功能材料專業范文第1篇
功能材料專業范文第2篇
一、 施 工 準 備
1.現場準備 2.技術準備 3.勞動力準備 4.材料準備 5.機械設備準備
二、 主要工程項目的施工程序和施工方法
1.總施工工藝流程
2.輕鋼龍骨石膏板吊頂施工工藝 3.地面地磚、花崗石鋪貼工藝 4.衛生間墻面磚鑲貼工藝 5.墻面花崗石干掛施工工藝 6.細木制品施工工藝 7.油漆工程施工工藝
8.墻面、天花乳膠漆工程施工工藝 9.墻紙粘貼施工工藝
一、施 工 準 備
1.現場準備
(1) 針對施工現場的特點，為保證施工現場的管理有序有力，擬在現場設立施工現場管理辦公室，分設材料庫房，進行封閉管理，現場管理人員、施工人員憑證進出。
(2) 區域獨立封閉進行施工，對有關設施、設備進行成品保護，入口設置門衛，強化施工現場管理，所有非施工人員進場要得到項目部的許可，并有專人帶領。
(3) 制定施工機具需用動態計劃，按施工平面的要求組織施工機械設備和工具進退場。
(4) 建立與周邊環境的聯系渠道，確保施工正常運轉。
(5) 施工隊伍進場后，統一安排食宿住行，做到整齊統一，絕對消除臟、亂、散、游現象。
2.技術準備
(1) 熟悉重慶市九龍坡區法院辦公樓裝飾工程施工圖紙，深入了解分析施工現場的具體情況，充分體會設計總體風格、意圖、特點及細部做法的推敲。
(2) 做好圖紙的會審工作，對設計中的疑難點及時與設計方、建設單
位進行溝通，并將協商結果向監理公司匯報。盡量細致深入地配合設計方深化細部設計，將建設單位意圖及先進的設計理念，通過細部的深化，淋漓盡致地體現出來。把所有設計方面的問題憑借公司的自身實力解決在開工之前，為施工如期完成提供有力的保障。 (3) 針對本工程的特點，結合現行規范及制定的作業指導書編制各分項具體細化的施工文字方案并進行交底，使各級施工管理人員做到心中有數， 從各方面保證施工處于有效受控狀態。
(4) 組織所有技術人員認真學習新規范、新規程，特別是《民用建筑工程室內環境污染控制規范》，積極推廣新技術，引進國外的先進施工經驗，充分利用已有的先進技術，提高重慶市九龍坡區法院辦公樓裝飾工程的科技含量，控制氡、甲醛、苯、氨等揮發性有機化合物(TVOC)的含量，達到綠色裝修目的。
(5) 組織有關人員學習監理規程，積極配合監理的工作，共同做好重慶市九龍坡區法院辦公樓裝飾工程的各項工作。
(6) 全面履行本工程的合同，保證完成合同規定的各項技術要求和指標。
3.勞動力準備
(1) 做好勞動力的培訓及技術咨詢工作，對所有進場的施工人員進行施工管理教育，所有特殊工種人員必須持證上崗。
(2) 根據施工進度，合理安排各分項施工人員的進出場，優化組合施工人員，避免施工現場出現人員閑置、窩工或少工、斷工現象，使整個施工有序有節交叉進行，現場施工人員平均在125 人左右，高峰
期約196 人。
4.材料準備
(1) 由于本工程的材料大部分尚未確定品牌規格和型號，因此供應部提前派人到市場進行選材，對材料進行考察摸底，再統一匯總報建設單位及監理工程師選樣確認。然后再對主要材料提前進行預定準備。 (2) 項目部編制“材料計劃”，供應部按計劃將材料提前采購進場，加工訂貨要與廠家簽訂經濟技術合同，按照質量標準，供貨時間等條款嚴格要求， 提前對供應廠家進行考察。各項主要材料應從公司“合格供應商”處購買。工程所有材料必須有合格證、準用證、復試報告等資料，進場時必須進行嚴格的進場檢驗，需全部達到質量要求。不合格材料不得進場. 5.機械設備準備
進場施工之前，特派機電專職對公司庫房所存機械設備進行全面檢查和維修，確保所有機具在進場時完好能用。
二、主要工程項目的施工程序和施工方法
1. 總施工工藝流程
根據建設單位提供的施工現場，首先對現有成品進行分離保護，對部分原裝修進行拆除，施工區域做到全封閉施工。 施工工藝流程：
(1)施工技術、物資、人員準備 (2)現場清潔，開工放線 (3)天花龍骨安裝
(4)石膏板、鋁扣板吊頂施工 (5)地毯、木地板鋪裝 (6)墻面石材、?；u掛貼 (7)地面石材、地磚鋪裝 (8)燈具、潔具安裝施工 (9)臨時布置 (10)墻面木作 (11)油漆涂料施工 (12)成品保護
(13)竣工清理、驗收、移交
2. 輕鋼龍骨石膏板吊頂施工工藝
(1) 工藝流程
彈頂棚標高水平線 →劃龍骨分檔線→專業管線安裝→安裝主龍骨→ 安裝次龍骨→安裝罩面板
(2) 彈頂棚標高水平線，根據設計標高在各樓層的四周墻上彈水平控制線， 彈線應清晰、準確。
(3) 劃龍骨分檔線，按設計要求的主、次龍骨間距在已彈好的頂棚標高水平線上劃龍骨分檔線。
(4)安裝主龍骨吊桿:為保證骨架的穩定，采用膨脹螺栓固定小角鋼，角鋼上焊Φ6 吊桿。在彈好頂棚標高水平線及龍骨分檔線后，確定吊桿下端頭的標高，按主龍骨位置及吊桿間距固定吊桿，吊桿另一端焊Φ6 螺栓絲桿，吊桿位置長度要準確適宜。吊桿不與專業管道接觸。
吊桿與專業管道發生沖突時，用型鋼支架過渡。
(5) 龍骨安裝: 采用 50 型龍骨或烤漆龍骨，龍骨中部起拱高度按房間短方向距離在1/200-1/300 之間。主龍骨安裝好后拉線校正，再安裝次龍骨，次龍骨分檔必須按圖紙要求進行，四邊龍骨貼墻邊，所有卡扣，配件位置要準確牢固。主龍骨懸挑端不大于300mm，主龍骨與專業管道和大型燈飾發生沖突時，先將主龍骨斷開，再用型鋼加固，必要時附加主龍骨。
(6) 面層安裝:龍骨安裝完畢后讓專業施工的管線安裝完畢后再進 行面層的施工。面層為紙面石膏板或礦棉板，面層必須與龍骨連接牢固， 平整，縫隙均勻、正確，各種留洞留設正確。
(7) 刷防銹漆:輕鋼骨架未做防腐處理的表面，如吊掛件、連接件、釘固附件等，在各工序安裝前須刷防銹漆。
(8) 與水、電、風等專業的配合: 吊頂工程是與水、電、風等專業交叉較多的施工項目之一，如果配合不好將不僅影響工程進度，而且還會造成材料浪費，所以必須協調好二者的關系。
首先吊頂施工必須在水管試壓、保溫，電管鋪設、穿線完畢及風道安 裝，風機、調試完畢后進行。電專業安裝燈具及其他專業維修吊頂內的設施時必須有吊頂專業人員陪同，以免損壞或污染罩面板。 (9) 在吊頂施工中，我們將重點控制以下幾個方面:通長燈槽及窗簾盒的防裂及平整度控制;大面積石膏板的防裂措施?，F就以上問題提出如下措施: 1) 通長燈槽及窗簾盒的防裂及平整度控制:圖紙設計燈槽及窗簾盒
的側面板為紙面石膏板，與吊頂平面面板材料一致。在側面接縫處理上，根據多個工程的實際經驗，板接縫應留置4~6mm，用石膏嵌縫膏加乳膠拌制成嵌縫材料填實，由于該材料有一定彈性，故以后基本不會出現收縮裂縫。待其凝固后，在強度上也能達到甚至超過石膏板強度，能滿足通長板的鋼度要求。
