材料表征方法思考题答案

第一篇：材料表征方法思考题答案

第一章 XRD 1.X射线的定义、性质、连续X射线和特征X射线的产生、特点。

答：X射线

定义：高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。

性质：看不见；能使气体电离，使照相底片感光，具有很强的穿透能力，还能使物质发出荧光；在磁场和电场中都不发生偏转；当穿过物体时只有部分被散射；能杀伤生物细胞。

连续X射线

产生：经典物理学解释——由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续X射线谱。

量子力学解释——大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同，而且还有多次碰撞，因而产生不同能量不同强度的光子序列，即形成连续谱。

特点：强度随波长连续变化

特征X射线 产生：当管电压达到或高于某一临界值时，阴极发出的电子在电场的加速下，可以将物质原子深层的电子击到能量较高的外部壳层或击出原子外，使原子电离。此时的原子处于激发态。处于激发态的原子有自发回到激发态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量降低。原子从高能态变为低能态时，多出的能量以X射线的形式释放出来。因物质一定，原子结构一定，两特定能级间的能级差一定，故辐射出波长一定的特征X射线。特点：仅在特定的波长处有特别强的强度峰。

2.X射线与物质的相互作用

答：X射线与物质的相互作用，如图所示一束X射线通过物体后，其强度因散射和吸收而被衰减，并且吸收是造成强度衰减的主要原因。

散射分为两部分，即相干散射和不相干散射。当X射线照射到物质的某个晶面时可以产生反射线，当反射线与X射线的频率、位相一致时，在相同反射方向上的各个反射波相互干涉，产生相干散射；当X射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，产生波长比入射X射线波长长的X射线，且波长随着散射方向的不同而改变，这种现象称为不相干散射。其中相干散射是X射线在晶体中产生衍射现象的基础。

物质对X射线的吸收是指X射线通过物质时，光子的能量变成了其它形式的能量，即产生了光电子、俄歇电子和荧光X射线。当X射线入射到物质的内层时，使内层的电子受激发而离开物质的壳层，则该电子就是光电子，与此同时产生内层空位。此时，外层电子将填充到内层空位，相应伴随着原子能量降低，放出的能量就是荧光X射线。当放出的荧光X射线回到外层时，将使外层电子受激发，从而产生俄歇电子而出去。产生光电子和荧光X射线的过程称为光电子效应，产生俄歇电子的过程称为俄歇效应。示意图见下：

散射 X射线（相干、非相干散射）；

电子（反冲电子、俄歇电子、光电子、荧光 X射线）； 透过射线； 热能。

3.X射线衍射原理。布拉格方程的物理意义

答：X射线衍射原理，即布拉格定律：2dsinθ=nλ 式中d为晶面间距，θ为入射束与反射面的夹角，λ为X射线的波长，n为衍射级数，其含义是：只有照射到相邻两镜面的光程差是X射线波长的n倍时才产生衍射。

4.X射线衍射实验方法。粉末衍射仪的工作方式、工作原理。

答：在各种衍射实验方法中，基本方法有单晶法、多晶法和双晶法。单晶X射线衍射分析的基本方法为劳埃法与周转晶体法。多晶X射线衍射方法包括照相法与衍射仪法。粉末衍射仪的工作方式中，常用的有两种，即连续式扫描和步进式扫描。

5.X射线粉末衍射法物相定性分析过程及注意的问题

答：物相分析过程： ①首先用粉末照相法或粉末衍射仪法获取被测试样物相的衍射花样或图谱。②通过对所获衍射图谱或花样的分析和计算，获得各衍射线条的 2θ、d值及相对强度大小 I/I。③使用检索手册，查寻物相 PDF 卡片号。④若是多物相分析，则在上一步完成后，对剩余的衍射线重新根据相对强度排序，重复上述步骤，直至全部衍射线能基本得到解释。应注意的问题：（1）一般在对试样分析前，应尽可能详细地了解样品的来源、化学成分、工艺状况，仔细观察其外形、颜色等性质，为其物相分析的检索工作提供线索。

（2）尽可能地根据试样的各种性能，在许可的条件下将其分离成单一物相后进行衍射分析。（3）由于试样为多物相化合物，为尽可能地避免衍射线的重叠，应提高粉末照相或衍射仪的分辨率。（4）对于数据 d值，由于检索主要利用该数据，因此处理时精度要求高，而且在检索时，只允许小数点后第二位才能出现偏差。

（5）特别要重视低角度区域的衍射实验数据，因为在低角度区域，衍射所对应 d 值较大的晶面，不同晶体差别较大，衍射线相互重叠机会较小。

（6）在进行多物相混合试样检验时，应耐心细致地进行检索，力求全部数据能合理解释。（7）在物相定性分析过程中，尽可能地与其它的相分析结合起来，互相配合，互相印证。

6.简述现代材料研究的X射线实验方法在材料研究中有哪些主要应用。

答：研究晶体材料，X射线衍射方法非常理想非常有效，而对于液体和非晶态物固体，这种方法也能提供许多基本的重要数据。所以X射线衍射法被认为是研究固体最有效的工具。主要应用如下：

★物相分析；

★多晶体点阵常数的精确测定； ★应力的测定；

★晶粒尺寸和点阵畸变的测定； ★单晶取向和多晶织构测定。

7.试推导布拉格方程，并对方程中的主要参数范围确定进行讨论。（必考）

讨论如下：

（1）布拉格方程描述了“选择反射”的规律。产生“选择反射”的方向是各原子面反射线干涉一致加强的方向，即满足布拉格方程的方向；

（2）布拉格方程表达了反射线空间方位（θ）与反射晶面间距（d）及入射方位（θ）和波长（λ）的相互关系；

（3）入射线照射各原子面产生的反射线实质是各原子面产生的反射方向上的相干散射线，而被接收记录的样品反射线实质是各原子面反射方向上散射线干涉一致加强的结果，即衍射线；

（4）布拉格方程由各原子面散射线干涉条件导出，即视原子面为散射基元，原子面散射是该原子面上各原子散射相互干涉（叠加）的结果。

(5)衍射产生的必要条件 “选择反射”即反射定律＋布拉格方 程是衍射产生的必要条件。

①布拉格方程由原子面反射方向上散射线的干涉(一致)加强条 件导出，而各原子面非反射方向上散射线是否可能因干涉(部分)加强从而产生衍射线呢? ②“选择反射”作为衍射的必要条件，意味着即使满足“选择反 射”条件的方向上也不一定有反射线。

由于sinθ<1，所以nλ/2d = sinθ<1, 即nλ<2d，对于衍射而言，n的最小值为1，所以在任何可观测的衍射角度下，产生衍射的条件为：λ<2d。这就是说，能够被晶体衍射的电磁 波的波长必须小于参加反射的晶面的最小面间距的2倍。同理，必然有d >λ/2，即：只有那些晶面间距大于入射X射线波长一半的晶面才能发生衍射。

思考题：

1． 如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？

答：所谓分辨本领，是指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离。通常，我们以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。确定光学透镜分辨本领d0的公式为d0=0.61λ/(n·sin@)=0.61λ/(N·A)透镜的分辨本领主要取决于照明束波长λ。

电子透镜的分辨本领随加速电压的提高而提高。透镜的实际分辨本领除了与衍射效应有关以外，还与透镜的像差有关。对于光学透镜，已经可以采用凸透镜和凹透镜的组合等办法来矫正像差，使之对分辨本领的影响远远小于衍射效应的影响，但是电子透镜只有会聚透镜，没有发散透镜，所以至今还没有找到一种能矫正球差的办法。这样，像差对电子透镜分辨本领的限制就不容忽略了。

像差分球差、像散、畸变等，其中，球差是限制电子透镜分辨本领最主要的因素。

2． 透射电子显微镜的成像原理是什么？

答：它的成像原理与阿贝衍射像原理一样，经过两个过程：物—>衍射线—>物。

阴极灯丝产生的电子经过阳极加速，然后被栅极和聚光镜会聚成一束亮度高、相干性好的电子束斑，电子束斑通过一定的角度入射到晶体样品表面从而得到衍射线，衍射线经过物镜和中间镜，再经过投影镜的多次成倍的放大（总放大倍率为M总=M物*M中*M投），将图像投影到荧光屏上。通过调整中间镜的透镜电流，当中间镜的物平面与物镜的背焦面重合时，在荧光屏上出现衍射花样；中间镜的物平面与物镜的像平面重合时，则出现显微像。

3.扫描电子显微镜的工作原理是什么？

答：扫描电镜的成像原理和透射电镜大不相同，它不用什么透镜来进行放大成像，而是象闭路电视系统那样，逐点逐行扫描成像。

4.相对光学显微镜和透射电子显微镜、扫描电镜各有哪些优点？

答： 扫描电镜：

（1）目前大多数商品扫描电镜放大倍数为 20～20000 倍，并且连续可调。介于光学显微镜和透射电镜之间。这就使扫描电镜在某种程度上弥补了光学显微镜和透射电镜的不足。

（2）扫描电镜以景深大而著名。（3）样品制备简单。

5．为什么透射电镜的样品要求非常薄，而扫描电镜无此要求？

答：在透射电镜中，电子束是透过样品成像的，而电子束的穿透能力不大，这就要求要将试样制成很薄的薄膜样品。而扫描电镜是收集的电子束与样品作用后从表面溢出的各种信息。

6．与X射线衍射相比，（尤其透射电镜中的）电子衍射的特点是什么？

答：晶体对电子波的衍射现象，与 X 射线衍射一样，一般简单地用布喇格定律加以描述。当波长为λ的单色平面电子波以掠射角θ照射到晶面间距为dhkl的平行晶面组(hkl)时(图4.21)，若满足布喇格(Bragg)方程2d sinθ=nλ则在与入射方向成 2θ角方向上，相邻平行晶面反射波之间的波程差为波长的整数倍，各层晶面的原子的散射在2θ方向上具有相同位相，它们因相互加强而产生该晶面组的衍射束。由于入射束S0、衍射束S与衍射晶面的法线Nhkl在同一平面内，与几何光学上的反射规律相似，所以习惯上常把晶体的衍射说成是满足布喇格条件的晶面对入射束的反射。

特点：

1)透射电镜常用双聚光镜照明系统，束斑直径为 1～2μm，经过双聚光镜的照明束相干性较好。

2)透射电镜有三级以上透镜组成的成像系统，借助它可提高电子衍射相机长度。普通电子衍射装置相机长度一般为 500mm 左右，而透射电镜相机长度可达 1000～5000mm。

3)可以通过物镜和中间镜的密切配合，进行选区电子衍射，使成像区域和电子衍射区域统一起来，达到样品微区形貌分析和原位晶体学性质测定的目的。

7．选区电子衍射和选区成像的工作原理是什么，这两种工作方式有什么应用意义？

简单地说，选区电子衍射借助设置在物镜像平面的选区光栏，可以对产生衍射的样品区域进行选择，并对选区范围的大小加以限制，从而实现形貌观察和电子衍射的微观对应。选区电子衍射的基本原理见图。选区光栏用于挡住光栏孔以外的电子束，只允许光栏孔以内视场所对应的样品微区的成像电子束通过，使得在荧光屏上观察到的电子衍射花样仅来自于选区范围内晶体的贡献。实际上，选区形貌观察和电子衍射花样不能完全对应，也就是说选区衍射存在一定误差，选区域以外样品晶体对衍射花样也有贡献。选区范围不宜太小，否则将带来太

大的误差。对于100kV的透射电镜，最小的选区衍射范围约0.5μm；加速电压为1000kV时，最小的选区范围可达0.1μm。

8．扫描电镜应用的物理信号主要有哪些？

二次电子，背散射电子，吸收电子，X射线，俄歇电子等。

9．扫描透射电镜(STEM)有哪些特点？

STEM是既有透射电子显微镜又有扫描电子显微镜的显微镜。象SEM一样，STEM用电子束在样品的表面扫描，但又象TEM，通过电子穿透样品成像。STEM能够获得TEM所不能获得的一些关于样品的特殊信息。STEM技术要求较高，要非常高的真空度，并且电子学系统比TEM和SEM都要复杂。

优点

1.利用扫描透射电子显微镜可以观察较厚的试样和低衬度的试样。

2.利用扫描透射模式时物镜的强激励，可以实现微区衍射。

3.利用后接能量分析器的方法可以分别收集和处理弹性散射和非弹性散射电子。

10．电子探针仪与X射线谱仪从工作原理和应用上有哪些区别？ 电子探针仪：

电子探针(EPMA)利用高速运动的电子经电磁透镜聚焦成直径为微米量级的电子束探针，从试样表面微米量级的微区内激发出X射线再经过WDS分析，从而进行微区成分分析。

X射线谱仪： 能量色散谱仪（Energy Disersive Spectrometer，简称能谱仪/EDS）是用X光量子的能量不同来进行元素分析的方法，能谱仪的方框图如图8－1。X光量子由锂漂移硅探测器（Si(Li)detector）接受后给出电脉冲信号，由于X光量子的能量不同，产生的脉冲高度（幅度）也不同，经过放大器放大整形后送入多道脉冲高度分析器。在这里，严格区分光量子的能量和数目，每一种元素的X光量子有其特定的能量EEn1En2，例如铜KX光量子能量为8.02keV，铁的KX光量子的能量为6.40keV，X光量子的数目是用作测量样品中铁元素的相对百分比，即不同能量的X光量子在多道分析器的不同道址出现，然后在X—Y记录仪或显像管上把脉冲数—能量曲线显示出来，这是X光量子的能谱曲线。横坐标是X量子的能量（道址数），纵坐标是对应某个能量的X光量子的数目。

区别：

SEM追求高分辨本领，用三个透镜的电子光学系统以得到直径为几个纳米，束流足够强的细聚焦的电子。

EPMA以成分分析为主，试样室上应放置多个WDS，要求有相当的电子束流激发X射线（电子束粗），并装以光镜以寻找观察范围和精确调整试样的高低位置。所以物镜和试样室要特殊考虑。

11．电子探针X射线显微分析仪有哪些工作模式?

