新型材料学选修课论文
有关材料学的论文
有关材料学的论⽂ 材料学是研究材料组成、结构、⼯艺、性质和使⽤性能之间的相互关系的学科,为材料设计、制造、⼯艺优化和合理使⽤提供科学依据。
下⽂是店铺为⼤家搜集整理的有关材料学的论⽂的内容,欢迎⼤家阅读参考! 有关材料学的论⽂篇1 浅析纳⽶⼆氧化硅改性环氧树脂复合材料的性能 随着信息产业的飞速发展,⼈类社会正稳步朝着⾼度信息化的⽅向发展,信息处理与信息通讯正构成⾼度信息化科学技术领域发展中的两⼤技术⽀柱.以⾼速计算机、⽰波器、IC测试仪器为主体的信息处理技术追求信息处理的⾼速化、容量的增⼤化和体积的⼩型化;以⼿机、卫星通讯及蓝⽛技术等为代表的信息通讯技术追求多通道数、⾼性能化和多功能化,使得使⽤频率不断提⾼,进⼊⾼频甚⾄超⾼频领域.在⾼频电路中,由于基板介电常数越低,信号传播得越快;基板的介电常数越⼩,损耗因数越⼩,信号传播的衰减越⼩,因此,要实现⾼速传输、低能量损耗与⼩的传输延时,则对基板材料提出了更⾼的要求,即要求基板材料为低ε、低tanδ. 此外,⾼的耐热性,低的吸⽔性和⾼的尺⼨稳定性也是⾼频电路对基板材料的基本要求.传统的基板材料(FR4)所⽤的基体树脂主要为环氧树脂,因其成本低、⼯艺成熟⽽在印刷电路板中⼤量使⽤;但作为⾼频电路基板材料,却暴露出介电性能低劣、耐热性不佳、热膨胀率偏⾼、耐湿性差等缺陷.因此开发适合⾼频电路基板材料⽤的树脂体系是印刷电路板⾏业⽬前研究的⼀个重要⽅向,⽽对EP进⾏改性并借助EP较为成熟的⽣产和加⼯⼯艺研究、开发和制备新型的树脂体系,是制备⾼性能电路基板的⼀条⾮常经济有效的途径[3-5] . 研究表明,⽆机纳⽶粒⼦弥散分布的树脂基体材料,由于纳⽶粒⼦具有的表⾯特性和晶体结构使基体材料显⽰出⼀系列优异的性能,其中纳⽶SiO2 改性树脂基体具有很多优异的性能[8-10],但纳⽶SiO2表⾯存在⼤量的羟基使其表现为亲⽔性、易团聚,贮存稳定性差等缺点.因此纳⽶颗粒在树脂中的均匀分散是制备⾼性能纳⽶颗粒弥散分布有机树脂的⼀个重要环节. 本⽂采⽤硅烷偶联剂KH570改性纳⽶SiO2粉体,通过共混法制备了⾼性能SiO2EP树脂复合材料,并对其微观结构、热稳定性和介电性能进⾏研究. 1、实验部分 1.1原料 纳⽶SiO2质量分数≥99.5%,粒径15 nm,杭州万景新材料有限公司;苯(A.R.)、⼆甲苯(A.R.)、⽆⽔⼄醇、H2O2 (30 %,A.R.),γ2(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(A.R. KH570)、环氧树脂(E44,6101)(湖南三雄化⼯⼚)、固化剂聚酰亚胺(低分⼦650)(湖南三雄化⼯⼚). 1.2SiO2改性环氧树脂复合材料的制备 参考⽂献[11],采⽤γ2(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳⽶SiO2进⾏表⾯改性处理得到亲油性纳⽶SiO2粉体. SiO2改性环氧树脂复合材料的制备⼯艺如下(以2% SiO2EP为例):取2 g亲油性SiO2粉体,超声分散于80 mL⼆甲苯中,然后加⼊49 g环氧树脂,搅拌均匀后再加⼊49 g的聚酰胺固化剂,超声分散搅拌均匀,最后将混合体系倾⼊铝制模具中,放置于烘箱中先于120 ℃预固化2 h,再升温⾄150 ℃固化3 h,最后于180 ℃固化1 h得最终试样. 为对⽐不同试样的性能,采⽤相同⼯艺制备了未添加纳⽶SiO2的EP.不同组成的试样编号如表1所⽰. 1.3性能测试 采⽤傅⽴叶变换红外光谱(FTIR,Avatar360,Nicolet)研究改性纳⽶SiO2前后,不同试样中化学键的变化,判断可能发⽣的反应.操作条件:采⽤KBr压⽚法制样,测量的波长范围为(4 000~400) cm-1. 采⽤扫描电⼦显微镜(SEM,JSM6700F,Jeol)表征微观形貌,观察纳⽶颗粒在复合材料中的分散情况. ⽤STA449C综合热分析仪研究试样的热稳定性.操作条件:样品质量为25~35 mg,Ar流量为50 mL?min-1,升温速率为10 ℃?min-1,温度变化范围为(0~800) ℃. 介电常数是指介质在外加电场时会产⽣感应电荷⽽削弱电场,在相同的原电场中某⼀介质中的电容率与真空中的电容率的⽐值. 介电损耗是电介质在交变电场中,由于消耗部分电能⽽使电介质本⾝发热的现象.SiO2改性环氧树脂复合材料的介电常数和介电损耗采⽤美国安捷伦公司⽣产的Agilent 4991A⾼频阻抗分析仪测试,测试频率为1 M~1 G,测试夹具为美国安捷伦公司⽣产的Agilent16453A介电性能测试夹具. 2、结果与讨论 2.1FTIR分析 图1为3种试样的红外图谱.对改性纳⽶SiO2⽽⾔,位于1 103 cm-1左右的⼀个宽强峰及812 cm-1附近的⼀个尖峰属于Si-O-Si键的对称振动峰(νSi-O-Si) .波数为1 395 cm- 1 的吸收峰属于νSiO-H的伸缩振动峰;波数为1 637 cm-1 处的吸收峰属于νC = C 的伸缩振动峰,波数为1 606 cm-1 处的吸收峰归属于νC-C的收缩振动峰,这两种化学键均来⾃于硅烷偶联剂KH570,从这⼏个吸收峰来看,硅烷偶联剂已经成功地连接在SiO2表⾯[11-12].同时由于改性纳⽶SiO2中仍存在Si-OH键振动峰,表明偶联剂在纳⽶SiO2表⾯的反应进⾏得并不完全,偶联剂⽤量对SiO2改性效果的影响有待进⼀步研究. 由于聚酰亚胺固化EP材料的官能团较多,本⽂重点分析添加改性SiO2后,相应官能团的变化.对⽐添加改性纳⽶SiO2前后EP的红外吸收,可知纳⽶SiO2在1 395 cm- 1处的峰消失,同时EP材料中出现于1 628 cm-1处的δCO-H和1 405 cm-1处的δN-H的强度降低甚⾄消失,表明硅烷偶联剂和改性纳⽶SiO2与EP树脂材料发⽣了化学反应,导致δCO-H和δN-H吸收峰强度降低或者消失. 波数/cm-1 2.2纳⽶SiO2添加量对EP热稳定性能的影响 图2为不同样品在Ar⽓氛下的热重(TG)曲线和微分热重(DTG)曲线.从图2(a)所⽰TG曲线可以看出,不同组成的试样在Ar⽓氛中的热失重过程相似,在300~500 ℃,在相同的温度下,随SiO2含量的增加,失重率显著升⾼;⽽当失重率相同时,随SiO2含量的增加,复合树脂对应的温度升⾼,表明其热稳定性增加.表2给出了不同试样⼀定失重率对应的温度. 从图2(b)所⽰DTG曲线可以看出,0#试样有两个峰值,这表明EP基体的分解可⼤致分为两个步骤,这两个失重峰对应的分别是环氧树脂基体的热分解和裂解残碳的氧化[13-14].随着添加量的增加,第⼀个峰值逐渐变平缓直到最后消失,⽽失重速率最⼤时对应的峰值温度(见表2)则逐渐升⾼,这也表明随添加量的增加,偶联剂的官能团和改性纳⽶SiO2表⾯残留的Si-OH与基体树脂的官能团发⽣了化学反应,从⽽提⾼了树脂基体的“牢固度”[15].添加量越多,“牢固度”增加的程度越⼤,从⽽导致基体材料的热稳定性逐渐提⾼. 由于环氧树脂及其固化剂含有较多的氧,因此尽管在惰性⽓氛中进⾏热分解研究,但其裂解后的残炭量⼏乎完全消失,残余质量与添加在其中的SiO2量相⼀致[14]. 2.3纳⽶SiO2添加量对EP微观形貌的影响 图3为添加不同纳⽶SiO2颗粒的SiO2/EP复合材料的微观形貌图谱.从图3(a)中可以看出,未添加SiO2的试样断⾯较为粗糙;从图3(b)~(e)可以看出,随SiO2添加量的增加,其在EP中的分布由分散均匀,团聚少(图3(b) 和3(c)),逐步改为团聚明显,分散均匀性差(图3(d) 和3(e)).