第一篇:讀《黑洞物理研究與進(jìn)展》有感
讀《黑洞物理研究與進(jìn)展》有感
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們探索的探索的領(lǐng)域也越來越廣泛,但有些仍然是未解之謎。這一次,我們不妨將目光投向浩瀚的宇宙,來看一看黑洞物理的研究與發(fā)展。
首先說說我為什么要選擇閱讀這樣一篇文獻(xiàn)。我覺得作為一名大學(xué)生,我的目光要放得遠(yuǎn)一些,應(yīng)該去了解目前科技的最新成果,而不是僅僅局限于課本。我不得不承認(rèn),關(guān)于黑洞我之前知之甚少。我并不覺得通過閱讀這樣一篇文章,就對(duì)黑洞有了多么深刻的認(rèn)識(shí),這是不現(xiàn)實(shí)的。但最起碼,我覺得我能夠得到一些關(guān)于黑洞的知識(shí),盡管很膚淺。
好了,下面說說我看完這篇文章的感想。文章首先告訴我,廣義相對(duì)論預(yù)言, 當(dāng)充足的物質(zhì)被壓縮成充分小的體積時(shí)就形成黑洞。黑洞被定義為不能與外部宇宙空間相互交流的時(shí)空區(qū)域。這個(gè)區(qū)域的邊界稱為黑洞表面或事件視界??雌饋砗艹橄螅湍壳皝碇v,我覺得懂得這么多已然足夠。而黑洞的現(xiàn)代歷史開端于奧本海默和海特蘭斯納德的經(jīng)典論文。我想以后有空的話,不妨去讀一讀。看看兩位物理學(xué)家是如何講述黑洞的。
說起“黑洞”,我認(rèn)為不得不說一下惠勒,正是他創(chuàng)造了“ 黑洞” 這個(gè)術(shù)語。據(jù)《黑洞物理研究與進(jìn)展》中所說,在二十世紀(jì)六十年代, 類星體、脈沖星以及致密射線源的發(fā)現(xiàn)刺激了黑洞觀測(cè)并開啟了黑洞研究的“ 黃金時(shí)期”。盡管人們認(rèn)為黑洞廣泛存在,但到目前為此, 仍役有令人信服的證據(jù)證明這原始黑洞的存在。
而作者則從中子星的最大質(zhì)量、黑洞的觀測(cè)特征、星系核中的巨型黑洞、X射線雙星中的黑洞和黑洞的結(jié)論性證據(jù)這樣幾個(gè)方面,來介紹了黑洞的觀測(cè)證據(jù)??赡芪锢碇R(shí)的欠缺吧,其中有的公式我并不是十分了解,不夠個(gè)人認(rèn)為這也無傷大雅,畢竟我不研究這個(gè)。而作者關(guān)于黑洞的唯一性及量子黑洞、宇宙監(jiān)督方面的介紹,同樣給我留下了深刻的印象。
非常感謝《黑洞物理研究與進(jìn)展》的作者,是他讓我對(duì)黑洞有了一定的了解,也讓我增加了對(duì)黑洞的興趣。正如作者寫到,我們也似乎不得不去確認(rèn)這些物體是否確實(shí)存在于自然界中, 并且證實(shí)這些物體具有由愛因斯坦理論所揭示的時(shí)空特性??梢娮C實(shí)黑洞的確切存在將是當(dāng)今物理學(xué)引人注目的一個(gè)里程碑。我始終認(rèn)為,沒有解決不了的問題,總有一天,我們能夠證實(shí)黑洞的存在。而我們需要有這份自信。
第二篇:讀《語文教學(xué)與研究》有感
讀《語文教學(xué)與研究》有感
在這本書中,講到了這樣一個(gè)問題:“關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)觀念”,其中有這樣一段話,我覺得寫得非常精彩:從教學(xué)觀念與教學(xué)方法改革的關(guān)系來看,教師教學(xué)觀念的不同,在施教過程中,將選擇不同的教學(xué)方法;即使同一種教學(xué)方法,在不同教學(xué)觀念的指導(dǎo)下,也往往會(huì)有不同的效果。就拿傳統(tǒng)的講授法來說,傳統(tǒng)教學(xué)觀念就強(qiáng)調(diào)“講清”、“講透”,學(xué)生聽完課,覺得沒有任何問題了;而在現(xiàn)代教學(xué)思想指導(dǎo)下,教師應(yīng)用講授法時(shí),就會(huì)注重在講授過程中,在教材重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)處,適當(dāng)?shù)靥岢龈挥袉l(fā)性的問題,引起學(xué)生積極思考,同時(shí)向?qū)W生介紹大量材料、提供重點(diǎn)信息,并引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地去探索結(jié)論,而不是簡(jiǎn)單地把結(jié)論告訴學(xué)生。
讀了這段話,我深有感觸。其實(shí)這段話告訴我的就是教師教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變非常重要。多年來,每一位教師都會(huì)有這樣的一個(gè)想法,新課標(biāo)非常強(qiáng)調(diào)教師、學(xué)生地位的轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)教學(xué)觀念過分強(qiáng)調(diào)教師的作用與權(quán)威,因而,教師總是板著臉進(jìn)行單向的知識(shí)傳授,在課堂上,未經(jīng)過教師的允許,學(xué)生不得發(fā)問,不得說話。在這樣的課堂上,教師就是一個(gè)勁講,“講清、講透”,在教師講清楚的情況下,學(xué)生當(dāng)然就沒有問題了,因?yàn)槎急焕蠋熤v完了。