一、能谱定性分析；

二、能谱定量分析：

1、定点定性分析，2、线扫描分析，3、面扫描分析。

12．何为扫描隧道显微镜，它的工作原理是什么？

扫描隧道显微镜是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。它是用一个极细的尖针，针尖头部为单个原子去接近样品表面，当针尖和样品表面靠得很近，即小于１纳米时，针尖头部的原子和样品表面原子的电子云发生重叠。此时若在针尖和样品之间加上一个偏压，电子便会穿过针尖和样品之间的势垒而形成纳安级１０Ａ的隧道电流。通过控制针尖与样品表面间距的恒定，并使针尖沿表面进行精确的三维移动，就可将表面形貌和表面电子态等有关表面信息记录下来。

二、扫描隧道显微镜基本原理

扫描隧道显微镜的基本原理是利用量子力学理论中的隧道效应。

对于经典物理学来说，当一个粒子的动能E低于前方势垒的高度V时，它不可能越过此势垒，即透射系数等于零，粒子将完全被弹回。而按照量子力学的计算，在一般情况下，其透射系数不能等于零，也就是说，粒子可以穿过比它能量更高的势垒，这个现象称为隧道效应。

扫描隧道显微镜的基本原理是将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近（约为1到10nm）时，在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。

电流I与两电极的距离S成负指数关系：

I∝V exp(－KS)其中(2/)Kmh

，m为自由电子的质量，Φ为有效平均势垒高度，V为针尖与样

品间的偏置电压。隧道电流强度对针尖和样品之间的距离有着指数依赖关系，当距离减小0.1nm，隧道电流即增加约一个数量级。因此，根据隧道电流的变化，我们可以得到样品表面微小的高低起伏变化的信息，如果同时对x—y方向进行扫描，就可以直接得到三维的样品表面形貌图，这就是扫描隧道显微镜的工作原理。

13．简述差热分析的原理，并画出DTA装置示意图。原理：

差热分析是在程序控温下，测量物质和参比物的温度差随时间或温度变化的一种技术。当试样发生任何物 理或化学变化时，所释放或吸收的热量使样品温度高于或低于参比物的温度，从而相应地在差热曲线上得到放热或吸热峰。

差热分析仪主要由加热炉、温差检测器、温度程序控制仪、讯号放大器、量程控制器、记录仪和气氛控制设备等所组成。

14．热分析用的参比物有何性能要求？

整个测温范围无热反应，比热与导热性与试样相近，粒度与试样相近。

15．影响差热分析的仪器、试样、操作因素是什么？

答：仪器因素（炉子的结构和尺寸、坩埚材料和形状、热电偶性能与位置）试样方面的因素（热容量和热导率变化、试样的颗粒度、用量及装填程度、试样的结晶度与纯度、参比物）操作因素（升温速率、炉内压力和气氛）16．为何DTA仅能进行定性和半定量分析？DSC是如何实现定量分析的？

答：在 DTA分析中试样与参比物之间时常存在着温度差，两者之间存在着热损失、热交换，且测温灵敏度较低，因此难以进行准确的定量分析。DSC 技术利用功率补偿法使试样与参比物温度始终保持一致，尽量避免两者之间的热交换和热损失差异，或者利用热流法精确控制仪器的测温灵敏度，从而达到准确的定量分析目的。

17．阐述DSC技术的原理和特点。

示差扫描量热法是在程序控制温度下,测量输入到试样和参比物的功率差与温度之间关系的一种技术。原理：示差扫描量热法对试样产生的热效应能及时得到相应补偿，使得试样与参比物之间无温差，无热交换；而且试样升温速率始终跟随炉温呈线性升温，保证补偿校正系数K值恒定。因此，不仅使测量灵敏度和精密度都大大提高，而且能进行热量的定量分析。

特点：使用的温度范围较宽、分辨能力高和灵敏度高，在测试的温度范围内除了不能测量腐蚀性物质外，示差扫描量热法不仅可以替代差热分析仪，还可以定量的测定各种热力学参数，所以在科学领域中获得广泛应用。

18．简述DTA、DSC分析样品要求和结果分析方法。

对样品的要求：①样品用量：通常用量不宜过多，因为过多会使样品内部传热慢、温度梯度大，导致峰形扩大和分辨率下降。样品用量以少为原则，一般用量最多至毫克。样品用量0.5~10mg。②样品粒度：粒度的影响比较复杂。大颗粒和细颗粒均能使熔融温度和熔融热焓偏低。样品颗粒越大，峰形趋于扁而宽。反之，颗粒越小，热效应温度偏低，峰形变小。颗粒度要求：100目-300目（0.04-.15mm）④样品的几何形状：增大试样与试样盘的接触面积，减少试样的厚度，可获得比较精确的峰温值。⑤样品的结晶度、纯度和离子取代：结晶度好，峰形尖锐；结晶度不好，峰面积小。纯度、离子取代同样会影响DTA曲线。⑥样品的装填：装填要求薄而均匀，试样和参比物的装填情况一致。

结果分析方法：

①根据峰温、形状和峰数目定性表征和鉴别物质。方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物的标准（参考）DTA曲线对照。②根据峰面积定量分析，因为峰面积反映了物质的热效应（热焓），可用来定量计算参与反应的物质的量或测定热化学参数。③借助标准物质，可以说明曲线的面积与化学反应、转变、聚合、熔化等热效应的关系。在DTA曲线中，吸热效应用谷来表示，放热效应用峰来表示；在DSC曲线中，吸热效应用凸起正向的峰表示(热焓增加)，放热效应用凹下的谷表示(热焓减少)。

19．简述热重分析的特点和影响因素。

热重法是对试样的质量随以恒定速率变化的温度或在等温条件下随时间变化而发生的改变量进行测量的一种动态技术 特点: 热重法的特点是定量性强，能准确地测量物质的质量变化和变化的速率，例如物质在加热过程中出现的升 华、气化、吸附或解吸以及有气体产生或有气体参加的化学反应等均可以通过热重分析仪上物质质量的改变得到反映。所以，热重法可以用来研究物质的热分解、固态反应、吸湿和脱水、升华或挥发等多种物理和化学过程，并可用于研究反应动力学。可以说，只要物质受热时发生重量的变化，就可以用热重法来研究其变化过程。影响因素:1）样品盘的影响，2）挥发物的冷凝的影响，3）升温速率的影响，4）气氛的影响，5）样品用量的影响，6）样品粒度的影响。

20．举例说明热分析技术在玻璃和微晶玻璃材料研究中的应用。

应用：测定玻璃化转变温度

玻璃化转变是一种类似于二级转变的转变，它与具有相变结晶或熔融之类的一级转变不同，是二级热力学函数，有dH/dt的不连续变化，因此在热谱图上出现基线的偏移。从分子运动观点来看，玻璃化转变与非晶聚合物或结晶聚合物的非晶部分中分子链段的微布朗运动有关，在玻璃化温度以下，运动基本冻结，到达Tg后，运动活波热容量变大，基线向吸热一侧移动。玻璃化转变温度的确定是基于在DSC曲线上基线的偏移，出现一个台阶，一般用曲线前沿切线与基线的交点来确定Tg。

影响Tg的因素有化学结构、相对分子量、结晶度、交联固化、样品历史效应（热历史、应力历史、退火历史、形态历史）等。具有僵硬的主链或带有大的侧基的聚合物将具有较高的Tg；链间具有较强吸引力的高分子，不易膨胀，有较高的Tg；在分子链上挂有松散的侧基，使分子结构变得松散，即增加了自由体积，而使Tg降低。

21．简述热分析技术在材料研究中的应用。(DCS)1.玻璃化转变温度Tg的测定

 无定形高聚物或结晶高聚物无定形部分在升温达到它们的玻璃化转变时，被冻结的分子微布朗运动开始，因而热容变大，用DSC可测定出其热容随温度的变化而改变。

2.混合物和共聚物的成分检测

脆性的聚丙烯往往与聚乙烯共混或共聚增加它的柔性。因为在聚丙烯和聚乙烯共混物中它们各自保持本身的熔融特性，因此该共混物中各组分的混合比例可分别根据它们的熔融峰面积计算。

3.结晶度的测定

高分子材料的许多重要物理性能是与其结晶度密切相关的。所以百分结晶度成为高聚物的特征参数之一。由于结晶度与熔融热焓值成正比，因此可利用DSC测定高聚物的百分结晶度，先根据高聚物的DSC熔融峰面积计算熔融热焓ΔHf，再按下式求出百分结晶度。

结晶度（%）HfH*f100%

第二篇：材料的表征方法总结

材料的表征方法

2.3.1 X一射线衍射物相分析

粉末X射线衍射法，除了用于对固体样品进行物相分析外，还可用来测定晶体 结构的晶胞参数、点阵型式及简单结构的原子坐标。X射线衍射分析用于物相分析 的原理是:由各衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d以及它们的相对强度Ilh是物 质的固有特征。而每种物质都有特定的晶胞尺寸和晶体结构，这些又都与衍射强 度和衍射角有着对应关系，因此，可以根据衍射数据来鉴别晶体结构。此外，依 据XRD衍射图，利用Schercr公式:

(2)K

Lcos式中p为衍射峰的半高宽所对应的弧度值;K为形态常数，可取0.94或0.89;为X 射线波长，当使用铜靶时，又1.54187 A;L为粒度大小或一致衍射晶畴大小;e为 布拉格衍射角。用衍射峰的半高宽FWHM和位置(2a)可以计算纳米粒子的粒径，由X一射线衍射法测定的是粒子的晶粒度。样品的X一射线衍射物相分析采用日本理 学D/max-rA型X射线粉末衍射仪，实验采用CuKa 1靶，石墨单色器，X射线管电压 20 kV，电流40 mA，扫描速度0.01 0(2)/4 s，大角衍射扫描范围5 0-80 0，小角衍 射扫描范围0 0-5 0o 2.3.2热分析表征

热分析技术应用于固体催化剂方面的研究，主要是利用热分析跟踪氧化物制 备过程中的重量变化、热变化和状态变化。本论文采用的热分析技术是在氧化物 分析中常用的示差扫描热法(Differential Scanning Calorimetry，DSC)和热重法

(Thermogravimetry, TG)，简称为DSC-TG法。采用STA-449C型综合热分析仪(德 国耐驰)进行热分析，N2保护器。升温速率为10 0C.min.2.3.3扫描隧道显微镜

扫描隧道显微镜有原子量级的高分辨率，其平行和垂直于表面方向的分辨率 分别为0.1 nm和0.01nm，即能够分辨出单个原子，因此可直接观察晶体表面的近原 子像;其次是能得到表面的三维图像，可用于测量具有周期性或不具备周期性的 表面结构。通过探针可以操纵和移动单个分子或原子，按照人们的意愿排布分子 和原子，以及实现对表面进行纳米尺度的微加工，同时，在测量样品表面形貌时，可以得到表面的扫描隧道谱，用以研究表面电子结构。测试样品的制备:将所制 的纳米Fe2O3粉末分散在乙醇溶液中，超声分散30 min得红色悬浊液，用滴管吸取 悬浊液滴在微栅膜上，干燥，在离子溅射仪上喷金处理。采用JSM-6700E场发射扫 描电子显微镜旧本理学)，JSM-6700E场发射扫描电子显微镜分析样品形貌和粒 径，加速电压为5.0 kV o 2.3.4透射电子显微镜

透射电镜可用于观测微粒的尺寸、形态、粒径大小、分布状况、粒径分布范 围等，并用统计平均方法计算粒径，一般的电镜观察的是产物粒子的颗粒度而不 是晶粒度。高分辨电子显微镜(HRTEM)可直接观察微晶结构，尤其是为界面原 子结构分析提供了有效手段，它可以观察到微小颗粒的固体外观，根据晶体形貌 和相应的衍射花样、高分辨像可以研究晶体的生长方向。测试样品的制备同SEM 样品。本研究采用 JEM-3010E高分辨透射电子显微镜(日本理学)分析晶体结构，加速电压为200 kV o

12.3.5 X射线能量弥散谱仪

每一种元素都有它自己的特征X射线，根据特征X射线的波长和强度就能得 出定性和定量的分析结果，这是用X射线做成分分析的理论依据。EDS分析的元 素范围Be4-U9a，一般的测量限度是0.01%，最小的分析区域在5~50A，分析时 间几分钟即可。X射线能谱仪是一种微区微量分析仪。用谱仪做微区成分分析的 最小区域不仅与电子束直径有关，还与特征X射线激发范围有关，通常此区域范 围为约1m.X射线谱仪的分析方法包括点分析、线分析和面分析。在TEM和 SEM里，通常结合使用特征X射线谱来分析材料微区的化学成分。2.3.6傅里叶一红外光谱仪

傅里叶一红外光谱仪可检验金属离子与非金属离子成键、金属离子的配位等化 学环境情况及变化。测试样品的制备:将合成的纳米Fe203粉末充分干燥，研细后 与KBr以体积比为1:500混合，于200 MPa下压制成10*0.3 m的透明薄片。在 测定样品谱图之前，先测定空白KBr片的红外吸收光谱。室温下，将制备好的固 体样品置于红外样品池中的适当位置，使其透射率达到最佳，用真空机组将系统 抽至10-4 Pa的高空，然后扫描，扫面范围为4000 cm一 400 cm 1 a FT-IR表征是 在Spectrum One B红外光谱仪(美国Perkin Elmer公司)上进行的。2.3.7拉曼光谱

拉曼光谱是一种研究物质结构的重要方法，特别是对于研究低维纳米材料，它 已经成为首选方法之一。拉曼光谱是分子的非弹性光散射现象所产生，非弹性光 散射现象是指光子与物质分析发生相互碰撞后，在光子运动方向发生改变的同时 还发生能量的交换(非弹性碰撞)。拉曼光谱产生的条件是某一简谐振动对应于 分子的感生极化率变化不为零时，拉曼频移与物质分子的转动和振动能级有关，不同物质有不同的振动和转动能级，同时产生不同拉曼频移„拉曼光谱具有灵敏 度高、不破坏样品、方便快速等优点。利用拉曼光谱可以对材料进行分子结构分 析、理化特性分析和定性鉴定等，可揭示材料中的空位、间隙原子、位错、晶界 和相界等方面信息。本研究采用Labram-O 10激光拉曼光谱仪(法国，Jobin Yvon)利用632.8 nm He-Ne激光激发，50倍的目标间距(8 nm)，夹缝和针孔的大小分 别为100 }m和1000 },m o 2.3.8 N:吸附脱附等温线分析和孔径分析

N2吸附平衡等温线是以恒温条件下吸附质在吸附剂上的吸附量为纵坐标，以压 力为横坐标的曲线。通常用相对压力P/P。表示压力;P为气体的真实压力;尸。为气 体在测量温度下的饱和蒸汽压。吸附平衡等温线分为吸附和脱附两部分。平衡等 温线的形状与材料的孔组织结构有着密切的关系。我们惯用的是IUPAC的吸附等 温线6种分类，类型I表示在微孔吸附剂上的吸附情况;类型II表示在大孔吸附剂 上的吸附情况，此处吸附质与吸附剂间存在较强的相互作用;类型III表示为在大 孔吸附剂上的吸附情况，但此处吸附质分子与吸附剂表面存在较弱的相互作用，吸附质分子之间相互作用对吸附等温线有较大影响;类型IV是有毛细凝结的单层 吸附情况;类型V是有毛细凝结的多层吸附情况;类型VI是表面均匀非多孔吸附 剂上的多层吸附情况。毛细凝结现象，又称吸附的滞留回环，亦称作吸附的滞后 现象。吸附等温曲线与脱附等温曲线的互不重合构成了滞留回环。这种现象多发 生在介孔结构的吸附剂当中。IUPAC将吸附等温线滞留回环的现象分为4种情况。第一种H1情况，滞留回环比较窄，吸附与脱附曲线几乎是竖直方向且近乎平行。这种情况多出现在通过成团或压缩方式形成的多孔材料中，这种材料有着较窄的 孔径分布;第二种H2情况，滞留回环比较宽大，脱附曲线远比吸附曲线陡。这种 情况多出现在具有较多样的孔型和较宽的孔径分布的多孔材料当中;第三种H3情 况，滞留回环的吸附分支曲线在较高相对压力作用下也不表现极限吸附量，吸附 量随着压力的增加而单调递增，这种情况多出现在具有狭长裂口型孔状结构的片 状材料当中;第四种H4情况，滞留回环也比较狭窄，吸附脱附曲线也近乎平行，但与H1不同的是两分支曲线几乎是水平的。

