高分子材料发展史精选(九篇)

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第1篇：高分子材料发展史范文

[关键词]材料 发展 金属材料 无机非金属材料 高分子材料

人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……

100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。

现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。

金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。

金属基复合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为MMC)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。

无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。

高分子材料为有机合成材料,亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来,高分子科学和技术的发展极为迅猛,如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度,良好的塑性,较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性能,以及重量轻等优良性能,在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否,可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高,结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶以及合成纤维。其中,我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。

参考文献:

[1]谢盛辉.《材料科学发展史》课程构想及教学纲要. 2006,26,(5).

[2]许顺生.金属材料科学概述.中国科学院上海冶金研究所.

第2篇：高分子材料发展史范文

【关键词】化学建材；建筑防水材料；发展

中图分类号： TU57+7 文献标识码： A 文章编号：

一 前言

我国建筑防水材料发展概况

我国的建筑防水材料获得了较快的发展, 已从纸胎油毡逐步发展到目前的普通纸胎油毡、改性沥青油毡、高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等六大类产品, 基本形成了比较齐全的工业体系。

1、沥青基防水卷材

沥青基防水卷材主要有普通沥青防水卷材和高聚物改性沥青防水卷材。

普通沥青防水卷材是用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体材料浸涂沥青, 表面撒布粉状、粒状或片状材料支撑可卷曲的长条状防水材料。常见的有: 沥青纸胎油毡、沥青玻纤胎油毡、沥青麻布胎油毡等, 这类卷材的施工仍采用传统的热沥青玛 脂作粘结材料, 由于其热熔施工操作过程中的环境污染问题, 另外其本身低温柔性差、高温易流淌、易老化、防水耐用年限较短, 现已多个省市下文禁止在城区使用纸胎油毡, 近年来, 纸胎沥青油毡的生产销售量逐年下降。

高聚物改性沥青防水卷材主要品种有SBS 改性沥青防水卷材和APP 改性沥青防水卷材, 这类卷材是用热塑性弹性体树脂SBS 或合成橡胶APP 将沥青改性后浸涂到玻纤胎、聚酯胎或玻纤聚酯复合胎上, 两面再覆以粉状、粒状、片状的聚乙烯膜、板岩、铝箔等保护层, 形成高聚物改性沥青防水卷材。目前, 高聚物改性沥青防水卷材的施工通常采用火焰枪热熔和冷玛 脂粘结, 部分工程采用冷自粘施工法。在高聚物改性沥青防水卷材系列中, SBS 的应用量明显多于APP, 聚酯胎防水卷材明显多于玻纤胎防水卷材。

2、高分子防水卷材

我国的高分子防水卷材主要包括EPDM 、PVC、氯化聚乙烯( CPE) 、氯化聚乙烯橡胶共混、再生胶、土工防渗片等,近年来获得一定的发展。我国已先后从日本引进了10 条EPDM 生产线, 近几年又增加了几条国产的正规生产线, 还有10 多条小线, 销售量有了新的增长, 但估计不会超过300 万m2。产品主要是黑色均质无增强硫化型的, 最近又有了非硫化型EPDM 共混卷材和非硫化增强型EPDM 复合防水卷材, 此外还有自粘复合防水卷材及自粘丁基橡胶密封带。我国自行开发的PVC 防水卷材由于增塑剂迁移等问题未过关, 虽有几家防水材料公司生产, 但均未站稳市场, 只有中外合资的济南渗耐鲁泉防水材料公司生产的以无纺布作背衬的PVC 防水卷材, 产品质量良好, 有一定销量。我国的CPE 防水卷材包括以玻璃布增强的CPE 卷材、CPE-橡胶共混卷材、CPE 弹性体卷材等, 近期销售量约为650 万㎡。地下和土木工程需要的防水、防渗材料, 包括低密度、高密度、线性聚乙烯、乙烯乙酸乙烯( EVA) 共聚物、乙烯共聚物沥青( ECB) 、聚乙烯丙纶双面复合防水卷材等。

3、防水涂料类

防水涂料从70 年代开始应用以来, 发展迅速。据有关资料介绍, 国内有一定生产规模的有200 多家( 不包括油毡厂生产涂料的企业) , 主要产品分为高分子防水涂料, 中档改性沥青和低档沥青基防水涂料三大类。高分子防水涂料目前主要有聚氨酯、硅橡胶防水涂料, 水型三元乙丙橡胶复合防水涂料,CB 型内烯酸酯弹性防水涂料等; 改性沥青防水涂料有氯丁胶乳沥青、SBS 改性沥青、丁苯胶改性沥青、聚氯丁烯煤焦油等防水涂料; 沥青防水涂料有膨润土沥青、水性石棉沥青、石灰沥青、乳化沥青等防水涂料。全国年产量达10 万吨以上。其中20% ~30% 的产量为中高档产品, 在以上各类产品中, 还可分为溶剂型和水乳型。

二 建设市场发展趋势

随着建设事业各项改革进一步深化, 工程建设取得新的成就, 城市和村镇面貌发生了较大变化。城镇住房建设呈现持续、快速增长趋势, 平均每年完成城镇住宅竣工面积达4. 4 亿平方米, 村镇住宅建设年均完成6. 5 亿平方米, 城乡居民住房条件有了较大改善, 居住水平有了很大提高。九五期间, 建筑业还完成城市基础设施和各类工业、能源、交通、水利、文教、科研、军工等基本建设和更新改造工程24. 7 万项。建设事业发展面临的主要形势是:加快推进城市化进程, 城乡发展与资源、环境的矛盾越来越尖锐, 国民经济持续增长和人民生活水平不断提高, 要求住宅产业继续保持较快增长, 西部大开发战略的实施将使工程建设总体规模继续扩大, 对确保工程质量提出了更高要求, 加入WTO 以后, 我国的建设事业将面临新的机遇和挑战。如今建设事业的发展目标和主要任务是:加速推进城市化进程, 城市化水平每年提高1 个百分点左右。加强城市基础设施建设和城市管理, 形成优美、协调、良好的人居环境。加大城市污水处理设施建设, 争取用五年时间,使西部地区城市污水处理率达到40% ; 加快城市立交桥、停车场及行人过街桥涵建设, 发展城市快速路系统; 百万以上人口的大城市要加快修建城市快速轨道交通等。把住宅建设真正培育成为国民经济的重要产业, 建立规范的建设市场运行与管理体系, 提高建设工程质量。到2005 年, 全国设市城市数量增加到710 个左右, 建制镇发展到18800 个。城市化水平达到35%左右。全国城市市政公用设施固定资产投资9900 亿元。全国城乡住宅累计竣工面积达到57 亿平方米( 平均每年11. 4 亿平方米) , 约6000 万套; 其中城镇住宅竣工面积27 亿平方米; 农村住宅30 亿平方米。解决城镇住宅的工程质量和功能质量通病, 初步满足居民对住宅适用性的要求, 初步建立住宅及材料、部品的工业化和标准化生产体系。2005 年, 建筑业总产值达到26700 亿元, 建筑业增加值达到8500 亿元, 建筑业增加值占国内生产总值的比例达到6. 7%。2005 年, 科技进步对建设事业的贡献率达到35%, 建设科技创新机制基本建立。

