高分子材料应用技术(橡胶制品加工与检测专业方向)

第一篇：高分子材料应用技术(橡胶制品加工与检测专业方向)

高分子材料应用技术（橡胶制品加工与检测专业方向）

专业建设工作总结报告

一、专业建设方案与工作目标的执行和完成情况

2006年7月，我院高分子材料应用技术专业被遴选为江苏省高等学校品牌专业建设点后，院、系领导高度重视。我们认真学习了相关高等职业教育相关文件，分析了国内外一些高等院校高分子材料应用技术专业人才培养的成功经验，结合我们在高分子材料应用技术领域的理论认识，以及近30年来专业建设和教学改革实践，通过企业调研、专业指导委员会讨论，我们几拟其稿，最后确定了 “品牌专业”――高分子材料应用技术（橡胶制品加工与检测专业方向）专业建设方案与工作目标。在院、系领导下，其它部门配合下，专业负责人和高分子材料应用技术专业师生共同努力，认真执行“专业建设方案”，目前较好的完成了各项工作目标任务。

二、改革与建设的主要方面及所做的工作(一)改革与建设的主要方面

改革与建设的主要方面由以下几点。1、2、3、4、5、6、优化人才培养方案 师资队伍建设 实验实训基地建设 教材建设

教学研究、课程改革、精品课程建设 科学研究和服务企业

(二)所做的主要工作

1、认真学习、广泛调研、优化人才培养方案

（1）认真学习、广泛调研

为了提高理论水平，我们先后学习了《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高［2006］16号）、《高等职业教育专业设置与课程开发引导》（全国高职高专校长联席会，2006）、《以专业改革与建设践行高职教育科学发展》（马树超，范唯，2009）、《论高等职业教育课程改革的基本策略》（上海职业技

术教育研究所 雷正光 郭杨 2009）等文件、专著和文章十余种，理论知识有较大提高，为专业建设提供了理论支撑。

为了找出与其它院校高分子材料应用技术专业的差距，我们先后走访、调研了四川化工职业技术学院、南京化工职业技术学院、青岛科技大学、北京化工大学等6所开设高分子材料应用技术的院校，学习了他们的先进经验，找出了我们的不足和长处。为了使我们的专业建设紧跟行业与企业的发展，更好地培养企业适用的、深受企业欢迎的高分子材料应用技术（橡胶制品加工与检测专业方向）人才，我们按照“专业建设方案”要求，每年进行两次以上的专业调研，特别在人才培养方案修订、实训中心建设、课程改革等过程中，最先做的工作就是企业调研，我们先后走访了中国橡胶协会、江苏省橡胶协会、徐工轮胎有限公司、徐州汉邦轮胎有限公司、安徽绿源实业集团、无锡二橡胶股份有限公司、常州胜威塑料有限公司、山东永盛橡胶集团责任有限公司、正新橡胶（中国）有限公司、锦湖轮胎（中国）公司、韩泰轮胎（江苏）公司、爱得士鞋业（江苏）有限公司等企业20多个单位企业，广泛与行业和企业领导、专家座谈，认真听取他们对专业建设的意见，调研结束后，认真总结和梳理，并将这些意见和建议作为专业建设的依据。

（2）改革课程体系，优化人才培养方案

根据“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点”（《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》教高［2006］16号）精神，我们必须突破传统的教育思维模式，拓展多渠道、多形式的人才培养模式；我们按照以能力为本位，以就业为导向的原则，建立以能力培养为主线，凸显技能培养，把岗位所需要的知识、能力、技能、素质有机整合，形成模块式专业课程体系。为最大限度地强化高分子材料应用技术专业课程设置与岗位的衔接，我们专门派出老师深入到各个橡胶企业去做深度的调研，与行业领导和工程技术人员进行座谈，了解企业的真实想法，明确橡胶企业对从业人员在知识、能力、技能、素质方面的要求。把企业用工标准与教学培养标准相结合，整合和优化相应的课程，制定以岗位为课程模块的人才培养方案，以满足岗位对人才的需求。

根据高分子应用技术专业培养目标和人才培养模式，从知识、能力和素质

结构的三个方面，设置相关模块，它们各自独立，又互渗透，有机结合，形成交叉网络式的教学体系。设置公共基础模块、专业模块和素质拓展模块。其中专业模块包括：专业基础模块、专业技能模块（与岗位对应的工学结合式模块）、专业技术应用模块（与岗位对应的工学结合式模块）。高分子材料应用技术专业按照这样的课程结构设计相关课程。专业模块为“活模块”，根据社会需求还可选用“活模块”部分的任一“专业模块”进行教学，使得课程形式灵活化。

起草制定的人才培养方案，经过专业指导委员会讨论而定稿。根据行业、企业的发展情况，每年对方案“滚动修改”，并在当年新生教学中执行。2007年－2008年我们承接了教育部高职高专材料类专业教指委的“高分子材料应用技术专业建设规范研究”课题，2008年11月12日教育部材料类教指委主持了结题会议，与会十多所设有高分子材料应用技术专业院校的专家、老师认真审查了我们的材料，对我们的研究给予高度评价，一致同意结题。结题后，我们接受教指委任务，由我院牵头起草制定了全国高职高专高分子材料应用专业建设规范、人才培养方案、课程标准、实训基地建设方案等教学资料，于2009年6月，由教指委主持了审定会，目前即将出版。

2、加强双师素质队伍建设，强化产学研结合，建立一支结构合理、充满活力的教学团队。

我们知道，学校教学质量的提高和各项改革措施的落实，最终要靠教师来具体实现。教师教学思想和学术水平的高低，知识面的深度、广度及治学的作风不仅会影响课堂教学的效果，甚至会影响到学生的未来。只有一批事业心强，教学、科研与动手水平高的双师队伍才能促进专业建设，才能保证人才培养质量，师资队伍建设（特别是年青教师的培养）是我们的工作重点。

师资队伍的建设，除按常规的方式进行外，我们重点采用了“强化产学研结合，加强双师队伍培养”的方法。具体做法是：对中年教师，采用科研开发和企业实践进修为主的培养形式，通过科研工作的开展，不断促进教学水平的提高，实现实际能力与水平的提升；对青年老师，实行导师制，新老教师共同承担科研课题，通过“老带新、新促老”方式，密切了相互协作关系，加快了青年教师的成长；另外，还引进和培养技师型、高级技师型教师，以提高实践教学质量，促进学生高技能能力的形成。

先后选派本专业负责人及骨干教师12人次出国到新加坡、日本、加拿大培训，每年都选派专业老师到企业锻炼，到目前为止，共有46人次去山东永盛橡胶集团、江苏通用科技有限公司、无锡美峰橡胶制品有限公司、无锡二橡胶股份有限公司、徐州汉邦轮胎有限公司、徐轮橡胶有限公司等企业锻炼，部分教师在我院实训中心培训。

通过三年多师资队伍建设，目前基本建立了一支结构合理、充满活力的教学团队，团队人员中有江苏省高校教学名师1人、江苏省先进教育工作者2人，院级名师1人。校内专任教师中有教授2人，副教授、高级工程师10人，高级职称占44.44%，45岁以下年轻老师有博士1人，硕士11人，硕士学位以上比例52.18%。双师比例达到85.18%。另外有校外兼职教师15名，其中8人具有高级职称、占53.3%。超过品牌专业建设实施方案要求，专业教学团队也于2008年被评为江苏省高校优秀教学团队。

3、建设融教学、生产、科研、培训于一体的实习实训基地

根据优化的人才培养方案、人才培养目标和职业技能训练要求，我们在省级实训中心、省级工程中心基础上，利用中央财政拨款和学校的投入，加强校内实验实训基地建设，在实训设备配置上，其水平与企业现有先进设备一致，有些设备仪器还超前于企业；在实训设备仪器数量上满足实际“需求”。同时重点引进仿真实训设备项目。几年来增加了四个实训项目，新上设备仪器三十多台套。

