我国汽车制动材料的研究现状及发展趋势
汽车制动器衬片，俗称刹车片，是汽车制动系统中重要的安全部件。它将汽车运动的动能转化为热能和其他形式的能量，从而使汽车减速或停止。制动材料是以摩擦为主，兼有结构性能要求的多组分复合材料。随着我国汽车制造业的不断壮大，制动材料也得到了突飞猛进的发展。根据2005年中国刹车片市场调查报告，04年国内摩擦材料产量为19.4万吨，其中盘式和鼓式刹车片占85%以上。国内方面，近年来我国汽车保有量已经达到2570.97万辆，全国每年需求刹车片4亿块左右，市场潜力巨大[1]。另外，据中国摩擦与密封协会的统计，我国摩擦材料产量保持快速增长的势头，2005年产量30万吨，产值56.27亿元，出口交货值13.3亿元；2006年产量达到37.34吨，产值67.34亿元，出口交货值20.51亿元。预计在“十一五”末期，我国摩擦材料总产量将达到60万吨，总产值超过100亿元，其中出口交易值40亿元。随着各国汽车工业的发展和现代社会环保意识的提高，制动材料的运行条件越来越苛刻，人们对它的性能要求也越来越高，可简单将其概括为“三化”。
（1）无石棉，无污染化
自从1972年国际肿瘤医学会确认石棉及其高温挥发物属于致癌物后，各国家相继禁止使用石棉摩擦材料。我国于1999年10月1日开始实施国家标准《汽车制动系统结构、性能和试验方法》（GB12676-1999），其中明确规定“制动衬片应不含石棉”，并在标准实施起48个月后强制施行。随着人们生活水平的提高，汽车所造成的污染也越来越受到人们的重视，其中刹车片产生的污染也引起了人们的关注。就制动材料而言，对环境的污染主要来自制动过程中产生的噪音及磨屑中的重金属污染。为了控制噪音污染，我国于1996年通过了《中华人民共和国
环境噪声污染防治法》，欧洲各国也对机动车辆的噪声释放做出了严格规定（图1，图2）。最近的环境研究显示重金属对环境构成极大的危害，关于重金属污染，在国内还没有被完全了解和关注[2]，而国外已有报道。欧盟为此已采取措施禁止或严格限制在汽车构件中使用重金属，不久前在斯德哥尔摩发表的一项研究表明，摩擦材料是铜污染最大的祸首之一。尽管与其它汽车部件相比其所含的铜量较低，但制动片却产生了环境中30%的铜污染。在美国加州，由于刹车片重金属造成的河流和海湾污染已经引起了相关部门的重视，其中很多金属如锑、铅、锌等被怀疑有致癌性。因此，制动材料的低金属及无金属化成为研究重点之一。汽车厂商及摩擦材料供货商正在寻找替代品。TRW（美国天合汽车集团）在环境及安全上的技术创新使其在提供无重金属制动片领域领先一步。通过深入的研究，TRW开发了矿物与陶瓷纤维的混合材料，不使用非环保材料，如紫铜、黄铜、锑铅等[3]。中国也将从TRW的这一成果中获益，一些环保制动产品将会逐步进入国内市场。
（2）高速化
随着高速公路的普及及火车的再次提速，车辆的行驶速度越来越快。汽车在刹车过程中，制动材料吸收的能量基本和车速的平方成正比。以轿车为例，当车速为100km/h时，制动的热负荷达1130.436KJ。另外，目前小轿车和轻型货车大多从鼓式向盘式制动器转变。该制动器的散热性、热稳定性和水稳定性好，且易于维修和保养。但同时其摩擦面积也只有鼓式的1/4~1/6，单位面积吸收的能量增加4~6倍，高速制动时，摩擦副表面的闪点温度可达1000℃，这就对制动材料的耐热性能提出了更高的要求。
（3）轻量化
从上世纪70年代开始，能源危机及石油的短缺日趋严重，汽车轻量化的问题被提上日程。当
今世界能源紧缺，节能必将是摩擦材料发展的一个重要方向。因此，汽车工业相应的将汽车从较重的后轮驱动改为更小、更轻、更省油的前轮驱动，出现了更小、更轻的刹车片。也就是说在具有优良摩擦性能的同时，较低密度的刹车片将会更具优势。对高档汽车的刹车片而言，一般都要求其密度低于2.5g/cm3。
因此，为满足上述性能要求，开发高性能环保型制动材料已成为摩擦材料行业的当务之急。泛泛而谈，制动材料应满足多方面的性能要求：a具有适中且稳定的摩擦系数。通常，不同厂商对摩擦系数要求各不相同。用在亚洲车型上的有机摩擦材料的摩擦系数值（μ）为
0.30~0.35，在美国常用的半金属摩擦材料（μ）为0.35~0.40。而在欧洲，对速度及温度要求显著不同。所用的无石棉有机材料（NAO）摩擦摩擦系数的要求值达0.40~0.45；b高的耐磨性，即较长的使用寿命；c具有良好的导热性、较大的热容量和一定的高温机械强度；d对对偶无攻击性；e无噪声、低成本且对环境无污染等[4-5]。
1 汽车制动材料的发展历程
1.1 鼓式制动器与石棉型刹车片占主导地位
20世纪70年代中期以前是摩擦材料发展的第一时期，汽车制动材料多采用石棉作为增强体。它是以石棉为骨架，其他添加剂和树脂复合而成，石棉在摩擦材料中的含量一般为30%～60%。由于石棉摩擦材料具有成本低、密度小、摩擦系数高、来源丰富等一系列优点，能满足摩擦材料的使用要求，因而获得了广泛的应用，长期占据统治地位[6-7]。
1.2汽车制动器向盘式制动器与非石棉摩擦材料过渡时期
70年代至80年代中期，随着汽车工业的飞速发展，石棉摩擦材料已不能适应现代汽车和社会发展的需要，同时由于石棉摩擦材料的致癌性，各国强烈要求禁止使用石棉摩擦材料。目前，国内外都在大力开展无石棉摩擦材料的研究，先后研制开发了十几种代替石棉制成的摩擦材料。归纳起来主要有以下几种：半金属摩擦材料，有机纤维摩擦材料，玻璃纤维摩擦材料，片状材料增强摩擦材料等[8]。
1.3盘式制动器与新型摩擦材料大发展并得到大规模应用阶段
20世纪80年代中期以来，汽车工业向高速、重载、舒适、环保、轻量化方向发展，制动系统得到不断的改进和完善。许多国家都致力于改进和开发新型无石棉摩擦材料，一大批新型制动材料相继涌现。最具代表性的有粉末冶金摩擦材料，新型混杂纤维摩擦材料，C/C复合材料及新型的陶瓷基摩擦材料。
（1）粉末冶金摩擦材料
粉末冶金摩擦材料又称烧结金属摩擦材料，是以金属及其合金为基体，添加摩擦组元和润滑组元，通过压制成型，然后在高温中烧结而成。采用粉末冶金技术生产摩擦材料时，不但在性能上有突出的优点，特别是在组分的设计上极具灵活性。法国、瑞典、加拿大等国的高速列车均使用这种闸瓦，且取得不错的效果。但其对对偶的磨损偏大，成本与有机摩擦材料相比偏高，尚有待进一步改进[9]。
（2）新型混杂纤维摩擦材料
目前世界上已极少采用单一纤维作为制动材料的增强纤维，混杂纤维增强是摩擦材料的发展方
向。所谓新型混杂纤维摩擦材料是指采用两种或两种以上的纤维增强同一种树脂基体的摩擦复合材料。采用混杂技术时，一般都采用性能和价格互补的两种纤维。郭洪涛[10]研究认为炭纤维与芳纶浆粕的混杂表现出很好的摩擦学性能，芳纶纤维在材料摩擦过程中容易在对偶的界面上形成转移膜，摩擦曲线波动幅度比单一炭纤维增强的试样普遍要小，即加入了芳纶浆粕改善了摩擦系数的平稳性，证明了混杂的优异效应。中国专利[11]利用一种价格极为低廉的叶蜡作为填料，采用硅酸铝纤维、钢纤维混杂增强制得一种新型混杂纤维摩擦材料。通过实验测得该种材料在不同温度下摩擦系数稳定、磨损率小、制动效果好，具有很大的市场竞争优势。欧洲专利[12]涉及三种纤维混杂：10~15%的 aramid纤维，5~20%的棉花纤维，2~15%的炭纤维，所研制的摩擦材料比传统材料具有更佳的摩擦磨损性能。
（3）C/C复合材料
C/C复合材料，即炭纤维增强炭基体复合材料。自从1958年问世以来，由于其具有比重小（约为铁的1/5）、强度高（抗拉强度>2GP）、热膨胀系数小、耐高温等优点，在军工、航空、航天等方面取得了长足的发展。其在民用领域方面的应用也日益扩大，很多民用飞机（如波音系列：Boeing747、Boeing757等，空客系列：A330、A340等）和高档赛车（Ferrari F2005、Renault R25、Toyota TF105等）已开始装备C/C刹车副。目前国内中南大学、西北工业大学、中科院金属所、航天集团第四院43所、621所等几家单位的研究在国内居于领先水平。中南大学以博云新材料股份有限公司为依托，C/C刹车副已全面实现产业化、国产化[13-15]。由于C/C复合材料采用化学气相沉积（CVD），液相浸渍炭化的生产工艺，生产周期较长，因此成本较高，价格昂贵（一副C/C刹车盘价格高达上万元），这也制约了其在更广阔领域特别是汽车领域的应用。
