化学创新实训总结报告

实训总结

在已近三年的大学学习中，我们前后大小经历过四五次实训，区别于前几次实训，此次的创新实训是为期最久的一次实训，也是独立自主性最强的一次。本周的实训时间为2012年6月12日至2012年6月22日，在这长达六个星期的时间里，我们的实训可说是有滋有味，看着经自己创新研究而制备出的产品，心中有一种充足的成就感，产品的优劣与否，都是自己与同学的共同协作研究制备出来的。当然，其中离不开指导老师的引导和建议。下面简要的介绍我组本次实训的概要：

一、创新实训研究方向和方法

我组本次实训的创新方案是陶瓷化复合竹基材料的制备及性能研究，主要采用了真空高压的化学浸渍法将硅胶填入经洗净、干燥并加工成试件品的竹片的孔隙中，再在烘箱内进行凝胶干燥处理，得到陶瓷化复合竹板，之后又由指导老师带去智成化工公司进行一系列的性能检测，如：用电子显微镜观察凝胶填充空隙的情况，用红外色谱描述化学键的特征，用傅立叶远红外光谱仪和X射线衍射仪研究复合前后凝胶与竹材中纤维素的键合作用及变化规律以及用力学性能试验机进行陶瓷化木材的物理力学性能检测。

二、目标产品的主要应用

1、竹材陶瓷是一种环境材料

竹材陶瓷可以利用竹材废料为原料，这对于垃圾资源化的利用，减少环境污染具有重要的现实意义，所以日本许多研究者认为木材陶瓷是一种新型的环境材料。

2、竹材陶瓷是一种功能材料

竹材陶瓷的导电性类似于半导体，其阻抗与空气相对湿度和温度之间有较好的线性关系，可以用于温湿度感应元件的制造。竹材陶瓷又是良好的屏蔽材料。此外，还具有独特的摩擦性能，可以用在某些制动装置和无心磨床上。在一定的工艺制造条件下，材料具有很好的绝缘性，而且能透过大于900mn的红外光，可用作新型绝缘材料及红外线滤光器。竹材陶瓷远红外放射率恒为80％，这个数值远高于一般金属，与黑体相似。可以用于微波炉、汽车油漆、纤维织物及食品干燥设备。由于人体多靠远红外线获取热量，因此研究者认为，竹材陶瓷可以用作房屋取暖材料和保暖材料，制作

可用于寒冷地区的室内加热地板、路面防冻加热器和解冻加热器等。此外，竹材陶瓷加热器与太阳能电池相连，可以应用于低成本的太阳能的加热系统。

3、竹材陶瓷是一种结构材料

竹材陶瓷具有较低的密度和较高的强度性能，在应用上具独特的优势。其既可以作为增强剂填加到有机物中起增强作用，又由于具有较高的硬度而脆性小，可以用于易磨损部件的制造。

三、创新实训研究的目的和意义

当代竹板是一种具有广泛用途的原材料，但是从性能的角度为出发点考虑，现阶段的竹板，其结构孔隙未填满，易生虫导致使用寿命短，非陶瓷化易产生划痕，硬度和刚能度不高等缺陷。而对于传统的瓷板砖，因其主要原料为天然的陶土，随着时代的发展，陶土资源日益贫乏，价格也不断升高，品质逐渐下降，而且在烧结陶瓷的过程中耗能大。为克服以上传统的不良性能，合成具有高硬度、高刚能度、难霉变、阻燃性能强、绿色、节能、符合国家可持续发展战略方针的产品，本次项目提出开展高效性能化的陶瓷化复合竹板材料的研究，在导师的指导下研究采用合理的技术，合成陶瓷化的竹板，实验研究获得较之现阶段的竹板端面硬度提高了20％以上。吸湿率降低了40％，密度有所增加，合成能耗大大低于传统的瓷板砖。

四、实训结果与讨论

用竹材为模板制备生物结构陶瓷，是一种新的陶瓷材料结构设计思想。所制备的材料可以是致密的．也可以是多孔的；可以制备碳素材料、碳化物陶瓷，也可以制备氧化物陶瓷和陶瓷复合材料，甚至无机、有机复合体。这种技术对结构的可调控性很好，材料性能独特，发展前景广阔。如何进一步提高竹材陶瓷致密度，提高Si／SiC 复相陶瓷中的碳化硅含量，如何在最终材料中完整保留生物体的固有结构．以及对竹材结构的人工模仿，是今后需要进一步研究的课题。

木材本身的密度很低，碳化后残炭率一般低于50，因此，由原始木材直接制备的木材陶瓷密度很低，气孔率很高。为提高密度，改善材料力学性能，需要反复浸渍树脂、碳化．多次浸渍后气孔容易堵塞，对大试样的浸溃变得困难．工艺复杂，周期长，与竹材陶瓷的低成本相矛盾。同样的原因．用竹材制备的碳化硅陶瓷中自由硅含量一般大于50％，限制了材料强度、高温性能和抗氧化性能的进一步提高。各种离瓷化过程。由于伴缱着高温和剧烈的化学作用，对木材原有生物结构的破坏很严重。在最终

材料中完整保留生物模板结构，是获得高性能材料的关键，特别是对于制备多孔陶瓷来讲更是必需的。

五、创新实训结论

涂抹在竹片之间的溶胶经烘烤后将竹片粘连在一起。经过一系列的性能检测，所得竹片光滑、附着力强等特性。强度和弹性模量都达到Ⅱ级，压力承受力强。产品在相对湿度为98%的环境下基本没有发生霉变现象。基本达到预期效果

六、实训中拟解决的关键问题

1、深入研究竹板的内部结构以及溶胶在竹细胞壁中输运的影响因素；

2、竹材在径向由外到里为竹青．竹内和竹黄，而无论是致密坚硬的竹青还是疏松脆弱的竹黄对胶粘剂的润湿性都很差，各种方法都难以明显地改良浸渍性。因此，用普通的化学浸渍法，很难蒋硅胶填入其孔隙中。研究采用真空高压将硅胶蒸汽，压入其中，同时在其表面划痕或打孔，以增加其接触面。

3、增加陶瓷化复合主板的光亮度以及硬度，要求硬度>8。

4、温度太高，竹材容易碳化，而且表面有气泡。

七、创新实训心得

通过本次的创新实训，我进一步巩固和加深了对专业化学的理论基础，学会了分析和解决在实训过程中出现的一些具体问题，进一步提高了实验的基本技巧，培养了严谨的实验作风、实事求是的科学态度和相互协作的团队精神，为培养创新意识和创新能力，学习后续课程和未来从事科学科学研究及实际工作打下良好的基础。

正所谓“百闻不如一见”，经过此次切身的创新实训，我才深刻地体会到了“走出课堂，投身于实践”的重要性。平时，我们只能在课堂上与老师“纸上谈兵”，思维的认识是局限于课本范围内，这就导致我们对化学专业知识的片面性，使得我们只知所以然，而不知其之所以然！这都极大地限制了我们专业知识水平的提高。虽然我们平时也做过不少的专业实验，但那毕竟是照着书本所给的方案进行实践，其与这次的创新实训的磨砺是有着一定的差距的，这是实验课程所不可替代的，是需要我们的发散思维和自主创新能力以及指导老师的开导才能实现的。

课本上所学的理论知识只是为我们的实际创新“注明框架、指明方向、提供相应的思维”的方法论，真正的自主创新能力是要我们在不断的实践中慢慢培养和提高的。