高分子材料發(fā)展史精選(九篇)

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第1篇：高分子材料發(fā)展史范文

[關(guān)鍵詞]材料 發(fā)展 金屬材料 無機(jī)非金屬材料 高分子材料

人類社會(huì)的發(fā)展歷程,是以材料為主要標(biāo)志的。歷史上,材料被視為人類社會(huì)進(jìn)化的里程碑。對(duì)材料的認(rèn)識(shí)和利用的能力,決定著社會(huì)的形態(tài)和人類生活的質(zhì)量。歷史學(xué)家也把材料及其器具作為劃分時(shí)代的標(biāo)志:如石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、高分子材料時(shí)代……

100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時(shí)代。1萬年以前,人類對(duì)石器進(jìn)行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進(jìn)入新石器時(shí)代?，F(xiàn)在考古發(fā)掘證明我國在八千多年前已經(jīng)制成實(shí)用的陶器,在六千多年前已經(jīng)冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡(jiǎn)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(shí)期已會(huì)冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀(jì),鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。19世紀(jì)中葉,現(xiàn)代平爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的出現(xiàn),使人類真正進(jìn)入了鋼鐵時(shí)代。與此同時(shí),銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應(yīng)用。直到20世紀(jì)中葉,金屬材料在材料工業(yè)中一直占有主導(dǎo)地位。20世紀(jì)中葉以后,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,作為發(fā)明之母和產(chǎn)業(yè)糧食的新材料又出現(xiàn)了劃時(shí)代的變化。首先是人工合成高分子材料問世,并得到廣泛應(yīng)用僅半個(gè)世紀(jì)時(shí)間,高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅(qū),并在年產(chǎn)量的體積上已超過了鋼,成為國民經(jīng)濟(jì)、國防尖端科學(xué)和高科技領(lǐng)域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的發(fā)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(fā)展,使陶瓷材料產(chǎn)生了一個(gè)飛躍,出現(xiàn)了從傳統(tǒng)陶瓷向先進(jìn)陶瓷的轉(zhuǎn)變,許多新型功能陶瓷形成了產(chǎn)業(yè),滿足了電力、電子技術(shù)和航天技術(shù)的發(fā)展和需要。

現(xiàn)在人們也按化學(xué)成分的不同將材料劃分為金屬材料,無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料三大類以及他們的復(fù)合材料。

金屬材料科學(xué)主要是研究金屬材料的成分組織、結(jié)構(gòu)、缺陷與性能之間內(nèi)在聯(lián)系的一門學(xué)科。金屬材料科學(xué)與工程的工作者還要研究各種金屬冶煉和合金化的反應(yīng)過程和相的關(guān)系,金屬材料的制備方法和形成機(jī)理,結(jié)晶過程以及材料在制造及使用過程中的變化和損毀機(jī)理。對(duì)其按化學(xué)成份進(jìn)行分類可以分為鋼鐵、有色金屬以及復(fù)合金屬材料。按用途分類包括結(jié)構(gòu)材料和功能材料。

金屬基復(fù)合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人們廣泛的關(guān)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(qiáng)相的非均質(zhì)混合物,其共同點(diǎn)是具有連續(xù)的金屬基體。目前,特別是航空航天部門推進(jìn)系統(tǒng)使用的材料,其性能已經(jīng)達(dá)到了極限。因此,研制工作溫度更高、比剛度和比強(qiáng)度大幅度增加的金屬基復(fù)合材料,已經(jīng)成為發(fā)展高性能結(jié)構(gòu)材料的一個(gè)重要方向。1990年美國在航天推進(jìn)系統(tǒng)中形成了3250萬美元的高級(jí)復(fù)合材料(主要為MMC)市場(chǎng),年平均增長率16%,遠(yuǎn)高于高性能合金的年增長率1.6%。

無機(jī)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(zhì)組成的材料。是除有機(jī)高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。在晶體結(jié)構(gòu)上,無機(jī)非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬復(fù)雜,并且沒有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價(jià)鍵更強(qiáng)的離子鍵和混合鍵。這種化學(xué)鍵所特有的高鍵能、高鍵強(qiáng)賦予這一大類材料以高熔點(diǎn)、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強(qiáng)度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導(dǎo)電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。無機(jī)非金屬材料已從傳統(tǒng)的水泥、玻璃、陶瓷發(fā)展到了新型的先進(jìn)陶瓷、非晶態(tài)材料、人工晶體、無機(jī)涂層、無機(jī)纖維、半導(dǎo)體材料以及光學(xué)材料。由于新型無機(jī)非金屬材料除具有傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)外,還有某些特征如:強(qiáng)度高、具有電學(xué)、光學(xué)特性和生物功能等,因此它們已成為現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。

高分子材料為有機(jī)合成材料,亦稱聚合物。自20世紀(jì)20年代德國著名科學(xué)家斯托丁格開創(chuàng)這一學(xué)科以來,高分子科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展極為迅猛,如今已形成非常龐大的高分子工業(yè)。它具有較高的強(qiáng)度,良好的塑性,較強(qiáng)的耐腐蝕性能,很好的絕緣性能,以及重量輕等優(yōu)良性能,在是工程上的發(fā)展最快的一類新型結(jié)構(gòu)材料。高分子材料按其分子鏈排列有序與否,可分為結(jié)晶聚合物和無定型聚合物兩類。結(jié)晶聚合物的強(qiáng)度較高,結(jié)晶度決定于分子鏈排列的有序程度。工程上通常根據(jù)機(jī)械性能和使用狀態(tài)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(chǎn)能的第一、二和三位。

參考文獻(xiàn):

[1]謝盛輝.《材料科學(xué)發(fā)展史》課程構(gòu)想及教學(xué)綱要. 2006,26,(5).

[2]許順生.金屬材料科學(xué)概述.中國科學(xué)院上海冶金研究所.

第2篇：高分子材料發(fā)展史范文

【關(guān)鍵詞】化學(xué)建材；建筑防水材料；發(fā)展

中圖分類號(hào)： TU57+7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一 前言

我國建筑防水材料發(fā)展概況

我國的建筑防水材料獲得了較快的發(fā)展, 已從紙?zhí)ビ蜌种鸩桨l(fā)展到目前的普通紙?zhí)ビ蜌?、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(chǎn)品, 基本形成了比較齊全的工業(yè)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?zhí)ビ蜌?、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(tǒng)的熱瀝青瑪 脂作粘結(jié)材料, 由于其熱熔施工操作過程中的環(huán)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(xiàn)已多個(gè)省市下文禁止在城區(qū)使用紙?zhí)ビ蜌? 近年來, 紙?zhí)r青油氈的生產(chǎn)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(fù)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(hù)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(jié), 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(yīng)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(fā)展。我國已先后從日本引進(jìn)了10 條EPDM 生產(chǎn)線, 近幾年又增加了幾條國產(chǎn)的正規(guī)生產(chǎn)線, 還有10 多條小線, 銷售量有了新的增長, 但估計(jì)不會(huì)超過300 萬m2。產(chǎn)品主要是黑色均質(zhì)無增強(qiáng)硫化型的, 最近又有了非硫化型EPDM 共混卷材和非硫化增強(qiáng)型EPDM 復(fù)合防水卷材, 此外還有自粘復(fù)合防水卷材及自粘丁基橡膠密封帶。我國自行開發(fā)的PVC 防水卷材由于增塑劑遷移等問題未過關(guān), 雖有幾家防水材料公司生產(chǎn), 但均未站穩(wěn)市場(chǎng), 只有中外合資的濟(jì)南滲耐魯泉防水材料公司生產(chǎn)的以無紡布作背襯的PVC 防水卷材, 產(chǎn)品質(zhì)量良好, 有一定銷量。我國的CPE 防水卷材包括以玻璃布增強(qiáng)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(fù)合防水卷材等。