而在新課標(biāo)中,再三強(qiáng)調(diào)既要重視發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,又強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程中的師生合作、教學(xué)相長(zhǎng),教師要了解學(xué)生、平等地對(duì)待學(xué)生,課堂上要鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的見解、大膽提問,不怕學(xué)生問住自己,這樣的課堂上,教師是傾聽者,引導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地去探索結(jié)論,而不是簡(jiǎn)單地將結(jié)論告訴學(xué)生。在平時(shí)的教學(xué)過程中,我也深深體會(huì)到,閱讀教學(xué)中,課文的意義不是由老師提取出來教給學(xué)生的,而是讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、去創(chuàng)造,這種發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造誰也不能代替,只有靠自身的閱讀實(shí)踐。教師在教學(xué)過程中要對(duì)學(xué)生循循善誘、啟發(fā)引導(dǎo),把學(xué)生的認(rèn)識(shí)導(dǎo)向正確的思路,減少學(xué)生的無效勞動(dòng),提高學(xué)習(xí)效率。
我覺得今后我們的教學(xué)應(yīng)該做到以下幾點(diǎn):
一、學(xué)會(huì)思考。
任何智慧的產(chǎn)物都是思考的結(jié)晶。記得在走出師范校門之前,導(dǎo)師反復(fù)給我們強(qiáng)調(diào):不要只滿足于做一個(gè)教書匠,不要只停留于每月能拿到薪水糊口!確實(shí),離開了師范校門,沒有了導(dǎo)師的扶持,沒有了同伴的相互的激勵(lì),靠的就是自己跌跌撞撞的去摸索了,迷惘、恐懼、無奈各種情緒都蜂擁而至,很容易就會(huì)被卷 進(jìn)盲從的大流之中,從而迷失了自己!因此,對(duì)自己的教學(xué)理念、目標(biāo)、原則、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、手段、方法、模式、對(duì)象、效果等等,每天都做一番去粗取精、去偽存真的思考,自己的教育教學(xué)水平才能有所長(zhǎng)進(jìn)!另外,在新課標(biāo)的大浪潮中,對(duì)老師的素質(zhì)要求是越來越高了,要求教師具備對(duì)各種知識(shí)、方法、課程資源整合的能力,而思考便可以使它們?nèi)跁?huì)貫通了。
二、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。
要求學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),教師首先要懂得學(xué)習(xí)策略和認(rèn)知策略。正如威爾遜所說:“學(xué)習(xí)是終身的事業(yè)”“死的時(shí)候,才是畢業(yè)的時(shí)候。”只有不斷地學(xué)習(xí),才能不斷地發(fā)現(xiàn)自己的無知,從而激發(fā)自己進(jìn)一步學(xué)習(xí)的熱忱。向書本學(xué)習(xí),向名家學(xué)習(xí),向同行學(xué)習(xí),向?qū)W生學(xué)習(xí),向生活學(xué)習(xí),處處留心皆學(xué)問。只有不斷地學(xué)習(xí)、充電、豐富自己,才能為自己的教育教學(xué)引來時(shí)代的源頭活水,才能做到常教常新。
三、學(xué)會(huì)教學(xué)。
這是一個(gè)很大的學(xué)問。我想即便是教了幾十年書的教師,也未必就完全弄的很清楚,對(duì)于我們沒教幾年的老師來說,就更是一個(gè)需要摸索的過程了,記得師范里一位導(dǎo)師曾說過:“教書不一定非得智商很高,最重要的是要講天分,還有后天的教法”。這個(gè)說法我是同意的,因?yàn)樵诖髮W(xué)里就有些教授知識(shí)很淵博,但上課時(shí)課堂上是趴下一大片的。
四、學(xué)會(huì)創(chuàng)新。
教學(xué)說透了是一個(gè)不斷創(chuàng)新的過程。創(chuàng)新式教育的靈魂,是教育的源泉,也是教育的生命。所謂“教無定法”,教學(xué)沒有一個(gè)固定的模式,正如課堂上也沒有“幾大步驟”,說到這里,我特別佩服的一個(gè)人是魏書生,首先,他不是正統(tǒng)師范院校,不受那些條條框框的限制和約束,把生活中最本質(zhì)、最原汁原味的東西帶進(jìn)了課堂,他的課堂上猶如一股活水,不斷涌現(xiàn)出新的智慧。有老師曾抱怨,魏書生的課很難模仿,而我覺得魏書生的課正是因?yàn)闆]有了那種條條框框的教學(xué)模式,完全是隨課堂的真實(shí)情況而隨機(jī)迸發(fā)的教學(xué)智慧,才使得他的課那么有魅力!智者的智慧,不是旁人可以輕易學(xué)來的,只有自己去挖掘自身的智慧之泉,勇于走創(chuàng)新之路,才是教學(xué)成功的出路!
這本書帶給我的思考的地方還有很多很多,這不是一個(gè)終結(jié)點(diǎn),而是為我打開了一扇門,使我對(duì)語文教學(xué)及當(dāng)好一名優(yōu)秀的語文教師有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)!
