材料科学与工程毕业论文
材料科学与工程毕业论文专业：材料科学与工程
掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及其发光性能
摘要
本文简述了发光材料相关理论：简述发光材料的发光过程和发光机理，介绍了稀土离子的光谱理论，概括了稀土发光材料的常用制备方法的进展和面临的问题。采用溶胶-凝胶法制备掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2(ZGS)玻璃陶瓷和共掺杂Tb3+，Eu3+的ZGS玻璃陶瓷发光材料，利用热分析(DTA-TG)、X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)等测试手段，分析各组成含量对其中的纳米晶体组成和对料的发光性能的影响，通过不同工艺参数和组成对比，获得最佳的制备工艺和组成含量。
对掺杂Tb3+的ZGS玻璃陶瓷的相组成和发光性能进行了检测。XRD结果表明：从700℃开始有纳米晶体形成，900℃烧结为最佳。当组成中n(Zn)/n(Ga)=0.58时样品获得只有ZnGa2O4晶体分布在无定型SiO2玻璃基体的玻璃陶瓷。Tb3+位于ZnGa2O4晶体与玻璃相的交界处。激发光谱分析表明，掺杂Tb3+的ZGS玻璃陶瓷为Tb3+特征激发，最强激发峰为255nm，是Tb3+的4f-5d跃迁，次强激发峰为377nm，是Tb3+的4f-4f跃迁。发射光谱分析表明Tb3+的ZGS玻璃陶瓷呈现Tb3+的特征绿光发射，为Tb3+的5D4→7F J (J=6，5，4，3)跃迁发射，最强发射峰位于545nm，属于Tb3+的5D4→7F5磁偶级跃迁。
掺杂Tb3+，Eu3+的ZGS玻璃陶瓷只表现出Eu3+的发光性能，为Eu3+的D0→7F J (J=0，1，2，3，4)特征跃迁，最强发射峰为615nm，是红光发射，为5D0→7F2电偶极跃迁。可能的原因是少量的Tb3+没有掺入晶体中。
关键词：溶胶-凝胶法，Tb3+掺杂，镓酸锌，玻璃陶瓷，发光性能
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Reparation and Photoluminescence Properties of Tb3+-doped ZnO-Ga2O3-SiO2 glass-ceramics
Abstract
The thesis describes the related theories of luminescent materials: introduces the spectral theory of the rare-earth ions, summarizes the luminescent progress and luminescence mechanism of rare-earth luminescent materials and progress and faced problems of commonly used preparation methods of the luminescent materials. Tb3+-doped ZGS glass-ceramics and Tb3+,Eu3+-co-doped ZGS glass- ceramics of luminescent materials were preparation by sol-gel method. Using thermal treatment (DTA-TG), X-ray diffraction (XRD) and fluorescence spectra (PL) test methods, analysis of effect on the nanocrystals composition and luminescent properties by the content of each composition. Contrast to different process parameters and composition of the content to get the best preparation process and composition of the content.
The composition and luminescent properties of Tb3+-doped ZGS glass-ceramics were tested. XRD results showed that the formation of nanocrystals from 700 ° C and 900℃ is the best sintering temperature. The sample only ZnGa2O4crystals distributed in the amorphous SiO2 glass matrix when the composition of n (Zn) / n (Ga) = 0.58. The Tb3+ localized at the interface between the ZnGa2O4crystal particles and the glassy phase.Excitation spectrum analysis showed that Tb3+-doped ZGS glass-ceramics are the characteristic excitation of Tb3+. The strongest excitation peak is at 255nm, which is the 4f-5d transition of Tb3+, and the second stronger excitation peak is at 377nm, which is the 4f-4f transition of Tb3+. Emission spectral analysis showed that of Tb3+-doped ZGS glass-ceramics present features green emission of Tb3+,which is the 5D4→7F J (J=6,5,4,3) transition emission. The strongest emission peak is at 545nm, belonging to the 5 D4→7F5 magnetic dipole transition of Tb3+.
Tb3+,Eu3+-co-doped ZGS glass-ceramics only show the luminescence properties of Eu3+, which is the D0→7F J(J=0,1,2,3,4)characteristic transitions of Eu3+. The strongest emission peak is at 615nm, which is red emission belonging to the 5D0→7F2 electric dipole transitions of Eu3+. The likely reason is that a small amount of the Tb3+not doped crystals.
Keyword: sol-gel, Tb3+doping, ZnGa2O4, glass-ceramics, luminescent properties
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目录
摘要 ............................................................................................................................................. II Abstract ...................................................................................................................................... I II 第一章绪论 (1)
1.1 引言 (1)
1.2 发光过程 (2)
1.3 发光机理 (2)
1.3.1 发光的能带理论 (3)
1.3.2 位型坐标模型 (5)
1.4 稀土离子的光谱理论 (6)
1.4.1 能级结构 (6)
1.4.2 +3价态的稀土离子的光谱特性 (7)
1.4.3 非正常价态稀土离子的光谱特性 (8)
1.5 稀土发光材料的制备方法 (9)
1.5.1 高温固相反应法 (9)
1.5.2 燃烧合成法 (9)
1.5.3 微波加热法 (10)
1.5.4 水热/溶剂热法 (10)
1.5.5 喷雾热解法 (10)
1.5.6 化学沉淀法 (11)
1.5.7 溶胶-凝胶法 (11)
1.6 本课题研究的来源与意义 (12)
1.7 本课题研究的内容 (13)
第二章实验方法 (14)
2.1 实验原料与设备 (14)
2.2 样品的制备 (14)
2.3 性能表征 (16)
第三章实验结果与讨论 (17)
3.1 DTA-TG热分析 (17)
3.2 X射线衍射分析 (19)
3.3 光谱分析 (22)
第四章结论 (28)
致谢 (29)
参考文献 (30)
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第一章绪论
1.1 引言
发光材料又称发光体，是一种能够把从外界吸收的各种形式的能量转换为非平衡光辐射的功能材料[1,2]。光辐射有平衡辐射和非平衡辐射两大类，即热辐射和发光。任何物体只要其有一定的温度，则该物体必定具有与此温度下处于热平衡状态的辐射(红光、红外辐射)。非平衡辐射是指在某种外界作用的激发下，体系偏离原来的平衡态，如果物体在回复到平衡态的过程中，其多余的能量以光辐射的形式释放出来，则称为发光。因此发光是一种叠加在热辐射背景上的非平衡辐射，其持续时间要超过光的振动周期。当外界激发源对材料的作用停止后，发光还会持续一段时间，称为余辉。这是固体发光与其他光发射现象的根本区别。一般以持续时间10-8s为分界，短于10-8s的称为荧光，长于10-8s的称为磷光。