3、防水涂料類

防水涂料從70 年代開始應(yīng)用以來, 發(fā)展迅速。據(jù)有關(guān)資料介紹, 國內(nèi)有一定生產(chǎn)規(guī)模的有200 多家( 不包括油氈廠生產(chǎn)涂料的企業(yè)) , 主要產(chǎn)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(fù)合防水涂料,CB 型內(nèi)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(chǎn)量達(dá)10 萬噸以上。其中20% ~30% 的產(chǎn)量為中高檔產(chǎn)品, 在以上各類產(chǎn)品中, 還可分為溶劑型和水乳型。

二 建設(shè)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

隨著建設(shè)事業(yè)各項(xiàng)改革進(jìn)一步深化, 工程建設(shè)取得新的成就, 城市和村鎮(zhèn)面貌發(fā)生了較大變化。城鎮(zhèn)住房建設(shè)呈現(xiàn)持續(xù)、快速增長趨勢(shì), 平均每年完成城鎮(zhèn)住宅竣工面積達(dá)4. 4 億平方米, 村鎮(zhèn)住宅建設(shè)年均完成6. 5 億平方米, 城鄉(xiāng)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(yè)還完成城市基礎(chǔ)設(shè)施和各類工業(yè)、能源、交通、水利、文教、科研、軍工等基本建設(shè)和更新改造工程24. 7 萬項(xiàng)。建設(shè)事業(yè)發(fā)展面臨的主要形勢(shì)是:加快推進(jìn)城市化進(jìn)程, 城鄉(xiāng)發(fā)展與資源、環(huán)境的矛盾越來越尖銳, 國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長和人民生活水平不斷提高, 要求住宅產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持較快增長, 西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施將使工程建設(shè)總體規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大, 對(duì)確保工程質(zhì)量提出了更高要求, 加入WTO 以后, 我國的建設(shè)事業(yè)將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如今建設(shè)事業(yè)的發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)是:加速推進(jìn)城市化進(jìn)程, 城市化水平每年提高1 個(gè)百分點(diǎn)左右。加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市管理, 形成優(yōu)美、協(xié)調(diào)、良好的人居環(huán)境。加大城市污水處理設(shè)施建設(shè), 爭(zhēng)取用五年時(shí)間,使西部地區(qū)城市污水處理率達(dá)到40% ; 加快城市立交橋、停車場(chǎng)及行人過街橋涵建設(shè), 發(fā)展城市快速路系統(tǒng); 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(shè)真正培育成為國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè), 建立規(guī)范的建設(shè)市場(chǎng)運(yùn)行與管理體系, 提高建設(shè)工程質(zhì)量。到2005 年, 全國設(shè)市城市數(shù)量增加到710 個(gè)左右, 建制鎮(zhèn)發(fā)展到18800 個(gè)。城市化水平達(dá)到35%左右。全國城市市政公用設(shè)施固定資產(chǎn)投資9900 億元。全國城鄉(xiāng)住宅累計(jì)竣工面積達(dá)到57 億平方米( 平均每年11. 4 億平方米) , 約6000 萬套; 其中城鎮(zhèn)住宅竣工面積27 億平方米; 農(nóng)村住宅30 億平方米。解決城鎮(zhèn)住宅的工程質(zhì)量和功能質(zhì)量通病, 初步滿足居民對(duì)住宅適用性的要求, 初步建立住宅及材料、部品的工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)體系。2005 年, 建筑業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到26700 億元, 建筑業(yè)增加值達(dá)到8500 億元, 建筑業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例達(dá)到6. 7%。2005 年, 科技進(jìn)步對(duì)建設(shè)事業(yè)的貢獻(xiàn)率達(dá)到35%, 建設(shè)科技創(chuàng)新機(jī)制基本建立。

三 化學(xué)建材以及防水材料展望

由于現(xiàn)代建筑尤其是高層建筑的使用期一般都遠(yuǎn)不只十年, 許多房屋使用會(huì)達(dá)百年以上, 為此, 尋找一種耐候性更好、防水保質(zhì)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(xué)建材以及防水材料的最新發(fā)展主要有如下方面:

1. 開發(fā)防水性能更好、耐老化性更久的含有機(jī)硅橡膠或表面涂有機(jī)硅或有機(jī)氟聚合物的卷材, 并開發(fā)粘合力強(qiáng)、固化快、耐老化性同等優(yōu)良的含有機(jī)硅或有機(jī)氟高分子的粘接密封劑與之匹配使用, 或者采用其它切實(shí)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(zhì)期達(dá)30 年以上。

2、開發(fā)含有有機(jī)硅、有機(jī)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(jī)無機(jī)復(fù)合防水層, 使防水保質(zhì)期達(dá)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(fā)展趨勢(shì)之一。

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

4. 開發(fā)具有良好的防水性能, 同時(shí)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(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡聚氨酯防水膠已有研制報(bào)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(jī)硅乳液型或硅丙乳液或氟丙乳液型防水膠的研制, 因?yàn)樽鳛榻ㄖ浪牧? 在施工時(shí)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(huì)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(jī)材料填充的有機(jī)高分子復(fù)合防水卷材或防水涂料( 膠) 的開發(fā), TiO2、ZnO 及SiO2 等無機(jī)納米材料對(duì)紫外光有很強(qiáng)的屏蔽作用而使有機(jī)高分子免遭陽光的照射而降解變質(zhì), 從而使有機(jī)物的高彈性及防水性可更持久地保持。

7. 開發(fā)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(yīng)型噴涂防水涂料, 例如從理論上講, 丙烯酸酯, 有機(jī)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(jiǎn)便快速, 從而大大縮短工期, 也可徹底消除接縫與陰陽轉(zhuǎn)角滲漏問題。

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

四 結(jié)論

目前, 我國化學(xué)建材和防水材料市場(chǎng)的發(fā)展與國外先進(jìn)水平還有很大的差距, 新型材料的市場(chǎng)占有量還比較低, 國家行業(yè)職能管理部門必須加大市場(chǎng)規(guī)范力度, 積極發(fā)展應(yīng)用新型技術(shù)和新型材料, 改革建設(shè)市場(chǎng)管理體制, 盡快實(shí)行工程質(zhì)量保證期制度, 以加快促進(jìn)我國建筑材料市場(chǎng)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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

第3篇：高分子材料發(fā)展史范文

海斯摩爾產(chǎn)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(dòng)物再生纖維，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、紡織等領(lǐng)域。海斯摩爾“特種殼聚糖纖維布”已被航天工程“天宮一號(hào)”“神舟八號(hào)”采用，擁有防霉除臭、抗靜電、防輻射、阻燃等功能。

“專家一致認(rèn)為：海斯摩爾總體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，并且一致同意推薦該項(xiàng)目申報(bào)中國‘紡織之光’科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。”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(yōu)勢(shì)在哪？突破了哪些技術(shù)難關(guān)？發(fā)展前景又如何？為此，本刊記者專訪了海斯摩爾總經(jīng)理劉林。

天然抑菌的功能優(yōu)勢(shì)與國際領(lǐng)先的技術(shù)相得益彰

“海斯摩爾纖維能夠作為航天特種布原料，因?yàn)闆]有其他纖維能與其強(qiáng)大的抑菌功能相媲美。”山東華興海慈生物有限公司總經(jīng)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(lǐng)域，因?yàn)樵摾w維抑菌、除臭，特別有止血、促進(jìn)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(shí)，早在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，殼聚糖溶液浸泡過的纖維制品就被美國用于醫(yī)療止血，只是當(dāng)時(shí)還無法將殼聚糖纖維工業(yè)產(chǎn)業(yè)化制造，纖維研發(fā)還停滯在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。

