第一篇:磁电复合材料研究进展
《复合材料学》课程论文
题
目: 磁电复合材料的研究进展 学生姓名: 李名敏 学 号: 051002109 学
院: 化学工程学院 专业班级: 材料化学101 电子邮箱: 904721996@qq.com
2013年 6 月
磁电复合材料的研究进展
摘要:本文介绍磁电复合材料的研究现状和合成工艺,讨论了磁电复合材料性能的影响因素,最后提出了其目前存在的问题及对今后的展望。
关键词:磁电 复合材料 铁电相 铁磁相 纳米材料 合成工艺 性能 引言
材料在外加磁场作用下产生自发极化或者在外加电场作用下感生磁化强度的效应称为磁电效应,具有磁电效应的材料称为磁电材料[1]。而磁电复合材料,它由两种单相材料—铁电相与铁磁相经一定方法复合而成。磁电复合材料的磁电转换功能是通过铁电相与铁磁相的乘积效应实现的, 这种乘积效应即磁电效应。磁电复合材料不仅具有前者的压电效应和后者的磁致伸缩效应,而且还能产生出新的磁电转换效应。这种材料能够直接将磁场转换成电场,也可以把电场直接转换为磁场。这种不同能量场之间的转换一步而成,不需要额外的设备,因此转换效率高、易操作。磁电复合材料不但具有较高的尼尔和居里温度,磁电转换系数大等诸多优点,而且还可被用于微波、高压输电、宽波段磁探测,磁场感应器等领域,尤其是在微波泄露、高压输电系统中的电流测量方面有着很突出的优势。此外,磁电复合材料在智能滤波器、磁电传感器、电磁传感器等领域也潜在着巨大的的应用前景[2]。目前, 磁电复合材料作为一种非常重要的功能材料,已成为当今铁电、铁磁功能材料领域的一个新的研究热点。磁电复合材料的研究现状
2.1 磁电复合材料的历史
1894年法国物理学家居里首先提出并证明了一个不对称的分子体在外加磁场的影响下有可能直接被极化,磁电材料概念就此被提出。随后,一些科学家又指出了从对称性角度来考虑,在磁有序晶体中可能存在与磁场强度成正比的电极化以及与电场强度成正比的磁极化即线性磁电效应。直到20世纪80年代,已经发现50多种具有磁电效应的化合物,以及几十种具有此性能的固溶体。虽然发现了一系列具有磁电效应的单相材料,而这类材料虽然既具有铁电性(或反铁电性),又具有铁磁性(或反铁磁性),然而这些材料的居里温度大都远远低于室温,并且只有在居里温度以下这些材料才会表现出微弱的磁电效应。当环境温度上升到居里温度以上时,磁电系数就迅速下降为零,磁电效应也就随之消失。因此,难以利用单相磁电材料开发出具有实际应用价值的器件。这些局限性使得材料科学工作者们又将目光转移到复合材料上,Van Suchtelen首先提出通过复合材料的乘积效应来获得磁电效应,为制备高性能磁电材料开辟了一条新途径。1978年,荷兰科学家采用铁电相与铁磁相复合的方法制备磁电复合材料,讨论了颗粒尺寸、冷却速度和两相的摩尔比对磁电耦合效应的影响。20世纪90年代至今,发展了多层结构和膜结构的磁电复合材料,同时在理论研究方面,也有很大的进展。在复合材料发展的同时,近几年对单相多铁性磁电化合物的研究又重新掀起了热潮[9]。
2.2 磁电复合材料复合工艺概述
磁电复合材料是由铁电相和磁电相复合而成的。所以我们根据铁电相与铁磁相之间复合方式的不同,把磁电材料大致可以分为3大类:一种是磁电颗粒复合,铁磁相和铁电相是以微米级的颗粒形式均匀分布在磁电颗粒复合材料中,其铁电相与铁磁相的耦合发生在宏观和微观之间。另一种是粘合层状复合,在该复合方式中,铁电相和铁磁相以单层的形式交互叠加而成。层状材料是一种叠层结构,类似于MLCC成。不过MLCC每层的材料是同质的,而层状磁电复合材料的每层是异质的。材料中的铁电相与铁磁相的耦合属于宏观耦合。最后一种复合方式,称之为纳米复合,这是因为在纳米尺度范围内表现出来的性质和宏观上的有很大不同[8]。这类材料是最具有前景的一类材料。
2.2.1 颗粒复合材料的合成工艺
颗粒复合材料的合成工艺是将压电相与磁致伸缩相混合起来的一种宏观方法,又称为混相法[3]。混相法主要包括3种具体的实现方式:原位复合法、固相法以及聚合物固化法。
原位复合法应首先确定相元体系和磁电复合材料的生成温度点,然后将原材料放在一起加热至融化成为共融体,再进行同相结晶获得复合材料。原位反应在原子尺度下进行,得到的磁电复合材料具有很好的分散性。该反应产物的键合力很强,因此磁电复合材料的硬度和强度都很高。实际上,原位复合法制备磁电复合材料需要很高的温度以及对温度的精确控制。对两种相同时析晶需要的条件非常苛刻。在高温下原位反应会不可避免地发生一些副反应,生成一些杂质相。
