音色上的互补，使音乐推向高潮。

2.点描性音色

在乐曲第12小节开始的乐句里，就是笛子与高胡的音色对比，都以乐器的极限音区进行华彩即兴模仿大自然的景色，如同两只黄鹂在丛林中嬉戏，其他乐器以点描性的音色进行装饰，在后加入琵琶与筝模仿非常规节奏的打击乐音色，给人一种神秘的音响效果，似乎把人带到越来越深的密林深宅。

上例开始以笛子与高胡模仿自然鸟鸣，在18小节加入琵琶与筝奏出类似打击乐的音响，造成更加神秘的效果。一直到第一部分结束，乐器演奏上大多用即兴的演奏技巧，在节奏上运用了偶然性的节奏组合模式。在乐曲的很多地方，都存在一些让演奏家即兴表演的地方，在这种音乐片段上，音高也大多是偶然的，随机性的，音的长短关系及组合方式也不例外。

乐曲的从始至终，始终有笛子与高胡的两个线条贯穿，就如诗句里面提到的黄鹂一直在树林里自由的嬉戏，有起有落，形成了两种音色表现一种音响的特点，贯穿全曲。在音色处理上有时构成复合音色，有时构成点描性音色。与其他声部结合时，又形成音彩上的互换及互补性的音色特点。

五、结束语

从乐曲的整个结构来说，属于陈述性的结构性质，以词写意为目的，材料的运用比较自由，大多采用混合式写法，使各种材料用不同的技术手法互相融合，所以，在谈上面提到的一些问题时，只是笔者对作品本身一些粗浅看法的简单归纳，必然对有些问题的分析与作曲家本意有相违之处，望与师长及同仁们共同商榷。

参考文献：

[1]李吉提.花儿为什么这样红――郭文景音乐创作研究概谈[J].中央音乐学院学报.1996（2）

[2]李诗原.中国现代音乐：本土与西方的对话――西方现代音乐对中国大陆音乐创作的影响.上海音乐学院出版社.2004.7

[3]李吉提,童昕.部分中国当代作曲家作品曲式结构分析（J）中央音乐学院学报.2001（1）

高分子复合材料前景范文

关健词：电子陶瓷；材料；发展前景

1引言

电子陶瓷是广泛应用于电子信息领域中的具有独特的电学、光学、磁学等性质的一类新型陶瓷材料，它是光电子工业、微电子及电子工业制备中的基础元件，是国际上竞争激烈的高技术新材料。

电子陶瓷可分为绝缘陶瓷、导电陶瓷、光学陶瓷和磁性陶瓷四大类。随着现代通讯、光电子、微电子、生物工程、智能制造和核技术等高科技的快速发展，对电子陶瓷元器件的要求也愈来愈高，高性能复合型电子陶瓷材料的研究越发引起了世界工业先进国家的重视。

现代科学技术的加速发展对电子陶瓷材料提出了严峻的挑战，也为这一领域的研究和发展创造了新的机会。在市场信息的引导下，传统电子陶瓷材料的改性研究和新型电子陶瓷材料的研发使用受到重视，日益显示出广阔的市场前景和强大的经济效益。

2电子陶瓷发展动向

从20世纪初期开始，电子陶瓷材料的发展过程经历了由介电陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、快离子导体陶瓷、高温超导陶瓷到高性能复合型电子陶瓷的一个转变。近年来，随着厚膜、薄膜技术以及高纯超微粉体技术的研究突破以及探索信息技术、微电子技术、光电子技术等高新技术的发展，人们在电子陶瓷材料与器件的一体化研究与应用、传统材料的改性等方面都开展了广泛深入的研究，电子陶瓷已成为当前材料研究者关注的热点。

随着电子信息技术的高速发展，电子陶瓷材料由传统的消费类电子产品向数字化的信息产品比如计算机、数字化音视频设备和通信设备等应用领域转化。为了满足数字技术对陶瓷元器件提出的一些特殊要求，世界各国的研究机构及大学都在功能陶瓷新材料、新产品、新工艺方面投入大量资金进行研究开发。其中新型电子陶瓷元器件及相关材料的发展趋势和方向主要体现在以下几个方面。

2.1技术集成化

在原有工艺的基础上，电子陶瓷材料制备技术的开发也结合了现代新型工艺的复合工艺。其中，多种技术的集成化是电子陶瓷材料制备技术的新发展趋势，比如纳米陶瓷制浼际跫澳擅准短沾稍料、快速成形及烧结技术、湿化学合成技术等都为开发高性能电子陶瓷材料打下了基础。随着多功能化、高集成化、全数字化和低成本方向发展，很大程度上推动了电子元器件的小型化、功能集成化、片式化和低成本及器件组合化的发展进程。

2.2功能复合化

在激烈的信息市场的竞争中，单一性能的电子陶瓷器件逐渐失去了竞争力，利用陶瓷、半导体及金属结合起来的复合电子陶瓷是开发各种电子元器件的基础，它是发展智能材料和机敏材料的有效途径，同时也为器件与材料的一体化提供重要的技术支持。

2.3结构微型化

目前，电子陶瓷材料与微观领域的联系不断深入，其研究范围也正在延伸。基于电子陶瓷的微型化和高性能正在不断出现，比如在微型化技术和陶瓷的薄膜化的联合运用以生产用于信息控制的高效微装置，电子陶瓷机构和装置尺寸减小的趋势是得益于微型化技术发展而出现的。目前元器件研究开发的一个重要目标是微型化、小型化，其市场需求也非常大；片式化功能陶瓷元器件占据了当前电子陶瓷无元器件的主要市场；比如片式电感类器件、片式压敏电阻、片式多层热敏电阻、多层压电陶瓷变压器等。要实现小型化、微型化的话，从材料角度而言，在于提高陶瓷材料的性能和发展陶瓷纳米技术和相关工艺，所以发展高性能功能陶瓷材料及其先进制备技术是功能陶瓷的重要研究课题。

