数控系统的优点及功能 理工论文

第一篇：数控系统的优点及功能 理工论文

数控系统的优点及功能

更多精品来源自 3 e d u 海量教案

摘 要:数控系统(简称CNC),在现代化工业中的用处越来越得到各界的重视,其特点和功能也十分的庞大,本文从几个方面着重介绍了这一系统的优点及功能。

关键词:数控系统 优点 功能

中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0023-02

1、数控系统的灵活性和通用性

CNC装置的功能大多由软件实现,且软硬件采用模块化的结构,使系统功能的修改、扩充变得较为灵活。CNC装置其基本配置部分是通用的,不同的数控机床仅配置相应的特定的功能模块,以实现特定的控制功能。

1.1 数控功能丰富

(1)插补功能:二次曲线、样条、空间曲面插补。(2)补偿功能:运动精度补偿、随机误差补偿、非线性误差补偿等。(3)人机对话功能:加工的动、静态跟踪显示,高级人机对话窗口。(4)编程功能:G代码、篮图编程、部分自动编程功能。

1.2 可靠性高

CNC装置采用集成度高的电子元件、芯片、采用VLSI本身就是可靠性的保证。许多功能由软件实现,使硬件的数量减少。丰富的故障诊断及保护功能(大多由软件实现),从而可使系统的故障发生的频率和发生故障后的修复时间降低。

1.3 使用维护方便

(1)操作使用方便:用户只需根据菜单的提示,便可进行正确操作。(2)编程方便:具有多种编程的功能、程序自动校验和模拟仿真功能。(3)维护维修方便:部分日常维护工作自动进行(润滑,关键部件的定期检查等),数控机床的自诊断功能,可迅速实现故障准确定位。1.4 易于实现机电一体化

数控系统控制柜的体积小(采用计算机,硬件数量减少;电子元件的集成度越来越高,硬件的不断减小),使其与机床在物理上结合在一起成为可能,减少占地面积,方便操作。

2、数控系统装置的功能

从外部特征来看,CNC装置是由硬件(通用硬件和专用硬件)和软件(专用)两大部分组成。CNC装置的功能包括基本功能和辅助功能。

2.1 数控系统的基本功能

数控系统基本配置的功能,即必备的功能。插补功能、控制功能、准备功能、进给功能、刀具功能、主轴功能、辅助功能、字符显示功能。

2.2 数控系统的辅助功能

用户可以根据实际要求选择的功能。补偿功能、固定循环功能、图形显示功能、通信功能、人机对话编程功能。

(1)控制功能;CNC能控制和能联动控制的进给轴数。CNC的控制进给轴有:移动轴和回转轴;基本轴和附加轴。如,数控车床至少需要两轴联动,在具有多刀架的车床上则需要两轴以上的控制轴。数控镗铣床、加工中心等需要有3根或3根以上的控制轴。联动控制轴数越多,CNC系统就越复杂,编程也越困难。

(2)准备功能;即G功能:指令机床动作方式的功能。

(3)插补功能和固定循环功能;所谓插补功能是数控系统实现零件轮廓(平面或空间)加工轨迹运算的功能。一般CNC系统仅具有直线和圆弧插补,而现在较为高档的数控系统还备有抛物线、椭圆、极坐标、正弦线、螺旋线以及样条曲线插补等功能。在数控力口工过程中,有些加工工序如钻孔、攻丝、镗孔、深孔钻削和切螺纹等,所需完成的动作循环十分典型,而且多次重复进行,数控系统事先将这些典型的固定循环用C代码进行定义,在加工时可直接使用这类C代码完成这些典型的动作循环,可大大简化编程工作。(4)进给功能;数控系统的进给速度的控制功能,主要有以下三种:第一、进给速度:控制刀具相对工件的运动速度,单位为mm/min;第二、同步进给速度:实现切削速度和进给速度的同步,单位为mm/r,用于加工螺纹;第三、进给倍率(进给修调率):人工实时修调进给速度。即通过面板的倍率波段开关在0%-200%之间对预先设定的进给速度实现实时修调。

(5)主轴功能;数控装置的主轴的控制功能,主要有以下几种:第一、切削速度(主轴转速):刀具切削点切削速度的控制功能,单位为m/min(r/min)。第二、恒线速度控制:刀具切削点的切削速度为恒速控制的功能。如端面车削的恒速控制。第三、主轴定向控制:主轴周向定位控制于特定位置的功能。第四、C轴控制:主轴周向任意位置控制的功能。第五、切削倍率(主轴修调率):人工实时修调切削速度。即通过面板的倍率波段开关在0%-200%之间对预先设定的主轴速度实现实时修调。