同相烧结法是指将制得的铁电粉末和铁磁粉末经球磨工艺均匀混合,添加适量的助烧剂和粘合剂进行同相烧结得到磁电复合材料的方法。与原位复合法相比,最大的区别就是不需要共融,反应过程中材料呈同态,因此固相反应的烧结温度较低,温度控制比原位复合法更加容易。1978年Boomgaard等[3]通过BaTi()3粉末和Ni(Co,Mn)Fe2 04粉末外加少量Ti02进行固相烧结,获得了磁电复合材料,其磁电电压系数约为80mV/(tin·Oe)。固相烧结法具有许多优点。首先,同相烧结法采用的原料具有多样性,只要固相反应之后能够牛成铁电相和压电相就可以。其次,选定原料之后可以很方便地控制各相的物质的量比,通过控制原料物质的量比可以构建不同的复合结构类型。在烧结过程中还可以控制烧结工艺进而控制磁电复合材料的颗粒尺寸。同相烧结工艺简单,但是,固相烧结中不同相之间可能会发生反应或者出现某蝼原子的扩散,使压电相的压电性或铁磁相磁致伸缩性减弱从而导致磁电效应下降。这时应该尽量控制反应条件[7]。可以采取一些措施如加入烧结助剂来促进烧结或者选择合适的原料以减少烧结过程中铁电相和铁磁相之间的副反应。依据此法制得的磁电复合材料的电阻率和磁导率均较高,因而不容易发热或产生涡流。
聚合物同化法指的是把铁磁性材料的固体颗粒均匀填充到铁电聚合物中形成磁电复合材料的方法。这种方法是南策文等[8]构思并实践出来的。但很遗憾的是通过该方法制备的复合材料在宏观上没有磁电效应。通过这种方法铁磁颗粒可以均匀地混合在铁电相颗粒中,得到的复合材料柔韧性很好.可加工性强,可以随意构造其形状。但是该复合材料中铁电相是有机聚合物,因而材料的抗腐蚀性和抗老化性能不是很好,使用温度不能过高。
2.2.2 粘合层状复合材料的合成工艺
粘合层状复合材料是以层片的方式复合在一起形成的一种叠层结构。该法由Jungho Ryu等首先应用于实践,他们在2层铁磁体(Terfenol—D合金)之间夹l层铁电体(PLZT),然后在层间部位涂上粘结剂得到多层磁电复合材料,其室温下的磁电转换系数dE/dH最大值为4680mV/(cm·Oe),远高于有关文献报道的值[3]。Terfenol—D是稀土合金,制备成本也很高。G.Srinivasan等[7]考虑到Terfenol-D的成本因素,采用NF0和PZT进行双层和多层的层状复合,得到的磁电电压系数为460mV/(cm·0e)(双层)、1500mV/(cm·Oe)(多层)。锰酸盐材料具有较大的磁致伸缩,电导率好,可用作电极。因此G.Srinivasan等,采用流延法制备LSMO—PZT和IA2MO—PZT多层磁电复合材料。
粘合层状复合材料的制备主要分为单相层的制备和单相层之间的粘合。层的厚度可以从微观几微米至宏观几毫米,原料一般采用传统陶瓷工艺的固相法来制备。厚度为微米级时,采用流延法、丝网印刷等比较先进的厚膜制备工艺来实现。一旦单相层制备成功,采用合适的粘接剂就能获得粘合层状复合材料。粘合层状磁电复合材料的主要特点是复合材料结构简单,制备简单,磁电转换系数大。但是粘合层状复合材料中层间的有效接合小,铁电体与铁磁体的耦合程度较差,交叉耦合效应没能完全发挥出来。因此,最重要的是要严格控制层间的有效接合,提高铁电体与铁磁体之间的耦合,从而提高层状磁电材料的磁电电压系数。
2.2.3 纳米复合磁电材料的制备工艺
严格的说这类材料的复合与块体复合差不多,其结构很相似,只是复合的尺度大小不同。纳米复合是在纳米尺度范围内的复合,这就造就了纳米复合材料的特殊性能。相比于块体磁电复合材料,纳米复合磁电材料具有一些独特的优越性[4]:
(1)复合材料组分相的比例可以在纳米尺度上进行修改和控制,可以在纳米尺度范围内直接研究磁电效应的微观机理。
(2)块体材料中相之间的结合是通过共烧或者粘接的方式相结合的,其界面损耗是一个不容忽视的问题,而在薄膜中町实现原子尺度的结合,可以有效降低界面耦合损失。
(3)纳米磁电复合薄膜的制备为控制晶格应力、缺陷等方面提供了更大的自由,可获得高度择优取向甚至超晶格复合薄膜,更有利于研究磁电耦合的微观机理。(4)在纳米尺度下研究纳米复合磁电薄膜,其技术町以很容易地移植到半导体工艺中,用于制造集成磁/电器件。
纳米复合材料的连通性主要分为3大类[8],一类是纳米颗粒磁电材料,一种是纳米柱状磁电材料,还有一种是纳米层状磁电材料。随着近年薄膜制备经验和技术的积累。使得制备优质复杂结构的复合薄膜成为可能。由于磁电复合薄膜涉及两相多种成分的复合,比较常见的制备方法是使用激光脉冲沉积法和溶胶一凝胶旋涂法。
激光脉冲沉积(PLD)就是将激光瞬间聚焦于靶材上一块较小面积上,利用激光的高能量密度将激光照射处的靶材蒸发甚至电离,使其原子脱离靶材向基板运动,在温度较低的基板上沉积,从而达到成膜目的的一种手段。由于脉冲激光的高加热速率,晶体膜的激光沉积比其他薄膜生成技术要求的基板温度更低。但是PLD也有一个严重的问题,薄膜容易被溅污。溅射出来的大微粒将阻碍随后薄膜的形成,会影响薄膜的性能[9]。
溶胶-凝胶旋涂法使用得最多的是制备纳米层状磁电薄膜。其步骤是先配好压电材料和磁致伸缩材料的前驱体溶液生成前驱溶胶,然后在基片表面交替旋涂前驱溶胶,最后进行退火晶化。在晶化过程中膜层产生分离重组,最终形成需要的薄膜。溶胶-凝胶旋涂法的优点是可以通过调节溶胶的浓度和旋涂的次数来控制膜层的厚度,缺点是制备出的磁电薄膜的可重复性和稳定性较差。
2.3 磁电复合材料影响其性质的主要因素
2.3.1 合体中的宏观机械缺陷
