化学材料论文精选(九篇)

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第1篇：化学材料论文范文

我国产学研一体化教育观念已经深入到各高等院校的办学理念之中，成为人才培养中的重中之重。我国的产学研合作主要是以高校、企业及科研单位相互合作的模式为主。在此合作过程中，由于各合作主体之间的利益关系从而导致合作方在资源和信息上的不对等致使企业缺乏必要的合作愿望同时相关政策的落后又使得合作双方缺失组织机构及激励机制，从而造成高校产学研合作无法建立良性的运行机制。科研、教学、生产、应用之间的脱节缺乏推动产学研合作深化的利益机制是导致这一现象的主要原因，如何做好企业与高校的有效结合是高校人才培养中亚需解决的问题。

二、产学研一体化在材料工程类人才培养中的实施途径

材料工程类人才培养需以“依据学科、面向应用、个人培养”为宗旨启理调整专业结构不断增强专业设置与市场需求的契合度提高学生的实践操作能力和创新能力，为尽快适应社会生产打下牢固的基础。

1.明确人才培养目标合理设置课程体系。

材料科学是一门理论与实践紧密结合的学科。要想学生能够更好的适应社会成为具有创新能力的专业人才必须具有扎实的理论知识周此在课程设置过程中应注重基础理论课程的学习。只有掌握扎实全面的理论基础并且加以融会贯通才能够在将来实际生产中做到学以致用。结合新科技的发展不断扩充自己的知识面不断完善自己的创新能力在自己的专业领域才能有更好的发展。在课程选择上除了必修的课程之外，可以针对材料类各专业方向的发展状况增加专业选修课的设置由实践经验丰富的教师进行授课开拓学生的视野了解专业发展的最新动态。在此过程中要充分体现产学研合作的特点赴企业真正参与到教学环节中。企业可以结合当前工业的发展状况，在专业课程设置过程中提出意见和建议加培养模式的确定、教学内容和方法、实践性教学环节等。同时积极听取企业对专业课程体系建设和规划的意见与建议，tD实将实践与理论、学习与创新、应用丰富教学内容改善教学方式。

2.构建实验教学平台焙养学生拓展能力。

实验教学是高校培养学生动手能力最直接、最有效的方法。注重实验教学才能更好地培养学生爱动手、爱动脑的习惯，以便于更好地适应社会需要。在课堂教学中书本内容难免过于枯燥无味无法激发学生的学习兴趣河如果把实验教学融入到课堂教学中把上课地点由课堂转移到实验室边讲、边学、边做遇到问题及时沟通就有可能充分激发学生的参与意识与主动性。在实验过程中掌生的动手能力得到了锻炼，创新意识也自然得到了培养，对专业学习的需求自然会提高。以《材料测试技术》课程为例与其在黑板上洋洋洒洒地介绍设备是如何装备如何操作，不如带领学生亲自去实验室对应着设备进行解剖分析甚至可以让学生自己操作，这种教学方式更能加深学生的印象。另外值得注意的是在实验教学中应注重综合性、设计性实验的设置。与验证性实验不同的是综合性、设计性实验需要学生对多门课程的内容进行综合运用。教师可以结合科研方向及企业课题选择实验题目拓宽学生的专业知识面提高学生的专业水平。另外掌校应加大实验室平台的建设工作，为学生提供良好的实验资源共享平台。同时加强与企业间的联合高等院校可以与企业共建研发机构洪建联合实验室、教学实验示范中心、工程技术中心等研究机构企业对高校专业领域技术创新进行持续投入从而更好地实现资源共享焙养高素质的技术人才，保证科研的连续性，实现专业领域的不断进步。

3.加强实践教学环节真正实现校企联合。

培养高素质的应用型工程人才必须要提高学生的实践能力而学生的实践能力取决于实践教学。目前高校实现实践教学环节最主要的方式就是校企联合通过建立校内实习基地赴学生进行实践活动。加强实践教学环节就应该考虑学科知识的前后衔接合理安排实践的内容及顺序选择合适的企业，实现真正的校企联合。以实习为例材料专业可设置认识实习、生产实习和毕业实习三大实践教学环节。这三大实习有先有后需要合理安排。毕业设计也是人才培养中重要的实践教学环节之一。学生在选择毕业设计题目时可以结合教师的纵向、横向科研项目来选择池可以按照自己的专业兴趣方向选择。对于已签订就业协议的或有就业意向的同学，则可实现企业和学校双向培养的模式，允许学生到即将工作的单位结合该单位的实际生产情况选择合适的课题真题真做河以更快地适应技术发展需要。通过校企联合加强设计与实践的结合，能更快地将专业知识运用到实际的研究和工程设计中去提高学生自身的实践能力。

三、产学研一体化运作的应用前景

第2篇：化学材料论文范文

我国化学的基础研究逐渐开始与|世界前沿化学研究接轨，正处于新的历史发展时期。化学科研队伍有了较大发展，已经形成了一支规模较大、素质良好、年龄分布合理、学科门类齐全的化学研究队伍，优秀人才队伍不断扩大，形成多学科前沿创新研究团队。研究水平快速提升，国际影响力曰益增强，在国际组织和期刊中任职的中国学者越来越多，凸显我国化学学科的国际地位明显提高。专利申请和授权大幅度增加，自主创新的理念深入人心，自主知识产权的核心技术初具规模，为我国石油、化工产业和国民经济的快速发展正在和必将作出重要贡献。国家财政投入大幅增加，创新研究环境达到较大改善，具备了从事重大科学问题研究的条件和基础。

我国在化学领域发表的文章总数和被引用文章数以及论文的引用次数逐年上升，已经跃居世界前列。在2000—2010年期间，中国在化学研究领域发表的SCI论文总量列世界第2位；2007、2008年成为SCI论文增长速度最快的国家见图1、图2)，在此期间论文被引用次数名列世界第四位；2005—2008年，中国在化学领域被引论文的数量超过曰本，成为重要研究成果的主要产出国家之一。论文的数量与质量同步提高，质量提高更快（见图4)。中国化学在国际化学界顶尖1的论文比例从1998年的0.3%增加到2008年的8.1%中国人在化学领域发表的文章从19W—2!丨n3年的9%上升到2丨104—2丨IIm年的17%(有中国作者在内的所有文章）（源于基本科学指标.汤姆森-路透影响力的提高，我国化学家在包括IUPAC重要学术机构的担任重要职务的人数越来越多，越来越多的中国化学家担任包括Acc.Chem.Res.,Chem.Soc.Rev.,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.等重要学术期刊的编辑、副主编、编委、顾问编委。

           

