面向2050---新材料与新技术在新产品开发中的应用(二)

第一篇：面向2050---新材料与新技术在新产品开发中的应用(二)

新材料与新技术在新产品开发中的应用(二)

三.泡沫铝合金研究及轻量化中的应用

泡沫铝合金是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。泡沫铝合金具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。泡沫铝的这些优异性能使其在当今的材料领域具有广阔的应用前景，是很有开发前途的工程材料，特别是在交通运输工业，航天事业和建筑结构工业等方面。

性能特点

轻质：密度为金属铝的0.1—0.4倍；

高比刚度：其抗弯比刚度为钢的1.5倍；

高阻尼减震性能及冲击能量吸收率：阻尼性能为金属铝的5—10倍。孔隙率为84%的泡沫铝发生50%变型时，可吸收2.5MJ/M3C以上的能量。

良好的声学功能：

1、隔声性能（闭孔）：声波频率上800—4000HZ之间时，闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上。

2、吸声性能（微通孔和通孔）：声波频率在125---4000HZ之间时，通孔泡沫铝的吸声系数最大可达0.8，其倍频程平均吸声系数超过0.4。

优良的电磁屏蔽性能：电磁波频率在2.6—18GHZ之间时，泡沫铝的电磁屏蔽量可达60—90dB。

良好的热学性能：孔隙率为80---90%的闭孔泡沫铝导热系数为0.3—1W/m#8226;k，相当于大理石。通孔泡沫铝由于其孔洞相互连通，在强制对流条件下具有良好的散热性。

不燃烧且有较好的耐热性。□耐腐蚀性、耐候性好，低吸湿，不老化，无毒性。

易加工：切割、钻孔、胶结方便；经模压可弯曲成所需形状；能用有机或无机漆进行表面处理；可以两面蒙皮，构成大尺寸的轻质、高刚度板。

易安装：泡沫铝材料可以被安装在高处而无需机械起重设备，如：天花顶棚、墙壁和屋顶等，可以采用机械方法或直接用螺钉连接和固定，也可以用粘接剂粘贴在墙或天花板上。

金属薄板——泡沫铝——金属薄板形成的“三明治”结构继承了泡沫铝的优异性能，并具有很高的抗弯强度，可用作新型建材、机车车辆的高刚度结构件等。

上述性能的多功能兼容。

结构特征

较大的孔径0.3—7mm；

较高且可控的孔隙率：63%--90%；

比表面积大10---45cm2/cm3；

孔结构多样化；闭孔、通孔及微通孔泡沫铝；

金属骨架成份及孔结构可控，能适应不同需求。

应用范围

吸声、隔声材料：泡沫铝可用于城市轻轨、高架公路、地下隧道、机械设备的噪声治理及声学室、多功能厅和其他室内声响效果的改善。吸声的泡沫铝粘贴到混凝土或钢结构上，竖在高架桥、轻轨两旁作为大型吸音墙，可以减轻城市交通噪声。隔声的泡沫铝可用于工厂机房、机器设备、户外建筑工地的噪声隔离，解决了目前广泛应用的玻璃棉、石棉等吸声材料的许多局限性。

结构用材

泡沫铝合金缝合结构，具有质轻，高刚度的特征，可作为优异的结构材料。如：用作汽车的结构件时，重量只有钢结构的一半，而刚度则提高10倍，据报道大约有20%的汽车结构件可采用这种结构。

新型建筑材料：

泡沫铝是一种新型建筑及装潢材料，它具有质轻、高比刚度、美观、不燃烧等优点，并兼有吸音、隔热、电磁屏蔽等特性。因此泡沫铝可广泛应用于商场、宾馆、体育馆等场馆的建筑装潢。

电磁屏蔽材料：

因其优异的电磁屏蔽性能，泡沫铝可用于电信、电子仪器、计算机房、电视广播设备的电磁屏蔽，能防止核辐射引起的电脉冲效应EMP（该效应能烧毁半导体或产生因数据传输损失引起了电子混乱，最终摧毁电子设备）。

保温材料：

因其导热系数低，同时具有质轻、高比刚度、不燃烧等优点，可用作隔热、保温、保冷材料等。

冲击能量吸收材料：因其具有优良的冲击能量吸收性能，可用作汽车防冲档、机械装置的保护外壳，升降机的安全垫、飞机外壳夹层（冲缓爆炸冲击波）和太空飞行器的防护层（可捕捉太空碎片）等。四.碳纤维复合材料 在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。

1、高强度（是钢铁的5倍）

2、出色的耐热性(可以耐受2000℃以上的高温)

3、出色的抗热冲击性

4、低热膨胀系数(变形量小)

5、热容量小（节能）

6、比重小（钢的1/5）

7、优秀的抗腐蚀与辐射性能

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。

碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。

碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。

碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。

碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。

由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。

现在的F1（世界一级方程锦标赛）赛车，车身大部分结构都用碳纤维材料。顶级跑车的一大卖点也是周身使用碳纤维，用以提高气动性和结构强度

碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

奔驰将推碳纤维轿车上市，宝马也研发碳纤维车型，碳纤维比钢铁更加强度更高，而碳纤维版的E级轿车仅重1300千克，比现有标准版E级轿车轻350千克。此外，奔驰考虑在使用碳纤维的基础上进一步提升该车油耗效率，为该车配置氢燃料电池以及六缸式汽油发动机-电机混合动力系统。

奔驰E级轿跑设计图

奔驰E250CGI

五.新型高科技合成纤维研究与应用

芳纶纤维全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，目前，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。在海湾战争中，美、法的飞机上大量使用了芳纶复合材料。除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。除此之外，科技的迅猛发展正在为芳纶开辟着更多新的民用空间。

新材料及现代特种加工是新发展起来的，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。例如，各种难切削材料的加工；各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工；薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此，采用传统加工方法十分困难，甚至无法加工。于是，人们一方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、研制新型自动机床等途径，进一步改善切削状态，提高切削加工水平，并解决了一些问题；另一方面，则冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生，并不断获得发展。后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上来定义特种加工，即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。

现代特种加工技术是借助电能、热能、光能、声能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量 或其复合以实现切除材料的加工方法。与常规机械加工方法相比，它具有如下的特点：

1）不受材料强硬度等限制。特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料，而是用其他能量(如 电、化学、光、声、热等)去除金属和非金属材料。它们瞬时能量密度高，可以直接有效地利用各种能量，造成瞬时、局部熔化，以强力、高速爆炸、冲击去除材料。其加工性能与工件材料以强硬度力学性能无关，故可以加工各种超强硬材料、高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属材料。

2）以柔克刚。由于工具与工件不直接接触，加工时无明显的强大机械切削力，所以加工脆性材料和精密微细零件、薄壁零件、弹性元件时，工具硬度可低于被加工材料的硬度。

3）向精密加工方向发展。当前已出现了精密特种加工，许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法，如电子束加工、离子束加工、激光束加工等就是精密特种加工；精密电火花加工的加工精密可达微米级0.5～1μm，表面粗糙度可达镜面Ra 0.021μm。

4）可同时实现粗、精加工。特种加工中的能量易于实现转换和控制，工件在一次装夹中可实现粗、精加工，有利于保证加工精度，提高生产率。

5）用简单运动加工复杂形面。特种加工技术只需简单的进给运动即可加工出三维复杂形面。特种加工技术已成为复杂形面的主要加工手段。6）可以获得良好的表面质量。由于在特种加工过程中，工件表面不会产生强烈的弹、塑性变形，故有些特种加工方法可获得良好的表面粗糙度。热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小。

7）各种加工方法可以任意复合。各种加工方法的任意复合可扬长避短，形成新的复合工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。由于特种加工技术具有其他常规加工技术无法此拟的优点，在现代加工技术中，占有越来越重要的地位。表面粗糙度Ra<0.01μm的超精密表面加工，非采用特种加工技术不可。六.新产品设计与传感器的应用

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到 cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。传感器的分类