經(jīng)常處于作戰(zhàn)環(huán)境和訓(xùn)練狀態(tài)下的軍人極易受到有害細(xì)菌對(duì)皮膚和身體的危害，遭受皮膚創(chuàng)傷流血感染的幾率也較高；長期處于復(fù)雜環(huán)境下的軍人可能無法定時(shí)更換軍裝裝備，而且多處于陰暗、潮濕、危險(xiǎn)的環(huán)境，因而對(duì)于軍人自身抵抗承受力和軍品質(zhì)量就有較高的要求。

海斯摩爾材料運(yùn)用到內(nèi)衣產(chǎn)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(tài)。特別是白色念球菌等一系列真菌細(xì)菌，國家紡織品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)報(bào)告顯示，海斯摩爾對(duì)多種細(xì)菌真菌有效抑菌率達(dá)96%以上。抑菌試驗(yàn)還通過SGS國際通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，獲得國際認(rèn)可。2011年，含海斯摩爾的內(nèi)衣產(chǎn)品通過中國科學(xué)技術(shù)研究院理化研究所高抗抑菌織物標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)劉林介紹，海斯摩爾纖維之所以具有如此強(qiáng)大的抑菌功能，是因?yàn)樗厥獾囊志鷻C(jī)理。純殼聚糖在抑菌過程中的有效基團(tuán)是—NH，帶有正電荷，細(xì)菌表面帶有負(fù)電荷，由于正、負(fù)電荷之間的電中和反應(yīng)，損壞了細(xì)菌細(xì)胞壁的完整性，改變了微生物細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性，使細(xì)菌不能生長繁殖，直至細(xì)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(xì)菌細(xì)胞表面，形成一層致密的高分子膜，切斷了營養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸，阻止了代謝物的排泄，導(dǎo)致細(xì)菌新陳代謝紊亂，起到抑菌作用。當(dāng)殼聚糖濃度足夠高時(shí)，能夠激活細(xì)菌本身的幾丁質(zhì)酶活性，促使幾丁質(zhì)酶被過分表達(dá)，從而損傷細(xì)菌細(xì)胞壁，起到抑菌作用。

說到海斯摩爾纖維的生態(tài)環(huán)保優(yōu)勢(shì)，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(yán)重的海洋垃圾污染。成品和制成品均可降解，對(duì)環(huán)境沒有二次污染。”而且，他強(qiáng)調(diào)：“山東華興海慈生物有限公司自主研發(fā)純殼聚糖纖維的生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了全程無毒紡絲的技術(shù)突破，生產(chǎn)環(huán)境達(dá)到10萬級(jí)GMP標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)水技術(shù)實(shí)現(xiàn)生態(tài)無污染循環(huán)再利用，堪稱國際領(lǐng)先水平?！?/p>

據(jù)悉，此工業(yè)園區(qū)按照現(xiàn)代化高科技企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建造，處處凸顯花園式工業(yè)園區(qū)的特點(diǎn)。其生產(chǎn)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(chǎn)工藝的最大特點(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)工藝的實(shí)施，改善了纖維的性能，提高了生產(chǎn)效率，真正實(shí)現(xiàn)了純殼聚糖纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。

此項(xiàng)目經(jīng)專家委員會(huì)鑒定，一致認(rèn)為“該項(xiàng)目克服現(xiàn)有技術(shù)方法中存在的缺點(diǎn)，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(shí)用性、衛(wèi)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(xiàng)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(shù)填補(bǔ)國內(nèi)空白，達(dá)到國際領(lǐng)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(nèi)衣、內(nèi)褲、文胸、巾品、床品等類產(chǎn)品千余個(gè)品種，形成了海慈密語內(nèi)衣品牌。海斯摩爾纖維產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)巨大，山東華興海慈生物有限公司作為龍頭企業(yè)，利用已掌握成熟穩(wěn)定的全產(chǎn)業(yè)鏈工藝流程，幫助合作企業(yè)解決技術(shù)難題；合作企業(yè)則利用先進(jìn)的染色、織造技術(shù)，為純殼聚糖纖維的應(yīng)用提供技術(shù)支持，共同實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛帶動(dòng)健康產(chǎn)業(yè)的悄然變化

“海斯摩爾纖維可以被廣泛應(yīng)用于紡織品領(lǐng)域、醫(yī)用領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域，并且其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯?！眲⒘终f。

他介紹，人們?nèi)粘Ｊ褂玫母鞣N纖維制成的紡織品是細(xì)菌迅速滋生、繁殖和傳播的適宜場(chǎng)所，會(huì)對(duì)人體皮膚產(chǎn)生異常的刺激并誘發(fā)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(yōu)異的生物相容性以及調(diào)節(jié)人體皮膚微生態(tài)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(yōu)異性能有效結(jié)合。適用于保健內(nèi)衣褲、襪子、女用文胸、衛(wèi)生巾、嬰兒服裝、床上用品等，特別是用在汗腺豐富、細(xì)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(jìn)傷口愈合、減少術(shù)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(chuàng)傷貼、紗布、繃帶等醫(yī)用敷料；也可以用于制成外科手術(shù)縫合線，其柔軟、易打結(jié)、機(jī)械強(qiáng)度較高，并且經(jīng)過一定時(shí)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(yī)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(jù)這個(gè)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(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略發(fā)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(yōu)良的產(chǎn)品性能，以及它產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)力強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿Υ蟮奶攸c(diǎn)，決定了它必將進(jìn)入先進(jìn)制造業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而發(fā)展成為當(dāng)今科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中較為活躍的領(lǐng)域，造福于人類的健康事業(yè)?！?/p>

第4篇：高分子材料發(fā)展史范文

材質(zhì)是材料,簡(jiǎn)單來說,數(shù)碼產(chǎn)品是用什么材料制造出來的,這就是材質(zhì)。材質(zhì)又不僅僅是材料,材質(zhì)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(shù)碼產(chǎn)品不同,數(shù)碼產(chǎn)品的材質(zhì)在最近10年的發(fā)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(xué)之所以能成為一種學(xué)科,因?yàn)樗旧砭褪菍?shí)實(shí)在在看得到摸得到的,即便是那些尚未普及的高新技術(shù)材料,我們回到數(shù)碼產(chǎn)品的材質(zhì)上來,可以看到材質(zhì)從一開始就成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(zhì)的運(yùn)用和產(chǎn)品特性有之絕對(duì)聯(lián)系,它們?cè)醋杂趥鹘y(tǒng)產(chǎn)品的材料應(yīng)用,比如數(shù)碼相機(jī)最開始的材質(zhì)和膠片相機(jī)如出一轍,攝像機(jī)的材質(zhì)延續(xù)了數(shù)碼相機(jī):電腦的材質(zhì)沿用了更早的個(gè)人電腦的材質(zhì),而手機(jī)的材質(zhì)和電話機(jī)的材質(zhì)沒什么區(qū)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(shù)碼產(chǎn)品常用的普通材料,在最開始,大多數(shù)的數(shù)碼產(chǎn)品都采用了ABS工程塑料材質(zhì)和少量的金屬材質(zhì)。

材質(zhì)發(fā)展史

逐漸的,隨著數(shù)碼產(chǎn)品進(jìn)入鼎盛發(fā)展的21世紀(jì),材質(zhì)的運(yùn)用開始走向分化發(fā)展,這是材質(zhì)在數(shù)碼產(chǎn)品運(yùn)用上的第二階段。這一時(shí)期工程塑料、合金材料已經(jīng)成為數(shù)占據(jù)中高端市場(chǎng)消費(fèi)者開始以材料作為衡量產(chǎn)品是否高端是否堅(jiān)固的標(biāo)志。鋁合金鎂合金被稱為這一時(shí)期的貴重金屬。

