《重庆工学院院报》188期电子版(1、4版面)1_JPG
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《民法典》绿色原则在生态环境损害赔偿中的司法适用
!"!!年#月$%&'!"!!重庆工商大学学报!社会科学版"()*&+,-)./0)+123+14560+)-)17,+89*:3+5::;+3<5&:3=7!>)63,->635+65?83=3)+"第@A 卷第!期B )-'@ACD )'!8)3!E"'@AFA G H I 3::+'EFJ!K "LAM'!"!!'"!'""!收稿日期!!"!EK"AK EL C 基金项目!!"EA 年国家社会科学基金重大项目!EAcR $EJ""#中华民族伟大复兴视域下民族事务治理法治化研究$C 作者简介!宋才发!EAL@&"'湖北省武穴市人%法学博士'二级教授'贵州民族大学特聘教授(博士生导师'主要从事民族法学研究)C 本文引用格式!宋才发I -民法典.绿色原则在生态环境损害赔偿中的司法适用*(+I 重庆工商大学学报!社会科学版"'!"!!'@A !!",EJN !FI )民法典*绿色原则在生态环境损害赔偿中的司法适用宋才发!贵州民族大学C 法学院'贵阳CLL""!L "摘要!*民法典+是一部以*宪法+为根本遵循#以绿色原则为基本指引的%固根本$稳预期$利长远&的基础性法律#绿色发展的生产生活方式#已成为中国!E 世纪的时代主题'确立绿色原则体系是民法典的使命担当#绿色原则是新时代生态文明建设的支撑点#确立了新时代的价值判断准则#为私益与公益奠立了双重保护原则'绿色原则为环境资源保护提供了民法依据#规范了义务约定和强制使用路径#绿色法定义务是对合同制度的创新与调整#侵权责任为生态环境损害拓展了权利救济空间'*民法典+绿色原则保护生态环境的路径是)绿色原则为生态环境诉讼提供制度基础#为侵权责任制度全面实施提供法治保障#为惩治破坏生态环境的行为提供损害赔偿依据#是推行生态环境损害修复与赔偿的司法保障'关键词!民法典(绿色原则(生态环境(司法适用(损害赔偿(权利救济中图分类号!R A!@CCC 文献标志码!$CCC 文章编号!EFJ!K "LAM "!"!!#"!K ""EJK E"-中华人民共和国民法典.!以下简称-民法典."是一部以绿色原则为指引的#固根本(稳预期(利长远$*E +的基础性法律)推行低碳(环保(绿色发展的生产生活方式'已成为!E 世纪中国的时代主题)-民法典.作为公民(社会组织权利保障与行为方式塑造的基本法'把绿色条款载入其中使之成为#绿色原则$'最基本的目的就是要实现环境保护与生态平衡发展)把绿色原则确立为民事活动的基本原则'不仅在我国民法立法史上是首次'在世界民事立法史上也是首创)一 民法典 关于绿色原则的基本内涵"一#确立绿色原则体系是民法典的使命担当传统民法理论是工业文明时代的产物'它始终坚持#人是万物的尺度$的理念'存在着人与自然关系重庆工商大学学报 社会科学版 第@A卷紧张的内在缺陷'是导致现代生态环境危机的理论根源和制度根源)要创制契合生态文明发展要求的绿色原则'就必须摆脱有碍于生态文明建设条条框框的束缚'从思想观念上克服传统民法理论的内生性缺陷)-中华人民共和国宪法.!以下简称-宪法."在#序言$中强调'要把我国建设成为#富强(民主(文明(和谐(美丽的现代化强国$)在习近平同志提出的#创新(协调(绿色(开放(共享$*!+的发展理念中'#绿色发展$凸显了生态环境保护的重大战略意义)-民法典.依据-宪法.规定'不仅把资源合理利用和生态保护作为基本价值追求'而且把环境资源的生态价值和人格利益属性纳入民法保护体系的范畴)新时代#绿色发展$理念所指的#自然$'是人与自然和谐发展的自然'构成了人与自然之间互融互通的生命共同体)-民法典.采纳和延续了-民法总则.这一和谐共生的理念和立法原则)如果单纯从#全面节约资源$ #社会成本最小化社会财富最大化$的视角理解和适用绿色原则*@+'是有违或背离立法初衷的过度解读) -民法典.第九条的规定'实质上从立法上明确了#绿色原则$是民事活动领域的基本原则'是公民从事民事活动的基本准则'有利于构建生态文明下人与自然的和谐关系)严格来说'-民法典.第九条的规定'并不存在#两个原则$抑或#双重面向$的解释空间)因为这里所论及的#资源$'理应理解为生态系统构成要素'具有直接环境意义上的自然资源的意蕴)-民法典.确立绿色原则体系'既是-民法典.在新时代的使命担当'也体现中国为构建人类命运共同体所承担的历史使命)-民法典.绿色原则体系'从法律上确立了人与自然新的价值判断标准'蕴含着科学完整的生态价值理念)它强调要协调好经济社会发展与生态安全的关系'从#节约利用资源$和#保护生态环境$两个方面确立民事领域#私益$和#公益$双重保护机制)-民法典.绿色原则体系和功能机制为我国新时代国民经济和社会发展框定了环境权益的民法保护范围'为民生领域实现#节约利用资源$#物尽其用$提供了强有力的民法依据)二 绿色原则是生态文明建设的法治保障绿色原则是贯穿-民法典.始终的一条主线)-民法典.所涵盖的全部内容'是对现实经济社会生活的真实记载和科学表达'承载着厚重而深刻的时代烙印)作为母法和国家根本大法的-宪法.'为-民法典.绿色原则确立了根本遵循和立法依据)-民法典.确立的#绿色原则$'是贯彻落实-宪法.战略目标的必然选择'是具有法律约束力(价值判断性的义务性规范)我国是一个有超E#亿人口的发展中国家'生态环境保护得好'人人都是受益者%保护得不好'人人都是受害者%漠视对生态环境的保护抑或放松警觉'也可能成为意料不到的危害者)为了维护生态环境公益免受人为的损害'广大民众有权力(有责任以公民个人名义或组织名义'向人民法院提起#生态环境诉讼$请求)从诉讼分类来说'生态环境诉讼是一种典型的公益诉讼)我国诉讼程序法规定'#原告能提出哪些诉讼请求'取决于原告能否找到支撑这些诉讼请求的请求权规范)如果没有请求权规范'原告所提出的诉讼请求就得不到法律的支持'当然也就无法得到法官的赞同)$*#+-民法典.第一百三十二条规定,#民事主体不得滥用民事权利损害国家利益(社会公共利益或者他人合法权益)$*L+这条规定实质上构成了绿色适用规则的基础'绿色原则因之而成为新时代生态文明建设的支撑点)绿色原则是一条贯穿于-民法典.始终的主线'使-环境保护法.条款与-民法典.绿色条款相辅相成'直接体现为新时代生态文明建设的法律制度和规则)三 绿色原则确立了新时代的价值判断准则在-民法典.第三编#合同$的第四章#合同的履行$中'第五百零九条第三款规定,#当事人在履行合同过程中'应当避免浪费资源(污染环境和破坏生态)$*L+-民法典.第五百零九条把绿色义务单列为第三第!期宋才发)*民法典+绿色原则在生态环境损害赔偿中的司法适用款'从合同法体系看'它实质上是履行合同的绿色附随义务'附随义务在性质上为法定义务*F+)必须深刻认识到#-民法典.合同编的绿色条款'并没有触及合同法的核心制度'不管是绿色附随义务(旧物回收义务还是绿色包装义务'在合同法中都仅具有附属性甚至边缘性地位'而合同效力规则(合同解释规则等相对更核心的合同法制度中并未体现绿色原则的要求'与合同法绿色化的制度设想仍有差距)$*J+-民法典.