（4）新型陶瓷基摩擦材料
由于无石棉有机制动材料存在耐热性问题，半金属摩擦材料又存在密度较大、攻击对偶、产生噪音等不足，而尽管C/C复合材料能解决上述问题，但其成本较高。陶瓷摩擦材料具有密度适中、耐高温、耐腐蚀、价格适宜等优点，已被广泛的应用于制动领域。一般来说，陶瓷基摩擦材料中陶瓷的体积分数至少占到45%以上，有的甚至达到80%~90%。常用的性能优良的陶瓷
有：SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、AlN等[16]。德国斯图加特大学和德国航天研究所等单位对
C/C-SiC复合材料应用于摩擦领域进行了研究，并成功应用于保时捷高档轿车上[17]。Pinggen Rao[18]对低温烧结高纯Al2O3陶瓷的性能进行了探讨，L.E sposito等对低纯Al2O3陶瓷的摩擦磨损性能进行了研究[19]。目前在国外，添加陶瓷纤维作为增强材料，利用改性树脂和橡胶为粘合剂，以多种人工合成的有机和无机材料作为摩擦性能调节剂制成的一种非金属摩擦材料，也叫做陶瓷基摩擦材料。其特点是：1）无噪音。陶瓷配方不但很好的消除了行车制动噪音，而且通过对静摩擦系数和动摩擦系数的平衡，解决了半金属和少金属配方很难克服的低频噪音。2）无落灰，抗腐蚀能力强。陶瓷配方中没有金属成分的加入，很好的解决了金属纤维
锈蚀的问题。对油酸不敏感，且其具有优异的摩擦粉尘性能，一般行车一千公里以内不会有明显的轮毂落灰现象。3）使用寿命长。陶瓷摩擦材料采用大量的有机和无机材料，材料之间有
良好的亲和性能，并在制动过程中可以形成较好的摩擦膜和转移层，具有很好的润滑效果，大大提高了材料的使用寿命，与半金属相比，其使用寿命可提高1.5倍以上。4）绿色环保，制
动舒适。陶瓷材料优异的理化性能以及不含重金属的配方，使制动材料具有噪音低、粉尘少的特点，且对环境无污染，完全符合日益提高的环保要求。
2 汽车制动材料需要解决的关键技术
近年来，国内外对汽车制动材料进行了广泛的研究，并取得了巨大的研究成果。但目前，汽车制动材料还需解决以下两项关键技术：
1）提高摩擦材料粘结剂的性能。粘结剂是摩擦材料组成的核心，它性能的好坏直接影响刹车片的性能。一般来说，粘结剂应具有长寿命、良好的稳定性和较好的耐热性能，其中耐热性是关键。目前，人们普遍采用物理和化学的方法对酚醛树脂进行改性，其耐热性能大幅度提高。但随着车速的提高，对摩擦材料的热衰退性能提出了更高的要求。目前摩擦材料粘结剂的研究，已不再局限于树脂和橡胶，而且拓展到了利用金属粉末或金属硫化物在高温下具有的特殊性能，减少树脂在摩擦材料中的使用比例，以弥补树脂及橡胶在高温下的不足。因此，尽管采用高性能树脂能提高摩擦材料的耐热性能，但其改善毕竟有限，我们应更多的关注和利用金属粉末及金属硫化物的性能或开发一些新型的无机粘结剂。同时，材料的热传导性虽然是影响耐热性的间接因素，却非常重要。因此，为了降低制动温度，提高耐热性能，我们也可以从提高制动材料的导热系数入手，加快散热速度，防止材料因温度过高导致性能下降。
2）随着现代环保意识的增强，人们对汽车产生的噪音的问题越来越关注。因此，减少刹车片诱发的制动噪音成为一个重要的研究课题。汽车刹车片噪音，涉及到制动器的总成结构，而不单是制动材料本身的问题。目前，科学界对噪音的产生及形成机理还没有统一的定论。一般认为，其原因不外乎三种[20]：一是刹车片与对偶不匹配，产生共振或伤盘；二是刹车片的摩擦稳定性差；三是刹车片与制动对偶随制动比压、温度、速率的变化，双方材质互为粘附。为解决此问题，一般可以添加一些润滑剂和增韧剂，积极开发轻质和性能优越的多孔填料，以降低制动噪音。
3 汽车制动材料的发展趋势
汽车工业的快速发展造成了汽车摩擦材料研究的白热化。为了开发能满足当代汽车工艺要求的全新制动材料，当前汽车制动材料发展趋势可以从以下几个方面来看。
3.1 摩擦磨损理论的完善
汽车在制动时，即是发生在制动材料和金属刹车盘之间的摩擦过程。现代摩擦学往往把摩擦材料/金属刹车盘这一对摩擦副的相对运动过程，视为是摩擦学系统[21-22]。其基本思想是，把相对运动和相互作用的诸表面及参加作用的介质，抽象成由摩擦学元素构成的系统，然后依据系统学理论，把摩擦学系统归属于开式、离散、动态系统，研究摩擦过程中能量和材料的损失。与此同时，摩擦学系统的结构和功能，也随摩擦过程变化。可由图4所示系统模型来描述这一摩擦学系统[23]。
关于制动材料摩擦磨损机理的研究主要包括以下两方面:一方面是试图从理论上解释磨损机理，导致了不少磨损模型和假设的建立；另一方面是努力通过实验找到磨损的规律，使磨损机理的理论研究和实际应用结合起来，建立磨损的计算方法。迄今为止，关于制动材料摩擦磨损机理的研究很多，但由于制动材料中成分和组织以及材料性能的复杂性，还没有一个公认的理论能解释所有的摩擦磨损现象。目前己有的算式大部分是基于某一种磨损机理而建立的，或是根据特定的实验条件而建立的经验公式[24]。因此，关于其磨损机制的研究和磨损模型的建立还有待深入和完善[25]。一般来说，摩擦材料与金属对偶体系可反映5种磨损类型，即:磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，热磨损和宏观剪切磨损[26]。
另外，目前关于汽车制动材料的报导绝大多数仅局限于宏观层次上的研究，而很少从微观上进行分析。为了能对制动材料摩擦磨损机理有更好的认识，更现代化检测手段的运用显得十分必要。譬如，由于扫描电镜对非导电体的观测并不充分，而原子力显微镜提供了在原子、分子尺度上观察非导体表面形貌的有效手段，所以可以从更加微观的角度上对摩擦材料表面、磨屑以及对偶件的形貌特征和化学成分特征进行分析研究。同时，随着新材料和微电子技术的迅速发
展，人们将微电子技术和微传感器技术用于摩擦材料，形成能够自动检测制动过程中摩擦系数、摩擦力、摩擦量及表面温度的功能摩擦材料，进而通过控制技术自动调节制动过程中的制动力和表面温度，这将有助于更深入的了解制动过程中的摩擦磨损现象。这些都是未来制动材料发展的重要方向。
3.2 材料的改性及配方的优化设计
汽车制动材料是以高分子化合物为粘结剂，以无机或有机类纤维为增强成分，以矿物粉体和有机粉体为摩擦性能调节剂制备而成的功能材料。其组成成分少则十几种，有时甚至添加了几十种不同的材料。根据各个组分在摩擦材料中所起的作用，一般将其分为增强纤维、有机粘结剂和填料。
3.2.1 原材料的改性研究
在原材料方面，对于增强纤维，由于单一纤维各有优缺点，且在不同方向上具有不同的力学和物理性能。因此，对纤维增强的摩擦材料而言，使用混杂纤维进行合理复合，使其充分发挥各自的优点，制成性能优良、成本较低的摩擦材料，必将成为摩擦材料的研究方向之一。对于树脂粘结剂，目前主要还是选用酚醛树脂，其最突出的优点是耐热性好，但在高温下会分解，使摩擦材料发生热衰退，摩擦磨损性能变差，因此酚醛树脂的改性也是其研究方向之一。对填料而言，在现代汽车制动材料中，有机粘结剂和增强纤维的用量正逐渐减少，以矿物为主的填料用量越来越多。各国都在积极研究开发一些轻质、多孔的无机填料，特别是当一些纳米粒子的填料加入时，产生了一种新型的摩擦材料，即纳米摩擦材料。
3.2.2 纳米摩擦材料
纳米复合材料的概念于20世纪80年代中期由Roy提出[27]。纳米复合材料具有优异的性能和广泛的应用价值，利用纳米粒子取代普通无机填料与聚合物基体复合，能大幅度提高聚合物材料的整体性能[28]。贺鹏等[29]将其作用归纳为以下几点：提高热性能，如热膨胀系数降低、导热系数大幅提高、阻燃性增强；改善力学性能，如同时增加强度和增加韧性、增强耐磨性、改进光电性能等。葛世荣等[30]人，制备了纳米SiO2和纳米TiO2填充PA1010尼龙复合材料，测试结果表明：填充纳米颗粒可以提高尼龙复合材料的力学性能，纳米SiO2和纳米TiO2作为填料可以提高PA1010的耐磨性，降低摩擦系数。其中纳米颗粒的最佳质量分数为10％。马世宁[31]等对纳米固体润滑干膜的摩擦学性能进行了研究，试验表明：添加纳米Al2O3粉末在摩擦系数略有增加的同时，耐磨性也得到了很好的改善。美国马里兰大学[32]材料系在实验室研制成功纳米Al2O3与橡胶的复合材料。这种材料与常规橡胶相比，耐磨性大大提高，介电常数也提高了将近一倍。