我国化学领域越来越重视对知识产权的保护，专利申请数量稳步增力口。2009年中国化学科学领域在中国申请的专利件数已经超过曰本和美国(见图5)。

我国生产的化工产品的销售额占全球的比例有了大幅度提升，2009年已经超过美国，成为继欧盟之后的第二大化工产品大国（图6)。

中国化学发展存在的问题

近年来在化学领域顶尖刊物上发表的论文已经有了较大幅度的增长，专利申请有了较快增长，在国际化学界有了一定的影响。但是，我们必须清楚地看到，我国化学的发展与具有传统研究优势的欧美和曰本相比，仍然存在着较大的差距，这主要体现在：高质量、原创性和系统性的研究成果仍然较少；国际顶尖科学家还很少；研究队伍在化学的各个分支研究方向结构不甚合理；缺乏与其他学科的深度交叉融合，缺乏化工产业的核心技术以及对相关产业的发展缺乏引领作用等。因此，充分的认识目前我国化学发展的制约因素和存在的问题，在“十二五”期间进行正确的引导，对维护我国化学的健康和可持续发展具有重要的意义。

中国化学学科发展的战略

一是要保持已有优势，发展新的特色领域。在已有的研究基础上，继续深入开展以化学合成及理论为核心，以材料科学、能源科学、生命科学、农业科学、环境科学和信息科学等领域的重大需求为导向，发展定向、高效、低耗、绿色的化学合成、能量和物质转换体系及相关技术，加强基础研究思想和方法向原理器件设计和制备技术的转化，强化探索和创新意识，注重基础研究和应用研究的结合与协调发展，加快化学科学的全面发展。

二是要鼓励具有原创性的新思想、新概念、新理论、新方法的提出，鼓励变革性研究项目，对重大基础问题科学研究应给予持续性的支持，使我国在一些重要的研究领域取得突破，形成一些由我国科学家提出的、在国际上具有重要影响的学术思想和理论，使我国在化学科学的若干领域的研究水平跨入世界先进行列，且在一些领域形成优势和特色。

三是要在化学科学的前沿和新兴领域取得重要突破，赶超国际先进水平。在化学科学的前沿及其新兴领域，选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键科学问题，集中力量，重点突破。争取在揭示分子及其组装体的可控合成、设计规律、性质与微观结构的本质关系，在高性能、不同凝聚态结构化学材料体系的制备、表征、理论模拟和计算方法，在高效能源和物质转化催化剂的设计和机理，在关乎人类生存和健康的药物设计和合成等领域取得重要研究成果。

四是要加强学科交叉，形成新的生长点，有重点地发展一些新的国际前沿研究领域。瞄准化学科学前沿和国家战略需求，完善学科布局与结构，注重和加强化学科学各分支学科及其与材料科学、生命科学、信息科学、纳米科学等学科的交叉、渗透和融合，推动学科建设，形成新的学科生长点，赋予化学科学新的内涵和生命力。前瞻性地重点部署和发展一些新的具有战略意义的国际前沿研究领域（例如：能源、环保、生物、催化等），组织学科交叉研究和多学科综合研究。

五是要面向国民经济与国防建设的重大需求，取得一批具有自主知识产权的应用性成果。深入开展与化石能源高效绿色转化、太阳能和核能利用相关的能源科学和材料研究，深入开展与光、电、磁等的发生、转换、存储、输运、显示和掩蔽相关的信息和防护科学和技术研究，深入开展与人体健康相关的检测、诊断和治疗药物和技术研究，深入开展与动植物生长、发育和抗逆性相关的农业科学和技术研究，深入开展以水资源、土壤和空气等相关的分离净化科学和技术研究，坚持不懈地推动关键领域技术的群体突破。

第3篇：化学材料论文范文

关键词：混凝土，裂缝，预防，处理

 

1　常见裂缝分析及预防

1.1　混凝土塑性收缩裂缝及预防

塑性收缩是指混凝土在凝结前期。表面因失水过快而产生的收缩。一般在干热和大风天气裂缝较为常见，形状多为中间宽、两端细、互不连贯且长短不一，较长的裂缝可达2m－3m，宽度可达0.5cm，严重影响混凝土的抗渗性和耐久性。

主要预防措施：一是选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，在保证混凝土施工所需坍落度和和易性的前提下尽量减少水的用量，必要时掺入减水剂。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板均匀浇水湿透。四是及时覆盖握料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土凝结前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。

1.2　沉陷裂缝及预防

沉陷裂缝的产生主要是由于结构地基浸水、土质不匀或回填土不密实等原因引起不均匀沉降所致；另外在混凝士硬化过程中由于模板刚度不足或支撑底部不牢固也会引起沉陷裂缝。主要预防措施：一是在结构施工前，保证地基处理质量。原地基土必须密实、均匀，并达到设计要求的承载能力；回填土严格按规范规定分层夯实，达到设计要求的压实系数。二是在基坑或地基周围做好防护措施，防止地基被水浸泡。三是保证模板有足够的强度和刚度。在支撑底部加设垫板保证支撑牢固。论文格式。并使地基受力均匀。论文格式。四是模板拆除的时间不能过早，且要注意拆模的先后次序。五是在结构自重不同或建筑物层高不同的相邻部位设置后浇带，待相邻结构沉降基本趋于稳定后再浇筑。

1.3　温度裂缝及预防

温度裂缝的走向无一定规律，通常纵横交错，深浅不一。长短边比例较大的梁板结构，裂缝多平行于短边，沿着长边分段出现，中间较密、较宽。裂缝的宽度受温度变化影响较大，冬季较宽，夏季较窄。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀和内部混凝土的碳化，严重影响其使用功能和耐久性。主要预防措施：一是尽量选用低热或中熟水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是在保证混凝土强度的前提下。改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量。三是在保证混凝土和易性和满足施工需要的前提下，降低水灰比。四是改善混凝土的制作工艺，降低混凝土的浇筑温度。五是在混凝土中掺加一定量的缓凝剂，推迟热峰的出现时间。六是加强混凝土温度的监控，及时采取冷却或保温措施，减小混凝土的内外温差。论文格式。七是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间。八是混凝土中配置少量的小规格钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

1.4　化学反应引起的裂缝及预防

化学反应引起的裂缝一般在钢筋混凝土结构中分为碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀裂缝两种。建筑工程中限于混凝土的构成，在其拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料发生化学反应并吸收周围环境中的水分而膨胀，造成混凝土酥松、胀裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施有：一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和无碱外加剂。三是选用能抑制碱骨料反应的掺和料。由于钢筋混凝土结构施工不良引起的钢筋保护层薄、露筋、蜂窝、麻面等不利现象，使得有害物质与外露钢筋或穿过混凝土与内部钢筋产生反应而锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝一般沿钢筋的位置出现。通常的预防措施；一是在浇筑混凝土前，严格检查钢筋保护层，保证其厚度满足设计要求，同时确保钢筋绑扎牢固且位置准确，避免振捣混凝土时钢筋移位而露筋。二是采用级配较好的砂石骨料配制混凝土。三是混凝土浇筑要振捣密实。四是拆模后及时处理混凝土的夹渣、蜂窝和麻面现象。

2　常见裂缝处理方法

2.1　表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深迸裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布的方法，当混凝土表面裂缝数量较多，分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理，同时整体面层内宜配置双向钢丝网。

2.2　混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除干净、润湿，然后涂刷结合层，最后再置换入新的高一级标号混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

2.3　结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：在构件上外包型钢、粘贴钢板加固；在构件上增设支撑点加固；在构件上施加预应力加固等。