(6)辅助功能;即M功能:用于指令机床辅助操作的功能。

(7)刀具管理功能;实现对刀具几何尺寸&刀具寿命的管理功能。

(8)补偿功能;第一、刀具半径和长度补偿功能:该功能按零件轮廓编制的程序去控制刀具中心的轨迹,以及在刀具磨损或更换时(刀具半径和长度变化),可对刀具半径或长度作相应的补偿。该功能由G指令实现。第二、传动链误差:包括螺距误差补偿和反向间隙误差补偿功能,即事先测量出螺距误差和反向间隙,并按要求输入到CNC装置相应的储存单元内,在坐标轴运行时,对螺距误差进行补偿;在坐标轴反向时,对反向间隙进行补偿。第三、智能补偿功能:对诸如机床几何误差造成的综合加工误差、热变形引起的误差、静态弹性变形误差以及由刀具磨损所带来的加工误差等,都可采用现代先进的人工智能、专家系统等技术建立模型,利用模型实施在线智能补偿,这是数控技术正在研究开发的技术。

(9)人机对话功能;在CNC装置中配有单色或彩色CRT,通过软件可实现字符和图形的显示,以方便用户的操作和使用。在CNC装置中这类功能有:菜单结构的操作界面;零件加工程序的编辑环境;系统和机床参数、状态、故障信息的显示、查询或修改画面等。(10)自诊断功能;一般的CNC装置或多或少都具有自诊断功能,尤其是现代的CNC装置,这些自诊断功能主要是用软件来实现的。具有此功能的CNC装置可以在故障出现后迅速查明故障的类型及部位,便于及时排除故障,减少故障停机时间。

通常不同的CNC装置所设置的诊断程序不同,可以包含在系统程序之中,在系统运行过程中进行检查,也可以作为服务性程序,在系统运行前或故障停机后进行诊断,查找故障的部位,有的CNC装置可以进行远程通信诊断。

(11)通信功能;CNC装置与外界进行信息和数据交换的功能。通常CNC装置都具有RS232C接口,可与上级计算机进行通信,传送零件加工程序,有的还备有DNC接口,以利实现直接数控,更高档的系统还可与MAP(制造自动化协议)相连,以适应FMS、CIMS、IMS等大制造系统集成的要求。

通过以上的介绍不难看出,CNC这一系统优点十分的明显,功能上也可以满足生产的各个方面需要,很值得我们去不断的深入研究和探索。

参考文献

[1] 陈家斌.数控系统的检修及试验[M].北京:中国水利水电出版社,2006.[2] 刘介才.工厂数控系统的特点[M].北京:机械工业出版社,1998.[3] 上海市电机工程学会,电世界委员会.电工问答1500例[M].上海:上海科学技术出版社,1988

第二篇：功能材料论文

《功能材料》课程论文

纳米材料及其应用

姓 名： 虎少奇 班 级：金材132班 学 号：***3

材料科学与工程学院

河南科技大学

纳米材料及其应用

摘 要：纳米材料由于其独特的效应，使得纳米材料具有不同于常规材料的特殊用途。近年来，随着科学技术尤其是纳米技术的发展，纳米材料已经从高精尖领域逐渐走到百姓的生活之中，它的科学价值及应用价值逐渐被发现和认识，纳米技术的研究得到了更多的关注。逐渐新兴起的的纳米材料进入人们的眼球，就需要我们对纳米材料进行更多的研究与发展，揭秘其中的奥秘之处，就像人们所认知的那样被大家熟知。为此，我们应该付出更多的努力。本文将带大家探索我们不太熟知的纳米材料的奥秘，关键词：纳米材料；效应；纳米技术；纳米结构；应用范围；

1.纳米材料

纳米级结构材料简称为纳米材料，广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义，纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状、团块状的天然或人工材料，这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50％以上。从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=100厘米，1厘米=10000微米，1微米=1000纳米，1纳米=10埃），即100纳米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。

2.纳米材料的发展史

1962年，久保提出超微颗粒的量子限域理论，推动了实验物理学家对纳米微粒的探索。第一个真正认识到纳米粒子的性能并引用纳米概念的是日本科学家。他们在20世纪70年代用蒸发法做了超微粒子，并发现，导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。

1984年德国的H.Gleiter教授等合成了纳米晶体Pd, Fe等。并且1987年美国阿贡国立实验室Siegel博士制备出纳米TiO2多晶陶瓷，呈现良好的韧性，在100多度高温弯曲仍不裂。这一突破性进展造成第一次世界性纳米热潮，使其成为材料科学的一个分支。这使得纳米材料飞速发展。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办《Nanotechnology》和《Nanobiology》两种国际性专业期刊也在同年相继问世。标志着纳米科学技术的正式诞生。今天，纳米科技的发展使费曼的预言已逐步成为现实。纳米材料的奇特物性正对人们的生活和社会的发展产生重要的影响。

纳米材料的发展分为三个阶段：第一个阶段（在1990年以前）主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体（包括薄膜），研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。第二个阶段（1994年以前）是人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复合，纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三个阶段（1994年以后）主要是纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。

