第一篇：學(xué)科前沿講座總結(jié)

學(xué)科前沿系列講座

專(zhuān) 業(yè)：飛行器適航技術(shù)班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：陳昌浩日 期：小結(jié)

01071401 2014300465 月20日 光陰似箭，日月如梭，轉(zhuǎn)眼之間我已經(jīng)成為了一名大三的學(xué)生。在大一大二充分學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)以后，終于在大三能接觸到專(zhuān)業(yè)相關(guān)的課程。

在前兩年的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，我對(duì)航空專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方面和前景以及研究方向各方面其實(shí)并不十分了解，但是學(xué)科前沿講座給了我機(jī)會(huì)讓我了解到更多本學(xué)科的一些先進(jìn)技術(shù)，讓我對(duì)航空系統(tǒng)中電子系統(tǒng)的領(lǐng)域有了更多更全面的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也給了我很大的啟發(fā)，讓我燃起了斗志，為航空事業(yè)的前沿科學(xué)研究貢獻(xiàn)自己的力量，在短短的四周課時(shí)時(shí)間里，學(xué)校為我們先后安排了四位赫赫有名的教授，有姜洪開(kāi)教授，宋東教授，張安教授和馬存寶教授。由于時(shí)間限制和我們有限的知識(shí)水平，老師們都從大處著眼，為我們大概介紹了他們的研究方向和內(nèi)容，同時(shí)還簡(jiǎn)單向我們介紹這些研究將來(lái)的實(shí)際意義，以及和我們飛行器適航專(zhuān)業(yè)的聯(lián)系。在每次短短的兩小節(jié)課中我都被他們研究的這些東西深深吸引著。也許理論上邏輯上的很專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，我們沒(méi)有學(xué)到多少，但老師們利用不到兩個(gè)小時(shí)的時(shí)間，就基本上將一個(gè)新的領(lǐng)域在我們的腦海中勾勒了出來(lái)，使我們真正了解到與工程實(shí)際應(yīng)用有直接聯(lián)系的科學(xué)研究。雖然好多東西以我現(xiàn)在的水平還不能弄懂，但卻讓我看到我們航空專(zhuān)業(yè)的前景——只要努力學(xué)好知識(shí)，總有用武之地的。通過(guò)這些課程，我收獲頗多。

上課期間，老師們?yōu)槲覀冎v述了火控系統(tǒng)、航空電子系統(tǒng)、飛機(jī)通信導(dǎo)航與雷達(dá)系統(tǒng)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與深度學(xué)習(xí)這四方面的內(nèi)容，在讓我們大開(kāi)眼界的同時(shí)，也讓我們對(duì)這些研究產(chǎn)生了濃厚的興趣。

第一堂課張安老師為我們講了火控系統(tǒng)，張安老師是航空學(xué)院綜合技術(shù)與控制工程系的教授，張老師對(duì)火控系統(tǒng)的了解相當(dāng)深入，從火控系統(tǒng)的發(fā)展歷史給我們講起，武器火控系統(tǒng)是控制武器自動(dòng)或半自動(dòng)地實(shí)施瞄準(zhǔn)與發(fā)射的裝備的總稱(chēng)。武器火力控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。現(xiàn)代火炮、坦克炮、戰(zhàn)術(shù)火箭和導(dǎo)彈、機(jī)載武器(航炮、炸彈和導(dǎo)彈)、艦載武器(艦炮、魚(yú)雷、導(dǎo)彈和深水炸彈)等大多配有火控系統(tǒng)。非制導(dǎo)武器配備火控系統(tǒng)，可提高瞄準(zhǔn)與發(fā)射的快速性與準(zhǔn)確性，增強(qiáng)對(duì)惡劣戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性，以充分地發(fā)揮武器的毀傷能力。制導(dǎo)武器配備火控系統(tǒng)，由于發(fā)射前進(jìn)行了較為準(zhǔn)確的瞄準(zhǔn)，可改善其制導(dǎo)系統(tǒng)的工作條件，提高導(dǎo)彈對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的反應(yīng)能力，減少制導(dǎo)系統(tǒng)的失誤率。

張老師告訴我們，戰(zhàn)斗機(jī)的火控系統(tǒng)主要指的是：機(jī)載雷達(dá)、探測(cè)器、顯示器和火控計(jì)算機(jī)等。為完成作戰(zhàn)任務(wù)，火控系統(tǒng)必須能對(duì)機(jī)上所攜帶的各種機(jī)載武器或其他外掛物進(jìn)行管理和控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)敵空中、地面、水上和水下各種運(yùn)動(dòng)的或靜止的、可視的或不可視的目標(biāo)，進(jìn)行搜索、識(shí)別、跟蹤、瞄準(zhǔn)與實(shí)施各種攻擊方式的武器發(fā)射、制導(dǎo)、戰(zhàn)果記錄等整個(gè)作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程的控制和監(jiān)控?？梢哉f(shuō)，火控系統(tǒng)直接關(guān)系到戰(zhàn)斗的成??！

經(jīng)過(guò)第一次課的熏陶，我對(duì)學(xué)科前沿研究產(chǎn)生了濃厚的興趣，抱著期待的心，迎來(lái)了宋東老師帶來(lái)的航空電子系統(tǒng)的講解。宋東老師是西北工業(yè)大學(xué)教授、碩導(dǎo)，學(xué)科專(zhuān)業(yè)是通信與信息系統(tǒng)、載運(yùn)工具、運(yùn)用工程，研究方向包含航空電子技術(shù)以及飛行器適航性等，可以說(shuō)是恰好和我在學(xué)的專(zhuān)業(yè)達(dá)成一致。

宋老師為我們講解了航空電子系統(tǒng)發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢(shì)以及各個(gè)階段的優(yōu)劣性，航空電子系統(tǒng)走過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)展道路，至今已經(jīng)歷了四代，每一代系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷演變，都進(jìn)一步推動(dòng)航空電子技術(shù)的發(fā)展，成為劃時(shí)代的主要依據(jù)?；旧辖?jīng)歷了分立、聯(lián)合、綜合到高度綜合這四個(gè)階段。

第一代航空電子系統(tǒng)為分立式結(jié)構(gòu)，不存在中心計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制并且缺少靈活性，難以實(shí)現(xiàn)大量的信息交換；第二代稱(chēng)為聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)，其子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，降低了研制經(jīng)費(fèi)且便于維護(hù)、更改和功能擴(kuò)充；第三代稱(chēng)為綜合式航空電子系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次化，功能標(biāo)準(zhǔn)模塊標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)總線高速化，兼有成本低和維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)；第四代稱(chēng)為先進(jìn)的綜合航空電子系統(tǒng)，采用了綜合核心處理機(jī)（ICP）技術(shù)，具有更大的綜合范圍和更高的綜合程度，實(shí)現(xiàn)了綜合傳感器系統(tǒng)、綜合飛行器管理系統(tǒng)，外掛系統(tǒng)。未來(lái)的航空電子系統(tǒng)會(huì)進(jìn)一步朝著綜合化、信息化和智能化的方向發(fā)展。

第三次課時(shí)馬存寶老師帶來(lái)的飛機(jī)通信導(dǎo)航與雷達(dá)系統(tǒng)的講解，馬存寶老師是我們學(xué)校的博士生導(dǎo)師，馬老師的講課方式幽默生動(dòng)，從自己講師的一次經(jīng)歷講起，生動(dòng)的告訴我們，每一堂課都可能是改變?nèi)艘簧恼n程，它可能會(huì)影響你今后的從事方向和人生軌跡。和之前一樣，老師也為我們講解了機(jī)通信導(dǎo)航與雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展歷程。航電系統(tǒng)在現(xiàn)代航空和航天工程電子系統(tǒng)中是重要的系統(tǒng)之一，它按功能分為通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、目標(biāo)識(shí)別、遙測(cè)、遙控、遙感、火控、制導(dǎo)、電子對(duì)抗等系統(tǒng)。微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)則是提高各種電子系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)。

馬老師以馬航失聯(lián)為例，為我們講解了通信系統(tǒng)的構(gòu)成和作用，它實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)與地面的互聯(lián)，飛機(jī)與飛機(jī)的相互通信，機(jī)組成員的通話，機(jī)艙內(nèi)的廣播試聽(tīng)等娛樂(lè)，系統(tǒng)一般包括飛行器上的電子系統(tǒng)和相應(yīng)的地面電子系統(tǒng)兩部分，這兩部分通過(guò)電磁波傳輸信號(hào)合成為一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通訊。發(fā)電報(bào)的設(shè)備實(shí)時(shí)自動(dòng)的吧航班運(yùn)行的數(shù)據(jù)，包括經(jīng)緯度、飛行高度以及速度等數(shù)據(jù)持續(xù)不斷的發(fā)回航空公司。監(jiān)控終端設(shè)備在飛機(jī)起飛后實(shí)時(shí)接收飛機(jī)發(fā)出的信息，機(jī)載應(yīng)答設(shè)備通過(guò)對(duì)講機(jī)一樣的東西，使得飛行員和地面空管人員建立實(shí)時(shí)聯(lián)系。此外飛機(jī)通信系統(tǒng)不僅能用于飛機(jī)上，還能用于衛(wèi)星定位等關(guān)鍵地方。飛機(jī)上載有的黑匣子能儲(chǔ)存飛機(jī)的各方面信息，便于對(duì)飛機(jī)的搜救和事故的分析?？梢哉f(shuō)這一套系統(tǒng)不僅在民用上起到很大的作用，在軍事上也起到了至關(guān)重要的作用。

最后一堂課由姜洪開(kāi)老師為我們講解飛機(jī)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與深度學(xué)習(xí)，姜洪開(kāi)老師是西工大教授和博士生導(dǎo)師，研究方向是飛行器故障預(yù)測(cè)與健康管理，過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)知識(shí)使得這節(jié)課內(nèi)容十分充實(shí)。

姜老師直擊重點(diǎn)為我們介紹起了飛機(jī)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與深度學(xué)習(xí)的知識(shí)，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)最早就起源于航空航天領(lǐng)域，最初的目的主要是進(jìn)行結(jié)構(gòu)的在和監(jiān)測(cè)。隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的日益大型化、復(fù)雜化和智能化的發(fā)展，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)容逐漸豐富起來(lái)，不再是單純的在和監(jiān)測(cè)，而是向結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)、損傷定位、結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)等方面發(fā)展。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是一門(mén)綜合技術(shù)，涉及到結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、設(shè)計(jì)優(yōu)化等多個(gè)學(xué)科。、深度學(xué)習(xí)起源于對(duì)人腦視覺(jué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究?？茖W(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)人腦的視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)視覺(jué)信息的處理是一個(gè)不斷抽象、不斷迭代的過(guò)程。深度學(xué)習(xí)可以將復(fù)雜的問(wèn)題層次化，通過(guò)對(duì)每一個(gè)層次的研究使問(wèn)題簡(jiǎn)單化，適合于對(duì)復(fù)雜函數(shù)的表達(dá)。如表示函數(shù)log(cos(exp(sin3(x))))，普通的淺層學(xué)習(xí)只能通過(guò)原本的表達(dá)式表示這個(gè)函數(shù)，復(fù)雜而且容易出現(xiàn)不可更改的錯(cuò)誤。而深度學(xué)習(xí)可以將上述函數(shù)分為sin(x)，x3，exp(x)，cos(x)，log(x)五層，每一層只表示出該層的關(guān)鍵信息，大大減少了每一層的計(jì)算量，并且如果其中一層出現(xiàn)錯(cuò)誤，它之后的層次可以對(duì)該層錯(cuò)誤進(jìn)行一定程度的彌補(bǔ)[iii]。深度學(xué)習(xí)這一特點(diǎn)極其適合于運(yùn)用到計(jì)算復(fù)雜的航空航天領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析之中，它的一定程度的糾錯(cuò)能力也符合航空航天領(lǐng)域的高精確度、低錯(cuò)誤率的要求。并且，目前為止，世界各國(guó)甚至創(chuàng)業(yè)公司已經(jīng)進(jìn)行了大量的航天器發(fā)射、飛行、返回實(shí)驗(yàn)，積累了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)航空航天領(lǐng)域、深度學(xué)習(xí)及遷移學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)，深度學(xué)習(xí)與遷移學(xué)習(xí)在航空航天領(lǐng)域中的可能應(yīng)用有如下幾條：航空器航天器各類(lèi)部件的故障判斷；對(duì)航空器航天器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；對(duì)新研發(fā)航空器航天器進(jìn)行預(yù)判、模擬。盡管目前深度學(xué)習(xí)及遷移學(xué)習(xí)要實(shí)際應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域還十分困難，但是隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷發(fā)展以及在各行各業(yè)中越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，深度學(xué)習(xí)及遷移學(xué)習(xí)在將來(lái)必將為航空航天領(lǐng)域做出自己的貢獻(xiàn)。