2006年开始，将企业引入实训中心，即实训中心既是实训教学基地，也是生产产品的工厂，使学生在校内就能亲临实际生产现场，感受企业氛围，真刀实枪完成实训项目，还能解决实训经费不足的瓶颈。2007年通过江苏省实训基地建设验收、2008年完成中央财政支持的职业教育实训基地建设项目，2008年4月获得中国石油化工协会颁发的高分子材料示范培训基地称号，2009年5月成为教育部高等职业教育师资培训基地。

在科研和对外服务方面，利用实训中心和省级工程中心平台，承接了三十多项纵横向课题，通过省市级鉴定验收课题近十项，获国家专利十多项。在培训方面，除能满足人才培养方案规定的职业技能培训和职业鉴定工作外，还承接了六批企业职业技能培训与鉴定工作，2009年还完成了全国高分子材料应用技术专

业教师的培训任务。2009年基地生产塑料、橡胶制品品种达到十多个、产值150多万元。校内实训基地已经具备融教学、生产、科研、培训等多项功能于一体。

在校外实训基地建设方面，紧紧依托行业、企业，努力做到资源共享，在原有徐州轮胎有限公司、徐州汉邦轮胎公司等十多个校外实训基地基础上，又与山东永盛橡胶集团责任有限公司、伊若华橡胶(浙江)有限公司、正新橡胶(昆山)有限公司等六家知名橡胶企共建校外实训基地，共享实验、实习设备。二十多家稳定的校外实训基地，充分满足了高分子材料应用技术专业的教学需要。

4、改革教学内容，加强精品课程建设和教材建设，改善教学方法与手段，强化教学质量管理（1）精品课程建设

我们按照学院“关于教学内容改革及精品课程建设的原则意见”要求，我们先进行课程内容改革，课题结题后，再进行精品课程建设。精品课程建设是先进行院内精品课程申报与建设，再生进行省级和国家级精品建设。为了适应新的人才培养方案中的课程体系，自2006年起，有《橡胶配制与塑混炼操作技术》、《橡胶材料与配方》、《橡胶压延挤出操作技术》、《橡胶硫化与性能测试技术》、《橡胶制品工艺》等5门课程进行了教学内容改革，结题后，均开展了精品课程建设。为了保证精品课程建设质量，先后去徐州建筑职业技术学院、南京化学职业技术学院等四所院校学习，聘请有经验的专家来校开展讲座和现场指导等。在课程建设过程中，根据人才培养要求，我们集成、整合、优化已有教学改革成果，重视对学生创新精神、实践能力和创业能力的培养，特别加强了学生动手能力的培养。课程改革取得了较好的成绩，先后有五门课程评为精品课程，其中三项为院级、一项为省级、一项为国家级精品课程。

（2）教材建设

在教材建设上，我们有较好的基础，全国第一套高职高专高分子材料应用技术(橡胶制品加工与检测专业方向)专业的5种专业教材，均为我院教师主编。由于人才培养方案、人才培养目标、课程体系、课程内容的改变，原来的教材已不适用教学需要，对此，我们2006年8月，积极组织老师和企业工程技术人员，对原来的教材进行了修订和编写工作，教育部高职高专材料类专业教指委、高分

子材料专业分委员会非常支持该套教材的修订与编写工作，化工出版社也积极指导，近几年相继出版了由我院高分子材料专业教师主编的专业教材五种，并在全国使用。其中有三种被教育部教学指导委员会评为国家级“十一五”规划教材。（3）改进教学方法与手段

我们根据“教学做一体化”的教育理念，进行了“边讲边练” “教、学、评、训”、“工学结合”等教学方法的改进。这些教学模式是针对“四大技术训练模块”、“五大技能操作模块”进行的教学方法改革。对毕业设计等设计和专题类实践环节教学我们均紧密结合实际，进行“实用型”、“应用型”等教学模式。“边讲边练”教学方法是在专业模块教学中进行的，而专业模块的教学是按周集中进行教学，每周约20－24学时。教学中把每个模块分成多个小专题，讲授后，学生马上练习；在巩固前一专题后，再进行下一专题的讲授与训练，有时第一节课是讲授，第二节就让学生做练习；有时讲20分钟后，就把学生带到实训现场动手操作，操作后再回到教室进行讲授总结，学生熟练后，即进入实训中心的生产车间“顶岗操作”，实行“工学结合”教学方式等。将理论与实践密切结合起来，将实训与实际生产结合起来，激发了学生学习兴趣，教学效果明显提高。

“教、学、评、训”教学方法：该教学方法主要在“五大技能操作模块”课程中的采用，教学场地为实训基地。教：指教师使用多媒体在实训中心的三楼专业教室讲授实验、操作原理，设备仪器结构，用动画或录象讲授各操作步骤与方法。学：学生在专业教室学习教师讲授内容。评：指教师讲授结束，学生掌握原理、结构、操作步骤和方法、注意事项等知识后，选几位学生（根据操作要求，如炼胶操作，为2人等），去一楼的生产实训中心或二楼的检测中心，在实验教师指导下现场操作，其他学生在三楼的专业教室，通过闭路系统，在投影上观看现场的操作，并记录各步骤正确与否；现场的学生操作结束后，教室的学生在教师组织下对现场操作的各步骤正确与否给出评价；可以选不同成绩的学生分几次现场操作与评价，学生全部掌握操作后，本教学过程结束。训：指学生已经掌握操作技术后，再去生产实训设备现场操作实训。

“工学结合”、“顶岗操作”教学模式除在校内实训中心的生产车间进行外，从2007年开始与无锡橡胶二厂等企业协作，在部分班级开展“1+0.5+1+0.5”和

“2+1”的教学模式。“1+1+1”指第二年在企业“工”，第一、三年在学校“学”；“2+1”指三年级在企业“工”，一、二年级在校“学”。集中、长时间式的“工学结合”、“顶岗操作”，企业便于安排，学校便于管理，学生能能学到真东西、还能得到一定“工资”等，能较早进入“企业人”状态。学生高兴，企业欢迎。

毕业（专题）设计教学环节是紧紧围绕企业的实际进行的，均是与企业生产实际相结合的课题，指导教师既有学院教师，也有企业工程技术人员。由于大部分学生从事的毕业课题就是将要就业的单位希望解决的问题，他们都想在正式进入工厂前，为企业解决问题，超前做出贡献，所以学生的热情高、干劲足，成效显著，先后有12位获得院级优秀毕业设计优秀奖、5位获省级优秀毕业设计一等奖、二等奖和三等奖。（4）强化教学质量管理

建立了由督导部门、教学实施部门和学生三个方面共同参与的教学质量评价体系，该体系由学生评价、督导评价、教学管理评价及教学效果评价等四个模块构成。教学质量控制和评估更加科学、合理。

5、产学研结合，服务企业

产学研结合、专职教师与兼职教师相结合是本专业的特色之一。本专业先后建立了徐工轮胎公司、徐州华辰胶带公司、无锡二橡胶公司等实训基地。这些实训基地是我们教学的重要基地，是完成实践教学环节，培养学生实际应用能力不可少的社会资源。教师要教好课，不仅要有厚实的专业底蕴，强烈的事业心，还要有较强的科研能力和科研实践。实践证明，具有一定科研实践水平的老师，其讲课很少是照本宣科式的单纯传授与灌输。教师通过教研及科研工作，将研究成果带进了课堂，丰富了教学内容，将大大调动学生学习的兴趣，拉近理论知识与实际应用的距离，促进了专业建设，同时也能为企业做出贡献。