2.4环保无害化

近年来，随着人类社会的可持续发展以及环境保护的需求，发达国家致力研发的热点材料之一就是新型环境友好的电子陶瓷。作为重要的功能材料，被广泛应用于微机电系统和信息领域的新型压电陶瓷，比如多层压电变压器、多层压电驱动器、片式化压电频率器件、声表面波（SAM）器件、薄膜体声波滤波器等器件也不断被研制出来。

3电子陶瓷应用前景

3.1电绝缘陶瓷的应用前景

电绝缘陶瓷因具备导热性良好、电导率低、介电常数小、介电损耗低、机械强度高、化学稳定性好等特性，被广泛应用于金属熔液的浴槽、熔融盐类容器、封装材料、集成电路基板、电解槽衬里、金属基复合材料增强体、主动装甲材料、散热片以及高温炉的发热件中。

在电子、电力工业中，绝缘陶瓷比如电力设备的绝缘子、绝缘衬套、电阻基体、线圈框架、电子管功率管的管座及集成电路基片等主要是用于电器件的安装、保护、支撑、绝缘、连接和隔离。

由于陶瓷的绝缘性主要由晶界相决定，为了提高绝缘性，应尽量避免碱金属氧化物的存在，而且玻璃相应尽量是硼玻璃、铝硅玻璃或硅玻璃。一般来说，陶瓷内部气孔对绝缘性影响不大，但陶瓷表面的气孔会因被污染或吸附水而使表面绝缘性变差，所以绝缘陶瓷应选择无吸水性，气孔少的致密材料。

3.2介电陶瓷的应用前景

介电陶瓷因具有高强度、介电损耗低、耐热性、稳定性等特点，目前被广泛应用于集成电路基板的制造材料。比如氧化铍、氧化铝、氮化铝及碳化硅等可普遍作为集成电路基板的陶瓷材料，其中氧化铍因制造工艺复杂、毒性大及成本高等原因限制了它的使用；而碳化硅的导热性虽然优于氧化铝，且通过热压方法制成的高性能基板，在200℃左右时其性能仍能满足实用要求，但由于热压烧结工艺复杂及添加剂有毒，也限制了它的发展；氮化铝的其他电性能虽然和氧化铝陶瓷大致相当，但其热传导率却是氧化铝瓷的10倍左右，所以极有可能成为超大规模集成电路的下一代优质基板材料。

高分子复合材料前景范文1篇5

关键词：纳米材料性能应用

纳米是一个长度单位，1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料，纳米尺度一般是指1～100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时，其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。

按材质，纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。

悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果，例如在水中添加5%的铜纳米颗粒，热导率可以增大约1.5倍，这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性，例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象，从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。

纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性，纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小，表面原子所占比例很大，表面原子拥有剩余的化学键合力，表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气，能进行剧烈氧化反应或发光燃烧（贵金属除外）。

纳米材料还广泛应用于环境保护中，它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用，用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来，方法简便，成本低廉，并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求，近年来获得迅速的发展。目前，越来越多的人工纳米材料已被投放市场，给人们的生活带来巨大的变化和进步。

来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作，将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料，并将该复合材料应用到超级电容器的电极上，获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的，包含复合材料的阳极和传统的阴极，以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多，可以达到100微米上，从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似，研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时，他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。

通过先进碳材料的应用，综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点，克服了它们各自存在的缺点，是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点：微观结构稳定性好，适合大电流充放电;表观性状相容性好，适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强，适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池（液态、聚合物）对下列性能的要求：更高的比能量（体积比、重量比）;更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。

应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料，以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构，提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有：空隙加大，一般大于96%;通透性好，流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上，从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质，它具有高度发达的空隙构造，是一种优良的空气中异味吸附剂。

纳米TiO2具有巨大的比表面积，与废水中有机物更充分地接触，可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外，在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。

常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响，存在着低温脆性的缺点，它的弹性模量远高于人骨，力学相容性欠佳，容易发生断裂破坏，强度和韧性都还不能满足临床上的高要求，使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小，使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少，材料不易造成穿晶断裂，有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加，有助于晶粒间的滑移，使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料，在临床上已有多方面应用，主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿，以及牙种植体、耳听骨修复体等等。

由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外，还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点，这些超常特性和良好的生物相容性，使它在医学领域中有广泛的应用前景，包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外，利用纳米碳材料的高效吸附特性，还可以将它用于血液的净化系统，清除某些特定的病毒或成份。

目前，纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法，在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上，以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物，将含有分析对象的溶液与载体温育，通过显微技术检测自由载体量，就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中，载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子，尤其是某些具有亲水性表面的粒子，对非特异性蛋白的吸附量很小，因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。

近年来，组织工程成为一个崭新的研究领域，吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中，用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素，能否使种植的细胞保持活性和增殖能力，是支架材料应用的重要条件。据报道，将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料，与以往的胶原蛋白支架相比，其力学强度得到增强，孔径尺寸增大，表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架，在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中，纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架，这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化，形成纳米结构的复合材料，研究发现，这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。

参考文献：

[1]陈飞.浅谈纳米材料的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2009（03）

高分子复合材料前景范文篇6

关键词：铋系半导体材料光催化改性

1.铋系半导体光催化材料简介

自上世纪70年代首次发现二氧化钛（TiO2）可以光照分解水这一现象以来，越来越多的研究者投入到光催化领域中来。TiO2具有无毒、催化活性较好以及稳定性高等优点，在光催化领域应用十分广泛。但在可见光区域没有响应，禁带宽度大等缺点同时也限制了它的应用。因此，研究者的研究方向主要集中在对TiO2的改性以及开发新型的半导体光催化材料上。铋系半导体材料由于其独特的晶体结构与电子结构引起了研究者的注意，并取得了一系列研究成果。

铋系光催化材料有两个很明显的优点，其一，Bi的外层电子结构为6s26p3，因此，Bi元素主要有两个价态，+3和+5，且可以通过不同的实验方法合成其他的中间价态。当Bi失去外层电子时，可以与其他元素（如O元素）复合并杂化，在半导体中形成价带顶端，从而形成s-p杂化轨道，降低其禁带宽度，有利于光生电子与空穴的传递，抑制光生载流子的复合，从而可以提高光催化性能。其二，铋系半导体材料有很多的微观形貌，如纳米片、纳米棒、纳米花等，大多为多层结构，比表面积高，有利于和其他半导体材料复合，从而提高其光催化性能。

