第一篇：电解质与电极界面产物电导率测试与研究
电解质与电极界面产物电导率测试与研究
孔伟1，赵芯舫2
本文在《中国测试》2013年第39卷第6期页码：20-23
（1.乌海职业技术学院，内蒙古 乌海 016000； 2.北京海湾联纵安全科技有限公司，北京 100024）
摘要：为研究氧化钇稳定氧化锆（YSZ）电解质材料与La1-xMxNiO3（M=Ca、Sr、Mg）电极材料界面反应物的电输运特性，采用二端法测试样品直流电导率和交流电导率。结果表明：样品的直流电导率、交流电导率均随温度的升高而增加，交流电导率在低频区基本不变，在高频区随频率增大而增大，解释了电极的电输运性能，综合比较掺杂Ca的样品性能比较优良。
关键词：电解质物理学；电输运特性；固相反应法；频率
中图分类号：O657.13；O646.5；TM911.4；TM930.12文献标志码：A文章编号：1674-5124（2013）06-0020-04
Testing and research conductivities of electrolyte and the electrode interface products KONG Wei1，ZHAO Xin-fang2
（1.Wuhai Vocational and Technical College，Wuhai 016000，China；
2.Beijing Gulf Link Zone Security Technology Co.，Ltd.，Beijing 100024，China）
Abstract: For studying the electronic transport properties of the interface reactants produced by yttria stabilized zirconia（YSZ）electrolyte materials and La1-xMxNiO3（M=Ca，Sr，Mg）electrode materials，this paper tested DC conductivity and AC conductivity of samples with the two-terminal method，the results show that the DC and AC conductivities of the samples increased with the increasing temperature，and the AC conductivity is almost not changed in the low frequency region，and it increases with frequency in the high frequency region，which explain the electrical transport properties of the electrodes.Comprehensive comparison results indicate the performance of Ca-doped sample is more excellent.Key words: electrolyte physics； electronic transport property； solid state reaction method； frequency
第二篇：表面与界面论文-
纳米材料的表面与界面
纳米材料包含纳米微粒和纳米固体两部分，纳米微粒的粒子直径与电子的德布罗意波长相当，并且具有巨大的比表面；由纳米微粒构成的纳米固体又存在庞大的界面成分。强大的表面和界面效应使纳米材料体现出许多异常的特性和新的规律，这些特性和规律使其展现出广阔的应用前景。其中，在宏观尺度上制造出具有纳米结构和纳米效应的高性能金属材料，并揭示这些材料的组织演化特征以实现功能调控，是金属材料学科面临的重大科学问题和需要解决的核心关键技术。本文将对纳米材料的表面、界面效应进行介绍。
1.1纳米材料