2.4　灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3　结论

建筑工程中混凝土裂缝种类较多，而且是普遍存在的一种现象，它的出现不仅会影响建筑物的外观，还会影响建筑物的使用功能和耐久性，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全，因此要根据不同的部位、形态以及严重程度对混凝土裂缝进行认真分析，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定的工作。

第4篇：化学材料论文范文

化学系十分重视科研创新，坚持理论与实践结合、基础与应用兼顾的传统。近年来，以分子催化、化学材料和蛋白质组学为研究重点，积极开展面向国民经济和社会发展的高新技术和应用开发研究。2000～2008年间，共承担国家和有关部门科研项目800余项，获各类经费累计3.31亿元，发表科研论文2690余篇。2008年实到科研经费达4584万元，在研的225个项目中，有国家“973”项目及子项目22个“663”子项目12个，国家自然科学基金重点项目1个，上海市重点项目7个；在Nature matertal.JACS，Angew Cheme等国际知名杂志上发表SCiE论文325篇，其中IF>3者占30％以上。近年来获得国家自然科学二等奖、国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖各1项，上海市和各部委自然科学一等奖1项、科技进步一等奖8项和二等奖7项，技术发明一等奖和二等奖各1项，何梁何利基金“科学与技术进步奖”2项，以及上海市自然科学牡丹奖2项、上海市科技精英和青年科技英才奖4项、中国化学会青年化学奖3项等，还获得国家基金委和上海市优秀创新群体各1项。

作为国内最高水平的化学研究基地之一，化学系一贯重视产学研结合，通过与企业合作，解决实际问题，为促进我国化工行业发展发挥了积极的作用。近十年来，化学系在推动产学研结合方面进行了大胆的尝试与创新，在一系列强有力举措的推动下，化学系科研技术的产业化发展取得了丰硕的成果。自1999年来化学系已建立校企联合研发中心16个，项目研究经费超过8000万元：重大横向课题68项，累计合同金额16亿元；获得市级以上荣誉20余项，应用相关专利授权282项。

以化工行业发展为导向，构筑科技成果产业化孵化室是化学系产学研研究的目标，在此指导下，化学系开展了以下富有成效的探索与实践。

充分依托学校产业化资源，促进基础研究的开展

产业化的成功实现离不开基础研究的支撑，化学系在基础理科研究方面具有雄厚的实力，为大量高新技术的产业转化奠定了坚实的基础。同样，复旦大学丰富的产业化资源也为基础研究的开展提供了充足的动力与支持。在复旦大学产业化与校产管理办公室的直接帮助下，化学系在基础研究与产业转化方面均获得了良好的发展。2009年举办的复旦大学科技成果产业化论坛――化学专场为化学系与企业之间搭建了一个良好的交流平台，已有多项技术通过此次论坛获得企业青睐并形成合作，《文汇报》、《上海科技报》等多家媒体均进行了报道。

举全系之力，扎实推进科研成果的产业转化

化学系科研成果产业化坚持以优势项目为突破口，集全系的力量促进重大项目的成果转化，同时，也强调以大项目带动小课题的发展，并通过资源整合的形式推动具有独创性的高新技术的迅速转移，切实将科学技术转化为生产力。如化学系陈芬儿教授的d-生物素不对称合成技术，成功填补我国该技术领域的空白，打破国外垄断，在成功实现成果转化后，三年内已创造产值5亿余元，奠定了我国在该项技术上的国际领先地位。

基础与应用并重，坚持对产学研人才培养的投入

产学研人才的科技成果产业转化的基本要素，化学系始终坚持基础研究与应用开发并重，在两类人才队伍的培养上均给予了大量投入。应用化学所的成立正是对应用型人才培养的一项重要举措，全日制工程硕士培养工作的启动也将为产学研课题的开展产生积极的推动作用。目前，化学系已经形成了一批基础与应用兼修，重点各有不同的综合型研究队伍，为保障和促进化学系科研成果开发与产业化转化创造了良好的人才环境。

加强与地方政府联系，建立长期稳定的合作关系

加强与地方政府的联系，可以形成长期稳定的合作关系，将过去由课题组与地方上某个企业、机构之间随机性强、短期的合作方式提升一个层面，产学研工作可以将化学系学科特点与地方政府的发展规划相结合，有组织、有计划地形成一些重大的合作项目，通过有条件、有步骤地实施，以形成若干具有重要影响的科技成果，以及提高成果转化的成功率。与地方政府的合作，有利于符合政府发展规划的企业获得更多的政府支持，也有利于提高校企合作的达成率。

第5篇：化学材料论文范文

Abstract： Solar cell film has been widely used in the production of flat panel displays. And the ITO film is one of the most widely transparent semiconductor films. This paper mainly studied the melting law of ITO film under ultrashort wave laser ablation. Through a series of laser experiments， this paper aimed to identify the basic physical mechanisms and melting and ablation process of ITO film in the far-infrared laser. After the experiment， this paper identified the melting threshold energy density and the melting rate under different laser energy density and the relationship between the film thickness and the threshold energy density.

关键词： 太阳能电池；ITO薄膜；激光直写技术；超短波激光烧蚀；阈值能量密度

Key words： solar cells；ITO film；laser direct writing；ultrashort wave laser ablation；threshold energy density

中图分类号：TH11 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）31-0032-03

0 引言

在平板显示器和太阳能电池的生产中透明导电薄膜的工业应用是不可缺少的——而这两大市场元素正在快速成长起来。工业上人们可以在此类薄膜上设计安装各类电路图，而这类薄膜在可见光范围内具有很高的透光率。

为了使ITO薄膜的优良性能得到应用，工业上需要将其进行剪裁，从而得到所需要的功能结构。半导体工业中剪裁ITO薄膜的传统的工业方法利用所谓的湿法刻蚀法。而此方法需要各种不同的制造平台，大型昂贵的机器设备，使用有毒化学物质。全球平板显示器市场上价格的竞争使得制造上不得不需求新的制造方法。

据现存的等离子平板显示器生产工艺显示，湿法刻蚀的生产中，单单一个生产平台就至少需要6个工作站，而每个工作站只能加工最多7个2160×2460mm大小的平板玻璃毛坯。然而每个加工站的花费就要达到几百万美元之多，而单个薄片步进需要花费大约12美元左右。每套模型设备价值大约100百万美金，此外，湿法刻蚀需要对有毒作物，酸性化学材料进行处理，以免对环境造成污染。

于此相比较而言，激光快速图案成型工艺在平板显示器的生产中只需要两个加工站就可以完成所有的加工程序：其中一个应用于平板显示器的加工，而另一个应用于玻璃基体的冲洗。据估计，工业上应用的激光快速图形成型机，单台花费不到6百万美元——大大节省了设备成本。不仅如此，另外一个好处在于：应用此种方法可以省去大量的生产步数——有效的省去了三分之二加工步数——包含激光快速图案成型模型在内的花费最多也只不过几千美元而已。而且快速激光图案成型工艺是个干加工工艺过程，在第二步玻璃基体的洗涤中，也是采用蒸馏法进行操作——这就避免了对有毒洗剂和酸性化学物质的使用，也大大节省了用于对此类物质进行处理的花费。而此技术最杰出的贡献在于，它克服了湿法刻蚀工业在加工大型平板中刻线不一致的加工缺陷[1][2][3][4]。

