第一篇：前沿材料科學(xué)結(jié)課論文

對(duì)前沿材料世界的認(rèn)識(shí)及思考

摘要：上一個(gè)世紀(jì)，人類的認(rèn)識(shí)向外延伸到了外層宇宙，向內(nèi)深入到了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的更微觀層次，引發(fā)了物理學(xué)一場(chǎng)大革命。這場(chǎng)革命推動(dòng)了包括化學(xué)、生命科學(xué)在內(nèi)的整個(gè)自然科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)的偉大變革，為材料科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步提供了新的知識(shí)基礎(chǔ)和活力。材料科學(xué)的根本任務(wù)是揭示材料組分、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系，設(shè)計(jì)、合成并制備出具有優(yōu)良使用性能的材料。進(jìn)入21世紀(jì)，回顧一下材料學(xué)的主要進(jìn)展，估計(jì)未來的可能發(fā)展趨勢(shì)，是非常必要和很有意義的。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)

現(xiàn)狀

發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)材料

新材料

挑戰(zhàn)

一、傳統(tǒng)材料的發(fā)展現(xiàn)狀和地位

傳統(tǒng)材料是生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟而又大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的一類材料，如鋼鐵、銅、鋁、橡膠、塑料、玻璃和水泥等金屬、高分子和非金屬無機(jī)化合物，這類材料量大面廣，占材料生產(chǎn)總量的90％以上。在世界范圍內(nèi)，上個(gè)世紀(jì)末20～30年間傳統(tǒng)材料的產(chǎn)量、生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)量，超過以前數(shù)百年，成為人類經(jīng)濟(jì)生活的支柱。但能耗大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，環(huán)境污染等問題已成為制約傳統(tǒng)材料發(fā)展的瓶頸，因此改進(jìn)傳統(tǒng)材料的合成、加工技術(shù)，控制微觀組織結(jié)構(gòu)，提高使用性能，降低成本和環(huán)境污染的任務(wù)十分迫切、繁重。

二、新材料及其發(fā)展趨勢(shì)

新材料又稱先進(jìn)材料。它不以生產(chǎn)規(guī)模，而以優(yōu)異性能、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性取勝的高知識(shí)、高技術(shù)密集形為特點(diǎn)。新材料有結(jié)構(gòu)材料和功能材料之分，前者主要利用它的力學(xué)性能，而后者以其各種物理、化學(xué)效應(yīng)為主。當(dāng)前新材料的發(fā)展方向有高性能化、高功能化、高智能化和復(fù)合化、極限化、仿生化、環(huán)境友好化幾方面。

1．金屬材料：金屬材料，特別是鋼、銅、鋁等，仍是21世紀(jì)的主要結(jié)構(gòu)材料和電能傳輸材料。金屬材料已有成熟的生產(chǎn)工藝，相當(dāng)多的配套設(shè)施和工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，價(jià)格低廉、性能可靠，已成為涉及面廣、市場(chǎng)需求大的基礎(chǔ)材料。金屬材料雖然今后會(huì)部分被高分子材料、陶瓷材料及復(fù)合材料所代替，由于它有比高分子材料高得多的彈性模量，比陶瓷高得多的韌性和良好的導(dǎo)電性能，在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)改變不了它在材料中的主導(dǎo)地位，即使在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中也不例外。隨著航天航空和其它尖端技術(shù)的飛躍的發(fā)展，在改善和提升傳統(tǒng)材料品質(zhì)的同時(shí)，金屬功能材料、非平衡態(tài)金屬，特別是高比強(qiáng)、高模量、耐高溫、抗氧化，抗腐蝕、耐磨損合金和金屬基復(fù)合材料會(huì)有快速的發(fā)展，如金屬超導(dǎo)材料、鈦及其合金、鋁基增強(qiáng)復(fù)合材料，金屬間化合物、形狀記憶合金和納米晶塊體材料等。

２．先進(jìn)陶瓷材料：陶瓷是人類最早使用的人造材料，質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨損、抗腐蝕、膨脹系數(shù)低，可經(jīng)受1400—1600℃的高溫，比金屬間化合物有更高的比強(qiáng)度和比剛度，是很好的高溫結(jié)構(gòu)材料；部分陶瓷還具有壓電、鐵電，半導(dǎo)體、濕敏和氣敏等特殊功能，廣泛用于電子、計(jì)算機(jī)、激光、核反應(yīng)、宇航等現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。近20年來，通過多種增韌手段和原始粉末超細(xì)化、納米化技術(shù)，在消除陶瓷本征脆性的研究方面取得了重大突破；傳統(tǒng)的落后制備成型工藝已逐漸被先進(jìn)的注射成型技術(shù)、高溫?zé)岬褥o壓和微波燒結(jié)等技術(shù)所替代；在反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、表面特征、相平衡、燒結(jié)機(jī)理等基礎(chǔ)研究方面也取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。主要趨勢(shì)是根據(jù)使用性能要求對(duì)陶瓷結(jié)構(gòu)作一定程度的剪裁和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)陶瓷結(jié)構(gòu)納米化和組分的復(fù)相結(jié)構(gòu)，包括纖維或晶須增韌和有機(jī)、無機(jī)復(fù)合等。

３．高分子材料：高分子材料是指分子量從幾百到幾萬，由可加聚或縮聚鏈條狀官能團(tuán)構(gòu)成的有機(jī)化合物。上世紀(jì)90年代，世界的高分子材料年產(chǎn)量超過1億噸，其中塑料8000一9000萬噸，合成橡膠700—800萬噸，合成纖維1000萬噸；僅塑料的產(chǎn)量以體積計(jì)算就相當(dāng)于5.6億噸鋼的體積，是發(fā)展最為迅速的材料之一。這些材料品種繁多，并且正以每年10％的速率遞增。高分子材料80％以上作為包裝、建筑、交通運(yùn)輸和紡織行業(yè)的結(jié)構(gòu)材料和原料。功能高分子材料所占比例相對(duì)較低，主要有離子交換樹脂、催化劑、固化酶，用于印刷、電子工業(yè)、集成電路、微細(xì)加工的感光樹脂，用于薄膜電磁、靜電復(fù)印及全息記錄的電功能離子材料和生物功能材料等。高分子合成理論與技術(shù)對(duì)于高分子材料的制取、改性、設(shè)計(jì)越來越重要，對(duì)發(fā)展高分子新材料有著不可忽視的開拓作用。接枝共聚、共混、縮合聚合、開環(huán)聚合和縮合，是合成高分子材料的主要手段。發(fā)展先進(jìn)的樹脂基、有機(jī)、無機(jī)和異質(zhì)材料連接技術(shù)，研究高分子材料的老化、降鰓機(jī)制和控制技術(shù)，制備綜合性能更好的新材料，是高分子材料發(fā)展的主要趨勢(shì)。

４．光電信息功能材料：信息材料是指與信息獲取、傳輸、存儲(chǔ)、顯示及處理有關(guān)的材料。目前光和電是信息的主要傳遞媒介，又稱光電信息材料。這類材料有半導(dǎo)體材料，各種記錄材料，信息傳輸、顯示、激光、非線性光學(xué)、傳感和壓電、鐵電材料，幾乎包括了現(xiàn)代所有的先進(jìn)功能材料。其中集成電路是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，從材料角度看，集成電路的主要材料仍然是單晶硅。上一世紀(jì)80年代出現(xiàn)的光導(dǎo)通訊系統(tǒng)的相對(duì)信息容量比同軸電纜、微波系統(tǒng)和衛(wèi)星通訊都有數(shù)量級(jí)的提高，不但節(jié)省材料，而且保密性強(qiáng)、抗干擾、損耗小，主要材料是高純石英；目前正在研究損耗僅為0.001～0.01分貝／公里的多組分玻璃信息功能材料，高品質(zhì)傳感器與敏感材料，激光材料、顯示材料，它們均系一批金屬氧化物陶瓷。信息技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最為迅速的高技術(shù)領(lǐng)域，它打破了地域和種族的界限，使人類能夠快速地分享共同的知識(shí)財(cái)富，極大地促進(jìn)了社會(huì)迸步。

５．能源材料：能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要條件。20世紀(jì)以來科學(xué)與工業(yè)的發(fā)展使能源消耗量大幅度上升，全球年耗量超過1012 瓦。能源種類繁多，屬于一次能源有核能、太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能及海洋能等。就大規(guī)模應(yīng)用而言，一次能源利用還需要克服許多科學(xué)和技術(shù)難關(guān)，其中材料就是一個(gè)帶共性的關(guān)鍵問題。太陽能是一種取之不盡最為潔凈的天然能源，每年到達(dá)地球的太陽能達(dá)60億億度，比全球年耗能的總量還大一萬倍。原理上所有的光電轉(zhuǎn)換材料均可作為太陽能材料，但考慮到效率、價(jià)格比和使用壽命，GaAs之類的材料近期內(nèi)發(fā)展前途不大，多晶硅效率雖低，但廉價(jià)、性能穩(wěn)定，仍有發(fā)展前途。除了光、電轉(zhuǎn)換之外，目前人們還在尋找其它太陽能轉(zhuǎn)換機(jī)制。氫燃料電池的核心是儲(chǔ)氫材料。這類材料包括鈦、鎳為基的含鐵、銅、錳材料。這些過渡族金屬、合金、金屬間化合物，由于特殊的晶體結(jié)構(gòu)，氫原子比較容易透入金屬晶格的四面體或八面體間隙位中形成金屬氫化物，儲(chǔ)氫體積可比其體積大1000～1300倍。此外，正在開發(fā)中的核聚變能和磁流體發(fā)電機(jī)，可望在2l世紀(jì)投入實(shí)際應(yīng)用。它們需要能在更高的溫度、磁場(chǎng)和耐蝕條件下長期工作。

６．生物醫(yī)學(xué)材料：生物醫(yī)學(xué)材料是一類合成物質(zhì)，或天然物質(zhì)與合成物的組合體。它能作為一個(gè)系統(tǒng)的整體或部分，在一定時(shí)限內(nèi)，治療、增進(jìn)或替代機(jī)體的組織、器官或功能的材料。生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展趨勢(shì)是利用生物學(xué)原理，設(shè)計(jì)、制造真正仿生物的材料，并且注重可降解吸收、最終形成與生物體完全相容的材料；在加工技術(shù)方面發(fā)展在微米或納米級(jí)尺寸上進(jìn)行三維組織結(jié)構(gòu)控制、設(shè)計(jì)與制造仿生材料。７．納米材料：納米材料是由數(shù)百或幾千個(gè)原子組成的超細(xì)微?；蛴蛇@些微粒組成的納米晶塊體材料的總稱。納米微粒是保留材料特性的最小單元，它既不同于常規(guī)材料，也不同于單個(gè)的原子和分子，具有許多與相同組分一般材料完全不同的奇異特性，研究表明，上述奇異特性與納米材料特殊的內(nèi)部電子結(jié)構(gòu)和原子排序密切相關(guān)。這些特殊的物理效應(yīng)和功能，為新材料的發(fā)展開辟了一條嶄新的研究領(lǐng)域。很有可能使21世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)生革命性的在飛躍，極大地改變?nèi)祟惖纳尜|(zhì)量。

８．超導(dǎo)材料：超導(dǎo)材料是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。超導(dǎo)體具有零電阻和完全抗磁性的特點(diǎn)，對(duì)電流傳輸無能量損耗，是一種理想的導(dǎo)體材料。超導(dǎo)材料有低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)材料之分。低溫超導(dǎo)材料要在液氦溫度(4．2K)才能顯示超導(dǎo)性，目前已發(fā)現(xiàn)有近70種單質(zhì)元素和5千多種合金、化合物具有超導(dǎo)性，其中NbTi合金和Nb3Sn化合物的超導(dǎo)性能最好，已經(jīng)用于大型工程項(xiàng)目。高溫超導(dǎo)材料是1986年才發(fā)現(xiàn)的一種新型超導(dǎo)體，在液氮溫度(77K)就顯現(xiàn)超導(dǎo)特性。液氮比液氦資源豐富，容易制取，因此高溫超導(dǎo)材料比低溫超導(dǎo)材料更易被工程使用接受，倍受各國企業(yè)界和政府部門的高度重視。高溫超導(dǎo)材料多數(shù)是含銅的氧化物陶瓷。在已發(fā)現(xiàn)的數(shù)十種高溫超導(dǎo)材料中，YBa2cu3西和Bi2％ca2cu308具有最好的綜合超導(dǎo)性能，已經(jīng)在工程項(xiàng)目中開始試用。我國超導(dǎo)材料研究在加工合成和組織控制方面處于國際先進(jìn)行列。在Bi系長帶研究和Y系塊材制備技術(shù)上占有一定優(yōu)勢(shì)。繼續(xù)尋找更高轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)材料，加強(qiáng)對(duì)氧化物高溫超導(dǎo)體的組織結(jié)構(gòu)控制和成型方法研究，提高現(xiàn)有材料在磁場(chǎng)中的工程臨界電流密度，擴(kuò)大和開拓應(yīng)用領(lǐng)域，加強(qiáng)功能元器件制備工藝研究，是當(dāng)前超導(dǎo)材料研究的主要任務(wù)。

三、材料設(shè)計(jì)、合成與加工成形技術(shù)

材料設(shè)計(jì)的設(shè)想始于20世紀(jì)50年代，其目的是淘汰傳統(tǒng)的“炒菜”法，按指定性能“定做”新材料，按生產(chǎn)要求“設(shè)計(jì)”最佳的制備和加工方法。物理學(xué)和化學(xué)的發(fā)展，特別是凝聚態(tài)理論、量子化學(xué)和化學(xué)成鍵理論的發(fā)展，使人們對(duì)材料的結(jié)構(gòu)與性能，制備與加工之間的變化規(guī)律有了較深的認(rèn)識(shí)，為材料設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)：計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，尤其是人工智能、模式識(shí)別、知識(shí)庫和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，使物理、化學(xué)理論和大批雜亂的實(shí)驗(yàn)資料溝通起來，使人們可以用歸納、演繹相結(jié)合的方式對(duì)新材料研究做出決策并提供行之有效的技術(shù)和方法，很多過去不能制備的人造材料，如超晶格、納米晶固體、亞穩(wěn)相準(zhǔn)晶、復(fù)合材料和一大批人工裁剪、縮合或聚合而成的高分子材料都是預(yù)先設(shè)計(jì)并制造出來的?，F(xiàn)代意義上的材料的合成與加工，指的是按設(shè)計(jì)要求建立原子、分子和分子團(tuán)的新排列，在所有尺度上，包括從原子尺度到宏觀尺度對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，高效、經(jīng)濟(jì)地制造材料和零件的過程。材料設(shè)計(jì)、合成和加工是制造和生產(chǎn)高質(zhì)量、低成本產(chǎn)品的關(guān)鍵，是融合人類物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)、技術(shù)進(jìn)步與工程基礎(chǔ)科學(xué)的一個(gè)很大交叉領(lǐng)域。長期以來，不僅在中國，甚至包括美國等許多先進(jìn)國家都把材料合成與加工看成是服務(wù)性的，缺乏應(yīng)有的支持與關(guān)注，削弱了它與材料工程其它要素之間的聯(lián)系，在基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)和教育部門尤其如此，致使這一領(lǐng)域缺乏合格的科學(xué)家和工程師，出現(xiàn)了合成加工落后于基礎(chǔ)研究的局面，這種狀況應(yīng)該得到盡快的改變和糾正。

四、結(jié)束語

在上一世紀(jì)里，世界的變化比過去任何時(shí)候都要大，其原因在于技術(shù)直接緊隨基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步而發(fā)展，這為材料科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。在結(jié)構(gòu)材料方面，除了繼續(xù)對(duì)傳統(tǒng)材料進(jìn)行改造升級(jí)之外，應(yīng)該特別重視發(fā)展耐高溫、抗腐蝕、高比強(qiáng)、高韌、高剛度新材料及復(fù)合材料：對(duì)于功能材料，應(yīng)特別重視多功能，高集成度、高效率的信息功能材料；大力加強(qiáng)能源材料、超導(dǎo)材料和生物醫(yī)用材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，擴(kuò)大它們的應(yīng)用領(lǐng)域；加強(qiáng)材料的設(shè)計(jì)、合成與加工的基礎(chǔ)研究和技術(shù)、裝備研究，把21世紀(jì)的材料科學(xué)與工程推進(jìn)到一個(gè)新的水平。參考文獻(xiàn)：

[1]周廉.材料科學(xué)與工程發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].科技信息,2000(5):10—13.[2]國家新材科產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì).中國新材科發(fā)展報(bào)告.納米科技2005.4． [3]張鈞林,材料科學(xué)與工程的學(xué)科發(fā)展、現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)[J].甘肅科技,2008,24(15).[4]楊耀武.未來世界科技發(fā)展趨勢(shì)及特點(diǎn)[J].世界科學(xué),2004(12).[5]趙玉嶺.納米材料性質(zhì)及應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2009(8).[6]師昌緒.21世紀(jì)初的材料科學(xué)技術(shù)(一)、(二)、(三)、(四)[J].金屬世界,2002(3)． [7]孫亞麗,胡維新.材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展與社會(huì)相互作用的思考[J].中國建材科技,2005,14(2).李世普,Li Shipu.材料科學(xué)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及其發(fā)展方向[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào),2006,22(3).[9]才磊,CAI Lei.材料是21世紀(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[J].中國科技術(shù)語,2010,12(4).