绿色附随义务'是对合同附随义务的进一步扩展'其扩展范围适用于与资源环境有关的合同'体现了绿色原则对合同履行活动的约束'是新时代合同履行应遵循的基本价值导向'从事实上确立了新时代的价值判断准则*M+)生态破坏和环境污染是经济活动过于频繁(对有限资源过度利用的#副产品$'这种严重后果#在目前的经济技术水平下难以完全消除'只能进行利益衡量'不能走向两个极端'既不能过于强调1环境优先2'也不能过于强调1经济优先2$*A+)民法典以宪法规定为根本遵循(以绿色原则为具体指引'以相关环境资源法律为配套'构建民法典绿色条款规则和价值判断标准)从一定意义上说'民法基本原则是指#各种民事行为(民事立法和司法活动的根本准则)作为民法的基本原则'绿色原则是具有法律约束力(价值性判断的指导性和义务性规范$*E"+'它能够从法律源头上规范民事主体的民事活动'坚守节约利用资源(保护生态环境的可持续发展理念)四 绿色原则为私益与公益奠立双重保护原则-民法典.#物权编$的绿色制度'具有直接保护环境私益和间接保障环境公益的双重功能)对前者来说'-民法典.从法律制度和立法原则上为环境私益提供了多层次的法律保护)#对后者来说'-民法典.通过对自然资源国家所有权的重申和用益物权行使的环保约束'为环境公益保障提供正(反两方面激励*EE+$)在环境私益法律保障方面'-民法典.#物权编$第二百八十八至二百九十六条'对居民日常生活中的用水(排水(通风(采光(日照以及污染物质排放等相邻关系做出规定'确立了保护居民生活环境的底线*E!+)在环境公益法律保障方面'-民法典.第二百零九条(二百二十四条和二百二十五条等'#确认并扩展了宪法有关国有资源的范围'把重要环境要素纳入国有资源范畴'并重申1国家所有即全民所有2'为从全民利益(公众需要角度分配(管理和保护这些重要资源奠定了根基$*E@+)-民法典.从保护稀缺资源和生态环境的原则出发'在尊重民事主体契约自由的前提下'对某些合同行为进行必要的#绿色干预$)这种#绿色干预$完全是基于环境公共利益考量的'即使是合同自由和契约自由'也要受到生态环境保护目标的制约)相对于民法体系中自愿原则和平等原则这些体现个人本位和价值追求的基本原则而言' -民法典.绿色原则在本质上是一个超越个人本位'从社会本位出发的(兼顾公益和私益双重保护的法律原则)它从立法上明晰了环境资源的生态价值'指引-民法典.各分则以专门法的方式确立了环境生态领域特殊侵权行为规则和侵权行为制度的内涵)譬如'我国是一个土地资源稀缺的国家'农村土地!主要指耕地"既是发展农业生产(#把饭碗牢牢地端在自己手里$极为重要的稀缺资源'也是农民群众修建住宅和其他生活设施不可或缺的土地资源'必须像爱护眼珠子一样珍惜每一寸土地)所以'-民法典.第二百四十四条规定,#国家对耕地实行特殊保护'严格限制农用地转为建设用地'控制建设用地总量)不得违反法律规定的权限和程序征收集体所有的土地)$*L+-民法典.第二百八十六条规定了业主修建建筑物应当节约使用土地资源(履行生态环境保护义务'以及不履行法定义务所应承担的法律责任)这就要求土地利用人不得违反-民法典.绿色原则的法律规定'擅自把用于种粮的承包土地改为非农建设用地%依法获得建设用地使用权的权利人'必须合理使用其建设用地使用权'严格履行节约使用土地资源(自觉保重庆工商大学学报 社会科学版 第@A卷护生态环境的法定义务%政府因国家建设需要征收征用土地'不得违背绿色原则规定侵害物权人的合法权益)在基层法院的司法审判实践中'#法官要准确把握物尽其用与绿色使用的关系)不仅需要通过各种物权制度充分实现物的效用'促进各种资源的有效利用'还要保证物的利用符合资源节约和生态环境保护的需要'避免在物的利用过程中损害自然资源利益(生态环境利益和他人生态环境权益)$*E#+二 民法典 绿色原则在司法实践中的适用一 绿色原则为环境资源保护提供民法依据#原则$与#规则$在基本涵义上是有根本区别的'两者的根本区别在于'#原则$蕴含着某种或多种价值取向)譬如'民事法律上的基本原则具有价值宣示(补充说理和规范补充三大基本功能)#绿色原则$作为-民法典.的基本原则'#其司法适用的实效性主要体现在功能实效性上)$*EL+在环境公益诉讼司法实践中'生态环境的公益性既体现为受益主体的公共性'又体现为诉讼目的的公益性'因而往往成为阻挠和#排除原告利益$的理由)*EF+这种从基层法院暴露和反映出来的观点与做法'严格来说'其做法是欠妥当的'其观点是值得商榷的)因为#排除原告利益$的做法'在本质上会动摇人们对其自身权利基础的正确认识)*#+-民法典.绿色原则的规定为环境资源保护提供了民法依据)要确保生态环境公益诉讼的良性运行和判决结果的公正性'就需要构建对原告必要和合理的诉讼支持制度)比如'诉讼费用可以一部分由国家负担'另一部分由社会分担)即'诉讼费用的主要部分由国家公共财政负担'生态环境公益诉讼社会保险分担当事人的费用'同时依法免除原告的诉讼负担并分散诉讼风险)*#+建立和完善私人原告胜诉奖励机制'包括公益诉讼基金与保险制度(费用减免制度(法律援助制度等一系列制度体系'是保障和维护生态环境公益得以实现的有效举措)为了鼓励社会公众积极参与保护环境公共利益'需要从立法上设置相关的精神表彰和物质奖励制度)-环境保护法.第十一条规定#对保护和改善环境有显著成绩的单位和个人'由人民政府给予奖励)$*EJ+-中华人民共和国水污染防治法.等单行环境保护法律也在各自的法律文本中做出了相类似的激励规定)当下迫切需要把这些散落在各种法律文本中的奖励制度和实施机制延伸到生态环境公益诉讼制度体系当中去'同时还需要从制度保障和法律体系上设置和健全侵害责任追究机制'凡属于私人起诉主体遭受被告方打击报复的'可以向人民法院申请法律救济)二 绿色原则规范义务约定和强制使用路径在节约利用资源和保护生态环境双重任务下'-民法典.对合同关系的规范要求和法律约束力主要是通过法律强制性规定来实现的'这就需要把强制性规定引入合同领域)有关合同绿色义务'既可以经过当事人约定而成为约定义务'也可以通过法定义务方式来实现)以约定方式促进合同绿色义务的实现'符合合同法的未来发展方向'约定绿色义务是当事人合作以保护环境(落实民法绿色原则的具体途径)对合同绿色义务的约定可以排除司法裁量'直接确定履行标准以及违反的责任)*EM+民法上当事人的合同绿色义务规范'需要经过司法程序的强制性体现出来)由于裁判机关是以行为规范作为其裁判标准的'故行为规范在逻辑上同时为裁判规范)*EA+合同绿色条款尽管没有直接规定当事人义务的内容'但可以在具体情形中经过合理性权衡'使之成为可操作的义务*M+)实现物尽其用既是-民法典.#物权编$立法的宗旨'也是法律对物的使用者的义务约定)-民法典.第三百二十二条规定,#因加工(附合(混合而第!期宋才发)*民法典+绿色原则在生态环境损害赔偿中的司法适用产生的物的归属'有约定的'按照约定%没有约定或者约定不明确的'依照法律规定%法律没有规定的'按照充分发挥物的效用以及保护无过错当事人的原则确定)因一方当事人的过错或者确定物的归属造成另一方当事人损害的'应当给予赔偿或者补偿)$*L+在法律缺乏相应具体规范的时候'人民法院和法官在穷尽规则的前提下'才能把-民法典.规定的#绿色原则$在审判中直接类推适用'即'-民法典.