2.铋系半导体光催化材料的改性

铋系半导体光催化材料的性能虽然较其他一些催化材料有很明显的优势，但依然有上升空间。因此对铋系半导体光催化材料进行改性以提高其光催化性能成了目前的研究热点。铋系光催化材料的改性主要集中在合成新型半导体光催化材料、与其他半导体光催化剂复合形成异质结以及掺杂一些元素进行改性。

2.1合成新型半导体光催化材料

在铋系化合物中，Bi2WO6、BiVO4、Bi2MoO6等一些二元复合氧化物以及卤氧化铋材料已经被发现并得到了广泛研究。因此研究者们又把目光转向了新材料的开发上，以此来拓宽研究范围并不断提高铋系材料的光催化性能。

Bi2S3是近几年被报道的用于光催化领域的一种半导体，其晶体结构与Bi2O3很相似，据文献报道，Bi2S3的禁带宽度为1.4eV左右，在光电催化方面活性较好。Bi2S3的制备方法也很多，包括水热法、化学沉积法、超声化学法等，在制备过程中，通过不断调节实验条件，例如加入表面活性剂、调节pH值以及控制反应时间等，可以合成不同形貌的Bi2S3。目前所合成的形貌有纳米片。纳米花、纳米线等等。沈林等人[1]用水热法，在实验过程中加入EDTA并调节溶液的pH值，合成出了各种形貌的Bi2S3。

NaBiO3也是近几年研究的热点，其光催化性能较Bi2O3有明显的提升，在光催化领域有着巨大的应用前景。在NaBiO3中，Na的3s轨道和O的2p轨道发生杂化反应形成s-p轨道，可以加快光生电子和空穴的传递，抑制光生载流子的复合，从而增强其光催化活性。谌春林等人[2]用热处理的方法在不同条件下处理商品铋酸钠，并对所得的样品进行光催化活性测试。实验结果显示，铋酸钠对甲基橙、亚甲基蓝以及苯酚等污染物均有一定的降解活性，并且经过热处理过得铋酸钠的活性较之前有所提高。

碱土金属铋酸盐也是一类新型的可见光催化剂，文献报道不多，因此发展空间很大。在化合物中，Bi3+的孤对电子使化合物呈现出Bi-O的三维网络片状结构。继Tang等人首次发现CaBi2O4在可见光的照射下可以降解亚甲基蓝以及甲醛以后，其他碱土金属铋酸盐也相继被报道出来，例如CaBi6O13以及SrBi2O4等。

2.2与其他半导体材料复合

在提高铋系化合物光催化活性方面，除了发现新型化合物，使用最多的应该是与其他半导体光催化剂复合。复合主要包括铋系化合物与其他化合物的复合以及铋系化合物与贵金属的复合等几个方面。

Shang等人将Bi2WO6负载在TiO2纳米纤维薄膜上，成功的制备出了Bi2WO6/TiO2异质结，并对其光催化活性进行了测试。实验结果表明，该异质结催化剂在可见光条件下，降解活性远高于Bi2WO6和TiO2。

除了以上两个方法外，与贵金属的复合也应用的十分广泛。在光催化过程中，贵金属一般作为助催化剂，加快光生电子的传递来提高光催化活性。Pugazhenthiran等人采用超声法将Au与Bi2O3复合，实验结果显示，所制备的复合光催化剂能够在可见光下降解酸性橙-10。

与其他半导体材料的复合为铋系半导体催化剂材料在光催化领域的发展提供了更为广阔的前景。

2.3与其他元素掺杂

在铋系半导体的材料改性方面，元素掺杂也是很重要的一方面。Xu等人用水热法合成出了BiVO4之后，用浸渍法掺杂不同的稀土元素并改变其比例，合成了一批样品。通过光催化活性测试，Gd3+-BiVO4的活性最好，尤其当Gd的含量为8at.%时，光催化活性达到最高。

3.铋系半导体光催化材料的应用

铋系半导体材料在光催化方面的主要集中在降解有机染料、抗生素以及分解水等几个方面。

随着经济的发展以及人民生活水平的提高，在工业生产过程中会产生很多工业废水，其中就包括很多有机染料，例如罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝、甲基紫等。这些染料废水对人们的生产以及生活带来很大的危害。而铋系光催化材料在这方面的表现极为优异。Ping等人采用溶剂法法，以1-丁基-3-甲基咪唑碘为原料，合成出了BiOI纳米片。实验结果表明，该样品在可见光下对罗丹明B的降解性能十分优异。

抗生素的滥用也是目前的一大问题，这直接导致了水体中出现了大量的抗生素残留，包括环丙沙星、四环素、氯酚以及微囊藻毒素等等。Ling等人以Bi2O3以及TiO2为原料，采用高温固相法合成出了钛酸盐Bi4Ti3O12。在后续的光催化实验中，研究者用所得产物降解氯酚（4-CP）以及微囊藻毒素（MC-RR）。结果显示，当4-CP的浓度为1.25×10-5mol/L时，降解活性最高。同时在后期的表征中显示，反应中起主要作用的活性物种为羟基自由基和超氧自由基。

除环境问题外，能源短缺也是当今社会的一大问题。化石能源的过渡开采必然导致能源紧缺，因此开发新能源，例如氢能、太阳能以及潮汐能等也是一项迫切的任务。铋系半导体材料大多可以在可见光的照射下分解水产生氧气，因此，在铋系材料的基础上复合可以分解水产氢且价导带匹配的化合物就能够实现全分解水的过程。Kudo等人于1998年首次发现BiVO4在可见光的照射下，可以分解水。在此基础上，研究者又经过不断努力，合成了更多可以分解水的异质结。