当添加量为4%时,纳⽶SiO2均匀地分散在EP基体中,粒径约为30 nm,对⽐原始SiO2尺⼨,纳⽶颗粒还存在微弱的团聚现象.随添加量的增加,纳⽶SiO2团聚现象明显增加,当添加量增加到16%时,纳⽶颗粒出现严重的团聚现象,这将影响其介电性能.这种团聚⼀⽅⾯是由于纳⽶颗粒有很⾼的⽐表⾯积,同时由于偶联剂与纳⽶SiO2颗粒表⾯Si-OH反应得并不完全,导致纳⽶颗粒表⾯仍存在Si-OH,这些官能团彼此之间可以发⽣缩合反应导致颗粒团聚. 2.4纳⽶SiO2添加量对EP基体介电性能的影响 2.4.1纳⽶SiO2添加量对EP介电常数的影响 图4为不同试样的介电常数与测试频率的关系曲线图.从图4可以看出,5组试样的介电常数均随着频率的升⾼呈下降趋势.同时随着纳⽶SiO2添加量的增加,试样的介电常数呈先降低后升⾼的趋势.当添加量为4%时,试样的介电常数具有最低值. log(f/Hz) 析认为,当纳⽶SiO2的添加量⼩于4%时,纳⽶SiO2添加到树脂基体后,形成了“ 核壳过渡层”结构,以“核”作为交联点使得复合材料的交联度提⾼,其极性基团取向活动变得困难,因⽽复合材料的介电常数下降.⽽当纳⽶SiO2的添加量⼤于4%时,纳⽶SiO2本⾝介电性能较⾼的影响超过了其对树脂基体极性基团的“束缚”作⽤⽽产⽣了介电性能降低效应,这就导致复合材料介电常数的增加. 2.4.2纳⽶SiO2添加量对EP介电损耗的影响 图5为5种试样的介电损耗随频率的变化曲线.从图5可以看出,试样的介电损耗均随测试频率的增加先升⾼后降低;随着纳⽶SiO2加⼊量的增多呈现先降低后升⾼的趋势.同⼀测试频率下,当纳⽶SiO2的添加量为4%时,材料的介电损耗最低;当纳⽶SiO2的添加量为6%时,材料的介电损耗开始增加;当纳⽶SiO2的添加量为16%时,材料的介电损耗接近纯EP试样的介电损耗. 分析认为,复合材料的介电损耗取决于环氧树脂极性基团的松弛损耗和极性杂质电导损耗的共同作⽤.加⼊纳⽶SiO2后,⼀⽅⾯改性纳⽶SiO2表⾯的官能团可以与聚酰亚胺固化EP中的官能团反应,束缚了树脂基体中极性基团的运动,从⽽降低了松弛损耗;另⼀⽅⾯,改性后的纳⽶颗粒表⾯不可避免地存在⼀些极性基团,这些基团同时增加了电导损耗,复合材料的介电损耗正是这⼆者共同作⽤的结果.当纳⽶SiO2的添加量⼩于6%时,试样的松弛损耗的降低效果⾼于电导损耗的增加效果,所以试样的介电损耗均⽐纯EP的⼩.⽽当纳⽶SiO2的添加量为16%时,纳⽶SiO2出现明显的团聚现象,这就导致松弛损耗的效果迅速降低,从⽽导致试样总体的介电损耗接近纯EP试样. 3、结论 利⽤硅烷偶联剂对纳⽶SiO2进⾏表⾯改性,通过共混法制备了不同纳⽶SiO2含量的SiO2/EP纳⽶复合材料,研究了SiO2的添加对复合材料微观结构、耐热性和介电性能的影响.结论如下: 1 ) 当纳⽶SiO2含量在0~16%时,随着纳⽶SiO2含量的增加,SiO2/EP纳⽶复合材料的热稳定性逐渐升⾼. 2) SiO2/EP纳⽶复合材料的介电性能随着测试频率的升⾼呈下降趋势.同⼀测试频率下,随着纳⽶SiO2添加量的增加,试样的介电常数呈先降低后升⾼趋势. 3)当纳⽶SiO2含量为4%时,复合材料的综合性能最优.其耐热性较好,介电性能最优(频率为1 GHz 时,介电常数为2.86,介电损耗为0.023 53).。
新型材料论文
新型材料论文
近年来,新型材料在各个领域都得到了广泛的应用和研究。
与传统材料相比,新型材料具有更好的性能和更广阔的应用前景。
本文主要介绍了三种新型材料,分别是石墨烯、纳米材料和智能材料。
首先,石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料。
由于石墨烯具有超高的导热性和导电性,因此被广泛应用于电子器件和能源领域。
石墨烯的导电性能远超过传统材料,可以制作出更小、更薄、更快的电子器件。
此外,石墨烯还具有很强的机械性能和化学稳定性,使其在材料科学领域具有广泛的应用前景。
其次,纳米材料是指至少在一维尺度上具有纳米级尺寸的材料。
纳米材料具有特殊的物理和化学性质,因此在电子、生物医学和环境等领域有着广泛的应用。
例如,纳米颗粒可以用于制备高效的太阳能电池和光催化材料,用于净化水和空气。
此外,纳米材料还可以用于制备高强度的纳米复合材料,以提高材料的力学性能和耐磨性。
最后,智能材料是一类具有自感知、自诊断和自修复功能的材料。
智能材料可以根据外部环境变化自动调整其结构和性能,具有广泛的应用前景。
例如,智能涂层可以自动修复划痕和表面缺陷,提高材料的耐久性;智能纤维可以根据体温和湿度变化调整透气性和保温性。
此外,智能材料还可以应用于生物医学和传感器领域,用于制备高灵敏度的生物传感器和医学植入器件。
总之,新型材料在科学研究和应用开发中具有重要的地位和作用。
石墨烯、纳米材料和智能材料是近年来备受关注的新型材料,它们在电子、能源、环境和医学等领域都具有广泛的应用前景。
相信随着科学技术的不断进步,新型材料将会在更多领域发挥重要作用,推动社会进步和经济发展。
材料科学专业论文新型材料在能源领域的应用与优化
材料科学专业论文新型材料在能源领域的应用与优化随着能源需求的不断增加和传统能源资源的逐渐减少,人们对于新型材料在能源领域的应用与优化越来越关注。
作为材料科学专业的学生,我们应该了解和研究新型材料在能源领域的应用和优化方法,为可持续能源的发展做出贡献。
一、引言能源资源的稀缺和环境问题的日益严重,迫切需要新型材料的应用和优化以实现能源高效利用和环保要求。
二、新型材料在太阳能领域的应用与优化1. 太阳能电池:利用半导体材料制成的太阳能电池可以将太阳能转化为电能,但效率和稳定性仍需进一步提升。
2. 光催化材料:采用光催化材料可以将太阳能转化为化学能,用于水分解、二氧化碳还原等反应,但光催化效率和材料寿命需要改进。
3. 太阳能热利用材料:聚光式太阳能热发电和太阳能热水器等系统需要高温耐受和热传导性能优异的材料。
三、新型材料在储能领域的应用与优化1. 锂离子电池:锂离子电池作为目前最常用的储能设备之一,需要通过新型电极材料和电解液来提高能量密度和循环寿命。
2. 金属氢化物材料:金属氢化物材料具有高储氢密度和快速充放电能力,可用于氢能储存和驱动燃料电池。
3. 超级电容器:新型超级电容器材料的研究可以实现大容量、高功率密度和长寿命的储能体系。
四、新型材料在传输与输配电领域的应用与优化1. 超导材料:高温超导材料的发现和应用实现了输配电损耗的大幅减少,但制备工艺和成本仍需要改进。
2. 导电高分子材料:导电高分子材料可用于柔性电子器件和电能传输领域,但稳定性和导电性能需要进一步研究。
五、新型材料在储氢和储气领域的应用与优化1. 金属有机框架材料:金属有机框架材料具有高孔隙度和表面积,可用于二氧化碳捕获和储气体系统。
2. 多孔材料:利用多孔材料的高比表面积和扩散性能,可以实现储氢和储气体的高效吸附和释放。
六、新型材料在节能领域的应用与优化1. 超保温材料:采用超保温材料可以减少能源的损失和浪费,用于建筑、汽车和电子设备等领域。
新材料议论文作文
新材料议论文作文首先、其次、然后、最后、总之、总而言之篇一:新材料议论文伴随着科技的进步,新材料作为应用于各个领域中的重要物质,逐渐走进人们的生活。
关于新材料,人们的认知和了解还需要更深入地探讨。
本文旨在探讨新材料在今后的应用中所面临的挑战和机遇,以及我们应该如何对待新材料。
