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材料研究分析精選(九篇)

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材料研究分析

第1篇:材料研究分析范文

【關(guān)鍵詞】建筑裝修; 材料污染; 防治措施

前言

隨著生活方式的改變,人們生活和工作于室內(nèi)的時(shí)間越來越長。據(jù)統(tǒng)計(jì),人處在各種室內(nèi)環(huán)境(居室、辦公室、公共場(chǎng)所及交通工具等)中活動(dòng)的時(shí)間約占人生活動(dòng)時(shí)間的70%一80%,隨著電腦的普遍使用,一些發(fā)達(dá)國家的人在室內(nèi)度過的時(shí)間比率還會(huì)更大?,F(xiàn)代建筑使用的建筑和裝飾材料中,大量使用了多種化學(xué)品,其中大都含有有機(jī)污染物(簡(jiǎn)稱VOC)。這些污染物的毒性、刺激性、致癌作用和特殊的氣味,能導(dǎo)致人體呈現(xiàn)各種不適反應(yīng),主要引起眼、鼻、咽喉刺激干燥,感到疲乏、無力、頭痛、頭昏、記憶力減退、惡心、皮膚瘙癢等癥狀,稱之為“不良建筑物綜合癥”,嚴(yán)重的可引發(fā)嬰兒畸形、白血病和多種癌癥。因此,室內(nèi)空氣污染問題嚴(yán)重地威脅和危害人體健康,室內(nèi)空氣污染、水污染、大氣污染、噪聲和電磁輻射被列入對(duì)公眾健康危害最大的5種環(huán)境因素,室內(nèi)空氣污染已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前我國建筑裝修材料主要分為兩類,即有機(jī)材料和無機(jī)材料。這兩類材料又有天然與人造之分,天然有機(jī)材料的使用越來越少,而人造板材、塑料化纖制品的使用越來越多。常用的無機(jī)非金屬裝修材料有石材、陶瓷、石膏板、吊頂材料等;人造板材和人造飾面板,如細(xì)木工板、指接板、纖維板等;溶劑型涂料,如醇酸清漆、硝基清漆、聚氨脂漆等;防水材料、膠粘劑、壁紙等。

一、建筑裝修材料中的主要污染物種類及其來源分析研究

建筑裝修材料中的有毒物質(zhì)多達(dá)數(shù)千種,其中對(duì)人體健康危害最大的是甲醛、苯、氨和揮發(fā)性有機(jī)化合物、氡等。甲醛的主要來源是用于室內(nèi)裝修的細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等人造板材,泡沫塑料、涂料、粘合劑等;苯大量存在各種建筑裝修材料的有機(jī)溶劑中,例如各種油漆的稀釋劑和外加劑,苯也用作裝飾材料、人造板材的溶劑;氨的污染源主要來自建筑本身,即建筑施工中使用的混凝土外加劑和以氨水為主要原料的混凝土防凍劑;總揮發(fā)性有機(jī)化合物污染源主要有人造板、泡沫隔熱材料、塑料板材、壁紙、纖維材料等;氡有放射性,主要來自建筑裝修材料中某些混凝土和天然石材,如石材、瓷磚、衛(wèi)生潔具等材料。

二、建筑裝修材料主要污染物給人體帶來的危害分析研究

建筑裝修材料中的甲醛對(duì)皮膚和黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用,可使細(xì)胞中蛋白質(zhì)凝固變性,抑制一切細(xì)胞機(jī)能,長期接觸甲醛,可引發(fā)人體多系統(tǒng)、多器官的損害,如神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、肝硬化、貧血和心腦血管等疾病,可導(dǎo)致非特異性腫瘤增加,且發(fā)病率隨著接觸時(shí)間的延長而增加。甲醛作為最主要的污染物,早已引起了人們的重視,世界衛(wèi)生組織及美國環(huán)境保護(hù)局均將甲醛列為潛在的危險(xiǎn)致癌物及重要的環(huán)境污染物加以研究和尋找消除辦法。苯的危害主要表現(xiàn)在血液毒性、遺傳毒性和致癌物癌性三方面。在通風(fēng)不良的環(huán)境中,短時(shí)間吸入高濃度苯蒸氣可以引起急性苯中毒;輕度中毒會(huì)造成嗜睡、頭疼、頭暈、嘔吐、胸;重度中毒可出現(xiàn)視物模糊、震顫、心律不齊、抽搐和昏迷等,嚴(yán)重的可出現(xiàn)呼吸和循環(huán)衰竭。氨可以吸收組織中的水分,使組織蛋白質(zhì)變性,并使組織脂肪皂化,破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),減弱人體對(duì)疾病的抵抗力。氨濃度過高時(shí),除腐蝕作用外還可通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用引起心臟停搏和呼吸停止??倱]發(fā)性有機(jī)化合物對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在感官效應(yīng),會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生急性和慢性的健康影響和超敏感效應(yīng)影響,暴露其中可導(dǎo)致頭疼、惡心、疲勞、眩暈、胸悶等癥狀,嚴(yán)重的還可損傷肝臟和造血系統(tǒng)出現(xiàn)癌變等。氡對(duì)人體的健康危害主要是在體內(nèi)產(chǎn)生輻射可導(dǎo)致肺癌死亡,也可導(dǎo)致白血病,皮膚癌等及其他呼吸道疾病。世界衛(wèi)生組織把它列為主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一,國際癌癥研究機(jī)構(gòu)也認(rèn)為氡是重要的致癌物質(zhì)建筑裝修材料有毒物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

三、建筑裝修材料污染的防治措施分析研究

1、材料選擇時(shí)的防治。盡量選擇達(dá)到環(huán)保等級(jí)的材料,對(duì)于市場(chǎng)上琳瑯滿目的裝修材料,選擇時(shí)要多看、多問、多留意產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)是否規(guī)范,避免購買生產(chǎn)工藝落后、小作坊生產(chǎn)的裝修材料。在滿足裝飾效果和功能性的前提下,少選用人造材料,輕裝修重裝飾,多采用軟裝改變空間、烘托氛圍。嚴(yán)格把好材料選擇關(guān),使用天然材料和相對(duì)較為安全、環(huán)保的人造材料。

2、施工時(shí)的控制措施。一是控制裝修材料的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn),檢驗(yàn)合格后方可使用;二是控制施工過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì),如禁止在室內(nèi)使用苯、二甲苯和汽油進(jìn)行除油漆和清除舊涂料作業(yè);膠粘劑、水性處理劑、稀釋劑使用后應(yīng)及時(shí)閉存放;施工廢料及時(shí)清出室內(nèi)等;三是規(guī)范施工人員的操作方法,避免人為產(chǎn)生污染;四是控制室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的驗(yàn)收,對(duì)不符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的房間不得入住。

3、使用時(shí)的防治措施。對(duì)準(zhǔn)備入住的房屋,首先要注意室內(nèi)有害氣體的檢測(cè)和凈化,在入住前的空置時(shí)間應(yīng)盡量長,同時(shí)開窗通風(fēng);其次,入住后應(yīng)保持室內(nèi)通風(fēng)條件良好,有條件的用戶可以安裝空氣凈化器,對(duì)室內(nèi)空氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行過濾、吸附、凈化。另外,還可以在室內(nèi)適當(dāng)放一些綠色植物,例如綠蘿、吊蘭、虎皮蘭等用于吸附、除塵和殺菌,以減少有害物質(zhì)的污染,改善空氣質(zhì)量。

4、加大法制監(jiān)督和環(huán)保宣傳力度。對(duì)于制造、銷售危害性裝修材料的企業(yè)進(jìn)行處罰,如帶來了不良后果應(yīng)擔(dān)負(fù)刑事責(zé)任;同時(shí)加大環(huán)保宣傳力度,特別是材料制造商和經(jīng)銷商,促進(jìn)全社會(huì)共同關(guān)注建筑裝修材料有毒物質(zhì)的污染問題。對(duì)建筑裝修材料帶來的室內(nèi)空氣污染,必須在全社會(huì)進(jìn)行廣泛的宣傳教育,引導(dǎo)人們充分認(rèn)識(shí)其來源、危害并學(xué)習(xí)防治措施。

四、結(jié)語

建筑和裝飾材料造成室內(nèi)空氣污染的大小及其對(duì)人體傷害程度,在科學(xué)界和學(xué)術(shù)界雖然沒有明確的標(biāo)準(zhǔn),甚至有些爭(zhēng)議,但經(jīng)過科學(xué)研究表明,建筑和裝飾材料造成的室內(nèi)空氣污染,肯定對(duì)人體有危害,影響人的健康,其影響健康的程度雖然有所不同,但必須引起重視。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,人們對(duì)建材室內(nèi)污染對(duì)人體的危害問題,逐漸有了更加深刻、更加全面的認(rèn)識(shí)。不斷提高人們的環(huán)保意識(shí)和自我保護(hù)能力,開發(fā)和生產(chǎn)更多的新型環(huán)保建材、新型綠色建筑,為保護(hù)人民的健康服務(wù)。綜上所述,建筑裝修材料中的污染物種類多,危害嚴(yán)重,造成了室內(nèi)空氣污染從而傷害人們的身心健康,我們應(yīng)不斷提高環(huán)保意識(shí)和自我保護(hù)能力。我們相信,隨著人們對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)的提高及更多新型環(huán)保材料的出現(xiàn),建筑裝修材料污染的問題能夠得到有效的緩解。

參考文獻(xiàn)

[1]陳冠英. 居室環(huán)境與人體健康. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[2]于惠芳,李心意,張曉鳴等. 裝飾裝修材料中甲醛的含量. 環(huán)境與健康,2004.

