新能源材料制备与加工技术李长久
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材料
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本课程的安排
第1讲绪论:能源结构与太阳辐射特点
第2讲太阳电池原理
第3讲太阳电池原理(续
第4讲单晶硅太阳电池制造工艺
第5讲薄膜太阳电池与DSC 制造工艺
第6讲燃料电池基础
第7讲固体氧化物燃料电池与质子交换膜燃料电池制备成形技术第8讲新型2次电池材料
试验1 单晶硅太阳电池特性
试验2 单晶硅、非晶硅、多晶硅太阳电池特性比较
试验3 SOFC 电池输出特性
试验4 PEMFC 试验
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学《新能源材料制备与加工技西安交通大学材料
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本课程的基本要求
了解能源结构与发展趋势,可再生能源与化石燃料高效能源转换系统
能源转换材料基本特征
太阳电池原理,太阳电池转换效率的影响因素及其影响规律、提高转换效率的基本途径; 太阳电池的种类与制造工艺及其特点;
燃料电池的原理、特点、开发现状与应用前景。二次电池及其相关材料技术
材料制备、加工与制造器件一体化的特征
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料制备与加工技术》
主要参考书
1.(美胡晨明,R.M. 还特著,(李采华译,太阳电
池,北京大学出版社,1990年
2. Chenming HU and Richard M. White, Solar Cell, From Basic to Advanced System, McGraw Hill Book Company, 1983
3.(澳马丁格林著,李秀文等译,太阳电池,电子工
业出版社,1987年
4. 赵富鑫,魏彦章,太阳电池及其应用,国防工业出版社,1985
5. 雷永泉主编,新能源材料,天津大学出版社, 2000。
6. 衣宝廉著,燃料电池,化学工业出版社,2003。
7. Fuel Cell Handbook
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材料科学与工程
制备与加工、成分、组织结构、性能(使用性能的控制与机制、相互关系Structures
Properties
Compositions
Processing
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材料制备与加工
材料制备制造可用于生产产品的原材料
原材料(矿石→冶金(物理、化学→材料(粉末、板材、棒与丝传统加工制造方法(机械零件
控性、控形以零件使用
加工成形
制造各种形状结构的零件与构件
材料→加工(热加工、冷加工→装配→产品冷加工:车、铣、刨、磨、钻等
热加工方法:铸造、锻造、焊接、热处理西
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电子器件的制造
二极管、三极管、场效应管、集成电路等
太阳电池、显示器(等离子平板显示器等
功能层:薄(纳米级!
元器件制造的特点:
材料合成制备、加工成形、器件制造一体化!
太阳电池与燃料电池为例,理解微纳器件制造特征新能源、微电子
西安交通大学《新能源材料制备与加工技西安交
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第一章概述
能源的有限性与能源需求的不断增长能源的构成能源使用存在的问题
发展新能源技术的必要性太阳辐射的特点
太阳常数,大气质量,太阳高度
太阳电池的基本特点
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第1节地球上究竟还有多少能源? 西
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单位:亿吨标准油
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石油天然气煤合计
2003年世界能源统计报告
2002年:世界一次能源消耗:94亿吨标准油; 全球可供开采剩余年数:
石油:40.6年;天然气:60.7年;煤:204年
我国剩余可采资源保证度:129.7年
原油:20.1年;天然气:49.3年;煤:114.5年
化石燃料的有限性!
可燃冰!
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1. 能源利用方式
木材(生物质能煤炭石油天然气核能(核裂变、核聚变太阳能
水电
第2节世界商品能源的构成西
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通加年份
(1 木材
产业结构的变化! 交
数控加工工艺大作业指导书 一．大作业目的 通过数控加工工艺大作业练习，使学生掌握零件的数控加工工艺的分析方法。 二．大作业内容 1.分析与制定轴类零件数控加工工艺。 2.分析与制定型腔凸台零件数控加工工艺。 3.分析与制定升降台铣床的支承套零件数控加工工艺。三．大作业完成步骤 1.零件图工艺分析； 2.选择设备； 3.确定零件的定位基准和装夹方式； 4.确定加工顺序及进给路线； 5.刀具选择； 6.确定切削用量； 7.填写数控加工工艺文件。 四、进行数控加工工艺分析时需要考虑的因素 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容