众所周知,新材料的应用范围非常广泛,可以应用于汽车、航空、电子等多个领域。
同时,新材料的优越性能也是其被广泛使用的原因之一。
比如,新材料的轻量化、高强度、高韧性、高温耐热等特性,不仅能够提高产品的质量和使用寿命,更能够降低能源的消耗和生产成本。
然而,新材料的应用也面临着许多挑战。
首先,新材料的制造需要专业的生产设备和技术,因此成本较高,对生产厂家的要求也更高。
其次,新材料在应用中仍存在着许多技术难题,如新材料的耐久性、可靠性等问题。
最后,新材料的推广和应用,涉及到政策、法律等方面的问题,这也需要各方面共同的支持和努力。
然而,新材料的发展也给我们带来了许多机遇。
首先,推广新材料的应用,有助于促进传统工业的转型升级,提高产品质量和技术水平。
其次,新材料的应用也有助于推动环保事业的发展,减少能源的消耗和环境污染。
最后,新材料的发展也带动了相关领域的技术研究和创新,为人类的科技进步做出了贡献。
面对新材料的挑战和机遇,我们应该如何对待新材料呢?首先,我们需要加强对新材料的科普宣传,提高公众对新材料的认知和了解。
其次,我们需要鼓励和支持新材料的研究和应用,加快新材料的推广和应用。
最后,我们需要加强对新材料的监管和规范,保证新材料的安全、可靠和环保。
总的来说,新材料在今后的应用中所面临的挑战和机遇是双重的,我们应该在加强科普宣传、鼓励研究应用、加强监管规范等方面做出努力,为新材料的发展和推广做出贡献。
新型玻璃材料论文5篇
新型玻璃材料论文5篇第一篇:新型玻璃材料论文节能玻璃的发展与应用1.摘要:本文简要介绍节能玻璃的种类及特点和在社会生产中的应用,各种节能玻璃拥有不同的物理特性,在建筑中起着不同的作用;文章并涉及到高科技节能玻璃的研究进展及应用进展,比如低辐射节能玻璃和复合型节能玻璃等等。
主要阐述了节能玻璃开发意义、节能原理、分类及相应的生产工艺。
结合国内外研究现状,对不同玻璃的节能效果和特性进行对比,并对今后节能玻璃的发展应用方向进行了评价及展望。
在当今能源问题非常突出的时代,建筑能耗占社会总能耗的相当多一部分,尽快采取措施对建筑,特别是建筑幕墙进行节能改造,并且研究这些措施对建筑结构产生的影响,成为一项很紧迫的任务。
2.引言:玻璃幕墙作为建筑物的外装饰是现代化城市建筑的重要标志之一,打破了传统的实体墙与门窗的界限,巧妙地将建筑物围护结构的使用功能与建筑物的装饰功能有机地融为一体,使建筑物更具有时代感和艺术造型。
当前,建筑节能成为我国可持续发展战略的一部分,社会上对建筑节能的意识也在逐渐增强。
建筑的节能主要是建筑围护结构节能,而玻璃幕墙是现代建筑围护结构的一个非常重要的组成部分。
充分考虑玻璃幕墙使用的灵活性和最大限度地减少能耗,并且探求节能措施对建筑结构的影响,是结构师们应考虑的问题。
现代建筑中,大面积的采光玻璃应用十分广泛,人们对建筑玻璃的要求越来越高,但建筑用普通玻璃的传热系数比砖体结构墙壁要高很多,从而导致建筑物的热量损耗增加。
据统计,各项建筑能源消耗占总能耗的三分之一左右,而在建筑能耗中,高达50%以上又是由门窗玻璃散失的。
在中国430亿m2的建筑中99%属于高能耗建筑,即使是新建筑,也有95%以上仍是高能耗建筑。
因此,如何正确选择设计建筑玻璃,使其能耗降低到最小,满足国家公共建筑节能标准的规定,符合国家节能减排的要求,是当前能源危机条件下首要解决的问题之一。
近些年来,舒适与自然、环保与节能逐渐成为新世纪国际建筑的准则,建筑节能成为世界性潮流。
新型碳材料科学(双语)结课论文 XXX
华东理工大学化工学院2014(春) 本科生双语选修课《新型碳材料科学》课程考核学号 10110200 姓名 XXX 任课老师乔文明等成绩论文题目:摘要石墨烯是碳的又一同素异形体,具有独特的二维结构和优异的力学、电学、光学、热学等性能,成为富勒烯和碳纳米管之后的又一研究热点。
全面综述了近几年来石墨烯的制备方法,详细讨论了微机械剥离法、化学剥离法、化学合成法、外延生长法、电孤法、化学气相沉积法的优缺点,并针对制备方法存在的产量低、结构不稳定、高污染等问题,提出了一些大规模可控制备高质量石墨烯的建议。
还结合石墨烯的结构和特性,概括了石墨烯在复合材料、微电子、光学、能源、生物医学等领域的应用进展,并展望了其主要研究方向和发展趋势。
关键词石墨烯制备方法应用AbstractAs an allotrope of carbon,graphene has become a research hotspot due to its unique two-dimensional structure and excellent mechanical,electrical,optical and thermal properties.Synthesis of graphene via different ap—proacbes,such as micro mechanical stripping,chemical stripping,chemical synthesis,epitaxial growth,arc dis—charge,and chemical vapor deposition,are discussed in detail,and strategies for producing homogeneous graphene with improved yield and structural stability while limiting its pollution are proposed.Also application progress of gre—phene in polymer composites,micro electronics,optics,energy and biomedicine are summarized,and the main re—search direction and development trend are imagined.Key words graphene,preparation methods,application1.石墨烯的结构石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的,其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,其理论厚度仅为0.35 nm ,是目前所发现的最薄的二维材料。
材料科学前沿论文
材料科学前沿论文材料科学是一门研究材料结构、性能、制备和应用的学科,其发展一直处于科技前沿。
随着科学技术的不断进步,材料科学领域也在不断涌现出新的研究成果和前沿技术。
本文将就材料科学领域的一些前沿论文进行介绍和分析,以期为同行提供新的思路和灵感。
首先,近年来,基于人工智能的材料设计和发现成为了研究热点。
通过机器学习和大数据分析,研究人员可以更快速地筛选出具有特定性能的材料,并进行定制设计。
这种方法不仅可以加速新材料的研发过程,还能够大大降低材料研发的成本,为材料科学的发展带来了新的机遇和挑战。
其次,纳米材料的研究也备受关注。
纳米材料因其特殊的尺寸效应和表面效应,在光电子、催化剂、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
近年来,研究人员不断探索新的纳米材料制备方法和性能调控策略,取得了许多令人瞩目的成果。