发光材料的发光方式是多种多样的，主要类型有：光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、光释发光、辐射发光等[3]。不同材料在不同激发方式下的发光过程可能不同。但它们的共同之处是其中的电子从激发态辐射跃迁到基态或其他较低能态使离子、分子或品体释放出能量而发光。发光物质已成为人们日常生活中不可缺少的材料，广泛地应用于照明设备、彩色电视荧光屏和大屏幕彩色显示板、电脑显示器、X射线增感屏、X射线断层扫描医疗诊断技术和荧光免疫检测分析等者多方面。此外，发光材料也用于冶金(金属材料或容器的γ射线探伤无损检测系统中的荧光屏或闪烁体)、农业(捕杀棉铃虫的黑光灯)、医疗卫生(健康射线灯，用作放射疗法检测系统的闪烁体)、国防(示波器和雷达显示屏，用于红外线夜视的上转换材料)、市容建设(具有夜明效果的长余辉材料和电致发光材料)、核能物理(核辐射探测系统的闪烁体)和高能物理(高能粒子检测系统的闪烁体)等领域[4]。
稀土因其特殊的电子层结构，而具有一般元素所无法比拟的光谱性质，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴，只要谈到发光，几乎离不开稀土[5]。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达20余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成广泛的发光和激光材料。以稀土发光材料具有许多优点：发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳，光吸收能力强，转换效率高；发射波长分布区域宽，荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级；物理和化学性能稳定，耐高温，可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用。正是这些优异的性能，使稀土化合物成为探寻高新技术材料的主要研究对象[6]。
传统的固体光功能材料是晶体或玻璃，它们的共同特点是对光的吸收或散射弱，光透明度高[7]。晶体光谱性能较优，缺点是制备难度较大、周期长、成本高。与晶体相比，
掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及其发光性能
图1-1 荧光粉的光致发光过程
A激活剂图1-2 能量从敏化剂想激活剂传递的发光过程
A激活剂，S敏化剂
玻璃材料容易制备，成本低廉，但其光谱线较宽、发射和吸收截面小、一般情况下发光效率低。透明玻璃陶瓷由无机物前驱玻璃发生部分晶化而得，是氧化物玻璃相与纳米晶相构成的复合材料，它综合了光学晶体与光学玻璃的优点，可具有与晶体相近甚至更好的光谱性能，而又有类似于玻璃材料制备技术简单、成本低和可高浓度掺杂的明显优势，且容易做成大尺寸高功率以及异型器件。此外，其力学性能和热稳定性(主要取决于玻璃相基体，如SiO2)也很优越。近年来，透明玻璃陶瓷作为新型光功能材料受到国际材料学界广泛关注。
本课题是以掺杂Tb3+的ZGS玻璃陶瓷为研究对象，采用溶胶-凝胶法合成玻璃陶瓷，研究其制备工艺及其发光性能。
1.2 发光过程
当外部光源如紫外光、可见光甚至激光照射到光致发光材料时，发光材料就会发射出特征光如可见光、紫外光等，实际上光致发光材料的发光过程较复杂，一般由以下几个过程构成[2]。
(1) 基质晶格或激活剂(或称发光中心)吸收激发能。
(2) 基质晶格将吸收的激发能传递给激活剂。
(3) 被激活的激活剂发出荧光而返回基态，同时伴随有部分非发光跃迁，能量以热的形式散发。
整个发光过程示意图如图1-1所示[2]。有时除了掺杂激活剂外，还在基质中掺杂另一种离子，称为敏化剂，如图1-2所示[2]，这种离子能强烈地吸收激发能，然后将能量传递给激活剂，被敏化的稀土离子发出荧光而返回基态，同时伴随有非发光跃迁，能量以热的形式散发。
1.3 发光机理
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晶体材料都呈现一定规律的周期排列，内部原子存在较强的相互作用，导致原能级的变化，许多相近能级构成能带。某些无机物所以具有发光性能是与合成过程中化合物(发光材料基质)晶格里产生的结构缺陷和杂质缺陷有关，这些缺陷局部地破坏了晶体内部的规则排列，从而形成缺陷能级。当外部光源照射时，电子就会在各种能级间跃迁，从而产生发光现象[1]。
由于发光材料基质的热歧化作用出现的结构缺陷所引起的发光叫非激活发光(自激活发光)，这种发光不需要掺加激活杂质。在高温下向基质晶格中掺人另一种元素的离子或原子时会出现杂质缺陷，由这种缺陷引起的发光叫激活发光，而激活杂质叫激活剂。实际上，非常重要的发光材料大部分是激活型的，即有选择地在基质中掺入微量杂质的发光材料。这类发光材料的微量杂质一般都充当发光中心(有些杂质是被用来改变发光体的导电类型的)。因此，发光中心的概念是和激活剂相联系的。至今，晶格中激活剂的化学态和发光中心的结构仍是值得深人研究的课题。掺杂到基质晶格中的激活剂的价态、在晶格中的位置(晶格离子的置换、点阵的位置)、激活剂周围的情况、是否有共激活剂(和激活剂一起加入的与之有关的杂质)，所有这些决定了发光中心的结构和它的性质。
紫外光能量可以直接被发光材料的发光中心吸收(激活剂或杂质吸收)，也可以被发光材料的基质所吸收(本征吸收)。在第一种情况下，吸收或伴有激活剂的电子壳层内的电子向较高能级的跃迁，或电子与激活剂完全脱离及激活剂跃迁到离化态(形成“空穴”)；在第二种情况下，基质吸收能量时，在基质中形成空穴和电子，空穴可能沿晶格移动，并被束缚在各个发光中心上。辐射是由于电子返回到较低(初始)能级或电子和离化中心(或空穴)再结合(复合)所致。某些材料的发光(能量的吸收和能量的辐射)只和发光中心内的电子跃迁有关，这种材料叫作“特征型”发光材料，过渡元素和稀土金属离子以及类汞离子是这种发光材料的激活剂。
1.3.1 发光的能带理论
光致发光材料包括特征型和复合型的发光材料[8]。复合型的发光材料机理由固体能带理论的基本概念来解释。在固体的晶格中由于相互作用使原子的一些电子能级劈裂成某些相邻分布的次能级，而这些原子又参与了相互作用，这些次能级的总和形成了能带。
1928年勃洛赫指出，在理想晶格的周期场里，可以把移动电子视作一些不带有任何能量的电子。由晶格中一些原子能级所确定的允许能量状态的能带为一些禁戒能带所分割。每一个允许能量状态的能带具有N个能级。按照Pau1i原理，在能级上分布着2N个电子。对于一般的发光材料存在着两个能带——充满了电子的价带和电子可在其中自由运动的未充满的导带，各带之间由一定的间隔分开，即禁戒的能量区带(禁带)。在晶格中引入杂质(激活剂)以及在晶格中存在着杂质或缺陷，这就为形成一些分布在禁带中的能级提供了条件。
掺杂Tb 3+的ZnO-Ga 2O 3-SiO 2玻璃陶瓷的制备及其发光性能
图1-3示出了半导体型发光材料的最简单的能带图。在掺人激活剂时所产生的能级A 1和A 2分布在禁带中。在禁带中与激活剂能级同时还存在着电子的俘获能级(A 3)，这种
能级是由各种缺陷来决定的(特别是杂质)。由于陷阱的性质不同，所以俘获能级能够具有不同的深度。能级A 1对应于激活剂的未激发态(基态)，在这种状态中(电子)是充满的，而能级A 2(激发态)和能级A 3是自由的状态。在发光材料被激发的情况下，光能无论在激活剂能级上还是在基质中都会被吸收。在第一种情况中光的吸收伴随着自激活剂基态能级A l 到激发态能级A 2的电子跃迁(1)，而光辐射发生在跃迁(2)的情况下，这相应于电子返回到基态能级。在这种情况产生“荧光”，其延续时10-9~10-8s 。
由光的激发而逃逸出的一些电子能够跃迁到导带(3)，并被限制在陷阱里(4)。如果再把必需的能量传递给这些电子(例如对发光材料加热或在红外光的作用下)，电子能由陷阱中释放出来(5)。这时电子或者会重新被陷阱俘获，或者通过导带跃迁到激活剂能级(6)，并与发光中心复合，这引起了长时间的发光(“磷光”)，这种发光一直持续到所有被陷阱俘获的电子都被释放出并与离化中心复合为止。
在发光材料基质中，吸收光时电子由价带跃迁到导带(7)，在价带中形成一些空穴会迁移并可能被限制在激活剂的能级上。在这种情况下，由于导带中的电子与激活剂能级上的空穴的复合产生了辐射。如果晶格中的一些其他杂质吸收了能量，而这种杂质的辐射光谱和激活剂的吸收光谱一致。那么这种杂质所吸收的能量就可能传递给激活剂，这种杂质就是敏化剂。
图1-3 半导体型发光材料的能带图 A 1
A 2 A 3
(1) (2)
(3)
(4) (6) (5) (7) 导带
价带
毕业论文 图1-4 普勒纳和威廉斯能级图
普勒纳和威廉斯提出的另一种模型，如图1-4所示。按照这种模型，基态能级A 1靠
进价带,而激发态能级A 2在导带底下。在光激发而形成电子与空穴之后，对于能级A 1来说最大可能是从价带俘获空穴，而对能级A 2来说是从导带俘获电子，由于电子自能级A 2到能级A 1的跃迁产生发光。这种模型被叫做“施主-受主”模型，在很多情况下用它来解释发光过程。 1.3.2 位型坐标模型
对于特征型的发光材料，电子跃迁发生在发光中心本身的内部，中心的能量状态和它的性质可以用二维能带模型来描述。关于位形坐标，中心的未激发状态由位能曲线a 1来描述，如图1-5所示 [2]，它表明了其能量与位形坐标的关系，在双原子分子里这个坐辐射 A 1
A 2
导带
价带
图1-5 特征型发光材料的二维能带模型
掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及其发光性能
标是2个核间的距离，曲线a2表示激发状态。点E10和E20对应于0K情况下中心的末激发态和激发态，而水平线表示高于零度的温度下核相对于平衡位置发生的振动。在图1-6上系统的激发用E10到E2跃迁来描述。然后，系统到达平衡位置E20，部分能量以声子的形式传输给晶格，最后发生E20-E1辐射跃迁。在这种情况下E2-E10＞E20-E1。这进一步解释了斯托克斯损耗，它造成了辐射光谱对子吸收光谱来说朝长波范围移动。
一般与基态平衡距离R。不相等，又由于发光中心离子可因为激发态的平衡距离R0
′
以处在不同的振动能级上，所以吸收、激发和发光光谱往往表现为宽的能带。a1，a2位移-R。)，主要原因是激发态的化学键与基态的化学键不同，通常前者较弱。了△R(△R= R0
′
当发光中心吸收激发能时，系统的能量将由基态垂直到达激发态，这是因为从基态到激发态是电子的跃迁过程，而横向位移是原子核之间的振动，由于电子的质量比核的质量小得多而运动速度快得多，所以在电子的快速跃迁过程中，可以近似地认为晶体中原子间的相对位置保持恒定不变，原子核只有稍后才占据合适的位置。