本论文中将要对高频率皮秒激光下基于玻璃基体上的ITO薄膜材料的烧蚀过程进行研究。实验中将采用远红外激光（1064nm）。激光实验结束后还将采用在一系列光学仪器对靶材进行观察和分析，比如，这其中将使用扫描电子显微镜和白光干涉仪。

而本论文的主要目的在于找出基于玻璃基体上的ITO薄膜在高频率激光烧蚀下的关键熔化阈值。此外，在ITO薄膜图案成型过程中的加工系数也将在论文中进行优化，以求在能量消耗最少的情况下得到最好的加工质量。具体的说，在ITO薄膜烧蚀过程中所需要的最佳的激光刻蚀速度和激光能量，既能够将ITO材料完全移除，又不对玻璃基体造成损伤。

ITO薄膜在皮秒时间域内的激光烧蚀实验：

本章主要通过实验的方法对ITO薄膜在皮秒激光烧蚀下的过程及规律进行研究。实验过程分为两个部分，远红外激光实验和紫外光激光实验，本文基于实验数据对ITO在两种不同波长激光下的烧蚀过称做了总结，找出二者之间的异同。在本章的最后，将给出ITO和玻璃在1064nm和355nm波长下的物理性能。

1 实验设置

实验设置由激光器以及一系列光学仪器组成。光束放大器beam expander，反光镜mirror，激光扫描器scanner，移动平台motion stage。另外不可缺少的还有电脑控制设备和相关的软件，用来控制激光束和移动平台。激光从激光器发射出后，被放大器进行3倍放大，再通过一系列的反光镜被引入到扫描器中，通过电脑软件可以控制激光器在靶材表面的移动。另外，用来分析和测量熔化斑点直径的仪器和方法也将在本部分进行简单介绍。而在分析过程中，光学显微镜，白光干涉仪以及扫描电子显微镜也是不可缺少的。

该系列实验中使用的是HYPER RAPID 25激光器，由Lumera Lasers GmbH设计制造。该仪器属于全固态被动锁模侧泵大功率Nd：YVO4激光器，能够产生50MHz频率的皮秒激光。激光脉冲频率可由电光调制器（EOM）中的定位装置进行调节。输出频率在200kHz与1000kHz之间。激光器基本波长为1064纳米（远红外光）。通过二次和三次共谐产生器（SHG和THG）可产生532纳米（绿光）和355纳米（紫外光）波长的激光。因为激光器发射的是TEM00式激光，因此该激光束可以用高斯光束进行描述。

激光器，扫描仪，以及平台都由电脑上的特殊软件进行控制和调节。该软件控制扫描速度和位置，激光能量和激光频率，以及平台的移动位置。有了该软件，可以将ITO薄膜剪裁成工业上所需要的功能结构。此外，在工业生产中，不同的生产上使用不同格式的数据文件，而该软件能够兼容多种格式的文件，甚至图片格式也可读取。因此，可将复杂形状的图案存储为图片格式，由该软件直接读取，从而实现对ITO材料复杂图形的加工。

2 ITO薄膜的单脉冲激光实验

在论文的本章节中将对所有实验进行描述并对实验结果进行讨论和分析。其中第一小节将对实验中使用的重要参数和公式重点解释。在随后的小节中将对不同厚度ITO薄膜靶材在不同波长激光下的熔蚀中的表现进行描述和讨论。首先将重点讨论单脉冲激光烧蚀实验的结果，该实验中所需要的输入能量密度的计算方法，移除ITO材料所需要的阈值能量密度，以及ITO薄膜的光渗透深度。

实验过程：整个单脉冲实验的目的在于计算出能量密度值，阈值能量密度值和光渗透深度系数。此外，通过该实验可以对ITO材料在不用波长激光下不同的熔化规律得到直观的了解。所有的单脉冲实验全部采用的激光扫描速度。利用该速度可以确保熔化斑点能够相互分离开来。基于脉冲频率达到了200kHz，因此最大半径为40？滋m的熔化斑点可以保持相互分离而不重叠。所得到的熔化斑点的半径由白光干涉仪进行测量。在仪器的帮助下可以得到熔化斑点关于半径和深度的信息。有了这些数据就可以计算出ITO材料光渗透深度值。

在该实验中所有样本靶材使用范围从0.4J/cm2到13.2J/cm2能量密度的激光进行辐照。激光将从ITO靶材正面入射。从能量密度为0.64J/cm2开始，实验中得到的ITO靶材表面可以观察到熔化的斑点。熔化深度随着能量密度的增加而提高。在能量密度为2.33J/cm2时只可以得到部分熔化的斑点。而当能量密度从3.52J/cm2开始可以清楚的观察到，ITO材料在熔化斑点中心部分可以被完全移除。该中心部分的半径随着能量密度的增加而增加，然而当能量密度甚至达到13.20J/cm2之高时ITO材料熔化斑点的周边仍然没有被移除。当能量密度为5.20J/cm2时，未能熔化的边缘宽度为10.4？滋m，而当能量密度为13.20J/cm2时该边缘宽度为10.95？滋m。而熔化斑点的深度随着能量密度的提高成步进式增加的趋势。在ITO材料被完全移除之前，可以观察到熔化深度随着能量密度的增加在40纳米到60纳米范围之间增加。实验中甚至使用更高密度的能量时也没有对玻璃基体造成损伤。

接下来，在这一段中将重点研究ITO薄膜熔化阈值的计算方法。这里本文使用30号样本举例进行讲解。

图1为远红外激光实验中样本熔化斑点半径值平方与不同能量密度之间的关系曲线图，实验中激光由ITO正面方向入射。从该曲线图中可以清楚的观察到，由直线逼近方法得到的直线斜率，以及Y轴截距分别为322.46 和 579.58。熔化阈值能量密度就可以按照前文所介绍的方法计算出来。经过计算可以得到结论，基于玻璃基体之上的ITO薄膜材料在远红外激光脉冲下的熔化阈值能量密度为0.573J/cm2。

通过这种方法，所有样本靶材（Nr.2-Nr.42）的熔化阈值能量密度就可以全部被计算出来。而通过这些不同样本的熔化阈值能量密度，就可以做出不同ITO薄膜厚度与相应熔化阈值能量密度之间的关系曲线图。

由曲线图2可以清楚的看到，阈值能量密度随着样本厚度的增加而成递减趋势。从样本2到样本20，阈值能量密度随着ITO薄膜厚度的增加迅速递减，样本20到样本42之间，阈值能量密度并不随着ITO薄膜材料厚度的变化而变化，而成相对稳定的趋势。

3 ITO薄膜材料在远红外激光下的熔化规律

正如前文所提到的，ITO薄膜材料在不同波长的激光下呈现出不同的熔化规律。在前几年中已有一些论文对基于玻璃基体之上的ITO薄膜材料的激光熔化规律进行研究，而所有研究结果都一致显示，在1064纳米波长激光下，ITO薄膜可以用过热蒸发被完全移除。通过对ITO薄膜靶材表面温度的数据模拟，人们发现，在该波长激光下，ITO材料的表面温度可以被加热到沸点之上。在远红外波长激光下，样本靶材只有ITO薄膜材料吸收光子后被加热，因为在该波长激光下，玻璃材料被完全透射并不吸收光子。

参考文献：

[1]M. Y. Xu， J. Li， L. D. Lilige， P. R. Herman， "F2- laser patterning of indium tin oxide （ITO） thin film on glass substrate"， Applied Physics A， vol. 85， no. 1， pp. 7-10， 2006.

