扫描、透射电镜在材料科学中的应用

第一篇：扫描、透射电镜在材料科学中的应用

扫描、透射电镜在材料科学中的应用

摘要：在科学技术快速发展的今天，人们不断需要从更高的微观层次观察、认识周围的物质世界，电子显微镜的发明解决了这个问题。电子显微镜可分为扫描电了显微镜简称扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜简称透射电镜(TEM)两大类。本文主要介绍扫描、透射电镜工作原理、结构特点及其发展，阐述了其在材料科学领域中的应用。

1扫描电镜的工作原理

从电子枪阴极发出的直径20mm～30mm的电子束，受到阴阳极之间加速电压的作用，射向镜筒，经过聚光镜及物镜的会聚作用，缩小成直径约几毫微米的电子探针。在物镜上部的扫描线圈的作用下，电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测，经过放大、转换，变成电压信号，最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描，并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步，这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像，这种图象反映了样品表面的形貌特征。

2扫描电镜的构成主要包括以下几个部分：

1.电子枪——产生和加速电子。由灯丝系统和加速管两部分组成2.照明系统——聚集电子使之成为有一定强度的电子束。由两级聚光镜组合而成。

3.样品室——样品台，交换，倾斜和移动样品的装置。

4.成像系统——像的形成和放大。由物镜、中间镜和投影镜组成的三级放大系统。调节物镜电流可改变样品成像的离焦量。调节中间镜电流可以改变整个系统的放大倍数。

5.观察室——观察像的空间，由荧光屏组成。

6.照相室——记录像的地方。

7.除了上述的电子光学部分外，还有电气系统和真空系统。提供电镜的各种电压、电流及完成控制功能。

3扫描电镜在材料科学中的应用

3.1.材料的组织形貌观察

材料剖面的特征、零件内部的结构及损伤的形貌，都可以借助扫描电镜来判断和分析反射式的光学显微镜直接观察大块试样很方便，但其分辨率、放大倍数和景深都比较低而扫描电子显微镜的样品制备简单，可以实现试样从低倍到高倍的定位分析，在样品室中的试样不仅可以沿三维空间移动，还能够根据观察需要进行空间转动，以利于使用者对感兴趣的部位进行连续、系统的观察分析；扫描电子显微图像因真实、清晰，并富有立体感，在金属断口和显微组织三维形态的观察研究方面获得了广泛地应用。

3.2.镀层表面形貌分析和深度检测

有时为利于机械加工，在工序之间也进行镀膜处理由于镀膜的表面形貌和深度对使用性能具有重要影响，所以常常被作为研究的技术指标镀膜的深度很薄，由于光学显微镜放大倍数的局限性，使用金相方法检测镀膜的深度和镀层与母材的结合情况比较困难，而扫描电镜却可以很容易完成使用扫描电镜观察分析镀层表面形貌是方便、易行的最有效的方法，样品无需制备，只需直接放入样品室内

即可放大观察。

3.3.显微组织及超微尺寸材料的研究

钢铁材料中诸如回火托氏体、下贝氏体等显微组织非常细密，用光学显微镜难以观察组织的细节和特征在进行材料、工艺试验时，如果出现这类组织，可以将制备好的金相试样深腐蚀后，在扫描电镜中鉴别下贝氏体与高碳马氏体组织在光学显微镜下的形态均呈针状，且前者的性能优于后者。但由于光学显微镜的分辨率较低，无法显示其组织细节，故不能区分电子显微镜却可以通过对针状组织细节的观察实现对这种相似组织的鉴别在电子显微镜下（SEM），可清楚地观察到针叶下贝氏体是有铁素体和其内呈方向分布的碳化物组成。

4透射电镜的工作原理

由电子枪发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上；透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多；经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像，最终被放大了的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上；荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。

5透射电镜的构成电子束照明源和电磁透镜是透射电子显微镜有别于光学显微镜的两个最主要的组分。透射电子显微镜由以下几大部分组成：照明系统，成像光学系统；记录系统；真空系统;电气系统。成像光学系统，又称镜筒，是透射电镜的主体。6透射电镜在材料科学中的应用

6.1 7055铝合金EDS分析

铝合金在加工和热处理过程中，微观组织会发生一系列变化，但是有时候却很难分辨其微观组织的成分，从而很难辨别微观组织与性能之间微妙的关系。此时我们可以借助能谱微区分析。

在时效120℃/24h状态下，利用EDS分析晶粒内部基体上微区成分。在时效120℃/24h状态下，其基体主要化学成分为Al，Zn和Cu元素。在时效120℃/24h状态下，利用EDS分析晶界处微区成分。在时效120℃/24h状态下，其晶界区域主要化学成分为Al，Zn和Cu元素。但是由对比可发现，Cu和Zn的含量在晶界处比基体高一些，从而推断出晶界处的析出相中所含Cu和Zn元素比基体上高一些。

7055铝合金是典型的热处理可强化高强铝合金，它有很高的强度和优良的力学性能。热处理过程中，在470℃/1h固溶时晶界变细，基体形成过饱和固溶体； 120℃/1h时效时基体内有球状的GP区形成；时效120℃/24h，基体内部分GP区逐渐转变为棒状η′相。