纳米材料就是具有纳米尺度的粉末、纤维、膜或块体。其中纳米粉末，也就是通常所说的纳米粒子，研究时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。当物质被加工到极其微细的纳米尺度时，会出现特异的表面效应、体积效应和量子效应，其光学、热学、电学、磁学、力学乃至化学性质也就相应地发生十分显著的变化。因此纳米材料具备其它一般材料所没有的优越性能，可广泛应用于电子、医药、化工、军事、航空航天等众多领域，在整个新材料的研究应用方面占据着核心位置。
纳米材料要求在三维空间中至少有一维处于纳米尺度（1-100 nm）范围或由它们作为基本单元构成的材料，其基本结构单元可以分为：零维的纳米粒子、原子团簇；一维的纳米线、纳米管等；二维的超薄膜、多层膜等。这些基本单元又可以组成一维（1D）、二维（2D）、三维（3D）的纳米材料，如纳米块状材料是将纳米粉末高压成型或烧结或控制金属液体结晶而得到的纳米材料。
纳米材料和纳米结构对材料科学和凝聚态物理提出了许多新的课题，由于尺度的减小，导致可以与激子波尔半径、光波波长、超导相干波长和德布罗意波长相比拟，体系电子被限制在一个十分小的纳米空间，电子的平均自由程很短，电子输运受到限制，电子的局域性和相干性增强。在宏观体材料下出现的准连续能带消失，将表示出分立的能级，量子尺度效应十分显著，使得纳米体系的材料与块体材料相比在物理和化学性质上有很大的不同，将出现许多新奇的特性。而且，纳米材料在小尺度范围内的表面活性增强，表面能量状态的提高将导致纳米体系本身变的很不稳定而处于亚稳态。
尺度是纳米材料重要的结构参量之一。因为随着材料尺度的减小，其表面与界面原子（与芯部原子相比）所占的比例就会越来越大，当表面与界面原子数与芯部原子数相比拟的时候，材料的相关物性将有可能发生从宏观的体材料向介观的纳米尺度材料转变，从而导致一系列的尺度效应，而正是这些尺度效应使得纳米材料与纳米结构表现许多奇异的物性和潜在的应用。例如，因为尺度的减小，纳米颗粒的表面原子与总的原子数相比随粒径的减小而急剧增大。当直径为10nm，4nm，2nm和1nm时，其表面原子所占的比例分别是20％，40％，80％和99％。表面原子数随尺度减小而增大将导致表面原子的配位数不足、键合状态与内部原子不同，键态失配，因而出现非化学平衡，使表面原子的活性增大且处于高的表面能量状态，将引起表面原子自旋构象和能谱以及表面原子的输运的变化。此外，随着纳米晶体尺度的减小，内部缺陷如位错在晶粒内部的消失以及晶界的存在，使得纳米粒子将在强度，结构硬度显著增强。同时，也会出现表面硬化现象[6]。纳米尺度下的材料合成也为新型纳米材料的制各提供了机会。例如，在经典条件下互不相溶的两种材料如二元金属，在纳米尺度范围内由于相关物理量尺度效应的存在，将会出现固溶体相。
因此，当物体的尺度进入纳米量级后，表现出的许多性能已经不可以用经典理论来进行描述，需要发展新的理论工具来增进对纳米尺度下材料表面与界面的理解。
1.2表面效应与界面效应
随着微粒粒径的减小，其比表面积大大增加，位于表面的原子数目将占相当大的比例。例如粒径为5nm时，表面原子的比例达到50%；粒径为2nm时，表面原子的比例数猛增到80%；粒径为1nm时，表面原子比例数达到99%，几乎所有原子都处于表面状态。庞大的表面使纳米微粒的表面自由能，剩余价和剩余键力大大增加。键态严重失配、出现了许多活性中心，表面台阶和粗糙度增加，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价，导致了纳米微粒的化学性质与化学平衡体系有很大差别，我们把这些差别及其作用叫做纳米微粒的表面效应。
由纳米微粒制成的纳米固体，不同于长程有序的晶态固体，也不同于长程无序短程有序的非晶态固体，而是处于一种无序状态更高的状态。格莱特认为，这类固体的晶界有“类气体”的结构，具有很高的活性和可移动性。从结构组成上看它是由两种组元构成，一是具有不同取向的晶粒构成的颗粒组元，二是完全无序结构各不相同的晶界构成的界面组元。由于颗粒尺寸小，界面组元占据了可以与颗粒组元相比拟的体积百分数。例如当颗粒粒径为5-50nm时构成的纳米固体，界面所占体积百分数约为50%-30%。晶体界面对晶体材料的许多性能有重大影响。由于纳米固体的界面与通常晶粒材料有很大的不同，界面组元的增加使纳米固体中的界面自由能大大增加，界面的离子价态，电子运动传递等于结构有关的性能发生了相当大的变化，这种变化我们称之为纳米固体的界面效应。