第二篇：冶金科學(xué)前沿結(jié)課論文

冶金工程科學(xué)前沿

講座作業(yè)

姓名：楊毛毛 學(xué)號(hào)：G20158235 班級(jí)：冶碩4班 學(xué)院：冶金與生態(tài)工程

目錄

第一部分概述.........................................................................................3 第二部分課程內(nèi)容小結(jié)..........................................................................3

2.1 轉(zhuǎn)型發(fā)展情況下轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步（王新華）......................................3 2.2 中國鋼鐵冶金現(xiàn)狀與非金屬夾雜物研究（張立峰）.....................................4 2.3 煉鐵新技術(shù)及前沿（吳勝利）.........................................................................6 2.4 高品質(zhì)特殊鋼大斷面連鑄關(guān)鍵技術(shù)和裝備開發(fā)與應(yīng)用（張家泉）.............7 2.5 生物冶金（李宏煦）........................................................................................7 2.6 冶金流程工程理論及其應(yīng)用（徐安軍）.........................................................9 2.7 鋁冶金技術(shù)現(xiàn)狀（薛濟(jì)來）...........................................................................10 2.8 金屬材料的強(qiáng)化以及高強(qiáng)鋼的開發(fā)（王福明）...........................................10 2.9 冶金固廢及二次能源利用新技術(shù)（郭占成）...............................................11 2.10 鋼鐵生命周期的集約化控制技術(shù)（李素琴）.............................................12 2.11 高爐煉鐵的若干前沿技術(shù)（張建良）.........................................................14 2.12 吹氬精煉鋼包內(nèi)非金屬夾雜物去除機(jī)理探究（李京社）.........................16 2.13 電弧爐煉鋼復(fù)合吹煉技術(shù)的研究于應(yīng)用（朱榮）.....................................17 第三部分課后感想...............................................................................19

第一部分概述

一個(gè)半月以來，通過對(duì)冶金工程科學(xué)前沿講座這門課程的學(xué)習(xí)，使我明白了本專業(yè)的重要價(jià)值和基礎(chǔ)地位。冶金技術(shù)就是從礦石中提取金屬和金屬化合物，然后用各種方法制成具有一定性能的金屬材料。從遠(yuǎn)古時(shí)代以來，在銅金屬被提煉出來之后，人類的生產(chǎn)生活與金屬及其制品的關(guān)系就變得日益密切。在現(xiàn)代社會(huì)，人們的衣食住行更是離不開金屬材料，生產(chǎn)活動(dòng)的工具與設(shè)施也都要使用金屬材料。可以說，沒有金屬材料便沒有人類今天的物質(zhì)文明。

冶金工程為經(jīng)濟(jì)提供強(qiáng)有力的生產(chǎn)資料保障，涉及的是商業(yè)性的應(yīng)用，因此是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，她會(huì)不斷吸取自然科學(xué)，特別是物理學(xué)、化學(xué)、力學(xué)等方面的新成就，指導(dǎo)冶金生產(chǎn)技術(shù)向廣度和深度發(fā)展；在另一方面，冶金工程又以豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，反過來充實(shí)了上述學(xué)科的內(nèi)容。雖然我國鋼鐵工業(yè)已取得了長足的發(fā)展，但還有許多類型的鋼鐵和金屬材料有待突破，因此加強(qiáng)對(duì)冶金前沿技術(shù)的研究對(duì)于國家戰(zhàn)略發(fā)展尤為重要。

下面對(duì)冶金工程科學(xué)前沿講座這門課程老師的部分講課內(nèi)容和本人的觀后感想進(jìn)行小結(jié)。

第二部分課程內(nèi)容小結(jié)

2.1 轉(zhuǎn)型發(fā)展情況下轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步（王新華）

轉(zhuǎn)爐煉鋼作為目前最主要的煉鋼方法，其技術(shù)上的進(jìn)步對(duì)我國煉鋼生產(chǎn)的發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用。王新華老師主要從轉(zhuǎn)爐內(nèi)部脫磷反應(yīng)原理、新形勢(shì)下各國轉(zhuǎn)爐采取的不同生產(chǎn)工藝、優(yōu)質(zhì)汽車板的生產(chǎn)要求、保護(hù)渣卷入形成的缺陷以及底吹攪拌和雙渣法冶煉的優(yōu)缺點(diǎn)等方面為我們介紹了我國轉(zhuǎn)爐煉鋼的現(xiàn)狀，在分析國內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上又詳細(xì)闡述了轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)上的創(chuàng)新，分析討論了目前國內(nèi)煉鋼生產(chǎn)中所存在的主要技術(shù)問題，并對(duì)今后我國轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提出了一些建議。

目前國內(nèi)轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐的基本經(jīng)驗(yàn)可概括為以下幾點(diǎn)：(1)根據(jù)冶煉鋼種和生產(chǎn)工藝的不同，選擇恰當(dāng)?shù)臑R渣工藝；(2)提高氮?dú)鈮毫?，?yōu)化濺渣工藝；(3)合理 選擇開始濺渣時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)爐襯的“零侵蝕”；(4)濺渣與補(bǔ)爐相結(jié)合，嚴(yán)格控制濺渣后轉(zhuǎn)爐爐型；(5)加強(qiáng)煙罩水冷爐口等設(shè)備的維護(hù)及檢修，延長其使用壽命。長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)的開發(fā)成功，對(duì)煉鋼技術(shù)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響，不僅降低了轉(zhuǎn)爐煉鋼成本，提高了作業(yè)率，還改變了轉(zhuǎn)爐操作制度，使我國煉鋼廠均不再采用“三吹二”或“二吹一”的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了“三吹三”，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，提高轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度受爐容比限制，但采用以下技術(shù)有利于進(jìn)一步提高供氧強(qiáng)度，從而使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率提高：(1)大幅減少渣量，對(duì)于少渣冶煉轉(zhuǎn)爐由于渣量減少可大幅提高供氧強(qiáng)度；(2)優(yōu)化改進(jìn)氧槍結(jié)構(gòu)，提高噴槍化渣速度，減少熔池噴濺和避免產(chǎn)生大量FeO粉塵是大幅提高供氧強(qiáng)度的關(guān)鍵；(3)采用底吹強(qiáng)攪拌工藝，促進(jìn)初渣熔化，實(shí)現(xiàn)渣鋼反應(yīng)平衡，是提高熔池供氧強(qiáng)度的重要基礎(chǔ)；(4)采用計(jì)算機(jī)終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼及提高出鋼口壽命，縮短出鋼時(shí)間，進(jìn)而縮短轉(zhuǎn)爐輔助作業(yè)時(shí)間，也是提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率的重要技術(shù)措施。

煉鋼作為鋼鐵生產(chǎn)的重要工序，對(duì)降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量等具有決定性影響。目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法，而中國相對(duì)便宜的勞動(dòng)力，緊缺的廢鋼資源以及昂貴的電價(jià)等又進(jìn)一步促進(jìn)了我國轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)中期，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的誕生不僅推動(dòng)了煉鋼技術(shù)的進(jìn)步，而且在其后的發(fā)展過程中也帶動(dòng)了高爐大型化、連鑄及爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，奠定了 現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，鋼鐵產(chǎn)能過剩，導(dǎo)致鋼材價(jià)格下降，殘酷的市場(chǎng)競爭將使一些落后的鋼鐵廠倒閉，同時(shí)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展也受到資源、環(huán)境等因素的限制，原、燃料漲價(jià)也不斷壓縮鋼鐵廠的利潤空間。面對(duì)挑戰(zhàn)，鋼鐵企業(yè)必須努力發(fā)展高效生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)經(jīng)營成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量并大力推廣清潔生產(chǎn)工藝和節(jié)能新技術(shù)，只有這樣才 可能在激烈的市場(chǎng)競爭中立于不敗之地。

2.2 中國鋼鐵冶金現(xiàn)狀與非金屬夾雜物研究（張立峰）

潔凈鋼已廣泛用于汽車、家電、食品工業(yè)及至海洋結(jié)構(gòu)、耐酸管線以及在嚴(yán)格條件下的其它某種用途。關(guān)于潔凈鋼的概念，E.K.Holappa認(rèn)為有兩點(diǎn)：顧名思義一是鋼中雜質(zhì)要超低量，即鋼中S、P、O、N、H甚至包括C應(yīng)超低量，二是嚴(yán)格控制鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量和形態(tài)。潔凈鋼的概念應(yīng)隨工藝的發(fā)展，鋼的級(jí)別和用途而異。2.2.1 鋼中氧的控制

控制鋼中氧的方法甚多，其重點(diǎn)之一是防止鋼水二次氧化。首先是防止出鋼過程中高FeO、MnO的爐渣帶入鋼包。有人提出兩種解決辦法：一是提高渣中(MgO)含量到10%；二是提高CaO/SiO2到5以上，這樣可使轉(zhuǎn)爐渣中(TFeO)含量降到 13%～14%，此外，并使用機(jī)械擋渣法，如擋渣球，擋渣帽等。2.2.2 鋼中氮的控制

當(dāng)壓力為1mbar時(shí)，N2在鋼中的溶解度為14×10-4%，鋼中[N]是難于去除的，一是因?yàn)榈阡撘褐袛U(kuò)散系數(shù)小，反應(yīng)速度慢；二是在煉鋼出鋼到連鑄過程中吸氮常常發(fā)生。因此精煉之前鋼中氮盡量低；此外應(yīng)盡量減少吸氮來源。入爐鐵水比與吹煉終點(diǎn)[N]含量有一定關(guān)系，全鐵水煉鋼是十分重要的。鋼中氮主要通過煉鋼初期 CO的沸騰排出，轉(zhuǎn)爐吹煉后期，CO氣體減少，表面氣體壓力大大降低，鋼液將從大氣中吸氮，為解決這個(gè)問題有人指出，此時(shí)添加白云石以產(chǎn)生大量的CO2氣體，形成一個(gè)正壓層來阻止鋼液從大氣中吸氮。2.2.3 鋼中硫的控制

鋼中的線性硫化物是裂紋源而使產(chǎn)品易于斷裂，對(duì)于中厚板易于產(chǎn)發(fā)SSC裂紋和HIC裂紋。當(dāng)鋼中[S]>0.025%時(shí)，連鑄坯產(chǎn)生裂紋的傾向性大為增加，[S]低則有很好的抗層狀斷裂的能力，所以對(duì)鋼中[S]的要求一向十分嚴(yán)格。脫硫主要是鐵水預(yù)脫硫。預(yù)脫硫鐵水應(yīng)強(qiáng)調(diào)：高爐鐵水[S]盡量低，處理后強(qiáng)強(qiáng)調(diào)扒渣，防止回硫。鐵水預(yù)脫硫最好水平是把[S]脫至10×10-4%；此外是爐外精煉脫硫。爐外精煉脫硫應(yīng)注意三點(diǎn)：鋼液及渣中氧含量要低；使用高堿性渣；鋼包混合要均勻。爐外精煉脫硫的方式有出鋼過程脫硫、鋼包吹A(chǔ)r攪拌脫硫、RH處理脫硫。脫硫劑則主要以CaO+CaF2為主，E.T.R.Jones還提出了Mg基熔劑脫硫的概念。

2.2.4 鋼中磷的控制

鋼中[P]過高，在凝固時(shí)會(huì)嚴(yán)重偏析而導(dǎo)致產(chǎn)品脆裂。高爐是不能脫磷的，高爐出來的鐵水一般在700～1000×10-4%之間。脫[P]需要高氧位、高堿度渣、低溫、攪拌條件好。鋼中[P]的除去一般有三種方式：一是鐵水預(yù)處理脫[P]，這在日本已經(jīng)開始使用，脫磷后[P]可達(dá)100～180×10-4%；二是轉(zhuǎn)爐或電爐精煉脫[P]，脫磷是在煉鋼初期氧化脫碳過程的同時(shí)進(jìn)行吹煉終點(diǎn)；三是爐外精煉脫磷：鋼包中脫磷可以達(dá)到[P]<30×10-4%的水平。一些廠家，在出鋼過程中以“CaO+ CaF2+鐵礦石”為脫磷劑脫[P]，達(dá)到了鋼中[P]20～30×10-4%的水平。2.2.5 鋼中氫的控制

鋼中[H]含量過多，易于產(chǎn)生氫發(fā)裂和白點(diǎn)，導(dǎo)致鋼的嚴(yán)重缺陷。有關(guān)研究得出結(jié)論，若鋼中[S]<10×10-4%，則[H]<1×10-4%。當(dāng)壓力為1毫巴時(shí)，氫氣在鋼中溶解度為0.91×10-4%。實(shí)際上，通常要求鋼中[H]<2×10-4%。為了達(dá)到此目標(biāo)，保持鋼液處于非常低的壓力是非常重要的。脫[H]主要靠轉(zhuǎn)爐煉鋼初期通過CO的激烈沸騰脫氫和RH處理過程中脫氫。其余各階段均是增氫的，所以脫[H]的重點(diǎn)在于防止脫氣處理后連鑄過程各階段的增氫，應(yīng)該嚴(yán)格控制渣成分和狀態(tài)。由于造渣劑，合金料的潮濕以及新砌中間包未干，大氣吸入所引起的增氫等等。

2.3煉鐵新技術(shù)及前沿（吳勝利）

吳勝利老師主要圍繞鋼鐵工業(yè)的地位及其存在問題、煉鐵生產(chǎn)現(xiàn)狀及面臨的新挑戰(zhàn)、煉鐵工藝節(jié)能減排的技術(shù)方向、鐵礦資源高效使用原理及技術(shù)以及資源環(huán)保型煉鐵工藝研發(fā)動(dòng)向等角度并采用了大量的最新宏觀數(shù)據(jù)向我們介紹了煉鐵工藝的主要問題：