三 化学建材以及防水材料展望

由于现代建筑尤其是高层建筑的使用期一般都远不只十年, 许多房屋使用会达百年以上, 为此, 寻找一种耐候性更好、防水保质期更久的材料一直是工程科研工作人员的课题, 目前的化学建材以及防水材料的最新发展主要有如下方面:

1. 开发防水性能更好、耐老化性更久的含有机硅橡胶或表面涂有机硅或有机氟聚合物的卷材, 并开发粘合力强、固化快、耐老化性同等优良的含有机硅或有机氟高分子的粘接密封剂与之匹配使用, 或者采用其它切实可行的施工工艺解决卷材接缝之间的可能渗漏问题, 使防水保质期达30 年以上。

2、开发含有有机硅、有机氟的水基型高分子防水胶，并能与更多的水泥混合且一并固化, 形成高耐水、高耐候的有机无机复合防水层, 使防水保质期达30 年以上, 甚至可使防水层与建筑物寿命一样长,这是防水材料最重要的发展趋势之一。

3、开发无溶剂、无环境污染的高效、高耐候建筑防水( 涂料) 胶例如高分子有机硅防水密封胶，单组份或多组份反应型无溶剂快固型聚氨酯防水密封胶, 这类产品开发的主要方向是寻找更廉价的有机硅及聚氨酯基础原料( 单体) 的合成工艺路线, 并大规模生产, 以降低产品价格。

4. 开发具有良好的防水性能, 同时又具有良好的隔热性能, 且施工方便, 耐老化性好的新型防水材料, 例如双组份闭孔现场发泡聚氨酯防水胶已有研制报道。

5. 高固含量低粘度水基型水泥基聚合物乳液防水胶, 例如纯丙、纯有机硅乳液型或硅丙乳液或氟丙乳液型防水胶的研制, 因为作为建筑防水材料, 在施工时一般都要求屋面基本干燥, 且施工后胶干得快,而低含水量的高分子乳液必然会比高含水量的干得快, 或可以带湿施工, 从而缩短工期。

6. 纳米无机材料填充的有机高分子复合防水卷材或防水涂料( 胶) 的开发, TiO2、ZnO 及SiO2 等无机纳米材料对紫外光有很强的屏蔽作用而使有机高分子免遭阳光的照射而降解变质, 从而使有机物的高弹性及防水性可更持久地保持。

7. 开发单组分或双组份高弹性高耐老化性无溶剂热熔或非热熔反应型喷涂防水涂料, 例如从理论上讲, 丙烯酸酯, 有机硅、聚氨酯, PVC 等许多高分子都可制成符合上述要求的热熔喷涂防水涂料( 胶) ,使防水施工更为简便快速, 从而大大缩短工期, 也可彻底消除接缝与阴阳转角渗漏问题。

8. 开发有机高分子与无机高分子复合物卷材,例如有人认为将高耐候的有机高分子乳液与高耐候的水泥等无机高分子混合后制成复合卷材将比纯有机高分子材料具有更好的抗老化性, 比纯无机高分子材料具有更好的抗开裂渗漏性, 这方面已有新产品问世。

四 结论

目前, 我国化学建材和防水材料市场的发展与国外先进水平还有很大的差距, 新型材料的市场占有量还比较低, 国家行业职能管理部门必须加大市场规范力度, 积极发展应用新型技术和新型材料, 改革建设市场管理体制, 尽快实行工程质量保证期制度, 以加快促进我国建筑材料市场的发展。

【参考文献】

［1］ 李晓东． 论建筑防水材料［J］． 林业科技情报， 2008，40( 3)

第3篇：高分子材料发展史范文

海斯摩尔产品是从深海蟹壳中提取的海洋生物高分子材料，是全球唯一的动物再生纤维，广泛应用于工业、医疗、纺织等领域。海斯摩尔“特种壳聚糖纤维布”已被航天工程“天宫一号”“神舟八号”采用，拥有防霉除臭、抗静电、防辐射、阻燃等功能。

“专家一致认为：海斯摩尔总体技术达到国际领先水平，并且一致同意推荐该项目申报中国‘纺织之光’科技进步一等奖。”海斯摩尔张哲自信地向记者介绍道。海斯摩尔纤维作为唯一的航天特种布原材料，其优势在哪？突破了哪些技术难关？发展前景又如何？为此，本刊记者专访了海斯摩尔总经理刘林。

天然抑菌的功能优势与国际领先的技术相得益彰

“海斯摩尔纤维能够作为航天特种布原料，因为没有其他纤维能与其强大的抑菌功能相媲美。”山东华兴海慈生物有限公司总经理刘林说。

目前，海斯摩尔被广泛用于武警军靴鞋垫、航天特种功能布等军事领域，因为该纤维抑菌、除臭，特别有止血、促进伤口愈合以及减少疤痕的功能，是其他纺织材料无可比拟的。其实，早在伊拉克战争中，壳聚糖溶液浸泡过的纤维制品就被美国用于医疗止血，只是当时还无法将壳聚糖纤维工业产业化制造，纤维研发还停滞在实验室研发阶段。

经常处于作战环境和训练状态下的军人极易受到有害细菌对皮肤和身体的危害，遭受皮肤创伤流血感染的几率也较高；长期处于复杂环境下的军人可能无法定时更换军装装备，而且多处于阴暗、潮湿、危险的环境，因而对于军人自身抵抗承受力和军品质量就有较高的要求。

海斯摩尔材料运用到内衣产品中，拥有良好的抗菌抑菌功能，能够保持人体肌肤表面菌群处于正常状态。特别是白色念球菌等一系列真菌细菌，国家纺织品质量监督检验中心检测报告显示，海斯摩尔对多种细菌真菌有效抑菌率达96%以上。抑菌试验还通过SGS国际通标标准，获得国际认可。2011年，含海斯摩尔的内衣产品通过中国科学技术研究院理化研究所高抗抑菌织物标准。

