材料物理化学的论文

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高分子中的整体与局部-高分子物理化学(高聚物结构和性能)论文

高分子中的整体与局部-高分子物理化学(高聚物结构和性能)论文

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化学通报 2003 年 第 66 卷
w047
2.2.1 没有长链 就不会有链段 链段是高分子特有的 链段运动是高分子区别于小分子的特殊 运动形式 当分子量小于某个临界值时 就不可能对分子的构象作统计描述 也就不存在作为 独立运动单元的链段 2.2.2 没有链段的运动 就不会有整链的移动 高分子要移动必须克服分子间的相互作用力 而 高分子间的相互作用力很大[6,7] 高分子在移动时受到的阻力将很大 若按照低分子液体流动活 化能变化规律推算 每增加一个 CH2 流动活化能∆Eη(下标η表示∆Eη值可以通过测定不同 温度下液体的粘度来确定)大约要增加 2.1×103 J/mol 一个含有 1000 个 CH2 的高分子的∆Eη大 约是 2.1×106 J/mol 而 C C 键的键能只有 3.4×105 J/mol 依此推论高分子在运动前 主链早已 断裂 这显然是不可能的 事实上 在聚合物分子量达几千以上后 ∆Eη就趋于恒定 不再随 分子量增加而增加 如聚苯乙烯 高密度聚乙烯的∆Eη分别为 1.05×105 J/mol 2.5×104 J/mol 可 估算出相当于含 10 到 50 个 CH2 单元的流动活化能 与链段相当 这就说明整链的移动是 通过链段的逐段位移实现的 很像蚯蚓的蠕动 所以没有链段的运动 就不会有整链的移动 2.2.3 先有链段与溶剂分子的混合 后有高分子整链与溶剂分子的混合[6,7] 在非晶态高聚物与 溶剂接触初期 由于高分子链很长 分子间作用力很大 且分子间相互缠结 不易移动 所以 高分子不可能向溶剂中扩散 但是溶剂分子能扩散到高聚物中 使得高聚物体积胀大 溶胀 此时 高分子整链还不能摆脱分子间的作用力而向溶剂相扩散 不过 随着溶胀的继续进行 溶剂分子不断向高聚物内层扩散 必然就有愈来愈多的链段与溶剂分子混合 使得高分子链间 的距离逐渐增大 分子间的相互作用力逐渐减小 致使愈来愈多的链段可以松动 当高分子链 中的所有链段都摆脱了相邻分子间的作用力 整链才能松动 才可以发生缓慢向溶剂中的扩散 运动 高分子与溶剂分子相混合 完成溶解过程 形成均一的高分子溶液

(物理化学专业论文)低维(VIa族化合物)半导体纳米材料的制备及表征

(物理化学专业论文)低维(VIa族化合物)半导体纳米材料的制备及表征

⑧浙江大学博十学位论文第一章绪论纳米是一种长度度量单位,即米的十亿分之一。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1一100m)或者由它们作为基本单元构成的材料。

广义地说,纳米材料是泛指含有纳米微粒或纳米结构的材料。

1.1.1纳米材料的诞生及其发展早在】8世纪60年代,随着胶体化学的建立,科学家们就开始了对纳米微粒体系(胶体)的研究。

到20世纪50年代末,著名物理学家,诺贝尔奖获得者理查德·费曼首先提出了纳米技术基本概念的设想。

他在1959年12月美国加州理工学院的美国物理年会上做了一个富有远畿鬈0意黑2=:盏:篙翼盎:见性的报告,并做出了美妙的设想:如果有一天可以按人的意志安排一个个原子,那将会产生怎样的奇迹?理查德·费曼先生被称为“纳米科技的预言人”。

随后,1977年美国麻省理工学院的学者认为上述设想可以从模拟活细胞中生物分子的研究开始,并定义为纳米技术(nanotcchnology)。

1982年Binining和Rohrer研制成功了扫描隧道显微镜(s1M),从而为在纳米尺度上对表面进行改性和排布原子提供了观察工具。

1990年美国IBM公司两位科学家在绝对温度4K的超真空环境中用sTM将Ni(110)表面吸附的xe原子在针尖电场作用下逐一搬迁,⑧浙江大学博士学位论文电子既具有粒子性又具有波动性,因此存在隧道效应。

近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观的量子隧道效应。

量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础,或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。

例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而溢出器件,使器件无法正常工作,经典电路的极限尺寸大概在O.25um。

目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。

化学毕业论文精选范文

化学毕业论文精选范文

化学毕业论文范文一:材料化学工程方向研究生教学探析材料是人类赖以生存和发展的物质基础,与信息、能源并称为社会文明的三大支柱。

人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。

从人类以石头为工具的旧石器时代到对石器进行加工进入新石器时代,再到后来的青铜器时代、铁器时代、钢铁时代,人类的发展历程可以说就是材料的发展史。

现代社会,材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。

材料化学工程在这种大背景下应运而生,本学科以化学、化工、物理学为基础,系统学习材料科学与工程的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成制备、结构表征、性能检测及其应用等方面的新兴学科,是一门交叉性与工程技术密不可分的应用科学。

但随着社会进步,旧的研究生教育模式的弊端逐渐显示出来。

本文基于材料化学工程的特点,分析了现今研究生教学中存在的问题,并提出了解决办法。

1存在的问题1.1内容广,概念多材料化学工程是以化学和化工基础,研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。

研修的主要课程包括物理化学、材料科学基础、材料力学、材料工艺、高分子材料、金属材料、无机非金属材料等。

在基础课程中概念多、公式多,如在物理化学中的热熔、积分溶解热、积分稀释热等,有些概念相似如果不仔细区分容易混淆。

在诸如高分子材料这类介绍性的课程中名称特别多,如聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂等,这些材料在我们的生活中经常接触。