若温度高到某一值时激发态的系统由曲线的交点C来表示，那么系统能够沿着曲线a1降下来，而没有辐射。这种在中心内部把吸收能量转变成热的碎灭被称为“内部碎灭”。发光中心的位型标模型可以在一系列情况下解释吸收和辐射光谱的形式以及它和温度的关系。
1.4 稀土离子的光谱理论
1.4.1 能级结构
三价镧系离子具有未充满的4f壳层，4f电子可以有多种排布形式。当4f电子以不同形式排布时，它们的轨道角动量或自旋角动量或总角动量有所不同，反映电子的相互作用不同，故能量有差别。在原子结构理论中，处理电子间相互作用和自旋—轨道相互作用对原子和离子体系的影响，对于下述二种极限情况采用的方案是：(1)若电子间相互作用能远大于自旋—轨道相互作用能，采用Russell-Saunders耦合；(2)若自旋—轨道相互作用能远大于电子间相互作用能，采用J-J耦合。对于镧系离子来说，虽然电子间相互作用大于自旋—轨道相互作用，但由于自旋—轨道耦合系数较大，自旋—轨道作用能与电子间的相互作用能粗略地说是相同数量级的，因此应采用介于上述两种方案的中间方案，但由于计算较为复杂，长期以来镧系离子一直采用Russell-Saunders耦合方案[9]。
当以Russell-Saunders耦合方案微扰处理给定电子组态的体系时，在考虑电子之间的库仑斥力后，体系的状态要发生变化，其能量决定于该状态的总轨道量子数L和总自旋量子数S。在光谱学等领域中，通常用光谱项2s+1L(如图1-6)来标记该能量状态[9]。式中，习惯以大写S，P，D，F，G，H，I等依次表示L=0，1，2，3，4，5，6等数值。2S+1为谱项的多重性，放在L的右上角，当L≥S时，它表示一个光谱项包含的光谱支项的
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数目，当L 同一光谱项的状态仍保持简并，当电子的自旋-轨道耦合作用进一步对体系微扰时，以光谱项标志的能量进而变化，简并态进一步被分裂为2S+1或2L+1个不同能位，体系的能量决定于该状态的总角动量量子数J。分裂后的光谱项用光谱支项2S+1L J标志，此即稀土离子的能级。需要指出的是，镧系离子的能级仍然保持简并，在凝聚态中，受晶体场的影响，该能级最多可以劈裂为2J+I个能位。 图1-6 +3价镧系元素离子的能级图 1.4.2 +3价态的稀土离子的光谱特性 大部分RE3+的吸收和发射光谱源自内层的4f-4f跃迁，根据光谱规律，这种△l=0的电偶极跃迁原本属于禁阻的[10]。但是实际上可观察到这种跃迁，这主要是由于4f组态与宇称相反的组态g或d发生混合，或对称性偏离反应中心，使原是禁止的f-f跃迁变为允许的。这种强制性的f-f跃迁产生如下影响：光谱呈狭窄线状，谱线强度较低。在激发光谱中，这种特点不利于吸收激发能量，这是+3价镧系离子发光效率不高的原因之一；在 掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及其发光性能 4f之间跃迁概率很小，激发态寿命较长，有些激发态的平均寿命长达10-6S~10-2S，而一般原子或离子的激发态的平均寿命只有10-10s~10-8s，这种长激发态称为亚稳态。由于+3价态镧系离子的外层电子形成了满壳层(5s25p6)，4f轨道属于内层，f-f跃迁几乎不受外部场的影响，所以f-f跃迁发射呈现锐线状光谱，其发射波长是稀土离子自身的特有行为，而与周围环境无关。 除了f-f跃迁外，+3价镧系离子Ce3+、Pr3+、Tb3+还有d-f跃迁，其△l=1，根据光谱规律，这种跃迁是允许的。d-f跃迁的特点与f-f跃迁几乎完全相反，其光谱呈现宽带，强度较高，荧光寿命短。由于5d处于外层，d-f跃迁受晶场影响较大。 1.4.3 非正常价态稀土离子的光谱特性 (1) +2价态稀土离子的光谱特性[6]。+2价态稀土离子(RE2+)有两种电子层构型：4f n-15d1和4f n。4f n-1和构型的特点是5d轨道裸露于外层，受外部场的影响显著，4f n-15d1→4f n(即d-f跃迁)的跃迁发射呈宽带，强度较高，荧光寿命短，发射光谱随基质组成、结构的改变而发生明显变化。 RE2+的4f n内层电子构型的f电子数目和与其相邻的下一个+3价稀土离子(RE3+)相同，例如Sm2+和Eu3+均为4f6，Eu2+和Gd3+均为4f7，Yb2+和Lu3+同为4f14。但与RE3+相比，RE2+的激发态能级间隔被压缩，最低激发态能量降低，谱线红移。例如，Eu2+的f 内层激发态4f7(6P j)，其最低能级到基态的4f7(6P7/2)→4f7(8S7/2)(为f-f跃迁)跃迁发射呈线状光谱，峰值位于360nm处，是相邻的下一个三价稀土离子Gd3+的相应发射能级的一半左右。Eu2+产生f-f跃迁的基本条件是：基质中Eu2+的5d能级吸收下限必须位于6P j能级之上。因此Eu2+必须处在一种弱场、强离子性的基质晶格环境中(然而，也曾有实验发现，当Eu2+的5d能级吸收下限位于6P j能级以下2000cm-1时，能观察到f-f跃迁)，例如某些复合氟化物基质可满足这一条件。在Eu2+搀杂的复合氟化物体系中，可以依据Eu2+所占据格位的阳离子元素电负性的大小推断f-f跃迁发射产生的可能性，Eu2+的这些光谱特性对新材料设计和材料物性研究具有理论价值。 (2) +4价态稀土离子的光谱特性。+4价态稀土离子和与其相邻的前一个+3价稀土离子具有相同的4f电子数目，例如，Ce4+和La3+，Pr4+和Ce3+ , Tb4+和Gd3+等。它们的电荷迁移带能量较低，吸收峰往往移到可见光区，如Ce4+与Ce3+的混价电荷迁移跃迁形成的吸收峰已延伸到450nm附近，Tb4+的吸收峰在430nm附近。 价态的变化是引发、调节和转换材料功能特性的重要因素，发光材料的某些功能往往可通过稀土价态的改变来实现，例如，稀土三基色荧光材料中的蓝光发射是由低价稀土离子Eu2+产生的。稀土的价态变化有时也会带来不利因素，如MgA l1O19:Ce3+,Tb3+灯用绿粉中Ce3+是一种变价离子，在185nm紫外线作用下会氧化为强烈吸收254nm紫外辐射而又不发光的Ce4+，造成荧光粉的光衰，使灯的光通维持率下降。因此，掌握价态转换 毕业论文 规律、探索价态转换机制、寻求非正常价态稳定条件及其控制途径，将为发现新型的稀土发光材料和改善材料的发光性能提供必要的依据。 1.5 稀土发光材料的制备方法 由于稀土发光材料的发光是由于激活离子的能级跃迁引起的，受外界晶场的影响较大，因此其发光性能不仅与化学组成有关，制备方法对材料的发光性能也有很大影响。为了获得性能优异的稀土发光材料，近年来人们对稀土发光材料的制备方法进行了广泛的研究，包括高温固相反应法、燃烧合成法、微波加热法、水热/溶剂热法、喷雾热解法、化学沉淀法、溶胶－凝胶法等制备方法。下面将对这些方法逐一进行介绍。 1.5.1 高温固相反应法 高温固相反应法是一种传统的稀土发光材料合成方法，制备稀土发光材料主要经过配料与锻烧两个过程[11, 12]。锻烧过程的主要作用为使原料各组分间发生化学反应，形成具有一定晶格结构基质，并使激活剂进入基质，处于基质晶格间隙或置换晶格原子。由此可知锻烧过程即是形成发光中心的关键步骤。锻烧条件如温度、气氛、时间等因素将直接影响着发光性能。其具体步骤是将各种原料的氧化物或盐类粉末按照化学计量比经配料、混合、球磨，经高温锻烧冷却后再次研磨到一定的粒度最终获得粉体。在固相法中一般需要加入助熔剂，助熔剂起着降低基质的结晶温度，同时电荷补偿已促进激活剂顺利取代形成发光中心提高荧光粉相对亮度的作用。Feng Gou等人[13]用高温固相法合成了一种新型的NaLa4(SiO4)3F:Eu3+红色荧光粉，Ning Guo等人[14]研究高温固相反应在1200℃下制备了Ca9Lu(PO4)2:Eu2+, Mn2+，通过Eu2+, Mn2+能作用获得LED用单一基质白光荧光粉，激发峰位于250~430nm，并可通过改变掺杂离子浓度实现颜色可调。 固相法具有工艺简单、操作方便、成本低、效率高、易于实现工业大生产的优点，但是不足之处为烧结温度较高(1100℃~4000℃ )，局部组织不均匀、易含有杂质，能耗高，并且固相反应法得到的颗粒尺寸分布较宽、产品的均匀性难以控制，需进一步球磨处理。 1.5.2 燃烧合成法 燃烧合成法是指通过前驱体的燃烧合成材料的一种方法。当反应物达到放热反应的点火温度时，以某种方法点燃，随后的反应由放出的热量维持，燃烧产物就是拟制备的材料。该方法的主要原理是将反应原料制成相应的硝酸盐，加入作为燃料的还原剂，在一定的温度下加热几分钟，经剧烈的氧化还原反应，溢出大量气体看，进而燃烧，几十秒后即得疏松的泡沫状材料、不结团、易粉碎。用燃烧法合成发光材料具有相当的适用性，燃烧过程产生的气体还可以充当还原保护气体。JongMin Kim等人[15]以硝酸金属盐 掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及其发光性能 与SiO2为原料，尿素为燃料并硝酸按为氧化剂，500℃预烧后在600 ℃~1200℃反应3小时，用自燃烧法制备了SrZSi04:Pb2+纳米荧光粉；Bo Zhang等人[16]通过自燃烧合成法CaA12O4:Eu2+,Dy3+,Nd3+长余辉荧光粉，发现适量H3B助熔剂的加入可进一步降低反应温度，在400℃~ 600℃下可获得目标产物。 该方法的优点是制得的产物成泡沫状、疏松、不结团、容易粉碎，发光下降不明显，不需要高温炉等用于外部加热的复杂设备，生产过程简便，反应迅速，产品纯度高，发光亮度不易受破坏，节省能源，成本低，是一种很有前途的合成方法。但产品的发光性能还不太优良，在燃烧过程中还伴随有对环境有污染的气体。 1.5.3 微波加热法 微波的频率大约介于300MHz~300GHz，即波长在100cm~1mm范围内电磁波。它位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间。微波加热是材料在电磁场中由介电损耗引起的体内加热。物质与微波作用有三种类型：物质是微波的反射体，物质是微波的传导体，物质是微波的吸收体。利用微波法已经合成了CaWO4、(Y,Gd)BO3:Eu3+等荧光体。 微波加热法具有较好的应用价值，具有快速、省时、耗能少，仅需20~30分钟，操作简便，设备简单，周期短，结果重现性好；产品疏松、粒度小、分布均匀；发光性能不低于常规方法等特点，但缺少适合工业化大生产的微波窑炉。 1.5.4 水热/溶剂热法 水热/溶剂热法是指在特制的密闭反应容器(如高压釜)中，以水或有机溶剂作为反应介质，在高温高压下进行化学反应的一种方法。水热/溶剂热条件下，原始混合物的溶解度和反应活性等都得到极大地提高，因而水热/溶剂热法可以在远低于常规固相反应的温度下制备多种无机材料。不同与其它低温制备方法(如沉淀法和溶胶-凝胶法)，根据水热/溶剂热条件下化学反应形式的不同，水热/溶剂热法可分为水热/溶剂热氧化、水热/溶剂热沉淀、水热/溶剂热还原、水热/溶剂热分解、水热/溶剂热结晶等多种类型。