据刘林介绍，海斯摩尔纤维之所以具有如此强大的抑菌功能，是因为它特殊的抑菌机理。纯壳聚糖在抑菌过程中的有效基团是—NH，带有正电荷，细菌表面带有负电荷，由于正、负电荷之间的电中和反应，损坏了细菌细胞壁的完整性，改变了微生物细胞膜的流动性和通透性，使细菌不能生长繁殖，直至细菌死亡，起到抑菌作用。壳聚糖溶于弱酸（包括汗液）后，形成阳离子高分子链絮凝剂，密集于细菌细胞表面，形成一层致密的高分子膜，切断了营养物质向细胞内运输，阻止了代谢物的排泄，导致细菌新陈代谢紊乱，起到抑菌作用。当壳聚糖浓度足够高时，能够激活细菌本身的几丁质酶活性，促使几丁质酶被过分表达，从而损伤细菌细胞壁，起到抑菌作用。

说到海斯摩尔纤维的生态环保优势，刘林很自信：“海斯摩尔原材料从众多海洋生物贝壳中提取，有效地缓解了日益严重的海洋垃圾污染。成品和制成品均可降解，对环境没有二次污染。”而且，他强调：“山东华兴海慈生物有限公司自主研发纯壳聚糖纤维的生产线实现了全程无毒纺丝的技术突破，生产环境达到10万级GMP标准，工业水技术实现生态无污染循环再利用，堪称国际领先水平。”

据悉，此工业园区按照现代化高科技企业标准建造，处处凸显花园式工业园区的特点。其生产工艺流程是：壳聚糖溶解原液过滤脱泡纺丝液喷丝凝固浴拉伸定型洗涤干燥、整理成品纤维。该生产工艺的最大特点是全程无毒纺丝。除乙酸溶液和氢氧化钠溶液外，不使用硼酸、尿素、甘油、苯硫酚和硼氢化钠等之类的任何一种溶剂和促进剂。在纺丝液制备的各工序里，采用真空溶解、离心脱泡等先进工艺，在纺丝和后处理过程中采用超声波和活化处理等工艺，通过以上先进工艺的实施，改善了纤维的性能，提高了生产效率，真正实现了纯壳聚糖纤维的工业化生产。

此项目经专家委员会鉴定，一致认为“该项目克服现有技术方法中存在的缺点，研制出一种不含硼酸、尿素、硫氰酸钠以及任何辅助材料的具有高抗菌性的纯壳聚糖纤维，从而使壳聚糖纤维具有更好的实用性、卫生安全性。通过增加活化处理工序，提高了纯壳聚糖纤维的抗菌性”；而且，“该项目研制了低成本纺丝工艺及超声波、低温、新型助剂等活性处理工艺，该工艺技术填补国内空白，达到国际领先水平。”

刘林还介绍道，海斯摩尔为核心原材料的贴身纺织用品涉及袜子、内衣、内裤、文胸、巾品、床品等类产品千余个品种，形成了海慈密语内衣品牌。海斯摩尔纤维产业规模优势巨大，山东华兴海慈生物有限公司作为龙头企业，利用已掌握成熟稳定的全产业链工艺流程，帮助合作企业解决技术难题；合作企业则利用先进的染色、织造技术，为纯壳聚糖纤维的应用提供技术支持，共同实现规模化生产。

应用领域的广泛带动健康产业的悄然变化

“海斯摩尔纤维可以被广泛应用于纺织品领域、医用领域和工业领域，并且其应用优势明显。”刘林说。

他介绍，人们日常使用的各种纤维制成的纺织品是细菌迅速滋生、繁殖和传播的适宜场所，会对人体皮肤产生异常的刺激并诱发各种皮肤病。而海斯摩尔纤维具有吸湿祛臭、广谱抑菌性、防霉性、优异的生物相容性以及调节人体皮肤微生态平衡等功效，因此适合和其他纤维混纺做纺织品，把不同材料的优异性能有效结合。适用于保健内衣裤、袜子、女用文胸、卫生巾、婴儿服装、床上用品等，特别是用在汗腺丰富、细菌易滋生部位的服装。

其次，海斯摩尔纤维具有良好的生物相容性和生物可降解性，安全性、抑菌、止血，还有促进伤口愈合、减少术后粘连和疤痕形成及防止感染等作用，因而被广泛用于制作创伤贴、纱布、绷带等医用敷料；也可以用于制成外科手术缝合线，其柔软、易打结、机械强度较高，并且经过一定时间可被人体自行吸收，免除了病人拆线的痛苦，还可以做糖尿病烂脚患者的医用袜子等。

再者，海斯摩尔纤维可以选择性的螯合多种重金属离子，如Pb2+、Cu2+、Zn2+等，依据这个特性可以做烟草过滤嘴及空气过滤器的材料，也可以做特殊污染的防止布。

产业化的战略发展方向凸显海斯摩尔与众不同

刘林说：“海斯摩尔纤维本身所固有优良的产品性能，以及它产业关联度高、经济带动力强、发展潜力大的特点，决定了它必将进入先进制造业和高新技术产业，进而发展成为当今科技和经济发展中较为活跃的领域，造福于人类的健康事业。”

第4篇：高分子材料发展史范文

材质是材料,简单来说,数码产品是用什么材料制造出来的,这就是材质。材质又不仅仅是材料,材质一词还包括一种材料带给人的反馈的含义在其中。和色彩之于数码产品不同,数码产品的材质在最近10年的发展,有着一条理性――感性――理性的历程,和色彩的感性不同,材料科学之所以能成为一种学科,因为它本身就是实实在在看得到摸得到的,即便是那些尚未普及的高新技术材料,我们回到数码产品的材质上来,可以看到材质从一开始就成为产品设计的一部分,而不是如同色彩一样最开始处于不被重视的地位。我们同样按阶段来划分:最开始材质的运用和产品特性有之绝对联系,它们源自于传统产品的材料应用,比如数码相机最开始的材质和胶片相机如出一辙,摄像机的材质延续了数码相机:电脑的材质沿用了更早的个人电脑的材质,而手机的材质和电话机的材质没什么区别。PC+ABS工程塑料――镁铝合金――铝合金――碳纤合金――钛合金,这些都是数码产品常用的普通材料,在最开始,大多数的数码产品都采用了ABS工程塑料材质和少量的金属材质。

材质发展史

逐渐的,随着数码产品进入鼎盛发展的21世纪,材质的运用开始走向分化发展,这是材质在数码产品运用上的第二阶段。这一时期工程塑料、合金材料已经成为数占据中高端市场消费者开始以材料作为衡量产品是否高端是否坚固的标志。铝合金镁合金被称为这一时期的贵重金属。