第三篇:稠油污水處理進(jìn)展與研究
稠油污水處理進(jìn)展與研究
李柳逸
(長(zhǎng)江大學(xué),湖北省,430100)
摘要
遼河油田采用蒸汽吞吐的方式開采稠油,這些數(shù)量巨大的稠油污水的合理處置是擺在油公司面前的一個(gè)非常嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)難題,已直接影響和制約了油田的可持續(xù)發(fā)展。顯
然解決油田蒸汽鍋爐供水和稠油污水處理雙重矛盾的最直接方法就是將稠油污水經(jīng)過適當(dāng)處理后回用于高壓蒸汽鍋爐。一方面可將稠油污水進(jìn)行深度處理,不污染周圍環(huán)境,另一方面又可為鍋爐提供水溫較高的補(bǔ)給水,變廢為寶,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞: 稠油 污水 蒸汽鍋爐
Abstract Liao he oil field discovered a humming in mining thick steam in the way,.These huge amounts of a proper sewage disposal of oil and oil companies are in a very serious economic and technical difficulties, has direct impact andrestrain the field of sustainable development.Clearly resolve the thick steam the water and oil with the most direct way to double the contradictions are thick with proper waste treatment oil back to note the boiler.On substance can be dealt with in depth the sewage and does not pollute the environment around, and to provide water for the higher the supply of water, make waste profitable, has significant efficiency.Keywords:thickened oil waste water steam generator 前言
在油氣田勘探開發(fā)過程中,隨著原油和天然氣的采出,通常會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水。這部分污水被稱為油氣田污水、油氣田含油污水或油氣田采出水。根據(jù)油品性質(zhì)的不同,油田污水又可分為稠油污水、稀油污水和高凝油污水等[1-3]。由于各油氣田所處的油藏地質(zhì)、開采工藝和開采年限等不同,因此不同的油氣田污水,其水質(zhì)水量迥異。即使是同一油藏區(qū)塊,隨著開采時(shí)間的變化,其水質(zhì)水量也在不斷發(fā)生變化。通常原油含水率由開采初期的 5%~10%逐步上升到中后期的 80%~90%。油井開采年限越長(zhǎng),原油含水率就越高,原油脫出水水量就越大,水質(zhì)就越差,因而處理難度也就越大。在所有油氣田污水處理中,稠油污水因其水質(zhì)成分復(fù)雜、油水密度差小、乳化嚴(yán)重、處理難度最大。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)稠油污水合理處置的方法有三種: ① 回注 代替清水資源直接回注地層或配制聚合物后回注地層[4]; ②
回用 處理后作為熱采鍋爐的給水;
③
外排 處理后達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn),直接排放。
1稠油污水的基本特征
1.1 稠油的基本概念以及來源
“稠油”是指在油層溫度下脫氣原油粘度大于 100mPa·S,相對(duì)密度大于 0.92 的 原油,國(guó)外稱之為“重油”。稠油與其他原油的主要區(qū)別在于它的粘度高、流動(dòng)性能差。在稠油的開采過程中,通常會(huì)產(chǎn)生大量的采出液,它是原油、砂和水的混合液。采 出液中水與油的比例變化很大,取決于很多因素,包括油藏地質(zhì)、油井年限以及油井和 蒸汽之間的關(guān)系。然而在大多數(shù)情況下,采出液中水的體積是油的 2~20 倍,通常為 4 倍左右。從開采的含水稠油中分離出的含油污水常稱為稠油污水,或稠油采出水。稠油開采及處理的典型工藝見圖 1-1。
圖1-1 處理工藝圖
1.2 稠油污水的毒性以及組成
稠油污水水質(zhì)較復(fù)雜,不僅被原油所污染,而且在高溫高壓的油層中還溶解了地層 中的各種鹽類和氣體;在采油過程中,從油層里攜帶了許多懸浮固體;在油氣集輸過程 中還摻進(jìn)了各類化學(xué)藥劑;稠油污水中還含有大量的溶解性有機(jī)物??傊碛臀鬯且?種水質(zhì)比較復(fù)雜的污水。世界上許多地區(qū),稠油污水都是經(jīng)過一定的處理后回用于熱采 鍋爐或回注地層。而在海上平臺(tái)或其他地方,稠油污水一般是經(jīng)過一定的處理直接排海 或排到周圍環(huán)境,這些數(shù)量巨大的污染物將嚴(yán)重污染周圍環(huán)境。任由稠油污水直接外排 是由于人們對(duì)稠油污水的組成及其對(duì)環(huán)境的副作用缺乏了解和認(rèn)識(shí)[5]。稠油污水處理工藝技術(shù)研究
2.1稠油污水回用于熱采鍋爐的工藝流程簡(jiǎn)介
