超疏水材料织物的应用与发展

第一篇：超疏水材料织物的应用与发展

超疏水材料织物的应用与发展

【摘要】近年来,由于超疏水表面在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面的潜在应用,有关超疏水表面的研究引起了极大的关注。本文主要介绍了超疏水材料的基本原理及其在织物上的应用和发展。

关键词 超疏水；织物；应用

Super Hydrophobic material fabric application and development

Abstract

In recent years , as a result of super hydrophobic surface in self-cleaning coating ,microfluidic systems and biological compatibility and other aspects of the potential application of super hydrophobic surface ,related research hasaroused great concern.this paper mainly introduces the basic principle of super hydrophobic material and its application on fabric and development.Key words

super hydrophobic;fabric;application

一、自然界中的超疏水现象

几十年的进化赋予了自然界生灵近乎完美的构造，超疏水现象广泛存在于自然界中。自然界中的生物吸引了学者的广泛关注，其中荷叶便是受关注最高的一种。

早在我国宋朝年间，周敦颐便写下了“出淤泥而不染，濯清涟而不妖”的千古佳句，这描述的就是荷叶的表面超疏水性能。当我们仔细观察荷叶时，会发现水滴在荷叶上还保持者滴落的样子，就像一粒珍珠，晶莹剔透，非常美丽。而且，水滴很难稳定地在荷叶表面停留，所以只要稍微倾斜和振动，水滴瞬间便会滑落。荷叶表面具有自清洁性能，有非常强的超疏水效果，在电子显微镜下可观察到荷叶表面存在着微米和纳米级的双微观结构 ,即乳突形成的表面微米结构和蜡晶体形成的纳米结构 ,乳突的直径为 5～15μm ,蜡晶体特征尺度为20～500nm。微米结构的排列影响其他物体在其表面的运动趋势,纳米结构则大大提高了荷叶表面与其他物体表面的接触角,两种结构的结合可有效地降低其他物体在其表面的滚动角。具有独特阶层结构荷叶的超疏水表面减小了与水珠和脏物颗粒表面的接触面积,使脏物颗粒不容易粘附在荷叶表面,而是被水珠吸附卷走,从而滚出叶面。这就是

荷花效应的秘密所在。事实证明,基于荷花效应的超疏水仿生功能表面已在涂料、薄膜、纤维等宏观领域得到了应用 ,并展现了极大的应用价值。

另外，水稻叶、芋头叶的表面也具有超疏水自清洁性能。自然界中的植物如此，动物也是如此。蝉翼的表面因为存在着均匀分布的纳米柱状物质而具有超疏水特性；水由于腿部的微米与纳米相结合的结构而能在水中快速滑行而不被润湿；蚊子的眼睛由于特殊的粗糙结构而具有超防水和防雾性能等等。

二、疏水基本原理

固体表面的润湿性是由固体的表面化学组成和表面三维微结构决定的,液滴在固体表面的润湿特性常由杨氏方程描述。液滴与固体表面间的接触角大 ,润湿性差 ,其疏液体性强。通常有两种方法提高固体表面的水接触角和疏水性。一是通过化学方法降低固体的表面自由能 ,二是在疏水表面提高固体表面的粗糙度。目前已知的疏水材料有机硅、有机氟材料的表面能低 ,并且含氟基团的表面能依-CH2->-CH3 >-CF2-> C-F2H >-CF3的次序下降。的影响进行了深入的研究。对杨氏方程进行1 Schemgic of a water 图droplet on flat surface Young通过对物质表面亲、疏水性的开创性研究，揭示了在理想表面上Fig.1，当液滴达到平衡时各相关表面张力与接触角之间的函数关系，提出了著名的杨氏方程: cosθ=(γsv-γsl)／γlv

(1)其中γsv、γsl、γlv分别为固气、固液、气液间的界面张力，θ气、固、液三相平衡时的接触角。当θ＞90°时表现为疏水性质，θ＜90°时表现为亲水性质。根据杨氏方程可知：当γsv＜γsl时cosθ＜0则θ＞90°也就是在表面增加气囊可以提高接触角，以增加疏水性能。

真实固体表面在一定程度上或者粗糙不平,或者化学组成不均一,所以实际测定的表观接触角与Young’s方程预计值有较大的差异 ,而且真实表面的接触角并不唯一。向某一固体表面上已达平衡的水滴通过加水或抽水的方式来使接触角增大或减小 ,定义接触线开始前移时的临界接触角为前进角(θa),而接触线收缩时的临界接触角为后退角(θr),两者的差值(θa-θr)称为接触角滞后。表观接触角则处于前进角和后退角两个临界值范围之间。

接触角滞后的存在使得水滴在倾斜的表面上不一定向下移动。随着倾斜角的增大,在重力作用下,水滴前部分的接触角增加而后部分的接触角减小。只有同时达到临界接触角时水滴才会向下滑,定义这时的倾斜角为滚动角。若表面的滞后较小,水滴在倾斜表面上始终保持球冠状形貌 ,那么α与接触角滞后的关系可表示为: πlγ(cosθrγsl)／γgv = rcosθ(3)

其中r ≥1方程(3)揭示了粗糙表面的实际接触角θ′与Young’s方程中的本征接触角θ之间有如下的关系:若θ< 90° ,则θ′<θ, 即表面的亲水性随表面粗糙程度的增加而增强;若θ> 90° ,则θ′>θ,即表面的疏水性随表面粗糙程度的增加而增强。