[3]馮 芳,張占恩,張麗君.建筑和裝飾材料導(dǎo)致室內(nèi)污染的研究[J].新型建筑材料,2001

第2篇:材料研究分析范文

1.歷史新課程目標(biāo)的要求

高中歷史新課程標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)明確要求學(xué)生通過高中歷史課程學(xué)習(xí),提高閱讀和獲取歷史信息的能力,通過認(rèn)知活動(dòng),培養(yǎng)歷史思維和解決問題的能力,并注重探究學(xué)習(xí),積極探索發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的方法并養(yǎng)成獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣,能對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行較為全面的比較、概括和闡釋,全面提高人文素養(yǎng),因此必須重視高中歷史材料分析的教學(xué)。

2.中學(xué)歷史教材以及高考的要求

歷史材料題將課外材料和課本知識(shí)相結(jié)合,具有題型巧、容量大、靈活性高和區(qū)分度強(qiáng)的特點(diǎn)。中學(xué)歷史課本中的史料是對(duì)正文內(nèi)容的說明、補(bǔ)充、擴(kuò)展。每年高考,史料題必考,且所占比重較大,考查學(xué)生閱讀理解、歸納分析和文字表述能力。然而高考史料分析題得分率并不高。究其原因,除基礎(chǔ)外,主要是方法不當(dāng)。提高學(xué)生分析史料的能力必須重視高中歷史材料分析的教學(xué)。

二、高中歷史材料分析教學(xué)的策略

1.培養(yǎng)學(xué)生歷史材料閱讀理解能力

讀是解題的基礎(chǔ),教學(xué)中教師應(yīng)注重基礎(chǔ),把握對(duì)學(xué)生歷史材料閱讀理解能力的培養(yǎng)。

首先,應(yīng)用相關(guān)閱讀策略,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握閱讀歷史材料閱讀策略,要求學(xué)生正確把握快速閱讀與跳讀技巧。其次是仔細(xì)閱讀材料,讀懂、讀透。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在閱讀材料時(shí)能夠充分提取材料所提供的有效信息,應(yīng)用歷史意識(shí),運(yùn)用歷史觀點(diǎn),聯(lián)系相關(guān)的歷史知識(shí),站在歷史知識(shí)體系的高度進(jìn)行閱讀,要注意具體材料具體分析。

2.培養(yǎng)學(xué)生提高歷史提取有效信息的能力

首先,要重視審題訓(xùn)練,把握解題背景。閱讀材料時(shí),除讀懂材料正文外,還要特別注意提示性文字和材料出處。其次要關(guān)注非文字信息源。近年歷史試題中普通表格、柱狀圖、曲線圖、餅狀圖等多種類型圖表的采用,是學(xué)科整合的結(jié)果,這也是新一輪課程改革的要求。因此,材料題教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)非文字信息源的關(guān)注。再次,加強(qiáng)語言文字的訓(xùn)練。重點(diǎn)隱含,即對(duì)關(guān)鍵詞不作標(biāo)注,教師可以故意用平淡的語氣來敘說重點(diǎn)字詞,各種可能突出重點(diǎn)的方法全部隱含,模擬考場(chǎng)上無人提示的情況。

3.培養(yǎng)學(xué)生分析歷史材料的能力

(1)分析材料之間的聯(lián)系,尋找解題的突破口,明確解題方向

教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)幫助學(xué)生分析材料之間的聯(lián)系,找出中心,圍繞中心,確認(rèn)材料涉及的內(nèi)容或?qū)φn本知識(shí)進(jìn)行遷移,便能找到解題的突破口。另外,還可尋找材料與教材的相似點(diǎn),將材料中的重點(diǎn)信息與教材的史實(shí)、觀點(diǎn)相對(duì)照,確認(rèn)材料與教材的某一章節(jié)相關(guān)聯(lián),明確解題方向。

(2)領(lǐng)會(huì)命題意圖,明確解題方法

材料解析題要把握史與論的最佳結(jié)合,結(jié)論要從對(duì)材料的理解、發(fā)掘、升華中得出。教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生尋找材料與設(shè)問的相關(guān)點(diǎn),領(lǐng)會(huì)命題者采用這些材料的意圖,加強(qiáng)設(shè)問與材料的相互對(duì)照,或從材料中找出回答設(shè)問的信息或從設(shè)問行文的信息中重新獲得讀材料時(shí)忽略了的重要之處,然后通過分析、判斷得出結(jié)論。同時(shí)要讀懂不同材料解析題的不同要求,把握近幾年的高考材料解析題的設(shè)問與作答的形式:一是層層發(fā)問、逐次誘導(dǎo)的遞進(jìn)式,即圍繞一個(gè)中心,由表及里、由淺入深,層層推進(jìn);二是歸納評(píng)述論證式;三是97以來出現(xiàn)的要求表述成文的材料題,如“南唐烈主”題,“巴黎和會(huì)”題,弄清設(shè)問的不同要求,能避免解答重大失誤。

4.掌握一定的解題技巧,注意解題的規(guī)范

(1)掌握相應(yīng)類型材料解析題的解題技巧,因題選法

①遞進(jìn)式材料題。良好的開始是成功的一半,解答第一問是關(guān)鍵,答對(duì)第一問,其它會(huì)迎刃而解。解答第一問要注意理解多材料的顯性含義,又要分析材料的隱性含義,全面考慮問題的正、反面,力求準(zhǔn)確。

②歸納式材料題??山梃b語文課文分段法,先分析材料,長材料分成若干段落,找出各段段意;短材料分句,找出各句的含義,這樣層層分析,有助于提取將材的有效信息。

③小論文式材料解析題。解答這類題,應(yīng)注意審題,對(duì)材料的閱讀要更加求精求細(xì),力求不漏掉任何一個(gè)有息;處理材料時(shí)更要注意理解,把握其立場(chǎng)、觀點(diǎn),理解所反映的歷史現(xiàn)象的特點(diǎn)和時(shí)代特征,把歷史材料的有效信息融人已學(xué)知識(shí)的體系中去,形成正確結(jié)論。

(2)注意解題規(guī)范,組織答案應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)有條理

①注意針對(duì)性和具體性。材料解析題多由幾問組成,每問具體指向,要根據(jù)具體要求組織答案,并根據(jù)分值來確定答案內(nèi)容的多少。注意解題規(guī)范,組織答案應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)有條理。

②克服思維定勢(shì),堅(jiān)持論從史出。命題者有時(shí)為體現(xiàn)自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)往會(huì)選取與教材觀點(diǎn)相左的材料,用以考查提取材料信息和把握正確觀點(diǎn)力,在回答時(shí),要克服思維定勢(shì),對(duì)材料作具體分從材料中提取觀點(diǎn)。

③準(zhǔn)確辨別材料中觀點(diǎn)的謬誤。材料解析題所引用的材料,多是原始史料,有其自身的局限,教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)持辯證唯物主義與歷史唯物主義思想,準(zhǔn)確辨別材料中觀點(diǎn)的謬誤,準(zhǔn)確辨別材料中觀點(diǎn)的謬誤。

④認(rèn)真書寫,注意卷面的整潔。教師在平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生良好的書寫習(xí)慣,注意卷面的整潔與條理性,以減少不必要的失分。

三、結(jié)束語

教學(xué)中,教師應(yīng)通過多渠道采用多種方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)史料的興趣,把興趣與能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合,逐步培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)口動(dòng)手辨析史料的能力,并在史料教學(xué)中遵循由淺入深,循序漸進(jìn)的原則和適當(dāng)補(bǔ)充,精心設(shè)問等方法,逐步提高學(xué)生閱讀分析史料的能力,并加強(qiáng)解題技巧與規(guī)范的培養(yǎng),以提高學(xué)生歷史學(xué)習(xí)成績(jī)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]彭紅.《新課標(biāo)下進(jìn)行史料教學(xué)的實(shí)踐與思考》[J].考試(教研版).2007,(05).

[2]陳春華.《重視史料教學(xué)培養(yǎng)思維能力[J].中學(xué)文科?教研版.2008,(01).

第3篇:材料研究分析范文

關(guān)鍵詞:左手材料;天線;濾波器;通信系統(tǒng);左右手復(fù)合材料

中圖分類號(hào):TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)06-0014-02

1 概述

在通信領(lǐng)域,傳統(tǒng)天線的尺寸受制于諧振頻率,并且效率和信噪比較低,將左手材料和右手材料按一定的比例和結(jié)構(gòu)分布在傳輸線中,可以得到具有超強(qiáng)電磁波聚焦特性的左右手復(fù)合材料,通過改變其本構(gòu)關(guān)系參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)天線的小型化,減小插入損耗,增強(qiáng)天線增益和實(shí)現(xiàn)更寬的工作帶寬,具有較好的通帶特性。本文通過分析左手材料對(duì)通信系統(tǒng)各個(gè)器件性能的改善,論述了左手材料在通信系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

2 左手材料在微波器件中的應(yīng)用

2.1 定向耦合器

傳統(tǒng)的微帶天線采用電容間隙耦合,其尺寸由偶、奇模阻抗確定,而左右手復(fù)合材料具有負(fù)諧振特性,能夠制成平行耦合濾波器,通過在普通耦合器中加載具有相位超前特性的左右手復(fù)合材料,可以消除耦合端與直通端之間存在的90°的相移,使耦合端與直通端輸出相移相等。由于左手傳輸線的相速和群速方向相反,左手傳輸線可以對(duì)右手傳輸線的相位滯后進(jìn)行補(bǔ)償,通過調(diào)整左右手復(fù)合傳輸線與右手傳輸線之間的距離,可以實(shí)現(xiàn)在一定頻率范圍內(nèi)無相差,從而實(shí)現(xiàn)分功率分配器的功能。

