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0引言
隨著現今經濟的發展，人們生活質量的提高和健康意識的增強，火災災害頻頻發生，材料阻燃特性研究成為當下一個熱議的話題，如何高效的利用材料自身的性質，加以合理的聚合和改造，使之成為阻燃特性好，阻燃性能優異，安全系數高，低煙低毒的材料，本文將從家庭使用的木質材料阻燃特性出發和現今工業在汽車、電子電氣方面廣泛使用的聚丙烯高分子阻燃劑，全面而系統的分析材料的阻燃技術的發展和技術現狀。
1材料阻燃技術在家居木質材料上的應用分析
人們生活水平的不斷提升，家居環境的美化，人們的健康意識也不斷的更強，帶來一些必須考慮的問題，家居環境的密封性使得家居所用材料對材料的阻燃技術有更高的要求，材料的阻燃特性對家居的安全隱患問題起著舉足輕重的作用，材料阻燃技術不斷的提出新的技術，滿足各類需求。現今家庭所用的木質材料大多數是采用的是密度板，密度板有諸多益處，木質板材用于家庭裝飾，美觀，而且質輕，結構較為規則，一般木質板材表面度經過拋光處理，其現在廣泛的應用于家庭裝修中。當然木質板材也有很多的缺陷，例如時間長了后，容易變形，模板容易兩端翹曲等問題，但是人造板材的使用，也使得木質材料的來源更加的廣泛；更重要的一點是人造板材的使用，雖然是阻燃的一種，但是其級別相當于B2級別，也就是可燃性，其燃燒也是隨著時間的推移，材質激將逐漸的改變，現如今的家庭火宅情況也時有發生，一旦火災后，該木質板材將受到破壞性的損壞。現今家居環境室內所用密度板是一種木質的人造板，該板材從阻燃技術出發，京承天然木質材料咋阻燃性能方面的優勢，有著良好的阻燃特性，裝修材料按其燃燒性能應劃分四級，見表1。
現今的阻燃材料多為難燃性，不燃性的材料少之又少，可燃性的材料也較多的被應用在現實生活中，對于易燃性的材料多為一些露天設施，家里的電線等等。對于難燃性的材料，其阻燃特性較為良好，其質量有保障，安全系數較高，較多的被現在的家居材料的所用，開發密度板阻燃特性良好的材料，是當今的材料阻燃技術研究是根本。
3材料阻燃技術在聚合物方向應用分析
聚丙烯是我們熟知的高分子材料，而一般的聚乙烯的材料屬于易燃物質，例如我們家居生活中使用的塑料用具都是采用聚乙烯加工制造的，而對于材料阻燃技術的相應你果斷要求的提出，聚丙烯高分子材料被廣泛的應用于當今的日常生活中，聚丙烯簡稱pp，廣泛用于汽車電子、家庭的裝飾、建筑物的防火材料等等領域，聚丙烯和聚乙烯一樣，屬于B3級別的材料，易燃特性，但是聚丙烯高分子材料燃燒過程中，由于其親氧氣性能較低，燃燒不易產生含碳化合物，大大的增加了其易燃的特性，要保證其阻燃的特性，只有進行諸多的測試和實驗，以進一步的推廣和使用，研究新型的高分子材料，改善聚丙烯材料的阻燃特性是企業和社會發展的必須，具有重要的戰略意義和實際經濟意義。
對于聚丙烯類高分析物質，其中對于膨脹型阻燃劑，近年來發展較快，其阻燃特性較好，被廣泛的應用在生活中，其阻燃性能高，安全系數高，低煙低毒等優點。以前膨脹型阻燃劑被美國兩個特學家提出來，當時沒有引起社會的關注，近年來，醉著材料阻燃技術的發展，環保問題的日益凸顯，人們追本溯源，開始尋找一種新型的可用于環保的一個低毒的無鹵阻燃劑，基于這些問題的提出和綜合權衡，給膨脹型阻燃技術提供了廣闊的發展空間。其中膨脹型阻燃劑的基本成分和各組分的主要功能見表2所示。
該聚丙烯阻燃材料膨脹所形成的的碳層阻止氧氣從周圍介質擴散到正在講解的塑料中，材料的阻燃特性從高分子物質到現今的夾板材料，都是從材料的燃燒特性、低毒等方面考慮，深入的分析材料的阻燃特性，如此，安全系數高、低煙低毒的材料將更加的為現今所關注，從而在很大程度滿足用戶阻燃特性的要求，達到阻燃的目的。
4結論
對于阻燃特性好，阻燃性能優異，安全系數高，低煙低毒的材料，本文從家庭使用的木質材料阻燃特性出發和現今工業在汽車、電子電氣方面廣泛使用的聚丙烯高分子阻燃劑，全面的分析了材料的阻燃技術的發展和技術現狀。木質材料的合理利用在一定程度上將改善我國森林資源匱乏的現狀，木質阻燃材料的研究將期待了家居原始的木質材料易變性等缺點，大量的節約木質材料的使用，而聚丙烯聚合物高分子的使用，也得電子電氣、汽車應用材料方面的特性提升，而且一般具有耐用性好，耐腐蝕等優點。材料的阻燃特性的分析和技術的發展將應用在生活的各個方面。
參考文獻
[1]王建祺.無鹵阻燃聚合物基礎與應用[M].北京：科學出版社，2005.
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第二階段（1994年前）人們關注的熱點是如何利用納米材料已挖掘出來的奇特物理、化學和力學性能，設計納米復合材料，通常采用納米微粒與納米微粒復合，納米微粒與常規塊體復合及發展復合材料的合成及物性的探索一度成為納米材料研究的主導方向。
第三階段（從1994年到現在）納米組裝體系、人工組裝合成的納米結構的材料體系越來越受到人們的關注，正在成為納米材料研究的新的熱點。國際上，把這類材料稱為納米組裝材料體系或者稱為納米尺度的圖案材料。它的基本內涵是以納米顆粒以及它們組成的納米絲和管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結構的體系，基保包括納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜嵌鑲體系。納米顆粒、絲、管可以是有序或無序地排列。
如果說第一階段和第二階段的研究在某種程度上帶有一定的隨機性，那么這一階段研究的特點更強調人們的意愿設計、組裝、創造新的體系，更有目的地使該體系具有人們所希望的特性。著名諾貝爾獎金獲得者，美國物理學家費曼曾預言“如果有一天人們能按照自己的意愿排列原子和分子…，那將創造什么樣的奇跡”。就像目前用STM操縱原子一樣，人工地把納米微粒整齊排列就是實現費曼預言，創造新奇跡的起點。美國加利福尼亞大學洛倫茲伯克力國家實驗室的科學家在《自然》雜志上，指出納米尺度的圖案材料是現代材料化學和物理學的重要前沿課題。可見，納米結構的組裝體系很可能成為納米材料研究的前沿主導方向。
二、納米材料研究的特點
1、納米材料研究的內涵不斷擴大
第一階段主要集中在納米顆粒（納米晶、納米相、納米非晶等）以及由它們組成的薄膜與塊體，到第三階段納米材料研究對象又涉及到納米絲、納米管、微孔和介孔材料（包括凝膠和氣凝膠），例如氣凝膠孔隙率高于90％，孔徑大小為納米級，這就導致孔隙間的材料實際上是納米尺度的微粒或絲，這種納米結構為嵌鑲、組裝納米微粒提供一個三維空間。納米管的出現，豐富了納米材料研究的內涵，為合成組裝納米材料提供了新的機遇。
2．納米材料的概念不斷拓寬
1994年以前，納米結構材料僅僅包括納米微粒及其形成的納米塊體、納米薄膜，現在納米結構的材料的含意還包括納米組裝體系，該體系除了包含納米微粒實體的組元，還包括支撐它們的具有納米尺度的空間的基體，因此，納米結構材料內涵變得豐富多彩。
3．納米材料的應用成為人們關注的熱點
經過第一階段和第二階段研究，人們已經發現納米材料所具備的不同于常規材料的新特性，對傳統工業和常規產品會產生重要的影響。日本、美國和西歐都相繼把實驗室的成果轉化為規模生產，據不完全統計，國際上已有20多個納米材料公司經營粉體生產線，其中陶瓷納米粉體對常規陶瓷和高技術陶瓷的改性、納米功能涂層的制備技術和涂層工藝、納米添加功能油漆涂料的研究、納米添加塑料改性以及納米材料在環保、能源、醫藥等領域的應用，磨料、釉料以及紙張和纖維填料的納米化研究也相繼展開。納米材料及其相關的產品從1994年開始已陸續進入市場，所創造的經濟效益以20％速度增長。
三、納米材料的發展趨勢
1．加強控制工程的研究
在納米材料制備科學和技術研究方面一個重要的趨勢是加強控制工程的研究，這包括顆粒尺寸、形狀、表面、微結構的控制。由于納米顆粒的小尺寸效應、表面效應和量子尺寸效應都同時在起作用，它們對材料某一種性能的貢獻大小、強弱往往很難區分，是有利的作用，還是不利的作用更難以判斷，這不但給某一現象的解釋帶來困難，同時也給設計新型納米結構帶來很大的困難。如何控制這些效應對納米材料性能的影響，如何控制一種效應的影響而引出另一種效應的影響，這都是控制工程研究亟待解決的問題。國際上近一兩年來，納米材料控制工程的研究主要有以下幾個方面：一是納米顆粒的表面改性，通過納米微粒的表面做異性物質和表面的修飾可以改變表面帶電狀態、表面結構和粗糙度；二是通過納米微粒在多孔基體中的分布狀態（連續分布還是孤立分布）來控制量子尺寸效應和滲流效應；三是通過設計納米絲、管等的陣列體系（包括有序陣列和無序陣列）來獲得所需要的特性。
2．近年來引人注目的幾具新動向
（1）納米組裝體系藍綠光的研究出現新的苗頭。日本Nippon鋼鐵公司閃電化學陽極腐蝕方法獲得6H多孔碳化硅，發現了藍綠光發光強度比6H碳化硅晶體高100倍：多孔硅在制備過程中經紫外輻照或氧化也發藍綠光；含有Dy和Al的SiO2氣凝膠在390nm波長光激發下發射極強的藍綠光，比多孔Si的最強紅光還高出1倍多，250nm波長光激發出極強的藍光。
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建筑節能理念已經成為世界各國建筑業發展中的重要理論指示，對于建筑節能檢測技術的應用與發展世界各國也都做出了很多的努力。以下來探討我們應當吸取哪些先進檢測技術方法。
1、國內節能測試技術現狀。國內建筑節能檢測方法隨著建筑節能的逐步深入與發展。近幾年來，全國各省節能辦公室紛紛籌建建筑節能檢測中心。目前，國內外評價建筑節能是否達標，一般采用兩種方法：一種是在熱源（冷源）處直接測取采暖耗煤量指標（耗電量指標），然后求出建筑物的耗熱量指標（耗冷量指標），此法稱為熱（冷）源法。第二種是在建筑物處直接測取建筑物的耗熱量指標（耗冷量指標），然后求出采暖耗煤量指標（耗電量指標），此法稱為建筑熱工法。目前大多采用建筑熱工法現場測量。其中最關鍵的一項指標是建筑保溫隔熱建筑墻體的傳熱系數。
2、國外建筑節能檢測方法。國外在建筑節能領域注重建筑節能設計規范、標準的制定適應社會的發展需要；注重建筑節能設計的嚴格審查和建筑施工過程中建筑質量的保證；而對建成后的建筑除個別研究需要外，做節能檢測的工作較少。因此，對于適合我國建筑節能需要的建筑墻體熱工缺陷的檢測技術方法的研究尚屬空白。
二、常用的建筑節能材料
1、建筑主體的節能材料。（1） 輕集料砌塊、粉煤灰及礦渣磚：礦渣、粉煤灰及粉煤灰陶粒是主要的工業廢渣，利用工業廢渣生產磚，既有利于節約土地，又可使工業廢渣得到大量應用，使其具有很好的社會效益。輕集料砌塊、粉煤灰及礦渣磚強度較高、可承重、隔熱保溫性能好、資源豐富、價格經濟。（2） 混凝土空心砌塊、混凝土多孔磚：混凝土空心砌塊、混凝土多孔磚是建筑砌塊的主要品種，由于中間中空或多孔有一定的隔熱保溫性能，加之制取方便，生產工藝成熟，砌筑簡單，因此成為國內外主要的墻體材料。（3） 加氣混凝土砌塊：單一材料墻體即可達到50 %的目標，廣泛用于框架結構住宅的填充墻或與磚墻組成復合墻體。