可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。

根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类 ：

传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。

1.工业用自动化传感器的应用

工业用自动化传感器产品系列主要包括编码器、电机反馈系统、定位驱动器、超声波传感器、电容式/电感式/电磁式接近传感器、磁性气缸传感器、光电开关、色标传感器、荧光传感器、颜色传感器、槽形开关、测量光栅、距离传感器、机器视觉等。这些传感器能够实现对物体计数、分类、定位，检测物体的外形和位置，并能进行颜色和表面特性的区分。即使在恶劣的环境下，它们也能出色的完成任务。2.车用传感器的应用

随着解码器电子技术的发展，汽车电子干扰工程化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的解码问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车的技术性能的发挥。目前，普通汽车上大约装有10-20只传感器，高级豪华轿车则更多，这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。

（一）发动机控制用传感器

发动机控制用传感器有许多种，其中包括温度传感器、压力传感器、转速和角度传感器、流量传感器、位置传感器、气体浓度传感器、爆震传感器等。这类传感器是整个发动机的核心，利用它们可提高发动机动力性、降低油耗、减少废气、反映故障等，由于其工作在发动机振动、汽油蒸气、污泥和泥水等恶劣环境中，因此它们耐恶劣环境技术指标要高于一般的传感器。对于它们的性能指标要求有很多种，其中最关键的是测量精度与可靠性，否则由传感器检测带来的误差最终将导致发动机控制系统失灵或故障。

1.温度传感器：主要检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度、机油温度、催化温度等。实际应用的温度传感器主要有线绕电阻式、热敏电阻式和热电偶式。线绕电阻式温度传感器精度较高，但响应特性差；热敏电阻式传感器灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适用温度较低；热电偶式精度高，测温范围宽，但需考虑放大器和冷端处理问题。2.压力传感器：主要检测进气歧管绝对压力、真空度、大气压力、发动机油压、制动器油压、轮胎压力等。车用压力传感器目前已有若干种，应用较多的有电容式、压敏电阻式、膜盒传动的可变电感式(LVDT)、表面弹性波式(SAW)。电容式传感器具有输入能量高，动态响应好、环境适应性好等特点；压敏电阻式受温度影响大，需另设温度补偿电路，但适用于大量生产；LVDT式有较大输出，易于数字输出，但抗振性较差；SAW式具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性强、灵敏度高、分辨率高、数字量输出等特点，是一种较为理想的传感器。3.转速、角度和车速传感器：主要用于检测曲轴转角、发动机转速、车速等。主要有发电机式、磁阻式、霍尔效应式、光学式、振动式等。

4.氧传感器：氧传感器安装在排气管内，测量排气管中的含氧量，确定发动机的实际空燃比与理论值的偏差，控制系统根据反馈信号，调节可燃混合气的浓度，使空燃比接近于理论值，从而提高经济性，降低排气污染。实际应用的是氧化锆和氧化钛传感器。

5.流量传感器：测定进气量和燃油流量以控制空燃比，主要有空气流量传感器和燃料流量传感器。空气流量传感器检测进入发动机的空气量从而控制喷油器的喷油量，以得到较准确的空燃比，实际应用的有卡门旋涡式、叶片式、热线式。卡门式无可动部件、反应灵敏、精度较高；热线式易受吸入气体脉动影响，且易断丝；燃料流量传感器用于判定燃油消耗量。主要有水车式、球循环式。

6.爆震传感器：它能把爆震信号传给控制系统，抑制爆震的发生。主要有磁致伸缩式和非共振型压电式。

（二）底盘控制用传感器

底盘控制用传感器是指分布在变速器控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、防抱制动系统中的传感器，在不同系统中作用不同，但工作原理与发动机中传感器是相同的，主要有以下几种形式传感器：

1.变速器控制传感器：多用于电控自动变速器的控制。它是根据车速传感器、加速度传感器、发动机负荷传感器、发动机转速传感器、水温传感器、油温传感器检测所获得的信息经处理使电控装置控制换档点和液力变矩器锁止，实现最大动力和最大燃油经济性。2.悬架系统控制传感器：主要有车速传感器、节气门开度传感器、加速度传感器、车身高度传感器、转向盘转角传感器等。根据检测到的信息自动调整车高，抑制车辆姿势的变化等，实现对车辆舒适性、操纵稳定性和行车稳定性的控制。

3.动力转向系统传感器：它是根据车速传感器、发动机转速传感器、转矩传感器等使动力转向电控系统实现转向操纵轻便，提高响应特性，减少发动机损耗，增大输出功率，节省燃油等。

4.防抱制动传感器：它是根据车轮角速度传感器，检测车轮转速，在各车轮的滑移率为20%时，控制制动油压、改善制动性能，确保车辆的操纵性和稳定性。

（三）车身控制用传感器

采用这类传感器的主要目的是提高汽车安全性、可靠性、舒适性等，主要有应用于自动空调系统中的多种温度传感器、风量传感器、日照传感器等；安全气囊系统中加速度传感器；亮度自控中光传感器；死角报警系统中超声波传感器；图像传感器等。

（四）车用传感器研究开发

由于传感器在电控系统中的重要作用，所以世界各国对其理论研究、新材料应用、产品开发都非常重视。

金刚石的耐热性好、热稳定性高，在真空中1200℃以上表面才开始出现炭化，在大气中也要在600℃以上才开始炭化，利用这一特性，制作适用于高温的热敏传感器，从常温到600℃范围内进行温度监测与控制，并且适用在高温且有腐蚀气体的恶劣环境下使用，性能稳定，使用寿命长，可用于发动机中高温测量。此外金刚石在高温下形变率很高，利用这一特性可制作高温环境下使用的振动传感器和加速度传感器。与其它材料振动膜相结合可作为高温、耐腐蚀、灵敏度高的压力传感器，用于振动检测以及发动机气缸压力等测量。

光导纤维型传感器由于抗干扰性强、灵敏度高、重量轻、体积小，适于遥测等特点正受到人们的普遍重视。目前已有不少成熟的产品问世，如光纤转矩传感器，温度、振动、压力、流量等传感器。

在开发利用新材料同时，由于微电子技术和微机械加工技术发展，传感器正向微型化、多功能化，智能化方向发展。微型化传感器利用微机械的加工技术将微米级的敏感元件、信号调理器、数据处理装置集成封装在一块芯片上。由于体积小、价格便宜、便于集成等特点，可以提高系统测试精度，例如把微型压力传感器和微型温度传感器集成在一起，同时测出压力和温度，便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。目前已有不少微型传感器面世，如压力传感器、加速度传感器、用于防撞的硅加速度传感器等。在汽车轮胎内嵌入微型压力传感器可以保持适当充气，避免充气过量或不足，从而节约燃油10%。多功能化使传感器能够同时检测2个或2个以上的特性参数。而智能传感器由于带有专用计算机，因而具有智能特点。

此外，传感器响应时间、输出与计算机的接口等问题也是重要的研究课题。随着电子技术的发展，车用传感器的技术必将趋于完善。

第二篇：面向2050---材料与新技术在新产品开发中的应用(一)

新材料与新技术在新产品开发中的应用(一)

摘要

为推动新材料与新技术在新产品开发创新活动的深入开展，不断积极探索新产品开发工作，在改进新产品开发体制、改善新产品开发运行状态、提高新产品开发在企业经济效益等方面大胆创新，总结新产品开发成果经验，弘扬新产品开发工作者的创新精神，促进新产品开发工作方法。探讨新产品开发现代化。关键词

新材料

新技术

新产品开发 1 引言

在科学技术迅猛发展的今天、国际化的市场竞争愈趋激烈的现代，产品创新是一切企业活动的核心和出发点，是企业赖以生存和发展的基础。

今天的产品创新所面临的问题更加复杂化、系统化，设计是不能靠设计师的灵感闪现一蹴而就，这样是很难客观地把握解决设计问题的实质。因此，设计师要掌握科学的认识一切人为事物的方法，使设计过程能够科学地、有序地解决产品创新问题。设计思维、设计方法、产品创新设计和产品设计等。