1、節(jié)能減排問題：煉鐵工序能搞占鋼鐵企業(yè)能耗的70%左右，SOX，NOX等總量大、濃度低（捕捉困難）；

2、鐵礦資源問題：鐵礦資源對(duì)外依存度高達(dá)70%，資源劣質(zhì)化趨勢(shì)明顯；

3、鋼鐵企業(yè)處于絕對(duì)低價(jià)位而虧損壓力大，煉鐵成本占鋼鐵生產(chǎn)成本的2/3。鐵礦石原礦含鐵品位低，平均含鐵量僅為31.30%，比世界鐵礦石平均品位低12個(gè)百分點(diǎn)，且貧礦約占儲(chǔ)藏總量的97.7%，按金屬鐵量計(jì)算，我國鐵礦石資源僅占世界的6%。雖然經(jīng)過選礦工序，可以將精礦的含鐵品位提高至60%以上，但“剝采比”和“選礦比”高，前者接近3，后者約為2.6，生產(chǎn)1噸成品精礦需要完成約8噸的采剝總量，鐵礦生產(chǎn)成本高。鐵礦石類型復(fù)雜，多組分共生或伴生的復(fù)合礦多給選礦和冶煉工藝帶來一定的困難。國外鐵礦石儲(chǔ)量為1542億t，基礎(chǔ)儲(chǔ)量為729億t，鐵金屬儲(chǔ)量基礎(chǔ)為1592億t。按原礦儲(chǔ)量多少排序有：烏克蘭、俄羅斯、澳大利亞、巴西、哈薩克斯坦、美國、印度、委內(nèi)瑞拉、瑞典、伊朗、加拿大、南非、毛里塔尼亞、墨西哥。鐵的儲(chǔ)量多少排序有：俄羅斯、澳大利亞、巴西、印度、哈薩克斯坦、委內(nèi)瑞拉、瑞典、美國、加拿大、伊朗、南非、毛里塔尼亞、墨西哥。煉鐵生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于“鋼鐵比”高的我國而言，煉鐵工序必不可少。煉鐵不僅為煉鋼提供原料，而且是整個(gè)鋼鐵企業(yè)能源（煤氣）平衡的最重大貢獻(xiàn)者。

2.4 高品質(zhì)特殊鋼大斷面連鑄關(guān)鍵技術(shù)和裝備開發(fā)與應(yīng)用（張家泉）

2005年項(xiàng)目立項(xiàng)之初，高品質(zhì)特殊鋼大斷面產(chǎn)品全球短缺、生產(chǎn)工藝多為傳統(tǒng)模鑄工藝，高端產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量無法滿足使用要求。目前生產(chǎn)大斷面鑄坯的首選工藝為全弧形連鑄，該工藝具有產(chǎn)量高，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)。當(dāng)時(shí)的高品質(zhì)特殊鋼大斷面連鑄存在著一系列的技術(shù)難點(diǎn)：初期傳熱和凝固控制難度大；中心易產(chǎn)生疏松和偏析，裂紋傾向大；鑄坯下滑力大，矯直與過程控制難；鋼種差異性大，工藝復(fù)雜。

通過十余年的持續(xù)攻關(guān)創(chuàng)新，建立了大斷面特殊鋼連鑄內(nèi)部疏松和成分偏析控制理論與方法創(chuàng)新提出來了鋼水注流動(dòng)量與凝固過熱度強(qiáng)化好散理論，開發(fā)出旋流澆鑄工藝技術(shù)，建立了連鑄電磁流體-熱-溶質(zhì)傳輸耦合模型，解釋了連鑄過程宏觀偏析形成與分布規(guī)律，奠定了大斷面連鑄工藝與產(chǎn)品內(nèi)部均質(zhì)性控制的理論基礎(chǔ)；解決了特殊鋼大斷面連鑄生產(chǎn)與熱裝過程裂紋控制難題，開發(fā)出大斷面小曲率、超弱冷和高溫低應(yīng)變連鑄矯直技術(shù)，以及下線控溫?zé)嵫b等成套先進(jìn)工藝，為消除特殊鋼大斷面連鑄與熱裝過程裂紋提供了可靠技術(shù)保障，首創(chuàng)世界最大規(guī)格全弧形特殊鋼連鑄裝備，并建立了基于CAE的鑄機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范；開發(fā)了大斷面高品質(zhì)特殊鋼連鑄化生產(chǎn)成套工藝與專有技術(shù)。本項(xiàng)成果打破了國外技術(shù)壟斷，引領(lǐng)了大斷面特殊鋼連鑄化生產(chǎn)方向。

隨著大斷面連鑄產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，不僅給各個(gè)單位和企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，縮短了下游制造業(yè)的加工流程，形成了高效低成本的新產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)了我國鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)，還有力地推動(dòng)了國家清潔能源行業(yè)的發(fā)展。

2.5生物冶金（李宏煦）

生物冶金技術(shù)，又稱生物浸出技術(shù)，通常指礦石的細(xì)菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物進(jìn)行。這些微生物被稱作適溫細(xì)菌，靠無機(jī)物生存，對(duì)生命無害。這些細(xì)菌靠黃鐵礦、砷黃鐵礦和其他金屬硫化物如黃銅礦和銅鈾云母為生。適溫 細(xì)菌和其他細(xì)菌通常生活在因硫氧化而產(chǎn)生的酸性環(huán)境中，如溫泉、火山附近地區(qū)和富含硫的地區(qū)。

由澳大利亞一家公司培養(yǎng)的適溫細(xì)菌最早是在西澳的一礦山中發(fā)現(xiàn)的，在含硫的酸性環(huán)境中，在高溫條件下對(duì)可溶性金屬有很好的聚積作用。適溫細(xì)菌和其他“靠吃礦石為生”的細(xì)菌如何氧化酸性金屬的機(jī)理不得而知?；瘜W(xué)和生物作用將酸性金屬氧化變成可溶性的硫酸鹽，不可溶解的貴金屬留在殘留物中，鐵、砷和其他金屬，如銅、鎳和鋅進(jìn)入溶液。溶液可與殘留物分離，在溶液中和之前，采取傳統(tǒng)的加工方式，如溶劑萃取，來回收賤金屬，如銅。殘留物中可能存在的貴金屬，經(jīng)細(xì)菌氧化后，通過氰化物提取。

常規(guī)冶金技術(shù)在品位低的礦物加工過程中，成本比較高，污染非常大，使用生物冶金技術(shù)，通俗的講就是用含細(xì)菌的菌液進(jìn)行浸泡，這些微生物大多是一些化能自養(yǎng)菌，它們以礦石為食，通過氧化獲取能量，這些礦石由于被氧化，從不溶于水變成可溶，人們就能夠從溶液中提取出礦物。

微生物浸礦是指用含微生物的溶劑從礦石中溶解有價(jià)金屬的方法。用微生物處理的礦石多為用傳統(tǒng)方法無法利用的低品位礦、廢石、多金屬共生礦等。微生物浸礦過程機(jī)理的研究已有很長的歷史，在細(xì)菌的生長、硫化礦分解等方面已有較深刻的認(rèn)識(shí)。細(xì)菌浸礦過程是細(xì)菌生長及包括化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)、動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的硫化礦氧化分解的復(fù)雜過程。2.5.1 微生物浸礦工藝

包括堆浸法、地浸法、槽浸法以及攪拌浸出法等。2.5.2 生物濕法冶金

生物濕法冶金是一種很有前途的新工藝，它不產(chǎn)生二氧化硫，投資少，能耗低，試劑消耗少，能經(jīng)濟(jì)地處理低品位、難處理的礦石。目前，這種方法仍處于發(fā)展之中，它還必須克服自身的一些局限性，如反應(yīng)速度慢、細(xì)菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差，超出了一定的溫度范圍細(xì)菌難以成活，經(jīng)不起攪拌，等等。2.5.3 生物浸出

生物浸出是指利用細(xì)菌對(duì)含有目的元素的礦物進(jìn)行氧化，被氧化后的目的元素以離子狀態(tài)進(jìn)入溶液中，然后對(duì)浸出的溶液進(jìn)一步進(jìn)行處理，從中提取有用元素，浸渣被丟棄的過程。如細(xì)菌對(duì)銅、鋅、鈾、鎳、鈷等硫化礦物的氧化，即屬于生物浸出。2.5.4 尾礦現(xiàn)狀 當(dāng)前，我國鐵尾礦的排放量增長迅速，堆存量日益增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1949-2009年，全國鐵尾礦排放量大約為62億t。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國累計(jì)堆存的鐵尾礦量高達(dá)50億t左右，而且隨著鐵尾礦排放量的提高，其堆存量日益增大。2010年我國大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用率在40%左右，其中粉煤灰的綜合利用率為68 %煤研石的綜合利用率為61%，冶煉渣的綜合利用率為60 %，相比之下尾礦的綜合利用率大大滯后，僅為14%，尤其鐵尾礦的利用率更低為10%以下，與發(fā)達(dá)國家綜合利用率為60%相比還存在很大的差距。

2.6 冶金流程工程理論及其應(yīng)用（徐安軍）

通過鋼鐵流程的優(yōu)化和物質(zhì)流、能量流、信息網(wǎng)絡(luò)集成構(gòu)建，對(duì)鋼鐵工業(yè)長流程和短流程關(guān)鍵界面匹配、二次能源高效轉(zhuǎn)化、低品質(zhì)余熱回收利用、低碳綠色制造、鋼鐵鑄造流程三個(gè)功能價(jià)值提升等模式優(yōu)化與關(guān)鍵技術(shù)深度開發(fā)。實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料與其流程的高效化、綠色化制造。高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)

特殊鋼新型強(qiáng)韌化機(jī)制與高可靠長壽命機(jī)理；耐高溫、應(yīng)力、腐蝕等服役環(huán)境適應(yīng)性材料設(shè)計(jì)技術(shù)；高潔凈度冶煉、夾雜物精確控制、均質(zhì)化與組織精細(xì)化控制、精確成型與加工等產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定控制技術(shù)；低成本制造及簡化流程技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

高性能耐蝕鋼制造關(guān)鍵技術(shù)

基于產(chǎn)品全生命周期概念的材料設(shè)計(jì)方法，研發(fā)不同腐蝕機(jī)理的耐蝕鋼合金成分設(shè)計(jì)、冶煉、連鑄、控軋控冷、焊接、機(jī)械加工等技術(shù)，形成具有我國自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的耐蝕鋼材料體系。低品位難選礦綜合選別和利用技術(shù)

低品位難選鐵礦石磨礦-重磁-反浮選技術(shù)；釩鈦磁鐵礦綜合利用技術(shù)；尾礦細(xì)磨-選別綜合再利用技術(shù)；復(fù)雜難選鐵礦石流態(tài)化（閃速、流化床、懸浮焙燒）-磁選關(guān)鍵技術(shù)；弱還原氣氛形成及控制技術(shù)；易氧化粉料冷卻和余熱利用技術(shù)及裝備。鋼鐵制造流程余熱減量化與深度化利用技術(shù) 2.7 鋁冶金技術(shù)現(xiàn)狀（薛濟(jì)來）

本部分薛老師主要對(duì)鋁冶金的生產(chǎn)工藝流程、其技術(shù)發(fā)展以及目前世界上各國家的前沿技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹，并仔細(xì)的分析了我國與美日等國家在輕金屬冶金前沿技術(shù)領(lǐng)域的差距以及存在的一些問題。

金屬鋁是性能優(yōu)異、用途廣泛、關(guān)聯(lián)度大的基礎(chǔ)輕金屬材料，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有不可替代的重要作用。它具有密度小、塑性高、優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和抗蝕性等優(yōu)點(diǎn)，而大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、軍事工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和航空航天等領(lǐng)域。目前世界上鋁的冶煉主要采用冰晶石氧化鋁熔鹽電解法煉鋁工藝，然而該法所存在的問題長期以來未能從根本上得到解決，其他煉鋁新工藝的探索研究從未停止過。近些年來，人們對(duì)常壓碳熱還原法煉鋁研究較多，然而該法需在2000攝氏度以上才能將金屬鋁還原，且產(chǎn)物金屬鋁與渣相難以分離，最終得到鋁的合金。而氧化鋁真空碳熱還原氯化法煉鋁作為一種新的煉鋁法，理論上真空條件可降低生成金屬鋁的熱力學(xué)溫度，工藝流程短，設(shè)備簡單，且產(chǎn)物金屬鋁與渣相容易分離。

氧化鋁真空碳熱還原氯化法煉鋁過程分三步進(jìn)行:

1、氧化鋁碳熱還原過程(50150 Pa，高于1753 K)，Al4O4C+ 3C+ 2AlCl3(g)= 6AlCl(g)+ 4CO(g)

Al4C3+ Al2O3+ 3AlCl3(g)= 9AlCl(g)+ 3CO(g)

Al4O4C+ Al4C3+ Al2O3+ 3C+ 5AlCl3(g)= 15AlCl(g)+ 7CO(g)

3、低價(jià)氯化鋁AlCl(g)低溫歧化分解過程(50-200 Pa，低于933 K)，3AlCl(g)= 2Al+ AlCl3(g，s)2.8金屬材料的強(qiáng)化以及高強(qiáng)鋼的開發(fā)（王福明）

王福明老師首先向我們介紹了鋼鐵材料將向著高強(qiáng)化、純凈化以及均勻化（成分，組織等），實(shí)現(xiàn)長壽化，達(dá)到節(jié)能減排的發(fā)展方向，并通過合金化和熱處理工藝等來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)韌化（固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、相變強(qiáng)化以及細(xì)晶強(qiáng)化，從而實(shí)現(xiàn)將金屬學(xué)、冶金學(xué)與鋼鐵材料研發(fā)、品質(zhì)提高、生產(chǎn)工藝優(yōu)化等聯(lián)系起來。2.8.1 金屬材料的強(qiáng)化機(jī)理

金屬材料塑性變形的微觀原理是存在位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)

1、位錯(cuò)是實(shí)際晶體中存在的真實(shí)缺陷

2、位錯(cuò)在作用力τ的作用下享有的滑移，最終移除表面而消失。工程結(jié)構(gòu)材料主要在彈性范圍內(nèi)使用，因此，流變應(yīng)力的重要性更為突出； 流變應(yīng)力組成

（1）抑制位錯(cuò)源開動(dòng)的應(yīng)力，稱之為源硬化。

（2）阻力是錯(cuò)位開始運(yùn)動(dòng)之后才起作用的，對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)起妨礙的作用，稱之為摩擦阻力。

強(qiáng)化金屬材料的思路

點(diǎn)陣阻力：移動(dòng)位錯(cuò)使它從一個(gè)平衡位置滑移到下一個(gè)平衡位置之間的位壘所需要的力，也就是在完整晶體中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦阻力；點(diǎn)陣阻力對(duì)組織部敏感，它的大小主要決定于鍵合強(qiáng)度和點(diǎn)陣類型；共價(jià)鍵的點(diǎn)陣阻力最高，成為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)主要障礙；對(duì)于金屬鍵結(jié)合的晶體，點(diǎn)陣阻力小，不是主要妨礙，可忽略；除點(diǎn)陣阻力外，金屬材料中位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力是隨組織變化而大幅度變化的。提高金屬材料強(qiáng)度的方法是阻止金屬晶體中位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，設(shè)法在金屬中引入大量的晶體缺陷，大大增加位錯(cuò)之間，位錯(cuò)和其他晶體缺陷之間的交互作用，從而阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致金屬抗變形能力大大提高。這就是通常強(qiáng)化的思路和方法。2.8.2金屬材料強(qiáng)化的方法

1、形變強(qiáng)化

2、固溶強(qiáng)化

3、分散強(qiáng)化

4、晶界強(qiáng)化

5、相變強(qiáng)化 2.8.3超低碳貝氏體鋼 為達(dá)到超細(xì)化要考慮：

1、充分?jǐn)U大的非再結(jié)晶區(qū)溫度范圍；

2、變形后有很快的應(yīng)變誘導(dǎo)析出；

3、冷卻時(shí)在貝氏體相變開始前形成較多針狀鐵素體；

4、鋼種高強(qiáng)化后仍有很好的韌性和可焊性；

2.9冶金固廢及二次能源利用新技術(shù)（郭占成）

超重力技術(shù)是強(qiáng)化多相流傳遞及反應(yīng)過程的新技術(shù)，上個(gè) 世紀(jì)問世以來，在國內(nèi)外受到廣泛的重視，由于它的廣泛適用性以及具有傳統(tǒng)設(shè)備所不具有的體積小、重量輕、能耗低、易運(yùn)轉(zhuǎn)、易維修、安全、可靠、靈活以及更能適應(yīng)環(huán)境 等優(yōu)點(diǎn)，使得超重力技術(shù)在環(huán)保和材料生物化工等工業(yè)領(lǐng)域中有廣闊的商業(yè)化應(yīng)用前景。

