范文一:材料化学导论论文
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学习《材料化学导论》对我的影响 1学习材料化学导论对我的专业的影响
学习材料化学导论,不但使我学到了很多材料化学方面的新知识,拓展了自己的知识面,而且给了我很多启发,使我养成了良好的学习习惯。此外通过材料化学的学习,我有了科学的思维方式,也有了创新精神。这将有利于我其它课程的学习,也为我今后走上材料化学方面的相关专业的科学研发道路打下了一定的基础。
在学习过程中,教师采用了设疑或质疑的方式, 引导我们独立思考, 并分析讨论得出正确的结论。同时教师还不时的引导我们的思维方式, 提倡逆向思维和发散思维。这不仅增加了课堂的师生互动性, 也培养了我们敢想、敢说的勇气, 提高了我分析问题、解决问题的能力。这对于平时不爱说话的我来说,真是一种很好的锻炼方式;更重要的是:我的分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高,这将有益于我学习专业课程等,也将有益于我的整个人生。
另外,在学习过程中,教师的“教育方式”, 可以说是做到了:不但授之以“鱼”, 更要授之以“渔”, 教我们学会学习, 选择适合自己的学习方法, 形成良好的学习习惯, 提高了我的综合素质, 这将有利于我的长远发展。
老师在上课过程中还引入了英文, 不但使我掌握一定的材料化学方面的专业英文词汇,
还使我对学习材料化学更感兴趣了,这对材料化学的学习也起到了促进作用。更重要的是:这使我养成了一个好的学习习惯—在学习课程知识的同时,顺便记忆核心专业词汇。这种良好的学习习惯,我也将用于其它课程的学习,这将增加我相关词汇的积累,这将有益于我的发展。
老师在教学过程中,还经常将理论和实际结合起来,经常提及生活中的一些可以用材料化学的知识解决的问题。通过老师的讲解,我不但学习了理论知识,同时我对知识的应用能力也得到了提高;通过学习材料化学,我已经能较灵活的运用我所学过的知识解决生活中的实际问题了,这种能力将使我受益终身。
老师在上课时,还提到了很多装饰材料中含有有毒有害物质,如:陶瓷大理石类( 含天然、人造石料) : 由于产地不同, 可能与各种放射性矿物伴生, 产生射线并有氡衰变, 长期辐射可导致血液病及癌变;各种木制板材及涂料: 这些材料中含有大量的甲醛、甲苯、二甲苯等有害有毒物质, 长期吸入可导致呼吸道疾病、神经系统及造血系统疾病;各种纤维及毛纺制品: 因可吸附性强, 是细菌、螨类、灰尘的隐蔽处, 由于不能及时清洗, 一遇空气流动, 可引起皮肤疾患、哮喘等。通过老师的讲解,使我了解到了很多有毒有害物质的存在形式及性质,这将有助于我有意识的避免接触这些有毒有害物质(以后装修住房等的时候可以避开这些东西,使用其它的替代品)。更重要的是:我建立起了要尽量避免有毒有害物质的意识,我开始了解了很多有机物质,对其性能有了深入的了解,这将有助于我避免受害。
在学习材料化学的过程中,老师在教学过程中还引入了她们实验室在材料方面的研究中取得的成果,这不仅扩大了我的知识面, 开阔了视野, 同时也给我们讲授了设计科研实验的基本思路等,这些都有利于我的科学思维及创新精神的培养,为我今后走上科学研发道路打下了一定基础。
此外,老师还提到了很多物理化学、结构化学、分析化学、有机化学方面的知识,这无疑是对以前的知识的复习,是我更好的掌握了很多其他学科的知识。这将有益于我进一步的学习我的专业课知识,也将促进我走上科研的道路。
总之,学习材料化学对我以后的专业选择等将会产生很大的影响。 2 学习材料化学导论对我以后工作的影响
学习材料化学后,我了解到了很多材料化学方面的知识,这些知识不但有助于我就业,也使我有了很多新的想法,这些新的想法也许会影响我的择业观;也许会对我以后的工作甚至是人生产生重大的影响。
通过学习材料化学,我有了创业的想法。特别是在学习硅酸盐相关章节的时候,我有了很多关于创业想法。
通过学习材料化学,我对硅酸盐有了一定的了解,并对其产生了兴趣。通过查阅更多的资料我了解到:硅酸盐包含石棉、云母、粘土、石英、长石、滑石、硅灰石等很多种类。