规定的绿色原则'只能作为法官裁判说理的补充依据'而不能单独作为司法审判依据予以适用)三 绿色法定义务是对合同制度的创新与调整-民法典.#合同编$有关绿色条款的规定'事实上带来了绿色硬约束和尊重意思自治之间的冲突)合同法是调整平等民事主体之间彼此交易关系的法律规范'它强调和突出的是民事主体的契约自由'坚持和体现私法领域的意思自治原则)而-民法典.的绿色条款突出和体现的是公法价值'对因生态环境造成严重损害的合同'从法律效力上予以否定性的价值评价)譬如'-最高人民法院关于审理矿业权纠纷案件适用法律若干问题的解释.第十八条指出,#当事人约定在自然保护区(风景名胜区(重点生态功能区(生态环境敏感区和脆弱区等区域内勘察开采矿产资源'违反法律(行政法规强制性规定'损害环境公共利益的'应依法认定合同无效)$*!"+当然'也不是所有的违反绿色规定的合同一概无效)-民法典.第六百一十九条规定,#出卖人应当按照约定的包装方式交付标的物)对包装方式没有约定或者约定不明确'依据本法第五百一十条的规定仍不能确定的'应当按照通用的方式包装%没有通用方式的'应当采取足以保护标的物且有利于节约资源(保护生态环境的包装方式)$*L+该法条规定了合同当事人必须严格履行绿色法定义务'采取足以保护标的物体现绿色环保的包装方式)当合同执行进入终止阶段后'还必须依据-民法典.第五百五十八条的规定'根据交易习惯履行旧物回收等义务*L+)-民法典.的这条法律规定'正是基于绿色发展(生态环境保护的原则'对传统合同制度做出的创新与调整'以法律规定的硬约束方式规范合同当事人的行为)在合同#附随义务$方面'-民法典.增加了#当事人在履行合同过程中'应当避免浪费资源(污染环境和破坏生态$*L+的规定)绿色#附随义务$规定'实际上突破了传统合同的相对性'不再只是限定于履行合同的双方当事人之间'凡参与其中的民事主体只要违反了绿色规定的'就要承担恢复生态抑或赔偿损失的责任)四 侵权责任为生态环境损害拓展了权利救济空间新中国成立以来陆续出台的法律'到目前为止还没有对生态环境损害概念做出规范的界定)-生态环境损害赔偿制度改革方案.所使用的定义'即#生态环境损害是指因污染环境(破坏生态造成大气(地表水(地下水(土壤(森林等环境要素和植被(动物(微生物要素的不利改变'以及上述要素构成的生态系统功能退化)$*!E+-民法典.把生态环境损害纳入民法救济范畴'通过立法的方式促使环境公共利益成为我国-民法典.的保护对象'这是提起生态环境民事公益诉讼的实体法依据)-民法典.#侵权责任编$的绿色制度规定'#在权利救济的范围(程度和方式三个方面进行了创新'具体体现为,引入生态破坏责任以扩张权利救济范围%增设环境侵权惩罚性赔偿制度以拓深权利救济程度%创设生态环境损害赔偿责任机制'为1绿色诉讼2确立请求权基础'通过规定衔接条款以拓展权利救济方式)$*!!+一旦发生#侵权行为危及他人人身(财产安全的'被侵权人有权请求侵权人承担停止侵害(排除妨碍(消除危险等侵权责任)$*L+受害人还有权请求侵权人在合理期限内承担修复责任)第一千二百三十五条规定了生态环境损害赔偿的具体范围)对生态环境损害赔偿的救济方式'实行#修复优先$的环境治理理念'可以说#生态环境损重庆工商大学学报 社会科学版 第@A卷害修复$和#生态环境损害赔偿$制度是民法典的新亮点)-民法典.第一千二百三十二条规定,#侵权人违反法律规定故意污染环境(破坏生态造成严重后果的'被侵权人有权请求相应的惩罚性赔偿)$*L+这里所论及的#惩罚性赔偿$'#是指行为人恶意实施某种行为'或者对该行为有重大过失时'以对行为人实施惩罚和追求一般抑制效果为目的'法院在判令行为人支付通常赔偿金的同时'还可以判令行为人支付受害人高于实际损失的赔偿金)$*!@+-民法典.规定的惩罚性赔偿制度'#是由法庭所做出的赔偿数额超过实际损害数额的赔偿'具有补偿受害人遭受的损失(惩罚和遏制不法行为等多重功能)$*!#+#利用私法机制实现本应由公法担当惩罚与威慑目的的特殊惩罚制度'是一种旨在惩罚准犯罪行为的私法制度$)*!L+其目的和功能指向公法'实施方式和实施程序又偏向于私法*!F+)这既是对传统侵权法理的更新和制度创新'又是对绿色原则要求的严格落实'具有实现大规模生态环境侵权救济的功能)-民法典.规定的惩罚性赔偿制度'体现了!E世纪的时代特色和中国特色'吸收了党的十八大以来生态文明建设的制度成果'是一项前所未有的(创造性的法律制度*!!+)三 民法典 绿色原则保护生态环境的路径一 绿色原则为生态环境诉讼提供制度基础-民法典.从生态环境保护的实际情况出发'旗帜鲜明地把绿色原则规定为民法基本原则)绿色原则具有明确的社会导向性和倾向性)绿色原则扩展到了人与自然的关系)-民法典.#侵权责任编$为民法典绿色原则有效衔接生态环境保护法奠定了制度基础'完善了环境私益侵权责任和环境公益侵权责任的责任体系)由于生态环境损害属于对公共利益的损害'往往不容易认定哪个人或哪些人就是#被侵权人$'故需要由相应的国家机关或社会组织行使请求权)归纳起来'在我国能够行使环境公益诉讼请求权的主体有四大类,一是-民事诉讼法.第五十五条第一款所列法律规定的机关*!J+%二是-民事诉讼法.第五十五条第一款所列法律规定的有关组织*!J+%三是-民事诉讼法.第五十五条第二款所规定的人民检察院*!J+%四是根据中共中央办公厅(国务院办公厅-生态环境损害赔偿制度改革方案.的规定'国务院授权的省级(市地级人民政府及其指定的部门(机构'受国务院委托代行全民所有自然资源资产所有权的部门)*!M+为了遏制对环境资源和生态环境的人为破坏'-民法典.提高了对环境侵权行为的违法成本代价'以列第七章为#环境污染和生态破坏责任$专章形式'对环境污染和生态破坏的侵权责任实行#零容忍$*!!+)-民法典.第一千二百二十九条把污染环境(破坏生态作为环境侵权的具体类型'规定了侵权行为者应当承担的侵权责任'扩大了环境侵权责任的规制类型与范围'为生态环境公益诉讼提供制度基础*!A+)从法律区分的视角看'有关民法典基本原则类型的划分'归纳起来主要有两大区别,一是#一般法律思想$与#概括条款$之间的区别*@"+%二是#体制原则$与#限制原则$之间的区别*@E+)从法律适用的视角看'#体制原则$与#限制原则$两者之间的区别主要体现在规范作用的方式和规范作用的范围上)绿色原则属于体制限制性原则'从体制原则视角看'#体制性原则是民法的立身之本'体现民法的永恒追求'对所宣示价值的保障和实现没有止境'其功能从使违反者遭受不利后果的1反面禁止2到使遵守者获得倾斜保护的1正向激励2'是一种1没有最好'只有更好2的设计)在法律作用范围上'几乎适用于一切民事领域'具有所谓1效力贯彻始终性2)$*@"+从环境司法实践视角看'在当下和未来相当长的一段时间内'。
几种常见油罐液位计的性能特点及选用
注 ! " 为介质温度 # ! 为介质密度
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第 _e 卷 恢复正常了。
重庆工业高等专科学校学报 “03K836>98.3A59B5?9AF” G H638HI JJJJJJJJ
第_期
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收稿日期： 566! > "6 > "?