但通过学习很多学生还是不能识别基本的材料,掌握它们的基本制备工艺和用途。

1.2叙述性的内容多关于三大材料的学习主要是叙述性的内容多,比较抽象。

例如,金属加工中热处理的四把火:退火、正火、淬火、回火,退火又分好几个种类,每种钢材根据用途不同,而选择不同的工艺条件。

但是只通过课本的叙述,对于很多材料依旧没有直观的认识。

虽然很多同学有参加过金工实习课,但是时间不长,很难做到全面深入的了解,对一些材料的性质、加工方法感到陌生,从而逐渐丧失学习兴趣。

物理化学论文六篇

物理化学论文六篇

物理化学论文六篇物理化学论文范文11.1所学内容紧扣同学专业特点物理化学课程涉及的公式约有150个,教学时,要求同学把握基本公式的推导和证明,能用基本公式去解决一些实际性问题.提倡同学平常自学,上课前复习巩固学过的学问,强调数学和物理基础学问的重要性,培育同学对所学学问进行综合应用的力量.利用高等数学学问,关心同学把握、理解物理化学公式.如从卡诺循环可以推导出可逆热温商之和为零;从抱负气体发生PVT变化,可以求焓变、熵变、吉布斯函数变和吉布斯函数判据等参数;从肥皂可以了解润湿和乳化等概念.将现实生活中的某大事引入学习中,与物理化学紧密联系,加深同学对学问概念的理解,提高同学实际运用学问的力量.1.2引入物理化学科学家的故事进行励志教育在学习物理化学课程时,会涉及到许多闻名的物理学家和化学家,讲到相关内容时,老师会讲解他们的个人简历和趣闻逸事.一方面,可以提高同学学习的乐观性,集中他们的留意力,缓解课堂的学习气氛;另一方面,每一位科学家的胜利都离不开其自身不断努力奋斗的过程,通过了解他们的经受,不仅丰富了课堂教学内容,而且同学对科学的进展也产生了爱好,对科学家产生了崇拜,成为同学学习的榜样.如首次提出物理化学这个概念的是1901年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的两位化学家:荷兰的范特霍夫和德国的奥斯特瓦尔德,正是他们的讨论促成了物理化学学科的诞生.其中范特霍夫是首位诺贝尔化学奖的获得者,他50多岁时还经营着一家牧场,亲自送牛奶,被誉为"牧场化学家'.在讲到稀释定律时,介绍奥斯特瓦尔德的生平事迹,他出身一般家庭,求学时对化学产生深厚的爱好,1884年在博士论文中提出了电离假设,1888年提出了以他名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律,1909年因在催化作用、化学平衡和氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖.2教学方法与考核方式改革2.1多媒体教学与传统教学相结合传统教学采纳粉笔板书的方式,书写需要肯定时间,导致同学接受学问量较少.而利用PPT课件,结合Flas,能使教学内容生动、信息量大,给同学更直观的印象,提高课堂效率.物理化学课程公式多,规律性强,有些问题比较抽象,单纯采纳多媒体呈现,导致同学思维跟不上文字显示的速度,因此不能仅用多媒体一种教学方式.结合教学实际,采纳多媒体教学与板书相结合的方式授课,同学能充分地消化汲取所学的学问,教学速度适中,从而提高教学质量和效率.2.2考核方式的改革与创新物理化学课程考核方法普遍采纳平常成果加期末考试两大块的组合,存在期末考试成果在总评成果中比例偏重的问题.考核方式改革前,平常成果占20%,期末考试成果占80%.这种考核方式可能导致同学平常学习不仔细,期末考试前突击,因而不能起到督促同学平常学习的作用.考核方式改革后,实行平常成果占20%,阶段考试或考核成果占30%,期末考试成果占50%的形式.在原有基础上,降低了期末考试的比例,规定小于等于48学时的课程,期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程,期间加两次阶段性考试或考核.虽然老师的工作量比改革前增加了,但同学学习的主动性和乐观性得到了提高.同学要想取得优秀的成果,就不能忽视阶段性成果.另外,也尝试在总评成果中增加其它一些(如课堂争论、课程论文等)考核方式,从而促进同学乐观学习. 3设计试验教学环节,培育同学创新力量物理化学论文范文2实施素养教育,课堂教学是主渠道,抓住课堂教学这个中心环节,结合素养教育的精神实质,开展优化物理教学的讨论,是有效地推动素养教育在物理教学中得以实施的关键,要把物理课堂教学作为一个整体性的,师生相互作用的动态过程来讨论,让物理课堂教学焕发诞生机和活力,物理难学已是一个由来已久的问题,究其缘由是没有优化物理教学过程的结果,过去的物理教学过程,注意学问传授而忽视力量培育,注意老师的教而忽视同学的学,视老师为主导而不把同学视为主体,因此优化物理教学过程已是一个必需解决的问题。

物理化学论文

物理化学论文

物理化学论文
在物理化学领域,有许多研究论文可以进行讨论和研究。

以下是一些具有代表性的物理化学领域的论文题目:
1. "误差调控对光电化学催化反应性能的影响":该论文研究了
误差调控技术在光电化学催化反应中的应用,以提高反应的效率和选择性。

2. "纳米材料在电催化中的应用":该论文探讨了纳米材料在电
催化反应中的应用,以改善反应速率和催化效果。

3. "表面增强拉曼光谱用于表征催化剂活性中心":该论文研究
了表面增强拉曼光谱技术在催化剂活性中心研究中的应用,以理解催化剂的反应机制和活性。

4. "超快激光光谱学在化学反应动力学中的应用":该论文探讨
了超快激光光谱学技术在化学反应动力学研究中的应用,以揭示反应的速率和机理。

5. "电化学储能材料的设计与合成":该论文研究了电化学储能
材料的设计与合成策略,以提高电化学储能设备的性能和循环寿命。

这些论文涵盖了物理化学领域不同方面的研究,包括光电化学、纳米材料、催化剂、化学反应动力学和电化学储能等。

无论选择哪个主题,关键是根据自己的兴趣和研究领域选择适合的论文进行深入研究。

(高分子化学与物理专业论文)0酰化壳聚糖聚乳酸共混膜的氢键、相容性及细..

(高分子化学与物理专业论文)0酰化壳聚糖聚乳酸共混膜的氢键、相容性及细..

摘要摘要壳聚糖和聚乳酸(PLLA)是两类性能优良的生物材料,在生物医药领域均显示其优越性。

利用组分间氢键相互作用,制备出结合两者优良性能的“共混型”组织工程支架材料具有重要的意义。

本文采用甲烷磺酸保护,壳聚糖与酰氯反应合成了不同分子量和不同酰基侧链长度的O-酰化壳聚糖衍生物(OCS),用红外光谱及核磁共振谱证明产物为目标产物。

以氯仿为共溶剂,通过流延成膜法制备OCS/ PLLA共混膜,重点研究酰基侧链长度及壳聚糖分子量对共混膜组分间氢键、相容性及细胞亲和性的影响,为其在组织工程支架材料的应用提供理论基础。

合成了三种不同酰基侧链长度的O-酰化壳聚糖(O-辛酰基壳聚糖、O-十二酰基壳聚糖和O-棕榈酰基壳聚糖)(分子量均为3.0×103Da)和三种不同壳聚糖分子量的O-十二酰基壳聚糖(分子量分别为3.0×103Da、1.0×104Da和5.0×105Da)。

O-酰基化改性破坏了壳聚糖的氢键结构,提高了壳聚糖的脂溶性,OCS产物能溶解在氯仿中,为采用氯仿为共溶剂,通过溶液共混法制备OCS/PLLA共混膜提供方便。

采用FTIR、TG/DSC、WAXD和SEM等方法,研究了共混膜中的氢键作用情况。

结果表明,OCS/PLLA共混膜组分间存在较强的氢键相互作用;氢键作用主要发生在O-酰化壳聚糖的氨基和聚乳酸的羰基之间;组分间的氢键作用受到壳聚糖分子量和酰基侧链长度的影响,壳聚糖分子量越小,与聚乳酸分子间的氢键相互作用越强;酰基侧链越短,O-酰化壳聚糖与聚乳酸之间的氢键作用越强,共混膜中两组分的相容性越好。

