材料环境行为
纳米材料的环境行为及生态效应研究

纳米材料的环境行为及生态效应研究一、引言随着纳米材料的广泛应用,环境和生态效应成为了研究的热点问题。
纳米材料具有独特的物理化学性质,那么它们在自然环境中会发生什么样的行为呢?这篇文章将介绍纳米材料的环境行为以及在环境中的生态效应,并探讨现有研究中的问题和挑战。
二、纳米材料的环境行为纳米材料在自然环境中表现出与微米或更大颗粒不同的行为。
由于小尺寸、高比表面积和表面反应等因素的影响,纳米材料对环境的影响可能会更加显著。
因此,了解纳米材料在环境中的行为对于评估其生态效应至关重要。
1.稳定性纳米材料在环境中的行为高度依赖于其物理和化学稳定性。
物理稳定性影响其分散状态和剪切力,能够影响其在环境中的行为。
化学稳定性影响其重组和显露的可溶性,同时 also影响了其在环境中与其他物质的相互作用。
2.吸附和沉积纳米材料在环境中的行为主要是依靠吸附和沉积来体现。
吸附会影响纳米材料的迁移、分布和生态效应。
它受到吸附材料、相对湿度和物理化学性质等因素的影响。
与吸附不同,沉积是纳米材料突破大气边界层并进入土壤、淡水和海水等矿质介质的过程。
沉积速率高度依赖于纳米材料的物理和化学性质以及介质的性质,如pH值、离子强度和类型等。
3.溶解纳米材料与环境中的溶液相互作用时可能会出现溶解现象。
该过程仅限于些溶于水或其他液体中的纳米材料。
纳米颗粒的溶解速率可能会影响其在环境中的行为和人体健康状况。
三、纳米材料的生态效应纳米材料对环境和生态系统有着多种影响。
它们通过改变自然系统中的化学、生物和物理过程影响生态系统的功能,改变整个系统的生物多样性和韧性。
以下是一些典型的生态效应。
1.生物毒性由于纳米材料的高比表面积和大量的表面,它们可能会表现出更强的生物毒性。
孟买大学的研究显示,银纳米颗粒会对某些植物造成不良影响,干扰其生长和发育。
此外,纳米材料可能会通过生物积累引入食物链并影响食物的安全性。
2.影响生态系统纳米材料的作用不仅仅局限于某个层面或单一环境领域,其可能对整个生态系统造成严重影响。
浅谈材料与环境对小班幼儿建构游戏行为的影响.

案例背景:在小班区域游戏中,建构区是孩子非常喜欢的地方。
建构区中色彩鲜艳、形状各异,各种不同材质的积木非常吸引孩子。
同时,建构游戏对孩子运用不同材料表达和表现生活,培养和提高想象力和创造力,都具有非常重要的意义。
游戏是儿童不可缺少的基本活动。
它是儿童,尤其是学前儿童活动和学习的基本形式,也是儿童的基本权利。
瑞士心理学家皮亚杰从认知发展的角度指出,游戏是儿童认知机能活动的反映,游戏既能满足儿童情感和智慧发展的需要,又能使头脑中的认知结构(即表象格式)得到练习和发展的机会,促进认知的发展。
新精神分析的代表人物埃里克森认为,游戏在儿童生活中占据重要地位,是自我的重要机能。
游戏在解决各种矛盾中体现出自我教育和自我治疗的功能,有助于儿童认识世界和克服心理危机。
游戏对儿童心理发展和健康具有无可替代的发展效应。
苏联心理学家维果茨基认为,游戏是幼儿的主导活动。
游戏是儿童依据自己的想象构建各种虚假情景的创造性活动,反映着社会文化对儿童的影响。
我国的老一辈儿童心理学家、幼儿教育家陈鹤琴指出:“小孩子是生来好动的,以游戏为生命的。
”幼儿的原则就是“游戏就是工作,工作就是游戏”。
