矿物及材料表面的微形貌研究

复合材料的最新研究进展

复合材料的最新研究进展 季益萍1, 杨云辉2 1天津工业大学先进纺织复合材料天津市重点实验室 2天津工业大学计算机技术与自动化学院, （300160） thymeping@https://www.wendangku.net/doc/d05812363.html, 摘要：本文主要介绍了当前复合材料的最新发展情况，主要集中在复合材料的增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面。希望能抛砖引玉，激发研究人员更有价值的创意。 关键词：复合材料，最新进展 1. 引言 人类社会正面临着诸多的问题和需求，如矿物能源、资源的枯竭、环境问题、信息技术以及生活质量等，这推动了复合材料的发展，也促进了各种高新技术的发展。但目前人们已不仅仅局限于新材料的创造、发现和应用上，科学研究已进入一个各种材料综合使用的新阶段，即向着按预定的性能或功能设计新材料的方向发展。并且，在复合材料性能取得飞速发展的同时，其应用领域不断拓宽，性能持续优化，加工工艺不断改善，成本不断降低。 复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能，其最大的优势是赋予材料可剪切性，从而优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来，复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展，由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发，使复合材料的市场竞争力有了很大的提高，应用领域不断扩大，除用于结构复合材料外，还大量的进入了功能材料市场。我们观察到，复合材料的发展趋势是[1]： （1）进一步提高结构型先进复合材料的性能； （2）深入了解和控制复合材料的界面问题； （3）建立健全复合材料的复合材料力学； （4）复合材料结构设计的智能化； （5）加强功能复合材料的研究。 近年来，复合材料在增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面研究较多，并且不断有新的市场应用，能够代表复合材料的最新发展方向。 2. 增强纤维环保化[2] 目前，增强纤维的发展趋势主要是强度、模量和断裂伸长的提高。但随着全球环保意识的风行，复合材料产品也逐渐受到环保方面要求的压力，尤其欧洲地区已有相关规定，热固性复材产品由于无法回收再利用而不易销往欧洲。在树脂之外，复材产品中的增强纤维迄今绝大部分都是无法回收再利用的，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等，全都是如此。 最近有一种新型增强纤维－玄武岩纤维(Basalt Filament)，是由火山岩石所提炼而成的，堪称100% 天然且环保，预期在不久的未来，将会取代相当比例的各种纤维，而加入复合 - 1 -

功能高分子材料研究进展

功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料；功能高分子；功能材料； Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords：high polymer materials; functional polymer; functional Materials;

我国非金属矿物材料发展现状与趋势

非金属矿物材料的研究内容及其发展趋势 矿物材料是指以天然矿物或岩石为主要原料，经不以提纯金属和化工原料为目的加工改造所获得的材料，或者能直接应用其物理、化学性质的矿物或岩石。根据矿物材料的定义和加工改造特点，将矿物材料分为天然矿物材料、深加工矿物材料和复合、合成矿物材料等 三大类。90年代以来，非金属矿物材料的研究与开发上出现了喜人的形势。 1深加工矿物材料的性质研究与应用技术 将非金属矿物或岩石进行超细、超纯、改型、改性等深加工处理改造，是改变非金属矿物或岩石性质的有效方法，也是非金属矿增值的重要途径，如散装膨润土$30/t，而有机膨润土$2400~3600/t;重晶石散装未经磨碎者$40/t，而药物级达$2560/t;石墨原矿$500/t，石墨密封材料$7000/t，增值13倍，而石墨乳$10000/t，增值20倍。 我国在深加工方面虽然起步甚晚，但近年来取得了可喜成果。通过引进、消化、吸收和开发，已研制出一批超细粉碎设备，如超微气流粉碎机的产品细度、能耗等主要技术指标已接近和达到国外同类设备水平;BQF型超音速内循环气流粉碎机适用于干法超细粉碎，细度可达1um;CP型超细磨生产能力可达60kg/h;PQ75O型气流粉碎机生产能力为200kg/h。此外，在粘土矿物高活性、高分散深加工工艺、高岭石剥片技术和膨润土改性研究，以及粘土生物材料工程等方面均取得了重要进展。 2复合矿物材料的性质研究与应用技术 任何一种矿物材料都有它自身的优点，同时也有其自身的弱点。复合矿物材料能够取长补短，因而得到广泛应用。例如保温材料就是由一种或数种热导率低的矿物原料与粘结物质配制而成的一种常见的复合矿物材料。中国科学院广州地球化学所利用天然矿物为原料研制成功了高温辐射和隔热防腐涂料。这实际是一种用于加热器件装置中的金属一非金属复合材料闭。 当今受到人们重视的另一种复合矿物材料是采用玻璃纤维、硼纤维、sic纤维等为基体纤维与基体树脂枯接剂复合而成的高性能复合材料。另外，许多梯度功能材料也属于复合矿物材料。梯度功能材料可以说是提出最晚、概念最新、发展最快的新材料之一。在这一领域研究中，武汉工业大学与国外合作，在金属一陶瓷系热应力缓和型梯度材料等方面取得了较大进展阁。 3合成矿物材料的性质研究与应用技术 矿物或岩石经高温、高压等加工处理后，在物相、结构、成分等发生变化的同时，性质也发生变化。据此，可以合成具有不同性质和用途的矿物材料。例如，利用硅藻土、粉石英、