SEM观察结果表明,酰基侧链较短的3k-OOCS/PLLA和3k-LOCS/PLLA共混膜具有较好的相容性,而侧链较长的3k-POCS/PLLA共混膜存在一定的相分离结构。

生物学研究结果表明: O-酰化壳聚糖/聚乳酸共混膜生物相容性良好,具有无毒、对动物组织无排斥性及生物可降解等特点;O-酰化壳聚糖有利于提高聚乳酸的细胞亲和性。

石墨烯论文总结范文

石墨烯论文总结范文

摘要:石墨烯作为一种新型二维材料,具有独特的物理化学性质,在众多领域展现出巨大的应用潜力。

本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行了综述,旨在为石墨烯材料的研究提供参考。

一、引言石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶体,具有优异的力学、电学、热学和光学性能。

自2004年石墨烯被发现以来,其研究取得了显著的进展。

本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行综述,以期为石墨烯材料的研究提供参考。

二、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法:机械剥离法是制备石墨烯的一种简单、高效的方法。

通过将石墨片在金刚石针尖下进行机械剥离,可以得到单层石墨烯。

2. 化学气相沉积法:化学气相沉积法是一种制备高质量石墨烯的方法。

该方法在高温下将碳源气体在金属催化剂上分解,形成石墨烯。

3. 水热法:水热法是一种制备石墨烯的新技术。

通过将石墨烯前驱体在高温高压下进行反应,可以得到高质量的石墨烯。

4. 微机械剥离法:微机械剥离法是一种基于微机械加工技术制备石墨烯的方法。

通过在石墨烯上施加应力,使其发生剥离,从而获得单层石墨烯。

三、石墨烯的特性1. 优异的力学性能:石墨烯具有极高的强度和韧性,是已知材料中最强的二维材料。

2. 良好的电学性能:石墨烯具有优异的电导率,是已知材料中最高的二维材料。

3. 热学性能:石墨烯具有优异的热导率,可以有效传递热量。

4. 光学性能:石墨烯具有优异的光吸收和光催化性能。

四、石墨烯的应用领域1. 电子器件:石墨烯具有优异的电学性能,可以应用于制备高性能电子器件,如场效应晶体管、晶体管等。

2. 能源存储与转换:石墨烯具有良好的电化学性能,可以应用于锂离子电池、超级电容器等能源存储与转换领域。

3. 光学器件:石墨烯具有优异的光学性能,可以应用于制备高性能光学器件,如光子晶体、光学传感器等。

4. 生物医学领域:石墨烯具有良好的生物相容性,可以应用于生物医学领域,如药物载体、生物传感器等。

五、结论石墨烯作为一种新型二维材料,具有独特的物理化学性质,在众多领域展现出巨大的应用潜力。

材料物理化学论文(5篇)

材料物理化学论文(5篇)

材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文范文第1篇一、材料物理专业的特色材料物理专业是“讨论各种材料特殊是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料进展供应科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。

材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。

主要讨论范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。

材料物理将理科的学问传授与工科的工程力量培育相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。

二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位材料物理化学是贵州高校材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度讨论材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。

该门课程的教学目的在于提高同学的专业学问水平,培育同学科学的思维方式和独立的创新力量,以及综合运用基础理论来解决实际问题的力量。

材料物理化学是材料物理专业特别重要的专业基础课,它以高等数学、高校化学、高校物理等理论基础课程为基础。

高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。

熟悉到高校物理和物理化学中热力学内容的连接,了解高校物理中原子结构学问的介绍,协调好与高校化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避开重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得留意和仔细对待的问题[4]。

材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。

材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本学问,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。

材料物理化学犹如一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业学问的系统与连贯性。

吸附材料论文:吸附材料除磷物理吸附化学吸附

吸附材料论文:吸附材料除磷物理吸附化学吸附

吸附材料论文:吸附材料除磷物理吸附化学吸附【中文摘要】选取牡蛎壳、鸡蛋壳、粉煤灰、火山岩、炉渣五种材料为吸附剂去除污水中的磷。

通过吸附动力学、等温吸附实验及吸附热力学实验研究了对含磷废水吸附特征及其吸附机理的初步探讨;另外考察了废水浓度、废水初始pH、材料投加量及材料粒度对其吸附除磷效果的影响;最后通过吸附磷形态的分析及吸附前后元素含量的对比进一步对几种材料的吸附机理进行探讨。

准二级吸附动力学能够较好的描述几种吸附材料的除磷过程。

实验表明初始磷浓度越低,达到吸附平衡时间越短,而升高反应温度能够缩短吸附平衡时间;等温吸附实验表明Langmuir、Freundlich和D-R等温吸附模型均能够很好地拟合牡蛎壳和粉煤灰对磷的等温吸附特征,鸡蛋壳等温吸附过程不符合Langmuir等温吸附方程,Freundlich及D-R模型能较好地描述鸡蛋壳的除磷特征,Freundlich比Langmuir和D-R等温吸附模型更好地描述炉渣的等温吸附特征。

且牡蛎壳、粉煤灰、炉渣和火山岩对磷的理论饱和吸附量大小为:牡蛎壳>粉煤灰>炉渣>火山岩;吸附热力学实验表明几种吸附材料的吸附热力学特征:牡蛎壳、鸡蛋壳、粉煤灰、炉渣均为自发的吸热反应,而火山岩在实验条件下对磷的吸附过程不是自发...【英文摘要】Oyster shell, eggshell, fly ash, lava, slag were used as adsorbents to remove phosphorus from wastewater. Phosphorus adsorption kinetics, adsorption isotherms,thermodynamics were examined to investigate the adsorption characteristics and mechanisms of these materials. The influences of initial phosphorus concentrations, initial pH, adsorbent dosage and particle size of materials on phosphorus removal were studied. The adsorption mechanisms of these five materials were discussed.Pseudo-second order kine...【关键词】吸附材料除磷物理吸附化学吸附【采买全文】1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1同时提供论文写作定制和论文发表服务.保过包发.【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供,无涉版权。

物理化学论文 南开大学

物理化学论文 南开大学

热力学第一定律热力学第一定律摘要:热力学第一定律亦即能量转换与守恒定律,广泛地应用于各个学科领域。

本文叙述了其建立的背景及经过,它的文字表述和数学表达式,及它在理想气体、热机的应用,并从微观的角度来阐述热力学第一定律的意义。

关键字:热力学第一定律;焦耳定律;热机;热机效率;内能、热量、功。

热力学第一定律的产生一热力学第一定律历史背景人类使用热能为自己服务有着悠久的历史,火的发明和利用是人类支配自然力的伟大开端,是人类文明进步的里程碑。

中国古代就对火热的本性进行了探讨,殷商时期形成的“五行说”——金、木、水、火、土,就把火热看成是构成宇宙万物的五种元素之一。

但是人类对热的本质的认识却是很晚的事情。

18世纪中期,苏格兰科学家布莱克等人提出了热质说。

这种理论认为,热是由一种特殊的没有重量的流体物质,即热质(热素)所组成,并用以较圆满地解释了诸如由热传导从而导致热平衡、相变潜热和量热学等热现象,因而这种学说为当时一些著名科学家所接受,成为十八世纪热力学占统治地位的理论。