材料的宏观机械缺陷如孔洞、气泡、裂纹等, 都会对材料的性能产生不良的影响。由于材料中存在着这些缺陷,造成材料的致密度下降,尖端应力集中效应,从而导致材料的机械性能、电学性能、磁学性能下降。所以我们在材料的制备过程中,应尽量减少宏观缺陷,提高材料的致密度。
2.3.2 铁电相与铁磁相的分散性
如果铁电相与铁磁相分散不均,将会显著的影响材料的电磁性能若两相不能很好的分散,有可能导致铁电相或铁磁相的团聚、链接,这样就会降低材料的电阻率和磁导率。电阻率降低容易在材料中产生涡流,从而产生大量的热量。磁导率的降低,可以导致材料对磁场变化不能灵敏地响应,同时还容易产生泄漏电流,从而导致磁效应降低。所以我们需要的材料的电阻率、磁导率应尽可能的高,这就要求在混料时尽可能使铁电相与铁磁相混合均匀。
2.3.3 铁电相与铁磁相之间的相反应
铁电相与铁磁相之间的相反应,可以使铁电相的压电性质和铁磁相的磁致伸缩性质下降,从而导致复合材料的整体性能下降。因而,材料制备过程中应控制反应条件,尽量避免铁电相与铁磁相之间的相反应发生。存在问题及展望
磁电复合材料在经过几十年的发展中,人们不断地发现问题和解决问题,但是新的问题还在不停地涌现,还需要人们不断的探索和创新,制备方法也需不断改进。就目前而言,磁电复合材料还存在诸多的问题:
(1)制备方法还不够完善,粒子尺度上还需减小。(2)制备过程中不可避免的产生宏观机械缺陷。
(3)压电相与磁致伸缩相之间存在扩散和电流泄漏,界面耦合度不高,缺乏对磁电复合材料微观合成机理的深入研究。
(4)对磁电复合材料磁电效应的精确测试还不准确。
(5)磁电复合材料的研究还处在起步阶段,其中的物理机制仍不清晰,寻找室温下具有强磁电耦合的材料及其潜在应用都是巨大的挑战。
(6)磁电电压系数依然较低和材料难以重复应用。
对此,磁电复合材料的制备应该主要集中在以下几个方面:
(1)加强对制备工艺过程的深入研究,对当前的制备技术进行适当改进,不断创新,用新的制备方法代替旧的不成熟的方法。以实现更小尺度的复合。
(2)研究改进磁电材料的复合方式,探索新型的磁电复合结构;
(3)加强磁电复合微观机理的研究,利用新的理论来指导磁电材料的制备。(4)加强界面、微观结构和应力对磁电性能影响的研究
目前国内磁电材料的研究也很多,研究力度也在不断加大。相比之下,国外对于磁电复合材料的实验和理论研究更为深入,试验选材以及合成的磁电产品较为丰富,磁电效应更高。块体磁电复合材料在国外已有了初步的应用,在传感器、换能器等方面也有了器件原型。相信随着研究的深入,高性能的磁电复合材料将在电子工业中显示出更为重要的作用。
参考文献
【1】.Srinivasan G;Rasmussen E T Magnetoelectric effects in bilayers and muhilayers of rnagnetostrictive and piezoelec-tric perovskite oxides 2002 【2】.国家计划委员会科技司.未来十年中国经济发展关健技术【M】.北京:石油工业出版社,2008
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第二篇:重磁电标本测量详解
磁性标本的采集及测定
磁性标本采集应在异常和矿化蚀变地段,凡能采到新鲜岩石的地方,必须采集标本。每类岩石标本不少于30块。标本形状尽量接近正方形,体积为4×4×4cm3。
测定标本磁性参数的仪器灵敏度要与磁测总精度相适应,并满足解释的需要。在工区内选择一处磁场较平稳但无人文干扰的地点,架设好仪器及探头,此时梯度读数Tn应在零值左右(或有很小底数)。用仪器的线号健(Line)置入标本编号。用仪器的点号健(Station)按向上盒面的号码(6)和绕Z轴每旋转90°读取数据依次编入601,602,603,604其余各方面向上时也一样,百位上的数字代表轴向,个位上的数字代表同一轴向依次的读数次序数。
安置标本架;可采用高斯第一位置测定,如图C 1 所示,也可采用第二位置测定,使标本架上倾斜板面垂直于地磁场 T。的磁力线,并使标本盒位于探头筒的正东(西)面,盒中心与探头中心等高。
图C1磁测标本安装示意图 根据标本磁性强弱,调节标本盒中心与探头中心的距离(不小于15cm)为保证数据的可靠性,希望标本产生的磁场能引起±1nT的变化。
标本装盒:将待测标本放入标本盒内,用碎布塞紧。并注意使标本中心与盒中心一致。对于定向标本应使其东、北、下方向分别与标本盒X,Y,Z轴正方向一致。
观测:放标本前检查读数为n。(使仪器点号为xC0,其中百位上X表上盒面号码),将标本盒放在标本架上,选择距离r使仪器读数变化较大(》士1nT),记录距离r;按向上盒面的号码依次读数n1、n2„n6。拿出标本后再次检查底数n,0。为减少标本形状不规则、磁性不均匀和标本位置误差的影响,可在每个轴的正、负方向都分别读取四个数(标本盒r方向每旋转读一个数)即平均值进行计算。如
n6=