高分子材料的发展历程及未来趋势

1 什么是高分子材料 高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。一般称在生活中大量采用的，已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有特殊用途与功能的为功能高分子。 2 高分子材料的发展历程 树枝，兽皮，稻草等天然高分子材料是人类或者类似人类的远古智能生物最先使用的材料。在历史的长河中，纸，树胶，丝绸等从天然高分子加工而来的产品一直同人类文明的发展交织在一起。 2.1从天然树脂到合成树脂 一些树木的分泌物常会形成树脂，不过琥珀却是树脂的化石，虫胶虽然也被看成树脂，但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物。由虫胶制成的虫胶漆，最初只用作木材的防腐剂，但随着电机的发明又成为最早使用的绝缘漆。然而进入20世纪后，天然产物已无法满足电气化的需要，促使人们不得不寻找新的廉价代用品。 以煤焦油为原粒的酚醛树脂，在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首，每年达20多万吨，但此后随着石油化工的发展，聚合型的合成树脂如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大，随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立，它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂，通过各种成型方法即得到塑料制品，到今天塑料的品种有几十种，世界年产量在1．2亿吨左右，我国也在500万吨以上，它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。 2.2从天然纤维到合成纤维

人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年，但由于全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求，从19世纪起，人们就为寻求新的纺织品原料而努力。 1846年制成硝化纤维；1857年制成铜氨纤维；1865年制成醋酸纤维；1891年制成粘胶纤维。由于粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等，再加上制成的纤维性能好，以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。 尽管上述几种称为“纤维素纤维”或“人造纤维”的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命，但它仍意味着人只是用化学方法，对天然植物纤维的再加工，而通过化学方法，制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段，才迎来了第三次纺织革命。 1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯经过6年后的研究，终于在合成的数百种产品中，找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺－66（即尼龙Nylon）。 1938年德国研制出聚酰胺－6，即聚己内酰胺；1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，商品名Dacron、“的确凉”、或涤纶；1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维，但到1949年才在美国投产，商品名Orlon，我国称腈纶，此又出现多种新型合成纤维，满足了多种需要，但从应用范围和技术成熟等方面看，仍以上述几种为主，其产量约占总量的90％。 2.3从天然橡胶到合成橡胶 自然界中虽然含有橡胶的植物很多，但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳，经过凝胶等工艺制成的生橡胶，最初只用于制造一些防水织物、手套、水壶等，但它受温度的影响很大，热时变粘，冷时变硬、变脆，因而用途很少。 1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易（Goodyear）经过反复摸索，发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体，这一发现推进

扫描电镜在材料表面形貌观察及成分分析中的应用

扫描电镜在材料表面形貌观察及成分分析中的应用 一、实验目的 1）了解扫描电镜的基本结构和工作原理，掌握扫描电镜的功能和用途； 2）了解能谱仪的基本结构、原理和用途； 3）了解扫描电镜对样品的要求以及如何制备样品。 二、实验原理 （一）扫描电镜的工作原理和结构 1. 扫描电镜的工作原理 扫描电镜是对样品表面形态进行测试的一种大型仪器。当具有一定能量的入射电子束轰击样品表面时，电子与元素的原子核及外层电子发生单次或多次弹性与非弹性碰撞，一些电子被反射出样品表面，而其余的电子则渗入样品中，逐渐失去其动能，最后停止运动，并被样品吸收。在此过程中有99%以上的入射电子能量转变成样品热能，而其余约1%的入射电子能量从样品中激发出各种信号。如图1所示，这些信号主要包括二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、电子电动势、阴极发光、X射线等。扫描电镜设备就是通过这些信号得到讯息，从而对样品进行分析的。 图1 入射电子束轰击样品产生的信息示意图