小结

在材料学领域迅速发展的今天，电子显微镜为其研究插上了飞速发展的翅膀。在电子显微镜发展的同时，一些提高电镜的分析手段和分辨率的设备也得到了更进一步的发展，如像散器，高角度环形暗场技术，球差校正等。虽然现在电子显微镜已经发展到了一定的高度，但是仍需要在动态技术、低真空、高电压、高分辨率以及原位场技术方向发展。所以这给在电子显微学领域研究的科学家提出了更大的挑战，这些技术的成熟发展也需要很长一段路要走。

参考文献

[1]朱琳.扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用［J］.吉林化工学院学报，2007，（2）：81-84.[2]吴立新,陈方玉.扫描电镜的发展及其在材料科学中的应用.武钢技术.2005,(06): 36-40.[3]刘维.电子显微镜的原理和应用［J］.现代仪器使用与维修，1996，（1）：9-12.[4]刘剑霜,谢锋等.扫描电子显微镜［J］.上海计量测试，2003，（6）：37-39.[5]干蜀毅.常规扫描电子显微镜的特点与发展［J］.分析仪器，2000，（1）34-36.[6]常铁军,祁欣.材料近代分析测试方法.哈尔滨工业大学出版社.1999.[7]郭可信.电子显微学的过去、现状与展望.分析测试通报.1982,(00): 4-13.

第二篇：扫描电子显微镜在材料研究中的应用

扫描电子显微镜在材料研究中的应用

宋啸

北京石油化工学院高063班

摘 要：介绍了扫描电子显微镜的工作原理及特点，阐述了扫描电子显微镜在材料科学领域中的应用。关键词：扫描电子显微镜 材料 应用

二十世纪60年代以来，出现了扫描电子显微镜(SEM)技术，这样使人类观察微小物质的能力发生质的飞跃。依靠扫描电子显微镜的高分辨率、良好的景深和简易的操作方法，扫描电子显微镜(SEM)迅速成为一种不可缺少的工具，并且广泛应用于科学研究和工程实践中。1 扫描电子显微镜的原理

扫描电镜(Scanning ElectronMicroscope)，简写为SEM，是一个复杂的系统，浓缩了电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术。扫描电镜是在加速高压作用下将电子枪发射的电子经过多级电磁透镜汇集成细小的电子束，在试样表面进行扫描，激发出各种信息，通过对这些信息的接收、放大和显示成像，以便对试样表面进行分析。入射电子与试样相互作用产生如图1所示的信息种类。

图1 电子束探针照射试样产生的各种信息

这些信息的二维强度分布随试样表面的特征而变(这些特征有表面形貌、成分、晶体取向、电磁特性等)，是将各种探测器收集到的信息按顺序、成比率地转换成视频信号，再传送到同步扫描的显像管并调制其亮度，就可以得到一个反应试样表面状况的扫描图。如果将探测器接收到的信号进行数字化处理即转变成数字信号，就可以由计算机做进一步的处理和存储。扫描电镜主要是针对具有高低差较大、粗糙不平的厚块试样进行观察，因而在设计上突出了景深效果，一般用来分析断口以及未经人工处理的自然表面。

扫描电子显微镜中的各种信号及其功能如表1所示。

表1 扫描电镜中主要信号及其功能

收集信号类别 二次电子 背散射电子 特征X射线 俄歇电子

功能 形貌观察 成分分析 成分分析 成分分析 扫描电镜可做如下观察:(1)试样表面的凹凸和形状；(2)试样表面的组成分布；

(3)可测量试样晶体的晶向及晶格常数；

(4)发光性样品的结构缺陷,杂质的检测及生物抗体的研究；(5)电位分布；

(6)观察半导体器件结构部分的动作状态；(7)强磁性体的磁区观察等。

扫描电子显微镜有如下七种分类方法:(1)按照电子枪种类分:钨丝枪、六硼化镧、场发射电子枪；

(2)按照样品室的真空度分: 高真空模式、低真空模式、环境模式；(3)按照真空泵分:油扩散泵、分子泵；(4)按照自动化程度分:自动、手动；

(5)按照操作方式分:旋钮操作、鼠标操作；(6)按照电器控制系统分:模拟控制、数字控制；(7)按照图像显示系统分:模拟显像、数字显像。2 扫描电子显微镜的特点

由于采用精确聚焦的电子束作为探针和独特的工作原理，扫描电子显微镜表现出了独特的优势，包括以下几个方面。

(1)高的分辨率。由于采用精确聚焦的电子束作为探针和独特的工作原理，扫描电镜具有比光学显微镜高得多的分辨率。近些年来，由于超高真空技术的发展，场发射电子枪的应用得到普及，使扫描电镜的分辨本领获得较显著的提高，现代先进的扫描电镜的分辨率已经达到1nm左右。

(2)有较高的放大倍数，20—20万倍之间连续可调。

(3)有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构。

(4)配有X射线能谱仪装置，可以同时进行显微组织形貌的观察和微区成分分析。低加速电压、低真空、环境扫描电镜和电子背散射花样分析仪相继商品化，这大大提高了扫描电镜的综合、在线分析的功能。

(5)试样制备简单。扫描电镜在材料研究中的应用 3.1 材料组织形貌观察

材料剖面的特征、零件内部的结构及损伤的形貌，都可以借助扫描电镜来判断和分析。反射式的光学显微镜直接观察大块试样很方便，但其分辨率、放大倍数和景深都比较低。而扫描电子显微镜的样品制备简单，可以实现试样从低倍到高倍的定位分析，在样品室中的试样不仅可以沿三维空间移动，还能够根据观察需要进行空间转动，以利于使用者对感兴趣的部位进行连续、系统的观察分析；扫描电子显微图像因真实、清晰，并富有立体感，在金属断口和显微组织三维形态的观察研究方面获得了广泛地应用。3.2 镀层表面形貌分析和深度检测