稠油蒸汽開采起始于 50 年代后期,目前已成為稠油開采的主要方法。稠油熱采所需蒸汽通常由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生提供,這些蒸汽發(fā)生器為平行加熱爐,爐管為單向流布置,只能產(chǎn)生干度為70-80%的蒸汽,這些蒸汽以及液相中殘留的 20-30%的水全部注入到油層,不產(chǎn)生濃縮液,因此需要大量的補(bǔ)給水[6]。由于環(huán)境保護(hù)方面的原因,地下清水被限制使用。顯然解決油田蒸汽驅(qū)鍋爐供水和稠油污水的處理雙重矛盾的最直接的方法就是將稠油污水經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗蠡赜糜诟邏赫羝仩t。一方面可將稠油污水進(jìn)行深度處理,不污染周圍環(huán)境,另一方面又可為鍋爐提供水溫較高的補(bǔ)給水,變廢為寶,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。然而絕大多數(shù)的油田蒸汽發(fā)生器需要的是不含油、零硬度、低二氧化硅和低鹽度的補(bǔ)給水。但是許多稠油污水都是高含油量、高硬度、高二氧化硅和高含鹽,稠油污水和鍋爐補(bǔ)給水的典型水質(zhì)的對(duì)比見表 1-1。
表 1-1 油田蒸汽發(fā)生器水質(zhì)要求和稠油污水典型水質(zhì)的對(duì)比
參數(shù)
蒸汽發(fā)生器補(bǔ)給水
稠油污水典型水質(zhì) 油 懸浮物 硬度 二氧化硅 TDS 總鐵 溶解氧 1 0.5 50 7 000~8 000
0.05 0.01~0.04
200-2 000 60-1 500 100-1 500 30-300 3 000-30 000 0.1-2.0 —
鍋爐給水必須不含 Ca2+、Mg2+等離子,以防爐管或油層結(jié)垢。稠油污水的軟化工藝 不僅難以管理而且非常昂貴,當(dāng)稠油污水的總硬度大于 200mg/L 時(shí),就不能單獨(dú)采用離 子交換樹脂,而應(yīng)采用石灰軟化與離子交換相結(jié)合的軟化工藝。石灰軟化可將硬度降至 30mg/L 左右,離子交換可降至 0。當(dāng)稠油污水中的 TDS 大于 3000mg/L 時(shí),就需要采用 酸堿聯(lián)合再生的弱酸離子交換樹脂,而不能采用價(jià)格便宜的鹽再生的強(qiáng)酸鈉離子交換樹 脂[7]。該工藝需要酸堿化學(xué)藥劑儲(chǔ)罐、進(jìn)料系統(tǒng)和昂貴的再生液處理系統(tǒng)。
2.2 稠油污水回用于熱采鍋爐的工藝過程
稠油污水回用熱采鍋爐的前段處理工藝與回注處理基本相同,都是采用物化法等成熟處
[8]理工藝,主要去除油及懸浮物。后續(xù)深度處理主要著眼于污水的軟化。與常規(guī)清水軟化相比,油田污水的軟化具有更大的技術(shù)難度。
稠油污水處理后回用于熱采鍋爐的工藝流程其實(shí)可以歸納為三段分步處理,圖 1-2 為稠油污水回用于注汽鍋爐的典型處理工藝圖,這個(gè)工藝流程包括油和懸浮物的去除、硬度和二氧化硅的去除以及硬度的最終去除。如圖 1-2 所示,油的去除通常是采用撇油罐、IGF 和顆粒填料過濾等處理單元相結(jié)合。硬度的去除通常采用石灰軟化和離子交換相結(jié)合的方法或單獨(dú)采用離子交換,這主要取決于處理水中的硬度。如果二氧化硅濃度超標(biāo),那么就要采用熱石灰軟化或者溫石灰軟化去除二氧化硅。
[9-11]
圖1-2稠油污水處理的典型工藝流程
稠油污水深度處理后回用,其水質(zhì)應(yīng)滿足熱采鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)石油天然氣總公司在稠油集輸及蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(SY 0027—94)中規(guī)定了熱采鍋 爐給水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo),詳見表1-2。
表1-2 熱采鍋爐給水水質(zhì)指標(biāo)
項(xiàng) 目 含油(mg/L)懸浮物(mg/L)總硬度(mg/L)總堿度(mg/L)二氧化硅(mg/L)可溶性固體(mg/L)總鐵(mg/L)pH 溶解氧(mg/L)
標(biāo) 準(zhǔn) ≤2.0 ≤2.0 ≤0.1 ≤2000 ≤50 ≤7000 ≤0.05 7.5 ~ 11 ≤0.05
備 注 不計(jì)溶解油
以CaCO3計(jì) 以CaCO3計(jì)
2.3 稠油污水水質(zhì)特性對(duì)處理工藝的影響
針對(duì)稠油污水黏度大、油水密度差小、乳化嚴(yán)重、水溫高、水質(zhì)水量變化大、處理 難度大的特點(diǎn),認(rèn)為高效凈水藥劑的研制和開發(fā)是稠油污水深度處理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[12-14]。強(qiáng) 化前段除油效果,減輕后段過濾系統(tǒng)的壓力,使整個(gè)工藝技術(shù)合理、緊湊和高效;同時(shí) 必須充分考慮污水的均質(zhì)均量,避免來水對(duì)整個(gè)工藝流程造成沖擊?;诔碛臀鬯?多變性和復(fù)雜性,本研究提出稠油污水處理應(yīng)充分考慮和研究的幾個(gè)方面:
(1)強(qiáng)化調(diào)節(jié)池的功能。由于稠油污水油水密度差小以及水質(zhì)水量變化較大的原 因,因此強(qiáng)化調(diào)節(jié)池的功能顯得非常重要,可以在調(diào)節(jié)池中布置曝氣裝置,對(duì)稠油污水 進(jìn)行預(yù)曝氣,這將有利于提高油水密度差,有利于浮油的去除,有利于水質(zhì)的穩(wěn)定,有 利于去除稠油污水中揮發(fā)性的有機(jī)物。
(2)加強(qiáng)高效凈水藥劑的研制和開發(fā)。由于稠油污水乳化嚴(yán)重,為使油、水分離,破乳是先決條件。因此高效凈水藥劑的研制和開發(fā)是稠油污水深度處理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,為使高效凈水藥劑發(fā)揮其高效的破乳功能,應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)來確定最佳投藥量、加藥點(diǎn)、攪 拌方式以及反應(yīng)時(shí)間等。