在《上海市学前教育课程指南》中也指出,游戏活动是一种基于0~6岁儿童内在需要的自发自主性活动,在幼儿园课程中占有十分重要的地位。
游戏不仅是幼儿身心发展水平的反映,也对促进幼儿身心发展有重要的价值。
游戏对于幼儿身心发展的重要作用,已被所有的学前教育工作者所认同。
但是在实际工作中,教师应该如何创设游戏环境,如何介入幼儿游戏,如何自然、不着痕迹地对幼儿的游戏进行指导,却是令教师煞费脑筋的问题。
从自身的带班经历中,我发现,起初的一个月,孩子们在建构区玩时,兴趣很高,但是拼搭的物品却不尽人意。
孩子们在最初的五分钟里,能够非常认真投入地进行拼搭,各自搭着自己设计的房子,形状不一。
但是不一会儿孩子们将积木全部用完了,开始实行“拆房子”再“拼搭”。
于是,满地的积木堆积在区域中,孩子们又开始玩弄着某一个形状的积木,有的咬在嘴中,有的把积木放在屁股地下。
生态环境个人现实表现材料

生态环境个人现实表现材料人与自然环境的关系一直以来都备受关注。
随着环境污染越来越严重,保护生态环境已经成为当务之急。
然而,在当今社会中,个人对于生态环境的认识和行为也值得我们关注。
本文将通过介绍个人现实表现的材料来探讨生态环境个人现实表现的问题。
材料一:马路上的垃圾近期,我注意到马路上垃圾的问题越来越严重。
有些人随手扔垃圾,根本不在意垃圾对环境的影响。
我曾目睹过一个行人随手把纸屑扔在地上,而当时垃圾桶就在不远处。
这种行为不仅破坏了城市的美观,还污染了环境。
保持地方的整洁需要每个人的共同努力,只有这样才能为我们的城市创造一个绿色、美丽的环境。
材料二:过度开采的矿山近期,我关注了一个新闻报道,介绍了某个地区的大规模矿山开采对环境造成的损害。
在这个地区,过度开采带来了山体滑坡、水源污染等问题。
矿山开采不仅破坏了环境平衡,还影响了周边居民的生活质量。
当地政府和企业应该意识到环境保护的重要性,并采取措施来减少对生态环境的破坏。
材料三:乱砍滥伐的森林在我国的一些地区,乱砍滥伐的问题也很严重。
森林作为生态系统的一部分,对于维持地区的生态平衡起着重要的作用。
然而,一些人为了利益的驱使,大量砍伐森林,导致了水土流失、生物多样性减少等问题。
个人应该意识到保护森林的重要性,并积极参与到相关的环保行动中。
材料四:过度使用塑料袋塑料袋作为一种便利的包装材料,已经成为我们日常生活中随处可见的东西。
然而,大量使用塑料袋也给环境带来了严重的问题。
塑料袋的制造和处理都需要大量的能源和资源,并且它们的分解周期非常长。
过度使用塑料袋不仅浪费资源,还增加了环境的污染。
我们应该鼓励使用环保袋,限制塑料袋的使用,从个人行为做起,为环境保护贡献一份力量。
综上所述,个人对于生态环境的现实表现对于保护环境至关重要。
我们应该改变扔垃圾、过度开采矿山、乱砍滥伐森林和过度使用塑料袋的不良习惯,积极参与到环保活动中。
只有每个人都能意识到个人行为对环境的重要影响,我们才能共同营造一个更美好的生态环境。
高分子材料的环境行为与老化机理研究进展探讨

三 、缓解老 化的具体 措施
现 阶段 ,研 究高 分子 材料 老化 和抗 老化 问题 是 一个 实际 关键 性 问 题 ,由于高 分 子材料 内部 结 构 比较复 杂 ,反应 条件 成熟 ,反 应机 理无 法避免 ,所 以对 高分 子研 究领 域 内还无 法 真正 杜绝 其老 化现 象 ,只能 对 老化做 辅助性 的延绥 作用 ,从 而增加 高分子材 料的使 用寿命 。 1 . 物理 防护 措施