除了上述在降解污染物以及能源方面的应用，铋系光催化材料还广泛的应用于光催化还原以及光催化氧化等方面。

4.结语

到目前为止，有大量关于铋系半导体材料在光催化领域的应用的文章的报道。但由于其制备过程不适宜大规模生产且一些材料成本太高，不利于工业生产。在未来的科研工作中，可以将目光主要集中在对铋系半导体材料的工业化应用方面，通过制备方法的改进以及原材料的选择上降低其成本，提高重复利用率，进而推广到工业生产上。

参考文献

高分子复合材料前景范文篇7

[关键词]建筑工程；智能高分子材料；应用

中图分类号：TU53；TQ317文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）22-0204-01

0引言

文章综述了智能高分子材料在建筑工程中的应用。自修复型高分子材料可大大降低建筑工程的生产成本，同时提高建筑物的安全性和环保性；导电高分子材料可实现光能与电能、热能与电能的相互转化，为建筑物提供能源；环境敏感型高分子材料则会根据环境变化改变自身性能，从而起到美化建筑物、保护居民隐私和保温等作用。智能高分子材料应用于建筑工程中可以在很大程度上提高建筑物的智能化和人性化，改善居民的生活环境。

1智能高分子材料概述

高分子材料具有独特的固有性能，与金属和无机材料相比，其生产成本较低，而且经过改性后无论是在强度还是在功能性上都可以与这两者相媲美。随着高分子学科近一个世纪的发展，越来越多的高分子材料种类的发现，高分子材料已经渗透到各个行业。尤其是在建筑行业，一些高分子材料具有保温、防潮、抗菌等优良的性能，可以大大改善居民的居住环境。

建筑行业是我国的一大支柱产业，据有关资料统计，在500亿平方米的既有建筑物中，大约450亿平方米左右的建筑物为非节能型建筑。建筑物的冬季供暖和夏季制冷措施造成了这些建筑的平均年能耗占我国所有产业总能耗的30%以上。节能建筑受到了广泛的关注，新增建筑物中节能建筑的比例有所提高，不过也仅有10%～20%。高分子材料的功能性使其具有良好的保温效果，将其应用于建筑工程中可以大大降低供暖和制冷的能耗，甚至一些具有储能作用的高分子材料还可以利用太阳能、风能等清洁能源为建筑物提供能源。

2智能高分子材料在建筑工程中的应用综述

2.1自修复型高分子材料

自修复型高分子材料是指材料在受到损伤后可以通过材料自身的作用完成修复，自修复材料囊括了热固性树脂、热塑性树脂、弹性体、橡胶等各类高分子材料，可满足建筑工程多方面的应用。将自修复型高分子材料应用于建筑工程，不仅可以提高材料的使用寿命和建筑施工的成本，而且还大大提高了建筑材料的环境友好性和安全性。

高分子材料基体中利用超分子作用进行自修复的过程也是一种可逆的修复过程，ChenYulin等于2012年制涑隽艘恢种Щ的聚丙烯酸酯，支链为带有酰胺基团的柔性侧链。由于柔性链段的作用，酰胺基团具有良好的动态性，而且在聚合物基体中存在着数以千计的酰胺基团，这些大量的动态氢键作用，可以在短时间内完成材料的自我修复。随后J.Hentschel等又通过可逆加成C断裂链转移聚合方法制备了苯乙烯C丙烯酸丁酯嵌段共聚物，并在链末端引入了2-脲-4-（1-氢）嘧啶酮基团（UPy）。利用末端基团UPy的超分子作用，在45℃下受损材料修复后拉伸强度可恢复到原有的90%以上，断裂伸长率可恢复到原有的75%以上。配体-金属的配合物可逆自修复体系是从根本上利用超分子作用进行自修复的。M.Burnworth等于2011年在乙烯和丁烯低聚物的末端引入含有杂原子的配体，然后利用配体与金属离子的配位作用制备出超分子聚合物。当材料受到损伤后，先利用紫外线辐射使金属和配体解离，从而将超分子聚合物还原成低聚物，使材料的裂痕均一化，然后撤掉紫外线辐射后，金属和配体重新配位，形成新的超分子聚合物。这种金属-配体的自修复体系的修复过程非常快，几分钟内便可完成修复。另外一种典型的超分子作用是离子作用，D.Mozhdehi等制备了一种侧链含有咪唑基团的无规聚苯乙烯材料，并在材料本体中添加金属锌盐。当材料受到损伤后，动态的咪唑基团和锌离子之间的超分子作用可帮助材料实现自修复，并且整个修复过程在常温下便可完成，3h内材料的力学性能可恢复到原有性能的100%。

2.2导电高分子材料

在建筑工程中应用最广泛的智能高分子材料之一便是导电高分子材料，这类材料能实现光能和电能、热能和电能的相互转化。其中，实现光能和电能相互转化的导电高分子材料常用于能源材料和发光材料，如聚合物发光二极管（PLED）和聚合物太阳能电池；能实现热能和电能的相互转化的材料则常用于室内或墙体的保温材料。

与常见无机发光二极管（LED）和有机小分子发光二极管（OLED）相比，PLED的成本较低、对环境污染较小，而且随着喷墨打印技术的发展，PLED的制备、加工变得更加容易。PLED是一种以高分子材料为基体的材料，具有较突出的耐化学腐蚀性和耐候性，并且借助高分子材料优异的柔性和加工性能，可以制备出形状各异、美观大方的发光家具、发光地板、发光墙体等。聚合物制备的PLED器件具有较高的发光效率，且发光颜色和光强可以较容易地通过改变聚合物结构来进行调节，在建筑工程领域的应用前景较广泛。另外，可应用于制备PLED的聚合物材料种类繁多，如聚苯预聚体、聚苯胺、聚芴、聚噻吩等共轭高分子材料；以高分子骨架为配体的稀土金属配合物等。

