時(shí)間：2022-08-28 15:27:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇復(fù)合材料論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1高職復(fù)合材料工程技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)
高職復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)是培養(yǎng)具備良好的職業(yè)素養(yǎng)，掌握復(fù)合材料科學(xué)理論基礎(chǔ)及復(fù)合材料專業(yè)技能，掌握復(fù)合材料制備技術(shù)，重點(diǎn)掌握高性能纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制備技術(shù)，具有復(fù)合材料成型操作能力，能夠從事復(fù)合材料制造技術(shù)操作的高素質(zhì)技能型專門人才。高職院校的人才培養(yǎng)模式可以通過利用學(xué)校和企業(yè)兩種不同的教育環(huán)境和教育資源，采用課堂教學(xué)與學(xué)生參加實(shí)際工作有機(jī)結(jié)合，來培養(yǎng)適合不同用人單位需要的應(yīng)用型人才的教學(xué)模式。開展以就業(yè)為導(dǎo)向，采用“校企合作，工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式培養(yǎng)學(xué)生。
2高職復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)課程體系的構(gòu)建
高職復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)應(yīng)該依據(jù)產(chǎn)業(yè)背景調(diào)研和人才需求調(diào)研，按照職業(yè)崗位和培養(yǎng)規(guī)格的要求構(gòu)建課程體系和課程標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)復(fù)合材料企業(yè)調(diào)研結(jié)論，首先對(duì)工作崗位的典型任務(wù)進(jìn)行分析，提煉出崗位職業(yè)能力，結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建出復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)的課程體系，課程體系應(yīng)該圍繞著三大職業(yè)崗位構(gòu)建：復(fù)合材料成型操作崗位：以復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備為基礎(chǔ)，具備復(fù)合材料制造技術(shù)操作能力。復(fù)合材料膠接操作能力：以復(fù)合材料樹脂基體、膠接工藝為基礎(chǔ)，具備復(fù)合材料連接操作能力。復(fù)合材料檢測(cè)與修補(bǔ)技術(shù)能力：以復(fù)合材料檢測(cè)技術(shù)、修補(bǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)，具有復(fù)合材料檢測(cè)與修補(bǔ)的能力。
3高職復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)建設(shè)的實(shí)施與保障條件
3.1專任教師應(yīng)具備條件專任專業(yè)教師一方面具備本專業(yè)或相近專業(yè)大學(xué)本科以上學(xué)歷（含本科）；另一方面必須有一定的企業(yè)經(jīng)歷，具有“雙師”素質(zhì)；專任實(shí)訓(xùn)教師要具備專業(yè)高級(jí)工以上的資格證書（含高級(jí)工）或工程師及其以上職稱。專業(yè)帶頭人必須是雙師型教師，職稱應(yīng)在副高職稱以上，接受過職業(yè)教育教學(xué)方法論的培訓(xùn)，具有開發(fā)職業(yè)課程的能力；校外兼職教師應(yīng)具備高級(jí)工或工程師以上職稱，具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的專業(yè)技能；其中企業(yè)兼職教師占教師總數(shù)的比例不低于50%。
3.2實(shí)踐教學(xué)條件高職復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地必須滿足復(fù)合材料成型技術(shù)、復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造、熱壓罐操作及復(fù)合材料成品檢測(cè)的基本實(shí)踐教學(xué)條件，讓學(xué)生在一個(gè)真實(shí)的職業(yè)環(huán)境下按照未來專業(yè)崗位（群）對(duì)基本技能的要求，得到實(shí)際操作訓(xùn)練和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。復(fù)合材料成型技術(shù)是教學(xué)研究的重點(diǎn)，也是培養(yǎng)學(xué)生的主要途徑。實(shí)訓(xùn)基地應(yīng)該包括小型熱壓罐、烘箱、清潔操作間、復(fù)合材料加工設(shè)備、復(fù)合材料檢測(cè)儀器等基本實(shí)踐教學(xué)設(shè)備，一方面能滿足生產(chǎn)的要求，又能完全滿足教學(xué)任務(wù)，而且能夠開展材料性能試驗(yàn)、制作試驗(yàn)件。同時(shí)高職院校發(fā)展復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)，還必須加強(qiáng)校企合作，加大校外實(shí)訓(xùn)基地合作的深度和廣度。通過校外實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，安排學(xué)生在企業(yè)進(jìn)行專業(yè)對(duì)口頂崗實(shí)習(xí)，以利于學(xué)生掌握崗位技能，提高實(shí)踐能力，縮短他們的工作適應(yīng)期，提高學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。
4高職復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)未來發(fā)展思考
四年制高職是高職教育全面發(fā)展的一大標(biāo)志，是知識(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求，是職業(yè)技術(shù)教育體系自身發(fā)展、完善的需要，是世界職教發(fā)展的大勢(shì)所趨。四年制高職教育的發(fā)展在我國還處于剛剛起步階段，而根據(jù)調(diào)研及有關(guān)資料分析顯示，復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展前景廣闊，將來需要大批的復(fù)合材料人才，復(fù)合材料專業(yè)的特殊性和應(yīng)用領(lǐng)域的要求，四年制高職是高職復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。大力發(fā)展職業(yè)教育，積極發(fā)展四年制高職教育是高職復(fù)合材料工程技術(shù)專業(yè)發(fā)展的一個(gè)契機(jī)。
作者：徐竹刁金香牛芳芳單位：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1958年，我國因鋼材短缺，曾探索過用GFRP筋代替鋼筋的研究。20世紀(jì)七八十年代，F(xiàn)RP在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用與研究逐漸增多。1972年在云南建造了一座直徑為44m的球形GFRP雷達(dá)天線罩。1982年在北京密云建成了跨徑20.7mGFRP簡(jiǎn)支蜂窩箱梁公路橋，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽-15、掛-80，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)，這是國際上第一座GFRP公路橋。此后，F(xiàn)RP材料，尤其是價(jià)格比較便宜的GFRP，在工結(jié)構(gòu)程中應(yīng)用的范圍越來越廣。但是這些應(yīng)用大多數(shù)都是附屬性、臨時(shí)性的構(gòu)件，F(xiàn)RP材料的優(yōu)越性能沒有得到充分發(fā)揮，即使用FRP作為結(jié)構(gòu)材料也都是嘗試性的，沒有形成規(guī)模。同時(shí)，多數(shù)的土木結(jié)構(gòu)工程師不了解FRP材料性能和設(shè)計(jì)方法，大大限制了它在土木工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用和推廣。
2FRP復(fù)合材料在土木工程中的實(shí)踐效果
2.1用于結(jié)構(gòu)加固
我國對(duì)FRP加固技術(shù)的研究始于1997年，中冶建筑研究總院有限公司(國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心)于1997年10月進(jìn)行了國內(nèi)首批外貼碳纖維布加固梁試驗(yàn)。隨后在短短幾年中，外貼FRP片材加固技術(shù)已成為全國土木建筑行業(yè)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)，很快為市場(chǎng)所接受，而市場(chǎng)的擴(kuò)大使材料的成本大幅下降，這為FRP材料在建筑中的應(yīng)用發(fā)展提供了更大的可能，在我國已迅速發(fā)展成為建筑結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固的主要技術(shù)。至2012年，國內(nèi)從事FRP試驗(yàn)研究及技術(shù)開發(fā)的科研單位幾十所，用于土木建筑行業(yè)中的碳纖維制品生產(chǎn)銷售的廠家?guī)资畟€(gè)，從事于碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)的專業(yè)公司上百個(gè)，已經(jīng)形成了相當(dāng)大的研發(fā)、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用的社會(huì)群體。目前FRP材料在土木建筑中的應(yīng)用以加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，加固的形式又以外貼FRP片材為主，但FRP技術(shù)在砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，以及采用FRP筋材、網(wǎng)格材、預(yù)應(yīng)力FRP片材加固技術(shù)的應(yīng)用已有很多，新的應(yīng)用形式、新的產(chǎn)品、新的規(guī)范規(guī)程的研究正在世界各地廣泛開展。
2.2FRP筋在新建結(jié)構(gòu)中代替鋼筋
傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中配置非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力鋼筋，在處于惡劣環(huán)境條件時(shí)，如干濕交替、化學(xué)介質(zhì)等作用下，極易引起鋼筋的腐蝕，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性和適用性，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力的降低。相比之下，防腐性能好、粘結(jié)性能與鋼筋相差不多且抗拉強(qiáng)度高的FRP筋成為代替鋼筋的一個(gè)較好選擇。20世紀(jì)80年代初開始，F(xiàn)RP筋逐漸大量應(yīng)用于有特殊性能要求的結(jié)構(gòu)物中代替鋼筋，如有磁共振醫(yī)療設(shè)備的建筑及海堤、工業(yè)廠房屋面板等受嚴(yán)重化學(xué)侵蝕的結(jié)構(gòu)物中。1985年，美國SanAntonio醫(yī)院大樓的MRI設(shè)備的樁、柱和梁中均采用了GFRP筋。1986年，SanAntonio的大學(xué)建筑中的邊墻和鋼筋混凝土梁中配置了GFRP筋。FRP筋的另一個(gè)應(yīng)用對(duì)象是巖土工程，目前已用于因潮汐變化等干濕交替的擋土墻、地基錨桿及地鐵沉井等工程中。
2.3FRP結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)
由于FRP材料具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)和FRP組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也日益受到工程界的重視。
（1）早期試驗(yàn)性的FRP結(jié)構(gòu)
20世紀(jì)60年代，英國已開始生產(chǎn)GFRP復(fù)合材料的屋蓋結(jié)構(gòu)，運(yùn)往中東和北非建造使用，1968年一個(gè)采用GFRP夾心板與鋁質(zhì)骨架的圓頂結(jié)構(gòu)建于利比亞Bengazhi；1972年阿聯(lián)酋的Dubai國際機(jī)場(chǎng)，采用GFRP傘狀屋頂。20世紀(jì)70年代及80年代初期，英國的一些建筑采用了GFRP作為除梁柱以外的承重或半承重構(gòu)件。1974年，第一個(gè)全復(fù)合材料建筑在英國Lancashire落成，外形為三棱錐體組成的空間結(jié)構(gòu)。早期的FRP結(jié)構(gòu)，大多帶有一定的試驗(yàn)性質(zhì)，尚未在土木工程中形成規(guī)模。
（2）橋梁工程中的FRP結(jié)構(gòu)構(gòu)件
隨著FRP生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品形式的迅速發(fā)展，F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)在橋梁工程中得到迅速發(fā)展。英國、瑞士、丹麥、日本、美國及中國等國家，均成功建造了一系列全FRP結(jié)構(gòu)的人行天橋。同時(shí)，F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)也被應(yīng)用于承受較大反復(fù)動(dòng)載的公路橋梁中。1982年，我國在北京密云建成了一座跨徑為20.7m的GFRP蜂窩箱梁公路橋。1994年，英國建造的BondMill橋采用GFRP拉擠型材組合而成，是一座可通過40t卡車的活動(dòng)橋。1996年，美國堪薩斯州Russell架起了第一座采用FRP橋面板的公路橋。此后不到十年的時(shí)間里，采用FRP橋面板的中小型橋梁在美國已有數(shù)十座。FRP橋面板還被用于替換老化的混凝土橋面板。此外，F(xiàn)RP索還可替代鋼索用于斜拉橋和懸索橋。
3FRP復(fù)合材料在土木工程中的實(shí)踐展望
英文名稱：Acta Materiae Compositae Sinica
主管單位：
主辦單位：北京航空航天大學(xué);中國復(fù)合材料學(xué)會(huì)
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號(hào)：1000-3851
國內(nèi)刊號(hào)：11-1801/TB
郵發(fā)代號(hào)：
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1984
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù)：
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
《復(fù)合材料學(xué)報(bào)》為北京航空航天大學(xué)和中國復(fù)合材料學(xué)會(huì)主辦的學(xué)術(shù)性科技期刊（雙月刊，200 多頁/期）。本刊主要刊載我國復(fù)合材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面具有創(chuàng)造性、高水平和具有重要意義的最新研究成果的論文。刊載范圍: 纖維、織物、顆粒或晶須增強(qiáng)聚合物基、金屬基、陶瓷基等復(fù)合材料（包括：結(jié)構(gòu)、功能、生物、電子、建筑等復(fù)合材料）的制備、性能、設(shè)計(jì)等，以促進(jìn)國內(nèi)外復(fù)合材料研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流及先進(jìn)復(fù)合材料的推廣應(yīng)用。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是針對(duì)復(fù)合材料與工程專業(yè)大四學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課，其內(nèi)容涉及樹脂基體、增強(qiáng)材料、增強(qiáng)材料的鋪層和復(fù)合材料的夾層結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面，是一門理論聯(lián)系實(shí)踐應(yīng)用、基礎(chǔ)知識(shí)和科學(xué)發(fā)展前沿并行的課程。我們從充分利用信息技術(shù)、理論聯(lián)系實(shí)際、啟發(fā)式教學(xué)和考試方式多元化等多方面進(jìn)行了課程改革和實(shí)踐，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。
［關(guān)鍵詞］
課程改革；課程實(shí)踐；啟發(fā)式；教育
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是本校針對(duì)復(fù)合材料與工程專業(yè)大四學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課程。本課程是在學(xué)生學(xué)完了材料學(xué)概論、樹脂基復(fù)合材料、復(fù)合材料工程實(shí)驗(yàn)等專業(yè)課程之后，為進(jìn)一步拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面、培養(yǎng)學(xué)生綜合知識(shí)的運(yùn)用能力而開設(shè)的，目的是培養(yǎng)其在復(fù)合材料原材料的選擇、改性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的教學(xué)內(nèi)容包括復(fù)合材料概述、樹脂基體材料結(jié)構(gòu)與性能、高性能增強(qiáng)材料、增強(qiáng)材料鋪層結(jié)構(gòu)與性能及復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)等。復(fù)合材料概述部分重點(diǎn)介紹復(fù)合材料結(jié)構(gòu)所包含的三個(gè)結(jié)構(gòu)層次和復(fù)合材料的發(fā)展及應(yīng)用近況；樹脂基體材料部分主要介紹聚合物分子結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響及基體材料的最新研究進(jìn)展，讓同學(xué)們通過學(xué)習(xí)掌握分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，初步具備從性能角度出發(fā)篩選合成原料的能力；增強(qiáng)材料鋪層結(jié)構(gòu)與性能和復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)部分突出復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性，根據(jù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的受力情況，介紹增強(qiáng)材料鋪設(shè)方式設(shè)計(jì)和夾芯材料選擇的理論依據(jù)。不同于大學(xué)基礎(chǔ)理論課，大學(xué)專業(yè)課的課堂教學(xué)內(nèi)容必須緊跟本學(xué)科技術(shù)的發(fā)展。課堂教學(xué)中，教師在介紹完基礎(chǔ)理論知識(shí)后，一定要配合實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用案例對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用說明，這樣有利于學(xué)生理解和掌握此知識(shí)點(diǎn)，并能通過實(shí)際的應(yīng)用案例理解單純追求某一性能指標(biāo)是沒有意義的，實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)考慮工藝性能、應(yīng)用性能、節(jié)能環(huán)保等綜合因素。該課程為新開課，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)素材、教學(xué)方法等方面還需要進(jìn)一步完善和改革，以適應(yīng)復(fù)合材料現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。
一、充分利用信息化資源，豐富教學(xué)內(nèi)容