Th601+Th602+Th603+Th60
44测定标本体积:取出标本用细绳将标本放在水中浸湿,然后轻缓放入装满水的铁筒中,同时用空量简收集被排出的水。待铁筒中水面平静后,放正量筒并读取量筒中水的体积v,此数即为标本体积(cm3),也可用体积秤秤取标本体积。测定要求,距离测量准到0.2cm,体积量准到5cm3。
标本磁性参数测定的质量检查率应达到10%。磁化率和磁化强度的测定质量以平均相对误差为评价标准,计算公式与野外观测质量异常场观测精度计算公式相同。磁化率、剩余磁化强度测定检查工作量不低于10%。质量检查平均相对误差小于20%。
a2a11ni100iaani1 21
式中:η为平均相对误差; ηi为第i件标本的相对误差; a1为原始测量值; a2为检查测量值。
激电岩石标本采集及测定方法技术要求
1、标本采集
在有条件的情况下,争取采集各种岩性的标本,尤其重点采集矿体、矿化体的标本,采集点均匀分布于所研究地质体的露头上,标本具有代表性。本次共采集各种岩性的标本189块。
2、标本测定
本次测定方法用面团法,即面粉加少量的硫酸铜作接触介质,供电及测量电极插在其中,使用WDYX-1岩样测试信号源作为供电电源,用WDJS-2接收机测定视极化率ηs、视电阻率强ρs。标本浸水时间48小时后开始测定。
3、质量检查方法与精度要求
激电参数测定工作的质量评定是采用一种岩性测定的全部标本检查观测结果来衡量。即用基本观测结果统计出来的常见值与检查观测结果统计出来的常见值,其平均相对误差不得超过20%,选作进行检查观测的某一种岩性标本数量,应达到测定标本总数的10%。
重力标本密度测定
1,密度标本测定
① 致密岩石标本的密度值用密度计直接测定,测定方法为水浸法。其时间一般不超过3天,以保持标本的新鲜性。测定时读数准确到0.01g/cm3。
② 第四系大样在采集现场用大秤法测定密度。⑶ 收集前人的物性成果资料
充分收集前人的岩矿石物性成果资料,主要包括研究区及周边地区的区域性重力、磁法勘探成果报告以及大比例尺的地质、矿产、化探成果报告等。2,质量检查与精度评价
质量检查工作随着工作的进展同步进行,质量检查点的选取,时间和空间上均匀分布。
⑴ 重力观测质量检查
① 采用同点位、不同仪器、不同操作员,不同日期的“一同三不同”原则进行。检查比例大于10%。
② 质量检查观测采用三次读数,均方误差计算公式为:
h2i/2ni1n
式中:δi为i点的原始观测值与检查观测值之差;
n为统计的总点数。
⑵近区地改质量检查 ① 检查比例大于10%,精度要求≤±30×10-8m/s2。② 均方误差计算公式为:
hi1n2i/2n
式中:δi为i点的原始观测值与检查观测值之差;
n为统计的总点数。
(3)物性标本测定质量检查
① 密度参数测定的检查工作量不低于10%。其均方误差不应大于±0.02g/cm3。
密度测定均方误差计算公式为:
hi1n2i/2n
式中:δi为i块的原始观测值与检查观测值之差;n为统计的总块数。
第三篇:复合人才参考
1981年8月,在财政部第一机械工业部和中国会计学会的支持下,在中国人民大学和第一汽车制造厂联合召开的“财务、会计、成本应用电子计算机专题讨论会”上,正式将“电子计算机在会计中的应用”简称为“会计电算化”。从此,“会计电算化”一词在我国会计界一直被沿用至今。而且不论是会计理论界还是实务界,都把会计电算化作为会计学发展的一个分支,在高校会计学科的课程体系中,设置一门或多门“会计电算化”类似的课程,作为培养会计电算化专门人才的教学内容。但相对于当前对会计电算化高级人才急需的情况,其效果仍很不尽如人意,故很有研究的必要。
一、会计电算化需要的人才及其应具有的知识结构
(一)高级会计电算化人才系统分析员应精通以下知识:财会业务、企业管理、系统分析和设计技术、计算机基础、数据处理理论;
系统设计员应精通以下知识:数据结构、数据库理论、系统开发、系统软件、计算机语言、财会业务;
系统管理员应精通以下知识:财会业务、企业管理、系统开发、计算机知识、数据处理知识、项目管理。
(二)中级会计电算化人才系统编程员应精通以下知识:程序设计技术、数据结构、计算机知识、财会业务、系统开发及软件;
硬件维护员应精通以下知识:计算机原理、汇编语言操作系统、无线电基础;
软件维护员应精通以下知识:财会业务、企业管理、数据库技术、数据结构、系统开发与程序设计。
(三)初级会计电算化人才操作员应精通以下知识:财会业务、计算机使用、汉字输入技术;
数据录入员应精通以下知识:财会业务基础、计算机使用、汉字输入技术。
二、会计电算化人才培养目标
会计电算化是一门集计算机技术、会计学、管理学、信息技术为一体的边缘学科。其主要任务是研究电子计算机在会计工作中的应用,以更好地发挥会计的职能作用。