图2.1吸附等温曲线分类(IUPAC)

本研究采用的N:吸附一脱附比表面积和孔容分析仪(Beckman Coulter SA3100): N:吸附一脱附等温线在一196 0C下，利用L匕表面积和孔容分析仪(Beckman Coulter SA3100)进行测试。2.3.9 X射线光电子能谱

X射线光电子能谱(XPS)就是用X射线照射样品表面，使其原子或分子的电 子受激而发射出来，测量这些光电子的能量分布，从而获得所需的信息。随着微

电子技术的发展，XPS也在不断完善，目前，已开发出的小面积X射线光电子能谱，大大提高了XPS的空间分辨能力。通过对样品进行全扫描，在一次测定中即可检测 出全部或大部分元素。因此，XPS已发展成为具有表面元素分析、化学态和能带结 构分析以及微区化学态成像分析等功能强大的表面分析仪器。X射线光电子能谱的 理论依据就是爱因斯坦的光电子发散公式。根据Einstein的能量关系式有:

by=Eb+Ek 式中，入射光子能量by是已知的，借助光电子能谱仪可以测出光电过程中被入射 光子所激发出的光电子能量Ek，从而可求出内层电子的轨道结合能Eb。由于各种 原子都有一定结构，所以知道Eb值后，即能够对样品进行元素分析鉴定。XPS作为 研究材料表面和界面电子及原子结构的最重要手段之一，原则上可以测定元素周 期表上除氢、氦以外的所有元素。其主要功能及应用有三方面:第一，可提供物 质表面几个原子层的元素定性、定量信息和化学状态信息;第二，可对非均相覆 盖层进行深度分布分析，了解元素随深度分布的情况;第三，可对元素及其化学 态进行成像，给出不同化学态的不同元素在表面的分布图像等。本文采用的是 PHISSOOESCA能谱仪，主要的实验参数为:Mg Ka} 200 W，真空度1.0X10-}Paa 纳米氧化铁的形貌控制合成及性能

纳米氧化铁的制备及磁性能研究包跃宇2009年6月11日大连交通大学 1.1.1纳米材料简介

纳米是一种长度单位，一纳米等十十亿分之一米，大约是二四个原子的宽度。纳米 材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成，一般是指尺寸在1100纳米之间的粒子，是处在原子簇和宏观物体的过渡区域，从通常的关十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。

纳米材料具有二个共同的结构特点【„]:C1)纳米尺度的结构单兀或特征维度尺寸 在纳米数量级(1}100} nm;

C2)存在大量的界面或自由界面或自由表面;C3)各

纳米单兀之间存在着或强或弱的互相作用。纳米材料这些结构特点导致了它具有如下四 个方面的效应并由此派生出传统固体所不具有的许多特殊性。

}1)体积效应f2-}l:由十纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，相应的质量极 小。因此，许多现象就不能用通常有无限个原子的块状物质加以说明了，这种特殊的现 象通常称为体积效应。它表现为:当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或 更小时周期性及熔点等都会较普通粒子发生了很大的变化。

(2)表面效应卜7]:表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随粒径的变小 IfIJ急剧增大所引起的性质的变化。表1.1给出了纳米粒子尺寸与表面原子数的关系

表1.1说明随着粒径减小，表面原子数迅速增加，另外，随着粒径的减小，纳米粒子 的表面积，表面能及表面活性能迅速增大。这主要是由十粒径越小，表面的原子数越多，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同，表面原子周围缺少相邻的原子，有许多 悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合Ifu稳定化，故具有很大的化学活性，晶 体微粒化伴有这种表面原子的增多，其表面能增加。

C3)量子尺寸效应[fsl.粒子尺寸下降到接近或小十某一定值时(激子波尔半径)，费米能级附近的电子能级由连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。半导体纳 米微粒的电子态由体相材料的连续能带过渡到分立结构的能级，表现在光学吸收谱上从 没有结构的宽吸收过渡到具有结构的特征吸收。量子尺寸效应带来的能级改变，能隙变 宽，使微粒的发射能量增加，光学吸收发生红移，其表现为光吸收显著增加，超导相向 正常相转变，金属熔点降低，增强微波吸收等。利用等离子共振频移与颗粒尺寸变化的 性质，可以改变颗粒尺寸，控制吸收的位移，制造具有一定频宽的波吸收纳米材料，用 十电磁波屏蔽，隐形飞机等。

C4)宏观量子隧道效应[f}l:微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度，量子相干器件中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Ifu产生变化，故称为宏观量子的隧道 CAcrosopic Quantum Tunneling)。Awschalom等人[io]采用扫描隧道显微镜技术抓„制纳 米尺度磁性粒子的沉淀，用量子相干磁强计((SQU})研究低温条件下微颗粒磁化率对 频率的依赖性，证实了在低温确实存在磁的宏观量子隧道效应。这一效应与量子尺寸效 应一起，确定了微电子器件进一步的微型化的极限，也限定了采用磁带磁招„进行储存的 最短时间。

1.1.2纳米材料的性质

由于纳米粒子具有特殊效应，使纳米材料在光学、催化、化学活性方面具有不同十 普通材料的优良性能【川，具体表现在:

C1)热学性能:纳米颗粒的熔点、开始烧结和晶化温度均比常规粉体的低得多。

由十颗粒小，纳米微粒的表面能高，比表面原子数多，使得这些表面原子近邻配位不全，活性大以及体积远小于大块材料的纳米粒熔化所需的内能小得多，这就使得纳米微粒熔 点急剧下降:纳米微粒尺寸小，表面能高，压制成块材后的界面具有高能量，在烧结中 高的界面能成为原子运动的驱动力，有利于界面中的孔洞收缩，空位团的湮没，因此，在较低的温度下烧结就能达到致密化的目的，即烧结温度降低。

（2）磁学性能:纳米微粒小到一定临界值时，纳米微粒具有超顺磁性。所谓超顺 磁性，简单的讲就是，当外加磁场减小到零时，纳米微粒的矫顽力和剩磁均趋近于零。纳米微粒尺寸高于超顺磁临界尺寸时，通常呈现出高的矫顽力。居里温度Tc为物质磁性 的重要参数，通常与交换积分Je成正比，并与原子构型和间距有关。对于纳米微粒，由 于小尺寸效应和表面效应}fu导致纳米粒子的本征和内享的磁性变化，因此一般具有较低 的居里温度。

C3)光学性能【is-m}.①纳米微粒具有宽频带强吸收性。一个明显的例子就是当尺 寸减小到纳米级时，各种金属纳米微粒几乎都呈黑色。这是由于纳米微粒对可见光波有 低的反射率和高的吸收率，从而导致粒子变黑。②与大块材料相比，纳米微粒普遍存在 “蓝移”现象，即吸收带移向短波方向。在一些情况下，粒径减小到纳米级时，可以观察 到光吸收带相对粗晶材料呈现“红移”现象，即吸收带移向长波方向。③量子限域效应，即激子带的吸收系数随粒径下降而增加，即出现激子增强吸收并蓝移。④当纳米微粒的 尺寸小到一定值时可以在一定波长的光激发下发光。当纳米微粒分散在分散介质时会发 生丁达尔现象。

（4）催化效应:由于表面效应的影响纳米粒子的比表面积大，表面活性原子数多，催化效率高。另外，纳米粒子作为光催化剂时，其光催化效率与光致激发产生的电子或 空穴到达催化剂表面的电子，空穴到达表面之前，大部分不会重新结合，因此电子空穴 能够到达表面的数量多，则化学反应活性高【„习。所以光催化的粒径越小，其光催化活性 往往越高，当粒径大十200nm时，催化活性大大降低。

CS)化学反应能:纳米粒子的粒径小，表面原子所占比例很大，吸附能力强，因 此表面活性高。无机材料的纳米粒子暴露在大气中会吸附各种离子形成吸附层。也正是 利用纳米粒子的这种气体吸附性，做成气敏元件，可对不同离子进行检测。

除上述五方面物理化学特性外，与宏观物质相比纳米粒子在熔点，蒸气压，相变 温度，烧结，超导及塑性形变等许多方面亦可显示出特殊性能。

纳米氧化铁的制备及磁性能研究

Studies on Preparation and Magnetic Properties of Nanometer Iron Oxides 包跃宇

第三篇：思考题答案

13.1钢筋混凝土框架结构按施工方法的不同有哪些形式

各有何优缺点

答：钢筋混凝土框架结构按施工方法的不同有如下形式：）现浇框架其做法为每层柱与其上层的梁板同时支模、绑扎钢筋，然后一次浇混凝土，是目前最常用的形式优点：整体性，抗震性好缺点：施工周期长，费料、费力

2）装配式框架其做法为梁、柱、楼板均为预制，通过预埋件焊接形成整体的框架结构优点：工业化，速度化，成本低缺点：整体性，抗震性差

3）装配整体式其做法为梁、柱、板均为预制，在构件吊装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，浇节点区混凝土，从而将梁、柱、楼板连成整体框架。其性能介于现浇和全装配框架之间。

13.2试分析框架结构在水平荷载作用下，框架柱反弯点高度的影响因素有哪些

答：框架柱反弯点高度的影响因素有结构总层数、该层所在位置、梁柱线刚度比、上

下两层梁的线刚度比以及上下层层高的变化

13.3 D值法中D值的物理意义是什么? 答：反弯点位置修正后的侧向刚度值。

15.6为什么砌体的抗压强度远小于单块块体的抗压强度？P321-P322

答：1）块体在砌体中处于压、弯、剪的复杂受力状态，由于块体表面不平整，加上砂浆铺的厚度不匀，密实性也不均匀，致使单个块体在砌体中不是均匀受压，且还无序地受到弯曲和剪切作用，由于块体的抗弯、抗剪强度远低于抗压强度，因而较早地使单个块体出现裂缝，导致块体的抗压能力不能充分发挥，这是块体抗压强度远低于块体抗压强度的主要原因

2）砂浆使得块体在横向受拉，从而降低了块体的抗压强度；

3）竖向灰缝中存在应力集中，因为竖向灰缝不可能饱满，使得块体受力不利。

15.7简述影响砌体抗压强度的主要因素。砌体抗压强度计算公式考虑了哪些主要参数？P322

答：凡是影响块体在砌体中充分发挥作用的各种主要因素，也就是影响砌体抗压强度的主要因素1)块体的种类、强度等级和形状。（砌体的抗压强度主要取决于块体的抗压强度）

2)砂浆性能。砂浆强度等级高，砌体的抗压强度也高；砂浆的变形率小，流动性、保水性好都是对提高砌体的抗压强度有利

3)灰缝厚度（10~12mm）

4)砌筑质量，主要保证灰缝的均匀性、密实性和饱满程度等砌体抗压强度平均值

考虑的是块体的抗压强度平均值，砂浆抗压强度平均值；砌体种类的参数；同时各种情况下的各类砌体，其砌体强度的设计值应该乘以调整系数（复印书上P63）

15.12为什么要验算墙、柱高厚比？高厚比验算考虑哪些因素？不满足时怎样处理？P355-356

答：）因为砌体结构中的墙、柱是受压构件，除要满足截面承载能力外，还必须保证其稳定性，墙和柱高厚比验算是保证砌体结构在施工阶段和使用阶段稳定性和房屋空间刚度的重要措施。（高厚比是指计算高度H0与截面边长h的比值）

2）高厚比验算考虑的因素有如砂浆的强度等级、横墙的间距、砌体的类型及截面的形式、支撑条件和承重情况等。

3）处理方法：1.增大砂浆强度等级；2.增大截面的尺寸；3.减小墙或柱的高度；4.可以在墙体上加设构造柱或壁柱

15.18 什么是砌体局部抗压强度提高系数γ？为什么砌体局部受压时抗压强度有明显提高？复印书P84

答：γ砌体局部抗压强度提高系数：由于局部受压砌体有套箍作用存在，所以砌体抵抗压力的能力有所提高，在计算砌体局部抗压承载力时，就用局部抗压提高系数γ来修正。砌体局部抗压强度提高系数γ考虑由于“套箍作用”和部分扩散作用所引起的强度提高系数；砌体局部受压时抗压强度的提高一般认为这是由“套箍强化”作用引起的记过，即由于四面未直接承受荷载的砌体，对中间局部荷载下的砌体的横向变形起着箍束作用，使产生三向应力状态，因而大大提高了其抗压强度，除了套箍作用外，还可能部分由扩散作用所引起的强度提高。

15.28 何谓墙梁？简述墙梁的受力特点和破坏形态。P382

答：1）墙梁是由钢筋混凝土托梁和梁上计算高度范围内的砌体墙组成的组合构件。根据墙梁是否承受由屋盖、楼盖传来的荷载，墙梁可分为承重墙梁和非承重墙梁。按支承情况的不同可分为简支墙梁、框支墙梁和连续墙梁。

2)墙梁的受力特点：当托梁及其上部砌体达到一定的强度以后，墙和梁共同工作形成一个梁高较高组合深梁，其上部荷载主要通过墙体的拱作用向两端支座传递，托梁受拉，两者组成一个带拉杆的拱结构。

3）墙梁的破坏形态：

1.弯曲破坏；2剪切破坏：a）斜拉破坏；b）斜压破坏；（这两种破坏属于脆性破坏）c）劈裂破坏；3.局压破坏。

第四篇：人造板思考题答案整理

一、人造板基本性质，特点及用途

外观性能：主要包括产品的外形尺寸及偏差、翘曲度、浆料处理 原料——备料——纤维分离 成型——预压——材质缺陷（活节、死节、腐朽、变形等）、加工缺陷（叠离芯、鼓泡、分层、压痕等）、边缘不直度、两对角线差等等

内在性能：主要包括人造板的物理性能、力学性能、耐久性（老化性能）、表面特性和特殊性能等。

（1）物理性能：含水率、密度、吸水厚度膨胀率、吸水率游离甲醛释放量

（2）力学性能：静曲强度、弹性模量、平面抗拉强度、握螺钉力、胶合强度、表面结合强度、表面硬度、顺纹抗拉强度、横纹抗拉强度等

（3）耐久性：人造板产品在使用中由于受到气候的影响，如吸湿受潮、解湿干燥、加热冷冻等．使产品的物理力学性能降低直至产品破坏。

（4）功能性：防火、防腐、防虫、耐磨等性能。

人造板应用范围广泛，可用于建筑、家具、车船、包装、乐器、航空等行业。

二、胶合板、中纤板、刨花板基本生产工艺过程。

刨花板：原料——刨花制备——干燥——分选——拌胶——铺装——预压—热压——后处理——检验——入库

纤维板：

干燥——施胶 ——后处理——检验——入库 胶合板：原木—截断—热处理—剥皮—定中心—旋切—干燥—剪切—修补—涂胶—组坯—预压—热压—冷却—裁边—砂光—分等—检验—入库