随着科学技术的迅速发展，新型工程材料不断涌现和被采用，新材料与新技术在新产品开发中的应用要求越来越高，对新材料与新技术在新产品开发中的应用提出了更高的要求。由于受新材料性能、结构、设备加工能力的限制，使用传统的方法很难完成新产品开发。为了解决这些难题，人们不断开发研究并成功采用新材料与新技术解决了很多工艺问题，发挥了很大的作用。

进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，作为新材料与新技术在新产品开发中的应用的作用日益重要。它解决了加工方法所遇到的难以解决的问题，并有着自己独特的特点，新材料及特种加工技术在国际上被称为21世纪的技术，尤其对新型武器装备的研制和生产，起到举足轻重的作用，可以说新材料及特种加工技术已经成为现代工业不可缺少的重要加工方法和手段。

工业和信息化部发布《新材料产业“十二五”发展规划》，《规划》指出，材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。高性能复合材料和前沿新材料将是我国重点发展的新材料品种。

《规划》主要包括以下六大领域：①特种金属功能材料。具有独特的声、光、电、热、磁等性能的金属材料。②高端金属结构材料。较传统金属结构材料具有更高的强度、韧性和耐高温、抗腐蚀等性能的金属材料。③先进高分子材料。具有相对独特物理化学性能、适宜在特殊领域或特定环境下应用的人工合成高分子新材料。④新型无机非金属材料。在传统无机非金属材料基础上新出现的具有耐磨、耐腐蚀、光电等特殊性能的材料。⑤高性能复合材料。由两种或两种以上异质、异型、异性材料（一种作为基体，其他作为增强体）复合而成的具有特殊功能和结构的新型材料。⑥前沿新材料。当前以基础研究为主，未来市场前景广阔，代表新材料科技发展方向，具有重要引领作用的材料。

利用我国已有军工新材料产业发展的技术优势，优化配置军民科技力量和产业资源，推进国防科技成果加速向经济建设转化，促进军民新材料技术在基础研究、应用开发、生产采购等环节有机衔接，加快军民共用新材料产业化、规模化发展。鼓励优势新材料企业积极参与军工新材料配套，提高企业综合实力，实现寓军于民。建立军民人才交流与技术成果信息共享机制，积极探索军民融合的市场化途径，推动军民共用材料技术的双向转移和辐射。二.碳化硅纤维及纳米粉制品的研究与应用

纳米碳化硅微晶（30-50nm）及连续碳化硅纤维，具有高强度、高模量、耐高温、抗氧化、可编织、电阻率可调、与树脂、金属、陶瓷相容性好等特性，用增强纤维制备的复合材料，主要作为航空发动机、燃气轮机、汽车发动机、核能反应堆、液体涡扇发动机、冲压发动机、高超音速飞行器和深空探测器等耐高热部件。高速列车的制动材料，汽车尾气焚烧催化剂的载体如设备防腐，化学试剂过滤材料等）也有很大的应用空间，在电路基板增强材料、燃料电池隔板增强材料等也将获得更为广泛的应用。此外，碳化硅纤维在材料隐身方面已有应用，在结构吸波领域也具备应用前景。

目前先驱体转化法制备SiC陶瓷材料的研究，正经历从工艺到理论、从材料性能到应用全新阶段。开发各种新型聚碳硅烷来制备SiC系列纤维和SiC基陶瓷复合材料。

有机高分子陶瓷先驱体聚碳硅烷具有广泛的用途，是目前国际重点发展的先驱体高分子材料。先驱体聚合物可通过分子设计控制先驱体的组成和微观结构，使之具有潜在的化学反应活性基团，以便于交联，使烧结后的陶瓷产率较高。该方法因具有加工简单、先驱体易于分离和纯化等特点，引起了很多化学、陶瓷和材料工作者的兴趣，是近年来制备特种陶瓷纤维和陶瓷基复合材料最有前途的方法之一。

随着聚碳硅烷下游产品的开发应用领域的拓展，必将对聚碳硅烷有大量的需求。同时为适应耐超高温聚碳硅烷纤维的需求，研究在聚碳硅烷分子中添加异元素（Al、B、N）的新型先驱体的开发及工程化。

碳化硅纤维的发展经历了三个重要阶段。第一代是以普通Nicalon和Tyranno为代表的高氧（～10％）、高碳（～15％自由碳）型。纤维内部的氧和碳在1400℃以上发生化学反应，生成CO和SiO以气体的形式逸出，导致纤维损伤，力学性能严重降低，因此其使用温度不高于1000℃。第二代是以Hi-Nicalon为代表的低氧（～0.5%）、高碳（～20％自由碳）型，航空发动机燃气下的长期使用温度提高到1300℃，但是过剩的碳严重降低纤维的高温抗氧化性和蠕变性。第三代是以Hi-Nicalon-S（Nippon Carbon公司）和Tyranno-SA（Ube Industries公司）为代表的近化学计量SiC纤维。“近化学计量”是指C/Si比约为1.05/1（氧含量～1.2%），其中少量过剩碳是为了保证纤维不富硅，因为硅对高温性能的损害比碳严重的多。这两种纤维的使用温度分别为1600℃和1700℃。

金属基和陶瓷基复合材料材料可加热熔化，可用二甲苯溶解，经成型处理可以制备各种形式的SiC陶瓷材料。聚碳硅烷将在以下方面获得大量应用：

利用聚碳硅烷制备SiC纤维可形成金属基和陶瓷基复合材料的制造产业，使 SiC纤维作为复合材料的增强纤维。发挥SiC纤维的高温抗氧化性和化学稳定性制造新一代的金属基和陶瓷基复合材料。

利用聚碳硅烷制备陶瓷涂层，是指在金属、陶瓷、石墨等材料或器件表面涂上均匀致密的聚碳硅烷陶瓷层，以改善基底材料或器件的表面性能。如表面强度、硬度、化学稳定性、耐高温性能、手感、吸附性、电阻率、磁性、粗糙度等。

利用聚碳硅烷制备器件，是将聚碳硅烷先驱体以溶液或浆料在真空下浸渍到增强纤维编织体内部或者涂覆在金属、陶瓷、石墨等基底材料或器件表面，经交联后再进行高温裂解，多次循环后可制成预期的陶瓷基材料。

先驱体聚碳硅烷通过一定的方法经高温无机化后可以形成陶瓷多孔体。通过控制孔的结构可以人为控制孔的性能，如高渗透性、高比表面积、高反射性能、较好的绝缘性能等，可以应用于耐高温的微型反应器、吸附材料、过滤分离材料、传感器或传感器的载体、离子交换材料、纳米器件的模板、催化剂的载体和微电子设备中的低介电常数材料等等，SiC陶瓷泡沫材料还可用作特种隔热材料。

如将聚碳硅烷、四烯丙基硅和Si3N4纳米粉体按2：1：8的重量比混合调成粘性淤状物后经高温处理获得Si3N4/SiC复相纳米陶瓷粉体。由此可制备高温力学性能优良的新型陶瓷材料和陶瓷基复合材料。

先驱体聚碳硅烷溶液附于如金属、陶瓷、玻璃等基体表面，通过高温处理与基体接合形成一体。如将先驱体聚碳硅烷浓溶液与陶瓷粉体混合，能起到粉体粘结剂作用，聚碳硅烷与陶瓷粉配制成泥状，附于材料器件表面使其连接，高温处理后形成陶瓷/陶瓷和陶瓷/金属的连接等。

耐高温复合材料是指主要以碳纤维、SiC纤维编制成骨架，作为增强基体。聚碳硅烷溶液或浆料在真空下浸渍到增强纤维编织体内部，经交联后再进行高温裂解。多次浸渍－裂解。制备出各种形状构件的制备。

耐高温复合材料的力学性能、抗腐蚀性能、抗热震性能和抗氧化性能优异，经辐照后具有较低的诱导放射性以及较高的尺寸稳定性和性能稳定性，具有低的中子辐射诱导活性、高的抗破裂性能和极好的高温机械性能等优点。近年美国、日本、欧盟等国的新型核聚变反应堆使用寿命和安全性优于不锈钢、钒合金等材料，堆芯温度可提高到 800～1100℃，能量转换效率可提高到 50%以上，极大提高了反应堆的工作效率。碳化硅纤维及纳米粉制品的应用主要体现在以下几个方面：