1.3 表面能和界面能及其尺度效应
表面或者界面过剩Gibbs自由能和表面或者界面应力在固体表面热力学中起着重要的作用。是理解诸如量子点生长和形核、外延纳米结构以及生长的各向异性、晶体的平衡形状，表面结构和驰豫、表面熟化等的一个重要的物理量。例如，在恒定体积条件下的晶体平衡形状是由Wulff定理决定，即
= 最小值，其中是各晶面的表面自由能，是各个晶面的面积，从热力学的观点看，表面（或界面）能描述的是通过裂开或塑性变形形成新固体表面（或界面）单位面积上所做的可逆功，而表面（或界面）应力指的是通过弹性变形伸展表面（或界面）单位面积上做的可逆功。
随着纳米体系材料尺度的减小，比表面积逐渐增大，表面能或者界面能对材料的能量状态及热稳定性的影响尤为显著，使得纳米材料的热力学行为不同于相应的块体材料。
对于纳米材料体系来说，如多层膜，其界面除了相应的由于原子间的键能导致的界面能之外，同时由于晶格原子失配而导致了弹性应变能的存在。此项构成了界面能的结构项。而对于纳米晶、纳米线、纳米管等纳米体系材料的表面，同时存在着表面原子之间尺度依赖的表面弹性应变能。因此，表面或者界面晶格原子晶格的弹性能构成了表面或者晃面能的一个重要方面。Zhao等人研究了纳米薄膜的表面原子之间的弹性应变能。发现其弹性常数和杨氏模量与薄膜的厚度存在显著的尺度效应。
2.纳米材料的界面微观结构
2.1纳米材料界面微观结构模型
纳米材料是由内在不一致的被界面区域分割开的纳米尺度的微粒所组成。纳米材料的颗粒尺寸、结构不是区别纳米材料的唯一特性。事实上，界面区域起着同样的甚至更重要的作用。界面的化学成分、原子结构、厚度对纳米材料的性能同样起着关键的作用。即使两种纳米材料的纳米颗粒有着相同的化学成分和尺寸，如果它们的界面结构不同则可能导致性能上的巨大差异。纳米材料表现出特殊的物理和化学性能，这是由于大部分原子处在界面的直接结果。因此，纳米材料中界面处的微观结构起着关键的作用。
尽管目前纳米材料的界面研究已取得一定进展，在某些方面取得共识，但到目前为止还未能获得准确的结论。近年来的许多研究都表明纳米微晶中界面上的原子排列极为复杂，尤其三个晶粒或更多的交叉区，其原子几乎是自由的、孤立的，其量子力学状态。原子、电子结构已非传统固体物理、晶体学理论所能解释。界面微观结构存在许多有争议的问题。基于不同的实验结果，许多人提出了一些关丁纳米材料界面微观结构模型，其中具有代表性的是：
Gleiter的完全无序模型：这种理论认为纳米晶粒晶界具有较为开放的结构，原子排列具有随机性，原子间距离大，原子密度低，既无长程有序，又无短程有序。这种理论曾被广泛引用，但近年来，许多关于纳米材料界面研究的实验和模拟计算都与这个理论有出入，因此，人们基本上放弃这个模型。
有序结构模型：这种理论认为纳米晶界处的原子结构与传统粗晶晶界结构并无太大区别，纳米晶界上原子排列是有序的或者是局域有序的，并通过阶梯式移动实现局部能量的最低状态。
有序无序模型：近年来，通过大量晶界的高分辨电镜观察，提出纳米材料晶界具有以下特征：多数晶粒具有与粗晶中的晶界相类似的结构，但由于晶粒很小且随机取向，晶界都呈现出弯曲的特征，而且邻近晶界的区域晶体点阵存在畸变，同时，在一些晶界上，存在局域的不完整性或无序的区域以及纳米级空洞。可以认为：纳米材料中的界面存在着一个结构上的分布，它们处于无序到有序的中间状态，有的与粗晶界面结构十分接近，而有的则更趋于无序状态。
界面可变模型：由于界面原子的原子间距、原子排列、缺陷和配位数的不同，界面上能量差别很大，使纳米块状材料的表面平移周期遭到了很大的破坏，晶格常数也发生了变化。这种复杂的相互作用和表面状态，使纳米材料具有不寻常的电、磁和光学性能。