十九世纪以来热之唯动说渐渐地为更多的人们所注意。

特别是英国化学家和物理学家克鲁克斯(M.Crookes,1832—1919),所做的风车叶轮旋转实验,证明了热的本质就是分子无规则动的结论。

热动说较好地解释了热质说无法解释的现象,如摩擦生热等。

使人们对热的本质的认识大大地进了一步。

戴维以冰块摩擦生热融化为例而写成的名为《论热、光及光的复合》的论文,为热功相当提供了有相当说服力的实例,激励着更多的人去探讨这一问题。

19世纪40年代以前,自然科学的发展为能量转化与守恒原理奠定了基础,在力学,化学,生物学,热学,电磁学等方面做出了充分准备。

二热力学第一定律的建立过程在18世纪末19世纪初,随着蒸汽机在生产中的广泛应用,人们越来越关注热和功的转化问题。

于是,热力学应运而生。

1798年,汤普生通过实验否定了热质的存在。

德国医生、物理学家迈尔在1841-1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点,这是热力学第一定律的第一次提出。

物理化学论文20篇

物理化学论文20篇

物理化学论文20篇物理化学论文:物理化学自主学习论文1独立学院物理化学试验教学存在的问题1.1同学对物理化学试验重视不够有不少同学把物理化学看作“四大基础化学”中最难的,因此对物理化学试验也有抵触心情,认为只是理论课的衍生物,没有熟悉到它对培育分析问题、解决问题力量,培育创新精神的重要作用。

同学来做试验只是“走过场”,带有应付的心理,这也给物理化学试验教学带来很大困难。

1.2独立师资力气不足目前大多数独立学院都面临两难的尴尬境地,就是不独立难以规范,太独立又影响办学质量。

还有大部分独立学院的师资力气不足,需要向母校聘请一些老师和聘用刚毕业的讨论生作为师资来完成教学任务,前者虽然具有较高的教学水平,教学阅历丰富,但是思想保守,教学模式化。

甚至有的老师没有合理地依据独立学院同学的基础来精减教学内容、转变原来给大一、大二同学上课的教学方式,让同学听课像“雾里看花”,后者虽然活力充足,思想新潮,但是教学阅历不足,他们对部分仪器的工作原理都一知半解,这些都影响了同学学习物理化学试验的乐观性。

1.3独立学院同学群体特点独立学院是现代高等教育的产物,同学的基础薄弱,每个同学的学习力量和水平也相差许多。

扩招的同学有高考失利的,有高考发挥好而实际学习水平不抱负的;有学问面较广,但学习力量欠缺;也有一些偏科严峻,这些就形成了独立学院同学群体的多样性。

基于这一特点,独立学院以后的教学可以实行多层次性,针对不同层次的同学实施不同的教学模式有利于实现培育“复合型的应用人才”的办学目标[7]。

2自主学习型物理化学试验教学模式的建立2.1教学内容和教学条件的建立在物理化学试验教学的实践中,虽然也有不少的院校开设了综合性和探究性试验,但由于教学内容和教学条件等方面的缘由,一般都是基础试验的叠加,而且是根据试验老师的思路做试验。

另外,物理化学理论课和试验课程不同步,有些试验课程早于理论课程,使同学在试验过程中过于依靠试验教材,比较被动,打击了同学做试验的乐观性和主动性[8],教学效果不抱负。

化工新材料研究毕业论文范文

化工新材料研究毕业论文范文

化工新材料研究毕业论文范文摘要随着科学技术的不断发展,化工新材料的研究与应用越来越受到人们的关注。

本论文以化工新材料为研究对象,对其性能、制备方法及应用进行了全面系统的探讨。

首先,对化工新材料的定义、分类及特点进行了介绍;其次,详细阐述了化工新材料的性能,包括物理性能、化学性能及生物性能;然后,对化工新材料的制备方法进行了分类和介绍,包括合成、改性、复合等方法;最后,分析了化工新材料在各个领域的应用情况,并对其发展趋势进行了展望。

关键词:化工新材料;性能;制备方法;应用1. 引言化工新材料是指在化学工业中应用的新出现的或者正在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能的材料。

化工新材料的研究与开发,对于推动我国化工产业的转型升级,提高国家经济实力具有重要意义。

本论文旨在对化工新材料的研究进行全面系统的梳理,为相关领域的研究提供参考。

2. 化工新材料的定义、分类及特点2.1 定义化工新材料是指在化学工业中应用的新出现的或者正在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能的材料。

2.2 分类化工新材料可以根据其组成、结构及性能等特点进行分类,主要包括高分子材料、陶瓷材料、金属材料、复合材料等。

2.3 特点化工新材料具有以下特点:1. 优异的性能:化工新材料具有传统材料所不具备的优异性能,如高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀等。

2. 广泛的应用领域:化工新材料广泛应用于化学工业、航空航天、新能源、生物医学等领域。

3. 环保节能:化工新材料的研究与开发,有利于推动环保节能产业的发展,提高资源利用效率。

3. 化工新材料的性能化工新材料的性能是其区别于传统材料的重要特征,也是衡量其质量的重要指标。

主要包括以下几个方面:3.1 物理性能化工新材料的物理性能包括密度、熔点、沸点、热导率、电导率等。

这些性能决定了材料在实际应用中的可操作性和稳定性。

3.2 化学性能化工新材料的化学性能包括耐腐蚀性、耐氧化性、耐磨性等。

这些性能是材料在化学工业中应用的关键。

大学物理化学(上)论文

大学物理化学(上)论文

物理化学论文一个学期就这样马上就过去了,我们对物理化学这门课也有了系统的学习。

对于物理化学这门课,我最大的感觉就是抽象,物化不像无机化学,每一个反应都能通过化学反应实验真实的反映出来,物化更多的是理论上的东西,在刚刚开始学物化的时候,我几乎被一大堆偏微分关系式所吓晕。

虽然高中时就学过物理,进入大学时也学习过一个学期的大学物理,但由于成绩一直不理想,所以对于物理化学一学是真直都存在恐惧心理的。

尤其是看那一大堆偏微分的公式,更是让我觉得头痛。

然而通过阅读以及对以前高数的复习,我慢慢地能理解偏微分的含义了。

由于物化是一门交叉性的学科,因此我们除了上课要认真听讲外,更重要的是联系以前学习过的知识,将它们融会贯通,这才能学习好物化。

所以对物化的学习,需要靠理解,领悟,不过,认真的记住每一个公式也是很重要的,所以我先总结一下物化的学习心得:勤于思考:十分重视教科书,把其原理、公式、概念、应用一一认真思考,不粗枝大叶,且眼手并用,不放过细节,如数学运算。