3.纳米材料的五大效应

（1）体积效应

当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化，这就是纳米粒子的体积效应。

（2）表面效应

表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。表9-2给出了纳米粒子尺寸与表面原子数的关系。

（3）量子尺寸

粒子尺寸下降到一定值时，费米能级接近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体，磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关，比热亦会反常变化，光谱线会产生向短波长方向的移动，这就是量子尺寸效应的宏观表现。因此，对超微颗粒在低温条件下必须考虑量子效应，原有宏观规律已不再成立。

（4）量子隧道

微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度、量子相干器件的磁通量以及电荷等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒产生变化，故称为宏观的量子隧道效应。用此概念可定性解释超细镍微粒在低温下保持超顺磁性等。

（5）介电限域

纳米粒子的介电限域效应较少不被注意到。实际样品中，粒子被空气﹑聚合物﹑玻璃和溶剂等介质所包围，而这些介质的折射率通常比无机半导体低。光照射时，由于折射率不同产生了界面，邻近纳米半导体表面的区域﹑纳米半导体表面甚至纳米粒子内部的场强比辐射光的光强增大了。这种局部的场强效应，对半导体纳米粒子的光物理及非线性光学特性有直接的影响。对于无机-有机杂化材料以及用于多相反应体系中光催化材料，介电限域效应对反应过程和动力学有重要影响。

4.纳米技术

纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。目前，纳米技术主要应用于“袖珍军团“，微型环状激光器，纳米级微电子软件，超微型计算机等方面。

5.纳米结构

纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础按一定规律构筑或营造的一种新体系。它包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。对纳米阵列体系的研究集中在由金属纳米微粒或半导体纳米微粒在一个绝缘的衬底上整齐排列所形成的二位体系上。而纳米微粒与介孔固体组装体系由于微粒本身的特性，以及与界面的基体耦合所产生的一些新的效应，也使其成为了研究热点，按照其中支撑体的种类可将它划分为无机介孔复合体和高分子介孔复合体两大类，按支撑体的状态又可将它划分为有序介孔复合体和无序介孔复合体。在薄膜嵌镶体系中，对纳米颗粒膜的主要研究是基于体系的电学特性和磁学特性而展开的。

6.纳米材料的制备

（1）惰性气体下蒸发凝聚法。通常由具有清洁表面的、粒度为1-100nm的微粒经高压成形而成，纳米陶瓷还需要烧结。国外用上述惰性气体蒸发和真空原位加压方法已研制成功多种纳米固体材料，包括金属和合金，陶瓷、离子晶体、非晶态和半导体等纳米固体材料。我国也成功的利用此方法制成金属、半导体、陶瓷等纳米材料。

（2）化学方法：1水热法，包括水热沉淀、合成、分解和结晶法，适宜制备纳米氧化物；2水解法，包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发分解法、乳胶法和蒸发分离法等。

（3）综合方法。结合物理气相法和化学沉积法所形成的制备方法。其他一般还有球磨粉加工、喷射加工等方法。

6.纳米材料的应用范围

就目前而言，纳米材料应用主要是天然纳米材料，纳米磁性材料，纳米陶瓷材料，纳米传感器，纳米倾斜功能材料，纳米半导体材料，纳米催化材料，纳米计算机，纳米碳管，医

疗应用，家电，环境保护，纺织工业，机械工业等方面。而被我们所了解的纳米材料大概就有纳米磁性材料，纳米陶瓷，纳米半导体材料了。

（1）纳米磁性材料

在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。

（2）纳米陶瓷材料

传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使纳米材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。（3）纳米半导体材料

将硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料，具有许多优异性能。例如，纳米半导体中的量子隧道效应使某些半导体材料的电子输运反常、导电率降低，电导热系数也随颗粒尺寸的减小而下降，甚至出现负值。这些特性在大规模集成电路器件、光电器件等领域发挥重要的作用。

利用半导体纳米粒子可以制备出光电转化效率高的、即使在阴雨天也能正常工作的新型太阳能电池。由于纳米半导体粒子受光照射时产生的电子和空穴具有较强的还原和氧化能力，因而它能氧化有毒的无机物，降解大多数有机物，最终生成无毒、无味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半导体纳米粒子利用太阳能催化分解无机物和有机物。

总之，纳米材料存在我们生活中一切事物之中，只是我们没有发现而已，就像鸽子大脑里的导航，生活的一些半导芯片，很多的精密仪器之中都可能存在纳米材料。纳米材料已经在我们身边大量事物中出现。它的应用前景非常广阔，我们应该更深一步的研究纳米材料，揭开其神秘的面纱。

参考文献

1.丁秉钧，《纳米材料》，普通高等教育材料科学与工程专业规划教材，2011-07-27；

2.原继红，黄楠，韩晓云，康传红，孙治尧，闫尔云，纳米材料的应用，《绥化学院学报》2012年第1期 184-186, 3.王仁清，纳米材料的应用，《中国科技信息》，2004年第22期 19,21，课程学习后的收获与建议： 收获：