从结构上看，扫描电镜主要由七大系统组成，即电子光学系统、探测、信号处理、显示系统、图像记录系统、样品室、真空系统、冷却循环水系统、电源供给系统。 由图2我们可以看出，从灯丝发射出来的热电子，受2-30KV电压加速，经两个聚光镜和一个物镜聚焦后，形成一个具有一定能量，强度和斑点直径的入射电子束，在扫描线圈产生的磁场作用下，入射电子束按一定时间、空间顺序做光栅式扫描。由于入射电子与样品之间的相互作用，从样品中激发出的二次电子通过收集极的收集，可将向各个方向发射的二次电子收集起来。这些二次电子经加速并射到闪烁体上，使二次电子信息转变成光信号，经过光导管进入光电倍增管，使光信号再转变成电信号。这个电信号又经视频放大器放大，并将其输入到显像管的栅极中，调制荧光屏的亮度，在荧光屏上就会出现与试样上一一对应的相同图像。入射电子束在样品表面上扫描时，因二次电子发射量随样品表面起伏程度（形貌）变化而变化。 故视频放大器放大的二次电子信号是一个交流信号，用这个交流信号调制显像管栅极电，其结果在显像管荧光屏上呈现的是一幅亮暗程度不同的，并反映样品表面起伏程度（形貌）的二次电子像。应该特别指出的是：入射电子束在样品表面上扫描和在荧光屏上的扫描必须是“同步”，即必须用同一个扫描发生器来控制，这样就能保证样品上任一“物点”样品A点，在显像管荧光屏上的电子束恰好在A’点即“物点”A与“像点” A’在时间上和空间上一一对应。通常称“像点”A’为图像单元。显然，一幅图像是由很多图像单元构成的。 扫描电镜除能检测二次电子图像以外，还能检测背散射电子、透射电子、特征x射线、阴极发光等信号图像。其成像原理与二次电子像相同。 在进行扫描电镜观察前，要对样品作相应的处理。扫描电镜样品制备的主要要求是：尽可能使样品的表面结构保存好，没有变形和污染，样品干燥并且有良好导电性能。

珩磨条的组织形貌及材质分析_刘杨

家电科技 66 Technology 技术珩磨条的组织形貌及材质分析 刘杨 刘春慧 (上海日立电器有限公司技术研究部 上海 201206) 1 引言 空调的核心技术主要集中在压缩机上，压缩机被誉为空调器的心脏。而作为压缩机六大部品的上缸盖的加工质量，对整体压缩机性能提高也具有举足轻重的地位。上缸盖设有主轴承，用来支承曲轴的旋转运动。其内孔与曲轴构成摩擦副，对于滚动转子压缩机，在曲轴一转内，轴承荷载变化较大，在某些转角，其油膜厚度很小，轴承润滑状态除流体动压润滑外，还会出现混合润滑和边界润滑。这就要求轴承不但要求足够的强度和刚度，而且还要有高的尺寸精度和行为公差以及较低的表面粗糙度[1]。而对于我司，正是珩磨应用于各个系列上缸盖的内孔加工当中。 作为珩磨工艺中重要组成部分的珩磨条直接承担着珩磨加工任务，对加工效率及质量有至关重要的影响。 珩磨条微观结构采用日本日立S3400扫描电镜和HORIBA 能谱仪得到。3D 显微镜形貌由HIROX 三维视频显微镜获取。 2 珩磨原理简介 近年来珩磨加工已发展成为一种材料去除量大、切削效率高的内孔精加工工艺。是以固结磨粒压力进给的进行切削的光整加工方法。它不仅可以降低加工表面的粗糙度，而且在一 珩磨条不产生剥落现象，也不容易堵塞，使用寿命长，性价比高。一般珩磨高硬度和韧性的材料，超硬珩磨条比普通珩磨条的珩磨效率提高3～75倍，对一般材料的珩磨效率也可提高10倍左右。 3 国产珩磨条同进口珩磨条对比 整个珩磨工艺，对珩磨条的要求极高。之前在我司上缸盖内径精珩过程中一直采用进口珩磨条。但现在进口珩磨条价格为国产珩磨条的三倍左右，为了降低成本，有必要进行珩磨条国产化的尝试。经试验，国产珩磨条加工寿命要略高于进口珩磨条，但在稳定性方面稍逊一筹。为究其原因，对两种珩磨条进行了如下分析： 样品如表1所示，图1为三支我司上缸盖珩 磨条，宏观上观察形貌相似。进口珩磨条在使用过后没有发生明显的变化，但国产的珩磨条在使用过后颜色泛黄。 3.1 3D显微镜分析 全新的1#进口珩磨条因为没有使用过，所以表面光洁度较好。而使用过后，表面形成了许多条有规律的划痕。划痕之间的夹角稳定在30°左右。划痕一般都是从黑色的磨料开始，由深到浅，最后渐渐消失。而使用过的珩磨条，表面划痕较为杂乱，划痕有深有浅，划痕间的夹角也不稳定。见图2。 3.2 表面形貌分析 如图3所示，全新的进口珩磨条，表面组织致密，自然裸露的磨料并不多见。在使用过后，其表面出现较多规则的划痕，划痕之间平行度保持较好。而国产珩磨条，表面磨痕杂乱，磨料小而密。这可能是由于国产珩磨条粘 摘要：本文分析了我司常用金刚石珩磨条的表面形貌及组织成分，对比了进口、国产珩磨条的微观组织，解释了不同种类结合剂的金刚石珩磨条磨削性能和耐磨性不尽相同的原因。并认为提高珩磨条磨削效率与寿命就需要控制结合剂对磨料的把持力，而结合剂和金刚石磨粒的相对磨损速度与保持金刚石珩磨条的磨削性能以及耐磨性有关。本文分析结果在揭示珩磨条的磨削性能的基础上，为日后珩磨条的选择、识别提供必要的帮助。 关键词：金刚石珩磨条；表面形貌；组织成分 定条件下还可以提高工件的尺寸和形状精度。珩磨加工主要应用在内孔表面，但也可以对外圆、平面、球面或齿形表面进行加工。珩磨时，有切削、摩擦、压光金属的过程，可以认为是磨削加工的一种特殊形式，只是珩磨所用的磨具是由几根粒度很细的珩磨条组成的珩磨杆。 珩磨加工时工件固定不动，珩磨杆与机床主轴浮动连接，在一定压力下通过珩磨杆与工件表面的相对运动，从而从加工表面上切除一层极薄的金属。珩磨加工时，珩磨杆有3个运动组成，即旋转运动、往复运动和垂直于加工表面的径向加压运动。前2种是珩磨的主运动，它们的合成使油石上的磨粒在孔的表面上的切削轨迹呈交叉而不重复的网纹，因而容易获得低表面粗糙度的表面。径向加压运动是油石的进给运动，加压压力越大，进给量就越大。[2] 我司使用的珩磨条为人造金刚石珩磨条，多用于加工脆而硬的材料，效果显著。如珩磨高碳钢，铸铁，硬质合金等。但不适用加工韧 性大，强度高，粘性大的某些钢材。人造金刚石珩磨条，属于超硬珩磨条，脆而硬，珩磨过程中，可以很快的得到新的锐利的切削刃。此外超硬珩磨条比普通珩磨条性能好，效率高，磨削区域产生的温度低，加工表面粗糙度好， 2进口使用过3 国产使用过 5 进口 全新 空调压缩机技术专题