对抽象的概念如熵等千方百计领悟其物理意义,甚至不妨采用形象化的理解。

适当地与同学老师交流、讨论,在交流中摒弃错误。

二、认真听讲:要抓住老师上课讲的重点知识,了解物化学习过程中的难点,思考老师是怎样理解书本中内容的,一定要紧跟老师的思路,不能松懈。

三、勤于总结:物理化学这门课知识点多,内容零散复杂,但是知识前后联系又很紧密,所以一定要善于总结,把前后知识联系在一起。

四、善于联系实际:学习并不是一味的学习,还需要关注、联系生活中得事物。

学习的目的是什么?以为学习就是把书本上的知识掌握,能够很便利的运用知识解决所有题目,这就是学习的目的,但现在发现,学习的目的是与生活分不开的,所以当熟练掌握书本知识后,不但学会解决联系题目,重要是懂得怎样把这些知识是运用到生活中或与生活联系。

在这门课中,我们主要学习了热力学部分的知识,在热力学中,我们学习了热力学三大定律,以及它们之间的相互关系,还掌握了几个状态函数的求解方法。

材料化学导论范文

材料化学导论范文

材料化学导论范文材料化学是研究材料的组成、性质、结构和合成方法的学科。

它是化学学科的一个重要分支,涵盖了无机材料、有机材料和生物材料等不同类型的材料。

材料化学研究的对象包括金属、非金属、聚合物、复合材料等各种不同的材料。

材料化学的发展受益于化学和物理学的进步。

随着化学实验技术的不断提高,人们能够更好地理解材料的组成和结构。

通过分析材料的组成和结构,可以预测材料的性质并进行有针对性的合成。

同时,材料化学还借鉴了物理学的概念和方法,例如材料的能带结构和电子结构的研究,帮助人们更好地理解材料的电学、磁学和光学性质。

材料化学在现代科技领域的应用非常广泛。

它为新材料的开发和应用提供了有力的支持。

例如,在能源领域,材料化学的发展推动了新型电池、锂离子电池和太阳能电池的研究,提高了能源的利用效率。

在信息技术领域,材料化学的研究促进了半导体材料的发展,推动了电子设备的迅速发展。

在医学领域,材料化学的进展有助于新型药物的研发和生物材料的制备,提升了医学诊断和治疗的水平。

材料化学的研究内容包括材料的合成、改性和表征等方面。

材料的合成是指制备具有特定性能的材料的过程。

通过选择适当的合成方法和条件,可以控制材料的组成和结构,从而调控材料的性质。

例如,金属材料的合成可以通过熔融、溶液合成和气相沉积等方法来完成;聚合物材料的合成则可以通过聚合反应来实现。

材料的改性是指对已有材料进行结构或组成的调整,以获得更好的性能。

常见的改性方法包括材料的掺杂、表面修饰和功能组团的引入等。

材料的表征是指对材料进行结构和性能分析的过程。

常用的表征方法包括X射线衍射、电子显微镜、热重分析和光谱分析等。

在材料化学的研究中,要解决的一个重要问题是材料的结构与性能之间的关系。

材料的性能受其组成和结构的影响,而结构又决定了材料的性质。

因此,为了改善材料的性能,必须深入了解材料的结构,并利用结构的优化来实现。

例如,通过控制材料的晶体结构和晶格缺陷的引入,可以改善材料的光学、电学和磁学性能。

物化论文

物化论文

探究盐效应与超声波法对测定化学反应热常数的影响姓名:班级:学号:摘要本实验采用电导法与PH酸度法【1】求得乙酸乙酯皂化反应测反应速率的最佳方法。

再采用电导法与超声波法对反应进行测量,求的反应常数。

比较得是否对实验结果有影响【2】。

关键字电导法超声波法反应热常数比较盐效应前言反应速率是指单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大。

在恒定温度下,反应速率与各反应物浓度幂的乘积正比。

纯净的乙酸乙酯是无色透明具有刺激性气味的液体,是一种用途广泛的精细化工产品,具有优异的溶解性、快干性,用途广泛,是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂,被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。

其主要用途有:作为工业溶剂,用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中;作为粘合剂,用于印刷油墨、人造珍珠的生产;作为提取剂,用于医药、有机酸等产品的生产;作为香料原料,用于菠萝、香蕉、莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。

乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应,通过对乙酸乙脂造化反应速率常数影响因素的研究,可以知道在当代工业生产中如何控制反映条件,提高反映的速率,以增加化工产品的产量;可以知道如何抑制或减慢幅反映的速率,以减少原料的消耗,减轻分离操作的负担,并提高产品的质量。

并且此项研究还能提供如何避免危险品的爆炸、材料的腐蚀或产品的老化、变质等方面的知识;还可以为科研成果工业化进行最优化设计和最优控制,为现有的生产选择最适宜的操作条件由此可见化学动力学的研究,不论在理论上还是在实践上,都具有重要的意义.因而研究影响乙酸乙酯皂化反应速率常数的因素有重要的意义。

近年来对乙酸乙酯造化反应速率常数影响因素的研究鲜有发表,因此此实验具有实际意义。

实验部分仪器与药品仪器与试剂仪器:精密恒温水槽(DF-02 南京舫奥科技有限公司)电导率仪( DDS-307 上海)台式酸度计(pH211 HANNA公司)超声波仪(SK5200LH 上海科导超声仪器有限公司)试剂:0.0400mol/L乙酸乙酯溶液(分析纯)0.0400mol/L氢氧化钠溶液(分析纯)0.1mol/L 氯化钠溶液(分析纯)蒸馏水(分析纯)实验方法电导法乙酸乙酯皂化反应方程为CH3COOC2H5+OH¯—CH3COO¯+C2H5OH,OH¯电导率大,CH3COO¯电导率小,在反应过程中,溶液电导率显著下降,对稀溶液而言,强电解质的电导率L与其浓度成正比,电导率仪器易跟踪。

涂布工艺概述-材料物理与化学论文作业

涂布工艺概述-材料物理与化学论文作业

涂布工艺概述摘要:涂布技术广泛地应用于纸张和薄膜等基材的涂布及复合包装,在功能性薄膜、胶带生产中起着重要作用。

今材料工业的迅速发展,对涂层提出更薄、更均匀的要求。

特别象平板显示器中所用的功能性光学薄膜,如防反射膜、防眩光膜等,其涂层厚度往往小于1чm。

本文着重介绍几种主要涂布工艺的特点和应用。

关键词:精密涂布工艺;网纹辊定量涂布;辊筒涂布;逗号刮刀涂布;钢丝刮刀涂布;热熔胶喷挤涂布1. 前言涂布工艺是改变和完善材料表面特性的重要加工工艺,而随着科学技术的不断发展,涂布工艺更成为许多重要功能性材料研究开发所不可或缺的重要工艺技术手段。