作者简介： 王鹏举 @ ";?; > A ， 男， 山西长治人， 硕士生， 主要从事油气储运工程控制技术及其系统研究。
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王鹏飞， 李著信， 方
雪： 几种常见油罐液位计的性能特点及选用 “询问脉冲” “返回脉冲” 冲” ， 测定 和 的周期便可知道 液位的变化。 因此， 磁致式液位计是以浮子为测量元 件通过磁耦合的变化传递到指示器， 使指示器能够 清晰地指示出液位的高度， 液位计配备有液位报警 器和液位变送器。 报警器可实现液位的上下限控制 及极限报警， 液位变送器可以将液位的变化转换成 一定强度的电流信号。 该液位计使用特点如下： 故维护量小， 安装比较简 $可动部分只有浮子， 单， 精度也比较高 8 （粘 但不适合重质 !可测量介质的液位和温度， ） 度大 油品的测量 8 经常出现安装时的底部 " 在工程实际安装时， 固定问题， 而且越长的测量范围， 实际安装越复杂 8 #价格非常高昂。 $% 9 超声波液位计 罐外用超声波液位计由主机、 探头、 金属结构件 它主要是用于对铁路罐车、 汽车罐车及 ! 部分组成， 卧式罐等的液位测量。 超声波液位计原理是采用了 超声波在罐外穿透罐壁及液体的方法， 通过接收液 体表面回波信号， 测出液面高度。 这种液位计采用 发射功率大， 接收灵敏 9$":;< 晶振和专制晶闸管， 度较高， 能接收到 " 次穿透金属罐壁与液体后反射 回的超声波信息； 具有液位超上限和低于下限的声 光报警， 防震、 防腐、 防雷、 防爆性能良好； 主机电源 设计先进， 保证主机工作电流为 $:=， 防止多出电 压共用地线出现对液晶屏幕干扰现象发生， 超声波 液位计通过了高低温、 振动、 运输进程和防电磁干扰 试验， 保证在我国地理环境复杂的条件下正常使用。 罐外用超声波液位计尤其适用于铁路罐车液体充装 过程中的充装量多少的监督控制， 保证用户向罐内 充装的液体容量控制在铁路罐车安全运输容量， 但 是其高昂的价格目前很难实现普及应用。
混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响_丁晴
第４９卷第２期２０１５年２月浙 江 大 学 学 报（工学版）Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．４９Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２０１５收稿日期：２０１３－１１－１２．浙江大学学报（工学版）网址：ｗｗｗ．ｊｏｕｒｎａｌｓ．ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ／ｅｎｇ基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７６１５９）；中国博士后科学基金资助项目（２０１２Ｍ５１１３６２，２０１３Ｔ６０５８９）．作者简介：丁晴（１９８９），女，硕士生，从事热物性测试研究．Ｅ－ｍａｉｌ：５１５９６１１０５＠ｑｑ．ｃｏｍ通信联系人：范利武，男，副教授．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｗｕｆａｎ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎＤＯＩ：１０．３７８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－９７３Ｘ．２０１５．０２．０２０混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响丁 晴１，方 昕１，范利武１，程冠华２，俞自涛１，胡亚才１（１．浙江大学热工与动力系统研究所，浙江杭州３１００２７；２．浙江省能源与核技术应用研究院，浙江杭州３１００１２）摘 要：为了研究混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响，制备以碳纳米管和银（或氧化铝）纳米颗粒为二元混合填料的有机类复合相变材料．采用瞬态平面热源法导热仪对复合相变材料在室温下固态时的有效导热系数进行测试．研究中综合考虑填料总加载量、碳纳米管／纳米颗粒的配比以及基底相变材料对复合相变材料有效导热系数的影响．实验结果表明，碳纳米管和纳米颗粒填料之间是互相抑制的，混合纳米填料所导致的复合相变材料导热系数增长甚至低于仅添加单一碳纳米管或纳米颗粒时的效果．在本研究所关注的较低的总加载量下（最高体积分数为１．５％），尚不足以构建出能够实现混合填料协同效果的有效导热网络．纳米填料分布的微观表征图片证实，虽然混合填料各自的分布都较为均匀，但导热机理的差异和较高的界面热阻使得不同纳米填料之间无法体现出理想的协同效应，反而导致当单一纳米填料之间的导热通路被破坏时会呈现出反效果．关键词：相变储热；复合相变材料；混合纳米填料；导热系数；协同效应中图分类号：ＴＫ １２４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８－９７３Ｘ（２０１５）０２－３３０－０６Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓＤＩＮＧ Ｑｉｎｇ１，ＦＡＮＧ Ｘｉｎ１，ＦＡＮ Ｌｉ－ｗｕ１，ＣＨＥＮＧ Ｇｕａｎ－ｈｕａ２，ＹＵ Ｚｉ－ｔａｏ１，ＨＵ Ｙａ－ｃａｉ １（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＰＣＭｓ），ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＰＣＭｓ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ａｎｄ ｓｉｌｖｅｒ（ｏｒ ａｌｕｍｉｎａ）ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｓ ｂｉｎａｒｙ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｉｎｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｐｌａｎｅ ｓｏｕｒｃｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｌｏａｄｉｎｇ，ｒａｔｉｏ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｔｏ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ａｎｄ ｂａｓｅ ＰＣＭｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＰＣＭｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ．Ｉｔ ｗａｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ ａｎｄ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｃｔ ａｇａｉｎｓｔ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ．Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＰＣＭｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ ｉｓ ｅｖｅｎ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｐｕｒｅ ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｏｒ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗ ｔｏｔａｌ ｌｏａｄｉｎｇｓ（ｕｐ ｔｏ １．５ｖｏｌ％）ｏｆ ｔｈｅ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ ａｒｅ ｎｏｔｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｏ ｌｅａｄ ｔｏ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｈｅａｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｔｈｉｓ ｗａｓ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｂｙ ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｉｍａｇｅｓ ｔａｋｅｎ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ．Ｄｅｓｐｉｔｅ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｆａｉｒｌｙ ｕｎｉｆｏｒｍ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｏｆ ｔｈｅ ｈｙｂｒｉｄ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｒｅｄ ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｓｉｍｉｌａｒ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ ｉｓ ａｂｓｅｎｔ ａｓ ａｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅｉｒ ｈｅａｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｈｉｇｈ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｃｃｕｒｓ ｉｎｓｔｅａｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｐａｔｈｓ ａｒｅ ｂｌｏｃｋｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ｅａｃｈｔｙｐｅ ｏｆ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｈｙｂｒｉｄ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ；ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ 热能通常伴随着各种能源转换和利用过程，是生产生活中最普遍而且可以直接利用的重要能源形式之一．