现代高分子材料综述(非常好!!)

现代高分子材料综述 材料学王晓梅学号：112408 摘要 高分子材料作为新时期的全新全能型材料，是现代人类发展的重要支柱，是发展高新科技的基础与先导，高分子材料的应用将会使人类支配改造自然的能力和社会生产力的发展带到一个新的水平，对人类的发展将会出现前所未有的促进。本文将从高分子材料的定义、主要种类、应用和以塑料为例介绍与人类生活息息相关的高分子材料的相关常识。本文综述了各类高分子材料的研究及发展，主要论述了导电高分子材料、功能高分子材料、工程高分子材料、复合高分子材料以及生物高分子材料等应用领域。 前言 高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料[1]。 由于高分子化学反应和合成方法对高分子化学学科发展的推动，促进了高分子合成材料的广泛应用。同时，随着高分子材料的发展，纳米技术与生物技术之间的界限变得越来越小，并与更多的传统分子科学与技术相结合。因此，我们相信，高分子技术的发展促使使各类高分子材料得到更加迅速的发展，推广和应用。 1

材料表面形貌和成分分析

材料表面形貌及成分测试 目的： 通过分析样品的表面/或近表面来表征材料。基于您所需要的资料,我们可以为您的项目选择最佳的分析技术。我们的绝大部分的技术使用固体样品，有时会用少的液体样品来获取固体表面的化学信息。在许多情况下材料表征和表面分析是很好的选择，绝大大部分属于两类: ?已知自己拥有什么样的材料，但是想要更多关于具体性能的信息，比如界面锐度、剖面分布、形态、晶体结构、厚度、应力以及质量。 ?您有对之不是完全了解的材料，想找出有关它的成份、沾污、残留物、界面层、杂质等。 链接： 一、光学显微镜（OM） 二、扫描电子显微（SEM） 三、X射线能谱仪（EDS） 四、俄歇电子能谱 (AES, Auger) 五、X射线光电子能谱/电子光谱化学分析仪(XPS/ESCA) 六、二次离子质谱(SIMS) 七、傅里叶转换红外线光谱术(FTIR) 八、X射线荧光分析(XRF) 九、拉曼光谱(Raman) 十、扫描探针显微镜/原子力显微镜(AFM) 十一、激光共聚焦显微镜

链接一：光学显微镜（OM） 技术原理 光学显微镜的成像原理，是利用可见光照射在试片表面造成局部散射或反射来形成不同的对比，然而因为可见光的波长高达 4000-7000埃，在分辨率 (或谓鉴别率、解像能，系指两点能被分辨的最近距离) 的考虑上，自然是最差的。在一般的操作下，由于肉眼的鉴别率仅有0.2 mm，当光学显微镜的最佳分辨率只有0.2 um 时，理论上的最高放大倍率只有1000 X，放大倍率有限，但视野却反而是各种成像系统中最大的，这说明了光学显微镜的观察事实上仍能提供许多初步的结构数据。 仪器图片： 50-1000X100-500X / 40-200X / 5-75X 50-1000X 分析应用 光学显微镜的放大倍率及分辨率，虽无法满足许多材料表面观察之需求，但仍广泛应用于下列之各项应用，诸如： (1)组件横截面结构观察； (2)平面式去层次 (Delayer) 结构分析与观察； (3)析出物空乏区 (Precipitate Free Zone) 的观察； (4)差扁平电缆与过蚀刻(Overetch)凹痕的观察； (5)氧化迭差(Oxidation Enhanced Stacking Faults, OSF)的研究等。