金属材料零件在使用过程中不可避免地会遭受环境的侵蚀，容易发生腐蚀现象。为保护母材，成品件，常常需要进行诸如磷化、达克罗等表面防腐处理。有时为利于机械加工，在工序之间也进行镀膜处理。由于镀膜的表面形貌和深度对使用性能具有重要影响，所以常常被作为研究的技术指标。镀膜的深度很薄，由于光学显微镜放大倍数的局限性，使用金相方法检测镀膜的深度和镀层与母材的结合情况比较困难，而扫描电镜却可以很容易完成。使用扫描电镜观察分析镀层表面形貌是方便、易行的最有效的方法，样品无需制备，只需直接放入样品室内即可放大观察。3.3 微区化学成分分析

在样品的处理过程中,有时需要提供包括形貌、成分、晶体结构或位向在内的丰富资料，以便能够更全面、客观地进行判断分析。为此，相继出现了扫描电子显微镜—电子探针多种分析功能的组合型仪器。扫描电子显微镜如配有X射线能谱(EDS)和X射线波谱成分分析等电子探针附件，可分析样品微区的化学成分等信息。材料内部的夹杂物等，由于它们的体积细小，因此，无法采用常规的化学方法进行定位鉴定。扫描电镜可以提供重要的线索和数据。工程材料失效分析常用的电子探针的基本工作方式为:(1)对样品表面选定微区作定点的全谱扫描定性；

(2)电子束沿样品表面选定的直线轨迹作所含元素浓度的线扫描分析；

(3)电子束在样品表面作面扫描,以特定元素的X射线讯号调制阴极射线管荧光屏亮度，给出该元素浓度分布的扫描图像。

一般而言，常用的X射线能谱仪能检测到的成分含量下限为0.1%(质量分数)。可以应用在判定合金中析出相或固溶体的组成、测定金属及合金中各种元素的偏析、研究电镀等工艺过程形成的异种金属的结合状态、研究摩擦和磨损过程中的金属转移现象以及失效件表面的析出物或腐蚀产物的鉴别等方面。3.4 显微组织及超微尺寸材料的研究

钢铁材料中诸如回火托氏体、下贝氏体等显微组织非常细密，用光学显微镜难以观察组织的细节和特征。在进行材料、工艺试验时，如果出现这类组织，可以将制备好的金相试样深腐蚀后，在扫描电镜中鉴别。下贝氏体与高碳马氏体组织在光学显微镜下的形态均呈针状，且前者的性能优于后者.但由于光学显微镜的分辨率较低,无法显示其组织细节，故不能区分。电子显微镜却可以通过对针状组织细节的观察实现对这种相似组织的鉴别。在电子显微镜下(SEM)，可清楚地观察到针叶下贝氏体是有铁素体和其内呈方向分布的碳化物组成。

纳米材料是纳米科学技术最基本的组成部分。现在可以用物理、化学及生物学的方法制备出只有几个纳米的“颗粒”。由于纳米材料表面上的原子只受到来自内部一侧的原子的作用，十分活泼,所以使用纳米金属颗粒粉作催化剂,可加快化学反应过程.纳米材料的应用非常广泛,比如通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蚀等优点,但又具有脆性和难以加工等缺点,纳米陶瓷在一定的程度上却可增加韧性，改善脆性。复合纳米固体材料亦是一个重要的应用领域。例如含有20%超微钴颗粒的金属陶瓷是火箭喷气口的耐高温材料；金属铝中含进少量的陶瓷超微颗粒，可制成重量轻、强度高、韧性好、耐热性强的新型结构材料。纳米材料的一切独特性能主要源于它的超微尺寸，因此必须首先切确地知道其尺寸，否则对纳米材料的研究及应用便失去了基础。目前该领域的检测手段和表征方法可以使用透射电子显微镜、扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等技术，但高分辨率的扫描电镜(SEM)在纳米级别材料的形貌观察和尺寸检测方面因具有简便、可操作性强的优势，也被大量采用。4 结束语

随着材料科学和高科技的迅速发展,各种行业对检测技术水平的要求日异提高,可以预测扫描电镜将以其拥有的优势进一步发挥它的作用。

参考文献

[1]杜希文,原续波.材料分析方法[M].天津大学出版社,2006,9.[2]张庆军.扫描电子显微镜的应用[J].河北理工学院学报,1998,8,20(3).[3]李伟.扫描电子显微镜及其技术简介[J].山东电力技术,1996(2):34-36.[4]陈长琦,干蜀毅,朱武,等.扫描电子显微镜成像信号分析[J],真空,2001,12(6):42-44.[5]朱琳.扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用[J],吉林化工学院学报,2007.4,24(2):81-84.[6]王成国,丁洪太,侯绪荣.材料分析测试方法[M].上海交通大学出版社,1994,106.Applications of Scanning Electronic Microscope in Material

Research

Song Xiao(Beijing Institute Of Petrochemical Technology, Polymer Materials Science and Engineering 06-3)Abstract: The paper introduces the principle and characteristics of scanning electronic microscope,illustrates its application in materials science.Key words:Scanning Electronic Microscope;Materials;Application