2) 通長板的平整度控制，主要采取兩個措施:一是保證板材干燥、不受潮、切割時置于平整的工作平臺上，使石膏板不發生變形。二是在龍骨架安裝固定，龍骨要密，考慮使用干燥木龍骨作為豎向龍骨，刨光找平。刷防腐、防火涂料，控制龍骨自身變形，使石膏板能很好與龍骨吻合。保證一次安裝即可達到平直要求，不需二次調整。 (3) 大面積石膏板防裂:紙面石膏板吊頂開裂的主要原因有三個: (A)吊頂板局部變形: 主要是吊桿螺釘固定不緊，吊桿間距太大，石膏板與龍骨固定的自攻 螺釘間距太大。在施工完成后會發生緩慢變形。因此，該工程吊桿間距應按吊頂最小間距900mm 施工，自攻螺釘間距取150mm，吊頂龍骨與吊桿連接時一定要擰緊掛件上下螺母。這三個方面要作為重要的環節加強檢查、 控制。
(B)吊頂板縫用玻璃絲布，容易出現膩子層加厚現象，對吊頂質量會產生一定的影響。板縫改用穿孔紙帶加乳膠粘封，由于紙帶與石膏板紙面材一致， 加上乳膠良好的韌性及自身的憎水性，使用效果很好，在板縫處不出現黃色色帶，也不易開裂。
(C)大型吊掛物荷載致使的局部變形。在施工中，一定要根據吊燈的實際情況，設吊燈專用吊桿，對吊燈部分吊頂進行局部加固。 (10) 輕鋼龍骨紙面石膏板吊頂質量檢查標準: 允許偏差(mm)序號項目 紙面石膏板 檢查方法
1 表面平整 3 用2m 靠尺和楔形塞尺 2 接縫平直 3 用5m 接線 3 壓條平直 2 用5m 接線 4 接縫高低 1 用直尺和楔形塞尺 3. 地面地磚、花崗石鋪貼施工工藝 (1) 準備工作
在使用前對地磚進行挑選，如有裂縫、掉角、扭曲變形等不合格應 予以是刎除。常用的工具如鐵抹子、卷尺、水平尺、棉線、橡皮錘等應準備好放于施工部位。 (2) 操作工藝
1) 基層處理:基層上的灰塵、油漆等雜物應清理干凈，在層如發現有空鼓，應將其敲下重新粉刷;如基層是光面，應先對基鑿毛。對于樓、地面的基層表面應提前一天澆水。
2) 地面磚貼面:按施工圖進行施工，在刷干凈地面上，鋪一層1:3.5 的水泥砂漿結合層，厚度小于14mm。根據設計要求確定地面標高線和平面位置線，按定位線的位置鋪貼地磚。用1:2 的水泥砂漿打底在地面磚北面，再將地面磚與地面鋪貼，并用橡皮錘敲擊地磚面，使
其與地面壓實，并且高度與地面標高線吻合，并隨時用水平尺檢查平整度。 (3)質量要求
同一面表面平整度允許偏差不大于2mm，地面磚之間接縫高差偏差不 得大于0.5mm. (4)成品保護
對施工完地面應清理干凈，打蠟對其進行保護，不能用利器劃傷磚 體表面，不得用重物進行撞擊，不得用油性色彩在上面涂畫。 (5) 地磚鋪貼質量檢查標準 4. 衛生間墻面磚鑲貼工藝 (1)工藝流程
基層處理→貼灰餅→抹底灰砂漿→彈線分格→排磚→浸磚→鑲貼面磚→面磚色縫與擦縫。 (2)工藝簡述
1) 抹灰前墻面必須清掃干凈，澆水濕潤。
2) 墻面和四角、門窗口邊彈線找規程，彈出垂直線，做灰餅，橫線則以樓層的水平線交圈控制，豎向線則以四角，垛的基線控制，每層打底時則以此灰餅作為基準點進行沖筋，使其底層灰做到橫平豎直。 3) 抹底層砂漿，先將墻面澆水濕潤，然后用1:3 水泥砂漿刮一道約6mm 厚， 緊跟用同強度等級灰漿與所沖的灰找平，隨即用木桿搓毛，終凝后澆水養
4) 彈線分格，待其六至七成干時，即可按圖紙要求進行分格彈線，
同時進行面層貼標準點的工作，控制面磚出墻尺寸及墻面垂直、平整。 5) 排磚:根據大樣圖及墻面尺寸進行橫豎排磚，以保證面磚縫隙均勻，符合設計要求，注意大面排整磚以及在同一墻面上的橫豎排列均不得有一行以上的非整磚排在次要部位和窗間墻和陰角處，但要注意一致對稱。
6) 浸磚:面磚鑲貼前，首先要將面磚清掃干凈，放入凈水中浸泡2 h 以上， 取出待表面晾干或擦干凈后方可使用。
7) 鑲貼面磚:在同一分段或分塊內的面磚，均為自下向上鑲貼，從最下一層磚下口的位置做好靠尺，以此托住第一批面磚，在面磚外皮上口拉水平通線作為鑲貼的標準。 (3) 鑲貼面磚工程質量通病控制要點: 1) 抹灰空鼓、裂縫:通過基層表面處理，基層平整度偏差控制，砂漿配比控制等措施來加以控制，杜絕這類現象發生。
2) 面磚空鼓，脫落:通過基層表面鑿毛，膠粘劑以及磚浸泡2 h 陰干，砂漿和易性與稠度控制等措施來解決。
3) 面磚接縫不平直，不均勻，墻面凹凸不平:通過找平垂直度，平整度控制，嚴格選磚彈線預排磚等措施解決。 (4) 墻面磚質量檢查標準 項 目 允許偏差(mm) 檢 驗 方 法 備 注
1 表面平整度 2 2mm 靠尺和楔型塞尺 2 陰陽角方正度
2 用內外直角尺檢查
3 接縫平直 2 拉5mm 線檢查，不足5mm 拉通線檢查 4 立面垂直 2 2mm 靠尺和楔型塞尺
5、墻面花崗石干掛施工工藝，花崗石干掛法是用預埋件或膨脹螺栓將不銹鋼角鋼與墻柱面連接牢固，然后用不銹鋼安插件，把按設計要求打好孔的板材支撐在不銹鋼角鋼上，掛滿墻柱面。具體施工工序如下: (1)編制作業設計:根據墻柱面結構基體尺寸，結合花崗石廠家的常用尺寸，繪制板材排列圖以及連接件大樣圖，提出板的有關規格尺寸、數量及質量要求向廠家訂貨。
(2)鉆孔:開槽及連接構造。相鄰板均采用不銹鋼扣件和不銹鋼銷栓相互連接，即把銷栓插入相連板的一對孔和槽內(先安裝的板相接處鉆孔，與其相接的后裝板連接處開槽)。其孔徑5mm，深15mm,長60mm 左右。不銹鋼扣件用不銹鋼扁鋼在現場根據實物尺寸進行切割加工，或購成品直接采用。
(3)板背涂防水劑:用于外墻時，為增強面層防水性能，在背面提前涂刷一層外墻防水涂料——191 丙烯酸外墻涂料。
(4)墻面修整及防水層處理:結構基體面修整鑿平時，可適當采用水泥砂漿抹面做防水層。
(5)彈線格作標志塊:安裝前，認真找直、找平、找標、找平整、找方正， 作出相應的標志塊。標志塊外表面接線吊垂直，其表面即為花崗石外表面。板安裝到哪里即鏟除該處標志塊。標志塊設置與墻上彈
線格結合進行，彈線格按事先編制的作業設計所規定的排列圖和結構基體實際尺寸確定。
(6) 安裝固定:根據板鉆孔開槽及扣件上螺孔位置情況，在結構基體上鉆孔錨固好金屬膨脹栓(長度不小于100mm，直徑Φ8～ Φ10)。膨脹螺栓錨固后，必須作抗拔試驗。且符合表7-4 要求。施工過程中進行抗拔檢查， 即將彈簧拉鉤用鋼絲綁在錨固后的膨脹螺帽上，用手拉，讀數即可。
(7)利用標志塊將全部扣件找水平:將所有銷栓孔位豎直，找平整，對正板孔槽的位置，調準無誤后，將膨脹螺栓帽擰緊至牢固為止。先沿某一大陽角或墻中線處從上至下逐層往下安裝。安裝好第一層第 一塊后，安裝同層鄰板只需往預先已鉆孔和所開槽內灌入適當膠粘劑，對正板栓，插入調平、調正、調勻縫隙即可。
(8)板縫處理及板面清理:板縫內嵌入柔性條狀泡沫乙烯，嵌條作襯底， 塞至背面邊，然后用嵌縫槍將防水密封膠填滿縫隙。再用專用工具進行表面處理，使其平順光滑，邊角平整，最后用濕毛巾將板面粘膠以及污染物及時清理掉，保證干凈整潔。而后涂一層薄而勻的白色蠟，并擦亮。 (9)質量控制: 1) 花崗石板材規格、尺寸、顏色、品種、強度必須符合設計要求，并進行挑選、預排、拼花、編號，使施工時對號入座。 2) 編制作業計劃設計，關鍵問題闡述清楚，能正確指導施工。 3) 現場技術負責人做好技術交底，督促現場按作業設計操作。