其中,我对云母很感兴趣,并对其做了进一步了解:云母有很多的用途。在工业上用得最多的是白云母,其次为金云母。其广泛的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业。超细云母粉作塑料、涂料、油漆、橡胶等功能性填料,可提高其机械强度,增强韧性、附着力抗老化及耐腐蚀型等。除具有极高的电绝缘性、抗酸碱腐蚀、弹性、韧性和滑动性、耐热隔音、热膨胀系数小等性能外,又率先推出片体二表面光滑、径厚比大、 形态规则、附着力强等特点。工业上主要利用它的绝缘性和耐热性,以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性,用作电气设备和电工器材的绝缘材料;其次用于制造蒸汽锅炉、冶炼炉的炉窗和机械上的零件。云母碎和云母粉可以加工成云母纸,也可代替云母片制造各种成本低廉、厚度均匀的绝缘材料。
正是因为云母有这么多的用途,所以我准备选择云母的一个用途作为我创业的项
目。何况云母还具有这么多的优良性能,我还能在创业的同时,对其进行进一步的研
究和应用,我相信这将是是一个不错的选择。
总之,学习材料化学对我的择业观产生了很大的影响。
范文二:材料化学导论论文
材料化学导论作业
————未来超新型材料 我认为,在未来,随着科学的进步,在材料的合成手段上必定是我们现在 科学手段无法达到的,因此,未来的化学材料合成技术可以统一称为:完全炼 金术。
(名词讲解:
完全炼金术:使用某种机器(例如原子构造共振器) ,通过影响组成原子的夸克的运动或着夸克与夸 克之间作用的,影响原子性质,使不同种类原子之间能发生相互作用力,形成一种特殊的键,这种方法既 不破坏原有原子的结构也不容易被破坏。最大限度的保留主要构成原子的特性。 )
因为在未来合金的过程中我们对原子的利用是接近百分之百的,因此可以 称之为“完全” ,而此时的科学技术对于现在的我们就如同我们现在的科学技术 对于古人的神秘性一样,都是属于未知的方法,因此可以将之称为未来的“炼 金术” 。
在此,我提出在未来可能出现的合金种类,命其名为:超硅钛合金,也可 以称为“意识合金” 。介绍如下
材料名称 :超硅钛合金;
材料属性:合金;
材料主要成分:超硅 (超硅能增加合金硬度, 同时也能作为信息传导材料) 、 超钛金属(超钛金属是未来可能发现的相对原子量大的钛族金属,具有钛的性 质和与同族原子电磁波共振的性质,而且能记忆金属初次变化后的形状) ;
材料合成方式:完全炼金术;
材料特点:高耐性,高强度,耐腐蚀,能进行信息的传递与储存,有金属 光泽(加入不同原子种类或者成分光泽不同) ,难熔,比一般合金轻,有一定的 可塑性,可以对其进行回收再利用,减少资源浪费;
材料缺点:质脆,不适合用做大型建筑材料;
材料用途:多用途。
材料说明:这种材料在未来能发挥相当大的作用,比如说可以制作成未来 的计算机终端。未来的计算机已经不再是现在的一芯片 +其他东西,而是芯片与 机体合为一体。只需要对这种合金进行改造,使合金内部的超硅成为传递信息 和储存信息的芯片,使超钛金属具有导线和主板的功能,同时可以利用超钛金 属的延展性制作成各种形状和样式的计算机外型,使用者需要在手臂上植入一 枚小小的超硅钛合金芯片,就能通过芯片与这种“计算机”电磁波的共振读取 储存在机体里的信息。同时使用者也能通过这种形式对计算机“发号施令” ,对 以超硅钛合金为材料的物体进行结构上的影响和调整。例如用一块合金便能自 己制作成一张凳子或者一把刀,并且可以对形状进行稍微的调整,但并不能进 行大的改变(比如说再变成桌子或着勺子之类) 。也就是说,在未来的世界里,
即使是一把勺子也可以成为一台电脑主机。
未来新材料总结:在目前的科学阶段上这种材料是几乎不真实的,更不可 行,然而,对于几百年甚至几千年的人类来说它的真实性将大大增加。现在地 球上可用的资源已经远不如从前,今后随着社会的发展,资源的消耗必然是大 大增加的,因此,人们需要开发新的资源代替从前的资源,我不知道未来的世 界还剩下多少现在我们认为是必须的资源,但是,我能想象的到,现在我们所 提出的在现在看来“荒谬”的新材料在今后必然会被后人所推崇。
范文三:材料化学导论论文