第三篇：遥感技术在地理科学中的应用

3.遥感技术的实际应用

3.1 遥感技术在地质灾害中的应用

遥感技术应用于大面积的地质灾害调查, 可达到及时、详细、准确且经济的目的。在不同地质地貌背景下能监测出地质灾害隐患区段, 还能对突发性地质灾害进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。为此，我国设立了专门的“地质灾害遥感综合调查”课题, 经过近20年的实践,已摸索了一套较为合理、有效的滑坡、泥石流等地质灾害遥感调查方法。在“5.12”汶川大地震的后续救援工作中，遥感技术就发挥了突出作用，第一时间提供了地质地貌变化情况，为政府作出正确决策提供了依据。

3.2 遥感技术在生态环境中的应用

伴随着社会的进步和发展，气候变化、环境污染成为了人类世界所面临的发展瓶颈。遥感技术应用于宏观生态环境要素的监测,具有视野广阔、获取的信息量多、效率高、适应性强、可用于动态监测等众多优点,同时其技术方法成熟。为此,采用卫星遥感这一面向全球的先进技术,是环境科学研究的必要途径,它不仅可以为我们提供大面积、全天时、全天候的环境监测手段,更重要的是能够为我们提供常规环境监测手段难以获得的全球性的环境遥感数据,这些数据将成为我们进行环境监测、预报和科学研究不可缺少的基础。

遥感技术应用于环境监测上既可宏观观测空气、土壤、植被和水质状况,为环境保护提供决策依据,也可实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展,及时制定处理措施,减少污染造成的损失。其从空中对地表环境进行大面积同步连续监测,突破了以往从地面研究环境的局限性。

如赤潮遥感监测。1995年至1997年国家海洋局第二海洋研究所开展了“海洋水产养殖区赤潮监测及其短期预报试验研究” ,该项目成功地监测和预报了1997年11月发生在广东沿海和1997年7月发生在浙江的赤潮。开创了国内赤潮卫星遥感实时监测和预测的先河。

3.3 遥感技术在农业气象灾害中的应用

目前我国农业生产基础设施薄弱,抗灾能力差, 对气象环境的依赖性很大。农业气象灾害对国民经济,特别是农业生产造成了极为不利的影响。利用遥感技术，可以绘制更加清晰、形象的气象图；进行气候资源监测评价；气象灾害评估；气象灾害预警、气候分析评价等等气象服务；建设基于遥感技术和地理信息系统(geographic information system)GIS支持下农业气象灾害监测系统开发；利用气象数据,结合GIS背景资料对危害区域、危险程度、受害作物面积进行分析、计算、评估，预测洪涝灾害的演进规律，提供受灾区域、受灾人口与损失估算报告, 并根据已有的抗洪措施形成后期应急反应方案以及防灾系统建设方案。

第四篇：科学发展观在教学中的应用

科学发展观在教学中的应用

十七大胜利闭幕，同时吹响了社会主义建设各项事业继续深入发展的号角。作为一个基层教育工作者，关注十七大，始终不离本行。在此，我就班门弄斧，来谈一谈我们在教学中如何深入贯彻和落实科学发展观。

科学发展观，第一要义是发展，核心是以人为本，基本要求是全面协调可持续，根本方法是统筹兼顾。《十七大报告》指出，科学发展观是承前启后、与时俱进的科学理论，是我国经济社会发展的重要指导方针，是发展中国特色社会主义必须坚持和贯彻的重大战略思想。我认为，在教学中，我们深入贯彻和落实科学发展观应做到四个“必须坚持”。

一、必须坚持不断提高教学质量。

不断提高教学质量，就是发展。教学质量是学校的生命线，教学质量得不到提高，教师的工作不但是徒劳，逆水行舟，不进则退，还会起到极大的负作用。评价一个教师，往往就是看他的教学质量有没有得到提高，有没有不断得到提高。

二、必须坚持以学生为中心。

以学生为中心，应是我们教学工作的出发点和落脚点。也就是说，一切有利学生发展的，我们要千方百计去做好；一切不利于学生发展的，我们都必须改正。只有这样，我们的工作才是以人为本。

三、必须坚持实施素质教育。

实施素质教育，一切教学工作都要围绕素质教育的工作目标进行，也就是“培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。”只有坚持实施素质教育，才能做到教学工作全面协调可持续发展。如果一切教学工作只为提高学生的考试成绩，那培养出来的只有是高分低能的接班人，必然影响到中国特色社会主义事业的深入发展，实现中华民族的伟大复兴这一宏伟目标也将是空谈。当然，不能完全否认考试的作用，温总理也说过，考试只不过是一种检查的手段，不是结果。考试只能够反映学生“德智体美”中“智”的基本情况。我们要创新教学评价方法，只要学生进步了，在“德智体美”中任一方面取得进步，就说明教学是有效的，质量是提高的。作为小学教师，目光更要长远，不能为了眼前的蝇头小利，而不顾学生的身心发展，一味看重分数，不讲德育、体育和美育方面的发展，其后果必然是把杰出变成平庸。相信有些老师知道，在俄罗斯，小学是不用考试的。当然，就目前现实来说，我们也要重视考试，特别是毕业班，但不能搞题海战，应指导方法，从课堂抓质量，提倡有效教学。