我们制定了科研的奖励制度，鼓励支持教师围绕企业中的问题开展科研工作，如丛后罗老师带领岳丹等同学完成的“植物秸秆、废旧橡胶复合材料的研究”为盐城恒泰橡胶制品有限公司年创造效益500多万元，朱信明、翁国文等老师为徐州天源橡胶有限公司开展的“高强力再生胶生产技术研究”已经达到国内领先水平等，翁国文老师与徐州华辰胶带有限公司合作研制的“耐热输送带的研制项目”也给企业带来了良好的社会效益和经济效益。几年来完成了与地方企业横向

课题20余项，发表科研论文56篇，为企业创造了良好效益，又密切了校企关系，从而推动了专业建设发展。

6、建立全面素质质量观，强化知识、能力、素质的综合培养

在进行课程体系改革中，我们把高分子材料应用技术专业的知识、能力、素质的要求作为有机的整体来统筹考虑。

我们根据高分子材料应用技术专业特点，努力从几方面来考虑学生的知识、能力、素质的培养：首先，在传授知识时努力贯穿辩证发展的观点。即我们要求教师在传授知识时除了必须从一个局部(分模块)到一个局部(分模块)进行分析外，还要注意引导学生形成综合的总体规律性的认识。这样，可以启发学生观察和分析问题的能力。其次，通过课内、课外加强对学生进行综合培养。除了强调课堂的教学效果和教学质量以外，我们努力在课内外的各种活动中营造一种环境，形成一种氛围，使学生的才能在锻炼和养育中逐步形成。例如，通过开放实验室、科研兴趣小组、开设第二课堂，利用课外时间，引导学生学习一些高分子材料应用技术方面的实用技术，安排并指导一些学生参加科研项目的研制与开发工作，锻炼学生运用现代高分子材料应用技术分析问题、动手解决问题、实践创新的能力和产品开发应用的能力。除业务能力外，注意加强思想政治素质、文化素质、身体心理素质的教育，适当安排有关社会公德、责任、风险、专利等的教学内容，培养学生的综合素质和社会责任感。

三、经费投入及使用情况

1、经费投入情况

建设期内学校累计向高分子材料应用技术专业投入的建设经费：467万元，同时中央财政支持300万元，自2006年按生均教学经费逐年增加，分别为：2006年，2820元/生；2007年，3080元/生； 2008年，3180元/生。

2、经费使用情况

实训基地建设及仪器设备维护319万元 实验实训材料经费：32万元 学术交流及培训差旅费：26万元 精品课程建设经费；17万元 教研与科研经费：20万元

学生活动及招生就业经费：53万元

四、取得的进展和成效

1、教学改革成效显著，教学质量稳步提高

三年多来，教学改革成效显著，教学质量有所提高，高分子材料应用技术专业的教师共承担院级教改项目6项，省部级3项，共发表教改学术论文30篇，科研论文56篇。其中，《高分子材料应用技术专业人才培养模式研究》获学院一等奖、《高分子材料应用技术专业建设规范研究》荣获2009年教育部材料类教指委一等奖，《高分子材料应用技术专业实训基地建设规范研究》同时获得一等奖，本专业老师指导的毕业设计屡获省级本专科优秀毕业论文奖。

2、实训基地建设成效显著，实验实训条件国内领先

实训基地建设取得丰硕成果 2007年高分子材料应用技术实训基地通过了省级实训基地验收，2007年12月获得了中央财政支持的职业教育实训基地建设资助项目，2008年底已全部建设完成。2008年4月获得中国石油化工协会颁发的高分子材料示范培训基地奖，2009年5月获得教育部高职高专高分子材料师资培训基地称号。

3、形成了一支年龄和知识结构合理、综合素质较高的教学团队

三年来先后有1位老师被评为江苏省教学名师、两位老师被评为江苏省先进教育工作者，1位老师被评为院级名师。27位校内专任教师中有教授2人，副教授、高级工程师10人，高级职称占44.44%，45岁以下年轻老师有博士生1人，硕士11人，硕士学位以上比例达到52.18%。我们利用假期和课余时间针对性的对教师进行培训和企业锻炼，提高了教师队伍的综合素质，本专业双师比例达到85.18%。另外有校外兼职教师15名，其中8人具有高级职称占53.3%，本专业教学团队2008年被评为江苏省优秀教学团队。

4、教材建设取得突出成绩

2006年来，我院高分子材料应用技术专业老师先后主编出版了11种专业教材，先后有3本教材被评为国家级“十一五”规划教材，有4本教材被评为教育部高职高专“十一五”规划教材，并相继出版发行，本专业核心课程的所有教材都由本专业的骨干老师主编，同时还编写了6本工人培训教材。有4本教材获得院级

教学成果奖。

5、课程建设成绩突出，精品课程建设取得突破进展

06年来先后有5门课程获得学院精品课程立项、3门课程获得院级精品课程称号、1门课程获得江苏省精品课程称号、1门课程获得国家级精品课程称号。

6、学生规模扩大，就业率不断提高

高分子材料应用技术专业在校生由2006年的576人，增长到2009年的746人。就业率一直保持100%，对口就业率达到93.4%以上。

五、本专业的特色优势

本专业开办有30多年历史，在长期办学过程中积淀形成的本专业特有的,优于国内、省内其他学校同类专业的优势，可体现在以下方面：

1、办学理念：在办学过程中，以培养橡胶专业方向学生的实践和技术能力及综合素质为重点，以就业为导向、满足橡胶企业用人要求为落脚点的办学理念。2、3、4、培养模式：采用工学结合、项岗实习的人才培养模式； 课程体系：采用与橡胶企业岗位对应的“模块式课程体系；

教学方法：实行“教学做一体化”、“讲、学、评、训”贯穿于项目化引导基于工作过程导向的教学方法；

5、6、教学管理：建立运行了督导、教学和学生三方参与的教学质量评价体系； 专业建设：成果多、凸显品牌优势：

（1）省级优秀教学团队，（2）省级和院级教学名师，（3）国家精品课程，（4）国家示范实训基地，教育部高职高专高分子材料师资培训基地，（5）全国使用的、高分子材料应用技术专业课教材全为我们主编，（6）教育部高职高专教学指导委员下达的、我们起草的、全国高分子材料应用技术专业建设规范、人才培养方案、课程标准等教学资料即将出版，（7）学生就业率一直保持100%等。

六、存在的问题及改进措施等

与国外高分子材料应用技术专业方面的交流较少。今后要加强与国外先进的、高

分子材料领域的单位、专家交流协作，把我院高分子材料应用技术专业建成国内一流、国际知名的品牌专业。

2009-10-26

第二篇：关于光伏材料加工与应用技术就业前景

关于光伏材料加工与应用技术就业前景

篇一：光伏材料加工与应用技术专业毕业论文-太阳能利用前景

学生毕业设计（论文）

题 目 学 院光伏工程学院

专 业 光伏材料加工与应用技术

班 级

姓 名

学 指导教师

完成日期

目录

在这个能源短缺的时代，太阳能取之不尽，清洁安全，是理想的可再生能源太阳能光伏发电的发展潜力巨大。本文介绍太阳能的发展前景和和所面临的困难，并对太阳能技发的发展提出了一建议。

关 键 词: 太阳能 , 光伏发电 , 太阳能电池

引言

当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔 我国太阳能的利用状况与前景

2.1 光伏发电状况

历史与发展我国于 1958年开始研制太 阳能电池 ,1959年第一个 有使用价值的太阳能电池诞生 ,在1971年发射 的第 二颗人造卫星上首次应用太阳能电池;1979年开始生产单 晶硅电池;到2O世纪 8O年代 后期引进了国外的太 阳能电池生产线 和生产技术 ,太阳能电池 生产 能力达到4.5MW ,我国太阳能电池制造产业初 步形成.20世纪 90年代是我 国光伏 发电技术和产业快 速发展 的时期 ,光伏发 电逐渐应用到通信、农村偏远地 区发电、气象、交通等多个领域 ,太 阳能电池使用也 以每年 20% 的速率增 长.我国光伏系统组件生产能力逐年增强 ,成本不断降低 ,市场不断扩大 ,装机 容量也不断增加 ,2006年累计装机容量达 35MW,约占世界份额的 3% 太阳能光伏发电产业是20世纪80年代以来世界上增长最快的高新技术产业之一.近20年来，我国光伏产业的发展已初具规模，但在总体水平上我国同国外相比还有很大差距，表现为：