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

2007～2010年成為數(shù)碼產(chǎn)品材質(zhì)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(shí)尚外觀,對(duì)于材質(zhì)的追求不遺余力,陶瓷產(chǎn)品,竹木產(chǎn)品,皮革產(chǎn)品層出不窮,數(shù)碼產(chǎn)品的材質(zhì)設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅僅是返璞歸真,而是陷入材質(zhì)的概念炒作:另一方面,我們也要看到,這些新的材質(zhì)也確確實(shí)實(shí)吸引了小眾化材質(zhì)趣味的發(fā)展,成為頂級(jí)時(shí)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(fèi)者的實(shí)際應(yīng)用為重,他們更多地還是在研究廉價(jià)但堅(jiān)固的材質(zhì),同時(shí)這種材質(zhì)又是源自自己的首創(chuàng),為了消費(fèi)者把這種新的材質(zhì)設(shè)計(jì)推向主流時(shí)尚的前沿。

材質(zhì)應(yīng)用的境界

蘋果是材設(shè)計(jì)上的佼佼者,MacBook、IPhone.IPad堪稱稱質(zhì)設(shè)計(jì)的經(jīng)典案例.事實(shí)上一這種設(shè)計(jì)并不是什么讓業(yè)界轟動(dòng)的創(chuàng)新從2007年開始,蘋果在旗下產(chǎn)品上全線采用一體化鋁合金設(shè)計(jì)成就了材質(zhì)的成功并讓時(shí)尚尚約重新成為時(shí)尚主流,在蘋果的產(chǎn)品光環(huán)效應(yīng)之下,消費(fèi)者逐漸認(rèn)識(shí)到一點(diǎn):材質(zhì)最最能代表產(chǎn)品檔在次的地方,采用更堅(jiān)固、懷保和輕質(zhì)的材利往往意味著高尚設(shè)計(jì)。此外高檔材質(zhì)的多面整體覆蓋和無鉚釘一體化成型的沒計(jì)也是頂級(jí)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)。皮革、木材和竹材偶爾也會(huì)成為材質(zhì)的選擇,但是并不具備代表性,而堅(jiān)固和簡(jiǎn)約并重的普通材料,才是最出色的材料應(yīng)用案例。

第5篇：高分子材料發(fā)展史范文

本文就以下幾個(gè)方面，談?wù)勑陆滩牟鍒D在教學(xué)中的運(yùn)用。

一、運(yùn)用插圖，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣

化學(xué)教學(xué)往往以其獨(dú)有的奇妙無比的現(xiàn)象，吸引學(xué)生的注意力。新教材豐富、精美的插圖更增添了化學(xué)學(xué)科的趣味性，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

當(dāng)學(xué)生領(lǐng)到新教材時(shí)，幾乎所有的學(xué)生都懷著好奇心，把教材從頭到尾翻個(gè)夠，并被其中一幅幅形象、生動(dòng)的插圖所深深吸引。教師在第一節(jié)化學(xué)課上就要緊緊把握這一教學(xué)的好對(duì)機(jī)，結(jié)合緒言中的內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生欣賞有關(guān)插圖。例如，教師可問學(xué)生：教材封面底紋是什么“花紋”？當(dāng)學(xué)生還在搖頭、疑惑時(shí)，教師指出，這些“花紋”實(shí)際上是構(gòu)成物質(zhì)的、肉眼看不見的分子、原子的圖象。學(xué)生頓時(shí)興致勃勃、神情專注。進(jìn)而教師用生動(dòng)的語言描述封面的四幅畫面：在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位的鋼鐵生產(chǎn)，節(jié)日中五彩繽紛的氣球、焰火，千姿百態(tài)、引人入勝的桂林溶洞。這些都與化學(xué)密不可分。這時(shí)學(xué)生情緒高漲，興趣更加濃厚。接著指導(dǎo)學(xué)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(xué)生在驚訝中認(rèn)識(shí)到化學(xué)世界的神奇、科學(xué)技術(shù)的偉大。教師要注意創(chuàng)造這種想問不成，想答而不能的情境，引起學(xué)生思維，從而激發(fā)他們強(qiáng)烈的求知欲和積極的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

此外，各章節(jié)的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖、各種示意圖、物質(zhì)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(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的穩(wěn)定興趣，引起他們的有意注意，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

二、運(yùn)用插圖，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

新教材中有關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的插圖有近百幅，其中有化學(xué)儀器圖、基本操作示意圖、實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)單，示意明確；有的是立體圖----斜俯視實(shí)物圖，形象逼真，能清楚地說明一些復(fù)雜儀器的構(gòu)造和實(shí)驗(yàn)操作的注意點(diǎn)?？傊鼈冎庇^、形象，一目了然，是教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的好資料。

化學(xué)儀器圖表示出各種儀器的形狀、構(gòu)造、特點(diǎn)。新教材第195－196頁表格中10種化學(xué)儀器的圖形加深了學(xué)生對(duì)實(shí)物認(rèn)識(shí)產(chǎn)生的表象。另外13種常見化學(xué)儀器的示意圖，也使學(xué)生對(duì)儀器有了初步的認(rèn)識(shí)。

新教材中出現(xiàn)得最多的是實(shí)驗(yàn)裝置圖。一幅清晰完整的實(shí)驗(yàn)裝置圖，能夠用來表明該化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需要的儀器、藥品、化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)順序，具有直觀性、形象性、示意性等特征。因此，對(duì)于確?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)有條不紊地進(jìn)行并獲得良好的效果，關(guān)系重大，而且對(duì)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、記錄、復(fù)習(xí)有關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技能，以及培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力等均有重要的作用。新教材中，形象、生動(dòng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(dāng)?shù)氖疽?，使學(xué)生形象地了解了可燃物燃燒的條件。從第197頁圖2中學(xué)生學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)過濾操作作了很好的示范。制取氧氣、氫氣、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置圖，示意清楚，學(xué)生不但可以從中掌握實(shí)驗(yàn)所需的儀器、藥品、反應(yīng)條件、裝置注意點(diǎn)，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能也有很大的幫助。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)中品紅的擴(kuò)散、木炭在氧氣里燃燒、配制氯化鈉溶液等實(shí)驗(yàn)操作過程的圖示大大加強(qiáng)了教材的可讀性，減少了文字量，這是新教材化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)。這樣，操作的連續(xù)過程用圖示形式表明，使學(xué)生在教師示范后，依據(jù)教材的圖示就可以進(jìn)行操作練習(xí)。

在教學(xué)中，教師還可以對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)儀器圖進(jìn)行識(shí)圖、辨圖、改圖、說圖、選圖、釋圖、連圖、繪圖等類型的練習(xí)，從而加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

三、運(yùn)用插圖，促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)概念等知識(shí)的理解和記憶

新教材的插圖有的集中反映某物質(zhì)的用途，有的生動(dòng)地表示物質(zhì)的組成、構(gòu)成，有的形象地揭示一些概念的內(nèi)涵，有的簡(jiǎn)明地反映某一變化的過程，富有直觀性、趣味性和指導(dǎo)性，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到了啟發(fā)和點(diǎn)撥作用。

例如，新教材中分子和原子的圖象，是科學(xué)家用最先進(jìn)的掃描隧道顯微鏡拍攝到的苯分子和硅原子的照片，呈現(xiàn)了物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的微觀世界，使學(xué)生對(duì)分子、原子的真實(shí)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(xué)生對(duì)分子、原子概念的理解和記憶。