老化 ,延 长高分 子材料 的使 用寿命备 受科 学界 的关注和 重视 。本探讨主要 围绕影响 高分子材料的环境行为 ,高分子材料 老化的表现 ,如何 降低 高分子材 料 的老化机理及现 阶段 高分子研 究发展动 态上 ,使人们对 高分子材料有进一步的 了解。
关键 词:高分子材料 高分子的环境因素 老化 变现 老化机理 高分子材料的研究进展
人 们广泛 利用 。
现 象还 有很 多 ,并且 为无 法 避免 不 可逆 的 ,然而 高分 子材 料 和我 们息 息 相关 ,在 日常 的加 工 、运输 、使用 过 程 中都不 可避 免 的接 触氧 ,所
以氧也是 导致 高分子 材料 老化 的主要 因素 。
2 . 改 变高分 子本 身易老化 的特 点 引起高 分子材 料老化 的最 主要 原 因是其本 身 的弱键 或不饱 和双键 , 由于分 子 内部存 在弱 键 、不饱 和键 使 得高 分子 材料特 别 不稳 定 ,易于 和 空气 中的氢 键 氧键 发生 反 应生 成新 的物 质 ,如 改变 其 不稳 定键使 之 成 为饱和 键 ,那它 抗老 化性 就 大大增 加 。例 如橡胶 中的碳 一碳键 极易
今一 ~ 高科 技 时代 ,高 分子 材料 在 人们 日常 生活 中更是 比比 皆是 ,如 橡 胶 、塑料 、涂料 、纤 维等 。然而 影响高 分子材 料 的环境 因素有 很多 ,
恶劣环境下材料的损伤行为与寿命预测研究

恶劣环境下材料的损伤行为与寿命预测研究1. 引言在现实生产和工程应用中,材料常常处于各种恶劣环境下,如高温、低温、高湿度、强酸、强碱等。
这些环境因素会对材料的性能和寿命造成严重的损伤。
因此,研究恶劣环境下材料的损伤行为及寿命预测成为现代材料科学的重要课题。
2. 恶劣环境对材料的损伤行为影响2.1 高温环境下的损伤行为高温环境下,材料的强度和硬度常常会下降,粘结相和晶界的稳定性也会减弱。
此外,高温还会引起材料的热膨胀和热疲劳现象,导致材料内部出现裂纹和氧化层形成,最终导致材料的疲劳损伤和断裂。
2.2 低温环境下的损伤行为低温环境下,材料的弹性模量和脆性指数会增加,从而降低其韧性。
低温还会导致材料内部形成冷脆相和裂纹,增加材料的断裂风险。
此外,低温还会引起材料的冷疲劳现象,进一步加剧材料的疲劳损伤和断裂。
2.3 高湿度环境下的损伤行为高湿度环境中,材料易受到水分子的侵入,导致材料的脆性增加。
水分子会引起材料的腐蚀和氢脆现象,使材料的强度和韧性降低。
此外,高湿度还会导致材料的湿疲劳现象,加剧材料的疲劳损伤和断裂。
2.4 强酸和强碱环境下的损伤行为强酸和强碱环境中,材料常常会发生腐蚀和酸碱侵蚀。
腐蚀会导致材料表面的质量损失和表面粗糙度增加,从而降低其性能和寿命。
酸碱侵蚀还会引起材料的应力腐蚀和腐蚀疲劳,加速材料的断裂。
3. 恶劣环境下材料寿命的预测方法3.1 经验公式法经验公式法是根据大量实验数据和经验总结而得出的一种简化预测材料寿命的方法。
它基于材料的物理特性、化学特性和环境参数,建立起材料寿命与环境因素之间的定量关系。
然而,由于环境因素的复杂性和材料的非线性特性,经验公式法的预测精度有限。
3.2 数学模型法数学模型法是通过建立方程或模型,描述材料在不同环境条件下的损伤与寿命之间的关系。
该方法基于材料的物理和化学特性,并考虑环境参数的影响,通过数值模拟或解析解,预测材料在不同环境下的寿命。