短短的四周時(shí)間很快就過(guò)去了，這四周時(shí)間里不僅讓我見(jiàn)識(shí)到了老師如此優(yōu)秀的研究成果，同時(shí)也給迷茫的自己指明了新的方向，這些課程并不像基礎(chǔ)課程那樣聽(tīng)起來(lái)很困難需要自己去理解記憶公式，但是卻給了我更大的啟發(fā)和思考的空間，使我更加不忘初心，繼續(xù)腳踏實(shí)地打好自己的基礎(chǔ)，努力專(zhuān)研專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為今后參與這些優(yōu)秀先進(jìn)的研究充分的準(zhǔn)備自己，為中國(guó)的航空先進(jìn)研究貢獻(xiàn)出自己的一份力！

第二篇：材料學(xué)科前沿講座總結(jié)

材料學(xué)科前沿講座總結(jié)

生物醫(yī)用高分子

一.引言

生物醫(yī)用功能材料即醫(yī)用仿生材料，又稱(chēng)為生物醫(yī)用材料。這類(lèi)材料是用于與生命系統(tǒng)接觸并發(fā)生相互作用，能夠?qū)?xì)胞、組織和器官進(jìn)行診斷治療、替換修復(fù)或誘導(dǎo)再生的天然或人工合成的特殊功能材料。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步，生物醫(yī)用功能材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。從高分子醫(yī)療器械到具有人體功能的人工器官，從整形材料到現(xiàn)代醫(yī)療儀器設(shè)備，幾乎涉及到醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，都有使用醫(yī)用高分子材料的例子。醫(yī)用高分子材料所用的材料種類(lèi)已由最初的幾種，發(fā)展到現(xiàn)在的幾十種，其制品種類(lèi)已有上千種。

目前，生物醫(yī)用功能材料應(yīng)用很廣泛，幾乎涉及到醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。其大致可分為機(jī)體外使用與機(jī)體內(nèi)使用兩大類(lèi)。機(jī)體外用的材料主要是制備醫(yī)療用品，如輸液袋、輸液管、注射器等。由于這些高分子材料成本低、使用方便，現(xiàn)已大量使用。機(jī)體內(nèi)用材料又可分為外科用和內(nèi)科用兩類(lèi)。外科方面有人工器官、醫(yī)用黏合劑、整形材料等。內(nèi)科用的主要是高分子藥物。所謂高分子藥物，就是具有藥效的低分子與高分子載體相結(jié)合的藥物，它具有長(zhǎng)效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。二.發(fā)展歷史

生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一階段始于1937年，其特點(diǎn)是所用高分子材料都是已有的現(xiàn)成材料，如用丙烯酸甲酯制造義齒的牙床。第二階段始于1953年，其標(biāo)志是醫(yī)用級(jí)有機(jī)硅橡膠的出現(xiàn)，隨后又發(fā)展了聚羥基乙酸酯縫合線以及四種聚酯心血管材料，從此進(jìn)入了以分子工程研究為基礎(chǔ)的發(fā)展時(shí)期。該階段的特點(diǎn)是在分子水平上對(duì)合成高分子的組成、配方和工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有目的地開(kāi)發(fā)所需要的高分子材料。目前的研究焦點(diǎn)已經(jīng)從尋找替代生物組織的合成材料轉(zhuǎn)向研究一類(lèi)具有主動(dòng)誘導(dǎo)、激發(fā)人體組織器官再生修復(fù)的新材料，這標(biāo)志著生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展進(jìn)入了第三個(gè)階段。其特點(diǎn)是這種材料一般由活體組織和人工材料有機(jī)結(jié)合而成，在分子設(shè)計(jì)上以促進(jìn)周?chē)M織細(xì)胞生長(zhǎng)為預(yù)想功能，其關(guān)鍵在于誘使配合基和組織細(xì)胞表面的特殊位點(diǎn)發(fā)生作用以提高組織細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)速度。

三.基本性能要求 1.力學(xué)性能穩(wěn)定

在使用期限內(nèi)，針對(duì)不同的用途，材料的尺寸穩(wěn)定性、耐磨性、耐疲勞度、強(qiáng)度、模量等應(yīng)適當(dāng)。比如，用超高分子量聚乙烯材料做人工關(guān)節(jié)時(shí)，應(yīng)該用模量高、耐疲勞強(qiáng)度好、耐磨性好的材料。2.化學(xué)性能穩(wěn)定

作為生物材料，化學(xué)性能必須穩(wěn)定，對(duì)人體的血液、體液等無(wú)影響，不形成血栓等不良影響。人體是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的環(huán)境，血液在正常環(huán)境下呈現(xiàn)微堿性，胃液呈酸性，且體液與血液中含有大量的鉀、鈉、鎂離子，含有多種生物酶、蛋白質(zhì)、人體的環(huán)境易引起聚合物的降解、交聯(lián)及氧化反應(yīng)；生物酶會(huì)引起聚合物的解聚；體液會(huì)引起高分子材料中的添加劑析出；血液中的脂類(lèi)、類(lèi)固醇以及脂肪等會(huì)引起聚合物的溶脹，使得材料的強(qiáng)度降低。例如聚氨酯中含有的酰胺基極易水解，在體內(nèi)會(huì)降解而失去強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)嵌段改性后，化學(xué)穩(wěn)定性提高。

3.與人體的組織相容性好

醫(yī)用材料必須與人體的組織相容性好，不會(huì)引起炎癥或其他排異反應(yīng)材料，所引起的宿主反應(yīng)應(yīng)該能夠控制在一定可以接受的范圍之內(nèi)。一些含有對(duì)人體有毒有害的基團(tuán)是不能用作生物醫(yī)用功能材料的，如有些添加劑對(duì)人體有害或有些殘留單體對(duì)人體有不良影響等，這都應(yīng)該引起極度的警惕。有些添加劑會(huì)隨時(shí)間的變化，從材料內(nèi)部逐漸遷移到表面與體液和組織發(fā)生作用，引起各種急性和慢性的反應(yīng)。4.無(wú)致癌性，耐生物老化

無(wú)致癌性，耐生物老化，長(zhǎng)期放置體內(nèi)的材料及物理機(jī)械性能不發(fā)生明顯的變化。生物醫(yī)用藥用功能材料植入人體時(shí)，除應(yīng)該考慮材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)外，另外還應(yīng)該考慮其形狀因素。引起癌變的因素是多方面的，有化學(xué)因素、物理因素以及病毒等。應(yīng)用高分子材料植入人體后，其本身的性能以及它所包含的雜質(zhì)、殘余單體等都有可能引起和眾多副反應(yīng)的發(fā)生。研究表明，高分子材料對(duì)人體并不存在更多的致癌因素。5.易于加工成型并且來(lái)源廣泛

除上述一般要求外，根據(jù)用途的不同和植入部位的不同有著各自的特殊要求，如與血液接觸的不能產(chǎn)生凝血，眼科材料應(yīng)對(duì)角膜無(wú)刺激，注射整形材料要求注射前流動(dòng)性好，注射后固化要快等。作為體外時(shí)用的材料，要求對(duì)皮膚無(wú)害，不導(dǎo)致皮膚過(guò)敏，耐汗水等侵蝕，耐消毒而不變質(zhì)。人工器官還要求材料應(yīng)具有良好的加工性能，易于加工成所需的各種復(fù)雜形狀?？偠灾?，不同的用途有著許多特殊的要求。

四、醫(yī)用高分子材料分類(lèi) 1.高分子人造器官

高分子人造器官主要包括人造心臟、人造肺、人造腎臟等內(nèi)臟器官；人造血管、人造骨骼等體外器官；人造假肢等。由于這些人造器官需要長(zhǎng)時(shí)間與人體細(xì)胞、體液和血液接觸，因此此類(lèi)材料除了需要具備特殊的功能外，還要求材料安全無(wú)毒，穩(wěn)定性好，具備良好的生物相容性。大多數(shù)的高分子本身對(duì)生物體并無(wú)毒副作用，不產(chǎn)生不良影響，毒副作用往往來(lái)自于高分子生產(chǎn)時(shí)加入的添加劑，如抗氧劑、增塑劑、催化劑以及聚合不完全產(chǎn)生的低分子聚合物。因此對(duì)材料的添加劑需要仔細(xì)選擇，對(duì)高分子人造器官應(yīng)進(jìn)行生物體測(cè)定。人造器官在使用前的滅菌也是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。另外，人造器官要求在使用條件下材料不能發(fā)生水解、降解和氧化反應(yīng)等。2.高分子治療材料 用于治療用的功能高分子材料主要包括牙科材料、眼科材料、美容材料和外用治療用材料。對(duì)這種材料的基本要求首先也是穩(wěn)定性和相容性好，無(wú)毒副作用；其次才是機(jī)械性能和使用性能。例如，人工晶狀體以前多用硅玻璃水晶體，后采用硅橡膠球，也可以用甲基丙稀酸環(huán)和甲基丙烯酸丁酯的共聚物來(lái)提高其折光性和韌性。20世紀(jì)80年代初，聚乙烯醇水凝膠被用來(lái)制造人工玻璃體，PVA水凝膠的特性與玻璃體比較接近，注入后可以與玻璃體完全融合。3.高分子包裝材料

用于藥物包裝的高分子材料正逐年增加。包裝藥物的高分子材料大體上可分為軟、硬兩種類(lèi)型。硬型材料如聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等，由于其強(qiáng)度高、透明性好、尺寸穩(wěn)定、氣密性好，常用來(lái)代替玻璃容器和金屬容器，制造飲片和膠囊等固體制劑的包裝。新型聚酯聚萘二甲酸乙二醇酯除具有優(yōu)異的力學(xué)性能及阻隔性能外，還有較強(qiáng)的耐紫外線性，可用于口服液、糖漿等的熱封裝。軟型材料如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯共聚物等，常加工成復(fù)合薄膜，主要用來(lái)包裝固體沖劑、片劑等藥物。而半硬質(zhì)聚氯乙烯片材則被用作片劑、膠囊的鋁塑泡罩包裝的泡罩材料。至于藥膏、洗劑、酊劑等外用藥液的包裝，則用耐腐蝕性極強(qiáng)且綜合性能優(yōu)良的聚四氟乙烯來(lái)?yè)?dān)任。

五、小結(jié)

醫(yī)用高分子的發(fā)展已經(jīng)滲透到醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，但離隨心所欲地應(yīng)用高分子醫(yī)用材料的目標(biāo)尚有許多差距。傳統(tǒng)的醫(yī)用高分子材料多采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯作為硬組織材料，但它們的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。醫(yī)用高分子材料在許多方面尚有待進(jìn)一步發(fā)展。

迄今為止，許多人工臟器還不能解決凝血問(wèn)題，異體材料的抗凝血性已成為醫(yī)用高分子材料發(fā)展的一個(gè)重要的問(wèn)題，制備生物相容性好、具有抗血栓性能的材料已成為目前的一個(gè)重要的課題。研究開(kāi)發(fā)混合型人工臟器，將生物酶和生物細(xì)胞固定在高分子材料上，制備具有生物活性的人工臟器已取得很大的成就。醫(yī)用材料近些年來(lái)研究效果顯著，但目前仍然處于經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)階段。由于醫(yī)用材料與肌體組織在結(jié)構(gòu)、功能、代謝、生物化學(xué)行為和生物力學(xué)特性方面具有差異，這些材料往往被生物體看作異物，從而不被生物體接受?？紤]如何才能使植入材料整合，使得組織重建并建立在分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上以材料的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系、材料的化學(xué)組成表面性質(zhì)和生命體組織的相容性之間的關(guān)系為依據(jù)，從而研究開(kāi)發(fā)新材料才是重要課題。