2.3环境敏感型高分子材料

环境敏感型高分子材料也是一种智能高分子材料，它们可以通过对环境改变的“感应”，来完成自身性能的变化。聚丙烯酰胺类材料是一种热致变色材料，这类材料具有两种不同的相结构，分别是高密度范德华力和高密度氢键结构，随着温度变化，这两种相结构会发生互相转换。材料会在较高的温度下呈现浅色，而较低的温度下呈深色，将这种材料应用于建筑外墙或制作窗户，在夏季或温度较高的白天则可以减少建筑物对热量的吸收，在冬季或温度较低的夜晚则提高建筑对热量的吸收程度，从而达到建筑物本身对热量和温度的智能调节的目的。聚NC异丙基丙烯酰胺便是一种热致变色的环境敏感型高分子材料，其相转变温度在人类较为舒适的体感温度范围内，约为31.5℃。当温度低于31.5℃时，其聚合物链内部氢键作用密度大，这时材料外观为黑色；当温度高于31.5℃时，聚合物内部氢键作用减小，大部分转变为范德华力，这时材料外观为白色。当将这种材料用于建筑外墙涂料时，在较低温度下显黑色，加速热量吸收，提高建筑内部温度（2℃左右）；而在较高温度下显白色，反射热量来降低建筑内部温度（1℃左右），大大缓解了建筑供暖和制冷的能耗。

3结语

智能高分子材料种类繁多，包括自修复高分子材料、导电高分子材料、环境敏感型高分子材料等。智能高分子材料不仅可以提高建筑物的智能化和人性化，还可以改善建筑的美观程度，改善居民的物质和生活环境，具有较为广泛的应用前景。

参考文献

高分子复合材料前景范文篇8

关键词:纳米技术;新型建材;应用;前景

1纳米涂料的应用

通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差,耐老化、耐洗刷性差,光洁度不够等缺陷。而纳米涂料则能较好的解决这一问题,纳米涂料具有下述优越的性能:(1)具有很好的伸缩性,能够弥盖墙体细小裂缝,具有对微裂缝的自修复作用。(2)具有很好的防水性,抗异物粘附、沾污性能,抗碱、耐冲刷性。(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。(4)纳米涂料的色泽鲜艳柔和,手感柔和,漆膜平整,改善建筑的外观等。

虽然国内外对纳米涂料的研究还处在初步阶段,但是已在工程上得到了较广泛的应用,如北京纳美公司生产的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷,效果良好。在首体改造工程中,使用纳米涂料1700吨,涂刷6万平方米。复旦大学教育部先进涂料工程研究中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。

2纳米水泥的应用

普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小,同时其自身也存在一些固有的缺陷,使其在使用过程中不可避免地产生开裂并破坏。为了解决这一问题就必须加速对具有特殊性能混凝土的研发,而纳米混凝土就能有效的解决这样问题,纳米混凝土,与普通混凝土相比,纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显著提高,同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能,因而可用于一些特殊的建筑设施中(如国防设施)。通常在普通混凝土中加入纳米矿粉(纳米级SiO2、纳米级CaCO3)或者纳米金属粉末已达到纳米混凝土的性能,而且通过改变纳米材料的掺量还能配置出防水砂浆等。目前开发研制的纳米水泥材料包括纳米防水复合水泥,纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。

纳米防水水泥是通过在水泥中添加XPM水泥外加剂的纳米材料而制成的,该纳米外加剂掺入水泥后,可以加快水泥诱导期和加速期的水化反应,改善水泥凝固的三维结构,同时提高水泥石的密实度,增强了防水性能。

纳米敏感水泥是在水泥中加入对周围环境变化十分敏感的纳米材料,从而达到改善水泥制品温敏、湿敏、气敏、力敏等性能。根据添加的敏感材料的不同可将纳米敏感水泥用于化工厂的建设、高速路面的铺设等。

纳米环保复合水泥是利用纳米材料的光催化功能,从而使水泥制品具有杀菌、除臭以及表面自清洁等功能。通常是选用TiO2作为纳米添加剂。

纳米隐身复合材料是通过使用具有吸收电磁波功能的纳米材料(纳米金属粉居多),在电磁波照射时,纳米材料的表面效应使得原子与电子运动加剧,促使电子能转化为热能,加强对电磁波的吸收,从何使材料能够在很宽的频带范围内避开雷达、红外光的侦查,这一材料常用于军事国防建筑等。

3纳米玻璃的应用

普通玻璃在使用过程中会吸附空气中的有机物,形成难以清洗的有机污垢,同时,水在玻璃上易形成水雾,影响可见度和反光度。而通过在平板玻璃的两面镀制一层TiO2纳米薄膜形成的纳米玻璃,则能有效的解决上述缺陷,同时TiO2光催化剂在阳光作用下,可以分解甲醛、氨气等有害气体。此外纳米玻璃具有非常好的透光性以及机构强度。将这种玻璃用作屏幕玻璃、大厦玻璃、住宅玻璃等可免去麻烦的人工清洗过程。

4纳米技术在陶瓷材料中的应用

陶瓷因其具有较好的耐高温以及抗腐蚀性以及良好的外观性能而在工程界得到了广泛的应用(如铺贴墙面的瓷砖),但是陶瓷易发生脆性破坏,因而在使用过程中也受到了一定的限制。使用纳米材料开发研制的纳米陶瓷则具有良好的塑性性能,能够吸收一定量的外来能量。在陶瓷基中加入纳米级的金属碳化物纤维可以大大提高陶瓷的强度,同时具有良好的抗烧蚀性,火箭喷气口的耐高温材料就选用纳米金属陶瓷作为耐高温材料。用纳米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3等制成的陶瓷材料具有高硬度、高韧性、高强度、耐磨性、低温超塑性、抗冷热疲劳等性能优点。纳米陶瓷将作为防腐、耐热、耐磨的新材料在更大的范围内改变材料的力学性质,具有非常广阔的应5纳米技术在防护材料中的应用

通常是在胶料中加入炭黑等以提高材料的防水性能,但这种材料的耐腐蚀性以及耐侯性较差,易老化,研制具有高强、耐腐蚀、抗老化性能的防水材料也是工程界一直在积极研究的问题,纳米防水材料能够很好满足上述要求,北京建筑科学研究院就成功的研制了具有较好耐老化性能的纳米防水卷材,该类防水卷材具有很好的强度、韧性、抗老化性以及光稳定性、热稳定性等。纳米防水卷材具有叫广泛的应用前景,如建筑顶面、地下室、卫生间、水利堤坝以及防潜工程等。