2.2 新型濾波器

由于左手材料中不可避免地會(huì)引入右手寄生參量,所以一般的左手材料均為左右手復(fù)合材料,當(dāng)二者處于平衡狀態(tài)時(shí),就構(gòu)成了一個(gè)左手高通網(wǎng)絡(luò)和右手低通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合結(jié)構(gòu),通過調(diào)節(jié)其本構(gòu)參數(shù),就可以獲得超帶寬濾波器。左右手復(fù)合傳輸線與普通傳輸線摻雜時(shí),具有良好的耦合性,可以拓寬濾波器的通頻帶,這種濾波器是通過貼片電容和貼片電感來實(shí)現(xiàn)的。

3 左手材料在天線中的應(yīng)用

3.1 天線小型化

對(duì)于普通的貼片天線,在貼片兩端電場(chǎng)相位相反,這相當(dāng)于一個(gè)水平放置的偶極子,遠(yuǎn)場(chǎng)的主瓣沿垂直于貼片的方向輻射。由于左手材料具有后向波特性,貼片兩端輻射的電場(chǎng)幾乎同相位,根據(jù)邊緣場(chǎng)的疊加性原理,這等效于一個(gè)垂直放置的單極子,遠(yuǎn)場(chǎng)的主瓣沿兩側(cè)向外輻射。傳統(tǒng)的天線主要是在犧牲天線效率、帶寬和增益的前提下,利用集總參數(shù)元件或較大的介電常數(shù)來實(shí)現(xiàn)天線的小型化。但是,左右手復(fù)合傳輸線在低頻和高頻段具有一致的電流幅值,在過渡頻段內(nèi),電流波波長無限大,相位常數(shù)為零,從而突破了半波長的物理限制。

3.2 輻射效率高

由于天線表面波的存在,使得天線的輻射效率低,利用各向異性介質(zhì)在某個(gè)頻段內(nèi)折射率接近為0的特性,可以制造出具有很強(qiáng)輻射率的新型天線,這種異向介質(zhì)基板還可以減小邊緣輻射,提高輻射效率。

3.3 指向性高

傳統(tǒng)的微波透鏡都是曲面結(jié)構(gòu),尤其在毫米波段,聚焦性能對(duì)透鏡曲面曲率變化十分敏感,極大地增加了加工難度。將左手材料嵌入到普通的天線基板中,由于其具有折射率為0的特性和超強(qiáng)的電磁波聚焦特性,可以使在空間自由輻射的電磁波匯聚在法線附近,減小電磁波的半波瓣寬度,從而提高天線的指向性,增強(qiáng)其定向輻射,增加其增益。

3.4 掃描范圍大

現(xiàn)實(shí)中的縱向均勻漏波天線,利用饋電裝置抑制主模,只激勵(lì)高階模,來完成電磁波的向外輻射,由于傳播常數(shù)為正,使得天線只能在前向1/4的范圍內(nèi)輻射。對(duì)于縱向周期漏波天線,則是通過導(dǎo)波結(jié)構(gòu)引入擾動(dòng),來實(shí)現(xiàn)從后到前的波束掃描,在傳播常數(shù)為0的區(qū)域無法實(shí)現(xiàn)測(cè)射,只能實(shí)現(xiàn)后向1/4的范圍內(nèi)輻射。但是,左右手復(fù)合傳輸線包含了輻射頻段和導(dǎo)波頻段,在相移為0時(shí),群速并不等于0,因而可以實(shí)現(xiàn)180°空間掃描能力的后向到前向的漏波天線。

4 左手材料在通信設(shè)備中的應(yīng)用

4.1 降低手機(jī)輻射

移動(dòng)通信手機(jī)在使用時(shí),天線離人腦很近,腦部處于近區(qū)感應(yīng)場(chǎng)和輻射場(chǎng)范圍內(nèi),其微波輻射會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生潛在的危害,通過將開口環(huán)諧振器放入手機(jī)內(nèi),可以大大地降低電磁波在人腦處輻射的峰值,使電磁波平均分布強(qiáng)度明顯降低。

4.2 左手材料應(yīng)用于通信雷達(dá)

左手材料在某些頻段內(nèi)會(huì)出現(xiàn)高阻抗表面特性,對(duì)電磁波有超強(qiáng)的吸收能力。在高阻抗表面載入電阻,使之呈現(xiàn)純阻性,調(diào)節(jié)阻值,可使表面阻抗接近于空氣中的波阻抗,對(duì)垂直入射的電磁波有很好的吸收作用,對(duì)于斜入射的電磁波,雖然不能完全吸收,但是反射波并不是按原路返回,因此,對(duì)電磁波后向輻射截面很小,可應(yīng)用于雷達(dá)吸波材料。

5 左手材料在通信領(lǐng)域的應(yīng)用展望

目前,左手材料的應(yīng)用主要集中在微波頻段,隨著人們對(duì)左手材料研究的不斷深入,左手材料將朝著高頻率波段發(fā)展,有望在太赫茲頻段、紅外頻段甚至光頻段不斷發(fā)展,可用于新型雷達(dá)、遙感、導(dǎo)航設(shè)備、遠(yuǎn)距離探測(cè)儀等高級(jí)通信設(shè)備。

6 結(jié)語

左手材料的后向波特性使它在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,左手材料和右手材料相結(jié)合的復(fù)合材料能夠制成定向耦合器和新型濾波器,將其應(yīng)用于天線中,能夠?qū)崿F(xiàn)天線的小型化,擴(kuò)大掃描范圍,還能夠降低手機(jī)輻射。左手材料具有廣泛的潛在作用,隨著進(jìn)一步深入研究,左手材料將在多頻率波段下獲得更為廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳群,孟繁義,傅佳輝.左手材料理論及其應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2010.

[2] 王坤,胡皓全.Mushroom結(jié)構(gòu)CRLH的微波濾波器的研究[D].電子科技大學(xué),2010.

[3] 胡明春.左手結(jié)構(gòu)及其在天線微波領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代雷達(dá),2008,(5).

[4] 馮理,曹衛(wèi)平,田國濤.基于復(fù)合左右手傳輸線的天線小型化研究[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),2009,(6).

[5] 李杰,楊方清,董建峰.左手材料在天線中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2011,(7).

[6] 李雁,徐善駕.左手傳輸線在新型天線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2007.

第4篇:材料研究分析范文

【關(guān)鍵詞】房地產(chǎn);建筑;材料;分析;用途

房地產(chǎn)建筑施工材料指房地產(chǎn)結(jié)構(gòu)物中使用的各種材料及制品。房地產(chǎn)建筑施工材料是房屋建筑的物質(zhì)基礎(chǔ),本文主要分析列舉常用的建筑材料主要有以下6類。

1房地產(chǎn)中常用的巖石

建筑上所說的巖石有花崗巖、閃長巖、正長巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖等。花崗巖強(qiáng)度高,但不抗火。玄武巖常用作高強(qiáng)混凝土的骨料,也用其鋪筑道路的路面,也是制造石棉的原材料。石灰?guī)r是房地產(chǎn)中用量最大的巖石。其塊石可作基礎(chǔ)、墻身、階石及路面等,其碎石是常用的混凝土骨料。大理巖是由石灰?guī)r或白云巖變質(zhì)而成的變質(zhì)巖,主要礦物成分是方解石或白云石,主要化學(xué)成分為碳酸鹽類。

2氣硬性膠凝材料

2.1建筑石膏

建筑石膏是以β型半水石膏為主要成分,不預(yù)加任何外加劑的粉狀膠結(jié)料,主要用于制作石膏制品。建筑石膏色白,雜質(zhì)含量很少,粒度很細(xì),亦稱模型石膏,是制作裝飾制品的主要原料。

2.2高強(qiáng)石膏

石膏結(jié)晶良好,晶粒堅(jiān)實(shí)、粗大,因而比表面積較小,需水量約為35~45%,所以此石膏硬化后具有較高密實(shí)度和強(qiáng)度。高強(qiáng)石膏適用于強(qiáng)度要求較高的抹灰工程、裝飾制品和石膏板。摻入防水劑,可用于濕度較高的環(huán)境中。加入有機(jī)材料,如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等,可配成黏結(jié)劑,其特點(diǎn)是無收縮。

2.3粉刷石膏

是由β型半水石膏和其它石膏相(硬石膏或煅燒黏土質(zhì)石膏)、各種外加劑(木質(zhì)磺酸鈣、檸檬酸、酒石酸等緩凝劑)及附加材料(石灰、燒黏土、氧化鐵紅等)所組成的一種新型抹灰材料。粉刷石膏具有表面堅(jiān)硬、光滑細(xì)膩、不起灰的優(yōu)點(diǎn),還可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度,提高舒適度的功能。

3混凝土

3.1混凝土成分

由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物,經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材。它是一種主要的建筑材料,廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民勝建筑、給水與排水工程、水利工程以及地下工程、國防建設(shè)等?;炷烈彩欠康禺a(chǎn)用量最大的建筑材料之一。

3.2混凝土分類

混凝土照混凝土的結(jié)構(gòu)分類,可分為普通結(jié)構(gòu)混凝土、細(xì)?;炷痢⒋罂谆炷?、多孔混凝土等不同類別。

4砂漿

砌筑砂漿盡量采用低強(qiáng)度等級(jí)水泥和砌筑水泥,對(duì)于一些特殊用途如用于結(jié)構(gòu)加固、修補(bǔ)裂縫,應(yīng)采用膨脹水泥。砌筑砂漿用砂應(yīng)符合混凝土用砂的技術(shù)性質(zhì)要求。為改善砂漿的和易性和節(jié)約水泥,還常在砂漿中摻入適量的石灰或粘土膏,加入皂化松香、微沫劑、紙漿廢液,以及粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材、高爐礦渣等。砂漿的強(qiáng)度等級(jí)一般按工程設(shè)計(jì)要求確定,也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定:如辦公樓、教學(xué)樓及多層商店多采用M2.5~M10砂漿。