表 1 791H 树脂的耐腐蚀性能
高性能热固性树脂在氯碱行业中的应用
林斌
(宁波大学阳明学院生化大类)
摘要:在多年的高性能热固性树脂应用的实践经验基础上 , 结合目前国内外的氯碱行业中的防腐蚀技术发展 , 就几种高性能热固性树脂在氯碱行业中的应用进行了介绍与总结 , 其中包括海特酸型特种不饱和树脂和几种乙烯基酯树脂, 就不同类别树脂的性能及防腐蚀性能进行了分析与研究 , 重点阐述了树脂在氯碱行业中的的适用场合及应用细节。这些树脂的应用情况也可作为其它相关行业的参照 。
关键词:耐腐蚀 HET 酸树脂 乙烯基酯树脂 氯碱 应用
引言
氯碱行业是我国的重要化工基础行业, 但也是需要重点防腐蚀的行业 。目前电解法制碱企业在生产过程中, 装置中接触的几乎是高温强酸、强碱和氯气等强腐蚀性介质, 因此腐蚀一直是制约氯碱行业稳定生产的一个重要因素 。随着国内外防腐蚀技术及产品的发展 ,以及国内外技术合作的加强 ,一些腐蚀问题得到了逐渐地解决, 并努力寻求到了一些新的解决方法 。作为一个提供高性能特种防腐蚀树脂的厂家, 多年来与氯碱行业中的许多厂家建立了良好的合作机制, 积极在行业中推广高性能耐腐蚀非金属材料, 使困扰一些厂家多时的腐蚀问题得以解决, 确保了装置的长周期运转 。因此, 本文结合多年的成功应用经验和案例 ,对这几年来高性能特种耐腐蚀热固性树脂在氯碱行业中的应用加以总结。
一、 海特酸型特种不饱和聚酯树脂
1. 性能
海特酸不饱和聚脂树脂是采用六氯桥亚甲基邻苯二甲酸( 简称“HET 酸”),辅以适量马来酸酐或富马酸合成的不饱和聚酯溶于苯乙烯中的溶液 。 FUCHEM 791H 是一种海特酸不饱和聚酯树脂 。由于 HET 酸中含氯量高达 54 . 4 %,对水、醇、碱等具有高度的稳定性 ,因此合成的树脂具有良好的耐腐蚀性能和阻
燃性能 ,在国外已广泛应用于氯碱或纸浆工业中的高温湿氯气、盐酸和盐水等场合, 同时也应用于污水、废油、废渣 、异丙醇和二氧化硫等领域。在强氧化性介质尤其是高温湿氯气的作用下, 通用的不饱和聚酯树脂和环氧树脂会受到不同程度的腐蚀 ,相对而言, HET 酸树脂的耐腐蚀性能优势明显 。这主要是由于 HET
酸树脂的独特分子结构 : 分子中引入卤素后耐氧化性能力提高; 极性强的酯键比醚键更稳定且受到位阻保护等等。我们在许多场合中成功地应用FUCHEM 791H 树脂于湿氯气的防腐蚀 ,长期实际使用温度可达到 105 ℃。表 1 中列出了 791H 树脂的耐腐蚀性能。 2. 应用
在隔膜电解系统中 ,常见的腐蚀性介质有: 高温氯化钠溶液 、高温( 95 ℃) 湿氯气、含氯碱液和高温饱和氯的水蒸气 。系统中的设备和管道还受到电解过程中杂散电流的腐蚀, 这是氯碱工业腐蚀的特点 。另外阳极室产生的 95 ℃高温湿氯气带有大量的水蒸气, 氯气水解生成腐蚀性极强的盐酸和氧化性介质次氯酸 , 次氯酸又可分解释放出活性氧。这些介质的化学性质非常活泼 ,除金属钛材外, 大部分金属材料和非金属材料在这种环境下都不耐腐蚀。而 HET 酸树脂的最大用途是耐高温湿氯气, 如氯碱行业或纸浆行业中的湿氯气作用场合 。H ET 酸树脂的耐腐蚀作用机理比较复杂 , 通常认为 H ET 酸树脂与湿氯气反应生成一层“氯奶油”( 氯化过程), 该层结构起到保护作用 , 延缓或阻止树脂的进一步腐蚀 ,从而达到防腐蚀目的。一些厂家采用钢衬橡胶等来解决 ,如氯气总管等, 但一般使用寿命均在 2 —3 年左右。齐鲁石化等公司氯气总管均采用 HET 酸树脂制作的玻璃钢( FRP), 效果相当好。自 1995 年投入使用以来效果良好。表 2 中列出了H ET 酸树脂在氯碱行业的应用举例。
一般情况下 ,在 FRP 设备运作的前几年中, 氯化过程或渗透过程会持续进行, 一般可穿过 1 层 C-玻表面毡和 2 层 E-玻纤毡。试验表明: 氯化后树脂的密度和硬度越高 ,则氯化过程越慢。因此, 在 HET 酸树脂的实际使用过程中, 根据实际操作温度、使用介质及生产工艺等具体情况的不同 ,在对 FRP 的耐腐蚀层的厚度及铺层结构的设计过程中, 应考虑到腐蚀裕量。根据 NBS 15-69 或 AS TMC 582 中的防腐蚀设计标准 , 玻璃钢设备应设置腐蚀裕量层和防腐蚀层 , 腐蚀裕量层可以补偿因氯化作用而损失的耐腐蚀层 ,并允许一定程度的氯气渗透。这两层加起来的厚度一般为6—9.5mm , 在氯气输送管道中可以增加毡铺层以增强耐腐蚀性能。