例如,石墨烯、二维过渡金属硫化物等纳米材料的研究成果,为材料科学的发展开辟了新的方向。
另外,生物材料也是材料科学的一个重要分支。
生物材料具有良好的生物相容性和可降解性,被广泛应用于组织工程、药物传输、医疗器械等领域。
近年来,仿生材料的研究成果不断涌现,例如仿生多肽材料、生物陶瓷材料等,为生物医学领域的发展提供了新的可能性。
最后,材料的可持续发展也成为了研究的重要方向。
随着资源的日益枯竭和环境污染的加剧,研究人员开始关注可再生材料、循环利用材料等方面的研究。
新型的生物基材料、可降解材料等成为了研究的热点,为材料的可持续发展提供了新的思路和方法。
综上所述,材料科学领域的前沿论文涉及到人工智能、纳米材料、生物材料、可持续发展等多个方面。
这些研究成果不仅推动了材料科学的发展,也为其他领域的交叉研究提供了新的可能性。
相信随着科技的不断进步,材料科学领域的前沿论文将会不断涌现,为人类社会的发展做出更大的贡献。
关于材料学专业方面论文范文
关于材料学专业方面论文范文材料学是学生接触材料领域、定位未来方向的入门课程,学习和掌握该课程内容意义至关重要。
下文是店铺为大家整理的材料学方面论文的范文,欢迎大家阅读参考!材料学方面论文篇1浅析高分子材料成型加工技术摘要:近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展对高分子材料成型的加工技术要求更高,更精细。
在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。
关键词:高分子材料加工方法成型技术一、前言近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展要求更高性能的聚合物材料,开发研制满足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。
在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。
二、高分子材料成型成型加工技术的相关定义1.高分子材料高分子材料是指由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料,其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要是橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。
高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点,使它具有其他材料不可取代与不可比拟的优异性能,从而广泛运用到科学技术、国防建设和国民经济等领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。
2.高分子材料成型加工技术在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。
高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状,使其成为具有使用价值的各种制品。
高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗,从大规模向较短研发周期的多品种转变。
判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。
有关材料学的论文范文
有关材料学的论文范文在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。
下文是店铺为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!有关材料学的论文范文篇1论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO 而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.1实验部分1.1原材料苯胺(AR,国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR,湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR,天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR,天津市光复精细化工研究所).1.2PANIF的制备PANIF的制备按我们先前提出的方法[14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL 三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.1.4PANIF/rGO复合材料制备按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL,GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.1.5仪器与表征用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:Cs=iΔtΔVm.(1)式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m 代表活性物质质量,g.2结果与讨论2.1形貌表征图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.2.2FTIR分析图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较,可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.2.4电化学性能分析图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为261和495 F/g)[18-19],而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g 电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.3结论采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517,356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.有关材料学的论文范文篇2浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用1 概述随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。
汽车用新材料课程论文终稿
汽车用新材料课程论文汽车用新材料的研究发展状况(Research on the development situation of new materials forautomobile)学院名称:材料科学与工程学院专业班级:复合材料1102学生姓名:不知道学号:311074561指导教师:张松利汽车用新材料的研究发展状况摘要:当代汽车正朝着轻量化、高速、安全、舒适、低成本、低排放与节能的方向发展,节能、安全、环保是汽车现代化发展的三大主题。