生物医用高分子材料研究进展及趋势

生物医用高分子材料研究进展及趋势

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文生物医用高分子材料的研究及发展趋势

学院名称：材料科学与工程 专业班级：金属1302 学生姓名：钱振 指导教师姓名：王宝志 2016年 10 月 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号：63 班级：金属1302 材料科学与工程学院 摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，分子材料在各领域得到了显著应用，在医用领域应用更多，本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件，概述了医用高分子材料的研究现状及其用途，并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：生物材料，生物医用高分子材料，现状，应用，展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科，它是生物学、医学、化学、 物理学和材料学交叉形成的边缘学科，是用于人工组织或器官制备、高性能医疗

器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料，简称生物材料(BiomaterialS)，是一类具有特殊性能或功能，用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[，生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等）。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料取得了长足的进展，目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展，出现了大量的医用新材料和人工装置，如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来，由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展，医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 生物医用高分子材料是生物材料的重要组成部分，它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多，主要包括：塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。随着医学的发展，这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、聚矾中空纤维人工肾、硅橡胶医用导管、介入栓塞材料、介入诊疗导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等，都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。正是由于高分子材料在医学上的独特作用，因而在高分子化学上出现了一个新的分支—医用高分子(Medical highpolymers)。它是把高分子化学的理论、研究方法、临床医学的需要结合起来，用于研究生物体的结构、生物体器官的功能及医用材料的应用等的一门年轻而边缘性的学科]4[。

材料分析方法模拟试卷五及答案

《材料分析方法》模拟试卷五 一、基本概念题（共8题，每题7分） 1．若X射线管的额定功率为1.5kW，在管电压为35kV时，容许的最大电流是多少？ 2．证明（011- ）、（121 - ）、（21 3 - ）、（0 - 11）、（1 - 32）晶面属于[111]晶带。 3．当X射线在原子例上发射时，相邻原子散射线在某个方向上的波程差若不为波长的整数倍，则此方向上必然不存在放射，为什么？ 4．某一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来，其θ较高抑或较低？相应的d较大还是较小？ 5．已知Cu3Au为面心立方结构，可以以有序和无序两种结构存在，请画出其有序和无序结构[001]晶带的电子衍射花样，并标定出其指数。 6．（1）试说明电子束入射固体样品表面激发的主要信号、主要特点和用途。（2）扫描电镜的分辨率受哪些因素影响? 给出典型信号成像的分辨率，并说明原因。（3）二次电子（SE）信号主要用于分析样品表面形貌，说明其衬度形成原理。（4）用二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何相同与不同之处? 7．何为偏离参量S？试分别画出s+g = s-g ，s+g = 0以及s+g > 0时产生电子衍射的厄瓦尔德球构图。 8．请说明孪晶的一般衬度特征。 二、综合及分析题（共4题，每题11分） 1．试从入射光束、样品形状、成相原理、衍射线记录、衍射花样、样品吸收与衍射强度（公式）、衍射装备及应用等方面比较衍射仪法与德拜的异同点。2．试述X射线衍射物相分析步骤？及其鉴定时应注意问题？ 3．菊池线产生的原因是什么？表现出什么样的几何特征？请画出不同取向条件下发生菊池线衍射和斑点衍射的厄瓦尔德球构图，以及菊池线对与衍射斑点的相对位置图。 4．已知衍衬动力学理论的衍射强度表达式为

高分子材料的历史与发展趋势(精)

高分子材料的历史与发展趋势 材料、能源、信息是当代科学技术的三大支柱。材料科学是当今世界的带头学科之一。材料又是一切技术发展的物质基础。人类的生活和社会的发展总是离不开材料，而新材料的出现又推动生活和社会的发展。人们使用及制造材料虽已有几千年的历史，但材料成为一门科学——材料科学，仅有30多年的时间，此为一门新兴学科，是一门集众多基础学科与工程应用学科相互交叉、渗透、融合的综合学科，因而对于材料科学的研究，具有深远的意义。高分子材料是材料领域中的新秀，它的出现带来了材料领域中的重大变革。目前高分子材料在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域得到广泛应用，已成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。高分子材料由于原料来源丰富，制造方便，品种繁多，用途广泛，因此在材料领域中的地位日益突出，增长最快，产量相当于金属、木材和水泥的总和。高分子材料不仅为工农业生产及人们的日常生活提供不可缺少的材料，而且为发展高新技术提供更多更有效的高性能结构材料、高功能材料以及满足各种特殊用途的专用材料。 高分子科学是研究高分子化合物的合成、改性、高分子及其聚集态的结构、性能、聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。它由高分子化学、高分子物理学、高分子工程学三个分支学科领域所组成，其主要研究目标是为人类获取高分子新材料提供理论依据和制备工艺。高分子科学具有广阔的开发新材料的背景，二十世纪三十年代首先由有机化学派生出高分子化学，当时恰好处在世界经济飞跃发展的氛围中，对新材料的需求日益迫切，因此高分子化学进而又融合了物理化学、物理学、数学、工程学、医学等有关学科的内容，逐渐形成了高分子科学这门独立的综合性学科，现在的高分子科学已经形成了高分子化学、高分子物理、高分子工程三个分支领域相互交融、相互促进的整体学科。 高分子材料的发展大致经历了三个时期，即：天然高分子的利用与加工，天然高分子的改性和合成，高分子的工业生产(高分子科学的建立。