在教學(xué)過程中，我們充分利用信息化資源、信息化技術(shù)來輔助教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，利用多媒體技術(shù)進(jìn)行高密度的知識(shí)傳授，增大教學(xué)信息量，并借助圖片、動(dòng)畫、視頻等媒介，增強(qiáng)學(xué)生的理解力，加深他們的記憶。［1］我們?cè)趥鹘y(tǒng)的PPT中加入實(shí)物圖片、工藝圖片、三維設(shè)計(jì)動(dòng)畫、復(fù)合材料生產(chǎn)視頻等，以豐富教學(xué)內(nèi)容，把學(xué)生關(guān)心的一些復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)（復(fù)合材料原料、工藝及應(yīng)用等）直接向?qū)W生演示出來，從而與文字講義相呼應(yīng)，給相對(duì)枯燥的教學(xué)注入興趣和活力。多媒體教學(xué)（如制作動(dòng)畫、錄像、圖片和三維模型等）將原本抽象的、不易理解的復(fù)合材料多相結(jié)構(gòu)生動(dòng)、形象地展現(xiàn)出現(xiàn)，便于學(xué)生理解和記憶，加深對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的理解，深層次理解復(fù)合材料結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響。我們?cè)诓殚喆罅繃鴥?nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，編寫了適合本課程教學(xué)特點(diǎn)的電子課件，并根據(jù)需要采用大量生動(dòng)、形象的工藝流程圖介紹復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝，以實(shí)物圖片介紹復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，采用動(dòng)畫、視頻的形式介紹復(fù)合材料不同層次的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)性能的影響。對(duì)于較難理解的章節(jié)，采用模型或模擬輔助教學(xué)可以提高教學(xué)效果。為了讓學(xué)生較好地了解復(fù)合材料領(lǐng)域的發(fā)展，教師需要密切關(guān)注該行業(yè)國內(nèi)外的發(fā)展動(dòng)向，及時(shí)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，獲取與國際接軌的最新知識(shí)、先進(jìn)教材和信息。教師需要適時(shí)地參加國內(nèi)外復(fù)合材料展覽會(huì)，對(duì)國內(nèi)外參展公司的展品、設(shè)備和技術(shù)圖片進(jìn)行拍照、錄像并整理，將其融入課程內(nèi)容；還可以參加復(fù)合材料相關(guān)的學(xué)術(shù)研討會(huì)，密切關(guān)注復(fù)合材料領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝的發(fā)展和應(yīng)用，及時(shí)更新本課程的教學(xué)內(nèi)容。
二、授課內(nèi)容注重理論與實(shí)踐相結(jié)合
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是一門實(shí)用性較強(qiáng)的課程，單純以文字的形式介紹復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能，特別是復(fù)合材料的夾層結(jié)構(gòu)，很難介紹清楚，學(xué)生也很難想象，難以理解。因此，教學(xué)中一定要理論聯(lián)系實(shí)踐，以案例的形式講授知識(shí)，如以風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、雷達(dá)罩、飛機(jī)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)為例，分別介紹其選材、結(jié)構(gòu)，并解釋原材料選擇原因、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理、性能特點(diǎn)、國內(nèi)外的技術(shù)差距等。作為教師，將自己科研工作的實(shí)際應(yīng)用案例加入課程講授，理論聯(lián)系實(shí)際，豐富課程內(nèi)容的實(shí)用性，是非常必要的。不同高校復(fù)合材料專業(yè)的研究領(lǐng)域、研究特色不同，有的高校側(cè)重于增強(qiáng)材料的研究與開發(fā)（如東華大學(xué)），有的高校重點(diǎn)研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)制造（如武漢理工大學(xué)），而本校復(fù)合材料專業(yè)側(cè)重于高性能樹脂基體材料的研究與開發(fā)。在本課程的講授過程中，我們將本校樹脂基體方面取得的研究成果按相應(yīng)類別穿插在課程內(nèi)容中，如將耐腐蝕的乙烯基酯樹脂、高殘?zhí)糠尤⒅h(huán)族環(huán)氧樹脂、高性能芳炔樹脂、高性能透波樹脂等內(nèi)容加入課程，分析其結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)。我校在復(fù)合材料增強(qiáng)材料、增強(qiáng)材料的鋪設(shè)方式、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面開展的研究工作較少，如果要想在這幾章內(nèi)容的教學(xué)中聯(lián)系實(shí)踐，教師需要做很多資料收集工作，特別是針對(duì)增強(qiáng)材料鋪設(shè)方式和夾層結(jié)構(gòu)部分，需要到相應(yīng)的研究單位、生產(chǎn)單位進(jìn)行調(diào)研，制作相應(yīng)圖片、三維模型、動(dòng)畫及視頻，以豐富教學(xué)內(nèi)容，便于學(xué)生理解。［2］
三、改進(jìn)授課方式，采用啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是復(fù)合材料專業(yè)大四學(xué)生的專業(yè)必修課，他們?cè)诖酥耙呀?jīng)學(xué)完了大部分的專業(yè)課程，已基本掌握了復(fù)合材料的專業(yè)知識(shí)。本課程的目的是進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)與畢業(yè)課題研究、社會(huì)工作的銜接。因此，教學(xué)中應(yīng)該改變以往的“老師講、學(xué)生記”的方式，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用前面學(xué)過的專業(yè)知識(shí)去思考，激發(fā)創(chuàng)新思維，從中獲得運(yùn)用知識(shí)解決問題的成就感。教師可以提出現(xiàn)在行業(yè)中的難題，讓同學(xué)們通過查找資料尋找解決方法，發(fā)揮大學(xué)生精力旺盛、創(chuàng)新性強(qiáng)的特點(diǎn)。［3－4］這也對(duì)教師提出了要求：要緊跟本學(xué)科的發(fā)展，與復(fù)合材料相關(guān)企業(yè)建立密切聯(lián)系，了解本專業(yè)新型的原材料、成型技術(shù)、成型設(shè)備及新型制品結(jié)構(gòu)。在復(fù)合材料概述中介紹新型的復(fù)合材料時(shí)，同學(xué)們對(duì)“自修復(fù)復(fù)合材料”非常感興趣，但課上僅僅介紹了“自修復(fù)復(fù)合材料”的設(shè)計(jì)原理和性能特點(diǎn)及其在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用前景，教學(xué)中若能夠以實(shí)物圖片展示此材料的使用案例，以錄像展示生產(chǎn)工藝過程，并提出應(yīng)用過程中有待解決的問題，則可以更生動(dòng)、具體地體現(xiàn)該材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。我們采用了啟發(fā)式教學(xué)方法，建立教師和學(xué)生間雙向互動(dòng)的課堂氣氛。教師采用提問的方式啟發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行思考；當(dāng)堂課不能解決的問題，則要求學(xué)生課后查找資料，以小論文的形式提交解決方案；鼓勵(lì)學(xué)生探索科學(xué)前沿，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。比如我們給學(xué)生留的課后作業(yè)為“你認(rèn)為最有發(fā)展前景的復(fù)合材料是哪種類型？解釋其原因”和“熱固性樹脂復(fù)合材料和熱塑性樹脂基復(fù)合材料的優(yōu)缺點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)”。課余時(shí)間，學(xué)生們根據(jù)自己的興趣愛好去查找相關(guān)的資料，了解該類復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用及發(fā)展情況。這樣不僅能夠拓展學(xué)生的知識(shí)面，還能夠激發(fā)其對(duì)復(fù)合材料科研的興趣。［5－6］
四、考核方式多元化，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力
復(fù)合材料專業(yè)課程大多采用閉卷考試的方式進(jìn)行考核，考試形式重于內(nèi)容，考試分?jǐn)?shù)重于能力，平時(shí)認(rèn)真聽課、認(rèn)真思考的同學(xué)考試的分?jǐn)?shù)倒不一定比背講義、背課后題的同學(xué)高，這樣打擊了應(yīng)用能力較強(qiáng)的同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，也與本課程的培養(yǎng)方案相悖。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是大四上半學(xué)期的專業(yè)必修課，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門課，旨在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)中的問題并解決問題，傳統(tǒng)的靠知識(shí)點(diǎn)記憶的考核方式顯然已不適用于本課程，課程改革也應(yīng)在考核方法上有所體現(xiàn)。根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的不同，本課程宜采用多元化的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。重要的概念、原理、工藝、聚合物結(jié)構(gòu)及性能等要求學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)可采用閉卷考試，而不同類型復(fù)合材料的性能特點(diǎn)、發(fā)展及應(yīng)用方面的知識(shí)是動(dòng)態(tài)發(fā)展的，可以采用開卷考試的方式。這樣學(xué)生可以在課下查閱大量的文獻(xiàn)資料，詳細(xì)了解復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，拓展專業(yè)知識(shí)面。對(duì)于綜合知識(shí)的運(yùn)用，即從選擇原材料、成型工藝選擇、增強(qiáng)材料的鋪設(shè)方式、夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面設(shè)計(jì)某復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件，則采用小論文的形式考核，如設(shè)計(jì)輕質(zhì)高強(qiáng)的工字梁結(jié)構(gòu)。多元化的考核方式可以使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，并培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。我們通過教學(xué)題材的更新、教學(xué)內(nèi)容的多樣化、教學(xué)方法和考核方式的改革，力爭(zhēng)從教師講授向?qū)W生在老師的啟發(fā)下自主學(xué)習(xí)的模式轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性的目的。課程改革和創(chuàng)新需要在實(shí)際教學(xué)過程中摸索，我們將結(jié)合復(fù)合材料新技術(shù)的發(fā)展，繼續(xù)探索復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能教學(xué)新模式。