4) 檢查成品的保護措施，清除污物砂漿及時擦洗干凈。 (10)質量通病防治: 1) 接縫不平，板面紋理不順，色澤不協調: 對進場材料組織認真的檢查驗收，不符合質量標準的板材不得用于工 程施工。安裝時必須認真找平整。必須按作業設計對號入座，扣件固定牢固，灌漿時應小心搗固，不得使石板移位，發生時及時處理。 2) 板脫落:干掛法的膨脹螺栓必須進行抗拔試驗，確保牢固，其露出錨固面的部位做防銹處理，所有連接件應經計算留有保險安全系數，銷栓深入板孔內不得小于10mm，如銷栓孔和槽壁破損，應采用環氧樹脂修補完整。
3) 棱角破損，表面污染:施工過程中落實保護措施，隨時檢查。若板材局部棱角破損、斷裂，應該拾起其碎塊，并保管好，注明板材號，然后用環氧樹脂進行粘接，待其硬化養護3d 后，用油石磨平、磨光后使用。
6. 細木制品施工工藝 (1) 材料及施工要求
全部木材須一級好材完全干燥，徹底風干，無環裂、缺邊、松節、死 節或超過25mm 直徑以上木節及其他弊病木材。
1) 硬木:木工與細木作所用硬木，除另行規定者外，一般重不少于722kg/m ..和含水率不小于14%，不大于20%。 含水率 = ×1 ×140% 2) 櫻桃木:櫻桃木的來源供應及規格應由建設單位審定認可，含水率不少于14%或按以上計算也不多于16%。
3) 木材防腐劑:非外露的木材表面，如墻裙背面，嵌條背面，門框里面等必須先用審批的木材防腐劑處理二次，或用審批的木材水溶防腐劑進行真空壓浸處理，然后鋪敷或安裝。
(2) 樣品:在開始各項細木作業施工之前，送選用于土木工程的櫻桃木夾板及硬木樣品各三份給建設單位審批，并封樣。樓內所有應用木材與審定樣品應具有同一外觀與質量。 (3) 工藝要求 潮濕現重 — 干燥重量 干燥重量
1) 細木件生產時放樣準確，要嚴格按照詳圖制作和裝配，精飾后制品應顯得外觀完美，工藝精巧。一經簽訂合同，就立即著手細木件準備工作，架空晾干;不到安裝階段不得安裝。
2) 木材中間有接頭處，必須配以連接銷，木料厚度超過37mm 時，須用雙橫舌榫。
3) 除非另有規定，否則細木件一律用細木砂紙砂光。
4) 養護期間如果細木件出現縮變、翹曲、扭曲或其他毛病時，須及時清除、修補及更換有問題部分。 (4) 木制品質量通病控制要點
1) 木龍骨:木龍骨要固定牢固、表面平整、陰陽角方正、洞口方正、分格間距、防腐符合要求。
2) 面層板:面層板要示花紋一致，顏色均勻，棱角順直，表面平整，接縫嚴密，釘帽不外露筒子板，貼臉割角嚴密、方正。木墻裙、木壓
條、貼臉嚴整，不發生劈裂 。 7. 油漆工程施工工藝 (1) 材料要求
本油漆工程的質量、要求是優良的高級油漆標準，所選用油漆是一級 優質產品，符合國家有關標準。
所有本工程采用的規定牌號材料，原包裝封運至工地，包裝不得破裂， 制造廠家姓名或商標、顏色及材料說明書必須清晰，材料保存在工地倉庫內，以便建設單位隨時檢查使用材料時，必須嚴格遵循說明書規定。 (2) 工藝流程
本工程的木制品表面為素色亞光清漆，其工藝流程為:基層清理→刷一遍清漆→修釘眼膩子→磨砂紙→刷一遍清油→潤色油粉→刷二遍清油→滿括透明膩子二遍→砂紙打磨→刷清油→磨水砂→兩遍亞光→打蠟保護 (3) 工藝要求
1) 漆刷、漆桶和其他各種工具，必須清潔無雜物，換用不同種類或等級的材料前，必須把原先的材料清潔干凈。 2) 不允許把不同種類的漆調和在一起。
3) 各種漆在使用前要攪拌均勻，漆應存放在溫度無過高或過低變化的地方。
4) 油漆需要稀釋時，所用稀釋劑和稀釋比例，必須按照生產廠商的規定。
5) 所有刷裝飾材料的硬毛刷子，其質量及尺寸須經批準，飾面可以用滾筒涂刷，但必須有生產商的有關說明并經設計批準。 6) 上油漆時，均不得在潮濕、有水霧時實施，空氣中灰過大或工件表面未徹底干透或未清潔時不得實施。
7) 打過底子或上過層漆的木制件，在上漆工序未完成前，不得長期暴露在空氣中或存放在不適當的地方。
8) 物體表面未經過檢查，以及準備工作未批準不得上底漆。 9) 頭道漆必須干透后才能刷后道漆，各道漆之間需用砂紙砂平。 10) 所有在一物體上的底漆，底層漆和面層漆，應該是同一家廠商的產品， 哪幾種材料可以在一起使用，必須遵循使用說明書規定。 11) 容器打開后，要充分攪拌均勻，再倒進漆工的漆桶，必要時可以過濾去結皮。
(4) 木料面漆分混色油漆和清漆，其主要工序: 1) 清掃:清掃木材表面所粘的砂漿和灰塵等污跡，對木材各種疤中涌出的松脂，應用鏟刀刮去，再用酒精清洗，點刷漆片防止以后再有松脂滲出。
2) 打磨: 經過清掃，清理后的木材面要用140 號的木砂打磨，使其兩面干凈、平整、使木材盡量恢復其原來色澤。根據材質和工藝工序不同采用不同的砂紙打磨。
3) 刷清油:清油一般的配合比以熟銅油加松香水為1:2.5 較好，這種配合調配清油較稀，能滲透入木材內部，起到防止木料受潮變形，增加防腐作用。并使后道膩子與刷鋁油等有很好的與底層粘結作用。
4) 清油干后應立即進行嵌批膩子，所有洞眼、裂縫、榫頭都要嵌批整齊，待膩子干后，用木砂紙打磨，清掃干凈。
5) 刷鉛油，要順木紋刷，不能橫刷亂涂，線角處不能刷得過厚，以免產生皺紋待刷鉛油干后，用木砂紙輕輕打磨至光潔為止。要找補膩子時，可用加色膩子找嵌并修補鉛油直到平整。
6) 刷油漆時，刷毛不宜長或過短，刷毛過長油漆不易刷勻，容易產生皺紋，留墜現象;刷毛過短會產生漆膜上有刷痕和露底等缺陷、漆刷刷毛長度宜適中。 (5) 油漆工程質量檢查標準 項 目 中 級 高 級
1 不允許漏刷、不允許脫皮、不允許斑跡
2 木紋 棕眼刮平、木紋清楚 棕眼刮平、木紋清楚 3 光亮和光滑 光亮足、光滑 光亮柔和、光滑無擋手感 4 裹棱、流墜、皺皮 大面積不允許，小面明顯處不允許 5 顏色、刷紋 顏色基本一致，無刷 紋，顏色一致
6 五金、玻璃等 潔凈 潔凈 8.墻面、天花乳膠漆工程施工工藝
(1) 基層面處理:清除面層灰塵殘漿污物，要求達到80%以上干透。 (2) 批膩子底灰:膩子按基層材料配制，一般墻面層用“146”涂料加大白粉調制，混凝土面基層采用配合比(重量比)為滑石粉:羚甲基纖維基:乳涂=140:4～6:14～13 均勻調制。在面層上用膩子往返多次
刮涂，使之平整光滑，待干燥后用砂紙磨光掃凈。
(3 ) 油刷面油::順序由上至下，由頂棚到墻身，用排筆或鬃刷或滾筒涂刷二次，每一次干燥后都要進行磨砂。施工過程中要注意環境清潔，門、木飾、窗邊，地腳線、玻璃等都要粘紙保護，防止污染。
9、 墻紙粘貼施工工藝 (1) 墻面基層處理
1) 清理基層現浮松漆面或漿面及墻面砂粒凸起等，并把接縫、裂縫、凹坑等，用膠油膩子修補填平貼上纖維帶，然后刮滿膩子，用砂紙磨平，要求大墻面及陰陽角要直、方正,小圓角弧度大小一致。 2) 對基層要求拼縫嚴密，不外露釘頭、接縫、釘眼用膩子填平并刮滿膠油膩子，然后用砂紙磨平。
(2)基層處理并待干燥后，表面涂滿基層處理材料一遍。
(3)裁紙:注意花紋上下方向，每張上端根據印花對應在花紋循環的同一位置，并應裁面方正，長度根據墻高度定。比較每條紙的顏色，如有微小差別，應予以分別安排在不同的墻面上。