[2]H. W. Choi， D. F. Farson， J. Bovatsek， A. Arai， D. Ashkenasi， "Direct-write patterning of indium-tin-oxide film by high pulse repetition frequency femtosecond laser ablation"， Applied Optics， vol. 46， no. 23， pp. 5792-5799， 2007.

第6篇：化学材料论文范文

关键词可持续发展 生态设计 室内环境

中图分类号:J0文献标识码:A

生态、环境和可持续发展已经成为二十一世纪面临的最迫切的问题。室内生态设计问题同时也已经成为生态建筑研究中极为重要的内容之一,工业社会以来,人口剧增,自然资源大量消耗破坏以及环境的污染等问题已经成为当今社会所亟需关注的问题。一个可持续发展的未来要求我们必须对这些问题做出决策,这种决策将决定我们下一代继承的地球是否适合居住。九十年代以来,随着国家经济生活的发展,室内装饰设计已深入到各种类型的建筑中,室内设计所使用的材料也涉及到如钢铁、有色金属、化工、纺织、陶瓷、塑料、玻璃等多种物质。事实上,室内设计的施工使用中所引发的种种环境和社会问题,都将可能破坏生态环境。追求可持续发展是人类社会的最佳选择和共同任务。

1 我国室内设计的现状及生态问题

“生态”可以理解为生存环境或条件,人类生存环境的主体是建筑,由于人口膨胀以及天灾人祸所累积的负面影响产生的能源、土地、建房、环境等危机更加日益破坏生态平衡,并威胁到全球的可持续发展。随着人类生活水平的不断提高,对于室内环境的要求也日趋增强,已经不仅仅满足于功能需求,而发展成为物质与精神并重的空间需求。对生活环境要求的增高,生态问题也随之增大。首先存在普遍存在追求豪华、新颖、气派的倾向,近年来,人们生活水平的提高加强了人们特质文化需求的进程,追求的东西也越来越多,对于居室空间已经不仅仅是满足于其实功能需求,对于美观、气派、流行、时尚等的追求也日益增强。正因如此,在某些室内设计中他们会过分使用一些较为珍贵的装饰材料,像不锈钢、铝板、玻璃、磨光石材、大理石板等材料,这些材料的运用不仅仅是用于大型的公共建筑室内空间中,甚至在某些所谓的豪宅中也用大理石板装修墙面,用不锈钢包柱子,以至于造成大量耗用不可再生的珍贵装修材料,对建筑业的可持续发展是极为不利的。

其次,室内装饰材料选用的偏差性。装饰材料已经成为室内装饰设计中重要的装饰元素之一,越来越多的人喜欢通过材料本身的材质美、肌理感来装饰室内空间环境。正由于这种风气的产生与发展,人们往往会忽略材料本身所具有特性,忽略材料中所含的有害物质――这些对于身体有害的物质。现代室内装饰中大量使用人工合成的化学材料,其中相当一部分化学材料,含有对人体有害的物质,这些物质在使用中还会长时间散发出来,不仅有刺激性气味污染室内空气,而且影响人的健康,甚至会有一部分人的身体会对此产生过敏现象,患上所谓的“住房症”。

2 可持续发展观在室内生态设计中的定位

我国实施可持续发展战略的指导思想是:坚持以人为本,以人与自然和谐为主线,以经济发展为核心,以提高人民群众生活质量为根本出发点,以科技和体制创新为突破口,坚持不懈地全面推进经济社会与人口、资源和生态环境的协调,不断提高我国的综合国力和竞争力。可持续发展就是既要满足当代人们的需要,又不损害后人的需求及其共存的发展观。可持续发展的设计理念,要求通过设计来促进人与周围环境的协调,使人类赖以生存的环境能够持续地走向未来,而不是对环境的剥夺和污染。从而达到人工环境与自然环境和谐共存、共同发展。因此,可持续发展是当代设计师所要研究的重要课题之一,时刻应该思考如何在设计中使用健康的材料并保持与生态环境的平衡,有效并高效利用材料以便利于环境的生态保护。

近年来,国际上已开始注重室内环境生态设计的研究与实验,提出了以“生态概念”理论为基础的边缘性研究,并开展了一系列的活动,其目的是克服工业社会发展中对生态环境的破坏,使人类生存环境达到高层次的文明水平。现代生活的居住环境要求室内设计符合生态学的观点,运用基本无毒无害的纯天然材料和绿色建材,创造出回归自然,环保节能且自然,简朴、高雅的室内环境。人们寄希望通过设计来改善人类自身的生存环境,追求室内环境的风格与个性。

2.1 装饰材料的“绿色”定位

新材料的拓展赋予室内装饰丰富的物质基础,可以充分利用不同材料的质地特征进行合理搭配,从而可以获得千变万化不同风格的艺术效果。在选择装饰材料上,人们已经不再拘泥一格,而是打破传统的思想,打破一些固有的思想形式,去选择一些新型环保的建筑装饰材料,同时还具有功能与美观相统一的材料。

生态环保型装修材料正在逐步实现清洁生产和产品生态化,在生产和使用过程中对人体及周围环境都不产生危害,从室内更新出的旧材料又比较客易转换,并且可以作为再生资源加以利用,生产新产品。这是所有建筑材料的发展方向。目前已研制出的无毒涂料、再生壁纸等,都在不同程度上实现了上述目标。由于现在大多数产品都还达不到这种要求,因此装修材料首先要考虑选择无毒气散发、无刺激性、无放射性、低二氧化炭排放的材料,在真正意义上实现环保、生态、绿色,走上可持续发展之路。

2.2 装饰空间中视觉的“绿色”定位

室内装饰设计,其实就是要满足人们的精神需求,通俗说也就是人的审美意识和审美情趣,皆是对空间环境提出实用性、艺术性和个性等基本生活原则。是强调科学与艺术相合、强调整体性与系统性特征的设计,是人类社会的居住文化发展到千年文明高度的标志。采用不同的装饰手法、装饰元素、装饰材料都能表达出不同的空间形式。“绿色”设计也日渐成为时代的主题,从色彩、造型、肌理表现上都能体现出人们对于室内空间环境的追求的深层体现。

色彩的应用不需要额外的工作盆,只要事先做好构思,在进行其它环节设计时伴随着色彩的考虑就可以实现。因此十分简单易行。色彩应用又是如此的经济,在住宅中用较少的花费,例如重新粉刷、更换织物等,就可以使室内面貌唤然一新、赏心悦目。其次,使“绿色”造型,在时间和空间上达到永恒,达到自然美与人工美相结合的生态风格,迎合人们亲近自然、追求恬静的生活方式,