三、人造板生产对胶粘剂的基本要求。(1)．胶粘剂应具有极性

(2)．胶粘剂应具有适当的润湿性

(3)．胶粘剂应具有适当的酸碱度（pH）

(4)．胶粘剂应具有适当的分子量

四、人造板生产中化学添加剂、具体功能。

（1）固化剂：一种酸性物质，加入固化剂后使胶的pH值在4~5之间，促使树脂固化的物质。UF胶常用氯化铵，PF通常不加固化剂。

（2）填充剂：节约树脂耗量降低成本；增加胶液的固含量、粘度和初粘性；防止或减少胶层收缩产生的内应力；降低游离醛释放量。

（3）防水剂：提高板制品的耐水性，改善尺寸稳定性，堵塞了刨花之间与纤维之间的空隙；增大了水与刨花或纤维之间的接触角；部分遮盖了物料表面的极性官能团，降低了吸附作用。

（4）阻燃剂：一定程度上降低烟的产生，减轻明火燃烧和火焰的蔓延，但一般防火剂不能对上述三种情况同时制

止。

（5）防腐剂

防止、抑制或中止危害木质基材的细菌、微生物及昆虫的侵害。要求对各种真菌、细菌和昆虫有杀伤力，但在处理过程中，对人、畜和环境无污染；化学稳定性好，不易挥发，不会遇水流失；

与胶粘剂有好的协效性，不影响胶合强度和表面装饰

五、木段旋切的工作原理与受力分析

旋切：木段作定轴回转运动，旋刀作直线进给运动时，旋刀刀刃基本平行于木材纤维，而又垂直木材纤维长度方向向上的切削。

单板厚度：等于木段回转一圈时，刀架的进刀量。

为了旋得平整、厚度均匀的带状单板，在旋切时，应保证最佳的旋切条件。切削条件：旋刀的位置（h—旋刀刀刃和通过卡轴中心水平面之间的垂直距离）；压尺相对旋刀的位置。这些条件是根据木材的树种、木段直径、旋切单板厚度、木材水热处理和机床（旋切机）精度等来确定。（1）旋刀作用力

P1：旋刀前面对已旋出单板的劈力。P2：旋刀对木段上单板切削力。P3：旋刀后面对木段的压力。

在P1作用下，单板由原来自然状态变到反向弯曲状态，使单板内部产生应力。由于木材横纹抗拉强度较低，结果在单板背面产生了大量超前裂缝，单板的背面（松面）高低不平，单板的正面（紧面）仅有凹陷。降低了单板质量。

为了消除这些缺陷，应该正确地使用压尺。切削力P2将木段旋切成单板

压木段力P3要保持正常旋切，旋刀后面对木段的压力必须存在，应尽量使其值稳定。（2）压尺的作用力

应该使压尺的作用防止由于旋刀作用力P1所引起的劈裂现象。由于单板被压缩，其横纹抗拉强度有所增加，这对减少单板背面的裂缝是有益的。

压榨力同单板的压榨程度有关，压榨力P0越大则压榨程度也越大 主要角度参数：

旋刀研磨角(β):旋刀的前面与后面

之间的夹角。旋刀对着木段的一个面是后面（即旋刀的斜面）。

β值的大小，β值一般采用18～23°。为了要旋得优质单板，尽可能减少β值。当其他条件相同，旋切硬、厚单板、节多的木材时，应当采用较大的β值 后角(α)：旋刀的后面与旋刀刀刃处旋切曲线的切线CP之间的夹角。切削角(δ)：切线CP与旋刀前面之间夹角，即旋刀的研磨角和后角之和

为了提高稳定旋切质量和旋刀正常使寿命，采用研磨微楔角的旋刀。其研磨角β可为19°，但其微楔角可为单面或双面，其值约为25～30 °

后角大小的确定：旋切时β值不变。当改变α值时，δ相应改变。α值过大，在单板离开木段的瞬间，单板伸直，原料的弹塑性和外力作用频率是磨浆过程的两个主要因素：

磨浆时的单位压力和浆料浓度，也都直接影响浆料质量和磨浆速度

纤维分离目的:提高纤维比表面积（单位重量的纤维所占反向弯曲变形大，单板背面易产生裂缝；同时刀架易震动，单板成为瓦楞板。α值过小，旋刀后面和木段表面的接触面积增大，产生较大的压力，导致木段劈裂或弯曲，小径级木段更易弯曲，单板厚度不均匀。后角的大小实质：反映了旋刀的后面与木段表面的接触面的大小，表示木段对旋刀支撑力的大小。支撑力小则旋刀在旋切时稳定性能差，将会发生震动。支撑力大，旋刀对木段推力大，使木段弯曲变形，旋切质量变差。

后角大小的变化：为了保证正常的旋切条件，要求α值必须随着木段直径变小而减小。一般在旋切过程中后角的变化范围在1～3 °之间较好；木段直径大时，后角可为3～4 °，直径小时可为1 °。

六、纤维分离的原理。

磨浆理论：磨浆过程中，木片或纤维在磨盘之间受到各种变动载荷作用，这种作用力以很快的速度从零到最大值交替变换着。另外木片或纤维在磨浆条件下的应变性能又与它们本身的弹塑性有很大关系。

纤维分离的速度取决于两个基本因素： 原料受力变形后的弹性恢复速度、对原料的相邻两次作用力的时间间隔

有的总表面积），以增加纤维与纤维之间的结合力。随着比表面积的增加，纤维表面上的游离羟基增加，这是形成纤维间各种结合力（胶化学结合、氢键、木素缩合）的内在条件。

软化目的 :木质原料软化处理目的是将原料进行软化，降低原料的硬度，增加可塑性，使其在人造板原料加工过程中，确保工艺所要求的尺寸、形状和质量以及减少制造能耗。

木段软化处理方法：水煮、水与空气同时加热、蒸汽热处理。

七、纤维、刨花形态对板材性能的影响。

纤维形态：一般长度大，长宽比大，细胞壁薄的纤维具有较好的交织能力

刨花形态：刨花的几何形状(长、宽、厚对其表面积)对刨花板质量有较大影响，其中影响最大的是厚度。一般刨花越薄，板的强度越高，但是过薄的刨花容易碎裂，很难保证刨花板的表面质量和强度要求。刨花的长度对板的强度也有着影响，最适宜的长度取决于刨花本身的强度和刨花之间的接触面积，刨花过长会造成分布和施胶不均。刨花的宽度对表面积和施胶量的影响比长度大，但是比厚度

小。一般来说，薄刨花比厚刨花生产的刨花板静曲强度大，长刨花比短刨花生产的刨花板强度大。

选定刨花的尺寸时，还需要考虑形状系数，形状系数包括长细比，宽细比，长宽比。经验认为长细比为100~200，宽细比大于10，合调制成胶粘剂（Glue）

调胶目的：较快的固化速度以提高生产率；较高的胶合强度和耐水、耐老化性能；较好的可操作性和一定活性期（3~4h）；

胶粘剂调制工艺流程

而长宽比可根据种类与性质而定。这样制得的板子，用胶量少，密度底，强度较高。形状系数小，加压时边部容易溃散，裁边尺寸大，否则，板的边部强度很低。形状系数大，给施胶和成型带来一定困难。

八、影响单板、纤维和刨花干燥的因素

影响单板干燥的因素：a.干燥介质的影响：热空气温度、热空气相对湿度、热空气风速、热空气喷射方式,b.单板本身条件的影响：树种、含水率；单板厚度；

影响纤维和刨花的因素：a.干燥介质参数的影响：介质温度；介质相对湿度；介质流速

b.物料本身条件的影响：树种与初含水率；物料形态c.干燥设备工作状态的影响：输送浓度和充实系数、干燥辊筒安装角度和转速、物料在干燥机内的停留时间

九、单板加工的内容、单板拼接方式

干燥后的单板加工包括单板分选、单板修补和单板胶拼，完成加工后的 单板将被送入单板仓库贮存和调配使用。单板拼接包括单板纵向接长、单板胶拼等内容

十、胶粘剂调制的目的、要求、调胶工艺。166 胶粘剂调制：在树脂(Resin)中加入固化剂或其他添加剂（包括填料、缓冲剂、防水剂、防火剂和防腐剂等），混

调胶操作在混合器中进行。混合器中的搅拌器转速140～150r/m，依次加入各组分，每次搅拌5～10min，加完所有组分后再搅拌15～20min即可。

十一、单板、纤维与刨花施胶类型、优缺点

单板施胶类型：干法施胶：胶膜法：胶料分布均匀，胶合质量好，但胶模成本高，粉状上胶法：均匀散落在大幅面基材表面；液体施胶法：辊筒施胶法：结构简单，便于维护，但工艺性能差，不易控制。淋胶：高效率的施胶方法，挤胶：节省胶料，但胶孔易堵塞，喷胶：效率高，胶损小，但胶量控制较难。

纤维施胶类型：热磨机磨室内胶：混合均匀，但易引起部分胶提前固化；纤维干燥后在拌胶机内施胶：纤维易结团；纤维干燥前在管道内施胶 ：均匀混合，板面不出现胶斑；纤维干燥后对含水率要求较低，工艺易掌握，节省能源，减少干燥过程着火可能性；省去结构复杂的拌胶机。刨花施胶类型：摩擦法：适用于细小刨花的拌胶；涂布法：用施胶辊将胶液涂在刨花表面。适用于高粘度的胶液；喷雾法气流式喷雾头：适合喷胶量较低时使用。操作比较方便，雾化胶滴较小，能处理含有少量固体的液体，但对密封要求较高，否则易污染环境；离心式喷雾头：适合于处

理含较多细小固形物的胶粘剂；压力式喷雾头：该喷头能耗低，生产能力大，能将高粘度胶液雾化，对环境污染小。率；影响板的变形，胶层的分解。

（2）热压压力作用：使板坯中木材-胶层-木材紧密结合，目前生产中广泛采用。

十二、胶合板组坯应注意事项。

目前我国仍以手工组坯为主组坯注意事项：零片施胶后要根据单板吸水后膨胀规律预留缝隙；组坯时芯板与表板纹理应相互垂直，并做到“一边一头齐”；窄芯板要放在板坯中间位置；芯板不应露在外边太长，掌握陈化时间，防止局部胶干

十三、纤维与刨花铺装工艺的主要区别

刨花——铺装工艺要求：铺装均匀稳定；板坯结构对称；分层施胶与铺装。铺装方法：间歇式铺装（将称量好的刨花，一块一块地铺成板坯）、连续铺装（刨花不间断铺撒，形成连续板坯）

纤维——成型工艺要求：板坯密度均匀稳定，厚薄一致，具有一定的密实度，保证足够的厚度和尺寸规格，以满足产品质量要求。根据铺装头的成型原理，铺装机分为机械成型、气流成型、机械气流成型和定向成型等几类。

十四、热压三要素在板坯热压中的作用及其对产品物理力学性能的影响。

热压压力、热压温度和热压时间称为热压工艺三要素。实际热压过程是板坯状态（木材原料、胶粘剂、含水率等）与热压要素综合作用的结果。

（1）温度的作用：使胶粘剂固化，形成胶合强度；增加木材塑性，促使木材密实；蒸发板坯水分，降低板材含水

胶料部分渗入木材细胞中为胶合创造必要的条件。在胶合过程中既有利于浸润，使胶层均匀、致密，也使得被胶合的表面尽量的靠紧，减少了胶合界面上的薄弱点；影响板密度及厚度。

（3）热压时间作用：对刨花板的厚度控制，表面质量，以及胶合的耐久性和预固化；影响板的密度，抗弯强度，和抗拉强度。预固化层

十五、常见人造板产品的热压曲线 1）板坯热压过程时间—温度特性曲线直接影响到加压时间和生产率。

T1（A阶段）：热压板的板坯表层温度迅速上升，芯层温度几乎没有变化。

T2（B阶段）：板坯芯层温度迅速上升。热量以对流的形式由表层向芯层传递，直至芯层水分开始蒸发。

T3（C阶段）：芯层温度缓慢上升。

T4：芯层保持恒温。大量水分开始蒸发，传递至芯层的大部分热量被用于蒸发水分，因而芯层保持恒温。

T5（D阶段）：芯层温度缓慢上升接近热压板温度，直至热压结束。2）压力曲线

T1:板坯送入压机的时间板坯没有受到压力。（受热不受

压）T2：热压板从开始闭合到全部闭合上，板坯仍未受到压力。（受热不受压）T3：上下热压板都压紧板坯后，压力升到工作压力Pmax。（受热受压但压力未达到最大值）T4：压力保持时间（加压间），板坯被压紧，胶粘剂固化。（受热保压，芯层温度升高）

T5：胶粘剂固化后，压力下降到零。（受热受压，大量排湿）

T6：热压板完全张开的时间。（大量排湿）T7：卸板时间。

十六、刨花板的端面密度梯度、形成的原因。

闭合时间T3，对刨花板厚度上密度有影响。在大多数热压条件下，密度形成一个梯度，板坯的表面比较密实，密度较大。图示不同压力和闭合时间对刨花板厚度上密度的影响闭合时间短(初压力高)，表层的密度大，芯层的密度小。由于密度和强度有关系，刨花板 l的抗弯强度高。板3虽然平面抗拉强度增加，但其抗弯强度大大低于板l。

十七、人造板表面预固化层的形成原因避免表面预固化层的措施对于在热压过程中，当板坯在压板尚未闭合时，已受到热的作用，表层物料的水分开始蒸发，部分胶粘剂缩聚固化，形成密度较低的疏松的预固化层。一般采用砂光处理将表面预固化层清除

十八、热压后的人造板进行冷却的目的。

借助冷却处理，可以使上述矛盾得到缓解。钝化板材表芯层的温度梯度和含水率梯度，缓解以至消除板内的残余热压应力，使板材内部的温湿度与所置大气环境的温湿度趋于平衡，最大限度地避免板材翘曲变形。冷却还有利于降低板材的游离甲醛散发量。

十九、降低人造板甲醛散发量的原理和处理方法 ①从胶黏剂入手：1）不用胶或改用其他环保胶替代 2）降低甲醛与尿素摩尔比 3）UF制胶中增加尿素的投料次数 4）加入甲醛捕捉剂 5）适当增加固化剂用量 ②从制板工艺入手：1）适当调整热压工艺参数、温度、压力、时间 2）适当提高板坯含水率