1．生产规模小。我国太阳电池制造厂的生产能力约为0.5～1兆瓦/年，比国外生产规模低一个多数量级。

2．技术水平较低。电池效率、封装水平同国外存在一定差距。

3．专用原材料国产化经过“八五”攻关取得一定成果，但性能有待进一步改进，部分材料仍采用进口品。

4．成本高。目前我国电池组件成本约30元/瓦，平均售价42元/瓦，成本和售价都高于国外产品。

5．市场培育和发展迟缓，缺乏市场培育和开拓的支持政策、措施。

2.2 光伏发电的前景

传统的燃料能源正在一天天减少,与此同时全球还有约20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,人们把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。

其中太阳能以其独有的优势成为人们关注的焦点。丰富的太阳辐射能，是取之不尽用之不竭、无污染、廉价的能源。太阳能每秒钟到达地球的能量高达80万千瓦，如果把地球表面0.1％的太阳能转为电能，转变率为5％，那么每年发电量可达5.6×1012千瓦时，相当于目前全世界能耗的40倍。将光能转变为电能的光伏技术是一项非常重要的技术，它能够实现人类向可持续的全球能源系统转变。相对而言，目前这项技术的发展还处在初期阶段，到2030年之后将会有很稳定和很高的增率，会成为可行的电力供应者。

随着科技发展，预计2030年以后发电成本会继续降低。所有技术如晶体硅、薄膜以及一些新概念将会在市场上大量涌现。如果新概念得以成功实施，模块的转换效率将进一步提高。最终，光伏模块的能源转换率将达到30％—50％，从而使太阳辐射能可以高效地使用。安装在阳光充足地区的一平方米最高效的光伏模块每年将发电1000千瓦时。到2030年，光伏系统组件将发展成建筑物通用的部件，可以实现大规模的标准化的具体应用，几乎所有新建筑都将安装光伏阵列，把光能转化为电能。

未来几十年，传统能源仍将是主要的能源，但可再生能源的使用在不断增加，将发挥重要作用。光伏发电、风能、生物质能、太阳能、水电和地热能将以补充的形式配合供应需求。由于光伏发电具有节约成本的优势，它被认为是太阳光照充分时期供应电力的首选。

欧盟希望能够在2010年安装3GW（百万千瓦）的光伏发电装置，在2030年安装的光伏发电装置可能增加到200GW左右，全世界可能会达到1000GW，占世界发电总量的4％。到2030年，光伏发电将会在发展中国家的乡村大规模普及，为1亿多个家庭供电，这将对今天尚不能用上电的17亿人口中的5亿人的生活产生积极影响。

为促进我国可再生能源和新能源技术及相关产业的发展，根据国家可再生能源中长期发展规划，国家发展和改革委员会决定在2005～2007年期间，实施可再生能源和新能源高技术产业化专项。其中太阳能光伏发电、太阳能电池用硅锭/硅片以及高效低成本太阳能电池组件及系统控制部件的产业化成为可再生能源和新能源高技术产业化专项支持的重点领域之一。太阳能是洁净无污染的巨大能源，最大限度地开发利用太阳能将是人类新能源利用方面的科技发展方向。近年来，由于世界能源的日趋紧张和光伏技术的不断发展，廉价的非晶硅太阳电池的生产技术已经成熟。大规模的光伏发电，可解决广大中西部无电地区居民的能源问题。专家预测，若光伏电池与城市和农村的建筑相结合，实行光伏并网发电，不但达到绿色环保的目的，而且会逐步改变我国传统能源结构，对克服我国能源紧张、改善生态环境及人体健康具有重大意义。

非晶硅太阳电池的发展趋势

非晶硅太阳电池无论在学术上还是在产业上都已取得巨大的成功。金世界的生产能力超过50兆瓦。处于高校术档次的约占一半。最大的生产线规模为年产10mw组件。这种大规模高档次生产线满负荷正常运转的生产成本已低达

1.1美元／峰瓦左右。据预测，若太阳电池成本低于每峰瓦，美元，寿命20年以上，发电系统成本低于每峰瓦2美元，则光伏发电电力将可与常规电力竞争。与其它品种太阳电池相比，非晶硅太阳电池更接近这一理想的目标。非晶硅大阳电池目前虽不能与常规电力竞争，但在许多特别的条件下，它不仅可以作为功率发电使用，而且具有比较明显的优势，比如说，依托于建筑物的屋顶电站，由于它不占地乱免除占地的开支，发电成本较低。作为联网电站，不需要储能装备，太阳电池在发电成本中有最大比重，太阳电池低成本就会带来电力低成本。

目前世界上非晶硅太阳电池总销售量不到其生产能力的一半。应用上除了少数较大规模的试验电站外仍然以小型电源和室内弱光电源为主。尽管晶体硅太阳电池生产成本是a-si电池的两倍，但功率发电市场仍以晶体硅电池为主。这说明光伏发电市场尚未真正成熟。另一方面，非晶硅太阳电池必须跨过一个“门槛”才能进入大光伏市场，一旦跨过“门槛”，市场需求将带动产业规模扩大，而规模越大生产成本越低。要突破“门槛”，一方面须加强市场开拓力度，加强营销措施；另一方面政府应给予用户以适当补贴鼓励，刺激市场的扩大。许多发达国家正在推行的诸如“百万屋顶计划”这类光伏应用项目，就是这种努力的具体体现。

非晶硅太阳电池一方面面临高性能的晶体硅电池防低成本努力的挑战，一方面又面临谦价的其它薄膜太阳电池日益成熟的产业化技术的挑战。如欲获得更大的发展，以便在未来的光伏能源中占据突出的位置，除了应努力开拓市场，将现有技术档次的产品推向大规模功率发电应用外，还应进一步发扬它对晶体硅电池在成本价格上的优势和对其它薄膜太阳电池枝术更成熟的优势，在克服自身弱点上下功夫。进一步提高组件产品的稳定效率，延长产品使用寿命。比较具体的努力方向如下：

（1）加强a-si基础材料亚稳特性及其克服办法的研究，达到基本上消除薄膜硅太阳电池性能的光致衰退。

（2）加强晶化薄膜硅材料制备技术探索和研究，使未来的薄膜砍太阳电池产品既具备a-si薄膜太阳电池低成本的优势，又具备晶体硅太阳电池长寿、高效和高稳定的优势。

（3）加强带有a-si合金薄膜成分或者具有a-si廉价特色的混合叠层电池的研究，把a-si太阳电池的优点与其它太阳电池的优点嫁接起来。

（4）选择最娃的新枚术途径，不夫时机地进行产业化技术开发。在更高的技术水平上实现更大规模的太阳电池产业化和市场商品化。迎接光伏能源时代的到来。

篇二：光伏材料加工与应用技术毕业论文

多晶硅的制备方法

摘要：低压化学气相沉积、固相晶化、准分子激光晶化、快速热退火、金属诱导晶化、等离子体增强化学反应气相沉积等是目前用于制备多晶硅薄膜的几种主要方法。它们具有各自不同的制备原理、晶化机理、及其优缺点。