数学模型法具有较高的预测精度,但对于复杂的材料体系和环境条件,模型的建立和求解难度较大。
环境应力开裂行为研究低密度聚乙烯树脂(LDPE)

环境应力开裂行为研究低密度聚乙烯树脂(LDPE)低密度聚乙烯树脂(LDPE)是一种常见的塑料材料,广泛应用于包装、电线电缆绝缘、管道等领域。
然而,在特定环境条件下,LDPE材料很容易发生环境应力开裂(ESC),这对其使用性能和安全性造成了一定的影响。
因此,研究LDPE 材料的环境应力开裂行为对于改进其性能和延长使用寿命具有重要意义。
环境应力开裂是指材料在受到环境应力的作用下,在环境介质中发生裂纹扩展的现象。
环境应力可以是由于温度变化、湿度变化、化学介质的影响或机械应力等引起的。
LDPE材料在特定环境条件下易受到环境应力开裂的影响,其中温度、湿度和化学介质是影响LDPE环境应力开裂行为的重要因素。
首先,温度是影响LDPE材料环境应力开裂的重要参数之一。
一般来说,LDPE在较高的温度下更容易发生环境应力开裂。
这是因为高温会导致LDPE材料分子链之间的结晶度下降,从而降低了材料的整体强度和韧性,使其更容易发生裂纹扩展。
因此,在一些高温环境下使用LDPE材料时,需要特别注意其环境应力开裂行为。
其次,湿度是影响LDPE材料环境应力开裂的另一个重要因素。
湿度会导致LDPE材料吸水,而吸水会降低材料的强度和韧性,从而增加了其发生环境应力开裂的风险。
此外,湿度还可以影响材料的电气性能,进一步增加了环境应力开裂的可能性。
因此,在湿度较高的环境中使用LDPE材料时,需要注意其吸湿性及其对环境应力开裂的影响。
最后,化学介质也是影响LDPE材料环境应力开裂的重要因素之一。
一些化学介质,如酸、碱、溶剂等,可以与LDPE材料发生相互作用,破坏材料分子链之间的力,导致材料强度下降,进而引发环境应力开裂。
因此,在涉及到与化学介质接触的应用中,需要仔细选择LDPE材料的类型和品质,以确保其能够耐受化学介质的作用。
为了研究LDPE材料的环境应力开裂行为,可以采用一系列实验方法和分析技术。
例如,可以通过制备不同温度、湿度和化学介质条件下的试样,进行拉伸或弯曲拉伸实验,观察材料的裂纹扩展情况。
金属材料的高温环境下行为与性能

金属材料的高温环境下行为与性能高温环境对金属材料的影响是不可避免的,尤其是在航空航天、能源、电子、汽车等领域,这些领域需要高性能的材料来满足不同的需求。
在现代材料科学中,人们将焊接、防蚀、加工、机械性能等各种材料性质进行了深入的研究。
所以,研究金属材料在高温环境下的行为和性能,对于保障高技术行业的安全、可靠和长期稳定起着至关重要的作用。
一、高温环境对金属材料的影响在高温环境下,金属材料受到的温度和环境压力相对较高,这种影响主要有以下几个方面:1.金属材料的抗拉强度、硬度和韧性等机械性能逐渐降低;2. 金属材料的形变、脆性和断裂等的碎裂机制发生变化;3. 金属材料表面发生氧化、腐蚀等化学反应。
二、金属材料在高温环境下的行为1. 材料的纹路变化高温对金属的主要改变就是在材料中形成了纹路变化,纹路主要是因为材料修改了形变和应力。
材料中发生的形变式热膨胀和力学应力有关,所以这些都会引起材料的变化,并可能在较高温度下发生塑性裂纹。
2. 材料的塑性在高温环境下,金属材料伸展或展开的行为将取决于材料的塑性行为。
材料的塑性也取决于塑性加工的影响,例如材料的屈服点会随着温度升高而降低。