(3)選擇適合稠油污水處理的裝置。為強(qiáng)化稠油污水處理效果,工藝流程中必須
采用高效的油水分離設(shè)備,如斜板隔油和溶氣氣浮等設(shè)備。但它們也必須在投加高效的 凈水藥劑以及保持良好的水力條件下方能發(fā)揮預(yù)期的作用。
(4)稠油污水處理流程與原油脫水工藝應(yīng)統(tǒng)籌考慮。原油脫水的水質(zhì)對(duì)稠油污水 處理效果的影響很大。原油脫水用的破乳劑與污水處理所采用的藥劑應(yīng)有良好的配伍 性。另外應(yīng)保證脫水中油含量的穩(wěn)定性。
(5)稠油污水處理工藝流程應(yīng)緊湊、合理、高效以及耐沖擊。由于稠油污水水質(zhì) 水量變化較大,因此高效、緊湊、合理以及耐沖擊的工藝流程就顯得極為重要。
參考文獻(xiàn):
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第四篇:復(fù)合材料的研究與進(jìn)展
復(fù)合材料的研究與進(jìn)展
摘要:所謂復(fù)合材料,指的是由兩種或兩種以上的材料經(jīng)過復(fù)合而制備的多相材料,是一種混合物。復(fù)合材料可以由金屬材料、陶瓷材料或高分子材料等復(fù)合而成,各種材料的性能之間相互補(bǔ)充或增強(qiáng),取長(zhǎng)補(bǔ)短,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),從而使復(fù)合材料的整體性能優(yōu)于原組成材料。復(fù)合材料具有許多優(yōu)點(diǎn),如:質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕性好等。被廣泛應(yīng)用于航空航天,汽車工業(yè),化工紡織和醫(yī)療等領(lǐng)域。關(guān)鍵詞:復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料
一.復(fù)合材料的發(fā)展歷史
早在五千年年以前,在中東地區(qū)就有用蘆葦混合瀝青來造船的技術(shù)了,在古埃及,修建金字塔時(shí)用石灰、火山灰等作粘合劑,混和砂石等作砌料,這是最早最原始的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料。而在古代中國(guó),復(fù)合材料的應(yīng)用則更為瑰麗廣泛,如:從西安東郊半坡村仰韶文化遺址,發(fā)現(xiàn)早在公元前2000年以前,古代人已經(jīng)用草莖增強(qiáng)土坯作住房墻體材料;中國(guó)沿用至今的漆器是用漆作基體,麻絨或絲絹織物作增強(qiáng)體的復(fù)合材料;1957年江蘇吳江梅堰遺址出土有油漆彩繪陶器,1978年浙江余姚河姆渡遺址出土的朱漆木碗,就是兩件最早的漆器實(shí)物;漢墓出土的漆器鼎壺、盆具和茶幾等,用漆作膠粘劑,絲麻作增強(qiáng)體。在湖北隨縣出土的2000多年前曾侯乙墓葬中,發(fā)現(xiàn)有用于車戰(zhàn)的長(zhǎng)達(dá)3米多的戈戟,用木芯外包縱向竹絲,以漆作膠粘劑,絲線環(huán)向纏繞,其設(shè)計(jì)思想與近代復(fù)合材料相仿;1000多年以前,中國(guó)已用木料和牛角制弓,可在戰(zhàn)車上放射;至元代,蒙古弓用木材芯子,受拉面貼單向纖維,受壓面粘牛角片,絲線纏繞,漆作膠粘,弓輕巧有力,是古代復(fù)合材料中制造水平高超的夾層結(jié)構(gòu);在金屬基復(fù)合材料方面,如越王劍,是金屬包層復(fù)合材料制品,不僅光亮鋒利,而且韌性和耐蝕性優(yōu)異,埋藏在潮濕環(huán)境中幾千年,出土后依然寒光奪目,鋒利無比。【1】 到了近現(xiàn)代,隨著高技術(shù)發(fā)展的需要,在復(fù)合材料的基礎(chǔ)上又發(fā)展出性能高的先進(jìn)復(fù)合材料。例如在第一次世界大戰(zhàn)前,用膠粘劑將云母片熱壓制成人造云母板,在20世紀(jì)初市場(chǎng)上有蟲膠漆片與紙復(fù)合制成的層壓板出售,但真正的纖維增強(qiáng)塑料工業(yè),是在用合成樹脂代替天然樹脂、用人造纖維代替天然纖維以后才發(fā)展起來的。第一次世界大戰(zhàn)期間,德國(guó)人拖動(dòng)腳踏車輪拉拔玻璃纖維絲。20世紀(jì)30年代,美國(guó)發(fā)明用鉑柑渦生產(chǎn)連續(xù)玻璃纖維的技術(shù),從此在世界范圍內(nèi)領(lǐng)域開始取代金屬材料?!?】
到了現(xiàn)代,隨著航空航天工業(yè)汽車工業(yè)對(duì)于具有質(zhì)量輕,強(qiáng)度高,耐腐蝕等優(yōu)越性能的材料的需求,發(fā)展了比強(qiáng)度、比模量、韌性、耐熱、抗環(huán)境能力和加工性能都好的先進(jìn)復(fù)合材料。二.復(fù)合材料對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)技術(shù)變革的作用
復(fù)合材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域有:航空航天領(lǐng)域、汽車工業(yè)、化工紡織領(lǐng)域還有醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。1.航空航天領(lǐng)域