PVC復(fù)合材料

一、引言

二十世紀(jì)30年代廣泛發(fā)展起來(lái)的以塑料為代表的聚合物，已具有越來(lái)越重要的地位。塑料工業(yè)在當(dāng)今世界已成為新型的材料工業(yè)，塑料已經(jīng)和鋼材、木材、水泥并列為4大基本材料，而今作為塑料原料的合成樹(shù)脂產(chǎn)量多年來(lái)始終以高速增長(zhǎng)。到上實(shí)際90年代中期已經(jīng)突破一億噸。二十一世紀(jì)能源工業(yè)、材料工業(yè)、信息工業(yè)將是世界經(jīng)濟(jì)的三大支柱產(chǎn)業(yè)。塑料工業(yè)將創(chuàng)造各種各樣性能的材料，為世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入強(qiáng)大的動(dòng)力。PVC作為通用樹(shù)脂之一，具有價(jià)廉、阻燃性能優(yōu)良、絕緣性能好、耐腐蝕等優(yōu)良的綜合性能和價(jià)格低廉、原材料來(lái)源廣泛的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用于建筑、包裝及汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域，其產(chǎn)量?jī)H次于聚乙烯(PE)而居世界樹(shù)脂產(chǎn)量的第二位。硬質(zhì)PVC塑料具有硬度大、剛性和強(qiáng)度大、耐腐蝕、耐老化性?xún)?yōu)良、電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，且價(jià)格便宜。近年來(lái)硬質(zhì)品發(fā)展迅速，其中硬質(zhì)擠出制品如管材、板材、異型材等正被用來(lái)代替鋼材、木材等制造管道、板材、建筑結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料以及各種嵌條。廣泛應(yīng)用于建筑、化工、醫(yī)學(xué)、電子、輕工、農(nóng)業(yè)及交通等部門(mén)。

我國(guó)硬質(zhì)PVC制品比例甚小，無(wú)論在樹(shù)脂品級(jí)、改性劑的研究、生產(chǎn)、加工設(shè)各改良及制品市場(chǎng)開(kāi)拓諸方面有待發(fā)展。作為結(jié)構(gòu)材料，硬質(zhì)PVC制品面臨的主要技術(shù)難點(diǎn)是：材料脆性大、耐熱變形性差及熱穩(wěn)定性差、加工性能不佳等，這在一定程度上使它的應(yīng)用受到限制。為了改進(jìn)這些性能，國(guó)內(nèi)外自上世紀(jì)70年代起開(kāi)始大規(guī)模的開(kāi)展PVC改性的研究，內(nèi)容涉及增韌、增強(qiáng)、提 高耐熱性能、賦予PVC特種功能等方面，迸一步拓寬了PVC的應(yīng)用領(lǐng)域。國(guó)外常用PVC共混物來(lái)替代價(jià)格昂貴的工程塑料，大大提高了PVC的使用價(jià)值。PVC的增韌增強(qiáng)改性引起了世界各國(guó)學(xué)者廣泛的關(guān)注，并展開(kāi)了大量的研究工作。

二、PVC的改性 1.共混改性PVC 塑料共混改性是指在一種樹(shù)脂中摻入一種或多種其它樹(shù)脂(包括塑料和橡膠)。從而達(dá)到改變?cè)袠?shù)脂性能的一種改性方法。共混方法是高分子材料改性最常用的方法，共混物中各聚合物組分之間主要是物理結(jié)合，共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)取決于聚合物之間的熱力學(xué)相容性、聚合物的組分特性、實(shí)施共混的方法和工藝條件等多方面的因素影響。PVC與其他性能相對(duì)優(yōu)良的材料共混，可以提高PVC的性能。如PVC與ABS共混，能提高PVC的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和加工性能。PVC與ACR或CPE共混，能顯著提高PVC沖擊強(qiáng)度和加工性能.制備共混物的方法主要有：1．機(jī)械共混法：將諸聚合物組分在混合設(shè)備如高速混合機(jī)、雙輥混煉機(jī)、擠出機(jī)中均勻混合。2．溶液共混法：系將各聚合物組分溶解于共同溶劑中再除去溶劑即得到聚合物共混物。3．乳液共聚法：將不同聚合物的乳液均勻混合再共沉析而得的共混物。溶液共混法適用于易溶聚合物和某些液態(tài)聚合物共混物以溶液狀態(tài)被應(yīng)用的情況。4．共聚一共聚法：這是制備共混物的化學(xué)方法。該法又有接枝共聚一共混與嵌段共聚一共混之分，在制取聚合物共混物方面，接枝共聚一共混法更為重要。5各種互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN)技術(shù),IPN法形成了互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，是一種以化學(xué)法制備物理共混物的方法。

2.3納米復(fù)合技術(shù)改性PVC 研究表明，任何材料進(jìn)入納米尺寸(1～100nm)時(shí)都會(huì)具有奇異或反常的特性，表面界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。這些特性使納米微粒結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出奇異的物理、化學(xué)特性，具有卓越的光、力、電、熱、放射、吸收等特殊功能。聚合物納米復(fù)合材料是以聚合物為基體、填充顆 粒以納米尺度(小于100nm)分散于基體中的新型高分子復(fù)合材料。與傳統(tǒng)的復(fù)合材料相比，由于納米粒子帶來(lái)的納米效應(yīng)和納米粒子與基體間強(qiáng)的界面相互作用，聚合物納米復(fù)合材料具有優(yōu)于相同組分常規(guī)聚合物復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)性能，為制各高性能、多功能的新一代復(fù)合材料提供了可能。

近年來(lái)，利用將納米材料分散于聚合物中以提高聚合物材料性能的研究日趨活躍。研究較多的復(fù)合技術(shù)主要有：納米粒子增韌增強(qiáng)PVC、納米插層復(fù)合物增韌增強(qiáng)PVC、分子復(fù)合納米材料增韌增強(qiáng)PVC、原位復(fù)合材料增韌增強(qiáng)PVC、納米晶須增韌增強(qiáng)PVC及納米級(jí)聚合物微纖增韌增強(qiáng)PVC等。2.4添加改性助劑在PVC中

塑料添加改性是指在聚合物(樹(shù)脂)中加入小分子無(wú)機(jī)物或有機(jī)物，通過(guò)物理或化學(xué)作用，以取得某種預(yù)期性能的一種改性方法。塑料的添加改性是開(kāi)發(fā)最早的一種改性方法，它改性效果明顯，工藝簡(jiǎn)單，成本低，因而應(yīng)用十分廣泛.塑料添加改性按添加劑的性質(zhì)可以分成無(wú)機(jī)添加改性和有機(jī)添加改性?xún)煞N。無(wú)機(jī)添加改性是指在塑料中添加無(wú)機(jī)添加劑的一類(lèi)改性，常用的無(wú)機(jī)添加劑主要有：填充劑、增強(qiáng)劑、阻燃劑、著色劑及成核劑等。有機(jī)添加改性是指在塑料中添加有機(jī)添加劑的一類(lèi)改性，常用的有機(jī)添加劑主要有：增塑劑、有機(jī)錫穩(wěn)定劑、抗氧劑從有機(jī)阻燃劑等。

PVC的改性助劑主要包括增塑劑、抗沖劑、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等幾大類(lèi)。

三、小結(jié)

PVC是一種通用塑料，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛，但其韌性差、穩(wěn)定性差，通過(guò)不同的方式對(duì)其進(jìn)行改性復(fù)合，不僅可以使PVC達(dá)到增強(qiáng)、增韌的目的，還會(huì)賦予PVC一些特殊性能（如高阻隔性、高導(dǎo)電性、高阻燃、抑氧、尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的光學(xué)性能等）。隨著復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，PVC改性復(fù)合材料的市場(chǎng)前景非常看好，在高性能化和功能化方面具有潛在的市場(chǎng)。

航空航天材料

一、簡(jiǎn)介

航空航天材料是指飛行器及其動(dòng)力裝置、附件、儀表所用的各類(lèi)材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一。也是航空航天材料科學(xué)是材料科學(xué)中富有開(kāi)拓性的一個(gè)分支。18世紀(jì)60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展，從而結(jié)束了人類(lèi)只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時(shí)代。1903年美國(guó)萊特兄弟制造出第一架裝有活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī),當(dāng)時(shí)使用的材料有木材(占47%),鋼（占35%）和布（占18%）,飛機(jī)的飛行速度只有16公里/時(shí)。1906年德國(guó)冶金學(xué)家發(fā)明了可以時(shí)效強(qiáng)化的硬鋁，使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機(jī)成為可能。40年代出現(xiàn)的全金屬結(jié)構(gòu)飛機(jī)的承載能力已大大增加，飛行速度超過(guò)了600公里/時(shí)。在合金強(qiáng)化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的性能得以不斷提高。50年代鈦合金的研制成功和應(yīng)用對(duì)克服機(jī)翼蒙皮的“熱障”問(wèn)題起了重大作用，飛機(jī)的性能大幅度提高,最大飛行速度達(dá)到了3倍音速。40年代初期出現(xiàn)的德國(guó) V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料燒蝕防熱理論的出現(xiàn)以及燒蝕材料的研制成功，解決了彈道導(dǎo)彈彈頭的再入防熱問(wèn)題。60年代以來(lái),航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進(jìn)的復(fù)合材料，如碳纖維或硼纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等，以減輕結(jié)構(gòu)重量。返回型航天器和航天飛機(jī)在再入大氣層時(shí)會(huì)遇到比彈道導(dǎo)彈彈頭再入時(shí)間長(zhǎng)得多的空氣動(dòng)力加熱過(guò)程，但加熱速度較慢，熱流較小。采用抗氧化性能更好的碳-碳復(fù)合材料、陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問(wèn)題。

二、基本性能要求 1.高的比強(qiáng)度和比剛度

對(duì)飛行器材料的基本要求是：材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、剛度好。減輕飛行器本身的結(jié)構(gòu)重量就意味著增加運(yùn)載能力，提高機(jī)動(dòng)性能，加大飛行距離或射程，減少燃油或推進(jìn)劑的消耗。因此比強(qiáng)度和比剛度是衡量航空航天材料力學(xué)性能優(yōu)劣的重要參數(shù)。同時(shí)飛行器除了受靜載荷的作用外還要經(jīng)受由于起飛和降落、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)件的高速旋轉(zhuǎn)、機(jī)動(dòng)飛行和突風(fēng)等因素產(chǎn)生的交變載荷，因此材料的疲勞性能也受到人們極大的重視。2.優(yōu)良的耐高溫性質(zhì)

航空材料要能耐受較高的工作溫度。對(duì)機(jī)身材料，氣動(dòng)力加熱效應(yīng)使表面溫度升高，需要結(jié)構(gòu)材料具有好的高溫強(qiáng)度；對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)材料，要求渦輪盤(pán)和渦輪葉片材料要有好的高溫強(qiáng)度和耐高溫腐蝕性能。3.耐老化、耐腐蝕

各種介質(zhì)和大氣環(huán)境對(duì)材料的作用表現(xiàn)為腐蝕和老化。航空航天材料接觸的介質(zhì)是飛機(jī)用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進(jìn)劑（如濃硝酸、四氧化二氮、肼類(lèi)）和各種潤(rùn)滑劑、液壓油等。其中多數(shù)對(duì)金屬和非金屬材料都有強(qiáng)烈的腐蝕作用或溶脹作用。在大氣中受太陽(yáng)的輻照、風(fēng)雨的侵蝕、地下潮濕環(huán)境中長(zhǎng)期貯存時(shí)產(chǎn)生的霉菌會(huì)加速高分子材料的老化過(guò)程。所以耐腐蝕性能、抗老化性能、抗霉菌性能也是航空航天材料應(yīng)該具備的良好特性。4.壽命長(zhǎng)以及安全性高