作者：宋寧 侯銳鋼 周權(quán) 陳麒 王帆 方俊 倪禮忠 單位：華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院特種功能高分子材料及相關(guān)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
參考文獻(xiàn)：
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射頻(RF)和微波微電子的封裝是高頻電子封裝技術(shù)的最新發(fā)展,它吸引了大量電子工程師投身于電子封裝和高頻電子領(lǐng)域的研究,也吸引了學(xué)術(shù)研究者了解最先進(jìn)技術(shù)在商業(yè)界應(yīng)用的興趣。它覆蓋了熱量管理、電氣、射頻、散熱的設(shè)計(jì)與模擬,封裝技術(shù)與加工方法以及其它相關(guān)射頻、微波封裝的領(lǐng)域。近10年來無線電技術(shù)取得了巨大的進(jìn)展,同時(shí)高頻技術(shù)的應(yīng)用方興未艾。2008年9月16-18日,國際微電子和封裝協(xié)會(huì)(IMAPS)在美國加利福尼亞洲的圣地亞哥舉辦第一屆射頻與微波封裝的高級(jí)技術(shù)專題討論會(huì),邀請(qǐng)30多名業(yè)界的頂尖人士做了射頻、微波、毫米波和寬帶封裝等高級(jí)主題演講,會(huì)議取得的效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎預(yù)期。
該書是這次會(huì)議的論文集,共選論文12篇,每篇論文獨(dú)立成章。1.微波和毫米波頻率封裝的基本理論,介紹微波和毫米波頻率的基本設(shè)計(jì)、交換性能和額外復(fù)雜性;2.低成本高帶寬的毫米波引導(dǎo)線框封裝,介紹一種新型中繼饋線方法,使低成本高容量的封裝理念可以應(yīng)用到高頻領(lǐng)域。這個(gè)方法影響了數(shù)字電子封裝技術(shù);3.微機(jī)電毫米波的聚合系統(tǒng),介紹一種大批量生產(chǎn)毫米波無源器件的技術(shù)工藝;4.毫米波板上芯片的集成和封裝,介紹板上芯片的集成與封裝技術(shù)對(duì)毫米波電子學(xué)領(lǐng)域所帶來的低成本效益,以及討論了毫米波電路性能的若干特殊問題;5,射頻液晶聚合物和毫米波的多層氣密封裝包與組件,提出x、K、Ka-頻段的應(yīng)用組件的薄膜液晶聚合物(LCP)表面安裝封裝技術(shù);6.隨身設(shè)備的射頻、微波基板封裝線路圖,回顧隨身設(shè)備的設(shè)計(jì)方案和材料,并討論如何達(dá)到所需的封裝密度和性能;7.陶瓷系統(tǒng)在射頻和微波封裝技術(shù)中的應(yīng)用,展示出使用陶瓷材料和陶瓷制造工藝的優(yōu)勢(shì),從而研發(fā)復(fù)雜性不斷增長(zhǎng)的多層結(jié)構(gòu);8.毫米波產(chǎn)品的低溫共燒陶瓷(LTCC)層壓材料波導(dǎo),討論復(fù)合材料波導(dǎo),通過數(shù)值仿真的手段,解決材料問題并處理毫米波頻率的內(nèi)部連線有損耗和間隔時(shí)所產(chǎn)生的折衷問題;9.射頻、微波應(yīng)用組件的低溫共燒陶瓷(LTCC)基片,展示關(guān)于射頻、微波封裝應(yīng)用中的LTCC技術(shù)的計(jì)算機(jī)模擬和制造的最新進(jìn)展,包括當(dāng)前的LTCC制造技術(shù)、模塊封裝包、高帶寬設(shè)計(jì)和集成天線的射頻、微波系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì);10.用于微電子封裝的高散熱陶瓷和復(fù)合材料,討論散熱復(fù)合材料的高級(jí)性能,包括納米碳管、合成金剛石、做結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)后的氮化鋁、氧化鈹?shù)?11.高性能微電子封裝的散熱片材料,回顧了射頻、微波封裝的散熱材料的制造、應(yīng)用和研發(fā),包括傳統(tǒng)的、第二代、第三代散熱材料;12.氮化鋁三維多芯片組件(A1N 3D MCM)的技術(shù)研究,回顧了射頻、微波封裝的氮化鋁三維多芯片組件技術(shù)的最新發(fā)展,包括A1N高溫共燒陶瓷(HTCC)工藝、鎢貼片匹配、燒結(jié)溫度分布圖的影響以及其它實(shí)際設(shè)計(jì)和制造過程中的問題。
本書主要作者Ken Kuang等人是多年從事該領(lǐng)域研究、具有豐富經(jīng)驗(yàn)的業(yè)內(nèi)專家。他是國際微電子和封裝協(xié)會(huì)(IMAPS)會(huì)員兼副主席、圣地亞哥分會(huì)的主席。他多次獲得IMAPS的最佳會(huì)議論文獎(jiǎng)、電子封裝技術(shù)國際大會(huì)(ICEPT)的最佳研討會(huì)論文獎(jiǎng)、IMAPS的主席獎(jiǎng)。2004年,他創(chuàng)辦了Torrey Hills Technolo-gies,LLC公司。該公司迅速成長(zhǎng)為美國INC500之列,是射頻、微波封裝產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者。
本書反映了射頻、微波微電子業(yè)界的近期研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài),是從業(yè)工程師了解行業(yè)最新技術(shù)和發(fā)展的必備指導(dǎo)書籍。
關(guān)鍵詞：復(fù)合材料，屈服準(zhǔn)則，流動(dòng)準(zhǔn)則，強(qiáng)化準(zhǔn)則，ANSYS
1 引言
非線性分析一直以來廣受關(guān)注，在這方面的研究也頗為不少，但是，如何最大限度提高求解的精度、提高求解時(shí)的效率，仍然需要進(jìn)一步的探索。現(xiàn)代復(fù)合材料自本世紀(jì)40年代出現(xiàn)以來，已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展，應(yīng)用極為廣泛。因此，對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的研究也日趨深入。本文筆者基于ANSYS程序?qū)?shù)碼相機(jī)內(nèi)部鏡頭托架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬分析，以此論證托架結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度。
2 ANSYS 的靜力非線性分析
ANSYS的靜力分析包括線性和非線性分析，而非線性分析涉及塑性，應(yīng)力鋼化，大變形，大應(yīng)變，超彈性，接觸面和蠕變。。引起結(jié)構(gòu)非線性的原因很多，一般可分為三種主要類型：狀態(tài)變化（包括接觸）；幾何非線性；材料非線性。非線性問題需要一系列帶校正的線性近似來求解，ANSYS程序通過牛頓—拉普森 (NR ) 平衡迭代法，在某個(gè)容限范圍內(nèi)迫使在每一個(gè)載荷增量的末端解達(dá)到平衡收斂。
3 復(fù)合材料的塑性理論
屈服準(zhǔn)則：ANSYS采用Von-Miss屈服準(zhǔn)則來計(jì)算結(jié)構(gòu)的塑性變形，該準(zhǔn)則是一種除了土壤和脆性材料外典型使用的屈服準(zhǔn)則。表示如下：
⑴
其中： ,
流動(dòng)準(zhǔn)則：如果將Von-Mises屈服準(zhǔn)則的函數(shù)形式推廣到一般塑性加載情況，那么式⑴的函數(shù)就可以寫成：
⑵
其中的偏應(yīng)力
⑶
是流動(dòng)應(yīng)力，它在屈服點(diǎn)上等于屈服應(yīng)力，而后隨應(yīng)變硬化材料中塑性應(yīng)變的增大而增加。
如果把理解為應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng)度的表征，那么在超屈服之后由作用在一點(diǎn)的各個(gè)應(yīng)力分量所組成的就稱為等效應(yīng)力，由塑性力學(xué)偏應(yīng)力不變量不難得出：
⑷
對(duì)應(yīng)于就有一個(gè)等效塑性應(yīng)變?cè)隽縼順?gòu)成由各應(yīng)力分量所做的塑性功增量，即
⑸
根據(jù)Drucker公設(shè)
⑹
其中是塑性勢(shì)函數(shù)的梯度，是比例系數(shù)
由此可以推導(dǎo)得出
⑺
強(qiáng)化準(zhǔn)則: 等向強(qiáng)化和隨動(dòng)強(qiáng)化。對(duì)Von-Mises屈服準(zhǔn)則，等向強(qiáng)化表現(xiàn)為屈服面在所有方向均勻擴(kuò)張。而隨動(dòng)強(qiáng)化表現(xiàn)為對(duì)應(yīng)的兩個(gè)屈服應(yīng)力之間總存在一個(gè)的差值。
4 數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的模擬分析
筆者結(jié)合數(shù)碼相機(jī)使用性能要求，對(duì)數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部的零部件結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度進(jìn)行模擬計(jì)算。
數(shù)碼相機(jī)以其性能優(yōu)越，攜帶方便而深受消費(fèi)者的喜愛。因此，設(shè)計(jì)時(shí)在保證上述優(yōu)點(diǎn)的情況下，應(yīng)保證其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，避免干涉，各部件之間搭配協(xié)調(diào)。
4.1 鏡頭托架的模擬分析
鏡頭是數(shù)碼相機(jī)的“心臟”， 設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)鏡頭形狀尺寸來布置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此，鏡頭托架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要。。
圖1是某款數(shù)碼相機(jī)鏡頭托架與鏡頭的裝配關(guān)系圖, 精度要求很高。此處，該結(jié)構(gòu)的分析是基于配合精度相對(duì)較低的假設(shè)之上的。
從圖1不難看出, 鏡頭托架在
數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部受力復(fù)雜，分析比較
困難。因此，我們摒棄常規(guī)的算法，
采用極限載荷法。即忽略那些對(duì)分
析結(jié)果影響不大的約束，即可以把
所有載荷看作是直接加載在托架的
某一特定需要分析的部位。這樣處
理后的模型無論是精度和求解效率
上都有所提高。
圖1
如圖2，分析時(shí)采用Solid185單元, 智能自由網(wǎng)格劃分, 網(wǎng)格精度定為五級(jí)。為了提高分析的精度和加快求解的效率,建模時(shí)我們經(jīng)過初步判斷，對(duì)遠(yuǎn)離分析區(qū)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，也即盡量減少遠(yuǎn)離承載區(qū)的棱角及不規(guī)則體的數(shù)目，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)單元。。