自当学习了功能材料之后，我便从中更深一步了解到了材料的本质，这对我们材料专业的学生来说无疑是最有帮助的，我们是学习材料的，就必须从材料的多个层面去了解，并且熟悉材料，这样才可以更加熟悉的运用材料的特性，掌握材料的本质。学习本课程之后，我们便可以从只知道材料的一些浅显的的特性像更深一层的特性去了解掌握。例如导电陶瓷的原理，铁电体，压敏陶瓷，气敏陶瓷等等这些我们听过和没有见识过的材料和材料方面的其他知识。就拿形状记忆合金来说，我们能想到的是它会记忆自己的形态，就像之前学过的Ti合金一样，但是，却没有了解它的基本原理，不知道合金的这种记忆效应是由合金的 “相变化”来实现的，随着温度的改变，合金的结构从一相转变到另一相。

总而言之，学习这门课程对我们来说还是收益颇多的，对我们今后的学习工作都将有颇为重要的作用。

建议：

总的来说对这门课程还是比较感兴趣的，当初选这门课程就是冲着自己的兴趣去的，龙老师对这门课程也是投入了大量的精力，讲课也是相当认真负责；但是，由于课程内容比较抽象，同学们的热情并不是很高。要是实验的内容占大部分的比例，或许更容易去理解和感受，更有兴趣去了解功能材料。希望在今后的学习中，老师可以带领我们多去实验室，在动手过程中帮我们指导学习。

第三篇：功能材料论文

纳米复合涂层的研究进展

摘要：综述了纳米复合涂层的制备工艺,包括热喷涂、纳米复合镀、纳米粘结粘涂技术、纳米复合涂料技术等;介绍了纳米复合涂层在提高材料力学性能、耐腐蚀性、光学、电学、磁学等方面的性能研究,探究了纳米复合涂层在科技界和产业界的应用。展望了纳米复合涂层的发展、关键词：纳米复合涂层;制备;性能;研究进展 自从八十年代初，德国科学家提出纳米晶体材料概念以来，世界各国科技界和产业界对纳米材料产生了浓厚的兴趣和广泛的关注，到了90年代，国际上掀起了纳米材料制备和研究的高潮。纳米材料具有特殊的结构和处于热力学上极不稳定的状态，表现出有别于传统材料的不同性能，正是由于纳米材料这种独特的效应，从而使纳米材料具有一系列优异的功能特性。随着相关应用基础研究的不断深入和相关技术的不断完善，纳米材料科学与技术已经开始进入应用研究阶段。纳米材料的合成与成形技术的发展和成熟，尤其是纳米材料与表面技术的结合，对于纳米材料和表面纳米技术的应用和产业化起着至关重要的推动作用[1-3]。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或它们作为基本单元构成的材料[1]。由于量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应、量子隧道效应等,使纳米材料在力学性能、电学性能、磁学性能、热学性能等方面与传统的固体材料有许多不同的特殊性质,成为当今材料科学的前沿和一个开拓性的新领域,有着极为广泛的应用前景[2]面工程是21世纪工业发展的关键技术之一,是先进制造技术的重要组成部分。表面工程是由多个学科交叉、综合而发展起来的新兴学科,它的最大优势是能够以多种方法制备优于本体材料性能的表面功能涂层,赋予零件防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能[3]，纳米材料与传统的表面涂层技术相结合,可得到纳米复合涂层。纳米复合涂层是由两相或两相以上的固态物质组成的薄膜材料,其中至少有一相是纳米相,其他相可以是纳米相,也可以是非纳米相[4]。纳米复合涂层集中了纳米材料的优异特性,因而具有更好的性能,可以在更广阔的领域应用。

纳米复合涂层的制备

1纳米热喷涂技术热喷涂技术是材料表面强化与保护的重要技术,它在表面技术中占有重要地位。热喷涂是利用一种热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态,并通过气流吹动使其雾化并高速喷射到基材表面,以形成喷涂层的表面加工技术〔’〕。纳米微粒用于热喷涂技术中备的纳米复合涂层与传统涂层相比,在强度、韧性、耐蚀、耐磨、热障、抗疲劳等方面有显著改善,而且部分涂层可以同时具有多种性能