6纳米保温材料

随着我国推行节能减排的方针,工程界也越来越注重建筑的保温节能性能,我国目前使用的比较多的仍是聚氨酯、石棉等传统隔热保温材料,这些材料在使用过程中容易产生一些对人体有害的物质,如石棉与纤维制品含有致癌物质,聚氨酯泡沫燃烧后释放有毒气体,而通过使用纳米材料开发研制的保温材料则能避免这些弊端,如以无机硅酸盐为基料,经高温高压纳米功能材料改性而成的保温材料不仅具有很好的保温效果,同时对人体也无损害,是一种绿色环保保温材料。

7纳米技术在其粘合剂以及密封材料和润滑剂方面的应用

对于一些在深海中作业的结构以及其他特殊环境下工作的构件,它们对结构的密封性的要求非常高,已超过了普通粘合剂和密封剂所能满足的范围。国外通过在普通粘合剂和密封胶中添加纳米SiO2等添加剂,使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性能都大大提高。其工作机理是在纳米SiO2的表面包覆一层有机材料,使之具有永久性,将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构,即纳米SiO2形成网络结构的胶体流动,提高粘接效果,由于颗粒尺寸小,更增加了胶的密封性。大型建材机械等主机工作时的噪声达到上百分贝,用纳米材料制成的润滑剂,既能在物体表面形成半永久性的固态膜,产生根好的润滑作用,大大降低噪声,又能延长装备使用寿命,具有非常好的应用前景。

高分子复合材料前景范文篇9

小学英语有新授课、巩固课和复习课等课型，而讲练则是各种课型的基本活动形式。这种活动有讲有练、边讲边练，是以学生语言实践活动为主线的小学英语课堂教学模式。

从小学生的学习过程来看，我们可以将讲练活动分解为理解──操练──表达三个部分，这三个部分组成一个结构，具体演绎为如下模式：

1.情景中引出语言材料（理解）

2.仿说（操练一）

3.机械代换（操练二）

4.复用练习（操练三）

5.活用练习（表达）

一、情景中引出语言材料（理解）

语言的交际功能是指人们在特定时间、地点、就特定事件运用语言来交流思想、表达感情的作用，换言之，语言的交际功能是在特定情景中体现出来的。因此，在教学中，为学生创设情景，例如借助图片、玩具、幻灯、录像等引出教学内容可大大降低学生理解语言材料的难度。学生可根据他们的生活体验、已有语言知识来揣摩、领悟语言材料的发音、意义及其使用场合。

受课堂教学时空的限制，我们不可能将生活搬进课堂，因此只能借助教学手段，通过讲解、演示等方法来创造出模拟生活的语言情景，让学生在眼观、耳听活动中感知语音和领悟语义。

例如在教“公园”一课时，教师可事先准备一幅公园的大图片和若干与教学内容相关的小图片，在边演示、边讲解过程中让学生听音会义。教师可先指着大图片说：Look.Thisisapark.然后贴上树木的图，说：Thesearetrees.Therearesometreesinthepark.接着按叙述顺序将各种颜色的花分别贴上：Therearemanyflowers,too.someflowersarered,somearepink,andsomearewhite.就这样，学生在边看边听过程中较快地接受了语言信息。

情景中引出语言材料省却了教师用中文进行解释的时间，有助于学生通过视觉形象来加深对语言的理解，还能帮助学生在语言与表述对象之间建立起直接的联系。

二、仿说（操练一）

小学生学习外语的主要方法是模仿，这已在儿童练习母语的过程中得到了验证。仿说是一种机械性的语言操练，也是语言操练中最初级和最基本的形式。其目的是让学生在听音会义的基础上，学会语言材料的发音，并通过发音加深对语言材料的理解。在仿说练习中，我们不仅要注意学生对单词、词组的发音，更要重视对句子的整体模仿。因为句子是相对独立的交际语言结构，受语言内容、说话人感情的影响，不少单词、词组在句子中读音会发生变化，再加上句子中的语音、语调又常常起着重要的表情达意作用。因此，模仿不单纯指单词、词组的语音模仿，还包括对句子重音、语调、节奏上的模仿。

教师可自行发音或利用录音让学生听音、模仿。但不管用何种方法，我们都要注意示范发音的准确、清晰；除机械模仿外，教师还应抓住发音要点进行讲解、点拨，以提高仿说练习的质量。

三、机械代换（操练二）

机械代换的句子要求简短、容易上口，操练速度要快。通过这一步操练培养起学生能不假思索套用句型的能力。例如在教句型Thisisa…时，教师可提供替换词，让学生套用句型，快速说出句子，教师可给词pen，学生则应答Thisisapen；若教师不提供替换词，而由学生自选单词说话，那么这就是造句形式；教师还可出句子，要求学生进行句型或句式上的转换，如“Thepenisonthedesk.”可改成“Thereisapenonthedesk.”也可通过给陈述句要求改成否定句或疑问句。

四、复用练习（操练三）

复用练习抓住语言材料的深层结构，引导学生从对语言的机械识记转向理解识记，也就是说在进行这类操练时，要求学生不仅注意语言结构上的正确性，更要注意语言运用上的合理性。

常用的复用练习要求学生将语言与表述对象联系起来，如根据实际情况进行问答、或结合具体情况作专题说话等。在教了Isthisyour…的句型后，可要求学生套用该句型来辨认各自的物品；在教了therebe这一句型后，既可要求学生就地点、场所用该句型进行描述。