運(yùn)用于航天航空領(lǐng)域的復(fù)合材料具有熱穩(wěn)定性好,比強(qiáng)度、比剛度高的特性,可用于制造飛機(jī)機(jī)翼和前機(jī)身、衛(wèi)星天線及其支撐結(jié)構(gòu)、太陽能電池翼和外殼、大型運(yùn)載火箭的verton復(fù)合材料殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等?!?】由于復(fù)合材料的出現(xiàn),可以有效降低航天航空業(yè)的研究發(fā)展成本,而由于先進(jìn)復(fù)合材料本身的優(yōu)越性能,也使得航天飛機(jī)飛行器等的性能有了極大改善。例如高性能碳(石墨)纖維復(fù)合材料在導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭和衛(wèi)星飛行器上就發(fā)揮著不可替代的作用,它的應(yīng)用水平和規(guī)模已關(guān)系到武器裝備的跨越式提升和型號(hào)研制的成敗。
碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,以樹脂為基體,碳纖維為增強(qiáng)體的復(fù)合材料碳纖維具有碳材料的固有本征特性,又有紡織纖維的柔軟可加工性,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展推動(dòng)了航天整體技術(shù)的發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料主要應(yīng)用于導(dǎo)彈彈頭、彈體箭體和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的結(jié)構(gòu)部件和衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)承力件上,碳/碳和碳/酚醛是彈頭端頭和發(fā)動(dòng)機(jī)噴管喉襯及耐燒蝕部件等重要防熱材料,在美國(guó)侏儒、民兵、三叉戟等戰(zhàn)略導(dǎo)彈上均已成熟應(yīng)用,美國(guó)、日本、法國(guó)的固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體主要采用碳纖維復(fù)合材料。在美國(guó)75%的碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域?!?】在二十一世紀(jì)人們對(duì)于地球的探索已臻完善,下一步是對(duì)太空的探索,一個(gè)國(guó)家只有掌握了更高的航空航天技術(shù),能研制出性能更優(yōu)越的航空器才能在對(duì)太空的探索中占得先機(jī)。而復(fù)合材料五一是一個(gè)很好的發(fā)展方向。2.汽車工業(yè)
從全球范圍看,汽車工業(yè)是復(fù)合材料最大的用戶,可降解復(fù)合材料由于具有特殊的振動(dòng)阻尼特性,可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好,損傷后易修理,便于整體成形,而受到汽車工業(yè)的青睞。復(fù)合材料可用于制造汽車車身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其內(nèi)部構(gòu)件。同時(shí)復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用仍有極大的發(fā)展空間,例如:為降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲,增加轎車的舒適性,正著力開發(fā)兩層冷軋板間粘附熱塑性樹脂的減振鋼板【5】;為滿足發(fā)動(dòng)機(jī)向高速、增壓、高負(fù)荷方向發(fā)展的要求,發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿、軸瓦已開始應(yīng)用金屬基復(fù)合材料。為滿足汽車輕量化要求,必將會(huì)有越來越多的新型復(fù)合材料將被應(yīng)用到汽車制造業(yè)中。就我國(guó)來看,汽車工業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要組成部分,在汽車工業(yè)方面,復(fù)合材料應(yīng)用前景廣闊,產(chǎn)生的利潤(rùn)高,生產(chǎn)成本較低,可以很好的推動(dòng)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展,從而促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì),使我國(guó)更好更快地發(fā)展。
化工、紡織和機(jī)械制造領(lǐng)域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體復(fù)合而成的材料,可用于制造化工設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印機(jī)、高速機(jī)床、精密儀器等。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,復(fù)合材料已用于制造人工心臟、人工肺及人工血管等,用人造復(fù)合材料器官挽救生命的設(shè)想將成為現(xiàn)實(shí),而復(fù)合材料牙齒,復(fù)合材料骨骼及用于創(chuàng)傷外科的復(fù)合材料呼吸器、支架、假肢、人工肌肉、人工皮膚等均有成功事例?!?】由于碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和不吸收X射線特性,可用于制造醫(yī)用X光機(jī)和矯形支架等,碳纖維復(fù)合材料還具有生物組織相容性和血液相容性,生物環(huán)境下穩(wěn)定性好,在生物醫(yī)療器材方面也有著光明的應(yīng)用前景。