关键词：氢化非晶硅 多晶硅 晶化

The preparation methods of polycrystalline silicon film

Abstract: At present，The preparation methods of polycrystalline silicon film，including Low pressure Chemical Vapor Deposition、Solide Phase Crystallization、Excimer Laser Annealing、Rapid Thermal Annealing、Metal Induced Crystallization、plasma enhanced chemical vapor deposition，are being developed.we review typical preparation methods of

polycrystalline silicon film、Crystallization Mechanism、their Advantage and Disadvantage.Keywords: a-Si:Ｈ,Polycrystalline silicon, Crystallization 前言

多晶硅薄膜同时具有单晶硅材料的高迁移率及非晶硅材料的可大面积、低制备的优点。因此，对于多晶硅薄膜材料的研究越来越引起人们的关注，多晶硅薄膜的制备工艺可分为两大类：一类是高温工艺，制备过程中温度高于600℃,衬底使用昂贵的石英，但制备工艺较简单。另一类是低温工艺，整个加工工艺温度低于600℃，可用廉价玻璃作衬底，因此可以大面积制作，但是制备工艺较复杂。目前制备多晶硅薄膜的方法主要有如下几种：

低压化学气相沉积（LPCVD）

这是一种直接生成多晶硅的方法。LPCVD是集成电路中所用多晶硅薄膜的制备中普遍采用的标准方法，具有生长速度快，成膜致密、均匀，装片容量大等特点。多晶硅薄膜可采用硅烷气体通过LPCVD法直接沉积在衬底上，典型的沉积参数是：硅烷压力为13.3～26.6Pa，沉积温度Td=580～630℃，生长速率5～

10nm/min。由于沉积温度较高，如普通玻璃的软化温度处于500～600℃，则不能采用廉价的普通玻璃而必须使用昂贵的石英作衬底。LPCVD法生长的多晶硅薄膜，晶粒具有择优取向，形貌呈“V”字形，内含高密度的微挛晶缺陷，且

晶粒尺寸小，载流子迁移率不够大而使其在器件应用方面受到一定限制。虽然减少硅烷压力有助于增大晶粒尺寸，但往往伴随着表面粗糙度的增加，对载流子的迁移率与器件的电学稳定性产生不利影响。固相晶化(SPC)

所谓固相晶化，是指非晶固体发生晶化的温度低于其熔融后结晶的温度。这是一种间接生成多晶硅的方法，先以硅烷气体作为原材料，用LPCVD方法在550℃左右沉积a-Si:H薄膜，然后将薄膜在600℃以上的高温下使其熔化，再在温度稍低的时候出现晶核，随着温度的降低熔融的硅在晶核上继续晶化而使晶粒增大转化为多晶硅薄膜。使用这种方法，多晶硅薄膜的晶粒大小依赖于薄膜的厚度和结晶温度。退火温度是影响晶化效果的重要因素，在700℃以下的退火温度范围内，温度越低，成核速率越低，退火时间相等时所能得到的晶粒尺寸越大；而在700℃以上，由于此时晶界移动引起了晶粒的相互吞并，使得在此温度范围内，晶粒尺寸随温度的升高而增大。经大量研究表明，利用该方法制得的多晶硅晶粒尺寸还与初始薄膜样品的无序程度密切相关，T.Aoyama等人对初始材料的沉积条件对固相晶化的影响进行了研究，发现初始材料越无序，固相晶化过程中成核速率越低，晶粒尺寸越大。由于在结晶过程中晶核的形成是自发的，因此，SPC多晶硅薄膜晶粒的晶面取向是随机的。相邻晶粒晶面取向不同将形成较高的势垒，需要进行氢化处理来提高SPC多晶硅的性能。这种技术的优点是能制备大面积的薄膜, 晶粒尺寸大于直接沉积的多晶硅。可进行原位掺杂，成本低，工艺简单，易于形成生产线。由于SPC是在非晶硅熔融温度下结晶，属于高温晶化过程，温度高于600℃，通常需要1100 ℃左右，退火时间长达10个小时以上，不适用于玻璃基底，基底材料采用石英或单晶硅，用于制作小尺寸器件，如液晶光阀、摄像机取景器等。

准分子激光晶化(ELA)

激光晶化相对于固相晶化制备多晶硅来说更为理想，其利用瞬间激光脉冲产生的高能量入射到非晶硅薄膜表面，仅在薄膜表层100nm厚的深度产生热能效应，使a-Si薄膜在瞬间达到1000℃左右，从而实现a-Si向p-Si的转变。在此过程中，激光脉冲的瞬间(15～50ns)能量被a-Si薄膜吸收并转化为相变能，因此，不会有过多的热能传导到薄膜衬底，合理选择激光的波长和功率，使用激光加热就能够使a-Si薄膜达到熔化的温度且保证基片的温度低于450℃，可以采用玻璃基板作为衬底，既实现了p-Si薄膜的制备，又能满足LCD及OEL对透明衬底的要求。其主要优点为脉冲宽度短(15～50ns)，衬底发热小。通过选择还可获得混合晶化，即多晶硅和非晶硅的混合体。准分子激光退火晶化的机理：激光辐射到a-Si的表面，使其表面在温度到达熔点时即达到了晶化域值能量密度Ec。a-Si在激光辐射下吸收能量，激发了不平衡的－空穴对，增加了自由电子的导电能量，热电子－空穴对在热化时间内用无辐射复合的途径将自己的能量传给晶格，导致近表层极其迅速的升温，由于非晶硅材料具有大量的隙态和深能级，无辐射跃迁是主要的复合过程，因而具有较高的光热转换效率，若激光的能量密度

达到域值能量密度Ec时，即半导体加热至熔点温度，薄膜的表面会熔化，熔化的前沿会以约10m/s的速度深入材料内部，经过激光照射，薄膜形成一定深度的融层，停止照射后，融层开始以108-1010K/s的速度冷却，而固相和液相之间的界面将以1-2m/s的速度回到表面，冷却之后薄膜晶化为多晶，随着激光能量密度的增大，晶粒的尺寸增大，当非晶薄膜完全熔化时，薄膜晶化为微晶或多晶，若激光能量密度小于域值能量密度Ec，即所吸收的能量不足以使表面温度升至熔点,则薄膜不发生晶化。一般情况下,能量密度增大，晶粒增大，薄膜的迁移率相应增大，当Si膜接近全部熔化时，晶粒最大。但能量受激光器的限制，不能无限增大，太大的能量密度反而令迁移率下降。激光波长对晶化效果影响也很大，波长越长，激光能量注入Si膜越深，晶化效果越好。ELA法制备的多晶硅薄膜晶粒大、空间选择性好，掺杂效率高、晶内缺陷少、电学特性好、迁移率高达到400cm2/v.s，是目前综合性能最好的低温多晶硅薄膜。工艺成熟度高，已有大型的生产线设备，但它也有自身的缺点，晶粒尺寸对激光功率敏感，大面积均匀性较差。重复性差、设备成本高，维护复杂。

快速热退火（RTA）

一般而言，快速退火处理过程包含三个阶段：升温阶段、稳定阶段和冷却阶段。当退火炉的电源一打开，温度就随着时间而上升，这一阶段称为升温阶段。单位时间内温度的变化量是很容易控制的。在升温过程结束后，温度就处于一个稳定阶段。最后，当退火炉的电源关掉后，温度就随着时间而降低，这一阶段称为冷却阶段。用含氢非晶硅作为初始材料，进行退火处理。平衡温度控制在600℃以上，纳米硅晶粒能在非晶硅薄膜中形成，而且所形成的纳米硅晶粒的大小随着退火过程中的升温快慢而变化。在升温过程中，若单位时间内温度变化量较大时(如100℃/s)，则所形成纳米硅晶粒较小(1.6～15nm)；若单位时间内温度变化量较小(如1℃/s)，则纳米硅粒较大(23～46nm)。进一步的实验表明：延长退火时间和提高退火温度并不能改变所形成的纳米硅晶粒的大小；而在退火时，温度上升快慢直接影响着所形成的纳米硅晶粒大小。为了弄清楚升温量变化快慢对所形成的纳米硅大小晶粒的影响，采用晶体生长中成核理论。在晶体生长中需要两步：第一步是成核，第二步是生长。也就是说。在第一步中需要足够量的生长仔晶。结果显