复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺分析的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面：1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 3．数控加工零件的合理选择 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的
华中科技大学博士研究生入学考试 《先进材料成形技术与理论》考试大纲 一、《先进材料成形技术及理论》课程概述 编号：MB11001 学时数：40 学分：2.5 教学方式：讲课30、研讨6、实验参观4 二、教学目的与要求： 材料的种类繁多，其加工方法各异，近年来随同科学技术的发展，新材料、材料加工新技术不断出现。本课程将概述材料的分类及其加工方法的选择；重点介绍液态金属精密成形、金属材料塑性精确成形及金属连接成形等研究与应用领域的新技术、新理论；阐述材料加工中的共性与一体化技术。本课程作为材料加工工程专业的学位课，将使研究生对材料加工的新技术与新理论有个全面的了解，引导研究生在大材料学科领域进行思考与分析，为从事材料加工工程技术的研究与发展奠定基础。 三、课程内容： 第一章材料的分类及其加工方法概述 1.1材料的分类及加工方法概述 1.2材料加工方法的选择（不同材料）及不同加工方法的精度比较（同一种材料） 1.3材料加工中的共性（与一体化）技术 1.4材料加工技术的发展趋势 第二章液态金属精密成形理论及应用 2.1 材料液态成形的范畴及概述 2.2 消失模精密铸造原理及应用(原理、关键技术、应用实例、缺陷与防治) 2.3 Corsworth Process新技术(精密砂型铸造：锆英（砂）树脂砂型、电磁浇注、热法旧砂再生) 2.4 半固态铸造成形原理与技术（流变铸造、触变成形、注射成形） 2.5 铝、镁合金的精确成形技术（金属型铸造、压铸、反重力精密铸造、精密熔模铸造等） 2.6 特殊凝固技术（快速凝固、定向凝固、振动凝固） 2.7 金属零件的数字化铸造（铸件三维造型、工艺模拟及优化、样品铸件快速铸造、工业化生产及 其设计） 2.8 高密度粘土砂紧实机理及其成形技术（高压造型、气冲造型、静压造型） 第三章金属材料塑性精密成形工艺及理论 3.1 金属塑性成形种类与概述 3.2金属材料的超塑性及超塑成形（概念、条件、成形工艺） 3.3 复杂零件精密模锻及复杂管件的精密成形（精密模锻、复杂管件成形） 3.4 板料精密成形（精密冲裁、液压胀形、其它板料精密成型） 3.5 板料数字化成形（点（锤）渐进成形、线渐进（快速）成形、无模（面、液压缸作顶模）成形）
数控加工工艺作业1-3答案
第1章数控加工的切削基础 作业 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。 （A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切 削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关
《化工与新能源材料及应用》试卷 A 一.单项选择题（20分，每题2分。请将正确答案的序号填入题中的括号内。） 01．下列新能源中属于二次能源的是( ) A 地热能 B 核能 C 生物质能D太阳能 02．关于核能概述错误的是( ) A 目前核电站使用的都是核聚变技术。 B 核裂变产生的放射性污染可以防护。 C 核聚变的原料可取之于海水，没有放射性污染。 D 核裂变的污染程度小于烧煤产生的尘埃造成的放射性污染。 03．洁净煤技术，是指从煤炭( )的全过程，旨在减少污染物排放与提高利用效率的生产、加工、转化、燃烧及污染控制等新技术体系。 A生产到使用的各个环节B开采到利用的各个环节 C消费到回收的各个环节D生产到消费的各个环节 04．风能的大小与风速的( )成正比 A二次方B三次方C四次方D五次方 05．属于直接利用太阳能的技术是( ) A 光伏发电 B 水利发电 C 风力发电 D 地热能 06．关于氢能的特点错误的是( ) A氢能是取之不竭，用之不尽的。 B氢在燃烧时不产生污染物，是理想的绿色能源。 C碳纳米管在氢能的储运应用方面已经成熟。 D氢气释放能量快，反应速率常数高。 07．纳米技术是指在( ) 尺度范围内研究电子、原子、分子和分子内在规律及特征，并用于制 造各种特种的一门综合性科学技术。 A 10nm B 10μm C 1--100nm D 1--100μm 08．关于煤炭液化表述错误的是( ) A是将固体状态的煤炭经过化学加工转化为液体产品。 B可以将硫等有害元素及灰分脱除，得到洁净的二次能源。 C能够优化能源结构、解决石油短缺、减少环境污染。 D可以得到更多的能量。 09．风力发电技术已经走向成熟，下列关于全球风电装机容量前五位的国家排序正确的是( ) A德国、西班牙、美国、丹麦、印度 B 美国、德国、中国、日本、丹麦 C 美国、西班牙、德国、中国、印度 D 德国、中国、西班牙、印度、丹麦 10．与国外相比，我国生物质能技术存在较大的差距，但不包括( ) A厌氧消化产气率方面。 B生物燃料的规模化生产方面。 C秸秆直接燃烧供热技术研究和设备开发方面。 D生物质发电技术和装置方面。 二.多项选择题（30分，每题3分。请将正确答案的序号填入题中的括号内，多选、少选、误选均