圖2
材料常數(shù)
托架材料：
PC+玻纖（玻纖含量25％） ，
拉伸強(qiáng)度為，彎曲強(qiáng)度為,
壓縮強(qiáng)度為，彎曲彈性模量為
4.2 材料特性的相關(guān)設(shè)定
由于托架材料是纖維增強(qiáng)型的，對(duì)于此類材料，纖維的取向非常重要，一般分析時(shí)是根據(jù)纖維的方向，纖維的長(zhǎng)度來設(shè)定分析的依據(jù)。
一種材料，可以視為均質(zhì)的，也可以視為非均質(zhì)的，這主要取決于分析時(shí)觀察問題的尺度。對(duì)于復(fù)合材料，由于存在可以從界面區(qū)分的相和疊層，一般認(rèn)為是非均質(zhì)的。但是，分析的尺度繼續(xù)擴(kuò)大以后，它又可以用等效的均質(zhì)體來代替。此時(shí)，顆粒復(fù)合材料和方向隨機(jī)分布的短纖維復(fù)合材料可認(rèn)為是各向同性的，而纖維規(guī)則排列的復(fù)合材料，通常是各向異性的。因此，我們假定托架材料是短纖維增強(qiáng)型的的，纖維增強(qiáng)方向是隨機(jī)分布的，也即托架材料特性是各向同性的。
4.3 數(shù)碼相機(jī)正常放置情況下的強(qiáng)度、剛度的分析
這里筆者分析了一下數(shù)碼相機(jī)正常放置狀態(tài)下托架結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。
圖3是托架結(jié)構(gòu)的受力云變圖, 它表示托架結(jié)構(gòu)在承載時(shí)所受的平均應(yīng)力，圖形下方是各顏色所代表的應(yīng)力區(qū)間。
SMX
, 表示托架結(jié)構(gòu)承載時(shí)的最大應(yīng)變量
，表示托
架結(jié)構(gòu)承載時(shí)的最大應(yīng)力
圖3
圖3清晰的反映了鏡頭托架在相機(jī)中的承載應(yīng)力圖，從圖中我們不難看出最大應(yīng)力發(fā)生在托架一側(cè)腰間的小孔附近。從圖中的應(yīng)力云變圖可以看出，托架承載情況基本達(dá)到預(yù)期的效果，也基本反映了托架在相機(jī)中的受力情況。對(duì)于數(shù)碼相機(jī)之類輕便型的電子產(chǎn)品，由于結(jié)構(gòu)本身承載負(fù)荷小，采用的復(fù)合材料性能優(yōu)越，因此，設(shè)計(jì)時(shí)一般僅關(guān)心結(jié)構(gòu)所受的最大應(yīng)力應(yīng)變。設(shè)計(jì)人員根據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合模具設(shè)計(jì)的要求，再做相應(yīng)的調(diào)整，就可以設(shè)計(jì)出頗為滿意的結(jié)構(gòu)。從結(jié)果我們不難看出其最大應(yīng)力小于材料的應(yīng)力極限，考慮到注塑模具的成型性能的要求，對(duì)于此托架結(jié)構(gòu)我們不再作結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，其設(shè)計(jì)形式完全符合設(shè)計(jì)要求。
5 結(jié)束語
本文著重對(duì)數(shù)碼相機(jī)鏡頭托架進(jìn)行了非線性分析，闡述了復(fù)合材料尤其是纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料的分析方法。當(dāng)然，本文的材料特性是基于各向同性基礎(chǔ)上的，對(duì)于各向異性的纖維增強(qiáng)型材料的分析，還有待進(jìn)一步探索。
參考文獻(xiàn)
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3 王興業(yè)，唐羽章. 復(fù)合材料力學(xué)性能. 國防科技大學(xué)出版社，1998.6
4 李國琛，M.耶納. 塑性大應(yīng)變微結(jié)構(gòu)力學(xué). 科學(xué)出版社，1993
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6 ANSYS, Inc. Theory Release 4.1
一、高分子材料與工程
高分子材料與工程專業(yè)培養(yǎng)具備高分子材料與工程等方面的知識(shí)，能在高分子材料的合成、改性、分析測(cè)試和加工成型等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)高聚物化學(xué)與物理的基本理論和高分子材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能知識(shí)及高分子成型加工技術(shù)知識(shí)。
學(xué)習(xí)課程
聚合物加工原理、聚合物成型工藝、聚合物流變學(xué)、高分子物理、高分子化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)
畢業(yè)生具備的專業(yè)知識(shí)與能力
掌握高分子材料的合成、改性的方法;
掌握高分子材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系;
掌握聚合物加工流變學(xué)、成型加工工藝和成型模具設(shè)計(jì)的基本理論和基本技能;
具有對(duì)高分子材料進(jìn)行改性及加工工藝研究、設(shè)計(jì)和分析測(cè)試，并開發(fā)新型高分子材料及產(chǎn)品的初步能力;
具有應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力;
具有對(duì)高分子材料改性及加工過程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和管理的初步能力。
就業(yè)方向
該專業(yè)畢業(yè)生可到石油化工、電子電器、建材、汽車、包裝、航空航天、軍工、輕紡及醫(yī)藥等系統(tǒng)的科研(設(shè)計(jì))院所、企業(yè)從事塑料、橡膠、化纖、涂料、粘合劑、復(fù)合材料的合成、加工、應(yīng)用、生產(chǎn)技術(shù)管理和市場(chǎng)開發(fā)等工作，以及為高新技術(shù)領(lǐng)域研究開發(fā)高性能材料、功能材料、生物醫(yī)用材料、光電材料、精細(xì)高分子材料和其它特種高分子材料，也可到高等院校從事教學(xué)、科研工作。
高分子材料與工程專業(yè)的20所大學(xué)
二、復(fù)合材料與工程專業(yè)
復(fù)合材料與工程專業(yè)培養(yǎng)具有良好的思想素質(zhì)，強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感，健康的體魄和健全的心理素質(zhì)、德、智、體全面發(fā)展，掌握新型復(fù)合材料生產(chǎn)原理和生產(chǎn)工藝、能勝任無機(jī)材料、高分子材料、新型復(fù)合材料等生產(chǎn)企業(yè)基層管理工作和實(shí)際崗位操作，具有較高綜合素質(zhì)，“用得上、留得住”的應(yīng)用型人才。
專業(yè)特色
該專業(yè)既重視學(xué)生數(shù)學(xué)、力學(xué)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論培養(yǎng)，又重視學(xué)生的工程能力訓(xùn)練，并對(duì)有關(guān)專業(yè)課實(shí)行教學(xué)內(nèi)容的國際接軌。課程設(shè)置注重基礎(chǔ)理論與工程的結(jié)合、自然科學(xué)知識(shí)教育與文化素質(zhì)教育結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合。學(xué)校會(huì)設(shè)有工程設(shè)計(jì)制圖課程設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練、下廠實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文等實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)有高分子物理實(shí)驗(yàn)、高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)、復(fù)合材料制備與加工實(shí)驗(yàn)、材料性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)等 。
就業(yè)方向
本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可畢業(yè)生可以就業(yè)于與復(fù)合材料相關(guān)的汽車、建筑、電機(jī)、電子、航空航天、國防軍工、信息通訊、輕工、化工等有關(guān)企業(yè)和公司，擔(dān)任工程研究 人員、工程師和營(yíng)銷管理人員，從事設(shè)計(jì)、研發(fā)、分析、生產(chǎn)、測(cè)試、評(píng)價(jià)、營(yíng)銷、管理等工作;也可以在高等院校、研究設(shè)計(jì)院所從事科研教學(xué)工作。
開設(shè)院校
哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、青島大學(xué)、青島科技大學(xué)、長(zhǎng)江大學(xué)、中北大學(xué)、河北工程大學(xué)等
[論文摘要]鋼纖維混凝土是一種新型的復(fù)合建筑材料，其物理和力學(xué)性能優(yōu)于普通混凝土，通過介紹鋼纖維增強(qiáng)混凝土的基本理論，闡述鋼纖維混凝土在多個(gè)領(lǐng)域工程中的應(yīng)用。
鋼纖維混凝土（SteelFiberReinforcedConcrete,簡(jiǎn)寫為SFRC）是在普通混凝土中摻入適量短鋼纖維而形成的可澆筑、可噴射成型的一種新型復(fù)合材料。它是近些年來發(fā)展起來的一種性能優(yōu)良且應(yīng)用廣泛的復(fù)合材料。其中所摻的鋼纖維是用鋼質(zhì)材料加工制成的短纖維，常用的有：切斷型鋼纖維、剪切型鋼纖維、銑削型鋼纖維、熔抽型鋼纖維等。鋼纖維在混凝土中主要是限制混凝土裂縫的擴(kuò)展，從而使其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度較普通混凝土有顯著提高，其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性有較大改善，使原本屬于脆性材料的混凝土變成具有一定塑性性能的復(fù)合材料。
一、鋼纖維增強(qiáng)混凝土的基本理論
（一）復(fù)合力學(xué)理論
復(fù)合力學(xué)理論是以連續(xù)纖維復(fù)合材料理論為基礎(chǔ)，結(jié)合鋼纖維在混凝土中的分布特點(diǎn)形成的。該理論是將復(fù)合材料視為以纖維為一相，基體為另一相的兩相復(fù)合材料。