现代材料分析方法

《现代材料分析方法》期末试卷1 三、简答题（每题5 分，共25 分） 1.扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。 2．原子力显微镜的利用的是哪两种力，又是如何探测形貌的？范德华力和毛细力。以上两种力可以作用在探针上，致使悬臂偏转,当针尖在样品上方扫描时，探测器可实时地检测悬臂的状态，并将其对应的表面形貌像显示纪录下来。 3.在核磁共振谱图中出现多重峰的原因是什么？多重峰的出现是由于分子中相邻氢核自旋互相偶合造成的。在外磁场中，氢核有两种取向，与外磁场同向的起增强外场的作用，与外磁场反向的起减弱外场的作用。根据自选偶合的组合不同，核磁共振谱图中出现多重峰的数目也有不同，满足“n+1”规律 4．什么是化学位移，在哪些分析手段中利用了化学位移？同种原子处于不同化学环境而引起的电子结合能的变化，在谱线上造成的位移称为化学位移。在XPS、俄歇电子能谱、核磁共振等分析手段中均利用化学位移。 5。拉曼光谱的峰位是由什么因素决定的, 试述拉曼散射的过程。拉曼光谱的峰位是由分子基态和激发态的能级差决定的。在拉曼散射中，若光子把一部分能量给样品分子，使一部分处于基态的分子跃迁到激发态，则散射光能量减少，在垂直方向测量到的散射光中，可以检测到频率为（ν0 - Δν)的谱线，称为斯托克斯线。相反，若光子从样品激发态分子中获得能量，样品分子从激发态回到基态，则在大于入射光频率处可测得频率为（ν0 + Δν)的散射光线，称为反斯托克斯线 四、问答题（10 分）说明阿贝成像原理及其在透射电镜中的具体应用方式。答：阿贝成像原理（5 分）：平行入射波受到有周期性特征物体的散射作用在物镜的后焦面上形成衍射谱，各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像。在透射电镜中的具体应用方式（5 分）。利用阿贝成像原理，样品对电子束起散射作用，在物镜的后焦面上可以获得晶体的衍射谱，在物镜的像面上形成反映样品特征的形貌像。当中间镜的物面取在物镜后焦面时, 则将衍射谱放大，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样；当中间镜物面取在物镜的像面上时，则将图像进一步放大,这就是电子显微镜中的成像操作。五、计算题（10 分）用Cu KαX 射线（λ=0.15405nm）的作为入射光时，某种氧化铝的样品的XRD 图谱如下，谱线上标注的是2θ的角度值，根据谱图和PDF 卡片判断该氧化铝的类型，并写出XRD 物相分析的一般步骤。答：确定氧化铝的类型（5 分）根据布拉格方程2dsinθ=nλ，d=λ/(2sinθ) 对三强峰进行计算：0.2090nm,0.1604nm,0.2588nm,与卡片10-0173 α-Al2O3 符合，进一步比对其他衍射峰的结果可以确定是α-Al2O3。XRD 物相分析的一般步骤。（5 分）测定衍射线的峰位及相对强度I/I1：再根据2dsinθ=nλ求出对应的面间距 d 值。(1) 以试样衍射谱中三强线面间距 d 值为依据查Hanawalt 索引。(2) 按索引给出的卡片号找出几张可能的卡片，并与衍射谱数据对照。(3) 如果试样谱线与卡片完全符合，则定性完成。六、简答题（每题5 分，共15 分）1．透射电镜中如何获得明场像、暗场像和中心暗场像？答：如果让透射束进入物镜光阑，而将衍射束挡掉，在成像模式下，就得到明场象。如果把物镜光阑孔套住一个衍射斑，而把透射束挡掉，就得到暗场像，将入射束倾斜，让某一衍射束与透射电镜的中心轴平行，且通过物镜光阑就得到中心暗场像。 2．简述能谱仪和波谱仪的工作原理。答：能量色散谱仪主要由Si(Li)半导体探测器、在电子束照射下，样品发射所含元素的荧光标识X 射线，这些X 射线被Si(Li)半导体探测器吸收，进入探测器中被吸收的每一个X 射线光子都使硅电离成许多电子—空穴对，构成一个