此外,復(fù)合材料還用于制造體育運(yùn)動(dòng)器件和用作建筑材料等。正因?yàn)閺?fù)合材料能在如此之多的產(chǎn)業(yè)中得到運(yùn)用,所以復(fù)合材料的發(fā)展前景是美好的,所含有的經(jīng)濟(jì)意義也是不可忽視的,復(fù)合材料不再是單一的運(yùn)用各種材料,而是有機(jī)的將各種材料結(jié)合起來,揚(yáng)其所長(zhǎng)避其所短,這種協(xié)同作用在現(xiàn)代的材料研究中也是非常有利的。同時(shí)正因?yàn)閺?fù)合材料的巨大潛力,必將推動(dòng)我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和引領(lǐng)一個(gè)材料風(fēng)潮。三.復(fù)合材料的發(fā)展前景
21世紀(jì)的高性能樹脂基復(fù)合材料技術(shù)是賦予復(fù)合材料自修復(fù)性、自分解性、自診斷性、自制功能等為一體的智能化材料。以開發(fā)高剛度、高強(qiáng)度、高濕熱環(huán)境下使用的復(fù)合材料為重點(diǎn),構(gòu)筑材料、成型加工、設(shè)計(jì)、檢查一體化的材料系統(tǒng)。組織系統(tǒng)上將是聯(lián)盟和集團(tuán)化,這將更充分的利用各方面的資源(技術(shù)資源、物質(zhì)資源),緊密聯(lián)系各方面的優(yōu)勢(shì),以推動(dòng)復(fù)合材料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
由材料、結(jié)構(gòu)和電子互相融合而構(gòu)成的智能材料與結(jié)構(gòu),是當(dāng)今材料與結(jié)構(gòu)高新技術(shù)發(fā)展的方向。隨著智能材料與結(jié)構(gòu)的發(fā)展還將出現(xiàn)一批新的學(xué)科與技術(shù)。包括: 綜合材料學(xué)、精細(xì)工藝學(xué)、材料仿生學(xué)、生物工藝學(xué)、分子電子學(xué)、自適應(yīng)力學(xué)以及神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和人工智能學(xué)等。智能材料與結(jié)構(gòu)已被許多國(guó)家確認(rèn)為必須重點(diǎn)發(fā)展的一門新技術(shù),成為21 世紀(jì)復(fù)合材料一個(gè)重要發(fā)展方向。參考文獻(xiàn): 【1】:復(fù)合材料發(fā)展史潘福森濟(jì)南大學(xué) 【2】:復(fù)合材料發(fā)展史佚名豆丁網(wǎng) 【3】:摻雜改性C /C復(fù)合材料研究進(jìn)壇崔紅習(xí)聯(lián)生劉勇瓊張強(qiáng)孟祥西安航天復(fù)合材料研究所 【4】:碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用及國(guó)外的最新進(jìn)展任杰西安科技大學(xué) 【5】:先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天中的應(yīng)用及發(fā)展胡軍 【6】:復(fù)合材料的發(fā)展概述李旭飛江蘇大學(xué)
第五篇:物理化學(xué)的研究與進(jìn)展
《物理化學(xué)的研究與進(jìn)展》結(jié)課總結(jié)
姓名:關(guān)懷 學(xué)號(hào):12013017
摘要:
作為一門simina課程,《物理化學(xué)的研究與進(jìn)展》的課堂形式以展示交流為主,小組成員之間分工合作,就某一物理化學(xué)研究前沿領(lǐng)域進(jìn)行信息收集,整理和展示。我們小組先后對(duì)鋰離子電池、傳感器的原理與應(yīng)用、相變化的原理與應(yīng)用、先進(jìn)材料等方面進(jìn)行探究。以互聯(lián)網(wǎng)資源為主,查閱相關(guān)領(lǐng)域的理論研究發(fā)展軌跡及相應(yīng)的應(yīng)用,并以小組為單位將探究成果用ppt的形式展現(xiàn)。在這個(gè)過程中,每個(gè)人的搜索信息整理信息的能力以及成員之間的交流合作都得到了明顯的提升。
關(guān)鍵詞:物理化學(xué)的進(jìn)展、鋰離子電池、傳感器、相平衡、先進(jìn)材料
正文
一、物理化學(xué)的研究與進(jìn)展
物理化學(xué)是以物理的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ),研究化學(xué)體系的性質(zhì)和行為,發(fā)現(xiàn)并建立化學(xué)體系中特殊規(guī)律的學(xué)科。隨著科學(xué)的迅速發(fā)展和各門學(xué)科之間的相互滲透,物理化學(xué)與物理學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)之間存在著越來越多的互相重疊的新領(lǐng)域,從而不斷地派生出許多新的分支學(xué)科,如物理有機(jī)化學(xué)、生物物理化學(xué)、化學(xué)物理學(xué)等。物理化學(xué)還與許多非化學(xué)的學(xué)科有著密切的聯(lián)系,如冶金過程物理化學(xué)、海洋物理化學(xué)。
一般公認(rèn)的物理化學(xué)的研究?jī)?nèi)容大致可以概括為三個(gè)方面:
1.化學(xué)體系的宏觀平衡性質(zhì) 以熱力學(xué)的三個(gè)基本定律為基礎(chǔ),研究宏觀化學(xué)體系(含有分子數(shù)目量級(jí)在10左右的體系)在氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)、溶解態(tài)以及高分散狀態(tài)的平衡態(tài)物理化學(xué)性質(zhì)及其規(guī)律性。由于以平衡態(tài)為前提,時(shí)間不再是變量。屬于這方面的物理化學(xué)分支學(xué)科有化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)統(tǒng)計(jì)力學(xué)、溶液化學(xué)、膠體化學(xué)和表面化學(xué)。