Cassie在研究织物疏水性能，提出了另一种表面粗糙新模型——空气垫模型（图2b）。提出接触面由两部分组成，一部分是液滴与固体表面（fs）突起直接接触，另一部分式与空气垫（fv)接触!并假定θv=180°，引入表观系数f = fs／(fs + fv)，故Cassie方程：

cosθ′= f cosθ+ f – 1(4)根据Cassie的模型及公式的理论计算!提高空气垫部分所占的比例，将会增强膜表面的超疏水性能。

图2.（a）Wenzel’s（b）Cassie’s

低表面能材料表面的接触角将随着表面的粗糙程度和空隙率的增加而递增。获取超疏水表面的最好方式就是设计好表面的微构造，将含氟材料等低表面能材料与适当的表面粗糙化有机结合是获取超疏水表面的最佳途径。

三、防水织物的发展应用

织物在满足人们穿衣需要的同时还要在许多特殊的条件下完成特定的功能，同时仍不失其原有的舒适性，舒适性是一个综合的指标，不仅与与手感风格有关，还与织物的疏水透湿有很大关系。最初疏水性材料主要应用于织物的防雨上，随着科技的发展 疏水性材料在织物上的发展与应用前景越来越广。

1、发展

防水透湿纺织品现处于新产品上升发展阶段，其主要产品品种是高密度机织物 及其氟硅整理的织物、微孔或亲水涂层织物、微孔或亲水层压织物。在防水透湿织物用途方面，有民用服装(雨衣、运动服、休闲服)、工作服、防护服等，其中民用服装占63％，工作服装占27％。

防水透湿织物发展的主线是涂层和层压织物，辅线是高密织物。其发展可以粗略地分为三个阶段：

第一阶段 织物防水透湿技术起步阶段。最早的防水透湿织物是1940年代出现的著名的文泰尔防雨布。当防雨布一旦润湿，棉纤维膨胀，空隙缩小，保护织物不被雨水进一步渗透。第二次世界大战后，由于合成高分子物的出现，产生了许多聚合物涂层剂。1970年代，细旦纤维生产出来。1980年代后期，随着超细纤维的迅速发展，各种用他制作的超高密织物大量涌现。

第二阶段 防水透湿技术突破阶段。1969年美国杜邦公司R．W．Gore研制成功聚四氟乙烯(PTFE)微孔薄膜，薄膜微孔的直径范围水蒸气能通过而水滴不能通过。聚四氟乙烯防水透湿微孔薄膜的发明，标志着防水透湿技术取得了突破性进展。美国高尔公司于1976年试制用PTFE薄膜与织物进行层压复合制得的第一代商品名为Gore-Tex的防水透湿层压织物。1979年日本润工社和高尔公司合作，推出第二代PTFE膜，制得了防水透湿性能优异的层压织物。

第三阶段 防水透湿技术全面发展阶

段。1980年代后期开始，采用聚氨酯材料，或不同类型的聚氨酯复合、聚醚聚酯共聚物等制成的非微孔膜型材料(亲水性薄膜)的研究异常活跃。例如，美国宝立泰国际股份有限公司的以聚氨酯为主的优泰克(Qualitex)多功能防水透湿无孔亲水性薄膜。荷兰AKZO公司的由聚酯嵌段高聚物制成的Sympatex薄膜。

防水透湿服装在欧美和日本等先进国家已有三十多年的历史，这些国家对防水透湿性织物的需求逐年增加。我国也开始对这类织物的开发研究工作。继美国之后，我国一些科研机构对聚四氟乙烯防水透湿微孔薄膜进行了研究，设计制造了世界上第二条双向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜生产线，并自行设计了国内第一条年产300万米层压织物的复合生产线，与1997年底建成投产，填补了国内空白。针对PTFE薄膜表面光滑、极性小和黏合困难等问题，研制了聚酯热熔黏合剂和耐低温有机硅黏合剂，使层压织物的低温柔软性优于美国Gore-rex织物。目前该产品已应用于部队以及寒冷地区的保暖防护服。另外，宁波登天氟材有限公司研制的DENTIK防水透湿层压复合面料，打破国外公司的垄断局面，成为户外运动的一匹黑马。我国利用聚氨酯等各种亲水性无孔防水透湿薄膜的研究开发也紧跟世界潮流。山东科特乐股份有限公司经过两年攻关，完成了多功能热塑性聚氨酯(TPU)复合织物的研制，在国家抗非典和阻击高治病性禽流感中得到应用和推广。

2、应用

防水透气织物在民用中应用最多的就是户外产品如帐篷、睡袋、冲锋衣、鞋子等。户外用的睡袋要求保暖、透气、重量轻等，因此PTFE微孔膜层压织物，采用双层结构，外层为尼龙织物，里层为PTFE膜。这种睡袋使用时没有缺氧、一氧化碳中毒的危险。防水透气层压织物不仅能满足严寒雨雪、大风天气等恶劣环境中人们活动时的穿着需要，也适用于人们日常生活对雨衣鞋类等的要求，具有广阔的应用和开发前景。未来防水透气织物研究开发的重点是降低成本，并朝着更加轻便、舒适、多功能化的方向努力。防水透气织物是一种高附加值的产品，不同的生产工艺其生产的防水透气产品各有其特色，同时也存在着不尽完善的地方，就需要广大科技工作者继续努力，开发出更具舒适性和功能性的织物，满足人们日益增长的需求。

对于空军飞行员、海军士兵和特种兵来说，突然浸没在冷水中会导致体温下降，是 成人员伤亡要因素之一。防水透气服装已作为美军空军飞行员、船员和执行海陆空行动等特兵的专用防暴服装，该类服装在温度为20。C的冷水中，能提供高达2d'时的保护作用，并且穿着轻便、舒适。防水透气织物的应用不仅解决了透气和防水的矛盾，还可以减轻雨衣的重量，从而有效地减轻士兵负荷量。