2、其他新型節能材料。（1） 保溫砂漿：保溫隔熱砂漿是以水泥、膨脹珍珠巖等為主體材料，并添加纖維素等其他外加劑的復合保溫隔熱材料。具有強度高、產品不燃，而且由于多孔導熱系數極低，和易性好、保溫隔熱性能好、成本低、加水拌和后粘聚性好、易施工等特點，對墻面處理過的房屋夏季室內氣溫比未處理過的房屋低2 ℃～3 ℃，空調能耗節約15 %左右，且每年的空調運行時間可比未處理前縮短20 d 左右，是夏熱冬冷地區節能建筑較理想的復合保溫隔熱材料，是新一代綠色環保的保溫材料。（2） 聚苯乙烯泡沫板：成型工藝產品一般包括EPS 板和XPS板兩種類型。經加熱預發后在模具中加熱成型或擠壓成型的白色物體，其有微細閉孔的結構特點，主要用于建筑墻體，屋面保溫，復合板保溫，冷庫、空調、車輛、船舶的保溫隔熱，地板采暖，裝潢雕刻等，用途非常廣泛。（3） 硬質聚氨酯防水保溫材料：聚氨酯保溫復合板是由兩層防水彩色涂層鋼板或其他金屬作面板，中間注入阻燃型聚氨酯硬質泡沫復合而成，是當今世界公認的最佳隔熱保溫材料。可用于大型工業廠房、倉庫、展覽館、體育館、冷庫、凈化車間等各種建筑的屋面和墻體，集保溫、隔熱、承重、防水于一體，色彩豐富、造型美觀。具有自重輕、承載能力高、保溫隔熱性好、防火性能好、使用靈活的優點。 （4） 節能型保溫隔熱復合墻體。我國目前正在廣泛推廣使用新型墻體材料。采用節能型保溫隔熱復合墻體，節能效果顯著。
三、建筑節能材料的檢測技術分析
1、膠粘劑、抹面膠漿檢測。在國家建筑工程行業標準《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》（ JG149- 2003） 中， 對膠粘劑、抹面膠漿的浸水拉伸粘結強度試驗是引用標準《陶瓷墻地磚膠粘劑》JG/T547- 1994 的養護條件和《建筑室內用膩子》JG/T3049- 1998 的試驗方法。其做法是： 將填涂膠粘劑、抹面膠漿的水泥砂漿塊試樣的膠粘劑、抹面膠漿層向上， 水平置于標準砂漿上面， 然后注水到水面距離砂漿塊表面約5mm處， 靜置7d 后將試件取出并側面放置， 在50℃±3℃恒溫干燥箱內干燥24h， 然后于試驗條件下放置24h 后進行試驗。
2、膠粉聚苯顆粒保溫漿料檢測。膠粉聚苯顆粒保溫漿料由膠粉料和聚苯顆粒等組成， 施工時加水攪拌均勻， 抹或噴在基層墻面上形成保溫層， 其保溫性能和力學性能都與干密度密切相關。膠粉聚苯顆粒保溫漿料干密度試件尺寸為300mm×300mm×30mm、抗壓強度試件的尺寸為100mm×100mm×100mm。制備膠粉聚苯顆粒保溫漿料標準試件， 應按產品說明書中規定的比例和方法， 將水、膠粉料和聚苯顆粒攪拌至均勻， 用油灰刀將標準漿料逐層加滿并略高出試模， 用油灰刀沿模壁插數次， 然后用抹子抹平； 試成型后用聚乙烯薄膜覆蓋， 并按要求進行養護。
3、導熱系數檢測的影響因素。導熱系數是評價保溫材料絕熱性能的主要技術依據， 其物理意義為： 在穩態傳熱條件下， 當其兩側溫差為1℃時， 在單位時間內通過單位面積的熱量。測量材料導熱系數的方法主要分為穩態法和非穩態法， 依據國家標準《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》GB10294- 88 。我們采用基于穩態法的平板導熱系數測定儀測定材料的導熱系數。 冷熱板夾緊力和試件厚度。《標準》指出， 平板導熱儀應配備可施加恒定壓緊力的裝置， 以改善試件與板的熱接觸或在板間保持一個準確的間距。測定絕熱材料時， 施加的壓力一般不大于2.5kPa。但實際情況是， 目前多數儀器均不配備可顯示恒定壓緊力的裝置， 試驗者無從判斷夾緊力大小。夾緊力不同， 則導致試件尤其是可壓縮試件測定狀態的厚度不同， 給試驗結果帶來誤差。依據《標準》， 由于熱膨脹和冷、熱板的夾緊力， 試件的厚度可能在變化， 因此， 建議在實際的試驗溫度和壓力下測量試件厚度； 或在裝置之外，重現試驗條件下試件所受壓力， 測量其厚度。對于可壓縮試件（ 如半硬質玻璃棉板或礦棉板） ， 為了減少誤差， 我們采用厚度反控制夾緊力的方法， 即先將樣品置于壓力機上， 施加規范規定的夾緊力， 記錄該夾緊力時試件的厚度； 然后將試件置于平板導熱儀中， 通過夾緊后厚度調節，反推知夾緊力基本達到要求， 然后進行試驗。
結束語
隨著城鎮化建設的不斷推進，建筑行業的迅速發展，使得我國能源消耗日趨嚴重。我國的建筑能耗量超過全國總用能量的1/3，居耗能首位，與此同時，住宅的使用能耗也在逐年增長，造成的一系列環境問題將最終影響住宅建設的可持續發展，要實現建筑節能，必須對建筑節能材料檢測，因此對建筑節能材料檢測技術的研究具有重要的意義。
參考文獻：
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由于材料解析題在考查《歷史課程標準》中規定的這些能力方面有自己獨到的優勢，成為各地中考的主要題型。訓練學生的史料分析能力既可以提高學生的學習成績，又能擴展學生的視野，發展學生的思維能力，培養學生學習歷史的信心和興趣。如何能有效地提高學生材料分析能力呢？下面我來談一談自己的幾點做法。
一、明確概念，建立關聯
首先使學生明確什么是史料，教材中的史料有哪些，史料在歷史學習中有什么作用。
史料就是指那些人類社會歷史在發展過程中所遺留下來的、并幫助我們認識、解釋和重構歷史過程的痕跡。
現在的中學歷史教材上引用了大量內容豐富的原始材料，比如圖片，包括人物照片、人物畫像、情景圖片、歷史地圖、圖表等；文字資料，包括史書記載、人物名言、碑刻題字、報刊等。
這些史料基本上是圍繞教材的重點和難點選取的，和正文內容相互補充，是對課文內容的印證和呼應，使大家在學習課文的過程中讀到這些材料，能更好地理解課文的內容。
通過明確概念建立起史料與課本知識的有機結合，樹立“論從史出”、“史論結合”的正確歷史觀。并由學生動手實踐，從課本中找出幾則史料，并說出它們分別印證、呼應、補充了課本中的哪一部分知識。使學生更進一步理解了史料和課本知識是密不可分的，在做材料題時離不開課本知識，因此，做好材料題掌握好課本知識是關鍵，在平時的學習中要注重基礎知識的掌握。
二、題型分類，探索方法
在明確了概念，找到關聯后，對材料題按考查的不同方式分成五種類型并歸納出各種類型的解題技巧：
類型一：答案在材料里。
解題技巧：這類題目的答案往往是原原本本地出現在材料中，所以要認真讀材料，從中提煉出答案。一般有“根據材料回答”的標志。
類型二：答案在課本中。
解題技巧：這類題要結合材料所給的信息去課本中尋找相關答案。
類型三：聯系實際，談談啟示或感受。
解題技巧：這類題目往往要聯系國家的時事熱點或我們自己的學習和生活來回答。
類型四：歸納材料的主題。
解題技巧：運用語文閱讀概括中心思想的方法去解答。
類型五：比較幾則材料的異同。
解題技巧：根據提問在材料中尋找有效信息，再結合課本有關知識，通過劃分知識板塊來回答。
根據材料題的不同類型，歸納出各類型題的解題技巧與方法，并采用例題的形式給學生進行講解分析，指導學生進行練習，通過練習掌握題型的分類及解題技巧。但是在很多材料題中，經常會出現上述幾種類型的綜合。而且答案在課本中的情況占絕大多數。所以我們要有扎扎實實的基礎知識，做起材料題來才能得心應手。
三、過程分解，歸納步驟
在明確了材料題的五種類型與答題技巧之后。下面就是答題了。答題的過程可以劃分為五個步驟：一讀，二找，三聯，四答，五查。
一讀，就是讀材料和問題。讀材料要注意讀全，不要忽視題前的說明性文字，它往往決定答題的大方向。還要注意材料后面的注釋性文字，如材料的出處、作者、時間等。這里面往往隱含著重要信息，有可能成為我們解題的突破點。再就是讀的順序，讀完材料后，如果不能完全明白材料的意思，我們可以先讀一下問題，這些問題反映出出題者的考查意圖，每一問互相呼應，與材料密切關聯，往往弄清了一個問題，其他問題也就會迎刃而解。
二找，找就是找材料的關鍵詞。材料無論多么長，核心都會體現在幾個關鍵詞上。尤其是對較生疏的材料，我們不能完全讀懂。但只要找到關鍵詞，就找到了解題的鑰匙。
三聯，聯就是把問題和所學知識對接在一起，建立材料與課本知識的聯系。一般來說，材料題無論多么靈活，都與課本知識密不可分，都能在課本中找到影子。“材料在書外，答案在書內”是材料題的重要特征。每一個問題都對應著一個知識點。我們在讀完材料、找到關鍵詞之后，必須結合所學知識，進行知識銜接，將教材與材料相結合，完成知識遷移。
四答，答題是做好材料題的關鍵。答題要注意以下幾點：
1、問什么答什么，要言簡意賅。
2、看分答題。考試時賦分一般根據答案要點，一點一分或二分，兩點二分或四分，三分就要答三點。分多就要詳細，分少就要簡略。
3、分條陳述。對于內容較多的題目要分條表達，不要混在一起，沒有條理。
4、對于一題的幾問，回答時不要顛倒順序。如果有不會落下的題目，其他題目一定要標明答的是那一問，以免讓人產生歧義而失分。
五查，就是在答完題之后，一定要檢查一遍。看答案是否和題目要求相對應，有沒有漏題。
篇5
上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發明，促進了光纖通信技術迅速發展并逐步形成了高新技術產業，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與制造從“雜質工程”發展到“能帶工程”。納米科學技術的發展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。
2幾種主要半導體材料的發展現狀與趨勢
2.1硅材料
從提高硅集成電路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si發展的總趨勢。目前直徑為8英寸（200mm）的Si單晶已實現大規模工業生產，基于直徑為12英寸（300mm）硅片的集成電路（IC‘s）技術正處在由實驗室向工業生產轉變中。目前300mm，0.18μm工藝的硅ULSI生產線已經投入生產，300mm，0.13μm工藝生產線也將在2003年完成評估。18英寸重達414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實驗室研制成功，直徑27英寸硅單晶研制也正在積極籌劃中。
從進一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會成為硅材料發展的主流。另外，SOI材料，包括智能剝離（Smartcut）和SIMOX材料等也發展很快。目前，直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在開發中。
理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應對現有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術的限制問題，更重要的是將受硅、SiO2自身性質的限制。盡管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料（如用Si3N4等來替代SiO2），低K介電互連材料，用Cu代替Al引線以及采用系統集成芯片技術等來提高ULSI的集成度、運算速度和功能，但硅將最終難以滿足人類不斷的對更大信息量需求。為此，人們除尋求基于全新原理的量子計算和DNA生物計算等之外，還把目光放在以GaAs、InP為基的化合物半導體材料，特別是二維超晶格、量子阱，一維量子線與零維量子點材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等，這也是目前半導體材料研發的重點。
2.2GaAs和InP單晶材料
GaAs和InP與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點；在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面占有獨特的優勢。