溶劑 焦煤 超重力除塵 鋼水精煉 共生礦冶煉渣 二次超重力鑄造 連鑄 軋機(jī) 產(chǎn)品 燒結(jié)機(jī) 高爐 焦?fàn)t 轉(zhuǎn)爐 冶煉 產(chǎn)品深加工--電鍍，電泳 焦化廢水處理 鋼渣處理： 分離金屬鐵 富集鎂酸鈣 富集磷酸鈣 酸化與熱回酸洗液-電化學(xué)處理 傳統(tǒng)流程技術(shù)進(jìn)步—超重力冶金

超重力工程技術(shù)的基本原理是利用超重力條件下多相流體系的獨(dú)特流動(dòng)行為，強(qiáng)化相與相之間的相對(duì)速度和相互接觸，從而實(shí)現(xiàn)高效的傳質(zhì)傳熱過程和化學(xué)反應(yīng)過程。超重力工程技術(shù)是一項(xiàng)突破性地強(qiáng)化“三傳一反”過程的新技術(shù)，是適用于能源、材料、石油、化工、環(huán)境、生物等多個(gè)部門并可帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的新技術(shù)。獲取超重力的方式主要是通過轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備整體或部件形成離心力場(chǎng)，涉及的多相流體系主要包括氣-固體系和氣-液體系。

CaseWesternReserve大學(xué)的N.C.Gardner教授從1984年開始，先后在Norton公司，Dow公司支持下對(duì)煙氣脫硫和聚和物脫單體進(jìn)行研究。將超重力技術(shù)與冶金工業(yè)運(yùn)用在一起將會(huì)是打開一種新的局面。

2.10鋼鐵生命周期的集約化控制技術(shù)（李素琴）

2.10.1 研究背景

綠色冶金方興未艾以及環(huán)境生態(tài)問題已經(jīng)越來越嚴(yán)重，是我們今天研究問題的重要方向。

李素琴老師首先從身邊的問題說起，給我們介紹了霧霾的產(chǎn)生原因：霧霾，顧名思義是霧和霾，但是霧和霾的區(qū)別很大?？諝庵械幕覊m、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。霾就是灰霾（煙霞），空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ右材苁勾髿饣鞚帷⒛繕?biāo)物的水平能見度在 1000－10000米的這種現(xiàn)象稱為輕霧或靄（Mist）。形成霧時(shí)大氣濕度應(yīng)該是飽和的（如有大量凝結(jié)核存在時(shí)，相對(duì)濕度不一定達(dá)到100%就可能出現(xiàn)飽和）。由于液態(tài)水或冰晶組成的霧散射的光與波長關(guān)系不大，因而霧看起來呈乳白色或青白色和灰色。

鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)過程是化學(xué)、物理的變化過程，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，被列為污染危害最大的三大部門（冶金、化工和輕工）、六大企業(yè)（鋼鐵、煉油、火電、化工、有色金屬冶煉和造紙）的首位。環(huán)境污染主要反映在氣、水、渣三個(gè)方面。廢氣主要是從燃燒系統(tǒng)排出的。污染過程很復(fù)雜，污染也是多方面的，有毒成分主要有二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、烴、粉塵等。附近居民受二氧化硫的影響易引起慢性呼吸道系統(tǒng)的病癥。廢水主要有焦化廠的廢水，它含有酚、氰化物、氯化物和硫化物等有害物質(zhì)。廢水就地浸透污染地下水；排入江河、湖泊則污染地面水，使生活飲用水和水生生物含有害物質(zhì)，對(duì)人體引起不良后果。2.10.2 轉(zhuǎn)型升級(jí)新思路

面對(duì)鋼鐵污染的嚴(yán)重形式我們必須轉(zhuǎn)型升級(jí)新思路，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，依據(jù)工業(yè)生態(tài)學(xué)的原理，進(jìn)行鋼鐵工業(yè)的生命周期管理集約化技術(shù)控制，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，帶動(dòng)生態(tài)服務(wù)也發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，污染排放的最小化。

采用生態(tài)重組的手段，從微觀、中觀和宏觀角度入手進(jìn)行物質(zhì)的集成，能量的集成，水系統(tǒng)的集成，技術(shù)的集成以及設(shè)施的集成與共享，降低資源，能源的消耗，減少萬元GDP的排放量，開發(fā)環(huán)境友好型產(chǎn)品，帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，提高環(huán)境效益和生態(tài)效益。

1、源頭——微觀層次

通過改變化學(xué)產(chǎn)品或者過程的內(nèi)在本質(zhì)來減少或消除有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生；設(shè)計(jì)或重新設(shè)計(jì)化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，使其具備所需的特性有避免或減少有毒基團(tuán)的使用與產(chǎn)生；高選擇化學(xué)反應(yīng)，減少副產(chǎn)品，甚至達(dá)到原子的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)零排放。

2、生命周期管理

一種產(chǎn)品從原料開采開始，經(jīng)過原料加工，產(chǎn)品制造，產(chǎn)品包裝，運(yùn)輸和銷售，然后由消費(fèi)者使用，回用和維修，在最終循環(huán)或作為廢棄處理，這一整個(gè)過程稱為產(chǎn)品的生命周期，期間進(jìn)行全過程管理叫做生命周期管理。

3、集約化控制 鋼鐵工業(yè)的集約化控制是指在以資源優(yōu)化配置為原則，以社會(huì)福利最大化為目的，組織結(jié)構(gòu)高度集中，大，中，小企業(yè)共同互利共生，使鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的過程。

將具有某種共同特性的企業(yè)構(gòu)成集合或系統(tǒng)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和產(chǎn)品優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，增強(qiáng)活力及市場(chǎng)競爭力；采用循環(huán)連接技術(shù)進(jìn)行資源優(yōu)化配置，提高資源利用效率和勞動(dòng)效率，增加產(chǎn)出；在集約型發(fā)展方式下，依靠技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新以及職工素質(zhì)培養(yǎng)和生產(chǎn)力合理組織和配置，實(shí)現(xiàn)和持續(xù)發(fā)展。2.10.3結(jié)語

可以考慮海洋以及軍工產(chǎn)業(yè)對(duì)鋼鐵的需求方向，新型城鎮(zhèn)化和工業(yè)的消費(fèi)要求，京津冀一體化，北京第二機(jī)場(chǎng)用鋼以及建材需求以及出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與區(qū)域布局，生產(chǎn)高附加值鋼種。上下游產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，包括鋼鐵，渣，塵，尾礦與焦化等，實(shí)現(xiàn)高附加值產(chǎn)品開發(fā)，帶來更大經(jīng)濟(jì)效益。

脫硫，脫氮以及除塵的高效新技術(shù)開發(fā)，能源診斷技術(shù)與節(jié)能技術(shù)的開發(fā)以及綠色水處理技術(shù)研發(fā)等集成與優(yōu)化，會(huì)大大降低污染物的排放，帶來經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，帶來生態(tài)效益和社會(huì)效益。

鋼鐵工業(yè)生態(tài)化的轉(zhuǎn)型是必然趨勢(shì)。

2.11高爐煉鐵的若干前沿技術(shù)（張建良）

張建良老師主要為我們簡要介紹了高爐煉鐵前沿問題，高爐作為鋼鐵企業(yè)流程的基礎(chǔ)步驟，對(duì)于鋼鐵冶金來說至關(guān)重要。張老師主要從中國煉鐵情況與發(fā)展形勢(shì)；高爐噴吹固體燃料；高爐系統(tǒng)中的有害元素；鋼鐵廠的粉塵處理幾個(gè)方面開啟了他的講座課程。

2.11.1 中國煉鐵情況與發(fā)展形勢(shì)

中國煉鐵的發(fā)展情況及形勢(shì)大體沒有變化，2014年中國生鐵產(chǎn)量7.11億噸，而世界的生鐵產(chǎn)量11.79億噸。我國鋼鐵生產(chǎn)最多的四個(gè)省份，分別是河北，山東，江蘇以及遼寧。鋼鐵對(duì)環(huán)境的影響已然很嚴(yán)峻?？偨Y(jié)起來大致分為三個(gè)問題，資源問題，環(huán)境問題和市場(chǎng)問題。目前中國的鋼鐵需要不斷創(chuàng)新，注重資源環(huán)保，追尋綠色低成本之路。2.11.2 高爐噴吹固體燃料

國內(nèi)外固體燃料發(fā)展急劇加速，主要的固態(tài)燃料依然是煤粉，焦粉，碳質(zhì)粉 塵；液態(tài)燃料主要是重油，柴油以及煤焦油；氣態(tài)燃料主要是天然氣，焦?fàn)t煤氣，高爐循環(huán)煤氣。其中：煤粉分為煙煤、無煙煤、貧瘦煤、褐煤；碳質(zhì)粉塵分為高爐除塵灰、焦化除塵灰、轉(zhuǎn)爐除塵灰；煤化工半焦分為蘭炭、提質(zhì)煤；城市廢棄物主要包括廢塑料、廢輪胎等。

國內(nèi)噴吹固體燃料的熱點(diǎn)技術(shù)主要有：高爐經(jīng)濟(jì)噴煤比的探索、高爐煤粉有效發(fā)熱值、煤化工半焦用于高爐噴吹、高比例低階煤高爐噴吹、生物質(zhì)用于高爐噴吹。

中國高爐噴吹固體燃料的發(fā)展方向：

1、合理采購噴吹煤，優(yōu)化噴煤結(jié)構(gòu)。

2、結(jié)合冶金條件探索經(jīng)濟(jì)噴煤量。

3、繼續(xù)拓展高爐噴吹資源。

4、研發(fā)生物質(zhì)、城市廢棄物噴吹工藝。

5、努力提高煤粉燃燒速率。2.11.3 高爐系統(tǒng)中的有害元素

1、堿金屬：增堿后焦炭的強(qiáng)度降低，堿金屬能提高焦炭的CRI，強(qiáng)化焦炭的氣化反應(yīng)，是焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度急劇降低而粉化，弱化焦炭骨架作用。

2、鋅：侵蝕爐襯，高爐結(jié)瘤，破壞鐵礦石和焦炭冶金性能，燒損風(fēng)口等冷卻設(shè)備等。

3、鉛：在高爐中幾乎被全部還原，由于密度高達(dá)11.34t/m3，故沉積于死鐵層之下，易破壞爐底磚縫，有可能會(huì)造成爐底燒穿。2.11.4鋼鐵廠粉塵處理

含鐵塵泥主要來源于冶煉、軋制等各工序的除塵和廢水處理工藝，一般TFe含量為30%~70%。粉塵主要分一下幾類：鋼鐵工藝中的粉塵主要有：原料準(zhǔn)備基塵，燒結(jié)、球團(tuán)塵泥，高爐塵泥，煉鋼塵泥，軋鋼塵泥。按照鐵含量可以分為:低含鐵塵泥（TFe < 30%），中含鐵塵泥（TFe = 30~50%），高含鐵塵泥（TFe >50%）。按照固定碳含量可分為：低碳含鐵塵泥（FC<2%），中碳含鐵塵泥（FC=2~50%）以及高碳含鐵塵泥（FC>50%）。按照Zn元素含量可分為：低鋅含鐵塵泥（Zn<1%），中鋅含鐵塵泥（1%≤Zn≤8%），高鋅含鐵塵泥（Zn >8%）。按照堿金屬含量可分為：低堿含鐵塵泥（K2O+Na2O <0.5%），中堿含鐵塵泥（K2O+Na2O =0.5~1%）以及高堿含鐵塵泥（K2O+Na2O >1%）。

鋼鐵廠處理灰塵的方法主要分為：干式除塵法，以及濕式除塵法。冶金含鐵塵泥的利用方法一般分為四類：燒結(jié)球團(tuán)法作煉鐵原料、煉鋼粉塵作煉鋼化渣劑、直接還原處理、濕法處理工藝。2.12吹氬精煉鋼包內(nèi)非金屬夾雜物去除機(jī)理探究（李京社）

2.12.1 研究背景

高品質(zhì)鋼的生產(chǎn)過程中，非金屬夾雜物的含量對(duì)其影響非常大，大大減少非金屬夾雜物的含量可以加強(qiáng)鋼的質(zhì)量。李老師向我們介紹了鋼包底吹氬技術(shù)，通過這項(xiàng)技術(shù)來提高鋼水純凈度，以往研究將其過程的限制環(huán)節(jié)為氣泡作為促進(jìn)夾雜物上浮的主要因素。吹氬鋼內(nèi)在汽泡的驅(qū)動(dòng)下鋼液的平均上升速度的數(shù)量級(jí)可達(dá)0.1m/s，同時(shí)，尺寸小于100um的夾雜隨鋼液的跟隨性好，若以此速度上浮，將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到鋼渣界面去除，而實(shí)際上電磁攪拌鋼包內(nèi)夾雜物的去除效果并不亞于吹氬操作。因此，氣泡作為吹氬鋼包內(nèi)去除夾雜物的主要影響因素還有待商榷。而若夾雜物上浮是去除的限制環(huán)節(jié)，則隨吹氬量增加，底吹氬鋼包內(nèi)的鋼液上升速度越大，越有利于夾雜物的上浮去除。但實(shí)際情況并非如此，夾雜物的去除效果與吹氬量的選擇之間存在十分重要的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致實(shí)際操作中準(zhǔn)確選擇最優(yōu)氣體用量存在困惑。在此研究背景下，提出了用物理模擬方法對(duì)鋼包底吹氬去除夾雜物過程進(jìn)行了探討，以揭示吹氬量對(duì)夾雜物去除過程作用機(jī)理的影響規(guī)律，為底吹氬鋼包中提高鋼液潔凈度的操作優(yōu)化提供依據(jù)和指導(dǎo)。2.12.2 實(shí)驗(yàn)思想

夾雜物的去除過程主要包括上浮和穿過鋼渣界面兩階段，吹氬量不僅決定鋼液上浮速度，同時(shí)也極大影響鋼渣界面行為。為了深入研究理解吹氬量對(duì)這兩個(gè)階段的影響規(guī)律，選擇5個(gè)跨度大的氣量，即0.05Nm3/h、0.25 Nm3/h、0.35 Nm3/h、0.45 Nm3/h、0.55 Nm3/h來依次實(shí)驗(yàn)測(cè)定。2.12.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

隨著吹氬量增大，鋼包內(nèi)鋼液循環(huán)流速增大，氣泡直徑增加，同時(shí)鋼渣界面的形狀也發(fā)生顯著變化。循環(huán)流速和氣泡尺寸對(duì)夾雜物的上浮過程產(chǎn)生重要影響，而鋼渣界面行為對(duì)夾雜物被頂渣吸收去除過程有重要影響。上浮與被頂渣吸收均是夾雜物去除過程的重要環(huán)節(jié)。

若夾雜物上浮是其限制環(huán)節(jié)，則氣泡尺寸和鋼液上升速度將是關(guān)鍵因素；若頂渣吸收是其限制環(huán)節(jié)，則鋼渣界面行為是其考慮的重要因素。

吹氬量的選擇要兼顧夾雜物的上浮和被頂渣吸附的過程。吹氬量過小時(shí)，夾雜物與頂渣接觸時(shí)間長，有利于夾雜物穿越鋼渣界面，但夾雜物上浮達(dá)到界面時(shí)間長，影響其去除效果，此時(shí)夾雜物上浮是其去除過程的限制環(huán)節(jié)。吹氬量過大 時(shí)，夾雜物與頂渣接觸幾率增大，與頂渣接觸時(shí)間變短，降低了夾雜物去除效果，鋼渣界面的穿越成為了夾雜物去除過程的限制環(huán)節(jié)。實(shí)際生產(chǎn)過程中，可通過控制頂渣和夾雜物的物理性質(zhì)來促進(jìn)夾雜物穿越鋼渣界面，從而改善其去除效果。