二 、标准型环氧乙烯基酯树脂
1. 性能
由甲基丙烯酸与双酚 A 环氧树脂进行开环酯化反应而得到的产物称之为标准型环氧乙烯基酯树脂 。其工艺性能和不饱和聚酯树脂相似 , 化学结构又和环氧树脂相近 , 并且由于环氧乙烯基酯树脂较通用型不饱和树脂的酯键含量低 , 故具优良的力学性能和耐腐蚀性能 , 目前正作为一种性能优良的耐腐蚀树脂在化工防腐蚀设备和工程中得到广泛应用。但由于在合成环氧乙烯基酯树脂过程中采用的原料及合成方法的不同 , 树脂的耐腐蚀性能差别甚大, 以至在实际使用中, 由于选用的基体树脂或增强材料的不适当而导致防腐蚀的失效。我们在树脂的合成方法及材料选择上加以控制 , 合成了一种高度耐碱的特种 FUCHEM 879 标准型乙烯基酯树脂, 其较常规标准型双酚 A 型环氧乙烯基酯具有更突出的耐碱性。下面是我们对该树脂的耐碱性的评估, 同时也给出了用户的试验反馈 。从表 3 、4 中可以清楚
地看出, 879 树脂的耐碱性是相当突出的。
2. 应用
在氯碱行业中 , 许多管道和设备均可采用以 FUCH EM 879 等标准型环氧乙烯基酯树脂, 如电解液总管。构成电解液的腐蚀物质主要是氢氧化钠 、次氯酸钠和食盐等 ,同时周围工业大气中含有酸性盐水和湿氯气等腐蚀性化学介质 ,标准型环氧乙烯基酯树脂就能较好地满足上述腐蚀环境使用要求。在树脂应用过程中 , 应该注意几个技术要点 :
注: 外表有光泽, 无发粘现象。
( 1) 在内衬制作时, 增强材料不应选用玻璃纤维 ,这是因为玻璃纤维的主要成份为二氧化硅 ,而二氧化硅能够与碱性化学介质作用生成可溶性的物质, 从而使玻璃纤维的强度急剧下降而失效, 而玻璃钢中的玻璃纤维是起“骨架” 作用 , 一旦玻璃纤维失去应有的效用 ,防腐蚀内衬层强度下降明显 ,从而失去防腐蚀效用。因此应选择耐碱性能较好的特种纤维, 如锦纶 、碳纤维等 。其中碳纤维的强度和耐腐蚀性能是最好的 ,但成本也较高, 因此一些厂家选用锦纶
( 2) 树脂的固化度在很大程度上影响其耐腐蚀效果。玻璃钢在常温制作完毕后, 树脂不能完全固化 ,从而不能够达到优化的耐腐蚀性能, 尤其是在碱性情况下。为了确保玻璃钢制品的耐腐蚀性能, 要求玻璃钢制作后进行后固化处理。即将制作后的玻璃钢制品在室温放置一天后, 在高温下进行若干小时后固化处理。如可置于 80 ℃下 4h 或者80 ℃和 100 ℃各 2h 。但一些制作厂家由于生产条件所限, 没有后固化处理条件 ,在这种情况下 ,玻璃钢在投入使用前应在室温下或者阳光直射处放置 2 —4 周 ,以尽量提高树脂的固化程度 ;
( 3) 在氯碱行业中, 玻璃钢装置可能接触到大量含有次氯酸盐的腐蚀性介质 ,此时在玻璃钢制作中 ,耐腐蚀内衬制作时的固化体系不应采用常用的过氧化甲乙酮( M EKP)+钴液体系 ,而应该采用过氧化苯甲酰( BPO)+二甲基苯胺( DMA)等其它不含有钴元素或其它重金属的固化体系 。这是必须注意的, 一些厂家由于没有意识到这一点, 导致玻璃钢设备在实际使用中失效 , 这是因为次氯酸根在钴元素等的催化作用下 , 分解生成具有强氧化性的活性氧,氧化腐蚀内衬层树脂 ,从而导致耐腐蚀内衬层很快地解体 。
三、结论
在氯碱行业中 , 根据不同的使用场合以及化学介质 , 选择适当的热固性树脂( HET酸树脂 、环氧乙烯基酯树脂等) 可以达到理想的防腐蚀效果 ,并在设备制造中充分注意其中相关的制造细节 ,包括固化剂的选择 、增强材料的选择等 。这些热固性树脂可以在一些场合代替 PVC 、PP 、橡胶或石墨等 。 四、结语
高分子的结构特殊,具有耐腐蚀,耐酸碱的特性。因此在氯碱行业的应用很广泛,不仅是海特酸型特
种不饱和聚酯树脂标准型环氧乙烯基酯树脂,还有很多新型树脂可以应用在氯碱行业。从这样看,高分子的耐酸碱性在氯碱行业得到了应用。
范文四:材料化学导论论文
学习《材料化学导论》对我的影响 1学习材料化学导论对我的专业的影响