5墻體材料

5.1砌墻磚

砌墻磚按孔洞率分為:實(shí)心磚(普通磚,孔洞率〈15%〉、多孔磚(孔洞率≥15%,孔的尺寸小而數(shù)量多)、空心磚(孔洞率≥15%,孔的尺寸大而數(shù)量少)。按制造工藝分為:燒結(jié)磚、蒸養(yǎng)(壓)磚、免燒(蒸)磚。

5.2燒結(jié)磚

5.2.1燒結(jié)普通磚

普通磚根據(jù)尺寸偏差、外觀質(zhì)量、泛霜和石灰爆裂分為優(yōu)等品(A)、一等品(B)、合格品(C)三個(gè)產(chǎn)品等級(jí)。燒結(jié)多孔磚孔洞率在15%以上,表觀密度為1400kg/m3左右。

5.2.2實(shí)心灰砂磚

實(shí)心灰砂磚的規(guī)格尺寸與燒結(jié)普通磚相同,其表觀密度為1800~1900kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)約為0.61W/m?K。國家標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓灰砂磚》(GB11945-1999)規(guī)定,按磚的尺寸偏差、外觀質(zhì)量、強(qiáng)度及抗凍性分為優(yōu)等品、一等品、合格品。按磚浸水24h后的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分為MU25、MU20、MU15、MU10四個(gè)等級(jí)。MU25、MU20、MU15的磚可用于基礎(chǔ)及其它建筑;MU10的磚僅可用于防潮層以上的建筑。

5.2.3粉煤灰磚

粉煤灰磚是以粉煤灰、石灰為主要原料,摻加適量石膏和骨料經(jīng)坯料制備、壓制成型、常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成。可用于工業(yè)與民用建筑的墻體和基礎(chǔ),使用于基礎(chǔ)或易受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等品或優(yōu)等品。粉煤灰磚不得用于長期受熱(200℃以上),受急冷、急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位。

6常用建筑鋼材

建筑鋼材有鋼結(jié)構(gòu)用型鋼、鋼板和鋼管,以及鋼筋混凝土用的鋼筋和鋼絲。鋼材材質(zhì)均勻,性能可靠,強(qiáng)度高,具有一定的可塑性、韌性,能承受較大的沖擊荷載和振動(dòng)荷載,可焊接、鉚接、螺栓連接,便于裝配。由各種型材組成的鋼結(jié)構(gòu),安全性大,自重輕,適用于重型工業(yè)廠房、大跨結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)結(jié)構(gòu),及高聳結(jié)構(gòu)與高層建筑等。但鋼材也存在易銹蝕,維護(hù)費(fèi)用大,耐火性差的缺點(diǎn)。

6.1熱軋鋼筋

熱軋鋼筋是建筑工程中用量最大的鋼材品種之一,主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋。I級(jí)鋼筋是用Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成的光圓鋼筋,Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼筋用低合金鋼鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼軋制,Ⅳ級(jí)鋼筋用中碳低合金鋼鎮(zhèn)靜鋼軋制而成。I、Ⅱ、Ⅲ可用作非預(yù)應(yīng)力鋼筋,Ⅳ用作預(yù)應(yīng)力鋼筋;冷拉Ⅱ、Ⅲ級(jí)可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋;梁、柱的縱向受力鋼筋宜采用Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼筋;箍筋宜采用I、Ⅱ鋼筋。

6.2預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋

預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋指用熱軋中碳低合金鋼筋經(jīng)淬火、回火調(diào)質(zhì)處理的鋼筋。通常有直徑為6、8.2、10mm的三種規(guī)格,抗拉強(qiáng)度σb≥1500MPa,屈服點(diǎn)σ0.2≥1350MPa,伸長率δ10≥6%。熱處理鋼筋在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中使用,具有與混凝土粘結(jié)性能好,應(yīng)力松弛率低,施工方便等優(yōu)點(diǎn)。

6.3冷拔低碳鋼絲

用直徑6.5或8mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋盤條,在常溫下經(jīng)冷拔工藝拔制而成的直徑為3、4或5mm的圓截面鋼絲,稱為冷拔低碳鋼絲。

建筑用冷拔低碳鋼絲按力學(xué)性能分為甲、乙兩級(jí)。甲級(jí)鋼絲主要用于小型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件;乙級(jí)鋼絲一般用于焊接或綁扎骨架、網(wǎng)片或箍筋。

6.4預(yù)應(yīng)力鋼絲、刻痕鋼絲和剛絞線

以優(yōu)質(zhì)高碳鋼圓盤條經(jīng)等溫淬火并拔制而成。預(yù)應(yīng)力鋼絲的直徑為2.5~5mm,抗拉強(qiáng)度為1500~1900MPa。

6.5型鋼

第5篇:材料研究分析范文

[關(guān)鍵詞]:納米材料 制備方法 研究現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

本文主要對(duì)于納米材料和一些性能和特性進(jìn)行了分析和介紹,然后結(jié)合目前的主要納米材料的制備方法以及注意點(diǎn)和發(fā)展的情況,進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和剖析。目前關(guān)于納米材料的制備方法有很多,比如直接反應(yīng)法、氣相法、固相法等等,由于方法的不同,其適應(yīng)的范圍也不同。經(jīng)過多年的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展,當(dāng)前在技術(shù)方面已經(jīng)取得了重大的突破,并已經(jīng)可以制備出粒徑較為平均且粒徑在幾納米的粉體,這為納米材料的廣泛運(yùn)用奠定了重要的基礎(chǔ)。在納米材料的制備過程中,很多的制備方法都可以對(duì)于晶體的生長進(jìn)行控制,并在特定的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)條件下可以對(duì)于晶體的制備粒徑進(jìn)行控制,并改變金屬氧化物納米晶體的形態(tài),在長時(shí)期的實(shí)踐中,納米材料制備方法的發(fā)展趨勢(shì)一直向著良好的方向發(fā)展。

一、液相法

所謂液相法,它是先在一定的方法下降溶液中的溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離,那么溶劑中的溶質(zhì)就可以形成一定的顆粒,且顆粒的大小以及形狀都是一定的,再將這些前軀體進(jìn)行熱解處理就可以制備一定的納米微粒。液相法的最大優(yōu)點(diǎn)在于制備的設(shè)備一般較為簡(jiǎn)單,且制備過程使用的材料也很容易獲得,且各方面都很容易得到控制。就目前液相法的發(fā)展現(xiàn)狀來看,其中應(yīng)用最廣的則是沉淀法和溶膠-凝膠法,以下也將對(duì)這兩種方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹和分析。

1.沉淀法

沉淀法的過程可以概括如下:先在可溶性的溶液中加入一定的沉降劑,然后在一定的溫度條件下實(shí)現(xiàn)溶液的水解,并形成一定的不溶性的氧化物,然后再對(duì)這些氧化物進(jìn)行熱解或是熱脫處理就可以沉淀出所需要的粉料。根據(jù)反應(yīng)類型以及反應(yīng)條件方法的不同,也可以將沉淀法分為直接沉淀法、共沉淀法和均相沉淀法等等。其中的直接沉淀法在相同的制備條件下,其制備的精度和純度都特別的高。在這方面也已經(jīng)有了很多的專家和學(xué)者進(jìn)行了研究和證明,并取得了一定的成果。徐甲強(qiáng)等在室溫的條件下,在1mol/L的Zn(NO3)2de 溶液中加入一定量的NH3H2O3溶液,NH3H2O3的濃度為6mol/L,然后再對(duì)混合溶液進(jìn)行不斷的攪拌并將溶液的PH值控制在8-8.8之間,在一定的反應(yīng)時(shí)間會(huì)產(chǎn)生一定的氫氧化鋅沉淀,然后再在室溫下對(duì)于沉淀物進(jìn)行過濾、研磨,并在一定溫度下燃燒兩個(gè)小時(shí)之后就可以制備出粒徑在50nm的氧化鋅微粒。

2.溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法的主要制備對(duì)象是前驅(qū)物質(zhì)溶于水或是有機(jī)溶劑之后的均質(zhì)溶液,該溶液中的溶質(zhì)在發(fā)生水解之后就會(huì)形成一定的粒子并使得溶液成為溶膠,這時(shí)候再對(duì)溶膠進(jìn)行反應(yīng)和轉(zhuǎn)化,使其轉(zhuǎn)化成凝膠,然后在低溫的條件下可以生產(chǎn)出純度較高的微粒材料。溶膠-凝膠法的最大優(yōu)點(diǎn)在于它可以在制備的過程中通過納米尺度對(duì)于納米材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。但是需要注意的是溶膠-凝膠法一般都是在低溫的條件下進(jìn)行的,它比較適應(yīng)于在低溫的條件下制備化學(xué)活性大、單組分或多組分分級(jí)混合物。在溶膠-凝膠法的發(fā)展過程中,已經(jīng)逐步形成了傳統(tǒng)膠體型、無機(jī)聚合物型和絡(luò)合物型等三種制備機(jī)制和類型。