Jong等人[17]利用水热合成法制备了ZnGa2O4:Eu3+纳米晶，研究了其发光特性，并与传统的固相反应法制备的ZnGa2O4:Eu3+块体材料作了比较。Kutty等人[18]用此方法制备出了SrA12O4:Eu3+发光材料 水热/溶剂热法制得的产物优点是结晶度都比较好，因而通常不需要再对样品进行后续热处理。合成温度低，条件温和，产物缺陷不明显，体系稳定。但所得产物的发光强度较弱，有待改善。 1.5.5 喷雾热解法 毕业论文 喷雾热解法也是近年来较为新兴的荧光材料合成方法。工艺过程为用水、乙醇或者其它溶剂先将反应原料配成前驱体溶液(金属溶液)或胶体体系，之后通过喷雾装置在超声震荡作用下将反应液雾化成气溶胶状的雾滴并用惰性气体或还原气体(如NZ/HZ)将其导入高温气氛反应器中，在短暂的几秒钟时间内将前驱体溶液雾流干燥，反应物发生溶剂挥发与金属盐热分解或燃烧等化学反应，首先生成疏松的颗粒，后立即烧结成致密的微米级的粉体从而得到与初始反应物完全不同的新晶体颗粒产物，整个反应过程中无需研磨，避免了杂质的引入和晶体结构的破坏，保证了产物的高纯度和高活性。Jiguang Li[19]以金属硝酸盐为原料，加入CO(NH2)2获得前驱体溶液，通过喷雾热解所得前驱体[(Y1-x Gd X)1-y Eu y](OH)CO3·1.3H2O, x=0~0.5与y =0~0.11并在600℃~1300℃下退火研究了Gd3+离子掺杂对Y2O3:Eu3+荧光粉发光性质的作用，获得了260nm激发下610nm处的红色发光。 喷雾热解法产物粒径分布窄、形状规则、尺寸可控、反应设备简单、易于工业化等特点。然而，该法也存在工艺复杂，干燥过程能量消耗高，热分解产生的腐蚀性气体令设备要求高，产物组分不均匀且颗粒强度较低等缺点令其推广应用受到限制。 1.5.6 化学沉淀法 化学沉淀法为控制化学反应获得多元复合材料的常用方法，通过利用适当的沉淀剂，或在一定温度下调节体系pH值使原料发生水解，令混合的金属盐溶液(体系中通常含有两种或以上的金属离子)的各种阳离子反应形成不同形式而组成均匀的沉淀物，经过滤、洗涤与干燥后，进一步加热分解后获得纯度较好的荧光材料。Numan Salah等人[20]用化学沉淀法制备了K2Ca2(SO4)3:Eu2+,Tb3+荧光粉纳米颗粒，发现纳米颗粒较大的比表面积降低了热2发光敏感程度，光致发光性质则未受太大影响；yang-Tang Nien等人[21]通过该法在900℃条件下合成了结晶性良好的YAG:Ce3+纳米荧光粉，并研究了-OH根去除剂hexamethyldisilazane (HMDS)对制备效果的影响。 化学沉淀法方法简单、易于控制、成本低廉、纯度高、化学均匀性好等优点。不足之处则在于：(1)不同反应物有沉降速率、溶度积的差别，因而多组分体系难以形成化学计量比精确、组分均一的前驱物；(2)难以控制适当的pH值使多组分体系中各个组分相同时间内沉淀完全；(3)在获得前驱物再处理过程中，从共沉淀生成，颗粒长大到沉淀的清洗、干燥、锻烧的任何一个阶段都将导致颗粒长大及产生团聚现象。沉淀过程复杂，粉体颗粒形貌难易控制，尺寸分布范围仍较宽，需通过选择合适的沉淀剂或加入助熔剂达到控制粉体分散性及形貌的目的 1.5.7 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶(sol-gel)法是一种新兴的湿化学合成方法，是指从金属的无机物或有机物的 掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及其发光性能 溶液出发，在低温下的液相中均匀混合并通过溶液中的水解、聚合等化学反应，首先生成溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，然后经过热处理或减压干燥，在较低的温度下制备出各种单组份或多组分无机材料或复合材料。利用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备发光材料时，把选好的基质材料制成溶液，配以激活剂、助溶剂等的有机化合物溶液或化合物的水溶液，混合均匀，溶液静化数小时后形成凝胶，经干燥、灼烧除去有机物后，再在一定气氛下烧结成产品，得到发光材料。乔彬等人[22]采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法合成ZnGa2O4:Cr3+红色荧光粉，在空气气氛中1000℃锻烧得到ZnGa2O4的单相；X.L. Duan等人[23]采用溶胶-凝胶法合成掺杂Eu3+的ZnO-Ga2O3-SiO2的透明玻璃陶瓷，得到纳米ZnGa2O4晶粒分布在SiO2基体中。 此方法制备发光材料具有均匀性好，烧结温度低，反应容易控制，材料的发光带窄，发光效率高等优点溶胶-凝胶技术作为一种先进的工艺方法，还具有反应温度低、对基材的尺寸与形状没有过高要求、仪器费用低、操作简单、材料性能调节余地大等特点，可以很方便地通过改变参与反应的有机与无机组分的含量来实现纳米涂层性能的调节。但存在着要使用金属有机溶剂，成本高、操作繁琐、生产周期长，凝胶在烧结过程中收缩较大，制品易变形，对发光性能有一定影响等缺点。 1.6 本课题研究的来源与意义 镓酸盐系被认为是很有应用前途的一类发光材料，近些年人们对它的合成方法、发光性能、实际应用等方面开始关注。镓酸盐(MGa2O4)多属尖晶石结构，是一类重要的阴极射线发光材料，同时它本身也是一种很好的发光材料的基质，掺杂不同激活离子时，可得到红、绿、蓝等各种颜色的发光粉。近年来国内外研究最多的是ZnGa2O4和ZnGa2O4中掺杂的稀土或过渡金属离子，黄永尚等人[24]采用高温固相法制备ZnGa2O4晶体发光材料，于敏等人[25]用柠檬酸-凝胶法合成ZnGa2O4:Eu3+ / Mn2+发光材料。 对于发光材料目前主要是晶体粉末或玻璃，而玻璃陶瓷作为发光材料近年来受到了广泛的关注。它综合了光学晶体与光学玻璃的优点，可具有与晶体相近甚至更好的光谱性能，而又有类似于玻璃材料制备技术简单、成本低和可高浓度掺杂的明显优势，且容易做成大尺寸高功率以及异型器件；此外，其力学性能和热稳定性也很优越[7]。研究表明：制备工艺简单、成本较低的透明玻璃陶瓷是一类很有前途的发光材料，在新型硅太阳电池组件、光纤放大器、紫外激光介质以及三维光显示等领域具有重要应用前景。稀土离子的能级结构由4f壳层电子的库仑相互作用和自旋轨道相互作用决定，由于宇称和电旋禁戒作用导致稀土离子具有较低的光学吸收截面(如Er3+离子的吸收截面大约为10-21cm2)从而影响其发光性能。半导体材料由于其电子具有从导带到价带强烈的吸收跃迁(吸收截面可高达l0-15cm2)，可作为激光器、存储器等光电子器件。将稀土离子掺杂到含半导体量子点的玻璃陶瓷材料中，利用半导体具有的高吸收截面，通过半导体与稀土 毕业论文 离子间共振或声子辅助非共振能量转移来改善稀土离子的发光。王元生等人[26]制备了Er3+掺杂的含Ba2LaF7三元组分纳米晶的玻璃陶瓷；X.L. Duan等人[27]采用溶胶-凝胶法合成掺杂Eu3+或Co2+的ZnO-Ga2O3-SiO2的透明玻璃陶瓷。很少有掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的研究报道。 在稀土元素中，Tb3+作为激活剂掺杂到各种基质中的研究较为常见，Tb3+呈现其特征绿色发射，最强峰位于544nm处，属5D4→7F5电偶跃迁。但其主要是掺杂到铝酸盐系和硼酸盐系，掺杂到镓酸盐系的研究报道却很少。王智宇等人[28]采用高温熔融法制备了Tb3+掺杂ZnO-B2O3-SiO2玻璃。 因此，本课题主要研究掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的合成及其光致发光研究。合成掺杂Tb3+以ZnGa2O4为微晶均匀分布在SiO2玻璃为基体的发光材料。分析采用溶胶-凝胶法合成掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷工艺，分析各组成含量对其中的微晶组成的影响和对材料的发光性能的影响，通过不同的组成对比，获得最佳的制备工艺和组成含量。 1.7 本课题研究的内容 (1) 采用溶胶-凝胶法制备不同组成的掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2(ZGS)玻璃陶瓷，研究不同组成和不同的烧结温度的ZGS对其结构和发光性能的影响； (2) 采用溶胶-凝胶法制备共掺杂Tb3+，Eu3+的ZGS玻璃陶瓷，研究其组成结构对发光性能的影响； (3) 对比以上几种材料的发光性能，寻找合适的组成与烧结温度。 掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及其发光性能 第二章实验方法 2.1 实验原料与设备 主要原料如表2-1所示： 表2-1 实验药品 试剂名称规格产地 正硅酸乙酯硝酸锌 无水乙醇硝酸镓 硝酸 醋酸铽99.8% AR AR 99.9% AR 99.9% 天津市科密欧化学试剂有限公司 国药集团化学试剂 国药集团化学试剂 福建省三明市三圆化学试剂有限公司 阿拉丁试剂有限公司 阿拉丁试剂有限公司 主要仪器设备如表2-2所示： 表2-2 实验器材 设备名称型号产地 多头磁力加热搅拌器鼓风电热恒温干燥箱箱式电阻炉 称量瓶 电子天平HJ-4 101-3 EX2-4-13T 25×25mm FA1204B 常州国华电器有限公公司 绍兴市沪越科学实验仪器厂 EDESON艾德生仪器有限公司 上海楚柏实验室设备有限公司 上海精密实验设备有限公司 2.2 样品的制备 (1) 量取10mL正硅酸乙酯加到10mL乙醇，将二者混合，置于磁力搅拌器上室温搅拌30min，再滴加3滴左右硝酸至PH值为1制得溶液A； (2) 按不同的组成要求分别量取药品，如表2-3所示，各药品混合得溶液B； (3) 将溶液B慢慢倒入A中，边倒边搅拌，混合后继续搅拌4h后每4mL倒入一个称量瓶中，如出现粘稠状立刻倒出； (4) 密封好的称量瓶在室温下陈放一周后放入干燥箱保持一定温度进行干燥一周形成块状干凝胶，干燥温度如表2-4所示； XX大学本科生毕业论文（设计）开题报告 毕业论文（设计）题目应用原生质体融合技术构建耐胆盐、耐酸乳酸菌菌株 选题类型应用基础型课题来源自选项目 学院生命科学与理学院专业生物科学 指导教师×××职称×× 姓名×××年级2006级学号××× 开题报告（立题依据、研究的主要内容及预期目标、研究方案、论文进度安排、主要参考文献） 1立题依据 2一、选题的理论意义与实践意义： 3选题理论意义: 黄瓜（Cucumis sativus Linn）是我国广泛栽培的夏秋季主要蔬菜之一。