四、必须坚持统筹兼顾。

要正确认识和妥善处理教学工作中的主要关系，主要处理好素质教育与考试的关系，德育与智育的关系，智育与体育的关系，主科与副科的关系，培优与转差的关系，面向全体与因材施教的关系。统筹协调，正确处理好以上的主要关系，教学质量才能得到快速提高。

《十七大报告》还指出，深入贯彻和落实科学发展观，要求我们构建社会主义和谐社会；社会和谐是中国特色社会主义的本质属性。据此，我们必须努力构建和谐的教学氛围。做到公平，“教育公平是社会公平的重要基础”，在教学中一视同仁，不偏爱，无论是优秀生还是后进生；做到公正，只有在公正的情况下，才能受到全体学生发自内心的爱戴和拥护；做到民主，才能充分调动学生的积极性，从小培养公民意识；做到平等，师生平等，男女平等，大家才会畅所欲言，才能增强教师的亲和力，有利于得到正确的教学反馈；做到互助，师生互助，生生互助，互助是中华民族的传统美德，也是增强班集体凝聚力的一个重要手段；做到包容，人非圣贤，孰能无错，对学生犯的错误，要帮助分析和指导改正，不能事事追究，更不能揭人伤疤，这很容易打击学生的自尊心，削弱自信心，绝对不利于学生以后的发展，我们应“注重人文关怀和心理疏导，用正确方式处理人际关系”；做到赞赏，对学生所取进步，做到真诚的赞赏，做到理智赞赏。相信通过以上的努力，必能形成和谐的教学氛围。话又说回来，和谐的教学氛围不仅是教学发展的前提，也是教学发展的结果。

科学发展观在教学中的应用

二零零九年十月十日，我参加了学校党支部关于“深入学习科学发展观”的动员大会，受益匪浅，感触万分。会上，单校长为我们传达了镇党委陆文耀书记的讲话精神，何书记为我们解读了我校学习实践科学发展观的方案及进度。

通过本次大会上对科学发展观的初步学习，让我首先领会了科学发展观的基本内容就是坚持马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和三个代表的重要思想，科学发展观的第一要义是发展，核心是以人为本，基本要求是全面协调可持续，根本方法是统筹兼顾。那么，作为一名人民教师，如何实践科学发展观呢？我想首要重视以人为本的理念，从学生的情感出发，满足学生的情感需要，培养学生学习的主动性、积极性。教师还要充分挖掘刺激学生心理的情感源泉，通过恰当的途径和方法，激起学生对课堂学习内容健康、积极的情绪体验，以优良的情感去波及和感染学生，促使学生在学中求乐、学中求趣，激发学生积极主动地参与教学活动从而达到事半功倍的教学效果。思考再三，我决定从以下几个方面着手：

一、言传身教，以理服人，以情感人，激发学生的学习兴趣。

教师的真情投入和丰富感情是搞好教育工作的巨大动力和源泉。在教育或教学过程中，教师本身的感情状态，细微表情，往往会使学生产生共鸣，受到潜移默化的影响。就拿我现在从事的英语教学工作而言吧，如果教师对英语具有很深感情，对英语产生了极大兴趣，通过教学实践中自然流露和表现出来，这对学生会起到莫大的激励作用。因此，作为英语教师，首先必须忠诚自己所选择、所从事的教育事业，对学生以诚相待，热爱英语，以高度的责任感、义务感、使命感、自豪感对待英语教学，以满腔的热情，富有情感地讲授每一堂课、每一章节。因为富有情感的课堂教学能激发学生的情感体验，使课堂上出现相应对英语热爱的心理气氛，形成协调和谐的教学环境，从而激发出学生的求知欲，使他们更好地感受和理解教材内容。

二、融洽关系，诚心待人，以人格魅力的感染，培养学生的学习热情。

教师在进行教学过程中，要善于和学生拉近关系，交朋友，以个人完美的人格魅力感染学生，使那种“你要学”，转变为“我要学”，真正培养起学生学习的兴趣和热情。例如，在英语教学中，可以多给学生举手抢答的机会，多给予热情鼓励和引导，让他们在实践中主动发现问题、解决问题。在讨论和辩论中，让学生据理力争，充分发表自己的见解看法，促使他们在相互交流中达到启迪思路、发展思维，起到培养学生对所学课程的兴趣和热情的目的。这样，学生就会“亲其师而信其道”，更加热爱学习。

三、热心帮助，真诚救助，以无微不至的关怀，调动学生的学习主动性

坚持以人为本，充分调动学生在教学中的主体作用，不仅要在个人成长进步上关心人、思想上教育人、精神上激励人、兴趣爱好上引导人，还要在生活上体贴人、关爱人。就拿我们班说吧，有很大一部分学生的家长平时都很忙，很少有时间关心自己的孩子，有些孩子甚至在中午吃饭勺子都拿不好，汤也盛不好，这时，作为一名教师，我就有责任把他们当成自己的孩子一样去教会他们；有些学生来自农村，家庭收入水平低，经济上比较困难，教师要关注和着力进行困难学生的救助活动，对家庭有特殊困难的学生，应发动学校救济一点，学生之间帮助一点的办法，使学生感受到人与人之间的关爱，感受到人间真情与温暖。学生利益无小事。教师无微不至的关怀，必将使学生倍加尊重教师教育与教学的付出，也从思想深处调动学生学习的主动性。