因此,在高温环境中,金属材料的塑性略微增加,但高于一定的温度会出现塑性急剧下降的现象。
3. 材料的拉伸性能在高温环境中,金属材料的拉伸性能随着温度升高而急剧降低。
这是因为温度升高时,金属材料中的晶格容易发生松动,形成了巨大的晶界;同时材料受到了化学反应的影响,加速了金属材料的老化。
4. 材料的变形高温环境下,材料变形通常也与其应变率有关。
当温度较高或载荷快速加载时,材料的弹性部分贡献减少,而快速变形反应增加,因此材料的弹性模量在高应变率下可能会降低。
三、高温环境下金属材料的性能1. 抗氧化性和抗腐蚀性在高温环境下,金属材料容易遭受腐蚀和氧化,降低了其强度和耐久度。
要防止金属在高温环境下氧化、腐蚀的现象发生,可以选用具有抗氧化和抗腐蚀性的金属材料或者采用氧化剂和腐蚀剂的保护措施,来有效延长金属的使用寿命。
铜合金材料在海洋环境中的腐蚀行为研究

铜合金材料在海洋环境中的腐蚀行为研究海水作为铜合金材料最常见的腐蚀环境之一,在海洋环境中使用铜合金材料需要考虑到其腐蚀行为。
本文将就铜合金材料在海洋环境中的腐蚀行为进行研究探讨。
1.铜合金材料的分类铜合金材料是指以铜为主要成分,与其他金属或非金属元素形成合金的材料。
按照合金成分的不同,铜合金材料可以分为黄铜、磷青铜、铝青铜、锌铝铜等多种材料。
不同种类的铜合金材料具有不同的性能,因此其在海洋环境中的腐蚀行为也不尽相同。
2.铜合金材料的腐蚀机制铜合金材料在海水中腐蚀的机制比较复杂,主要包括电化学腐蚀和化学腐蚀两种。
电化学腐蚀是指在海水中,铜合金材料与海水形成电池,产生电流的同时材料发生腐蚀。
化学腐蚀则指在无电阻条件下,海水中的化学物质与铜合金材料产生化学反应而引起的腐蚀。
3.铜合金材料的耐腐蚀性能研究为了提高铜合金材料在海洋环境中的耐腐蚀性能,目前研究主要分为三个方面:3.1 表面处理技术针对铜合金材料在海水中腐蚀的机理,采用不同的表面处理技术可以达到不同的耐腐蚀效果。
目前比较常用的表面处理技术包括阴极保护、阳极氧化、电镀等。
3.2 添加合金元素在铜合金材料中添加不同种类的合金元素可以显著提高其在海水中的耐蚀性能。
目前,添加锡、铝、镍等元素的铜合金材料表现出较好的耐腐蚀性能。
3.3 化学成分调控通过对铜合金材料的化学成分进行调控,可以达到较好的耐腐蚀效果。
比如,通过减少铜的含量,增加合金元素的含量可以提高铜合金材料的耐腐蚀性能。
4.结论铜合金材料作为一种重要的海洋工程材料,在海洋环境中的腐蚀行为备受关注。
针对铜合金材料在海水中的腐蚀机制,目前研究主要集中在表面处理技术、添加合金元素、化学成分调控等方面。
通过不同的技术手段可以显著提高铜合金材料的耐蚀性能,为海洋工程应用提供更可靠的材料保障。
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读《制备工艺与氮化硅显微结构及性能的相关性》硕士学位论文笔记1引言目前陶瓷材料脱离了陶器、炻器、瓷器等以粘土为主要原料的传统陶瓷材料的限制发展成为一种新材料,它以抗高温、超强度、多功能等优良性能在新材料世界独领风骚。
西北工业大学对陶瓷材料的研究在国内一直处于领先地位。
超高温复合材料实验室的张立同院士对陶瓷基复合材料技术的研究获得重大突破并获得国家技术发明一等奖。
由于时间限制,本人无法完成一本科技书籍的阅读,故选择了一篇张立同教授指导的硕士论文作为读书笔记的对象。