示：升温快慢影响所形成的仔晶密度.若单位时间内温度变化量大,则产生的仔晶密度大；反之,若单位时间内温度变化量小，则产生的仔晶密度小。RTA退火时升高退火温度或延长退火时间并不能消除薄膜中的非晶部分，薛清等人提出一种从非晶硅中分形生长出纳米硅的生长机理：分形生长。从下到上，只要温度不太高以致相邻的纳米硅岛不熔化，那么即使提高退火温度或延长退火时间都不能完全消除其中的非晶部分。RTA退火法制备的多晶硅晶粒尺寸小，晶体内部晶界密度大，缺陷密度高，而且属于高温退火方法，不适合于以玻璃为衬底制备多晶硅。等离子体增强化学反应气相沉积（PECVD）

等离子体增强化学反应气相沉积（PECVD）法是利用辉光放电的来激活化学气相沉积反应的。起初，气体由于受到紫外线等高能宇宙射线的辐射，总不可避免的有轻微的电离，存在着少量的电子。在充有稀薄气体的反应容器中引进激发源（例如，直流高压、射频、脉冲电源等），电子在电场的加速作用下获得能量，当它和气体中的中性粒子发生非弹性碰撞时，就有可能使之产生二次电子，如此反复的进行碰撞及电离，结果将产生大量的离子和电子。由于其中正负粒子数目相等。故称为等离子体，并以发光的形式释放出多余的能量，即形成“辉光”。在等离子体中，由于电子和离子的质量相差悬殊，二者通过碰撞交换能量的过程比较缓慢，所以在等离子体内部各种带电粒子各自达到其热力学平衡状态，于是在这样的等离子体中将没有统一的温度，就只有所谓的电子温度和离子温度。此时电子的温度可达104℃，而分子、原子、离子的温度却只有25～300℃。所以，从宏观上来看，这种等离子的温度不高，但其内部电子却处于高能状态，具有较高的化学活性。若受激发的能量超过化学反应所需要的热能激活，这时受激发的电子能量（1～10eV）足以打开分子键，导致具有化学活性的物质产生。因此，原来需要高温下才能进行的化学反应，通过放电等离子体的作用，在较低温度下甚至在常温下也能够发生。

PECVD法沉积薄膜的过程可以概括为三个阶段：

1.SiH4分解产生活性粒子Si、H、SiH2 和SiH3等；

2.活性粒子在衬底表面的吸附和扩散；

3.在衬底上被吸附的活性分子在表面上发生反应生成Poly-Si层，并放出H2；研究表面，在等离子体辅助沉积过程中，离子、荷电集团对沉积表面的轰击作用是影响结晶质量的重要因素之一。克服这种影响是通过外加偏压抑制或增强。对于采用PECVD技术制备多晶体硅薄膜的晶化过程,目前有两种主要的观点.一种认为是活性粒子先吸附到衬底表面,再发生各种迁移、反应、解离等表面过程,从而形成晶相结构,因此,衬底的表面状态对薄膜的晶化起到非常重要的作用.另一种认为是空间气相反应对薄膜的低温晶化起到更为重要的作用,即具有晶相结构的颗粒首先在空间等离子体区形成,而后再扩散到衬底表面长大成多晶膜。对于SiＨ4:Ｈ2气体系统,有研究表明,在高氢掺杂的条件下,当用RF PECVD的方法沉积多晶硅薄膜时,必须采用衬底加热到600℃以上的办法,才能促进最初成长阶段晶核的形成。而当衬底温度小于300℃时,只能形成氢化非晶硅(a-Si:Ｈ)薄膜。以SiＨ4:Ｈ2为气源沉积多晶硅温度较高，一般高于600℃，属于高温工艺，不适用于玻璃基底。目前有报道用SiC14:H2或者SiF4:H2为气源沉积多晶硅，温度较低，在300℃左右即可获得多晶硅，但用CVD法制备得多晶硅晶粒尺寸小，一般不超过50nm，晶内缺陷多，晶界多。金属横向诱导法(MILC)

20世纪90年代初发现a-Si中加入一些金属如Al，Cu，Au，Ag，Ni等沉积在a-Si∶H上或离子注入到a-Si∶H薄膜的内部，能够降低a-Si向p-Si转变的相变能量，之后对Ni/a-Si:H进行退火处理以使a-Si薄膜晶化，晶化温度可低于500℃。但由于存在金属污染未能在TFT中应用。随后发现Ni横向诱导晶化可以避免孪晶产生，镍硅化合物的晶格常数与单晶硅相近、低互溶性和适当的相变能量，使用镍金属诱导a-Si薄膜的方法得到了横向

结晶的多晶硅薄膜。横向结晶的多晶硅薄膜的表面平滑，具有长晶粒和连续晶界的特征，晶界势垒高度低于SPC多晶硅的晶界势垒高度，因此，MILC TFT具有优良的性能而且不必要进行氢化处理。利用金属如镍等在非晶硅薄膜表面形成诱导层，金属Ni与a-Si在界面处形成NiSi2的硅化物，利用硅化物释放的潜热及界面处因晶格失错而提供的晶格位置，a-Si原子在界面处重结晶，形成多晶硅晶粒，NiSi2层破坏，Ni原子逐渐向a-Si层的底层迁移，再形成NiSi2硅化物，如此反复直a-Si层基本上全部晶化，其诱导温度一般在500℃，持续时间在

1O小时左右，退火时间与薄膜厚度有关。

金属诱导非晶硅晶化法制备多晶硅薄膜具有均匀性高、低、相连金属掩蔽区以外的非晶硅也可以被晶化、生长温度在500℃。但是MILC目前它的晶化速率仍然不高，并且随着热处理时间的增长速率会降低。我们采用MILC和光脉冲辐射相结合的方法，实现了a-Si薄膜在低温下快速横向晶化。得到高迁移率、低金属污染的多晶硅带。

结束语

除了上述几种制备多晶硅薄膜的主要方法外，还有超高真空化学气相沉积(UHV/CVD)、电子束蒸发等。用UHV/CVD生长多晶硅，当生长温度低于550℃时能生成高质量细颗粒多晶硅薄膜，不用再结晶处理，这是传统CVD做不到的，因此该法很适用于低温多晶硅薄膜晶体管制备。另外，日立公司研究指出，多晶硅还可用电子束蒸发来实现，温度低于530℃。因此，我们相信随着上述几种多晶硅制备方法的日益成熟和新的制备方法的出现，多晶硅技术的发展必将跨上一个新的台阶，从而推动整个半导体产业和相关行业的发展。[1] 懂会宁等，非晶硅的二步快速退火固相晶化,四川大学学报[J], 1995, 0l：95～97

[2] 曾祥斌。多晶硅薄膜的新型激光晶化制备方法[J]电子元件与材料，2000，01：7～8

[3] 刘传珍等。激光退火法低温制备多晶硅搏膜的研究[J]。液晶与显示，2000，01：46～51 [4] 刘传珍等。金属诱导法低温多晶硅薄膜的制备与研究[J]。半导体学报，2001，01：61～65

[5] 邱法斌等。准分子激光烧结玻璃衬底上多晶硅薄膜材料的制备[J]。液晶与显示，2001，03：170～174

[6] 卓铭。金属Ni诱导横向晶化的结构及工艺进程的优化[J]。半导体学报，2002，11：1217～1223

[7] 刘丰珍。等离子体-热丝CVD技术制备多晶硅薄膜[J]。半导体学报，2003，05：499～503

[8] 邱春文等。PECVD法低温沉积多晶硅薄膜的研究[J]。液晶与显示，2003，03：201～204

[9] Giust G.K, Sigmon T.W.Laser-processed thin-film transistors fabricated from sputtered amorphous silicon films.IEEE Trans Electron Devices, 2000, 47(1):207