五、活用练习（表达）

高分子复合材料前景范文篇10

关键词：重复频率爆炸发射阴极六硼化镧新型复合阴极结构

中图分类号：O462文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0222-01

以工业的冷阴极二极管对重复频率闪光照相进行实现的方式非常多，其中，“单焦斑”的方式可以避免视觉差异，在一些与精密的物理实验相似的特殊场合中更为适用，但是阴极重复频率发射的频率也极大地受到其发射能力的限制。纯粹的电子发射阴极重复频率较高，发射流的强度却非常小。为促进“单焦斑”促发高重复心律闪相技术的继续研究，文章以对阴极电子发射极致的论述为基础，对阴极重复频率发射的影响因素进行分析，综合阐述了EEC重复频率当前特性的研究状况，提出了相关的新型材料和结构，同时展望其发展的前景。

1物理机制角度谈爆炸发射与绝缘恢复

等离子体的阴极最大程度上能够提供数十加的电流，其分类为主动与被动。主动是指等离子体的阴极在主脉冲的作用下进行产生，被动是指触发脉冲先于主脉冲加载而提前进行等离子体阴极的产生。爆炸的机制也可以分成两种：

（1）尖端场的增强和引发。此类机制中最为典型的是金属和石墨等物质。主脉冲进行作用激发阴极表面强大的电场，通过表面的颗粒物质以及晶须等形成了数以千计的电场畸变，对气体进行解体和再吸附过程，或进行对杂志的直接穿透作用，等离子体的发射电流由此产生。进而在电场继续增强的背景下，发射面积极大的增强。

（2）沿面的闪络和引发。该引发机制包括尖端场的增强引发机制和金属、真空、介质三点一线协同引发两方面。增强引发包括尼龙、腈纶等。三点引发则包括铁电体、陶瓷等阴极。在较低的阈值之下，大量三相点产生了阴极表面的闪络并迅速形成等离子群。在高温和脉冲的作用下，产生发射电流并扩散。示意图如图1。

经过该循环过程，阴极表面的温度急速下降。但内质的高温会增加电离子的穿透率，引发新一次的爆炸发射。

2对重复频率爆炸发射阴极现状的阐述和分析

重复频率的强流电子束实现的核心就是拥有重复频率发射能力的阴极，这是迫切需要解决的关键性问题。国内外专家学者都在对EEC的该特性展开积极的研究，并取得了可观的成果。最主要的有以下几点。

（1）金属的阵列阴极。平面金属的阴极的νp较快，发射不均。阵列的阴极发射率较均匀，与之也较小。在闪光X光机的激发下重复率低于1赫兹。

（2）复合性阴极纤维介电。该介电阴极和复合阴极的发展前景非常远，也是近些年的研究焦点。但是其表面积过大，更多的气体和杂质会被吸收进来，应该加以对材料进行改良的辅助，对吸附功能弱化以提升其发射能力，纤维的爆炸发射示便完成。

3对EEC的探讨和展望

当前，对EEC的研究基本处在均匀电场环境下的发射，其特性较为连续，频率低，是浅层次的研究。对于闪相的运用和阴极的高频促发研究非常少，而恰恰这类物理的发射过程是研究等离子体扩展的关键问题。对不易于蒸发的材料的寻求是实现高重复频率的发射阴极最为重要的技术支撑。在高温下，对高能的离子和电子的轰击抗击能力非常大，蒸汽的压力是已发现的材料中最低的物质。

另外，要提升发射的均匀度，以实现EEC高重复频率，三点引发的机制最为适合。同时，简化真空处理的过程，加之稳定的化学特性材料，可以避免高温下的保护步骤。在电压的脉冲飞升过程中，确定发射点的初始位置。迅速引发独立数量的等离子体点相聚和，最终实现高重复频率的发射能力。引进对该机制的研究成果能够获得良好的发展前景。

4结语

随着科技革命的推动和当前强电流光束技术的迅速发展，其市场的应用和需求也迅速增大。在当前的脉冲功率技术的领域中，重复频率强流电子束成为了重要的研究方向之一，其涵盖最为关键的、需要迫切解决的问题是重复频率电子发射能力爆炸的发射阴极。当前固有的阴极并不能更好地满足对其应用的需要，遏制着其继续发展。通过对新材料的探索和结构的研究，能够更加合理地对结构进行设计，设计出更加均匀的爆炸发射机制，促进这门新科技不断发展。

参考文献

[1]左应红，王建国，朱金辉，等.二极管爆炸发射阴极等离子体的膨胀扩展[J].强激光与粒子束，2014（6）：1471-1474.

高分子复合材料前景范文篇11

【关键词】废印刷电路板物理回收非金属粉

1、概述

印刷电路板的基材通常为玻璃纤维强化的酚醛树脂或环氧树脂，其上焊接有各种构件，成分非常复杂，其中含有多种金属，具有很高的资源回收价值。PCB含有如铝、铜、铁、镍、铅、锡和锌等基本金属和金、银、钯、铑、硒等贵金属稀有金属，含量约为电路板质量的25%玻璃纤维强化酚醛树脂或环氧树脂。

废印刷电路板中包含的金属材料、塑料、玻璃纤维材料等物质都是有用的可回收利用的资源，其中金属物质相当于普通矿物中金属的几十倍甚至几百倍，而且还有一定量的贵重金属和稀有金属，因而具有很高的回收利用价值，大量的金属的回收再利用，是印刷线路板回收的一大推动力。

废旧印刷电路板基材中含有大量的被树脂包覆的玻纤，因而具有很高的力学性能，可以用作复合材料的填料，降低成本，有很高的经济价值。

由此看出，如果废旧印刷电路板不能采取合适的方式进行回收利用处理，这样不仅会造成资源的巨大损伤，并且电路板中含有的重金属卤素聚合物，如铅、含溴的阻燃剂等，会对环境和人体造成严重的危害。

2、废旧印刷电路板基材的处理工艺与利用

就如何回收利用废旧印刷电路板基材可以分为两种：物理方法回收和化学方法回收再利用。

2.1物理方法回收

目前可采取的主要的金属回收技术多采用机械破碎，这样子造成PCB中金属的解离，然后通过静电、磁力、重力等分选方式将金属材料和非金属材料进行分离。非金属粉末大小一般为3～5μm，成分主要为玻璃纤维、热固性环氧树脂和各种添加剂，这些粉末可作为复合材料的填料，用于制备复合材料。