特别是精密涂布工艺技术可满足某些涂层的特殊要求,从而增加材料的附加值并扩大其应用范围。

无论那一种涂布复合设备,其关键部分就是涂布头,而涂布头采用何种涂布刮胶方式,会直接影响涂布的质量和效果。

我们在此略微探讨一下涂布复合设备的几种涂布刮胶方法及其应用。

2. 涂布类型及应用涂布复合设备主要应用于塑料薄膜、纸类、电化铝、布料及皮革等多种卷筒基材的上胶涂布与复合加工。

目前,应用较多的涂布方式有以下几种:网纹辊定量涂布、辊筒涂布、逗号刮刀涂布、钢丝刮刀涂布、气流刮刀涂布、热熔胶喷挤涂布、条缝涂布、微凹版辊涂布等。

2.1网纹辊定量涂布这种涂布设备主要采用网纹(凹眼)涂布辊来进行上胶涂布。

其涂布均匀,而且涂布量比较准确(但涂布量很难调节)。

用网纹辊涂布时,涂布量主要与网纹辊的凹眼深度和胶水种类的精度有关。

网纹辊的凹眼深度越深,胶从凹眼中转移到基材上去的量相应也越多;反之,网纹辊网凹眼深度越浅,转移到基材上的量也相应减小。

与黏度也有很大关系。

胶水黏度太大和太小都不利于胶的正常转移。

胶水黏度大不易转移,太稀则易流淌,使上胶不均匀,易产生纵向或横向流水纹。

所以,一旦涂布网纹辊和胶的种类定下来后,就很难调节其涂布量,这也是网纹涂布辊的应用受到限制的主要原因。

2.2 辊筒涂布这种上胶涂布通常采用两辊转移涂布。

高分子物理和化学结课论文

高分子物理和化学结课论文

活性阴离子聚合方法学研究摘要活性阴离子聚合是合成分子量以及分子结构可控窄分布聚合物的最有效方法。

活性阴离子聚合应用广泛,在工业化生产以及理论研究方面均已取得瞩目成果。

这一聚合方法能够制备分子量以及微观结构可控的窄分布聚合物,并能进一步实现大分子,拓扑结构的精确控制合成,一直受到广泛关注,尤其在聚合物拓扑结构的控制合成方面。

近年来,越来越多的研究发现梳状、树枝状、超枝化以及环状等复杂拓扑结构使聚合物具备许多优越性能,其应用前景也非常广阔。

与此同时也需要更多结构明确的聚合物进行结构与性能的关系研究。

而已有近六十年研究历史的活性阴离子聚合,在聚合物的精确合成方面依然发挥着重要的作用,尤其二十世纪九十年代,氧负离子聚合机理的发现,使得适用于活性阴离子聚合研究的单体更为广泛,聚合物类型更加新颖多样。

由于阴离子聚合反应的活性种对反应体系中的水、氧等杂质非常敏感,在实验方法方面有着严格要求,因此活性阴离子聚合实验对反应体系的杂质控制非常严格,具体实验方法主要有Schlenk实验方法和高真空实验方法两种。

关键词:活性阴离子Schlenk实验方法高真空实验方法1 活性阴离子的研究进展1.1活性阴离子聚合及其单体的研究1956年,Szwarc发现了具有划时代意义的活性阴离子聚合。

因为活性聚合可控制聚合物一次结构,进而可设计合成链端及链中功能化聚合物,同时也可用来设计合成多种拓扑结构聚合物如嵌段及接枝共聚物、星型聚合物、梳型聚合物、环状聚合物等。

这样的聚合特征使人们第一次在真正意义上能够实现根据需要来设计和定制不同结构的高分子。

而通过发现或者设计合成一些新单体,一方面是拓展了可活性阴离子聚合的单体,另一方面也对制得链中功能化聚合物,进而合成功能性复杂拓扑结构聚合物,甚至向生物高分子迈进都具有重要意义。

因此活性阴离子聚合单体的拓展这一研究课题兼具理论基础研究价值和实际应用意义。

活性阴离子聚合的单体大体上可分为烯类和杂环两大类。

材料的学术论文范文

材料的学术论文范文

材料的学术论文范文材料随着社会科技的进步而日新月异,也迅速改变和刷新着人们对艺术的看法。

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材料的学术论文范文篇一纳米材料在陶瓷中的应用纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,以下是小编搜集整理的一篇探究纳米材料在陶瓷应用的论文范文,供大家阅读参考。