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[11] Zhu M,Guo X,et al.Thin Solid Films, 2000，205～306

篇三：光伏材料加工与应用技术

附件一：江西省高等教育自学考试光伏材料加工与应用技术专业（专科）考试计划

一、指导思想

高等教育自学考试是我国高等教育基本制度之一，是对社会自学者进行的 以学历考试为主的高等教育国家考试，也是一种个人自学、社会助学与国家考试相结合的高等教育形式，是我国高等教育体系的重要组成部分。

光伏材料加工与应用技术专业是为社会经济建设发展需要，培养从事能在光伏材料行业生产加工、产品检测与质量控制、生产技术管理等工作的技术应用型人才而设置。根据高等教育自学考试的特点，着重考核自学应考者掌握基本理论、基本知识的程度以及运用基本知识分析和解决问题的能力。

二、培养目标和基本要求

本专业培养和造就适应经济建设发展需要，能在光伏材料行业工作的技术应用型人才。

本专业要求应考者努力学习马克思列宁主义、毛泽东思想，树立爱国主义、集体主义和社会主义思想，遵守法律、法规，具有良好的思想品德。具有太阳能光伏产业及光伏材料基础理论知识，系统掌握光伏材料加工与应用技术，现代企业管理意识强、综合素质高，具有在光伏材料行业从事生产加工、产品检测与质量控制、生产技术管理等工作的基本技能。

三、学历层次与规格

本专业为专科层次。其专业培养规格在总体上与普通高等教育专科水平相一致。

凡取得专科规定的十六门课程合格成绩，累计不少于75学分，实践考试合格、思想品德经鉴定合格者，发给省自考委颁发的毕业证书（主考学校副署），国家承认学历，享受国家规定的有关待遇。

四、考试课程及学分 专业代码：080204

五、部分课程说明

1、材料科学概论

本课程主要讲授材料科学的基本问题、共性问题，将金属材料、无机非金属材料、高分子材料紧密结合在一起，使学生在初步把握材料共性的同时了解材料的个性。

2、电工与电子技术

本课程主要讲授电路的基本理论和基本分析方法，直流电路分析，正弦交流电路分析，三相异步电动机的工作原理及其控制方法，以及半导体元件二极管及整流电路、三极管及其放大电路、场效应管及其放大电路以及集成运算放大器的应用。

3、材料化学

本课程主要讲授材料制备、组成、结构、性质和应用。重点介绍了陶瓷新品种(包括超导材料)、磁性材料、分子电子学材料、功能高分子材料、薄膜材料、金属和合金材料、非线性光学材料和发光材料在传感器领域中的应用，以及材料化学实验技术有关内容。

4、太阳能光伏发电技术

本课程主要讲授太阳能光电利用方面的基础知识，包括太阳电池和太阳电池组件的原理、结构及生产工艺，并论述各种光伏系统的基本工作原理和设计方法，以及光伏系统的主要部件，如蓄电池、控制电路的基本原理和光伏系统运行方式等。

[关于光伏材料加工与应用技术就业前景]

第三篇：材料加工检测与控制过程综述

材料加工检测与控制过程综述

摘要综述了材料加工工艺过程中的检测与控制方法、特点、物理量和发展趋势 关键词材料；检测成形；控制；发展趋势 1 引言

金属及非金属材料的加工过程是一个复杂的物理、化学过程。在这个过程中，尤其是在热加工过程中，常常伴随着温度、压力、转速、位移、真空度、磁场、电流、电压等多种物理参数的变化。在加工过程中，准确地检测和控制这些物理参数的变化，以保证产品质量的稳定，是材料加工过程的主要目的之一。检测技术是自动控制的基础，通常是在检测的基础上进行控制。随着自动控制生产系统的广泛应用，为了保证系统高效率地运行，必须对生产流程中有关参数进行测试采集，以准确的实现对系统的自动控制。因此，检测与控制在材料加工工艺过程中起着十分重要的作用。可以说，没有先进的检测与控制技术，就不可能有先进的材料加工方法及制造工艺。材料成形中常见检测与控制的物理量 材料成形工艺主要包括铸、焊接和锻压。常见需要检测及控制的物理量和有关主要参数概括如下：

温度的检测与控制温度是铸造、焊接和锻压生产中的重要工艺参数，金属材料的成形基本上都是在高温状态下进行的，因此只有准确地检测及控制温度的变化，才能正确控制材料加工工艺，从而获得高质量的产品。

位移、速度及加速度的检测与控制这是铸造、焊接和锻压生产过程中的基本参量，准确地检测及控制位移、速度及加速度是实现高质量生产过程的基础。应力与应变的测量在研究构件的强度与变形、焊接结构的应力应变、铸造应力及锻压塑性变形时，都涉及到应力、应变的测量。力学性能如抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、冲击韧度、显微硬度、布氏硬度等。电流、电压等工艺参数的检测和控制如焊接过程中的焊接电流、电弧电压决定焊接质量，焊接过程中需要很好的检测与控制这些参数。

位置检测及运动控制如焊接过程中焊接到哪个位置需要进行检测；焊接工艺运动过程需要电动机驱动控制；铸造及锻压工艺过程的机械动作需要液压驱动及控制；焊接、铸造及锻压工艺动作过程的程序过程需要程序控制。3 材料加工工艺过程检测与控制的特点（1）检测参数的多样性和复杂性

随着材料种类的大量增加及对零件加工精度要求的日益提高，材料加工过程中的检测参数越来越多，检测过程越来越复杂，对检测精度的要求也越来越高。如上所述，在材料加工过程中，常常会遇到对温度、压力、位移、转速、应力应变、真空度及磁场强度等多个参数的实时检测，这就会加大检测过程的负责性和技术难度。（2）被检测参数变化范围大

零件的复杂性及多样性，导致了材料加工工艺过程监测数据统筹那个在大范围内变化。如，温度可从室温变化到数千度，压力从几牛变化到几百千牛，真空度从几帕变化到10-8Pa等，这样，在不少情况下，单一仪表很难满足检测要求，必须使用两种以上不同量程的仪表，并在检测过程中能够实现自动转换。（3）检测与控制过程的干扰厉害

材料加工过程的周围环境常存在很强的电磁干扰。这种干扰不仅强度大，而且干扰信号的频率分布范围较宽（从几赫至几百千赫），从而严重地影响检测和控制过程的正常进行，因此，必须采取多种干扰措施。

（4）控制过程及被检测参数存在明显的非线性、时变性、不确定性及不完全性

材料的加工工艺过程受多种因素的影响，这些影响存在明显的非线性、时变性、不确定性及不完全性。如，点焊过程中的点击表面粘污，焊接温度场变化的不确定性，冲压磨具的磨损等，这些因素明显增加了控制过程的技术难度。4材料加工工艺过程检测与控制的发展趋势 检测与控制的智能化

随着计算机技术及智能控制理论的发展和完善，智能仪表及智能控制系统在材料加工领域的应用已日益广泛，代表了检测与控制系统的主要发展方向。与传统的检测仪表及控制系统相比，智能仪表及智能控制存在明显的优势。智能化检测仪表能在被测参数发生变化时，自动选择测量方案，进行自动校正、自补偿、自检测、自诊断，并可进行远程设定、状态组合、信息存储及网络接入等。智能控制主要包括专家系统、模糊控制及人工神经网络控制，它的基本特点是不依赖或者不完全依赖被控对象的数学模型，主要是利用人的操作经验、知识和推理技术以及控制系统的某些信息和性能得出相应的控制动作。这种方式非常适合材料加工工艺过程的控制。智能控制的发展，为材料加工过程的建模和控制提供了全新的途径。由于材料加工过程是一个多参数相互耦合的事变非线性系统，影响材料加工质量的因素加多，并带有明显的随机性，因此，专家系统、模糊控制、神经网络控制及其互相结合的控制方式在材料加工过程中展示了广阔的应用前景。检测与控制系统的综合化