作為載人技術(shù)的支撐材料，安全因素是必須考慮在內(nèi)的。同時(shí)要注意的是，在不斷減少飛機(jī)質(zhì)量的同時(shí)，更加不能忽視因質(zhì)量減少而導(dǎo)致安全性減小現(xiàn)象的產(chǎn)生。5.成本要低

新型號(hào)的先進(jìn)飛機(jī)價(jià)格不斷攀升，各航空技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家和地區(qū)都先后對(duì)航空產(chǎn)品提出了“買(mǎi)得起”的要求。而材料在航空產(chǎn)品的成本和價(jià)格構(gòu)成中占有相當(dāng)份額，所以科學(xué)地選材和努力發(fā)展低成本材料技術(shù)是航空材料發(fā)展的重要方向。同時(shí)很多民航飛機(jī)，作為普通民眾所要使用的交通工具，努力降低成本也是實(shí)現(xiàn)“以人為本”的一項(xiàng)要求。

三、材料分類(lèi) 1.鋁合金 鋁合金因其技術(shù)成熟、成本低、使用經(jīng)驗(yàn)豐富等優(yōu)勢(shì)，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，仍將是亞音速飛機(jī)和低超音速飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)用材之一。2.結(jié)構(gòu)鋼

一些新型超高強(qiáng)度鋼在今后仍然還會(huì)是起落架、主要接頭、隔框等一些主要承力構(gòu)件的備選材料。3.鈦合金

鈦合金在飛機(jī)結(jié)構(gòu)用材中所占的重要地位已確定無(wú)疑，但是鈦合金的較貴的價(jià)格和較差的工藝性，是影響使用的很大因素。4.先進(jìn)復(fù)合材料

由于先進(jìn)復(fù)合材料具有比鋼、鋁、鈦高得多的比強(qiáng)度、比模量和耐疲勞等優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)高性能的飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料中，先進(jìn)復(fù)合材料將會(huì)占據(jù)越來(lái)越重要的地位，甚至完全有可能出現(xiàn)全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的飛機(jī)。

光纖通信

一、光纖通信的發(fā)展史

1966年，英籍華人高餛指出：如果能夠減少玻璃中的雜質(zhì)含量，就可以制造出損耗低于 20dB/km 的光纖。1970 年是使光纖通信發(fā)展出現(xiàn)跨越的一年，美國(guó)康寧公司研制出了損耗系數(shù)為 20dB / km 的光纖。同年，美貝爾公司研制出使用壽命長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)的半導(dǎo)體激光器，光纖通信從此進(jìn)入飛速發(fā)展。通過(guò)以上的發(fā)展時(shí)期可以把光纖通信的發(fā)展歸納為三個(gè)階段： 1966～1976 年：從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)期；1976～1986 年：以提高傳輸速率和增加傳輸距離為目的和大力推廣的發(fā)展階段；1986～1996 年：以實(shí)現(xiàn)超大容量超長(zhǎng)距離為目標(biāo)，全面深入開(kāi)展新技術(shù)的援救階段。

二、光纖通信的特點(diǎn) 目前光纖通信己經(jīng)成為通信中的最主要的傳輸技術(shù)，以下優(yōu)點(diǎn)： 1.傳輸頻帶寬，通信容量大

由信氨論知道，載波頻率越高，通信容量越大。它與其他通信傳輸系統(tǒng)相比，具有目前光纖通信使用的光載波頻率在 1014Hz ～1015Hz 數(shù)量級(jí)，比常用的微波頻率高 104倍～105倍，因而，通信容量原則上比微披通信高 104倍～105 倍。

2.傳輸衰減小，傳輸距離長(zhǎng)

普通傳輸線的傳輸損耗，主要是由銅線的電阻以及導(dǎo)線間電容的漏電引起的，要想降低損耗，就得增大傳輸線的尺寸。而光纖傳輸損耗不同于普通傳輸線，其損耗幾乎與光纖尺寸無(wú)關(guān)，且在使用的光波段內(nèi)，光纖對(duì)每一頻率的損耗幾乎是相同的，提高純度可以降低損耗。目前，通信用的普通石英光纖損耗一般都低于l0dB/k m。使用 1.55 波長(zhǎng)時(shí)，損耗可以降為 0.2dB/km。3.抗電磁十?dāng)_，傳輸質(zhì)量好

制造光纖的材料石英是絕緣介質(zhì)，它不受輸電線、電氣化鐵路的饋電線和高壓設(shè)備等電器干擾的影響，不會(huì)在光纖中產(chǎn)生感應(yīng)電磁干擾，也可避免雷電等自然因素產(chǎn)生的損害和危險(xiǎn)。4.體積小、重量輕、便于施

光纖真正傳光的是線芯，多模光纖的線芯直徑為 50 m～85 m，單模光纖的線芯直徑為 5 m～10 m，國(guó)際上規(guī)定通信光纖的包層自徑為 125 m，當(dāng)然，外面還要有保護(hù)層，再將若干光纖制成光纜。與電纜相比，無(wú)論是尺寸還是重量都少得多，由于光纜線徑細(xì)，重量輕，可以節(jié)約地下管道建設(shè)投資，而且便于敷設(shè)、運(yùn)輸和施工。

5.原材料豐富，節(jié)約有色金屬

有利于環(huán)保制造光纖的原材料是石英，材料豐富，并且可以代替光纜的銅線或鋁線，節(jié)約有色金屬，也有利于環(huán)保。光纖本身也有缺點(diǎn)：如光纖質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度低；光纖的切斷和接續(xù)需要一定的工具設(shè)備和技術(shù)，光纜的歪曲半徑不能過(guò)小等等。但總的說(shuō)來(lái)，光纖技術(shù)比其他通信方式優(yōu)越，大力發(fā)展光纖通信己成趨勢(shì)。

三、光纖的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)

目前通信用的光纖大多采用石英玻璃（SiO2）制成的橫截面很小的雙層同心圓柱體，未經(jīng)涂覆和套塑時(shí)稱(chēng)為裸光纖，如圖1所示。從圖1中可以看出，光纖由纖芯和包層兩部分組成，纖芯的材料是SiO2，摻雜微量的其他材料，摻雜的作用是為了提高材料的光折射率。包層的材料一般用純 SiO2，也有摻雜的，摻雜的作用是降低材料的光折射率。所以纖芯的折射率略高于包層的折射率，目的在于使進(jìn)入光纖的光有可能全部限制在纖芯內(nèi)部傳輸。由于石英玻璃質(zhì)地脆、易斷裂，為保護(hù)光纖不受損害，提高抗拉度，一般需要在裸光纖外面指經(jīng)過(guò)兩次涂敷。它的剖面結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖一 光纖的結(jié)構(gòu)圖圖

從圖 2 中可以看出：纖芯位于光纖中心，直徑（2a）為 5 m～75 m，作用是傳輸光波。包層位于纖芯外層，直徑（2b）為 100 m ～150 m，作用是將光波限制在纖芯中。為了使光波在纖芯中傳送，包層材料折射率 n2比纖芯材料折射率 n l 小，即光纖導(dǎo)光的條件是 n l > n2。一次涂敷層是為了保護(hù)裸纖而在其表面涂上的聚氨基甲酸乙脂或硅酮樹(shù)脂層，厚度一般為30 m ～150 m。套層又稱(chēng)二次涂覆或被覆層，多采用聚乙烯塑料或聚丙烯塑料、尼龍等材料。經(jīng)過(guò)二次涂敷的裸光纖稱(chēng)為光纖芯線。

圖二 光纖剖向結(jié)構(gòu)圖

光纜一般由纜芯、加強(qiáng)元件和護(hù)層三部分組成。(a)纜芯：由單根或多根光纖芯線組成，有緊套和松套兩種結(jié)構(gòu)。緊套光纖有二層和三層結(jié)構(gòu)。(b)加強(qiáng)元件：用于增強(qiáng)光纜敷設(shè)時(shí)可承受的負(fù)荷，一般是用金屬絲或非金屬纖維制作。（c）護(hù)層：具有阻燃、防潮、耐壓、耐腐蝕等特性，主要是對(duì)己成纜的光纖芯線進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)敷設(shè)條件可由鋁帶／聚乙烯綜合粘接外護(hù)層（LAP），鋼帶（或鋼絲）銷(xiāo)裝和聚乙烯護(hù)層等組成。

實(shí)際使用的光纜分類(lèi)如表 1 所示：

表一 實(shí)際使用的光纜分類(lèi)

吸附材料

一、簡(jiǎn)介 吸附法是利用吸附劑吸附廢水中某種或幾種污染物，以便回收或去除它們，從而使廢水得到凈化的方法。利用吸附法進(jìn)行物質(zhì)分離已有漫長(zhǎng)的歷史，國(guó)內(nèi)外的科研工作者在這方面作了大量的研究工作，目前吸附法已廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生和生物工程等領(lǐng)域。在化工和環(huán)境保護(hù)方面，吸附法主要用于凈化廢氣、回收溶劑（特別適用于腐蝕性的氯化烴類(lèi)化合物、反應(yīng)性溶劑和低沸點(diǎn)溶劑）和脫除水中的微量污染物。后者的應(yīng)用范圍包括脫色、除臭味、脫除重金屬、除去各種溶解性有機(jī)物和放射性元素等。在處理流程中，吸附法可作為離子交換、膜分離等方法的預(yù)處理，以去除有機(jī)物、膠體及余氯等，也可作為二級(jí)處理后的深度處理手段，以便保證回用水質(zhì)量。利用吸附法進(jìn)行水處理，具有適應(yīng)范圍廣、處理效果好、可回收有用物料以及吸附劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，隨著現(xiàn)有吸附劑性能的不斷完善以及新型吸附劑的研制成功，吸附法在水處理中的應(yīng)用前景將更加廣闊。

二、基本性能要求

吸附劑是決定高效能的吸附處理過(guò)程的關(guān)鍵因素，廣義而言，一切固體都具有吸附能力，但是只有多孔物質(zhì)或磨得極細(xì)的物質(zhì)由于具有很大的表面積，才能作為吸附劑。工業(yè)上常用的吸附劑有：活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩等，另外還有針對(duì)某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。氣體吸附分離成功與否，極大程度上依賴(lài)于吸附劑的性能，因此選擇吸附劑是確定吸附操作的首要問(wèn)題。工業(yè)吸附劑還必須滿足下列要求：（1）吸附能力強(qiáng)；（2）吸附選擇性好；（3）吸附平衡濃度低；（4）容易再生和再利用；（5）機(jī)械強(qiáng)度好；（6）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；（7）來(lái)源廣；（8）價(jià)廉。

三、常見(jiàn)吸附材料種類(lèi) 1.活性氧化鋁

活性氧化鋁是由鋁的水合物加熱脫水制成，它的性質(zhì)取決于最初氫氧化物的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，一般都不是純粹的Al2O3,而是部分水合無(wú)定形的多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其中不僅有無(wú)定形的凝膠，還有氫氧化物的晶體。由于它的毛細(xì)孔通道表面具有較高的活性，故又稱(chēng)活性氧化鋁。它對(duì)水有較強(qiáng)的親和力，是一種對(duì)微量水 深度干燥用的吸附劑。在一定操作條件下，它的干燥深度可達(dá)露點(diǎn)‐７０℃以下。市售的層析用氧化鋁有堿性、中性和酸性三種類(lèi)型，粒度規(guī)格大多為100～150目。2.硅膠

硅膠是硅酸的部分脫水后的產(chǎn)物，其成分是SiO2·xH2O，又叫縮水硅酸。是一種堅(jiān)硬、無(wú)定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，為一種親水性的極性吸附劑。它是用硫酸處理硅酸鈉的水溶液，生成凝膠，并將其水洗除去硫酸鈉后經(jīng)干燥，便得到玻璃狀的硅膠，它主要用于干燥、氣體混合物及石油組分的分離等。工業(yè)上用的硅膠分成粗孔和細(xì)孔兩種。粗孔硅膠在相對(duì)濕度飽和的條件下，吸附量可達(dá)吸附劑重量的８０％以上，而在低濕度條件下，吸附量大大低于細(xì)孔硅膠。