目前，世界GaAs單晶的總年產量已超過200噸，其中以低位錯密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生長的2－3英寸的導電GaAs襯底材料為主；近年來，為滿足高速移動通信的迫切需求，大直徑（4，6和8英寸）的SI－GaAs發展很快。美國莫托羅拉公司正在籌建6英寸的SI－GaAs集成電路生產線。InP具有比GaAs更優越的高頻性能，發展的速度更快，但研制直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關鍵技術尚未完全突破，價格居高不下。
GaAs和InP單晶的發展趨勢是：
（1）。增大晶體直徑，目前4英寸的SI－GaAs已用于生產，預計本世紀初的頭幾年直徑為6英寸的SI－GaAs也將投入工業應用。
（2）。提高材料的電學和光學微區均勻性。
（3）。降低單晶的缺陷密度，特別是位錯。
（4）。GaAs和InP單晶的VGF生長技術發展很快，很有可能成為主流技術。
2.3半導體超晶格、量子阱材料
半導體超薄層微結構材料是基于先進生長技術（MBE，MOCVD）的新一代人工構造材料。它以全新的概念改變著光電子和微電子器件的設計思想，出現了“電學和光學特性可剪裁”為特征的新范疇，是新一代固態量子器件的基礎材料。
（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。
GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和應變補償材料體系已發展得相當成熟，已成功地用來制造超高速，超高頻微電子器件和單片集成電路。高電子遷移率晶體管（HEMT），贗配高電子遷移率晶體管（P－HEMT）器件最好水平已達fmax=600GHz，輸出功率58mW，功率增益6.4db；雙異質結雙極晶體管（HBT）的最高頻率fmax也已高達500GHz，HEMT邏輯電路研制也發展很快。基于上述材料體系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探測器，紅、黃、橙光發光二極管和紅光激光器以及大功率半導體量子阱激光器已商品化；表面光發射器件和光雙穩器件等也已達到或接近達到實用化水平。目前，研制高質量的1.5μm分布反饋（DFB）激光器和電吸收（EA）調制器單片集成InP基多量子阱材料和超高速驅動電路所需的低維結構材料是解決光纖通信瓶頸問題的關鍵，在實驗室西門子公司已完成了80×40Gbps傳輸40km的實驗。另外，用于制造準連續兆瓦級大功率激光陣列的高質量量子阱材料也受到人們的重視。
雖然常規量子阱結構端面發射激光器是目前光電子領域占統治地位的有源器件，但由于其有源區極薄（～0.01μm）端面光電災變損傷，大電流電熱燒毀和光束質量差一直是此類激光器的性能改善和功率提高的難題。采用多有源區量子級聯耦合是解決此難題的有效途徑之一。我國早在1999年，就研制成功980nmInGaAs帶間量子級聯激光器，輸出功率達5W以上；2000年初，法國湯姆遜公司又報道了單個激光器準連續輸出功率超過10瓦好結果。最近，我國的科研工作者又提出并開展了多有源區縱向光耦合垂直腔面發射激光器研究，這是一種具有高增益、極低閾值、高功率和高光束質量的新型激光器，在未來光通信、光互聯與光電信息處理方面有著良好的應用前景。
為克服PN結半導體激光器的能隙對激光器波長范圍的限制，1994年美國貝爾實驗室發明了基于量子阱內子帶躍遷和阱間共振隧穿的量子級聯激光器，突破了半導體能隙對波長的限制。自從1994年InGaAs／InAIAs／InP量子級聯激光器（QCLs）發明以來，Bell實驗室等的科學家，在過去的7年多的時間里，QCLs在向大功率、高溫和單膜工作等研究方面取得了顯著的進展。2001年瑞士Neuchatel大學的科學家采用雙聲子共振和三量子阱有源區結構使波長為9.1μm的QCLs的工作溫度高達312K，連續輸出功率3mW.量子級聯激光器的工作波長已覆蓋近紅外到遠紅外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光譜、超高靈敏氣體傳感器、高速調制器和無線光學連接等方面顯示出重要的應用前景。中科院上海微系統和信息技術研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子級聯激光器；中科院半導體研究所于2000年又研制成功3.7μm室溫準連續應變補償量子級聯激光器，使我國成為能研制這類高質量激光器材料為數不多的幾個國家之一。
目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作為超薄層微結構材料發展的主流方向，正從直徑3英寸向4英寸過渡；生產型的MBE和M0CVD設備已研制成功并投入使用，每臺年生產能力可高達3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英國卡迪夫的MOCVD中心，法國的PicogigaMBE基地，美國的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有這種外延材料出售。生產型MBE和MOCVD設備的成熟與應用，必然促進襯底材料設備和材料評價技術的發展。
（2）硅基應變異質結構材料。
硅基光、電器件集成一直是人們所追求的目標。但由于硅是間接帶隙，如何提高硅基材料發光效率就成為一個亟待解決的問題。雖經多年研究，但進展緩慢。人們目前正致力于探索硅基納米材料（納米Si／SiO2），硅基SiGeC體系的Si1－yCy/Si1－xGex低維結構，Ge／Si量子點和量子點超晶格材料，Si／SiC量子點材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED發光器件和有關納米硅的受激放大現象的報道，使人們看到了一線希望。
另一方面，GeSi／Si應變層超晶格材料，因其在新一代移動通信上的重要應用前景，而成為目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止頻率已達200GHz，HBT最高振蕩頻率為160GHz，噪音在10GHz下為0.9db，其性能可與GaAs器件相媲美。
盡管GaAs／Si和InP／Si是實現光電子集成理想的材料體系，但由于晶格失配和熱膨脹系數等不同造成的高密度失配位錯而導致器件性能退化和失效，防礙著它的使用化。最近，Motolora等公司宣稱，他們在12英寸的硅襯底上，用鈦酸鍶作協變層（柔性層），成功的生長了器件級的GaAs外延薄膜，取得了突破性的進展。
2.4一維量子線、零維量子點半導體微結構材料
基于量子尺寸效應、量子干涉效應，量子隧穿效應和庫侖阻效應以及非線性光學效應等的低維半導體材料是一種人工構造（通過能帶工程實施）的新型半導體材料，是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎。它的發展與應用，極有可能觸發新的技術革命。
目前低維半導體材料生長與制備主要集中在幾個比較成熟的材料體系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在納米微電子和光電子研制方面取得了重大進展。俄羅斯約飛技術物理所MBE小組，柏林的俄德聯合研制小組和中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子點激光器，工作波長lμm左右，單管室溫連續輸出功率高達3.6～4W.特別應當指出的是我國上述的MBE小組，2001年通過在高功率量子點激光器的有源區材料結構中引入應力緩解層，抑制了缺陷和位錯的產生，提高了量子點激光器的工作壽命，室溫下連續輸出功率為1W時工作壽命超過5000小時，這是大功率激光器的一個關鍵參數，至今未見國外報道。
在單電子晶體管和單電子存貯器及其電路的研制方面也獲得了重大進展，1994年日本NTT就研制成功溝道長度為30nm納米單電子晶體管，并在150K觀察到柵控源－漏電流振蕩；1997年美國又報道了可在室溫工作的單電子開關器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工藝技術實現了128Mb的單電子存貯器原型樣機的制造，這是在單電子器件在高密度存貯電路的應用方面邁出的關鍵一步。目前，基于量子點的自適應網絡計算機，單光子源和應用于量子計算的量子比特的構建等方面的研究也正在進行中。
與半導體超晶格和量子點結構的生長制備相比，高度有序的半導體量子線的制備技術難度較大。中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組，在繼利用MBE技術和SK生長模式，成功地制備了高空間有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子線和量子線超晶格結構的基礎上，對InAs／InAlAs量子線超晶格的空間自對準（垂直或斜對準）的物理起因和生長控制進行了研究，取得了較大進展。
王中林教授領導的喬治亞理工大學的材料科學與工程系和化學與生物化學系的研究小組，基于無催化劑、控制生長條件的氧化物粉末的熱蒸發技術，成功地合成了諸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半導體氧化物納米帶，它們與具有圓柱對稱截面的中空納米管或納米線不同，這些原生的納米帶呈現出高純、結構均勻和單晶體，幾乎無缺陷和位錯；納米線呈矩形截面，典型的寬度為20－300nm，寬厚比為5－10，長度可達數毫米。這種半導體氧化物納米帶是一個理想的材料體系，可以用來研究載流子維度受限的輸運現象和基于它的功能器件制造。香港城市大學李述湯教授和瑞典隆德大學固體物理系納米中心的LarsSamuelson教授領導的小組，分別在SiO2／Si和InAs／InP半導體量子線超晶格結構的生長制各方面也取得了重要進展。
低維半導體結構制備的方法很多，主要有：微結構材料生長和精細加工工藝相結合的方法，應變自組裝量子線、量子點材料生長技術，圖形化襯底和不同取向晶面選擇生長技術，單原子操縱和加工技術，納米結構的輻照制備技術，及其在沸石的籠子中、納米碳管和溶液中等通過物理或化學方法制備量子點和量子線的技術等。目前發展的主要趨勢是尋找原子級無損傷加工方法和納米結構的應變自組裝可控生長技術，以求獲得大小、形狀均勻、密度可控的無缺陷納米結構。
2.5寬帶隙半導體材料
寬帶隙半導體材主要指的是金剛石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN和金剛石薄膜等材料，因具有高熱導率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導體微電子器件和電路的理想材料；在通信、汽車、航空、航天、石油開采以及國防等方面有著廣泛的應用前景。另外，III族氮化物也是很好的光電子材料，在藍、綠光發光二極管（LED）和紫、藍、綠光激光器（LD）以及紫外探測器等應用方面也顯示了廣泛的應用前景。隨著1993年GaN材料的P型摻雜突破，GaN基材料成為藍綠光發光材料的研究熱點。目前，GaN基藍綠光發光二極管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大輸出功率為0.5W.在微電子器件研制方面，GaN基FET的最高工作頻率（fmax）已達140GHz，fT=67GHz，跨導為260ms／mm；HEMT器件也相繼問世，發展很快。此外，256×256GaN基紫外光電焦平面陣列探測器也已研制成功。特別值得提出的是，日本Sumitomo電子工業有限公司2000年宣稱，他們采用熱力學方法已研制成功2英寸GaN單晶材料，這將有力的推動藍光激光器和GaN基電子器件的發展。另外，近年來具有反常帶隙彎曲的窄禁帶InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重視，這是因為它們在長波長光通信用高T0光源和太陽能電池等方面顯示了重要應用前景。