③从后期处理入手：1）尿素溶液喷洒 2）氨处理 3）进行人造板表面装饰（涂料、贴板）

二十、人造板生产过程质量控制的目的。

产品质量是影响一个组织业绩的主要因素，顾客对质量越来越高的期望已成为世界性的趋势，不断改进质量对于获

得和保护良好的经济效益是必要的。

第五篇：自然辩证法思考题及其答案

自然辩证法思考题2013

第一章

马克思主义科学自然观

1.★

如何理解朴素唯物主义自然观、机械唯物主义自然观和辩证唯物主义自然观的辩证关系？P6-P20

2.如何认识机械唯物主义自然观的方法论意义？P10

3.★

如何把握系统自然观、人工自然观和生态自然观对认识人与自然辩证关系的意义和作用？P22

4.如何理解马克思主义自然观形成和发展的价值和意义？

5.如何认识中国马克思主义自然观的理论意义和实践价值？

第二章

马克思主义科学技术观

6.★如何理解18、19世纪科学技术发展与马克思、恩格斯科学技术思想产生的关系？P25

7.怎样认识马克思、恩格斯的科学技术思想在马克思主义理论体系中的重要地位？

8.★马克思、恩格斯和国外学者关于技术本质的分析有何主要差异？

9.如何理解科学技术一体化的特征？

10.为什么说科学发展观表现为继承与创新的统一？

11.★怎样认识技术发展的动力？

第三章

马克思主义科学技术方法论

12.如何理解马克思主义科学技术方法论与科学研究中的具体方法的关系？

13.★如何理解辩证思维渗透在科学研究的全部过程中？

14.★如何把握创造性思维特性？

15.★数学方法的运用对于科学研究是否有创造性的作用？P53

16.注意多学科的交叉与融贯有何方法论意义？

17.★掌握系统科学和复杂性科学的方法对于科学研究有何积极意义？P55、57

18.★观察是否渗透信念？（观察和理论是怎样的关系？）P61

19.★实验有自己独立的生命，是否不需要理论的指导？理论对实验如有指导，是否实验就没有自己独立的生命？P59、60

20.技术构思、技术设计和技术实验三者的关系如何？P62

第四章

马克思主义科学技术社会论

21.★为什么说“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量”？P67

22.★如何看待科学技术对人的异化和对自然的异化？

23.★科学技术的社会体制和组织机构对科学技术的发展有何意义？P75

24.★为什么要对科学技术工作者进行伦理规范？P79

25.如何保障科学技术在社会中健康、持续地运行？（P79）

26.如何理解科学技术文化与人文文化之间的冲突与协调？P83

第五章

中国马克思主义科学技术观与创新型国家

27.★怎样认识毛泽东、邓小平、江泽民、胡锦涛科学技术思想的与时俱进？P96

28.如何理解胡锦涛“大力发展民生科技”的重要思想？P95

29.★为什么说中国马克思主义科学技术观是一个科学、完整的思想理论体系？P100

30.如何理解中国马克思主义科学技术观的理论精髓？

31.中国特色的创新型国家与其他创新型国家有何异同？P103

32.★国家创新体系对中国特色的创新型国家建设有何重要意义？

自然辩证法思考题答案

第一章

马克思主义科学自然观

1、★

如何理解朴素唯物主义自然观、机械唯物主义自然观和辩证唯物主义自然观的辩证关系？P9.12.14

（1）古代朴素自然观以直观性、思辩证和猜测性的方式从整体上把握认识自然界的本原和发展，是马克思主义自然观形成的思想渊源，从某一方面为近代自然科学的发展奠定了理论基础。但是它受到原始宗教和神话的影响，受到当时自然哲学的限制，缺乏科学论证与严密的逻辑体系，为唯心主义的产生提供了借口，最终导致人类认识的分化。

（2）机械唯物主义自然观的核心是自然界绝对不变，虽然在实证科学的基础上继承和坚持了古代朴素唯物主义的思想，为马克思主义自然观的形成奠定了思想基础，并提供了方法论前提。但是不懂得一般与个别、运动和静止等的辩证关系，以一种片面、孤立和静止的方法观察自然界，否定了辩证的思维方法，自然不能把唯物主义坚持到底。

（3）辩证唯物主义自然观克服了以往哲学自然观的缺陷，实现了自然观发展的否定之否定的历程。它主张实践是人有意识、有目的的以客观的态度对自然界的否定性活动，具有革命性、科学性特点的自然观，为促进科学技术的发展提供了理论基础和方法指导。它突破了人类社会和自然界的界限，为自然科学、社会科学和人文科学的融合奠定的理论基础，强调了人与自然界的和谐统一。

2、如何认识机械唯物主义自然观的方法论意义？P10

机械唯物主义自然观摒弃了古代朴素辩证法自然观的直观性、思辨性和猜测性，是巨大的进步，对于近代自然科学和唯物主义哲学的发展有着历史性的贡献。

1．它为马克思主义自然观的形成奠定了唯物主义思想基础。它强调自然界存在的客观性、物质性和发展的规律性，冲破了中世纪神学自然观的羁绊，传承了古代唯物主义自然观的传统。

2．它为马克思主义自然观的形成提供了方法论前提。它培植了求实和崇尚理性的科学精神；注重经验事实、观察、实验和数学推理，以实践作为判定认识标准；它强调通过观察、实验和分析等科学方法分门别类地研究自然界。

【补充参考：但我们也应该看到机械唯物主义的局限性。首先，机械唯物主义具有机械性。即其是以机械的观点去看待自然界和人的，承认自然界事物的机械运动及其因果关系，主张还原论和机械决定论，否认了有机界与无机界、人类社会与自然界之间的性质上的差别；抹杀了物质运动形式的多样性和各种运动形式之间的性质上的差别。其次，机械唯物主义具有形而上学性，其承认世界的物质性和永恒不变性，但却用孤立、片面、静止的观点解释自然界，看不到事物之间的普遍联系与变化发展。最后，机械唯物主义还具有不彻底性，主张“自然界的绝对不变性”、神的“第一推动力”和“合目的”的上帝创造论，并导致了自然观与历史观的割裂，最终陷入唯心主义和神学目的论。】

3、★

如何把握系统自然观、人工自然观和生态自然观对认识人与自然辩证关系的意义和作用？P22

第一，它们都围绕人与自然界关系的主题，丰富和发展了马克思主义自然观的本体论、认识论和方法论；它们都坚持人类与自然界、人工自然界和天然自然界、人与生态系统的辩证统一，都为实现可持续发展和生态文明建设奠定了理论基础。

第二，它们在研究人与自然界的关系方面各有其侧重点：系统自然观为正确认识和处理人与自然的关系提供了新的思维方式；人工自然观突出并反思了人的主体性和创造性；生态自然观站在人类文明的立场，强调了人与自然界的协调和发展。

第三，它们在研究人与自然界的关系方面相互关联：系统自然观通过系统思维方式，为人工自然观和生态自然观提供了方法论基础；人工自然观通过突出人的主体性和实践性，为系统自然观和生态自然观提供了认识论前提；生态自然观通过强调人与自然界的统一性、协调性关系，为系统自然观和人工自然观指明了发展方向和目标。

【补充参考：P17系统自然观的意义，P18人工自然观的意义，P22生态自然观的意义】

4、如何理解马克思主义自然观形成和发展的价值和意义？

马克思主义自然观是具有革命性、科学性、开放性和与时俱进等特点的辩证自然观。其形成的思想渊源包括朴素唯物主义自然观和机械唯物主义自然观；其形成的理论基础和重要标志是辩证唯物主义自然观。

辩证唯物主义自然观是自然观的高级形态，是马克思主义自然观的核心。它无论对于马克思主义学说的完善，对于马克思主义哲学的发展，还是对于自然科学哲学问题的研究、促进科学技术的进步，都具有重要的意义。首先，它的创立，实现了自然观发展史上的革命性变革，标志着人类思维从古代朴素的辩证思维到近代的形而上学思维再复归到辩证思维的否定之否定的过程；第二，它内含否定性、客观性和革命性的规定，是具有革命性、科学性的自然观，为科学技术的发展提供了理论基础和方法指导；第三，为自然科学、社会科学和人文科学的结合奠定了理论基础。

马克思主义自然观的发展主要体现在系统自然观、人工自然观和生态自然观等方面。

系统自然观：1．它丰富和发展了马克思主义自然观中的物质观、运动观和时空观。2．它实现了从认识存在到认识演化、从认识确定性到认识随机性、从认识简单性到认识复杂性、从认识线性到认识非线性的转变，促进了马克思主义自然观在认识论方面的发展。3．它注重研究自然界系统的非稳定性、无序性、多样性、非平衡性和非线性作用等问题，提供了研究自然界系统的性质、结构和功能及其演化方式和机制的一种新的系统思维方式，推动了马克思主义自然观在方法论方面的发展。4.它重视系统演化中实践的作用，从而建立起马克思主义自然观、认识论和方法论与历史观和价值观的联系。

人工自然观：1．它研究人类改造自然的实践活动，关注最能体现人的本质力量对象化的创造领域，超越了以往认识狭义天然自然的范围，拓展了天然自然观的研究领域，丰富和发展了马克思主义自然观。2．它在人与自然界的关系上，克服了近代唯物主义的经验论自然观和唯心主义的思辨论自然观的固有缺陷，实现了唯物论和辩证法、受动性和能动性、自然史和人类史的辩证统一，使得马克思主义自然观成为能动的、实践的自然观和既反映天然自然界又反思人工自然界的科学的自然观。3．它不仅突出人的主体性和创造性，还强调人工自然界和天然自然界的和谐共存，并主张尊重自然和社会规律的理性原则和客观方法，突出了马克思主义自然观的革命性、科学性特征。

生态自然观：1．它倡导系统思维方式，发挥人的主体创造性，强化人与自然界协调发展的生态意识，促进了马克思主义自然观在认识人类与生态系统关系方面的发展。2．它促使人们重新审视和辩证理解“人类中心主义”自然观，正确认识人类与生态系统的关系、人类在实施和实现可持续发展中的地位和作用，成为实现可持续发展和建设生态文明的理论基础。

5、如何认识中国马克思主义自然观的理论意义和实践价值？

马克思主义的自然观是在批判德国古典哲学的基础上产生的，是一种辩证的、实践的自然观，主要内容包括以下三点：

首先，“人化自然”或者“自然的人化”是马克思主义自然观的核心内容。【参考：马克思认为，人把自在自然通过对象化的活动逐步纳入自己的活动范围，这种对象性的活动是通过再生产整个自然界来满足人的物质需要和精神食粮的活动，自然界则成为对象性活动以物质形式存在的产品结果，内容体现为人的本质力量、精神力量。因此，我们所认识的自然界不是简单的除了人之外的纯粹客观的存在、不是原始的自在的自然，而是人本身。】

其次，马克思认为人和自然是相互依赖、相互影响的辩证关系。【参考：人是自然的存在物，人与自然具有高度的一致性。马克思指出：“自然界，就它本身不是人的身体而言，是人的无机的身体。人靠自然界生活。这就是说，自然界是人为了不致死亡而必须与之不断交往的、人的身体。所谓人的肉体生活和精神生活同自然界相联系，也就等于说自然界同自身相联系，因为人是自然界的一部分。”马克思认为人是自然界的一员，而非处于自然之外。人与自然的关系是互利共存的有机整体，而非征服与被征服的关系。】

最后，实践是人和自然相互影响、相互作用的中介。【参考：马克思说：“劳动首先是人和自然之间的过程，是人以自身的活动来引起、调整和控制人和自然之间的物质变换过程。”马克思从二者关系的角度来理解人与自然，就不得不考虑人的活动对自然的影响。马克思在强调实践是人类世界存在和发展的基础的同时，并不否定自然的本原性和优先地位。所谓“自然界的优先地位”不仅仅是指先于人的实践活动而存在的自在自然的优先性，而且也指人的劳动创造的对象世界。它既作为预先存在的外部自然界出现，又作为人们实践活动的物质前提而出现，从而具有优先地位。】

实现人与人、人与自然的和谐是马克思的一贯主张，在建设有中国特色的社会主义道路上，研究和贯彻马克思主义自然观有助于中国现代化建设的顺利进行，为切实开拓人与自然和谐的新型文明道路，贯彻落实科学发展观，实现生产发展、生活富裕、生态良好的和谐社会提供了理论价值和实践指导。

中国马克思主义自然观的理论意义：

马克思主义自然观强调尊重自然，从观念上改变人类对自然的不尊重、对自然规律的违背；强调正确的生存方式，树立科学的发展观，促进人与自然的和谐统一；提高全人类的生态文明意识，加强国际合作，建立和健全生态环境保护的法律、法规。马克思、恩格斯关于人与自然关系的思想，超越了以往一切旧的自然观，实现了唯物论与辩证法的统一、人的活动的内在尺度与外在尺度的统一，为我们正确认识和处理人类社会与自然的关系，解决当今生态问题、建设生态文明提供了重要的思想依据；同时，为我们认识社会主义生态文明建设的规律，解决当今环境问题，构建当代生态文明提供了方法和途径。

中国马克思主义自然观的实践价值：

首先，马克思主义自然观为当代物质文明和精神文明建设提供了良好的文化环境。马克思主义关于人与自然关系的思想要求我们，在物质文明建设方面，要坚持可持续发展，强调经济建设与人口、资源、环境的协调发展；在文化建设方面，要着眼于满足人民群众的精神文化需求，提高人民群众的精神生活质量。其次，马克思在处理人与自然以及人与人关系问题时的基本结论，是我们克服全球性生态危机的行动指南。众所周知，随着全球化运动的蓬勃发展，生态被破坏，环境被严重污染，生态安全受到严重威胁，人类社会正面临着严峻的生态危机，甚至是生存危机。因此，马克思提倡的尊重自然、关注自然的存在价值，摆正人类自己在自然界中的位置的思想为解决生态问题提供了宝贵的行动指南。

第二章

马克思主义科学技术观

1、★如何理解18、19世纪科学技术发展与马克思、恩格斯科学技术思想产生的关系？P25

马克思、恩格斯科学技术思想的基本内容包括：对科学技术的理解，科学的分类，科学技术与哲学的关系，科学技术是生产力，科学技术的生产动因和社会功能，科学技术与社会制度，技术异化。这些是历史的产物，其形成与18、19世纪当时的社会条件、思想理论背景和科学技术发展密切相关。

科学技术基础：18、19世纪自然科学的成就，特别是能量守恒定律和转化定律、细胞学说和生物进化论三大发现使自然科学的发展进入一个新的时期，这些科学实践和科学理论为马克思主义的创立奠定了自然观上的唯物主义基础，即这些科学实践为马克思主义哲学提供了部分认识。三大学说揭示了自然界的联系、发展和矛盾的特点；是马哲的重要认识基础，它对于形成马哲的自然观，紧接着形成历史观和自然观的统一性唯物性有重要意义。

两次科技革命使人类进入工业文明时代，不仅促成马克思主义的诞生，也促进了马克思主义的发展。

马克思、恩格斯在总结18、19世纪科学技术成果的基础上，形成了以辩证唯物主义为理论基础的科学技术思想。

【补充参考：社会条件：西欧各国普遍确立了资本主义制度，资本主义生产方式第一次使自然科学为直接的市场过程服务，科学获得的使命是，成为生产财富的手段，社会对技术的需要把科学推向前进（3）思想背景

：德国古典哲学的唯物主义和辩证法，技术史、工艺史和自然科学史的相关研究成果】

【马克思、恩格斯科技思想的基本内容

（一）对科学技术的理解，科学建立在实践基础之上，是批判宗教和唯心主义的精神武器，是对自然的认识和解释，是一般精神产品。

技术体现人对自然的实践关系，体现人对自然的能动改造（二）科学分类，科学分类就是物质运动形式本身依据其内部所固有的次序的分类和排列。恩格斯将自然科学的研究对象规定为运动着的物体，并将科学分为数学、天文学、物理学、化学、生物学等。（三）科学技术与哲学的关系