二、氣相法

氣相法也是相對(duì)于液相法而言的另一種應(yīng)用比較廣泛的納米材料的制備方法,它是指在一定條件下或是通過一定的手段或是方法直接將物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w,然后再在氣體的條件下對(duì)于產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行物化反應(yīng),最后再通過凝聚處理就可以形成一定量的納米微粒的納米材料的制備方法。從氣相法中氣體蒸發(fā)法的制備過程和制備的條件來看,它在制備納米微粒的過程中具有很多顯著的優(yōu)點(diǎn),其主要包括以下幾個(gè)主要方面:一是制備的納米微粒粒徑差異性較小,分布也較為均勻;二是納米微粒的力度很容易控制;三是微粒的分散性比較好。和液相法相比,氣相法憑借其自身的優(yōu)點(diǎn)可以生產(chǎn)出很多液相法不能夠生產(chǎn)出來的納米微粒,具有很大的優(yōu)越性。

化學(xué)氣相法中的化學(xué)氣相法的應(yīng)用比較廣泛,它的另一個(gè)名稱叫做氣相沉淀法,其簡(jiǎn)稱是CVD,它可以充分的利用各種具有揮發(fā)性的金屬化合物的蒸發(fā)特性,通過化學(xué)反應(yīng)生成所需化合物在保護(hù)氣體環(huán)境下快速冷凝, 從而制備各類物質(zhì)的納米微粒,這種方法是氣相法的一個(gè)典型,也是應(yīng)用比較廣泛的一種制備方法。該法制備的納米微粒顆粒均勻, 純度高, 粒度小, 分散性好, 化學(xué)反應(yīng)活性高, 工藝可控和連續(xù)性比較強(qiáng)。該法根據(jù)加熱方式不同可分為熱化學(xué)氣相沉積法(CVD), 激光誘 導(dǎo)沉積法, 等離子體沉 積法和紫外沉積法等。

三、結(jié)束語

從目前納米材料的應(yīng)用現(xiàn)狀來看,它已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了推廣和應(yīng)用,并在各行各業(yè)中都發(fā)揮了重要的作用,因此在這種形勢(shì)下也會(huì)出現(xiàn)更多更好的制備方法,而未來的制備方法的發(fā)展也應(yīng)該在納米微粒的結(jié)構(gòu)、尺寸以及組成等上面加強(qiáng)研究和創(chuàng)新,不斷地使得納米材料能夠更好的適應(yīng)多樣化的需求,更好的實(shí)現(xiàn)功能方面的更大突破。在實(shí)驗(yàn)和研究的過程中,我們發(fā)現(xiàn)只要存在一種滿意的氣敏材料,那么我們就可以制作出穩(wěn)定性更強(qiáng)的氣體傳感器,這對(duì)于納米材料尺寸的控制是非常有利的。因此筆者認(rèn)為今后納米材料制備方法的的一個(gè)重要方向應(yīng)該就是提高粒度的控制能力。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天,我也相信納米材料的制備方法一定會(huì)得到更大的創(chuàng)新和發(fā)展,納米材料也會(huì)更好的為人類和社會(huì)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]唐一科,許靜等. 納米材料制備方法的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,01:5-10.

[2]解挺,焦明華等. 準(zhǔn)一維納米材料制備方法的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2006,02:311-315.

第6篇:材料研究分析范文

【關(guān)鍵詞】取樣規(guī)范性;加荷速度;溫度濕度;尺寸精度;數(shù)據(jù)處理

在工程建筑中,應(yīng)當(dāng)充分強(qiáng)化對(duì)建筑材料的把關(guān)問題,其對(duì)整體建筑質(zhì)量具有重要意義,對(duì)建筑材料檢測(cè)過程中,應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮科學(xué)檢測(cè)設(shè)備與規(guī)范操作程序的作用,提高材料檢測(cè)的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。本文主要針對(duì)影響建筑材料檢測(cè)科學(xué)性與準(zhǔn)確性等方面開展研究。

1 建筑材料檢測(cè)取樣

1.1 取樣必須遵循規(guī)范原則

對(duì)建筑材料的規(guī)范取樣非常重要,因?yàn)闄z測(cè)的報(bào)告不僅是對(duì)樣本的性能反映,也是對(duì)整批次材質(zhì)性能的反映,代表整體質(zhì)量,檢測(cè)報(bào)告的科學(xué)性與樣品采集規(guī)范化程度具有直接關(guān)系,只有按照規(guī)范進(jìn)行取樣,才能夠保證整個(gè)檢測(cè)與分析過程的科學(xué)性,出具的報(bào)告才具有科學(xué)性與權(quán)威性。

1.2取樣必須遵循代表原則

檢測(cè)樣本的取樣必須具有代表性,在完成樣本數(shù)量的同時(shí),一定要嚴(yán)格按照部位與方式進(jìn)行,應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持從每一批材料的不同方位隨機(jī)抽取檢測(cè)樣本,鋼材采取的是指定位置截取的方式。取樣數(shù)量不足以及方式方法的差異性,都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性產(chǎn)生影響,甚至與實(shí)際情況不一致[1]。

在實(shí)際建筑材料檢測(cè)工作中,個(gè)別技術(shù)人員貪圖省事,在檢測(cè)樣本的選取方面出現(xiàn)數(shù)量不足或者取樣方式不正確的現(xiàn)象,如袋裝水泥的檢測(cè),應(yīng)當(dāng)從同一批次不少于20袋的產(chǎn)品中進(jìn)行隨機(jī)抽樣,質(zhì)量不少于12kg,實(shí)際檢測(cè)中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)半袋或者整袋水泥作為樣品的檢測(cè),不具代表性,有時(shí)候檢測(cè)結(jié)果與使用前復(fù)檢結(jié)果出現(xiàn)較大出入,其檢測(cè)結(jié)果不具備科學(xué)性。

2 材料檢測(cè)過程注意點(diǎn)

2.1 環(huán)境溫度濕度影響

部分建筑材料的性能受到環(huán)境濕度溫度的影響,會(huì)導(dǎo)致其性能發(fā)生改變。在建筑材料的貯存以及性能檢測(cè)中,一定要兼顧到環(huán)境的濕度溫度關(guān)系,要將其嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍之內(nèi),這樣才能夠保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比性才更加科學(xué)。如水泥膠砂強(qiáng)度試體成型檢測(cè)中,環(huán)境的溫度應(yīng)當(dāng)有效控制在20土2℃的范圍之內(nèi),相對(duì)濕度不得小于50%,再比如試體水池養(yǎng)護(hù)溫度一般應(yīng)控制在20土1℃的水平,要避免因?yàn)榄h(huán)境濕度溫度超出規(guī)定范疇而導(dǎo)致的檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。

2.2 加荷速度影響

正常條件下,開展建筑材料力學(xué)性能檢測(cè)過程中,如果加荷速度偏快,那么試件變形要比加在上面的荷載要慢一拍,檢測(cè)出來的強(qiáng)度數(shù)據(jù)會(huì)比材料實(shí)際強(qiáng)度高一些。但是,在芯樣混凝土等試件抗壓強(qiáng)度測(cè)試中,加荷速度快慢對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響卻不同(見表1),主要原因是速率過大導(dǎo)致雙球座裝置未能及時(shí)調(diào)整到位,試件與上壓板有間隙,產(chǎn)生偏心受壓降低了強(qiáng)度。所以,測(cè)試中的加荷速度一定要嚴(yán)格按照規(guī)范程序操作,在規(guī)定范圍內(nèi)以低值為準(zhǔn)[2]。

表1 不同速率混凝土抗壓強(qiáng)度對(duì)比分析數(shù)據(jù)

序號(hào) 速率/(MPa/s) 芯樣抗壓強(qiáng)度/ MPa 不同速率差/%

一 0.3 27.4 11.8

0.5 24.5

二 0.45 31.4 5.4

0.55 29.8

三 0.5 37.4 5.4

0.8 35.5

2.3 試件尺寸與精度

開展材料力學(xué)性能檢測(cè)時(shí),測(cè)試件應(yīng)該為標(biāo)準(zhǔn)件,否則要進(jìn)行規(guī)范化處理。如混凝土抗壓強(qiáng)度試件以邊長150mm的正方體為標(biāo)準(zhǔn)件,集料最大粒徑31.5mm。當(dāng)混凝土抗壓強(qiáng)度以非標(biāo)準(zhǔn)試模制作出非標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)候,集料粒徑要與下表2規(guī)定相符,抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)乘以尺寸換算系數(shù),專門在報(bào)告中闡述。

表2抗壓強(qiáng)度尺寸換算系數(shù)參照表

開展試件檢測(cè)前,要對(duì)試件的形狀與尺寸進(jìn)行檢查,平整度不好以及尺寸不規(guī)范,都能夠影響測(cè)試數(shù)據(jù)精確性。

2.4 關(guān)于誤差問題

整個(gè)檢測(cè)過程應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守規(guī)范,但是受到操作習(xí)慣、設(shè)備差別以及環(huán)境、材料等方面差別,檢測(cè)結(jié)果能夠出現(xiàn)誤差。對(duì)誤差的檢測(cè)主要有三種途徑,第一種就是平行檢測(cè)誤差,將同一樣品分為幾個(gè)試樣,在相同機(jī)器上進(jìn)行檢測(cè),之間的差異為平行檢測(cè)差異,主要考慮到材料勻質(zhì)性,允許誤差值很小。另一種就是同一組試件誤差,側(cè)重于兼顧到操作人員熟練性不同。如混凝上試件抗壓強(qiáng)度以及抗折強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中, 以一組3個(gè)試件測(cè)值平均值作為測(cè)定值。如出現(xiàn)測(cè)值和中值偏差達(dá)到15%時(shí),去中間值,三組試件中有兩組出現(xiàn)上述現(xiàn)象,表明該實(shí)驗(yàn)無效。還有一種誤差為同一批次材料、同一種樣品,在不同設(shè)備檢測(cè)中表現(xiàn)出來檢測(cè)結(jié)果誤差,稱為再現(xiàn)性誤差或?qū)Ρ刃哉`差。這一類性誤差較大,因?yàn)椴煌O(shè)備與操作人員以及不同的環(huán)境濕度溫度,都影響檢測(cè)結(jié)果。采取此檢測(cè)方式,一般將樣品平均分為兩份,一份交給專業(yè)質(zhì)檢機(jī)構(gòu),另一份留在本單位,對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,之間相差過大要分析原因并加以解決。這樣的檢測(cè)活動(dòng),每年一般進(jìn)行1-2次,有助于提高本單位檢測(cè)技能[3]。