会计电算化人才总的培养目标是既懂会计业务又懂计算机知识的复合型人才,其核心是能力培养,要求会计专业的学生除具备会计知识外,还必须具有计算机操作技能,计算机网络会计信息系统设计、使用、维护的能力,以及应用计算机管理软件建立各种分析模型进行会计分析、预测、决策的能力。随着“知识经济”的蓬勃兴起,新技术革命的浪潮遍及全球,信息技术革命成为新技术革命的主要标志和核心内容。会计电算化使广大会计人员切实体会到信息技术革命给会计领域带来的重大变革。计算机技术、网络技术、远程通迅技术的迅速发展,对传统会计学科形成深刻而广泛的影响,大学会计教育面临着严峻的挑战。为满足社会对未来财会人才的需求,设置相应的课程体系,采用有效的教学方法,努力提高教学质量是会计电算化教学改革的主要目标。
三、会计电算化人才培养现状
应该看到,我国会计电算化应用水平还不高,主要体现在:目前多数的会计软件实质上还是处在会计核算的水平上,各行各业发展也不平衡。究其原因,除了对该项工作认识不足,缺乏紧迫感之外,其主要原因是会计电算化的专业人才匮乏。因此培养和造就大批会计电算化方面的人才是会计电算化工作的迫切需要。在全国上下实施技术创新、推进企业信息化的热潮中,培养大批科学技术和经济管理方面人才的任务,理所应当地落到高等学校的身上。高等院校承担着有计划地培养科学技术人才的任务,这个任务只有通过科学的课程建设才能顺利完成从教育系统的视角来看,我国会计电算化人才的培养存在的问题主要在以下几个方面:
(一)教育环境方面
会计电算化教育环境是影响和决定会计电算化教育发展的外部因素。近年来,会计电算化教育的外部经济环境发生了变化:1.IT时代的到来,电子商务、财务软件的普及及入世的冲击,造成我国经济体制、会计制度、会计核算方式在较短时间内发生了巨大的根本性变化;
2.高科技时代会计电算化人才培养的高额成本,造成教育部门、民间职业团体资金来源得不到保障;3.会计职业界与教育界缺少沟通和交流的渠道,因而人才培养的目标性不明确,紧迫感不强,人才培养的速度滞后于职业界发展的速度。
(二)人才培养目标方面
会计数据处理技术上的变革是会计发展史上的一次重大革命,而且必将对会计理论、会计方法、会计实务以及会计工作的各个方面都将产生深刻的影响:1.在论及教育培养目标时,对于需要适应环境及如何适应环境考虑得还远远不够,因而不能根据环境的变化及时调整和确定电算化教育目标。会计电算化常常被简单地理解为计算机加会计学,造成“计算机就是打字工具”的实际情况。而随着会计电算化工作的普及,会计工作的重点也将从会计记账、会计核算转向更侧重于高级财务会计、财务管理以及软件二次开发、二次数据处理的分析能力。2.在现代企业的管理理念下,财务是企业管理中的一个重要组成部分,应融入企业管理的整体中,而不是独立地对财务的管理。因此,传统的教学课程已经不能满足社会经济发展的要求。
(三)历史影响方面
1979年——1989年是我国会计电算化的起步阶段,这一期间的会计电算化理论研究尚缺乏深度,仅仅围绕如何将计算机应用到会计之中,形成了手工式的阶段,只让学生机械地学习计算机操作,把计算机当作计数器;1990年——1996年是我国会计电算化步入商品化软件开发与推广应用的蓬勃发展阶段,这一时期的会计电算化教育已较前广泛和深入,对财务软件进行多系统、多模块教学,并注重商品的应用;1997年之后受ERP管理软件的影响,会计电算化教育逐步涉及到经营管理和会计信息的处理、利用问题,然而这些并不能很好地满足会计电算化教育目标实现的需要,反而使众多学子浅尝辄止或对它敬而远之。
(四)教学层次方面
从会计电算化培养的目标来看,会计电算化人才具有层次性,会计电算化的教学目标应该是培养出既懂得计算机技术又具备会计理论和业务知识的、不同层次的应用型、理论型、创造型的复合型人才。高校是会计电算化人才培养的重要基地,为了实现培养电算化人才的目标,如何有效地开展会计电算化教学就成了首要问题。目前,关于这个问题众说不一,没有一个完善的课程体系和统一的教学大纲。
(五)专业课程设置方面
由于会计电算化教育目标的定位不清,因而在课程设置方面存在的问题也很突出,主要体现在:1.落后与过时的教材。随着计算机文化教育水平的提高,以及计算机知识的快速更新,会计专业计算机课程的开设并未及时更新;2.学生计算机课程、信息管理课程开设内容的不足;3.重实务课程而忽视培养学生理论功底的课程;4.会计电算化教学与会计软件开发混为一谈,因此在教学实践中大有用程序编写来替代会计电算化教学的趋势;5.没有正确认识课程中会计内容与计算机内容孰重孰轻的问题;6.相关专业课的设置存在明显的遗漏。
(六)实践环节方面
1.目前在我国,企业、注册会计师事务所、财务软件公司等会计职业界和学校联系松散,没有一个固定长久的合作关系和联系机制,使会计电算化专业的实践性教学环节不能形成一个良好而持久的运行机制;2.经费紧张,环境限制太多,阻碍了实践环节的有效实施;3.课程安排不合理,挤掉了实践环节的时间,因而总是匆匆忙忙走形式,即使有实践环节效果也不大。
(七)教育活动实施方面