学习材料化学导论,不但使我学到了很多材料化学方面的新知识,拓展了自己的知识面,而且给了我很多启发,使我养成了良好的学习习惯。此外通过材料化学的学习,我有了科学的思维方式,也有了创新精神。这将有利于我其它课程的学习,也为我今后走上材料化学方面的相关专业的科学研发道路打下了一定的基础。
在学习过程中,教师采用了设疑或质疑的方式, 引导我们独立思考, 并分析讨论得出正确的结论。同时教师还不时的引导我们的思维方式, 提倡逆向思维和发散思维。这不仅增加了课堂的师生互动性, 也培养了我们敢想、敢说的勇气, 提高了我分析问题、解决问题的能力。这对于平时不爱说话的我来说,真是一种很好的锻炼方式;更重要的是:我的分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高,这将有益于我学习专业课程等,也将有益于我的整个人生。
另外,在学习过程中,教师的“教育方式”, 可以说是做到了:不但授之以“鱼”, 更要授之以“渔”, 教我们学会学习, 选择适合自己的学习方法, 形成良好的学习习惯, 提高了我的综合素质, 这将有利于我的长远发展。
老师在上课过程中还引入了英文, 不但使我掌握一定的材料化学方面的专业英文词汇, 还使我对学习材料化学更感兴趣了,这对材料化学的学习也起到了促进作用。更重要的是:这使我养成了一个好的学习习惯—在学习课程知识的同时,顺便记忆核心专业词汇。这种良好的学习习惯,我也将用于其它课程的学习,这将增加我相关词汇的积累,这将有益于我的发展。
老师在教学过程中,还经常将理论和实际结合起来,经常提及生活中的一些可以用材料化学的知识解决的问题。通过老师的讲解,我不但学习了理论知识,同时我对知识的应用能力也得到了提高;通过学习材料化学,我已经能较灵活的运用我所学过的知识解决生活中的实际问题了,这种能力将使我受益终身。
老师在上课时,还提到了很多装饰材料中含有有毒有害物质,如:陶瓷大理石类( 含天然、人造石料) : 由于产地不同, 可能与各种放射性矿物伴生, 产生射线并有氡衰变, 长期辐射可导致血液病及癌变;各种木制板材及涂料: 这些材料中含有大量的甲醛、甲苯、二甲苯等有害有毒物质, 长期吸入可导致呼吸道疾病、神经系统及造血系统疾病;各种纤维及毛纺制品: 因可吸附性强, 是细菌、螨类、灰尘的隐蔽处, 由于不能及时清洗, 一遇空气流动, 可引起皮肤疾患、哮喘等。通过老师的讲解,使我了解到了很多有毒有害物质的存在形式及性质,这将有助于我有意识的避免接触这些有毒有害物质(以后装修住房等的时候可以避开这些东西,使用其它的替代品)。更重要的是:我建立起了要尽量避免有毒有害物质的意识,我开始了解了很多有机物质,对其性能有了深入的了解,这将有助于我避免受害。
在学习材料化学的过程中,老师在教学过程中还引入了她们实验室在材料方面的研究中取得的成果,这不仅扩大了我的知识面, 开阔了视野, 同时也给我们讲授了设计科研实验的基本思路等,这些都有利于我的科学思维及创新精神的培养,为我今后走上科学研发道路打下了一定基础。
此外,老师还提到了很多物理化学、结构化学、分析化学、有机化学方面的知识,这无疑是对以前的知识的复习,是我更好的掌握了很多其他学科的知识。这将有益于我进一步的学习我的专业课知识,也将促进我走上科研的道路。
总之,学习材料化学对我以后的专业选择等将会产生很大的影响。 2 学习材料化学导论对我以后工作的影响
学习材料化学后,我了解到了很多材料化学方面的知识,这些知识不但有助于我就业,
也使我有了很多新的想法,这些新的想法也许会影响我的择业观;也许会对我以后的工作甚至是人生产生重大的影响。
通过学习材料化学,我有了创业的想法。特别是在学习硅酸盐相关章节的时候,我有了很多关于创业想法。
通过学习材料化学,我对硅酸盐有了一定的了解,并对其产生了兴趣。通过查阅更多的资料我了解到:硅酸盐包含石棉、云母、粘土、石英、长石、滑石、硅灰石等很多种类。