（二）纖維間距理論。纖維間距理論又稱纖維阻裂理論，是1963年由J.P.Romualdi和J.B.Batson提出來的。該理論根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)理論解釋纖維對(duì)裂縫發(fā)生和發(fā)展的約束作用，認(rèn)為欲增強(qiáng)混凝土這種本身帶內(nèi)部缺陷的脆性材料的抗拉強(qiáng)度，必須盡可能地減少內(nèi)部缺陷的尺寸，提高韌性，降低裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子、減少裂縫尖端的應(yīng)力集中作用，故在裂縫處用纖維連接，受拉時(shí)跨越裂縫的纖維將荷載傳遞給裂縫的上下表面，使裂縫處材料仍能繼續(xù)承載，這樣，因裂縫的出現(xiàn)孔邊應(yīng)力集中程度就緩和，隨著橋接裂縫纖維數(shù)目的增多，纖維間距越小，緩和裂縫尖端應(yīng)力集中程度越大，對(duì)裂縫尖端產(chǎn)生的反向應(yīng)力場(chǎng)也越大，當(dāng)纖維數(shù)量增加到密布于裂縫時(shí)，應(yīng)力集中就會(huì)消失，進(jìn)一步表明纖維的阻裂效應(yīng)，即在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形成和受力破壞的過程中，有效地提高了復(fù)合材料受力前后阻裂引發(fā)與擴(kuò)展的能力，達(dá)到鋼纖維對(duì)混凝土增強(qiáng)與增韌目的。
（三）界面應(yīng)力傳遞的剪滯理論。鋼纖維混凝土中鋼纖維周圍的水泥基體結(jié)構(gòu)與自身結(jié)構(gòu)是不相同的，即在鋼纖維與基體之間存在著界面層。鋼纖維混凝土的性能主要取決于混凝土基體性能、鋼纖維含量以及它們之間的界面特性。假定界面是一層厚度可以忽略的薄層，但具有一定的力學(xué)性能。當(dāng)荷載作用于鋼纖維混凝土?xí)r，荷載一般先施加于低彈性的基體，然后通過纖維-基體的界面，把一部分荷載傳遞給高彈模的纖維，使纖維和基體共同承擔(dān)荷載，從而起到增強(qiáng)的作用。
二、鋼纖維混凝土的應(yīng)用
鋼纖維混凝土作為一種新型復(fù)合材料，以其優(yōu)良的抗拉、抗彎、阻裂、耐沖擊、耐疲勞、高韌性等物理力學(xué)性能，目前已被廣泛應(yīng)用于建筑工程、水利工程、公路橋梁工程、公路路面和機(jī)場(chǎng)道面工程、鐵路公程、管道工程、內(nèi)河航道工程、防暴工程和維修加固工程等各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。（一）水利工程
鋼纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用比較廣泛，主要將其用于受高速水流作用以及受力比較復(fù)雜的部位，如溢洪道、泄水孔、有壓疏水道、消力池、閘底板和水閘、船閘、渡槽、大壩防滲面板及護(hù)坡等。這些部位對(duì)混凝土材料自身的抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及抗裂性能的要求都比較高，也正發(fā)揮了鋼纖維混凝土的自身優(yōu)勢(shì)。我國在實(shí)際工程中應(yīng)用的有：三峽工程、小浪底水利樞紐工程、三門峽泄水排砂底孔等工程。以上工程都獲得了較為滿意的效果，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
（二）建筑工程。鋼纖維混凝土在建筑工程中的影響越來越廣泛，一般應(yīng)用于房屋建筑工程、預(yù)制樁工程、框架節(jié)點(diǎn)、屋面防水工程、地下防水工程等工程領(lǐng)域中。如抗震框架節(jié)點(diǎn)中使用鋼纖維混凝土，能代替箍筋滿足節(jié)點(diǎn)對(duì)強(qiáng)度、延性、耗能等方面的要求，而且還能提供類似于箍筋約束混凝土的作用，并解決節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋擠壓使混凝土難于澆注的施工問題；鋼纖維混凝土還具有良好的抗裂性，可使構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載下處于彈性階段而不裂，不出現(xiàn)應(yīng)力的重分布；用鋼纖維混凝土制成的自防水預(yù)應(yīng)力屋面板，不僅提高了自防水預(yù)應(yīng)力屋面板的抗裂性能，同時(shí)也減少了縱向預(yù)應(yīng)力筋的配筋率，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。鋼纖維混凝土在建筑中的應(yīng)用實(shí)例有：福州東方大廈、沈陽市急救中心站綜合樓、江蘇省丹陽市中醫(yī)院、遼陽市食品公司辦公樓等工程。
（三）道路和橋梁工程。鋼纖維混凝在道路和橋梁工程方面，主要廣泛應(yīng)用于路面、橋梁、機(jī)場(chǎng)跑道等工程中，包括新建及修補(bǔ)工程。鋼纖維混凝土較普通混凝土有較好的韌性，抗沖擊、抗疲勞性。它可使面層厚度減少，伸縮縫間距加長(zhǎng)，使用性能提高，維修費(fèi)用減低，壽命延長(zhǎng)。面層較普通混凝土可減少30-50%，公路伸縮縫間距可達(dá)30-100m，機(jī)場(chǎng)跑道的伸縮縫間距可達(dá)30m。用于路面及橋面修補(bǔ)時(shí)，其罩面厚度僅為3-5cm。在實(shí)際工程中有：北京東西環(huán)路立交橋、滬杭高速公路成渝公路、大足朱溪大橋、廣州解放大橋等工程中都采用了鋼纖維混凝土解決工程難題，使用效果較好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
（四）鐵路工程。在鐵路工程方面，鋼纖維混凝土主要用于預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土鐵路軌枕、雙塊式鐵路軌枕及搶修鐵路橋面防水保護(hù)層中。鐵路工程承受較大的荷載、較高的速度和數(shù)萬次的振動(dòng)，所以要求混凝土必須具有較高的強(qiáng)度、較高的抗沖擊性及較大的塑性。這正好利用了鋼纖維混凝土的抗沖擊性及較好的塑性。建成的工程有：沈陽鐵路局長(zhǎng)達(dá)線維修工程、柳州鐵路局黔桂鐵路鋪設(shè)工程、南昆鐵路隧道工程和西安安康鐵路椅子山隧道等工程土。鋼纖維混凝土的應(yīng)用，使維修工作量大為減少，并提高了線路的使用壽命，效果良好。
（五）港口及海洋工程。鋼纖維混凝土在海洋工程中的使用主要是鋼纖維混凝土的腐蝕問題，所以有待進(jìn)一步研究，但在日本和挪威的使用經(jīng)驗(yàn)是令人鼓舞的。日本鋼鐵俱樂部采用鋼纖維混凝土作鋼管樁防腐層，在海水中浸泡10年，鋼纖維混凝土防腐完好，鋼管表面無銹蝕，仍有金屬光澤。挪威將鋼纖維混凝土用于北海海底輸氣管道的隧道襯砌、Forsmark核電站海底核廢料庫的支護(hù)、海洋平臺(tái)后張預(yù)應(yīng)力管道孔的封堵以及碼頭混凝土受海水腐蝕部位的修補(bǔ)等。我國江蘇石舀港碼頭的軌道梁工程中也使用了鋼纖維混凝土。
除了上述領(lǐng)域外，還有很多鋼纖維混凝土的應(yīng)用的實(shí)例，如承受重級(jí)工作制造工業(yè)廠房和倉庫地面、薄壁蓄水結(jié)構(gòu)、預(yù)制板、離心管、污水井、游泳池、耐火混凝土和耐火材料、抗爆結(jié)構(gòu)、各類建筑物和構(gòu)筑物的修補(bǔ)、補(bǔ)強(qiáng)加固、抗震加固等。
三、結(jié)束語
鋼纖維混凝土具有普通混凝土不具有的優(yōu)點(diǎn)，且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，其在民用建筑樓地面、公路路面、預(yù)制構(gòu)件水利工程、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)跑道和停機(jī)坪、橋梁隧道以及各種構(gòu)筑物等方面的應(yīng)用前景將是十分廣闊的前景。
參考文獻(xiàn)：
材料工程(專業(yè)代碼085204)：接收專業(yè)型碩士研究生
化學(xué)(專業(yè)代碼：070300)：物理化學(xué)、無機(jī)化學(xué)方向接收學(xué)術(shù)型碩士研究生
二、研究方向
1、能源環(huán)保功能晶態(tài)材料
本方向以面向能源環(huán)保領(lǐng)域的晶態(tài)材料為研究對(duì)象，以宏觀性質(zhì)(光、電、能源氣體存儲(chǔ)、太陽燃料(產(chǎn)氫、溫室氣體轉(zhuǎn)化)光催化材料、光電轉(zhuǎn)化和污染物去除)與微觀結(jié)構(gòu)、形貌之間的內(nèi)在關(guān)系為主線，開展研究工作，為晶態(tài)材料功能導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可控制備和性能調(diào)控提供新理論、新方法與新材料體系，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)其在新能源利用、環(huán)境治理、能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域的應(yīng)用。
目前主要研究方向有：
1、孔性晶態(tài)材料：儲(chǔ)氫、捕獲溫室氣體、污染物去除、氣敏、綠色催化;
發(fā)光晶態(tài)材料：熒光、化學(xué)傳感器、光電轉(zhuǎn)化;
新型高效催化材料：太陽燃料(分解水、CO2轉(zhuǎn)化)光催化、電催化等。
聯(lián)系人：趙君
聯(lián)系方式：13507206810，[email protected]
2、動(dòng)力與儲(chǔ)能電池材料
本方向長(zhǎng)期致力于鋰離子電池等儲(chǔ)能電池新型電極材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成和電化學(xué)性能研究。以宜昌地區(qū)豐富的磷礦、石墨礦及鐵礦等礦產(chǎn)資源為原料，積極開展高附加值鋰離子電池正/負(fù)極材料和超級(jí)電容器用復(fù)合材料方面的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。現(xiàn)有博士生導(dǎo)師2人，碩士生導(dǎo)師4人，在讀研究生13人，已畢業(yè)研究生均在國內(nèi)著名能源材料企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)(如上海杉杉科技、東莞新能源、深圳貝特瑞、億緯鋰能等)從事研發(fā)工作。本方向在研國家自然科學(xué)基金5項(xiàng)，其它省部級(jí)及企業(yè)橫向課題6項(xiàng)。研究成果在國際權(quán)威刊物上發(fā)表SCI論文90余篇，獲得授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)，并被評(píng)為湖北高校十大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目提名獎(jiǎng)。
聯(lián)系人：楊學(xué)林
聯(lián)系方式：13972604202，[email protected]
網(wǎng)頁：newenergy.ctgu.edu.cn
3、能量轉(zhuǎn)換材料與器件
本方向長(zhǎng)期致力于能量轉(zhuǎn)換材料與器件的研究，結(jié)合國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃以及宜昌市無機(jī)功能材料聚集中心的發(fā)展目標(biāo)，以揭示材料設(shè)計(jì)、合成、制備及器件組裝與性能的依存關(guān)系為主線，探索提升材料及器件性能的新工藝和新途徑。本方向主要圍繞Si基及C/Si基薄膜太陽能電池、染料敏化太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池和超級(jí)電容器材料的設(shè)計(jì)、可控合成、器件表面界面調(diào)控及性能優(yōu)化開展系統(tǒng)研究工作。
聯(lián)系人：孫盼盼
聯(lián)系方式：13618682465
4、光伏材料與器件