3、活性炭

吸附劑中活性炭應(yīng)用于水處理已有幾十年的歷史。60 年代后有很大發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的科研工作者已在活性炭的研制以及應(yīng)用研究方面作了大量的工作。制作活性炭的原料種類(lèi)多、來(lái)源豐富，包括動(dòng)植物(如木材、鋸木屑、木炭、谷殼、椰子殼、稻麥桿、堅(jiān)果殼、脫脂牛骨、魚(yú)骨等)、煤(泥煤、褐煤、瀝青煤、無(wú)煙煤等)、石油副產(chǎn)物(石油殘?jiān)?、石油焦?、紙漿廢物、合成樹(shù)脂以及其他有機(jī)物(如廢輪胎)等。是將木炭、果殼、煤等含碳原料經(jīng)炭化、活化后制成的?；罨椒煞譃閮纱箢?lèi)，即藥劑活化法和氣體活化法。藥劑活化法就是在原料里加入氯化鋅、硫化鉀等化學(xué)藥品，在非活性氣氛中加熱進(jìn)行炭化和活化。氣體活化法是把活性炭原料在非活性氣氛中加熱，通常在700℃以下除去揮發(fā)組分以后，通入水蒸氣、二氧化碳、煙道氣、空氣等，并在700~1200℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)使其活化。活性炭含有很多毛細(xì)孔構(gòu)造所以具有優(yōu)異的吸附能力。3.分子篩

又包括沸石分子篩和碳分子篩。分子篩與其他吸附劑相比, 還具有特殊的吸附性能, 即在低分壓(或低濃度)及較高溫度的吸附情況下, 分子篩與其他吸附劑 有顯著的差別。如對(duì)于水, 即使在低分壓或低濃度、高溫度下仍有很高的吸附容量, 是其他吸附劑所不及的。

多孔金屬材料的制備及應(yīng)用

一、介紹

多孔材料可分為金屬和非金屬兩大類(lèi),也可細(xì)分為多孔陶瓷材料、高分子多孔材料和多孔金屬材料3 種不同的類(lèi)型。多孔金屬材料又稱(chēng)為泡沫金屬,作為結(jié)構(gòu)材料,它具有密度小、孔隙率高、比表面積大等特點(diǎn);作為功能材料,它具有多孔、減振、阻尼、吸音、隔音、散熱、吸收沖擊能、電磁屏蔽等多種性能。而且,多孔金屬材料往往兼有結(jié)構(gòu)材料和功能材料的雙重作用,是一類(lèi)性能優(yōu)異的多用途材料。目前,多孔金屬材料已經(jīng)在冶金、石油、化工、紡織、醫(yī)藥、釀造等國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)以及國(guó)防軍事等部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用。

二、制備方法

多孔金屬材料作為多孔材料的重要組成部分,在材料學(xué)領(lǐng)域具有不可取代的地位。從20 世紀(jì)中葉開(kāi)始,世界各國(guó)競(jìng)相投入到多孔金屬材料的研究與開(kāi)發(fā)之中,并相繼提出了各種不同的制備工藝。根據(jù)制備過(guò)程中金屬所處的狀態(tài)可以將這些制備方法劃分為以下幾種:(1)液相法,(2)氣相法,(3)金屬沉積法。1 液相法 1.1 直接發(fā)泡法

早在19 世紀(jì)六七十年代,以直接發(fā)泡法制備多孔金屬就已經(jīng)獲得了成功。相關(guān)實(shí)驗(yàn)主要集中在Al、Mg、Zn 等低熔點(diǎn)金屬及其合金的閉孔金屬材料的制備方面。經(jīng)過(guò)研究者多年的實(shí)驗(yàn)和研究,直接發(fā)泡法制備多孔金屬材料的工藝日漸成熟,目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。直接發(fā)泡法包括兩類(lèi)不同的工藝:(1)直接吹氣法發(fā)泡法;(2)金屬氫化物分解發(fā)泡法。(1)直接吹氣法發(fā)泡法 對(duì)于制備泡沫金屬,直接吹氣法是一種簡(jiǎn)便、快速且低耗能的金屬發(fā)泡方法。該方法的工藝是首先向金屬液中加入SiC、Al2O3等以提高金屬液的粘度,然后使用特制的旋轉(zhuǎn)噴頭向熔體中吹入氣體(如空氣、氬氣、氮?dú)?。該法制備泡沫金屬的工藝流程如圖1 所示。

圖1 直接吹氣法發(fā)泡法制備泡沫金屬材料的流程圖

該方法主要應(yīng)用于泡沫鋁的生產(chǎn)中。用這種工藝來(lái)生產(chǎn)泡沫鋁,首先應(yīng)在熔融鋁液中加入一種高熔點(diǎn)材料的細(xì)小顆粒,這種難熔顆粒在鋁液中既可以增加鋁液粘度,又可以在氣體和金屬的界面上形成一層表面活性劑,從而保證氣體能穩(wěn)定地滯留在鋁液中,并在凝固過(guò)程中不會(huì)導(dǎo)致泡沫塌陷。盡管有多種符合應(yīng)用條件的難熔材料,但在實(shí)際生產(chǎn)中常選用碳化硅作為增加鋁液粘度的增粘劑。在這一過(guò)程中,碳化硅可與鋁液反應(yīng)形成碳硅鋁的合成物,并使鋁液保持在相對(duì)較低的攪拌溫度。

(2)金屬氫化物分解發(fā)泡法

這種方法是在熔融的金屬液中加入發(fā)泡劑(金屬氫化物粉末),氫化物被加熱后分解出H2 ,并且發(fā)生體積膨脹,使得液體金屬發(fā)泡,冷卻后得到泡沫金屬材料。在制備過(guò)程中,為了防止不均勻現(xiàn)象的發(fā)生,也可以加入固體Ca來(lái)增加粘度,以避免氣泡逸出。1.2 鑄造法(1)熔模鑄造法 熔模鑄造法是先將已經(jīng)發(fā)泡的塑料填充入一定幾何形狀的容器內(nèi),在其周?chē)谷胍簯B(tài)耐火材料,在耐火材料硬化后,升溫加熱使發(fā)泡塑料氣化,此時(shí)模具就具有原發(fā)泡塑料的形狀,將液態(tài)金屬澆注到模具內(nèi),在冷卻后把耐火材料與金屬分開(kāi),可得到與原發(fā)泡塑料的形狀一致的金屬泡沫。采用這種方法制備多孔金屬的成本較高,以多孔鋅為例,每立方厘米的成本在10美元以上。(2)滲流鑄造法

該原理是先把填料放于鑄模之內(nèi),在其周?chē)鷿茶T金屬,然后把填料去除掉,得到泡沫金屬材料。滲流鑄造法可根據(jù)滲透壓力的不同分為高壓滲流法和低壓滲流法。高壓滲流法是將填料和調(diào)節(jié)性載體(均可燃)按一定的比例混合均勻,把這種混合物在模子內(nèi)壓實(shí),烘干后得到一定尺寸的預(yù)制塊,將預(yù)制塊放入高壓滲流模內(nèi),加入熔融金屬液,在一定的高壓下,金屬液體快速滲入預(yù)制塊的孔隙之中,冷卻后將可燃性預(yù)制塊在一定溫度下燃燒去除,就得到了三維網(wǎng)絡(luò)狀的金屬泡沫金屬。低壓滲流法則是將可溶性填料放置于預(yù)熱爐的上部,通過(guò)進(jìn)氣口加壓,使金屬液體沿著型腔內(nèi)壁上升至預(yù)熱爐內(nèi)并與填料顆?；旌?冷卻后將顆粒溶解去除即可。填料有許多種,它可以是有機(jī)的或無(wú)機(jī)的顆粒,也可以是低密度的空心球?？扇苄喳}、泡沫玻璃球、氧化鋁空心球可以作為無(wú)機(jī)填料顆粒。如果熔融的金屬液凝固的速度足夠快,高分子聚合物也可以作為有機(jī)填料顆粒。為了避免金屬液提前凝固而不能充分的滲入,填料顆粒必須經(jīng)過(guò)預(yù)熱。1.3 濺射法

濺射法可以制備多孔金屬(合金)材料。該方法的原理是在反應(yīng)器內(nèi)維持可控的惰性氣體壓力,在等離子的作用下,通過(guò)電場(chǎng)的作用將金屬沉積在基體上,與此同時(shí),惰性氣體的原子也一并沉積,升高溫度,金屬熔化時(shí)惰性氣體發(fā)生膨脹形成一個(gè)個(gè)的空穴,冷卻后即為泡沫金屬。2 固相法

2.1 粉末冶金(PM)法 該方法的原理是將金屬粉末與造孔劑按一定的配比混合均勻后,在一定的壓力下壓制成具有一定致密度的預(yù)制品。將預(yù)制品在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),制得復(fù)合材料燒結(jié)坯,將燒結(jié)坯以一定方法去除造孔劑,最后制得了多孔金屬材料。2.2 粉末發(fā)泡法

該方法的基本工藝是將金屬或非金屬粉末與發(fā)泡劑按一定的比例混合均勻,然后在一定的壓力下壓制成具有一定致密度的預(yù)制品。將預(yù)制品經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工,如軋制、模鍛等,使之成為半成品,然后將半成品放入一定的鋼模中加熱,使得發(fā)泡劑分解放出氣體發(fā)泡,最后得到多孔泡沫金屬材料。2.3 金屬空心球法

該方法是將一個(gè)個(gè)的金屬空心球通過(guò)燒結(jié)粘結(jié)到一起而形成多孔結(jié)構(gòu)。目前所用的金屬空心球原料是以銅、鎳、鋼或者鈦為基體的。金屬空心球可以通過(guò)化學(xué)合成和電沉積的方法在高分子球的表面鍍上一層金屬,然后把高分子球去除而得到;通常金屬空心球的直徑在0.8～8mm ,壁的厚度在10～100μm。金屬空心球可以用來(lái)制備通孔或閉孔、排列規(guī)則或不規(guī)則的多孔金屬材料。2.4 金屬粉末纖維燒結(jié)法

燒結(jié)金屬粉末多孔材料是采用金屬或合金粉末為原料,通過(guò)壓制成型和高溫?zé)Y(jié)而制得具有剛性結(jié)構(gòu)的多孔材料。其孔隙結(jié)構(gòu)由規(guī)則和不規(guī)則的粉末顆粒堆垛而成,孔隙的大小和分布以及孔隙率大小取決于粉末粒度組成和加工工藝。3 金屬沉積法

金屬沉積法就是采用化學(xué)的或物理的方法把欲得泡沫金屬的金屬物沉積在易分解的有機(jī)物上,可分為電沉積和氣相沉積兩種。3.1 電沉積法

電沉積是用電化學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)制備,它主要由4個(gè)步驟組成:(1)以泡沫有機(jī)物為基體,由于它不導(dǎo)電,故須在酸性條件下用強(qiáng)氧化劑對(duì)有機(jī)物進(jìn)行腐蝕,使其表面變得易于被水潤(rùn)濕并產(chǎn)生微痕,常用的氧化劑為H2Cr2O7、H2SO4、H3PO4的混合物,這一步驟常稱(chēng)為粗化；(2)粗化后用PdCl2 溶液中的Pd2+對(duì)表面進(jìn)行催化,稱(chēng)為活化；(3)放入鍍液進(jìn)行化學(xué)鍍,得到均勻地附著于與有機(jī)物表面導(dǎo)電的金屬層,鍍液中含有金屬離子和還原劑,常見(jiàn)的鍍層有Cu、Ni、Fe、Co、Ag、Au和Pd；(4)最后將經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍處理的有機(jī)物進(jìn)行電鍍得到所需要種類(lèi)的金屬和厚度。必要時(shí)可把有機(jī)物在高溫下進(jìn)行處理使其分解。Pd 較為昂貴,活化時(shí)加入PdCl2 會(huì)導(dǎo)致泡沫金屬的生產(chǎn)成本較高,此外Pd2 + 離子吸附在高分子材料表面又具有催化作用,會(huì)加速化學(xué)鍍液的分解使穩(wěn)定性變差,故可采用Pd 的代用品或進(jìn)行無(wú)Pd 活化工藝的研究,有的已取得了較為理想的效果。3.2 氣相沉積法