界面缺陷模型：界面组分随着纳米粒子尺寸减小而增大，界面中的三叉晶界的数值随之增大，引起界面中包含着大量缺陷。纳米材料的界面原子排列比较混乱，其体积百分数比常规材料的大得多，界面原子配位不全，使得缺陷增加。所以纳米材料是一种缺陷密度十分高的材料。
总之，至今仍未形成统一的理论模型来描述纳米界面的微观结构。事实上纳米材料中的界面微观结构可能非常复杂。它不但与材料的成分、键合类型、制备方法、成型条件以及所经历的热历史等因素密切有关，而且在同一块材料中不同晶界之问也各有差异。可以认为纳米材料中的界面存在着一个结构上的分布，它们处于无序到有序的中间状态，有的与粗晶界面结构十分接近，而有的则更趋于无序状态。
2.2纳米材料界面结构的热稳定性
从热力学角度讲,纳米材料处于非稳定状态,因为大量的晶界将提高系统的自由能。在适当的条件下,纳米晶粒将会长大,材料中的不稳定相将会转变为稳定相,从而引起界面结构的变化。因此,高温时纳米材料的性能将发生改变。与常规加热方式相比,不但可以降低晶须的合成温度,而且可以提高晶须的产率。因此,单位产品的能耗大大降低,电炉的使用寿命大幅度提高,具有节能、省时、高效的优点,可以实现碳化硅纳米晶须的低成本、大规模生产。
总之，至今仍未形成统一的理论模型来描述纳米界面的微观结构。事实上纳米材料中的界面微观结构可能非常复杂。它不但与材料的成分、键合类型、制备方法、成型条件以及所经历的热历史等因素密切有关，而且在同一块材料中不同晶界之问也各有差异。可以认为纳米材料中的界面存在着一个结构上的分布，它们处于无序到有序的中间状态，有的与粗晶界面结构十分接近，而有的则更趋于无序状态。
3.纳米界面性能与电介质科学
界面效应包括两个方面:垂直界面的效应和界面平面内的效应。界面是金属电极和介质相之间电荷传输的通道,它可控制后者金属电极与电介质接触时，可从金属内亚原子距离扩展到电介质内约10-9m或到绝缘体内10-7m形成一个纳米级的界面，并且恒定带电构成双电层。这一电荷分离层是电介质和金属电极间界面的特征，它在界面内产生的电场可高达103MV/m。若极化分子是界面内主要成分时，它们会高度取向并形成与松散状态下差别较大的性质。在纳米界面内，离子和分子的分布和动力学特征在电化学、保持电介质绝缘性能以及其它电活动中都有相当重要的作用，许多电介质系统的低频行为都可以用纳米界面的特性来表征。
界面效应包括两个方面：垂直界面的效应和界面平面内的效应。界面是金属电极和介质相之间电荷传输的通道，它可控制后者的导电性能，影响穿过电极和松散电介质间界面电子传输的氧化还原过程。界面电场可通过色散力和静电力改变聚合离子、聚合电解质或极化大分子的正常相结构，而氧和其它吸附在金属和电介质表面的杂质会使界面实际情况更为复杂，界面上复杂的时变性能对体系的绝缘性能和介电性能有很大影响。由于界面内电荷横向移动发生在分子有序的富离子空间电荷层，与垂直界面方向相当不同，因此界面平面的内部反应也是一类潜力巨大的界面现象。对这种情形的研究不仅会在电气工程，而且在电子-化学、生物学和细胞膜内质子和其它离子横向流研究方面产生有益的结果。
4.总结
对纳米材料和纳米结构体系表面和界面以及相关尺度效应的研究，不仅能够获得材料的表面态或界面态等物理特征，而且对于探索新的纳米结构的奇异物性及纳米尺度器件应用基础具有重要的理论意义。
参考文献
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第三篇：《胶体与界面化学》总结报告
《胶体与界面化学》之“胶体的制备与纯化”总结报告
胶体（Colloid）又称胶状分散体（colloidal dispersion）是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种是分散介质（连续相），另一种是分散粒子（不连续相）。胶体与界面化学是研究界面现象及除小分子分散体系以外的多相分散体系物理和化学性质的科学。内容涉及：各种界面现象、表面层结构与性质以及各种分散体系的形成与性质。