展望未来，防水透湿织物性能提高与产品开发的研究将主要从三个方面展开：一是随着高分子材料的发展，采用新型的互穿网络聚合物、离子型聚合物、高度支化聚合物、枝状聚合物等材料研制各种类型的含有化学微孔的防水透湿薄膜。二是随着加工设备的不断更新，研究从物理形态方面提高防水透湿织物的性能，如开孔率更高、孔隙更均匀、厚度更薄的防水透湿薄膜以及这些薄膜复合组成的各种功能的双组分、多组分薄膜；各种不同结构、细度、性能的纱线织成的不同组织、表面形态的高密防水透湿织物。三是结合防水透湿织物的特性，研制各类特种或功能防水透湿织物，如户外用品、耐用手术衣、宇航服等。

参考文献

【1】鲍丽华，周静宜，陈放．拒水整理对织物风格影响的研究[J]．纺织科学研究.【2】张建春，黄机质．防水透湿织物的发展与展望[J]．棉纺织技术，2003，31(2)：69．72． 【3】戴晋明，任玉洁．防水透气织物舒适性[M].北京：中国纺织出版社．2003：23．84． 的应用[J]．印染，2001，(9)：36-37． 【5】郭腊梅，刘俐，崔运花．纺织品整理学[M]．北京：中国纺织出版社，2005：279—281．

【4】杜文琴．荷叶效应在拒水自洁织物上

第二篇：超疏水ppt对应讲稿

第二页：视频中展现的即罗斯纳米科技发明的“出淤泥而不染”的超疏水材料喷雾。

第三页：浸润性是固体表面的基本性质。根据水滴在固体表面静态接触角的大小可以将固体浸润性分成三类：静态接触角小于9O。的亲水表面，静态接触角大于9O。小于150。的疏水表面以及静态接触角大于150。的超疏水表面。通常以荷叶为代表静态接触角大于150。并且接触角小于lO。超疏水表面称之为荷叶效应。荷叶效应是超疏水机制理论与制备工艺研究的核心。水滴在荷叶上形成一个球形，而不是铺展开来，像这样的表面，就是“超疏水表面” 超疏水表面有：

（一）防水性如果固体表面是稳定超疏水表面，则水滴在该表面上的静态接触角大于150。同时滚动角小于10。较大的静态接触角意味着水滴在固体表面上的接触面积相对缩小，较小的滚动角意味着只要表面稍微倾斜水滴便会从固体表面上滑落，因此可以有效防冰

（二）自清洁类似荷叶的超疏水表面具有自清洁的特殊性质，水滴在超疏水表面较小的滚动角使得雨水极易发生滚动并且带走污染物。机翼上使用超疏水材料，可以防止如动物尸体的残留，保持机翼表面的光滑

（三）减小流体阻力表面微结构中驻留大量空气是超疏水表面形成的原因。即水与超疏水表面的实际接触面是由液一固界面与液一气界面两种界面组成的。超疏水表面在流体中发生相对运动时。液一气界面的摩擦系数远远小于液一固界面的摩擦系数，因此超疏水表面在流体中运动的摩擦阻力会减小实现减小流体阻力的目的。

第四页：尤其是在超疏水材料在破冰上的运用

现有的飞机防冰/除冰方法主要包括主动与被动防护的方法。主动防护方法包括物理法(机械除冰、电热防/除冰系统)、化学法(喷洒盐水、除冰剂及防冰液)，被动防护方法即疏冰涂料。第二张图是飞机发动机扇叶上的结冰图，第三张图喷的是聚氨酯涂料，含氟材料的表面能最低，使氟材料具有很好的憎水憎冰性。第五页：结冰的前提是区域内的水收集系数大于零或者该区域位于结冰的溢流区。在结冰问题中，表面分为撞击区和遮蔽区。蓝色区域为遮蔽区，遮蔽区指的是水滴无法撞击到表面的区域。图是模拟的某三维翼型表面的水滴容积分数云图，可以看到，撞击区基本位于迎风表面；在背风区是不存在水滴撞击的，因而也难以发生结冰。

右图是水滴收集系数的分布曲线，可以看到在迎风区存在水滴收集现象，在驻点为极大值 总结来说，由于水滴收集的问题，在存在水滴撞击的迎风表面易于出现结冰。

第六页：飞机表面结冰，可能会降低飞机的操纵性、稳定性等安全性能，威胁飞行安全。寒冷地区或冬季，当飞机以小于某临界马赫数飞行时，机翼、风挡、螺旋桨、发动机进气前缘等部件的迎风面因与大气中的水滴撞击、积聚结冰。关键部位如机翼前缘结冰，会增大飞行阻力，减少升力，即使是少量的，也会对机身的气动力性能产生影响；风挡机结冰会影响驾驶员的视野；测温、测压传感器结冰会导致相应的仪表指示失真；发动机进气前缘结冰，可能导致发动机熄火等。

飞机表面结冰与其和水分子之间的相互作用力有关，分子间作用力越大，冰的黏附强度就越高。通过改变涂层表面的化学组成成分，降低涂层的表面能，使其成为超疏水表面(即接触角＞150°)，可以降低冰或水(结冰前)与表面的黏附力，从而达到防冰或延迟结冰的效果。涂层表面的粗糙程度也是决定冰黏附强度的因素之一，表面具有合适的微/纳米结构和一定的粗糙程度(或表面纹理)，不仅可以提高表面的疏水性能，延迟结冰时间，而且可以截留停留在涂层表面水分子下的部分空气，造成冰体与基体界面的应力集中，在一定的外力作用下(如震动、倾斜、剪切力等)，使冰更易从涂层表面脱落。