(4)刷膠:在墻和壁紙背面同時刷膠，不應有明膠，膠不宜太厚，應均勻一致，紙背面刷膠后，膠面與膠面對疊，以避免干得太快。 (5)裱糊
1) 根據陰角搭縫的里外關系，決定先做哪一片墻，貼每一片墻的第一片壁紙前要先在墻面上吊一條垂直線，彈上粉線后用鉛筆在粉線上描一條線， 每片墻先從較寬的一角以整幅紙開始，將窗條甩在較暗的一端或門兩側陰角處。
2) 裱糊先從一側由上開始，上端不留余量，對花接縫，用手或棉絲將接縫處14mm 左右壓一下相對固定。
3) 由對縫一邊開始，上下同時用干凈膠刷，從紙幅中間向上下劃動，壓迫壁紙貼墻，不留氣泡，不能從上下端向中間趕。趕氣泡時，應注意紙對縫的地方，不要搭縫或離縫，不要有張嘴現象。陰角不對應、陽角甩縫。
4) 溢出紙過的膠液和紙面上的膠液要隨時用濕毛巾擦洗、清理，保持紙面潔凈。
5) 壁紙表面軋有花紋、壓縫趕氣泡時用力要適度，除膠刷和棉絲外，不得使用其他硬質工具，以避免壓平紙面的凹凸、紋理質感。 (6)局部修補方法: 1) 紙邊“張嘴”:用油畫筆蘸膠粘劑粘貼，然后壓實。
2) 紙面有氣泡:用裁紙刀在氣泡處切開擠出氣體或多余的膠粘劑，再壓平、壓實。
功能材料專業范文第3篇
2002年是航天新材料、新工藝、新技術發展及應用非常重要的一年。航天新材料的研究成果不斷涌現：研制出了納米顆粒炸藥、碳納米管高硬度材料、鋁氧納米管材料和新型密封材料、電子絕緣聚合物材料、新型“熱塑料”材料以及原子級硅記憶材料和鋁－硅合金等，并首次發現了納米孔隙網材料等。航天新材料工藝也取得了重大突破：采用溫軋法、粉末冶金法、非晶復合技術工藝、急速凝固法、樹脂膜浸漬法和等溫化學氣相浸滲法制造出了高強度合金材料、梯度功能材料以及抗損傷復合材料編制機等。與此同時，新材料在航天應用上也有重大進展：形狀記憶合金、量子隧道效應復合材料等高性能材料得到了廣泛應用；火箭尾噴管應用納米復合涂層、火箭發動機渦輪泵應用陶瓷基復合材料葉盤；采用復合材料排布機編制燃料箱；采用紅外材料制成手提式定向反射儀以及用氮化物基材料制造出電子器件等。
一、新材料進展
在2002年成果最突出的當屬納米材料與聚合物材料領域。在納米材料領域，納米顆粒炸藥的問世將有助于航天技術的發展，而利用碳納米管制造出的高硬度材料可與碳化硅纖維、碳化鉭等超硬材料相媲美，質量輕，適合制造飛行器的微型器件等。在聚合物材料領域，一種新型聚合物材料可增強未來火箭及衛星系統的結構件性能，還可使航天器天線在充氣時獲得所需形狀，實現先進的通信及監視能力；先進電子絕緣聚合物材料可承受新一代航天系統運行中的超高處理速度及超高溫度，可應用于天基雷達、衛星通信、高分辨率成像設備、高速計算機以及微型電子設備；一種新型“熱塑料”材料可用來建造天基雷達天線。在信息材料、金屬合金材料和復合材料領域，原子級的硅記憶材料可使未來計算機微型化，且存儲信息的功能更為強大；一種高強度的鋁－硅合金適合發動機的耐高溫零部件，可使傳統鋁合金鑄件強度提高到3到4倍；利用玻璃纖維與細銅絲制成的一種可用做天線和電子元器件材料的新型復合材料，可用于開發新穎的天線、濾波器以及其他電磁器件。這些新成果的出現促進了航天工業的快速發展，也為航天工業的進展奠定了堅實的基礎。
2002年新材料研究成果如表中所示。
二、新工藝進展
在2002年新材料工藝取得了如下幾項重大突破：
1、日本采用溫軋法制造出形狀記憶合金
2002年8月，日本物質材料研究機構的菊地等研究人員采用溫軋法制造出形狀記憶合金。此合金結構件不僅可應用于航天工業的風洞工程，而且用其制成的精密螺釘可應用在衛星及飛機的零部件上。
這種工藝是在合金形成記憶效應的時效處理前進行軋制，從而省去了改善性能的熱處理工藝。它采用添加Nb和C的FeMnSi形狀記憶合金進行溫軋，讓其形狀記憶效應獲得較大改善。
2、新加坡采用粉末冶金法制取Ti－TiB2梯度功能材料
2002年3月，新加坡南洋理工大學材料工程學院的科研人員研究利用粉末冶金法制取Ti－TiB2系梯度功能材料取得進展。這種梯度功能材料已被應用于航空航天工業的結構件。
這種新工藝的原材料金屬粉末采用了純度為997％的純鈦粉（平均粒徑為10微米）、純度為997％的純二硼化鈦陶瓷粉（平均粒徑為3微米）以及純度為995％的碳化硅粉末作為燒結助劑用來提高二硼化鈦的致密化程度。所設計的5層梯度功能材料，通過裂紋偏轉機理有效地實現可韌化效果。所制成的梯度功能材料的斷裂韌性比整體TiB2陶瓷提高了50％。
3、日本采用非晶復合技術工藝制取金屬箔材
2002年5月，日本非晶態金屬公司采用非晶復合技術工藝制取金屬箔材。這種金屬箔材可制造移動體天線、回轉體、屏蔽材料、傳感器等電子器件。
該工藝采用了特殊樹脂。將這種樹脂涂覆于非晶態金屬箔表面后，即可將若干張非晶態金箔疊合復合成一體，可以制作成厚度從幾毫米～20毫米以上的大塊復合體，通常非晶金屬箔的厚度僅有20微米左右。
4、英國采用急速凝固法制取高強度鎂合金材料
2002年7月，英國科學家采用急速凝固法開發出具有極高強度和延展性的鎂合金，可為航空航天工業提供優質材料。這種新型的鎂合金材料具有100至200納米的微細結構，其成分由97％的鎂、2％的釔和1％的鋅組成。這種新型鎂合金的強度大約是超級鋁合金的3倍，是目前世界上強度最高的鎂合金。此外它還具有超塑性、高耐熱性和高耐腐蝕性。
三、材料應用進展
2002年新材料應用也出現了重大進展：形狀記憶合金和量子隧道效應復合材料等高性能材料的應用成為法國范堡羅航展的一大熱點；美國在火箭尾噴管上應用2納米厚的復合涂層進行耐火耐熱實驗，在火箭發動機渦輪泵上應用陶瓷基復合材料整體葉盤并采用復合材料排布機編制燃料箱，美國空軍研究實驗室還用紅外材料制成手提式定向反射儀以及用氮化物基材料制造電子器件等。
1、形狀記憶合金和量子隧道效應復合材料等廣泛應用于航天器部件
2002年8月，高性能材料的應用成為法國范堡羅航展的一大亮點，其中比較突出的材料有形狀記憶合金和量子隧道效應復合材料。
（1）形狀記憶合金
歐洲空間局研制出一種被稱作形狀記憶合金的奇異材料。這些材料可以像橡皮筋一樣拉伸，但是能夠記住初始形狀，拉伸之后一旦加熱到一定溫度就會恢復原來的形狀。
這種形狀記憶合金可以應用于航天器上的輕型溫度控制調節器以及航天器發射后的太陽能電池板展開。
（2）量子隧道效應復合材料
量子隧道效應復合材料是一種傳導性復合材料，其導電率隨外界壓力而變化，導電率與施加壓力成正比。量子隧道效應復合材料可加工成片狀和不同尺寸的粒狀，最小顆粒直徑可達15微米。當沒有外界作用力時，量子隧道復合材料是極好的絕緣體，但如果對其進行擠壓、拉伸或扭曲，就會變成類似于金屬的導體，并且在外力撤消后，又會返回絕緣狀態。由于量子隧道效應，量子隧道效應復合材料的敏感度非常高，電阻變化范圍超過1萬億歐姆。量子隧道效應復合材料在本次航展上的應用是航天器的開關和調節器。
2、火箭尾噴管用納米復合涂層
2002年3月，美國弗吉尼亞綜合技術學院及州立大學與美國空軍材料實驗室研究出一種耐火耐熱的納米復合涂層。此涂層是一種不足2納米厚的無機聚合物薄膜（稱作POSS薄膜）。