3.2.3 材料配方的优化设计
汽车制动材料一般采用模压成形法，因此材料的成分配方至关重要。目前在代表世界摩擦材料先进水平的欧洲和北美国家中，其摩擦材料先进的配方技术主要体现在：1）无石棉、无金属、无Kevlar等化学纤维和天然纤维、树脂含量低至5%~6%，并采用第二粘结剂。2）多体系复合材料的配方优化。多年以来，摩擦材料研究及应用的主导体系一直是以1维唯象的纤维为增强体、0维唯象的颗粒为填料和3维唯象有机基体组合而成的0-1-3型聚合物基复合材料体系。目前，国内外开展了多种新结构体系摩擦材料的研究，有研究者选用多种纤维、以2维唯象的层片为增强体，并与多种有机无机微粒和树脂混合制得0-1-2-3型复合体系摩擦材料。发现以相同的填充分数，可获得比单纯纤维和单纯粒子增强材料高的力学性能，并能同时兼顾强度和韧性、高温摩擦和磨损性能、综合性能优越。
在汽车制动材料配方优化设计的过程中，大量的专利技术和应用研究用来完善和提高制动材料的摩擦磨损性能。曹献坤[33]等人对Kevlar增强纤维的摩擦材料配方进行了研究设计。应用正交试验设计方法，以摩擦制品的摩擦系数、磨损量和冲击强度为试验指标，由多因素方差分析进行配方优化，得材料配比（Wt％）为：Kevlar纤维1～5，膨胀蛭石片40～50，改性酚醛树脂16～19，石墨5～8，有机摩擦粉10～15，无机填料10～18。杨金生[34]等对半金属制动材料的成分配方进行了改性并获得较好的制动摩擦磨损效果。国外商用摩擦材料的配方设计，由于涉及到商业秘密很少公开，在摩擦磨损机理研究中，只会简单给出实验材料的配方。韩国的Ho Jang等[35]学者，对复合摩擦材料中的Sb2S3ZrSiO4在表面摩擦过程中的特性进行了研究，并给出了材料的配方。美国专利[36]利用10%的aramid纤维，5%的钛酸钾纤维，与10%酚醛树脂和其他调节剂，在一定工况下，形成5~100μm厚的有机薄层，极大的减少了制动噪音与震颤。M.H.Choa[37]对灰铸铁制动鼓在摩擦过程中，灰铸铁摩擦表面的微观形貌变化进行了研究，并比较了有钢纤维摩擦材料与无钢纤维摩擦材料对灰铸铁表面的影响特性。同时给出了两种试验用复合摩擦材料的配方，如表1所示。
表1：某复合摩擦材料的配方和物理特性表
3.3 制备工艺的改进及低成本化
目前汽车刹车片的市场主要以树脂基和半金属基复合摩擦材料为主，其制备技术已相对稳定和成熟，但由于树脂耐热性的问题，其摩擦性能还有待进一步提高。而对于一些金属和金属陶瓷基摩擦材料，虽然各方面性能较佳，由于其价格高、制造工艺复杂、成本因素制约了其在中低档汽车上的推广应用。各个国家在制造工艺方面均做了大量的研究，采用了许多先进技术，如对金属纤维的软化处理，对非金属纤维的蓬松处理和浸渍处理，对硬质原料粉末的球化处理，喷涂、挤压、大气压力固结（CAP）技术，组合固结，Starmix混粉技术，快速多项移动成型（BOG）技术，以及后续加工和表面处理等，均是为了全面提高摩擦材料的综合性能[38]。
4 结束语
当今世界，节能和环保是汽车工业的两大主题。因此，今后汽车制动材料的主要研究方向是更安全、更轻量化、更省燃油。这不仅需要新材料的开发，还需要采用新结构、新系统，从而大幅度提高制动材料的摩擦磨损性能，实现轻量化，达到节能的目的。
近几年来，随着我国汽车工业的突飞猛进，制动材料也取得了很大的发展。但跟国外相比，还有一定的差距。为开发新型的制动材料，我们应审时度势，随时跟踪国际市场，根据我国国情发展自己的汽车制动材料；在努力提高产品质量及批量稳定性的同时，开发新产品，满足不同车种和行驶条件的要求；改善树脂粘结剂质量并开发新型的无机粘结剂；采用新工艺、新型摩擦材料，为振兴我国汽车工业做出应有的贡献。(end)
泽纡
构造地质学研究现状和发展趋势 构造地质学是地质学分支学科之一，以岩石圈的各种地质体作为研究对象,探究其组合形式及形成、发育、变形、破坏规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异,分为狭义构造地质学和广义构造地质学。狭义构造地质学侧重于对中、小型地质体的研究，主要研究这些构造的几何形态、产状、规模、形成演化等。广义构造地质学的研究范围更加广阔，从地壳演变至岩石圈结构,从重要造山带至板块边界，从显微构造到晶格错位，几乎涵盖了10_8?108cm的所有地质体。近代以来,构造地质学研究获得了空前发展。20世纪60年代以来，板块构造理论体系得以建立和完善;20世纪70年代以来，大陆构造研究得到了重视;20世纪80年代以来，重点研究岩石圈的演化和三维岩石圈的建立；20世纪90年代以来，大陆动力学研究兴起。这些研究使得构造地质学在研究深度和研究广度上取得了重要进展。 1.构造解析构造学本质上是对地质体变形和演化的认识，构造地质学强调野外实地观测，其主要研究方法是构造解析法。构造解析是对地质体空间关系和形成规律的分析解释，内容包括对地质体的几何学、运动学和动力学的分析气几何学解析是指对地质体的产状、规模、组合形式进行研究，进而概化为构造模式。运动学解析主要研究地质体在构造作用中发生的变形和位移。动力学解析是在几何学解析和运动学解析的基础上，反推构造应力的性质、大小、方向，分析和解释该研究区域的构造演化史。 2.研究现状步人20世纪后，构造地质学开始从形态描述逐渐进人对地质体的成因和力学分析研究中，由定性观察转入定量研究，由几何学研究转人运动学、动力学的领域。相关学科的新方法、新思路的引人,使得构造地质学获得了极大地进步，促进了构造地质学和其他学科的交流融合。尤其20世纪60年代后，以板块构造为主的各种新理论的提出，促使构造地质学的发展进入全新阶段。 2.1板块构造理论体系相关研究1968年前后，地质学家归纳了大陆漂移和海底扩张的研究成果，并在此基础上从全球统一的角度提出了板块构造理论,该理论将固体地球表层在垂向上划分为刚性岩石圈和塑性软
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e715584934.html, 智能材料的研究现状与未来发展趋势 作者：邓焕 来源：《科学与财富》2017年第36期 摘要：智能材料这一概念在上世纪80年代首次被提出，近年来，关于智能材料在航空航天领域的研究与应用被频繁提及。由于智能材料具备着结构整体性强、可塑性高、功能多样化等优点，因此在航空航天领域得到了广泛的研究与使用，首先根据功能性的不同对智能材料进行了系统的分类与概述，然后对当前智能材料在航空航天领域的主要应用进行了系统性的分析与总结，最后对智能材料在未来的航空航天的应用前景中进行了进一步地展望。 关键词：智能材料；复合材料；航空航天；功能多样化 1 引言 进入二十一世纪以来，全球各大航空航天强国在航天航空领域投入了大量的研发资金，而作为航空航天领域重要环节的航天材料，近年来也不断有着新的突破，而其中被提及最多的就是智能材料在航空航天领域的应用。在智能材料的范畴中，智能复合材料最具有代表性，智能复合材料主要具备着：外界环境感知功能；判断决策功能；自我反馈功能；执行功能等。此外，由于当前智能复合材料都向着轻量化、低成本化的方向发展，因此在航天领域复合材料的设计结构以及使用用途上都有着不同的侧重发展方向。而近年来国内外各国也均加快了各自在该领域的研发使用发展进度，主要的研究大方向还是集中在了智能检测、结构稳定性、低成本化等方向上，本文着重对相关部分进行系统性的概述与总结。 2 航空航天领域智能复合材料的功能介绍 在航空航天领域中，国内外普遍利用智能复合材料以实现在降低航空航天飞行器的自身重量的前提下保证系统结构的稳定性，其次根据复合智能材料具备智能检测自身系统内部工作状态和自愈合等功能实现航空航天材料在微电子与智能应用方向的交叉发展。 2.1 智能复合材料在航天结构检测方向的应用 智能复合材料在航空航天器中的应用，主要是通过将传感器以嵌入的方式与原始预浸料铺层以及湿片铺层等智能复合材料紧密键合，最终集成在控制芯片控制器上实现对整个系统的实时监控诊测、自我修复等供能，值得注意的是，在这一过程中，智能化不仅仅是符合材料的必要功能，复合材料在很大程度上可以有效承受比传统应用材料更大外界机械压力[1]。 除此之外，由于智能复合材料作为传感器的铺放衬底，因此智能复合材料还可以实现对整个材料内部结构的状况进行收集并且将出现的诸如温度异常、结构异常、表面裂痕等隐患及时反馈至中央处理器，这在一定程度上可以有效实现整个系统内部的检测与寿命预测，在这方面的技术上，美国的Acellent公司研发的缠绕型复合材料以压力感应的形式，按照矩形布线形式