研究生课程结课综述 ------新能源材料心得体会 姓名： 学院： 专业： 学号： 新能源材料 一、新能源概况 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生
的热能，包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。 以新能源中的太阳能为例，新能源具有无可替代的资源优势：太阳能资源取之不竭，太阳能是地球上分布最广泛的可再生能源，每年到达地球陆地上的太阳辐射能量约27万亿吨标准煤，是目前世界能源消费总量的2000多倍。可开发的风能资源为53000 TWh，是目前全球发电量的两倍，水力发电资源量的三倍。太阳能、风能已成为各国实施可持续发展的重要选择，是一种朝阳的产业，孕育着巨大的潜在经济利益为维持技术优势、占领市场的需要。 二、我国发展新能源的重要性 太阳能、风能已成为各国实施可持续发展的重要选择。同国外相比，我国的能源系统更加不具备可持续发展特点：能源枯竭的威胁可能来的更早。人口多，人均资源占有量仅及世界的一半，石油和天然气资源仅占世界人均量的17.1％和13.2％；加之能源利用技术落后，效率低下，能耗高，枯竭速度可能会比国外更加迅速，能源匮乏的威胁可能来的更早、能源供需缺口将越来越大。2020年全国需求量27亿吨TOE，尚缺4.8亿吨标煤；2050年一次需求量达到40亿吨标煤，缺口达10亿吨标煤，短缺25％以上。过度依赖煤炭，环境影响更加严重。煤炭几乎满足了我国一次能源需求的70％，66％的城市大气颗粒物的含量和22％的城市的二氧化硫含量均超过国家空气质量二级标准，在冬季这些污染物的浓度更大，通常为夏季的2倍。环境专家估计，大气中90％的二氧化硫和70％的烟尘来自于燃煤。 煤废料的处理仍是问题。煤炭开发利用过程中产生的大量的矸石、腐蚀性水、煤泥、灰渣和飞灰等，已构成对工农业生产和生态环境的危害，成为制约所在地区可持续发展的一个制约因素。 在我国，近13亿人中约80％居住在农村，每年消耗6亿多吨标煤的能量，其中约一半来自可再生能源，但这些能源目前还是以传统的利用方式为主。另外我国还有700万户无电人口，无法用常规电网延伸解决用电问题。 发展新能源可以满足安排剩余劳动力的需要。如丹麦的风力发电制造业，1999年风机制造、维护、安装和咨询服务，即为丹麦提供了1.2万至1.5万个工作机会；它的风机零部件的供应遍及全球，同时还创造了约6,000个工作机会。 发展新能源同时可以维护生态建设成果、改善农村生活环境。目前有2亿多人面临沙漠化的威胁，但燃烧传统生物质能源在很多地区仍是主要的生活用能方
粉末冶金技术在新能源材料中的应用探讨 摘要：新能源的使用和普及是人类社会发展必经之路，新能源的使用所需要的 新能源材料是使用新能源的关键，对新能源材料和储存新能源材料的制备发挥作 用的技术上，粉末冶金技术是首选。本文将介绍什么是粉末冶金技术，并对粉末 冶金技术在新能源运用和储存中的作用进行分析和探讨。 关键词：粉末冶金技术；新能源储存 一、引言 随着人类社会经济的不断发展，人们生活变得越来越快节奏，越来越注重生 活品质的提升，与人们的需求相契合的是一切方便人们生活，出行等各方面的改变，如塑料制品越来越多，汽车等的普及。而这一切在为人们的生活带来方便的 同时，给我们的环境带来了压力，造成资源的短缺。为响应国家“统筹兼顾”、等 保护环境节约资源的政策措施，除了从衣食住行进行节约以外，我们还需要找出 一些可替代能源。本文将介绍粉末冶金技术在新能源技术中的应用。 二、粉末冶金技术介绍 粉末冶金是一种具有传统传统熔铸工艺无法获得的、独特的物理化学性质的 技术工艺。粉末冶金通过制备金属粉末能够做出半致密或者完全致密的工艺品， 不仅包括金属，现如今许多3D成型的制品均由粉末冶金技术制成。与传统工艺 相比，不需要切削便可制造出刀具、齿轮等还有更多精密成型的工具。 粉末冶金技术具有四个主要的特点。首先，粉末冶金能够传统工艺制造工具 时出现的合金偏聚现象，这是由于其能够在制备之前制备出合金的粉末，从根本 上解决合金偏聚的发生。其次，粉末冶金技术还能够制备出一些晶体，比如非晶、微晶等高性能非平衡材料，这些材料在电学、力学、磁学等领域具有超高的价值。再次，粉末冶金技术还能够实现多种类型材料的复合，例如金属－陶瓷材料的复合，这是一种极其低成本高性能的进行材料复合的工艺技术。最后，它还能够制 备出普通传统工艺无法制备的特殊结构、特殊材料的工艺制品，在我们的生活之中，许多机加工刀具、五金模具实际中就是由粉末冶金技术制备的。 三、新能源的定义和特点 新能源是除了传统的能源例如水、石油、天然气等人们日常使用的为人熟知 的能源以外的或者还在研究中和制备中的、未来能够最为某一种传统能源替代品 进入人们生活的能源。比如说我们经常提到的太阳能、氢能、核聚变能等等，都 属于新能源。这些新能源对于环境保护、节约能源来说十分的重要，如果我们能 够很好的加以利用，它们必然能够发挥自身优势，为人们的生活，为地球的环境 等等做出贡献。 四、粉末冶金技术的引进与使用 前文已述，粉末冶金技术的诸多优点，不论是制造生活所用的刀具，抑或是 制备具有良好性能，难以制备的具有超高力学性能的晶体，对它来说都不再话下。对于粉末冶金技术所需要的粉末冶金的材料是属于信息类的一种材料，主要是软 磁材料。随着一些科研学家在进行科研等活动中运用到的磁记录材料的需求的增多，粉末冶金技术也越来越变得不可或缺，极大的满足了人们的需求。同时，粉 末冶金技术在能源领域也发挥着作用，对着新能源的不断创新和发展，对于新能 源的储存和运行都需要粉末冶金技术材料的支持。例如能够满足航空航天工业的 足够强度和硬度的材料都需要粉末冶金技术来制成。 五、粉末冶金技术在新能源运用中的作用