总之，在教育教学中，只要我们坚持以科学发展观，以人为本的理念贯穿到学校教育教学的方方面面，始终坚持以学生为主体，在学校教育的日常交往和教学实践中不断摸索实践，我们一定能够探索出更加实用、有效的教学方法，为提高教育教学质量水平奠定基础，使学校教育更贴近实际，讲求实效，更能全面提高学生的整体素质！

科学发展观在教学中的应用

索月侠

科学发展观是我党在新的历史时期又一次理论创新。它的诞生，无疑为当前全面建设社会主义小康社会提供了重要理论支柱，注入了强大精神动力，指明了前进的方向。科学发展观坚持以人为本，强调人与自然与社会的和谐发展。其最终目的是要建设一个高度民主法治、物质文明与精神文明双丰收以及经济发展、社会稳定，人民生活安康富裕的具有现代中国特色的社会主义社会。因此，我们每一个人都应积极响应党中央国务院的号召，以饱满的激情奋发的斗志，努力投身于科学发展观的伟大实践活动当中去。

作为教师，我以为，应该把科学发展观努力融入到教育教学中去，要以科学发展观为指导，积极开展教书育人的各项工作。具体而言，必须做到：

（一）、坚持“以人为本”的理念，尊重学生，热爱学生，教育引导学生健康成长。无数事实表明，一个教师只有做到心中有学生，真正把学生当作一个个鲜活的“人的个体”来对待，在思想上情感上生活上去关注他们，关爱他们，学生才能“亲其师，信其道”，从而实现教书育人的根本目的。倘若认为，教师只要坚持每天上好课，批改好作业就行了，至于学生学还是不学，或者他的生活他的情感怎样，那是学生自己的事，与己无关。如是的话，这样的教师不是真正的教师；真正的教师总是“以人为本”，爱生如子，与学生共冷暖同悲欢的。他不但尽心尽责上好每一节课，而且还从方方面面关心学生，为学生付出真情，流尽心血，达及“春蚕到死丝方尽，蜡烛成灰泪始干”的境界。

（二）、坚持“协调发展”的方针，促使学生和谐发展。学生在校不仅要学知识，而且还要长身体。不仅要成绩好，还要品德好。于其中，更重要的是，还应拥有健康的心灵，积极乐观的心态。为此，为人师者不但要向学生传授文化知识，通过各种实践训练增强学生的体魄，而且还要教会学生做人，做一个品行端正的人，乐观进取的人，拥有良好心理素质的人。只有这样，才能培养出建设祖国美好明天的合格人才。

（三）、坚持“统筹兼顾”的方法，对学生的教育，既要顾及全体，又要注重个体差异，因势利导，张扬学生的个性，彰显学生个人的才华。换而言之，既要培养“优等生”，又要注重转化所谓的“双差生”。另一方面，培养学生既要有近期目标，又要有长远规划。因为，对于教师来说，其工作的对象是活生生的人，所以我们就不能像工厂出产产品那样一味追求眼前利益，更不能急功近利拔苗助长，而应遵循教育规律以及人的生理成长特点，持之以恒，有目的有计划地组织实施教育教学工作。

这样看来，科学发展观实在是指导教师从事教书育人工作的一个法宝。只要真正活学活用科学发展观这一法宝，我相信我们的教书育人工作定然会取得更为出色的成效。我愿意同各位同行一道，在科学发展观的光辉指引下，发挥自己的聪明才智，为祖国的教育事业的腾飞而不懈努力。

解放思想，在工作中敢于转变

王 燕

通过这一段时间的学习我认识到解放思想，更新观念就是使自己的思想认识，随着不断发展的客观实际变化而变化。所以作为我们个人就要敢于探索、勇于实践、打破习惯思维和主观偏见的束缚，不断解放思想，更新观念，研究新情况，解决新问题。随着时代的发展，如何做一名合格的教师，是我们时刻应该思考的问题。合格的教师不是终身的，昨天的合格教师，今天不一定合格。只有与时俱进，努力提高自己的业务水平，不断的学习、探索，才能成为一名合格的教师。

一、勤于学习，提高思想认识

要像海绵吸水一样不断地汲取知识，更新观念。首先要树立终身学习的观念，活到老学到老，利用休息时间、利用工作之余，切实做到工作学习两不误；其次要会学习，要有方法，学习要有针对性，更要有时效性，切实做到学以致用；最后要坚持学，持之以恒，不浮躁，在学习中努力增长自己的才干。要时时关注国家新的政策方针，刻苦钻研自己的业务知识，全面提高自身素质，以丰富的理论知识武装头脑。在学习中要虚心向身边的同志、群众学习，在实践中学习。通过不断的学习，提高思想认识，更新工作观念，掌握新的适合于自身实际的工作方法，工作技巧，从而创新工作思路，以更好地适应新时期工作的需要。

二、善于思考，提高应变能力

正所谓：“学而不思则罔，思而不学则殆”，学习而不思考，人会被知识的表象所蒙蔽；思考而不学习，则会因为疑惑而更加危险。思考是一种能力，要根据更新的资料，结合自己的实际，按照正确的方法进行加工，转化为自己的东西。工作中不会一帆风顺，难免会遇到困难与挫折，这时要正确认清形势，把握好大局，妥善处理好矛盾。