绿色能让人回归自然,放松、愉悦心情。同样,在材质本身上的肌理效果就加深了这种感觉,不仅仅局限于视觉享受,深入到了人的知觉享受,让使用者感知回归自然。显示素材肌理的的本来面目,可以起到一定的暗示功能性,如一般织物质地柔软、手感舒适,易产生温暖舒适的感觉,使人亲近。

3 可持续生态思想与室内设计创意

设计的目的是为人,而人的本性又是回归大自然,设计师力求人与自然和谐的创意理念,必将具有强大的生命力。大自然提供给设计师想象的空间无穷无尽,今天现代化的高楼大厦的原型来自于“兽洞”、“鸟巢”;现代化飞机的原型来自于天空的飞鸟;现代化轮船的原型来自于水中游鱼的发展。近年来,出现的以“回归海洋”、“走向天空”、“返朴归真”等为设计主题的室内空间,如雨后春笋应接不暇,这些都源于自然界原型,然而又是通过设计师活跃且丰富的想象力,获得创造灵感而实现的。

生物为了存在和发展,最起码的条件是必须平衡地心吸力,防御一切外力,适应自然环境。在长期的进化过程中自然而然地选择了最合理、最稳定、最经济的结构形态。这就为设计题提供了一个成熟而可行的创意触点。

4 结语

综观上述,建造一个生态城市的热潮正在我国兴起。其实,任何一个居住城市都是自然和人文生态结合的“生态”城市,只不过有些生态合理,有些城市生态而已。居住区不只是一类避雨遮荫御寒的人类栖息地,也是人类与自然环境、社会环境、经济环境和文化环境的生态关系。在呼唤生态,追求环保的室内生态设计思潮涌起的今天,用可持续的发展观来进行室内生态设计无疑是正确选择,也是与自然和谐,体现现代审美情趣的重要设计思维。

注释

①夏云.生态与可持续建筑.中国建筑工业出版社.

②中国21世纪初可持续发展行动纲要.中国环境科学出版社.

参考文献

[1] 孙明军.走向绿色建筑[J]. 天津大学硕士论文.

[2] 沈克宁,马震平.人居相依―应当怎样设计我们的居住环境[M].上海科技教育出版社.

[3] 窦伯菊.生态学与人类生活[M].内蒙古人民出版社.

[4] 邵龙.室内空间环境设计原理[M].中国建筑工业出版社.

[5] 张月.室内人体工程学[M].中国建筑工业出版社.

[6] 王洪涛.生态居住空间[J].新建筑.

[7] 肖笃宁.景观生态学一理论、方法及应用[M].中国林业大学出版社.

[8] 欧阳志云.区域持续发展生态规划方法.现代生态学的热点问题研究[M].中国科学技术出版社.

第7篇：化学材料论文范文

[关键词]素质教育　教学　创新意识

创新是人类社会生生不息、永远向前的动力，是一个民族发展的灵魂。传统教学注重学生对知识的掌握程度，忽视学生创新能力的培养。素质教育是根据人和社会发展的需要以全面提高学生的基本素质为目标，以尊重学生的主体性、注重开发学生的潜能、注重形成和健全学生的个性为特征的教育。这就是说素质教育是把学生的创新能力的培养放在第一位。因此，中学素质教育中创新意识的建立显得尤为重要。化学教学是对前人研究、发现和积累的知识成果的传播再现，不具有首创性。中学化学中的创新教育不是去开拓和创新未知的知识和体系，而是创设一定的条件和环境，引导、启发学生去探索科学家的实践活动过程，发现新的现象，通过设问、判断、推理和综合分析，归纳出现象的本质和规律，这就是中学化学教学中的创新教育。为此，在教学中可以从以下几方面来做。

1　激发兴趣，培养创新意识。作为一名教师要培养学生的创新意识，首先要激发学生学习化学的兴趣。“兴趣是最好的老师”，只有学生对化学科学有着浓厚的探索欲望，对学习化学知识及规律有着浓厚的兴趣，有将所学化学知识应用于日常生活造福人类的动机，才可能激发创新潜能，才可能产生出创新的欲望。教师可以利用直观的化学实验，通过演示、讲解和学生动手实验，吸引学生产生强烈的兴趣，如：镁条燃烧、钠与水反应、爆炸实验、电解水实验、氧气性质实验、中和反应等。但这种好奇与兴趣是本能的、不稳定的认识，还应激发社会性动机使之成为主导动机，才能有持久、稳定、强有力的动力和起到维持、控制作用。善于创设问题激思激趣，理论联系实际。讲解化学在尖端科学、工农业生产、环境保护、日常生活的巨大作用；讲述侯德榜制碱法、结晶牛胰岛素的合成等化学史激发学生为祖国富强而发奋学习的动机；讲解玻璃、水泥、塑料等化学材料的应用改变了人类居住和生活环境，使世界发生巨大的变化，从而激励学生为人类作贡献的创新意识。

2　鼓励学生，敢于提出问题，敢于创新。培养创新能力的关键是培养创造思维。在教学中培养学生创造性思维能力特别是要培养学生敢于提出问题、阐述自己的理由和观点、不盲从教师、不盲从书本、不迷信权威的思维品质。例如：学习氧气的实验室制法时，我设计了加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰、加热过氧化氢和二氧化锰等三个方案和实验装置来制取氧气，从实验室角度、安全方面和操作的方便性等让学生提出问题并阐述理由，适时提出工业上需要大量的氧气是不是用这些方法制得的?应该用什么方法制得氧气?激发学生的创新求知精神。在讲燃烧实验时，我用H2、CO讲述燃烧的概念，然后用镁条在CO2中燃烧让学生明白燃烧不一定要有氧气的参加。通过这些问题的讨论，逐步培养学生敢于提出问题、敢于创新、敢于表达自己的观点。

3　探究实验，培养创新思维。化学是一门以实验为基础的自然科学。特别是在中学教育阶段，化学实验对于学生掌握知识、形成概念、培养能力具有重要的意义。探索性实验不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能，还要求他们灵活地、创造性地综合运用这些知识和技能。探索性实验在激发学生的创新欲望、培养他们的创新意识和创新能力等方面具有的作用是其他一般实验所无法比拟的。

如探究铁生锈的实验，除课本提到影响铁生锈的因素外，指导学生探究其他因素对铁生锈的影响。又如学氧化碳的实验室制法时，可要求学生根据二氧化碳的反应原理、反应条件和特点，自己设计一套制取二氧化碳的实验装置，但不能与教材完全相同。学生完成后，再组织学生一起分析、讨论、比较设计方案的可行性和优缺点等，对有创新的方案进行表扬和奖励。鼓励和调动学生的创新积极性和主动性。

注重培养学生的想象能力。爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”想象能力对于学生形成创新能力具有积极的作用。培养想象力，要学会联想。讲到CO具有可燃性又有还原性，要联想到C、H2也具有可燃性和还原性；讲到CO2气体的实验室制取时，联想到用这套装置还可以制H2、NH3等；讲到氢氧化钠的腐蚀性时，想到皮肤沾了氢氧化钠时，应该如何处理。通过举一反三，拓宽学生思维。

第8篇：化学材料论文范文

主题词：建筑工程 ； 聚丙烯纤维 ； 混凝土

Abstract: the application of polypropylene fiber concrete in the construction engineering is briefly introduced, providing a reference for similar engineering construction.