材料分析方法课后习题

第十四章 1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点? 优点:1）能谱仪探测X射线的效率高。 2）在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。 3）结构简单，稳定性和重现性都很好 4）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。 缺点：1）分辨率低。 2）能谱仪只能分析原子序数大于11的元素；而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。 3）能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态，因此必须时时用液氮冷却。 分析钢中碳化物成分可用能谱仪；分析基体中碳含量可用波谱仪。 2、举例说明电子探针的三种工作方式（点、线、面）在显微成分分析中的应用。 答：(1)、定点分析：将电子束固定在要分析的微区上用波谱仪分析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的X射线谱线；用能谱仪分析时，几分钟内即可直接从荧光屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线。 (2)、线分析：将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置把电子束沿着指定的方向作直线轨迹扫描，便可得到这一元素沿直线的浓度分布情况。改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。 (3)、面分析：电子束在样品表面作光栅扫描，将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置，此时，在荧光屏上得到该元素的面分布图像。改变位 置可得到另一元素的浓度分布情况。也是用X射线调制图像的方法。 3、要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器？用怎样的操作方式进行具体分析？ 答：（1）若观察断口形貌，用扫描电子显微镜来观察：而要分析夹杂物的化学成分，得选用能谱仪来分析其化学成分。 (2)A、用扫描电镜的断口分析观察其断口形貌： a、沿晶断口分析：靠近二次电子检测器的断裂面亮度大，背面则暗，故短裤呈冰糖块状或呈石块状。沿晶断口属于脆性断裂，断口上午塑性变形迹象。 b、韧窝断口分析：韧窝的边缘类似尖棱，故亮度较大，韧窝底部比较平坦，图像亮度较低。韧窝断口是一种韧性断裂断口，无论是从试样的宏观变形行为上，还是从断口的微观区域上都能看出明显的塑性变形。韧窝断口是穿晶韧性断口。 c、解理断口分析：由于相邻晶粒的位相不一样，因此解理断裂纹从一个晶粒扩展到相邻晶粒内部时，在晶界处开始形成河流花样即解理台阶。解理断裂是脆性断裂，是沿着某特定的晶体学晶面产生的穿晶断裂。

2017年高分子材料进展期末考试复习

第1章通用塑料 一、简答题 1、聚丙烯的加工性能如何？ PP优点为电绝缘性和耐化学腐蚀性优良、力学性能和耐热性高、耐疲劳性好、价格低、加工性能好。缺点为低温脆性大，耐老化性不好。 注塑制品用量最大。挤出成型制品也很多，如纺织用的纤维和丝、薄膜、管材、片材等。中空制品可用于包装容器。 2、ABS树脂由哪3个单体共聚而成的？分别赋予树脂哪些性能？ ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，坚韧、质硬、刚性。丙烯腈能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁二烯能提高韧性，苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。 3、氯乙烯共聚物有哪些？性能如何？ ①VC-乙酸乙烯酯乙酸乙烯酯含量在10%~20%之间。使共聚物熔体流动性增加，韧性和耐寒性改善。但力学性能下降，耐溶剂性有所下降。 ②乙烯-VC-乙酸乙烯酯硬质和半硬质的共聚物具有优良的抗冲击性能、耐候性和耐热性。 ③VC-丙烯共聚物丙烯含量不超过10%。流动性好，加入无毒的硬脂酸锌类稳定剂，容易加工成型。高温下伸展率大，适合真空成型和复杂零件的吹塑成型。 ④VC-丙烯酸酯共聚物流动性、抗冲击性、耐寒性优于PVC，成型加工方便。透明性好，制抗冲击的透明材料，用于飞机窗玻璃和仪表盘面板。 4、酚醛树脂有哪些性能？ 耐热性高，吸水性小，电绝缘性能好，耐腐蚀，尺寸精确和稳定，耐烧蚀性能好。 5、环氧树脂固化体系有哪些特性？ 主要由EP、固化剂、稀释剂、增塑剂、增韧剂、增强剂及填充剂等组成。 ①具有多样化的形式各种体系几乎可以适应各种应用要求，从极低的粘度到高熔点固体。 ②粘附力强树脂中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质都有突出的粘附力。 ③收缩率低固化反应是通过直接加成进行的，没有副产物放出。优良的力学性能、优良的化学稳定性、良好的电绝缘性 ④尺寸稳定性好耐霉菌、成本比聚酯树脂和酚醛树脂高，某些配方有毒性 6、PVC热稳定性差的原因是什么？加入的热稳定剂的原理是什么？ ①PVC的热稳定性差的原因及改进方法：PVC分子链中的“缺陷”是导致降解的主要内因。热、光、机械应力是导致PVC降解的外因。在热和光的作用下，支链发生脱HCI反应、多烯结构分子，当主链出现共扼双键数量不太多时;PVC树脂中存在一定数量偏低低分子量组分，降低了聚合物的热稳定性;聚合物中如存在某种杂质，例如在聚合过程中加人的引发剂、催化剂、酸、碱等去除不尽，或在储运过程中吸收水分，都会降低聚合物的稳定性;塑料在成型之前，在高搅、冷搅、挤出等过程中，受到剪切应力和拉伸应力的作用也会引起热降解。 ②铅盐类、金属皂类热稳定剂提高PVC热稳定性的原理：通过捕捉PVC热分解产生的HCl，防止HCl 的催化降解作用，主要按此机理作用，此外还有铅盐类、有机锡类、亚磷酸脂类及环氧类等。铅盐类吸收HCl，价格便宜，氯化铅不会引起PVC降解。金属皂是通过协同效应。 7、乙烯共聚物有哪些？性能如何？ ①乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)柔性较大的热塑性树脂，EA含量增加，柔软性和回弹性提高，极性提高。一般EA含量为20%~30%。具有优良的耐低温冲击性能、耐应力开裂性以及弯曲疲劳特性。②乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)VA含量10%~20%时为塑性材料，超过30%时为弹性材料。提高在溶剂中的溶解度，提高EVA与其他基材的粘接性和粘接强度。 ③乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)热稳定性很高。MA含量一般为18%~24%MA的加入使共聚物耐环境应力开裂性能改善，介电性能提高。与其他树脂共混可改进树脂的冲击强度和韧性，提高热封合效果，促进粘合作用等。 ④乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)聚乙烯醇对气体的透过率最低。EVOH共聚物是高度结晶的材料，常用的EVOH中乙烯含量为29%~48%。性能与共聚单体组成密切相关。EVOH的气体阻隔性十分优越，耐有机溶剂性好，可用来包装食品和油类等。光泽度高，易印刷。