国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国：服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明，在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义，它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中，物流服务占1997年服务业产出的42．4％，是比重最大的一类。进入21世纪，中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺，物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类，肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式，从而节省了大量的人力，使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统，即是物流系统的一种，也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术，使人、车、路更加协调地结合在一起，减少交通事故、阻塞和污染，从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采
集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的，缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术，也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起，使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展，使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%，占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间，我国物流产业年均增速保持在15%以上，远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势，“十五”期间，社会物流总费用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%；2007年这一比例则下降到18. 0%，标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较，我国物流
聚合物基自润滑材料的研究现状和进展 由于聚合物本身具有较低的摩擦系数,优良的机械性能及耐腐蚀性等优点,其基自润滑复合材料具有非常优异的摩擦磨损性能,正在被广泛的应用到减摩领域。本文综述了聚醚醚酮、聚四氟乙烯及聚酰亚胺等几种高聚物的摩擦磨损特点及其应用,聚合物基自润滑复合材料发展现状。指出目前聚合物基高性能自润滑材料的制备途径主要是通过聚合物与聚合物共混及添加纤维、晶须等来提高基体的机械强度,通过添加各类固体自润滑剂来提高摩擦性能,有效提高其综合性能。聚合物基自润滑材料可取代传统金属材料,成为全新的一类耐摩擦磨损材料。 论文关键词:高聚物,复合材料,自润滑材料,摩擦,磨损 1、聚醚醚酮(PEEK) 1.1 聚醚醚酮(PEEK)的特点 聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能热塑性高聚物,具有良好机械性能、抗化学腐蚀性和抗辐射性,显着的热稳定性和耐磨性。它可以在无润滑、低速高载下或在液体、固体粉尘污染等 收稿日期: 修订日期: 作者简介:刘良震(1980-),男,助理讲师, E-mail:ldcllfz@https://www.doczj.com/doc/e715584934.html, 恶劣环境下使用。因而关于聚醚醚酮及其复合材料的研究越来越受到人们重视。聚醚醚酮是一种半晶态热塑性聚合物,为了改善其机械性能,尤其是摩擦学性能,常在其中添加聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)和碳纤维(FC)等材料,也可添加颗粒增强型材料或进行特种表面处理等离子体处理等。当聚醚醚酮及其复合材料与金属材料相互对磨时,通常在金属表面形成聚合物转移膜,其结构、成分均与原有的聚合物及复合材料不同,其性能、厚度及连续程度均对摩擦副的摩擦学性能有重大影响[4]。 1.2 对聚醚醚酮(PEEK)摩擦性能的研究 章明秋等人[5,6]对聚醚醚酮(PEEK)在无润滑滑动条件下磨损产生的磨屑的形态进行研究,结果表明,聚醚醚酮(PEEK)的磨屑具有分形特征,其分形维数与载荷的关系对应于磨损率与载荷的关系,能够反映聚醚醚酮(PEEK)磨损机制的变化。在给定的试验条件下,随着载荷的增大,聚醚醚酮(PEEK)的磨损机制从粘着磨损为主伴随着疲劳-剥层磨损,进而转变为热塑性流动磨损。 张人佶等[7,8]利用扫描电镜、扫描微分量热仪、红外光谱仪、俄歇电子谱仪等分析手段系统的研究了聚醚醚酮(PEEK)及其复合材料的滑动转移膜,结果表明:纯聚醚醚酮(PEEK)在滑动摩擦过程中形成不连续的转移膜。聚四氟乙烯(PTFE)的光滑分子结构有助于使转移膜更光滑,固体润滑效果也更好。在PEEK/FC30中,不仅加入PTFE,而且加入具有层状
机器学习研究现状与发展趋势 计算机科学与软件学院 引言: 机器能否象人类一样能具有学习能力呢？1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个下棋程序，这个程序具有学习能力，它可以在不断的对奕中改善自己的棋艺。4年后，这个程序战胜了设计者本人。又过了3年，这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。这个程序向人们展示了机器学习的能力，提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。 机器学习的研究是根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解，建立人类学习过程的计算模型或认识模型，发展各种学习理论和学习方法，研究通用的学习算法并进行理论上的分析，建立面向任务的具有特定应用的学习系统。这些研究目标相互影响相互促进。 机器学习是关于理解与研究学习的内在机制、建立能够通过学习自动提高自身水平的计算机程序的理论方法的学科。近年来机器学习理论在诸多应用领域得到成功的应用与发展，已成为计算机科学的基础及热点之一。 机器学习是继专家系统之后人工智能应用的又一重要研究领域，也是人工智能和神经计算的核心研究课题之一。现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力，至多也只有非常有限的学习能力，因而不能满足科技和生产提出的新要求。对机器学习的讨论和机器学习研究的进展，必将促使人工智能和整个科学技术的进一步发展。 一.机器学习的发展史 机器学习是人工智能研究较为年轻的分支，它的发展过程大体上可分为4个时期。 第一阶段是在50年代中叶到60年代中叶，属于热烈时期。…> 第二阶段是在60年代中叶至70年代中叶，被称为机器学习的冷静时期。 第三阶段是从70年代中叶至80年代中叶，称为复兴时期。 机器学习的最新阶段始于1986年。 机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面： (1) 机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。