对热能进行存储是提高能源综合利用效率的有效手段．在不考虑化学反应的情况下，储热技术可以分为显热和潜热２大类．后者是利用材料在发生相变（通常是固液相变）时所吸收的大量潜热来实现的，具有储热密度大、储／释热过程温差小等显著优点，因而成为储热研究与应用的重要方向［１］．常见相变材料（如水和石蜡等）导热系数较低的缺陷是制约投入实际应用的瓶颈之一．为改善这一问题，人们首先尝试将泡沫金属、翅片等宏观的延伸表面结构引入到相变储热系统中，以提高相变材料的导热性能［２］．另一方面，通过在相变材料中分散入微细的高导热填料形成具有较高有效导热系数的复合相变材料可望成为一种新的解决方案［３］．早期研究中所采用的填料主要为微米尺度的金属粉末、碳纤维和膨胀石墨等，并逐渐朝着更微细的纳米材料发展．具有极高导热系数和高长径比的碳纳米管更是成为了相关研究中的主角［４－１１］．研究人员还尝试使用二元混合纳米填料以进一步提升单一碳纳米管填料对复合材料导热系数的提升效果，所涉及的第２类纳米填料主要有氮化钛、碳化硅、氮化硼、氧化铝、氮化铝、氧化硅和银等多种金属／氧化物／氮化物纳米颗粒［１２－１８］．研究发现第２种纳米颗粒可以很好地分散在碳纳米管形成的网络空隙中，并能够在一定程度上降低制备过程中含有单一碳纳米管时所产生的高黏度，有效地避免颗粒的团聚现象［１３－１４］．结果显示，由于碳纳米管和纳米颗粒之间的协同作用，采用混合纳米填料可以得到比单一碳纳米管更好的导热强化效果［１３－１４，１６，１８］．然而相关尝试目前主要集中在以树脂为主要基底材料的复合热界面材料和以水为主要基液的纳米流体研究中，在文献中尚未见报道混合纳米填料应用于复合相变材料的研究．因此，本文以石蜡和十四醇为基底相变材料，制备了含碳纳米管加银纳米颗粒以及碳纳米管加氧化铝纳米颗粒等具有不同二元混合填料的复合相变材料．在不同的填料配比、总加载量以及填料和基底相变材料的条件下，结合纳米填料在复合相变材料中的微观分布特征，探讨了混合纳米填料对复合相变材料有效导热系数的影响规律．１ 实验测量１．１ 实验材料研究中选用的相变材料为有机类的石蜡和十四醇．纳米填料为多壁碳纳米管（以下简称为碳管）、银纳米颗粒和氧化铝纳米颗粒．以上各实验材料的来源和特征参数如表１所示，其中ｗ为质量分数．表１ 实验材料及其特征参数Ｔａｂ．１ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ实验材料生产厂家特征参数切片石蜡阿拉丁试剂熔点：５８～６０℃十四醇阿拉丁试剂熔点：约４０℃多壁碳纳米管中国科学院成都有机化学有限公司长度：０．５～２μｍ直径：８～１５ｎｍ纯度：ｗ＞９５％银纳米颗粒杭州万景新材料有限公司平均粒径：８０ｎｍ纯度：ｗ＞９９％氧化铝纳米颗粒上海超威纳米科技有限公司平均粒径：１００ｎｍ纯度：ｗ＞９９％ 利用扫描电子显微镜对所购买的纳米填料的尺寸进行了表征．如图１所示，各纳米填料在原始状态下都发生了明显的团聚．碳管的真实直径约为１５ｎｍ，与厂家的标称值较为一致（见表１）．银和氧化铝纳米颗粒的直径则分别约为１００和２００ｎｍ．银纳米颗粒的尺寸与标称值较为接近，而氧化铝纳米颗粒的尺寸则明显大于标称值，这与其团聚现象较为严重有关．１．２ 试样制备研究中采用的实验材料均在购买后直接使用，未经过进一步的化学提纯．各纳米填料在使用前均在真空干燥箱中先干燥１２ｈ以上．复合相变材料材料的制备采用的是典型的“两步法”，即首先将一定量的纳米填料加入预先加热到熔融状态（液态）的基底相变材料中，然后依次进行１５ｍｉｎ的磁力搅拌和３０ｍｉｎ较大功率的超声振荡从而得到分散得较为均匀的液态相变材料混合物．以上整个分散过程中相变材料的温度均控制在高于其熔点的范围内以保持熔融状态．然后将分散好的液态混合物浇入直径为３ｃｍ、高度为１．５ｃｍ的圆柱形模具中，待样品完全凝固并冷却至室温并后即完成了复合相变材料１３３第２期丁晴，等：混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响图１ 纳米填料的扫描电镜图片Ｆｉｇ．１ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ的制样．依据上述制样过程，在本研究中首先制备了基于石蜡和不同碳管／银纳米颗粒配比的复合相变材料试样，其总加载量（体积分数）最高为１．５％．然后在固定总加载量（１．０％）的情况下，又分别制备了基于十四醇以及采用碳管／氧化铝纳米颗粒为混合填料的复合相变材料．文中所有用到的体积分数均为从质量分数换算而来，计算中对石蜡、十四醇、碳纳米管、银纳米颗粒以及氧化铝纳米颗粒的密度分别取０．８５、０．８２、２．６２、１０．５０以及３．６０ｇ／ｃｍ３．为了简化本研究中对导热系数变化的分析，在试样制备过程中并未使用任何分散剂．同时为保证实验结果的可重复性，对每个试样均制作了３个批次的样品进行平行测试．１．３ 导热系数测量采用基于瞬态平面热源法的Ｈｏｔ Ｄｉｓｋ热物性分析测试仪（ＴＰＳ ２５００Ｓ）对复合相变材料的有效导热系数进行测试．测试中选择的探头为７５７７型聚酰亚胺薄膜探头，其加热平面的直径为２．００１ｍｍ．仪器在使用前通过乙二醇标准样进行了标定，其测量误差小于３％．根据该仪器的测量原理，对每个试样均需要２块相同的样品进行测试．探头夹在２块样品间形成紧密的夹层结构，周围包裹以泡沫塑料进行保温．本研究中的所有测试均在室温（２０±１℃）下进行，即所测量的是复合相变材料固态时的有效导热系数，并未考虑温度的影响．经过多次试验，测量时探头的输出功率保持在５０ｍＷ，测试时间均为５ｓ．如上所述，对于每个试样均在独立样品上进行了３次平行实验，而每个独立实验中均连续测量了５次．２ 结果与讨论２．１ 混合填料配比和总添加量的影响采用的纯石蜡在室温下固态的导热系数测量值为０．２６４Ｗ／（ｍ·Ｋ）．石蜡基复合相变材料导热系数ｋ随混合纳米填料（碳管和银纳米颗粒）配比的变化关系如图２所示．表中ＸＣＮＴｓ为碳管占总加载量（φ）的比例，显然ＸＣＮＴｓ＝１和０分别代表只添加碳管和其他纳米颗粒的极端情形．图２ 石蜡基复合相变材料导热系数随碳管和银纳米颗粒配比的变化Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐａｒａｆｆｉｎ－ｂａｓｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｓ ａ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏ－ｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ａｎｄｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ图中给出的每个数据点都是３次平行测试所得到的平均值，而３个批次结果与平均值之差的最大值则作为测量误差．所有样品在实验前分别使用上下表面进行导热系数的测试且所得相对偏差均小于１％，说明纳米填料在试样中的梯度分布对于实验结２３３浙 江 大 学 学 报（工学版） 第４９卷 果的影响是可以忽略的．从图中可以看出，对于不同的总加载量，曲线都呈现出相似的两头高中间低的形式，说明混合纳米填料对石蜡导热系数的提升要低于单一种类的纳米填料．当总加载量φ＝１％，ＸＣＮＴｓ＝０．３时，复合相变材料的导热系数为０．２７１Ｗ／（ｍ．Ｋ），仅比纯石蜡提高了不到３％，远低于只添加碳管的１６．３％和银纳米颗粒的２１．７％的提升效果，而银纳米颗粒的提升效果还要好于碳管．在ＸＣＮＴｓ＝０．１附近，复合相变材料的导热系数相比单一银纳米颗粒的情况有显著的降低，说明加入少量的碳管反而起到了反效果，具体的协同作用机理将在后文中结合纳米填料分布的微观表征进行分析．这一反效果在较高的总加载量下变得更加明显．随着ＸＣＮＴｓ的增大，复合相变材料的导热系数缓慢升高并逐渐趋近于仅添加单一碳管时的导热系数．图３ 石蜡基复合相变材料导热系数随碳管和银纳米颗粒总加载量的变化Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐａｒａｆｆｉｎ－ｂａｓｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｓ ａ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｔｏｔａｌｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ａｎｄ ｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ如图３所示为在３个典型的固定配比下（ＸＣＮＴｓ＝０、０．３和１）复合相变材料导热系数随总加载量的变化．随着纳米填料总加载量的增加，复合相变材料的导热系数近似线性增长．相对于单一填料的２种情形，采用混合纳米填料的复合相变材料的导热系数测量值的误差范围略大，而且其变化规律也不平稳．从图３中的比较可以更清晰地看出，银纳米颗粒的强化效果要好于碳管．含有混合纳米填料（ＸＣＮＴｓ＝０．３）的复合相变材料的导热系数明显低于只添加单一材料的情况，并且随着总加载量的提升，差距逐渐拉大．这一结果与文献中所报道的混合纳米填料的提升效果高于单一碳管相悖，已有的工作普遍认为，第２类纳米填料的加入可以有助于碳管在复合材料中形成高效的导热网络［１３－１４，１６，１８］．显然，这一协同作用的产生取决于能否在复合材料中构筑起导热网络．从文献中的结果看，通常需要较大的总加载量（大于２０％［１６，１８］）才能在复合材料中形成有效的导热网络．然而本研究中所关注的纳米填料总加载量（最高１．５％）相对要低得多，可能是无法形成导热网络从而也无法得到理想的混合填料协同强化效果的原因．另一方面，对于复合相变材料而言，受循环相变时材料的稳定性以及有效储热密度的制约，其填料的加载量不可能像复合热界面材料一样提升到很高的程度．因此混合填料这一思路可能比较难于在复合相变材料领域得到实施．２．２ 纳米填料和相变材料种类的影响总加载量保持为１％，用氧化铝纳米颗粒替代银纳米颗粒后得到的石蜡基复合相变材料的导热系数如图４所示．从图４中可以看出，因为氧化铝自身的导热系数要低于银，所以只含氧化铝纳米颗粒的复合相变材料的导热系数要低于同样加载量下只添加银纳米颗粒的情形，而且也要略低于仅添加碳管的情形．