Key words: Construction Engineering; polypropylene fiber; concrete

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1引言

现今的建筑物向高、大、宽发展，平面形状复杂，产生的约束力大而复杂，这样混凝土裂缝就比普通混凝土结构的裂缝多得多，而高强、大流动度的混凝土密实性能满足混凝土的抗渗等级要求。所以从防水角度来看，应从过去注重混凝土的密实性转向注重混凝土的抗裂性问题。

2混凝土的本体结构防水措施

2.1膨胀补偿型

在混凝土中掺入适量膨胀剂，经水化反应生成32水硫铝酸钙结晶体产生膨胀，使混凝土凝结后体积微膨胀来补偿混凝土的凝结收缩应力，从而达到抗裂目的，如UEA膨胀剂等。但存在以下特点：①可靠度低，受施工条件、环境等因素影响大，如在42h内不及时连续浇水养护，不但不膨胀反而会收缩开裂；②掺量的范围较小，搅拌均匀度要求高，稍过量就会膨胀，产生裂缝或安全性不稳而龟裂，量稍小则达不到效果。

2.2填充密实型

在混凝土中掺入适量浮化的液态高聚物化学材料，使混凝土在拌合和凝结时高分子聚合物破乳，形成网状结构，填充和堵塞混凝土中的毛细孔隙而达到防水作用。但由于此种材料价格昂贵，如氯丁胶乳、环氧乳液等，所以也不是很适合在实际工程中应用。

2.3减水密实型

通过掺加各类型的减水剂，减小单位体积中水泥和水的用量，使混凝土中的水化热减小，减小混凝土的收缩裂缝，提高混凝土的密实性，达到密实防水的目的。但减水剂的用量必须严格控制。

2.4憎水型

一般是通过高分子材料与水泥中化学组分结合，生成具有憎水性的网状化合物，分布在混凝土的颗粒之中，使水分子在混凝土之间的界面表面张力提高而产生憎水效果。但在实践中很少单独使用。

2.5抗裂防水型

在混凝土中掺入适量的微纤维，搅拌过程中微纤维均匀地扩散到混凝土中，由于微纤维与混凝土有极强的结合力和抗拉强度，每立方米混凝土中含有数千万条的高抗拉强度的微纤维，从而产生了全方位的增强效果，削弱了混凝土的收缩应力，减少了混凝土收缩裂缝。堵塞混凝土中的道路，从而达到防水效果。

综上所述，抗裂防水措施在混凝土本体刚性防水措施中，具有设计、施工方便及经济性等明显的优势。聚丙烯纤维混凝土作为防水措施即属于抗裂防水型。

3聚丙烯纤维的特性

聚丙烯抗裂合成纤维是采用改性母料添加到聚丙烯切片中进行共混、纺丝、拉伸后，经过特殊的防静电及抗紫外线处理，并经过化学接枝和物理改性处理后，表面粗糙多孔，大大提高了纤维与水泥基料的结合力。加入混凝土/砂浆基料中，能迅速轻易地与混凝土/砂浆材料均匀混合。能有效防止和减少混凝土/砂浆的初期塑性裂缝，是混凝土/砂浆的“次要加强筋”。

聚丙烯纤维的优越性能在于： （1）提高混凝土的抗渗性；（2）减少混凝土裂缝的产生和发展；（3）增进混凝土的韧性、抗疲劳性，提高混凝土的抗冲磨性能；（4）提高混凝土的耐久性能；（5）提高混凝土抗御冻融破坏能力。

与其它纤维相比，聚丙烯纤维具有以下优点：（1）分散性好，握裹力强；（2）高耐碱性，高抗辐射；（3）抗冻防腐，增强韧性；（4）物理加筋，抗裂补强；（5）性能稳定，安全无毒；（6）施工简易，经济可靠。

聚丙烯纤维的使用一般不需改变原设计的配合比，也不取代原设计的受力钢筋。每立方米混凝土掺量为0.6kg ～1.2kg，一般掺量为每立方米混凝土0.9kg。广泛应用于：水利水电、道路、桥梁、隧道、海港、码头、机场、泳池、人防工程和民用建筑工程等。

4聚丙烯纤维混凝土的防水性能及机理

混凝土专用聚丙烯纤维的物理性能如下：密实0.91g/cm3；抗拉强度276Mpa；极限拉伸15％；无毒；耐酸碱性极高；熔点165℃；燃点593℃；导电、导热性极低。

聚丙烯纤维混凝土的防水属于刚性本体防水，通过改善混凝土的抗裂和抗渗两个途径来提高防水性能。其防水机理建立在对混凝土的固结、收缩的微观研究基础上。

4.1提高混凝土抗裂性能的机理

聚丙烯纤维阻滞混凝土的塑性收缩裂缝的产生和限制裂缝的发展。混凝土的塑性开裂主要发生在混凝土硬化前，特别是在混凝土浇筑后4-5h内，此阶段由于水分的蒸发和转移，混凝土内部的抗拉应变能力低于塑性收缩产生的应变，因而引起混凝土内部塑性裂缝。掺入聚丙烯纤维后，由于其分布均匀，起到类似筛网的作用，减缓了由于粗粒料的快速失水所产生的裂缝，延缓了第1条塑性收缩裂缝出现的时间。同时，在混凝土开裂后，纤维的抗拉作用阻止了裂缝的进一步发展。试验表明，混凝土塑性裂缝面积、裂缝最大宽度及失水速率均随着纤维体积含量的增大而降低，说明聚丙烯纤维有效地提高了混凝土的抗裂性能。

4.2提高混凝土抗渗性能的机理

在混凝土中掺入适量聚丙烯纤维后，均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起了“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水与集料的沉降，从而使混凝土中直径为50～100nm和大于100nm的孔隙含量大大降低，有效提高了混凝土抗渗能力。此外，由于纤维的存在，减少了混凝土的收缩裂缝尤其是连通裂缝的产生，因而减少了渗水通道，提高了混凝土的抗渗性能。聚丙烯纤维混凝土和素混凝土抗渗性能试验结果表明；纤维含量为0.5、0.7、1.0㎏/m3的聚丙烯纤维混凝土抗渗能力分别比普通混凝土提高64％、73％和75％。

由于以上分析可知，聚丙烯纤维可以大提高混凝土抗裂、抗渗能力，作为混凝土本体刚性自防水的效果显著。聚丙烯纤维加高效减水剂的防水方案，目前已为国内外众多防水专家所肯定，可广泛应用于地下室、屋面、蓄水池、污水池等工程。