2.13 電弧爐煉鋼復(fù)合吹煉技術(shù)的研究于應(yīng)用（朱榮）

2.13.1 研究背景

電弧爐煉鋼是主要煉鋼方法之一，具有流程短，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。近年國內(nèi)電弧爐受廢鋼資源緊缺及電價(jià)高等影響，生產(chǎn)成本偏高，市場(chǎng)競爭力弱。通過配加鐵水，形成廢鋼和鐵水為主的多元爐料結(jié)構(gòu)。但傳統(tǒng)電弧爐冶煉熔池?cái)嚢枞?，?dòng)力學(xué)條件差，造成爐內(nèi)物質(zhì)和能量傳輸慢，抑制了煉鋼反應(yīng)的快速進(jìn)行。對(duì)廢鋼加鐵水為主要原料的電弧爐冶煉研究國外文獻(xiàn)鮮有報(bào)道；從國外引進(jìn)相關(guān)裝備在國內(nèi)使用時(shí)大多水土不服。國內(nèi)外研究者嘗試采用電弧爐底吹攪拌技術(shù)改善上述問題，但均因底吹安全及壽命等技術(shù)原因難以實(shí)現(xiàn)工程化。2.13.2 研究目標(biāo)

1、技術(shù)難點(diǎn)

（1）爐料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，原料成分波動(dòng)大；（2）供氧方式單一，供氧強(qiáng)度難提高，氧氣利用率低；（3）底吹元件壽命低，不能與爐役同步；（4）供電與供氧如何匹配，能量利用不合理。2007年，為解決以上技術(shù)難題，提出并著手開發(fā) “電弧爐煉鋼復(fù)合吹煉技術(shù)”。

2、研究目標(biāo)

通過對(duì)傳統(tǒng)冶煉工藝進(jìn)行創(chuàng)新，降低電弧爐煉鋼時(shí)原料、能量消耗，提高鋼水質(zhì)量、氧氣利用率和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、低成本生產(chǎn)目標(biāo)，使我國電弧爐煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。2.13.3 研究內(nèi)容

1、電弧爐煉鋼熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度研究

探明了氧氣射流、電弧磁場(chǎng)和底吹流股對(duì)熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度的耦合規(guī)律，確定了爐內(nèi)各區(qū)域的攪拌速度，并獲得影響熔池?cái)嚢杷俣汝P(guān)系式。滿足了不同爐型、爐料結(jié)構(gòu)及冶煉過程對(duì)熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度的要求。

2、集束射流技術(shù)的拓展應(yīng)用（1）爐壁模塊化噴吹技術(shù) 研發(fā)了爐壁噴吹模塊技術(shù)，包括集數(shù)供氧、噴吹燃料及粉劑等多個(gè)單元，具備助熔、脫碳等模式，滿足多種工藝要求。實(shí)現(xiàn)了粉劑噴吹的動(dòng)態(tài)切換，滿足泡沫渣、脫磷及控制鋼水過氧化等要求。（2）爐頂集束供氧噴吹技術(shù)和埋入式供氧技術(shù)

針對(duì)高鐵水比的多元爐料，首次開發(fā)應(yīng)用了電氧切換的爐頂集束供氧噴吹技術(shù)，提高了供氧效率，改蓋了熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度。首次開發(fā)了雙流道埋入式吹氧噴粉工藝，有效地控制了鋼水過氧化，進(jìn)一步提高了脫磷效果，供氧噴吹裝置與爐齡同步。

3、電弧爐煉鋼安全長壽底吹技術(shù)

采用等靜壓成型技術(shù)，生產(chǎn)出具有高透氣性、耐高溫、抗熱震及剝落的電弧爐底吹透氣元件。開發(fā)了滿足不同爐型及爐料結(jié)構(gòu)的底吹參數(shù)控制模塊，保證了底吹攪拌效果。開發(fā)了電弧爐底吹攪拌安全控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電弧爐底吹壽命與爐齡同步；底吹爐齡壽命超780爐，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

4、復(fù)合吹煉技術(shù)的工程化應(yīng)用

研發(fā)出電弧爐煉鋼復(fù)合吹煉工藝的控制模型及成本控制軟件，保證的冶煉的穩(wěn)定、降低了生產(chǎn)成本；建立了電弧爐煉鋼脫碳和溫度預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)了終點(diǎn)碳和溫度預(yù)報(bào)，碳命中率83.7%（±0.030%），溫度命中率84.0%（±10℃）；建立了“供電-供氧-脫碳-余熱”能量平衡系統(tǒng)，解決了復(fù)合吹煉條件下電弧爐生產(chǎn)和余熱回收的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

2014年該技術(shù)被中國金屬學(xué)會(huì)列為“冶金與新材料產(chǎn)學(xué)研協(xié)調(diào)創(chuàng)新平臺(tái)”重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，本項(xiàng)目豐富了電弧爐煉鋼技術(shù)，推動(dòng)了冶金科學(xué)及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。

第三部分課后感想

冶金行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)重要生產(chǎn)部門，使得冶金工程專業(yè)具有良好的發(fā)展前景。舉一個(gè)比較有代表性的例子。我國是一個(gè)產(chǎn)鋼大國，每年的鋼鐵總產(chǎn)量位于世界前列。鋼產(chǎn)量的指標(biāo)，當(dāng)然可以作為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要參數(shù)，但產(chǎn)量高并不意味著我們就是鋼鐵冶煉的強(qiáng)國。因?yàn)?，每年我們還要進(jìn)口不少特種鋼材。在特種鋼材冶煉技術(shù)上同先進(jìn)國家的差距，表明我們冶金工程的發(fā)展水平并不高。要改變這種狀況，促進(jìn)國家從產(chǎn)鋼大國變?yōu)殇撹F強(qiáng)國，就要加大冶金技術(shù)人才的培養(yǎng)。所以，冶金工程具備很大的發(fā)展?jié)摿?。作為北京科技大學(xué)的研究生，國家未來冶金的棟梁之才，我們一定要把握住這個(gè)機(jī)會(huì)，為國家的冶金技術(shù)貢獻(xiàn)力量，實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值。

第三篇：科學(xué)誠信結(jié)課論文

科學(xué)道德與學(xué)術(shù)誠信

科學(xué)誠信的思考

摘要：科學(xué)誠信是科學(xué)研究過程中永恒的道德準(zhǔn)則，是科研主體從事科研活動(dòng)應(yīng)該遵守的基本價(jià)值?？蒲胁粩嘈袨槠茐目蒲谢顒?dòng)秩序，削弱科研創(chuàng)新能力。造成國家競爭力下降。本文通過對(duì)一些科研工作造假等案例的分析，闡述科研不端行為在科學(xué)研究中的危害乃至對(duì)整個(gè)社會(huì)的不良影響，強(qiáng)調(diào)科學(xué)誠信在科學(xué)發(fā)展中的重要性，以及對(duì)世界與社會(huì)進(jìn)步的意義，并從社會(huì)的角度進(jìn)行思考。

關(guān)鍵詞：科學(xué)誠信 學(xué)術(shù)不端行為 學(xué)術(shù)道德 制度建設(shè)

學(xué)術(shù)研究是由人來做的，像人類的其他行為一樣，學(xué)術(shù)研究會(huì)出現(xiàn)種種錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤大體上可以分為三類：一類是限于客觀條件而發(fā)生的錯(cuò)誤。這類錯(cuò)誤難以避免，也難以覺察，隨著科學(xué)的進(jìn)步才被揭示出來的，犯錯(cuò)誤的科研人員沒有責(zé)任，不該受到譴責(zé)。一類是由于馬虎、疏忽而發(fā)生的失誤。這類錯(cuò)誤本來可以避免，是不應(yīng)該發(fā)生的，但是犯錯(cuò)者并無惡意，是無心造成的，屬于“誠實(shí)的失誤”。犯錯(cuò)者應(yīng)該為其失誤受到批評(píng)、承擔(dān)責(zé)任，但是是屬于工作態(tài)度問題，并沒有違背學(xué)術(shù)道德。還有一類是學(xué)術(shù)不端行為。這類錯(cuò)誤本來也可以避免，但是肇事者有意讓它發(fā)生了，存在主觀惡意，違背了學(xué)術(shù)道德，應(yīng)該受到輿論譴責(zé)和行政處罰，乃至被追究法律責(zé)任。

學(xué)術(shù)不端行為是指違反學(xué)術(shù)規(guī)范、學(xué)術(shù)道德的行為，國際上一般用來指捏造數(shù)據(jù)(fabrication)、竄改數(shù)據(jù)(falsification)和剽竊(plagiarism)三種行為。但是一稿多投、侵占學(xué)術(shù)成果、偽造學(xué)術(shù)履歷等行為也可包括進(jìn)去。學(xué)術(shù)不端行為在世界各國、各個(gè)歷史時(shí)期都曾經(jīng)發(fā)生過，但是像中國當(dāng)前這樣如此泛濫，嚴(yán)重到被稱為學(xué)術(shù)腐敗的地步，卻是罕見的。這不僅表現(xiàn)在違反者眾多、發(fā)生頻繁，各個(gè)科研機(jī)構(gòu)都時(shí)有發(fā)現(xiàn)，而且表現(xiàn)在涉及了從院士、教授、副教授、講師到研究生、本科生的各個(gè)層面。由于中國高校缺乏學(xué)術(shù)規(guī)范、學(xué)術(shù)道德方面的教育，學(xué)生在學(xué)習(xí)、研究過程中發(fā)生不端行為，經(jīng)常是由于對(duì)學(xué)術(shù)規(guī)范、學(xué)術(shù)道德缺乏了解，認(rèn)識(shí)不足造成的。因此，對(duì)學(xué)生——特別是研究生——進(jìn)行學(xué)術(shù)規(guī)范、學(xué)術(shù)道德教育，防患于未然，是遏制學(xué)術(shù)腐敗、保證中國學(xué)術(shù)研究能夠健康發(fā)展的一個(gè)重要措施。學(xué)術(shù)倫理道德

在東西方倫理思想史上，“道德”與“倫理”表達(dá)了非常相近的含義，但在詞源學(xué)上又有細(xì)微的區(qū)別。“道德”關(guān)注的是做人的美德、品行、修養(yǎng)或德性；而“倫理”關(guān)注的是人與人之間應(yīng)有的行為規(guī)范或準(zhǔn)則，是對(duì)人類道德現(xiàn)象的系統(tǒng)思考。當(dāng)涉及到應(yīng)該做什么樣的人或做什么事，而這種做人做事會(huì)影響到他人的利益時(shí)，就進(jìn)入了倫理領(lǐng)域，引發(fā)的問題就是倫理問題，包括“該不該做”，“應(yīng)該怎樣做”等等[1]。

科學(xué)研究活動(dòng)本身涉及到倫理道德，與科研成果直接相關(guān)的科研人員的道德建設(shè)至關(guān)重要，科研活動(dòng)也成為道德研究之對(duì)象。科研人員應(yīng)遵循科學(xué)共同體公認(rèn)的的行為準(zhǔn)則或規(guī)范，及時(shí)調(diào)整自身與合作者（包括其他科研人員、資助者、受試者、社會(huì)公眾/消費(fèi)者）、科研人員與物（包括試驗(yàn)動(dòng)物、生態(tài)環(huán)境等）之間

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科學(xué)道德與學(xué)術(shù)誠信 的關(guān)系，合乎倫理地開展研究工作。這就引出了 “科研倫理”和“科研道德”兩個(gè)新的概念。鑒于“倫理”與“道德”的細(xì)微區(qū)別，“科學(xué)倫理”和“科學(xué)道德”的含義也各有側(cè)重。

科學(xué)研究是一種涉及到科研人員、科技輔助人員、課題資助者、受試者/病人、社會(huì)公眾/消費(fèi)者、政策制定者等諸多活動(dòng)主體的社會(huì)活動(dòng)。身處于一個(gè)開放的、動(dòng)態(tài)的復(fù)雜社會(huì)人際網(wǎng)絡(luò)中的科研人員，在科研活動(dòng)中要獲取受試者的知情同意，尊重隱私、公正地分配負(fù)擔(dān)和收益，研究方案要有可接受的“風(fēng)險(xiǎn)—受益比”，規(guī)避潛在的經(jīng)濟(jì)利益沖突，合乎倫理地開展科學(xué)研究活動(dòng)。

科研倫理是指科研人員與合作者、受試者和生態(tài)環(huán)境之間的倫理規(guī)范和行為準(zhǔn)則，而科研道德考察的是科研人員自身的道德修養(yǎng)、品行和誠實(shí)及杜撰、抄襲、剽竊及學(xué)術(shù)不當(dāng)行為產(chǎn)生的根源、表現(xiàn)、危害及對(duì)策。學(xué)術(shù)不端行為

2.1 學(xué)術(shù)不端行為的概念

科研不端行為包括虛構(gòu)偽造結(jié)果或數(shù)據(jù)；篡改有選擇的遺漏或更改結(jié)果或數(shù)據(jù)；剽竊在研究方案、研究結(jié)果和研究過程中不正當(dāng)?shù)剡\(yùn)用他人成果；不提供適當(dāng)?shù)囊淖⑨尅⒉蛔屚械玫秸滟F的資料，用不適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)或測(cè)量方式抬高研究發(fā)現(xiàn)的意義等；弄虛作假：篡改和捏造、故意遺漏數(shù)據(jù)；偽造證據(jù)、制造騙局。

2.2 學(xué)術(shù)不端行為案例

現(xiàn)如今教育部下發(fā)了關(guān)于嚴(yán)肅處理高等學(xué)校學(xué)術(shù)不端行為的通知中列舉了七種學(xué)術(shù)不端行為：一是抄襲、剽竊、侵吞他人學(xué)術(shù)成果；二是篡改他人學(xué)術(shù)成果；三是偽造或者篡改數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)，捏造事實(shí)；四是偽造注釋；五是未參加創(chuàng)作，在他人學(xué)術(shù)成果上署名；六是未經(jīng)他人許可，不當(dāng)使用他人署名；七是其他學(xué)術(shù)不端行為[2]。教育部定義的學(xué)術(shù)不端行為顯然是留有余地的，還有很多不端行為在這里并沒有也難以完全列出，如報(bào)獎(jiǎng)搞包裝、搞運(yùn)作；為應(yīng)付評(píng)估檢查集體作假；搞應(yīng)試科研；部分科技管理部門把管理權(quán)力利益化等[3]。實(shí)際上，有的大學(xué)向高官明贈(zèng)暗送高等學(xué)位，學(xué)術(shù)界頭面人物公開地、明目張膽地欺騙政府、輿論和社會(huì)，虛報(bào)冒領(lǐng)。

如前中國證監(jiān)會(huì)副主席王益(1993年任國務(wù)院證券辦副主任,1995年任中國證監(jiān)會(huì)副主席[副部級(jí)],1999年任國家開發(fā)銀行副行長,2009年1月被批準(zhǔn)逮捕)在職僅用兩年時(shí)間就從西南財(cái)大拿到經(jīng)濟(jì)學(xué)博士學(xué)位(1996年9月),明眼人一看就知道這頂博士帽是西南財(cái)大送給他的。1998年他還居然被聘為北京大學(xué)光華管理學(xué)院兼職教授、應(yīng)用經(jīng)濟(jì)系博士導(dǎo)師。他到北大光華學(xué)院講課，學(xué)員對(duì)他的看法，沒有官氣，講課比較認(rèn)真，就是對(duì)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的數(shù)學(xué)模型好像一點(diǎn)不懂。事實(shí)上，他原本北大歷史系畢業(yè)，對(duì)數(shù)學(xué)模型一竅不通，這樣的人也可以當(dāng)經(jīng)濟(jì)學(xué)博導(dǎo)，看來北大光華學(xué)院也有“掛羊頭賣狗肉”的時(shí)候！相應(yīng)的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)對(duì)學(xué)術(shù)腐敗現(xiàn)象熟視無睹，任其泛濫，甚至包庇縱容。其程度之惡劣，令人發(fā)指，有人刻薄地形容說:中國的學(xué)術(shù)界幾乎什么都搞，就是不搞學(xué)術(shù)[4]－[7]。下面的例子是可以發(fā)人深思的。2003年“非典”期間，中國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院的科學(xué)家在世界上首次將“非典”的真正元兇—冠狀病毒與“非典”聯(lián)系在一起，他們的發(fā)現(xiàn)比香港科學(xué)家早了幾周?？墒牵捎谝晃还こ淘涸菏浚ê闈╊I(lǐng)導(dǎo)的科研小組“草率”鑒定結(jié)論為“非典的病原菌是衣原體”，從而把自己的科研與國家的防治政