对这篇硕士学位论文的阅读与理解,可以开阔知识面,了解最新最高的国内陶瓷材料发展的研究现状,加深对材料研究的认识,同时为今后学习中的研究方法、学位论文的撰写提供很好的借鉴作用。
2作者及导师简介《制备工艺与氮化硅显微结构及性能的相关性》硕士学位论文作者王林2004年3月申请学位,学科材料学,指导教授张立同教授。
本学位论文被中国知网收录为优秀论文。
张立同教授简介[1]:中国工程院院士,著名航空材料专家,国家级有突出贡献的专家。
1995年当选为中国工程院院士。
1938年出生于重庆,1956年考入北京航空学院,毕业后任教于西北工业大学。
先后被评为“全国三八红旗手”、“航空部先进工作者”、“国家级有突出贡献专家”、“陕西省优秀共产党员”等。
1992年获国防光华科技基金,1993年被评为部级“优秀研究生导师”,1995年当选为中国工程院院士。
自“九五”以来,张立同院士的工作集中在重点发展了连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料,在构件的CVI制造技术方面已形成新优势,研制的各种航空航天构件成功地通过了台架试验,其耐高温、低密度特性将大幅度提高航空航天器性能,引起国际同行的极大关注,成为继法、美以后,第三个掌握碳化硅陶瓷复合材料CVI工程化技术的国家。
3论文阅读与理解由题目可知本文研究氮化硅陶瓷的制备工艺、显微结构与材料性能的关系。
众所周知,材料的性能由结构决定,不同的制备工艺会得到不同的材料结构,进而得到不同的材料性能。
氮化硅材料性能优良,硬度高,耐高温,并有许多金属不具备的特性如耐酸碱、绝缘。
但氮化硅像其他陶瓷材料一样具有一个共通的缺点——脆性。
摘要是一篇文章的概述,通过摘要读者可以基本了解作者研究的起因、方法、过程与结论。
由本文摘要我们知道作者的工作:研究了热压烧结工艺、气压烧结工艺对Si3N4显微结构、致密化的影响,分析了烧结工艺和显微结构、致密化的关系,讨论了机械加工对Si3N4抗弯强度的影响。
[2]主要研究结果被分为6部分,清晰详细的给出了研究的结论。
此论文的结构第一章为绪论,第二章给出实验方案与研究方法,3-5章分别从不同烧结工艺与机械加工方面探讨对材料性能影响,最后得出结论。
第一章绪论由绪论可知研究课题的意义。
氮化硅陶瓷(Si4N3)具有良好的性能,应用范围广泛。
Si3N4作为高温结构陶瓷,已应用到切削刀具、耐磨部件、汽车轴承、活塞顶、缸套以及精密机械和飞机轴承等,在航空发动机轴承、主战坦克发动机的一些热端部件中,也有广泛应用前景。
由于纳米级非晶Si3N4存在与极性相联系的压电效应、高电导频率响应和一定频率下的介电反常,因此具有作为新型功能材料的潜力。
[3]Si3N4具有陶瓷材料共同的缺点——脆性。
改善和提高陶瓷韧性方法有:(1)纤维(或晶须)增韧;(2)第二相强化增韧;(3)相变增韧;(4)自增韧等。
[4]Si3N4的α、β相。
由α、β相作者分析了分子结构对烧结的影响。
纯氮化硅无法靠固相烧结达到致密化,因而必须添加必须加入少量氧化物烧结助剂,在高温烧结过程中它们与氮化硅表面SiO2反应形成液相,通过液相烧结成致密体。
作者给出了3种烧结方式:微波烧结、等离子辅助烧结、放电等离子烧结进行了概括的论述。
对烧结方式及性能的研究进展进行了探讨。