第七页：中国直升机设计研究所研究的超疏水表面材料在电热防/除冰系统的试验中，采用两维NACA 0012翼型进行了风洞试验测试。风洞试验风速为90m/s;试验温度分别为-15℃、-10℃、-7℃、-6℃、-5℃;水滴含量分别为0.32、0.42、0.47、0.49和0.50;水滴平均直径为30× 10-6m,电热防除冰系统的加热功率分别为0W、84W和126W。由实验可知,超疏水涂层表面与冰层之间的单位粘性力为聚亚胺酯漆表面与冰层之间单位粘性力的十分之一。无加热情况下,超疏水涂层表面与聚亚胺酯漆表面的防/除冰效果无差别;加热情况下,由于涂层表面的超疏水特性,超疏水涂层表面可以有效抑制溢流冰层的形成,减少结冰面积率,可以节省的电能高达34%。

第八页：采用超疏水表层和常规表层在零下40度结冰试验的表现，显然超疏水表层具有很高的抗冰除冰性能。

第九页：在超疏水领域里，还有一个重要的问题——强度问题。由于超疏水表面依托于微米/纳米量级的微观结构，这种结构极易磨损。英国伦敦大学学院化学系博士生陆遥尝试了用双面胶涂在玻璃表面，然后加入疏水涂料，形成类似三明治的结构——玻璃和疏水涂料分别粘结在双面胶两侧。这样一来，表面就变得非常坚固，甚至用砂纸交叉摩擦几十个来回，仍然可以保持表面超疏水性。这个研究的精髓并不在于把超疏水表面做到多强多耐磨，而是提供了一种思路——将超疏水领域的“脆弱”的弱点交给更加成熟的黏胶技术去克服。

第三篇：超硬材料的应用与发展前景

现状：我国金刚石制品企业只分到小杯羹

“金刚石产量占全世界80%，立方氮化硼占全世界60%以上。去年我国的砂轮增长60%，钻头增长30%，锯片增加17%，但是制品工具仍然滞后于金刚石的发展。我国是全世界的生产大国，正在向强国迈进。现在国内几个生产金刚石的大厂，能合成几个毫米大的钻石单晶，总的质量水平在提高，但我们必须看到，经济附加值不高，高档产品的市场还被发达国家占有。”在湖南超硬材料协会秘书长瞿铭的重要报告中可以了解，目前国内金刚石企业在世界超硬行业中的地位正在提高，而金刚石制品企业的发展却相对较为落后。与之相呼应的还有中国矿业大学（北京）超硬刀具材料研究所所长、教授、博导邓福铭作的报告中的数据：元素六在金刚石工具市场的占有率为30%，DI公司占20%，日本住友占18%，韩国日进占9%„„在以元素六为首的7家国外公司就占据了整个金刚石工具市场的94%，除去其他的国外金刚石制品企业，也就意味着中国所有金刚石工具企业只占百分之零点几。这一方面说明我国金刚石制品企业目前技术的滞后与不成熟，另一方面也预示着金刚石制品企业的市场前景广阔，大有可为。

同时，邓教授也指出影响金刚石工具技术发展的因素主要有以下几点：一是市场的需求，二是政策导向，三是研发技术水平，四是研发科研团队，五是科技人员的科研兴趣。

趋势：竞争更为激烈，走自主创新与跨越式发展之路

“超硬磨具将逐步取代普通磨料磨具，如金刚石砂带的出现及优势”、“超硬材料制品工具向节能减排环保型的产品发展”、“超硬材料行业企业完全符合国家节能减排的政策”、“PDC产品将占相当的地位”„„在各种观点和意见的碰撞中，不难预测，超硬材料行业的美好未来和前景的广阔。但如何迎来美好未来，国内超硬材料制品企业需要做的还有很多，随着越来越多国外先进的超硬材料企业入驻中国，考察中国超硬材料市场，在中国建厂。宣告国外企业加大了力度进入中国，而国内超硬材料企业也将面临更为激烈的市场竞争。“走自主创新与跨越式发展之路，而不是集成创新与渐进式发展。”邓福铭教授建议，并从企业战略角度思考，认为企业需抓住关键点，开展创新性基础研究工作，采用新工艺、新设备，重点发展集中高附加值产品，这些建议得到了在场嘉宾的赞同和认可，其他演讲嘉宾也从知识产品保护的重视、如何避免恶性竞争，加强技术团队建设等方面进行了探讨和展望。

参考磨商网链接:

第四篇：浅谈磨削发展与应用

浅谈高速强力磨削的发展与应用是小柯论文网通过网络搜集，并由本站工作人员整理后发布的，浅谈高速强力磨削的发展与应用是篇质量较高的学术论文，供本站访问者学习和学术交流参考之用，不可用于其他商业目的，浅谈高速强力磨削的发展与应用的论文版权归原作者所有，因网络整理，有些文章作者不详，敬请谅解，如需转摘，请注明出处小柯论文网，如果此论文无法满足您的论文要求，您可以申请本站帮您代写论文，以下是正文。

摘要：高速及强力磨削是在现代机械制造中发展起来的一项先进加工工艺。在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。

关键词:高速磨削；强力磨削；磨削效率

高效率是国内外机械加工的主要发展方向之一。提高效率的重要方法，是提高切削，磨削速度及增大进给量。目前高速磨削已广泛应用于生产，普遍认为50~80m/s的高速磨削是经济可行的。最高磨削速度已达到120m/s，试验室的速度已达到210~250m/s。现在有的工件的实际磨削速度可以提高到300m/s。目前正朝着高速度磨削、强力磨削，高速强力磨削力一向发展。

1高速磨削

高速磨削是指砂轮线速度在45米/秒以上的磨削力一法。高速磨削是提高磨削效率的重要途经之一。

1.1 高速磨削的特点

它与普通磨削相比，可以提高生效率1~3倍;由于磨削速度的提高，工件表面在磨粒犁耕后所形成的隆起高度减小，因而使磨削的表面粗糙度减小;砂轮的寿命提高1倍左右;磨削力下降40%左右，加工的精度相应也提高。