美國空軍正在用該涂層來對火箭尾噴管進行防護試驗。除了提供高溫保護外，薄膜的重量也比其它涂層輕。研究人員通過調整不同的有機成分后來控制POSS與飛機各種膠接劑的相容性。研究人員還發現有機組分會影響工藝方法以及最后性能，如光學涂層的透明性以及微電子涂層的導電性等。
3、火箭發動機用陶瓷復合材料渦輪葉盤
2002年8月，美國NASA對“捷徑”（Fastrac）火箭發動機渦輪泵采用的陶瓷基復合材料整體式葉盤進行了測試。葉盤選用碳纖維增強的碳化硅材料。該材料采用等溫化學氣相浸滲法制造而成，纖維的體積含量為40％，松孔體積含量為15％。C/SiC的拉伸強度為434兆帕，拉伸模量為83吉帕。渦輪泵的試驗表明，整體式葉盤提高了抗損傷能力和阻尼能力并減輕了重量。
4、用復合材料排布機\"編織\"燃料箱
2002年4月，作為下一代航天器用輕型燃料箱制造計劃的一部分，NASA的米休德驗收了一臺由英格索銑床公司制造的自動纖維排布機（AFPM）。該機是用來制造外形復雜的環氧預浸復合材料，從而制成經濟而實用的燃料箱。目前要將1公斤有效載荷送入軌道的成本是22～33萬美元，而使用輕型復合材料燃料箱可以使該成本顯著降低。
5、采用紅外材料制成手提式定向反射儀
2002年5月，美國空軍研究實驗室材料與制造部無損檢驗分部與美國波音公司等單位合作開發出一種手持式定向反射儀（HHDR）。該反射儀可以對現代武器系統所用的涂層進行準確的紅外反射測量。測量數據可以保證工程人員和維護人員對武器進行正確的噴涂、修理和恢復，提高涂層的效能，以保護空軍的武器系統免遭基于紅外的探測和跟蹤系統的威脅。
6、采用氮化物基材料制造電子器件
2002年7月，美國空軍實驗室的傳感器部、工業界以及院校用氮化物基材料制造出電子元器件。這種氮化物基的固態器件在10吉帕下的輸出功率為40瓦，是傳統電子器件的25倍，輸出功率密度為98瓦/毫米，是傳統電子器件的10倍。這種電子器件比傳統的硅或砷化鎵器件具有更高的抗極端溫度及輻射環境性能。此外，氮化物基器件還具有可承受高電壓（一般大于200伏）及高電流密度（大于1安培/毫米）的特殊性能。由于航天器需要在惡劣環境下工作，并且要求密度小、體積小的電子器件，因此具有獨特的材料特性和功率特性的氮化物基器件可以用來改善微波放大器技術。這些傳感器可應用飛行器、空基雷達、通信線路以及電子對抗等。
功能材料專業范文第4篇
關鍵字：碳纖維復合材料、碳纖維樹脂基復合材料、碳/碳復合材料、結構性能、發展、航空領域。
1、引言
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐磨擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的“比強度”。碳纖維屬于聚合物碳，是有機纖維經固相反應轉變為纖維狀的無機碳化合物。碳纖維是一種新型非金屬材料，它和它的復合材料具有高強度、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱、比重小和熱脹脹系數小等優異性能，碳纖維單獨使用時主要是利用其耐熱性、耐蝕性、導電性和其它性質。碳纖維是一種力學性能優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP(即碳纖維復合材料)的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。目前，碳纖維不僅廣泛應用軍事工業，而且在汽車構件、風力發電葉片、核電、油田鉆探、體育用品、碳纖維復合芯電纜以及建筑補強材料領域也存在巨大應用空間，而其在航空領域的光輝業績尤為引人注目。
2、碳纖維的發展
碳纖維的出現是材料史上的一次革命。碳纖維是目前世界首選的高性能材料，具有高強度、高模量、耐高溫、抗疲勞、導電、質輕、易加工等多種優異性能，正逐步征服和取代傳統材料?，F已廣泛應用于航天、航空和軍事領域。世界各國均把發展高性能碳纖維產業放在極其重要的位置。碳纖維除了在軍事領域上的重要應用外，在民品的發展上有著更加廣闊的空間，并已經開始深入到國計民生的各個領域。在機械電子、建筑材料、文體、化工、醫療等各個領域碳纖維有著無可比擬的應用優勢。
碳纖維是50年代初應火箭、宇航及航空等尖端科學技術的需要而產生的。80年代初期，高性能及超高性能的碳纖維相繼出現，這在技術上是又一次飛躍，同時也標志著碳纖維的研究和生產已進入一個高級階段。經過二十多年的發展，碳纖維及其復合材料已從初創期轉入增長發展期，其工業地位已基本確立，美、日、英、法、德等國的碳纖維產量已經占世界產量的絕大部分，并已逐步形成壟斷優勢。
我國對碳纖維的研究由于起步較晚，技術力量薄弱，雖然碳纖維及其復合材料在我國已被納入國家“863”和“973”計劃，但總體情況不盡理想，我國仍不具備成熟的碳纖維工業化生產技術，國防和民用碳纖維產品基本依賴進口。
3、碳纖維復合材料的性能及主要用途
由于碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，是由含碳量較高、在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維經熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐磨擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工性好，沿纖維軸方向表現出很高的強度，且碳纖維比重小。 (1)碳纖維的化學性能
碳纖維是一種纖維狀的碳素材料。我們知道碳素材料是化學性能穩定性極好的物質之一。這是歷史上最早就被人類認識的碳素材料的特征之一。除強氧化性酸等特殊物質外，在常溫常壓附近，幾乎為化學惰性?？梢哉J為在普通的工作溫度≤250℃環境下使用，很難觀察到碳纖維發生化學變化。根據有關資料介紹，從碳素材料的化學性質分析，在≤250℃環境下，碳素材料既沒有明顯的氧化發生，也沒有生成碳化物和層間化合物生成。由于碳素材料具有氣孔結構，因此氣孔率高達25%左右，在加熱過程易產生吸附氣體脫氣情況，這樣的過程更有利于我們穩定電氣性能和在電熱領域的應用。 (2)碳纖維的物理性能 (a)熱學性質
碳素材料因石墨晶體的高度各向異性，而不同于一般固體物質與溫度的依存性，從工業的應用角度來看，碳素材料比熱大體上是恒定的。幾乎不隨石墨化度和碳素材料的種類而變化 (b) 導熱性質
碳素材料熱傳導機理并不依賴于電子，而是依靠晶格振動導熱，因此，不符合金屬所遵循的維德曼—夫蘭茲定律。根據有關資料介紹，普通的碳素材料導熱系數極高，平行于晶粒方向的導熱系數可與黃銅媲美 (c)電學性質
碳素材料電學性質主要與石墨晶體的電子行為和不同的處理溫度有關，石墨的電子能帶結構和載流子的種類及其擴散機理決定了上述性質。碳素材料這類電學性質具有本征半導體所具備的特征，電阻率變化主要與載流子的數量變化有關。