2004年之后的数码产品发展更加大众化,数码相机和笔记本电脑类的产品逐渐成为,而不是如同以往一般的高端奢侈品。从这段时期开始,有一个明显的特征便是中国制造化的普及――在此之前,数码产品作为高新技术精密科技产品来自美日等国或者其设在海外的代工厂而从那时开始,这些产品逐渐产自中国大陆,这也反过来让数码产品的普及fb进程大大加速,也同样是从这段时期开始碳纤维材料、高分子材料成为科技新名词,已经开始成为顶级产品的设计材质首选。某某产品一旦和碳纤维合金沾上边,价格立马翻番,这也间接说明了材质对于产品“面子”的重要性。

2007～2010年成为数码产品材质的感性探索期和理性回归期:一方面,我们可以看到大量的厂商为了打造与众不同的时尚外观,对于材质的追求不遗余力,陶瓷产品,竹木产品,皮革产品层出不穷,数码产品的材质设计已经不仅仅是返璞归真,而是陷入材质的概念炒作:另一方面,我们也要看到,这些新的材质也确确实实吸引了小众化材质趣味的发展,成为顶级时尚或者绿色概念的先行军,更重要的是,厂商最终还是以消费者的实际应用为重,他们更多地还是在研究廉价但坚固的材质,同时这种材质又是源自自己的首创,为了消费者把这种新的材质设计推向主流时尚的前沿。

材质应用的境界

苹果是材设计上的佼佼者,MacBook、IPhone.IPad堪称称质设计的经典案例.事实上一这种设计并不是什么让业界轰动的创新从2007年开始,苹果在旗下产品上全线采用一体化铝合金设计成就了材质的成功并让时尚尚约重新成为时尚主流,在苹果的产品光环效应之下,消费者逐渐认识到一点:材质最最能代表产品档在次的地方,采用更坚固、怀保和轻质的材利往往意味着高尚设计。此外高档材质的多面整体覆盖和无铆钉一体化成型的没计也是顶级设计的表现。皮革、木材和竹材偶尔也会成为材质的选择,但是并不具备代表性,而坚固和简约并重的普通材料,才是最出色的材料应用案例。

第5篇：高分子材料发展史范文

本文就以下几个方面，谈谈新教材插图在教学中的运用。

一、运用插图，激发学生学习化学的兴趣

化学教学往往以其独有的奇妙无比的现象，吸引学生的注意力。新教材丰富、精美的插图更增添了化学学科的趣味性，激发了学生学习化学的兴趣。

当学生领到新教材时，几乎所有的学生都怀着好奇心，把教材从头到尾翻个够，并被其中一幅幅形象、生动的插图所深深吸引。教师在第一节化学课上就要紧紧把握这一教学的好对机，结合绪言中的内容，指导学生欣赏有关插图。例如，教师可问学生：教材封面底纹是什么“花纹”？当学生还在摇头、疑惑时，教师指出，这些“花纹”实际上是构成物质的、肉眼看不见的分子、原子的图象。学生顿时兴致勃勃、神情专注。进而教师用生动的语言描述封面的四幅画面：在国民经济中占有重要地位的钢铁生产，节日中五彩缤纷的气球、焰火，千姿百态、引人入胜的桂林溶洞。这些都与化学密不可分。这时学生情绪高涨，兴趣更加浓厚。接着指导学生看彩图中“具有绝热性能的高分子材料”和“用隔水透气的高分子薄膜制的乌笼”两图，让学生在惊讶中认识到化学世界的神奇、科学技术的伟大。教师要注意创造这种想问不成，想答而不能的情境，引起学生思维，从而激发他们强烈的求知欲和积极的学习动机。

此外，各章节的实验仪器装置图、各种示意图、物质用途图、古今科技成就图等插图都具有浓郁的趣味性，教师要重视以此培养学生学习化学的稳定兴趣，引起他们的有意注意，提高学习的主动性和积极性。

二、运用插图，加强实验教学

新教材中有关实验内容的插图有近百幅，其中有化学仪器图、基本操作示意图、实验装置图、操作过程示意图等，它们有的是平面图----前视剖面图，线条简单，示意明确；有的是立体图----斜俯视实物图，形象逼真，能清楚地说明一些复杂仪器的构造和实验操作的注意点。总之，它们直观、形象，一目了然，是教师指导学生进行化学实验的好资料。

化学仪器图表示出各种仪器的形状、构造、特点。新教材第195－196页表格中10种化学仪器的图形加深了学生对实物认识产生的表象。另外13种常见化学仪器的示意图，也使学生对仪器有了初步的认识。

新教材中出现得最多的是实验装置图。一幅清晰完整的实验装置图，能够用来表明该化学实验所需要的仪器、药品、化学原理和实验顺序，具有直观性、形象性、示意性等特征。因此，对于确保化学实验有条不紊地进行并获得良好的效果，关系重大，而且对帮助学生学习、记录、复习有关实验内容和实验技能，以及培养学生设计化学实验的能力等均有重要的作用。新教材中，形象、生动的化学实验装置图比比皆是。

例如，第18页图1－11白磷的燃烧，图中两处白磷、一处红磷明显不同的位置，加上适当的示意，使学生形象地了解了可燃物燃烧的条件。从第197页图2中学生学到了如何往试管里送入固体粉末的方法。第140页图7－3过滤装置图为学生学习过滤操作作了很好的示范。制取氧气、氢气、二氧化碳的实验装置图，示意清楚，学生不但可以从中掌握实验所需的仪器、药品、反应条件、装置注意点，而且对培养学生实验技能也有很大的帮助。

学生实验中品红的扩散、木炭在氧气里燃烧、配制氯化钠溶液等实验操作过程的图示大大加强了教材的可读性，减少了文字量，这是新教材化学实验插图的一大特色。例如，第215页图29配制氯化钠溶液的图例，将取氯化钠、天平称量氯化钠、氯化钠倒入烧杯、量筒量水、水倒入烧杯、搅拌溶解等操作分别作图示说明，直观性强。这样，操作的连续过程用图示形式表明，使学生在教师示范后，依据教材的图示就可以进行操作练习。

在教学中，教师还可以对教材中的实验仪器图进行识图、辨图、改图、说图、选图、释图、连图、绘图等类型的练习，从而加强对学生实验技能、实验能力的培养。

三、运用插图，促进学生对化学概念等知识的理解和记忆

新教材的插图有的集中反映某物质的用途，有的生动地表示物质的组成、构成，有的形象地揭示一些概念的内涵，有的简明地反映某一变化的过程，富有直观性、趣味性和指导性，对学生的学习起到了启发和点拨作用。

例如，新教材中分子和原子的图象，是科学家用最先进的扫描隧道显微镜拍摄到的苯分子和硅原子的照片，呈现了物质内部结构的微观世界，使学生对分子、原子的真实性深信不疑。氧化汞分子分解、水分子分解的示意图，更加深了学生对分子、原子概念的理解和记忆。