1.作为耐热材料：如汽车尾气处理中的脱尘,脱硫,脱NOx装置、耐盐雾、海水腐蚀、红外敏感元件、高温输送带、喷灯嘴、航天飞机柔性防热材料、过滤器、催化剂载体等。2.增强金属基复合材料：纤维体积含量为30％的Al基复合材料，其弯曲强度为超硬铝的1.8倍，拉伸强度为1.3倍。减重40％。而且在400℃以下材料的强度降低幅度不大，而特超硬铝在200℃时为常温强度的1/5以下。可用于制造导弹的尾翼、炮管等。

3.增强树脂基复合材料：与环氧树脂、聚酰亚胺树脂组成的复合材料与碳纤维相比具有较高的压缩强度、较高的冲击强度和优异的磨损性，同时碳化硅/环氧树脂复合材料还具有优异的电性能。可应用于雷达天线罩和飞行器的结构材料，以及各种结构吸波材料。

4.增强陶瓷基复合材料：主要应用于宇宙火箭和飞机喷气发动机的耐热部件、航天飞机的隔热瓦等。

5.隐身材料：碳化硅纤维以基优异的吸波性与高温抗氧化性而被用于制造隐身巡航导弹的头锥和火箭发动机壳体。

为了提高飞行器的实防能力和自我保护的生存能力，以提高战斗力为目标，世界各大国都在努力发展隐身技术。在实战中，雷达及红外探测器应用比例最大，分别为60%和30%。研究雷达波吸收材料是当今世界隐身技术的热点。随着各种新型飞行器的出现，吸收频带宽度和吸波性能不断提高，单一的吸波材料难以适应要求，而功能也由单一吸波发展为承载和吸波结合，从而出现了一种新型的结构型吸波复合材料，其核心材料就是应具有一定的力学性能和吸波功能为一体的纤维。从吸波原理上，应用最广的材料有磁损耗型和介电损耗型。作为耐高温、耐氧化的高性能SiC纤维，它不仅与碳纤维等其它增强纤维有相近的力学性能，可以承载，它还具有一定的半导体特性，其电阻率可以在101～107Ω•cm范围内通过改进工艺进行调节。通用型SiC纤维其电阻率一般在105～107Ω•cm，不具有吸波特性，若改变制造工艺和调整纤维的有效组成比，完全可以将SiC纤维的电阻率调至101～103Ω•cm，具有介电损耗型吸波纤维，国内外的文献均有报导，认为SiC纤维是一种理想的高性能结构吸波纤维。

隐身技术不仅在飞行器上得到了广泛应用，还涉及到舰艇、潜艇、战车、坦克、机库、军事工程等方面。对未来“打赢一场高技术条件下的局部战争”起到至关重要的作用。因为军事上的敏感性，对于具有结构吸波功能的SiC纤维的制造、应用属于前沿科学技术，国外不论在技术上还是在产品上均对我国封锁禁运。从文献报导上，国内仅有国防科技大学开展这类SiC纤维的实验室研究，尽管其电阻率达到吸波要求，但纤维的力学性能偏低，难以满足结构吸波复合材料的需求。本公司已拥有超高温SiC纤维温制造技术知识产权，在此基础上，开展结构吸波SiC纤维的深入研究和技术工程化开发，进行技术攻关，解决了制造结构吸波纤维的关键技术，必将培育出具有战略意义和潜在产业链的一种新型材料。

结构吸波SiC纤维制备的关键技术：①通过分子设计制备满足吸波特性的纤维组成的先驱体，并具有良好的成丝性；②纤维电阻率调节技术和伴有高力学性能的SiC纤维烧成技术。吸波SiC纤维的性能指标：纤维连续长度大于500 m，纤维直径12～15μm，抗拉强度2.0±0.2 GPa ,抗拉模量150±10 GPa ,电阻率101～103 Ω•cm。6.核防护材料

采用有机先驱体转化法制备由纳米β-碳化硅微晶（30-50nm）及纳米碳组成的高性能连续碳化硅纤维，具有高强度、高模量、耐高温、抗氧化、可编织、电阻率可调、与树脂、金属、陶瓷相容性好等诸多优异特性，是先进复合材料用增强纤维中极其重要的品种之一，其复合材料在国民经济中的航空航天、石油化工、汽车工业、电子信息、机械、办公器材等各方面都有广阔的应用前景。它在国防建设中，军事装备、核工业等的高技术领域也具有广泛的应用前景。其中，通过先驱体浸渍转化工艺，碳化硅纤维的先驱体聚碳硅烷也是制备碳化硅基复合材料的基体先驱体，为碳纤维增强碳化硅复合材料制造开辟了一条新的工艺途径。目前高性能连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料主要作为航空发动机、燃气轮机、汽车发动机、核能反应堆、液体涡扇发动机、冲压发动机、高超音速飞行器和深空探测器等耐高热部件。未来几年该产品在能源交通（如高速列车的制动材料），环境保护（如汽车尾气焚烧催化剂的载体），化学防腐（如设备防腐，化学试剂过滤材料等）等方面也有很大的应用空间，在电路基板增强材料、燃料电池隔板增强材料等也将获得更为广泛的应用。此外，碳化硅纤维在材料隐身方面已有应用，在结构吸波领域也具备应用前景。碳化硅复合材料在汽车刹车片中的应用

碳化硅复合材料是碳纤维增强碳和碳化硅陶瓷基体复合材料，具有密度低、抗氧化性能好、耐腐蚀、优异的高温力学性能和热物理性能、良好的自润滑性能等优点，是一种能满足1650℃使用的新型高温结构材料和功能材料。作为刹车材料不仅具有碳/碳复合材料刹车盘密度小、刹车平稳，磨损失重率小、热容量大等优势，而且克服了碳盘吸湿性大、湿态摩擦系数低、静摩擦系数低、适应性差的不足，因此美军率先在F16战机上应用，效果良好。美国摩擦材料公司对陶瓷基刹车复合材料进行评估，表明碳/碳-碳化硅复合材料将成为新一代飞机和汽车刹车材料。

法兰克福国际汽车交易会上，碳/碳-碳化硅复合材料（碳陶C/C-SiC）汽车刹车片被揭开神秘的面纱，彻底颠覆了传统的汽车刹车片技术：与传统的灰铸铁刹车片相比，碳/碳-碳化硅复合材料刹车片的重量减轻了大约60%，非悬挂质量减轻了近23公斤。碳陶刹车片更显著的优点还有：刹车反应速度提高且制动衰减降低、热稳定性高、无热振动、踏板感觉极为舒适、操控性能提升、抗磨损性高等等。因此，碳陶刹车片的使用寿命更长，而且几乎不会产生灰尘。保时捷公司将碳陶刹车片作为配套设备装配在911 GT2型跑车上，其他品牌汽车也陆续采用这一创新型刹车技术来提高车辆安全性并改善踏板舒适度。其中包括奥迪W12 & S8、宾利、布加迪和兰博基尼等跑车也使用。