光伏材料與器件團(tuán)隊(duì)所在的太陽能研究所實(shí)驗(yàn)室主要致力于各類太陽能電池的研發(fā)、超級(jí)電容器的制備及光伏發(fā)電電力系統(tǒng)相關(guān)問題的研究。現(xiàn)有博士生導(dǎo)師1人，碩士生導(dǎo)師4人，在讀研究生14人。本方向主持有國家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金、湖北省教育廳青年基金、湖北省科技廳中小型企業(yè)創(chuàng)新基金以及與企業(yè)合作橫向項(xiàng)目十余項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)室擁有從材料制備、電池組裝到性能分析的整套設(shè)備，有研究光伏發(fā)電及電力變換想問題的分布式發(fā)電系統(tǒng)及基于新能源微電網(wǎng)研究的2011省級(jí)協(xié)同創(chuàng)新科研平臺(tái)。相關(guān)研究成果曾獲湖北省自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，獲國家發(fā)明專利12項(xiàng)。
聯(lián)系人：譚新玉，肖婷
聯(lián)系方式：15872592999，18986817550，[email protected]
5、金屬陶瓷材料
金屬基/陶瓷基復(fù)合材料是我校較早開展的研究領(lǐng)域之一，主要研究方向：金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、金屬材料。基礎(chǔ)研究以材料熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代材料制備技術(shù)，研究材料成分、組織、性能之間關(guān)系;工程應(yīng)用面向切削刀具、模具耐磨材料、汽車超高強(qiáng)度用鋼、高溫合金和新型建筑材料。實(shí)驗(yàn)室擁有較為完善的材料制備、測(cè)試和表征設(shè)備。近年來形成了以博士為主體的研究隊(duì)伍，現(xiàn)有導(dǎo)師7名，其中教授4人，在讀研究生21名。研究工作先后得到國家自然科學(xué)基金委、省部級(jí)部門和企業(yè)的資助，承擔(dān)縱、橫向項(xiàng)目30余項(xiàng)，三大檢索論文150余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利9項(xiàng)，部分科研成果已轉(zhuǎn)化為工業(yè)應(yīng)用。研究成果獲得湖北省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。
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研究論文
(1)多壁納米碳管對(duì)磷酸鐵鋰正極材料熱穩(wěn)定性及表面形貌的影響 mária filkusová andrea fedorková renáta
oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka kantárová
動(dòng)態(tài)
(7)第十一屆全國新型炭材料學(xué)術(shù)研討會(huì)征文通知 無
研究論文
(8)氧化硅包覆單壁碳納米管納米電纜的制備 張艷麗 侯鵬翔 劉暢
動(dòng)態(tài)
(13)thc系列耐高溫阻燃熱固性酚醛樹脂 無
研究論文
(14)多壁碳納米管的對(duì)氨基苯磺酸鈉修飾及對(duì)cu^2＋的吸附性能 鄭凈植 胡建 杜飛鵬
動(dòng)態(tài)
(19)《新型炭材料》2011年sci影響因子0．914 無
研究論文
(20)磁場(chǎng)處理對(duì)ldpe及其碳納米管復(fù)合材料電導(dǎo)特性的影響 韓寶忠 馬鳳蓮 郭文敏 王艷潔 蔣慧
動(dòng)態(tài)
(25)西安誠瑞科技發(fā)展有限公司 高低溫炭化爐、液相（氣相）沉積爐、石墨化爐 無
研究論文
(26)碳納米管/鐵氰化鎳/聚苯胺雜化膜對(duì)抗壞血酸的電催化氧化 馬旭莉 孫守斌 王忠德 楊宇嬌 郝曉剛 臧楊 張忠林 劉世斌
(33)水輔助化學(xué)氣相沉積制備定向碳納米管 劉庭芝 劉勇 多樹旺 孫曉剛 黎靜
(39)通過高溫裂解酚醛樹脂制備氣體分離用炭膜——裂解溫度及臭氧后處理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj
mohammadi ali mohajeri
動(dòng)態(tài)
(46)納米植物炭黑 無
研究論文
(47)中孔炭負(fù)載二氧化鈦光催化劑的制備及降解甲基橙 因博 王際童 徐偉 龍東輝 喬文明 凌立成
(55)co2捕集用具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)納米孔炭的制備 唐志紅 韓卓 楊光智 趙斌 沈淑玲 楊俊和
研究簡(jiǎn)報(bào)
(61)高分散性氧化石墨烯基雜化體的制備及其熱穩(wěn)定性增強(qiáng) 張樹鵬 宋海歐
(66)相互連接的碳微米球的制備與磁性 文劍鋒 莊葉 湯怒江 呂麗婭 鐘偉 都有為
(71)碳化物衍生碳涂層的表面劃痕織構(gòu)能降低摩擦 眭劍 呂晉軍
動(dòng)態(tài)
(75)instructions to authors 無
【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)學(xué)材料；研究現(xiàn)狀；生物活性；發(fā)展趨勢(shì)
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型生物醫(yī)學(xué)材料被研制出來，并在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得應(yīng)用。到2000年為止，在全世界高達(dá)1600億美元的醫(yī)療市場(chǎng)中，醫(yī)用生物材料所占比率已經(jīng)達(dá)到了一半，且以20%的增長(zhǎng)速度遞增。二十世紀(jì)80年代是新型生物醫(yī)學(xué)材料輩出的時(shí)代，進(jìn)入到二十世紀(jì)90年代，以珊瑚為原材料的骨移植材料、人工皮膚、豬心臟瓣膜在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得以應(yīng)用。二十世紀(jì)，美國采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中國在生物醫(yī)學(xué)材料的研制方面起步較晚，但是應(yīng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域需要而對(duì)各種生物醫(yī)學(xué)材料有所應(yīng)用。隨著國家對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料研究的重視，國家開始啟動(dòng)醫(yī)學(xué)生物材料項(xiàng)目，并將生物醫(yī)學(xué)材料納入到優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中[3]。在中國的“十二五”規(guī)劃中，還特別指出要將重點(diǎn)發(fā)展新型口腔植、人工關(guān)節(jié)、新型人工血管、人工心瓣膜以及各種人工修復(fù)材料等等生物醫(yī)學(xué)材料。
一、生物醫(yī)學(xué)材料研究現(xiàn)狀
（一）金屬生物材料
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，醫(yī)學(xué)金屬材料是較早采用的，且應(yīng)用材料非常廣泛，包括不銹鋼材料、鈦合金材料等等。其中，不銹鋼材料具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，因此應(yīng)用效果非常好。由于人體內(nèi)為較為復(fù)雜的電解環(huán)境，隨著316L不銹鋼的應(yīng)用，解決了這一問題，但是，卻不具備生物相容性。鈦合金具有良好的耐腐蝕性和生物相容性，具有一定的生物材料強(qiáng)度。鈦合金的抗拉強(qiáng)度介于500兆帕至1100兆帕之間，使鈦合金的彈性與人體的骨骼彈性更為接近，以使材料植入到人體后，與人的骨骼更為匹配。
（二）高分子生物材料
醫(yī)用高分子材料的出現(xiàn)，使得醫(yī)用材料可以用于對(duì)損傷的人體器官以修復(fù)，以增強(qiáng)器官的恢復(fù)功能。目前所使用的醫(yī)用高分子材料分為可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人體后，可以降解被為對(duì)人體無毒無害的CO2、H2O等對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生刺激性的物質(zhì)。可生物降解的高分子材料可以是膠原蛋白或者纖維蛋白等等天然材料，也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料屬于是惰性的高分子材料。聚乳酸在醫(yī)學(xué)生用于外科縫合線和藥物釋放的載體。由于其具有可降解性能，當(dāng)傷口愈合后，就會(huì)被人體組織吸收。聚乳酸可以在降解的過程中，將藥物釋放到人體中，使藥物發(fā)揮作用。
（三）禿仙物材料
復(fù)合生物材料用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，但是，由于材料植入人體后，會(huì)對(duì)人體的生理環(huán)境產(chǎn)生抵抗力，因此會(huì)存在一些問題有待進(jìn)一步研究。目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中所采用的復(fù)合生物材料包括有三類，即生物陶瓷復(fù)合材料、金屬基醫(yī)用復(fù)合材料和高分子復(fù)合材料。生物陶瓷復(fù)合材料植入到生理環(huán)境中后，并不會(huì)產(chǎn)生毒性反應(yīng)，且具有良好的生物活性和生理環(huán)境相容性。金屬基醫(yī)用復(fù)合材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用，金屬具有單一的生物活性，可以采用生物涂層技術(shù)，以提高金屬表面的耐磨性和生物相融合。高分子復(fù)合材料是一種接近人體自然骨骼的高分子復(fù)合材料。人體骨骼本身就是一種層狀的復(fù)合材料，采用這種復(fù)合材料替代，雖然可以起到治療作用，但是其韌性明顯要低于人體自然骨骼。
（四）無機(jī)非金屬生物材料
無機(jī)非金屬生物材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，主要包括生物活性陶瓷和惰性的無機(jī)材料。生物活性陶瓷材料主要用于關(guān)節(jié)、牙齒等等的硬組織修復(fù)。但是，該種材料不會(huì)與人體的活體組織結(jié)合，從而影響治療效果。惰性的無機(jī)材料以醫(yī)用碳素材料為主。該種材料具有較高的耐磨性，韌性和強(qiáng)度都非常高，特別是具有良好的抗疲勞性，可以與人體自然骨骼相匹配。骨骼損傷者選擇這種材料可以獲得良好的治療效果[2]。此外，醫(yī)用碳素材料在人體的生理環(huán)境中并不會(huì)產(chǎn)生毒副作用，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和人體親和性，且具有抗血栓性和抗溶血性。如果對(duì)患者執(zhí)行人工心臟瓣膜手術(shù)，醫(yī)用碳素材料是優(yōu)先選擇的材料。