目前,汽车零部件的铝化程度与日俱增,可望在不久的将来,安全、舒适、美观耐用、轻量化、易装配和维修、易回收、节能、无污染、综合性能优良的“全铝化”汽车将得到广泛普及。
汽车工业集先进的材料和先进的制造技术于一体,新材料的开发和应用是我国汽车工业发展的关键环节。
同时,汽车的发展也对新材料的开发和研究提出了更高的要求。
关键词:轻量化;高速;安全;铝合金;钢铁材料;镁合金;钛合金;轮毂及车身材料Research on the development situation of newmaterials for automobileAbstract: a modern car is moving to the lightweight, high speed, safety, comfort, low cost, low emission and energy saving direction, energy saving, safety, and environmental protection are three themes of modern car development. At present, aluminum degree of automotive components grow with each passing day, is expected in the near future, safe, comfortable, beautiful and durable, lightweight, easy to assemble and repair, easy recycling, energy saving, no pollution, excellent comprehensive performance "aluminum" cars will be spread widely. The automobile industry in advanced materials and advanced manufacturing technology in one, the development and application of new materials is a key link in the development of China's automobile industry. At the same time, the development of automobile is the research and development of the new material put forward higher requirements. Keywords: lightweight; high speed; safety; aluminum alloy; iron and steel materials; magnesium alloy; titanium alloy; hub and body material1 前言现代汽车工业是国民经济中的重要支柱产业[1-3]。
新材料与人类文明选修课论文
ETFE材料的发展及使用新材料课上通过视频和老师的讲解,我认识到新材料对当今社会和人们生活的发展所作出的不朽的功绩。
ETFE中文名为乙烯-四氟乙烯共聚物。
ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm一种透明膜材。
2008年北京奥运会国家体育馆及国家游泳中心等场馆就是用ETFE膜制成的。
众多优点证明ETFE 为可信赖且经济实用的资料。
ETFE薄膜的实际使用始于上世纪90年代,主要作为农业温室的覆盖资料、各种异型建筑物的篷膜材料,如运动场看台、建筑锥型顶、娱乐场、旋转餐厅篷盖、娱乐厅篷盖、停车场、展览馆和博物馆等。
英国新千年应典工程之一的伊甸园”有“世界第八大奇观”之美誉。
由4座穹顶状建筑连接组成的全球最大温室,上面覆盖着由ETFE薄膜资料制成的透明盖板,其质量只有相同面积玻璃质量的1%透明薄片可以回收利用,并具有良好的保温性。
该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构,ETFE 膜使用寿命至少为25-35年。
也可根据特殊工程的几何和气候条件,增大膜跨距。
膜长度以易安装为标准,一般为15-30米。
小跨度的单层结构也可用较小规格。
用于永久性多层可移动屋顶结构的理想资料。
该膜是由人工高强度氟聚合物ETFE制成,ETFE 膜是透明建筑结构中品质优越的替代资料。
其特有抗粘着表面使其具有高抗污,易清洗的特点。
通常雨水即可清除主要污垢。
主要应用于防腐蚀衬里。
材料具有耐腐蚀特性,ETFEF-40氟塑料来源于美国杜邦公司和日本旭硝子公司。
同时又有对金属特有的较强粘着特性,加之其平均线膨胀系数接近碳钢的线膨胀系数,使ETFEF-40成为和金属的理想复合资料,具有极优良的耐负压特性。
各种机械性能达到较好的平衡—抗撕拉极强、抗张强度高、中等硬度、逊色的抗冲击能力、伸缩寿命长。
ETFE良好的电介质材料,ETFE又俗称为聚氟乙烯-65°C~+150°C薄壁资料高阻燃性低烟极适用于水、燃料、油、酸碱环境中说明ETFE一种坚韧的资料。
新型材料论文
新型材料论文随着科技的不断发展,新型材料的研究和应用越来越受到人们的关注。
新型材料具有优异的性能和广泛的应用前景,对于推动现代工业的发展和改善人们的生活水平具有重要的意义。
本文将从新型材料的定义、分类、特点以及应用前景等方面进行探讨。
首先,新型材料是指相对于传统材料而言,具有新的结构、性能和功能的材料。
新型材料可以根据其组成和性能特点进行分类,包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等。
这些新型材料具有轻量化、高强度、耐腐蚀、耐高温、导电、导热等特点,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子通讯、生物医药、新能源等领域。
其次,新型材料具有许多优异的性能特点。
比如,碳纳米管具有优异的导电性和导热性,可以应用于电子元件和传感器领域;纳米材料具有较大的比表面积和尺寸效应,可用于催化剂和吸附剂;形状记忆合金具有记忆性能和超弹性,广泛应用于医疗器械和航空航天领域。
这些优异的性能特点使得新型材料在各个领域都有着广泛的应用前景。
此外,新型材料的应用前景非常广阔。
在航空航天领域,新型材料可以大幅减轻航空器的重量,提高燃油利用率,降低运营成本。
在汽车制造领域,新型材料可以提高汽车的安全性能和燃油经济性,减少尾气排放。
在电子通讯领域,新型材料可以提高电子元件的工作速度和稳定性,推动信息技术的发展。
在生物医药领域,新型材料可以制备生物兼容性材料和药物载体,用于组织工程和药物输送。
在新能源领域,新型材料可以制备高效的光伏材料和储能材料,提高能源利用效率。
综上所述,新型材料具有广泛的应用前景和重要的社会意义。
随着科技的不断进步和人们对材料性能要求的不断提高,新型材料的研究和应用将会越来越受到重视,为推动现代工业的发展和改善人们的生活水平做出更大的贡献。
相信在不久的将来,新型材料必将成为各个领域的主流材料,为人类社会的发展进步发挥重要作用。
新材料概论课程论文