以Cree公司為代表的體SiC單晶的研制已取得突破性進展，2英寸的4H和6HSiC單晶與外延片，以及3英寸的4HSiC單晶己有商品出售；以SiC為GaN基材料襯低的藍綠光LED業已上市，并參于與以藍寶石為襯低的GaN基發光器件的竟爭。其他SiC相關高溫器件的研制也取得了長足的進步。目前存在的主要問題是材料中的缺陷密度高，且價格昂貴。
II－VI族蘭綠光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美國3M公司成功地解決了II－VI族的P型摻雜難點而得到迅速發展。1991年3M公司利用MBE技術率先宣布了電注入（Zn，Cd）Se／ZnSe蘭光激光器在77K（495nm）脈沖輸出功率100mW的消息，開始了II－VI族蘭綠光半導體激光（材料）器件研制的。經過多年的努力，目前ZnSe基II－VI族蘭綠光激光器的壽命雖已超過1000小時，但離使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速發展和應用，使II－VI族蘭綠光材料研制步伐有所變緩。提高有源區材料的完整性，特別是要降低由非化學配比導致的點缺陷密度和進一步降低失配位錯和解決歐姆接觸等問題，仍是該材料體系走向實用化前必須要解決的問題。
寬帶隙半導體異質結構材料往往也是典型的大失配異質結構材料，所謂大失配異質結構材料是指晶格常數、熱膨脹系數或晶體的對稱性等物理參數有較大差異的材料體系，如GaN／藍寶石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引發界面處大量位錯和缺陷的產生，極大地影響著微結構材料的光電性能及其器件應用。如何避免和消除這一負面影響，是目前材料制備中的一個迫切要解決的關鍵科學問題。這個問題的解泱，必將大大地拓寬材料的可選擇余地，開辟新的應用領域。
目前，除SiC單晶襯低材料，GaN基藍光LED材料和器件已有商品出售外，大多數高溫半導體材料仍處在實驗室研制階段，不少影響這類材料發展的關鍵問題，如GaN襯底，ZnO單晶簿膜制備，P型摻雜和歐姆電極接觸，單晶金剛石薄膜生長與N型摻雜，II－VI族材料的退化機理等仍是制約這些材料實用化的關鍵問題，國內外雖已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。
3光子晶體
光子晶體是一種人工微結構材料，介電常數周期的被調制在與工作波長相比擬的尺度，來自結構單元的散射波的多重干涉形成一個光子帶隙，與半導體材料的電子能隙相似，并可用類似于固態晶體中的能帶論來描述三維周期介電結構中光波的傳播，相應光子晶體光帶隙（禁帶）能量的光波模式在其中的傳播是被禁止的。如果光子晶體的周期性被破壞，那么在禁帶中也會引入所謂的“施主”和“受主”模，光子態密度隨光子晶體維度降低而量子化。如三維受限的“受主”摻雜的光子晶體有希望制成非常高Q值的單模微腔，從而為研制高質量微腔激光器開辟新的途徑。光子晶體的制備方法主要有：聚焦離子束（FIB）結合脈沖激光蒸發方法，即先用脈沖激光蒸發制備如Ag/MnO多層膜，再用FIB注入隔離形成一維或二維平面陣列光子晶體；基于功能粒子（磁性納米顆粒Fe2O3，發光納米顆粒CdS和介電納米顆粒TiO2）和共軛高分子的自組裝方法，可形成適用于可光范圍的三維納米顆粒光子晶體；二維多空硅也可制作成一個理想的3－5μm和1.5μm光子帶隙材料等。目前，二維光子晶體制造已取得很大進展，但三維光子晶體的研究，仍是一個具有挑戰性的課題。最近，Campbell等人提出了全息光柵光刻的方法來制造三維光子晶體，取得了進展。
4量子比特構建與材料
隨著微電子技術的發展，計算機芯片集成度不斷增高，器件尺寸越來越小（nm尺度）并最終將受到器件工作原理和工藝技術限制，而無法滿足人類對更大信息量的需求。為此，發展基于全新原理和結構的功能強大的計算機是21世紀人類面臨的巨大挑戰之一。1994年Shor基于量子態疊加性提出的量子并行算法并證明可輕而易舉地破譯目前廣泛使用的公開密鑰Rivest，Shamir和Adlman（RSA）體系，引起了人們的廣泛重視。
所謂量子計算機是應用量子力學原理進行計的裝置，理論上講它比傳統計算機有更快的運算速度，更大信息傳遞量和更高信息安全保障，有可能超越目前計算機理想極限。實現量子比特構造和量子計算機的設想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一個實現大規模量子計算的方案。其核心是利用硅納米電子器件中磷施主核自旋進行信息編碼，通過外加電場控制核自旋間相互作用實現其邏輯運算，自旋測量是由自旋極化電子電流來完成，計算機要工作在mK的低溫下。
這種量子計算機的最終實現依賴于與硅平面工藝兼容的硅納米電子技術的發展。除此之外，為了避免雜質對磷核自旋的干擾，必需使用高純（無雜質）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅單晶；減小SiO2絕緣層的無序漲落以及如何在硅里摻入規則的磷原子陣列等是實現量子計算的關鍵。量子態在傳輸，處理和存儲過程中可能因環境的耦合（干擾），而從量子疊加態演化成經典的混合態，即所謂失去相干，特別是在大規模計算中能否始終保持量子態間的相干是量子計算機走向實用化前所必需克服的難題。
5發展我國半導體材料的幾點建議
鑒于我國目前的工業基礎，國力和半導體材料的發展水平，提出以下發展建議供參考。
5.1硅單晶和外延材料硅材料作為微電子技術的主導地位
至少到本世紀中葉都不會改變，至今國內各大集成電路制造廠家所需的硅片基本上是依賴進口。目前國內雖已可拉制8英寸的硅單晶和小批量生產6英寸的硅外延片，然而都未形成穩定的批量生產能力，更談不上規模生產。建議國家集中人力和財力，首先開展8英寸硅單晶實用化和6英寸硅外延片研究開發，在“十五”的后期，爭取做到8英寸集成電路生產線用硅單晶材料的國產化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我國應有8～12英寸硅單晶、片材和8英寸硅外延片的規模生產能力；更大直徑的硅單晶、片材和外延片也應及時布點研制。另外，硅多晶材料生產基地及其相配套的高純石英、氣體和化學試劑等也必需同時給以重視，只有這樣，才能逐步改觀我國微電子技術的落后局面，進入世界發達國家之林。
5.2GaAs及其有關化合物半導體單晶材料發展建議
GaAs、InP等單晶材料同國外的差距主要表現在拉晶和晶片加工設備落后，沒有形成生產能力。相信在國家各部委的統一組織、領導下，并爭取企業介入，建立我國自己的研究、開發和生產聯合體，取各家之長，分工協作，到2010年趕上世界先進水平是可能的。要達到上述目的，到“十五”末應形成以4英寸單晶為主2－3噸／年的SI－GaAs和3－5噸／年摻雜GaAs、InP單晶和開盒就用晶片的生產能力，以滿足我國不斷發展的微電子和光電子工業的需術。到2010年，應當實現4英寸GaAs生產線的國產化，并具有滿足6英寸線的供片能力。
5.3發展超晶格、量子阱和一維、零維半導體微結構材料的建議
（1）超晶格、量子阱材料從目前我國國力和我們已有的基礎出發，應以三基色（超高亮度紅、綠和藍光）材料和光通信材料為主攻方向，并兼顧新一代微電子器件和電路的需求，加強MBE和MOCVD兩個基地的建設，引進必要的適合批量生產的工業型MBE和MOCVD設備并著重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基藍綠光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料體系的實用化研究是當務之急，爭取在“十五”末，能滿足國內2、3和4英寸GaAs生產線所需要的異質結材料。到2010年，每年能具備至少100萬平方英寸MBE和MOCVD微電子和光電子微結構材料的生產能力。達到本世紀初的國際水平。
寬帶隙高溫半導體材料如SiC，GaN基微電子材料和單晶金剛石薄膜以及ZnO等材料也應擇優布點，分別做好研究與開發工作。
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2 材料的力學性能理論
2.1 材料受牽伸時的力學性能
塑形材料是指在外力作用下，產生巨大變形但不易被破壞的材料。屈服強度是指金屬材料發生屈服現象時的屈服極限，也是指抵抗微量塑形變形的應力。脆性材料是指在外力作用下，產生極小的變形，如陶瓷、灰口鑄鐵等，不存在縮頸現象和屈服階段。
2.2 材料受壓縮時的力學性能
壓縮試驗是用來測定材料受壓時的力學性能。在金屬壓縮試驗時，大多采用短粗圓柱形試樣，細長試樣在壓縮時極易失穩。相同的是，在屈服以前，拉伸曲線和壓縮曲線基本相同。不同的是，低碳鋼試樣在壓力逐漸增大的情況下，越來越扁。
2.3 材料的力學性能分析
剛度、強度和穩定性是評價一種材料和結構
力學性能的三大要素[3]。剛度是指材料抵抗變形的能力，具體體現在變形分析上。強度是指材料抵抗破壞的能力，具體體現在應力分析中。斷裂和疲勞也是強度問題的一部分，斷裂在宏觀中是因為結構中裂紋的擴展，結構中的最大應力大于結構材料的破壞極限引起斷裂。在微觀中是由于分子之間或者是原子之間的鍵斷開引起的。疲勞問題主要出現在塑形較高的材料中。對于強度更進一步的分析是彈塑性極限分析。穩定性是指結構抵抗外來擾動的能力，尤其是板、梁、殼在壓縮荷載下的穩定性問題。穩定性問題是結構設計和分析中非常重要的一個問題，可以從不同的理論分析穩定性問題，一方面是振動分析，結構的模態、動力相應和固有頻率，對結構固有頻率進行分析目的是為了避免結構的固有頻率和外力頻率接近引起的共振破壞。彈性穩定性理論還有初始后屈曲理論、非線性大撓度理論和前屈曲一致理論等。薄殼穩定性有塑性穩定性理論和彈性穩定性理論等。
3 多晶體新型材料力學性能分析
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③固化或膠凝時間可人為控制;
④可用泵灌入裂縫,充填裂隙,堵截滲漏水,具有原位修復止水結構或單獨構建防滲帷幕之功能,特別適用于地下隱蔽工程;
⑤固化或膠凝時體積收縮很小;
⑥固化物或膠凝體本身不滲水;
⑦固化物或膠凝體耐久性良好.上述特點和功能是我們通常熟習的防水建筑材料所不具備也無法替代的,正因如此,化學灌漿材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成為防水建筑材料中不可或缺的重要成員
2.常用化灌漿材的分類
目前國內常用的化學灌漿材料按其性能與用途大致分為兩大類,六大品種系列,上百種品牌.第一類是防滲止水型,這包括水玻璃、丙烯酸鹽、聚氨酯和木質素漿材四大品種系列.第二類是補強加固型,這包括環氧樹脂與甲基丙烯酸甲酯漿材兩大品種系列.其中水玻璃漿材又可分堿性與酸性兩大品種,聚氨酯漿材又可分油溶性、水溶性與彈性三大品種,環氧樹脂漿材又可分為非活性稀釋劑、活性稀釋劑及呋喃樹脂三大品種.必須指出,在第一類型中的水玻璃漿材也能用于補強加固工程,只是強度較低;在第二類型中的環氧樹脂漿材也能用于防滲止水工程,只是單價偏高.現將國內用量較大的環氧樹脂和聚氨酯漿材品牌及研發單位列于下表1和表2.