它综合应用心理学、生物学和神经生理学以及数学、自动化和计算机科学形成机器学习理论基础。 (2) 结合各种学习方法，取长补短的多种形式的集成学习系统研究正在兴起。特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。 (3) 机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。例如学习与问题求解结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统SOAR的组块学习。类比学习与问题求解结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。 (4) 各种学习方法的应用范围不断扩大，一部分已形成商品。归纳学习的知识获取工具已在诊断分类型专家系统中广泛使用。连接学习在声图文识别中占优势。分析学习已用于设计综合型专家系统。遗传算法与强化学习在工程控制中有较好的应用前景。与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。 (5) 与机器学习有关的学术活动空前活跃。国际上除每年一次的机器学习研讨会外，还有计算机学习理论会议以及遗传算法会议。 二.机器学习分类 1、基于学习策略的分类 学习策略是指学习过程中系统所采用的推理策略。一个学习系统总是由学习和环境两部分组成。由环境（如书本或教师）提供信息，学习部分则实现信息转换，用能够理解的形
钛合金的应用现状及发展趋势 摘要：本文综述了钛合金材料的发展及应用现状，着重介绍了钛合金的主要性能及其在航空航天、汽车制造和生物医药等方面的应用，并对钛合金未来的发展进行了展望。 关键字钛合金，性能，应用，发展趋势 1引言 金属元素钛在地壳中的分布范围比较广泛，据估计和推算，其含量是地壳质量的0.4%还要多一点，世界储量约34亿吨，在所有元素中含量居第10位（氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛）[1]。其丰富的储量，为金属钛及钛合金的生产和发展提供了主要的原料来源。 自20世纪50年代以来，钛及钛合金的发展已经历了半个多世纪的历程，钛合金的种类已从1954年的Ti-6Al-4V合金[2]发展到数百种。因为具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点，钛合金被广泛用于各个领域，包括航空航天、汽车制造、医药卫生以及其他日常生活领域。世界上的许多国家如美国、日本、俄罗斯以及中国等都认识到钛合金材料的重要性，并相继对其进行了研究开发，得到了实际应用[2,3]。 2 钛合金的性能 2.1 钛合金的高温性能 在高温下，钛合金仍能保持良好的机械性能，其耐热性远高于铝合金，且工作温度范围较宽。高温钛合金不仅具有良好的室温性能和高温强度，并且在蠕变性能、热稳定性、疲劳性能和断裂韧性等方面具有良好的匹配。世界上第一个研制成功的高温钛合金使用温度仅为300~350℃[4]，经历了40多年的发展，目前新型耐热钛合金的工作温度可达550~600℃，而Ti-Al金属间化合物的崛起，打破了600℃的使用温度界限，将使用温度升至700℃以上。 2.2 钛合金的腐蚀性能 钛的抗腐蚀性强，在550℃以下的空气中，表面会迅速氧化形成薄而致密的TiO2钝化膜，故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及碱性溶液中，其耐蚀
纳米氧化物材料研究的现状及进展 发表时间：2018-11-27T16:11:48.977Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：邵琪 [导读] 并作了一定的评价，介绍了一些较新的纳米氧化物制备方法。从纳米材料合成和制备的角度出发，较系统的阐述了纳米材料合成与制备的最新研究进展，并介绍了纳米材料在高科技领域中的应用展望。 邵琪 山东建筑大学土木工程学院山东济南 250101 摘要：综述了近10 年来纳米氧化物的发展情况及各种制备方法及特点，并作了一定的评价，介绍了一些较新的纳米氧化物制备方法。从纳米材料合成和制备的角度出发，较系统的阐述了纳米材料合成与制备的最新研究进展，并介绍了纳米材料在高科技领域中的应用展望。 关键字：纳米材料；氧化物 前言：纳米材料和纳米结构是当今新材料研究域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。 1 纳米材料的特性 纳米材料具有极佳的力学性能，如高强、高硬和良好的塑性。例如，金属材料的屈服强度和硬度随着晶粒尺寸的减小而提高，同时也不牺牲其塑性和韧性。 纳米材料的表面效应和量子尺寸效应对纳米材料的光学特性有很大的影响，如它的红外吸收谱频带展宽，吸收谱中的精细结构消失，中红外有很强的光吸收能力。 2 纳米氧化物材料的制备方法 纳米微粒(膜)的制备方法包括物理方法、化学方法、膜模拟法等.物理制备方法主要涉及蒸发熔融，凝固形变和粒径缩减等。物理变化过程，具体包括粉碎法、蒸发凝聚法、离子溅射法、冷冻干燥法、电火花放电法、爆炸烧结法等。化学制备纳米微粒(膜)的过程通常包含着基本的化学反应，在反应过程中物质之间的原子组织排列，这种组织排列决定物质的存在形态。化学方法主要有化学反应法、沉淀法、水热合成法、喷雾热解法、溶胶-凝胶法、γ射线辐射法、相转移法等。 2.1 物理制备法 2.1.1 真空冷凝法 用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。 2.1.2 物理粉碎法 通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。 2.1.3高能机械球磨法 高能机械球磨法是近年来发展起来的制备纳米材料的一种新的方法，1988 年，日本京都大学导了用该方法制备出了 Al -Fe纳米晶材料。高能机械球磨法是利用球磨机的转动或震动使硬球对原料进行强烈的撞击，研磨和搅拌，把金属或合金粉末粉碎成纳米微粒的方法。目前，采用该方法已成功的制备出了纳米晶纯金属（Fe ， Nb ， W ， Hf ， Zr ， Co ， Cr 等)；不相溶体系的固溶体（Cu -Ta ，Cu -W ，Al -Fe 等)；纳米金属间化合物（Fe -B ， Ti -Al ，Ni -Si ， W -C 等)；纳米金属陶瓷粉等材料。 2.2 膜模拟法 吴庆生等人利用绿豆芽通过生物膜法合成纳CdS[1]。用这种方法制备纳米物质仅仅是个尝试，在现有的试验条件下对它的合成机理还没有做出合理的解释，且与大规模生产还有一定距离。 2.3 化学方法 2.3.1 共沉淀法 共沉淀法是液相化学反应合成金属氧化物纳米颗粒最早采用的方法。赵辉等人在研究 PbO - Nb2O5 -KOH -H2O 体系中[2]，发现采用共沉淀法可直接从水溶液中合成 Pb3Nb2O8 纳米粉。这种合成方法虽成本较低，但仍存在一些缺点，如沉淀通常为胶状物，水洗、过滤较困难；沉淀剂作为杂质易混入；沉淀过程中各种成分可能发生偏析，水洗时部分沉淀物发生溶解。 2.3.2 分步-均一沉淀法 分步-均一沉淀是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来。因此，加入的沉淀剂并不直接与被沉淀组分发生反应，而是通过化学反应让沉淀剂在整个溶液中均匀地、缓慢地析出，让沉淀物均匀地生成。以尿素为沉淀剂制备粒径为40 nm 锐钛矿型二氧化钛超细粒子，并在其表面包覆晶体粒径为10.2 nm 的氧化锌。 2.3.3 溶胶-凝胶法 将金属醇盐或无机盐类经水解形式或者解凝形式形成溶胶物质，然后使溶质聚合胶凝化，经过凝胶干燥，还原焙烧等过程可以得到氧化物，金属单质等纳米材料，这样的方法称之为溶胶凝胶法。法具有所需反应温度低，化学均匀性好，产物纯度高，颗粒细小，粒度分步窄等特点，但是采用金属醇盐作为原料成本高，排放物对环境有污染。溶胶凝胶法制备纳米粉体的工作开始于20 世纪 60 年代：可以制备一系列纳米氧化物，复合氧化物，金属单质及金属薄膜等。 2.3.4 有机配合物前躯体法 有机配合物前躯体法是另一类重要的氧化物纳米晶的制备方法。其原理是采用容易通过热分解取出的多齿配合物，如柠檬酸为分散剂，通过配合物与金属离子的配合作用得到高度分散的复合物前躯体，最后再通过热分解的方法去除有机配合体得到纳米复合氧化物。 2.3.5 等离子增强化学气相沉淀（PECVD）法 该方法等离子增强化学气相沉淀系统中，用高倍稀释硅烷和高倍稀释的掺杂气体（主要是磷烷和硼烷）作为反应气体，在射频和直流双重功率源作用下制备出掺杂纳米硅薄膜（nc-Si:H），并利用高分辨电子显微镜（HREM）、Raman 散射、X射线衍射（XRD）、俄歇电