新教材對(duì)物質(zhì)的用途基本上采用圖示法，這是一個(gè)新突破，既增強(qiáng)了直觀性、形象性，又減少了文字量，好教易學(xué)，頗受歡迎。例如，氧氣、氫氣的用途既可使學(xué)生結(jié)合生活、生產(chǎn)的實(shí)際獲得感性認(rèn)識(shí)，又可啟發(fā)學(xué)生展望發(fā)展前景。玻璃刀裁玻璃的圖示使學(xué)生不僅了解了金剛石的性質(zhì)和用途，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的勞動(dòng)技能起到了示范作用。

在教材中，空氣成分示意圖簡(jiǎn)單明了，水在人體中的存在示意圖生動(dòng)形象，濃溶液和稀溶液的示意圖對(duì)比性強(qiáng)，木材結(jié)構(gòu)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(nèi)容豐富、形式活潑，使學(xué)生在愉悅中掌握化學(xué)知識(shí)。

四、運(yùn)用插圖，重視科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)

新教材配合化學(xué)科學(xué)發(fā)展的歷史，刊印了拉瓦錫、道爾頓。侯德榜三位科學(xué)家的肖像。結(jié)合教材內(nèi)容，教師可引導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)的選學(xué)內(nèi)容，并用生動(dòng)、富有鼓動(dòng)性的語言介紹科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神。從道爾頓提出原子概念到原子。分子論的產(chǎn)生過程，認(rèn)識(shí)到任何科學(xué)原理的建立都要經(jīng)過對(duì)大量客觀事物觀察分析，以及對(duì)相關(guān)資料，數(shù)據(jù)的歸納整理，經(jīng)過科學(xué)推斷提出假設(shè)，再經(jīng)過證實(shí)后繼續(xù)深入研究和具體運(yùn)用這樣一個(gè)發(fā)展過程，引導(dǎo)學(xué)生不僅要了解原子－分子論的發(fā)展史，?而且還要逐步學(xué)會(huì)這樣的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)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(lǐng)會(huì)拉瓦錫當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)思路。拉瓦錫不怕失敗，致力于科學(xué)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(diǎn)和作風(fēng)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，有著重要作用。

五、運(yùn)用插圖，進(jìn)行愛國主義教育

新教材介紹了不少我國古代和現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)成就，是進(jìn)行愛國主義教育的好材料。運(yùn)用插圖，可以將這些材料呈獻(xiàn)給中華民族的新一代，激發(fā)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(jìn)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(fā)展史范文

【關(guān)鍵詞】化學(xué)教學(xué)；形象思維；能力；培養(yǎng)

化學(xué)是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化的基礎(chǔ)學(xué)科，這建立在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有著豐富的形象思維素材，教師要充分利用學(xué)科資源，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行形象思維的培養(yǎng)，通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和積極性。筆者在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的具體做法是：

一、增加表象積累，提高化學(xué)教學(xué)效果

在化學(xué)教學(xué)中注意積累表象，能力形象思維提供思維材料，而學(xué)生的表象越豐富。將越有助于學(xué)生形象思維的發(fā)展。為了培養(yǎng)學(xué)生的形象思維，老師應(yīng)該有意識(shí)地增加學(xué)生的表象積累，可用直觀形象材料強(qiáng)化、充實(shí)學(xué)生的感知，使學(xué)生獲得與教學(xué)內(nèi)容的關(guān)系表象，為培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力，促使學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)提供基礎(chǔ)，必須做好如下幾方面工作。

（一）做好實(shí)驗(yàn)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷故疚镔|(zhì)與變化的全過程，能豐富學(xué)生的視覺表象，某些實(shí)驗(yàn)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(yīng)啟發(fā)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)。例如，在氯水化學(xué)成分分析時(shí)，通過氯水與紫色石蕊溶液、硝酸銀溶液、嗅化鉀溶液等物質(zhì)反應(yīng)的幾個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，由現(xiàn)象分析得到相應(yīng)結(jié)論。這樣比僅憑化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行邏輯推理得出氯水的化學(xué)成分，使學(xué)生獲得的表象更豐富，對(duì)知識(shí)理解更深透且記憶深刻。

（二）發(fā)揮現(xiàn)代教學(xué)媒體在課堂教學(xué)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(dòng)靜結(jié)合、形象生動(dòng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，為培養(yǎng)學(xué)生形象思維提供了一個(gè)非常有利的手段。

（三）運(yùn)用形象化語言講課。教師講課的語言越是生動(dòng)、形象，越能激活學(xué)生原有認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)中的相關(guān)表象，越能充分促進(jìn)學(xué)生積極參與當(dāng)前的認(rèn)知活動(dòng)。恰到好處的比喻可使課堂氣氛輕松活躍，同時(shí)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(lián)系形成新的表象。如用“自行車輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一根根輻條都可數(shù)，但一旦高速旋轉(zhuǎn)起來時(shí)，就感覺輻條是無數(shù)的了”來比喻在核外高速運(yùn)動(dòng)的電子形成的電子云；把核外電子運(yùn)動(dòng)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(xué)生、啟發(fā)學(xué)生、使學(xué)生在腦海中形成生動(dòng)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(xué)過程形象生動(dòng)，使學(xué)生感知鮮明、印象深刻。如無機(jī)高分子材料的展示板、有機(jī)物分子模型的使用等。

（五）充分開發(fā)校內(nèi)校外的教學(xué)資源，指導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的化學(xué)物質(zhì)與化學(xué)變化現(xiàn)象。條件允許的時(shí)候可組織學(xué)生參觀當(dāng)?shù)匾恍┡c學(xué)生學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)有關(guān)的單位或者自然環(huán)境。

二、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣

（一）激發(fā)觀察的興趣，培養(yǎng)喜愛觀察的好習(xí)慣。為了培養(yǎng)學(xué)生的觀察興趣，教師應(yīng)當(dāng)注意保護(hù)學(xué)生對(duì)演示的觀察熱情，多做實(shí)驗(yàn)，盡量使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯而富有變化。必要的時(shí)候還要用實(shí)物投影把實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象進(jìn)行放大處理，對(duì)比較簡(jiǎn)單容易的操作，動(dòng)員學(xué)生上臺(tái)演示，盡量改變教師講解時(shí)“一人做，大家看”的局面。此外教師應(yīng)特別注意從日常生活、生產(chǎn)中選取學(xué)生熟悉的素材，有目的、有計(jì)劃地創(chuàng)造一些與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的情況，引導(dǎo)學(xué)生觀察思考，布置引導(dǎo)學(xué)生在課外進(jìn)行觀察、探究。新教材課后有許多研究性課題、家庭實(shí)驗(yàn)，教師可以充分利用，進(jìn)行有目的地訓(xùn)練學(xué)生觀察力，培養(yǎng)學(xué)生形成愛好觀察的習(xí)慣。

（二）學(xué)會(huì)全面觀察事物。1.在實(shí)驗(yàn)開始前必須明確觀察的目的，制訂觀察計(jì)劃。學(xué)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(jù)自己的目的擬定好觀察計(jì)劃，制訂觀察路線、步驟，才能在系統(tǒng)觀察中進(jìn)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(xué)生有系統(tǒng)、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(dòng)的速度及正確奠定基礎(chǔ)。一般來說觀察靜態(tài)事物結(jié)構(gòu)時(shí)要注意按照“邏輯順序”。參觀某個(gè)地點(diǎn)的時(shí)候要注意“空間順序”。3.發(fā)揮多種感官的積極感受作用。鑒于物質(zhì)以及其變化的復(fù)雜性，在觀察時(shí)不僅要用眼睛，而且有時(shí)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(jù)觀察的目的，發(fā)揮各種感官來感知觀察對(duì)象，這樣才能觀察得比較全面。如“檢查氯水純度”的過程中，學(xué)生既要用耳傾聽辨別爆鳴聲和尖銳或輕微程度，又要在發(fā)聲同時(shí)觀察酒精燈火焰受爆炸氣浪影響而發(fā)生的異常擺動(dòng)情況，還要注意到手中的試管溫度有明顯升高的現(xiàn)象。