1. 快速凝固 快速凝固技术的发展，把液态成型加工推进到远离平衡的状态，极大地推动了非晶、细晶、微晶等非平衡新材料的发展。传统的快速凝固追求高的冷却速度而限于低维材料的制备，非晶丝材、箔材的制备。近年来快速凝固技术主要在两个方面得到发展：①利用喷射成型、超高压、深过冷，结合适当的成分设计，发展体材料直接成型的快速凝固技术；②在近快速凝固条件下，制备具有特殊取向和组织结构的新材料。目前快速凝固技术被广泛地用于非晶或超细组织的线材、带材和体材料的制备与成型。 2. 半固态成型 半固态成型是利用凝固组织控制的技术.20世纪70年代初期，美国麻省理工学院的Flemings 教授等首先提出了半固态加工技术，打破了传统的枝晶凝固式，开辟了强制均匀凝固的先河。半固态成型包括半固态流变成型和半固态触变成形两类：前者是将制备的半固态浆料直接成型，如压铸成型（称为半固态流变压铸）；后者是对制备好的半固态坯料进行重新加热，使其达到半熔融状态，然后进行成型，如挤压成型（称为半固态触变挤压） 3. 无模成型 为了解决复杂形状或深壳件产品冲压、拉深成型设备规模大、模具成本高、生产工艺复杂、灵活度低等缺点，满足社会发展对产品多样性（多品种、小规模）的需求，20世纪80年代以来，柔性加工技术的开发受到工业发达国家的重视。典型的无模成型技术有增量成型、无摸拉拔、无模多点成型、激光冲击成型等。 4.超塑性成型技术 超塑性成型加工技术具有成型压力低、产品尺寸与形状精度高等特点，近年来发展方向主要包括两个方面：一是大型结构件、复杂结构件、精密薄壁件的超塑性成型，如铝合金汽车覆盖件、大型球罐结构、飞机舱门，与盥洗盆等；二是难加工材料的精确成形加工，如钛合金、镁合金、高温合金结构件的成形加工等。 5. 金属粉末材料成型加工 粉末材料的成型加工是一种典型的近终形、短流程制备加工技术，可以实现材料设计、制备预成型一体化；可自由组装材料结构从而精确调控材料性能；既可用于制备陶瓷、金属材料，也可制备各种复合材料。它是近20年来材料先进制备与成型加工技术的热点与主要发展方向之一。自1990年以来，世界粉末冶金年销售量增加了近2倍。2003年北美铁基粉末。相关的模具、工艺设备和最终零件产品的销售额已达到91亿美元，其中粉末冶金零件的销售为64亿美元。美国企业生产的粉末冶金产品占全球市场的一半以上。可以预见，在较长一段时间内，粉末冶金工业仍将保持较高的增长速率。粉末材料成型加工技术的研究重点包括粉末注射成型胶态成型、温压成型及微波、等离子辅助低温强化烧结等。 6. 陶瓷胶态成型 20世纪80年代中期，为了避免在注射成型工艺中使用大量的有机体所造成的脱脂排胶困难以及引发环境问题，传统的注浆成型因其几乎不需要添加有机物、工艺成本低、易于操作制等特点而再度受到重视，但由于其胚体密度低、强度差等原因，他并不适合制备高性能的陶瓷材料。进入90年代之后，围绕着提高陶瓷胚体均匀性和解决陶瓷材料可靠性的问题，开发了多种原位凝固成型工艺，凝胶注模成型工艺、温度诱导絮凝成形、胶态振动注模成形、直接凝固注模成形等相继出现，受到严重重视。原位凝固成形工艺被认为是提高胚体的均匀性，进而提高陶瓷材料可靠性的唯一途径，得到了迅速的发展，已逐步获得实际应用。 7. 激光快速成型 激光快速成形技术，是20实际90年代中期由现代材料技术、激光技术和快速原型制造术相结合的近终形快速制备新技术。采用该技术的成形件完全致密且具有细小均匀的内部组
电子技术在新能源材料行业的应用 摘要：在经济飞速发展和社会全面进步的今天，做为能源消耗大国，我国解决 能源供应和环境污染方面的问题已经迫在眉睫，因此开发和利用新型能源成为势 在必行的需求趋势。作为一种新型能源---发电方面的关键技术，电力电子技术的 发展直接关系到新型能源发电技术的发展和前景问题，并且影响到社会的发展和 进步。 关键词：电子技术；新能源材料；应用 1导言 电子技术，实质上就是通过电器元件对电能予以运用的一种现代化技术，其 广泛应用于科研领域，作为现代技术发展的一个中药基础，其在新能源材料行业 的合理运用具有十分重要的意义，有利于新能源材料行业的可持续发展。 2电子技术的概述 电子技术在社会生产中的地位不断上升，对社会的影响显著。电子技术正在 向着大容量、数字化、自动化方向发展，争取满足大功率、高端化产品的需求。 根据调查研究发现，电子器件向着小功率和大功率两个极端发展，既可以应用到 具体线路的调控上，又可以满足大型工业应用。电子技术在应用中呈现出以下几 项特点：第一，节能性明显。相比于传统的能源生产系统，电力技术灵活地改变 功率做功，减少了资源浪费，降低了资源耗费率；第二，环保性明显。电子技术 数字化、整体化程度的增加，实现了电力系统对外界零污染的要求，其多重保护 措施大大降低了用电设备发生意外的可能性；第三，精准化程度明显提高。电子 器件和电子产品的不断更新，调整了设备控制程序，增加了调试、控制、纠正参数，降低了温度、偏移、震动等外界环境的影响，使得电子产品的适用场合和行 业得以有效扩大。此外，电力系统与通讯系统、网路系统、程序编码等内容的融合，使得远程控制、网络监测、系统更新等变得极其便捷。 3新能源材料行业的概述 过度开采传统能源给空气质量、温度变化、社会环境等带来了一系列问题， 引发了对新能源、新材料行业的关注和探索。粗放型经济发展模式已经不再适用 于社会发展，其弊端越来越明显。与此同时，人们新能源、新材料的出现给了人 们新的信心和勇气。从能源结构和组成看，新能源占有比例不足10%，而煤炭、 石油占到了大约85%，同时，这些结构还在发生着改变。