二、生物醫(yī)學(xué)材料研究的發(fā)展趨勢(shì)
生物醫(yī)用材料的發(fā)展進(jìn)程中，從簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)模仿發(fā)展為組織誘導(dǎo)再生，使生物醫(yī)用材料的單一性能逐漸向綜合性能發(fā)展。簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)與外觀的仿制，向智能化仿生發(fā)展，使材料的應(yīng)用已經(jīng)與現(xiàn)代的醫(yī)療技術(shù)融合，并共同發(fā)展。根據(jù)目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展程度，生物醫(yī)用材料的研究空間還很大，并會(huì)涉及到多種學(xué)科，包括材料學(xué)、工程學(xué)、控制論以及生物技術(shù)等等，這些學(xué)科都會(huì)對(duì)生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用。特別是各種新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，將生物技術(shù)引入到智能化發(fā)展的思路，使生物材料不再局限于實(shí)驗(yàn)室研究，而會(huì)在臨床上得以廣泛應(yīng)用，以為醫(yī)療做出貢獻(xiàn)。
結(jié)論
綜上所述，生物醫(yī)學(xué)材料屬于是交叉學(xué)科，為材料學(xué)和醫(yī)學(xué)等等多種學(xué)科相互結(jié)合而形成。作為一門應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新興學(xué)科，所研制的是用于醫(yī)學(xué)組織工程領(lǐng)域的各種新型的人工材料。根據(jù)技術(shù)含量的不同，生物醫(yī)學(xué)材料可以被劃分為金屬生物、高分析生物、復(fù)合生物和無機(jī)非金屬生物材料。隨著生物醫(yī)學(xué)材料研究的發(fā)展，使得生物醫(yī)用材料智能化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】上部結(jié)構(gòu)；加固技術(shù)；方案
前言：隨著中國國民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，交通事業(yè)日異月新，20世紀(jì)80年代以前公路橋梁已不適應(yīng)交通運(yùn)輸發(fā)展的需要，考慮安全和節(jié)約成本等因素，舊橋梁的加固越來越引起我們橋梁工作者的重視，我國的橋梁維修、加固和改造也被提到了橋梁建設(shè)的議事日程。本文將就如何對(duì)已建鋼筋混凝土橋梁加固的理論和方法闡述自己的理解。
一、混凝土橋梁表層缺陷處理
1）水泥砂漿修補(bǔ) 橋梁構(gòu)件表面出現(xiàn)深度較淺、小面積缺陷時(shí)可采用水泥砂漿人工涂抹法進(jìn)行修補(bǔ)，如果橋梁構(gòu)件表面出現(xiàn)大面積淺層缺陷及破損時(shí)可采用噴漿修補(bǔ)法。
2）聚合物水泥砂漿修補(bǔ) 混凝土橋梁表面風(fēng)化、剝落、漏筋及小面積的破損等缺陷的修補(bǔ)可采用聚合物水泥砂漿修補(bǔ)法，在施工過程中應(yīng)避免振動(dòng)，修補(bǔ)部位的聚合物砂漿終凝前應(yīng)采取保護(hù)措施避免其表面受雨水、風(fēng)及陽光直射影響，并應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)。
3）改性環(huán)氧砂漿（混凝土）修補(bǔ) 涂抹改性環(huán)氧砂漿（混凝土）修補(bǔ)前應(yīng)先在已鑿毛的混凝土表面涂一層改性環(huán)氧基液，使混凝土表面充分侵潤(rùn)，立模澆筑改性環(huán)氧砂漿混凝土的工藝要求與澆筑普通混凝土基本相同，但應(yīng)防止擾動(dòng)已涂刷的改性環(huán)氧基液；澆筑時(shí)應(yīng)充分插搗，反復(fù)壓抹平整。改性環(huán)氧砂漿施工溫度宜為20℃±5℃，高溫或寒熱季節(jié)應(yīng)采取有效措施控制施工溫度。
二、混凝土橋梁加固處理
1）橋面板加固補(bǔ)強(qiáng)法 先鑿去橋面鋪裝層及橋面防水層，然后鑿除梁頂面混凝土，使表面粗糙凹凸差不小于6mm。鑿除梁頂面混凝土破損部分，被鑿除部分可先行修補(bǔ)或與橋面混凝土補(bǔ)強(qiáng)層同時(shí)澆筑，修補(bǔ)完成后恢復(fù)橋面防水層。然后在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土作為補(bǔ)強(qiáng)層。若空心板頂板厚度不足引起的橋面板破損和開裂，應(yīng)鑿除頂板厚度不足部分，在箱內(nèi)立模，按設(shè)計(jì)厚度重新澆筑頂板混凝土，新澆筑頂板混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于原空心板混凝土強(qiáng)度等級(jí)；若空心板間鉸縫或箱梁濕接縫混凝土破損時(shí)，應(yīng)鑿除破損處混凝土，使表面整潔粗糙，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行植筋和布置鋼筋，并澆筑混凝土。
2）增大截面加固法 首先應(yīng)鑿除構(gòu)件結(jié)合面混凝土缺陷部分，鑿毛凹凸差不宜小于6mm，并露出粗骨料；然后梁肋增設(shè)主筋，對(duì)原有鋼筋除銹，當(dāng)受力鋼筋需焊接時(shí)，施焊前應(yīng)采取措施避免燒傷混凝土；最后外包混凝土的支架、模板應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求，當(dāng)外包混凝土體積較大時(shí)應(yīng)對(duì)支架預(yù)壓，澆筑過程中逐步卸載。該方法一般采用在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增加主筋，從而提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度，提高橋梁的承載能力。如圖一 T梁底部。
1）粘貼鋼板加固法 鋼板黏合面用噴砂打磨露出金屬光澤，有一定的粗糙度，并保持干燥；在梁體上植入螺栓，同時(shí)要注意探明梁體鋼筋位置防止和鋼筋位置沖突，如有沖突可適當(dāng)調(diào)整孔位，并按調(diào)整的孔位安裝鋼板；安裝鋼板使用的膠黏劑應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)和耐久性要求。這種加固方法加固時(shí)不破壞原結(jié)構(gòu)的尺寸；施工工藝簡(jiǎn)單；技術(shù)比較可靠；施工質(zhì)量容易控制；施工工期比較短，如圖二。
2）粘貼纖維復(fù)合材料法 粘貼纖維復(fù)合材料前，應(yīng)對(duì)混凝土表面再次拭擦，確保粘貼面無粉塵，混凝土表面涂刷膠黏劑時(shí)，應(yīng)做到膠體不流淌，粘貼立面纖維復(fù)合材料時(shí)，應(yīng)按照由上到下的順序進(jìn)行。用滾筒將纖維復(fù)合材料從一端向另一端滾壓，除去膠體與纖維復(fù)合材料之間的氣泡，使膠體滲入纖維復(fù)合材料，浸泡飽滿，當(dāng)采用多條或多層纖維復(fù)合材料加固時(shí)，在前一層纖維布表面用手指觸摸感到干燥后，立即涂膠黏劑粘貼后一層纖維復(fù)合材料，最后一層纖維復(fù)合材料施工結(jié)束后，在其表面均勻涂抹一層浸漬樹脂（面層防護(hù)），自然風(fēng)干。對(duì)于受彎構(gòu)件宜在受拉區(qū)沿軸向平直粘貼纖維復(fù)合材料進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，并在主纖維方向的斷面端部進(jìn)行錨固處理。當(dāng)采用碳纖維板加固時(shí)，不宜搭接，應(yīng)按設(shè)計(jì)尺寸一次完成下料。纖維復(fù)合材料主要是提高構(gòu)件的抗彎承載力、抗剪承載力以及受壓構(gòu)件的軸向抗壓承載，提高構(gòu)件的剛度以及延性。
3）外加預(yù)應(yīng)力加固法 外加預(yù)應(yīng)力加固體系由預(yù)應(yīng)力鋼筋（束）、錨固系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向裝置、水平束定位裝置等組成。按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行齒板放樣，鑿除地板混凝土保護(hù)層，露出新鮮混凝土面，將混凝土碎渣清理干凈，使地板縱向和橫向鋼筋外露，并對(duì)鋼筋除銹，按照設(shè)計(jì)要求植筋，立模澆筑齒板混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后張拉預(yù)應(yīng)力束。外加預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)點(diǎn)有：①能較大幅度提高或恢復(fù)橋梁的承載能力；②由于承重結(jié)構(gòu)自重增加小，對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)受力狀況影響很小，可節(jié)省對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)的加固費(fèi)用；③對(duì)橋梁營(yíng)運(yùn)影響較小，可在不限制通行的條件下加固施工。缺點(diǎn)是會(huì)導(dǎo)致超靜定結(jié)構(gòu)發(fā)生內(nèi)力重分布、轉(zhuǎn)向塊和錨固點(diǎn)存在著巨大的集中力、容易受到環(huán)境影響 ，需要做防腐處理。
4）改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法 改變結(jié)構(gòu)體系有增加支點(diǎn)和簡(jiǎn)支變連續(xù)兩種。①增加支點(diǎn)：按設(shè)計(jì)位置修建新橋墩，并對(duì)支點(diǎn)處梁體進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，在墩臺(tái)帽上用千斤頂同步頂升主梁，安放支座，然后撤出千斤頂，新建橋墩與梁體固結(jié)，如圖三。
②簡(jiǎn)支變連續(xù)：簡(jiǎn)支變連續(xù)采用預(yù)應(yīng)力時(shí)可在梁頂鑿槽布設(shè)波紋管道，按設(shè)計(jì)要求焊接梁端的連接鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力束和錨具，待連接混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行張拉。此法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達(dá)到提高橋梁承載能力的目的，是一種變被動(dòng)為主動(dòng)的加固方法，如圖四。
結(jié)語
橋梁加固是隨著日益增長(zhǎng)的交通運(yùn)輸業(yè)而產(chǎn)生并隨其發(fā)展的新課題，它很好地處理了新工程與舊工程的銜接，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)保障。因此橋梁加固技術(shù)的發(fā)展意義相當(dāng)重大。
參考文獻(xiàn)：
[1] 中華人民共和國交通部.公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范JT6TJ23--2008.北京：人民交通出版社.2008