它喜温怕热，在胁迫因子当中，夏季高温是影响黄瓜幼苗地上部分生长发育的主要因子，露地和保护地栽培均存在高温热害，高温影响黄瓜的光合作用、呼吸作用和矿质元素的吸收，从而易使黄瓜授粉受精失败，落花落果，严重影响了黄瓜的产量和品质，因此黄瓜耐热性的提高是露地及保护地栽培需要解决的重要问题。 4硒作为谷胱甘肽过氧化物酶系（GSH-Px）的组成成分，参与作物体内自由基的消除，进而提高了植物对逆境的抗性，硒的使用可显著提高黄瓜叶片GSH-Px 的活性，使叶片中丙二醛(MDA)的含量明显降低。高温胁迫下，硒还能中和与衰老相关的氧化胁迫。 5实践意义：高温胁迫使黄瓜的品质下降，严重影响栽培设施的利用效率及黄瓜设施栽培的高效可持续发展。因此，研究硒对高温胁迫黄瓜幼苗地上部的生长调节，可以采取有效措施，对于黄瓜设施生产具有重要意义 牛奶的组成最为接近人体母乳，含有人体所需的全部营养成分，营养最为丰富和均衡，在人们的膳食结构中有其它食品无法替代的地位和作用。由新鲜牛奶发酵成的酸奶由于其丰富的营养、特殊的风味、爽滑的质构和良好的生理功能，倍受人们青睐[1]。在当今社会，酸奶早已成为人们茶余饭后的饮料，酸奶所具有的独特功效备受人们喜爱。1908年俄国诺贝尔奖获得者E．Metchnikof提出“酸奶长寿”理论，认为高加索地区居民长寿者多的原因是由于食用大量的含有乳酸菌的酸奶。 智能材料的结构及应用 学院：班级： 姓名：学号： 摘要：材料的智能化代表了材料科学发展的最新方向，智能材料是一种能通过系统协调材料内部各种功能并对时间、地点和环境作出反应和发挥功能作用的材料。且能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。本文旨在简要介绍智能材料的结构的基础之上，介绍一些它在当今社会不同领域的应用。 关键词：智能材料、结构、应用 材料的发展从之前的单一型、复合型和杂化型，发展为异种材料间的不分界的整体式融合型材料。而近几年所兴起的智能材料更是不同于以往的传统材料，它的仿生系统具有传感、处理和响应功能，而且与机敏材料相比更接近于生命系统。它能够根据外界环境条件的变化程度实现非线性响应从而达到最佳适应的效果。对于智能材料我结合自己听课的内容、书籍及网上资料的查阅写下对智能材料的认识。 智能材料不同于传统的结构材料和功能材料，它模糊了两者之间的界限并加上了信息科学的内容，实现了结构功能化功能智能化。一般来说智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。即： （1）基体材料：基体材料担负着承载的作用，一般宜选用轻质材料。一般基体材料首选高分子材料，因为其重量轻、耐腐蚀，尤其具有粘弹性的非线性特征。其次也可选用金属材料，以轻质有色合金为主。 （2）敏感材料：敏感材料担负着传感的任务，其主要作用是感知环境变化（包括压力、应力、温度、电磁场、PH值等）。常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等。 （3）驱动材料：因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力，所以它担负着响应和控制的任务。常用有效驱动材料如形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等。可以看出，这些材料既是驱动材料又是敏感材料，显然起到了身兼二职的作用，这也是智能材料设计时可采用的一种思路。 （4）其它功能材料：包括导电材料、磁性材料、光纤和半导体材料等。 材料科学与工程学院毕业设计(论文)管理实施细则 毕业设计(论文)是实现专业培养目标的重要教学环节，在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面，具有不可替代的作用，是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的实践能力、创新精神和创业精神的重要实践环节。为进一步规范毕业设计(论文)的教学管理，不断提高教学质量，根据《河南科技大学毕业设计(论文)工作管理规定》及《河南科技大学毕业设计(论文)指导手册》的要求，结合我院实际情况，特制定本细则。 一、指导教师资格 1、指导教师一般应具有讲师(工程师)以上职称或硕士以上学位。 2、首次指导毕业设计(论文)的教师，必须进行试做并经过验收合格，才能具备指导教师资格。 3、指导教师与学生人数的比例为设计类1：8；自然科学论文题目1：6。超过限额，要说明理由并报教务处批准，未经批准的超过部分不计算工作量。 二、指导教师的职责 1、指导教师对学生的指导时间每周不应少于10小时。在毕业设计期间，指导教师原则上不得外出。如外出，必须向学院请假。 2、选择题目，进行必需的先期准备，详细填写任务书。 3、审定学生撰写的开题报告和拟定的毕业设计(论文)方案，批改设计说明书(论文)、设计图纸、外文资料译文。 4、定期检查学生的工作进度和质量，按时进行答疑与指导。注意抓好文献资料查阅、方案选择及论证、论文大纲等关键环节的指导。 5、重视对学生独立分析和解决问题能力的培养，加强对学生设计思想、设计方法、试验和数据处理方法的指导，注意调动学生的积极性和启发学生的创造性。 6、指导学生正确撰写毕业设计说明书或毕业论文。 7、对学生的毕业设计(论文)成果进行详细、全面的审核，对学生进行答辩资格预审，给所指导的学生评出合理的审阅成绩，并在答辩前交答辩委员会。 8、参加毕业设计(论文)答辩，认真做好记录，评定学生成绩。 9、负责收齐学生毕业设计(论文)的全部资料、成果，交研究所(教研室)统一保存。 三、外聘教师的选聘和管理 毕业设计教学大纲 课程代号：0002025048 学时数：13周 适用专业：材料科学与工程 1 目的和任务 （1）毕业设计是培养学生综合应用所学基础理论、基本知识、基本技能，分析和解决实际问题，进行工程基本训练或从事科研工作初步训练的重要教学环节。 （2）毕业论文应着重培养学生独立工作的能力。通过论文的实践，拓宽专业面，加深加宽已学理论知识。 （3）毕业设计要突出对学生应用能力和综合能力的训练。通过毕业设计，培养学生查阅和运用文献资料的能力，外语阅读和翻译能力，独立分析与思维能力，书面与口述表达能力，创新能力。结合毕业论文工作内容，有侧重地培养学生的进行科学研究能力。培养学生树立严谨求实的科学态度和工作作风。 2 基本要求 (1)初步掌握设计原则、设计方法、设计步骤和设计规范的应用； (2)能熟练应用检索工具收集和查询有关技术资料； (3)能对工程设计方案进行选择、分析和评价； (4)能独立进行生产设备或生产车间的工艺设计，设计方案、过程基本正确； (5)能运用所学知识对设计方案进行理论验算； (6)能按要求用计算机绘制设计图纸、表达设计思想； (7)能撰写符合规范的毕业设计说明书； 3 选题 3.1 选题原则 3.1.1符合培养目标 选题首先应符合材料科学与工程专业的培养目标，力求有利于巩固、深化和拓展学生所学的知识和技能，使学生得到综合训练。 3.1.2. 结合实际 选题要结合经济建设和社会发展实际，结合工程生产实际，结合实验室建设和课程建设的实际，结合科技应用研究的实际。要求每个课题主要结合一个方面的实际。 3.1.3可行性 选题的难度和工作量适中，完成课题的条件基本具备，安全保障措施能满足要求，考虑了因材施教，学生在规定的时间内经过努力能够完成。 3.1.4 创新性 选题要重视对学生创新精神和创新能力的培养。对于重复使用的课题或与现有资料雷同的课题，应当在内容、要求、完成方法等方面有所更新和提高。 3.1.5一人一题，以保证每个学生都得到必要的综合训练。大型或复杂课题可以分成子课题由不同学生完成，用子课题儿为毕业论文题目，必须有明确分工。 3.2毕业设计应反映出作者能够准确地掌握大学阶段所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行工程设计的基本方法，所选课题的难度和工作量要适中，以保证在毕业论文期间能够完成。 3.3设计题目可由指导教师提出，或由学生提出、指导教师认可，或由师生共同商定，并一律由 《材料科学基础》实验指导书 （试用） 院系： 班级： 姓名： 学号： 大连理工大学 年月日 实验目录 实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法（2学时）实验二金属材料的硬度（2学时）实验三 Sn-Pb二元平衡相图测试（2学时）实验四金相定量分析方法（2学时）实验五 Fe-C合金平衡组织观察（2学时）实验六材料弹性及塑性变形测定（2学时）实验七碳钢试样的制备及测试综合性实验（4学时）实验八金属塑性变形及回复再结晶设计性实验（6学时）实验九金属凝固组织及缺陷的观察（2学时） 实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法 一、实验目的 1）了解光学显微镜的原理及构造，熟悉其零件的作用。 2）学会正确操作和使用金相显微镜。 3）掌握金相试样的制备过程和基本方法。 二、实验设备与材料 实验设备：x-1型台式光学显微镜，磨样机、抛光机、砂轮机 实验材料：碳钢标准样品 三、实验内容 1.通过本次实验使学生了解光学显微镜并熟悉光学显微镜的构造和使用方法； 2.要求每个学生会实际操作光学显微镜，观察金相样品并测定其放大倍数。 3.演示并初步认识金相试样的制备过程及方法 四、实验报告撰写 撰写实验报告格式要求： 一、实验名称 二、实验目的 三、实验内容 包括：1. 光学显微镜的构造及其零部件的作用 2. 使用光学显微镜观察标准样品的收获 3. 概述金相试样制备过程及方法 四、个人体会与建议 实验二金属材料的硬度 一．实验目的 1.了解布氏、洛氏、维氏硬度的测试原理。 2.初步掌握各种硬度计的操作方法和使用注意事项。 二．实验设备和样品 1．布氏、洛氏、维氏硬度计 2．铁碳合金试样 三．实验内容和步骤 1.通过老师讲解，熟悉布氏和洛氏硬度计的原理、构造及正确的操作方法。 2.演示测定维氏硬度值，演示测定布氏和洛氏硬度值， 注：每个样品测量压痕数，由指导老师根据学生人数确定，保证每位学生可以操作硬度计1-2次。因为实验条件限制，所以不需要严格按照多次测量取平均值的要求进行实验。 四．实验报告内容 1．简述实验目的和步骤。 2．简要叙述布氏、洛氏、维氏硬度计的测量原理和特点。 3．写出测量步骤，附上实验结果。 4．总结各种硬度计的使用注意事项和使用体会。 