相关专业人士已经探知，我国风能发电技术提高了转化率，每年可以得到几十亿千瓦；漫长的海岸线每年 都可以提供2亿千瓦的潮汐资源，太阳能资源也存在着极大的开发潜力。此外， 还有地热能、核能等其他形式的资源。做好能源硬件系统，充分发挥这些新能源 的价值，便可以有效解决资源和环境的发展危机，让经济发展和绿水青山的统筹 兼顾。从材料的合成和工艺看，光电材料和纤维制品以及各种人工材料成为未来 发展的重点。利用电力技术改变原有物质硬度、粘性、柔韧度等方面的属性，使 之转变为可利用、可操作的人工新能源，从而减少社会对自然原材料的需求。其中，玻璃纤维、人工宝石、防氧化铝膜等得到了极大推广，给人们的生活带来了 新的体验。 4电子技术应用于新能源材料行业中的主要策略分析 电子技术具备的特性，使其在新能源材料行业发展过程中的应用能够发挥重 要作用，电子设备、电子技术在新能源材料行业中的合理应用，有利于合理处理 目前新能源材料行业发展中存在的阻碍因素，能够确保新能源的充分运用，而且
新能源材料学习心得 班级：094 姓名：刘建德学号：200910204428 一、新能源概况 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能，包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。 以新能源中的太阳能为例，新能源具有无可替代的资源优势：太阳能资源取之不竭，太阳能是地球上分布最广泛的可再生能源，每年到达地球陆地上的太阳辐射能量约27万亿吨标准煤，是目前世界能源消费总量的2000多倍。可开发的风能资源为53000 TWh，是目前全球发电量的两倍，水力发电资源量的三倍。太阳能、风能已成为各国实施可持续发展的重要选择，是一种朝阳的产业，孕育着巨大的潜在经济利益为维持技术优势、占领市场的需要。 二、我国发展新能源的重要性 太阳能、风能已成为各国实施可持续发展的重要选择。同国外相比，我国的能源系统更加不具备可持续发展特点：能源枯竭的威胁可能来的更早。人口多，人均资源占有量仅及世界的一半，石油和天然气资源仅占世界人均量的17.1％和13.2％；加之能源利用技术落后，效率低下，能耗高，枯竭速度可能会比国外更加迅速，能源匮乏的威胁可能来的更早、能源供需缺口将越来越大。2020年全国需求量27亿吨TOE，尚缺4.8亿吨标煤；2050年一次需求量达到40亿吨标煤，缺口达10亿吨标煤，短缺25％以上。过度依赖煤炭，环境影响更加严重。煤炭几乎满足了我国一次能源需求的70％，66％的城市大气颗粒物的含量和22％的城市的二氧化硫含量均超过国家空气质量二级标准，在冬季这些污染物的浓度更大，通常为夏季的2倍。环境专家估计，大气中90％的二氧化硫和70％的烟尘来自于燃煤。 煤废料的处理仍是问题。煤炭开发利用过程中产生的大量的矸石、腐蚀性水、
材料加工技术讲义 徐刚，韩高荣编制 浙江大学材料科学与工程学系 二0一二年六月
绪论 材料是人类文明的物质基础，是社会进步和高新技术发展的先导。自上世纪70年代开始，人们把信息、能源和材料看作是现代社会的三大支柱。新材料和新材料技术的研究、开发和应用反映了一个国家的科学技术与工业化水平。以大规模集成电路为代表的微电子技术，以光纤通信为代表的现代通信技术，以及及现代科技与技术于一体的载人航天技术等，几乎所有的高新技术的发展与进步，都以新材料和新材料技术的发展为突破和前提。 材料的制备与加工，和材料的成分与结构，材料的性能是决定材料使用性能的三大基本要素，构成材料科学与工程学四面体的底面，这充分反映了材料制备及加工技术的重要作用和地位。材料制备与加工技术的发展既对新材料的研究开发、应用和产业化具有决定性的作用，同时又可有效地改进和提高传统材料的使用性能，对传统材料产业的更新改造具有重要作用。因此，材料制备与加工技术的研究开发是目前材料科学与工程学最活跃的领域之一。 材料种类很多，按材料的键合特点和组成分类，大致分为四大类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料；按材料的用途分类，既可分为结构材料和功能材料两大类，也可细分为建筑材料、信息材料、能源材料、生物材料、航空航天材料等等。相应地，为了适应不同种类材料的键合特点，和使用特点及功能要求，材料制备和加工技术也多种多样。 本讲义是面向浙江大学材料科学与工程学专业学位硕士研究生培养而编写的“材料加工技术”。主要涉及金属材料加工和陶瓷粉体成型烧结先进制备技术，包括：金属材料快速凝固、定向凝固、半固态加工、连续铸轧、复合铸造技术，以及金属粉体、陶瓷粉体制备，和先进陶瓷成型、烧结等材料加工新技术新工艺。注重材料制备及加工技术案例分析，从技术个案的起源、开发、改进和完善的整个过程，对材料加工技术特点及其原理进行系统介绍，重点突出新技术创新的基本规律，培养学生自主创新和利用新技术开发新材料的能力。