3數(shù)據(jù)處理問題

3.1 數(shù)值修約

數(shù)據(jù)處理修約應(yīng)當(dāng)與材料標(biāo)準(zhǔn)要求的位數(shù)相吻合,還要與數(shù)值修約規(guī)則吻合,數(shù)值修約不正確容易造成結(jié)果誤判。檢測(cè)數(shù)值必須按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開展修約,計(jì)算過程中不得修約?!稊?shù)值修約規(guī)則》規(guī)定四舍六入五單雙。

3.2數(shù)據(jù)取舍

即使在同一組試件中進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)結(jié)果離散性經(jīng)常出現(xiàn),為確保檢測(cè)數(shù)據(jù)科學(xué)準(zhǔn)確,對(duì)一些檢測(cè)結(jié)果可以進(jìn)行取舍,將明顯過大或過小的數(shù)據(jù)作為可疑數(shù)據(jù)。因此, 在開展數(shù)據(jù)分析之前,可以運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行真?zhèn)涡员鎰e,科學(xué)取舍,常用的數(shù)據(jù)取舍方法有拉依達(dá)法、肖維納特法、格拉布斯法格拉布斯法燈。

4 檢測(cè)結(jié)論問題

第7篇:材料研究分析范文

關(guān)鍵詞: 高中 政治 材料 分析

材料分析教學(xué)法主要是根據(jù)教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)目的要求,在教師的指導(dǎo)下,通過對(duì)典型材料的分析,使師生雙方互動(dòng)起來,調(diào)動(dòng)師生雙方的積極性來完成教學(xué)目標(biāo)。它要求運(yùn)用多種形式啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考,對(duì)材料和問題進(jìn)行分析研究,提出見解,做出判斷和決策,以利提高學(xué)生分析問題和解決問題能力的一種教學(xué)方法。然而,在我們政治課教學(xué)中,運(yùn)用材料分析教學(xué)法時(shí)常會(huì)出現(xiàn)一些誤區(qū),如果不注意克服,教學(xué)效果將大打折扣。本文就當(dāng)前高中政治課教學(xué)中如何走出材料分析教學(xué)法誤區(qū)進(jìn)行了研究。

一、材料外延的縮小化

材料分析教學(xué)法中的材料有十分豐富的內(nèi)容。從材料的載體上講,包括文字材料、圖像材料、聲音材料,以及由它們共同組成的多媒體材料。從具體內(nèi)容上講,可以是文字、圖片、漫畫、音樂、相聲小品、視頻聲像等。單就文字而言,包括故事、案例、名人名言、科學(xué)原理、成語典故、俗語、文獻(xiàn)、教材中的小字、自己加工的文字等等。從材料的來源講,有的是就地取材――來源于教材,這種材料,雖大多屬于文字材料,但要用好,也要用適度,不可全用,也不可不用;更多的材料來源于教材之外,這些材料不但符合政治課“與時(shí)俱進(jìn)”的特征,而且對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)有實(shí)在的意義,學(xué)生對(duì)這種材料的興趣往往大于來源教材上的材料,因此,教師應(yīng)特別用好。做到適時(shí)、適度地補(bǔ)充。

二、材料準(zhǔn)備的隨意化

其實(shí),就是在傳統(tǒng)的教學(xué)中,運(yùn)用材料也是一種很常見的現(xiàn)象,但是有的教師隨意地運(yùn)用材料,沒有準(zhǔn)備地運(yùn)用材料也是常見。材料分析教學(xué)法中材料必須具備科學(xué)性、準(zhǔn)確性、針對(duì)性的特點(diǎn)。表述不清、針對(duì)性不強(qiáng)甚至包含錯(cuò)誤內(nèi)容的材料,會(huì)在很大程度上降低學(xué)生對(duì)材料的信度,影響學(xué)生的學(xué)習(xí)激情和學(xué)習(xí)興趣。我們不難想象,學(xué)生面對(duì)一個(gè)材料時(shí),連最基本的要素(時(shí)間、地點(diǎn)、人物、情節(jié))都不準(zhǔn)確,他們的感覺是什么。他們可能會(huì)說,我的老師怎么這么粗心;他們也可能會(huì)說,老師也不過如此――“不學(xué)無術(shù)”。我們也不難想象,當(dāng)教師在教學(xué)中運(yùn)用一個(gè)材料時(shí),師生分析、討論、總結(jié),最終結(jié)果卻是“下筆千言,離題萬里”,得到一個(gè)十分別扭的結(jié)論,甚至出現(xiàn)不能“自圓其說”的情況時(shí),大家此時(shí)的感受是什么。因此,這可謂材料分析教學(xué)法之大忌。

這就對(duì)我們平時(shí)積累材料提出了更高的要求,做一個(gè)細(xì)心的人,切不可粗枝大葉,不求甚解。當(dāng)然,關(guān)鍵是對(duì)我們的備課提出了更高的要求,應(yīng)樹立“課前辛苦一點(diǎn),課堂才能輕松一些”的觀念。必須做到多想、多查、多問、多交流,有的時(shí)候甚至還必須發(fā)揮集體的力量和團(tuán)隊(duì)精神。最后,實(shí)在做不到有科學(xué)性、準(zhǔn)確性、針對(duì)性的材料,“三思而后用”。對(duì)那些可以通過自己加工而不會(huì)影響效果的材料,是可以加工后再用的,如非科學(xué)原理的材料、非名人名言的材料、非成語典故的材料,否則,干脆就不用。

三、教學(xué)方法的單一化

我們一說到材料分析法,可能大家很容易把它僵化成一種獨(dú)立的甚至是孤立的教學(xué)法在課堂中運(yùn)用。在具體實(shí)施的時(shí)候,有的教師包辦得太多,特別是講得太多,沒有通過各種有效的教學(xué)手段對(duì)材料進(jìn)行很好的挖掘,做到對(duì)材料的充分利用。事實(shí)上,在材料分析法中,無論是呈現(xiàn)材料,還是體驗(yàn)材料,未必一定要由教師去完成。因此,材料分析法同其它的教學(xué)法一樣,都需要同別的教學(xué)法結(jié)合起來。只有這樣,才能充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性,實(shí)現(xiàn)新一輪基礎(chǔ)教育課程改革提出的“發(fā)揮學(xué)生主體性”的目標(biāo),也才能真正地體現(xiàn)教師作為一名導(dǎo)演,而不是演員的作用。

為了能夠把材料分析法同其它的教學(xué)法有機(jī)地結(jié)合起來,教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施課堂教學(xué)的時(shí)候,一定要堅(jiān)持認(rèn)真細(xì)致的原則,講究教學(xué)法技巧和藝術(shù)。就拿材料分析法和問題式教學(xué)法的結(jié)合來說,無論是材料的提出,還是對(duì)材料的體驗(yàn),都可以同問題式教學(xué)法很好地結(jié)合起來。也就是說,材料的呈現(xiàn),可以根據(jù)教學(xué)的需要,結(jié)合材料的難易程度,由學(xué)生自己提出來,在體驗(yàn)材料的階段,更應(yīng)注意通過問題的形式來讓學(xué)生參與教學(xué)。在這一階段,問題仍然可以由學(xué)生在教師的組織下提出來。特別注意,問題提出來以后,教師一定要有耐心,對(duì)學(xué)生要有信心,學(xué)生在對(duì)問題進(jìn)行討論、交流時(shí)一定要讓他們充分思考、發(fā)言,不要經(jīng)常出現(xiàn)對(duì)問題過早的提示,甚至于耐不住寂寞,一語道破天機(jī)或者過早地進(jìn)行總結(jié)性講授。當(dāng)然,也不要讓提出的問題不了了之,除非是有意的設(shè)計(jì)。

四、運(yùn)用模式的固定化

在運(yùn)用材料分析法的時(shí)候,我們還習(xí)慣于只在或者固定在某一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)運(yùn)用,如在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié),很多教師都注意到了運(yùn)用材料導(dǎo)入來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,但在新課學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、鞏固、練習(xí)、檢測(cè)等更多的教學(xué)環(huán)節(jié)卻不注意運(yùn)用材料,從而出現(xiàn)了在運(yùn)用模式上的固定化。

第8篇:材料研究分析范文

Key words: glass fiber;silicone rubber;composite;finite element method

中圖分類號(hào):O343.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2016)19-0118-03

0 引言

玻璃纖維增強(qiáng)硅橡膠經(jīng)良好的工藝設(shè)計(jì)形成玻璃纖維布,有很廣泛的應(yīng)用[1]。在玻璃纖維-橡膠復(fù)合材料這一項(xiàng)研究中,2005之前是以美國歐文斯-科寧公司[2]、PPG和法國圣戈班領(lǐng)先于這個(gè)領(lǐng)域。目前,加拿大研發(fā)部門研制了一種在冰面防滑的鞋子,這種橡膠鞋的制備即將玻璃纖維埋入強(qiáng)力橡膠中,利用玻璃纖維的剛性佳和橡膠耐磨的特點(diǎn)制成這種防滑鞋,這是玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料的一個(gè)用途。近5年來,國內(nèi)巨石集團(tuán)等玻璃纖維集團(tuán)起步,我國開始了對(duì)玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料的研發(fā),以危良才先生為主要的專家,在研究玻璃纖維復(fù)合材料做出了很大的貢獻(xiàn)[3-6]。