1.2 高速磨削必须采取的措施

使用高速砂轮;使用高速磨床;采用自动上料、自动检测装置以减小辅助时间。

1.3 高速磨削的发展与应用

近年来，国内外高速磨床品种已有外圆磨床、曲轴磨床、凸轮磨床，轴承磨床、平面磨床，内圆磨床等。工业发达的国家在推广采用45~60m/s的高速磨削，80~150m/s的高速磨削已在一些国家开始应用。我国已生产磨削速度为50~80m/s的外圆磨床、凹轮磨床和轴承磨床等。

目前国外高速磨削采用较多的是轴承行业磨削轴承环内外沟，在发动机行业高速磨削也得到广泛应用，如，美国AIM公司磨削V8发动机曲轴连杆颈用高速磨削，英国的Newall公司高速磨削锻钢4拐汽车曲轴。不少国家磨削曲轴还采用多砂轮高速磨削(用三、四个，甚至七、八个砂轮同时磨)，大大提高了磨削效率。

高速磨削对于多数牌号的钢材是适用的，但对磨削时易产生裂纹的材料，如钦合金，耐热合金则不适用。对于某些材料，如，不锈钢，当砂轮线速度高于45m/s时，磨削效率反而下降。

由于高速磨削对机床、砂轮、冷却和安全技术力一面都有特殊要求，这将增加机床成本。因此，目前高速磨削还只是在少数工件上使用。

2强力磨削

强力磨削是指大进给量或大磨削深度，以提高金属去除率的力一法。

2.1主要特点

它可以代替一部分车削、铣削和刨削等;强力磨削应用适当时，可以直接从毛坯磨成成品，粗精加工一次完成;加工效率可提高4~5倍;可以减少加工设备，节省由于不同加工工序所需要的装卸调整等辅助时间;它不受工件表面条件(如锈、硬点、断续表面等)以及材料硬度，韧性的限制;加工精度和表面粗糙度小。

2.2 强力磨削的应用

目前国内外强力磨削已应用到平面磨、外圆磨等磨床上。强力磨削采用较多的是主轴圆台平面磨床。切入式外用圆磨床及端面外圆磨床。磨床功率73.5~110.3kW；主轴平面磨床最大功率为220.5kW，可能出现730kW的机床，生产率达到500~600cm /min,每小进金属切除率（270~320）kg，一次切深最大可达37mm。

强力磨削在兵器工业中也得到了广泛的应用。美国的M60A1中型坦克车体两侧安装12个扭力轴的倾斜基面是与车体底部浇涛在一起的，用一般切削力一法难以加工，采用强力磨削解决了加工困难，是用两合Merairg强力磨床同时在两侧加工，去除余量为6.35mm，每台磨床功率为110.25kW，采用直径为762mm，厚度为203mm的多级砂轮。

美国华特弗里特兵工厂加工105mm坦克加农炮的炮门握柄采用强力磨削，毛坯是4340炮钢(即40GNiMoA)，硬度HKC42，以前采用普通车削、切檀和磨削加工，需要分五次加工，时间为75min，现在用强力磨削一次加工完成，时间只需7~l0min；175mm野战炮的紧塞轴用力磨削加工，毛坯为4340钢锻体，一般加工力一法需车直径、车檀和倒角，时间为3小时巧分钟，改用强力磨削只需40min，磨削时所采用的砂轮线速度为38m/s.3高速强力磨削

这是具有上述两种磨削特点的方法

3.1高速强力磨削的应用

可用于磨削外圆及平面，主要是用切入式磨削法磨削圆柱形零件外圆型面、沟槽、多直径台阶。可将一般车削及磨削工序合并为一道工序。工件的余量一般在1.3~2.5mm，表面粗糙度Ra为超过6.3微分，精度不超过±0.076mm。目前高速强力磨削已在生产中得到一些应用。例如:磨削汽车齿轮轴、转向节、万向节及耐热合金透平叶片根部榫齿轮等。

上述高速磨削及强力磨削多在精密铸造，锻件的大批量生产或中小批类似零件生产和自动化程度较高的机床上推广使用。

3.2高速强力磨削的不是及其解决的措施

由于磨削速提高，功能增大，出现了振动加剧，热量增加等问题，常可采用下列措施来解决。

砂轮力一面主要是提高强度。①采用细粒度磨料;②采用结合性能强的结合剂，如，加硼陶瓷结合剂，硼玻璃结合剂等;③采用中心孔局部增强砂轮或改变砂轮结构，如，无中心孔砂轮和砂瓦组合砂轮。立力一氮化硼砂轮已有应用。砂轮修整多采用金刚石滚轮。

机床力一面主要是加强刚性。采用静压轴承、静压导轨、改进主轴和床身刚性，采用砂轮平衡和自动平衡装置。

冷却力一面。为了粉碎气流采用特殊冷却喷咀，使气流产生偏析;采用高压冷却，增加冷却液流量和容量。研究新成份油剂冷却或在水剂中加入添加剂以提高冷却效果。

3.3 安全防护力一面普遍是加厚砂轮罩壳厚度，采用半封闭或全封闭罩壳，罩壳内填充塑料，橡胶衬垫，采用自动关闭砂轮罩壳等。结束语

总之，高速及强力磨削作为一项新兴的加工工艺，其发展历史还很短暂，涉及到的相关技术还较多，存在的难题也较多。但相信在广大科技人员的不断探讨、研究之下，高速及强力磨削高效率的新兴。