根据PCB中非金属材料成分及各项性质，非金属可作为填料用于制备复合材料。由此粉末填充所制得的复合材料，同样具有密度小、吸水率低和硬度高的优点，力学性能与常规无机填料制得的材料力学性能相当。

2.2化学方法回收

化学回收也被称为三次回收，是指废弃物经初步粉碎后，利用化学方法将其分解成小分子碳氧化合物的气体、液体或者焦炭，同时使填料和纤维得到分离。废弃线路板非金属材料的化学回收利用形式有：

（1）热解回收法

热解法是用加热的手段，将交联的热固性树脂中的化学键断裂，将网状的大分子分解成有机小分子，残留物为无机化合物（主要是玻璃纤维）。目前对PCB中的非金属材料主要有两种处理工艺。一种是将废线路板经预处理后直接热解，其中的非金属材料在惰性气体保护下加热到一定温度发生热解，生成气体、液体（油）、固体（焦）。固体（焦）中含废线路板的金属成分和玻璃纤维等残渣，再采用物理方法分离回收金属成分。直接热解的工艺优点是防止粉碎的非金属粉末过细，热解产生有毒气体。另一种工艺路线是把物理回收金属和热解处理非金属两个过程串联起来，这样避免了金属因被氧化而影响回收。

（2）溶剂回收

溶剂回收是用有机或无机溶剂，将废弃线路板中的网状交联高分子基体分解或水解成低分子督的线性有机化合物，使复合材料中的各组分易于分离和回收的一项技术。

2.3回收技术分析

对于热固性的印刷线路板基材来说，物理回收不需要改变基材树脂的化学状态，操作简单方便，能耗低且污染物质较小，废弃物全部得到利用，能缓解焚烧、填埋带来的环境压力。不足之处在于线路板成分和性质的差异以及杂质的存在会造成再生产品性能的下降或降级使用。

相对于热解法，溶剂回收法要温和得多，不需要太高的温度。但溶剂回收法尚处于起步研究阶段，研究对象多为实验室合成的热固性环氧树脂复合材料，研究过程中还有许多技术难题需要克服。

综合上述废弃线路板中非金属材料的回收利用方法，我们认为不管从技术可行抑或是实用性来看，热解回收和溶剂回收法难度大且工艺尚未成熟，都实验室阶段，这种方法可以作为科学研究的新思路。而物理粉碎回收适合我国目前的经济技术水平。

3、废旧印刷电路板基材填充聚丙烯复合材料的界面改性

为了得到高强度的复合材料，必须在增强材料与基体之间形成有效的界面粘结。但是，在选用聚丙烯（PP）为基体树脂与PCBs非金属粉生产复合材料时，填料和聚丙烯树脂基体间较差的相容性是造成复合材料力学性能大幅下降的主要原因。

废旧印刷电路板基材填充聚丙烯复合材料的界面改性主要是通过两个方面实现的：一方面是对基材填料表面进行改性处理，增强其与基体聚丙烯的黏附性；另一方面是对另一方面是对聚丙烯进行改性处理，使填料和树脂基体能充分接触。

4、结语

综合上述几种回收利用方法，采用物理方法回收具有较大的发展优势，也是当前最适合国情的一种资源化方法。考虑到复合材料已成为目前材料领域最具有前景的领域之一，利用这种材料作填料制备复合材料具有很高的应用价值和良好的市场前景。

目前WPCBs中非金属材料的资源化还存在很多问题，从而造成产品的降级使用，如何说服他们让消费者接受回收料还是一个时间问题。WPCBS中非金属材料的资源化处置仍是当前全国上下面临的严峻问题，要实现其真正的回收利用、无害化处理还需要时间和具体举措。

参考文献

[1]阮培华.电子信息产品步入强制环保时代[J].高科技与产业化，2007，5：66～69.

[2]明果英.废印制电路板的物理回收及综合利用技术[J].印刷电路信息，2007，7：47～50.

高分子复合材料前景范文篇12

关键词:纳米材料;化工领域;应用

纳米材料(又称超细微粒、超细粉末)是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统,其结构既不同于体块材料,也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等,拥有一系列新颖的物理和化学特性,在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。

纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质,使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来,它在化工生产领域也得到了一定的应用,并显示出它的独特魅力。

一、纳米材料的特殊性质

(一)力学性质

高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。

(二)磁学性质

当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2,在这情况下,感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%,已不能满足需要,而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%,可以用于信息存储的磁电阻读出磁头,具有相当高的灵敏度和低噪音。

(三)电学性质

由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。

(四)热学性质

纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。

二、纳米材料在化工行业中的应用

(一)在催化方面的应用

催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒,可近似地看成是一个短路的微型电池,用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时,半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下,电子与空穴分离,分别迁移到粒子表面的不同位置,与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。

(二)在涂料方面的应用

纳米材料由于其表面和结构的特殊性,具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性;功能涂层是赋予基体所不具备的性能,从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层,抗氧化、耐热、阻燃涂层,耐腐蚀、装饰涂层等;功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层,导电、绝缘、半导体特性的电学涂层,氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料,可进一步提高其防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等,在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层,可利用其光学特性,达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料,可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料,所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子,在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性,因而能起到静电屏蔽作用,而且氧化物纳米微粒的颜色不同,这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色,克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变,还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中,将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中,能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果,从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景,将为涂层技术带来一场新的技术革命,也将推动复合材料的研究开发与应用。

(三)在精细化工方面的应用

精细化工是一个巨大的工业领域,产品数量繁多,用途广泛,并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音,并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域,纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2,可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3,和SiO2,加入到普通橡胶中,可以提高橡胶的耐磨性和介电特性,而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料,可以提高塑料的强度和韧性,而且致密性和防水性也相应提高。

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代,为此,国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域,在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

参考文献:

[1]张立德,牟季美,纳米材料和纳米结构,科学出版社,2001.

[2]严东生,冯端,材料新星?纳米材料科学,湖南科学技术出版社,1998年.