碳/碳-碳化硅复合材料刹车片的一个显著特征是它是采用陶瓷复合材料制造而成。碳陶刹车片本身及两侧的摩擦层均由碳纤维增强碳化硅材料制成。主要基体成分有碳化硅（SiC）和工业硅（Si），碳纤维（C）增强了材料的强度。主要基体成分碳化硅决定着复合材料的硬度。碳纤维的作用是提高材料的机械强度并为材料提供技术应用中所需的断裂韧度。陶瓷复合材料的同韧性剪切断裂特性为其抗高热负载和机械负载性能提供了保障。因此，碳纤维增强碳化硅材料完美结合了碳纤维增强碳（C/C）和多晶碳化硅陶瓷这两者的物理特性。碳/碳-碳化硅复合 材料的拉断伸长率从 0.1% 到 0.3% 不等。这对于陶瓷材料而言是极高的数值。正因为具有这些特征，碳纤维增强碳化硅才成为高性能刹车制动系统的首选材料：尤其是较轻的重量、良好的硬度、高压和高温条件下的稳定性、抗热冲击性和同韧性剪切断裂特性等特点延长了碳陶刹车片的使用寿命，并避免了传统灰铸铁刹车片因负载而产生的所有问题。整个汽车刹车制动系统的设计需要符合汽车整体布局要求并且充分利用了碳/碳-碳化硅复合材料刹车片卓越的材料性能。刹车制动系统的设计取决于汽车的最高时速、使汽车从最高时速的行驶状态变为瞬间停止的静止状态的全制动时序、所需制动的质量以及轴载分布和汽车的空气动力等主要参数。确定刹车片尺寸和设计的主要目的是确保汽车能够在任何可能的行驶条件下安全刹车。刹车制动系统的设计还应确保刹车片本身或刹车片附近的其他任何部件都不会过热。每个汽车模型冷却叶片的最佳几何形状通过数值方法（计算流体力学）确定。设计计算中还将积聚在汽车下方和轮罩拱内部的气压作为汽车空气动力设计和行驶速度的函数。

碳/碳-碳化硅复合材料刹车片拥有诸多的优点，其秘诀就在于采用了独特的生产工艺。在生产碳陶刹车片时使用涂有一定特殊保护层的碳纤维，然后将这些纤维切割成一定厚度和长度的纤维段。该生产工艺包括纤维混合准备工作、刹车片的生产过程、刹车铃安装以及刹车片的最终加工。在整个生产过程中要进行多项测试，以便对整个生产工艺进行密切监控，最后还要进行一项最终测试。然后，在高真空条件下通过850 °C时的碳化和1700 °C时的硅化后将粘合树脂预成型件在陶瓷组件中转换成所谓的生坯。该生产工艺中还使用了“熔芯”技术（该技术使用塑料模具确定冷却叶片的几何形状，该塑料模具在碳化时完全燃烧不留残渣）以及不同纤维成分的刹车片、环外侧的摩擦层和嵌在摩擦层上的点状磨损标志。为与汽车独特的整车布局相协调，碳陶刹车片的开发主要分三个阶段进行：数字建模、原型设计和测试以及在实车上进行测试。首先，使用汽车的详细模型数据在计算机上进行刹车片数字模拟。有关碳陶刹车片的直径、厚度和摩擦轨迹高度只是在计算机上计算的一部分参数。碳陶刹车片的装配计算还包含了连接带束层的设计。这一设计任务非常艰巨，因为需要在任何可能的工作温度下抵消热膨胀系数的差异。数字模型还对冷却叶片进行了合理的设计配置，从而优化流体动力。在开发的第二阶段，根据数字模型的结果来设计碳陶刹车片原型并在工作台上进行测试，同时配备相应的刹车垫和卡钳。在第三阶段即最后一个阶段，在汽车上对刹车片原型进行测试。测试不仅包括在测试路线上高速行驶，还包括山口减速和公路测试。在这些测试过程中，驾驶员对刹车制动系统，尤其是刹车制动性能和刹车舒适度进行评估，而计算机则对测量结果进行详细分析。根据汽车试运行和工作台的测试结果确定刹车片原型是否通过测试。

使用陶瓷纤维等高档纤维来代替其它的钢纤维或者铁纤维，从而不会产生锈蚀、噪音和粉尘。在不同车型的刹车片和刹车盘。以重型汽车刹车片、高速列车刹车片为研发方向，车速达到160Km/h的制动摩擦系数大于0.45；一般的制动摩擦系数小于0.35。刹车温度达到600摄氏度时制动摩擦系数大于0.4；一般制动摩擦系数为0.25~0.35。陶瓷型刹车片更清洁安静，并且在刹车性能的同时，不磨耗对偶件—刹车盘。

铸造生产中，铸钢件、铸铁件、铸铝件及其它合金铸件，由于种种原因很容易产生渣眼、砂眼、气眼等质量问题，因此除去金属熔体中非金属夹杂物，对提高铸件成品率，改善铸件质量，具有重大的技术价值和经济价值。铸造过滤网采用耐高温纤维，经特殊工艺织造、后处理加工制成，产品已成系列、工艺先进、质量稳定。与其它各类过滤网比较，耐高温纤维铸造过滤网价格低廉、使用方便、不改变铸件金属组成成份、滤渣效果好、发气量低。另外，它同样具有耐高温、耐烧蚀、化学稳定性好、耐金属熔体冲刷、良好的钢强度。

锅炉的磨损的问题主要在炉内受热面。该炉在炉膛内由下而上交叉紧密布置了蒸发管层、高温过热器层，低温过热器层、高温省煤器层等受热面，直接受到高温烟灰气流的高速冲刷，管系磨损较快，当烧煤矸石量越大，磨损程度越快。从运行的炉来看，炉内受热面的布置和固定装置均存在不同的缺陷，管排中易形成烟气走廊，受热面大多数弯头、迎风面等未考虑有效的整体防磨措施。锅炉运转率在80%以上，一般两年左右就要更换一套蒸发管，四年左右就要更换一套高、低过热器。每次工期在15天左右。

根据存在不同的磨损情况，检修停炉加装防磨护瓦、板件，延长锅炉受热面使用寿命，提高运转率。

主要采用的防磨措施有以下几点：

1、对于最容易受磨损蒸发管部位，所有直管迎风面增装防磨护瓦，所有弯管表面全增装防磨护瓦。

2、高温过热器下部弯管表面全增装防磨护瓦，原来的有孔防磨导流板改为耐热钢无孔防磨导流板。

3、高温省煤器下部弯管表面全增装护瓦，原来的有孔防磨导流板改为耐热钢无孔防磨导流板。

为解决上述问题，提高卫燃带膜式壁管使用寿命，可采用以下两项措施：

1、对卫燃带膜式壁管的喷涂选择高强度耐磨合金复合，以提高耐磨性能。

2、在卫燃带膜式壁管上部加装耐热复合防磨导流板，减少回流灰的直接冲刷。

碳化硅纤维及纳米粉制品的应用是当今材料领域发展的重要方向之一，在国民经济建设及国防建设中的地位与作用都是十分重要的，聚碳硅烷和连续碳化硅陶瓷的产业化发展，不仅可以提高我国高技术陶瓷产业的技术水平，还可以带动我国高技术陶瓷产业的迅速发展。

表1碳化硅纤维的潜力应用领域 分

类 应用领域 耐热材料

具体用途

使用形态

连续热处理炉 网状带 布

输送高温物质用 传送带 布 金属的精练，压延

耐热帘，金属熔液过滤器，毡、布

布、绳、网

铸接，焊接作业 隔热材料

环境保护（排烟中的脱尘，脱硫，脱NOx装置）衬垫，过滤器，袋式受尘器毡、布

化学工业，原子能 汽车工业排气处理 燃烧器械

过滤器 毡、布 催化剂载体 毡、布

喷灯嘴 毡、布

航天飞机柔性防热材料

毡、布

毡、布 宇航热结构件 检测元件 红外敏感元件

纤维增强 金属 宇航 航空 机体结构材料，结构零件，发动机 纱、布

无纺布 汽车工业 部件及周围零件，风扇叶片

隐身材料 宇航、航空 机体结构隐身材料

雷达天线罩 纱布(与碳纤维混杂）高温结构材料 长纤维 宇航、航空、军事

燃气轮机叶片、涡轮增压器叶片和燃烧器部件装甲陶瓷 材料 轻型装甲车辆，舰船 轻型装甲车辆，舰船装甲及离合器，刹车磨擦片 短切纤维或长纤维 环保、低辐射泄漏 仪器、仪表、汽车

仪器仪表及相关领域制造业，仪器、仪表、计量设备，电磁兼容、吸收电磁干扰 短切纤维或长纤维 反电磁干扰 军事、宇航、航空 和散射测量 短切纤维或长纤维 电子信息安全保密 电子信息