第1章绪论 1.1我国公路现状 交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。 新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。 “十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。 在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较"十五"末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。 “十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到"十五"末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价 二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展 城市绿地是城市中一种特殊的生态系统，它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境，为城市生物提供适宜的生境；另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。 绿地(green space)一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划概念中一般不提城市绿地，而是开敞空间(Open Space)，我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念，包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。 尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同，但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性，即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观，是城市中保持自然景观，或使自然景观得到恢复的地域，是城市自然景观和人文景观的综合体现，是城市中最能体现生态性的生态空间，是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括：组织城市空间的功能、生态功能（改善生态环境的功能、生物多样性保护功能）、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。 城市绿地发展和研究进程包括：城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。 吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程，认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动（1843～1887）、公园体系（1880～1890）、重塑城市（1898～1946）、战后大发展（1945～1970）、生物圈意识（1970年以后）等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程，其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则，对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年，英国议会通过了绿带法案（Green Belt Act）。1944年的大伦敦规划，环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年，又将该绿带宽度增加到6～10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年，莫斯科进行了第一个市政建设总体规划，规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”；1960年调整城市边界时，“森林公园带”进一步扩大为10～15公里宽，北部最宽处达28公里；1971年，莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式，将城市分隔为多中心结构。目前，德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩，其树种主要为乡土树种，基本上是高大的落叶乔木（栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等）[4]。在绿化城
半导体材料的历史现状及研究进展(精)
半导体材料的研究进展 摘要:随着全球科技的快速发展,当今世界已经进入了信息时代,作为信息领域的命脉,光电子技术和微电子技术无疑成为了科技发展的焦点。半导体材料凭借着自身的性能特点也在迅速地扩大着它的使用领域。本文重点对半导体材料的发展历程、性能、种类和主要的半导体材料进行了讨论,并对半导体硅材料应用概况及其发展趋势作了概述。 关键词:半导体材料、性能、种类、应用概况、发展趋势 一、半导体材料的发展历程 半导体材料从发现到发展,从使用到创新,拥有这一段长久的历史。宰二十世纪初,就曾出现过点接触矿石检波器。1930年,氧化亚铜整流器制造成功并得到广泛应用,是半导体材料开始受到重视。1947年锗点接触三极管制成,成为半导体的研究成果的重大突破。50年代末,薄膜生长激素的开发和集成电路的发明,是的微电子技术得到进一步发展。60年代,砷化镓材料制成半导体激光器,固溶体半导体此阿里奥在红外线方面的研究发展,半导体材料的应用得到扩展。1969年超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研制成功,是的半导体器件的设计与制造从杂志工程发展到能带工程,将半导体材料的研究和应用推向了一个新的领域。90年代以来随着移动通信技术的飞速发展,砷化镓和磷化烟等半导体材料成为焦点,用于制作高速高频大功率激发光电子器件等;近些年,新型半导体材料的研究得到突破,以氮化镓为代表的先进半导体材料开始体现出超强优越性,被称为IT产业的新发动机。 新型半导体材料的研究和突破,常常导致新的技术革命和新兴产业的发展.以氮化镓为代表的第三代半导体材料,是继第一代半导体材料(以硅基半导体为代表和第二代半导体材料(以砷化镓和磷化铟为代表之后,在近10年发展起来的新型宽带半导体材料.作为第一代半导体材料,硅基半导体材料及其集成电路的发展导致了微型计算机的出现和整个计算机产业的飞跃,并广泛应用于信息处理、自动控制等领域,对人类社会的发展起了极大的促进作用.硅基半导体材料虽然在微电子领域得到广泛应用,但硅材料本身间接能带结构的特点限制了其在光电子领域的应用.随着以光通