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科學(xué)道德與學(xué)術(shù)誠信

策引入了歧途，使我國政府喪失了寶貴的時(shí)機(jī)，使“非典”成為建國以來危害最大的瘟疫?？茖W(xué)家的工作失誤是“非典”在中國大流行的主要原因，中科院北京基因組研究所所長楊煥明說：“在SARS面前，我們中國科學(xué)家整體打了敗仗[8]?！?/p>

學(xué)術(shù)不端行為不竟出現(xiàn)在我國，世界其他國家也屢出不窮。舍恩1970 年生于德國, 曾一度被認(rèn)為是物理學(xué)界快速升騰的希望之星, 是最有望問鼎諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家之一。這樣的美稱以及同行的仰慕并非舍恩天生固有, 是因?yàn)樯岫?998 年從德國康斯坦茨大學(xué)(University of Konstanz)獲得博土學(xué)位后, 同年到美國貝爾實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究工作, 2001 年任職于貝爾實(shí)驗(yàn)室。舍恩的工作主要集中在研究由有機(jī)分子材料制成的場(chǎng)效應(yīng)管(FET)以及超小尺寸的FET即分子場(chǎng)效應(yīng)管(MFET)的物理性質(zhì), 用FET 的方式來調(diào)制有機(jī)分子材料中的電子濃度, 從而改變其電學(xué)性質(zhì)。舍恩的研究領(lǐng)域涉及到超導(dǎo)、納米技術(shù)、分子電路和分子場(chǎng)效應(yīng)管(FET)等物理學(xué)的前沿領(lǐng)域, 其中一些被認(rèn)為是突破性的研究。自獲得博士學(xué)位以來，舍恩已經(jīng)發(fā)表了100 多篇研究論文[2]。舍恩的所謂科研成果在世界百余科學(xué)家重復(fù)實(shí)驗(yàn)失敗后被嚴(yán)重質(zhì)疑。最大的漏洞在于其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在不同的論文驚人相似，而論文報(bào)道的這些結(jié)果是否是實(shí)驗(yàn)的真實(shí)結(jié)果難以令人信服, 因?yàn)榭茖W(xué)實(shí)驗(yàn)總要受到各種客觀條件的影響而出現(xiàn)波動(dòng), 豈能如此完美無暇, 驚人相似。在經(jīng)過4個(gè)多月的仔細(xì)調(diào)查后，審查委員會(huì)于2002年9月向貝爾實(shí)驗(yàn)室提交了一份長達(dá)127頁的結(jié)論性報(bào)告，確認(rèn)舍恩自1998-2001年發(fā)表的24篇論文中至少有16篇在數(shù)據(jù)上做了手腳或根本就是錯(cuò)誤的。至此舍恩實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造假徹底浮出水面。在對(duì)這以“物理學(xué)界50年來最大的造假事件”的處理中，舍恩的論文不但被多家國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊撤掉，舍恩本人與2002年被貝爾實(shí)驗(yàn)室開除，甚至被母校德國康斯坦斯大學(xué)撤除了博士學(xué)位。

2.3 學(xué)術(shù)不端行為的主要原因 2.3.1 外因

目前,我國的科研管理體制仍處于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)雙軌制的共同作用下。市場(chǎng)化的項(xiàng)目管理機(jī)制、非科學(xué)化的學(xué)術(shù)氛圍和非市場(chǎng)化的項(xiàng)目評(píng)審制度相互間的矛盾造成了科研人員的行為導(dǎo)向偏差。出版與編輯環(huán)節(jié)存在漏洞,更有某些新聞媒體的推波助瀾,無形中也為科研不端行為搖旗吶喊。由于出版是一種經(jīng)濟(jì)行為,一些出版社無視科學(xué)研究的規(guī)律,拼湊叢書體例和寫作班子,搞突擊交卷,使一些人為了及時(shí)交稿,面對(duì)他們本不熟悉的課題,不顧一切地走上了抄襲的“捷徑”。有的新聞媒介為了片面追求轟動(dòng)效應(yīng)和時(shí)效,對(duì)一些靠弄虛作假出名的“學(xué)者”進(jìn)行報(bào)道和吹噓,其中不乏有償新聞。一些科研管理人員素質(zhì)低下,工作中違背職業(yè)道德,或是對(duì)科研不端行為視而不見,或是根據(jù)自己的好惡對(duì)某些科研人員予以特別關(guān)照或打擊報(bào)復(fù),從而產(chǎn)生了一起起不公正事件。

缺乏健全的科研評(píng)價(jià)體制,是產(chǎn)生科研不端行為的又一誘因。在追求數(shù)量的管理模式下,評(píng)價(jià)指標(biāo)的單一性成為我國科學(xué)評(píng)價(jià)中的一個(gè)突出問題。容易導(dǎo)向急功近利的政策環(huán)境,科技管理部門為獲得短期效應(yīng)對(duì)同行評(píng)議的有效性的疑慮,及由此引起的對(duì)同行評(píng)議活動(dòng)的行政干預(yù),對(duì)同行評(píng)議的公正性造成負(fù)面影響。在信息量不斷增長的今天,查禁抄襲的成本太高,抄襲從理性人的角度考慮不失為一種合理的選擇。由于缺乏科學(xué)、公正的科研評(píng)價(jià)機(jī)制,科學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)在運(yùn)行中失范?；乇苤贫?、保密制度、監(jiān)督制度本是同行評(píng)議制度的重要環(huán)節(jié),可縱觀我國多如牛毛的評(píng)審會(huì)、鑒定會(huì)、評(píng)獎(jiǎng)會(huì),一些規(guī)定有回避制度的也因難以控制等種種原因而形同虛設(shè)。學(xué)術(shù)道德建設(shè)不到位，部分學(xué)者缺乏學(xué)術(shù)誠信和道德約束，2013/5/30

科學(xué)道德與學(xué)術(shù)誠信

沒有形成一個(gè)良好的學(xué)術(shù)氛圍。過去只要發(fā)現(xiàn)有人出現(xiàn)抄襲、剽竊，當(dāng)事人就會(huì)感到很不光彩，抬不起頭來。現(xiàn)在倒好，“天下文章一大抄，就看會(huì)抄不會(huì)抄”?，F(xiàn)代化的條件，為抄襲剽竊提供了便利的條件。過去用剪子、小刀，現(xiàn)在只需從網(wǎng)上復(fù)制粘貼就可以了。

2.3.2 內(nèi)心

美國心理學(xué)家卡特爾認(rèn)為,人的個(gè)性是由許多特性所構(gòu)成的,由于各種特性在一個(gè)人身上的不同組合,構(gòu)成了一個(gè)人不同于他人的獨(dú)特個(gè)性。他把人的個(gè)性分為“表面特性”和“根源特質(zhì)”。所謂表面特性,是指一個(gè)人經(jīng)常發(fā)生的、可以從外部觀察到的行為;而根源特質(zhì)則是制約著表面特性的潛在基礎(chǔ)。一個(gè)科學(xué)家會(huì)在很多方面顯示出高特征,譬如智慧、獨(dú)立、自律、有恒;而在另外一些方面顯示低特征,譬如憂慮、世故、緊張等。如果一個(gè)科學(xué)家在科研過程和科研生涯中一帆風(fēng)順,那么發(fā)生科研不端行為的可能性就會(huì)降低。事實(shí)上,許多科研活動(dòng)都會(huì)遇到各種各樣的問題和困難,許多科學(xué)家的科研生涯也是一波三折、坎坷崎嶇。有些科學(xué)家會(huì)顯示出其個(gè)性因素中的智慧、獨(dú)立、自律、有恒,勇敢地面對(duì)困難,解決困難,勇攀科學(xué)的最高峰。也有一些科學(xué)家會(huì)顯示出其個(gè)性因素中的憂慮、世故、緊張等,敏感又偏執(zhí),不敢直面現(xiàn)實(shí)與理想之間的差距,從而選擇通過種種不端行為達(dá)到自己的目的[9]。

“人性假設(shè)”理論很好詮釋了人類行為的動(dòng)機(jī),是人類行為研究的一個(gè)特別重要的基礎(chǔ)概念。一是受雇人假設(shè),即每一個(gè)人都是被某一組織雇用的機(jī)器或者工具,他的職能只是接受組織的管理,完成組織交給的任務(wù),工作是他迫不得已的生活手段。二是經(jīng)濟(jì)人假設(shè),即人是主動(dòng)追求金錢的典型動(dòng)物,人的一切行為是最大限度地滿足自己的經(jīng)濟(jì)利益,工作的動(dòng)機(jī)是獲得經(jīng)濟(jì)報(bào)酬。三是社會(huì)人假設(shè),即人具有社會(huì)性的需求,人與人之間的關(guān)系和組織的歸屬感比經(jīng)濟(jì)報(bào)酬更能激勵(lì)人的行為。四是自我實(shí)現(xiàn)人假設(shè),即每個(gè)人都有實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的需要,個(gè)人成就感是自我發(fā)展的動(dòng)力。五是復(fù)雜人假設(shè),即人的需要多種多樣,是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的動(dòng)機(jī)模式,同一個(gè)人在同一時(shí)間內(nèi)會(huì)有多種需要,并且會(huì)隨著工作、生活條件的變化,不斷產(chǎn)生新的需要。

科學(xué)家是科學(xué)研究活動(dòng)的執(zhí)行者,分析某一個(gè)科學(xué)家的行為動(dòng)機(jī)當(dāng)然離不開這些“人性假設(shè)”。譬如,作為受雇人假設(shè),科學(xué)家的研究活動(dòng)需要外界系統(tǒng)的監(jiān)督管理;作為經(jīng)濟(jì)人假設(shè),高額報(bào)酬是吸引科學(xué)家的重要手段;作為社會(huì)人假設(shè),科學(xué)家需要在一個(gè)關(guān)系融洽的組織工作;作為自我實(shí)現(xiàn)人假設(shè),科學(xué)家希望能在一個(gè)能發(fā)揮主觀能動(dòng)性且管制較少的組織和學(xué)科領(lǐng)域里工作;作為復(fù)雜人假設(shè),科學(xué)家在不同時(shí)期、不同崗位上有不同的需要?？蒲凶鳛槁殬I(yè)之后,各種各樣的人加入到科學(xué)家群體之中,其行為動(dòng)機(jī)更是多樣化,科研不端行為更易產(chǎn)生。學(xué)術(shù)不斷行為的危害

科研不端行為為科學(xué)發(fā)展以及社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害?？蒲胁欢诵袨楫a(chǎn)生的最直接后果影響科學(xué)知識(shí)的質(zhì)量，使得科學(xué)本身失去真理所應(yīng)具有的屬性，正如舍恩發(fā)表的假數(shù)據(jù)是不可信的，而通過《科學(xué)》、《自然》等頂級(jí)刊物的宣傳，人們信以為真，而結(jié)果本身質(zhì)量低劣，并不可信。

科研不端行為嚴(yán)重破壞科學(xué)的社會(huì)體制，影響實(shí)現(xiàn)科學(xué)建制的體制目標(biāo)，影響科學(xué)發(fā)展的效率和進(jìn)程[1]。就具體過程而言，科研不端行為使得科學(xué)研究走偏

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科學(xué)道德與學(xué)術(shù)誠信

了方向，甚至背道而馳。這使得整個(gè)科學(xué)發(fā)展進(jìn)程緩慢、停滯甚至倒退，而對(duì)實(shí)現(xiàn)科學(xué)建制的體制目標(biāo)，建立科學(xué)的社會(huì)體制有著結(jié)構(gòu)性的破壞作用。

科研不端行為產(chǎn)生學(xué)術(shù)的信任以及信譽(yù)危機(jī)。由于科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)是建立在信任的基礎(chǔ)之上，而科學(xué)的健康發(fā)展也是佇立在全世界的信任之上，因此科研不端行為將打破這種理想的格局，使得科學(xué)發(fā)展不能夠持續(xù)進(jìn)行。此外科研不端行為還有助于反科學(xué)力量的壯大。

科研不端行為造成科研資源的浪費(fèi)。科學(xué)研究的過程本身就是一個(gè)資源消耗的過程，包括人力、財(cái)力以及精神上的消耗。而科研不端行為產(chǎn)生的造假過程更是一種無謂的科研資源浪費(fèi)。改善學(xué)術(shù)不端行為的辦法

加強(qiáng)學(xué)術(shù)道德建設(shè)。從大學(xué)生進(jìn)校門開始進(jìn)行學(xué)術(shù)誠信教育，對(duì)于科研人員上崗要簽訂學(xué)術(shù)誠信責(zé)任書，立軍令狀。做好事前預(yù)防工作，防患于未然。讓學(xué)者自覺抵制學(xué)術(shù)不端行為，逐步形成良好的學(xué)術(shù)氛圍。

加強(qiáng)制度建設(shè)，加大監(jiān)督力度，建立有效監(jiān)督平臺(tái)。設(shè)立專門的網(wǎng)站用于揭露學(xué)術(shù)不端行為，對(duì)于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的進(jìn)行處理后在網(wǎng)站上曝光，列入黑名單，讓作弊者付出沉重的代價(jià)。

依法嚴(yán)懲各種學(xué)術(shù)腐敗現(xiàn)象。對(duì)發(fā)現(xiàn)的各種腐敗現(xiàn)象，要像外科大夫做手術(shù)一樣，把腐敗的毒瘤連同其根一起切除干凈。譬如，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的剽竊行為，不管他地位有多高，都要嚴(yán)肅處理，還要把相應(yīng)的處理結(jié)果在相關(guān)誠信網(wǎng)站上予以公布，讓這樣的行為眾所周知，以警示后來者。

建立論文交流平臺(tái)。如建立類似于我國的科技論文在線這樣的平臺(tái)，可以讓論文先上網(wǎng)后評(píng)審，評(píng)審方式還可以進(jìn)行相應(yīng)地改進(jìn)，可采用三審制。盡可能地克服評(píng)審人主觀因素的影響，保證評(píng)審的公平公正。國內(nèi)應(yīng)該統(tǒng)一確認(rèn)某種共識(shí)，如果論文達(dá)到幾星級(jí)可以視為核心期刊。讓所有論文先在網(wǎng)上交流，全部暴露在陽光之下，接受來自各個(gè)方面的監(jiān)督，論文在其它地方發(fā)表后，網(wǎng)上能及時(shí)做出相應(yīng)反映。當(dāng)然，要制訂相應(yīng)的章程，做到有法可依。

實(shí)行教授治校，行政與學(xué)術(shù)分開。行政人員不參與有關(guān)項(xiàng)目評(píng)審和鑒定，把評(píng)審和鑒定權(quán)真正交給學(xué)術(shù)委員會(huì)（由教授、專家組成）。否則，還會(huì)出現(xiàn)全國百名教學(xué)名師評(píng)選變味現(xiàn)象。教學(xué)名師本應(yīng)該評(píng)選長期從事教學(xué)的優(yōu)秀教師，卻被各大學(xué)的行政人員所占據(jù)，好像我國大學(xué)里承擔(dān)教學(xué)任務(wù)的就是校長似的，真是一個(gè)莫大的諷刺！要提倡學(xué)術(shù)自由(academic freedom)，真正實(shí)行教授（專家）治校，樹立行政就是服務(wù)的思想，徹底改變現(xiàn)有的行政人員主導(dǎo)學(xué)術(shù)資源的狀況。

發(fā)揮學(xué)術(shù)期刊在治理學(xué)術(shù)不端行為方面的作用。對(duì)國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊進(jìn)行必要改革，由國家適當(dāng)增加投入，雜志社不收版面費(fèi)，或只收取少量的版面費(fèi)，與國際上大多數(shù)科技論文不收版面費(fèi)一樣。另外，改革論文評(píng)審方式，采用三審制并引用高科技手段防假，盡可能把好入門關(guān)口，減少抄襲剽竊論文出現(xiàn)。