新教材对物质的用途基本上采用图示法，这是一个新突破，既增强了直观性、形象性，又减少了文字量，好教易学，颇受欢迎。例如，氧气、氢气的用途既可使学生结合生活、生产的实际获得感性认识，又可启发学生展望发展前景。玻璃刀裁玻璃的图示使学生不仅了解了金刚石的性质和用途，而且对培养学生的劳动技能起到了示范作用。

在教材中，空气成分示意图简单明了，水在人体中的存在示意图生动形象，浓溶液和稀溶液的示意图对比性强，木材结构示意图变小为大，氯化钠的形成示意图化抽象为具体。一幅幅插图无不内容丰富、形式活泼，使学生在愉悦中掌握化学知识。

四、运用插图，重视科学态度的培养

新教材配合化学科学发展的历史，刊印了拉瓦锡、道尔顿。侯德榜三位科学家的肖像。结合教材内容，教师可引导学生阅读相关的选学内容，并用生动、富有鼓动性的语言介绍科学家严谨治学、献身科学的精神。从道尔顿提出原子概念到原子。分子论的产生过程，认识到任何科学原理的建立都要经过对大量客观事物观察分析，以及对相关资料，数据的归纳整理，经过科学推断提出假设，再经过证实后继续深入研究和具体运用这样一个发展过程，引导学生不仅要了解原子－分子论的发展史，?而且还要逐步学会这样的科学方法和科学态度。200多年前拉瓦锡研究空气成分所用的装置可以帮助我们领会拉瓦锡当时的实验思路。拉瓦锡不怕失败，致力于科学研究的精神，抓住事物间的微小差异而做出判断的唯物主义观点和作风，对培养学生认真、严谨的科学态度，有着重要作用。

五、运用插图，进行爱国主义教育

新教材介绍了不少我国古代和现代的科学技术成就，是进行爱国主义教育的好材料。运用插图，可以将这些材料呈献给中华民族的新一代，激发他们的爱国激情。例如，新教材引用《天工开物》中我国古代利用天然气熬制盐图，说明我国是世界上最早利用天然气的国家，为进行爱国主义教育提供了很好的历史材料。

第6篇：高分子材料发展史范文

【关键词】化学教学；形象思维；能力；培养

化学是一门研究物质的组成、结构、性质和变化的基础学科，这建立在观察和实验的基础上，有着丰富的形象思维素材，教师要充分利用学科资源，加强对学生进行形象思维的培养，通过化学实验，激发学生学习化学的兴趣，提高学生学习的自觉性和积极性。笔者在化学教学实践中的具体做法是：

一、增加表象积累，提高化学教学效果

在化学教学中注意积累表象，能力形象思维提供思维材料，而学生的表象越丰富。将越有助于学生形象思维的发展。为了培养学生的形象思维，老师应该有意识地增加学生的表象积累，可用直观形象材料强化、充实学生的感知，使学生获得与教学内容的关系表象，为培养学生形象思维能力，促使学生理解所学知识提供基础，必须做好如下几方面工作。

（一）做好实验。化学实验能展示物质与变化的全过程，能丰富学生的视觉表象，某些实验中也可能还有听觉表象、嗅觉表象或触觉表象，具有直观性和趣味性。因此，老师应启发学生做好实验。例如，在氯水化学成分分析时，通过氯水与紫色石蕊溶液、硝酸银溶液、嗅化钾溶液等物质反应的几个简单实验，由现象分析得到相应结论。这样比仅凭化学反应式进行逻辑推理得出氯水的化学成分，使学生获得的表象更丰富，对知识理解更深透且记忆深刻。

（二）发挥现代教学媒体在课堂教学中的重要作用。多媒体课件形式多样，具有图像直观、色彩鲜艳、音响逼真、动静结合、形象生动的特点和优势，为培养学生形象思维提供了一个非常有利的手段。

（三）运用形象化语言讲课。教师讲课的语言越是生动、形象，越能激活学生原有认识结构中的相关表象，越能充分促进学生积极参与当前的认知活动。恰到好处的比喻可使课堂气氛轻松活跃，同时把抽象问题形象化、具体化，将陌生的概念与熟悉的表象建立联系形成新的表象。如用“自行车轮子转动时，一根根辐条都可数，但一旦高速旋转起来时，就感觉辐条是无数的了”来比喻在核外高速运动的电子形成的电子云；把核外电子运动比喻为“洋葱”“西瓜瓤”诸如此类，形象贴切的比喻或诙谐有趣的表述，是吸引学生、启发学生、使学生在脑海中形成生动表象的重要手段之一。

（四）充分利用直观教具。重视教材中大量插图以及各种挂图、模型、模具、展示板等教具的使用，尽量使教学过程形象生动，使学生感知鲜明、印象深刻。如无机高分子材料的展示板、有机物分子模型的使用等。

（五）充分开发校内校外的教学资源，指导学生观察生活中的化学物质与化学变化现象。条件允许的时候可组织学生参观当地一些与学生学习的化学知识有关的单位或者自然环境。

二、培养学生的观察能力，提高学生学习化学的兴趣

（一）激发观察的兴趣，培养喜爱观察的好习惯。为了培养学生的观察兴趣，教师应当注意保护学生对演示的观察热情，多做实验，尽量使实验现象明显而富有变化。必要的时候还要用实物投影把实验过程和现象进行放大处理，对比较简单容易的操作，动员学生上台演示，尽量改变教师讲解时“一人做，大家看”的局面。此外教师应特别注意从日常生活、生产中选取学生熟悉的素材，有目的、有计划地创造一些与教学内容有关的情况，引导学生观察思考，布置引导学生在课外进行观察、探究。新教材课后有许多研究性课题、家庭实验，教师可以充分利用，进行有目的地训练学生观察力，培养学生形成爱好观察的习惯。

（二）学会全面观察事物。1.在实验开始前必须明确观察的目的，制订观察计划。学生只有明确目的，知道自己在观察什么，通过观察获得哪些资料，解决什么问题，并且根据自己的目的拟定好观察计划，制订观察路线、步骤，才能在系统观察中进行层次清晰的观察。2.掌握基本的观察程序。按顺序观察不仅可以保证学生有系统、有条理地观察，避免遗漏，也能为后面的信息加工自理和提高思维活动的速度及正确奠定基础。一般来说观察静态事物结构时要注意按照“逻辑顺序”。参观某个地点的时候要注意“空间顺序”。3.发挥多种感官的积极感受作用。鉴于物质以及其变化的复杂性，在观察时不仅要用眼睛，而且有时还要用手感觉或用鼻子闻甚至借助仪器的帮助。因此，要能够根据观察的目的，发挥各种感官来感知观察对象，这样才能观察得比较全面。如“检查氯水纯度”的过程中，学生既要用耳倾听辨别爆鸣声和尖锐或轻微程度，又要在发声同时观察酒精灯火焰受爆炸气浪影响而发生的异常摆动情况，还要注意到手中的试管温度有明显升高的现象。