材料科学与工程毕业论文 材料科学与工程毕业论文专业：材料科学与工程 掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及其发光性能 摘要 本文简述了发光材料相关理论：简述发光材料的发光过程和发光机理，介绍了稀土离子的光谱理论，概括了稀土发光材料的常用制备方法的进展和面临的问题。采用溶胶-凝胶法制备掺杂Tb3+的ZnO-Ga2O3-SiO2(ZGS)玻璃陶瓷和共掺杂Tb3+，Eu3+的ZGS玻璃陶瓷发光材料，利用热分析(DTA-TG)、X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)等测试手段，分析各组成含量对其中的纳米晶体组成和对料的发光性能的影响，通过不同工艺参数和组成对比，获得最佳的制备工艺和组成含量。 对掺杂Tb3+的ZGS玻璃陶瓷的相组成和发光性能进行了检测。XRD结果表明：从700℃开始有纳米晶体形成，900℃烧结为最佳。当组成中n(Zn)/n(Ga)=0.58时样品获得只有ZnGa2O4晶体分布在无定型SiO2玻璃基体的玻璃陶瓷。Tb3+位于ZnGa2O4晶体与玻璃相的交界处。激发光谱分析表明，掺杂Tb3+的ZGS玻璃陶瓷为Tb3+特征激发，最强激发峰为255nm，是Tb3+的4f-5d跃迁，次强激发峰为377nm，是Tb3+的4f-4f跃迁。发射光谱分析表明Tb3+的ZGS玻璃陶瓷呈现Tb3+的特征绿光发射，为Tb3+的5D4→7F J (J=6，5，4，3)跃迁发射，最强发射峰位于545nm，属于Tb3+的5D4→7F5磁偶级跃迁。 掺杂Tb3+，Eu3+的ZGS玻璃陶瓷只表现出Eu3+的发光性能，为Eu3+的D0→7F J (J=0，1，2，3，4)特征跃迁，最强发射峰为615nm，是红光发射，为5D0→7F2电偶极跃迁。可能的原因是少量的Tb3+没有掺入晶体中。 关键词：溶胶-凝胶法，Tb3+掺杂，镓酸锌，玻璃陶瓷，发光性能 材料科学毕业论文开题报告 是提高选题质量和水平的重要环节，它主要说明这个课题研究的意义以及该课题的可行性，以下是搜集整理的材料科学开题报告，供大家阅读参考。 题目：3Cr13钢等离子体渗氮层表征 一、课题的来源及选题的依据、意义，课题在理论或实际应用方面的价值以及可能达到的水平。 3Cr13钢，是一种常用的马氏体不锈钢，3Cr13钢为我国应用较多的不锈钢之一。通过合适的热处理工艺可充分发挥该钢的内在潜力，改善性能，大幅度提高其使用寿命和耐蚀性。近年来，该钢的热处理工艺取得明显进展，但目前应用较为先进的等离子表面技术进行表面改性研究较少，国内外也鲜有报道。因此，开展这方面的研究工作有重要的实用价值和理论意义。 本研究利用等离子对3Cr13钢进行氮化处理。对其工艺、组织、结构性能以及耐腐 蚀性进行研究。通过控制渗氮温度、渗氮时间以及渗氮时氮气与氢气流量比等工艺参数来改变表面层的组织结构和性能，采用金相显微镜、XRD、显微硬度计、电化学工作站等仪 器对试样进行显微组织、相组织、硬度以及耐腐蚀性等方面进行表征测试,因为含碳量高 故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、作刃具、喷嘴、阀座、阀门/水压机阀等 二、本课题在国内外的研究现状 不同类型的钢的渗氮报道，国内外已有报道出现。Li 等研究了 42CrMo 钢采用直流脉冲等离子体渗氮和活化屏渗氮二者的区别，表明活化屏渗氮处理可以避免边缘效应，避免了离子的直接溅射，在试样表面沉积了细小尺寸的γ′-Fe4N 和ε-Fe2~3N 的微小颗粒，但 活化屏渗氮在相结构和一些性能方面(硬度、腐蚀性能)与传统的离子渗氮并无明显的区别。 谢飞等研究在 510 C 时进行离子渗氮处理对 1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢的结构和性能 的影响时，检测到钢中 Cr 元素与 N 元素反应生成化合物 CrN，发生奥氏体向马氏体转变 现象，韧性降低，表层生成了γ′、ε和 CrN 等相，这与氮气和氢气所占比例有关。不锈钢 的耐磨性与表面化合物相有关。其耐蚀性下降比较严重，虽然表面产生很高的硬度 三、课题研究的内容拟采取的技术路线或研究方法 1.渗氮前的热处理 采用箱式电阻炉，对试验进行固溶处理。 最新地理科学专业大学生职业生涯规划书地理科学专业是一门从各种角度对地质、地表形态等地理特征进行深入研究，同时也研究地域与人们生活关联的一门学问。研究大致分为两大领域，即以地形、地质、气候、海洋等自然环境为对象的自然地理学和以人口、城市、交通、文化等为对象的人文地理学。除此之外，还要进行大量地理应用方面的研究，学习者会接触到有关地质、勘探、地图绘制、地理信息系统、城乡规划等等多方面的知识。 个人资料 ,女,1991年5月出生湖南省通道县人 现在为华中师范大学城市与环境科学学院2011级地理科学专业本科生引言 每天，有太多得人沉沦余日复一日单调的学习和生活中，却感到无力改变，这些人中也包括自己。一成不变的生活，驾轻就熟的学习模式，带给我们的不是游刃有余进退自如的快感，而是疲惫不堪甚至厌倦。这样的心理感受当然不会是享受。不断重复同一件没有丝毫挑战性的事情，我们所体验到的快乐只会变得原来越少。就像饥饿时吃馒头一样，个馒头带来的马满足感，吃到第N个的时候，基本上已经味同嚼蜡。因此，我们必须要计划生活，计划未来。 职业生涯对每个人而言，都是在一定的时间内有效，如果不进行合理有效的规划，就会浪费自己的时间和生命。作为已经尚未毕业的我，很早就知道如果不为自己拟定一份职业生涯规划，把自己的未来 设计好。生活和工作就会没有了方向，就像大海里的一叶小舟，迷失方向，不知所归，为了高效的利用时间，实现自己的人生价值，特作以下个人职业生涯规划。 一:目标职业 我是地理科学师范专业,根据中"毕业后在中小学校任教两年"的规定.我打算先到市级的高中签订合同,目前的理想学校是长郡中学或者雅礼中学等长沙市内的学校,如果不行就去怀化三中或者怀铁一中,然后再去乡下支教两年,如果可以去西北地区支教,我会考虑的.比较广阔。此外，地理科学专业毕业生认为该专业发展前景很好和比较好的比例为23%，27%的毕业生认为该专业发展前景为“不太好”或“很不好”。按照10分制进行计算，该专业的发展前景指数为5.78，与其他专业相比，发展前景指数为中等。综合来看，地理科学专业毕业生还是比较受欢迎的。同时根据高中老师的介绍，在湖南，地理老师还是很缺，所以毕业后只要大学好好学了，就业不成问题。 3)同时为了多学点知识，我还辅修了英语,首先对英语比较感兴趣,同时英语作为一个工具,学好它也有一定好处,毕竟现在社会是国际化的社会.当时报英语辅修是因为不甘心就当个地理老师,英语的话对于以后的各方面应该都会有所帮助.其实经过一个学期的辅修,感觉挺累的,我也不知道能不能坚持完双学位,但是至少下学期是要坚持完的,以后再慢慢看吧. 4)目标地域分析:湖南是教育大省,人口和面积也比较大,同时随着长株潭发展,经济发展越来越快,教育发展需求也越来越快,我家在 实验六金属的塑性变形与再结晶 （Plastic Deformation and Recrystallization of Metals）实验学时：2 实验类型：综合 前修课程名称：《材料科学导论》 适用专业：材料科学与工程 一、实验目的 1．观察显微镜下变形孪晶与退火孪晶的特征； 2．了解金属经冷加工变形后显微组织及机械性能的变化； 3．讨论冷加工变形度对再结晶后晶粒大小的影响。 二、概述 1．显微镜下的滑移线与变形孪晶 金属受力超过弹性极限后，在金属中将产生塑性变形。金属单晶体变形机理指出，塑性变形的基本方式为：滑移和孪晶两种。 所谓滑移，是晶体在切应力作用下借助于金属薄层沿滑移面相对移动（实质为位错沿滑移面运动）的结果。滑移后在滑移面两侧的晶体位向保持不变。 把抛光的纯铝试样拉伸，试样表面会有变形台阶出现，一组细小的台阶在显微镜下只能观察到一条黑线，即称为滑移带。变形后的显微组织是由许多滑移带（平行的黑线）所组成。 在显微镜下能清楚地看到多晶体变形的特点：① 各晶粒内滑移带的方向不同（因晶粒方位各不相同）；② 各晶粒之间形变程度不均匀，有的晶粒内滑移带多（即变形量大），有的晶粒内滑移带少（即变形量小）；③ 在同一晶粒内，晶粒中心与晶粒边界变形量也不相同，晶粒中心滑移带密，而边界滑移带稀，并可发现在一些变形量大的晶粒内，滑移沿几个系统进行，经常看见双滑移现象（在面心立方晶格情况下很易发现），即两组平行的黑线在晶粒内部交错起来，将晶粒分成许多小块。（注：此类样品制备困难，需要先将样品进行抛光，再进行拉伸，拉伸后立即直接在显微镜下观察；若此时再进行样品的磨光、抛光，滑移带将消失，观察不到。原因是：滑移带是位错滑移现象在金属表面造成的不平整台阶，不是材料内部晶体结构的变化，样品制备过程会造成滑移带的消失。） 另一种变形的方式为孪晶。不易产生滑移的金属，如六方晶系的镉、镁、铍、锌等，或某些金属当其滑移发生困难的时候，在切应力的作用下将发生的另一形式的变形，即晶体的一部分以一定的晶面（孪晶面或双晶面）为对称面，与晶体的另一部分发生对称移动，这种变形方式称为孪晶或双晶。 孪晶的结果是：孪晶面两侧晶体的位向发生变化，呈镜面对称。所以孪晶变形后，由于对光的反射能力不同，在显微镜下能看到较宽的变形痕迹——孪晶带或双晶带。在密排六方结构的锌中，由于其滑移系少，则易以孪晶方式变形，在显微镜下看到变形孪晶呈发亮的竹叶状特征。（注：孪晶是材料内部晶体结构上的变化，样品制备过程不会造成孪晶的消失。） 对体心立方结构的Fe -α，在常温时变形以滑移方式进行；而在0℃以下受冲击载荷时，则以孪晶方式变形；而面心立方结构大多是以滑移方式变形的。 2．变形程度对金属组织和性能的影响 解读DNA结构的生命科学 马椿杰12号12生物技术 毫无疑问，生命科学与化学有着密不可分的联系，我甚至认为生命科学就是用化学来解释生命。但是，我们不能孤立地来阐述生命科学与结构化学的关系，也就是说不能把生命科学看成一块，再把结构化学看成另一块，然后再说明他们间千丝万缕的联系；我认为，结构化学与生命科学是揉合在一起的，很多结构化学家在生命科学领域就有不凡的建树。鲍林就是以化学向生物学渗透的先驱者，他不仅进行了大分子研究，还对镰刀形细胞贫血分子病和大脑化学进行了大量的研究。然而我认为，最能体现结构化学与生命科学揉合一体的历史故事，就是鲍林与沃森和克里克关于DNA结构之争。在这个过程中，我们无法定义他们到底是化学家还是生物学家。而且，结构化学的知识不仅为他们建立模型提供了理论支持，而且在帮助他们判别真理与谬误、为他们的结论提供事实支持等方面起到了至关重要的作用。从这个故事中我们不仅可以看出，解决DNA结构这个世界性的生命科学课题，是许多化学家、物理学家、晶体学家、生化学家共同努力的结果，而且能受到许多在科学研究上的启发。在多学科交叉渗透的今天，我们更不能仅仅只重视专业课的学习，必须同时汲取其他学科的知识，为将来的研究打下基础。 