三、勇于实践，敢于转变。

我们在工作的过程中，面临着各种考验，通过学习，认真总结，积极主动解决认识上的问题，敢于及时转变工作作风，提高自己的职业道德和职业素养。脚步达不到的地方，眼光可以达到；眼光达不到的地方，思想可以达到。只要我们勤学习、善思考、勇实践、敢转变，彻底解放思想、更新观念，将所学所思在实践中运用、在实践中检验、在实践中升华，从自身做起，认真履行职责，我们的社会一定会更稳定、更和谐。

作为一名教师，面对新的形势，要不断的更新观念，改进工作方法；要勇于创新，努力做到思想更加解放，工作更加努力，学习更加主动，使自身的思想和工作提升到更高的境界。让我们从现在做起，充分发挥党员的模范作用，立足本职岗位，爱岗敬业，认真做好各项工作，时刻按照优秀教师的标准严格要求自己，解放思想，更新观念，确立创新意识，善于动脑，勤于思考，开拓进取，始终站在时代的前列，不断研究新情况，解决新问题，使自己的工作上一个新台阶！

第五篇：超声C扫描喷水检测系统在复合材料检测中的应用

众所周知，波音787飞机是世界上第一款全复合材料的民用大客机。2006年底，哈尔滨飞机工业(集团)有限责任公司（哈飞）被正式确认为波音787翼身整流罩全球唯一供应商，承担2007～2021年这一产品的全部交付任务。

2007年，亚洲最大的复合材料生产基地在哈飞建成，随着该基地的建成，哈飞也陆续采购了一批国内外最先进的设备，其中包括英国超声波科学有限公司（USL）生产的超声波 C扫描喷水复合材料检测系统，系统有效扫描范围为 8m×1.5m×3m。

目前，该设备已经通过了哈飞最终验收。近期，波音负责该设备认证的人员对该设备的主体认证也基本结束，并对该设备给予了很高的评价。USL喷水C扫描系统的顺利完成，为波音787复合材料零件生产提供了保障，也将为未来中国大飞机的制造提供帮助。

哈飞 C扫描喷水系统的优势（1）检测速度快。

现场扫描一个长2.7m，宽1.4m的曲面零件，US L系统在步进2.0mm 条件下，扫描速度为700mm/s，用时1h15min。

（2）系统自动化程度高。

系统共有17轴，包括10个探头运动轴，5个夹持工装轴及2个水泵驱动轴。（3）USL独有的PM30超声发射接收板卡。

可同时进行对数放大和线性放大，穿透传输和脉冲回波扫描可同时进行，使仿形和探伤一次完成，而无需进行第2次扫描。

（4）特制的探头连接线及其他抗干扰措施。

USL拥有专利技术的导线及许多其他配置，可有效屏蔽外界信号干扰。（5）水平双扫查臂。

可进行双曲面（二维方向曲面）扫描检测。如果加装特殊扫查臂，可进行“C型”零件的扫查。

（6）加装除气泡功能。使喷射出的水柱更加均匀，声波传输更稳定。

（7）加装紫外线杀菌系统。能够对循环水进行杀菌净化。（8）计算机控制水流速。

对水流速度进行实时控制，对于不断变化的水流喷射角度和高度的改变进行补偿。（9）“教与学”功能。

扫描轨迹可由CATIA数据产生，也可以利用超声波测量建立的坐标进行“教与学”。（10）C扫描图像的三维成像。

（11）表面跟踪测量缺陷的真实尺寸（不是二维投影测量）。

哈飞的C扫描系统

哈飞喷水 C 扫描系统组成 1 机械扫描系统（1）基座结构。

该系统放置在一个槽式基座上，其基底可与工厂周围的地板相平行，哈飞仅需制作该水泥槽，无需其他特殊要求。

上部、下部及垂直结构均由挤出成型铝合金制成，在保证强度的基础上，尽可能减重，以使系统能够高速运行。

（2）X、Y、Z 及探头角度轴 A、B。

X、Y、Z 及探头角度轴 A、B 均由直流伺服电机驱动。高品质的线性轴承在恶劣条件下具备较长的使用寿命。精密光学编码器适用于长轴线型测量，具有较高的分辨率和可重复性。

U S L通过将垂直的机械臂改为水平的机械臂，并将发射和接收探头安装在机械臂的末端，这解决 了检测凹陷较深零件的需要。U S L同时还设计了一种独特的可移动喷水总成，使其能够进入半径很小的曲面内进行检测。而在过去，通过穿透式还无法检测内径很小的“C”型零件，伴随着USL新的设计出现，使其成为可能。

（3）装有电机驱动的可编程的零件定位工装。提供一套完整的零件定位工装用于对被检测零件的支撑和定位。该工装有 5 根可编程的运动轴——这些轴移动到为每一个部件预先编好的位置，以提供一个固定的并且可重复的零件夹持位置。该工装是扫描系统一部分，但也可以缩回，以使“滚入”工装能够完全进入。

（4）水泵系统。

扫描系统下方装有一个储水槽——由喷水器喷出的水流进该储水槽。2个独立的直流电机驱动水泵，装在该储水槽中——这2个水泵能提供独立的 2 股水流分别到各自的喷水嘴。水泵速度由电机驱动器和计算机系统控制，可通过运转水泵，在需要时提高水流速。电子系统（1）计算机系统。