2.化學(xué)體系的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 以量子力學(xué)為理論基礎(chǔ),研究分子、分子簇和晶體的結(jié)構(gòu),物體的體相中原子和分子的空間結(jié)構(gòu)、表面相的結(jié)構(gòu),以及結(jié)構(gòu)與物性之間的關(guān)系與規(guī)律性。屬于這方面的物理化學(xué)分支學(xué)科有結(jié)構(gòu)化學(xué)、晶體化學(xué)和量子化學(xué)。
3.化學(xué)體系的動(dòng)態(tài)性質(zhì) 研究由于化學(xué)或物理因素的擾動(dòng)而引起的體系的化學(xué)變化過程速率和變化機(jī)理。此時(shí),時(shí)間是與過程密切相關(guān)的重要變量之一。屬于這方面的物理化學(xué)分支學(xué)科有化學(xué)動(dòng)力學(xué)、化學(xué)動(dòng)態(tài)學(xué)、催化科學(xué)與技術(shù)、光化學(xué)、電化學(xué)、磁化學(xué)、聲化學(xué)、力化學(xué)(以摩擦化學(xué)為代表)等。
在理論研究方面,快速大型電子計(jì)算機(jī)和數(shù)值方法的廣泛應(yīng)用,擴(kuò)展了量子化學(xué)在定量計(jì)算方面的能力。研究對(duì)象不僅涉及大分子,還可用以模擬復(fù)雜體系的動(dòng)態(tài)過程。福井謙一提出的前線軌道理論以及R.B.伍德沃德和R.霍夫曼提出的分子軌道對(duì)稱守恒原理,是量子化學(xué)應(yīng)用于具體化學(xué)體系時(shí)的重要理論成果。但是仍然沒有達(dá)到人們所期望的利用量子化學(xué)為基礎(chǔ)解決和認(rèn)識(shí)所有化學(xué)問題的水平。量子力學(xué)基本原理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的緊密結(jié)合將有助于解決這個(gè)問題。為此,發(fā)展能夠應(yīng)用于復(fù)雜分子體系的量子化學(xué)計(jì)算方法是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的前提之一。因而W.科恩以電子密度泛函理論和J.波普爾以量子化學(xué)計(jì)算方法及模型化學(xué)等研究成果獲得了1998年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
二、探究?jī)?nèi)容
1、鋰離子電池
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)來工作。在充放電過程中,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。
2、傳感器
傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。
3、相平衡
一個(gè)系統(tǒng)可以是多組分的并含有許多相。當(dāng)相與相間達(dá)到物理的和化學(xué)的平衡時(shí),則稱系統(tǒng)達(dá)到了相平衡。相平衡的熱力學(xué)條件是各相的溫度和壓力相等,任一組分在各相的化學(xué)勢(shì)相等。
4、先進(jìn)材料
激光材料(laser material)把各種泵浦(電、光、射線)能量轉(zhuǎn)換成激光的材料。激光器的工作物質(zhì)。激光材料主要是凝聚態(tài)物質(zhì),以固體激光物質(zhì)為主;光電材料是指用于制造各種光電設(shè)備(主要包括各種主、被動(dòng)光電傳感器光信息處理和存儲(chǔ)裝置及光通信等)的材料,主要包括紅外材料、激光材料、光纖材料、非線性光學(xué)材料等;光電材料是指用于制造各種光電設(shè)備(主要包括各種主、被動(dòng)光電傳感器光信息處理和存儲(chǔ)裝置及光通信等)的材料,主要包括紅外材料、激光材料、光纖材料、非線性光學(xué)材料等;納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料,這大約相當(dāng)于10~100個(gè)原子緊密排列在一起的尺度;吸收電磁波而很難被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的材料叫做隱性材料。這種材料主要應(yīng)用在軍事上,也被稱作為“隱形材料”。它既非自然界中的材料,也并非來自哈利·波特的魔法學(xué)校,而是英美研究人員發(fā)明的材料,是用來控制光線及物體周圍其他的電磁射線,讓這些光線和射線給人“隱身”的感覺,就像是隱藏在太空的黑洞里一樣。
總結(jié)
在課堂上,除了本組成員的展示之外,還可以看到其他小組的成果演示,將自己的探究成果分享給他人的同時(shí),也分享到了其他小組的探究成果,極大地提高了獲取知識(shí)的效率,同時(shí)也通過不同的視覺角度,了解到更多領(lǐng)域的前沿科技的風(fēng)采;更重要的是,老師不僅從專業(yè)的角度給學(xué)生以建議和指教,還在ppt的制作,內(nèi)容的選擇,演示的技巧給予意見和分享經(jīng)驗(yàn),在課堂上極大程地?cái)U(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)物理化學(xué)領(lǐng)域的興趣,提高了學(xué)生的探究交流的能力,雖然在有限的課堂時(shí)間內(nèi)不可能對(duì)眾多的高新領(lǐng)域進(jìn)行深度的研究和學(xué)習(xí),但是讓學(xué)生充分感受到了物理化學(xué)的精彩與魅力。