泡沫金屬也可以由氣態(tài)的金屬或金屬?gòu)?fù)合體來(lái)制得。固態(tài)的基體是必須的,因?yàn)樗梢哉f(shuō)明泡沫金屬產(chǎn)生的幾何學(xué)。以泡沫鎳的制備為例,通過(guò)Ni+4CO→Ni(CO)4 的反應(yīng)。當(dāng)加熱到120℃以上時(shí),Ni(CO)4 分解為金屬Ni和CO,在分解過(guò)程中,Ni沉積在泡沫體表面上即為所要制備的產(chǎn)物。4 多孔金屬材料的應(yīng)用

由于多孔金屬材料具有輕質(zhì)、比表面積大等特點(diǎn),又集結(jié)構(gòu)材料和功能材料的特點(diǎn)于一身,所以多孔金屬材料的應(yīng)用范圍很廣。4.1 多孔金屬材料作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用

多孔金屬材料作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在汽車(chē)行業(yè)、船舶行業(yè)、鐵路行業(yè)三大行業(yè)。而在這三大行業(yè)中,多孔金屬材料主要扮演著能量吸收材料和減振材料的角色。此外,多孔金屬材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有應(yīng)用。(1)能量吸收材料

多孔金屬材料可用作能量吸收材料。例如，泡沫鋁材作為能量吸收材料已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)，它在汽車(chē)制造中的應(yīng)用多為三明治式的三夾板,即芯層為泡沫鋁或泡沫鋁合金,上下層為鋁板或其他金屬薄板。(2)減振材料 多孔金屬材料具有優(yōu)良的抗沖擊性能,因此它可作為減振材料。超輕質(zhì)泡沫鎂是密度最低的輕質(zhì)金屬材料,并且具有很高的減振能力。此外,在發(fā)生碰撞時(shí),泡沫鎂合金能有效地吸收沖擊能。(3)生物材料

因?yàn)槎嗫撞牧暇哂虚_(kāi)放多孔狀結(jié)構(gòu),允許新骨細(xì)胞組織在內(nèi)生長(zhǎng)及體液的傳統(tǒng)。尤其是多孔材料的強(qiáng)度及楊氏模量可以通過(guò)對(duì)孔隙率的調(diào)整同自然骨相匹配。多孔鈦對(duì)人體無(wú)害且具有優(yōu)良的力學(xué)性能和生物相容性,已被用作植入骨用生物材料。多孔鎂因具有生物降解及生物吸收特性也被列入植入骨用生物材料的行列。

三、多孔金屬材料作為功能材料的應(yīng)用

用傳統(tǒng)的粉末冶金法制備的多孔金屬材料作為功能材料的應(yīng)用很廣泛,就目前來(lái)看,其應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。1.電池電極材料

利用高孔隙率的多孔金屬材料作電極是電池電極行業(yè)的一大發(fā)展。例如，泡沫鎳可以作為電化學(xué)反應(yīng)堆中的電極材料還可以作可充電的NiCd 電池。2.過(guò)濾與分離

多孔金屬材料具有優(yōu)良的滲透性,因此過(guò)濾與分離又是其應(yīng)用的一大熱點(diǎn)。多孔金屬材料的孔道對(duì)液體有阻礙作用,從而能從液體中過(guò)濾分離出固體或懸浮物。目前使用最廣的金屬過(guò)濾器材料是多孔青銅和多孔不銹鋼。3.催化載體材料

泡沫金屬在韌性和熱導(dǎo)率方面的優(yōu)勢(shì),是催化載體材料的又一選擇。如將催化劑漿料涂于薄的泡沫金屬片表面,然后通過(guò)成型(如軋制)和高溫處理, 可以用于電廠廢氣氮氧化物(NOX)等的處理。4.消音材料 多孔金屬材料具有如此好的能量吸收的性能,因此它也是一種很好的消音材料。泡沫鋁由鋁質(zhì)骨架和氣孔組成,它質(zhì)輕并具有一定的強(qiáng)度,具有吸聲、耐火、防火、減震、防潮、無(wú)毒等優(yōu)良的特性。因此,泡沫鋁是一種綜合性能良好的多孔性吸聲材料。5.裝飾材料

泡沫金屬材料作為一種新材料,不僅被工業(yè)界的人士所重視,而且也受到了設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家們的重視。與普通材料相比,在裝飾領(lǐng)域,泡沫金屬材料可以給人們一種獨(dú)特的視覺(jué)效果。以金、銀為基體的泡沫材料被認(rèn)為是一種有很大潛力的珠寶材料,它可以給人們帶來(lái)意想不到的利潤(rùn)。泡沫鋁已被用來(lái)制作奇特的家具、鐘表、燈具等。6.其他用途

多孔金屬材料的孔道對(duì)電磁波有很好的吸收能力,因此可以用作電磁屏蔽材料。在石油化工、冶金等工業(yè)中,青銅、鎳、蒙乃爾合金、不銹鋼等粉末燒結(jié)多孔材料應(yīng)用于流體分布板。多孔金屬材料還用于流體控制。最近大量應(yīng)用的是在自動(dòng)化系統(tǒng)中作為信號(hào)的控制延時(shí)器。用多孔金屬材料作為燈芯材料,用多孔青銅作鑄模中的排氣塞,可提高鑄錠質(zhì)量。用多孔鈦?zhàn)鳛楹Ｋ烎~(yú)魚(yú)餌。在日本,多孔鐵已被用作一種去臭材料。泡沫材料已經(jīng)成為建筑物、高速列車(chē)電機(jī)室、無(wú)線電錄音室等建筑內(nèi)經(jīng)常使用的吸音材料、裝飾材料。由于具有質(zhì)量輕和能量吸收的特點(diǎn),多孔金屬材料還可以應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域。具有開(kāi)孔結(jié)構(gòu)的多孔金屬材料還可以起到凈化水的作用,因此被用于污水處理行業(yè)中。

鋰離子電池

一、介紹

鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+ 在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則 相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱(chēng)其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。

二、發(fā)展歷史

1970年，?？松腗.S.Whittingham采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成首個(gè)鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負(fù)極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓，不需充電。鋰離子電池(Li-ion Batteries)是鋰電池發(fā)展而來(lái)。

1982年伊利諾伊理工大學(xué)(the Illinois Institute of Technology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過(guò)程是快速的，并且可逆。與此同時(shí)，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關(guān)注，因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個(gè)可用的鋰離子石墨電極由貝爾實(shí)驗(yàn)室試制成功。

1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料，具有低價(jià)、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過(guò)充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。

1989年，A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。

1992年日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過(guò)程中，沒(méi)有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌。此類(lèi)以鈷酸鋰作為正極材料的電池，至今仍是便攜電子器件的主要電源。

1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如磷酸鐵鋰(LiFePO4)，比傳統(tǒng)的正極材料更具安全性，尤其耐高溫，耐過(guò)充電性能遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)鋰離子電池材料。因此已成為當(dāng)前主流的大電流放電的動(dòng)力鋰電池的正極材料。縱觀電池發(fā)展的歷史，可以看出當(dāng)前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個(gè)特點(diǎn)，一是綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等；二是一次電池向蓄電池轉(zhuǎn)化，這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；三是電池進(jìn)一步向小、輕、薄方向發(fā)展。在商品化的可充電池中，鋰離子電池的比能量最高，特別是聚合物鋰離子電池，可以實(shí)現(xiàn)可充電池的薄形化。正因?yàn)殇囯x子電池的體積比能量和質(zhì)量比能量高，可充且無(wú)污染，具備當(dāng)前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點(diǎn)，因此在發(fā)達(dá)國(guó)家中有較快的增長(zhǎng)。電信、信息市場(chǎng)的發(fā)展，特別是移動(dòng)電話和筆記本電腦的大量使用，給鋰離子電池帶來(lái)了市場(chǎng)機(jī)遇。而鋰離子電池中的聚合物鋰離子電池以其在安全性的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將逐步取代液體電解質(zhì)鋰離子電池，而成為鋰離子電池的主流。聚合物鋰離子電池被譽(yù)為 “21世紀(jì)的電池”，將開(kāi)辟蓄電池的新時(shí)代，發(fā)展前景十分樂(lè)觀。

2015年3月，日本夏普與京都大學(xué)的田中功教授聯(lián)手成功研發(fā)出了使用壽命可達(dá)70年之久的鋰離子電池。此次試制出的長(zhǎng)壽鋰離子電池，體積為8立方厘米，充放電次數(shù)可達(dá)2.5萬(wàn)次。并且夏普方面表示，此長(zhǎng)壽鋰離子電池實(shí)際充放電1萬(wàn)次之后，其性能依舊穩(wěn)定。

三、組成部分

鋰離子電池雖然形狀各不相同，但其組成部分主要為以下幾個(gè)部分： 1.正極

活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料，電動(dòng)自行車(chē)則普遍用鎳鈷錳酸鋰（俗稱(chēng)三元）或者三元+少量錳酸鋰，純的錳酸鋰和磷酸鐵鋰則由于體積大、性能不好或成本高而逐漸淡出。導(dǎo)電極流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔。2.隔膜

一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結(jié)構(gòu)，可以讓鋰離子自由通過(guò)，而電子不能通過(guò)。3.負(fù)極 活性物質(zhì)為石墨，或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳，導(dǎo)電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔。4.有機(jī)電解液

溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類(lèi)溶劑，聚合物的則使用凝膠狀電解液。5.電池外殼

分為鋼殼（方型很少使用）、鋁殼、鍍鎳鐵殼（圓柱電池使用）、鋁塑膜（軟包裝）等，還有電池的蓋帽，也是電池的正負(fù)極引出端。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：學(xué)科前沿講座

學(xué)科前沿講座

專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 光信13-3_

姓 名： 朱家興_

學(xué) 號(hào)： _10134425__

任課教師： 張國(guó)營(yíng)

2016年 11月 11 日

量子計(jì)算與量子計(jì)算機(jī)

【摘要】量子計(jì)算的強(qiáng)大運(yùn)算能力使得量子計(jì)算機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景。該文簡(jiǎn)要介紹了量子計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理，列舉了典型的量子算法，闡明了量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性，最后預(yù)測(cè)了量子計(jì)算及量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用方向。

【關(guān)鍵詞】量子計(jì)算；量子計(jì)算機(jī)；量子算法；量子信息處理 1.引言

在人類(lèi)剛剛跨入21世紀(jì)的時(shí)刻！科技的重大突破之一就是量子計(jì)算機(jī)的誕生。德國(guó)科學(xué)家已在實(shí)驗(yàn)室研制成功5個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)，而美國(guó)LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行7個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)的試驗(yàn)【1】。它預(yù)示著人類(lèi)的信息處理技術(shù)將會(huì)再一次發(fā)生巨大的飛躍，而研究面向量子計(jì)算機(jī)以量子計(jì)算為基礎(chǔ)的量子信息處理技術(shù)已成為一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。2.子計(jì)算的物理背景

任何計(jì)算裝置都是一個(gè)物理系統(tǒng)。量子計(jì)算機(jī)足根據(jù)物理系統(tǒng)的量子力學(xué)性質(zhì)和規(guī)律執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的裝置【2】。量子計(jì)算足以量子計(jì)算目L為背景的計(jì)算。是在量了力。4個(gè)公設(shè)（postulate）下做出的代數(shù)抽象。Feylllilitn認(rèn)為，量子足一種既不具有經(jīng)典耗子性，亦不具有經(jīng)典渡動(dòng)性的物理客體（例如光子）。亦有人將量子解釋為一種量，它反映了一些物理量（如軌道能級(jí)）的取值的離散性。其離散值之問(wèn)的差值（未必為定值）定義為量子。按照量子力學(xué)原理，某些粒子存在若干離散的能量分布。稱(chēng)為能級(jí)。而某個(gè)物理客體（如電子）在另一個(gè)客體（姻原子棱）的離散能級(jí)之間躍遷（transition。粒子在不同能量級(jí)分布中的能級(jí)轉(zhuǎn)移過(guò)程）時(shí)將會(huì)吸收或發(fā)出另一種物理客體（如光子），該物理客體所攜帶的能量的值恰好是發(fā)生躍遷的兩個(gè)能級(jí)的差值。這使得物理“客體”和物理“量”之問(wèn)產(chǎn)生了一個(gè)相互溝通和轉(zhuǎn)化的橋梁；愛(ài)因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系也提示了物質(zhì)和能量在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的因此。量子的這兩種定義方式是對(duì)市統(tǒng)并可以相互轉(zhuǎn)化的。量子的某些獨(dú)特的性質(zhì)為量了計(jì)算的優(yōu)越性提供了基礎(chǔ)。3.量子計(jì)算機(jī)的特征