本文采用自制的玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件,通過拉伸試驗(yàn)研究分析復(fù)合材料的剛度和強(qiáng)度,并利用ANSYS有限元分析得到載荷大小、纖維含量、長度、直徑等參數(shù)對(duì)復(fù)合材料性能的影響,并與試驗(yàn)值對(duì)比,為玻璃纖維-橡膠復(fù)合材料的設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。

1 玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)

1.1 試件制備

拉伸試驗(yàn)是復(fù)合材料層壓板靜載荷作用下拉伸失效行為的直接表現(xiàn)形式。試驗(yàn)過程制備兩種試件,分別是純硅橡膠試件和玻璃纖維-硅橡膠試件。制備的步驟過程可以分為:稱量、混合、靜置、抽氣、固化、切片。

1.1.1 純硅橡膠試件的制備

分別稱取液體硅橡膠和固化劑,在燒杯中用玻璃棒充分?jǐn)嚢锜瓋?nèi)的液體硅橡膠和固化劑,使之混合均勻;將攪拌均勻的液體緩慢均勻地鋪滿模具容器,靜置,讓液體硅橡膠充分流動(dòng),使其薄厚均勻;將鋪滿液體的模具放入抽氣裝置內(nèi)進(jìn)行抽氣十分鐘,因?yàn)橐后w的填倒和流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生氣泡,氣泡會(huì)影響拉伸試驗(yàn)的參數(shù)和結(jié)果;最后,靜置,讓其固化至少5個(gè)小時(shí),打開蓋子取出試件;采用沖片機(jī),將復(fù)合材料切成啞鈴型的試件

1.1.2 玻璃纖維-硅橡膠試件的制備

在一份液體硅橡膠燒杯內(nèi)加入固化劑,攪拌、填倒和抽氣的步驟與硅橡膠的制備一致,待模具內(nèi)液體硅橡膠沒有氣泡產(chǎn)生了,將玻璃纖維布放置在液體硅橡膠上,等到液體硅橡膠滲透到玻璃纖維上后,將另外一份液體硅橡膠加入固化劑充分?jǐn)嚢韬筇畹谷肽>邇?nèi);靜置,讓其固化。

1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

1.2.1 玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件的失效特點(diǎn)

純硅橡膠試件在縱向拉伸下,斷裂后的試件如圖1所示。在試驗(yàn)過程中,我們觀察到,硅橡膠本身基體的粘性強(qiáng)度高,裂紋沿垂直于載荷方向在基體中擴(kuò)散,當(dāng)某個(gè)靜載荷面承受能力低于施加的載荷時(shí),發(fā)生最終的斷裂失效,且撕裂成無規(guī)則的斷面。試件初始裂紋的位置位于試件強(qiáng)度薄弱的地方,與試件制備的均勻度有關(guān)。

玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件的拉伸試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。試驗(yàn)斷裂失效的模式為帶纖維拔出的纖維脫粘斷裂。這是由于硅橡膠基體與纖維之間的粘接強(qiáng)度較弱,裂紋主要沿著界面擴(kuò)散,表現(xiàn)為在一些薄弱界面纖維與基體界面剝離和斷裂纖維從基體拔出。試驗(yàn)過程可以看到纖維先脫粘,而后橡膠基體出現(xiàn)裂紋,最后斷裂,在纖維脫粘后可認(rèn)為試件已經(jīng)失效。

1.2.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析

1.2.2.1 純硅橡膠試件應(yīng)力應(yīng)變曲線分析

利用電子萬能試驗(yàn)機(jī),對(duì)硅橡膠試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn),其應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖3所示。從曲線可以看出硅橡膠試件在拉伸載荷作用下呈超彈性變形。把曲線分為oa、ab和bc三個(gè)階段,過程中觀察到:①當(dāng)延伸率小于300%時(shí),即oa階段為彈性階段,應(yīng)力和應(yīng)變呈線性關(guān)系。②a點(diǎn)開始試件內(nèi)部最為薄弱的部位開始出現(xiàn)裂紋,但并未斷裂,拉伸應(yīng)力和應(yīng)變還在持續(xù)增大,即ab階段為裂紋擴(kuò)展階段。③b點(diǎn)試件斷裂,即bc階段為斷裂階段。該試件的彈性模量為0.59MPa,斷裂伸長率為404.05,拉伸強(qiáng)度為2.34MPa,它的彈性模量為低,拉伸強(qiáng)度高,說明試件軟而韌。天然橡膠、順丁橡膠應(yīng)力-應(yīng)變曲線也是類似這種情況。

1.2.2.2 玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析

利用電子萬能試驗(yàn)機(jī),對(duì)玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn),其應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖4所示。玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件的拉伸過程可分為4個(gè)階段:①OA階段是復(fù)合材料試件的彈性形變階段。隨著變形量增加,拉伸應(yīng)力急劇上升到A點(diǎn),即最大應(yīng)力值。②AB階段是復(fù)合材料試件拉伸失效階段。到達(dá)A點(diǎn)后,復(fù)合材料內(nèi)的玻璃纖維開始出現(xiàn)脫粘或者斷裂,拉伸應(yīng)力在應(yīng)變?cè)鲩L極小的情況下大幅度的下降,直到B點(diǎn),復(fù)合材料內(nèi)部的大部分纖維斷裂或者與橡膠發(fā)生脫粘,但是復(fù)合材料外部并沒有發(fā)生斷裂現(xiàn)象。③BC階段是復(fù)合材料屈服階段。在這個(gè)階段內(nèi)部大部分纖維已經(jīng)斷裂或者已與橡膠脫粘,硅橡膠和未斷裂的玻璃纖維在拉伸時(shí)候交聯(lián)較弱,內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)的受力不一樣,拉伸應(yīng)力隨應(yīng)變的增長不規(guī)則變化。④CE為硅橡膠的拉伸斷裂,當(dāng)延伸率達(dá)到E點(diǎn)時(shí)候,玻璃纖維硅橡膠復(fù)合材料試件完全斷裂,斷裂口的形狀圖2,帶纖維拔出的超彈性斷裂。

1.2.3 玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件力學(xué)性能參數(shù)變化

圖5為玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件拉伸強(qiáng)度隨纖維層數(shù)變化曲線,圖中可以看出隨著玻璃纖維層數(shù)的增加,拉伸強(qiáng)度隨著增大,且呈加速度趨勢(shì)。由于玻璃纖維具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度,在組成玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件之后,其拉伸強(qiáng)度增大。

圖6為玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件初始彈性模量隨纖維層數(shù)變化曲線。圖中可以看出,隨著玻璃纖維層數(shù)的增加,試件的彈性模量上升,且趨于平緩。硅橡膠彈性好,但是抗撕裂的強(qiáng)度和剛性都不好,在加入玻璃纖維之后,彈性模量增加明顯,說明增加纖維后材料剛度變大,玻璃纖維很好的補(bǔ)強(qiáng)了硅橡膠的在載荷應(yīng)力下的不足。

2 數(shù)值模擬

利用ANSYS有限元分析軟件計(jì)算復(fù)合材料試件在拉伸載荷作用下的初始彈性模量。試件有效模量隨應(yīng)變變化如圖7所示,圖中的三條曲線分別代表1層、2層和3層纖維試件。圖中看出,有效模量隨著復(fù)合材料應(yīng)變值的增加變化較小,這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。圖8為有效模量隨復(fù)合材料中纖維層數(shù)的變化關(guān)系曲線,圖中看出彈性模量隨纖維層數(shù)增加呈線性增大趨勢(shì),與圖6相比,圖8的線性趨勢(shì)更明顯,原因是因?yàn)閿?shù)值模擬過程的前提是假設(shè)橡膠和數(shù)值粘合完好,沒有脫粘情況發(fā)生,而在實(shí)際拉伸過程中往往會(huì)在纖維和橡膠粘結(jié)薄弱部位提早發(fā)生脫粘。但將圖7、圖8與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,兩者的趨勢(shì)一致,說明數(shù)值模擬的可靠度較高,可用作將來對(duì)復(fù)合材料更深層次的分析,提供理論依據(jù)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

本文對(duì)玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)及其數(shù)值模擬,得到以下結(jié)論:

①玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件在拉伸載荷的作用下主要表現(xiàn)為帶纖維拔出的纖維脫粘斷裂。

②玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件在拉伸載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線分為4個(gè)階段:彈性形變階段、拉伸失效階段、復(fù)合材料屈服階段、復(fù)合材料拉伸斷裂階段。

③玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件拉伸強(qiáng)度隨纖維層數(shù)增加而呈非線性增大。

④玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件有效模量隨纖維層數(shù)增加而增大。

⑤玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件拉伸初始階段有效模量隨應(yīng)變?cè)黾佣黾印?/p>

第9篇:材料研究分析范文

關(guān)鍵詞:石墨烯;氧化石墨烯;酚醛樹脂;納米復(fù)合材料;復(fù)合材料

DOI:10.15938/j.jhust.2017.02.003

中圖分類號(hào): TB332文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào): 1007-2683(2017)02-0012-06Domestic

Abstract:Graphene oxide (GO), an important derivative of graphene, has good compatibility with phenolic formaldehyde resin (PF) thanks to the active groups such as hydroxyl, carboxyl and epoxy. Recently, graphene oxide has been applied in the research and development of PF based composites. GO/PF composites show good mechanical, electrical, thermal and frictional properties, as well as dielectric and flame retardant properties. This review reports the domestic research results in PF/GO composites in the recent five years.