制备纳米复合涂层的热喷涂方法包括超高速火焰喷涂、真空等离子喷涂、双丝电弧喷涂等。李春福困等研究了对A1T3粉(纳米1A20。与ITOZ混合物,ITO:质量分数为13%)在等离子喷涂中的应用,将经过超声乳化的纳米微粒与A1T3粉末混合,搅拌均匀,在适宜的温度下烧结,制成适于等离子喷涂用,利用此粉制备的纳米复合涂层的流平性能好,元素分布均匀,通孔率减小,涂层残余应力降低,结合力提高,内部微裂纹减小,涂层耐磨、耐蚀性能明显提高。丁红燕等川将分散好的纳米1A20。与F102粉(镍、铬、硼、硅自熔性合金粉)进行球磨混合制备了混合粉,再利用氧乙炔焰热喷焊工艺制备了纳米IAZ03作为弥散增强相的纳米复合涂层,纳米微粒在涂层中分散均匀,涂层的耐磨性明显增强。tSewart等「`习用高速火焰喷涂(Hvo)F制得了WC一co纳米复合涂层,在涂层组织中可以观察到,纳米微粒散布非晶态C。相中,结合良好,涂层显微硬度明显增加。Kear等〔9」对涂层硬度增加的原因作了进一步解释。PilaS等[’oJ也利用HvoF制备了ere一NICr纳米复合涂层,并对其力学和摩擦性能进行了研究,纳米微粒在涂层中分布均匀,涂层的显微硬度和弹性性质显著提高,耐磨性增加 用热喷涂技术所得到的纳米复合涂层的结合强度、硬度、耐磨和耐蚀性等都较传统涂层高,拓宽了这种技术在工业领域的应用。但如纳米微粒在涂层的分布、涂层致密度的提高及如何制备优良的纳米结构涂料等问题还需要进一步研究。2.物理气相沉积技术

蒸发和溅射是真空物理镀膜的两种主要工艺，其沉积物的全部或部分由物理手段直接提供：前者使镀料通过热蒸发而获得，即蒸发镀膜；后者是由离子轰击靶材获得，即溅射镀膜。产生溅射效应的离子来源于工作气体放电，主要是辉光放电。从靶材溅射出来的粒子具有较高的动能，有利于提高涂层的附着力和致密度[4]。溅射镀膜的研究可追溯至19世纪中。20世纪50年代，随着高频溅射技术的突破，溅射镀膜得到了迅速发展，现有两极溅射、三极溅射、反应溅射、磁控溅射、双离子溅射和中频溅射等多种沉积工艺。1964年，Mattox在前人研究的基础上推出离子镀系统，用于在金属底材上镀制耐磨和装饰等用途的涂层[6]。离子镀是指镀膜与离子轰击膜层同时进行的物理气相沉积技术。离子轰击可以改善膜层与基体之间的结合强度，改善膜层的结构(例如细化晶粒和提高致密度)和性能。事实上，离子镀是以蒸镀和溅射这两种PVD技术为基础，再加上离子轰击而衍生的次级技术 3.离子镀技术

目前，工业应用的离子镀技术主要是以蒸镀为基础的阴极电弧离子镀[7]。通过以靶材(镀料)作为阴极，真空室作为阳极并接地，进行弧光放电。弧光放电仅在阴极(靶材)表面的弧斑处进行，其温度高达8000~40000K。高温下弧斑喷出的物质有电子、离子、原子和液滴。其中，离子占30%~90%。将工件加上例如100~200V负偏压，吸引离子向工件方向运动，即可实现离子镀。电弧离子镀在20世纪80年代在美国实现产业化，并沿用至今。最近采用脉冲偏压技术，导致镀膜过程远离平衡态特性，有利于提高涂层的结合强度，降低内应力。这种技术具有沉积速度快、附着力强、适合工业化生产等许多优点，但最大的问题在于靶材喷出的液滴会影响涂层的表面光洁度和均匀性。1985年，Window等在研究溅射技术时，提出增大普通磁控溅射阴极的杂散磁场，从而使等离子体范围扩展到基体附近的非平衡磁控溅射阴极[8]。普通磁控溅射阴极的磁场将等离子体紧密地约束在靶面附近，基体(工件)附近的等离子体很弱，只受到轻微的离子和电子轰击。而非平衡磁控溅射阴极的磁场可将等离子体扩展到远离靶面处，使基体浸没其中。这有利于以磁控溅射为基础来实现离子镀，并使磁控溅射离子镀与阴极电弧蒸发离子镀处于竞争和互补的状态。英国TeerCoatings公司从20世纪90年代开始推出非平衡磁控溅射离子镀的一系列设备，用于研发和生产[9-10]。与电弧离子镀相比，溅射离子镀克服了涂层表面粗糙的难题，而且在涂层化学组分上更易于控制和调节，是目前较为新颖的一种硬质涂层合成技术。利用离子镀技术实现产业化的硬质涂层有TiN系列(包括TiC和TiCN等)硬膜、TiAlN抗高温氧化膜、CrN耐磨耐腐蚀膜、ZrN高温高强膜以及类金刚石DLC)和MoS2固体润滑膜等，它们已广泛用于刀具、模具和机械零部件等领域[11-13]。这些硬涂层的硬度一般为15~30GPa(注：纯金刚石硬度为100GPa，石英为10GPa)。由于单一涂层材料往往难以满足提高综合性能的要求，因此涂层成分将趋于多元化、复合化。例如TiN系列硬质膜正向纳米多层膜发展，其中包括TiN/TiCN、TiN/TiAlN和TiN/CrN等纳米多层膜。另一种类型是碳系列硬质膜及其复合涂层，包括DLC、CNx及其多层复合涂层。此外，还有TiN系膜与碳系硬质膜的复合涂层(如TiN/CNx)等。纳米多层涂层具有可控的一维周期结构，交替沉积的单层膜厚度一般不超过5~15nm。一般认为，纳米多层涂层的高硬度主要是由于层内或层间位错运动受阻所致。进一步的研究表明，纳米多层涂层的性能与涂层的周期膜厚有很大关系[14]，当在形状复杂的刀具或零件表面沉积纳米多层膜时，很难均匀控制各层的膜厚，同时在高温工作环境下，各层间的元素相互扩散也会导致涂层性能下降。