第 1 章 数控加工的切削基础 作业 、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较 大的情况下，容易产生( C )。 (A )带状切屑 (B )挤裂切屑 (C )单元切屑 (D)崩碎切屑 2、 切削用量是指( D )。 (A) 切削速度 (B )进给量 (C )切削深度 (D )三者都是 3、 粗加工切削用量选择的一般顺序是( A )。 ( A B C a p -f-v c ( B ) a p - v c -f ( C ) v c -f-a p ( D ) f-a p - v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有( B ) 5、 分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为( C ) 变形区。 (A) 二个 (B )四个 (C )三个 (D )五个 6、 在切削平面内测量的车刀角度是 ( D )。 (A )前角 (B )后角 (C )楔角 (D )刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般 ( A )，最后确定一个合适的切 削速度 v 。 ap,其次选择较大的进给量f ； ap,其次选择较大的进给量f ； ap,其次选择较小的进给量f ； ap,其次选择较小的进给量f 。8、车削时的切削热大部分由( C )传散出去 A ) 刀具 ( B ) 工件 ( C ) 切屑 ( D ) 空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为( C ) (A) 背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小; (B) 进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小; (C) 切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小; (D) 切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小; 10、粗车细长轴外圆时,刀尖的安装位置应( C ),目的是增加阻尼 作用。 A 应首先选择尽可能大的吃刀量 B ) 应首先选择尽可能小的吃刀量 C 应首先选择尽可能大的吃刀量 D ) 应首先选择尽可能小的吃刀量 (A ) g o 和 a o (B ) a o 和 K r (C ) K r 和 a o (D )入 s 和 K r ' (A )比轴中心稍高一些 (C )比轴中心略低一些 (B) 与轴中心线等高 (D )与轴中心线高度无关
《化工与新能源材料及应用》试卷A 一.单项选择题（20分，每题2分。请将正确答案的序号填入题中的括号内。） 01．下列新能源中属于二次能源的是( ) A 地热能 B 核能 C 生物质能 D太阳能 02．关于核能概述错误的是( ) A 目前核电站使用的都是核聚变技术。 B 核裂变产生的放射性污染可以防护。 C 核聚变的原料可取之于海水，没有放射性污染。 D 核裂变的污染程度小于烧煤产生的尘埃造成的放射性污染。 03．洁净煤技术，是指从煤炭( )的全过程，旨在减少污染物排放与提高利用效率的生产、加工、转化、燃烧及污染控制等新技术体系。 A生产到使用的各个环节 B开采到利用的各个环节 C消费到回收的各个环节 D生产到消费的各个环节 04．风能的大小与风速的( )成正比 A二次方 B三次方 C四次方 D五次方 05．属于直接利用太阳能的技术是( ) A 光伏发电 B 水利发电 C 风力发电 D 地热能 06．关于氢能的特点错误的是( ) A氢能是取之不竭，用之不尽的。 B氢在燃烧时不产生污染物，是理想的绿色能源。 C碳纳米管在氢能的储运应用方面已经成熟。 D氢气释放能量快，反应速率常数高。 07．纳米技术是指在( ) 尺度范围内研究电子、原子、分子和分子内在规律及特征，并用于制造各种特种的一门综合性科学技术。 A 10nm B 10μm C 1--100nm D 1--100μm
08．关于煤炭液化表述错误的是( ) A是将固体状态的煤炭经过化学加工转化为液体产品。 B可以将硫等有害元素及灰分脱除，得到洁净的二次能源。 C能够优化能源结构、解决石油短缺、减少环境污染。 D可以得到更多的能量。 09．风力发电技术已经走向成熟，下列关于全球风电装机容量前五位的国家排序正确的是( ) A德国、西班牙、美国、丹麦、印度 B 美国、德国、中国、日本、丹麦 C 美国、西班牙、德国、中国、印度 D 德国、中国、西班牙、印度、丹麦 10．与国外相比，我国生物质能技术存在较大的差距，但不包括( ) A厌氧消化产气率方面。 B生物燃料的规模化生产方面。 C秸秆直接燃烧供热技术研究和设备开发方面。 D生物质发电技术和装置方面。 二.多项选择题（30分，每题3分。请将正确答案的序号填入题中的括号内，多选、少选、误选均 不得分。） 01．新能源包括( ) A太阳能 B生物质能 C核能 D氢能 E海洋能 02．生物质能的优点有( ) A燃烧容易 B污染少 C灰分低 D热值高 E热效率高 03．属于现代生物质的是( ) A工业性木质废弃物 B工业性甘蔗渣 C城市废物 D动物的粪便 E生物燃料 04．中国洁净煤技术计划框架涉及的领域有( ) A煤炭加工 B煤炭的高效洁净燃烧 C煤炭转化
教案 （理论课） 2010～2011学年第2学期 课程名称工程材料与成形技术基础教学系机械工程系 授课班级焊接091 主讲教师晏丽琴 职称讲师
培黎工程技术学院二○一一年二月课程基本情况