摘要:纳米材料具有独特的物理和化学性质,它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。

本文主要综述了纳米材料在陶瓷方面的应用。

关键词:纳米材料;陶瓷;应用自80年代初,德国科学家提出纳米晶体材料的概念以来,世界各国科技界和产业界对纳米材料产生了浓厚的兴趣并引起广泛关注。

到90年代,国际上掀起了纳米材料制备和研究的高潮。

纳米微晶随其尺寸的减小,显示出与体材料截然不同的特异性质,如各种量子效应、非定域量子相干效应、量子涨落和混沌、多体关联效应和非定域线性光学效应等。

正是由于纳米材料这种独特的效应,从而使得纳米材料具有一系列优异的功能特性。

纳米材料在陶瓷方面的应用已成为陶瓷行业关注的热点。

1 应用方式纳米材料在陶瓷方面的应用方式,根据材料使用性能的要求,可采用两类方法。

一种是制备陶瓷复合材料,另一种是将纳米材料以一定方式加入釉中。

纳米陶瓷复合材料是指在陶瓷中加入纳米级第二相颗粒从而提高其性能的材料。

制备纳米陶瓷复合材料的目标是把纳米级颗粒均匀分散到微米陶瓷基体中,并使其进入基体晶体内部,形成/ 晶内型0结构。

Bowen指出:能生产出等轴的、窄粒子分布的、分散的、不团聚的、化学结构均匀的陶瓷亚微米粒子,是非常有用的。

例如,由这些细陶瓷粒子固化的坯体可以在较低的温度下烧结,化学合成陶瓷的进展已有人评述。

当材料其它性能符合要求,可仅对陶瓷的表面进行加工,此时,可将纳米材料加入釉中。

加入时,可经干法混合制成熔块,以熔块形式加入到釉中,也可将所有纳米材料配成悬浊液,代替部分水加入到釉中制成釉浆。

物理化学小论文

物理化学小论文

物理化学小论文嘿,咱今天就来聊聊物理化学这对神奇的“好兄弟”。

还记得我上中学那会,有一次做化学实验,老师让我们自己动手制取氧气。

我那个兴奋劲啊,就像发现了新大陆一样。

按照步骤,把过氧化氢倒进了锥形瓶,加了二氧化锰,满心期待着氧气快点出来。

可等了半天,啥反应都没有。

我着急得直挠头,仔细一检查,哎呀,原来是我把二氧化锰放少了。

这可把我给郁闷坏了,旁边的同学都已经成功收集到氧气,而我还在这眼巴巴地等着。

从那以后,我就深刻明白了,在化学实验里,每一个步骤、每一种物质的用量都得精准,不然就得不到想要的结果。

这就像物理中的牛顿定律,力和加速度之间有着严格的关系,少一点力或者多一点力,加速度都会不一样。

物理和化学在我们的生活中简直无处不在。

就说咱家里的电器吧,什么电视、冰箱、空调,这里面可全是物理知识。

电流通过电阻会发热,这是物理;而冰箱里的制冷剂从液态变成气态吸收热量,实现制冷,这又涉及到化学中的物态变化和热学原理。

再看看厨房,炒菜的时候,锅里的油热了会冒烟,这是因为温度达到了油的沸点,属于物理变化。

而用醋泡鸡蛋,鸡蛋壳会变软,这就是醋中的醋酸和鸡蛋壳中的碳酸钙发生了化学反应。

物理化学就像是生活的密码,解开了它们,就能明白好多看似神奇的现象。

比如说,为啥铁会生锈?从化学角度看,是铁和空气中的氧气、水发生了氧化反应。

而从物理角度,生锈会导致铁的结构变化,强度降低,这又涉及到材料的物理性质。

还有啊,我们喝的汽水,打开瓶盖会有气泡冒出来。

这是因为二氧化碳在高压下溶解在水里,当压强减小,二氧化碳就迫不及待地变成气体跑出来了,这是化学中的溶解平衡和物理中的压强原理在共同发挥作用。

在学习物理化学的过程中,我发现做实验是最有趣的。

做物理实验的时候,测量小车的加速度,看着那一串串数字,就像是在和物理规律对话。

做化学实验呢,看着各种试剂混合在一起产生奇妙的变化,那感觉就像在变魔术。

不过,这两门学科也不是那么容易就能学好的。

有时候一个公式没理解透彻,一道题就死活做不出来。

(物理化学专业论文)多孔材料中的吸附和扩散

(物理化学专业论文)多孔材料中的吸附和扩散
多孔材料中的吸附和扩散 adsorptionanddiffusioninporous【aterialsabstractporousmaterialsscienceisstillexpanding,andmanykindsofporousmaterialssuchactivatedcarbonsandzeolitesareincreasinglyimportantthemodemchemicalindustry.forlongtime,scientistsandengineershavebeenveryinterestedintheresearchfieldofadsorptionanddiffusioninporousmaterials.withthedevelopmentexperimentaltechniquesaswellastheimprovementofmolecularsimulationstudiesonadsorptionanddiffusionbecomemoreprosperous.indeedadsorptionanddiffusionareveryimportantmanyapplicationssuchasthecharacterizationporousmaterials,adsorption—basedseparationprocesses,catalysis,especiallycatalytickinetics.thismscresearchhasbeenfocusedonadsorptiondiffusioninporousmaterials,andthemainresultsaresummarizedasfollows:combinedwithcarbondioxide(c02)adsorptionandamultiple—processadsorptionequilibrium(mpae)model,activatedcarbonshavebeencharacterizedindetail.singlecomponentadsorptionequilibriaofc02onthreecommercialactivatedcarbonsweresystematicallyinvestigatedbymeansofavolumetricmethodatpressuresupto
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目录1. 前言 (2)2. 电磁屏蔽原理 (3)3.1 结构型聚合物基电磁屏蔽复合材料 (3)3.2 复合型聚合物基电磁屏蔽复合材料 (4)3.2.1 金属系复合型屏蔽材料 (4)3.2.2 金属氧化物系聚合物基电磁屏蔽复合材料 (5)3.2.3 碳系聚合物基电磁屏蔽复合材料 (6)4.1 远场测试法 (6)4.2 近场测试法 (7)5.结论 (9)6.参考文献 (9)聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究摘要:随着电磁资源在信息产业的广泛应用,电磁干扰带来了许多危害。

聚合物基电磁屏蔽复合材料做为一种新型的材料对电磁波的屏蔽效果很好。

本文主要介绍聚合物基电磁屏蔽复合材料的种类和屏蔽材料的性能评价方法。

关键词:电磁屏蔽聚合物基复合材料Abstract:As the electromagnetic resources are widely applied in electric information industry, electromagnetic interference brings about a great deal of harms. Polymer matrix electromagnetic shielding composites as a new-style material has a perfect effectiveness in shielding electromagnetic wave. In this paper, the kinds and methods for performance estimation of polymer matrix electromagnetic shielding composites are primarily described.Keyword: electromagnetic shielding Polymer matrix composite1.前言高分子聚合物材料因其质轻、比强度高、韧性好、耐腐蚀等优良特性,在20世纪70年代以后得到了迅速发展。

高分子聚合物材料,在许多领域已经逐步取代金属材料,特别是在电子、电器产业的应用极其广泛。

然而,电子设备工作过程中产生的电磁辐射,导致人类生存空问的电磁环境日益恶化,不仅影响着生产,甚至直接威胁到人类的健康。

电磁污染成为继大气污染、水污染、噪声污染后的一种新的污染源。

随着高分子聚合物材料取代金属材料在各种电子、电器产业中的广泛应用,而大部分高分子聚合物材料对电磁波几乎是完全透明的,对电磁波毫无屏蔽作用。

因此,对高分子聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究引起了世界各国的高度重视。

早期的电磁屏蔽技术主要使用金属及其复合材料,虽然这类材料具有良好的屏蔽性能,但是其弹性低、密度大、易腐蚀,价格昂贵,难于调节屏蔽效能,再生能力差。

近年来随着聚合物基复合材料的出现及快速发展,以及在屏蔽电磁波应用领域有着很好的潜在优势,此类材料已经得到了很广泛的应用[1~3]。

电磁屏蔽聚合物材料主要分为复合型与结构型[4]。

复合型电磁屏蔽聚合物材料是以绝缘聚合物为基质,通过在其中加入一定量具有优良导电性能的物质复合而成,其导电过程靠金属微粒提供自由电子载流子来实现。

结构型电磁屏蔽聚合物材料是指分子结构本身能导电或经过掺杂处理之后具有导电功能的聚合物,如聚乙炔、聚吡咯[5]等。

2.电磁屏蔽原理电磁屏蔽的作用是减弱由某些辐射源所产生的某个区(不包含这些源)内的电磁场效应,有效地控制电磁波从某一区域向另一区域辐射而产生的危害。

其作用原理是采用低电阻的导体材料,由于导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果,通常用屏蔽效能(SE)来表示[6]。

所谓屏蔽效能是指没有屏蔽时入射或反射电磁波与在同一地点经屏蔽后反射或透射电磁波的比值,即为屏蔽材料对电磁信号的衰减值,单位为(dB)。

据Schelkunoff电磁屏蔽理论,金属材料的电磁屏蔽效果为电磁波的反射损耗、电磁波的吸收损耗与电磁波在屏蔽材料内部多次反射过程中的损耗三者之和[7,8]。

银、铜、铝等是极好的电导体,相对电导率α大,电磁屏蔽效果以反射损r耗为主;而铁和铁镍合金等属于高磁导率材料,相对磁导率μr大,电磁屏蔽衰减以吸收损耗为主[9,10]。

一般情况下,材料的导电性越好,屏蔽效果越好;随着频率升高,电磁波穿透力增强,屏蔽效果下降。

电磁波传播到达屏蔽材料表面时,通常按3种不同机理进行衰减:①在入射表面的反射衰减;②未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;③在屏蔽体内部的多次反射衰减。