碳纖維的主要用途：
與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合，做成結構材料。碳纖維增強環氧樹脂復合材料，其比強度、比模量綜合指標，在現有結構材料中是最高的。在剛度、重量、疲勞特性等有嚴格要求的領域，在要求高溫、化學穩定性高的場合，碳纖維復合材料都頗具優勢。由碳纖維和環氧樹脂結合而成的復合材料，由于其比重小、剛性好和強度高而成為一種先進的航空航天材料。最神奇的應用是采用長碳纖維制成的“納米繩”可以將“太空電梯”由理想變為現實，太空電梯將可以將乘客和各種貨物運送到空間軌道站上，也可以用這種“納米繩”將太空中發射平臺與地面固定在一起，在這樣的發射平臺上發射人造衛星和太空探測器就可以大大降低發射成本。
總結碳纖維復合材料的現實應用有以下幾個方面
(一)航天領域
碳纖維復合材料因其獨特、卓越的性能，在航空領越特別是飛機制造業中應用廣泛。統計顯示，目前，碳纖維復合材料在小型商務飛機和直升飛機上的使用量已占70%~80%，在軍用飛機上占30%~40%，在大型客機上占15%~50%。 (a)碳纖維樹脂基復合材料 碳纖維增強樹脂基復合材料(CFRP)具有質量輕
等一系列突出的性能，在對重量、剛度、疲勞特性等有嚴格要求的領域以及要求高溫、化學穩定性高的場合，碳纖維復合材料都具有很大優勢。碳纖維增強樹脂基復合材料已成為生產武器裝備的
重要材料。AV—8B 改型“鷂”式飛機是美國軍用飛機中使用復合材料最多的機種，其機翼、前機身都用了石墨環氧大型部件，全機所用碳纖維的重量約占飛機結構總重量的26%，使整機減重9%，有效載荷比AV—8A飛機增加了一倍。數據顯示采用復合材料結構的前機身段，可比金屬結構減輕質量32.24%。用軍機戰術技術性能的重要指標——結構重量系數來衡量，國外第四代軍機的結構重量系數已達到27～28%。未來以F-22 為目標的背景機復合材料用量比例需求為35%左右，其中碳纖維復合材料將成為主體材料。國外一些輕型飛機和無人駕駛飛機，已實現了結構的復合材料化。
直升飛機上碳纖維增強樹脂基復合材料的用量更是與日俱增。武裝了駐港部隊并參加了2007 年上海合作組織在俄羅斯反恐軍演的直-9 型直升飛機，是我國先進的直升飛機。該機復合材料用量已占到60%左右，主要是CFRP。此外，日本生產的OH-1 “忍者”直升飛機，機身的40%是用CFRP，槳葉等也用CFRP 制造。 在民用領域，世界最大的飛機A380 由于CFRP 的大量使用，創造了飛行史上的奇跡。這種飛機25%重量的部件由復合材料制造，其中22%為碳纖維增強塑料(CFRP)。由于CFRP 的明顯減重以及在使用中不會因疲勞或腐蝕受損，從而大大減少了油耗和排放。燃油的經濟性比其直接競爭機型要低13%左右，并降低了運營成本，座英里成本比目前效率最高飛機的低15%~20%，成為第一個每乘客每百公里耗油少于三升的遠程客機。 (b)碳/碳復合材料
碳/碳復合材料是以碳纖維及其制品(碳氈或碳布)作為增強材料的復合材料。因為它的組成元素只有一個(即碳元素),因而碳/碳復合材料具有許多碳和石墨材料的優點，如密度低(石墨的理論密度為2.3g/cm3)和優異的熱性能,即高的熱導率、低熱膨脹系數,能承受極高的溫度和極大的熱加速率，有極強的抗熱沖擊,在高溫和超高溫環境下具有高強度、高模量和高化學惰性。憑借著輕質難熔的優良特性，碳纖維增強基體的(C/C)復合摩擦材料在航空航天工業中得到了廣泛應用。航天飛機軌道的鼻錐和機翼前緣材料，都會選用碳碳復合材料。另外還大量用作高超音速飛機的剎車片，目前，國際上大多數軍用和民用干線飛機采均用碳纖維增強基體的復合材料剎車副。這種剎車副不僅質量輕、抗熱沖擊性好、摩擦系數穩定、使用壽命長，更為方便的是可設計性強，性能便于調節。還可制作發熱元件和機械緊固件、渦輪發動機葉片和內燃機活塞等。
(二)、其他領域 1)、高爾夫球棒
用CFRP制成的高爾夫球棒、可減輕重量約10一40%。根據動量守恒定律，可使球獲得較大的初速度。另一方面.CFRP具有高的阻尼特性，可使擊球時間延長,球被擊得更遠。 2)、 釣魚竿
碳纖維增強復合材料制成的釣魚竿比GFRP制品或竹竿都要輕得多，使其在撒竿時消耗能量少，而且撤竿距比后者遠20%左右。CFRP所制的釣魚竿長而好，剛性大，釣魚竿在彎曲之后能迅速復原，使其傳遞誘餌的感覺較為靈敏?，F在已有商品銷售，用碳纖維增強塑料還可以制成漁具的卷鈾，其重量不超過l40克，但它的疲勞強度高，耐摩擦，因而使用壽命長。 3)、賽車
用石墨纖維長絲制成的管材可用來制造比賽車或通用自行車的車架,其特點是重量輕，比鋼制架可減重50%左右，使自行車的總重量減輕15%。
碳纖維與玻璃纖維混合增強復合材料可用來制造越野賽汽車，它的特點是重量輕。用金屬材料制造的同樣車體的總重量為226.8公斤，用CFRP制造時為63.5公斤，用CF/GPRP制造時重量可減輕到31.8至36.5公斤。
在賽車領域，碳纖維復合材料最著名的運用無疑是F1車身。為了使重量保持最小，所有車隊都廣泛使用碳纖材料，而這些材料的強固性足以支撐車子的重量。
4.我國碳纖維復合材料發展現狀
現代的碳纖維是以聚丙烯腈、人造絲或木質素為原絲，將有機纖維跟塑料樹脂結合在一起高溫分解并且碳化后得到的，還不能直接用碳或石墨來制取。
據了解，目前全球碳纖維產能約3.5萬噸，我國市場年需求量6500噸左右，屬于碳纖維消費大國。在以“高性能聚丙烯腈碳纖維制備的基礎科學問題”為主題的第335次香山科學會議上，會議執行主席、國家自然科學基金委員會師緒院士指出，與國外技術相比，我國碳纖維領域還存在較大差距。2007年，我國碳纖維產能僅200噸左右，而且主要是低性能產品。由于缺少具有自主知識產權的技術支撐，目前國內企業尚未掌握完整的碳纖維核心關鍵技術。這就使得我國碳纖維在質量、技術和生產規模等方面均與國外存在很大差距，絕大部分高性能增強材料都長期依賴進口，價格非常昂貴。由于缺乏創新與集成和應用領域的拓展，極大地制約了我國碳纖維復合材料工業的發展。
功能材料專業范文第5篇
1 課程特點
本課程是我?；瘜W工程與技術專業碩士研究生的一門專業課, 內容包括功能陶瓷的結構基礎、物理性能、制備工藝、顯微結構、典型材料的研究進展及應用等。從理論層面看, 課程涉及的是比較深奧的晶體結構和晶體缺陷等內容;從應用層面看, 則涉及功能陶瓷的物理性能、制備工藝、顯微結構和應用及四者之間的相互關系。教師課程教學的難點在于必須把握好理論闡述與實踐應用指導的度, 而學生課程學習的難點則在于如何將深奧的理論知識轉變成解決功能陶瓷實際問題的能力。
2 選課學生情況
每年選修本課程的研究生約有20多名, 其中90%以上是外校本科畢業后直接考上研究生的。這些學生在本科階段接受的主要是課堂和書本式教育, 參加過討論課、綜合實驗課、項目研究課等形式課程的很少, 自主學習能力、動手能力和研究能力不足是他們的一個共同特點。另外, 學生基本未涉足課題研究, 對本課程的學習特點不熟悉, 知識積累不足。因此, 在對課程教學體系進行設計時必須考慮學生的基礎和接受能力, 避免課程內容偏深、偏難, 影響學生的學習信心和積極性。