第五篇：心理学的发展与应用

心理学的发展与应用

内容提要：人类在很早以前就在探索自身行为和意识的规律，但是，建立在科学基础上的现代心理学却只有一百多年历史。心理学就是一门研究人的心理活动的规律的科学。德国的艾宾浩斯说:“心理学有一个漫长的过去,却只有一个短期的历史。”虽然，心理学是一门年轻的学科，可是它充满了活力，其理论和实践的发展与应用给予人类巨大的财富。在今天，心理学称为最为普遍的应用学科之一，心理学的研究不仅丰富了人类的知识，增加人类对自身的了解，而且其理论、方法和技术可以直接运用于社会生活，促进社会发展与社会和谐。

关键词：心理学；应用心理学；应用

人类对心理现象的探索可以追溯到远古时代。由于当时的生产力水平很低，人们只能被动地顺应自然。面对大自然的无可抵御的可怕力量以及种种难以解释的神奇现象，人们无奈地将心灵之感归于神灵而加以崇拜。所以，人类历史上产生最早的心理学思想，就是“灵魂说”。古希腊哲学家亚里士多德的《论灵魂》一书被认为是最早的心理学专著。从古代开始，历经中世纪、文艺复兴以至到19 世纪中叶，对心理的探索与研究不断继续着，但是，在一个相当漫长的岁月里，这种探索仅仅是处于无明确的研究目的、无明确的研究目标、无明确的研究思想、无明确的研究方法的混沌状态下进行的，而且夹杂在哲学和神学的研究中。心理学的方法也主要是思辩的方法，在那个年代，心理学实际上还是与哲学、神学处于一种没有分化的统一状态中，其内容被包容于哲学和神学的内容体系中。

1879 年，冯特在莱比锡大学创建了世界上第一个心理实验室，使心理学有史以来第一次像其他学科一样被作为一门正式科学而进行研究，他成为把心理学转变成一门独立学科的奠基者。从此，心理学从哲学、神学、医学等其他科学中分离出来，正式成为一门真正独立的科学。心理学作为一门探索心灵奥秘、揭示人类自身心理活动规律的科学，它研究人类自身，帮助人们认识自我，发挥自我的才能，实现自身的价值。冯特创立心理学的时候认为，心理学的任务就是要分析心理的结构和内容，发现心理元素复合成复杂观念的内在原理与规律。不过，早期以冯特为代表的内容心理学派认为，心理学是一门“纯粹”的科学，不存在应用的问题，但是这种观点仅仅持续了三四十年，心理学开始走出实验室，面向大众，服务于社会生活。

一、心理学对健康事业的应用

在心理学领域，弗洛伊德的精神分析从一开始就直接服务于社会生活，致力于精神病人的治疗。而20 世纪以来，心理学更加支持了生物———心理———社会医学模式成为人类健康事业的主旋律。人们不仅注重到了人的生物学方面，同时也注意到了作为完整人的心理、意识方面和社会行为方面。当今世界，人们更加崇尚预防医学，不仅考虑自然环境对人体的影响，还要考虑社会环境，包括心理因素对人体的影响。疾病，过去一直是指导身体的某一部分、过程、系统在功能或结构上的反常这一纯生物学概念；而健康，则仅意味着没有疾病。新的医学观下，健康指的是：“人不仅仅没有疾病和虚弱，而要有身体、心理社会生活的圆满适宜的状态。” 不能达到这一状态，即可称之为疾病或亚健康状态。现代健康观认为人类疾苦的发生，有生物、心理、社会、生态诸多方面因素，只有在人类处于自然、社会、生理、心理的整体平衡协调运动中，才能实现真正的健康。20 世纪70年代后期，健康心理学成为独立的学科。健康心理学的研究及其工作实践与人类健康的各种问题紧密相联，甚至直接关系到社会的进步与个人的幸福，建立不久就获得了迅速的发展。人们自觉运用心理学知识和技术探讨和解决有关保持或促进人类健康、预防和治疗躯体疾病的问题。现代心理学在矫正影响人类健康或导致疾病的某些不良行为，尤其是在预防不良行为与各种疾病发生中发挥着特殊的功能，运用心理学知识改进医疗与护理制度，建立合理的保健措施，节省医疗保健费用和减少社会损失的途径，以及对有关的卫生决策提出建议。健康心理学在理论研究和实际应用的过程中，综合运用了行为理论、程序学习、行为健康和条件反射的原理。在疾病的防治、不良行为的矫正、生理功能障碍的康复、意外事故的减少、精神紧张的缓解，以及运动锻炼与健康教育的普及等方面，都获得了较为显著的成效；也对降低许多心身疾病，如对降低心血管病和癌症的发病率等起了重要作用。如今在欧洲成立了欧洲健康心理学会，比利时、联邦德国、英国、荷兰等许多国家都建立了国立健康心理学机构。在美国，通过健康心理学家与各界人士的共同努力，青少年吸烟者的比率已明显下降，成人的吸烟率比20 年前下降了12％，从而在一定程度上缓解了因吸烟致病致死的这一尖锐社会问题。实践表明，健康心理学在与相关学科的协同合作的过程中，必将会越来越显示出其造福人类的特殊作用。

二、心理学在经济理论中的应用

世纪以来，心理学逐步向着经学领域渗透。首先，大量的心理原理和行为研究成果被应用于经济学。被称作“心理学的经济学”的行为经济学应运而生，正日益受到人们的关注和重视。认知心理学、行为心理学的思想流派，为经济学考察人类的经济行为提供了充分的科学依据。被称作“心理学的经济学”的行为经济学，剥去了传统经济学假设理性人光鲜的外衣，主张对行为的分析应以行为的真实心理形成机制为基础，不能以主观的先验假定为依据。