在一九二四年以前，没有一个人真正懂得DNA的重要性。但就在那一年，科学家罗伯特·福尔根发现了一种方法能将DNA染成淡紫色。在这种方法的帮助下，科学家们发现DNA仅存在于细胞核中。到了一九三一年，科学家乔基姆·哈默林用实验证明了植物长成什么样子完全取决于细胞核。随后的一切实验事实都表明，发出遗传信息的正是细胞核里的DNA。 于是，在美洲和欧、亚、非三洲各试验室里的人们都开始研究这个问题。在美国，著名的化学家莱纳斯·鲍林开始了对DNA的研究。在剑桥大学的卡文迪斯实验室里，英国人弗朗西斯·克里克和美国人詹姆斯·沃森也着手进行对奇异的DNA结构的探索。这是一场用结构化学来解释生命科学的竞赛，也是“一个远方传奇大力士被两个无名小卒砍倒的故事”。虽然我们已经知道了这场竞赛的结果，但我认为，这一探索的过程更让人留下深刻的印象。我将双方的研究进行了一些对比，确实从中学到了一些东西，希望和大家一起探讨。 一、双方的开端： 当时的鲍林已经是化学界的“权威”，他致力于蛋白质的研究。1951年夏天，鲍林开始深入研究有关DNA的材料，并常常找人讨论。他认为，与蛋白质相比，弄清DNA的结构不会很难，“这算不上一个最为紧迫的问题”。DNA在重量上是染色体的一种重要成分，但蛋白质也一样。大多数学者认为，蛋白质部分最有可能包含着遗传的信息。相对而言，DNA似乎就比较简单了，它很可能只是一种结构性的成分，只是用来帮助染色体折叠和打开的。鲍林就这样认为。在1952年初，几乎所有重要的遗传学学者都持这一种观点。我们可以看看后来鲍林自己的话：“我以前就知道DNA是一种遗传物质的论点，然而我没有接受这一论点。 材料工程技术专业毕业论文（设计）格式要求 （注：文中红色字体为修改过的要求） （一）论文字数：原则上要求8000字以上。 （二）页面及版面设计：论文文本一律采用单面打印，打印必须设置页面、版面及页码，具体要求是：页面设置为：纸型—A4；页边距—上3、下2、左3、右2（单位为厘米）；装订线—0。版面设置为：行间距—1.5倍距离；字符距离—标准。页码设置：页码设置自论文标题之页（目录后一页）起至参考文献结束之页，阿拉伯数字，居中。 （三）论文文本的排列及打印格式：论文文本内容按下列顺序排列：封面、目录、标题、作者姓名及单位、中文摘要与关键词、英文摘要与关键词、正文、参考文献、致谢、附录（可选）。 1、封面：见附件1。 2、目录：“目录”二字：宋体小二号，加粗，居中。以下内容：宋体小四号，整个目录独占一页。 3、论文标题：正标题：宋体小二号，加粗，居中排列。副标题：宋体小三号，加粗，居中排列。 论文题目根据本人的具体实习情况自行拟定 4、单位与作者名：宋体小四号，加粗，居中排列，顺序为：学院、专业、班级及学号、作者。 5、中文摘要与关键词：“摘要”两字，用黑体五号，加粗，“摘要”前面空两字，后面用冒号。摘要内容用楷体（GB2312）五号。关键词上述部分与摘要格式同。另：每一个关键词之间用逗号隔开，最后一个关键词后不用标点符号。 6、英文摘要与关键词（含英文标题与作者姓名）：“Times News Roman”字体，五号。作者姓名用汉语拼音。英文“Abstrct”与“Key Wowds”二字要加粗。 注：以上3---6项共占一页，若一页版面不够可将英文摘要及关键词（含英文标题及作者姓名）另设一页。 7、正文： （1）文中小标题： 标题层次用阿拉伯数字排序，分别为：一级标题：1 2 3…等（数字后不带标点，空一字再写标题），宋体小四号，加粗；二级标题—1.1、1.2、1.3…等（以下类推），宋体五号。各级标题一律另起一行顶头排 地理专业本科毕业论文题目（最新精选） 近现代以来，随着地理科学的快速发展，不再局限于自然地理现象的研究，而是逐步涵盖自然科学和社会科学的双重特征。现在学术堂为了让各位地理专业的本科学生们确定论文主题，现总结了近几年来最新的200个地理专业本科毕业论文题目，欢迎各位前来查看。 地理专业本科毕业论文题目一： 1、红树林可培养微生物活性评价和土壤宏基因组文库构建及生物活性筛选 2、基于GIS和遥感的崇明岛土地资源承载力研究 3、杭州西溪湿地景观格局研究分析 4、基于3S技术的干旱区土壤盐渍化时空演变研究 5、县域土壤系统分类基层分类与制图研究 6、松嫩平原西部土地整理区景观格局及土壤属性空间变异特征研究 7、哈尔滨城市绿地土壤调查及改良效果研究 8、连作障碍土壤生态修复的研究 9、不同盐碱程度盐碱土壤微生物多样性研究 10、面向土系调查制图的小尺度区域景观分类研究 11、酸沉降下南亚热带森林土壤元素动态及其响应机制 12、辽宁朝阳凤凰山基准剖面古土壤类型判定研究 13、湖北省主要土纲基层分类指标体系的构建及应用 14、盐城典型滨海潮滩湿地地形地貌特征及其对景观分异的影响 15、生物炭对石灰土性质及土壤系统中碳迁移转化的影响研究 16、基于遥感数据的土壤水分与地形地貌关系研究 17、内蒙古毛乌素沙地景观格局动态变化及其驱动力研究 18、基于无人机遥感的“黄河-铁塔样带”地貌与景观特征研究 19、生物炭改良土壤物理性质的初步研究 20、氮添加对森林土壤可溶性糖、酚类物质及可溶性有机氮含量的影响 21、粉煤灰改良盐碱土壤理化性状及对植物生理性状影响研究 22、天津土壤盐渍化及其对土壤碳酸盐、有机碳分布的影响 23、玄参属系统发育和生物地理学分析及砾玄参复合种的亲缘地理学研究 汽车变速箱齿轮固体渗碳工艺设计的实验方案 (2) 1 变速箱齿轮的材料选择 (2) 1.1 汽车变速齿轮的服役条件 (2) 1.2 汽车变速齿轮常见的失效形式 (2) 1.3 汽车变速齿轮的性能要求 (2) 1.4 汽车变速齿轮的材料的选择 (3) 2 渗碳工艺的确定 (4) 2.2 渗碳温度 (4) 2.3 渗碳保温时间 (5) 2.4 渗碳过程 (5) 2.5 渗碳后的淬火、回火处理 (6) 3 渗碳热处理后的检测 (6) 汽车变速箱齿轮固体渗碳工艺设计的实验方案 1 变速箱齿轮的材料选择 1.1 汽车变速齿轮的服役条件 齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。其主要作用是传递动力,改变运动速度和方向。其服役条件如下: 1）齿轮工作时，通过齿面的接触来传递动力。两齿轮在相对运动过程中，既有滚动，又有滑动。因此，齿轮表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。在齿根部位受到很大的弯曲应力作用； 2）在运转过程中的过载产生振动，承受一定的冲击力或过载; 3）变速齿轮在换档时，端部受冲击，承受一定冲击力; 4）在一些特殊环境下，受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。 1.2 汽车变速齿轮常见的失效形式 根据其服役条件，常见的失效形式为： 1）疲劳断裂：齿轮在交变应力和摩擦力的长期作用下，导致齿轮点面接疲劳断裂。其产生是由于当齿轮受到弯曲应力超过其持久极限就出现疲劳破坏而超过材料抗弯强度时，就造成断裂失效； 2）表面损伤 a 点蚀：是闭式齿轮传动中最常见的损坏形式，点蚀进一步发展，表现为蚀坑至断裂 b 硬化层剥落：由于硬化层以下的过渡区金属在高接触应力作用下产生塑性变形，使表 面压应力降低，形成裂纹造成碳化层剥落； 3）磨损失效 a摩擦磨损：汽车、拖拉机上变速齿轮属于主载荷齿轮，受力比较大，摩擦产生热量较大，齿面因软化而造成塑性变形，在齿轮运转时粘结而后又被撕裂，造成齿面摩擦磨损失效。 b 磨粒磨损：外来质点进入相互啮合的齿面间，使齿面产生机械擦伤和磨损，比正常磨 损的速度来得更快。另外，齿轮除上述失效形式外，还有在换档时，齿端相互撞击，而造成的齿端磨损，或因换档过猛或过载造成断裂以及齿面塑性变形，崩角等失效形式。 1.3 汽车变速齿轮的性能要求 根据变速齿轮服役条件及失效形式，对齿轮的性能作如下要求： 1 ) 有较高的弯曲疲劳强度； 生物科学专业（函授）本科毕业论文参考题目 一、分子生物学 1. 参考文献：遗传工程学报、微生物学通报、生物化学与生物物 理学进展、生物学通报及分子生物学与基因工程的相关书籍与资料。 2.题目： （1）酶制剂在基因工程中的应用 （2）核酸的变性、复性与分子杂交 （3）DNA分子结构研究的新进展 （4）病毒核酸的特点及其应用 （5）DNA多态性及其生物学意义 （6）聚合酶链式反应（PCR）技术及其应用 （7）真核基因组的结构特点 （8）分子生物学发展的现状及展望 3.指导教师：张红 二、动物生物学 1.参考文献：生物学通报、动物学报、动物学杂志、动物学教材、野生动物相关书籍与资料。 2.题目： （1）当地某种野生动物繁殖（或生态）习性或生物学习性调查 （只针对某一种动物） （2）某地的野生动物资源调查（只针对某一类动物，如鸟类、昆虫、水生动物等） （3）当地某种经济野生动物饲养的观察（正文应包括引言、饲养 条件、方法、习性观察、行为观察、病害防治等） (4)动物生物学及细胞生物学某方面的新进展（或某方面的研究 现状与展望），如动物克隆技术、单克隆抗体技术等 3.指导教师：王文林 三. 生物教学法 1.参考文献：生物学通报、中学生物教学法、生物教育学、教学 论文写作方法与举例、河南教育等相关书籍与资料。 2. 题目： （1）论述生物学教学中的素质教育 （2）我省目前生物教师素质对贯彻素质教育的影响 （3）中学生物学教学中学生兴趣的培养 （4）高中生物学难点的教学分析 （5）中学生物实验课存在的问题与对策 （6）中学生物学教学中观察能力的培养 3.指导教师：单广福、张丽琴 四. 植物生物 学 1.参考文献：植物学报、植物学通报、遗传学报、生物学通报、 作物学报、植物生理学报、植物生理学通讯、华北农学报、作物 育种学、作物雄性不育化育种、植物生理学、耕作学、植物生理 学以及相关书籍与资料。 2.题目： （1）当地植被资源调查（正文中应包括当地气候气象条件如：年 平均温度、降水量；当地优势种、稀有或特有种类、有害种类、 可开发利用种类及名录等） （2）当地农田杂草区系调查（正文中应包括当地优势种、稀有种、有害种类、可开发利用种类等） （3）植物雄性不育性产生的遗传学原理 （4）植物雄性不育性作物杂交优势育种中的应用 毕业论文初稿 作者：周浩 指导老师：陈雷 专业：地理科学 [题目]《中美高新技术产业发展模式对比研究》 ［摘要］高新技术产业是指那些投入大量研究与开发资金，以迅速的技术进步为标志的产业。本文通过对中国和美国的高新技术产业发展模式进行分析，归纳其高新技术产业发展特点，并且根据中国和美国高新技术产业比发展模式对比，指出我国高新技术产业发展过程中存在的不足，并据此提出了改进我国高新技术产业发展措施的建议。 ［关键词］高新技术产业、发展模式、对比分析、对策和建议空间 ［内容］ 1、引言 21世纪初期是实现我国现代化发展战略的关键时期,加快发展高新技术产业将成为我国在激烈的国际经济和科技竞争中取胜的必然选择。