新材料概论课程论文摘要新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。
新材料技术则是按照人的意志,通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。
一、概论新材料(或称先进材料)是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。
新材料技术是按照人的意志,通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。
新材料按材料的属性划分,有金属材料、无机非多属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。
按材料的使用性能性能分,有结构材料和功能材料。
结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应,以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。
新材料在国防建设上作用重大。
例如,超纯硅、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模集成电路的诞生,使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现,等等。
新材料技术被称为“发明之母”和“产业粮食”。
二、新材料的应用新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。
同传统材料一样,新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套,目前,一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域:电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等三、新材料技术发展的方向新材料技术的发展不仅促进了信息技术和生物技术的革命,而且对制造业、物资供应以及个人生活方式产生重大的影响。
新材料概论课程论文
《新材料概论》课程论文题目:氢氧化镍电极材料制备及研究进展学院:化学与生物工程学院班级:研究生14级学号:102014375姓名:许******任课教师:********2014年11月18日氢氧化镍电极材料制备及研究进展姓名:****** 任课老师:*****(化学与生物工程学院,化学工程与技术102014375)摘要氢氧化镍[Ni(OH)2]是近年来研究较多的镍氢电池中正极的活性材料。
Ni(OH)2的生产已有数十年历史,在制备工艺方面日本、美国和加拿大的技术比较领先,制备出的Ni(OH)2性能优良。
目前国内外制备Ni(OH)2的方法有很多种。
本论文主要综述了镍电极的种类,以及氢氧化镍的制备方法,包括化学沉淀法,粉末金属法,电解合成法。
关键词:Ni(OH)2、活性材料、镍电极,制备方法目录摘要 (Ⅰ)1 前言 (1)1.1 电池简介 (1)1.2 镍氢电池的发展概况 (1)1.2.1 Ni/MH电池的基本原理 (1)1.2.2 Ni/MH电池的优点及其发展简史 (2)2 镍电极概述 (3)2.1 碱性电池中镍电极的种类 (3)2.1.1袋式或有极板盒式镍电极 (3)2.1.2 粘结式镍电极 (4)2.1.3 烧结式镍电极 (4)2.1.4 泡沫式镍电极 (5)2.1.5 纤维式镍电极 (5)3 氢氧化镍的晶体结构及性质 (6)4 氢氧化镍的制备方法 (7)4.1 化学沉淀法 (7)4.1.1 缓冲溶液法 (7)4.1.2 络合沉淀法 (7)4.1.2 直接生成法 (7)4.1.3 均相沉淀法 (8)4.1.4 离子交换树脂法 (8)4.1.5 Chimie douee技术 (8)4.2粉末金属法 (8)4.2.1高压水解法 (8)4.2.2硝酸氧化法 (9)4.3 电解合成法 (9)4.3.1电化学浸渍法 (9)4.3.2 盐电解法 (9)参考文献 (10)1 前言1.1 电池简介能源在人类社会中占据了十分重要的地位,在社会发展进程中,不断重复着能源危机与新能源的发现这一过程。
新型工程材料论文
新型材料的发展人类的发展经历了石器时代,青铜、铁器时代,钢铁时代直至今日的新材料时代。
随着科技的不断发展,人们所使用的材料愈发先进完善,克服了过去许多材料的限制条件。
而新型材料主要是通过人们在制造过程中按照认为目的去设计制造出来的,并非原存在于自然。
通过多学科互相交叉、相互渗透,相互研究。
新型材料具有高新性能,能满足尖端技术以及设备制造的需要。
它由军事需要,经济需要所推动。
其开发与利用联系较以往的材料更加紧密。
其更具有注重生态环境,关注资源协调性的性能。
新型材料的种类分别有:信息材料、能源材料、生物材料、汽车材料、纳米材料与技术、超导材料与技术、稀土材料、新型钢铁材料、新型有色金属合金材料、新型建筑材料、新型化工材料、生态环境材料、军事材料等。
信息材料电子信息材料及产品支撑着现代通信,计算机,信息网络,微机械智能系统,工业自动化和家电等现代高技术产业.电子信息材料产业的发展规模和技术水平,在国民经济中具有重要的战略地位,是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领域。
信息材料主要可以分为以下几大类:集成电路及半导体材料;光电子材料;新型电子元器件材料等。
当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管,光子晶体,SiC,GaN,ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料,有机显示材料以及各种纳米电子材料等。
能源材料全球范围内能源消耗在持续增长,80%的能源来自于化石燃料,从长远来看,需要没有污染和可持续发展的新型能源来代替所有化石燃料,未来的清洁能源包括氢能,太阳能,风能,核聚变能等。
因此,解决能源问题的关键是能源材料的突破。
传统能源所需材料:主要是提高能源利用效率,要发展超临界蒸汽发电机组和整体煤气化联合循环技术上,这些技术对材料的要求高,如工程陶瓷,新型通道材料等;氢能和燃料电池;绿色二次电池;太阳能电池等。
新能源材料就材料种类主要包括专用薄膜,聚合物电解液,催化剂和电极,先进光电材料,高温超导材料,低成本低能耗民用工程材料,轻质,便宜,高效的绝缘材料,轻质,坚固,复合结构材料,抗腐蚀及抗压力腐蚀裂解材料,机械和抗等离子腐蚀材料。
新材料科学导论论文
《新材料科学导论》课程论文—关于高分子材料的发展趋势姓名:***班级:物流10级1班学号:**********摘要(1)资源丰富,原料广,轻质、高强度,成形工艺简易。
各种塑料、合成橡胶和合成纤维将有很大发展,成为重要的新材料(2)特种陶瓷。
高强高温结构陶瓷、电工电子功能陶瓷和复合陶瓷是新材料中普遍注重的发展方向(3)功能材料。
这是新材料中发展很快的一个重要方向,如半导体、激光、红外、超导、电子、磁性、发光、液晶、换能、传感材料等,品种繁多,前景广阔。
(4)能源材料。
太阳能、磁流体发电、氢能等新能源发展,同时促进了各种高温热、储能、换能材料的发展(5)高性能、高强度结构材料。
复合材料。