（三）要有重點(diǎn)地觀察事物。多種觀察并存，只有抓住重點(diǎn)才能抓住問題的關(guān)鍵，才不至于眉毛胡子一把抓，所以在全面觀察的基礎(chǔ)上還要求有重點(diǎn)地觀察事物。對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)，由于目的不同、內(nèi)容不同，觀察的目標(biāo)不同。對(duì)其中本質(zhì)的、主要的反應(yīng)要進(jìn)行重點(diǎn)觀察、仔細(xì)觀察，而對(duì)那些非本質(zhì)的現(xiàn)象就可以給予忽略、排除。如用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋅、鐵、銅三種金屬加到稀鹽酸中有無氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)快慢和加熱的一些情況，而不是把觀察物質(zhì)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(yīng)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(gè)操作中，就要求學(xué)生仔細(xì)觀察金屬單質(zhì)表面的變化和溶液顏色的變化。

三、發(fā)展學(xué)生想象能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

在化學(xué)教學(xué)中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生在深刻體會(huì)和把握化學(xué)現(xiàn)象和本質(zhì)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自由、大膽地進(jìn)行想象，促進(jìn)學(xué)生形成遇到事物和現(xiàn)象時(shí)，就不由自主地進(jìn)行聯(lián)想和想象的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用各種方法技巧，對(duì)化學(xué)現(xiàn)象和本質(zhì)進(jìn)行想象、加工和創(chuàng)新的習(xí)慣。

第7篇：高分子材料發(fā)展史范文

獲得2008年奧運(yùn)會(huì)舉辦權(quán)后，北京開始了有史以來規(guī)模最大的體育場(chǎng)館建設(shè)。遵循“科技奧運(yùn)”的理念，眾多的北京奧運(yùn)場(chǎng)館成為展示化工新材料的精彩舞臺(tái)。一大批化工新材料的應(yīng)用，使“鳥巢”、“水立方”等奧運(yùn)場(chǎng)館從宏偉的藍(lán)圖變?yōu)榱钊朔Q奇的現(xiàn)實(shí)，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(nèi)首次采用ETFE(乙烯一四氟乙烯共聚物)膜結(jié)構(gòu)的建筑物，也是國際上面積最大、功能要求最復(fù)雜的膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。當(dāng)初它的設(shè)計(jì)方案一出籠，國外建筑學(xué)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(fēng)姿動(dòng)人。成就“水立方”建筑獨(dú)特風(fēng)格的正是性能優(yōu)異的ETFE膜材料。

ETFE膜材料的應(yīng)用，讓“水立方”在所有奧運(yùn)場(chǎng)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(yùn)完美結(jié)合的魅力。由ETFE膜材料制成的屋面和墻體質(zhì)量輕，只有同等大小的玻璃質(zhì)量的1％；韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂，延展性大于400％；耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，熔融溫度高達(dá)200℃，并且不會(huì)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(hù)費(fèi)用較少。

亦華亦實(shí)的“鳥巢”

2008年8月8日，在全世界注視之下，在全場(chǎng)91000名觀眾的歡呼聲中，第29屆奧運(yùn)會(huì)的熊熊圣火在“鳥巢”國家體育場(chǎng)點(diǎn)燃。在這個(gè)用高科技演繹神奇的體育場(chǎng)里，無處不見化工新材料的身影。零VOC涂料、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、能隔音會(huì)“呼吸”的高性能內(nèi)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(shí)，也賦予了它安全、生態(tài)、環(huán)保等新的功能。聚氨酯泡沫保溫材料的采用，使這個(gè)巨型體育場(chǎng)有效地實(shí)現(xiàn)了隔熱保溫，幫助“鳥巢”滿足了國家有關(guān)節(jié)能和環(huán)保的指標(biāo)。在這個(gè)龐大的體育場(chǎng)里，采用聚丙烯材料制造的91000個(gè)“中國紅”、“長城灰”座椅在陽光的照射下，至少3年不會(huì)褪色，也不會(huì)造成廢舊塑料的環(huán)境污染。

當(dāng)您端坐在“鳥巢”看臺(tái)上，享受奧運(yùn)競(jìng)技帶來的快樂時(shí)，是否會(huì)留意到腳下的防水材料與普通場(chǎng)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(diǎn)于一體的新型防水材料，是海洋化工研究院為奧運(yùn)場(chǎng)館提供的高科技產(chǎn)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(tái)壘球場(chǎng)、曲棍球場(chǎng)、奧林匹克體育中心、奧林匹克水上公園等奧運(yùn)場(chǎng)館累計(jì)應(yīng)用達(dá)10萬平方米。能“降溫”的運(yùn)動(dòng)服

在高溫天氣下運(yùn)動(dòng)，如何才能發(fā)揮出最好的競(jìng)技水平?清涼系列的運(yùn)動(dòng)服和運(yùn)動(dòng)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(shè)計(jì)者將“Clima Cool”技術(shù)移植到運(yùn)動(dòng)服中，研制成了具有快干、輕便特點(diǎn)的新型高科技纖維材料。在這種面料制成的運(yùn)動(dòng)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(fā)，而熱傳導(dǎo)纖維可以將身體出汗部位的熱量更快地散發(fā)掉。

舒適、輕便再加上讓穿著者時(shí)時(shí)感到清涼，難怪就連馬拉松運(yùn)動(dòng)員都對(duì)這款清涼系列產(chǎn)品贊不絕口了。英國馬拉松運(yùn)動(dòng)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(xiàng)目時(shí)，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(yùn)會(huì)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(jù)其外形特征起的綽號(hào)，其實(shí)它有著更加響亮的名字：“快皮”。其核心技術(shù)在于模仿鯊魚的皮膚。生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，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(dòng)?！翱炱ぁ钡某煺估w維表面就是完全仿造鯊魚皮膚表面制成的。同時(shí)，這款泳衣還運(yùn)用了仿生學(xué)原理：在接縫處模仿人類的肌腱，為運(yùn)動(dòng)員向后劃水時(shí)提供動(dòng)力；在布料上模仿人類的皮膚，富有彈性。測(cè)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(fù)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(yùn)會(huì)上，很多運(yùn)動(dòng)員選擇了這款價(jià)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(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)，氣勢(shì)宏偉，造型各異，引人遐想。但若看體育場(chǎng)內(nèi)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(shù)關(guān)，鋪設(shè)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(yùn)動(dòng)會(huì)上，聚氨酯塑膠跑道被正式采用。此后，國際奧委會(huì)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(hù)，不受氣候影響。而且塑膠的彈性可增加運(yùn)動(dòng)員蹬地時(shí)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(yùn)動(dòng)員順利加快步頻。加大步幅、提高步頻，創(chuàng)造新紀(jì)錄也就在情理之中。測(cè)試表明，與傳統(tǒng)跑道相比，百米跑一般運(yùn)動(dòng)員可提高成績(jī)0.2～O.4秒，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員則更高一些。

先進(jìn)的碳纖維撐桿

對(duì)于奧運(yùn)項(xiàng)目撐桿跳高而言，撐桿的材料質(zhì)地決定著運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)。當(dāng)我們翻開撐桿跳項(xiàng)目的發(fā)展歷史，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)頗為“有趣”的現(xiàn)象，即每次撐桿材料的革新，都提升了撐桿跳破紀(jì)錄的頻率和幅度，撐桿跳的發(fā)展史儼然是一部材料發(fā)展史。