添加碳管／氧化铝纳米颗粒的复合相变材料导热系数随其配比的变化较为平缓，并未出现采用银纳米颗粒时在ＸＣＮＴｓ值较低时的骤降现象．这可能是由于氧化铝纳米颗粒中的导热以声子传递为主，与碳纳米管相同，故二者之间协同效果相对较好；而银纳米颗粒中的导热以自由电子为主，导热机理的不匹配使得其混合填料之间有较大的界面热阻．此外，图４中对应于氧化铝纳米颗粒的曲线在ＸＣＮＴｓ＝０．６处出现了局部最小值．考虑到不同批次样品制作过程中存在一定的纳米颗粒分布不均匀性和不一致性，作者认为这一现象主要来源于不同样品的制样误差（参见图４中所示的误差范围）．图４ 纳米填料种类对石蜡基复合相变材料导热系数的影响Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃ－ｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐａｒａｆｆｉｎ－ｂａｓｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ仍旧以碳管和银纳米颗粒作为混合填料，本研究中还采用十四醇作为相变材料替代石蜡制备了复３３３第２期丁晴，等：混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响合相变材料．由于基底相变材料发生了改变，复合相变材料导热系数的绝对值无法进行直接比较，故采用相对增长率Ｋ来比较提升效果，其定义为Ｋ＝（ｋ－ｋ０）／ｋ０（１）式中：ｋ０为基底相变材料的导热系数．通过式（１）计算得到的石蜡基和十四醇基复合相变材料（总加载量为１％）的导热系数随混合纳米填料配比的变化如图５所示．显然，由于相变材料本身性质的不同，在同一加载量下十四醇基复合相变材料的导热系数整体高于石蜡基的复合相变材料．这是因为十四醇属于醇类，而石蜡属于烷烃类混合物，二者晶体结构的差异会导致纳米颗粒与晶体间的界面热阻产生较大的区别．纳米颗粒本身的形状和尺寸也会造成凝固时晶体沿着不同方向的生长，从而造成不同的导热强化效果．但同时２种基底下的导热系数随ＸＣＮＴｓ的变化趋势却保持一致，说明在不同的基底相变材料中，相同的混合纳米填料对复合相变材料导热系数相对变化的影响规律是相同的．这一规律主要受到纳米填料微观分布的影响，而与基底相变材料的选择没有直接关系．图５ 相变材料的种类对复合相变材料导热系数的影响Ｆｉｇ．５ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｂａｓｅ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｎｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ２．３ 混合填料协同作用的机理分析对于复合相变材料而言，纳米填料的加入使得其内部的导热体现出微／纳米尺度传热的特点，从而影响到宏观的热物性．为进一步分析不同配比下混合填料间的协同作用机理，对纳米填料在复合相变材料中的微观分布形式进行了表征．为了更真实的反应纳米填料在复合相变材料中的分布情况，本文采用聚乙烯为基底添加碳管和银纳米颗粒形成复合材料，通过液氮冷却、折断、再蚀刻的处理得到含有混合纳米填料的样品，并对不同配比下的样品进行了表征．图６（ａ）、（ｂ）分别是配比为ＸＣＮＴｓ＝０．３和图６ 混合纳米填料分布形态的微观表征Ｆｉｇ．６ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓ ｏｆｈｙｂｒｉｄ ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｓＸＣＮＴｓ＝０．８时的扫描电镜图（总体积分数为１％）．结果显示，加载量的高低造成了纳米颗粒在相变材料中不同的分布特征，银纳米颗粒在比例较高时（ＸＣＮＴｓ＝０．３）出现了较为明显的团聚现象，虽然该情况下复合相变材料中银纳米颗粒占较大比重，但其间分布的碳管从空间却上阻碍了银纳米颗粒形成导热通路，造成了相较于只含单一银纳米颗粒的样品更低的导热系数（见图６（ａ））．随着碳管添加比例的提高，导热系数提升的主导因素也从银纳米颗粒向碳管转移．此时银纳米颗粒的团聚程度逐渐减弱，并呈现出零星点缀在碳管周围的分布（见图６（ｂ））．银纳米颗粒的引入使得原本只含碳管的样品内部产生了更剧烈的声子散射，增大了纳米填料间的固－固接触热阻，导致了添加混合填料样品的导热系数同样小于只含有碳管的情况．３ 结 语本研究在改变混合纳米填料的种类、配比和总加载量以及基底相变材料等多种工况下，对二元混合填料（其中之一为碳管）对复合相变材料导热系数的影响进行了较为系统性地分析．实验结果表明，碳管和金属／氧化物纳米颗粒之间是相互抑制的，采用混合填料所得的导热系数提升甚至低于单一碳管或４３３浙 江 大 学 学 报（工学版） 第４９卷 者纳米颗粒的效果．这一结果与文献中所报道的混合填料的协同作用相悖．其原因主要是因为本研究所关注的混合填料的总加载量较低（最高为１．５％），尚不足以在复合相变材料中形成有效的导热网络，故而也无法体现混合填料的协同作用；而纳米填料之间导热机理的差异以及较高的界面热阻等综合作用，最终使得混合填料互相抑制了导热系数的强化效果．此外，由于纳米颗粒的密度和形态的不同，在复合相变材料凝固过程中会产生不同速度和不同方向的迁移，也是造成２种纳米填料空间分布不均匀的重要原因，同样会阻碍导热网络的形成并极大地增加界面热阻，从而无法得到预期的协同效果．然而，由于本研究中仅采用简单的物理分散方法得到随机的纳米填料分布，所得的结论有一定的局限性．此外，从几何构型来看，一维碳纳米管和三维球形纳米颗粒较难形成导热网络，并且导热网络的形成还与几何构成单元的尺寸密切相关．因此，对于不同几何形状和尺寸的混合纳米填料的研究（如采用较易形成网络的二维石墨烯材料）将是相关研究的未来发展方向之一．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＦＡＲＩＤ Ｍ Ｍ，ＫＨＵＤＨＡＩＲ Ａ Ｍ，ＲＡＺＡＣＫ Ｓ Ａ Ｋ，ｅｔａｌ．Ａ ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ：ｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅ－ｍｅｎｔ，２００４，４５（９／１０）：１５９７－１６１５．［２］ＦＡＮ Ｌｉｗｕ，ＫＨＯＤＡＤＡＤＩ Ｊ Ｍ．Ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒ－ｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ：Ａ ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ａｎｄ ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ，２０１１，１５（１）：２４－４６．［３］ＫＨＯＤＡＤＡＤＩ Ｊ Ｍ，ＦＡＮ Ｌｉ－ｗｕ，ＢＡＢＡＥＩ Ｈ．Ｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ｂａｓｅｄ ｃｏｌｌｏｉ－ｄａｌ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ａｓ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ：Ａ ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ａｎｄＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ，２０１３，２４：４１８－４４４．［４］ＳＨＡＩＫＨ Ｓ，ＬＡＦＤＩ Ｋ，ＨＡＬＬＩＮＡＮ Ｋ．Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ－ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｌａｔｅｎｔ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００８，１０３（９）：０９４－３０２．［５］ＷＡＮＧ Ｊｉ－ｆｅｎ，ＸＩＥ Ｈｕａ－ｑｉｎｇ，ＸＩＮ Ｚｈｏｎｇ．Ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｅａｔ ｓｔｏｒａｇｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｍｕｌｔｉ－ｗａｌｌｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ－ｉｃｓ，２００８，１０４（１１）：１１３－５３７．［６］ＷＡＮＧ Ｊｉ－ｆｅｎ，ＸＩＥ Ｈｕａ－ｑｉｎｇ，ＸＩＮ Ｚｈｏｎｇ．Ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐａｒａｆｆｉｎ ｂａｓｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｍｕｌ－ｔｉｗａｌｌｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ，２００９，４８８（１／２）：３９－４２．［７］ＺＥＮＧ Ｊｕ－ｌａｎ，ＣＡＯ Ｚｈｏｎｇ，ＹＡＮＧ Ｄａｏ－ｗｕ，ｅｔ ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＭＷＮＴｓ ｏｎ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｅｎｔｈａｌｐｙ ａｎｄ ｔｈｅｒ－ｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ ｏｒｇａｎｉｃ ＰＣＭ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ，２００９，９５（２）：５０７－５１２．［８］ＷＡＮＧ Ｊｉ－ｆｅｎ，ＸＩＥ Ｈｕａ－ｑｉｎｇ，ＸＩＮ Ｚｈｏｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｅｎｈａｎ－ｃｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐａｌｍｉｔｉｃ ａｃｉｄ ｂａｓｅ ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｉｔｈ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ａｓ ｆｉｌｌｅｒｓ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ，２０１０，８４（２）：３３９－３４４．