电磁波通过屏蔽材料的总屏蔽效果可按下式计算[11,12]SE = A 十R 十BA= 1.31t(fμrαr)1/2R= 168-10lg(μr f/αr)式中:SE为电磁屏蔽效果;R为表面单次反射衰减;A为吸收衰减;B为内部多次反射衰减(只在A<15dB情况下才有意义)。

按SE值大小可将电磁屏蔽材料分为以下几类:0~10dB为基本无电磁屏蔽作用的材料;10~30dB为低电磁屏蔽材料;30~60dB为中电磁屏蔽材料,可用于一般工业或商业用电子产品;60~90dB为高电磁屏蔽材料,可用于航空航天及军用仪器设备的屏蔽;90dB以上为具有最佳电磁屏蔽作用的材料,适用于有高精度、高敏感度要求的产品。

一般认为,用作常规电子器材电磁屏蔽的材料,在30~1000MHz频率范围内,其SE值达到35dB即具有有效屏蔽作用。

3.聚合物基电磁屏蔽复合材料的种类[13]3.1 结构型聚合物基电磁屏蔽复合材料结构型导电高分子的导电机理:电子导电聚合物分子内含有线性共轭π电子体系,通过载流子在聚合物中的自由迁移来导电。

离子导电聚合物是在电场作用下通过正负离子在体系内作定向迁移进行导电的。

结构型(即本征型)导电高分子(ICP)是由一些具有共扼π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的,导电率可从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。

聚乙炔是发现最早的一种ICP,方法是将碘或氟化砷掺杂到聚乙炔中,结果聚乙炔的电导率提高了12个数量级以上,使其导电性接近于金属铜,具有良好的屏蔽效果。

聚苯胺(PAN)、聚吡咯(PPy)和聚噻吩(PTH)发现较晚,由于其环境稳定性好,发展得比较迅速,已成为目前三大主要的ICP品种。

聚苯胺与其他本征型电磁屏蔽聚合物相比,具有合成简便、导电性能优良等众多优点,被作为电磁屏蔽材料研究最为广泛。

Kou1[14]研究了在杂多酸掺杂的PAN/ABS复合材料中,随着填料PAN含量的增加,复合材料对电磁波的屏蔽效果也逐渐增强,在频率为1OGHz下,复合材料对电磁波的屏蔽效能(SE)可达70dB。

3.2 复合型聚合物基电磁屏蔽复合材料复合型导电高分子的导电机理:随着导电填料浓度的增加,聚合物的电导率缓慢增加,当浓度达到某一值时,电导率急剧上升,聚合物变为导体,继续增加填料浓度导电性变化不大。

电导率发生突变时的导电填料浓度称为“渗滤阈值”。

所以其导电机理主要有二个理论:一是导电通道理论;另一个是隧道效应学说。

导电通道机理在导电填料浓度较高时起主要作用,是指当导电填料含量达到”渗滤阈值”时,导电微粒相互接触形成无限网链。

形成导电通道,载流子可以在体系内自由移动.从而使复合材料导电。

隧道效应在低的填料浓度下起主要作用,是指当导电粒子间存在一定的间距时.电子在热振动作用下产生迁移运动,从而形成导电网络。

使复合高分子导电。

3.2.1 金属系复合型屏蔽材料金属粉末或纤维等良导体与聚合物共混可得到聚合物/金属复合材料,当金属粒子达到一定含量时,在聚合物基体中形成一个微观导电网络,从而实现复合材料的屏蔽性能。

金属中,银是最好的导体,体积电阻率可达10~10-5Ω•cm,具有优良的屏蔽性能,由于银的价格昂贵,一般只应用于特殊的领域。

镍的价格适中,具有较好的导电性和导磁性,是比较理想的屏蔽材料。

此外,还有铜、铁、不锈钢等金属粉末或纤维都可作为屏蔽材料。

武猛等[15]研究了聚苯胺与金属镍粉复合导电填料的电磁屏蔽效能。

发现在聚苯胺体积分数一定的条件下,镍粉的体积分数越大,材料的电磁屏蔽效能越高;在镍粉体积分数一定的条件下,材料的屏蔽效能并不是随聚苯胺体积分数的增加而增大,而是存在一个最佳值,这个最佳值是随着镍粉的体积分数和聚苯胺种类的不同而发生变化的,它的屏蔽效能达到70dB以上。

解娜等[16]研究了LDPE/不锈钢纤维电磁屏蔽材料的性能,发现加入不锈钢纤维后,材料的电磁屏蔽性能随不锈钢纤维的增加而增大,且与不锈钢纤维的长径比成正比。

表面膜式导电材料、复合型导电涂料也是复合型屏蔽材料的常见形式。

表面导电膜的形成通常需要特殊施工设备,如金属喷镀是将金属锌经电弧熔化后,用高速气流将熔化的锌以极细颗粒状粉末吹到塑料壳体上,从而在塑料表面形成一层极薄的金属层,厚度约70um,体积电阻率可达10-2Ω·cm以下,SE值可达40dB 以上。

用电镀或化学镀的方法将金属Ni或Cu/Ni镀到ABS等塑料表面,所获得的金属镀层导电性好,粘接牢固。

镀层厚度50um时,SE值约为60dB。

复合型导电涂料方面,阮士朋、朱国辉等[17]研究了不同金属填料对电磁屏蔽涂料屏蔽效能的影响,发现不同形貌金属粉末制备的涂层在微观结构上表现出一定的差异性,在一定程度上影响了材料的屏蔽效能。

在金属粉末中,银粉和镀银铜粉在材料制备过程中均为片状,金属片的相互重叠有效地减少了空洞从而提高了高频屏蔽效能,而镍粉为球状,同时具有较高的硬度,所以在微观结构中有较多的空洞存在,从而随着电磁波频率的增加,电磁波对涂层的穿透能力增加,导致电磁屏蔽效能降低。

另外,通过多种金属复合的方法可以提高单一金属的导电性能毛倩瑾等[18]采用化学镀法在铜粉表面包覆银,获得了具有优良导电性的Cu/Ag复合电磁屏蔽剂,将其制成材料后,Cu/Ag复合涂层的电磁波屏蔽效能在101kHz~1.5GHz范围内达到80dB,大大提高了铜系屏蔽剂的屏蔽性能。

3.2.2 金属氧化物系聚合物基电磁屏蔽复合材料金属氧化物导电填料主要有氧化锡、氧化锌、氧化钛、铁氧体等。

金属氧化物作为导电填料,因其密度小、在空气中稳定性好尝可制备透明塑料等优点被广泛应用于屏蔽领域。

朱家华等[19]研究了聚胺酯填充Fe@SiO2纳米颗粒的复合材料能够提高其电磁屏蔽效能。

填充Fe@SiO2纳米颗粒的聚胺酯能有比较高的反射损耗(RL<-20dB)和高的吸收频带宽度。

程国娥等[20]在Fe304纳米晶体粒子存在的情况下,用十二烷基苯磺酸钠作乳化剂及分散剂,通过HC1调节体系的酸度合成了导电、导磁的Fe304聚苯胺纳米复合物,该复合物具有较好的导电性及导磁。

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