（三）要有重点地观察事物。多种观察并存，只有抓住重点才能抓住问题的关键，才不至于眉毛胡子一把抓，所以在全面观察的基础上还要求有重点地观察事物。对不同的实验，由于目的不同、内容不同，观察的目标不同。对其中本质的、主要的反应要进行重点观察、仔细观察，而对那些非本质的现象就可以给予忽略、排除。如用实验验证锌、铁、铜三种金属加到稀盐酸中有无气泡产生，反应快慢和加热的一些情况，而不是把观察物质的颜色、形状放在突出位置，如果是通过金属与盐之间的置换反应来确定，那么锌、铁分别投入硫酸铜溶液，铁放入硫酸锌溶液，足量锌投入硫酸铁溶液等各个操作中，就要求学生仔细观察金属单质表面的变化和溶液颜色的变化。

三、发展学生想象能力，培养学生的创新精神

在化学教学中，教师要鼓励学生在深刻体会和把握化学现象和本质的基础上，让学生自由、大胆地进行想象，促进学生形成遇到事物和现象时，就不由自主地进行联想和想象的意识，培养学生运用各种方法技巧，对化学现象和本质进行想象、加工和创新的习惯。

第7篇：高分子材料发展史范文

获得2008年奥运会举办权后，北京开始了有史以来规模最大的体育场馆建设。遵循“科技奥运”的理念，众多的北京奥运场馆成为展示化工新材料的精彩舞台。一大批化工新材料的应用，使“鸟巢”、“水立方”等奥运场馆从宏伟的蓝图变为令人称奇的现实，在奥林匹克史上留下了极为精彩的一页。

亦真亦幻的“水立方”

国家游泳中心——“水立方”是国内首次采用ETFE(乙烯一四氟乙烯共聚物)膜结构的建筑物，也是国际上面积最大、功能要求最复杂的膜结构系统。当初它的设计方案一出笼，国外建筑学家就用“令人惊叹”来形容它。如今，伫立在人们面前的“水立方”如同披上了一件水的外衣，亦真亦幻，风姿动人。成就“水立方”建筑独特风格的正是性能优异的ETFE膜材料。

ETFE膜材料的应用，让“水立方”在所有奥运场馆中显得格外与众不同。它不仅带给人们视觉上的美感，还让人们充分感受到科技与奥运完美结合的魅力。由ETFE膜材料制成的屋面和墙体质量轻，只有同等大小的玻璃质量的1％；韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400％；耐候性和耐化学腐蚀性强，熔融温度高达200℃，并且不会自燃。不仅如此，这种膜还具有自清洁功能，使灰尘不易附在其表面，清洁周期大约为5年。这将保证“水立方”以后的日常维护费用较少。

亦华亦实的“鸟巢”

2008年8月8日，在全世界注视之下，在全场91000名观众的欢呼声中，第29届奥运会的熊熊圣火在“鸟巢”国家体育场点燃。在这个用高科技演绎神奇的体育场里，无处不见化工新材料的身影。零VOC涂料、钢结构防火涂料、能隔音会“呼吸”的高性能内墙涂料……这些门类众多的涂料新品在为“鸟巢”披上华丽外衣的同时，也赋予了它安全、生态、环保等新的功能。聚氨酯泡沫保温材料的采用，使这个巨型体育场有效地实现了隔热保温，帮助“鸟巢”满足了国家有关节能和环保的指标。在这个庞大的体育场里，采用聚丙烯材料制造的91000个“中国红”、“长城灰”座椅在阳光的照射下，至少3年不会褪色，也不会造成废旧塑料的环境污染。

当您端坐在“鸟巢”看台上，享受奥运竞技带来的快乐时，是否会留意到脚下的防水材料与普通场馆有什么不同?这里所采用的集鲜艳色彩、耐磨、防滑、无缝、舒适等特点于一体的新型防水材料，是海洋化工研究院为奥运场馆提供的高科技产品——喷涂聚脲弹性体防水材料。这种高性能防水材料在北京丰台垒球场、曲棍球场、奥林匹克体育中心、奥林匹克水上公园等奥运场馆累计应用达10万平方米。能“降温”的运动服

在高温天气下运动，如何才能发挥出最好的竞技水平?清凉系列的运动服和运动鞋具有能降温的功效。

除了舒适和轻便之外，在服装的布料上，设计者将“Clima Cool”技术移植到运动服中，研制成了具有快干、轻便特点的新型高科技纤维材料。在这种面料制成的运动服中，包含吸附性的纤维能将汗水迅速吸附到衣服外层并很快蒸发，而热传导纤维可以将身体出汗部位的热量更快地散发掉。

舒适、轻便再加上让穿着者时时感到清凉，难怪就连马拉松运动员都对这款清凉系列产品赞不绝口了。英国马拉松运动员特蕾西·莫里斯说，它让人感觉很松弛，在跑马拉松这样长距离的项目时，你几乎感觉不到衣服的厚重感，既轻巧又凉快。

劈波斩浪的鲨鱼皮泳衣

2004年悉尼奥运会游泳比赛中，澳大利亚选手伊恩·索普身着黑色连体紧身泳装，宛如劈波斩浪的鲨鱼，一举夺得3枚金牌，而他身穿的鲨鱼皮泳衣也从此名声大噪。

鲨鱼皮泳衣是人们根据其外形特征起的绰号，其实它有着更加响亮的名字：“快皮”。其核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以极大地减小水流的摩擦力，使之可以飞速游动。“快皮”的超伸展纤维表面就是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。同时，这款泳衣还运用了仿生学原理：在接缝处模仿人类的肌腱，为运动员向后划水时提供动力；在布料上模仿人类的皮肤，富有弹性。测试表明，“快皮”的纤维可以减少3％的水阻力，这在0.01秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡的意义。此外，“鲨鱼皮”使用的聚氨酯纤维材料还能有效增加浮力。

在北京奥运会上，很多运动员选择了这款价格不菲的“鲨鱼皮”泳衣参加比赛。

不易打滑的塑胶跑道

纵观历届奥运会主体育场，气势宏伟，造型各异，引人遐想。但若看体育场内的一片“红”，却是惊人的相似：“红”即指塑胶跑道。

1963年，美国3M公司首先突破技术关，铺设了田径跑道。由于跑道使用效果好，很快受到各国重视。1968年在墨西哥召开的第奥林匹克运动会上，聚氨酯塑胶跑道被正式采用。此后，国际奥委会正式把塑胶跑道定为国际比赛的必备条件之一。塑胶跑道清洁美观，易于维护，不受气候影响。而且塑胶的弹性可增加运动员蹬地时的反弹力量，确保膝的高抬位置，从而使步幅加大。塑胶跑道还不容易“打滑”，所以能使运动员顺利加快步频。加大步幅、提高步频，创造新纪录也就在情理之中。测试表明，与传统跑道相比，百米跑一般运动员可提高成绩0.2～O.4秒，优秀运动员则更高一些。