充分發(fā)揮高科技手段在治理學(xué)術(shù)不端行為方面有作用。研制高科技防偽系統(tǒng)，運(yùn)用現(xiàn)代檢測(cè)方法防止作弊行為?，F(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出學(xué)術(shù)不端行為檢測(cè)系統(tǒng)，要充分發(fā)揮其在檢測(cè)論文作弊方面的作用，爭取用較小的投入收到較大的效果，同時(shí)減少人為因素的干擾。進(jìn)一步加大投入改進(jìn)檢測(cè)系統(tǒng)，使其更好地發(fā)揮作用，也更具說服力。關(guān)于科學(xué)誠信

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科學(xué)道德與學(xué)術(shù)誠信

5.1科學(xué)誠信的概念

科學(xué)誠信，是指科研工作者要實(shí)事求是，恪守科學(xué)價(jià)值準(zhǔn)則、科學(xué)精神以及科學(xué)活動(dòng)的行為規(guī)范。美國學(xué)術(shù)誠信研究中心將科學(xué)誠信定位即使在逆境中仍然能堅(jiān)持誠實(shí)、信任、公正、尊重和責(zé)任這五項(xiàng)根本的價(jià)值觀。5.2科學(xué)誠信的意義

科學(xué)誠信是科研創(chuàng)新的前提條件。

科學(xué)研究工作是一個(gè)創(chuàng)新的過程，在前人所發(fā)掘的成果基礎(chǔ)上，進(jìn)行分析創(chuàng)造，獲得新的價(jià)值，包括理論，應(yīng)用方面雙重價(jià)值。而創(chuàng)新，是在前人的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的一個(gè)漫長而又痛苦的創(chuàng)造過程，其艱苦程度可想而知[4]?？茖W(xué)誠信是創(chuàng)新的基本前提，因?yàn)閯?chuàng)新是基于科學(xué)誠信之上。沒有科學(xué)誠信，科研創(chuàng)新也就不可存在。

科學(xué)誠信是科研人員之間聯(lián)系的基礎(chǔ)。在復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)面前，科學(xué)研究往往是通過科研團(tuán)隊(duì)的合作來實(shí)現(xiàn)的。從同一個(gè)時(shí)間段來說，科學(xué)誠信讓科研人員之間的溝通變得更加清澈，從而加快科研的效率乃至科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。從科學(xué)歷史發(fā)展的角度來說，科學(xué)誠信將兩代甚至是幾代人有機(jī)聯(lián)系在一起。

科學(xué)誠信是科學(xué)可持續(xù)發(fā)展的依據(jù)。不論是在任何歷史階段，科學(xué)以一種良性的、可持續(xù)的狀態(tài)發(fā)展就需要科學(xué)誠信的推動(dòng)。如果沒有科學(xué)誠信，就沒有準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程也就停滯。同時(shí)科學(xué)誠信也是每一代科研人員的基本道德思想，激發(fā)著不同時(shí)代的人去追求探索。

5.3科學(xué)誠信的現(xiàn)實(shí)作用

有力監(jiān)督科研人員的行為。

科學(xué)誠信從科學(xué)家自身行為方面，直接防止科研不端行為的產(chǎn)生，包括偽造、篡改和剽竊，同時(shí)重視和治理科研中的不當(dāng)行為。

科學(xué)建立科研活動(dòng)的管理構(gòu)架。在構(gòu)建科研管理構(gòu)架的角度上，科學(xué)誠信為制定和落實(shí)一般科研活動(dòng)的行為準(zhǔn)則以及與生命倫理學(xué)研究相關(guān)的規(guī)章制度和行為指南提供了的基本的依據(jù)。

有效協(xié)調(diào)科學(xué)研究與其他領(lǐng)域的關(guān)系。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，科學(xué)誠信作為一道有效的過濾屏障，規(guī)避和控制科研中由于商業(yè)化引起的沖突，同時(shí)也注意來自政治、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面壓力對(duì)科研的影響。

深刻鞏固科研人員的道德素質(zhì)。更值得關(guān)注的是，科學(xué)誠信從精神意識(shí)層面上，強(qiáng)調(diào)科研人員的道德品質(zhì)和倫理責(zé)任，建立科研過程中自律的意識(shí)。培養(yǎng)優(yōu)良的科研道德素質(zhì)，傳承至科學(xué)研究的每一個(gè)細(xì)節(jié)。當(dāng)今研究生如何在科研中做到科學(xué)誠信

6.1數(shù)據(jù)處理

研究結(jié)果應(yīng)該建立在確鑿的實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)、觀察或調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，因此論文中的數(shù)據(jù)必須是真實(shí)可靠的，不能有絲毫的虛假。研究人員應(yīng)該忠實(shí)地記錄和保存原始數(shù)據(jù)，不能捏造和竄改。雖然在論文中由于篇幅限制、寫作格式等原因，2013/5/30

科學(xué)道德與學(xué)術(shù)誠信

而無法全面展示原始數(shù)據(jù)，但是一旦有其他研究人員對(duì)論文中的數(shù)據(jù)提出疑問，或希望做進(jìn)一步了解，論文作者應(yīng)該能夠向質(zhì)疑者、詢問者提供原始數(shù)據(jù)。因此，在論文發(fā)表之后，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)記錄、原始數(shù)據(jù)仍然必須繼續(xù)保留一段時(shí)間，一般至少要保存5年，而如果論文結(jié)果受到了質(zhì)疑，就應(yīng)該無限期地保存原始數(shù)據(jù)以便接受審核。

6.2 論文撰寫

在撰寫論文時(shí)，首先要避免剽竊(或抄襲，在本文中，我們對(duì)剽竊和抄襲二詞的使用不做區(qū)分)。剽竊是指在使用他人的觀點(diǎn)或語句時(shí)沒有做恰當(dāng)?shù)恼f明。

許多人對(duì)剽竊的認(rèn)識(shí)存在兩個(gè)誤區(qū)。第一個(gè)誤區(qū)是，認(rèn)為只有剽竊他人的觀點(diǎn)(包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)果)才算剽竊，而照抄別人的語句則不算剽竊。例如，有些人認(rèn)為，只要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是自己做的，那么套用別人論文中的句子來描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果就不算剽竊。也有人認(rèn)為，只有照抄他人論文的結(jié)果、討論部分才算剽竊，而照抄他人論文的引言部分則不算剽竊。這些認(rèn)識(shí)都是錯(cuò)誤的。即使是自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)也必須用自己的語言描述，而不能套用他人的語句。引言部分在介紹前人的成果時(shí)，也不能直接照抄他人的語句。

第二個(gè)誤區(qū)是，只要注明了文獻(xiàn)出處，就可以直接照抄他人的語句。在論文的引言或綜述文章中介紹他人的成果時(shí)，不能照抄他人論文或綜述中的表述，而必須用自己的語言進(jìn)行復(fù)述。如果是照抄他人的表述，則必須用引號(hào)把照抄的部分引起來，以表示是直接引用。否則的話，即使注明了出處，也會(huì)被認(rèn)為構(gòu)成文字上的剽竊。雖然對(duì)科研論文來說，剽竊文字的嚴(yán)重性比不上剽竊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，但是同樣是一種剽竊行為。

結(jié)束語

科學(xué)誠信是科學(xué)研究過程中永恒的道德準(zhǔn)則，是科研主體從事科研活動(dòng)應(yīng)該遵守的基本價(jià)值。通過論文數(shù)據(jù)造假案可以看出一旦失去科學(xué)誠信，科學(xué)研究也就不再有其意義。在短期之內(nèi)，杜絕不端行為的產(chǎn)生是一個(gè)不可能完成的任務(wù)，只有通過發(fā)揚(yáng)科學(xué)誠信的積極作用才能控制不端行為的產(chǎn)生，使得科學(xué)以一種良性的，可持續(xù)的態(tài)勢(shì)發(fā)展。愛因斯坦曾經(jīng)說：“大多數(shù)人說，是才智早就了偉大的科學(xué)家。他們錯(cuò)了，是人格?！笨茖W(xué)誠信正是人格中閃耀的亮點(diǎn)，是經(jīng)得住歷史考驗(yàn)的。

參考文獻(xiàn)

[1] 高兆明, 倫理學(xué)理論與方法[J], 人民出版社,2008,22(2),1—13 [2] 教育部門戶網(wǎng)站:教育部發(fā)出通知嚴(yán)肅處理高校學(xué)術(shù)不端行為[OL]http://004km.cn/p-16900131 2004.1 [5] 孫海華 葉鐵橋 雷宇：專家解析學(xué)術(shù)造假七宗罪 [J]《今日科苑》2009年17期

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科學(xué)道德與學(xué)術(shù)誠信

[6] 新華網(wǎng)：中國證監(jiān)會(huì)原副主席王益春節(jié)前夕被正式批捕 [OL] http://004km.cn/ 2009.2.13 [7] 李鐵：博士非官不能讀也 [N]東方早報(bào) 2009.11.15 [8] 謝湘、周欣宇：SARS面前中國科學(xué)家打了敗仗[N]《中國青年報(bào)》2003.5.26 [9] 程樣國 韓迎春, 科研不端行為的歸因分析[J], 教育評(píng)論,2008,1004(6),6—8 2013/5/30

第四篇：科學(xué)方法論結(jié)課論文3000

題目：科學(xué)事實(shí)的獲取對(duì)我的啟示

科學(xué)方法論

學(xué)

院:

電氣與信息工程學(xué)院

專業(yè)名稱：

電子科學(xué)與技術(shù)

班

級(jí)：

romantic_fog@163.com 學(xué)

號(hào)：

日期：2013.6.17

科學(xué)事實(shí)的獲取對(duì)我的啟示

摘要：

科學(xué)方法論是關(guān)于科學(xué)的一般研究方法的理論，而隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，科學(xué)方法論逐漸顯示出它在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用，尤其對(duì)自然科學(xué)的一般研究方法起著指導(dǎo)作用，而其自身也隨著科學(xué)實(shí)踐的發(fā)展而不斷發(fā)展，從科學(xué)事實(shí)的獲取中明白了機(jī)遇雖然重要，但如果沒有良好的知識(shí)儲(chǔ)備我們只能是錯(cuò)過機(jī)會(huì)。

關(guān)鍵詞：事實(shí)的獲取

科學(xué)觀察

科學(xué)實(shí)驗(yàn)

觀察

機(jī)遇

“工欲善其事，必先利其器”，科學(xué)方法論就像研究科學(xué)的一把利器，它幫助我們?cè)诳茖W(xué)研究中有所發(fā)現(xiàn)，而科學(xué)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)曲折復(fù)雜的認(rèn)識(shí)過程，不能指望輕而易舉便可達(dá)到目標(biāo)，需要有良好的信息反饋機(jī)制并充分地利用這一反饋，才能不斷修正和調(diào)節(jié)自己的認(rèn)識(shí)去實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)。

而科學(xué)事實(shí)是通過觀察和實(shí)驗(yàn)所獲得的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，是經(jīng)過科學(xué)整理和鑒定的確定事實(shí),是可以重復(fù)的，不是某種偶然現(xiàn)象，所以我們?cè)谌粘Ｉ钪胁荒芤驗(yàn)榕既凰娨詾槭钦胬?，或許只是某一系列巧合下的一個(gè)假象。像“鈾具有放射性”、“水分子由二個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成”等等均是科學(xué)事實(shí)，“所有微觀客體都具有波粒二象性”、“整個(gè)宇宙都在膨脹著”等等之類的普遍陳述，則不看成科學(xué)事實(shí)，而看成對(duì)科學(xué)事實(shí)加工提煉之后的理論論斷。

那么，我們?cè)撊绾蝸慝@取科學(xué)事實(shí)呢？科學(xué)研究的目的是建立各種科學(xué)事實(shí)之間的聯(lián)系，通過這種聯(lián)系使我們能夠根據(jù)那些已經(jīng)認(rèn)識(shí)的科學(xué)事實(shí)其預(yù)見以后發(fā)生的事實(shí)，這樣才能發(fā)揮科學(xué)的解釋力與預(yù)見力的功能。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀察就是我們獲取科學(xué)事實(shí)的重要手段。

那科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法具體是什么呢？科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法是需要我們根據(jù)研究目的，使用一些科學(xué)儀器和其它的一些，人為地控制、模擬研究對(duì)象，來獲取科學(xué)事實(shí)的一種研究方法。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法可以人為地控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象的變化，可以制造一些特殊狀態(tài)，把對(duì)象放在這種狀態(tài)下來認(rèn)識(shí)，所以實(shí)驗(yàn)方法有其自身巨大的優(yōu)越性，在生活中我們也可以經(jīng)常使用實(shí)驗(yàn)方法解決一些問題，比如當(dāng)我們不確定某事的正確性時(shí)試一試，這其中就使用了實(shí)驗(yàn)方法，只不過簡化了實(shí)驗(yàn)方法的一些步驟，實(shí)驗(yàn)方法一般需要實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析整理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理論解釋，首先要明確目的，如觀察某種現(xiàn)象，驗(yàn)證某種假設(shè)，制造某種客體，等等。接著，要將特定的目的轉(zhuǎn)化為某種原理或設(shè)想，進(jìn)而依據(jù)已知的科學(xué)原理，利用適合的儀器、設(shè)備、試劑等物質(zhì)條件，設(shè)計(jì)和構(gòu)思具體的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，是進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)。這時(shí)，最重要的就是要精心操作，細(xì)致的觀察，準(zhǔn)確及時(shí)的記錄，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理。

盡管簡化了它的步驟，但是實(shí)驗(yàn)方法在我們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著巨大作用，或許我們不知道，但在有意無意中我們?cè)缫呀?jīng)開始使用它來解決問題了。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)觀察一樣，都是科學(xué)認(rèn)識(shí)的基本活動(dòng)，觀察是實(shí)驗(yàn)的前提，實(shí)驗(yàn)是觀察的發(fā)展，而實(shí)驗(yàn)方法比單純的觀察方法有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它可以克服單純觀察的局限性。而到了對(duì)自然的研究開始廣泛地運(yùn)用科學(xué)的觀察和實(shí)驗(yàn)手段的時(shí)候，自然科學(xué)就會(huì)得有力。實(shí)驗(yàn)是搜集科學(xué)事實(shí)的基本途徑之一，是形成、發(fā)展和檢驗(yàn)自然科學(xué)理論的實(shí)踐基礎(chǔ)。因此，實(shí)驗(yàn)方法是自然科學(xué)研究中十分重要的認(rèn)識(shí)方法。實(shí)驗(yàn)和觀察是不同的。觀察是在自然發(fā)生的條件下有計(jì)劃、有選擇地對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行考察的一種方法。實(shí)驗(yàn)是依據(jù)研究目的，在人工控制或模擬自然過程的條件下認(rèn)識(shí)自然的一種方法。

觀察與實(shí)驗(yàn)的要想保持它的客觀性，當(dāng)然離不開重演，這也是科學(xué)研究中必須遵循的基本原則。如果一個(gè)事實(shí)根本無法復(fù)核并重現(xiàn)，那就無法成為科學(xué)事實(shí)?？茖W(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以可以用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行，科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)需要以正確反映客觀事物本質(zhì)的理論為指導(dǎo)，提供正確的概念系統(tǒng)、推理規(guī)則和消除假象與誤差的方法，從而把日常觀察中模糊不清的現(xiàn)象變得清晰起來?？茖W(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)要求我們要有一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)事求是的學(xué)風(fēng)。要尊重客觀實(shí)際，不急于求成，堅(jiān)持不懈地長期進(jìn)行，努力防止片面性，避免以主觀愿望影響數(shù)據(jù)整理。這既是保證觀察和實(shí)驗(yàn)客觀

性的前提，也是獲得科學(xué)成果的重要條件，也使我們變得嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍。