系主任：年月日 目录 第一章绪论 第一节材料加工概述 一、材料加工概述 二、材料加工的基本要素和流程 第二节材料成形的一些基本问题和发展概况 一、凝固成形的基本问题和发展概况 二、塑性成形的基本问题和发展概况 三、焊接成形的基本问题和发展概况 四、表面成形的基本问题和发展概况 第三节本课程的性质和任务 绪论 学习思考问题 ·材料加工的基本要素和流程是什么？ ·材料成形存在的基本问题是什么? ·本课程的性质和基本任务是什么? 一、材料加工概述 任何机器或设备，都是由许许多多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。零件或材料的加工方法多种多样，归纳起来有以下4类： (1)成形加工：用来改变材料的形状尺寸，或兼有改变材料的性能。主要有凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制和塑料成形等。 (2)切除加工：用于改变材料的形状尺寸，主要有车、铣、刨、钻、磨等传统的切削加工，以及直接利用电能、化学能、声能、光能进行的特殊加工，如电火花加：[、电解加工、超声加工和激光加工等。 (3)表面成形加工：用来改变零件的表面状态和(或)性能，如表面形变及淬火强化、化学热处理、表面涂(镀)层和气相沉积镀膜等。
(4)热处理加工：用来改变材料或零件的性能，如退火、正火、淬火和回火等。 根据零件的形状尺寸特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本等多种因素，选择零件的加工方法，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。 二、材料加工的基本要素和流程 材料加工方法的种类虽然繁多，但通过对每种材料加工方法的过程分析表明，它们都可以用建立在少数几个基本参数基础上的统一模式来描述。该模式便于对各种加工方法进行综合分析和横向比较。 任何一种材料的加工过程，都是为了达到材料的形状尺寸或性能的变化。而为了产生这种变化，必须具备三个基本要素：材料、能量和信息（图1.2）。因而材料的加工过程，可以用相关材料流程、能量流程和信息流程来描述。 三大流程： 1.材料流程 表征加工过程特点的类型； 要改变形状尺寸和性能的材料状态； 能够用来实现这种形状尺寸和性能变化的基本过程； 2.能量流程 包括机械过程的能量流程，热过程能量：电能、化学能、机械能 3.信息流程 形状信息、性能信息
材料加工技术——作业5 (孙秀丽，21526082) 1:比较滚筒球磨制粉与气流磨制粉的优缺点？ 气流研磨法是通过气体传输粉料，并通过粉料自身之间的相互摩擦、撞击或颗粒与制粉装置间的撞击使粗大颗粒细化的一种研磨方法。优点是其由于不使用研磨球及研磨介质，所以气流研磨粉的化学纯度一般比机械研磨法的要高。 滚筒球磨法是传统机械研磨法，其优点是：机械方法制备的粉体粒径分布较宽。缺点是：机械制粉方法获得的粉体粒径一般在微米级，进一步细化效率很低且比较困难、粉碎过程中易于引入杂质，难以满足特种陶瓷对原料粒度和纯度的要求。 2：分析拉瓦尔管喷嘴设计在气流磨金属制粉上的应用原理？ 夹带有粉料的高压气流通过拉瓦尔管型硬质合金喷嘴喷出，在管颈部，气体加速，速度达到临界流速，在开口部，气体压力急剧下降，形成绝热膨胀过程。通过拉瓦尔管的喷出，会产生两个效应（1）加速效应，（2）冷却效应。冷流冲击是利用金属的冷脆性而开发的一种粉末制取技术。是将高速运动的粉末颗粒喷射到一个固定的硬质靶上，通过强烈碰撞而使粉末颗粒破碎。冷流冲击法制粉的粉末粒度与气流压力有关，气压越大，则粉末越细。 3：雾化制粉在存在哪三个过程？由这三个过程分析提高雾化制粉，应该采取哪些措施？ 过程一：较大的金属的液珠在受到外力冲击的瞬间，破碎成数个小液滴。雾化时液体吸收的能量与雾化液滴的粒径存在一个对应关系，吸收的能量越高则粒径越小；反之亦然。 过程二：液体颗粒破碎的同时，还可能发生颗粒间相互接触，再次成为一个较大的液体颗粒，并且液体颗粒形状向球形转化，这个过程中，体系的总表面能降低，属于自发过程。 过程三：液体颗粒冷却形成小的固体颗粒。 为了提高雾化制粉效率，应该遵循的两个原则如下： 能量交换准则：提高单位时间内单位质量液体从系统中吸收能量的效率，以克服表面自由能的增加。 快速凝固准则：提高雾化液滴的冷却速度，防止液体微粒的再次聚集。 在实际雾化制粉时，依据以上两条准则，通过改变工艺方法、调整工艺参数、改变液体性质等措施，可以达到调整粉末粒度，实现高效制粉的目的。 4：如何提高干压成型粉体成形性能？ 模压成形又称为干压成形，是将粉料填充到模具内部后，通过单向或双向加压，将粉料压制成所需形状。采用双向加压可以改善单项加压时坯体沿高度方向的密度不均匀性。 5：分析干压成形弹性后效产生的原因，易于引起单向或者双向干压成形坯体的何种缺陷？在等静压中成形有何应用？ 在等静在压制过程中，当卸掉压制压力并把压坯从压模中压出后，由于弹性内应力的作用，压坯将发生弹性膨胀，这种现象称为弹性后效。出现弹性后效的原因是：粉体在压制过程中受到压力作用后，粉末颗粒发生弹塑性变形，在压坯内部聚集很大的内应力。当压制压力消除后，弹性内应力便要松弛，改变颗粒的外形和颗粒的接触状态，从而使压坯发生膨胀。压坯和压模的弹性后效是产生压坯裂纹以及压坯分层的主要原因。 6：如何提高塑性成形泥料的成形性能？ 一是增加坯料中可塑性原料的含量；二是球磨，获得颗粒较细的坯料，不仅增加坯料的塑性，还可以提高坯料的烧结活性；三是坯料组织均匀而不含有空气有利于提高坯料的可塑性；四
第1章数控加工的切削基础 作业 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。 （A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切 削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关