當(dāng)竹桿、金屬桿取代了堅(jiān)硬沉重、沒有彈性的木桿后，撐桿跳高的成績(jī)開始節(jié)節(jié)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(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)換效率得到大幅度提高，從而帶來了撐桿跳高成績(jī)戲劇性的突破。1963年，玻璃鋼撐桿的使用，就讓當(dāng)年撐桿跳高成績(jī)的提高幅度超過了過去20年的總和。近年來，先進(jìn)的碳纖維撐桿，更是讓布勃卡35次刷新世界紀(jì)錄，讓伊辛巴耶娃22次打破世界紀(jì)錄。正是碳纖維撐桿的出現(xiàn)，才使世界男子撐桿跳高紀(jì)錄突破了6米，女子撐桿跳世界紀(jì)錄超越了5米大關(guān)。

材料與奧運(yùn)攜手走過百年，材料與奧運(yùn)又?jǐn)y手走向未來。我們可以想象，隨著材料科技的不斷創(chuàng)新，在新的運(yùn)動(dòng)器械的幫助下，奧運(yùn)競(jìng)技將向著更高、更快、更強(qiáng)的方向，創(chuàng)造更精彩的紀(jì)錄。

全面“武裝”的自行車賽車

第8篇：高分子材料發(fā)展史范文

關(guān)鍵詞：失效分析;教學(xué)改革;研討式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）40-0273-03

材料失效分析在近代材料科學(xué)與工程的發(fā)展史上占有極為重要的地位?？梢哉f材料科學(xué)的發(fā)展史就是一部失效分析史。材料是用來制造各種產(chǎn)品的，它的突破往往成為技術(shù)進(jìn)步的先導(dǎo)，而產(chǎn)品的失效分析又回過來促進(jìn)材料的發(fā)展。近年來我國部分高校相繼開設(shè)《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(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，尤其是國外保險(xiǎn)行業(yè)的進(jìn)入，設(shè)備的保險(xiǎn)必將成為保險(xiǎn)行業(yè)的重要領(lǐng)域，在這一領(lǐng)域中需要大量?jī)?yōu)秀的失效分析人員，因此對(duì)于失效分析人員的培養(yǎng)成為工科高校一項(xiàng)重要的任務(wù)。目前高校對(duì)于從事失效分析人員的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)仍然達(dá)不到社會(huì)的需求，尤其是保險(xiǎn)行業(yè)中對(duì)失效分析人員的期望。故需對(duì)《失效分析》課程及失效分析人員的培養(yǎng)模式進(jìn)行探討和思考。

一、失效分析教育國內(nèi)外現(xiàn)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(yàn)中心，西德的十一個(gè)州共有523個(gè)材料檢測(cè)中心，這些檢測(cè)中心承擔(dān)全國的失效分析任務(wù)。德國的工科大學(xué)也建有自己的材料檢驗(yàn)中心，由于資源優(yōu)勢(shì)其失效分析在國際上也處于領(lǐng)先地位，是失效分析的權(quán)威單位。例如，斯圖加特大學(xué)的材料檢驗(yàn)中心，它的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)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(shù)材料技術(shù)研究所和產(chǎn)業(yè)安全研究所是國家設(shè)立的失效分析機(jī)構(gòu)，同時(shí)日本的企業(yè)，如日立、新日鐵、三菱和三井等公司有自己專門的研究機(jī)構(gòu)。在美國政府、公司及大學(xué)設(shè)立的失效分析機(jī)構(gòu)遍布全國各個(gè)部門。當(dāng)然這些國家的失效分析機(jī)構(gòu)與其失效分析方面人才的培養(yǎng)是分不開的。在國外各工科院校不但開設(shè)了失效分析課程，還設(shè)立自己的失效分析機(jī)構(gòu)，學(xué)生在大學(xué)階段不但學(xué)習(xí)了失效分析的課程，還能夠參與各結(jié)構(gòu)的失效分析任務(wù)，掌握了失效分析工作所要求的知識(shí)和技能。同時(shí)各工科院校對(duì)在職職工有計(jì)劃地進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。像斯圖加特大學(xué)、加州大學(xué)、華盛頓大學(xué)和里海大學(xué)，他們不但承擔(dān)著學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和技能培訓(xùn)的任務(wù)，還承擔(dān)著公路和橋梁方面的失效工作。

在國內(nèi)，早期我國的機(jī)械行業(yè)處于仿制-研究階段，失效分析工作只是為生產(chǎn)中的問題提供一些資訊，并沒有得到足夠的重視，也沒有統(tǒng)一的組織形式。1980年在中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)下，在北京召開了全國第一次機(jī)械裝備失效分析經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)。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(yè)教學(xué)計(jì)劃中的必修課程，在清華大學(xué)、浙江大學(xué)等著名高校還將失效分析列為機(jī)械類學(xué)生或工科類學(xué)生的選修課或研究生課程，使我國的失效分析隊(duì)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(yè)程度、組織形式方面，還是在技術(shù)水平及所采取的手段方面，都還有待于進(jìn)一步提高。

中國礦業(yè)大學(xué)自90年代起，開設(shè)與失效分析相關(guān)的課程，先后開設(shè)過《機(jī)械零件失效分析》、《材料失效分析》和《失效分析》等課程，完成《機(jī)械零件失效分析》（朱敦倫，周漢民，強(qiáng)穎懷編著）和《失效分析――基礎(chǔ)與應(yīng)用》等教材的編著。開設(shè)對(duì)象主要為原來的金屬熱處理和現(xiàn)在材料學(xué)院的材料科學(xué)與工程及材料成型及控制專業(yè)。2008版教學(xué)大綱將該課程設(shè)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(shí)例，更要求學(xué)生參與到失效零件的失效分析過程中去，這就對(duì)我們的教學(xué)條件提出了更高的要求。

二、失效分析課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革與實(shí)驗(yàn)

失效分析是綜合利用材料科學(xué)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，并著重從金屬學(xué)、力學(xué)、機(jī)械工程學(xué)及化學(xué)的角度出發(fā)，講述金屬材料及其制作件因設(shè)計(jì)、選材、加工、處理、裝配及使用過程中所發(fā)生的早期失效行為，分析其宏觀形貌特征、微觀機(jī)制、影響因素及防止方法等，在教學(xué)過程中要實(shí)現(xiàn)這樣的目的，我們就要使用新的教學(xué)模式、教學(xué)理念和教學(xué)方法。由于失效分析的教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合緊密，應(yīng)該對(duì)課程的試驗(yàn)環(huán)節(jié)提出更高的目標(biāo)。以往課堂講授的方式已經(jīng)很難滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)失效分析人才的要求。當(dāng)今社會(huì)需要我們培養(yǎng)多層次、多規(guī)格的應(yīng)用型失效分析人員，如何進(jìn)行這些人才的培養(yǎng)是失效分析高校教育中最重要的任務(wù)。

過背北京航空航天大學(xué)率先開展了失效分析方面人才的培養(yǎng)及課程的改革，借鑒這些經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我們學(xué)校自身的特點(diǎn)，中國礦業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院從教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)兩個(gè)方面進(jìn)行了改革。

（一）教學(xué)體系的改革

在傳統(tǒng)的中國高校教學(xué)模式中，教師和教材是整個(gè)教學(xué)的中心，教學(xué)過程中教師關(guān)注的是向?qū)W生講解了哪些知識(shí)，對(duì)學(xué)生潛能和創(chuàng)新能力的挖掘卻被忽視，最終的結(jié)果就是學(xué)生學(xué)到了知識(shí)，但是卻不知道如何應(yīng)用這些知識(shí)。為了培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)自解決問題的能力，結(jié)合學(xué)校的現(xiàn)有資源我們?cè)诮虒W(xué)方法上使用原有的案例教學(xué)，同時(shí)在案例的講授過程中使用研討的方式進(jìn)行案例的介紹。研討式教學(xué)過程能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，在課程內(nèi)容的選取上，我們重點(diǎn)講授和討論實(shí)際生產(chǎn)過程中的問題。