［９］ＷＡＮＧ Ｊｉ－ｆｅｎ，ＸＩＥ Ｈｕａ－ｑｉｎｇ，ＸＩＮ Ｚｈｏｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｉｎ－ｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐａｌｍｉｔｉｃ ａｃｉｄ ｂｙ ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２０１０，４８（１４）：３９７９－３９８６．［１０］ＣＵＩ Ｙａｎ－ｂｉｎ，ＬＩＵ Ｃａｉ－ｈｏｎｇ，ＨＵ Ｓｈａｎ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅ ｅｘ－ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｆｉｂｅｒ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ，２０１１，９５（４）：１２０８－１２１２．［１１］ＪＩＮ Ｐｅｉ－ｊｕｎ，ＳＵＮ Ｈｕａｎ－ｈｕａｎ，ＺＨＯＮＧ Ｙｕｎ－ｘｉａ，ｅｔ ａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ ｂｙ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１２，８１（２２）：１４０－１４５．［１２］ＪＩＡＮＧ Ｌｉｎ－ｑｉｎ，ＧＡＯ Ｌｉａｎ．Ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ ｍｕｌｔｉｗａｌｌｅｄ ｃａｒ－ｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ－ｔｉｔａｎｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ ｅｎ－ｈａｎｃｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００８，３４（１）：２３１－２３５．［１３］ＹＡＮＧ Ｋａｉ，ＧＵ Ｍｉｎｇ－ｙｕａｎ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃ－ｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｈｙｂｒｉｄ ｆｉｌｌｅｒ ｓｙｓ－ｔｅｍ ｏｆ ｔｒｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｍｉｎｅ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ ｍｕｌｔｉ－ｗａｌｌｅｄ ｃａｒ－ｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ／ｓｉｌａｎｅ－ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｎａｎｏ－ｓｉｚｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ｐａｒｔ Ａ，２０１０，４１（２）：２１５－２２１．［１４］ＴＥＮＧ Ｃｈｉｈ－ｃｈｕｎ，ＭＡ Ｃｈｅｎ－ｃｈｉ Ｍ，ＣＨＩＯＵ Ｋｕｏ－ｃｈａｎ，ｅｔ ａｌ．Ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ａｎｄｍｕｌｔｉ－ｗａｌｌｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃ－ｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，２０１１，１２６（３）：７２２－７２８．［１５］ＩＭ Ｈ，ＫＩＭ Ｊ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ａｌ２Ｏ３ｄｏｐｅｄ ｍｕｌｔｉ－ｗａｌｌｅｄｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆＡｌ２Ｏ３／ｅｐｏｘｙ ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）ｃｏｍ－ｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２０１１，４９（１１）：３５０３－３５０１．［１６］ＭＡ Ａｉ－ｊｉｅ，ＣＨＥＮ Ｗｅｉ－ｘｉｎｇ，ＨＯＵ Ｙｏｎｇ－ｇａｎｇ．Ｅｎ－ｈａｎｃｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈＭＷＣＮＴｓ／ＡｌＮ ｈｙｂｒｉｄ ｆｉｌｌｅｒ［Ｊ］．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｔｅｃｈ－ｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，５１（１５）：１５７８－１５８２．［１７］ＭＯＨＡＭＭＡＤＡＬＩ Ｂ，ＡＬＩＭＯＲＡＤ Ｒ，ＤＡＶＯＯＤ Ｒ，ｅｔ ａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｉｌｉｃａ／ｍｕｌｔｉｗａｌｌ ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｈｙｂｒｉｄ ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｎａｎｏｆｌｕｉｄｓ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍｏ－ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ，２０１２，５４９：８７－９４．［１８］ＣＨＥＮ Ｌｉ－ｆｅｉ，ＹＵ Ｗｅｉ，ＸＩＥ Ｈｕａ－ｑｉｎｇ．Ｅｎｈａｎｃｅｄｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｎａｎｏｆｌｕｉｄｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ａｇ／ＭＷＮＴ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，２３１：１８－２０．５３３第２期丁晴，等：混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响。
导体在静电场中的问题讨论_赵升频
X收稿日期:2007-09-01作者简介:赵升频(1970)),男,陕西宁强人,讲师,主要从事大学物理实验研究.=数理化科学>导体在静电场中的问题讨论X赵升频(陕西理工学院物理系,陕西汉中 723003)摘要:介绍了导体内电荷的运动情况,指出在解决导体在静电场中的问题时需要解决感应电荷的分布和静电场的分布两大问题,并通过例题,讨论了在有导体存在时的静电场中,当导体接地时感应电荷、电场强度的分布问题.关 键 词:静电感应;静电平衡;导体;接地中图分类号:O 441.1 文献标识码:A文章编号:1671-0924(2007)11-0091-03Discussions on Conductor in Electrostatic FieldZ HA O S heng 2pin(Department of Physics,Shaanxi University of Techno logy,Hanzhong 723003,China)Abstract:This paper introduces the motion of electric charges in conductors,and points out that it is nec 2essary to solve the tw o problems of induced charge distribution and electrostatic field distribution when solv 2ing problems of conductors in electrostatic fields.With e xamples,this paper discusses the distribution of induced charge and electric 2field intensity w hen the conductors earth in the electrostatic field.Key words:electrostatic induction;electrostatic equilibrium;conductor;earthing 导体中存在大量可以自由运动的电荷.当导体处于静电场 E 0中时,导体中的自由电荷将受静电场力而发生定向运动,从而导致导体中的电荷重新分布,即发生静电感应现象.这些重新分布的电荷(感应电荷)在导体内部会产生1个与原电场方向相反的附加电场 E 0,这样导体内部的电场强度 E 将是 E 0和 E c 的叠加.开始,当 E c < E 0时,导体内的电场强度不会为零,但随着电荷的不断发生定向移动,使得 E c 增大,这一过程一直延续到E =0为止.这时导体内的电荷不再作定向移动,导体将处于静电感平衡状态[1].处于静电平衡的导体上的感应电荷,不仅会在导体内部产生附加电场,在导体外也会产生电场,从而影响原来电场的分布.也就是说,静电场中由于导体的存在,原来的静电场和导体将相互影响:原来静电场使得导体上的电荷重新分布,重新分布的感应电荷又影响着原来电场的分布.因而,在处理导体在静电场中的问题时,需要解决两大问题:¹感应电荷的分布问题;º静电场的分布问题.一般在解决这类问题时,可供使用的基本第21卷 第11期Vol.21 No.11重庆工学院学报(自然科学版)Journal of Chongqing Institu te o f Technolo gy(Natural Science Edition)2007年11月Nov.2007理论依据有:¹静电场中的基本规律,如电场叠加原理、电势叠加原理、高斯定理、环路定理等.º导体的静电平衡条件,用电场强度表述:当导体处于静电平衡时,导体内场强处处为零;当导体处于静电平衡时,导体表面电场强度的方向处处与导体表面垂直.