其中,我对云母很感兴趣,并对其做了进一步了解:云母有很多的用途。在工业上用得最多的是白云母,其次为金云母。其广泛的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业。超细云母粉作塑料、涂料、油漆、橡胶等功能性填料,可提高其机械强度,增强韧性、附着力抗老化及耐腐蚀型等。除具有极高的电绝缘性、抗酸碱腐蚀、弹性、韧性和滑动性、耐热隔音、热膨胀系数小等性能外,又率先推出片体二表面光滑、径厚比大、 形态规则、附着力强等特点。工业上主要利用它的绝缘性和耐热性,以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性,用作电气设备和电工器材的绝缘材料;其次用于制造蒸汽锅炉、冶炼炉的炉窗和机械上的零件。云母碎和云母粉可以加工成云母纸,也可代替云母片制造各种成本低廉、厚度均匀的绝缘材料。
正是因为云母有这么多的用途,所以我准备选择云母的一个用途作为我创业的项目。何况云母还具有这么多的优良性能,我还能在创业的同时,对其进行进一步的研究和应用,我相信这将是是一个不错的选择。
总之,学习材料化学对我的择业观产生了很大的影响。
范文五:材料化学导论课程论文
材料化学是从化学的角度研究材料的设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门科学。它既是材料科学的一个重要分支,又是化学学科的一个组成部分,具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。它的内涵在于
(2)……随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学科学领域的不断进展,作为新兴学科的材料化学发展日新月异。
本专业的设立目标在于培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术,具备材料化学相关的基本知识和基本技能,能在材料科学与工程及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料化学高级专门人才。它要求本专业学生主要学习材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能,受到科学思维与科学实验方面的基本训练,具有运用化学和材料化学的基础理论、基本知识和实验技能进材料研究和技术开发的基本能力。本专业毕业生应掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识;掌握材料制备(或合成)、材料加工、材料结构与性能测定等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能;了解相近专业的一般原理和知识;熟悉国家关于材料科学与工程研究、科技开发及相关产业的政策,国内外知识产权等方面的法律法规;了解材料化学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及材料科学与工程产业的发展状况;掌握中外文资料查询、文献检索以及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。
应用化学专业的学生无须像以上所述的那样去严格要求自己,但是,若在学好自己的专业课程之余还有精力去进一步了解材料化学的话,那也是多多益善的,毕竟各学科之间是有交集的。(3)……
(4)……
(5)……
其一 高分子材料
高分子材料已经和金属材料、无机非金属材料并驾齐驱,在国际上被列为一级学科。
从化学角度来定义,高分子是由分子量很大的长链分子所组成,而每个分子链都是由共价键联结的成百上千的一种或多种小分子构造而成。高分子的分类有多种,按来源可分为天然高分子、天然高分子衍生物、合成高分子;据用途可分为结构高分子和功能高分子;据工业产量和价格还可分为通用高分子、中间高分子、工程塑料以及特种高分子等等。
高分子材料的功能很多且应用十分广泛。就结构高分子而言,大家知道最多的当属塑料、橡胶和纤维。其中塑料产量最大,主要用于包装材料、结构材料、建筑材料以及交通运输材料;橡胶主要用于制造轮胎;纤维主