行为经济学将行为分析理论与经济运行规律、心理学与经济科学有机结合起来，以发现现今经济学模型中的错误或遗漏，进而修正主流经济学关于人的理性、自利、完全信息、效用最大化及偏好一致基本假设的不足。与传统经济学不同，融入了心理学的行为经济学研究对象是人，包括人的认知、情绪、行为以及人格，而不仅仅是物的经济。行为经济学强调，对行为的分析应以行为的真实心理形成机制为基础，不能以主观的先验假定为依据，而个体行为的心理形成机制又是一种个体化过程，不能被他人所替代，所以个体化就成为个体行为的基本特征之一。行为经济学主张用过程理性来代替实质理性，并致力于把被价格、收入等经济变量牵动的经济木偶还原成富有人性的人，使经济学成为研究人的行为的科学。

其次，在市场领域，消费者心理研究也被广泛应用。从消费主体出发，研究消费者购买、使用商品和劳务的行为规律；研究消费者的态度、情感、爱好以及决策过程等；研究影响消费行为的一系列社会、个人和体制变量； 研究满足消费的产品特点和消费者对产品特点的反应； 以及研究市场需求的现状和动态，有针对性地开发应需适销产品等。心理学使现代营销活动充满生机，使社会生产目的的实现更加具有针对性。

三、心理学在生产管理活动中的应用

世纪末，心理方法就被引入到工业生产活动中，早期如泰勒的工作时间研究，吉尔布雷思和吉尔布雷思夫妇的动作分析，以及后来关于传送带生产的操作研究等，都是工业心理学中的经典性工作。在心理学发展的百年时间里，许多心理学学派都对工业心理学的理论作出过贡献。从经典的心理物理法、反应时学习心理，到当代的认知心理学、信号觉察论等，都对工业心理学产生了深远的影响。格式塔心理学的整体观强调知觉的形与基，在工业心理学的数符辨认、图形识别及服装设计中都是必须考虑的条件。

工业心理学是心理学应用于工业领域的应用理论，研究如何运用心理方法和成果解决工业或经济领域中产生的问题。它主要研究工作中人的行为规律及其心理学基础，利用心理学研究每一职业的要求；利用测验来选择工人和安排工作；规划利用人力的最佳工作方法；制定培训方案，使人力得到最有效的发展；决定最优良的工作条件；研究最合理的管理组织形式；研究工作动机，调整工人和管理人员间的通力协作。工业心理学强调探究人们在工作时的行为和产生这种行为原因的基本知识，同时也强调一些已知的人类行为知识在实际中的应用，从而更好地满足工业或经济机构与劳动者的需求。

首先，上世纪中期，工程心理学形成。主张对劳动工具进行改装和设计，使劳动工具的设计适应人的心理生理特点，以保证最佳的劳动条件，使工程可靠，操作者轻松，效率提高。心理工作者的辛勤工作，不仅在记载和积累有科学价值的资料方面功勋卓著，而且在利用心理机制使人与机器设备之间的信息传递和互相适应，在保证一个大系统的可靠性和高效率的前提方面作出了卓越的贡献。认知心理学的成果及客观分析人的心理过程的方法，被应用于解决自动化控制系统和大型国防工程，取得了显著的效果。随着工业产生一系列的革新，同时科学领域里控制论、信息论、仿生学等科学的发展，工程心理学进入了系统研究。以人—机—环境系统为对象，研究系统中人的行为，以及人与机器和环境相互作用，使工程技术设计与人的身心特点相匹配，从而提高系统效率、保障人机安全、并使人在系统中能够有效而舒适地工作。认知实验心理学成为现代工程心理学的理论基础。如今，工程心理学正致力于把人机系统扩大为人—机—环境—社会这样的更全面的系统。其次，管理心理学是把心理学的知识应用于分析、说明、指导管理活动中的个体和群体行为的工业心理学分支。行为科学管理理论是管理心理学启蒙阶段，其奠基就是以社会心理学家梅奥为首的一批专家进行了著名的“霍桑实验”，提出了“社会人”的假设。他们认为，单靠物质刺激不能保证调动工人的积极性。良好的人际关系，有利的社会条件与工作效率有更密切的关系。此外，他们还提出了非正式组织在群体中的作用。现代管理心理学主要研究与组织行为有关的人的个体特点，如动机、能力、性向等；人的群体特点，如群体的分类、人与组织的相互作用等；领导行为特点，如领导风格，领导的评估与培训等；组织理论与组织变革，如组织的模型，组织变革与组织开发研究等；工作生活质量研究，着重从改善工作环境，工作丰富化、扩大化方面调动职工的积极性，提高生产率。

除此以外，现代工业心理学的分支逐渐增多，包括管理心理学、劳动心理学、工程心理学、人事心理学等等。工作环境是否适合于保证人的安全、健康和舒适，并保证生产的高效率；工作环境是否能适合生理上的需要，工作者心理需要是否得到满足等问题，日益得到人们的关注，人们利用心理方法实施工作内容的丰富化和扩大化，减少简单、重复的劳动，提高工作本身对人的意义，增加工作者的满意度，都得到了满意的效果。人事心理学在提高人的激励水平，改善培训方法，对人进行科学的评价和选拔任用，以及职业的设计和人事安排等方面，都发挥了重要作用，也为科学地制定有关人事管理的制度提供依据。