纳米复合涂层的性能研究

力学性能

纳米粒子的加人对于传统涂层力学性能有很大的改善。纳米微粒作为弥散相分布在涂层中,增强了涂层与基体间的结合,提高了涂层的耐磨性。纳米iToZ分散在iN一P镀液中利用化学镀制备的纳米复合镀层,镀层的硬度大于80HV,硬度的增加提高了镀层的高温抗氧化能力。利用电沉积的方法,将纳米iN微粒加入到SIC中,在纳米微粒添加到3%时,复合涂层的显微硬度较传统涂层提高了2倍[31] 蒋斌等[32]利用电刷镀技术制得的纳米SiO2/Ni复合涂层的抗疲劳性得到很大的提高,在不同的作用力下,纳米复合涂层的抗疲劳性能都比未添加纳米微粒时增加;经过退火处理后,涂层的抗疲劳程度更高。张而耕等人[33〕向PsP中分别加人纳米级SiO2和微米级SiO2,对两种复合涂层的力学性能进行了对比果表明,纳米复合涂层的附着力和耐冲击性都较微米级粒子的好,耐冲蚀磨损性能也有很大的提高,约为普通涂层的26倍,冲蚀磨损后涂层表面较为光滑,无裂纹和凹坑。将改性的纳米微粒加入热处理过的聚合物中,由于聚合物结晶度的改变及改性纳米微粒的作用,提高了纳米复合涂层的耐冲击性和热稳定性【34】，纳米SiO2对环氧树脂的改性也有显著效果,添加纳米微粒之后,复合涂层的拉伸强度提高了26%,无缺口冲击强度提高了30%[35〕。iN纳米微粒添加到聚氨酷中,复合涂层的摩擦系数减小,耐磨性提高[’36〕。环氧树脂与聚醋的混合物经过纳米Al2O3的改善,在纳米微粒添加到8%时,冲击强度较未加纳米微粒的混合物及纯环氧树脂分别增加了110%、400%,拉伸强度则分别增加了4%、165%;同时,涂层的介电性和耐热性也得到提高[37] 光、电、磁学性能

无机材料TiO2:、ZnO等具有很强的光催化功能,可利用紫外线或日光将有机物氧化为CO2和水。将纳米TiO2:添加于涂料中,制成光催化涂料,利用阳光分解环境污染物,达到减少污染、保护环境的目的利用TiO2:的透明性、紫外线吸收性,将纳米TiO2:金属闪光材料与铝粉颜料或珠光颜料等混合用在涂料中,能产生随角异色效应,可制作汽车金属闪光面漆,这种漆还具有极强的附着力和耐酸碱性能,在高档汽车涂料、商标印刷油墨、特种建筑涂料等具有很大的应用市场

纳米复合涂层因纳米微粒的导电性可制成抗静电材料。诸如纳米微粒Fe2O3、TiO2、Cr2O3、ZnO等具有半导体特性的氧化微粒制成具有良好静电屏蔽性能的涂料,而且可以调节颜色。在化纤品中加人金属纳米微粒可以解决其静电问题,提高安全性[[38] 米金属微粒具有较大的比表面,而且具有较好的吸收电磁波的特性,利用这个特性可以开发纳米隐身涂料。纳米磁性材料特别是类似铁氧体的纳米磁性材料加人涂料中,既有优良的吸波特性,又有良好的吸收和耗散红外线的性能,加之相对密度小,在隐身方面的应用有明显的优越性。采用单磁畴针状微粒制备的纳米复合涂层,具有单磁畴结构,高矫顽力,用它做磁性记录材料可以提高记录密度,提高信噪比。纳米复合涂层的应用