计算机系统和数据处理设备，高屏蔽电缆、计算机，通雷达或通讯设备的天线、导弹、飞机、卫星的特性耦合讯终端 短切纤维或长纤维 增强材料 工业、窑炉

材料

宇航、航空 耐火砖，陶瓷，玻璃，碳素材料的强化材料 短切纤维或长纤维 其它 音响器材 办公器材

体育用品、医卫用品 扬声器锥体,除静电刷子, 屏蔽材料,高尔夫球棒,滑雪板, 人体红外检测器 短切纤维或长纤维

第三篇：新技术_新媒体在教学中的应用

新技术、新媒体在教学中的应用

新技术、新媒体在教学中的应用

[摘 要] 21世纪是人类步入信息、网络技术飞速发展的时代,以前落后的教学方法急需引入信息技术已适应当今社会的发展、要求。因为现如今仅仅依靠教师的“口讲书写”难以适应教育现代化发展的需要，教育现代化不能离开现代先进的教学技术手段,所以,我们应充分利用现代教育新技术、新媒体，提高学生学习兴趣,激发学生学习积极性,促进学生主动学习、思考，使他们成为学习的主人。

关键词：新技术

新媒体

语文

新技术、新媒体因其具有图片、声音、影像结合的特点，能使课堂教学显得更加生动、形象、直观。所以它可作为较佳的教学辅助工具。巧用新技术、新媒体能使课堂教学过程更加优化从而使得课堂教学各具魅力。

一、运用新技术、新媒体，创设教学情景

伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。年龄小，好奇心强的小学生喜欢探究感兴趣的事物。因此，在教学中尤为重要的是激发学生的学习兴趣。众多语文教师在小学语文阅读教学中也将激发和培养学生的学习兴趣作为首要任务，但现实教学中经常只停滞于“空洞说教”这一层面，方法老套，教具不多，手段单一缺少活力，学生学习的积极性很难调动，使得阅读教学得不到好的效果。信息技术辅助教学在色彩、声音、动画及表现手段上比传统教学手段更加生动、形象。尤其是声音、图象会使人的听觉、视觉受到外界刺激，更容易激发学生的学习兴趣。

所以在教学过程中教师可以运用信息技术创设教学情境使得课文内容形象化以充分调动学生学习积极性和学习热情。比如：在学习《圆明园的毁灭》这一课时，我先讲解了圆明园的历史，再给学生用课件形式播放了圆明园被毁灭前的照片，金碧辉煌的殿堂，玲珑剔透的亭台楼阁呈现在学生面前，他们被圆明园昔日的辉煌深深吸引了，纷纷发出赞叹。“同学们从图片感受了圆明园的辉煌，那我们再从文字来感受这座举世闻名的皇家园林——圆明园”，通过这样的图片呈现和对话我们很自然地导入了新课，同时也激发了学生们强烈的求知欲。为教学目标了解圆明园辉煌的过去和毁灭的经过、仇恨侵略者的情感、增强振兴中华的责任感和使命感做好了铺垫。

二、运用新技术、新媒体，突出重点，突破难点 教学时总会碰到抽象的文字内容。抽象的文字不容易理解，如果这段文字是文章的中心句那将会严重影响学生对文章的理解，达成学习目标也会更加困难，所以把抽象的内容或者理解课文有重要作用的内容转化为学生易于理解的内容就显得尤为重要。而借助多媒体教学我们可以有效地将抽象化为具体。运用直观形象、生动的感官刺激来调动学生注意力让学生发挥最大程度潜能，在有限的时间里，感知更多的信息以提高教学效率。小学语文课本中有许多可以帮助学生理解的插图，但因图片数量少，立体感不强，仅仅依靠课本中的有限文字和这些图片很难理解课文中所描绘的内容。此时我们就可以利用多媒体化静为动、变抽象为具体的功能，来帮助学生领悟课文内容。

语文教学中，教师常抓住课文中的重点词语和句子，和学生一起品悟。教学过程中，我们可以运用现代信息技术抓住这些词句，再设置提问，启发学生带问题去阅读，去思考。如《詹天佑》中的重点句“詹天佑是我国杰出的爱国工程师”这是作者对詹天佑的高度评价，爱国与杰出。但光理解“爱国、杰出”字面意思还不够，还要通过具体事例使得学生体会詹天佑的杰出。那杰出表现在哪些事件上呢，文中具体叙述了开凿居庸关和八达岭两条隧道，以及青龙桥附近陡坡的线路设计。讲解开凿居庸关和八达岭隧道时，配合幻灯片投放开凿隧道的简化图，学生都能理解该段内容。但讲解青龙桥附近的陡坡人字形线路设计时学生出现了疑问。到底是怎样设计的呢，首先投影经过人字形线路时火车在下方由西南开往东北，车头在右边；之后投影火车在平坦处右边的车头变成车尾而左边的车尾变成车头；再投影火车由东南开往西北。三张图片投影的演示，使学生看清了火车经过人字形线路时的行进方式。再通过学生各抒己见，教师的辅助讲解，学生也便理解了这种精妙的线路设计，更深层次认识到詹天佑真真正正是位杰出的工程师。由此可见运用新技术、新媒体可在在省时省力的情况下同时突出了学习重点，更好的帮助学生突破难点。

三、运用新技术、新媒体，激发谈话兴趣

多媒体的合理运用能为学生的说话训练提供依托，帮助学生发展开放性思维。在《和田的维吾尔人》一课教学中，设计教学活动时紧紧抓住教学目标了解和田维吾尔族的民俗特点，他们豪气乐观、热爱土地、爱花爱美、能歌善舞来引导学生脚踏实地地阅读文本。在阅读中学生基本了解了这些特点，在此基础上，引入声情并茂的课件，在讲解维吾尔老乡喜欢喜欢把洗过的衣服直接摊铺在沙漠上晾晒时，投放出五颜六色、形态各异、大大小小的衣服直接铺晒在沙漠上的图片，在讲解巴扎的闹市里，那一顶顶鲜亮的绣花“都帕”，那一团团飘然而过的“艾得来斯”时，投放出闹市中商店摆放的各种五彩缤纷，色彩斑斓的帽子，绸缎等商品。在讲解维吾尔人能歌善舞时播放当地人的舞蹈片段。通过多媒体引入图片、视频，学生的听觉、视觉等感观功能高度集中，这激发了学生的想象力和谈话欲望。他们纷纷发表了自己对于维吾尔人民热爱土地，爱美爱花，能歌善舞的看法，发出自己内心由衷的赞叹。通过学生的见解发表同时加深了其他学生对于和田维吾尔人民特点的认识，感情得到了升华。实践表明：小学生有着无穷的想象力，教师如能在语文教学之中，找准合适的契合点启发学生思考，引导学生多方面思维拓展，引导学生对阅读内容进行重造想象，训练学生思维的独创性、灵活性，鼓励学生从不同角度，不同方面进行思考，那么学生的思维、表达能力一定会有很大程度的提高。

四、运用新技术、新媒体，引导自主学习

以学生为主体，是素质教育的基本要求。学生参与的机会越多，越能唤起其参与的欲望和激情。在教学过程中，儿童如果没有自己的真实活动，教育就不能成功。课堂教学中，教师可以充分运用现代信息技术的作用，创造学生参与条件，优化课堂结构，提高学生学习效率。如教学《卖火柴的小女孩》时，作者通过描写小女孩五次擦亮火柴后看到的美好幻想与现实的强烈对比让我们感受到了小女孩的悲惨命运，投放出了一张表格，需填入这几次小女孩擦亮了火柴分别看到了什么，渴望什么，而现实又是什么。学生积极的寻找答案，再加上老师绘声绘色的讲解学生身临其境地感受到了一根火柴的燃烧带给小女孩的巨大满足感，更体会到她的痛苦，寒冷以及饥饿。再如教学《索溪峪的“野”》时，使学生进入情境，在读中浮现画面，身临其境地感受山是野的，水是野的是教学中的一大难点。要是借助媒体投放索溪峪的山水图片资料，再引导学生有感情的反复阅读感悟，加深对课文的理解，就可突破这一教学难点。