四、心理学在教育事业中的应用

世纪末心理学进入了教育领域，教育心理学成为一门独立的学科。近代西方教育思潮倾向于把教育学理论建立在心理学研究成果的基础上，这是促进教育心理学成为独立学科的前提条件。德国心理学家赫尔巴特对教育心理学的建立起到开拓作用。赫尔巴特在教学理论中，把教学分为教育的教学和非教育的教学两种，前者指伦理、道德、意志、性格的培养，后者指传授知识、技能的智育活动，他认为这两方面的教育活动都应以心理学理论为基础。桑代克1903 年出版《教育心理学》一书，以学校情境详尽说明学习的概念，这被认为是近代教育心理学的真正开端。内容包括人的本性、学习心理学、个别差异及其原因三大部分。他提出的学习三大定律(效果律、准备律、练习律)及个别差异理论，成为后来教育心理学研究的重要课题。心理学的行为主义学派、格式塔心理学派和精神分析等学派的学说对教育事业都产生过重要影响。受格式塔学派的影响，教育开始重视“顿悟”在学习中的地位，不再局限于尝试错误、刺激与反应等联结主义。行为主义理论则促使教育界重视人的行为的研究，注意环境对人的心理的影响。弗洛伊德的精神分析学派使教育重新重视意识的研究，特别是潜意识和下意识问题。同时，重视情感在教育和教学过程中的作用，把心理卫生知识引进教育和教学过程中。

早期教育心理学偏重于学习心理的研究和学习规律的讨论，并且大多集中于智育方面的问题。随着教育对人的全面发展的日益重视，也就越来越重视道德行为、道德情感以及审美情感的培养。1947 年，美国心理学会成立了对教育心理学研究进行规划的委员会，认为教育心理学的研究任务和对象应包括八个项目：教育评价和测量；儿童发展的特点；特殊儿童及其教育；有关学习心理学的教育方法；特殊学科的学习；学习辅导和心理健康；教师人事和促成学习的教师行为；教育心理学的方法。

现代教育心理学的研究一般集中在： 人类生长和发展，包括遗传与环境、一般生长和发展、社会与情绪的发展、动机的基本理论、智慧、性向与兴趣，以及个别差异等；学习，包括学习的本质、影响学习的因素、学习的动机、技能、推理与问题解决、态度、特殊科目的学习，以及训练的转移等；人格与适应，包括情绪、学生与教师的心理卫生、特殊儿童、品格，以及社会活动；测量与评价，包括测量的基本原则、智力与性向的测量、学习的测量、适应的测量，以及测量结果的应用；教育心理学的方法与技术，包括教育问题的科学研究、统计技术，以及为教师所提供的研究方法。

现代教育心理学发展的趋势之一，是逐渐转向教育过程和学生心理的探讨，也重视教学手段的改进。人们高度关注教材、教法改革研究特别是关于学生创造能力的培养，通过教学手段的改进，开发学生智力，促进创造性思维的发展，已成为教育心理学研究的热门。许多教育心理学家纷纷提出培养创造力的各种建议，开展了许多创造力课题的研究，教学中提倡发现学习，鼓励儿童的幻想、好奇心、个性独立性等，都是着眼于教学的改革。例如，行为主义心理学家的斯金纳，参照以往别人制作的教学机器设计制成了程序教学机。这种教学机器的特点是学生能够按照自己的能力为自己设定步调，确定学习的进度，能够及时从机器中获得反馈信息，机器根据学生学习的程度自动调整问题和学习内容的难度。今天以计算机为基础的自我教学法就起源于这种程序教学机。程序教学运动对教学方法带来了很大影响，在很长一段时间内，那些以操作条件反射为基础而设计的教学课件备受欢迎，斯金纳的及时强化思想仍然在教学实践中被证明是有效的，而且受到大多数教师的欢迎，其程序教学思想也影响了教材的编制。直到现在，无论是在教材编排还是在课堂教学方法方面，都能够看到程序教学的影子。教育心理学另一个发展趋势是更加重视研究教学中的社会心理因素问题。随着社会心理学研究的深入，不少教育心理学家开始从社会心理学的角度，把学校和课堂看作是社会情境，注意研究其中影响教学的社会心理因素。如运用社会心理学理论研究学习动机，试图用造成某种外部压力或不平衡状态的方法，来促使学生产生改革行为的欲望。人们开始重视教学组织形式中的社会心理问题。如心理学者罗杰斯主张，课堂教学中要建立温暖的师生关系，从而他强调采用指导讨论法进行教学。他认为，学习向高级水平发展需要三个基本条件：一是移情；二是无条件的积极关注；三是和谐或真诚。心理科学引入教育理论和实践，不仅使教育理论面貌一新，更重要的是向着以人为本的教育目标迈出了实质性的步伐。

总之，进入20 世纪，心理科学取得了突飞猛进的发展，它向世人证明它不仅是一门年轻的基础科学，也是一门应用极其广泛的应用科学。除了上述领域外，几乎在任何社会经济活动领域中，人们都开始注入心理科学的思想和方法。比如环境心理学研究环境与人的心理和行为之间关系； 运动心理学研究人在从事体育运动时的心理特点及其规律，研究人们参加各种运动项目时，在性格、能力和气质方面的特点及体育运动对个性特征的影响； 研究体育运动教学训练过程和运动竞赛中有关人员的心理特点，如运动技能形成的心理特点等。

心理学的研究不仅有助于丰富人类的知识，增加人类对自身的了解，而且其理论、方法和技术可以直接运用于社会生活，促进社会发展与社会和谐。一个多世纪以来，应用是心理学学科发展的生命力之所在。联合国教科文组织将心理学列为21 世纪重点发展建设的学科之一，有人认为“21 世纪是心理学的世纪”。心理学之所以能成为新世纪重点发展建设的学科，主要原因是它应用范围广泛涉及人类活动各个领域，心理学的应用产生了良好的社会效益。心理学对不同领域做出巨大贡献，具有重大的理论意义和实用价值，标志着它逐渐成为一门与现代前沿科学发展结合最紧密的学科之一，以及对于人类现代生活工作应用最广泛的学科之一。

参考文献：

［1］心理学教学指导委员会． 心理学发展战略研究报告． 中国教育． 2006,（5）．

［2］张厚粲．了解心理学发展的架构．中国图书商报．－10－10．

2008