先进的碳纤维撑杆

对于奥运项目撑杆跳高而言，撑杆的材料质地决定着运动员的成绩。当我们翻开撑杆跳项目的发展历史，就会发现一个颇为“有趣”的现象，即每次撑杆材料的革新，都提升了撑杆跳破纪录的频率和幅度，撑杆跳的发展史俨然是一部材料发展史。

当竹杆、金属杆取代了坚硬沉重、没有弹性的木杆后，撑杆跳高的成绩开始节节攀升。轻巧而富有弹性的玻璃纤维杆问世后，助跑速度增加，动能和势能转换效率得到大幅度提高，从而带来了撑杆跳高成绩戏剧性的突破。1963年，玻璃钢撑杆的使用，就让当年撑杆跳高成绩的提高幅度超过了过去20年的总和。近年来，先进的碳纤维撑杆，更是让布勃卡35次刷新世界纪录，让伊辛巴耶娃22次打破世界纪录。正是碳纤维撑杆的出现，才使世界男子撑杆跳高纪录突破了6米，女子撑杆跳世界纪录超越了5米大关。

材料与奥运携手走过百年，材料与奥运又携手走向未来。我们可以想象，随着材料科技的不断创新，在新的运动器械的帮助下，奥运竞技将向着更高、更快、更强的方向，创造更精彩的纪录。

全面“武装”的自行车赛车

第8篇：高分子材料发展史范文

关键词：失效分析;教学改革;研讨式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）40-0273-03

材料失效分析在近代材料科学与工程的发展史上占有极为重要的地位。可以说材料科学的发展史就是一部失效分析史。材料是用来制造各种产品的，它的突破往往成为技术进步的先导，而产品的失效分析又回过来促进材料的发展。近年来我国部分高校相继开设《失效分析》课程，越来越多的人投入到失效分析行列的大军中。随着经济和社会的发展，尤其是国外保险行业的进入，设备的保险必将成为保险行业的重要领域，在这一领域中需要大量优秀的失效分析人员，因此对于失效分析人员的培养成为工科高校一项重要的任务。目前高校对于从事失效分析人员的创新能力和实践能力方面的培养仍然达不到社会的需求，尤其是保险行业中对失效分析人员的期望。故需对《失效分析》课程及失效分析人员的培养模式进行探讨和思考。

一、失效分析教育国内外现状

在国外很早就建立了比较完善的失效分析中心。德国的失效分析中心主要是各州建立的材料检验中心，西德的十一个州共有523个材料检测中心，这些检测中心承担全国的失效分析任务。德国的工科大学也建有自己的材料检验中心，由于资源优势其失效分析在国际上也处于领先地位，是失效分析的权威单位。例如，斯图加特大学的材料检验中心，它的主要任务是负责电站，特别是核电站、压力容器及管道的安全可靠性问题。在日本，技术材料技术研究所和产业安全研究所是国家设立的失效分析机构，同时日本的企业，如日立、新日铁、三菱和三井等公司有自己专门的研究机构。在美国政府、公司及大学设立的失效分析机构遍布全国各个部门。当然这些国家的失效分析机构与其失效分析方面人才的培养是分不开的。在国外各工科院校不但开设了失效分析课程，还设立自己的失效分析机构，学生在大学阶段不但学习了失效分析的课程，还能够参与各结构的失效分析任务，掌握了失效分析工作所要求的知识和技能。同时各工科院校对在职职工有计划地进行技术培训。像斯图加特大学、加州大学、华盛顿大学和里海大学，他们不但承担着学生基础知识和技能培训的任务，还承担着公路和桥梁方面的失效工作。

在国内，早期我国的机械行业处于仿制-研究阶段，失效分析工作只是为生产中的问题提供一些资讯，并没有得到足够的重视，也没有统一的组织形式。1980年在中国机械工程学会的领导下，在北京召开了全国第一次机械装备失效分析经验交流会。1983年，我国将失效分析课程列为工课院校材料与工程类专业教学计划中的必修课程，在清华大学、浙江大学等著名高校还将失效分析列为机械类学生或工科类学生的选修课或研究生课程，使我国的失效分析队伍逐步形成。但是由于起步较晚，我国的失效分析工作者无论在专业程度、组织形式方面，还是在技术水平及所采取的手段方面，都还有待于进一步提高。

中国矿业大学自90年代起，开设与失效分析相关的课程，先后开设过《机械零件失效分析》、《材料失效分析》和《失效分析》等课程，完成《机械零件失效分析》（朱敦伦，周汉民，强颖怀编著）和《失效分析――基础与应用》等教材的编著。开设对象主要为原来的金属热处理和现在材料学院的材料科学与工程及材料成型及控制专业。2008版教学大纲将该课程设为研讨类课程，这就要求该课程的讲授不仅仅是在课堂上用图片讲授一些失效分析的实例，更要求学生参与到失效零件的失效分析过程中去，这就对我们的教学条件提出了更高的要求。

二、失效分析课程教学与实验环节的改革与实验

失效分析是综合利用材料科学相关专业知识，并着重从金属学、力学、机械工程学及化学的角度出发，讲述金属材料及其制作件因设计、选材、加工、处理、装配及使用过程中所发生的早期失效行为，分析其宏观形貌特征、微观机制、影响因素及防止方法等，在教学过程中要实现这样的目的，我们就要使用新的教学模式、教学理念和教学方法。由于失效分析的教学与现场结合紧密，应该对课程的试验环节提出更高的目标。以往课堂讲授的方式已经很难满足当今社会对失效分析人才的要求。当今社会需要我们培养多层次、多规格的应用型失效分析人员，如何进行这些人才的培养是失效分析高校教育中最重要的任务。

过背北京航空航天大学率先开展了失效分析方面人才的培养及课程的改革，借鉴这些经验，根据我们学校自身的特点，中国矿业大学材料科学与工程学院从教学体系和实验环节两个方面进行了改革。

（一）教学体系的改革

在传统的中国高校教学模式中，教师和教材是整个教学的中心，教学过程中教师关注的是向学生讲解了哪些知识，对学生潜能和创新能力的挖掘却被忽视，最终的结果就是学生学到了知识，但是却不知道如何应用这些知识。为了培养学生独自解决问题的能力，结合学校的现有资源我们在教学方法上使用原有的案例教学，同时在案例的讲授过程中使用研讨的方式进行案例的介绍。研讨式教学过程能够充分调动学生学习的积极性和主动性，在课程内容的选取上，我们重点讲授和讨论实际生产过程中的问题。