在教学时，教师在引领学生阅读的整个过程中，应强化学生的直接体验和直接感知。通过使用现代教学媒体，创设情境，使抽象内容具象化，让学生充满兴趣地自主学习，激活学生的已知经验和潜在的能力，产生属于各自的情感体验。从而使得学生在个性化的主观意识支配下，在自主学习的过程中，学习知识，获得自己独特的认知。正如布鲁纳所说“知识的获得是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，应该是知识获取的主动参与者。”

从实践可知新技术、新媒体的运用是语文教学的一个重要手段，应该得到广泛的推广，运用，它在教学中的运用绝对不是追赶时髦。当然新技术、多媒体在教学的运用是一种辅助方法，不该不用，也不该滥用，要根据课堂的实际情况并与有效的教学方法结合进行适当、适量的运用，才能达到理想的教育目标。随着人类对新技术、新媒体的不断研究、利用，新技术、新媒体在小学语文阅读教学中必将得到更广泛的应用。参考文献：

1、《新课程教材教法》

2、《基础教育课程改革纲要(试行)》

3、《信息技术在学科教学中的应用》

第四篇：新技术-新媒体在教学中的应用

【标题】新技术、新媒体在教学中的应用

关键词：信息技术

语文学科

作用

[摘 要] 21世纪是信息技术飞速发展的时代,把信息技术引进教学领域已成为时代的要求。教育现代化如果离开现代先进的教学技术手段,单靠教师原始的“口讲手写”难以再适应教学发展的需要。所以,我们应充分利用计算机媒体,提高学生学习的兴趣,激发学生学习的积极性,从而让学生真正成为学习的主人。

新技术、新媒体在教学中的应用

宁夏中卫市永康小学

李文慧

[摘 要] 21世纪是信息技术飞速发展的时代,把信息技术引进教学领域已成为时代的要求。教育现代化如果离开现代先进的教学技术手段,单靠教师原始的“口讲手写”难以再适应教学发展的需要。所以,我们应充分利用计算机媒体,提高学生学习的兴趣,激发学生学习的积极性,从而让学生真正成为学习的主人。关键词：信息技术

语文学科

作用

“兴趣是最好的老师。”兴趣是最具活力的主观状态。在语文教学中，应当充分运用现代信息技术的优势，激发学生学习语文的兴趣，创造逼真的教学情境，为学生提供认知的直观材料。在运用现代信息技术的过程中，应该注意其开放性、灵活性、和科学性，遵从语文教学规律，从教学实际出发，讲究内容和形式的统一。

一、运用现代信息技术，创设教学情景

孔子云：知之者不如好之者，好之者不如乐之者。小学生年龄小，好奇心强，对感兴趣的事物总是愉快地去探究。因此，在教学中激发学生的兴趣尤为重要。长期以来，小学的各科教学无不把激发和培养学生的学习兴趣作为为首要任务来抓。小学语文阅读教学也不例外，但一直只是停留在“空洞说教”这一层次，手段单一，方法老套，教具不多，色彩单调，画面缺乏活力，很难调动学生学习的积极性，培养学生的阅读兴趣，使阅读教学受不到好的效果。信息技术辅助教学在色彩、动画及表现手段上比其它教学手段更加形象、生动，立体感强，特别是声音、图象给人以极大的震撼，是其他教学手段所无法比拟的，极大地激发了学生的学习兴趣。

因此在教学过程中教师要想方设法调动学生的学习积极性和学习热情，形成良好的学习动机。运用现代信息技术再现情境，使课文内容形象化，能把学生的学习兴趣激发起来。例如：在讲《鸟的天堂》一课时，为了让学生充分体会大榕树的美丽，我制作了一幅隐藏了许多鸟的大榕树的课件，让学生直观的看到榕树的叶密、枝繁，提高了学生对南国树木茂盛的认识，真正的感受到鸟的天堂的静态美。与此同时，在配上悦耳的音乐，动听的鸟鸣，屏幕上五颜六色、千姿百态的鸟在飞翔，让学生边听音乐边想象，充分感受到鸟的动态美。这样一来，课件刺激了学生的视听感官，人人都迷上了大榕树，学习兴趣浓厚了起来，对于课文为何把大榕树称为“鸟的天堂”，当然也有了深刻的理解。

二、运用多媒体，突出重点，突破难点，提高课堂教学的有效性

借助多媒体教学能有效地化抽象为具体，把难以理解的内容或者理解课文起重要作用的内容，用多媒体展现出来，调动学生视觉功能，通过直观形象、生动的感官刺激，让学生最大限度地发挥潜能，在有限的时间内，全方位感知更多的信息提高教学效率，激活学习的内因。虽然在小学语文课本中有许多插图，可帮助学生理解课文内容，但由于篇幅有限，立体感不强，这时教师就可以充分发挥多媒体的作用，化静为动，变抽象为形象，生动悟意。

教学中，教师常抓住课文中的重点词语和含意深刻的句子，让学生充分地读、议、划。教学过程中，我们可以运用现代信息技术抓住这些词句，重点设置疑问，启发学生带问题去思考，去阅读，可以起到举一反三的作用。如《草船借箭》中的“神机妙算”一词是课文最后通过周瑜的话出现的，这是周瑜自叹不如的感慨之言，也是对诸葛亮这一人物的高度概括，光理解“神机妙算”一词，学生很难体会人物的性格，悟出人物之间的关系，必须放在借箭过程中去理解。故此应围绕“神机妙算”启发思考：在借箭过程中，哪些地方体现出诸葛亮的神机妙算让学生带着这个问题，重点学习借箭的经过，同时配合使用复合投影片。讲“去借箭时”，投影出现一支船队连接向北岸开去。“受箭时”，呈现的是船队头西尾东一面受箭的情景。诸葛亮下令调转船头时，把投影片翻过来映出，出现的是船队头东尾西另一面受箭的情景。投影的演示，使学生看清了借箭的全过程，再加上教师绘声绘色的引读，学生各抒己见的议论，课堂教学异彩纷呈，井然有序。学生认识到，诸葛亮的神机妙算就在于他知天文，晓地理，识人心，巧谋划，进而体会到，诸葛亮能克敌制胜的关键在于他运筹帷幄文治武功的经天纬地之才，及其胸怀天下，审时度势、高瞻远瞩的气魄。运用现代信息技术，既省时又省力，突出了重点内容，让学生轻松突破教学重点和难点.三、运用现代信息技术，激发说话兴趣

多媒体的合理运用能发展和训练学生开放性思维，为学生的说话训练提供依托。在<草原>一课的教学中，设计教学活动时紧扣教学目标，引导学生脚踏实地地阅读文本，在反复品味中体会“蒙汉情深”，在此基础上，引入声情并茂的课件，营造了景壮、文美、情深的学习场，把学生带入文本的情境中。此时，学生看着夕阳笼罩下的壮观的草原，听着深情粗犷的蒙古民歌，激发了学生的想象力和创新力，思绪万千。学生在描述依依惜别的场景时，能紧扣“蒙汉情深”这一主题，对草原的风光美与人情美发出内心由衷的赞叹，体会了客人们“何忍别”真实情感的流露，同时学生的情感也得到了升华。在教学中,我注意挖掘教材的拓展点，抓住最佳时机，让学生围绕某一主题展开想象的翅膀，挖掘学生的创造想象的潜能。通过多维度的语言训练培养学生善于发现新问题、浮现新形象、描述新情境、阐述新思想的创造能力。实践证明：小学生有着丰富的想象潜力，教师若能在阅读教学中，找准合适的拓展点启发学生想象，引导学生由单一思维向多向思维拓展，引导学生对课文内容进行再造想象，训练学生思维的灵活性、独创性，鼓励学生从不同方面，不同角度进行思维，那么学生的想象、思维、表达能力定会大大提高。