徐淑英《光明日报》（ 20１1年07月29日１1 版) 过去2０多年来，中国管理学研究关注西方情境的研究课题,验证西方发展出来的理论，并借用西方的研究方法论。而旨在解决中国企业面临的问题和针对中国管理现象提出有意义的理论解释，这方面的研究却迟滞不前。围绕到底是追求“中国管理理论”（即在中国管理情境中检验西方理论)还是“管理的中国理论”(即针对中国现象和问题提出自己的理论)的争论，很多学者作出了积极探索。中国的管理学研究者应遵循科学探究的自主性原则,保持对常规科学局限性的警觉,从事既能贡献普遍管理知识,又能解决中国管理问题的研究。 国际管理学研究中的一个现象 全球化商业活动的增加,不仅使得全球化的跨国公司对管理知识的需求大大增加，而且那些处于新兴经济体（比如俄罗斯、印度和中国）中的公司，由于在国际市场上扮演越来越重要的角色，也非常渴望得到管理实践所需的知识。除了新兴经济体外,许多发达地区的管理研究也十分活跃。有学者观察到了国际学者的一种明显偏好:从主流管理学文献(基本上是基于北美,特别是美国的文献)中套用已有的理论、构念和方法来研究本土的现象。这导致了JameｓMａrch（詹姆斯·马奇)所认为的组织研究的“趋同化”。这个趋势是值得注意的,因为它有可能放慢有效的全球管理知识的发展速度，也会阻碍科学的进步。这样的趋势在中国也是存在的。
科学研究总是有目的的：执著于寻找真相（realiｔy)和追求真理(trｕth)。科学的研究方法确保了科学家的发现是接近于真理的,这也是所有科学研究应该达到的严谨性（rｉgor)标准。然而对于管理学这门应用科学来说,真理本身是不够的。管理研究的第二个目标是获取有益于提高实践水平的知识,这就是管理学者应该达到的切题性（ｒe ｌevａnce）标准。但现在大部分的中国学者都是严谨有余,切题不足。 目前,套用西方发展起来的理论在中国进行演绎性研究主导了中国管理学研究领域。用这种方法进行的研究倾向于把成果发表在国际性杂志上，尤其是国际顶尖杂志。这类研究成果验证了已有理论或者对其情境性边界进行了延伸研究，说明了如何使用现有研究成果来解释一些新情境下出现的独特现象和问题。但这样的研究倾向对现有的理论发展只能提供有限的贡献，因为它的目的并非寻找对地方性问题的新的解释。这种方法也限制了对中国特有的重要现象以及对中国有重要影响的事件的理解。 笔者并不认为学者的目标就是发展新的理论，而是提请注意这一事实:绝大部分中国的研究都不约而同地采用西方已有理论来解释中国现象。这一趋势形成的原因可以从两个方面进行解释。 首先是因为缺乏先进的科学研究方法的训练和对科学目的的正确理解。一些研究者错误地认为，科学的目的是发表文章，而非寻找对重要现象的恰当理解和解释。中国学者可以很快学会如何正确使用研
第21卷 第5期 V ol.21 No.5 2004年 9月 Sept. 2004 收稿日期: 2004-7-5 作者简介：李 梁，男，在读硕士研究生，从事钛合金的应用研究工作。 钛合金的应用现状及发展前景 李 梁，孙健科，孟祥军 （洛阳船舶材料研究所，河南 洛阳471039） 摘 要: 综述了目前钛合金的主要应用领域，包括航空航天、船舶、医疗等行业，并展望了钛合金的应用前景和发展方向。 关键词: 钛合金；应用；发展 钛是20世纪50年代发展起来的一种重要金属，密度小，比强度高和耐腐蚀性好。因此钛及钛合金一直是航空航天工业的“脊柱”之一。近年来，钛在石油、化工、冶金、生物医学和体育用品等领域开始得到应用，并己成为新工艺、新技术、新设备不可缺少的金属材料，钛工业进入一个新的发展时期。 1 钛合金的应用现状 1.1 航空航天 目前，钛及其合金主要用于航空航天和军事工业上[1]。据统计，钛在航空航天上的应用约占钛总产量的70%左右，包括军用飞机、民用飞机、航空发动机、航天器、人造卫星壳体连结座、高强螺栓、燃料箱、导弹尾翼、弹头壳体等。美国在这方面走在世界前列。早在20世纪60年代，美国阿波罗载人飞船登上月球，这是宇航史上划时代的大事。钛作出了卓越的贡献，飞船机体材料的5%用钛合金Ti-6Al-4V 和Ti-5Al-2.5Sn(约1.19 t)。进入20世纪80年代，美国飞机的用钛量占70%~80%，每年用钛达 1.3~1.9万多吨，其中军用飞机占整个飞机的用钛量的41%~70%[2]，如F-15战斗机，每架用钛半成品30 t(最终成品 5 t)。美国最新型的战斗机F-22，用钛量约占机体总重量的45%，其中发动机的叶轮盘、叶片和机匣、燃烧室筒体和尾喷管等均采用了钛合金。制造一架隐形战略轰炸机B-1B 的发动机及壳体结构需钛材近90 t 。美国涡轮发动机制造公司PWA 已经用Ti-35V-15Cr(Alloy-C)合金制造了F-119发动机用的喷嘴等零件。这是仅有的常 规阻燃钛合金。另外，Pratt&whitney 公司已经使用沉淀硬化型C 合金制作了F-119发动机的第4、5级可变翼片。民航客机波音777使用的钛占机体总重量的10%，其起落架传动装置除内外缸和轴之外都是由Ti-10V-2Fe-3Al 制作的，机上3台发动机的尾罩、插头、喷嘴都是由β-21S 钛合金做成的。这是所有商用飞机用钛量最多的例子。近年来，美国为了继续保持它的空中优势，正在发展下一代先进飞机如X-30、X-31等，将把现有发动机的推力比增加1倍以上，M 数由3增加到10以上[3]。这些飞机的发展自然离不开钛，钛的用量将占飞机结构重量的20%~30%，同时这些发展计划也推动了一些新合金如Ti62222,Beta21s,Ti-15-3等和Ti x Al y (α2和γ合金)以及Ti 基复合材料的发展和应用。另据报道[4]，美国空军、海军计划到2008年建造军用飞机3000架，以每架用钛10 t 计，则潜在需求为3万吨。美国民用飞机到2019年计划生产3.3万架。如果这些计划得以实现，将对钛产业界产生巨大影响。 作为美国竞争对手的俄罗斯也一直注重航空航天上钛材的使用量。其航空工业主要使用三种钛合金：（1）板材用合金（2）锻件、紧固件用合金（3）铸造合金。板材用合金主要是074系列中等强度，加工性能好的钛合金如BT1-00,BT1-0等。锻件用合金主要有BT22,其淬透深度可达200 mm ，可用于制造各种高负载航空零件。铸造合金有BT18y,BT36后者是使用温度最高的合金，推荐使用温度为 550℃~600℃，并用它制造了压气机盘。航空紧固件广泛使用BT16合金。异型铸造使用BT5,BT6, BT20,BT35合金，焊丝采用BT2CB, BT6CB,CTTT2,
本课题国内外研究现状及发展趋势 医用信息系统同其他行业的信息系统相比具有其明显的特殊性，医用信息系统有大量的CT、MRI等的图象，B超、内窥镜等的视频数据，还有大量的CT、MRI、B超、PET、电子内窥镜等的医用检查设备。医用信息系统中大量的如HIS,RIS,PACS,MODALITY,CPR等部门级的系统之间有大量需要交流和共用的信息,如何将这些数据有效的交流，如何减少重复手工劳动,减少数据冗余.以提供给医生、护士从而提高诊断和治疗水平，或者提供给医院管理者以提高医院的管理水平.换而言之，就是将医院各部门之间的数据互相平滑高效的交流以及医用信息的整合集成成为世界各国致力于医用信息系统的专家学者和相关研究机构的研究话题。 Radiological Society of North America(RSNA)和Healthcare Information and Management Systems Society(HIMSS)提出了IHE框架试图解决这些信息的交流和集成问题。
IHE规范遵循DICOM标准和HL7标准.DICOM标准的全称是“医学数字成像与通信”（digital imaging and communication in medicine）标准，不仅支持医学放射图象，而且面向所有的医学图象，只要简单的增加相应的服务对象类（SOP）即可，可扩展到心电图，内窥镜图象，牙医图象，病理学图象等。HL7主要为面向健康的计算机系统提供临床、金融、管理信息的电子交换标准.IHE规范还提供了HL7到DICOM的互操作. 国内随着医疗行业改革,医疗服务行业开始面向市场,通过信息化的战略来提高医患的满意度以提到很多医院的议事日程.因此构建一个集成化的标准化的系统来及时的获取各种临床信息变的非常迫 切.目前国内有许多厂商拥有遵循DICOM标准的PACS系统,然而将