一个19英寸（48.28cm）电器箱安装有工业电脑，用来控制整个系统、数据收集、C扫描图像显示和图像/数据处理。

（2）直流电机电力供应和运动控制。

电脑控制所有的17个轴运动，包括控制10轴扫描运动的伺服控制板卡，控制5轴工装定位的步进控制板卡，及控制2轴水泵的伺服控制板卡。

为了运动的手动控制，提供一个遥控(操纵杆)器，带有开关和按钮来选择想要控制的轴。操纵杆的运动是渐进的，轴的速度依操纵杆的动作而定。在电脑显示器上，所有轴的位置信息都被不间断地实时更新。

（3）超声波扩展板卡。

USL的超声波系统与电脑相结合。系统的所有参数都从屏幕菜单上由电脑控制。这些参数都可以储存并自动装载，这样就不需要手工设置这样的重复工作。

这个系统可以多闸门同时获取脉冲回波(线性放大器)和穿透传输(对数放大器)数据，同时还可采集振幅和声时数据。

这些板卡包括：

·PM30脉冲收发器：这是低噪音的脉冲收发器，带有一个对数放大器，提供高达 95dB的瞬间动态范围和带有 DAC及类似功能的一个高增益线性放大器。这个对数检测功能意味着可达 95dB的信号变化能够一次采集得到。

·ADC100 模拟-数字转换器：该转换器将从脉冲收发器得到的 A扫描波形数字化，并在电脑屏幕上显示出数字A扫 描。ADC100以100MHz 单发射状态将信号数字化，数字化的数据被传送到一个DSP板来处理。相同时间采样，其取样率增加到>1GHz。·DSP100 数字信号处理板：该板卡提供达8个监控闸门，可在最大扫描速度及脉冲重复频率下操作。可由软件来选择闸门，来提供振幅、声时或相监控能力。例如可设置 2个振幅闸门和 1个声时闸门，1个振幅闸门监控不显眼的缺陷，1个作为底面监视，声时闸门用于监控壁厚 /材料速度。在扫描时，每个闸门都储存一个C扫描图像，所有闸门都能实时地被同时成像。

（4）噪音处理单元。

USL的系统另一个设计上的特点就是通过消除内部和外部噪音源，使其更好地达到客户的要求，提高缺陷判断的精确性，减少误判。

众所周知，由于复合材料的结构特性，如果采用较高频率的超声波，其信号将由于衰减和噪音干扰严重，使检测信号无法识别；而如果采用低频超声波，又无法满足检测缺陷精度的要求。因而为了平衡两者的矛盾，USL从软件和硬件几个方面入手，降低噪音，提高信噪比，从而得到了令客户满意的结果。

哈飞USL系统操作台 软件功能

USL公司积累20年的设计经验，集合了丰富的软件功能，得到了各大中国飞机制造商的认可。

（1）A扫描显示。

A扫描以数字形式显示在电脑屏幕上，刷新率约40Hz。闸门位置也被显示出来，不同闸门的颜色不同。

（2）实时C扫描显示。实时C扫描显示是以穿透传输和脉冲回波模式里的闸门峰值振幅和 / 或声时为基础的。菜单允许操作员选择用于显示/存储图像的不同通道和模式。通常地，一个图像实时显示，同时其他图象被存储作为稍后的显示和分析。

具有调色板功能，可对显示的颜色进行调色，还可以进行图像缩放、平移、滚动等操作。（3）“教与学”功能。

通过这种方法，零件的形状由操作员在零件上的不同点“教授”正确的操纵器位置。教授点数量依零件的复杂性、弯曲的程度及曲面的明显变化的程度而定。当教授位置已输入后，“扫描计划”保留在存储器中留作后用。在扫描时，教授点之间轴的位置随着系统的移动被实时插入。

（4）导入CATIACAD文件。

复杂的扫描轮廓可由CATIACAD文件生成。这个轮廓是由系统中10个以上的具有相同设置的同步运动轴实现的。这个扫描平面图是由MFFROG的APT文件生成的，MFPROG是一个CATIA模块。基本的CATIA数据首先用于生成零件表面的三维轮廓——接着这个会转化为真正的轴的位置。这个软件还包括图像显示模块，它允许操作人员在三维的空间使零件的位置在扫描体积内可视化，操作人员还可以调节图像以便从不同的方向来观察。

（5）图像分析。

软件用来分析图像或者图像的几个部分。包括：

·柱状图计量。图像中选择的区域可被勾勒出以显示柱状图，从而根据振幅或声时测量来显示图像像素的百分比分布

·缺陷的尺寸测量和其他功能。这个可以通过屏幕上的鼠标箭头来实现。对于弯曲的零件，相对于二维平面上的投影尺寸而言，真正的表面尺寸可以计算出来。（一个二维投影的尺寸可能低估了缺陷的实际尺寸）。这个功能也能用来测量缺陷之间的距离。

·能把2个被选的图像结合一起，应用数学函数来突出可能的缺陷区域。（6）打印报告。

检测报告格式可根据客户需要进行修改。（7）远程分析与诊断。

通过 Internet 与英国总部连线，远程操控计算机来进行分析与诊断。（8）升级服务。

USL还可以提供完备的软件及电子部分硬件升级服务，使客户的设备始终处于世界领先地位。甚至客户使用的许多其他厂家制造的设备，如 Staveley，SI，Automation Industries，Krautkramer，Meccasonics，Midas Inspection Systems 等都由USL为其提供升级服务。因而，完善的升级服务也解除了客户担心设备需要频繁更新换代的顾虑。（责编依然）