科学技术对哲学有推动作用，科学与哲学在研究对象上具有本质上的共同点和内在的一致性（四）科学技术是生产力。社会生产力不仅以物质形态存在，而且以知识形态存在，自然科学就是以知识形态为特征的一般社会生产力。（五）科学技术的生产动因

恩格斯：近代以来科学“以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。”（六）科学技术的社会功能，“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量”（打破宗教神学），科学与技术结合，推动了产业革命、经济结构、社会生产关系都发生全面变革，表现为工艺革命的生产力革命，还实现着生产关系的变革。（七）科学技术与社会制度：1）揭示了新型资产阶级与自然科学的关系2）揭示了资本主义制度下劳动者与科技的关系3）预见了只有在劳动共和国，科学才能起到它真正的作用（八）技术异化

技术异化对自然、社会特别是人类自身所造成的影响，劳动异化学说。】

2.怎样认识马克思、恩格斯的科学技术思想在马克思主义理论体系中的重要地位？

马克思主义科学技术观是基于马克思、恩格斯的科学技术思想，对科学技术及其发展规律的概括和总结，是马克思主义关于科学技术的本体论和认识论。

要从辩证唯物主义和历史唯物主义的基本立场出发，在总体上把握马克思、恩格斯的科学技术思想；马克思主义认为科学是一般生产力，技术是现实生产力；科学是认识世界，技术是改造世界。现代科学和技术形成既有区别又有联系的体系结构。

马克思、恩格斯科学技术思想的历史形成过程，是随着辩证唯物主义和历史唯物主义的创立而逐步发展和完善的。马克思、恩格斯的科学技术思想，不仅是对马克思主义理论的丰富与发展，更有助于指导我们正确分析科学技术及其发展的理论和现实问题。

3.★马克思、恩格斯和国外学者关于技术本质的分析有何主要差异？

1.马克思、恩格斯关于技术本质特征的分析

马克思、恩格斯认为技术在本质上体现了“人对自然的实践关系”，技术是人的本质力量的对象化。第一，劳动资料延长了人的自然的肢体。第二，工艺学在本质上揭示出人对自然的能动关系。第三，技术的发展引起生产关系的变革。

2．国外学者对技术本质特征的研究

欧美技术哲学存在工程学的和人文主义的两种技术研究路向；日本的技术论在技术的本质问题上形成了“方法技能说”、“劳动手段说”、“知识应用说”等观点。这些观点各有特色，但大都表现出对技术理解的单一性。

【我们需要用马克思主义科学技术观进行分析评价。马克思主义认为，技术是人类为满足自身的需要，在实践活动中根据实践经验或科学原理所创造发明的各种手段和方式方法的总和。主要体现在两个方面：一是技术活动，狭义的技术是指人类在利用自然、改造自然的劳动过程中所掌握的方法和手段；广义的技术是指人类改造自然、改造社会和改造人类自身的方法和手段。二是技术成果，包括技术理论、技能技巧、技术工艺与技术产品（物质设备）。

技术在本质上体现了人对自然的实践关系，是人的本质力量的展现，属于直接生产力，是自然性和社会性、物质性和精神性、中立性与价值性、主体性和客体性、跃迁性和累积性的统一。】

4、如何理解科学技术一体化的特征？

科学和技术历来被认为是两个范畴的概念。然而，随着科学技术的发展，科学和技术呈现出了一体化的发展趋势。

1.现代科学的体系结构由学科结构和知识结构组成学科结构由基础科学、技术科学、工程科学构成。知识结构由科学事实、科学概念、科学定律、科学假说、科学理论构成。【现代科学的体系结构表现出现代科学的发展过程，其中学科结构形成立体的架构，知识结构各要素渗透在学科结构相对应的要素之中。基础科学、技术科学、工程科学都是系统化的知识，都会经过一个由科学事实到科学理论的形成过程。】

2.现代技术的体系结构由门类结构和形态结构组成门类结构由实验技术、基本技术和产业技术。形态结构由经验形态的技术、实体形态的技术和知识形态的技术构成。现代技术的体系结构表现出现代技术的发展过程，其中门类结构是立体的架构，形态结构的各要素同样渗透在门类结构相对应的要素之中。实验技术、基本技术和产业技术都包含经验技能、都使用工具机器，都蕴涵了知识。

现代科学技术体系结构的研究表明，科学技术在各自的发展中，不但日益多样化和系统化，而且越来越呈现出科学技术一体化的特征。

【补充参考：科学技术化：在科学活动中包含着大量的技术科学研究、技术发展研究和技术应用研究。科学的技术化是科学实验难度和规模日益增大、所用仪器设备日趋复杂化并且越来越难以用现成的生产技术制造而导致的必然结果。

技术科学化：指技术的创作性活动日益受到科学理论的指导和作用。两重含义：是指已有的技术上升到技术科学，通过相应基础科学的指导，形成系统的技术知识体系，反过来完善和提高已有的技术；有些新型技术领域，其技术一般是根据已有的基础科学成果做出的，即技术进步以科学为先导。

科学技术一体化：科学与技术的相互交叉。在自然科学的知识体系中，技术科学、应用科学的门类日益充实，逐渐向技术延伸；在技术构成的体系中，工程知识的内容日益条理化合系统化，逐渐向科学靠近。在现代自然科学和工程技术之间的大量“中介学科”的涌现，已经使得某些科学与技术的传统界限变得模糊起来。】

5、为什么说科学发展观表现为继承与创新的统一？

在科学技术的发展模式及动力问题上，马克思主义认为，科学发展在纵向上表现为渐进与飞跃的统一，在横向上表现为分化与综合的统一，在总体趋势上表现为继承与创新的统一。

继承是科学技术发展中的量变，它可使科学知识延续、扩大和加深。科学是个开放系统，它在时间上有继承性，在空间上有积累性。只有继承已发现的科学事实、已有理论中的正确东西，科学才能发展、不断完善，继续前进。只有在继承的基础上进一步创新，人类对自然的认识出现新的飞跃，引起科学发展中的质变。创新是继承的必然趋势和目的。

科学发展观是指导发展的，发展问题是科学发展观的中心问题。发展是硬道理，发展是第一要务，发展是贯穿科学发展观的主题。科学发展观的发展中心论，既源于邓小平的发展理论，又是对于邓小平发展理论的超越。邓小平理论作为当代中国的发展理论，既是对毛泽东思想的继承和发展，又是科学发展观的理论基础。

科学发展观在继承邓小平发展理论的基础上，总结我国经济社会发展的实践经验，把邓小平的发展理论推向了一个新阶段。科学发展观突出了发展的机遇说，【它强调指出，21世纪的头20年，是最重要的发展机遇期。抓住机遇，乘势而上，我国就能建设起惠及十几亿人的更高水平的小康社会。科学发展观】强调了发展的关键性，【它认为，只有发展，才能更好地解决前进中的问题；只有把“蛋糕”做大，才可能处理好发展中的相关矛盾。因此，发展是党执政兴国的第一要务。】科学发展观提出了全面发展说，它注重经济、政治、文化、社会四位一体的全面发展。正是在这样的意义上，我们说，科学发展观将邓小平的“发展才是硬道理”论推向了一个新阶段。

【科学发展观之所以“科学”，关键就在于它的主要内容是统筹兼顾，协调发展；它的实质是突出又快又好地发展。实现我国经济社会的又快又好发展，是几代中国共产党人的不懈追求。当年，毛泽东为发展我国的经济和文化，提出了“多快好省”。但由于操之过急，又试图以“大跃进”的方式和“人民公社”的组织形式去实现，结果事与愿违。毛泽东的探索为科学发展观的形成提供了重要历史借鉴。】

【改革开放使中国发展起来。改革开放以来的这20多年，是我国经济社会发展最快、综合国力增强最快和人民生活水平提高最快的时期。这一点谁也不能否认。但发展过程中的粗放性、浪费性、污染性的存在，使发展的不可持续性日益明显地暴露出来。有鉴如此，江泽民同志大声疾呼：“我们不仅要安排好当前的发展，还要为子孙后代着想，决不能吃祖宗饭，断子孙路。”】实践的教训和第三代中央领导集体的智慧，是科学发展观的重要来源。

总结实践经验，科学发展观继承前人又超越前人的地方就在于，它突出了又快又好地发展，丰富了对发展的认识，创新了发展的理念。具体说来，它强调了发展的全面性，【将发展从经济领域扩展到社会的各个领域，从量的扩展发展到质与量的统一，克服了以往某些方面存在的重经济指标、轻社会进步，重物质财富、轻精神财富，重当前利益、轻长远利益的偏差。】它明确指出了发展的协调性，【强调经济、政治、文化、社会建设的各个环节、各个方面要统筹兼顾，相互促进，要求统筹城乡发展，统筹区域发展，统筹经济社会发展，统筹人与自然和谐发展，统筹国内发展和对外开放。】它注重发展的可持续性，【重视经济发展过程中的节约生产、清洁生产、绿色生产，注重经济、政治、文化、社会发展的连续性、持久性，将当前与长远、当代与子孙后代的永续发展辩证地统一起来了。】可见，科学发展观的“科学”就在于，它强调要“按照科学规律来谋划发展大计”；它突出了又快又好、更快更好的发展内涵；它明确将人、地和谐发展、区域和谐发展、人际和谐发展、代际和谐发展切实地提上了发展日程。因此，科学发展观在发展的大思路与发展规划的科学性方面都跃上了一个新台阶。

6、★怎样认识技术发展的动力？

（一）马克思、恩格斯关于技术发展模式及动力的分析。

1、社会需要是技术发展的重要推动力；2、技术体系内部发展的不平衡；3、科学对技术的先导作用

（二）国外关于技术发展模式及动力的研究。

技术自主论：技术自主论认为技术是独立的、自我决定、自我创生、自我推进、自在的或自我扩展力量，如埃吕尔和温纳等人。社会建构论：在技术的发展过程中，社会因素起到了决定性作用，如比克、平齐等人。技术自主论和社会建构论都看到了技术发展的某一方面的动力，忽视或低估了其他方面动力的作用，存在片面性。

（三）技术的发展模式及动力。

马克思主义认为，技术的发展由社会需要、技术目的以及科学进步等多种因素共同推动。

1、社会需求与技术发展水平之间的矛盾是技术发展的基本动力。【任何技术，最早都源于人类的需要。正是为了生存发展的需要，人类起初模仿自然，进而进行创造，发明了各种技术。同时，文化对技术发展具有明显的张力作用。先进的思想文化会推动技术的发展，而落后的思想文化则会制约和阻碍技术的发展，包括影响技术决策、技术研发以及技术成果的产业化各方面。】

2、技术目的和技术手段之间的矛盾是技术发展的直接动力。【技术目的——就是在技术实践过程中在观念上预先建立的技术结果的主观形象，是技术实践的内在要求，影响并贯穿于技术实践的全过程。技术手段——即实现技术目的的中介因素，包括实现技术目的的工具和使用工具的形式。技术目的的提出和实现，必须依赖于与之相匹配的技术手段。技术手段是实现技术目的的中介和保证，它包括为达到技术功能要求所使用的工具以及应用工具的方式。】

3、科学进步是技术发展的重要推动力。【19世纪中期以后，科学走到了技术的前面，成为技术发展的理论向导。科学革命导致技术革命，技术发展对科学进步的依赖程度越来越高，技术已成为科学的应用。尤其是当今社会的发展，日益形成了科学技术一体化的双向互动过程。】

第三章

马克思主义科学技术方法论

1、如何理解马克思主义科学技术方法论与科学研究中的具体方法的关系？

1.马克思主义科学技术方法论与科学研究中的具体方法是辨证的关系。

马克思主义的科学技术方法论是以辩证唯物主义立场、观点为基础，吸取具体科学技术研究中的基本方法，并且对其进行概括和升华的方法论。其核心就是辩证思维，理论要素就是分析与综合相互映照、归纳与演绎相互结合，从抽象到具体的辩证过程，历史与逻辑相互统一。

马克思主义哲学是关于自然、人类社会及人类思维最一般本质和规律的科学，它既是科学的世界观，又是科学的方法论。【马克思主义哲学方法论最根本特征就在于，它承认并坚持客观物质世界、一切事物皆依赖于其自身内部矛盾永远不停止地运动、变化和发展；这种唯物的、辩证的和发展的“根本特征”，在马克思主义哲学之认识论、方法论和世界观上始终是完全统一的。】现代科学的发展自然需要这种科学的哲学方法论的指导。因此，我们应正确认识马克思主义哲学方法论同其他科学方法论的关系。

首先，马克思主义哲学方法论是指导人们认识世界和改造世界的最一般的方法论体系，自然也是具体科学方法论的总纲或指南。【马克思主义哲学方法论是对哲学史优秀成果尤其是对德国古典哲学方法论的批判、继承、改造和发展。马克思主义哲学也正是通过对以往旧哲学的批判改造，实现了哲学方法论的根本变革。】

其次，【具体的方法论包括很多，其中主要有信息方法论，系统方法论和控制方法论等，许多业已形成为“新兴科学”的方法论科学。具体科学方法论是从某一侧面，某一角度探讨自然科学与社会科学共同适用或分别适用的一些方法论，为哲学方法论提供强有力的支持和证明。】具体科学方法论是在哲学方法论指导下，不仅将延伸自然科学领域，也伸向社会科学领域。【它虽不能像哲学方法论那样，从宏观上探讨整个世界的本质和现象，对人类全部实践活动起直接现实性的方法论作用，】但却可以从某一方面、某一个角度或某一层面去探讨世界产生、发展的规律，并利用它具有的概括能力和学科内的普遍适用性，分别应用于相应学科。这也就是它具有的跨学科的特征。

2马克思主义哲学方法论是其他科学方法论的最高层次；两者又具有血肉联系。前者依赖于后者且最终依赖也人类社会实践的发展而发展。

3各门具体科学方法论是马克思主义哲学方法论的运用和深化，后者不能代替前者，前者更不能离开后者。

2、★如何理解辩证思维渗透在科学研究的全部过程中？

科学技术研究，离不开辩证思维。分析与综合、归纳与演绎、从抽象到具体、历史与逻辑的统一，这些辨证思维的形式体现和贯彻在科学家、工程师的具体科学技术研究中。自觉地认识和提升这些辨证思维的形式，对于树立马克思主义科学技术观，深入研究科学技术，建设创新型国家具有重要的意义。

(1)恩格斯说：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。“现代科学研究高度分化和高度综合相统一的时代特征，使辩证思维与科学研究的相互依赖性更加密切。〔1分〕

(2)一方面，辩证思维方法是现代科学思维方法的方法论前提。(2分)首先，辩证思维的基本精神渗透在现代科学研究方法之中，广泛作用于现代科学研究，以致离开辩证思维方法，科学研究就寸步难行;〔1分〕其次，辩证思维方法不仅是实现经验知识向科学理论转化的必要工具，而且已成为沟通跨学科研究的必要桥梁;〔1分〕再次，辩证思维方法为科学创新提供了理论支撑和动力，推动科研工作者以变动和发展的眼光去解决科学认识活动中的新问题，不断开拓创新。〔1分〕