1.增設(shè)實(shí)驗(yàn)課程?！妒Х治觥氛n程試驗(yàn)的開設(shè)，不僅能夠較深學(xué)生對(duì)基本理論和技術(shù)的理解，還能夠培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。工程技術(shù)中實(shí)際問題的解決必須要求學(xué)生具有全面的、綜合的能力，因此強(qiáng)化學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)尤為重要。在《失效分析》課程中開設(shè)試驗(yàn)可以使學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)遇到的問題，全面提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

目前，我國《失效分析》課程中基本沒有開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。原有的案例教學(xué)方式也是教師根據(jù)以往的失效實(shí)例進(jìn)行講解和介紹，學(xué)生也只是停留在某個(gè)零件的失效分析思路上，往往沒有自己的思路?！妒Х治觥氛n程實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，采用“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際的失效零件和自己所學(xué)的知識(shí)，提出自己的分析思路，利用各種分析手段，最終解決實(shí)際問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。學(xué)生針對(duì)失效的零件，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)及技能進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果提出失效分析方案。學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行研究。這一過程不但強(qiáng)化了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，通過這一過程還培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力。失效分析進(jìn)行過程中，各個(gè)步驟相互關(guān)聯(lián)，任一環(huán)節(jié)的失誤都將影響最終的分析結(jié)果，因此這一過程還能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為學(xué)生今后從事科研工作或者實(shí)際生產(chǎn)問題的解決打下了良好的基礎(chǔ)。

2.案例、問題、項(xiàng)目和課題的研討式教學(xué)。工科教育中大一與大二主要進(jìn)行的是基礎(chǔ)知識(shí)的講解，大三及大四進(jìn)入專業(yè)課程的學(xué)習(xí)后，除了知識(shí)的介紹還應(yīng)對(duì)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力及分析能力進(jìn)行培養(yǎng)，由于工科大學(xué)生最終面向的是工廠及企業(yè)，所以還要注重對(duì)他們利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。

著名教育家杜威曾經(jīng)說過：最好的教學(xué)，就是牢牢記住學(xué)校教材和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)二者相互聯(lián)系的必要性，使學(xué)生養(yǎng)成一種態(tài)度，習(xí)慣于尋找這兩方面的接觸點(diǎn)和相互的聯(lián)系。在這種思想的指引下，課堂上教師的教學(xué)內(nèi)容可以包含典型的案例、科研項(xiàng)目及課題中的問題，對(duì)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(xué)生在課堂上進(jìn)行討論，有些問題可以讓學(xué)生在課下查閱相關(guān)的資料后，分析問題，然后進(jìn)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(yè)結(jié)合，問題解決的同時(shí)也使學(xué)生具備了實(shí)際的工作技能，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作以及相互交流的能力。

3.根據(jù)學(xué)校環(huán)境，創(chuàng)辦有自身特色的失效分析課程。在保證《失效分析》課程教學(xué)的同時(shí)，由于我校開設(shè)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(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)的前身是金屬熱處理專業(yè)，因此原有《失效分析》的內(nèi)容主要側(cè)重于金屬材料，尤其是煤礦機(jī)械在熱處理過程中的失效。在2004年材料學(xué)院成立后，在原有專業(yè)的基礎(chǔ)上相繼開設(shè)了材料成型、高分子材料及無機(jī)非金屬專業(yè)，因此《失效分析》的內(nèi)容也根據(jù)不同專業(yè)相繼擴(kuò)展到鑄、鍛、焊及機(jī)加工過程中零件的失效，電子元器件的失效以及人工關(guān)節(jié)材料的失效等。

（二）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革

以往的《失效分析》課程沒有開設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，主要是通過授課教師案例的講授或者其他課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)獲得基本的實(shí)驗(yàn)技能。在教學(xué)過程中由于學(xué)時(shí)的限制和實(shí)驗(yàn)條件的不足，任課教師只是簡(jiǎn)單的介紹一些常用的實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)步驟，使學(xué)生缺乏感性的認(rèn)識(shí)，往往出現(xiàn)上課的時(shí)候?qū)W生聽的非常明白，而到實(shí)際應(yīng)用時(shí)不知如何下手的狀況。根據(jù)這種現(xiàn)象，在新版的教學(xué)計(jì)劃中，《失效分析》課程開設(shè)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)手及解決實(shí)際問題的能力。

1.以實(shí)驗(yàn)為核心，建立認(rèn)識(shí)、認(rèn)知、升華的實(shí)驗(yàn)體系?；谂囵B(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題能力培養(yǎng)的目標(biāo)，《失效分析》課程開設(shè)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)為失效分析故障樹的建樹與應(yīng)用，采用手工分析和計(jì)算機(jī)繪制故障樹圖的方式完成實(shí)驗(yàn);第二個(gè)實(shí)驗(yàn)為失效分析基本方法中的宏觀分析法，通過實(shí)際失效件及其斷口的宏觀分析;第三個(gè)實(shí)驗(yàn)為具體零件的失效分析，采用各種實(shí)驗(yàn)方法，分析零件失效的原因。通過這樣的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步建立起對(duì)失效分析的認(rèn)識(shí)、認(rèn)知和升華的實(shí)驗(yàn)體系。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性，采用具體的失效零件，讓學(xué)生根據(jù)失效模式提出問題，根據(jù)問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

2.以實(shí)際問題為核心，建立綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。將《失效分析》實(shí)驗(yàn)課與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來，學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)及技能的同時(shí)，由于接觸了大量的現(xiàn)場(chǎng)問題，也可以大大提高工科大學(xué)生的實(shí)踐能力。由于開放性的教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)過程，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。失效分析實(shí)驗(yàn)中所用零件均來自工廠企業(yè)失效的零件，其失效過程復(fù)雜，其失效原因的分析具有很強(qiáng)的探索性和研究性，由于這些失效零件來自于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，分析具有針對(duì)性，分析過程中學(xué)生不僅能了零件的使用環(huán)境，而且能了解零件的選材、加工、使用以及維護(hù)過程。這樣的實(shí)驗(yàn)過程激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠使學(xué)生積極的思考，發(fā)揮自己的聰明才智，尋找機(jī)械零件失效的原因。通過這一過程的鍛煉，學(xué)生的科研能力得到提高，也學(xué)會(huì)了失效分析的方法。

3.以生產(chǎn)實(shí)際為核心，建立實(shí)驗(yàn)基地?！妒Х治觥肥且婚T實(shí)用性很強(qiáng)的課程，這就要求學(xué)生具有很強(qiáng)的理論聯(lián)系實(shí)際的能力。失效分析實(shí)踐教學(xué)體系的建立要求我國高校與工廠企業(yè)要有緊密的聯(lián)系，由于大部分工廠企業(yè)對(duì)失效分析不夠重視，導(dǎo)致高校與企業(yè)脫鉤，高校失效分析工作的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱的現(xiàn)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?cè)谝院蟮姆治鲞^程中，在保證分析質(zhì)量的同時(shí)，盡量留下較多的失效零件，給失效分析課程提供更多的實(shí)驗(yàn)素材，建立《失效分析》課程的實(shí)驗(yàn)基地。

三、結(jié)束語

《失效分析》課程建設(shè)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(xué)過程中，我們應(yīng)該借鑒和總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)課程的授課模式，并大膽的改革與創(chuàng)新。通過對(duì)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革，能夠提高材料專業(yè)本科生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，能夠在工作中獨(dú)當(dāng)一面，解決今后工作和學(xué)習(xí)中遇到的難題。

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