发展高新技术产业涉及多个领域及其相关政策等各个方面,本文针对现阶段制约我国高新技术产业发展的问题,提出了迈入新世纪我国高新技术产业的发展对策。 一、加快发展高新技术产业刻不容缓世纪之交,以信息技术、知识产业的迅猛发展为主要标志的知识经济革命正席卷全球,世界科技进步速度明显加快。高新技术产业已成为知识经济时代的支柱产业,而附加值高、渗透性强的高科技产品也成为国际贸易中各国竞争的制高点。支撑经济竞争的产业技术水平成为国际竞争的新焦点和决定性因素,竞争优势进一步向拥有先进科技的发达国家倾斜。面对更加激烈的国际化竞争,发展中国家要想在竞争中取胜,必须加快发展高新技术产业,2 1世纪初期,为了促进我国可持续发展战略的实现,也要通过技术创新和制度创新来推进经济增长方式向技术集约化的方向转变,利用产业升级来解决我国经济增长与人口、资源环境、劳动就业等方面的矛盾。因而加快发展高新技术产业已刻不容缓。国家高新技术产业开发区“十二五”发展规划纲要中没有关于地理要素的规划，所以我希望从中帮助国家十三五提供借鉴。 二、国际经济发展和竞争格局演变的历史表明, 科技内涵已经成为国际竞争力新的决定因素。目前以信息技术、生物技术、新材料技术等现代技术为主体的高技术正以白热化的竞争速度发展。就国家和地区而言, 谁抢占高新技术的先机, 谁就拥有竞争的优势和主动权。最新的一项研究显示, 中国大陆最具竞争力的城市是上海、北京、深圳, 上海的优势愈加明显。 三、。在国家高新区“四加一”布局中, 深圳的综合科技实力明显逊色于北京、上海、西安, 仅强于杨凌, 这是深圳发展高新技术及其产业最主要的障碍之一。 一、高新技术产业的界定 高新技术产业是指那些投入大量研究与开发资金，以迅速的技术进步为标志的产业。在美国，高新技术产业泛指那些依赖先进的科学和工程技术的多种生产部门；日本认为以当代尖端科技和下一代科学技术为基础建立起来的技术群是高新技术产业；我国在1991 年 3 月由 实验项目一：无机陶瓷粉体制备 一、实验目的 （1）掌握钛酸钡陶瓷粉体制备工艺和实验操作 （2）了解粉磨过程和粉磨原理， （3）掌握高效率粉磨的操作方法和影响粉磨效率的主要因素 二、实验原理 1、钛酸钡陶瓷简介： 电子陶瓷用钛酸钡粉体超细粉体技术是当今高科技材料领域方兴未艾的新兴产业之一。由于其具有的高科技含量，粉体细化后产生的材料功能的特异性，使之成为新技术革命的基础产业。钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料，高纯超细钛酸钡粉体主要用于介质陶瓷、敏感陶瓷的制造，钛酸钡(BaTiO3)是最早发现的一种具有ABO3型钙钛矿晶体结构的典型铁电体,它具有高介电常数,低的介质损耗及铁电,压电和正温度系数效应等优异的电学性能,被广泛应用于制备高介陶瓷电容器,多层陶瓷电容器,PTC热敏电阻,动态随机存储器,谐振器,超声探测器,温控传感器等,被誉为"电子陶瓷工业的支柱". 近年来,随着电子工业的发展,对陶瓷元件提出了高精度,高可靠性,小型化的要求. 为了制造高质量的陶瓷元件,关键之一就是要实现粉末原料的超细,高纯和粒径分布均匀. 研究可以制备粒径可控, 粒径分布窄及分散性好的钛酸钡粉体材料的方法且能够大量生产成为了一个研究热点. 目前钛酸钡粉体的制备工艺有多种：固相合成法、化学沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法等，本实验采取的是球磨法。 2、球磨机粉磨原理 球磨是最常用的一种粉碎和混合装置。被粉碎的物料和球磨介质(亦称料和球)装在一个圆筒形球磨罐中。球磨罐旋转时，带动球撞击和研磨物料，达到粉碎的目的。 影响球磨效果的因素： 一般来说，球磨机转速越大，粉碎效率越高，但当球磨机转速超过临界转速时就失去粉碎作用。 另外，影响球磨效果的因素还有： 实验报告 实验课程：材料科学基础 学生姓名： 学号： 专业班级： 年月日 实验一浇注和凝固条件对铸锭组织的影响 一、实验目的 1. 研究金属注定的正常组织。 2. 讨论浇注和凝固条件对铸锭组织的影响。 3. 初步掌握宏观分析方法。 二、实验内容说明 金属铸锭（件）的组织一般分为三个区域：最外层的细等轴晶区，中间的柱状晶区和心部的粗等轴晶区。最外层的细等轴晶区由于厚度太薄，对铸锭（件）的性能影响不大；铸锭中间柱状晶区和心部的粗等轴晶区在生产上有较重要的意义，因此认为地控制和改变这两个区域的相对厚度，使之有利于实际产品，有很大意义。 铸锭的组织（晶区的数目、相对厚度、晶粒形状的大小等）除与金属材料的性质有关外，还受浇注和凝固条件的影响。因此当给定某种金属材料时，可借变更铸锭的浇注凝固条件来改变三晶区的大小和晶粒的粗细，从而获得不同的性能。 本实验是通过对不同的锭模材料、模壁厚度、模壁温度、浇注温度及用变质处理和振动等方法浇注成的铝锭的宏观组织的观察，对铸锭的组织形成和影响因素进行初步的探讨，并对金属研究中经常要采用的宏观分析方法进行一次初步的实践。 本实验用以观察的铸锭样品浇注和凝固条件如后表： 三、实验步骤 1. 教师介绍金属宏观分析方法，讲解各样品浇注和凝固条件。 2. 学员轮流观察各种样品，结合已知的浇注和凝固条件分析各样品宏观组织的形成过程。 3. 描述所观察到的各样品的宏观组织。 四、实验报告要求 1. 叙述浇注正常组织的形成过程。 2. 逐一描绘各试样的宏观组织图，分析浇注和凝固条件对铸锭（件）组织的影响。 五、思考题 1. 简述宏观组织的特点及分析方法。 毕业论文教学大纲 课程代号：0002025048 学时数：13周 适用专业：材料科学与工程 1 目的和任务 （1）毕业论文是培养学生综合应用所学基础理论、基本知识、基本技能，分析和解决实际问题，进行工程基本训练或从事科研工作初步训练的重要教学环节。 （2）毕业论文应着重培养学生独立工作的能力。通过论文的实践，拓宽专业面，加深加宽已学理论知识。 （3）毕业论文要突出对学生应用能力和综合能力的训练。通过毕业论文，培养学生查阅和运用文献资料的能力，外语阅读和翻译能力，独立分析与思维能力，书面与口述表达能力，创新能力。结合毕业论文工作内容，有侧重地培养学生的进行科学研究能力。培养学生树立严谨求实的科学态度和工作作风。 2 基本要求 (1) 了解研究课题的意义，开题的理由和依据； (2) 能熟练应用检索工具和网络收集、查询有关技术资料； (3) 初步掌握科学研究的步骤、方法和论文写作规范； (4) 能对相关的研究方法、技术路线和研究方案进行选择、分析和评价； (5) 能独立进行与研究课题相关的实验、操作方法正确； (6) 能运用所学知识对研究课题进行相关的理论分析； (7) 能撰写符合规范的毕业论文，并按要求用计算机打印文字和绘制相关的图表； 3 选题 3.1 选题原则 3.1.1符合培养目标 选题首先应符合材料科学与工程专业的培养目标，力求有利于巩固、深化和拓展学生所学的知识和技能，使学生得到综合训练。 3.1.2. 结合实际 选题要结合经济建设和社会发展实际，结合工程生产实际，结合实验室建设和课程建设的实际，结合科技应用研究的实际。要求每个课题主要结合一个方面的实际。 3.1.3可行性 选题的难度和工作量适中，完成课题的条件基本具备，安全保障措施能满足要求，考虑了因材施教，学生在规定的时间内经过努力能够完成。 3.1.4 创新性 选题要重视对学生创新精神和创新能力的培养。对于重复使用的课题或与现有资料雷同的课题，应当在内容、要求、完成方法等方面有所更新和提高。 3.1.5一人一题，以保证每个学生都得到必要的综合训练。大型或复杂课题可以分成子课题由不同学生完成，用子课题儿为毕业论文题目，必须有明确分工。 3.2毕业论文应反映出作者能够准确地掌握大学阶段所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面或 成都理工大学材料与化学化工学院实验室“十二·五”建设规划 系、部、室名称：材料科学与工程 编制日期：2010年3月 一、“十一·五”期间学院实验室建设概况 1、实验室设置情况 经过多年的建设，目前本学科点基本具备课程实验教学条件，初步建立了材料组成与结构表征、材料加工与制备、材料性能测试等三大类11个专业教学实验室，总面积360m2，各实验室功能及承担教学科研工作具体情况见下表1。 2、实验仪器设备投入情况 除学院公用大型仪器设备外，材料科学与工程专业实验室现有设备见附表2。总价值 为2137929元。其中2006-2009年投入占70%左右，约150万元。 3、主要成绩 十一五期间，按照材料科学与工程专业内涵及我校材料科学与工程专业办学特色，构建了材料科学与工程专业实验教学体系，规划和建立了材料组成与结构表征、材料加工与制备、材料性能测试等三大类教学实验室，重点建设了材料制备实验室，材料力学性能实验室，材料显微结构实验室。 材料制备实验室主要购置了用于无机非金属材料烧成的高温电阻电炉、微波烧结炉、气氛炉，热压烧结炉等，用于金属材料熔制的真空熔炼炉、电阻炉，以及用于金属热处理改性的真空热处理炉、渗碳炉等，基本能满足金属材料工程、无机非金属材料工程教学需要。 材料力学性能实验室主要购置了液压万能试验机、冲击试验机、蠕变试验机、疲劳试验机、各类硬度仪等设备，基本满足结构材料教学需要。 材料显微结构实验室主要购置了金相显微镜及金相制备相关设备，可以同时满足一个自然班的教学实验，是十一五期间建设较好的一个实验室。 这些实验室共承担结晶学与矿物学、材料科学基础、材料科学研究方法与测试技术、材料设计与制备、金属学、金属热处理原理与工艺、合金熔炼原理、材料物理性能、材料力学性能，课程设计、现代金相实验技术、材料显微组织与结构实验、特色与创新实验等专业基础和专业综合实验教学课程，同时承担每年约150名专业毕业生的毕业设计、毕业实习教学任务、每年50名左右研究生的教学和科研任务。 十一五期间，依托金刚石薄膜实验室、材料科学与技术研究所及现有专业实验室，承担项国家自然科学基金项目3项、国家科技攻关、科技支撑项目和四川省等省部级项目16项，发表论文100余篇，被3大检索收录40余篇。 总之，较好地完成了上一个五年规划中提出的各项实验室建设任务。 4、教学队伍 专业实验室设有管理人员3名（初级2名、中级1名），专职实验教师1名（热分析实验室），所有实验课程教学完全由专业教师执行。 5、存在的问题 尽管通过多年建设，材料科学与工程专业实验教学平台建设取得了明显成效， 但是随着本科教学模式改革的不断深化，工程化教育理念的不断深入，对本科生工程能力、创新能力要求的不断提高，现有实验室很难满足新的培养方案对于学生实验能力培养的要求，存在突出问题主要表现在以下几个方面：生物科学专业_开题报告范例
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