要作为衣着用料。此外,结构高分子还包括工程塑料、耐高温高分子及液晶高分子等。酚醛树脂的合成,开辟了高分子科学领域。20世纪30年代聚酰胺纤维的合成,使高分子的概念得到广泛的确认。后来,高分子的合成、结构和性能研究、应用三方面保持互相配合和促进,使高分子化学得以迅速发展。各种高分子材料的合成和应用,为现代工农业、交通运输、医疗卫生、军事技术,以及人们的衣食住行等各方面,提供了多种性能优异而成本较低的重要材料,成为现代物质文明的重要标志。高分子工业发展为材料化学的重要支柱。其中,生物功能高分子包括三个方面:一是医用高分子,包括据血液相容性的合成软组织(如人工脏器、人造皮肤等)和据生物相容性的合成硬组织(如骨骼、牙齿等)。二是药用高分子,包括高分子药物和高分子载药体系。三是医疗器械与诊断材料,例如细胞培养器和生物传感器等。
其二 功能材料 功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能,特殊的物理、化学、生物学效应,能完成功能相互转化,主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。
功能材料是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,还对我国相关传统产业的改造和升级,实现跨越式发展起着重要的促进作用。 功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用,它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中,功能材料约占 85 % 。我国高技术(863)计划、国家重大基础研究[973]计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目(约占新材料领域70%比例),并取得了大量研究成果。
当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中,发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。
能源材料的太阳能电池材料是新能源材料研究开发的热点,IBM公司研制的多层复合太阳能电池,转换率高达40%。美国能源部在全部氢能研
究经费中,大约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究十分活跃,关键是电池材料,如固体电解质薄膜和电池阴极材料,还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等,都是目前研究的热点。
生态环境材料是20世纪90年代在国际高技术新材料研究中形成的一个新领域,其研究开发在日、美、德等发达国家十分活跃,主要研究方向是:①直接面临的与环境问题相关的材料技术,例如,生物可降解材料技术,CO 2 气体的固化技术,SOx、NOx催化转化技术、废物的再资源化技术,环境污染修复技术,材料制备加工中的洁净技术以及节省资源、节省能源的技术;②开发能使经济可持续发展的环境协调性材料,如仿生材料、环境保护材料、氟里昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等;③材料的环境协调性评价。
智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。科学家预言,智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破,如英国宇航公司在导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况;英国开发出一种快速反应形状记忆合金,寿命期具有百万次循环,且输出功率高,以它作制动器时、反应时间,仅为10分钟;在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。
材料是科学与工业技术发展的基础。一种新材料的出现,能为社会文明带来巨大的变化,给新技术的发展带来划时代的突破。材料已当之无愧的成为当代科学技术的三大支柱之一。