3 課程教學設計
為了在課程教學中加強對兩年制碩士研究生動手能力和科研能力的培養, 我們提出“課堂教學-課堂討論-課程實驗”相結合的研究型課程模式, 即在教學內容的組織中, 精講理論, 重視實踐教學, 打破以課堂為中心的教學模式, 使理論教學與實踐教學相融合。具體設想是以下幾點。
3.1 課堂教學
在課堂教學中力圖做到基本概念清晰、基本內容深入淺出、易于理解。既有基本原理的闡述和必要理論知識的分析與討論, 也有典型應用事例, 國內外近期發展現狀與趨勢。希望在有限的課堂教學活動中, 讓學生對功能陶瓷的基本原理、基本性能、制備方法、主要材料體系及應用能夠有所了解和掌握。
在教學過程中, 既重視發揮教師的主導作用, 又尊重學生在學習活動中的主體地位, 采用啟發式的課堂講授形式, 師生互動, 雙向交流, 激發學生學習的積極性與主動精神, 引導學生積極思維, 為學生提供基本知識框架和自主學習線索, 彌補學生在材料學方面基礎知識面的不足。
另外, 在講授“典型功能陶瓷材料”部分時, 請多位在功能陶瓷領域取得突出成績的教師授課。這些教師不僅精于他們所從事的科研工作, 還具有豐富的相關學科的理論和知識。在向學生傳授知識的過程中, 他們可以向學生介紹功能陶瓷的研究進展和最新的研究動態, 這有利于將科研前沿和最新科技成果融入課堂教學。
3.2 課堂討論
結合教學內容設計一些研究型、探索型的小項目讓學生主動實踐, 如“PZT薄膜的制備及其鐵電性能測試”、“層狀鈷酸鈣的合成及熱電性能”及“納米TiO2薄膜的光催化性能”等。鼓勵學生自己設計實驗方案、自己完成實驗并驗證設想, 以便培養他們的主動學習能力、動手能力、思辨能力和創新能力, 并對理論知識和實踐知識進行融會貫通, 鞏固和加強課堂理論教學效果。
將學生每3人分為一組, 通過閱讀項目涉及的相關文獻資料, 制訂項目實施方案, 在課堂上利用PPT演示進行講解。然后, 在任課教師組織下, 學生之間進行討論, 論證項目的創新性、可行性及技術難點等。一方面, 樹立學生批判和懷疑的意識, 鼓勵獨立思考和標新立異, 拓展學生的思路, 培養學生的創造精神。另一方面, 這也有利于培養學生的閱讀文獻和思考的能力、文獻綜述能力和表達溝通能力, 使學生自主學習、主動學習的積極性得到充分發揮。
3.3 課程實驗
利用我校的科研資源和科研優勢, 為學生的項目實踐活動提供保障, 使學生盡早進入專業科研領域, 接觸學科前沿, 營造學生參與科研的氛圍, 使學生探究科學問題的興趣得以提高, 動手能力、專業技能得到培養。學生3人一組進行材料的制備和性能的評價, 不但驗證了實驗操作技能, 還提高了學生實驗興趣。另外, 通過小組學習和作試驗的形式, 培養了學生的團隊合作精神。最后, 還要求學生在完成項目后撰寫一個不少于5000字的項目研究報告并準備一個15分鐘的口頭PPT演示匯報。這樣, 學生在親自作了項目和撰寫了研究報告后, 科研能力得到了培養。
3.4 考核方式
由于本教學模式側重于對知識的融會貫通和應用, 對學生的培養主要體現在項目的討論和實施中, 不能采用過去那種靠死記硬背的一張卷定成績的考試方式。因此, 本課程對考核方式進行了改革, 期末考試成績只占總成績的50%, 試題以考查學生是否理解概念, 是否掌握功能陶瓷的基本物理性能和研究分析方法為主, 并且采用開卷形式, 同時給出了一部分無標準答案的研究型試題, 提供給學生一個發揮創意的空間, 這有利于促使學生更有效地自主學習與更好地掌握所學的知識。另50%成績通過課堂項目討論、書面項目研究報告和口頭研究匯報三部分給出, 使學生能投入大量精力準備項目設計和實施。
4 結語
“課堂教學-課堂討論-課程實驗”相結合的課程新模式從過去較單一的以傳授知識為主要特征的“教學型”教學向以培養認知能力為主要特征的“研究型”教學轉變, 從理論教學、實踐教學、科研能力和準確流暢的口頭表達能力培養四個方面入手, 力求做到使學生擁有扎實的理論基礎, 較強的動手能力, 對學生知識結構的建立、科研能力和綜合素質的培養至關重要, 使學生在接觸課題后, 能夠很快進入角色。因此, 這種課程改革模式有利于精英人才的培養。
摘要：針對碩士研究生專業課程《功能陶瓷材料導論》的特點, 我們進行了“課堂教學-課堂討論-課程實驗”相結合的研究型課程模式探索, 在教學內容的組織中, 精講理論, 重視實踐教學, 打破以課堂為中心的教學模式, 使理論教學與實踐教學相融合, 以期加強對碩士研究生科研能力和綜合能力的培養, 獲得更好的教學效果。
關鍵詞：研究生教育,教學改革,研究型課程模式
參考文獻
功能材料專業范文第6篇
隨著現代科學技術進步和全球化發展,新型材料尤其是新型納米/微米功能材料在國計民生中的作用日益凸顯。然而,新型功能材料的化工生產過程并不成熟,許多還在探索階段。即便有部分材料生產過程已經成功應用于量產,特定環節也需要大幅度改善,以應對安全,能耗,成本,環保等各方面的挑戰。本文就新型納米/微米功能材料的現代化工生產過程,尤其是連續流生產過程進行一些探討和總結。
2.納米/微米功能材料概述
一納米是指1*10-9米,相對于微米的1*10-6米。納米材料是材料的一個維度在1-100nm之間。納米/微米功能材料中又包括了顆粒材料及多孔材料。相對于微米材料,納米材料,具有更小的顆粒尺寸和/或者孔徑尺寸,更高的比表面積和更高的利用率。在納米尺度,材料性質相對于整體材料會發生改變。例如,納米金溶膠溶液的顏色會對應于金納米粒子的尺寸發生改變,而出現酒紅色,橙色,綠色,藍色,紫色等一系列顏色的變化。
由于納米/微米材料的性質獨特,其應用空間也非常廣泛,作為催化劑和催化劑載體,過濾吸附介質,半導體材料,能量轉化材料,等等。在能源,尤其是清潔能源領域,納米/微米材料作為鋰離子電池材料[1],燃料電池催化劑材料,智能窗材料等等,得到普遍關注。
相對于納米/微米材料的潛在優勢,其更加廣泛的應用領域還有待發掘。限制其應用的主要原因:
(1)基礎研究成果的可重復性尚需提高
近年來,在基礎研究領域有數以萬計的材料新發明和創造,但是部分成果并不具有良好的重復性,同時又缺乏對產生該成果原因的足夠理解,這導致了此類成果一直停留在基礎研究階段,而不會產生向下一個階段的跨越。
(2)基礎研究成果到量產之間缺少工程放大[2]研發階段的支持
目前全球針對新材料的產生和制造仍然主要劃分為基礎研究和大量生產制備。而在這兩者之間起到關鍵橋梁作用的工程研發和放大過程獲得的關注和支持尤顯不足。對于基礎研究獲得的新材料是否能被放大量產是未知的。普通的科研院所并不具備將基礎研究成果進行工程放大的實驗室條件和實力,而材料廠商面對激烈的市場競爭也很難投入大量的時間和資源去開發對于能否進入市場尚未可知的材料。
(3)量產新材料的生產流程不穩定,成本偏高