纤维增强型、弥散粒子型、叠层复合型复合材料以及碳纤维、石墨纤维、硼纤维、金属纤维、晶须的研制发展,将使被称为"21世纪材料"复合材料更放光彩(6)金属新材料。
非晶态金属(金属玻璃)、记忆合金、防振合金、超导合金和金属氢等。
(7)极限材料。
在超高压、超高温、超低温、超高真空等极端条件下应用和制取的各种材料。
如超导、超硬、超塑性、超弹性、超纯等。
(8)稀土材料。
稀土金属在激光、荧光、磁性、红外、微波、核能、特种陶瓷以及化工材料中,有奇异的性能,稀土材料已成为重要的开发领域。
关键词高分子材料性能工业材料科技能源发展概论近年来,高分子材料和高分子结构取得了能引人瞩目的成就。
其应用对国民经济调整、新产业的布局、新产业的形成注入高科技含量提供新的机遇。
在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料.它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势, 將是21世纪最活跃的材料支柱.高分子材料在我们身边随处可见。
在我们的认识中,高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。
我国塑料工业经过长期的奋斗和面向全球的开放,已形成门类较齐全的工业体系,成为与钢材、水泥、木材并驾齐驱的基础材料产业,作为一种新型材料,其使用领域已远远超越上述三种材料进入21世纪以来,中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就,实现了历史性的跨越。
2023年材料科学与工程专业新型金属材料研究期末结课论文
2023年材料科学与工程专业新型金属材料研究期末结课论文在2023年的材料科学与工程专业中,新型金属材料作为一种热门研究领域,备受关注。
许多研究者们投入了大量时间和精力,致力于探索这一领域的深层次奥秘。
本文将对新型金属材料的研究进展进行分析和总结。
第一部分:引言在当今工业领域中,金属材料的地位无可替代。
然而,随着人们对于材料性能的要求提高,传统金属材料已经无法满足市场需求。
因此,研究新型金属材料,成为了当前材料研究领域的一个热点。
第二部分:新型金属材料的研究成果在新型金属材料的研究领域,先进的科学技术成果得到了广泛应用。
其中,有人们研究出了应用于高速列车制动装置的耐磨铸铁及其制备工艺;有人们开发出了用于核设施结构的高温合金;有人们推出了新型硬质合金以及高强度耐腐蚀钢等等。
这些实用型新型金属材料的发展,为工业制造提供新的发展动力。
此外,在科学技术方面,研究者们的努力也获得了不少科学成果。
比如,新型金属材料的组织结构模拟方法,模拟出了一些应用于特性损伤的金属材料的实用结构;新型金属材料的耐腐蚀性研究,成功地解决了过去方案所存在的一些问题,并获得了广泛的应用。
第三部分:新型金属材料研究取得的进展新型金属材料在制备和应用方面连年取得卓越进展。
在金属高强度方面,人们逐渐实现了金属的高强度化,使其在载荷方面达到更高的性能水平。
而新型金属材料对高端制造业的应用和发展,则为金属加工制造的高质量化带来了巨大的推动作用。
第四部分:结论新型金属材料的研究领域,成为了当前材料研究的热点之一。
通过对新型金属材料的研究成果以及进展,可以看出,新型金属材料在应用和开发上取得了卓越的发展成果,同时也展现出在理论研究和科学创新方面的优秀表现,他们对于促进材料行业的健康发展,推动制造业高质量化的发展水平,都发挥着重要作用。
新型碳材料科学(双语)结课论文 XXX
华东理工大学化工学院2014(春) 本科生双语选修课《新型碳材料科学》课程考核学号 10110200 姓名 XXX 任课老师乔文明等成绩论文题目:摘要石墨烯是碳的又一同素异形体,具有独特的二维结构和优异的力学、电学、光学、热学等性能,成为富勒烯和碳纳米管之后的又一研究热点。
全面综述了近几年来石墨烯的制备方法,详细讨论了微机械剥离法、化学剥离法、化学合成法、外延生长法、电孤法、化学气相沉积法的优缺点,并针对制备方法存在的产量低、结构不稳定、高污染等问题,提出了一些大规模可控制备高质量石墨烯的建议。
还结合石墨烯的结构和特性,概括了石墨烯在复合材料、微电子、光学、能源、生物医学等领域的应用进展,并展望了其主要研究方向和发展趋势。
关键词石墨烯制备方法应用AbstractAs an allotrope of carbon,graphene has become a research hotspot due to its unique two-dimensional structure and excellent mechanical,electrical,optical and thermal properties.Synthesis of graphene via different ap—proacbes,such as micro mechanical stripping,chemical stripping,chemical synthesis,epitaxial growth,arc dis—charge,and chemical vapor deposition,are discussed in detail,and strategies for producing homogeneous graphene with improved yield and structural stability while limiting its pollution are proposed.Also application progress of gre—phene in polymer composites,micro electronics,optics,energy and biomedicine are summarized,and the main re—search direction and development trend are imagined.Key words graphene,preparation methods,application1.石墨烯的结构石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的,其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,其理论厚度仅为0.35 nm ,是目前所发现的最薄的二维材料。
新型材料论文
国内新型墙体材料现状有关研究邓志轩杨超土木学院土木1006班摘要:当前社会墙体材料应用范围广泛,但是以前的墙体材料存在许多缺陷,于是各种新型墙体材料纷纷出现。
但是新型墙体材料产生的各类事件让人对其安全性产生担心。
因此,通过对当前新型墙体材料的研究分析,寻找出各类新型墙体材料的优势与劣势,寻找出相对而言更加稳定的,适合广泛推广的材料。
同时为以后的材料研发打下基础。
关键词:新型墙体材料发展1 引言新型墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等,但数量较小,在墙体材料中所占比例仍然偏小。
只有促使各种新型体材料因地制宜快速发展,才能改变墙体材料不合理的产品结构,达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。