表1.國內常用環氧漿材品牌及研發單位
漿材品牌SK-1JXHK中化-798CW
研發單位中國水科院天津基礎公司杭州華東院科研所廣州中科院化學所長江科學院
表2.國內常用聚氨酯漿材品牌及研發單位
漿材品牌
PMLWHWTZS發單位天津大學華東院科研所華東院科研所上海隧道公司
3.主要用途及應用部門
由于化灌漿材具有前述七大特性,故化學灌漿漿材和技術特別適用于工程建設中的堵漏止水、帷幕防滲、基礎加固和裂縫修補四個方面.從現在來看,化學灌漿的應用領域主要在水電、建筑、采礦和交通四個行業,具體應用領域大體如下
①大壩、水庫、涵閘等基礎防滲帷幕和基礎加固；
②大堤、渠道、渡槽等的防滲堵漏及加固;
③核電站等的封閉止水防滲[1]和基礎加固;
④地下建筑物(如地鐵、人防、隧道等)的防滲、堵漏止水、基礎加固和裂縫的補強加固;
⑤礦山、工廠有毒廢渣、廢水和城市垃圾場等截滲工程的防滲帷幕;
⑥礦井建設中的涌水堵漏、流沙治理及對軟弱地層加固、穩定的預灌漿;
⑦石油鉆井開采中的堵漏止水、鉆孔護壁加固和驅油;
⑧橋基加固及橋體裂縫補強;
⑨機場跑道和停機坪、公路和鐵路特殊路段的軟弱地層加固、防滲和混凝土裂縫補強加固;
⑩江河海港港工建筑物(如碼頭、船閘、防波堤等)的基礎防滲和加固
4.國內化灌漿材應用概況
化學灌漿材料在防水材料中雖屬小品種,但隨我國基礎建設的發展應用量在逐年增加,年用量己遠超萬噸,現僅根據2004年沿海八城市12個企業或公司粗略統計的用量就有6635T,見表3.同時,在各部門中化學灌漿材料的應用也因工程要求不同而有所不同,有所選
表3.沿海八城市12家企業或公司2004年用漿量粗略統計
漿材種類水玻璃聚氨酯環氧丙烯酸鹽
用量(T)/年4000220042015
擇差別.如地下建筑業及地鐵建筑防水多選用聚氨酯漿材;采礦部門止水和交通部門修復路基多選用廉價的水玻璃漿材;水電部門修筑大壩多選用丙烯酸鹽做防滲帷幕和選用環氧漿材加固壩基;文物保護部門則選用甲基丙烯酸甲酯漿材來修復文物建筑等.化學灌漿材料在大型工程中應用量是很大的.葛洲壩電站一期工程護坦止水系統滲漏事故的修復,一次用彈性聚氨酯漿材20余噸;上海地鐵4號線塌方冒水事故僅止水一項用聚氨酯漿材就達102噸;三峽工程近幾年防滲堵漏和地基加固應用各種化學灌漿材料570多噸,見表4;廣東一家化灌企業
表4.三峽工程化灌漿材應用概況
漿材名稱CW環氧LW+HW聚氨酯丙烯酸鹽
主要用途地基加固止水堵漏防滲帷幕
漿材用量(T)32018070
去年僅在桂、粵、湘公路修復工程的路基加固防滲中就用了水玻璃漿材2000噸以上,由此可見一斑
5.國內化灌漿材研究概況
我國化學灌漿事業是解放后開創的,經50余年發展,成績斐然[2].這與一些產業部門和部份大專院校培養了一批從事化學灌漿技術的研究隊伍密切相關.隨著我國基礎建設的發展,防水化灌漿材應用量逐年上升,漿材開發與應用的研究也在逐步增多.以近五年為例,在科技期刊雜志庫撿索中化學灌漿的研究論文約有323篇,其中漿材研究與應用占240篇,見表5.由
表5.近五年國內化灌漿材研究與應用撿索概況
漿材環氧聚氨酯水玻璃丙烯酸鹽丙凝甲凝木質素篇數1127327111052
%46.730.411.24.64.22.10.8
表5可見,從研究論文數量排序講,前三位是環氧樹脂漿材、聚氨酯漿材和水玻璃漿材,而
實際應用中則正相反,水玻璃漿材多于聚氨酯漿材,而聚氨酯漿材又多于環氧樹脂漿材.從研究與應用所獲成果水平來看也較高,世人矚目的三峽工程化學灌漿的成果就是例子.該工程在
①應用國內研制的無毒丙烯酸鹽漿材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝漿材,首次建造大壩化學防滲帷幕[3];
②選用CW環氧漿材和水泥—化學復合灌漿技術,加固軟弱泥化斷層破碎帶;和
③采用包括化學漿材在內的五層防滲止水措施,處理好泄水閘迎水面多條混凝土活縫上[4]都達到了國際先進水平.這其中三峽工程的高水頭混凝土活縫處理,一直是中外媒體關注的焦點
6.化灌漿材與環境保護
化學材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化學灌漿材料也不例外,因此研究與應用化灌漿材的人員一定要提高環保意識,做好防止污染的工作.積多年從事研究與應用防水化灌漿材工作的經驗,特提出如下選擇與應用化灌漿材,防止污染的四條原則[5]:
①能用水泥漿材解決工程防滲加固問題的絕不用化灌漿材;
②在滿足工程防水設計基本要求的前提下,選用化灌漿材應首選無環境污染的水玻璃漿材;
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要準確解答材料題，就必須學會對材料的研讀和對設問的把握，否則就談不上對問題的回答了。為了能使學生更好地研讀材料、把握設問，更準確地解答此類題目，對此類題目進行了一些粗淺的研究，結合農村思品課堂教學現狀和在教學中的經驗，總結了一些分析材料和研讀設問的方法。
一、題型特點
材料分析題是中考試題中能力要求最高，最能體現綜合性的試題。所謂材料分析題是一種對已給出材料（時政熱點）進行分析、理解，再運用所學知識對材料相關問題進行分析說明的題型。它主要考查學生在理解和掌握基礎知識的基礎上運用知識分析問題、解決問題的能力及考查學生的思想水平、綜合運用能力和綜合表達能力。簡單說，材料分析題是考查學生理論聯系實際能力的題型，具有能對學生進行綜合能力測試的優點，它既能考查學生對基礎知識的理解和掌握，又能考查其理論聯系實際、關注熱點、分析問題、解決問題的能力。這類題的基本特點是：材料多樣、設問靈活、知識綜合、答案開放。
二、解題方法
1.閱讀材料，找關鍵詞p句
材料分析題一般給出一段或幾段相關材料，甚至有的材料還很長，這就需要我們仔細閱讀試題材料，抓住材料中的關鍵詞，找到材料的關鍵信息，進而從關鍵詞中找出與教材所對應的觀點，答題的時候才不會跑題，而是準確地回答問題。如這樣一道題目：一位家長來信：我是一位初三學生的母親，現在遇到一個難題，我兒子就想當作家，上課應付了事，成天就是“創作”。我對他說：“就算作家，也要先打好基礎，再說中國有幾個韓寒？”可他卻回答說：“你怎么知道我成不了下一個韓寒？我要抓緊時間寫作，盡快成為一名作家。”這兩次模考，他考得一塌糊涂。關鍵問題是他寫的小說也很幼稚。結合材料，請你對這位初三學生想當家的行為進行評析。本題的關鍵詞有“當作家”，與此對應的所學觀點則是理想；“小說寫的很幼稚”――理想的確立要結合自身的實際情況；“盡快成為一名作家”――急于求成；“先打好基礎”――理想實現需要腳踏實地。解答此題關鍵要看到提問中是對“當作家”的行為進行評析，關注“當作家”這個關鍵詞找到對應觀點是理想，結合后面找出來的幾個關鍵詞，才能聯系到教材所學知識點：理想的作用p確立以及實現等，從而順利解答此題。
2.仔細審設問，比較異同
準確理解題目設問，也是我們分析回答問題的前提。在現如今的開卷考試中有很多題目的設問之間有很多相同之處，一看之下回答貌似一樣，學生極易把答案照搬照抄。但其實仔細再審的話會發現他們是有不同之處的。如這樣兩個設問：問題一：請你列舉兩條黨和政府為解決我國主要矛盾而采取的措施。問題二：請你列舉兩條黨和政府為解決我國主要矛盾而采取的具體措施。對于現在開卷的學生來講，他們就很容易把這兩個問題的看成是一樣的，答案就會抄成一樣的。然而，事實上這兩個問題確實不一樣的。回答這兩個問題都要先明白我國的主要矛盾是什么，才能找出措施。而這兩個問題問的都是措施，可以說是我們政治中的“怎么做”的問題。正因為這樣，很多學生才容易把兩個問題混為一樣的。第一個設問中只要回我們的做法即可，既可以是宏觀的，還可以是具體的，但是具體的措施可能有很多，你無法列舉出所有，所以它更注重宏觀措施如：“以經濟建設為中心”、“加強社會主義先進文化建設”等，就比“農村合作醫療”、“兩免一補”等更為恰當準切，盡管后者答案也是可以給分的。而第二個問題中的“具體”兩個字，則告訴我們回答這個問題是切記泛泛而談的。如回答“堅持以經濟建設為中心”，回答第一個問題是可以的，但回答第二個問題則不行了，而只能是“農村合作醫療”、“兩免一補”，前者答案在這里則不能給分了。
三、結語
總之，要做好材料分析題，不僅要有扎實的基礎知識即要掌握最基本的觀點和知識，而且解題有法，準確完整地組織答案，應扣緊材料分析，進行“開放性”思維，多角度組織答案。只有在多練多思中積累，在探索中形成切合實際的解題技巧，才能在中考中取得好成績。
參考文獻：
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思想品德教育的實質是將一定社會的思想道德轉化為受教育者個體的思想道德，思想品德課程對培養學生正確的世界觀、人生觀、價值觀具有重要意義。隨著新課程改革的深入和考試研究的不斷創新，思想品德課程考試中，材料分析題因其貼近生活、立意深刻、形式靈活而成為中考主觀題的必考題型。然而，從近幾年的中考思想品德材料題來看，學生的分析說明題的得分率并不理想。究其原因有兩點：一是知識掌握不牢；二是未能掌握答題技巧。下面，就學生在中考思想品德材料分析題解題中存在的問題探討應對策略。
一、中考思想品德材料分析題解題存在的問題
中考思想品德試卷的組成，主要分為選擇題和非選擇題兩大部分。而非選擇題中，材料分析題占了很大的比例。通過學生作業以及檢測的認真調研，可以發現學生在做材料分析題時存在如下問題：
（1）忽略題目關鍵詞。練習和測試中，學生總是對材料主題熟視無睹，不能準確抓住材料的中心意思，亂寫一通。
（2）閱讀材料一目十行，不能做到邊讀邊做記號，經常文本不符，偏離主題。好多學生不能仔細分析閱讀材料，心不在焉，不能在材料上標上有助于解題的記號，不能準確分析材料的中心內容，導致答案離題千里。
（3）對設問的把握不夠，甚至曲解題意，使知識與題目材料聯系不夠。學生在解題時對材料給出問題的理解存在偏差，不能準確抓住答題角度，有的學生甚至忽視明顯的角度詞語提醒，自己胡亂組織答案，答非所問。在答案語言組織中也會發現，學生對書本知識的理解運用也存在問題，不能與材料準確銜接。此外學生答題格式也存在很大問題，語言組織隨心所欲，口語化較強，不能靈活運用書面語言，學科素養較差。
（4）思路狹窄，缺少廣度和深度。認真分析學生的答案后不難發現，學生答題思路不夠寬闊，不能發散思維，答案比較膚淺，缺少一定的廣度和深度。
二、中考思想品德材料分析題解題對策
當前，中考思想品德命題在注重基礎知識和基本技能的基礎上，突出對學生學習能力的考查，注重引導學生的思想品德意識和主流價值標準。材料分析題要求學生具有對材料的理解運用和書本知識提煉的能力，具有邏輯思維能力和綜合表達能力。它源于課本，高于課本，將書本理論和生活常識相融合。
（1）認真研讀。閱讀是做題的開始，好的開頭是成功的一半。一般情況下材料分析題主要讀設問和材料。第一，審讀設問。首先要抓住設問的主體是誰，設問里有沒有限定答題范圍和要求。其次要找準答題的方向，思品題答題無非包括“是什么”“為什么”“怎么做”。同時要特別注意，設問要研讀兩遍，并且要做到邊讀邊畫，畫出設問中的關鍵詞、限制詞。最后，帶著設問要求去仔細研讀材料內容。第二，瀏覽材料正文，結合設問重點讀。思品材料分析題文字內容一般不多，層次較清晰，有明顯的標點符號如分號，便于學生分層分析。閱讀材料主要任務有三個，首先整體閱讀與分層閱讀相結合，整體閱讀優先。其次分層閱讀時，依照材料順序，抓準關鍵性詞語尋找有效信息。最后在讀的過程中，對照設問要求，邊讀邊畫，在相關詞句旁邊寫上相應的知識點，便于組織答案。