而對(duì)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓我首先想到的是青霉素的發(fā)現(xiàn)，那是1928年的一天，度假歸來的弗萊明正在清洗一批離開時(shí)留在實(shí)驗(yàn)室角落里的細(xì)菌培養(yǎng)皿。就在清洗的過程中，他偶然注意到其中一只器皿有些異樣，上面長著不尋常的霉斑，而其周圍一英寸范圍內(nèi)所有細(xì)菌都是無色透明的。在細(xì)菌學(xué)家訓(xùn)練有素的眼里，一定是有什么東西殺死了霉斑周圍的葡萄球菌。弗萊明知道他發(fā)現(xiàn)了某種東西。于是，他拍下照片，擦去一些霉斑使它再繁殖，并且保存了這個(gè)盤子，他還把培育的霉斑樣品送到其他實(shí)驗(yàn)室，供同事們?cè)僮鲅芯?。這就是青霉素的發(fā)現(xiàn)過程。接下來，弗萊明還發(fā)現(xiàn)，霉斑就是青霉菌，由它產(chǎn)生的一種物質(zhì)是針對(duì)試管和培養(yǎng)皿的一種有效消毒劑，進(jìn)一步的研究還表明，青霉素對(duì)抑制猩紅熱、肺炎、淋病、腦膜炎以及白喉的致病細(xì)菌都有效。但是由于提煉純度的不夠，因而無法檢驗(yàn)它作為藥劑的有效性，于是，除了在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用之外，弗萊明的青霉素在架子上擱了十年之久。

弗萊明具有敏銳的觀察力，高度的判斷力，豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)使得他發(fā)現(xiàn)了青霉素，不僅如此，他已有完整的微生物學(xué)知識(shí)，知道有細(xì)菌這樣一種生物及其與某些疾病之間的關(guān)系，還知道如何通過培養(yǎng)皿來培養(yǎng)特定的菌株等等巴斯德所說，如巴斯德所說“在觀察的領(lǐng)域里，機(jī)遇只偏愛那種有準(zhǔn)備的頭腦。”。而在科學(xué)實(shí)踐過程中由于意外的事件導(dǎo)致科學(xué)上的新發(fā)現(xiàn)，稱為機(jī)遇。

青霉素的發(fā)現(xiàn)就具有一定的機(jī)遇性：如果1928年的夏天不是涼快潮濕的天氣，如果某個(gè)青霉孢子沒有幸運(yùn)地落在弗萊明的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)皿上，如果弗萊明對(duì)這個(gè)意外事件漠然置之，缺了哪一個(gè)都可能會(huì)導(dǎo)致最終的失敗，所以我們必須要有充足的知識(shí)儲(chǔ)備而不僅僅是等待機(jī)遇，讓我們從現(xiàn)在開始儲(chǔ)備自己知識(shí)吧！

第五篇：桂電信息技術(shù)前沿講座結(jié)課論文

信息技術(shù)前沿講座

學(xué)院：

專業(yè)： 學(xué)號(hào)： 姓名：

結(jié) 課 論 文

年月日

無線通信技術(shù)的初步認(rèn)識(shí)

摘要

目的：作為大一新生，了解自己所學(xué)的專業(yè)是必須的。借由學(xué)校開展的信息技術(shù)前沿講座，我們可以更好的了解自己所學(xué)的專業(yè)，為四年的學(xué)習(xí)生活打些基礎(chǔ)。

研究方法：網(wǎng)上資料，圖書館閱覽，聽講座等形式。

成果和結(jié)論：初步了解了通信工程的一個(gè)分支——無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。更好的幫助理解本專業(yè)的就業(yè)前景和研究方向。激發(fā)了對(duì)專業(yè)學(xué)科的興趣，開闊了眼界。

關(guān)鍵字：無線通信、遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)。

前言

無線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播 的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年，在信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展 最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。無線通信技術(shù)自身有很多優(yōu)點(diǎn)，成 本較低，無線通信技術(shù)不必建立物理線路，更不用大量的人力去鋪設(shè)電纜，而且無線通信技術(shù)不受工業(yè)環(huán)境的限制，對(duì)抗環(huán)境的變化能力較強(qiáng)，故障 診斷也較為易，相對(duì)于傳統(tǒng)的有線通信的設(shè)置與維修，無線網(wǎng)絡(luò)的維修可 以通過遠(yuǎn)程診斷完成，更加便捷；擴(kuò)展性強(qiáng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)展時(shí)，無線通 信不需要擴(kuò)展布線；靈活性強(qiáng)，無線網(wǎng)絡(luò)不受環(huán)境、地形等限制，而且在 使用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)只需要做很少的調(diào)整，就能適應(yīng)新環(huán)境的 要求。

正文

第一章常用的遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)

目前偏遠(yuǎn)地區(qū)廣泛應(yīng)用的無線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò) 頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。它主要使用在較為偏遠(yuǎn) 或不宜鋪設(shè)線路的地區(qū)，如：煤礦、海上、有污染或環(huán)境較為惡劣地區(qū)等。

§1.1、GPRS/CDMA 碼分多址(CDMA)是在數(shù)字技術(shù)的分支—擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的

窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。CDMA是指一種擴(kuò)頻多址數(shù)字式通信技術(shù)，通過獨(dú)特的代碼序列建立信道，可用于二代和三代無線通信中的任何一種協(xié)議。CDMA是一種多路方式，多路信號(hào)只占用一條信道，極大提高帶寬使用率，應(yīng)用于800MHz和1.9GHz的超高頻(UHF)移動(dòng)電話系統(tǒng)。CDMA使用帶擴(kuò)頻技術(shù)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)，輸入音頻首先數(shù)字化為二進(jìn)制元。傳輸信號(hào)頻率按指定類型編碼，因此只有頻率響應(yīng)編碼一致的接收機(jī)才能攔截信號(hào)。由于有無數(shù)種頻率順序編碼，因此很難出現(xiàn)重復(fù)，增強(qiáng)了保密性。CDMA通道寬度名義上1.23MHz，網(wǎng)絡(luò)中使用軟切換方案，盡量減少手機(jī)通話中信號(hào)中斷。數(shù)字和擴(kuò)頻技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用使得單位帶寬信號(hào)數(shù)量比模擬方式下成倍增加，CDMA與其他蜂窩技術(shù)兼容，實(shí)現(xiàn)全國漫游。最初僅用于美國蜂窩電話中CMDAOne標(biāo)準(zhǔn)只提供單通道14.4Kbps和八通道115Kbps的傳輸速度。CDMA2000和寬帶CDMA速度已經(jīng)成倍提高。

§1.2、數(shù)傳電臺(tái)

數(shù)傳電臺(tái)（radio modem），又可稱為“無線數(shù)傳電臺(tái)”、“無線數(shù)傳模塊”。是指借助DSP 技術(shù)和軟件無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。

§1.3、無線擴(kuò)頻微波

在無線接入系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)；頻點(diǎn)問題容易處理；價(jià)格比較便宜。而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相比有線接入技術(shù)來說，以其低成本、建設(shè)靈活、快捷的優(yōu)勢(shì)在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用。

擴(kuò)頻微波在以下幾個(gè)方面

（1）數(shù)據(jù)接入：采用擴(kuò)頻Modem和復(fù)用器，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，再逐級(jí)匯集，也可組成很大的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，例如銀行的同城結(jié)算,可應(yīng)用于ISDN和DDN、FR網(wǎng)

（2）視頻接入：采用N×64kb/s或2Mb/s的擴(kuò)頻Modem加上會(huì)議電視終端可傳會(huì)議電視信息。若將多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)擴(kuò)頻信道和MCU相連，可以組成良好的多點(diǎn)擴(kuò)頻會(huì)議電視系統(tǒng)。采用每秒可輸出22～25幀的圖像編解碼器（Codec），利用擴(kuò)頻E1，就可傳送實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)電視圖像。

（3）多媒體接入：采用復(fù)用器，可在擴(kuò)頻信道上同時(shí)傳送語音、數(shù)據(jù)和視頻圖像等多媒體信息?，F(xiàn)在已有的擴(kuò)頻Modem與當(dāng)前的多媒體通信發(fā)展水平相適應(yīng)，設(shè)備輕巧，易安裝，是較好的無線多媒體接入手段。

（4）因特網(wǎng)接入：采用小型擴(kuò)頻發(fā)射器和全向天線，用戶終端只需配備一個(gè)很小的Modem即可實(shí)現(xiàn)無線上網(wǎng)，甚至是在一定范圍內(nèi)的可移動(dòng)上網(wǎng)（如 WIFI）。

（5）語音接入：現(xiàn)有的擴(kuò)頻微波，速率為64kb/s～8Mb/s，可傳1～120路（PCM）語音。特別是E1、2×E1和4×E1可取代常規(guī)的30路、60路和120路中小容量微波，抗干擾性極強(qiáng)，誤碼率可低到10-10（10的負(fù)10次方）量級(jí)，準(zhǔn)光纖水平。時(shí)分雙工（TDD）E1，距離近些；頻分雙工（FDD）E1，距離還可遠(yuǎn)些，在視距通信范圍擴(kuò)頻微波可取代超短波（VHF/UHF）、常規(guī)小微波，以及電纜和光纖。它可以單獨(dú)或與各種復(fù)用設(shè)備結(jié)合，用于衛(wèi)星通信最后“一公里”、局間中繼、GMS系統(tǒng)基站到交換機(jī)間通信等很多場(chǎng)合。

§1.4、無線網(wǎng)橋

無線網(wǎng)橋顧名思義就是無線網(wǎng)絡(luò)的橋接，它利用無線傳輸方式實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間搭起通信的橋梁；無線網(wǎng)橋從通信機(jī)制上分為電路型網(wǎng)橋和數(shù)據(jù)型網(wǎng)橋。具體方式如下

(1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式；(2)中繼方式；

(3)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸?shù)龋?無線網(wǎng)橋的典型應(yīng)用：

§1.5、衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信簡單地說就是地球上（包括地面和低層大氣中）的無線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是：通信范圍大；只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi)，從任何兩點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信；不易受陸地災(zāi)害的影響（可靠性高）；只要設(shè)置地球站電路即可開通（開通電路迅速）；同時(shí)可在多處接收，能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)廣播、多址通信（多址特點(diǎn)）；電路設(shè)置非常靈活，可隨時(shí)分散過于集中的話務(wù)量；同一信道可用于不同方向或不同區(qū)間（多址聯(lián)接）。

§1.6、短波通信技術(shù)

短波通信發(fā)射電波要經(jīng)電離層的反射才能到達(dá)接收設(shè)備，通信距離較遠(yuǎn)，是遠(yuǎn)程通信的主要手段。由于電離層的高度和密度容易受晝夜、季節(jié)、氣候等因素的影響，所以短波通信的穩(wěn)定性較差，噪聲較大。但是，隨著技術(shù)進(jìn)步，特別是自適應(yīng)技術(shù)、猝發(fā)傳輸技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、差錯(cuò)控制技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)，超大規(guī)模集成電路技術(shù)和微處理器的出現(xiàn)和應(yīng)用，使短波通信進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，在1988年短波通信設(shè)備的銷售額達(dá)到了其歷史最高水平。同時(shí)短波通信設(shè)備使用方便，組網(wǎng)靈活，價(jià)格低廉，抗毀性強(qiáng)等固有優(yōu)點(diǎn)，仍然是支撐短波

通信戰(zhàn)略地位的重要因素。

第二章無線通信模塊

無線通信有編碼模塊和高頻發(fā)射模塊組成。編碼模塊：調(diào)制解調(diào)

調(diào)制解調(diào)，即我們常說的Modem，其實(shí)是Modulator（調(diào)制器）與Demodulator（解調(diào)器）的簡稱，中文稱為調(diào)制解調(diào)器。也有人跟據(jù)Modem的諧音，親昵地稱之為“貓”。

調(diào)制的目的是把要傳輸?shù)哪M信號(hào)或數(shù)字信號(hào)變換成適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，這就意味著把基帶信號(hào)（信源）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常高的帶通信號(hào)。該信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)，而基帶信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)。調(diào)制可以通過使高頻載波隨信號(hào)幅度的變化而改變載波的幅度、相位或者頻率來實(shí)現(xiàn)。調(diào)制過程用于通信系統(tǒng)的發(fā)端。在接收端需將已調(diào)信號(hào)還原成要傳輸?shù)脑夹盘?hào)，也就是將基帶信號(hào)從載波中提取出來以便預(yù)定的接受者（信宿）處理和理解的過程。該過程稱為調(diào)制解調(diào)。

一般來說，根據(jù)Modem的形態(tài)和安裝方式，可以大致可以分為以下四類： 外置式

外置式Modem放置于機(jī)箱外，通過串行通訊口與主機(jī)連接。這種Modem方便靈巧、易于安裝，閃爍的指示燈便于監(jiān)視Modem的工作狀況。但外置式Modem需要使用額外的電源與電纜。

內(nèi)置式

內(nèi)置式Modem在安裝時(shí)需要拆開機(jī)箱，并且要對(duì)中斷和COM口進(jìn)行設(shè)置，安裝較為繁瑣。這種Modem要占用主板上的擴(kuò)展槽，但無需額外的電源與電纜，且價(jià)格比外置式Modem要便宜一些。

PCMCIA插卡式

插卡式Modem主要用于筆記本電腦，體積纖巧。配合移動(dòng)電話，可方便地

實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。

機(jī)架式

機(jī)架式Modem相當(dāng)于把一組Modem集中于一個(gè)箱體或外殼里，并由統(tǒng)一的電源進(jìn)行供電。機(jī)架式Modem主要用于Internet/Intranet、電信局、校園網(wǎng)、金融機(jī)構(gòu)等網(wǎng)絡(luò)的中心機(jī)房。

除以上四種常見的Modem外，現(xiàn)在還有ISDN調(diào)制解調(diào)器和一種稱為Cable Mod

EM的調(diào)制解調(diào)器，另外還有一種ADSL調(diào)制解調(diào)器。Cable Modem利用有線電視的電纜進(jìn)行信號(hào)傳送，不但具有調(diào)制解調(diào)功能，還集路由器、集線器、橋接器于一身，理論傳輸速度更可達(dá)10Mbps以上。通過Cable Modem上網(wǎng)，每個(gè)用戶都有獨(dú)立的IP地址，相當(dāng)于擁有了一條個(gè)人專線。目前，深圳有線電視臺(tái)天威網(wǎng)絡(luò)公司已推出這種基于有線電視網(wǎng)的Internet接入服務(wù)，接入速率為2Mbps-10Mbps！

無線收發(fā)模塊：用于傳感器節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信,解決無線通信中載波頻段選擇、信號(hào)調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率,編碼方式等,并通過天線進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間、節(jié)點(diǎn)與基站間數(shù)據(jù)的收發(fā)。與一般的網(wǎng)絡(luò)通信類似,傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議也包括了物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,與節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái)有關(guān)的主要是物理層和鏈路層。

編碼調(diào)制一體化模塊體積小功耗低，完全符合DVB-T標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的COFDM調(diào)制和標(biāo)準(zhǔn)MPEG2編碼，支持標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)輸入模式，平衡的立體聲輸入，各種電氣性能完全符合ETSIEN300744的標(biāo)準(zhǔn)要求。

SK-182ACOFDM編碼調(diào)制一體化調(diào)制板的優(yōu)良設(shè)計(jì)可以幫助您更方便快捷的完成COFDM調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)的無線圖像傳輸設(shè)備，提供給數(shù)字廣播,安防系統(tǒng)，公安、武警、消防等領(lǐng)域應(yīng)用。

高頻收發(fā)：模塊廣泛地運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測(cè)、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸

RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無線232數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中

第三章通信技術(shù)展望

未來通信技術(shù)會(huì)更多地向更快，更穩(wěn)定發(fā)展?，F(xiàn)有的4G技術(shù)已不能滿足人們對(duì)于數(shù)據(jù)的索取需求。5G已經(jīng)在萌芽。相信不久的將來會(huì)有更快的無線通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

通信行業(yè)更是個(gè)需要不斷學(xué)習(xí)，不斷汲取新鮮知識(shí)的行業(yè)。本科生更需要學(xué)好書本知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力，緊跟時(shí)代步伐，不斷創(chuàng)新。

參考資料：維基百科、百度百科

《基于無線通信技術(shù)的移動(dòng)支付業(yè)務(wù)的研究》

——鄭雪苓

電子與信息學(xué)報(bào)《140GHz 高速無線通信技術(shù)研究》

——王成，林長星，鄧賢進(jìn)，肖仕偉