1.增设实验课程。《失效分析》课程试验的开设，不仅能够较深学生对基本理论和技术的理解，还能够培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。工程技术中实际问题的解决必须要求学生具有全面的、综合的能力，因此强化学生综合能力的培养尤为重要。在《失效分析》课程中开设试验可以使学生综合运用大学四年所学的知识解决生产现场遇到的问题，全面提高学生解决实际问题的能力。

目前，我国《失效分析》课程中基本没有开设实验课程。原有的案例教学方式也是教师根据以往的失效实例进行讲解和介绍，学生也只是停留在某个零件的失效分析思路上，往往没有自己的思路。《失效分析》课程实验的开设，采用“学生为主体，教师为主导”的教学模式，让学生根据实际的失效零件和自己所学的知识，提出自己的分析思路，利用各种分析手段，最终解决实际问题，充分调动学生的积极性。学生针对失效的零件，综合运用所学的基础理论知识及技能进行分析，根据分析结果提出失效分析方案。学生根据自己的实验方案，设计相关试验进行研究。这一过程不但强化了学生的综合实践能力，还培养了学生的科研创新能力，通过这一过程还培养了学生发现问题、分析问题及解决问题的能力。失效分析进行过程中，各个步骤相互关联，任一环节的失误都将影响最终的分析结果，因此这一过程还能培养学生严谨的科学态度，为学生今后从事科研工作或者实际生产问题的解决打下了良好的基础。

2.案例、问题、项目和课题的研讨式教学。工科教育中大一与大二主要进行的是基础知识的讲解，大三及大四进入专业课程的学习后，除了知识的介绍还应对学生的思维能力、创新能力及分析能力进行培养，由于工科大学生最终面向的是工厂及企业，所以还要注重对他们利用所学知识解决实际问题能力的培养。

著名教育家杜威曾经说过：最好的教学，就是牢牢记住学校教材和实际经验二者相互联系的必要性，使学生养成一种态度，习惯于寻找这两方面的接触点和相互的联系。在这种思想的指引下，课堂上教师的教学内容可以包含典型的案例、科研项目及课题中的问题，对于这些问题教师通过研讨的方式提出，有些问题可以组织学生在课堂上进行讨论，有些问题可以让学生在课下查阅相关的资料后，分析问题，然后进行课堂讨论，最终找出解决问题的方案。由于这些问题大多是与工厂企业结合，问题解决的同时也使学生具备了实际的工作技能，同时还能培养学生团队合作以及相互交流的能力。

3.根据学校环境，创办有自身特色的失效分析课程。在保证《失效分析》课程教学的同时，由于我校开设该课程有近三十年的历史，形成了自己的鲜明特色。中国矿业大学材料科学与工程专业的前身是金属热处理专业，因此原有《失效分析》的内容主要侧重于金属材料，尤其是煤矿机械在热处理过程中的失效。在2004年材料学院成立后，在原有专业的基础上相继开设了材料成型、高分子材料及无机非金属专业，因此《失效分析》的内容也根据不同专业相继扩展到铸、锻、焊及机加工过程中零件的失效，电子元器件的失效以及人工关节材料的失效等。

（二）实验环节的改革

以往的《失效分析》课程没有开设相应的实验课，主要是通过授课教师案例的讲授或者其他课程的实验环节获得基本的实验技能。在教学过程中由于学时的限制和实验条件的不足，任课教师只是简单的介绍一些常用的实验手段和实验步骤，使学生缺乏感性的认识，往往出现上课的时候学生听的非常明白，而到实际应用时不知如何下手的状况。根据这种现象，在新版的教学计划中，《失效分析》课程开设了三个实验课程，培养学生自己动手及解决实际问题的能力。

1.以实验为核心，建立认识、认知、升华的实验体系。基于培养学生发现问题、分析问题及解决问题能力培养的目标，《失效分析》课程开设了三个实验。第一个实验为失效分析故障树的建树与应用，采用手工分析和计算机绘制故障树图的方式完成实验;第二个实验为失效分析基本方法中的宏观分析法，通过实际失效件及其断口的宏观分析;第三个实验为具体零件的失效分析，采用各种实验方法，分析零件失效的原因。通过这样的三个实验，让学生在学习过程中逐步建立起对失效分析的认识、认知和升华的实验体系。

加强实验内容的综合性，采用具体的失效零件，让学生根据失效模式提出问题，根据问题设计实验步骤，充分调动学生学习的积极性和主动性。

2.以实际问题为核心，建立综合性的实验教学体系。将《失效分析》实验课与生产实际联系起来，学生在学习基础理论知识及技能的同时，由于接触了大量的现场问题，也可以大大提高工科大学生的实践能力。由于开放性的教学体系和实验过程，也培养了学生的创新能力。失效分析实验中所用零件均来自工厂企业失效的零件，其失效过程复杂，其失效原因的分析具有很强的探索性和研究性，由于这些失效零件来自于现场实际，分析具有针对性，分析过程中学生不仅能了零件的使用环境，而且能了解零件的选材、加工、使用以及维护过程。这样的实验过程激发了学生的学习兴趣，能够使学生积极的思考，发挥自己的聪明才智，寻找机械零件失效的原因。通过这一过程的锻炼，学生的科研能力得到提高，也学会了失效分析的方法。

3.以生产实际为核心，建立实验基地。《失效分析》是一门实用性很强的课程，这就要求学生具有很强的理论联系实际的能力。失效分析实践教学体系的建立要求我国高校与工厂企业要有紧密的联系，由于大部分工厂企业对失效分析不够重视，导致高校与企业脱钩，高校失效分析工作的实践教学环节薄弱的现象。虽然之前我们也做过大量的失效分析案例，但是分析过程往往是破坏性的，并没有留下太多资料，这就要求我们在以后的分析过程中，在保证分析质量的同时，尽量留下较多的失效零件，给失效分析课程提供更多的实验素材，建立《失效分析》课程的实验基地。

三、结束语

《失效分析》课程建设尤其是该门课程研讨式的授课方式还有很多不完善的地方需要探讨和完善。在今后的教学过程中，我们应该借鉴和总结国内外相关课程的授课模式，并大胆的改革与创新。通过对教学与实验环节的改革，能够提高材料专业本科生的实践与创新能力，能够在工作中独当一面，解决今后工作和学习中遇到的难题。

参考文献：

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[4]康学勤，孙智，李晓.低频率下波纹管膨胀节腐蚀疲劳行为模拟[J].压力容器，2008，25，（9）.