用电势表述:当导体处于静电平衡时,导体内为等势体;当导体处于静电平衡时,导体表面为等势面.»电荷守恒律,即对于处于孤立系的导体而言,其正负电荷总量保持不变[2].但是,处理导体在静电场中的问题中,还有一类特殊问题,即导体接地问题.对于这类问题,容易使用一个错误观点,认为接地后导体上的电荷通过导线导入大地,使得导体上的电荷为0.本文中将通过例题对这一问题作以讨论.例题1如图1所示,在真空中将半径为R 的金属球接地,在与球心O 相距为r (r >R)处放置一点电荷q,不计接地导线上的电荷影响,求金属球表面上的感应电荷总量.图1 例题1对于例题1,一种错误观点认为,由于导体球接地,因而感应电荷通过导体导入大地,导体球上的感应电荷总量为0.其实,导体接地,满足一个条件,那就是电势为0.解:设金属球表面的感应电荷总量为q c ,根据静电平衡时感应电荷分布特征,感应电荷只分布于导体表面,即q c 全部分布于导体表面.所以感应电荷在球心处产生的电势为:V 1=q c 4PE 0R而点电荷q 在O 处产生的电势为:V 2=q4PE 0r又根据导体接地的特点:导体电势为0.而导体处于静电平衡时,导体为一等势体,即球心O 处亦为0,即:V 0=0根据电势叠加原理知:V 0=V 1+V 2即:q c 4PE 0R +q4PE 0r =0所以:q c =-R rq例题2如图2所示,在一半径为R 1=6.0c m 的金属球A 外面套一个金属球壳B.已知球壳B 内、外半径分别为R 2=8.0cm,R 3=10.0cm.设A 球带有总电荷Q A =3.0@10-8C,球壳B 带有总电荷Q B =2.0@10-8C.求:1)球壳B 内、外表面上所带的电荷及球A 和球B 的电势;2)将球壳B 接地后断开,再把金属球A 接地,求金属球A 和球壳B 内外表面所带的电荷及球A 和球壳B 的电势.分析:第1)问中,导体壳B 为孤立系,电荷守恒,利用静电场的基本规律即可求得金属球A 和导体壳B 上的电荷分布规律.第2)问中,由于存在接地问题,就容易产生一种错误的观点:认为接地就导致导体上的电荷导入大地而电荷总量为0.事实上,接地只有一个条件,即哪个导体接地,那个导体电势为0.图2 例题2解:1)设B 球壳内、外表面的电荷分别为Q BN ,Q BW对B 有电荷守恒得:Q B =Q BN +Q BW(1)由静电平衡条件知,金属球壳B 内部电场为零.在金属球壳B 内部作高斯面,由高斯定理得:Q B N +Q A =0(2)92重庆工学院学报由式(1)和式(2)得:Q BN=-Q A=- 3.0@10-8C Q BW=Q A+Q B=5.0@10-8C 由电势叠加原理知:V A=Q A4PE0(1R1-1R2)+Q A+Q B4PE0R3V B=Q BW4PE0R3=Q A+Q B4PE0R3代入数据得:V A=5.6@103V V B=4.5@103V2)设将B接地后,B球壳的内、外表面的电荷分别为Q B N c,Q B W c,则由静电平衡条件及高斯定理知:Q B N c+Q A=0(3)由于B接地,所以:V B=0=Q B W c4PE0R3(4)由式(3)和式(4)得:Q BN c=-Q A=- 3.0@10-8C,Q B W c=0当将B断开,将A接地后,又设金属球A的电荷为Q A d,B球壳内、外表面的电荷为Q BN d,Q BW d.对B由电荷守恒定律得:Q BN d+Q BW d=Q BN c(5)由静电平衡条件及高斯定理得:Q BN d+Q A d=0(6)又因为金属球A接地,所以:V A d=Q A d4PE0(1R1-1R2)+Q B W d4PE0R3=0(7)由式(5)~(7)得:Q A d=-R1R2R2R3-R1R3+R1R2Q BN cQ B N d=R1R2R2R3-R1R3+R1R2Q BN cQ BW d=R2R3-R1R3R2R3-R1R3+R1R2Q BN c代入数据得:Q A d=2.12@10-8C,Q BN d=- 2.12@10-8C,Q BW d=-0.88@10-8C由电势叠加原理得:V B d=Q B W d4PE0R3代入数据得:V B d=-7.92@103V结论:由以上2个例题可以看出,例题1中金属球接地,但计算结果金属球表面电荷总量并不为0,例题2的第2)问中,最后将金属球A接地,但金属球A的电荷总量并不为0.由此,在处理静电场中的导体接地问题中,只能利用接地后电势为0这一性质,而不能认为接地后电荷总量为0.当然有时接地后电荷总量确实为0,但那只是由电势为0得出的一种特例.参考文献:[1]马文蔚.物理学:中册[M].4版.北京:高等教育出版社,1999.[2]赵凯华,陈熙谋.新概念物理教程:电磁学分册[M].北京:高等教育出版社,2003.(责任编辑刘舸)93赵升频:导体在静电场中的问题讨论。
高职院校“双带头人”基层党支部创新建设——“773”党建工作模式探索与实践周渝庆
高职院校“双带头人”基层党支部创新建设 ——“773”党建工作模式探索与实践周渝庆发布时间：2023-06-17T02:08:51.291Z 来源：《时代教育》2023年7期作者：周渝庆[导读] 针对高职院校教师党支部书记“双带头人”队伍存在的短板和薄弱环节，重庆工业职业技术学院智造技术教研室党支部以全国样板支部品牌为中心，积极开展新时代高校党建示范创建和质量创优工作，深入推进“三全育人”综合改革，落实立德树人根本任务，聚焦“七个有力”，突出“七个抓好”，打造“三型”支部，提出“773”党建工作模式并应用于实践，取得了较好成效。
重庆工业职业技术学院重庆渝北区 401120摘要：针对高职院校教师党支部书记“双带头人”队伍存在的短板和薄弱环节，重庆工业职业技术学院智造技术教研室党支部以全国样板支部品牌为中心，积极开展新时代高校党建示范创建和质量创优工作，深入推进“三全育人”综合改革，落实立德树人根本任务，聚焦“七个有力”，突出“七个抓好”，打造“三型”支部，提出“773”党建工作模式并应用于实践，取得了较好成效。
关键词：高职；“双带头人”；“773”党建工作模式一、“双带头人”工作室建设的意义如何加强新形势下教师党支部的建设，筑牢党的建设基础，是事关高职院校党建和思想政治工作全局的重大课题。
“双带头人”工作室的建设在建立健全高职院校教师党支部建设责任体系，示范引领高职院校教师党支部释放内生活力，恐固提升高职院校教师党支部书记履职能力等方面起到了十分重要的作用。
为了不断提升 “双带头人”党支部书记的整体素质和工作积极性，各高职院校对于“双带头人”从各个方面给予重视，通过示范培训、集中轮训、重点培训等方法对“双带头人”进行培训；制定工作手册、工作指导手册、考核办法等文件来推进“双带头人”党支部的标准化建设。
文章结合高职院校党员教师队伍现状，整理出了“773”党建工作模式，实践证明这些手段切实有效，推进了“双带头人”党支部的建设。
中职学校“工学结合”学生工作行为评价研究
１ 究工具 。本文选用 问卷作 为研 究工具 ， ． 研 设计李 克 特量表 （ ｉｅ ｃｌ） Ｌｋｎ ｓａ 对与 预期 和新进 员工 的工作 行 ｅ 为相 比，企业对工学 结合学生 的工作行 为表现 的评 价 进行测量 。 ①量 表的编制。 问卷 主要包括 与期 望表现和 新 近员 工工作表现相 比的两部 分调查 问题 。对 于预期 表 现这 部分 问题 ， 一共 设计 了２ 道题 ， ０ 均与企业期 望员 工达到 的工作行 为要求相关 。对于与 新近员工工 作表 现相 比的问题 ，本 文参考工学 结合学 生在企业 实习时 企业所 关注 的学生工 作行为 内容 自行设计 了工学 结合 学 生工 作行为评 价量表 ，通过 被访者对 各测量项 目在 以企业新进员 工的平均表 现情况 为参 照 ，｝ 量 出企业 贝 ０
泳俱乐部 的营销方式过于单一 ， 宣传力度太小 。嘉兴市 游泳俱乐部 的分布不够合 理基本都集 中在市 区 ，农村 城镇 的游泳俱乐 部极少分 布。这会严 重限制农 村体育
的发展 。因为现在嘉兴市的农村地 区河水污染严重 ， 再 加上安全 因素现在农村 的小孩都不会 游泳 。如果在农 村或者 附近的镇上办一个 游泳俱乐部 那将会 出现一个 双赢的局面 。
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５游泳俱乐部 的营销手段 。 ． 嘉兴市游泳俱乐部 的营
的私人或个体 占了比较 大的 比例 ，基 本能适应 市场 的 发展 ， 是数 量不 够 ， 以满 足人们 全 民健身 的需 要 。 但 难 嘉兴市游泳俱乐 部还缺乏 专业 的管理 人才 ，对 游泳俱
游泳装备 ； ④包场 。支出主要有合同租金 、 电费 、 水 消毒
思想政治理论课第二课堂教学的意义和内容
磁 收稿日期：２００８－０３－１０基金项目：广东省高校思想政治教育课题“思想政治理论课第二课堂教学”（２００７ＣＹ０３６）。
作者简介：毛克明（１９６７—），男，江苏高邮人，中山大学历史系博士研究生，广东警官学院理论部副教授，主要从事晚清民国时期的广东社会研究。
思想政治理论课第二课堂教学的意义和内容磁毛克明１，２（１．中山大学历史系，广州 ５１０２７５；２．广东警官学院，广州 ５１０２３０）摘要：介绍思想政治理论课第二课堂的特点及其对提高大学生思想政治素质的作用，指出第二课堂坚持学习科学文化与加强思想修养的统一、学习书本知识与投身社会实践的统一、实现自身价值与服务祖国人民的统一、树立远大理想与进行艰苦奋斗的统一，通过专题讲座、社团活动、社会调查、图书馆等形式，已成为思想政治理论课教学的延续和补充。
关 键 词：思想政治理论课；第二课堂；教学内容中图分类号：Ｇ６４２ 文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９２４（２００８）０７－０１８５－０４ 胡锦涛总书记在党的十七大报告中强调指出：“要全面贯彻党的教育方针，坚持育人为本、德育为先，实施素质教育，提高教育现代化水平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人，办好人民满意的教育。
”为了实现这一目标，我们开展了思想政治理论课第二课堂教学的探索。
对大学生深入广泛地进行了爱国主义、集体主义、社会主义和艰苦创业精神教育、科学文化素质教育、艺术修养教育、身体心理健康教育等系列教育活动，形成了以培养和提高大学生综合素质为目的的思想政治理论课第二课堂教学内容体系，促进了大学生综合素质的提高。
１ 思想政治理论课第二课堂开设的必要性 思想政治理论课第二课堂，是指在思想政治理论课教学大纲规定的范围以外，由学生自愿参加的形式多样、内容丰富的教学活动总称。
由于思想政治理论课第二课堂具有形式多样、内容丰富、主旨明确的特点，在思想政治理论课的辅助教学中具有极其重要的意义。
１．１ 有利于解决大学生信仰教育中存在的障碍。