为了提高对材料加工过程参数的全面监视、检测、控制，以及检测与控制过程的高灵

敏度、高精度、高分辨率和高稳定性，则必须提高控制与检测系统的综合能力，充分利用系统的内在规律，使系统向功能更强和层次更高的方向发展。

检测与控制系统综合化及一体化的结果，不仅大大提高了检测与控制系统的合理性，而且加快了系统的标准化，使得由多种计算机组成的控制系统连接组合更为方便。将成为材料加工过程检测与控制的主要支柱

单片机、可编程控制器是20世纪70年代末开始在我国应用的。目前，大部分材料加工过程及其相关装置已用单片机及可编程控制器进行控制，并显示出以下明显的技术特点。A、具有高的可靠性及控制精度； B、良好的控制实时性；

C、完善的输入/输出通道及通信功能； D、灵活方便的软件编程；

F、很强的环境适应性及抗干扰能力； E、良好的可维修性

自从1962年美国推出第一台工业机器人以来，到2000年全世界的工业机器人总量已达到近百万台，其中大多数被用在焊接等材料领域。机器人的应用是材料加工领域革命性的进步，它突破了材料加工检测与控制的传统模式，开拓了一种柔性自动化的生产方式。在产品的更新换代越来越快的今天，柔性制造技术显然具有非常重要的意义。

计算机辅助设计及计算机辅助制造（CAD/CAM）是指计算机作为主要技术手段，来生成和运用各种数字信息和图表信息，以进行产品设计和制造。CAD/CAM技术所具有的实体造型功能，三维运动机构的分析和仿真功能、有限元法网络自动生成功能、优化设计功能以及信息处理的管理功能已经显示出了强大的技术优势及非常广阔的应用前景。

毫无疑问，单片机、可编程控制器、机器人和CAD/CAM必将在材料加工工艺过程检测与控制领域得到更加日益广泛的应用。

5、结语

材料检测与控制技术在材料科学与工程学科中占有重要的地位，检测分析技术的完善和发展会推动现代材料科学的进步。怎么样提高检测的精准性，如何利用辅助设备来进行材料加工过程中的智能化控制是我们今后要专注的热点。参考文献

[1] 杭争翔.材料成形检测与控制[M].出版地:机械工业出版社.2010(01).

第四篇：茶叶生产与加工专业

茶叶生产与加工专业

茶树本生长在亚热带地区，1998年河北省农林科学院蔬菜花卉研究所所长张占义，在北纬38度45分的灵寿太行深山五岳寨种植成功，实现了南茶北移技术的重大突破。经历十余年，茶树种植面积扩大到400多亩，主要分布在漫山、抓麻、南营、槐树沟等地。我县有适宜茶树生长的酸性土壤共计15.6万亩，大都分布在岔头、陈庄、宅头、南营四个山区乡镇，发展前景广阔。

我校有茶叶专业教师7人，并聘请南茶北移创始人张占义和老茶农张国庆、马连山为兼职教师，共招收学生391人。

第五篇：宝石鉴定与加工专业

宝石鉴定与加工专业

宝石学是一门由地质学发展起来的新型学科，经过近一个世纪的发展，已形成了宝石学基储宝石鉴定仪器与鉴定方法、宝石的合成与优化处理、宝石矿床、钻石学、宝石的分级与评估、宝石的加工和首饰设计、宝石商贸等融为一体的独立学科，宝石鉴定与加工专业。《宝石鉴定仪器与鉴定方法》一书则是通过对宝石基本物理化学性质的介绍，使读者掌握宝石鉴定仪器的基本原理、构造和使用方法，介绍市场常见宝玉石的基本特征和鉴别方法。

天然宝玉石绝大部分都是自然界产出的矿物或矿物集合体，每一种矿物都有一定的化学成分、晶体结构、晶体形态、物理性质和化学性质。矿物在上述任何一方面的特征都可以作为鉴定矿物的依据，因而宝石矿物鉴定的方法就有：①肉眼观察鉴定(颜色、形态、光泽、解理等)。②物理性质测试鉴定(相对密度、折射率、硬度)。③以晶体光学性质为依据的偏光显微镜下鉴定。④晶体结构分析(X射线衍射分析、红外光谱分析等)。⑤化学成分分析(化学简分析、化学全分析、电子探针成分分析等)。

从理论上讲，任何鉴定矿物的方法和手段都可以用于宝石的鉴定，但事实上宝石鉴定有其特殊性，因为宝石是珍贵的，不能随意刻划、破坏、侵蚀，必须保持检测的无损性。在宝石鉴定中还必须依据宝石的内在特征判别该宝石是天然的，还是经人工优化处理的，或是人工生产的，这是宝石鉴定工作所独有的特点。然而，随着宝石人造技术的飞速发展，宝石鉴定工作的难度也越来越大，在常规宝石鉴定方法遇到困难时，就会经常利用现代大型仪器进行鉴定，如电子探针、红外吸收光谱、X射线衍射分析等。

宝石鉴定的方法 1.折射仪用折射仪可测出宝石的折身率和双折射率。在宝石的检测过程中，折射率和双折射率是两个非常重要的光学常数，是鉴定宝石的主要依据。2.偏光仪偏光仪最主要的用途是根据宝石在偏光仪下的不同现象，判断宝石材料的光性，玉石鉴定《宝石鉴定与加工专业》。此外，在偏光仪上加一个透镜，或配置一个玻璃干涉球，可以用来观察各向异性宝石的干涉图，从而确定宝石的轴性。3.二色镜有些彩色宝石，在透射光照射下，从不同方向观察，它会显现不同的颜色或同种颜色的深浅差别。用二色镜可观察到宝石的这种多色性现象。多色性也是有色非均质体宝石的一个重要特征。4.分光镜许多宝石着色，是因含有一定的致色元素，这些致色元素都有各自的吸收特征，用分光镜可以观察到石宝的这各吸收光谱，尤其是对于具典型吸收光谱的宝石，分光镜测试后的结果可以作为重要鉴定依据。5.滤色镜滤色镜的特点是结构简单，仪品小巧，便于携带，并可同时观察多个样品，鉴别快速。最早和最常用的查尔斯滤色镜。用于检测相似的绿色、蓝色宝石及鉴定它们的仿制品。6.紫外灯宝石主要有二种发光类型：荧光和磷光。不同宝石发光性的差异也可作为鉴别宝石的一个辅助性检测手段，用紫外灯可以观察到宝石的荧光和磷光特征。

刚刚毕业，一般是不会有人找你做鉴定的啊 1我也是学这个专业的，毕业的出路也就是去一些珠宝店实习，实习好的话，如果你被公司留下，一个月有基本工资和销售提成的 2因为你的专业里还以加工为主，也可以去广东拜师深造，往加工发展，不知道你对加工有没有兴趣 3我是在昆明学的，那有鉴定所，如果你那有，最好托人进去，有这个铁饭碗更好，接触多，可向鉴定师发展 关于考证，在中国还是中国地大发的比较有好，有信誉，我在学校考了一个翡翠鉴定师，此外钻石的是3200，宝石的好象要上万的吧，有条件就去考，工作就更好找了 不管哪条出路都不是绝对的，都要付出辛苦，即使你想自己开店一定要先多多接触这一行，毕竟有些东西是你在课堂上学不到的经验和知识。