Si 3N 4的显微结构和性能影响因素包括原始粉末的影响、玻璃相的影响、烧结工艺的影响。
为了满足Si 3N 4陶瓷高温应用的需要,必须选择耐高温的晶界玻璃相。
这就所加入的烧结助剂能够形成软化温度高、粘度大的玻璃相。
理论和实验研究结果表明Y 2O 3助烧剂不会对材料的高温强度有害,被认为是首选助烧剂。
作者明确了本论文研究的目的和内容。
确定清晰适当的研究目标,是做任何工作必须首先考虑清楚的。
研究目的:(1)掌握热压烧结工艺和Si 3N 4从陶瓷致密化及显微结构的关系。
(2)归纳气压预烧结工艺与Si 3N 4陶瓷致密化及显微结构的影响因素。
(3)寻求较好的Si 3N 4陶瓷加工方法。
研究内容(l)选择等摩尔的Y Z O 3和La 2O 3作为烧结助剂,研究工艺参数与热压自韧Si3N4显微结构和致密化的相关性。
(2)研究气压预烧结伴生现象产生原因,气压预烧结工艺对Si 3N 4显微结构和致密化的影响因素。
(3)研究机械加工对Si3N4表面缺陷、抗弯强度的影响。
[5]作为研究经验处于初级阶段的学生为了学位撰写论文,首先要选好题,开好题。
在导师指导下阅读大量科学技术文献的基础上结合实际本专业、本实验室条件选择适合的题目才能为以后的工作少走弯路。
本人在本科毕业设计时深有体会。
许多人空有远大目标,动不动就想研究一套新理论或做目前科技最前沿的东西,或者选题题目太大,看题目似乎要涵盖整个学科。
这些都不利于后来的实际操作。
大部分人从新选题,剩余坚持的也是最终草草收场,离原来设想相差巨大。
还有同学选题后没有明确的研究目标,研究内容空洞无新意,很难做出给人耳目一新的优秀论文。
学习我们物理系教授们是怎么选题的对我们今后的选题也有很大借鉴作用。
从最近的研究课题来看,贴合实际、有创新、有应用前景的的课题往往能够获得支持。
例如郑老师的几个课题:电磁涨型紧贴采油行业的需要,实用性非常强;风力发热属于新能源范围,紧跟能源发展要求;离子吸附应用范围广泛,不但产生经济效益而且属于环境保护方面的研究等等。
虽然这些课题所应用的原理并不复杂,电磁涨型利用同向电流相互排斥原理,风力发热把风能的动能转化为电涡流产生热效应,离子吸附利用了离子带电的特性,但是正是这些很简单的原理应用到实际中去就能产生巨大的经济效益,就能有利于新能源的利用,就能保护环境。
所以在今后选题上我们不能追求研究的目标多前沿,应用的原理多先进高深。
贴合实际,紧贴应用前景,研究内容才有意义,结果才能成功。
第2章Si3N4烧结实验方案及研究方法实验材料采用上海材料研究所氮化硅粉,烧结助剂为Y2O3和La2O3复合助剂。
经过研磨、干燥、研磨过筛制备混合粉料。
烧结工艺采用热压烧结工艺。
通过下图所示技术路线,实现“成分—组织—性能”三者的优化。
[6]描述物理性能及力学性能的物理量包括相对密度、抗弯强度、断裂韧性,通过测量以上物理量同时采用显微结构分析(扫描电镜)、XRD物相分析来调整工艺参数,进而得到性能与结构更好的陶瓷材料。
第3章热压烧结工艺与Si3N4致密化及显微结构的相关性本章在实验的基础上研究了Si3N4显微结构和致密化的影响因素。
在热压烧结工艺中,Si3N4显微结构和致密化的影响因素有烧结温度、保温时间、烧结气氛、机械压力等。
作者通过实验分别测试了不同影响因素对致密化及显微结构的影响,并得出最优化影响因素。
温度影响:采用1700℃预烧结,以形成较均匀、细小的显微结构,通过提高终烧温度或延长终烧时间,使晶粒长大,形成有利于增韧的微观结构。