(3)另一方面，现代科学研究方法及其成果丰富和深化了辩证思维方法，从各个方面充实了辩证思维中的世界图景;(2分)现代科学思维以其特有的方式证实和丰富了马克思主义哲学辩证思维的观点，并进一步促使辩证思维方法具体化、精确化。当代科学技术的突飞猛进，使哲学思维和科学思维的相互结合日益重要。我们要在马克思主义哲学的指导下，把辩证思维方法与现代科学思维方法有机地统一起来，更加自觉地运用辩证思维方法指导科学研究。〔1分〕

3、★如何把握创造性思维特性？

创造是科学研究和技术发明最重要的特性之一。创造性思维不是在所有辩证思维和科学研究方法之外的独立的一种思维形式或方法，是能够提出创见的思维，与一般性思维相比，是在思维特征方面不刻板，组合各种思维、灵活调用思维的特性。

创造性思维的特点是思维方向的求异性、思维结构的灵活性、思维进程的飞跃性、思维效果的整体性、思维表达的新颖性等。

【创造性思维是创新人才的智力结构的核心，是社会乃至个人都不可或缺的要素。创造性思维是人类独有的高级心理活动过程，人类所创造的成果，就是创造性思维的外化与物化。】

创新是科学技术研究的不竭动力和灵魂。科学研究和技术发明的创新思维就是思维要素的辩证组合与重新配置。科学技术研究的创新表现为运用规范性的辩证思维形式。科学技术研究的创新具有收敛性与发散性、逻辑性与非逻辑性、抽象性和形象性的对立统一等辩证思维的特征，这些具有对立方向的特性之间保持张力是创造性思维及其方法的典型特征

发散思维特性是创造性思维特性最重要的特点之一，是指从一个目标出发，沿着各种不同途径思考，探求多种答案的思维特性，又称“放射思维”、“求异思维”或“扩散思维”。方法有①智力激励法、②集体启发法、③联想发明法

把握创造性思维特性，要重视思维的收敛与发散，若只重视其中之一是形而上学思维，若两者有机结合则是辩证思维。两者是对立的统一具有互补性，需要在两者之间保持思维的张力，在收敛中注意发散，发散中注意收敛。

创造性思维特别注重逻辑思维与非逻辑思维的统一、抽象思维与形象思维的辩证统一。创造性思维的逻辑性是指其过程中包括演绎、类比推理、归纳等。类比推理（或然推理）在创造性思维的作用很大。创造性思维的非逻辑思维形式主要有：联想、想象、隐喻、灵感、自觉与顿悟等。非逻辑思维开拓思路，逻辑思维整理思路，完成创新的理性建构。在非逻辑思维之前也有逻辑思维（如比较、分类、归纳等），为非逻辑思维做了铺垫准备。

简而言之，创造性思维就是脱离巢臼、开辟新路的思维方式。而这是要经过大量、反复、深入的思考之后，才能豁然开朗、获得顿悟的。要学会和掌握创造性思维方式，人们必须自觉地培养和训练，逐步具备良好的思维功底和思维品质。必须积累丰富的知识、经验和智慧，才能“厚积薄发”。必须敢为人先，勇于实践，不怕失败，善于从失败中学习、汲取营养，才能获得灵感，实现思维的飞跃，不断产生新观点、新办法，创造出新成果。

4、★数学方法的运用对于科学研究是否有创造性的作用？P53

数学方法的运用对于科学研究有创造性的作用。

恩格斯指出，数学：辩证的辅助工具和表现形式。数学方法是一种关注事物的形式和抽象结构的思维和科学方法，它抽象地表达事物的空间关系与数量关系。

一般认为科学研究的方法可分为三大层次即哲学方法、一般方法和具体方法。哲学方法始终处于统帅地位，是方法论的原则。具体方法是某学科某领域的有效手段，而一般方法是最有普遍意义的科研方法。数学方法则是一般方法中的精髓。社会科学引用数学方法，即社会科学数学化的问题便能很好地说明问题。【在人们现实生活中,常把数学方法和定量研究等同起来，人们对“

量”的理解一般是指一定的常量，即从初等数学或算术的狭义上去理解定量研究的量,这实在是一个偏见。】

历史发展到今天,数学这门科学已经具有十分丰富的内容,【特别是现代数学,已经包含数理逻辑、数论、数控、函数论、微分方程、泛涵分析、代数学、拓扑数学、运筹学等,】

社会科学的研究正是在这广阔的范畴里选择数学方法这一工具的。社会科学也是个庞大的学科群,它包括众多的具体学科,【如政治学、经济学、军事学、民族学、宗教学、语言学、文学、艺术学、法学、历史学、教育学、心理学、管理学等等。】这些学科并没有因为社会科学客观地位的确立而静止,相反仍在不断地发展,一方面不断地重新分化出新的具体学科,数学方法无疑是社会科学研究的重要工具,也是社会科学成功的必由之路，对社会科学的发展起到了重要的创造性作用。

数学方法注重抽象、模型化，是我们可以把自然研究对象高度抽象、转化为人工模型，抽象其中因果关系的基本方法。

【（一）数学方程方法让人们理解了在一定条件下，特定生态系统的运行。

（二）数学建模方法是科学家考察和介入自然事物的中介与桥梁；

数学在建模方面具有重要作用，数学模型比实物模型更能够反映事物内在属性的抽象关系。

（三）数学统计方法是人类对事物总体数量、类型及其关系的认识方法。

数学统计方法对于认识事物总体状况、分布状态及其相互关系有重要意义。

（四）数学实验方法是把计算机技术和数学方法结合起来，在计算机上以数学方法设计实现的理想实验。

数学实验方法丰富了实验的概念，扩展了实验的内容。是一种理想化的数学实践。】

5、注意多学科的交叉与融贯有何方法论意义？P53

学科交叉方法，就是两门以上的学科之间在面对同一研究对象时，从不同学科的角度进行对比研究的方法。

跨学科方法就是通过多学科的协作共同解决同一问题的方法。亦称多维融贯方法

多学科的交叉与融贯追求的是片面的深刻之后整体的融合,是单科独立发展与多科学术对话相结合。它通过相互解释与集体研究消除了片面与偏见,吸收了深刻与启发意义,实现了高等教育各个学科观点之间的融合。

多学科的交叉与融贯体现了学术宽容与学术规范,发挥了专家见识与集体智慧。学术研究有多元化的权力,有多学科的观点,对不同学科观点不同学者要有学术宽容。多学科研究方法允许各个学科的富有启发意义的偏见。每位作者可以突出各自领域中在广义的研究方法和观点方面的长处。

6、★掌握系统科学和复杂性科学的方法对于科学研究有何积极意义？P55、57

系统方法是指20世纪40-90年代出现的系统科学所采用的一系列方法的总和，这些方法对于从横断方面抽象认识对象的物质结构、能量流动和信息传递有重要的作用。系统综合把研究、创造和发明对象看作是系统综合整体，并对这一系统综合整体及其要素、层次、结构、功能、联系方式、发展趋势等等进行辩证综合地考察，以取得创造性成果的一种思维方法。

科学研究的思维方式经历了由“还原论“到“整体论“再到“复杂性“的转换,从系统科学到复杂性科学为其它科学研究提供了一种新思路和新方法，使科学研究进入更大的范围、更深的层次。

复杂性方法是一种综合的方法，侧重把定性判断与定量计算、微观分析与宏观分析、还原论与整体论、科学推理与哲学思考结合起来。复杂性思维把事物本身的复杂性特征凸显出来，让人们更加认识到事物发展的复杂性状态和性质，考虑问题的多样性。复杂性思维在更高的层次上体现了当代马克思主义的辩证思维，在科学上以多样性、相关性和整体性为主要特征。

从认识论的角度，系统和复杂性科学对进一步了解混沌理论、分形理论具有认识论和方法论的意义，对于如何认识现实世界具有重要意义。

7、复杂性科学和复杂性科学方法（P57）

兴起于20世纪80年代的复杂性科学(complexity

sciences)，是系统科学发展的新阶段，也是当代科学发展的前沿领域之一。复杂性科学的发展，不仅引发了自然科学界的变革，而且也日益渗透到哲学、人文社会科学领域。

英国著名物理学家霍金称“21世纪将是复杂性科学的世纪”。复杂性科学为什么会赢得如此盛誉，并带给科学研究如此巨大的变革呢?主要是因为复杂性科学在研究方法论上的突破和创新。在某种意义上，甚至可以说复杂性科学带来的首先是一场方法论或者思维方式的变革。【尽管国内外学者已经认识到研究复杂性科学的重要意义，然而要想找出一个能够符合各方研究旨趣的复杂性科学的概念还有困难。虽然目前人们对复杂性科学的认识不尽相同，但是可以肯定的是】“复杂性科学的理论和方法将为人类的发展提供一种新思路、新方法和新途径，具有很好的应用前景”。复杂性思维在更高层次上体现了当代马克思主义的辩证思维，在科学上以多样性、相关性和整体性为主要特征。

【黄欣荣认为尽管复杂性科学流派纷呈、观点多样，但是复杂性科学却具有一些共同的特点（P57）可循：(1)它只能通过研究方法来界定，其度量标尺和框架是非还原的研究方法论。(2)它不是一门具体的学科，而是分散在许多学科中，是学科互涉的。(3)它力图打破传统学科之间互不来往的界限，寻找各学科之间的相互联系、相互合作的统一机制。(4)它力图打破从牛顿力学以来一直统治和主宰世界的线性理论，抛弃还原论适用于所用学科的梦想。(5)它要创立新的理论框架体系或范式，应用新的思维模式来理解自然界带给我们的问题。】

复杂性科学是指以复杂性系统为研究对象，以超越还原论为方法论特征，以揭示和解释复杂系统运行规律为主要任务，以提高人们认识世界、探究世界和改造世界的能力为主要目的的一种“学科互涉”(inter—disciplinary)的新兴科学研究形态。

复杂性方法是在借鉴传统科学方法的基础上，以辩证法为理论取向的一种方法。复杂性方法是一种综合方法，侧重把定性判断与定量计算、微观分析与宏观分析、还原论与整体论、科学推理与哲学思考结合起来。具有自组织性、多样性、融贯性和整体性。

8、★观察是否渗透信念？（观察和理论是怎样的关系？）P61

否。

观察渗透理论。

【信念就其内在产生过程来讲是指人们对基本需要与愿望强烈的坚定不移的思想情感意识，或者就外在表现来说是指人们在行为中对相应目标事物所具有的坚定的评价和行为倾向。】（信念是一种心理动能，其行为上的作用在于通过士气激发人们潜在的精力、体力、智力和其它各种能力，以实现与基本需求和欲望和信仰相应的行为志向。）

观察是主体和客体相互作用的过程，是主体在一定条件下，通过感官从被观察对象那里获得感官映像。科学观察使人们有目的、有计划的感知和描述处于自然状态下的客观事物、获取感性材料的基本手段。它是一种有理性目标的感性活动，不甘于自然状态下的研究对象。

观察和理论的关系问题是科学哲学研究的重要问题。

首先，观察依赖于理论，观察渗透着理论。理论决定了观察的目的和对象。【在科学的研究中，人们都要根据研究的目的选择观察对象和范围。科学观察的目的不外乎是为了作出新的发现或检验已有理论或假说。用观察来检验一个理论，即是看是否能观察到理论所预言的现象。】

第二，观察必须以正确的理论为指导，理论决定了观察到什么。【在观察中如果以反映客观事物本质的理论为指导，将在一定程度上保证观察的客观性；相反，当不完备甚至错误的理论或观点渗透到观察中时，就会导致错误观察。】理论可以纠正一些错误的观察。

第三，任何观察陈述都是用某种理论语言构成的，理论提供了观察语言。

第四，观察陈述也是可错的。一是观察本身可能产生错觉；二是观察依赖了错误的理论。【如何知道一个观察陈述是否正确？还是要依赖于理论。而且检验越严格，要求的理论越多，知识越广泛，并且永远达不到绝对的确实无疑性。任何完全独立于理论的“中立的观察语言”是不存在的，任何观察陈述都不同程度地渗透着理论的因素。所以，】观察陈述并不能像逻辑经验主义者设想的那样，通过观察陈述来给理论提供绝对可靠的基础。

第五，理论以观察为基础和源泉。科学理论和定律的发现来源与观察实验。【科学理论和假说的发展完善离不开观察实验，科学理论或假说也只是相对真理，需要在新的观察实验的基础上进一步发展、完善。】科学理论的检验必须依靠观察实验。

总之，观察和理论是相互联系、相互渗透的。观察和理论的这种关系是由观察的主观性和客观性所决定的。观察的主观性决定了理论必须依赖观察；观察的客观性决定了理论必然依赖观察。观察主观性与客观性的辩证统一决定了观察与理论的辩证统一。

【科学观察又叫观察方法，是人们有目的、有计划地利用自己的感官认识描述各种自然现象。获取经验知识的基本手段。a科学观察不仅是接受信息的过程，同时也是加工信息的过程；b观察陈述是用科学语言表述出来的，语言记载了来自客体的信息，但科学语言总是与特定的科学理论联系起来的；c理论在观察中起着“定向”作用，引导观察者有选择地接受外部信息，又起着“加工改造”作用，帮助观察者理解观察到的究竟是什么。观察渗透理论与观察坚持客观性的要求在本质上是一致的。观察渗透理论与强调观察实验是科学认识过程的基础是不矛盾的。】

9、★实验有自己独立的生命，是否不需要理论的指导？理论对实验如有指导，是否实验就没有自己独立的生命？P59、60

科学实验是科学研究者依据一定的科研目的，用一定的物质手段（科学仪器和设备）在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的基本方法。科学实验不仅提供观察资料，也为理论的发展提供基础和引导。实验是科学介入世界的重要手段和工具。

实验属于实践的一种，根据理论和实践是辩证统一的关系可知，实践是理论的来源、基础、源泉和目的；理论对实践具有反作用，正确的理论可以对实践起积极作用，错误的理论对实践起消极作用。科学实践是检验科学真理的唯一标准。

马克思主义的科学方法论，借助现代科学研究，吸取现代科学哲学发展中积极的成分，提出了观察、特别是实验和理论有双向相互作用的观点；在科学发展中，实验相比理论，实验的实践性更强，因而具有更为基础的地位；实践比理论总是更为积极和活跃，实验的新发现不断推动理论的进步，修正理论，指引理论的发展；同样，理论一旦建立，就规范着实验，为实验的设计提供理论框架和指导，使得实验更具有理性的色彩。

10、技术构思、技术设计和技术实验三者的关系如何？P62

技术构思、技术设计和技术实验三者是人们进行技术认识的基本程序和方法。是技术研究中相互联系、不可分割的有机整体。

技术构思是技术开发过程中对思维中考虑的设计对象进行结构、功能和工艺的构思。方案的构思与设计阶段的程序和方法，其中起关键作用的是创造性思维。技术构思是要寻找在既定的限制条件下满足课题要求的新方案，充分发挥人们的创新能力，讲技术系统硬件的各个部分组成有机统一的整体，从而最大限度地完成既定的技术目的。