近年来，不少研究机构采用PVD(包括磁控溅射)技术制备纳米复合涂层，例如nc-TiN/a-Si3N4、nc-TiN/BN和nc-TiAlN/a-Si3N4等。初步研究结果显示，纳米复合涂层在金属加工特别是干切削中有良好的应用前景。纳米复合涂层技术之所以能够起到这种重要作用，根本原因在于材料的纳米尺寸效应，即当晶粒尺寸进入纳米尺度范围(<10nm)时，物质显示出与常规材料截然不同的特性(例如超高硬度)[16-17]。纳米复合涂层及其在干切削加工中的应用是目前高性能刀具的研究开发热点。硬质涂层的应用可减小刀具与工件的摩擦，降低刀具在切削中的磨损，延长刀具的使用寿命。此外，高精度数控机床的应用和普及，绿色制造理念的提出，各种高硬度、高韧性的难切削材料的加工，使干切削技术愈来愈受到重视，同时也对刀具涂层技术及涂层材料提出了更高要求。而纳米复合涂层的发展顺应了现代机械加工对高效、高精度、高可靠性和环保的需求。迄今为止，纳米涂层在制造业上的应用已初见成效[18]。例如，瑞士Platit公司利用LARC®(LateralRotatingARC-Cathodes)技术开发的新一代nc-TiAlN/a-Si3N4纳米复合涂层以及其他纳米多层膜，其高温硬度十分突出[19-20]；德国CemeCon公司推出了新的纳米结构(Supernitrides)涂层[21]，这类涂层将硬质涂层的抗磨损性能及氧化物涂层的化学稳定性结合起来，在应用中表现出极佳的热稳定性；Balzers和Teer等公司在硬质涂层表面上再镀上固体润滑纳米涂层如WC/C和MoS2/Ti，发现刀具的干切削效能得到进一步提高[22-23]。结论

将纳米材料与表面涂层技术相结合制备出的纳米复合涂层较传统涂层有更大的优越性。纳米复合涂层均匀、结构致密,有更好的力学性能如耐磨性、硬度、抗氧化性和耐腐蚀性等。利用纳米材料的不同性质,在其他领域中,纳米复合涂层也展示其诱人的前景,利用纳米微粒光催化作用制备的纳米复合涂层用于室内、医院及某些公共场合可以产生很好的抗菌、杀菌及自清洁功能;纳米微粒特有的吸波能力,使得复合涂层广泛应用于飞机、导弹、军舰等武器装备上；利用纳米复合涂层中纳米微粒对环境的敏感性,可望制备出小型化、多功能、低能耗传感器,如红外线传感器、压电传感器、光传感器等。用分子自组装技术已经制备了很好的双疏性单分子膜,具有很好的摩擦学性能〔43,〕;将TiO2纳米线与聚合物单体在玻璃片上用浸涂法成膜,再用紫外光照射引发原位聚合,得到TiO2:纳米线弥散在高聚物的纳米复合膜〔44,这种纳米复合膜具有良好的减摩功能[45];同时,还利用原位复合技术制备了含氟聚合物一纳米TiO2/聚丙烯酸丁醋纳米复合膜及摩擦性能复合涂层,涂层具有很好的疏水效果[46]。

纳米复合涂层的研究还处于刚刚起步阶段,有很多问题有待于进一步研究,如纳米微粒表面修饰和包覆、纳米功能涂层的制备、纳米微粒与表面涂层技术的结合等方面。在纳米材料的制备合成技术不断取得进展和基础理论研究日益深人的基础上,纳米涂层将会有更快、更全面的发展,制备方法也在不断得到创新和完善,其应用将遍及多个领域。

参考文献

1.张立德，牟季美，纳米材料学[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1994，10 2.Cheiter H.[J].金属学报，1997,33(2):166 3.吴秋允，等.[J].材料研究学报，1997,11(3):331~334 4.

第四篇：功能材料学课程论文

课

程

论

文 评 分 标 准

论文题目自拟（功能材料方向）

写作要求：

1、论述某一种功能材料的概念、分类、进展、应用、发展趋势。（40分）

2、论文书写顺序为：题目、作者、摘要、介绍、正文、结论、参考文献。（10）

3、语言流畅，用词规范，论证条理清晰，论据充分，重点突出，立意新颖，结合实际。（20分）

4、严禁抄袭，发现后按不及格处理。

5、字数在3000字以上。（10分）

6、论文格式要求，用Word文档格式，A4纸，页面设计选用Word文档默认参数，第2行标题3#黑体居中；第3行为空行，第4行姓名小4#楷体居中；第5行学院、专业小4#楷体居中；第6行为空行，第7行摘要小五宋体；另起行关键词小五宋体；正文与关键词之间空一行，5#宋体首行缩进2个字符。（10分）

7、参考文献用小5#宋体。（10分）

期刊：[序号] 作者.题名[J].刊名，出版年，卷号（期号）：起止页码.书籍：[序号] 作者.书名(版次，第1版不标注)[M].出版地：出版者，出版年.起止页码.论文集：[序号] 作者.题名[A].论文集编者.文集名[C].出版地：出版者，出版年.起止页码.学位论文：[序号] 作者.题名[D].保存地点：保存单位，年份.报纸：[序号] 作者.题名[N].报纸名，出版日期（版次）.