量子計(jì)算機(jī)，首先是能實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的機(jī)器，是以原子量子態(tài)為記憶單元、開(kāi)關(guān)電路和信息儲(chǔ)存形式，以量子動(dòng)力學(xué)演化為信息傳遞與加工基礎(chǔ)的量子通訊與量子計(jì)算，是指組成計(jì)算機(jī)硬件的各種元件達(dá)到原子級(jí)尺寸，其體積不到現(xiàn)在同類(lèi)元件的1%。量子計(jì)算機(jī)是一物理系統(tǒng)，它能存儲(chǔ)和處理關(guān)于量子力學(xué)變量的信息【3】。量子計(jì)算機(jī)遵從的基本原理是量子力學(xué)原理：量子力學(xué)變量的分立特性、態(tài)迭加原理和量子相干性。信息的量子就是量子位，一位信息不是0就是1，量子力學(xué)變量的分立特性使它們可以記錄信息：即能存儲(chǔ)、寫(xiě)入、讀出信息，信息的一個(gè)量子位是一個(gè)二能級(jí)（或二態(tài)）系統(tǒng)，所以一個(gè)量子位可用一自旋為1/2的粒子來(lái)表示，即粒子的自旋向上表示1，自旋向下表示0；或者用一光子的兩個(gè)極化方向來(lái)表示0和1；或用一原子的基態(tài)代表0第一激發(fā)態(tài)代表1。就是說(shuō)在量子計(jì)算機(jī)中，量子信息是存儲(chǔ)在單個(gè)的自旋’、光子或原子上的。對(duì)光子來(lái)說(shuō)，可以利用Kerr非線性作用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)一光束使之線性極化，以獲取寫(xiě)入、讀出；對(duì)自旋來(lái)說(shuō)，則是把電子（或核）置于磁場(chǎng)中，通過(guò)磁共振技術(shù)來(lái)獲取量子信息的讀出、寫(xiě)入；而寫(xiě)入和讀出一個(gè)原子存儲(chǔ)的信息位則是用一激光脈沖照射此原子來(lái)完成的。量子計(jì)算機(jī)使用兩個(gè)量子寄存器，第一個(gè)為輸入寄存器，第二個(gè)為輸出寄存器。函數(shù)的演化由幺正演化算符通過(guò)量子邏輯門(mén)的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。單量子位算符實(shí)現(xiàn)一個(gè)量子位的翻轉(zhuǎn)。兩量子位算符，其中一個(gè)是控制位，它確定在什么情況下目標(biāo)位才發(fā)生改變；另一個(gè)是目標(biāo)位，它確定目標(biāo)位如何改變；翻轉(zhuǎn)或相位移動(dòng)。還有多位量子邏輯門(mén)，種類(lèi)很多。要說(shuō)清楚量子計(jì)算，首先看經(jīng)典計(jì)算。經(jīng)典計(jì)算機(jī)從物理上可以被描述為對(duì)輸入信號(hào)序列按一定算法進(jìn)行交換的機(jī)器，其算法由計(jì)算機(jī)的內(nèi)部邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)【4】。經(jīng)典計(jì)算機(jī)具有如下特點(diǎn)：

a其輸入態(tài)和輸出態(tài)都是經(jīng)典信號(hào)，用量子力學(xué)的語(yǔ)言來(lái)描述，也即是：其輸入態(tài)和輸出態(tài)都是某一力學(xué)量的本征態(tài)。如輸入二進(jìn)制序列0110110，用量子記號(hào)，即10110110>。所有的輸入態(tài)均相互正交。對(duì)經(jīng)典計(jì)算機(jī)不可能輸入如下疊加Cl10110110>+C2I1001001>。

b經(jīng)典計(jì)算機(jī)內(nèi)部的每一步變換都將正交態(tài)演化為正交態(tài)，而一般的量子變換沒(méi)有這個(gè)性質(zhì)，因此，經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的變換（或計(jì)算）只對(duì)應(yīng)一類(lèi)特殊集。

相應(yīng)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的以上兩個(gè)限制，量子計(jì)算機(jī)分別作了推廣。量子計(jì)算機(jī)的輸入用一個(gè)具有有限能級(jí)的量子系統(tǒng)來(lái)描述，如二能級(jí)系統(tǒng)（稱(chēng)為量子比特），量子計(jì)算機(jī)的變換（即量子計(jì)算）包括所有可能的幺正變換。因此量子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)為：

c量子計(jì)算機(jī)的輸入態(tài)和輸出態(tài)為一般的疊加態(tài)，其相互之間通常不正交；

d量子計(jì)算機(jī)中的變換為所有可能的幺正變換。得出輸出態(tài)之后，量子計(jì)算機(jī)對(duì)輸出態(tài)進(jìn)行一定的測(cè)量，給出計(jì)算結(jié)果。由此可見(jiàn)，量子計(jì)算對(duì)經(jīng)典計(jì)算作了極大的擴(kuò)充，經(jīng)典計(jì)算是一類(lèi)特殊的量子計(jì)算。量子計(jì)算最本質(zhì)的特征為量子疊加性和相干性。量子計(jì)算機(jī)對(duì)每一個(gè)疊加分量實(shí)現(xiàn)的變換相當(dāng)于一種經(jīng)典計(jì)算，所有這些經(jīng)典計(jì)算同時(shí)完成，并按一定的概率振幅疊加起來(lái)，給出量子計(jì)算的輸出結(jié)果。這種計(jì)算稱(chēng)為量子并行計(jì)算，量子并行處理大大提高了量子計(jì)算機(jī)的效率，使得其可以完成經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的工作，這是量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性之一。

4.量子智能計(jì)算

自Shor算法和Grover算法提出后，越來(lái)越多的研究員投身于量子計(jì)算方法的計(jì)算處理方面，同時(shí)智能計(jì)算向來(lái)是算法研究的熱門(mén)領(lǐng)域，研究表明，二者的結(jié)合可以取得很大的突破，即利用量子并行計(jì)算可以很好的彌補(bǔ)智能算法中的某些不足【5】。

目前已有的量子智能計(jì)算研究主要包括：量子人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，量子進(jìn)化算法，量子退火算法和量子免疫算法等。其中，量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和量子進(jìn)化算法已經(jīng)成為目前學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，并且取得了相當(dāng)不錯(cuò)的成績(jī)，下面將以量子進(jìn)化算法為例。

量子進(jìn)化算法是進(jìn)化算法與量子計(jì)算的理論結(jié)合的產(chǎn)物，該算法利用量子比特的疊加性和相干性，用量子比特標(biāo)記染色體，使得一個(gè)染色體可以攜帶大數(shù)量的信息。同時(shí)通過(guò)量子門(mén)的旋轉(zhuǎn)角度表示染色體的更新操作，提高計(jì)算的全局搜索能力。

目前量子進(jìn)化算法已經(jīng)應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如：工程問(wèn)題、信息系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等。同時(shí)，伴隨著量子算法的理論和應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，量子進(jìn)化算法等量子智能算法有著更大的發(fā)展前景和空間。

5.量子計(jì)算的應(yīng)用

1.量子疊加態(tài)的計(jì)算魅力。在經(jīng)典物理學(xué)中，物質(zhì)在確定的時(shí)刻僅有確定的一個(gè)狀態(tài)。量子力學(xué)則不同，物質(zhì)會(huì)同時(shí)處于不同的量子態(tài)上。因?yàn)樘幱诏B加態(tài)，這就意味著，量子計(jì)算一次運(yùn)算就可以處理210=1024個(gè)數(shù)（從0到1023被同時(shí)處理一遍）【6】。以此類(lèi)推，量子計(jì)算的速度與量子比特?cái)?shù)是2的指數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系。一個(gè)64位的量子計(jì)算機(jī)一次運(yùn)算就可以同時(shí)處理264=***709551616個(gè)數(shù)。如果單次運(yùn)算速度達(dá)到目前民用電腦CPU的級(jí)別（1GHz），那么這個(gè)64位量子計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理速度將是世界上最快的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)（每秒33.86千萬(wàn)億次）的545萬(wàn)億倍。

量子力學(xué)疊加態(tài)賦予了量子計(jì)算機(jī)真正意義上的“并行計(jì)算”，而不像經(jīng)典計(jì)算機(jī)一樣只能并列更多的CPU來(lái)并行。因此在大數(shù)據(jù)處理技術(shù)需求強(qiáng)烈的今天，量子計(jì)算機(jī)越來(lái)越獲得互聯(lián)網(wǎng)巨頭們的重視。

2.肖爾算法――RSA加密技術(shù)的終結(jié)者。1985年，牛津大學(xué)的物理學(xué)家戴維?德意志提出了量子圖靈機(jī)模型的概念。隨后貝爾實(shí)驗(yàn)室的彼得?肖爾于1995年提出了量子計(jì)算的第一個(gè)解決具體問(wèn)題的思路，即肖爾因子分解算法。

我們今天在互聯(lián)網(wǎng)上輸入的各種密碼，都會(huì)用到RSA算法加密。這種技術(shù)用一個(gè)很大的數(shù)的兩個(gè)質(zhì)數(shù)因子生成密鑰，給密碼加密，從而安全地傳輸密碼。由于這個(gè)數(shù)很大，用目前經(jīng)典計(jì)算機(jī)的速度算出它的質(zhì)數(shù)因子幾乎是不可能的任務(wù)。但利用量子計(jì)算的并行性，肖爾算法可以在很短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)遍歷算法來(lái)獲得質(zhì)數(shù)因子，從而破解掉密鑰，使RSA加密技術(shù)不堪一擊。

量子計(jì)算機(jī)會(huì)終結(jié)任何依靠計(jì)算復(fù)雜度的加密技術(shù)，但這不意味著從此我們會(huì)失去信息安全的保護(hù)。量子計(jì)算的孿生兄弟――量子通信，會(huì)從根本上解決信息傳輸?shù)陌踩[患。

6.量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用前景

目前經(jīng)典的計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算，解決很多難題。但依然存在一些難解問(wèn)題，它們的計(jì)算需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和資源，以致在宇宙時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成【7】。量子計(jì)算研究的一個(gè)重要方向就是致力于這類(lèi)問(wèn)題的量子算法研究。量子計(jì)算機(jī)首先可用于因子分解。因子分解對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)而言是難解問(wèn)題，以至于它成為共鑰加密算法的理論基礎(chǔ)。按照Shor的量子算法，量子計(jì)算機(jī)能夠以多項(xiàng)式時(shí)間完成大數(shù)質(zhì)因子的分解。量子計(jì)算機(jī)還可用于數(shù)據(jù)庫(kù)的搜索。1996年，Grover發(fā)現(xiàn)了未加整理數(shù)據(jù)庫(kù)搜索的Grover迭代量子算法。使用這種算法，在量子計(jì)算機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)未加整理數(shù)據(jù)庫(kù)Ⅳ的平方根量級(jí)加速搜索，而且用這種加速搜索有可能解決經(jīng)典上所謂的NP問(wèn)題。量子計(jì)算機(jī)另一個(gè)重要的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)視覺(jué)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一種通過(guò)二維圖像理解三維世界的結(jié)構(gòu)和特性的人工智能。計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一個(gè)重要領(lǐng)域是圖像處理和模式識(shí)別。由于圖像包含的數(shù)據(jù)量很大，以致不得不對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。這種壓縮必然會(huì)損失一部分原始信息 參考文獻(xiàn)

1.王書(shū)浩，龍桂魯.大數(shù)據(jù)與量子計(jì)算

2.張毅，盧凱，高穎慧.量子算法與量子衍生算法 3.Deutsch D，Jozsa R.Rapid solution of problems by quanturm computation[C]//Proc Roy Soc London A，1992，439：553-558

4.吳楠，宋方敏。量子計(jì)算與量子計(jì)算機(jī)

5.蘇曉琴，郭光燦。量子通信與量子計(jì)算。量子電子學(xué)報(bào)，2004，21（6）：706-718

6.White T.Hadoop： The Defintive Guide，California：O’Reilly Media，Inc.2009：12-14

7.王蘊(yùn)，黃德才，俞攸紅.量子計(jì)算及量子算法研究進(jìn)展.