技术设计是在产品投产或工程实施之前，提供关于产品制造、工程施工的全部图纸和技术文件，是技术创造链中观念建构的最后一步，在技术开发活动中又十分重要的作用。

技术实验是技术开发过程的第三个阶段，是技术方案通过模型、试验、研制向时间转化的阶段。这是技术方案到相应的技术产品的重要环节，关系到技术产品的质量和水平。

第四章

马克思主义科学技术社会论

1.★为什么说“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量”？P67

答：马克思对科学本质的论述：科学是人对自然界的理论关系和实践关系；科学是一种社会的、精神生产领域的劳动；科学是生产力；科学既是观念财富又是实际财富所以马克思把科学看着“人对自然界的理论关系”，即科学是人对自然的能动认识和反映关系。

“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量”

这个基本思想,是和马克思关于“

科学是生产力”的重要原理密切相联的。只有承认科学是生产力,才能深刻地认识到科学是推动历史前进的革命力量。

1、“劳动生产力是随着科学和技术的不断进步而不断发展的”。科学技术是生产力的“知识的形态”。作为生产力的科学技术提高社会生产力水平，推动人类生产发展。【科学无论作为“渗透”因素或“组织”因素并入生产过程，都会变成直接的、现实的生产力，成为社会生产、社会经济发展的巨大动力。在历史上，从农业社会进入工业社会，从以第一产业农业为主导产业的产业结构进入以第二产业为主导的产业结构，就是由科学技术在工业生产中的大规模应用所引起的。】

2、作为精神力量的科学技术能够促进人类思想的解放，在产业革命基础上推动社会变革，改变社会生产关系，进而改变社会形态。

3、作为人类最终走向自由的科学技术在，能够作为解放的杠杆，增进人类精神生活的丰富性和自我发展能力，以至于实现人的全面自由的发展。【科学技术推动人类精神文明的进步（1）科学技术有力的推动人类认识能力的提高。（2）科学技术还有力的推动着哲学观念的变革和人类思维方式的进步。（3）科学技术推动着社会民主的扩大、文化的繁荣、教育的普及、道德水准的提高以及人类精神生活的现代化。】

科学技术作为第一生产力，是通过劳动者素质的提高、劳动手段的强化和劳动对象范围的扩大实现的。科学技术促进整个生产力系统的优化和发展，导致社会生产体系的结构性调整和演化，成为经济增长的内生变量。

2、★如何看待科学技术对人的异化和对自然的异化？

科技异化实质上是在资本主义制度下劳动异化和人的异化一种必然结果。由于劳动是人的最根本最现实的实践活动，是人及人类社会存在的根本方式，劳动的异化必然带来人的其他社会活动和社会关系的全面异化，科学技术也不例外，因为“宗教、家庭、国家、法、道德、科学、艺术等等，都不过是生产的一些特殊的方式，并且受生产的普遍规律的支配。”因此，科学技术作为劳动亦即人处理自身与自然界关系的社会活动的产物，也必然随着资本主义社会劳动的异化而表现出异化的现象。最根本的是要消灭对科学技术的资本主义利用方式，把现代科学技术从资本主义制度下解放出来。也就是说只有通过无产阶级革命来最终解决资本主义的科技异化问题。当然，在马克思看来，异化的完全克服只有在共产主义社会制度中才能最终实现。

【补充参考：现阶段，要摆脱科技对人的异化，要做到以下几点：第一，建立完善的道德体系；第二，建立合理、公平的社会制度；第三，建立正确的价值导向。

摆脱科技对自然的异化，措施如下：第一，人类要遵循和平、公平、公正，造福于人类共同家园的原则树立科学技术是不应该被用于征服和统治包括生物在内的自然界这一观念；第二，要限制人口过度膨胀，人口过多的压力必将转化为对生态环境的压力；第三，改进工业化发展模式，实现人与自然的和谐发展。】

3.★科学技术的社会体制和组织机构对科学技术的发展有何意义？P75

作为社会建制的科学技术体制是在一定社会价值观念支配下，依据相应的物质设备条件形成的一种旨在规范人类对自然力量进行探索和利用的社会组织制度，旨在支持推动人类对自然的认识和利用。科学技术的社会体制包括：组织领导体制、经济支持制度、法律保障体制、交流与传播体制、人才教育培养制度等。科学技术社会体制化以科学技术的职业化为核心，随着科技发展的脚步不断拓展和丰富着其内涵。

科学技术与其他各种事业密切相关，需要建立相应的组织组织机构以保证科学技术活动的顺利进行。科学技术组织机构随着历史的演化而变化，具有各自的特点和功能，是实现科学技术现代化的组织保证。

科学技术的社会体制化和组织机构对科学技术发展的意义：1、它可以积聚社会上的力量来进行相应的科学研究；2、当代科技活动的结构中基础研究将会有大量的人员参与；3、明确的法律以及管理制度将会更进一步促进科学技术的发展。“科学技术的社会体制”的重点是在它的科研组织的特征上。科学技术的组织机构，当然这里面涉及到新的科学技术的组织形式，比如大科学、后学院科学，产业化科学技术，e-科学几个方面等。

4、★为什么要对科学技术工作者进行伦理规范？P79

科学技术活动与人类其他活动一样，建立在诚信和道德的基础上。现阶段，默顿的科学的精神气质受到挑战，科学技术工作者有失范行为，需要制定相关科研诚信指南和工程师伦理准则加以规范。科学工作者进行科学研究和医学实践，尤其是进行人体实验和动物实验，应该遵循社会伦理、生命伦理、动物伦理等。技术工作者，尤其是工程师，在工程技术活动中，应该遵循一定的职业伦理和社会伦理准则，应该承担对社会、专业、雇主和同事的责任，应该对工程的环境影响负有特别的责任，规范自己的行为，为人类福祉和环境保护服务。

科技是推动社会发展的第一生产力，也是建设物质文明和精神文明的重要社会行为，承担着社会责任和道德责任。从这点来说，在科技活动中遵守伦理规范是社会发展的需要，一切不符合伦理道德的科技活动必将遭到人们的异议、反对，被送上道德法庭甚至受到法律的制裁。

5、如何保障科学技术在社会中健康、持续地运行？（P79）

为了科学技术的健康发展，必须从经济条件、社会环境与国家政策三个方面予以保证。从政策、法规与组织机构，制度化诸方面予以保证，包括建立保障研发活动社会运行的机制，建立保障科学技术发展的决策机构，建立适应市场经济的科学技术体制。

首先，为了保证科学技术的顺利开展，必须制定相关的科学技术发展战略，构建完善的社会保障体系。比如：充满活力的科学技术运行机制，良好的社会政治环境，恰当的科学技术法律体系与奖励模式，充足且结构合理的科研经费投入，高素质的科学技术人才培养教育体系等。必须处理好政府规划与自由探索，自主创新与消化引进，基础研究、应用研究与技术开发，战略性研究与非战略性研究之间的关系等。

其次，科学技术的运行必须与国家综合国力的提高、国家利益的维护以及经济社会健康和谐发展相一致，需要进行恰当的公共政策，需服务于经济社会，以人为本。

第三，科学技术是一把双刃剑，要使其健康、持续的运行，必须对科学技术风险进行深刻的评价，进行正确的公共决策，实施科学技术风险的社会治理。

最后，要保证科学文化与人文文化的协调，需要深刻理解科学的限度，用正确的人文理念指导我们的生活，不仅如此，还必须要用社会先进文化来引领科学技术文化，使科学技术发展和运用为经济社会健康全面发展服务。

6、如何理解科学技术文化与人文文化之间的冲突与协调？P83

科学技术的产生和发展需要一定的社会文化环境，社会文化与科学技术文化紧密相连，并影响科学技术的发展及其应用。

科学文化与社会文化，前者肯定是占据主导地位的，从一种客观现实的角度来看，科学文化对人文文化也存在着一定程度的排挤作用，在这样情况下，我们如何处理这两种文化之间的冲突，是值得我们思考的。

1．要防止科学在生活世界、自然世界对人文的僭越所造成的科学文化与人文文化之间的冲突，深刻理解科学的限度，用正确的人文理念指导我们的生活。

2．必须以社会先进文化来引领科学技术文化，使科学技术发展和应用为经济社会健康全面发展服务。得到广泛提倡的环境科学技术就是为了协调人与自然之间的关系所做的努力，是科学技术文化与人文文化——绿色文化的良性互动产物。

第五章

中国马克思主义科学技术观与创新型国家

1、★怎样认识毛泽东、邓小平、江泽民、胡锦涛科学技术思想的与时俱进？P96

毛泽东、邓小平、江泽民、胡锦涛的科技思想，既一脉相承，又与时俱进。

毛泽东将马克思、恩格斯的科学技术思想与中国具体实践相结合，强调中国社会主义建设要重视科学技术工作，提出了向科学进军的号召，开创了马克思主义科学技术观中国化的理论先河。【参考：P87-P88。毛泽东深知当时所处的国际环境，不可能靠发达国家搞中国的科技事业。1958年6月，他提出：“自力更生为主，争取外援为辅，破除迷信，独立自主地干工业、干农业、干技术革命和文化革命，打倒奴隶思想，埋葬教条主义，认真学习外国的好经验，也一定研究外国的坏经验——引以为戒，这就是我们的路线。”】

邓小平科学技术思想是改革开放新时期，中国共产党领导全国人民向现代科学技术进军和进行社会主义现代化建设的行动纲领，提出“科学技术是第一生产力”的重要思想，为马克思主义科学思想有所发展和创新，为中国马克思主义科学技术观奠定了坚实的理论基础。【参考：P89-P90。】

江泽民继承邓小平科学技术思想的基础上，提出了“科学技术是先进生产力的集中体现和主要标志”，并实施科教兴国战略，全面落实科学技术是第一生产力的思想，为中国马克思主义科学技术观的发展做出了重大贡献。【参考：P91-P92】

胡锦涛全面继承和发展了毛泽东、邓小平、江泽民的科学技术思想，提出了提升自主创新能力和建设创新型国家重要战略，充分反映了中国马克思主义对科学技术发展规律认识的不断深化，逐渐形成了中国马克思主义科学技术观的系统化的理论体系。【参考：P94-P95】

从“向科学进军”到“科技是第一生产力”，从“科教兴国”到“建设创新型国家”；从遭遇西方封锁到改革开放；从独立自主、自力更生到开放引进，再到自主创新，以毛泽东、邓小平、江泽民为核心的党的三代中央领导集体和以胡锦涛为总书记的党中央通过不断的探索和实践，走出了一条中国特色自主创新道路。这是时代的选择，更是历史的传承，它已内化为共产党执政理念的一部分，必将驱动中国通往民族复兴的未来。

2、如何理解胡锦涛“大力发展民生科技”的重要思想？P95

胡锦涛指出：“我们必须坚持以人为本，大力发展与民生相关的科学技术，按照以改善民生为重点加强社会建设的要求，把科技进步和创新与提高人民生活水平和质量、提高人民科学文化素质和健康素质紧密结合起来，着力解决关系民生的重大科技问题，不断强化公共服务、改善民生环境、保障民生安全。”

科学技术的发展和应用要以人为本，促进民生，推动社会的公平、公正，为和谐社会建设服务。这方面包括：大力发展最贴近百姓生活，直接服务于人的科学技术——民生科学技术；改善科学技术与就业之间的矛盾；发挥科学技术在缩小贫富差距、关注弱势群体中的作用等。这既符合马克思主义以人为本的价值取向，也契合当前我国建设和谐社会的理论需求和实践取向。

3、★为什么说中国马克思主义科学技术观是一个科学、完整的思想理论体系？P100

中国马克思主义科学技术观的形成和发展是建立在国内外科学技术发展的实践基础上，并随着科学技术实践的发展而日趋完备的，即是基于实践基础上产生的，另一方面还表现在他是一个完整的科学体系。

毛泽东、邓小平、江泽民、胡锦涛的科学技术思想，是在中国共产党领导我国科学技术事业发展和进行社会主义现代化建设的伟大实践中，逐渐形成、发展和完善的。

中国马克思主义科学技术观是基于马克思、恩格斯的科学技术思想，对当代科学技术及其发展规律的概括和总结，是马克思主义科学技术论的重要组成部分。是中国共产党人集体智慧的结晶，是对毛泽东、邓小平、江泽民、胡锦涛科学技术思想的概括和总结，是他们科学技术思想的理论升华和飞跃，是他们科学技术思想的凝练和精髓。其内涵丰富，涉及了科学技术的功能、目标、机制、战略、人才和方针等重大问题，是一个科学、完整的思想理论体系。

4、如何理解中国马克思主义科学技术观的理论精髓？

中国马克思主义科学技术观概括和总结了毛泽东、邓小平、江泽民、胡锦涛等的科学技术思想，包括科学技术的功能观、战略观、人才观、和谐观和创新观的基本内容，体现出时代性、实践性、科学性、创新性、自主性、人本性等特征，建设中国特色的创新型国家，是中国马克思主义科学技术观的具体体现。中国马克思主义科学技术观，是马克思主义科学技术观与中国具体科学技术实践相结合的产物，是马克思主义科学技术论的重要组成部分。

5、中国特色的创新型国家与其他创新型国家有何异同？P103

创新型国家是指将科技创新作为国家基本战略，大幅度提高科技创新能力，形成日益强大竞争优势的国家。中国特色的创新型国家建设的战略任务是在21世纪国际科技、经济竞争日益强化的背景下提出的，国家创新体系的建设是创新型国家建设的关键。

【创新型国家体现了当代科学技术社会一体化的发展趋势，其特征主要是科学技术进步贡献率高，R&D（研究与开发）投入占GDP（国内生产总值）的比例较高，对外技术依存度较低，自主创新能力较强】

中国特色的创新型国家建设的核心是增强自主创新能力，建设创新型国家的总体战略方针是：自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来。

中国特色的国家创新体系是以政府为主导、充分发挥市场配置资源的基础性作用、各类科学技术创新主体紧密联系和有效互动的社会系统，主要由五部分构成：以企业为主体、产学研结合的技术创新体系，科学研究与高等教育有机结合的知识创新体系，军民结合寓军于民的国防科技创新体系，各具特色和优势的区域创新体系，社会化和网络化的科技中介服务体系。

6、★国家创新体系对中国特色的创新型国家建设有何重要意义？

国家创新体系是以政府为主导、充分发挥市场配置资源的基础性作用、各类科学技术创新主体紧密联系和有效互动的社会系统。

提高自主创新能力是国家发展战略的核心，是提高综合国力的关键，是科学技术的战略基点，是调整产业结构、转变增长方式的中心环节。自主创新是十六字方针的核心，是科技发展的灵魂，是一个民族发展的不竭动力，是支撑国家崛起的筋骨。必须把提高自主创新能力作为科技发展的战略基点，作为提升竞争力的首要选择，作为调整经济结构、转变增长方式的中心环节，贯彻到各个产业、行业和地区贯彻到现代化建设的各个方面。坚持不懈地努力，我国自主创新能力显著增强，科学技术实力显著增强，科学技术对经济社会发展和国家安全的保障能力显著增强，进入创新型国家行列。