第五篇：成都理工舞蹈选修论文

浅谈《寨子里的尔玛姑娘》《一条大河》观后感

姓名：。。

学号：20100101010 学院：。。

《寨子里的尔玛姑娘》描绘了羌寨姑娘尔玛在新婚当天接到大学录取通知书的故事，用活泼动人的舞姿展现了尔玛说服母亲与新郎，选择学业的动情过程。《寨子里的尔玛姑娘》以一张录取通知书为线索，串起了尔玛从逃婚到结婚的故事。“这部剧主要希望展现古老羌寨的新变化和两代人之间新旧观念的碰撞。”无论是古典舞还是现当代，包括民族舞，都形成了高度的技术化舞蹈模式，可以说，打舞蹈在人民中间形成之初到现在已发展成为“小众观赏小众跳”的尴尬局面。有时候我想说的是大赛到底比的是什么？是技术？是情感？是精神？还是比的是哪个作品观众更喜欢，更容易接受，可以与观众产生情感上的共鸣？舞蹈需要专业是对的，但是我们要求的专业原则是什么？舞者应该具备怎样的舞蹈素质，才算专业？这也是我们需要考虑的。如果大赛比的是技术技巧的质量，在舞蹈过程中动作衔接是否流畅，技巧发挥是否稳定。而不考虑舞蹈作品本身的情感立意，就没什么意思了。我们过度强调技术技巧的应用势必会违背舞蹈的初衷。违背舞蹈的本质。舞蹈与其它肢体艺术的最大区别也是最本质的就是它可以传情达意。可以作为文化信息代表我们的精神坐标。此次观看的舞蹈作品道具的应用可谓是眼花缭乱，形形色色。在这里想说的是道具应用得当可以对舞蹈作品起到画龙点睛的作用，如果在舞蹈表达过程中道具阻碍了作品的表达的话，那么道具的这种应景的摆设就应该拿掉。其实编导在追求形式新颖的过程中已顾此失彼，陷入了编创困境的尴尬局面了。还不如“实实在在的舞，干干净净的蹈”！道具的应用是为舞蹈本身的立意服务的，不应该作为追求形式的多样而扼杀了舞蹈本身。舞蹈应该单纯，纯粹，一切舞台上的设备都是为舞蹈服务，不应该盖过舞蹈的光芒。一味的追求形式多样而不分主次的舞台设计是不科学的。舞蹈作品应该做到形式与内容和谐的统一，这样的舞台效果应该是编舞者追求的艺术效果。

《一条大河》在“一条大河波浪宽 风吹稻花香两岸 我家就在岸上住 听惯了艄公的号子 看惯了船上的白帆”展开了他们的舞姿。舞蹈取材多为军事，历史方面。这个现象形成的主要原因之一是舞蹈团均为各大军区文艺团体，军区文艺团体的演员也大多是各大专业院校的优秀毕业生。而军区的文艺团体大多选择的舞蹈作品也一般取材于军事方面。使得军事题材的舞蹈作品在大赛上一家独大。而且技术含量颇高。无论是独舞还是群舞最后的金奖都由部队艺术团体摘得。使得民间文艺团体黯然失色，大相径庭。让观众感觉舞蹈内容“不接地气”。不得不承认这已是中国舞蹈畸形发展的具象表现了！其实观众还是更想看到关于现实，民俗的舞蹈作品，离生活比较贴近的舞蹈作品，这样观众更容易接受，太多的军事题材作品使得观众审美疲劳，同时也没有生活体验，在接受起来相对困难。但是当我们在创新之时应该考虑我们原有精髓的东西是否已经摒弃了。这需要我们舞蹈编创者的深思。民族舞就是民族舞，古典舞就是古典舞，现代舞就是现代舞，当代舞就是当代舞，不要混为一谈。就像我们做饭一样，味精就是味精，花椒就是花椒，不要在作料里用一味所谓的“综合调味剂”就代替了所有的单项调味剂，这样做出来的饭的味道是不纯正的！欣赏者该从哪个角度去看舞蹈，当它是民族舞？不像。当它是当代舞？也不像。什么都是但又什么都不是，我只想给它叫上“新民族舞”或其他的名字了。实在无法冠名，是因为其舞蹈属性的特别。也许中国舞现当代化是今后舞蹈发展的方向。但是我们根的东西是不能丢的，根还是传统的根，长出来的叶子要有当代人的文化气息，这是对的。我们的舞蹈演员在平时的训练中就已经有现代舞基训的基础了。在舞蹈过程中势必会带出现当代舞的气息来。这就已经够了，不需要刻意的追求现当代舞的风格。这好比我们施的是现代肥，作物的光合作用也是用的现代空气。

观看这两个舞蹈后，觉得中国的舞蹈是在发展的，在发展的过程中难免会遇到这样或那样的问题，关键是当我们面对问题的时候选择用怎样的态度去面对它，这是很重要的，讳疾忌医只能倒退，希望中国的舞蹈可以是人民的舞蹈也是我们自己的舞蹈，它有着强烈的中国符号和标志，这样才可能跃居于世界舞蹈强国的行列。我们应该有信心！我相信总会有那么一天，这需要你我的努力！