第四篇：學(xué)科前沿講座

聽(tīng)學(xué)科前沿講座有感

學(xué)科前沿是指整個(gè)科技體系或?qū)W科群中居于主導(dǎo)地位具有帶動(dòng)其它科學(xué)發(fā)展并影響人們科學(xué)觀念轉(zhuǎn)變的學(xué)科。學(xué)科前沿是指某一學(xué)科中最能代表該學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)制約該學(xué)科當(dāng)前發(fā)展的關(guān)鍵性科學(xué)問(wèn)題、難題及相應(yīng)的學(xué)說(shuō)。

在即將畢業(yè)之際，即將踏入工作生涯，了解學(xué)科前沿是至關(guān)重要的。學(xué)院在這個(gè)時(shí)候給我們安排學(xué)科前沿講座，意義是非凡的，我們也應(yīng)該抓住這次機(jī)會(huì)認(rèn)真學(xué)習(xí)學(xué)科前沿知識(shí)，為以后的工作生涯和人生打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。

因此在聽(tīng)完三位老師的講座，不禁有感而發(fā)，對(duì)機(jī)械學(xué)科的前沿有了更深入的了解。

一、對(duì)我國(guó)汽車(chē)前沿的感悟

中國(guó)汽車(chē)發(fā)展歷程

新中國(guó)剛一成立就決定發(fā)展自己的汽車(chē)工業(yè)，1953年第一汽車(chē)制造廠破土動(dòng)工，毛澤東主席為奠基儀式親自題寫(xiě)了“第一汽車(chē)制造廠奠基紀(jì)念”。1956年我國(guó)生產(chǎn)的第一輛汽車(chē)下線，毛主席又親自為其命名———解放，對(duì)于當(dāng)時(shí)工業(yè)整體水平非常落后的中國(guó)人來(lái)說(shuō)，這確實(shí)是一次經(jīng)濟(jì)上的解放。1956年是中國(guó)汽車(chē)史上令人難忘的一年。5月，第一汽車(chē)制造廠試制成功東風(fēng)牌轎車(chē)，送往北京向黨的八大”獻(xiàn)禮，這是中國(guó)自制的第一部轎車(chē)，6月，北京第一汽車(chē)廠附件廠試制成功井岡山牌轎車(chē)，同時(shí)工廠更名為北京汽車(chē)制造廠。8月一汽又設(shè)計(jì)試制成功第一輛紅旗牌高級(jí)轎車(chē)，9月上海汽車(chē)配件廠試制成功第一輛鳳凰牌轎車(chē)。在大躍進(jìn)的年代，這幾輛稚嫩的國(guó)產(chǎn)轎車(chē)確實(shí)讓全國(guó)人民歡欣鼓舞了一陣子。

六七十年代，除了紅旗外，中國(guó)惟一大批量生產(chǎn)的轎車(chē)就是上海牌轎車(chē)。1964年，鳳凰牌轎車(chē)改名為上海牌，并對(duì)制造設(shè)備做了一系列改進(jìn)。首先制成了車(chē)身外板成套沖模，結(jié)束了車(chē)身制造靠手工敲打的落后生產(chǎn)方式，又以此為基礎(chǔ)制成各種拼裝臺(tái)，添置點(diǎn)焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)拼裝流水線生產(chǎn)，轎車(chē)質(zhì)量得到穩(wěn)定和提高。1965年上海轎車(chē)通過(guò)一機(jī)部技術(shù)鑒定，批準(zhǔn)定型。到1979年，上海牌轎車(chē)共生產(chǎn)了一萬(wàn)七千多輛，成為我國(guó)公務(wù)用車(chē)和出租車(chē)的主要車(chē)型。1972年起還對(duì)車(chē)身進(jìn)行了改型，并減輕了自重。1980年，該車(chē)年產(chǎn)量突破5000輛。1985年，已經(jīng)開(kāi)始與德國(guó)大眾公司合資的上海轎車(chē)廠和嘉定縣聯(lián)營(yíng)另行建廠繼續(xù)生產(chǎn)上海轎車(chē)，并繼續(xù)做了一些技術(shù)改進(jìn)，一直生產(chǎn)到90年代。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，上海轎車(chē)支撐著國(guó)內(nèi)對(duì)轎車(chē)的需求，為社會(huì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。但當(dāng)時(shí)我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)是以載貨車(chē)為主導(dǎo)的，對(duì)轎車(chē)缺乏應(yīng)用的重視，這使得我國(guó)的轎車(chē)工業(yè)技術(shù)水平長(zhǎng)期處于極為幼稚的狀態(tài)。

改革開(kāi)放后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對(duì)轎車(chē)的需求越來(lái)越強(qiáng)，我國(guó)落后的轎車(chē)工業(yè)根本無(wú)法滿足這種需求。一時(shí)間，外國(guó)轎車(chē)洪水般涌入我國(guó)。1984年至1987年，我國(guó)進(jìn)口轎車(chē)64萬(wàn)輛，耗資266億元。為了迅速提高中國(guó)轎車(chē)生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)開(kāi)始走上與國(guó)外汽車(chē)企業(yè)合作、引進(jìn)消化外國(guó)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展道路。具體方式基本都是從進(jìn)口全部散件組裝開(kāi)始，逐漸提高國(guó)產(chǎn)化率。純種的中國(guó)汽車(chē)也在不斷發(fā)展，長(zhǎng)城、吉利、奇瑞等車(chē)廠已經(jīng)發(fā)展壯大起來(lái)，技術(shù)也越來(lái)越好，反正自己孩子自己養(yǎng)，國(guó)人支持，他們肯定能做好。

中國(guó)汽車(chē)的發(fā)展方向

中國(guó)車(chē)企目前還處于開(kāi)闊市場(chǎng)階段，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)方向看，提高自身產(chǎn)品才是第一要旨。所以中國(guó)汽車(chē)業(yè)將在逐步占領(lǐng)世界市場(chǎng)的同時(shí)，加強(qiáng)品牌建設(shè)，提高汽車(chē)質(zhì)量和性能，將中國(guó)從一個(gè)汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)向汽車(chē)研發(fā)大國(guó)轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代汽車(chē)電子化、智能化、多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用，不僅提高了汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全和環(huán)保性，改善了行駛的穩(wěn)定性和舒適性，推動(dòng)了汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，還為電子產(chǎn)品開(kāi)拓了廣闊的市場(chǎng)，從而推動(dòng)了電子工業(yè)的發(fā)展。因此，大力發(fā)展汽車(chē)電子化、智能化、多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化，加快汽車(chē)電子化速度，是啟動(dòng)和振興汽車(chē)工業(yè)的重要手段。也是中國(guó)汽車(chē)零部件企業(yè)的新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

二、礦用絞車(chē)前沿感悟

聽(tīng)完李老師的講座，我深感到礦山機(jī)械設(shè)備的落后，據(jù)李老師所說(shuō)，礦山設(shè)備要落后一般機(jī)械二十年。在那里生產(chǎn)的資源推動(dòng)著中國(guó)的發(fā)展，然而卻沒(méi)有人去推動(dòng)他們的發(fā)展。

在這里也深刻體會(huì)到我校老師獨(dú)自走入深山的寂寞，也希望國(guó)家和社會(huì)給予更多的關(guān)注，來(lái)回饋礦山，感知礦山。解救那些用生命換來(lái)工業(yè)糧食的礦山工人們，那些對(duì)礦上不離不棄的礦大人

三、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的機(jī)械電子的感悟

機(jī)電是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)起步較早的一門(mén)學(xué)科，也是社會(huì)發(fā)展的一門(mén)前沿學(xué)科，機(jī)電控制、機(jī)電一體化和機(jī)電自動(dòng)化都是現(xiàn)代制造技術(shù)所必須的學(xué)科。在之前發(fā)展也是我校的強(qiáng)勢(shì)學(xué)科，但由于學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的不只是，導(dǎo)至學(xué)科人才流失，技術(shù)失傳，相對(duì)其他學(xué)校機(jī)械電子的大發(fā)展，而我校的機(jī)電學(xué)科有逆水行舟不進(jìn)則退之勢(shì)。加上學(xué)校對(duì)機(jī)電學(xué)科教學(xué)的忽視，導(dǎo)至學(xué)生對(duì)機(jī)電的不了解，在以后工作當(dāng)中對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題不知道如何去解決！在這里我也希望學(xué)校和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)關(guān)注一下機(jī)電學(xué)科的發(fā)展，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。

小結(jié)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)有很大一批老師機(jī)械學(xué)科前沿，為礦業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)科發(fā)展付出了不懈的努力。希望學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)給予大力支持，支持機(jī)電學(xué)院的老師，支持礦大的機(jī)械學(xué)科的發(fā)展，支持機(jī)械學(xué)科的教育工作。讓我們更有能力去回饋礦山、感知礦山、去為那些為中國(guó)發(fā)展提供資源和生命的礦山人，為礦山安全、高效開(kāi)采奉獻(xiàn)知識(shí)和生命

第五篇：學(xué)科前沿講座總結(jié)體會(huì)

學(xué)科前沿講座總結(jié)體會(huì)

在科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，唯有不斷學(xué)習(xí)、努力探索，我們才能跟上時(shí)代發(fā)展的腳步。這學(xué)期學(xué)校為我們開(kāi)設(shè)了“學(xué)科前沿講座”這門(mén)課，主講老師們向我們講述了有關(guān)創(chuàng)新、生物計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)工程、Linux環(huán)境編譯、Linux內(nèi)核等等科技前沿的內(nèi)容，讓我對(duì)這些知識(shí)有了一定的了解，獲益匪淺。其中，有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)工程的內(nèi)容給我留下了深刻的印象。

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，它的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和通信，但是它的用戶(hù)端擴(kuò)展到了任何物品和物品之間。我們知道，科技的發(fā)展在某種程度上是為了方便人類(lèi)的生活，因此用戶(hù)體驗(yàn)很重要，而應(yīng)用創(chuàng)新正是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，不得不說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。

老師向我們介紹到，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要分為三種基本模式：對(duì)象的智能標(biāo)簽，環(huán)境監(jiān)控和對(duì)象跟蹤，對(duì)象的智能控制。它把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，在此基礎(chǔ)上，人類(lèi)可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。這些內(nèi)容在我看來(lái)都充滿了實(shí)際意義但又極具技術(shù)含量，我真真感受到了自身知識(shí)的嚴(yán)重缺乏，不斷學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新確實(shí)很重要?？茖W(xué)前沿講座旨在引導(dǎo)大家了解相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)科前沿知識(shí)，更好地學(xué)習(xí)、思考。所以要想進(jìn)一步認(rèn)識(shí)有關(guān)知識(shí)，我們必須靠主動(dòng)學(xué)習(xí)。

我們可以根據(jù)自己感興趣的課題，去查閱相關(guān)資料，來(lái)提高自己對(duì)該理論、該知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

通過(guò)這門(mén)課的學(xué)習(xí)，我的視野更加開(kāi)闊了，我也明顯感受到了自己現(xiàn)有知識(shí)多么的局限，自己在看待問(wèn)題，分析、解決問(wèn)題方面也存在很大的不足。首先必須端正的是學(xué)習(xí)態(tài)度，其次是改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，了解創(chuàng)新，學(xué)會(huì)創(chuàng)新。即使是一個(gè)點(diǎn)，也還有很多方面值得拓展和探索，作為新時(shí)代的大學(xué)生，學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是我們的主要任務(wù)，想要取得滿意的結(jié)果，我們所要做的就是倍加努力，不斷汲取知識(shí)，積極探索，永不止步。