Keywords:graphene; graphene oxide; phenolic formaldehyde resin; nanocomposites; composites

0引言

酚醛樹脂(phenolic formaldehyde resin, PF)是世界上最早的合成樹脂品種[1],在催化劑作用下由酚類和醛類縮聚而成[2]。經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,酚醛樹脂及其復(fù)合材料的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步[3],因其具有優(yōu)良的耐熱、耐腐蝕、阻燃等性能,廣泛應(yīng)用于模塑料、層壓材料、摩擦材料、阻燃材料、泡沫材料以及耐高溫和燒蝕材料等[4]。同時(shí),為了彌補(bǔ)酚醛樹脂自身韌性差、沖擊強(qiáng)度低等缺點(diǎn),有關(guān)改性技術(shù)與方法的研究一直是該領(lǐng)域關(guān)注的課題[5-6]。

因其獨(dú)特的分子級(jí)二維晶體結(jié)構(gòu)[7],石墨烯(Graphene)表現(xiàn)出奇特而優(yōu)異的物理、化學(xué)、機(jī)械等性能,被認(rèn)為是迄今最有前途的材料之一,并廣泛用于聚合物基復(fù)合材料的研究和開發(fā)[8]。以天然鱗片石墨(natural flake graphite)為原料制備石墨烯被認(rèn)為是目前規(guī)模化制備石墨烯的有效方法。通常,采用Hummers方法制備氧化石墨(graphite oxide)[9],經(jīng)進(jìn)一步剝離,形成氧化石墨烯(graphene oxide),繼而采用熱還原或化學(xué)還原方法得到還原石墨烯(reduced graphene)[10-11]。氧化石墨烯表面含有羥基、羧基和環(huán)氧等官能團(tuán)[12-13],與酚醛樹脂有著良好的相容性,近年來被用于酚醛樹脂復(fù)合材料的研究和應(yīng)用中[14-15]。本文介紹了近五年來國內(nèi)氧化石墨烯/酚醛樹脂復(fù)合材料的研究結(jié)果。

1復(fù)合材料的制備

氧化石墨烯/酚醛樹脂復(fù)合材料的主要制備方法包括原位聚合法、熔融共混法以及溶液混合法等[16-17]。采用溶液混合法,將氧化石墨烯分散液與酚醛溶液混合[18],利用氧化石墨的含氧基團(tuán)與酚醛樹脂上的含氧官能團(tuán)間的反應(yīng)以及π-π效應(yīng)可提高氧化石墨烯在酚醛樹脂中的分散,并改善復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性與熱降解成炭量。采用球磨法原位聚合制備氧化石墨烯/酚醛樹脂復(fù)合材料[19],球磨作用有效提高了氧化石墨烯的剝離和分散。

在原位聚合過程中,苯酚和甲醛除了作為反應(yīng)原料,同時(shí)也是氧化石墨的還原劑。于中振等[20]通過苯酚和甲醛縮合反應(yīng)過程中加入氧化石墨烯并通過超聲剝離達(dá)到原位還原插層復(fù)合而得到石墨烯酚醛樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料。配合熱還原或化學(xué)還原方法,可以得到石墨烯/酚醛樹脂復(fù)合材料。夏和生等[21]提出了一種原位還原的制備方法,采用超聲波或者研磨方式將氧化石墨均勻分散在聚合物膠乳中,然后在聚合物膠乳中通入還原劑,進(jìn)一步得到聚合物/石墨烯復(fù)合母料,用以制備聚合物/石墨烯復(fù)合材料。黃桂榮等[22]將氧化石墨烯與酚醛樹脂乳液共混,經(jīng)水合肼還原和熱固化制備石墨烯/酚醛樹脂納米復(fù)合材料。

2復(fù)合材料的性能

2.1力學(xué)性能

氧化石墨烯用于酚醛樹脂及其復(fù)合層壓板、纖維增強(qiáng)材料、摩擦材料等以改善復(fù)合材料的力學(xué)性能。添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%的氧化石墨烯使氧化石墨烯/酚醛樹脂復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和儲(chǔ)能模量相比純酚醛復(fù)合材料分別提高21.8%、138%和25.8%[19]。在鄰甲酚醛樹脂/鄰甲酚醛環(huán)氧/氧化石墨烯復(fù)合層壓板中[23],加入1.2%的氧化石墨烯,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別提高了102%和86%。將0.1%的氧化石墨、化學(xué)還原石墨烯及熱還原石墨烯分別加入到酚醛樹脂/丙烯腈炭纖維中[24],復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度分別提高了139.5%、98.9%和178.9%,研究表明,石墨烯增了界面的結(jié)合程度,起到載荷傳遞的作用,而改善了復(fù)合材料的力學(xué)性能。改性氧化石墨烯進(jìn)一步提高了復(fù)合摩擦材料的力學(xué)性能[25],相比于未改性的復(fù)合材料,采用硅烷(γ-氨丙基三乙氧基硅烷,KH550)改性氧化石墨烯的復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別提高了24.32%、10.95%和21.21%;同時(shí),松弛模量提高了42.22%,形變率降低了40.79%。

[7]李松, 顏紅俠, 張夢(mèng)萌, 等. 石墨烯的功能化及其在聚合物改性中的應(yīng)用研究[J]. 材料開發(fā)與應(yīng)用, 2013, 28(6): 86-94.

[8]JI X, XU Y, ZHANG W, etc. Review of Functionalization, Structure and Properties of Graphene/polymer Composite Fibers [J]. Composites: Part A, 2016, 87: 29-45.

[9]韓志東, 王建祺. 氧化石墨的制備及其有機(jī)化處理 [J]. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 19(5): 459-461.

[10]GAO W. Graphene Oxide: Reduction Recipes, Spectroscopy, and Applications[M]. Switzerland, Springer, 2015: 1-10.

[11]吳婕. 氧化石墨烯還原方法的研究進(jìn)展[J]. 化工進(jìn)展, 2013, 32(6): 1352-1356.

[12]鄧堯, 黃肖容, 鄔曉齡. 氧化石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 材料導(dǎo)報(bào), 2012, 26(8): 84-86.

[13]ZHAO J, LIU L, LI F. Graphene Oxide: Physics and Applications [M]. Switzerland, Springer, 2015: 31-32.

[14]SINGH AP, GARG P, ALAM F, etc. Phenolic Resinbased Composite Sheets Filled with Mixtures of Reduced Graphene Oxide, γFe2O3 and Carbon Fibers for Excellent Electromagnetic Interference Shielding in the Xband [J]. Carbon, 2012, 50: 3868-3875.

[15]WANG J, WANG Y, GAO M, etc. Multilayer Hydrophilic Poly(phenolformaldehyde resin)Coated Magnetic Graphene for Boronic Acid Immobilization as a Novel Matrix for Glycoproteome Analysis [J]. ACS Appl. Mater. Interfaces,2015(7):16011-16017.

[16]鈐粕眩 張彬, 張應(yīng)鵬. 氧化石墨烯的制備及在復(fù)合材料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 應(yīng)用化工, 2013, 42(6): 1138-1141.

[17]徐偉華. 氧化石墨烯/酚醛樹脂原位復(fù)合材料制備和性能研究[D]. 桂林: 桂林理工大學(xué), 2013: 35-40.

[18]SI J, LI J, WANG S, etc. Enhanced Thermal Resistance of Phenolic Resin Composites at Low Loading of Graphene Oxide [J]. Composites: Part A, 2013(54):166-172.

[19]付俊, 韋春, 王武, 等. 球磨法制備氧化石墨烯/酚醛樹脂原位復(fù)合材料的力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能 [J]. 高分子材料科學(xué)與工程, 2015, 31(12): 44-48.

[20]于中振, 原方圓, 嚴(yán)棟, 等. 一種石墨烯酚醛樹脂導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法: CN 102719056A [P]. 2012-10-10.

[21]夏和生, 戰(zhàn)艷虎, 費(fèi)國霞, 等. 聚合物/石墨烯復(fù)合材料的原位還原制備方法: CN 101864098B [P]. 2012-01-04.

[22]黃桂榮, 劉洪波, 楊麗, 等. 石墨烯/酚醛樹脂納米復(fù)合材料的熱解行為[J]. 新型碳材料, 2015, 30 (5): 412-418.

[23]呂樹芳, 陳世輝, 王元雙, 等. 鄰甲酚醛樹脂/鄰甲酚醛環(huán)氧/氧化石墨烯復(fù)合材料[J]高分子材料科學(xué)與工程, 2015, 31(7): 44-47.

[24]劉燕珍, 李永鋒, 楊永崗, 等. 石墨烯/酚醛樹脂/炭纖維層次復(fù)合材料的制備及其性能[J]. 新型炭材料, 2012, 27(5): 377-383.

[25]付俊, 韋春, 黃紹軍, 等. 表面改性對(duì)酚醛樹脂/氧化石墨烯復(fù)合材料的力學(xué)性能與摩擦性能的影響[J]. 塑料科技, 2014, 42(3): 43-46.

[26]李偉, 周保全, 李中輝, 等. 石墨烯改性熱固性樹脂及其纖維復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014, (11): 96-101.

[27]陸錦松, 靳云霞, 肖順華. 石墨烯/酚醛樹脂復(fù)合材料的制備及電學(xué)性能研究[J]. 化工新型材料, 2014, 42(6): 109-111.

[28]王立娜, 陳成猛, 楊永崗, 等. 氧化石墨烯-酚醛樹脂薄膜的制備及性能研究[J]. 材料導(dǎo)報(bào), 2010, 24(9): 54-56.