納米/微米新材料的生產流程一般也是嶄新的,這就導致其在生產初期的不穩定性,不同批次產品之間的差異造成其應用的困難。另外,新材料的成本一般較高,而納米/微米材料的生產成本更高。高昂的材料成本直接導致了使用新材料的公司對于導入新材料的顧慮?；谝陨先c,限制納米/微米新材料應用的主要影響因素是其在不同階段生產制造的困難性。下面就簡單介紹一下納米/微米功能材料的生產過程種類及劃分。
3.納米/微米功能材料制備過程種類及劃分
納米/微米功能材料的制備方法有很多種。
(1)根據是否發生化學反應可以分為物理制備的方法和化學制備的方法。物理制備的方法包括:粉碎法,濺射法等等。
化學制備的方法包括:化學氣相沉積[3],溶膠凝膠法,水熱合成法,共沉淀法,等等。
物理和化學結合的方法:化學反應球磨法,等等。
(2)根據顆粒是由大變小還是由小長大可以分為自上而下的方法和自下而上的方法。例如,通過球磨的方式把大塊顆粒打碎成為小顆粒是自上而下的方法,而晶體顆粒的水熱生長是自下而上的方法。
(3)根據相態的分布可以劃分為氣相生產方法,液相生產方法和固相生產方法。
(4)根據生產過程連續連續和間歇的特點,又可分為連續反應制備和間歇反應制備。
(5)如果引入模板,又可分為硬模板法[4]和軟模板法。
在新能源領域,鋰離子電池正極材料的性能至關重要。而其前驅體的生產目前是以液相生產方法-共沉淀法為主。液相生產方法又可以按照生產過程中產品是否可以連續產生和收集分為間歇反應過程和連續反應過程。
4.納米/微米材料液相生產的間歇反應過程和連續反應過程
(1)間歇反應過程
間歇反應過程,是指反應過程是間歇的。每次反應前,反應器內需要新加入前驅體物料;反應進行中,沒有物質的進入和產出;反應結束后,反應器內的納米/微米顆粒方可隨液體流出。間歇反應的特點是設備和生產流程相對簡單,投資小,操作靈活,生產過程更容易實現,缺點是反應時間較長,每次反應開始需要加入物料,反應結束后需要收集產品和清理系統,生產過程之中時間成本和操作成本較高。對于需要控制高溫高壓反應條件的反應,反應的安全性是重要的考量因素。因為間歇反應器容量較大,大體積的高壓反應相對于小體積反應而言,反應系統的設計和材料要求更高,安全性更難得到保障,發生危險時危害更嚴重。另外,間歇反應器的反應參數不容易得到準確控制,反應參數的均一性較難實現,因此產品的一致性也受到限制,產品質量不容易得到保障。
在現代材料生產過程中,間歇式反應器在逐漸被連續流反應器取代。但是在納米/微米顆粒材料的高溫高壓反應系統中,由于連續流反應系統的設計難度非常高,關于納米晶體材料的連續流生產流程在國際上目前仍然沒有實現工業化生產,尚停留在基礎研究或者工程研發放大階段,且研究僅局限于有限的幾個課題組。
(2)連續反應過程
①連續反應過程基本概念
連續反應過程,顧名思義,反應過程是連續的。反應初始階段,物料(一般前驅體物料溶解在溶劑中)經由反應系統入口進入,反應隨之進行,反應會有一個穩定的時間,當反應完全穩定后,開始收集反應產物。此后,物料會由入口持續的進入,反應產物(此時納米/微米顆粒在液相中反應形成)會在系統出口連續的流出,得到收集。這樣一個過程可以穩定的持續下去,直到系統檢修或者因切換產品等其它原因而暫停生產。
②連續流反應過程的優點
連續流反應的優點在于其反應參數更加靈活可控,副反應較少,反應可持續且穩定,重復性好,產品一致性高,操作成本低,可以相對準確的實現工程放大。缺點是較于間歇反應器而言,其設計費用,設備費用,安裝費用均較高,新流程的研發費用高,不易實現。
③連續流反應過程的分類
連續流反應過程根據其反應條件的不同可以分為適用于常規條件的反應過程和高溫高壓反應過程。根據反應器的大小又可以分為普通的連續流反應過程和運用微反應器的反應過程。
前文介紹,納米/微米材料的制備生產可以分為從上而下的生產過程及自下而上的生產過程。在自下而上的生產過程中,納米/微米晶體顆粒的生長條件至關重要。水熱反應是目前學術領域和工業界最流行的制備納米/微米晶體顆粒的方法。傳統的水熱反應在反應釜中進行。反應溫度較高可以高達300攝氏度以上;反應壓力大,可以達到幾十個大氣壓;而反應時間非常長,通常需要幾天的時間。因為從反應初始反應就處于一種黑箱狀態,反應參數不容易得到研究解答。因為反應容器體積較大,壓力和溫度均非常高,安全性上不容易得到保障。此外,從實驗室的小反應釜進行反應的工程放大比較困難,沒有準確的設計預測?；谝陨显?一種連續流微反應系統[5]被研究產生。
④連續流微反應系統
連續流微反應系統目前處于世界上最前沿的研究領域。其基本思想是令化學反應發生在一個小的區域。一般反應器體積為幾立方厘米,最多幾十立方厘米。由于其小的特點,反應參數更容易得到控制和分析。由于其單位時間內流過的液體體積較小,反應溫度和壓力可以向更有利于反應進行的方向提高,發生意外的情況下危害小,同時安全設計相較于間歇釜式反應系統簡單易行。針對納米/微米晶體生長需要的高溫高壓反應,反應時間可以由幾天縮短至幾分鐘甚至幾秒鐘。其對反應速度的提升優勢是驚人的。連續流微反應的工程放大相較于間歇釜式反應器要容易很多,最主要的是要控制平行反應的出口和入口條件的一致性。雖然目前該反應屬于世界前沿,尚處于學術研究階段,但是像每種有工業化潛力和需求的新技術的產生一樣,連續流微反應系統是高溫高壓生產納米/微米顆粒發展的必然趨勢。
連續流反應系統的研發和設計要遵循幾個原則,首先要保證選材的安全性,要著眼于反應系統的體積(管徑),溫度,壓力和溶劑特點(是否腐蝕等等)。其次要考慮晶體顆粒的生長和沉積,保證系統內無堵塞和堆積。再次要根據流體的特點計算設計流速,保證顆?？梢皂樌粠С?。最后關于反應器外的附屬設計,例如泵,預熱器,冷卻器的選擇要根據實際需求計算得出。此外,對于關鍵部件,例如混合裝置的設計則需要根據研發經驗和具體需求進行合理選擇和設計。
5.結束語
隨著社會需求的提升和現代科學技術的進步,社會對納米/微米新型功能材料的需求也不斷增長。在納米/微米材料的不同制備方法和反應系統中,新型的液相連續流微反應過程具有非常廣闊的發展空間。當前,新型反應過程有待進一步的研發和生產規模的放大,這些都需要科研工作者和工業界進行緊密合作,針對于材料的需求和化工生產反應的特點進行設計,驗證和改良,有力推進納米/微米新型功能材料的應用,造福社會。
摘要：新型納米/微米功能材料由于其獨特的性質,在國民生活中的重要作用日益顯著?；A研究的工業化難度較高,基礎研究和工業化生產之間缺少工程研發放大的橋梁,工業化研發成本和生產成本高等原因限制了一部分先進納米/微米功能材料的應用。納米/微米功能材料的制備方法依據不同的分類方式有多種。在液相反應中,間歇反應過程在應用上有局限性。先進的連續流反應過程正逐漸取代間歇反應過程。其研發和設計要考慮安全性,無顆粒堵塞和堆積,對于關鍵部件和附屬器件進行合理研究和設計等原則。
關鍵詞：納米/微米功能材料,化工生產過程,連續流微反應系統
參考文獻
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