5聚丙烯纤维混凝土的施工要点及注意事项

聚丙烯纤维掺入混凝土中，除不适宜采用人工搅拌外，对搅拌及施工工艺无特殊要求，只要适当保证搅拌时间即可，一般为3～5min.搅拌可先将砂、石、水泥与水在搅拌机内均匀拌合后再加入纤维，亦可先将纤维与砂、石、水泥干拌后再加水湿拌，整个搅拌时间较拌制普通混凝土适当延长1～2min.为改善拌合物的和易性，可掺加适量的引气剂、减水剂或高效减水剂，也可掺入不超过10％的粉煤灰。拌合好的纤维混凝土由搅拌站运至工地，时间不应超过30min；否则应在混凝土运到工地后再加入聚丙烯纤维。

6聚丙烯纤维混凝土在防水工程中的应用实例

6.1地下室外墙工程

某地下室面积为1100㎡，基础埋深-0.8m。因受地铁影响，地下室分两期施工，第1期外墙总长约250延m，采用普通防水混凝土C50，数月后发现有数10条垂直细裂缝，渗入严重。第2期外墙总长约70延m，混凝土设计强度等级C50。采用42.5R普通硅酸盐水泥、中砂、5～25㎜连续级配碎石，掺加一定量的Ⅱ级粉煤灰和聚丙烯纤维及混凝土外加剂。实践证明，纤维混凝土对防止墙体细裂缝的出现是有效的。后来又在污水池、水箱等结构中应用，至今，这批纤维混凝土构筑物均未发现因干缩而引起的微细裂缝，无渗漏现象。

6.2地下室基坑工程

某地下室基坑支护采用喷锚网工艺，考虑基坑临江面抗裂抗渗要求高，仅在该面的喷射混凝土中加入0.07％体积掺量的聚丙烯纤维（不临江的另外三面未掺入纤维）。工程完工后，尽管该面水压较高，但未发现裂纹，仅在两边锚头有轻微渗水；而其他三面均发现了不同程度的裂缝，多处锚点渗漏严重，说明聚丙烯纤维对控制和防止混凝土的塑性收缩裂缝、提高抗渗性有显著功效。

7结语

在混凝土（砂浆）中添加适量聚丙烯纤维是克服其开裂的有效途径，纤维在混凝土（砂浆）中形成的乱向支撑体系，会产生一种有效的二级加强效果，能较大幅度提高混凝土的抗渗性和抗裂性。其经济性也相当可观：

（1）用于民用建筑内外墙抹灰等工程。每平方砂浆掺加0.9kg纤维，砂浆厚度1cm，每平方增加的成本为0.45元，取代外墙贴瓷砖减少的每平方米成本至少在10元以上，10000平方的内外墙减少的成本至少为10万元。同时，减少了内外墙裂缝的产生和发展，防止下雨渗水，减少了防水涂层成本，提高了使用寿命，降低了高额维修、维护成本。

（2）用于道等路等工程，在满足工程要求的情况下，掺加纤维可以适当减少混凝土设计厚度，综合提高了道路质量和使用寿命，节约了工程成本。

（3）用于水利水电等工程，掺加聚丙烯纤维能大大提高抗渗性能，提高工程质量和使用寿命，造就百年大计工程，从长期来看为国家节约了大量投资。

参考文献：

[1]期刊论文 聚丙烯纤维对水泥基材料性能的影响 - 混凝土与水泥制品2000(z1)

[2]徐至钧 纤维混凝土技术与应用 2003

第9篇：化学材料论文范文

关键词：混凝土，裂缝，原因，防治，处理

 

混凝土的裂缝是建筑工程中普遍存在的问题 ,它的出现会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能和承载能力。如何有效的预防和处理混凝土的裂缝,是保证建筑结构工程质量的关键。混凝土裂缝产生的原因很多，在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。

一、裂缝种类与成因

1.收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量，骨料品种，水灰质量比，外掺剂，养护方法，外界环境，振捣方式及时间。

2.温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝的主要特性是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要因素有：年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。

3.冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀，因而混凝土产生膨胀应力，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30％-50％。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

4.施工材料质量不合格引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成，配置混凝土所采用的材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

5.施工质量不达标引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向、横向等各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。

7.地基变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：地质勘察精度不够，试验资料不准；地基地质差异太大；结构荷载差异太大；结构基础类型差别太大；土地冻胀等时，可能造成不均匀沉降。

8.钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。施工时应控制混凝土的水灰质量比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量。

二、混凝土裂缝的防治措施

1.严格控制混凝土原材料质量。尽量采用粒径级配良好的石子及中、粗砂，以减少混凝土的用水量，使混凝土的收缩和泌水随之减少，同时应控制含泥量不能超过规范要求。水泥宜选择低水化热、低收缩质量稳定的普通硅酸盐水泥。外加剂和掺合料必须性能可靠，有利于降低混凝土凝固过程的水化热。

2.使混凝土配合比有利于减少和避免裂缝。配合比中，在满足配合比规范和混凝土技术指标前提下，宜适当减少水泥用量和用水量，降低水灰比，提高和易性。对泵送混凝土，不能单纯用增加单位用水量的方法，来满足泵送混凝土的可泵性要求。这样不仅多用水泥，增加混凝土的收缩，而且还会使水化热升高，易引起裂缝。为此，在施工中可渗入适量的粉煤灰或减水剂（如木质磺酸钙、MF等），以进一步改善混凝土的特性。

3.混凝土浇筑时应防止离析现象，混凝土入模后，要及时振捣，振捣应均匀、适度,并做到不漏振，不过振,对重点部位可在混凝土振捣界限以前给予二次振捣，再次排除因泌水在粗集料，水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土的握裹力，并在混凝土初凝后、终凝前进行混凝土表面多次抹压，防止因混凝土的表面收缩而出现的细微裂缝，增加混凝土密实度,提高混凝土抗压强度和抗裂强度。

4 避免混凝土结构内外温差过大。。首先，降低混凝土的入模温度，且不应大于25℃，使混凝土凝固时，其内部在较低的温度起升点升温，从而避免混凝土内部温度过高。其次，采取延长拆模时间和外保温等措施，使内外温差控制在一定范围之内，降低水化热降温引起的拉应力，减少温度裂缝。

5 加强混凝土养护 在每次混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。不同施工季节应选择不同的混凝土养护方法。夏季施工时，要采用草帘覆盖、蓄水、洒水、喷水等温降方法进行养护；正常气温时，可喷刷养生液养护；冬季施工时，可使用保温材料来提高混凝土的表面温度，也可用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭料对混凝土保温、保湿，在寒冷季节可搭设挡风保温棚等。

6.混凝土裂缝的预防,在模板工程中应注重以下几点:模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂。合理把握拆模时机,拆模时间过早,应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂,但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。

三、混凝土裂缝的处理方法

1.表面处理法

表面处理法是一种简单、常见的修补方法，包括表面涂抹和表面贴补法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的缝、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

2.灌浆法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。。此法应用范围广泛，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。。

3.嵌缝填充法

嵌缝填充法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝(0.3mm)，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。

4.结构补强法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积、在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

综上所述,在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施,尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,以确保工程质量,使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。