表面形貌建模与仿真自学报告

表面形貌建模与仿真自学报告表面形貌建模与仿真自学报告

通过表面形貌建模与仿真这门课的学习和自学相关文献，对表面形貌表征的方法研究进展和表面形貌摩擦学研究方法与技术有了进一步的了解。 表面形貌是指零件表面的粗糙度、波度、形状误差及纹理等不规则的微观几何形状，是由加工过程中，切削、磨削引起的塑性变形以及加工设备的振动等原因造成的。根据波长的大小分为粗糙度、波度和形状偏差，一般而言，波距大于10mm属于形状偏差；波距在1-10mm间属于波纹度范围；波距小于1mm属于表面粗糙度范围，表面粗糙度又称为表面微观几何形状误差。 大量研究表明，表面形貌对零件的功能有很大的影响, 尤其是对摩擦表面的磨损、润滑状态、摩擦、振动、噪声、疲劳、密封、配合性质、涂层质量、抗腐蚀性、导电性、导热性和反射性能的影响更为显著，因此对表面形貌特征识别和评定的研究越来越为工程技术界所重视, 也一直是摩擦学、表面学等领域研究的重要课题之一。正确地规定和控制表面形貌, 其作用往往不亚于采用一种新材料和新结构, 有着重大的经济价值。国内外对此已有较深入的研究, 并取得了一定成果。 一、表面形貌的数学描述及数学模型 1.最小二乘多项式拟合法 最小二乘平面是由在现行标准中所采用的最小二乘直线导出的。它被定义为这样一个平面，实际表面离开该平面的偏差的平方和为最小值，并且有明确的数学算法。当被测表面是曲面时，需要用最小二乘法来准确地定义其几何形状。此时，可采用拟合球面或圆柱的公式：但是，一般需要知道中心和半径。 最具一般性的方法是拟合具有适当阶数n的多项式表面原则上，所选择的阶数应除去几何形状，而不致影响粗糙度。实验表明，一般n取2～4即可满足要求。 在3D分析中，大多数测量系统给出了数字数据，而且是没有经过任何处理的，因而有可能用数学算法确定基准表面。 一个等间距的数字3-D表面可以被表示为f(x i，y j) ( x i=i△x，y j=j△y；i=l，2，…. ，M；j= l，2，…. ，N)，其中△x 和△y是采样问隔，而M和N分别

高分子材料发展史

高分子材料发展史随着生产和科学技术的发展，人们不断对材料提出各种各样的新要求。而高分子材料的出现逐渐满足了人们的需要。并对人类的生产生活产生了巨大的影响。 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1870年，美国人Hyatt用硝化纤维素和樟脑制得的赛璐珞塑料，是有划时代意义的一种人造高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，真正标志着人类应用合成方法有目的的合成高分子材料的开始。1953年，德国科学家Zieglar和意大利科学家Natta，发明了配位聚合催化剂，大幅度地扩大了合成高分子材料的原料来源，得到了一大批新的合成高分子材料，使聚乙烯和聚丙烯这类通用合成高分子材料走人了千家万户，确立了合成高分子材料作为当代人类社会文明发展阶段的标志。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。并且高分子材料资源丰富、原料广，轻质、高强度，成形工艺简易。很容易为人所用。 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