国外教学设计研究现状与发展趋势 教学设计过程所产生的问题的讨论、教学设计研究的发展趋势等方面对国外教学设计研究的现状与发展趋势进行了系统阐述。 随着科学技术的发展，心理学、教育学理论研究的深入，教学设计近年来成为国内外教育界关注的课题之一。考察国外教学设计的研究成果，对我们深化课堂教学改革，全面推行素质教育，提高教学效率将有莫大的启发。 一、国外教学设计研究的现状 如何提高课堂教学质量和教学效率一直是教学研究的核心问题。为了解决这个问题，许多教育工作者或从改变教学媒体、方法，或从精选教学内容，或从改进评价方式和课堂管理等进行深入的研究，但同时他们又感到单一方面的改革其效果不能令人满意。因此，他们开始重新思考教学设计的问题，并借鉴认知理论、技术学等新成果；从更为系统的角度探索问题，以找到在整体上提高教学效益的突破口。 1．学设计的概念 什么是教学设计？为了更清楚的理解这个概念，让我们先了解什么是教学和设计。美国的教育学家史密斯（P.L. Smith ）和拉根（T. J.Ragan）认为，教学就是信息的传递及促进学生达到预定、专门学习目标的活动。它是教育的一个分支，包含了学习、训练和讲授等活动。所谓设计，是指在进行某件事之前所作的有系统的计划过程或为了解决某个问题而实施的计划，它可以从精确性、细致性、系统性等方面去判断其效果的好坏。设计者必须以高度的精确和谨慎态度，具有系统计划一个方案的才能进行设计，否则，会导致时间的误用、资源的浪费甚至无效、沉闷和缺乏动机的学习。因此，设计应考虑许多可能影响实施计划或受计划实施所影响的因素。如，设计者要考虑可能影响教学成功的因素，通过上课，把预先设计好的视觉、听觉及其他传递形式的信息传递出去。所以，教学设计的特点除上面谈到的精确、细致和系统之外，还应有形象性、创造性、工艺性、扩展性和自然性等特点。由此可见，教学设计就是把教学原理转换成教学材料和教学活动计划的系统过程，是指为了达到预期教学目标而运用系统观点和方法，遵循教学过程基本规律，对教学活动进行系统计划的过程，是教什么（课程和内容等）与怎么教（组织、方法、策略、手段及其他传媒工具的使用等）的过程。具体来说，一方面它象工程那样需要以过去成功的原理为基础来计划他们的工作，不仅在功能方面，而且以生动的、吸引人的方式来设计事情或活动，建立用以指导他们决策、解决问题的程序。另一方面，这个系统过程是以一种书面的形式把将要完成的事情或活动的结果写下来，而不是变成实际的产品或结果。因此，当教学媒体不仅仅是教师时，系统的计划就显得尤其重要。好的教师有能力根据学生的需要马上调节教学。但当教学媒体不能迅速加以调节时（如印刷体的材料、录像材料、以电脑为基础的教学），以教学原理为基础的设计就显得相当重要。所以，教学设计过程主要依据三个方面进行设计：第一，教学的目标是什么？第二，教学策略和教学媒体有哪些？第三，我们如何检验所达到的结果？如何评价和修改教学材料？ 韦斯特（Charles K. West ）等人则从认知科学的角度来探讨教学设计。他们认为教学就是以系统的方式传授知识，是关于技术程序纲要或指南的实施。它也是指教师的行动、实践或职业活动。设计是计划或布局安排的意思，是指用某种媒介形成某件事情的结构方式。所以教学设计的研究应从以下几个方面出发：（1）在当今复杂的社会里，人们需要学会如何学习。这种需要大大地扩大了教学的目标，它应该包括学习者将能够了解并适当地运用认知策略；（2 ）教学设计应该使用认知策略作为教学的手段；（3 ）教师将充当教学传递活动中运用认知策略和奖励认知策略运用的模范；（4）把认知策略的知识、适当的应用以及对认知策略
第29卷 第5期2010年5月 中国材料进展 MATER I A LS CH I NA V ol 29 N o 5 M ay 2010 收稿日期:2009-12-24 基金项目:国家973计划项目(2007C B613807); 国家科技支撑计划项目(2007BAQ00087);973引导项目(2005CCA06400) 通信作者:赵永庆,男,1966年生,博士,教授,博士生导师 国内外钛合金研究的发展现状及趋势 赵永庆 (西北有色金属研究院,陕西西安710016) 摘 要:钛及钛合金因具有优异的综合力学性能,得到各行各业的高度重视,介绍了近10年国外、国内钛合金研究的发展 现状、趋势与差距,及时我国钛合金研制的建议。 关键词:钛合金;发展现状;趋势 中图分类号:TG 146 2+3 文献标识码:A 文章编号: 1674-3962(2010)05-0001-08 Current Situation and Developm ent Trend of Titaniu m A lloys Z HAO Y ongqing (N orth w est Institute for N on ferrousM eta l R esearch ,X i an 710016,Ch i na) Abstrac:t Because o f the i r exce llent properties ,g rea t atten tion has been pa i d t o T i and T i a lloys .T his paper rev i ew s t he ir current situati on and deve l op m ent trend i n recent ten years ,and also g ives the differences bet ween Ch i na and o ther coun tries .The suggesti ons for develop m ent o f T i a lloys are a l so put for w a rd . Key w ords :T i a lloys ;cu rrent s i tuation ;deve l op m ent trend 1 前 言 钛及钛合金因具有优异的综合力学性能,在航空、航天、船舶、石油、化工、兵器、电子等行业得到高度 重视和广泛应用。15年前国外高度重视新型钛合金的研制,近几年国外更重视钛合金性能改性和挖潜。国内从钛合金研发开始一直重视新型钛合金研制,10年前重点是仿制,之后是既创新又仿制,目前以创新研制为主。本文介绍近10年国外、国内钛合金研究的发展现状、趋势与差距,及对我国钛合金研制的建议。 2 新型钛合金的研究进展 2 1 宇航用钛合金 2 1 1 国外 由于大型航空发动机压气机对工作在300~350 用材的需要,俄罗斯的全俄轻金属研究院研究了同时添加Sn 和Zr 来改善BT22钛合金的强度和高温蠕变性能, 研制出了性能优于BT22的一种新的航空用钛合金。新合金的名义化学成分为T i 5A l 5M o 5V 1Fe 1C r 1 7Sn 2 5Zr ,被赋予正式牌号BT37。截面尺寸为150~200mm 的BT37合金模锻件和自由锻造的静强度和疲劳强度比BT3 1合金高25%;固溶强化的BT37合金的静强度和疲劳强度比金属间化合物强化的高温钛合金高20%~25%以上。用BT37合金来取代传统的BT3 1,BT6热强钛合金来制造在300~350 下工作的压气机大尺寸盘和叶片,可使质量减轻20%~25% [1-2] 。 同时国外也研制出高强钛合金T i 5553(T i 5A l 5M o 5V 3C r),T i 55531(T i 5A l 5V 5M o 3C r 1Zr)等[3-4] 。T i 5553作为高强近 钛合金可替代BT22和T i 1023钛合金大量使用在飞机的起落架上,该合金的淬透性更好,俄罗斯的V S M PO 联合体分别用 锻和 + 锻制造了该合金的大型锻件。T i 55531是空客公司与俄罗斯合作开发的新型高强高韧近 型钛合金,强度与韧性匹配良好,首次应用的实例是A380机翼与挂架的连接装置。T i 3553(T i 3A l 5M o 5V 3C r)是用做紧固件用钛合金,其强度和加工性能均优于T i 64。在承压管路系统研制成 功一种新的钛合金T i 3331(T i 3A l 3V 3M o 1Zr)[3] ,其强度比T i 3A l 2 5V 高30%左右。高强可焊钛合金T 110(T i 5 5A l 1 2M o 1 2V 4N b 2Fe)为A ntonov 飞机的重型构架设计用,合金同BT22的力学性能相当,但具有优