（2）查找知識點。在具體解題中，查找與研讀是一致的，無須將二者分開。第一，當所給材料信息豐富，知識范圍較大，甚至是跨年級跨單元時，要注意在解題時嚴格以材料為線索，將材料的有效信息一一回歸教材，并結合大的知識框架來準確敲定所需知識點，正所謂大點略寫。第二，當所給材料信息豐富，知識范圍不大時，要以知識為線索去查找材料，并詳細結合材料把所需知識點準確寫出來，所謂小點詳寫。第三，當所給材料信息不豐富，只是用于創設情境時，要以知識體系為線索去精準查找知識點，注意知識點的整合。
（3）組織答案。首先，思路要清晰，層次要分明，答案序號化，把肯定的得分點寫在最前面。其次，注意材料與書本理論結合，不能只寫材料或只答理論，導致不必要失分。再次，務必使用學科語言，不可用大白話，要將答案組織成完整的句子而不是短語或關鍵詞。最后，注意分值，一般情況都是一點一分或兩分，適當多答一、兩點，要基本寫滿，不可空白。
三、結束語
思想品德教育的實質是將一定社會的思想道德轉化為受教育者個體的思想道德，思想品德課程對培養學生正確的世界觀、人生觀、價值觀具有重要的意義。中考思想品德材料分析題解題習慣的養成，不是一朝一夕的事情，需要師生共同努力，不斷強化要求，不放過每次材料分析題的解答鍛煉，嚴格按照要求讀題解題。要理清解題的基本思路，注重答題的基本步驟及答題的注意事項，掌握適當的方法，在思考中完善自我、尋找規律，提高解答材料分析題的能力和水平。
參考文獻：
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我國鋼鐵分析近況近20年來，我國鋼鐵分析化學工作者在鋼鐵分析方面作了大量工作。近幾年鋼鐵分析方面的學術活動也相當活躍。例如，2008年中國鋼研科技集團有限公司和中國金屬學會聯合舉辦了《第十四屆冶金及材料分析測試學術報告會》，2010年又舉辦了《第十五屆冶金及材料分析測試學術報告會》，報告會上宣讀了大量的鋼鐵分析的新方法和新成果；2010年中國機械工程學會理化檢驗分會和上海材料研究所舉辦了《全國材料檢測和質量控制學術會議》，與會專家探討了材料分析和質量控制方面的難點問題。
在有關鋼鐵分析的著作方面，王海舟先后出版了《鋼鐵及合金分析》《冶金分析前沿》《鐵合金分析》《冶金物料分析》等書，曹宏燕編寫的《冶金材料分析技術與應用》以及應海松編寫的《鐵礦石取制樣及物理檢驗》，在專著方面作了重大貢獻，對鋼鐵分析化學方法進行總結。鄭國經編著的《原子發射光譜分析技術及應用》介紹了原子光譜技術及其在冶金分析中的應用，為鋼鐵分析化學工作者開展具體的鋼鐵分析工作提供了有效的指導。
在發表的論文中，王海舟在《面向21世紀的冶金材料分析》的綜述中提出復雜體系的痕量分析、冶金材料原位統計分布分析以及在線實時分析三大問題將是中國冶金分析及冶金工藝工作者需要解決的問題。
我國對冶金材料分析方法標準的制修訂十分重視。我國化學分析方法有自己的特色，制定的化學分析方法標準有很好的可靠性和實用性。我國常規化學分析技術和方法和并不落后于相應的國際和國外標準，濕法化學分析優勢在國際上得到認可。我國在鋼鐵分析方法國際標準中采用了高靈敏度、高選擇性的分析體系和有效掩蔽體系，很多標準的實用性和測量的準確度、精密度優于相應的國際、國外標準，體現了我國近年來在有機試劑合成、顯色劑、掩蔽劑及分析體系研究和應用的成果。近年來，我國對儀器分析方法標準的制定取得了長足的發展，現行的96個鋼鐵分析方法標準中有42個是2006年至2008年制定或修訂的，而其中多數是儀器分析和痕量元素分析方法，原子吸收法測定各元素、紅外吸收法測定碳、硫的方法已普遍應用于金屬材料分析方法標準中。
2006年以來制訂了ICP-AES、ICP-MS、原子熒光、輝光光譜、原位分析等測定鋼鐵中多元素和痕量元素分析方法標準，最近還修訂或
制定了鋼鐵及合金中氮、氧、氫的紅外和熱導分析方法標準等。可以說，我國儀器分析方法標準與ISO和國外標準相比，差距正逐漸縮小，某些分析技術還處于領先地位。
本文對近20年來我國鋼鐵分析的研究工作作一簡單介紹，希望能供廣大鋼鐵分析工作者參考，以便使我國的鋼鐵分析達到更高的學術水平。
鋼鐵化學分析方法概述。
1 原子光譜分析
近20年來，我國鋼鐵分析技術發展很快，尤其是原子光譜分析的普及和應用，為準確快速測定鋼鐵中的多種元素提供了行之有效的方法，很多分析化學工作者在原子光譜分析方面作了研究，利用原子吸收光譜分析和發射光譜分析在測定鋼鐵中常量元素和微量元素，研究內容分述如下。（如圖1）
1.1 電感耦合等離子體原子發射光譜法
電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）可分析的樣品種類廣，分析速度快，可多種元素同時測定，檢出限低、準確度高，在鋼鐵分析中占有十分重要的地位。將鋼鐵樣品溶解后直接用ICP-AES測定了高硅鋼中硅含量。王亞朋測定了鋼中La和Ce含量，張健侶采用鋅作內標測定了耐熱合金中的12種常量元素含量。這些方法的特點是溶樣后直接測定，操作簡單，快速得到分析結果。但是，由于鋼鐵試樣的基體鐵是多譜線元素，等離子體原子發射光譜法的光譜干擾和背景干擾比較嚴重，因此有必要采取措施減少干擾。有分析工作者采用優化儀器參數和改進儀器工作條件的方法消除干擾，如劉信義在多道ICP光譜儀的固定通道上，采用改變狹縫角度的方法擴展了硅、磷、鈮和鈦通道的測量范圍。另一種方法是將待測元素從基體中分離出來再進行測定，避免了基體的干擾。張亞杰等采用2-乙基己基膦酸酯（P-507）樹脂使微量稀土元素與鋼中的基體元素鐵、鈦、釩和鉬分離，用ICP-AES同時測定鋼中La、Ce、Pr、Nd、Sm、Y和Gd7中微量稀土元素。許玉宇等采用TBP萃淋樹脂或DOWEX1-X8陰離子交換樹脂在鹽酸介質中將基體鐵與待測元素分離，然后ICP光譜法測定。
這些方法都用于消除基體干擾，提高了分析方法的靈敏度，測定鋼鐵中痕量元素。
1.2 電感耦合等離子體質譜法
電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）應用于痕量元素分析，對金屬分析來講是靈敏度最高的儀器，可進行多元素同時分析以及同位素分析等。聶玲清等采用ICP-MS測定了鋼鐵樣品中的B、Al、P、Cr、Pb、Sn、Sb、As、Bi元素。為了有效補償儀器漂移和校正基體效應，常常需要使用內標。潘瑋娟等通過選擇內標控制信號漂移的影響，測定了低合金鋼中B、Ti、Zr、Nb、Sn、Sb、Ta、W、Pb。劉正等采用Be和Sc為內標，使鋼中A1和B的測定限降低到0.00001%～0.0004%。高分辨電感耦合等離子體質譜法也得到較多應用，如聶玲清用高分辨ICP-MS測定鋼中Ce含量，測定下限達0.00002%。
ICP-MS的缺點是價格昂貴，對實驗室環境的要求高，而且還有諸如靈敏度漂移、有些質譜干擾和基體干擾難以消除的問題。目前擁有該儀器的鋼鐵企事業單位不多，相應的分析方法標準尚未建立。
1.3 原子吸收光譜法（AAS）
原子吸收光譜法具有選擇性好，光譜干擾少的優點，但屬于單元素分析法。在鋼鐵分析中用于測定多種金屬元素。火焰法具有簡便快速的優點，但是檢出限比較高；石墨爐法檢出限低，通常需要加入基體改進劑，而測定的精密度稍差。李建強采用火焰AAS測定鋼及高溫合金中的Co。采用石墨爐AAS測定鋼中的鈮和痕量Sb。這些直接測定法中，李枚枚研究了三乙醇胺及十二烷基三甲基氯化銨對鉬的増感作用并用于測定合金鋼中鉬含量，提高火焰法的靈敏度。為了提高AAS的靈敏度與抗干擾能力，各種的預富集分離是常用方法。呂振英采用二氧化錳為載體沉淀銻，與基體鐵分離，然后用火焰原子吸收光譜法進行測定。龔育采用流動注射在線萃取-火焰原子吸收光譜法測定了鋼中痕量鈷和鎳含量。
間接原子吸收光譜法主要用于測定AAS不能直接測定或直接測定靈敏度較低的元素。陸建平采用間接法測定磷含量，方法是在鹽酸介質中使磷酸根與鉬酸銨形成磷鉬雜多酸，用甲基異丁基甲酮萃取，然后測定磷鉬雜多酸中的鉬，實現間接法測定磷。
1.4 原子熒光光譜法
原子熒光光譜法（AFS）具有靈敏度高、光譜簡單等優點，但是主要用于能夠產生氫化物或揮發性化合物的特定元素的分析，目前已應用于痕量As、Sb、Bi、Se、Te、Ge等11種氫化物發生元素的測定。
王海明采用氫化物發生-原子熒光光譜法測定鋼鐵及合金材料中痕量砷和鉍，研究了用硫代氨基脲-抗壞血酸及磷酸作干擾抑制劑消除大量基體元素的干擾。郭德濟采用氫化物-非色散原子熒光法同時測定鋼鐵中痕量硒和碲。胡均國采用雙道氫化物非色散原子熒光儀分析了鋼鐵中As、Sb、Sn、Pb、Bi。
1.5 火花源原子發射光譜分析
火花源原子發射光譜法在鋼鐵分析中是傳統分析方法，已有幾十年的歷史。它具有操作簡單、測定速度快、不需要經過制樣直接分析等特點，特別適合鋼廠的快速分析。宋祖峰用火花源原子發射光譜法進行鋼中微量鈣和硼的爐前分析。火花激發直讀光譜可用于鋼中酸溶鋁和全鋁的檢測，孫曉波將化學計量學的人工神經網絡方法用于直讀光譜分析，測定了中低合金鋼中酸溶鋁含量；鄭建華利用脈沖分布分析法測定酸溶鋁原理，測定了低合金鋼中酸溶鋁和全鋁含量。目前火花源原子發射光譜已得到普遍應用，在現場分析、移動檢測、工藝控制、成品分析等煉鋼工業各個環節中起著重要作用。但是該方法對樣品形狀和尺寸要求較高，尤其是對不規則和尺寸細小的樣品檢測起來比較困難，分析結果還受到冷卻時被分析元素分凝的影響。
2 分子光譜法
2.1 分光光度法
分光光度法是鋼鐵化學分析中重要的傳統分析手段，許多經典的標準方法都采用分光光度法。近年來，由于具有良好分析特性的顯色劑的方法研究和應用，使得光度法的靈敏度和選擇性有了顯著提高。
李廈采用高碘酸鉀氧化法，錳可以在瞬間氧化成紫紅色七價錳，再光度法測定。與標準方法的過硫酸銨氧化光度法和高氯酸氧化亞鐵滴定法相比，該法是目前錳的光度法測定中顯色最快的。傅家琨在硫酸介質中，使磷（砷）鉬雜多酸與孔雀綠形成吸光度穩定的離子締合物，利用該顯色體系可以實現鋼鐵中磷、砷的聯合測定。楊道興將低合金鋼和純鐵試樣經酸分解后，以酒石酸鈉作掩蔽鐵，加丁二酮肟與鎳生成丁二酮肟鎳沉淀，用三氯甲烷萃取，再用稀鹽酸反萃取。然后在氨性介質中，以碘為氧化劑，鎳與丁二酮肟生成紅色配合物，光度法測定鎳。該法與丁二酮肟直接光度法測定鎳相比，可達到的檢出限更低。文莫龍利用加熱發色測錳后的部分溶液，加顯色劑DPC實現鉻的聯合測定，解決了退色比色法不穩定的問題，可同時測定錳和鉻含量，簡化了操作。郭峰在有聚乙烯醇存在時，使六價鉬與羅丹明、硫氰酸鹽形成三元配合物，該配合物靈敏度高，穩定性好。在表面活性劑存在下，苯基熒光酮（PF）與很多元素的顯色反應都有較高的靈敏度，邱利平采用等吸收點法-K系數法進行鉬和錫的同時測定，具有較好的測定效果。關于鋼鐵中鈦含量的測定研究的人較多，張進才用N-BPHA（鉭試劑）萃取鈦，在反萃取鈦后用二安替比林甲烷光度法測定；他還研究Ti、Ca共存下與茜素紅（ARS）的顯色反應條件，采用甲基異丁酮萃取分離Fe，測定純鐵、普鋼等試樣中小于0.01%的Ti；但是這兩種方法都使用了萃取劑。