四、运用现代信息技术，引导自主学习

以学生为主体，是素质教育的基本要求。学生参与的机会越多，越能唤起其参与的欲望和激情。“在教学过程中，儿童如果不具有自己的真实活动，教育就不能成功。”课堂教学中，教师要始终坚持“课文学生自读，疑问学生自提，难点相互讨论，感情学生自悟”的自主教学形式，充分运用现代教育技术的中介作用，创造条件，优化课堂教学结构，提高课堂教学效率。如《爬山虎的脚》一文中，叶圣陶老先生准确地运用“触、巴、拉、贴”等动词，把爬山虎的脚怎么爬的过程写得生动、具体。但学生因为缺乏真实的生活体验，很难获得直观形象的感受。如能让学生边观察电脑演示的爬山虎的脚爬上墙的过程，边用课文语句来解说这一过程，再请学生上台用手演示爬山虎的脚，用动作演示爬山虎的脚是怎么爬的。学生对爬山虎是怎样“一脚一脚”往上爬的，一定留下了无比深刻的印象。再如教学《观潮》时，怎样使学生进入情境，在读中浮现画面，身临其境地感受大潮的奇特、雄伟、壮观，是教学中的一大难点。要是借助媒体手段先播放钱塘潮的影视资料，再引导学生通过有感情的反复朗读感悟，加深对课文的理解，便可很轻松地突破这一教学难点。

“知识的获得是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，应该是知识获取的主动参与者。”（布鲁纳语）在教学中，教师要引领学生经历阅读的全过程，强化学生的直接感知和直接体验。通过现代教学媒体的使用，创设情境，使抽象的教学内容具象化，有感染力，从而激活学生的已有经验和潜在的创造力，产生独特的情感体验。让学生在个性化的主观意识支配下，在自主探究的过程中，学习知识，形成自己的认识和结论，学得实实在在。

总而言之，多媒体课件在教学过程中的运用绝对不是赶时髦，实践证明是语文教学的一个法宝，应该得到更多的推广，运用。当然,多媒体教学是一种辅助手段，不能不用，也不能滥用，必须将它与有效的教学方法结合，根据课堂需要，适量、适当地使用。随着人类对信息技术的不断开发、研究、利用，信息技术辅助教学在小学语文阅读教学中必将得到更广泛的应用。

参考文献：

1、《新课程教材教法》

2、教育部.基础教育课程改革纲要(试行)。

3、朱慕菊.走进新课程：与课程实施者对话.4、《教育理论》 作者简介：

李文慧：女，教师，宁夏回族自治区中卫市永康小学 通讯地址：宁夏回族自治区中卫市永康小学 电话号码:*** 邮政编码：750004

第五篇：新媒体新技术在教学中的应用

新媒体新技术在数学教学中的应用

机为核心的新媒体技术的迅速发展，以计算机为辅助教学在当今教育技术现代化高度发展的环境下，随着以计算工具和辅助教学媒体在教学中的应用日趋广泛和成熟，各种新媒体的教学方式是对人的视觉、听觉等多种器官产生刺激，从而有效提高教学效率的最佳方式。

教育在整个学习过程中，教师和学生、学生与学生之间通常不在集体中而是作为个人在自学学生拥有了更多的自主权，教师的角色将逐渐淡化，教师更多地以教育资源的形式或学习帮促者的身份出现，他们的意图、思路、观点，通过技术媒体形式得以体现。在当今教育技术现代化高度发展的环境下，随着新媒体技术的迅速发展，以计算机为辅助教学工具和辅助教学媒体在教学中的应用的日趋广泛和成熟，结合各种新媒体的教学方式是有效提高教学效率的最佳方式。特别是在教学过程当中适当结合各种互动教学网站、计算机网络资源和计算机网络实验设备的使用，这样进一步地增加学生学习兴趣，达到良好的教学效果。

新媒体技术对信息化教育产生了深远的影响,它不仅促进教学内容、方式等发生根本性变革,同时也促进信息技术教师重新自我定位和学习并驾驭新媒体技术,注重自身业务修养和教学效果的提升.新媒体技术既给教师带来了发展机遇,也带来了困惑.原来的课堂教学模式单调，内容陈旧，知识面窄，严重影响学生的全面发展，难以激起学生的求知欲望、创造欲。教师必须在课前精心的准备，创设教学情境，才能有效地调动学生主动参与到教学活动中去，从而使其学习的内部动机从好奇逐步升华为兴趣、志趣、理想以及自我价值的实现。教师就教学内容设计出富有趣味性、探索性、适应性和开放性的情境性问题，并为学生提供适当的指导，通过精心设置支架，巧妙地将学习目标任务置于学生的最近发展区。让学生产生认知困惑，引起反思，形成必要的认知冲突，从而促成对新知识意义的建构。因此，在创造性的教学中，师生双方都应成为教学的主体。在一节课的开始，教师若能善于结合实际出发，巧妙地设置悬念性问题，将学生置身于“问题解决”中去，就可以使学生产生好奇心，吸引学生，从而激发学生的学习动机，使学生积极主动参与知识的发现，这对培养学生的创新意识和创新能力有着十分重要的意义。

在与新技术，新媒体结合的课堂教学中，如果教师对教学任务安排得不当，就会造成学生 “开小差”的现象，浪费宝贵的教学资源。教师要让学生整理好自己的资料，引导学生利用剩余时间进行分组讨论，最后对学生得到的结果进行评价。在教学的互动环节，可以利用多种媒体手段进行教学引导，如利用多媒体幻灯片投影提出问题，让学生在寻找问题的答案过程中注意形成性过程，引导学生利用新媒体手段去 寻找解决问题的方法，最后利用投影展示优秀的讨论结果，进行总结性评价。同时课堂教学还要强调知识的建构性，教师要起到引导者的作用。因此在课堂上让学生去搜寻的问题时不能太显空泛，问题也应该随教学进度而逐步深入。

在应用中，应用新技术新媒体并不等于排斥传统的教学手段。既要适时应用新技术，又要避免作秀，还要做到与传统的教学手段有效的对接。不管是应用什么手段，只要是应用得恰到好处都是成功的手段。同时，技术的双韧性必须很好地把握。在新媒体给教学带来便利和直观，调动学生情感兴趣和实践参与的同时，是否会影响到学生思维的发展，对学生的健康特别是视力的影响也不容小视，这些都要引起重视，趋利避害。

我们在具体的教学过程中，要尊重学生的个体差异，根据实际实施分层教学，开展积极评价。学生显著的个体差异、教师指导质量的个体差异，必将导致学生创造能力、创造性人格的显著差异。因此，教师调控教学内容时，必须在知识的深度和广度上分层教学，尽可能地采用多样化的教学方法和学习指导策略；在教学评价上要承认学生的个体差异，对不同程度、不同性格的学生提出不同的学习要求。由于每个学生智力发展水平及个性特征的不同，认识主体对于同一事物理解的能力必然存在着差异，由此所建构的认知结构必然是多元化、个性化的。学生的个体差异表现为认知方式与 思维策略的不同，以及认知水平和学习能力的差异。作为一名教师要及时了解并尊重学生的个体差异，积极评价学生的创新思维，从而建立一种平等、互信、理解和相互尊重的和谐师生关系，学生才会在此环境中大胆发表自己的见解，展示自己的个性特征，对于有困难的学生，教师要给予及时的关照与帮助，要鼓励他们主动参与数学活动中去，尝试用自己的方式去解决问题，发表自己的看法；教师应及时地肯定他们的点滴进步，对出现的错误要耐心地引导他们分析其产生的原因，并鼓励他们自己去改正，从而增强学习数学的信心。

总之，时代的前进，知识也需要不断的更新，教学手段，教学课堂的改革是永无止境的。教师要适应时代的潮流，积极投身于活动中去，去适应新媒体，新技术，通过自主探索和合作交流，更好地激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和创造能力，在实施课堂教学的过程中，注重引导学生在课堂活动过程中感悟知识的发生、发展与变化，培养学生主动探索、敢于实践、善于发现的科学精神。将学生的主动学习与创新意识的培养落到实处。提高课堂效益。