从师资情况来看,学历、职称、实际经济、知识更新等方面都存在一定的差距。问题的关键是我们还没有建立起一种机制来有效吸引高学历、高学识、高素质的人才从事会计教师职业。这种吸引力应该具有物质和精神两方面的因素。在物质上,一方面工资待遇不高;另一方面,教师在外兼职的内外条件尚不成熟;在精神上,我们没有一个良好的制度和氛围促使和激励教师更新知识、晋升职称和爱岗敬业。从教学工具来看,一是目前多媒体教学方式、多媒体课件落后,电脑配置不足,涉及网络会计时教育设备缺乏;二是教学版财务软件有待升级;三是已有的上机所需的资料内容过于简单,不系统,难以全面完整地反映企业开展电算化所涉及的经济业务的全貌;个别资料数据有误,有些业务的会计处理方法也值得商榷,难以顺利完成日常的教学上机实习;没有满足上机实习相对完整的账务资料。
第四篇:聚氨酯研究进展
聚氨酯树脂的研究进展
摘要:本文综述了聚氨酯目前研究热点,其中包括氟硅改性、水性化、非异氰酸酯聚氨酯和聚氨酯纳米复合材料的研究,指出了聚氨酯未来研究方向。
关键词:聚氨酯;氟硅改性;水性;非异氰酸酯;纳米复合材料
Research progress of polyurethane
Abstract:This article reviews the current research focus of polyurethane, including fluorine-modified, water-based, non-isocyanate polyurethane and polyurethane nano-composites, demonstrating future research directions of polyurethane.Keyword: polyurethane;fluorine-modified;non-isocyanate;nano-composites
引言
聚氨酯树脂(PU)是一种重要的合成树脂,它具有优良的性能,如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能优良,且具有良好的吸振,抗辐射和耐透气性能,具有高拉伸强度和断裂伸长率,良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性,而且容易成型加工,并具有性能可控的优点;它的产品形态多样,如泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂、纤维素、合成革等;因此广泛应用于交通运输、建筑、机械、家具等诸多领域。
1.氟硅改性
氟硅改性聚氨酯是目前研究的热点之一,氟硅具有独特的化学结构,其表面能较低,因此在成膜过程中向表面富集,可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。常有两种: 一种方法是将含有羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体与二异氰酸酯反应,将有机硅氧烷引到水性聚氨酯中,利用硅氧烷的水解缩合交联来改善聚氨酯的性能;另一种方法是在环氧硅氧烷作为后交联剂引入到体系中,形成环氧交联改性聚氨酯体系。Cheng(Cheng, Zhang et al.2005)等人基于聚丙二醇(PPG),聚醚接枝聚硅氧烷(PE-PSI),2,4丁二醇(BDO)合成一个新颖的硅氧烷改性聚氨酯(PE-PSI)。Luo(Luo, Huang et al.2010)等人基于异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),以二端羟烷基聚[甲基-(3,3,3-三氟丙基)]硅氧烷(PMTFPS)为软段,聚己内酯(PCL)的混合软段的基础上,合成氟-硅氧烷改性聚氨酯系列。Linlin(Linlin, Xingyuan et al.2007)等以2,4-甲苯二异氰酸酯、二端羟丁基聚二甲基硅氧烷(DHPDMS)、聚四氢呋喃醚二醇、1,4-丁二醇为主要原料合成了系列的有机硅改性聚氨酯(Si-PU)。硅烷改性聚氨酯的研究十分活跃,以聚氨酯为主链通过硅烷封端改性,是一个重要的发展方向。Mahdi(Mahdi, Syed Z.Rochester Hills et al.2001)通过硅烷偶联剂改性聚氨酯,提高了聚氨酯密封胶对玻璃的粘接性,而且不用底涂剂,甚至可胶接油漆面和有机物污染的表面。Sun, DX(Sun, Miao et al.2011)等用硅烷偶联剂(SiCA)改性功能化的纳米二氧化硅聚氨酯,提高其热稳定性、硬度、耐水性和耐候性。Xu(Xu, Lu et al.2011)等利用2-三氟甲基-4,4'-二氨基二苯醚合成了一系列含氟聚氨酯弹性体,性能测定结果表明含氟聚氨酯弹性体具有较低的表面张力,更好的疏水性、热稳定性、良好的机械性能和阻燃性能。
2.水性聚氨酯