目录 摘要 (2) 第一章对能源的认识 (3) 1.1能源的定义 (3) 1.2能源的源头 (3) 1.3能源的种类 (4) 第二章新能源的发展趋势 (5) 2.1 多元化 (5) 2.2 清洁化 (5) 2.3 高效化 (5) 2.4 全球化 (6) 2.5 市场化 (6) 第三章启示与建议 (7)
摘要 我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：物质、能量和信息。组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。 能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子部的能量。 未来对能源的要求有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。未来对能源的需求未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。 除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。 关键字：能源利用可持续发展环境污染
第一章绪论 制造业是提高国家工业生产率、经济增长、国家安全及生活质量的基础，是国家综合实力的重要标志。现如今我国制造业面临巨大挑战，因而加强材料成形加工技术与科学基础研究，大力采用先进制造技术，对国民经济的发展具有重要意义。 材料成形加工技术与科学既是制造业的重要组成部分，又是材料科学与工程的四要素之一，对国民经济的发展及国防力量的增强均有重要作用。“新一代材料精确成形加工技术”与“多学科多尺度模拟仿真”是现代两个重要学科研究前沿领域。高新技术材料的出现，将加速发展以“精确成形”及“短流程”为代表的材料加工工艺，包括：全新的成形加工方法与工艺，及传统成形加工方法的改进与工序综合。“模拟仿真”是产品计算机集成制造、敏 捷制造的主要内容，是实现制造业信息化的先进方法。并行工程已成为产品及相关制造过程 集成设计的系统方法，以计算机模拟仿真与虚拟现实技术为手段的虚拟制造设计将是先进制造技术的重要支撑环境。网络化、智能化是现代产品与工艺过程设计的趋势，绿色制造是现代材料加工技术的进一步发展方向。 面对市场经济、参与全球竞争，必须加强材料成形加工科学与技术的基础和应用研究。 只有使用先进的材料加工技术，才能获得高质量产品的结构和性能，这些高性能的先进材料包括传统材料和新材料。发展材料成形加工技术对我国制造业以高新技术生产高附加值的优质零部件有积极作用，可扩大材料及制造范围、提高生产率、降低产品成本、增强企业国际竞争能力。 制造业在过去的几年中发生了巨大变化，而现代高科技及新材料的出现将导致材料成形 加工技术的进一步发展与变革，出现全新的成形加工方法与工艺，传统加工方法不断改进并走向工艺综合，材料成形加工技术则逐渐综合化、多样化、柔性化、多科学化。
新能源材料在汽车领域的应用 材料学院光电1202 郑科城 3120707029 综合国内外的一些观点，新能源材料使之实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，它是发展新能源技术的核心和其应用的基础。从材料学的本质和能源发展的观点看，能储存和有效利用现有传统能源的新型材料也可以归属于新能源材料。新能源材料覆盖了镍氢电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料、反应堆核能材料、发展生物质能所需的重点材料、新型相变储能和节能材料等。 新能源发展过程中发挥重要作用的新能源材料有锂离子电池关键材料、镍氢动力电池关键材料、氢能燃料电池关键材料、多晶薄膜太阳能电池材料、LED发光材料、核用锆合金等。 太阳能材料在汽车领域发挥了越发重要的作用,而太阳能电池是实现太阳能在汽车上的应用的核心技术，不断研究开发新材料和新工艺来提高电池的转化效率和降低生产成本是太阳能电池技术发展的大方向。 一、太阳能电池在汽车上的应用 1、太阳能作为第一驱动能源——太阳能汽车 太阳能汽车具有零污染、能源丰富的特点，代表了汽车发展的新水平，因此被人们称为“未来汽车”。太阳能汽车的运行原理如下图所示。 太阳照射电池阵列时，产生光生电流。能量通过峰值功率跟踪器驱动电机使车辆行驶。剩余电量由蓄电池储存，以便太阳电池板电量不足时驱动电机。当车辆制动时还可以回收制动能量，它已经没有发动机、传动轴、变速箱等构件。 据估计，如果用太阳能汽车替代传统车辆，二氧化碳排放量可减少43％～54％。内燃机的能源利用率约为25％，而太阳能汽车的能源利用率却能达到95％。但由于太阳能汽车普遍采用质轻价贵的航空航天材料来力求达到车体轻、速度快的目的，其成本昂贵、动力稳定性不足及承载能力差等特点使其暂时处于概念化阶段。 太阳能汽车的应用技术可以归纳为五个主要方面：电池技术、车体技术、电力驱动技术、蓄电池技术和能量管理系统技术。 （1）电池技术 太阳能电池技术发展趋势是提高转化效率，降低成本。为降低电池研制成本，国内外通过设计模拟光伏电池特性的模拟器来加快光伏发电的研究。清华大学的周德佳和赵争明等采用Matlab／Simulink模块建立了光伏电池阵列的仿真模型，推导出电池阵列在最大功率点以及稳定功率区域内时具有线性关系，形成了以电流为控制方式的最大功率跟踪控制算法，理论上优于传统的电压控制方法，易于控制，有利于提高电池的转化效率。 （2）车体技术 太阳能汽车最独特的地方是车身外形新颖而柔顺。设计车身时，主要目标是使空气阻力最小，太阳能吸收能量最大化，质量最小化和安全最大化。为了得到最佳外形，需要进行大量模拟和测试，如风洞试验，大多数太阳能汽车的车身呈扁平状。通常，有三类底盘在太阳