我國在化學分析方法方面具有傳統優勢，例如硝酸銨氧化滴定法測定高含量錳、Zn-EDTA掩蔽CAS光度法測定鋁、硫氰酸鹽-鹽酸氯丙嗪萃取光度法測定痕量鎢等，都是具有我國特色的優秀分析方法。由于顯色劑、掩蔽劑等試劑的發展，該方面的研究也越來越成熟，缺點是此類方法不如儀器方法操作簡單。
2.2 紅外吸收光譜法
紅外吸收光譜法用于測定鋼鐵中的碳和硫，目前已得到普遍應用。國外、國內冶金行業，都制定了一系列相應的檢測標準方法，目前的研究重點是進一步改進儀器和方法的靈敏度。
3 結語
近20年我國鋼鐵分析研究工作取得了巨大進步，從傳統的“濕法分析”為主轉變為以“濕法分析”為基礎、儀器分析為重點的局面，各種現代分析儀器普遍應用于爐前分析和成品分析，在線分析和離線分析，過程控制和品質控制等方面，在鋼鐵生產和貿易中發揮著重要作用。事實上，我國大型鋼鐵企事業單位，例如，北京鋼鐵研究總院、上海寶山鋼鐵公司和武漢鋼鐵公司等企業的分析實驗室，以及國家質檢系統的金屬材料重點實驗室，例如，常熟金屬材料實驗室，其冶金分析技術和裝備已達到國際上等同的水平。由鋼研總院、攀鋼鋼研院、首鋼研究院、鞍鋼鋼研所、上鋼五廠等七個大型鋼鐵企事業單位聯合攻關，根據我國冶金生產中超純冶煉的工藝要求，以及合金材料在執行國際先進材料標準時對痕量成分的檢測要求，建立了鋼鐵、合金中21種痕量元素31個分析方法。這些方法在靈敏度、測定下限和測定精度等方面達到了目前國際鋼鐵分析的先進水平。隨著鋼鐵研究的日趨深入及生產工藝的飛速發展，將對鋼鐵分析提出越來越高的要求，尤其是復雜體系的痕量元素分析、自動分析儀器的研制和應用、在線實時控制分析儀研究等領域，將是鋼鐵分析行業重點發展的方向。
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一、引言
傳統的試驗機只能依靠試驗人員來進行觀察，再基于自身的經驗來手工進行相應的調整，依靠指針表盤所顯示的數據來進行材料性能數據方面的計算，其操作相對較為復雜，且適應不了當前試驗機的實際需求，并也逐漸被社會所淘汰。針對這些問題，文章將在Delphi語言軟件的基礎上，結合單片機自身所具備的自動控制技術，把這一單片機應用在萬能材料試驗機的控制系統中，分析通用材料等各種試驗標準，并在此基礎上提出了一種模塊化的上位機軟件、下位機軟件以及上下位硬件設計方式，并在此基礎上對這種試驗設計方法進行了評價，此外還實施了不同的試驗。
二、測控系統硬件的設計
在本文中，這一測控系統硬件的核心為AVR單片機，以硬件模塊化設計作為其思想來進行測控系統硬件的設計，該硬件包括了六個子模塊，其結構如下圖所示：
（一）單片機的最小系統。在該系統中主要采用的是AVR系列的Atmega16L單片機，其中最小系統是由復位電路、單片機、晶振以及電源所組成，在設計系統硬件中，復位電路作為一種比較常見的電路，其自身設計質量的高低將直接影響系統整個工作的可靠性以及穩定性。針對這一特性，為了使系統運行的可靠性得到保障，本文所闡述的這一系統，其復位電路是在單片機的低電平基礎上，通過10kΩ電阻來實現復位電路等，這種方式比較簡單，而且其可靠性也較強。此外，晶振電路主要采用的是陶瓷晶體和雙30pF電容，其頻率為8MHz。
（二）高精度的A/D轉換模塊。這一模塊依靠壓力以及變形等各種模擬型號的采集，通過濾波放大以后，將A/D轉換器輸入到該模塊，同時將其轉換成為數據信號，將其傳遞至單片機，其中A/D轉換器采用的是型號為AD7710的轉換器，而放大器則采用的是OP07這一型號。
（三）拉線編碼器的解碼模塊。拉線編碼器主要是測試工作臺的位移，其包含兩個內容：即即位編碼與方向解碼，編碼器所產生的信號再經過光電耦合器隔離以后，就會進入到單片機、方向編碼中，待信號被輸入至單片機后，單片機就會對其進行相應的計數，并實施位移的計算。在本文所闡述的這一系統中，其電源模塊主要是對所有IC予以供電。
（四）串口通訊模塊和開關量輸出模塊。在該系統中，串口通訊這一模塊可實現上位機、下位機間數據的通訊，當下位機將信號采集后，就會將其傳送至上位機，接著由上位機來相關的命令，同時指示下位機下一步動作。而在系統中，其開關量這一模塊的功能主要表現如下：第一，控制電機的輸出方向以及其脈沖輸出；第二，利用上述這一輸出控制來過載保護系統。
三、軟件的設計
（一）上位機的設計。針對萬能機試驗機自身測控軟件操作的復雜性以及對試驗人員的水平要求高等特點，本文所研究的這一軟件主要分為三個部分。即試驗模塊、主程序以及設備配置模塊，其中試驗模塊和設備配置模塊都是以DLL形式來進行封裝的，有利于新試驗方式的擴展。其中動態鏈接庫為一種資源庫或者函數，可編寫和語言沒有關系的各種方程，可被其他的DLL文件或者應用程序所調用，基于該特性可得知，主程序能實現不同試驗模塊之間的切換，在試驗人員在切換某預置試驗模塊時，和該試驗模塊有關的結果分析方式、控制過程以及數據記錄等均會被完全的定制，使試驗人員可從以往繁瑣且專業的參數設置中釋放出來。
（二）下位機軟件的設計。這一軟件為壓力控制程序、通訊程序和數據采集程序等所構成，利用數據采集這一軟件可實現單片機與轉換器間通訊；而通訊程序則不僅可實現上下位機數據的交互，同時還可實現命令的解析；此外壓力控制這一程序可對試驗機實施加載控制，在這一程序中，如果采用的控制策略較為單一，就會導致其控制效果比較低下，如果采取的是單一且模糊控制策略，盡管能夠有效改善其動態特性，但由于在其內部存在大量模糊的控制規則，很容易使其控制的準確性以及可靠性受到影響。
四、試驗研究
（一）多目標持荷試驗。實施該試驗的目的就是為了測試這種算法在均勻加載以及目標持荷的時候所產生的效果，以此來驗證這種測試控制系統基本性能，通過這一試驗得知，這種算法滿足一級精度的要求。
（二）水泥膠沙抗壓試驗。基于上述這一試驗，再來實施水泥膠沙抗壓試驗，在試驗過程中，其加速度可精確控制在試驗的標準所規定的范圍內，即2.4kN/s，而這也說明來該算法以及其控制器在控制精確力上的效果。
（三）金屬材料的拉伸試驗。基于上述的這兩種試驗，在本文還對具備明顯的屈服材料實施了拉伸材料，在試驗過程中，主要采取的是位移、力以及變形的三閉環控制，從其試驗結果來看，所獲的材料力學性能和該材料理論力學性能基本處于吻合狀態，而這也在一定程度上說明了在三閉環的金屬拉伸試驗過程中，這種自適應PID算法具有較強的適用性。
五、結束語
綜上所述，本文所闡述的這一材料試驗機控制系統不管是在硬件上，還是在軟件上均實現了操作、擴展以及設計的方便性，不僅使工作人員在試驗過程中的工作強度得到了減輕，同時在一定程度上還使這些集成材料試驗標準變得更為簡單，且數據精度和系統的控制精度也較高。
參考文獻：
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關鍵詞 ：居家養老；老人產品；老年人浴缸
中圖分類號：TS914.254文獻標識碼：Adoi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．07．0043
1浴缸的現狀
現代浴缸大多數都是以外形時尚和材質優越著稱。除了大城市可能會有為老年人設計的浴缸，其他二線或者以下城市就缺少相應的浴缸。這種為老年人設計的浴缸款式是少之又少。當然不止是浴缸，在其他的設施上很多地方也沒有無障礙設施，都很難符合老年人的要求。
自古以來，不論中外，沐浴對于人們來說不僅是一種生活，更是一門藝術。沐浴的概念隨著時代的變遷，其文化內涵和種種跡象特征都在演變。尤其是現代的沐浴文化和背景，各種設計師設計的造型，同時還有高科技與其結合，在這樣的條件環境下滋生了各種高大上衛浴趨勢。以浴缸為中心進行家庭社交，就是在這股潮流影響下興起并發展起來的。沐浴發展到今天，浴缸在現代人的生活中占據著重要的位置。沐浴不僅僅只有給人的身體帶來清潔的一面，另一面人們在精神層次上享受著沐浴帶來的輕松。隨著高科技在產品中的運用，各種新型的按摩浴缸讓人們有了更多選擇。越來越多的人也逐漸認識到，按摩浴缸有舒緩筋骨、愉悅身心的積極作用。所以沐浴浴缸產品自然慢慢進入人們的生活。
2浴缸材料分析
2．1木質浴缸
通常情況下衛浴的空間不會很大，通風和防潮都很一般。然而木質浴缸最忌諱的就是潮濕，當木質浴缸受潮時會產生木頭裂開和腐蝕的情況，這種情況的發生會導致木質浴缸的使用年限縮短，由此可見木質浴缸需要經常保養。但為什么衛浴里的木質浴缸很受消費者的歡迎呢？
使用木質浴缸泡澡能促進體內的血液循環，還會產生的水壓會對身體按摩，在泡澡的時候就等于做了一些日間常規運動，對身體的健康有很大的好處，并且木質浴缸泡澡非常舒服，還有方便清洗、不帶靜電、環保天然等等，洗完后用清水就可以洗干凈，但木質浴缸需要日常的保養處理。
（1）木質浴缸的防潮是從材質開始，現在的木材主要是云杉、橡木、松木、香柏木等，市場上實木浴缸的材質以香柏木的最常見。現在不良商家都使用劣質木材來生產浴缸，就會導致浴缸在泡澡過程中出現一些質量問題，這樣選購浴缸的時候千萬要鑒別其材質，然后才能有效地預防其出現質量問題。
（2）木質浴缸最忌諱的是暴曬，是因為被暴曬后會使木質里的水分流失，使木頭出現干裂，再經過洗浴時的泡澡就會出現各種問題，所以使用后千萬不要暴曬在陽光下，并且還需在里面放一點水來避免干裂等情況的發生。
（3）木質浴缸在使用后需及時清理，先用刷子輕輕洗刷之后再用水清洗。在發現木質浴缸里有很多的污垢時，不要著急，可以用刷子刷洗，同時再加點清潔劑，清潔效果就會更快更好。木質浴缸時常清洗也是保養之一，不要放置在太陽下暴曬，以免漏水變形等。
2．2亞克力浴缸
亞克力浴缸是用一種開發較早的重要可塑性高分子材料制造的，特點是造型設計種類很多，重量在所有材質中算很輕的，表面亮度高，價格也很符合消費者的心理。但是由于這種高分子材料在高溫和強壓情況下容易出現變形。亞克力浴缸的壽命較長，雖然表面亮度高，但易老化，容易磨損。現代很多品牌廠家使用高亮度和高硬度材料作用在亞克力浴缸上，使亞克力浴缸更受消費者的歡迎。
2．3鋼板浴缸
鋼板浴缸是制造浴缸最常見的材質，因為鋼板的硬度高，是制造浴缸最好材料之一，是由整塊專用鋼板受壓成型，然后再用搪瓷作為表面材料制成的。
它具有很多特點；耐磨、耐熱、耐壓等等。使用壽命長是它的優點之一，重量在各類材料中適中，性價比是最大的特色，也是消費者選擇鋼板浴缸的理由。鋼板浴缸不僅價格符合消費者水平，質量不重也便于安裝。但惟獨就是保溫效果不如人意，注水噪聲很大，造型上也顯得比較單一。
2．4鑄鐵浴缸
鑄鐵浴缸和鋼板浴缸一樣也是傳統浴缸中的一種，制作方法也是一樣的，只是材料不同。鑄鐵浴缸最突出優點就是堅固、耐磨；缺點是保溫性能差，放進熱水很快便會變涼。鑄鐵重量可觀，因此搬運、安裝都有難度。鑄鐵浴缸的價格在各種材料中算高的，很大原因就是因為堅固、耐磨。目前中國是世界最大的鑄鐵浴缸生產國，產品大量出口國外。隨著浴缸生產技術和制造技術的提高，大部分生產廠家都在大規模生產，鑄鐵浴缸突出特點是因為浴缸壁厚，使其保溫性極好，這也是受消費者歡迎的理由之一，但泡澡時浴缸中的熱量流失主要途徑是通過水面，只有極少熱量是通過缸體。還有些深受消費者喜愛的是在泡澡注水時噪聲很小，比其他材料較方便清潔，對酸堿化學品也有抗性，表面亮度高等等優點都是其他材質浴缸所不能及的。所以一般鑄鐵浴缸價格為亞克力浴缸2~3倍。鑄鐵浴缸都是嵌入式安裝的，因為重量比其他材質重得多，但是它超長的使用壽命成為消費者購買鑄鐵浴缸的理由。