1.1新型墙体材料发展状况我国新型墙体材料发展较快,1987年新型墙体材料产量为184.5亿块标准砖,到1997年增长到1849.88亿块标准砖,增长了10倍,新型墙体材料在墙体材料总量中的比例由4.58%上升到25.2%。
经过近20年来自我研制开发的引进国外生产技术和设备,我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路,初步形成了以块板为主的墙材体系,如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等,但代表墙体材料现代水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小,还不到整个墙体材料总量的1%,与工业发达国家相比,相对落后40-50年。
主要表现在:产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。
新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够,缺乏具体措施保护土地资源,以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低,使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。
1994年新税制实行后,对粘土砖生产企业仅征收6%的增值税,而不少新型墙体材料,尤其是轻质板材却要交纳17%的增值税,加剧了新型墙体材料发展的不利局面。
针对这种情况,国家三部一局(建设部、农业部、国土资源部和国家建材局)墙材革新办公室积极指导各地大力开展墙材革新工作,结合各地实际情况,出台了多项墙改政策,有力地促进了新型墙体材料的发展。
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新型材料发展
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新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。
新材料与信息、能源、医疗卫生、交通、建筑等产业联系紧密,不仅包括纳米材料、磁性材料等产品,还包括与能源结合紧密的新型能源材料,应用领域十分广泛。
随着信息、生物、航空航天、核技术等新兴高技术产业的发展和传统材料的高技术化,新材料产业蓬勃发展。
当今世界上各种新材料市场规模每年已超过4000多亿元,由新材料带动而产生的新产品和新技术则是更大的市场,新材料产业成为21世纪初发展最快的高新技术产业之一。
近年来,在我国新材料产业发展过程中,国家给予大力支持,初步形成了比较完整的新材料产业体系。
我国新材料产业呈现快速健康发展的良好态势,在一些重点、关键新材料的制备技术、工艺技术、新产品开发及节能、环保和资源综合利用等方面取得了明显成效,促进了一批新材料产业的形成与发展。
中国新材料产业在国际产业布局中正处于由低级向高级发展的阶段,随着对外开放和与全球业界的广泛交流合作,中国新材料产业逐步发展壮大,技术水平得到大幅提升。
由于看好中国新材料市场的发展潜力,国际材料巨头纷纷调整其在中国的战略布局。
现阶段,我国新材料产业链条不断延伸,细分领域不断涌现,产业上下游进一步融合。
同时,新材料与基础材料产业结合日益紧密,其发展趋势将是结构功能复合化、功能材料智能化、材料器件集成化、制备技术绿色化,最终达到新一代材料具有的多功能、少污染、低消耗、低成本和寿命长的要求。
我国大力发展新型材料主要有:稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料。
积极发展高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料。
这些新型材料在未来发挥的作用是巨大的、是其他材料不可代替的。
例如:稀土永磁分钐钴(SMCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)系永磁体,其中钐钴磁体的磁能积在15-30MGOe之间,钕铁硼系永磁体的磁能在27-50MGOe之间,被称为“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。
稀土永磁材料作为一种重要的功能材料,广泛的应用在能源、交通、机械、医疗、计算机、家电等领域,在国民经济中扮演重要角色。
低碳经济的到来,将大幅促进对钕铁硼等永磁材料的需求;新型生物医用金属材料目前用于临床的生物医用材料主要包括生物医用金属材料、生物医用有机材料(主要指有机高分子材料)、生物医用无机非金属材料(主要指生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料)以及生物医用复合材料等。
与生物陶瓷及生物高分子材料相比,生物医用金属材料,如不锈钢、钴基合金、钛和钛合金以及贵金属等具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它医用材料不可替代的优良性能。
生物医用金属材料在应用中面临的主要问题,是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散以及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者可能导致植入失效。
新型材料在众多领域都有很大的贡献,中国是一个军事大国,军事工业对新型材料的需求是巨大的。
我国在70年代前后进行了阻尼减震降噪材料的研究工作,并取得了一定的成果,但与发达国家相比,仍有一定的差距。
阻尼材料在航
空航天领域主要用于制造火箭、导弹、喷气机等控制盘或陀螺仪的外壳;在船舶工业中,阻尼材料用于制造推进器、传动部件和舱室隔板,有效地降低了来自于机械零件啮合过程中表面碰撞产生的振动和噪声。
在兵器工业中,坦克传动部分(变速箱,传动箱)的振动是一个复杂振动,频率范围较宽,高性能阻尼锌铝合金和减振耐磨表面熔敷材料技术的应用,大大减轻了主战坦克传动部分产生的振动和噪声。
现代攻击武器的发展,特别是精确打击武器的出现,使武器装备的生存力受到了极大的威胁,单纯依靠加强武器的防护能力已不实际。
采用隐身技术,使敌方的探测、制导、侦察系统失去功效,从而尽可能地隐蔽自己,掌握战场的主动权。
抢先发现并消灭敌人,已成为现代武器防护的重要发展方向。
隐身技术的最有效手段是采用隐身材料。
国外隐身技术与材料的研究始于第二次世界大战期间,起源在德国,发展在美国并扩展到英、法、俄罗斯等先进国家。
目前,美国在隐身技术和材料研究方面处于领先水平。
在航空领域,许多国家都已成功地将隐身技术应用于飞机的隐身;在常规兵器方面,美国对坦克、导弹的隐身也已开展了不少工作,并陆续用于装备,如美国M1A1坦克上采用了雷达波和红外波隐身材料,前苏联T-80坦克也涂敷了隐身材料。
为了实现可持续发展的目标,将新型材料对环境造成的负荷控制在最小限度之内,需要开发研究环保型新型材料人类一直在开发研究能够满足性能要求的新型材料,使新型材料的品种不断增多,功能不断完善,性能不断提高。
随着社会发展,科学进步,人们对环境质量的要求将越来越高,对新型材料的功能与性质也将提出更高的要求,这就要求人类不断地研究开发具有更高性能,同时与环境协调的新型材料,在满足现代人日益增长的要求的同时,符合可持续发展的原则。
让有限的资源,在生活、生产中发挥最大的作用。