快速升温,提高烧结温度是加速晶格扩散和晶界扩散,减少表面扩散的有效措施,有利于致密化的进行。
决定晶粒平均尺寸的主要是烧结中后期的晶粒长大过程。
晶粒长大是烧结中后期必然要出现的过程,它对致密化的贡献不大,但也不能认为完全无关。
[7]烧结气氛:看出在使用普氮作为保护气氛进行烧结时,氮化硅陶瓷的相对密度会随着气氛压力的升高而显著增加。
而在使用高纯氮时,试样的相对密度改变不大。
机械压力:热压烧结过程中烧结主要取决于塑性流动,而不是扩散,机械压力的增加有利于塑性流动;当机械压力较大时β-Si3N4晶粒比压力较小β-Si3N4晶粒尺寸大。
另外压力的增加使Si3N4颗粒间的接触更为紧密,颗粒间的接触面积增加,促进了传质过程,有利于α-β晶粒的相转变以及β-Si3N4晶粒生长。
第4章气压预烧结Si3N4的显微结构及烧结伴生现象本章由于实验条件限制作者未能通过实验准确给出气压预烧结工艺中影响因素与显微结构的关系。
简单介绍了气压烧结氮化硅的研究成果,讨论了气压预烧结工艺对氮化硅显微结构和致密化的影响,研究了预烧结过程中的伴生现象。
通过分析和实验作者得出实验结果及分析:(1)LILLIPUT气压烧结炉温度指示错误,导致Si3N4从试样及填粉发生严重的氧化、分解,有单质硅生成,因炉温过高,BN消失,在柑锅底部生成熔渣。
(2)由于Si3N4试样及填粉严重分解,Si蒸汽、SiO气体与石墨发生反应,在柑锅盖上生成SiC晶须,晶须的生长机制服从VS气相合成机制。
(3)FRET-20炉中的试验表明,经过多次烧结后,填粉中出现SiC,由于对Si3N4烧结行为影响不大,填粉可以多次使用。
(4)在1770一1800℃范围内进行气压烧结,试样有显著收缩,其中在1800℃烧结3h,在1740℃烧结2.5h,最后1770℃烧结Zh后试样的相对密度达到最大85.9%。
(5)试样第一次预烧结的温度从1700℃升高到1800℃,其粒径分布最高峰的位置由4增加到5,长径比分布最高峰位置由2增加到3。
气压预烧结温度升高到1900一1950℃时,粒径分布最高峰的位置为6,长径比分布的最高峰位置为5。
[8]第5章机械加工对氮化硅陶瓷性能的影响本章主要研究了切割速度和磨削方式对氮化硅抗弯强度的影响。
理论分析:对机械构造用陶瓷零部件尺寸精度,工作表面等要求较高,陶瓷材料经烧结需要进行切削,磨削等加工,以满足尺寸公差的要求,改善表面光洁度去表面缺陷。
机械加工对陶瓷成品的性能有很大的影响,同时机械加工在制造成本中占较大的比重,所以研究机械加工过程及其对陶瓷材料的十分重要。
陶瓷的机械加工是利用微裂纹集中或位错造成的晶界塞积,以脆性的微崩碎去除材料。
在磨料粒子通路上的材料与磨料粒子接触、相互作用,产生很高的应力集中和温度,使材料发生破裂和变形,磨料粒子通过后,材料或恢复形变或形成裂纹或剥落,从而形成机械加工缺陷即表面/亚表面裂纹。
实验:在氮化硅陶瓷烧结完成后,使用磨床(型号:2M9120A,2800r/min,咸阳机床厂)对试样进行机械加工,分别用φ120mm*0.8mm和φ250mm*2mm热压烧结金刚石刀片进行试样切割,用金刚石砂轮对试样进行磨削,最后测量试样的抗弯强度;为了对比磨削方式对Si3N4抗弯强度的影响,在试样经砂轮磨削后,使用犯O目防水砂纸将试样磨平,用研磨膏对试样进行抛光处理。