20世纪60年代以来,溶剂型聚氨酯得到了广泛的使用,然而有机溶剂使用时造成空气污染,具有或多或少的毒性,水性聚氨酯以水为基本介质,具有不污染环境、节能、操作加工方便等优点,已受到人们的重视(仝锋 2000;颜俊, 涂伟萍 et al.2001)。水性聚氨酯按照分散粒子是否带电可分为离子型和非离子型, 而离子型水性聚氨酯按照聚氨酯主链上的带电性质又可分为阴离子型、阳离子型和两性离子型。LU(Lu, Tighzert et al.2005)等利用蓖麻油改性的水性聚氨酯与热塑性淀粉共混,试验表明,两者具有较好的相容性,这种改性弥补了热塑性淀粉的耐水性、物理机械性能方面的不足,为高性能的可降解淀粉塑料的研究提供了理论支持。Tyre(Tyre 2008)等人对作为木地板涂料的水性聚氨酯-丙烯酸混合物与油性产品的硬度、耐磨性和耐化学性坐了详细比较。Zhang(Zhang W)等人以聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯、二羟甲基丙酸、三乙烷、羟乙基丙烯酸酯为原料,合成作为水性油墨连接料的水性聚氨酯乳液,制成的水性油墨不燃,无毒,无害,环境友好,既安全又节能。Yang.Z(Yang Z 2010)等人以水和非羟基溶剂作为混合溶剂,得到环硫氯丙烷单体和巯基改性聚氨酯混合水性乳液,该乳液可以用作高效、环保的工业废水汞离子吸附剂。Lagiewczyk(Lagiewczyk and Czech 2011)等基于羟基聚丁二烯(HTPB),聚丙二醇(PPG),二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备水性聚氨酯的压敏粘合剂(PU-PSA),其具有低粘性,低附着力和良好的凝聚力。
3.非异氰酸酯聚氨酯
20世纪90年代开始, 发达国家重视非异氰酸聚氨酯(NIPU)的开发与应用,在欧美国家正逐步实现工业化,在涂料、弹性体、胶粘剂等行业的应用大有与常规异氰酸酯竞争之势(Rokicki 2000;Figovsky and Shapovalov 2002;Yu, Yuan et al.2009)。NIPU由环碳酸酯齐聚物与胺类齐聚物反应制得, Garipov RM(Garipov, Sysoev et al.2003)等研究了环碳酸酯与胺的反应动力学特征。Kim(Kim, Kim et al.2001)等利用二氧化碳在相转移催化剂(PTC)作用下与二缩水甘油醚和双酚S的反应产物(DGEBS)反应制备二元环碳酸酯。Tamami(Tamami, Sohn et al.2004)等[利用环氧大豆油(ESBO)在催化剂作用下于110 ℃与二氧化碳反应合成大豆油环碳酸酯(CSBO),进而与胺类化合物反应可合成NIPU。Oleg Figovsky(Oleg Figovsky 2007)等研究了星形环碳酸酯的制备和其在合成星形羟基NIPU齐聚物、星形NIPU、星形杂化NIPU中的应用,同时还研究了丙烯酸环氧化合物、丙烯酸环碳酸酯、丙烯酸羟基NIPU齐聚物、丙烯酸NIPU、丙烯酸杂化NIPU的制备方法。通过采用特殊的树枝状氨基硅烷低聚物(dendroaminosilane oligomer),可以将硅烷链段引入NIPU网络结构中,成为一种杂化非异氰酸酯聚氨酯(hybrid NIPU,HNIPU)(王北海 2007)。杂化非异氰酸酯聚氨酯(HNIPU)涂料具有更好的耐化学性和透气性,是无分子间氢键类似结构的传统聚
氨酯涂料的1.5-2.5倍(Figovsky, Shapovalov et al.2001)。Poul-Ernst Meier,Farum(DK)(Poul-Ernst Meier 2004)发明了以HNIPU为基的胶粘剂和密封胶,用于金属表面涂装材料。
4.聚氨酯纳米复合材料
聚氨酯/纳米复合材料是未来的研究方向之一,近年来国内外聚氨酯/纳米复合材料的制备方法,主要介绍了共混法、原位聚合法、插层聚合法、溶胶-凝胶法等几种常用的纳米材料改性聚氨酯的方法(Dong-mei, Shao-ling et al.2011)。Zheng(Zheng, Gao et al.)等通过分散蒙脱石和多元醇,加入氨基烷基聚硅氧烷中和,制备蒙脱土/有机硅嵌段聚氨酯纳米复合材料。Petrovic(Petrovic, Cho et al.2004)等用溶胶-凝胶法制备并表征了两系列软段质量分数为50%和70% 的嵌段SiO2 纳米复合材料,研究了不同含量球形纳米SiO2溶胶对软、硬段相分离的影响。Yang hong-yan(Hongyan, Daocheng et al.2006)等以聚四氢呋喃醚二醇-1000(PTMG)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺(MOCA)为原料,采用预聚法合成聚氨酯弹性体,并选用纳米CaCO3 对聚氨酯弹性体进一步增强,通过对纳米CaCO3进行表面改性及采用超声波促进纳米粒子在基体中更好地分散,并考察了纳米的CaCO3含量和合成温度对聚氨酯弹性体力学性能的影响。You(You, Park et al.2011)等制备泡沫聚氨酯(PUF)/多壁碳纳米管复合材料,并研究了其电学、热学和形态学特性,为制备高性能复合材料提供了理论依据。