鑄鐵浴缸的兩種材料：鑄鐵和瓷釉。這兩種材料都是耐用性極強的，這種材質的浴缸使用壽命都至少是50年，浴缸的表面在經過瓷釉處理后，表面光潔度高，方便清洗。鑄鐵浴缸價格比亞克力和鋼板浴缸都要貴2~3倍。這也是在市場上難以普及的重要原因。鑄鐵浴缸的表面光潔平整，色澤溫潤亮度高，極易清洗，通常情況下用清潔劑加清水清洗。還有一定的防污垢特性，泡澡注水時噪聲很小，使用年限上空間很大。
在市場上價格最高的就屬鑄鐵材質的浴缸，但是它的造型受著材料的限制，顏色很單調，設計造型上也略顯單一。不但分量沉重，而且安裝及運輸都很簡單。在選鑄鐵浴缸時一定要注意釉面的光潔度和平整度。
2．5SMC塑鋼浴缸
SMC塑鋼浴缸是以FRP熱塑成型，硬度較高，容易產生刮痕、脫漆，并且修補也費工夫，重量輕價格便宜，通常都是大量制造，但開模的費用很高，所以造型比較單調。
2．6FRP玻璃纖維浴缸
FRP玻璃纖維浴缸是以玻璃纖維和樹脂一層一層壓塑成型的，在厚度和材質上有分等級，厚度薄的比較脆，敲擊時會有明顯的空心聲，容易刮傷、受壓不強容易破、表面容易積污、易褪色。由于制造簡單，也可以大量制造，所以價格便宜。另外有一種價格稍微高些，就是在玻璃纖維浴缸外覆亞克力，這樣材質就較為堅硬。
2．7納米浴缸
納米浴缸最大的特性就是對環境的保護及對消費者身體健康的保護。它是由納米技術與浴缸技術的結晶，是跨時代的產物，不但節約能源，還方便清洗，種類繁多的時尚造型也是它的優點之一，從而使人們在泡澡時身體與精神上的享受共存。納米浴缸應用于家庭能有效治療皮膚病；應用于桑拿洗浴，可以有效預防細菌滋生，并防止皮膚病的交叉感染。納米浴缸技術的成功運用，將重新定義衛浴文化，并掀起浴室的一場革命。
3浴缸安裝及清潔
3．1浴缸的安裝及步驟
①浴缸的實際尺寸根據衛浴的大小而定；②先根據浴缸的尺寸，用磚水泥砌出浴缸的輪廓，底部根據衛浴的設計而決定是否砌浴缸平臺，通常情況下都是要剛好與浴缸底部位置一樣高；③將浴缸用由上往下卡入磚水泥砌好得輪廓；④把下水道管接好，放水測試是否漏水；⑤通常情況下安裝的時候都會在浴缸、裙臺周邊及墻壁接觸的地方打上玻璃膠，這樣做是為了使浴缸的壽命延長，不但穩定了浴缸還不會讓浴缸底部潮濕。
3．2浴缸的保養及清潔
現今很多消費者裝修的時候都不會考慮浴缸，也有不少已經安裝了的，也會基本閑置，反而占了不少衛浴的空間。但在浴缸里泡澡真真切切是人生的一大享受，大多數消費者都渴望自己家中也能有個心儀的浴缸，但是等浴缸安裝好后，新的問題又來了，就是如何保養和清潔呢？現在就來看看亞克力的浴缸是怎樣清洗保養的：①海綿和棉布及絨布是清洗浴缸最常見的工具，最忌諱的是鋼絲球、鋼絲刷。②可用溫和清洗劑，但不要使用任何含有顆粒狀物體的清洗劑。在遇到很難清除的污垢時，可以用牙刷加牙膏進行刷洗，因為一般的牙膏都有清潔美白的功能，用起來非常便捷；③在衛浴間里的衛浴產品大部分都是同樣的材料，馬桶清潔劑也是可以清潔浴缸的清潔產品之一，在每次清洗完后，還是要多放水沖洗，把浴缸表面殘留的清潔劑沖洗干凈，然后用干抹布擦干。④一般衛浴間都是很潮濕的，很容易滋生細菌，通常普通的清洗，表面上開起來清洗干凈了，其實并沒有，像這種情況應定期用開水沖洗。⑤浴缸排水管道被堵上是每個家庭都會遇到的情況，此時不必慌張，先將水閥門關好，將橡皮吸引器（疏通馬桶用）放置在去水閥門上；在打開去水閥門的同時，悶住盆或浴缸的溢水孔；而后快速地上下吸引，將污垢或毛發吸出來，及時清理掉；⑥安裝浴缸后最好不要換位置，如果決心已定，非移動不可，請聯系專業人員幫忙。
4老年人的浴缸設計
目前國內常用的浴缸，長度大多為1．400~1．800 m，背靠著是傾斜的，如果老年人入浴，身體容易向前滑，腳也蹬不到對面的浴缸壁，因此容易發生溺水事故。要想提高入浴的安全性和舒適性。浴缸長度為0．950~1．050 m才是最適合老年人，同時靠背的彎曲度接近垂直。這樣即使老年人在入浴過程中打滑了，也可以用腳抵住對面浴缸壁，從而支撐住身體，保持身體的平衡（詳見圖1、圖2）。
大多數老年人的身體衰弱，在浴缸里進行全身入浴時，人體所承受的水壓可達0．5~0．6 t，對心臟和肺都會造成很大的負擔。所以老年人只進行半身浴是最安全的。浴缸的深度可以控制在0．500~0．550 m。
篇13
前言
高溫材料已經成為先進材料中的優先發展方向, 材料在高溫下的應用對航天技術領域具有極其重要的推動作用。以下就此進行了詳細的論述。
一、高溫合金材料分析
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基, 能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料。高溫合金具有較高的高溫強度, 良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能, 良好的疲勞性能、斷裂韌性、塑性等。高溫合金為單一奧氏體基體組織, 在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用的可靠性, 且其合金化程度很高。就當今高溫環境使用的高溫合金來看, 鎳基高溫合金的使用范圍遠遠大于鐵基和鈷基高溫合金。較早的高溫合金是在 80%Ni+ 20%Cr 合金基礎上發展起來的鍛造鎳基高溫合金 Nimonic80A, 通過添加少量的Ti 和 Al 來提高合金的蠕變斷裂強度及抗高溫氧化性能。鎳基高溫合金的發展最初是通過改變合金成分來提高合金的使用溫度, 主要有兩類: Ni- Cr-Al 系和Ni -Cr-Al-Ti- W-Mo-Ta 系合金。但隨著發動機性能的不斷提高, 鎳基高溫合金的使用溫度已經接近極限, 用改變其合金成分來提高使用溫度已非常困難。為了滿足固體火箭發動機的使用要求, 高溫合金的發展重點已由普通鍛造和鑄造高溫合金發展為定向凝固高溫合金和單晶高溫合金, 并向彌散強化高溫合金和纖維增強的高溫合金發展。單晶高溫合金已由第一代合金和第二代合金發展到含有 5% ~ 7% Re 的第三代單晶合金, 其工作溫度已達到 1 204℃。
二、難熔金屬材料分析
難熔金屬( W、Mo、Ta、Nb 和 Zr 等) 及其合金, 由于具有熔點高、耐高溫和抗腐蝕強等突出優點, 一直被列入重要航天材料之一, 應用領域涉及到固、液火箭發動機, 重返大氣層的航天器,航天核動力系統等方面。鎢具有非常高的熔點, 具有很好的抗燒損和抗沖刷能力, 常用作長時間工作的小型發動機的喉襯, 目前研究和使用較多的是鎢滲銅材料, 由鎢粉燒結成多孔鎢骨架, 再經高溫熔滲銅, 形成鎢滲銅二元假合金。這種雙組分金屬復合結構部件在灼熱的燃氣流中工作時, 可使鎢骨架結構中所滲透的銅熔融、汽化, 并從鎢骨架中逸出。這種金屬相變化需要吸收大量的熱量而產生冷卻效應, 加上銅良好的導熱性, 使部件起到冷卻降溫效果, 以致部件可保持原有的工作特性而滿足控制系統的要求。類似鎢滲銅的高溫材料還有鎢滲銀、鉬滲銅等。
三、陶瓷材料分析
陶瓷具有高溫強度高、熔點高、熱穩定性好、熱膨脹系數較小、抗氧化性好、密度低、硬度大、耐磨、資源豐富、價格低廉等特點。陶瓷的共價鍵結合結構在高溫下具有按強度、剛度、硬度和耐磨性要求而調整結合的能力, 而且密度較低( 約為高溫合金的 1/ 3) 。陶瓷的主要缺點是脆性大, 而且成形過程中內部會形成許多能引發破壞的微裂紋, 因而材料的強度分散系數很大,使用可靠性低, 所以改善韌性, 提高抗脆性斷裂的能力, 是現在陶瓷研究的重點內容。
四、金屬間化合物材料分析
金屬間化合物具有作為高溫結構材料的特殊優點, 許多金屬間化合物的強度在一定的溫度范圍內隨溫度升高不是連續下降, 而是升高或保持不變。這種強度隨溫度升高而提高是一種反常的強度-溫度關系,完全不同于傳統金屬材料的強度隨溫度升高不斷下降的關系。這一發現推動了在金屬間化合物形變特性和屈服強度反常溫度關系方面新的理論模型和機制的研究。相比而言, 硅化物金屬間化合物低溫韌性雖然有些不足, 但高溫下抗氧化性優異。在硅化物金屬間化合物中,MoSi2基高溫結構材料以其優異的綜合性能而被認為是目前最有前途的材料。解決MoSi2低溫韌性不足的主要途徑有: 加入高熔點韌性增強劑, 如 Ti、Cr、Nb、Hf、Ta 和 W 等; 添加在熱力學上與 MoSi2相容的陶瓷增強相如 SiC、Si3N4、ZrO2、Al2O3、TiB 和TiC; 通過加入 ZrO2, 利用其相變增韌作用來達到增韌效果; 還可同其他高熔點硅化物如Mo5Si3、WSi2和 NbSi2等進行合金化來提高性能。
五、金屬基復合材料分析
金屬基復合材料(MMC) 除了具有高的比強度和比剛度之外, 還像純金屬一樣易成形和易連接, 具有可塑性、抗環境侵蝕, 以及在高溫下能保持力學性能。根據基體材料的不同, 金屬基復合材料分為鋁基、鈦基、鎂基、銅基和高溫合金基復合材料等。目前研制的金屬基復合材料有連續纖維增強和非連續纖維增強兩大類。
六、陶瓷基復合材料分析
陶瓷基復合材料( CMC) 的熱穩定性、高剛度、高溫強度和可接受的密度, 使它主要用于工作溫度很高而又不冷卻的固體火箭發動機和航天器輕重量結構。常用的陶瓷基體是氧化物、氮化物、碳化物; 增強材料可以是顆粒、晶須、纖維等, 但以長纖維效果最好, 如 C、Ai2O3、SiO2、SiC 等纖維。
七、梯度功能材料分析
所謂梯度功能材料, 是以計算機輔助設計為基礎, 采用先進的復合材料, 使構成材料的要素( 組成、顯微結構等) 沿厚度方向有一側向另一側連續的變化, 因而材料特性及功能也呈梯度變化的一種新型復合材料。梯度功能材料已經成為當前高溫材料研究領域中的重要課題之一,在有些梯度功能材料中, 除了金屬材料和陶瓷材料以外, 還有一個中間層, 主要為高強度的纖維( 如氧化鋯、碳化硅纖維等) 和微粒( 如陶瓷或金屬間化合物粉末, 碳粒或玻璃微粒等) 。目前研究用于高溫材料的梯度功能材料體系主要有: SiC-C、TiB2- Cu、T iB2- Ni、W- Cu 和 Cu- B4C 等。
八、先進高溫材料的發展趨勢分析研究
1、將納米技術引入先進高溫材料的研究中, 先進高溫材料經過納米材料復合后, 強度韌性將會得到顯著改進, 其高溫力學性能尤其明顯, 可望成為解決1 600℃以上先進高溫材料的重要途徑。
2、尋找更好的制備工藝, 減少制備周期及制備成本, 進一步提高材料的各項性能。
3、建立和完善先進高溫材料各項性能指標的測試、表征技術和評價標準, 建立有關先進高溫材料的數據庫。
4、探索一些具有特殊性能的可應用于高溫環境的新材料種類, 同時應研制容易制造和高溫氧化環境中能重復使用的材料。
5、對于某些高溫結構材料二次加工比較困難的問題, 同時為了降低陶瓷零件的制造成本, 需研究新的更經濟的特種加工技術和近凈成形加工工藝。
6、 研究整體結構的先進高溫材料用來取代過去采用的一些復合結構, 達到減重的目的。
7、 將智能結構引入先進高溫材料中, 研究和開發高溫智能材料。
8、先進高溫材料的應用研究也要大大加強, 同時應注意根據不同使用溫度和環境合理選擇不同的先進高溫材料。