展望
1.聚氨酯制备方法多为传统的制备方法,需进一步研究新的制备方法,进一步提高材料的综合性能;
2.针对特定缺陷利用多元复合改性聚氨酯涂料进行改良研究;
3.对于聚氨酯纳米复合材料的研究,期待新型纳米材料如纳米金刚石、纳米SiC等新型超硬纳米材料的应用研究;
4.聚氨酯复合材料还处于实验研究阶段,工业应用领域还有待于进一步开发。
参考文献:
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第五篇:药用植物研究进展
植物是药物的重要来源之一,人类利用药用植物的历史渊远流长。今天,尽管科学家已经能够利用化学方法研制品类繁多的药品,但开发利用植物药的热情在世界范围内却有增无减。这主要是由于植物种类丰富,体内所含的有效成分形形色色,具有开发新药的巨大潜力;既可以从中直接发现新药源;又可以发现新的先导化合物,通过结构修饰等技技术发明新药。
中国野生药用植物种质资源非常丰富,据统计在5000种以上,但传统的中草药获取方法是以采集和消耗大量的野生植物资源为代价的,当采集和消耗量超过自然资源的再生能力时,必然会导致物种濒危甚至灭绝。再有,自然生态环境的日益恶化,也进一步导致药用植物资源的匮乏。在已出版的《中国植物红皮书》第一卷中,共收载了388种国产珍稀濒危野生植物,其中有药用价值的约100余种,在中国历史上就已赫赫有名的人参、天麻、黄连、黄芪、杜仲、厚朴、巴戟天、平贝母、肉苁蓉等,均位列其中。
迄今,为了解决药用植物的供需矛盾,人们多采用人工栽培的方法扩大药源。但在人工栽培的药用植物中,有不少名贵药材如人参、黄连等生产周期很长,如果以常规方法育种或育苗,需要花费很长时间。另有一些药用植物如贝母(Ftitillaria spp.)、番红花(Crocus sativus)等,因繁殖系数小、耗种量大,导致发展速度很慢且生产成本增加。还有一些药用植物,如地黄(Rehmannia glutinosa)、太子参(Pseudostellaria heterophylla)等,则因病毒危害导致退化,严重影响了产量和品质。
于是,积极研究药用植物资源的再生技术,使有限的资源为人类永续利用迫在眉睫。应用植物组织培养生产药用植物,具有不受地区、季节与气候限制,便于工厂化生产等优势,同时组织培养中的细胞生长速度要比植物正常生长速度快,接近于分生组织的生长速度,因此利用组织培养手段快速繁殖药用植物种苗,或者利用组织培养或细胞培养手段直接生产药物便随之日益发展。
目前药用植物组织培养的应用主要有两个方面:一是利用试管微繁生产大量种苗以满足药用植物人工栽培的需要;二是通过愈伤组织或悬浮细胞的大量培养,从细胞或培养基直接提取药物,或通过生物转化、酶促反应生产药物。
我国的药用植物组织培养研究,可以追溯到20世纪50年代。1964年,罗士韦教授等首先报道了人参组织培养获得成功的研究成果。1983年,全国第一届药用植物组织培养讨论会召开,届时全国已有30多个单位,100余人从事药用植物的组织培养研究。其中以广西药物所的罗汉果快速繁殖,山东大学生物系与荷泽地区中药材试验站的怀地黄去病毒研究和中国药科大学人参工业化生产的中间试验为代表性的研究成果。自此,我国药用植物的组培研究迅速发展。1986年,由我国科学工作者编写的有关专著《药用植物组织培养》问世……到目前为止,我国的科技工作者在药用植物组织培养方面已取得了巨大的成绩,组织培养技术水平也在不断进步:如培养方法已从固体、液体、悬浮培养,深层大罐发酵发展到液体连续培养;培养材料也从药用植物的根、茎、叶、花、胚、果实、种子等组织或器官,这些器官诱导出的愈伤组织或冠瘿组织,一直发展到目前的细胞。
近40年来我国经离体培养获得试管植株的药用植物已有金线莲(Anoectochilus formosanus)、白芨(Bletilla striata)、番红花、铁皮石斛(Dendrobium candidum)、绞股蓝(Cynostemma pentaphyllum)、苦丁茶(Ilex kudingcha)、南洋金花(Datura metel)、海巴戟(Morinda citrifolia)等100余种,其中大多数为珍贵的药用植物。
从60年代开始的我国传统药材离体培养和试管繁殖研究,到目前为止已有100多种药用植物经离体培养获得试管植株,其中有的还利用试管繁殖技术生产用于栽培种植药材,如苦丁茶、芦荟、怀地黄、枸杞、金钱莲等。宁夏农林科学院构相研究所利用试管繁殖与嫩枝扦插相结合的方法繁殖新品种“宁杞一号”和“宁杞二号”苗木100多万株,加速了该品种的推广。
通过组织培养成功的药用植物至少有200种。增养的药用植物从常见的到珍稀濒危植物、民族植物,如云南黑节草、延龄草、高山红景天,藏药——川西獐芽菜、莪术、水母雪莲、星花乡线菊、溪黄草、玉叶金花、辽东葱木等。从生产常用药的植物到具有抗癌、抗病毒等有效成分的植物,如红豆杉、艾黄杨、狼毒、大戟属、长春花、米仔兰、狗牙花和香榧等。