胶体按照分散剂状态不同分为：气溶胶、液溶胶和固溶胶；按分散质的不同可分为：粒子胶体、分子胶体。常见的胶体有Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、豆浆、雾、墨水、涂料、AgI、Ag2S、As2S3、有色玻璃、果冻、鸡蛋清、血液等。胶体能发生丁达尔现象，产生聚沉、盐析、电泳、布朗运动等现象，具有渗析作用等性质。广泛用于农业生产、医疗卫生以及工业生产等领域。本文就胶体的制备和纯化方法做一下学习总结。
一、胶体的制备
胶体物系制备[1]有两种方法：分散法和凝聚法。分散法是使粒子较大的物质分散成胶体物系，通常利用机械能和电能等以达到分散的目的。最常用的是胶体磨，气流粉碎，也可用超声波，电弧等。凝聚法是使溶质分子、原子或离子自行结合成胶粒大小而制成凝胶的方法，通常分物理凝聚法和化学凝聚法两类。胶体物系制备方法如图。
机械分散主要使用胶体磨和气流粉碎机。物料进胶体磨之前，先入球磨机粉碎至0.2mm左右，再进胶体磨粉碎到1µm(1000nm)以下，最小可达10nm。为了防止极微小颗粒聚结，一般还加少量表面活性物质如丹宁或明胶等作稳定剂。工业上常利用此法制备胶体石墨、油漆和矿物颜料等。气流粉碎机是一种高效超细粉碎设备，它被广泛用于染料、技术陶瓷及制药等行业，它也可将物料粉碎至1µm以下。
超声分散是用频率大于20000Hz，人耳不能听到的弹性波将物料撕碎。实验室常用此法将某些松软的物质分散，或将一种液体分散在另一种液体中以形成乳状液。
电弧分散主要用于制备金属的水溶胶。该方法是将被分散的金属作电极，插入水中，通电使之产生电弧。在高温下金属被气化，遇水冷凝成胶粒。加少量碱作稳定剂。
物理凝聚是将被分散物质的蒸气骤冷或改换溶剂或骤冷饱和溶液等使被分散物质凝聚成胶体粒子。如将汞蒸气通入冷水中就可得到汞溶胶；将含松香的酒精溶液滴入水中，由于松香在水中的溶解度低，溶质成胶粒的大小析出，形成松香的水溶胶；用冰骤冷苯的饱和水溶液得到苯的水溶胶。
化学凝聚是利用化学反应在适宜的反应条件（反应物的浓度、溶剂、温度、pH值和搅拌等）下，生成的不溶物由分子分散状态逐步凝聚达到胶体状态的方法。为此必须使反应物的浓度很低，并缓慢混合，而不至于生成沉淀。比如，姚明明等[2]使用化学凝聚法成功合成了稳定的TiO2溶胶；邢林庄等[3]采用柠檬酸钠还原法制备了纳米金胶体；周波等[4]采用单质硅粉水解法，经过初级粒子制备和粒子多级生长，制备了单分散的大粒径硅溶胶。按照化学反应的类别，可分为复分解反应、分解反应、还原反应、氧化反应和水解等几种。如用AgNO3稀溶液与KCl稀溶液进行复分解反应：
AgNO3+KCl=AgCl↓+KNO3 其中任何一种适当地过量，就可制得稳定的AgCl溶胶。将FeCl3缓慢滴入沸水中，即得红棕色的Fe(OH)3胶体：
FeCl3+H2O=Fe(OH)3+3HCl 胶体的纯化
最初制备的溶胶常含有过多的电解质或其他杂质，它们不利于溶胶的稳定，因此需将其除去，即所谓胶体物系的净化[1]。最普通的方法是渗析法。渗析法是将待净化的溶胶用半透膜（羊皮纸，动物膀胱膜，硝酸纤维和醋酸纤维等）与溶剂隔开，溶胶中的电解质或其他杂质（分子、离子）就可穿透半透膜进入溶剂。若不断更换溶剂，即可将多余的电解质或其他杂质移去，达到净化的目的。
为了提高渗透速度，可在半透膜两侧加一电场，以加速离子迁移，这就是电渗析法。另外，增加半透膜两边浓度差，扩大半透膜面积或适当地提高温度均可使渗析加速。
应当指出，适当数量的电解质对溶胶是起稳定作用的，因此，渗析法净化溶胶要注意控制时间，以保证稳定溶胶所需的电解质。温度过高将加剧布朗运动，也会破坏溶胶的稳定性。胶体的纯化还有其他方法，比如闫峰等[5]采用差速离心法成功实现了胶体金探针的纯化；Marcell Pálmai等[6]分别采用离心、过滤、渗析的方法实现了硅溶胶的纯化。参考文献
[1]赵振国.应用胶体制备方法[M].北京: 化学工业出版社, 2008: 15-20 [2]姚明明, 杨平, 卢萍.TiO2胶体的制备研究[J].固原师专学报（自然科学版）, 1999, 20(6): 14-17 [3]邢林庄, 李东, 陈斌, 吴文娟, 王国祥.纳米金胶体的制备及其对血液光吸收性的影响[J].中国激光, 2015,42(6): 1-9 [4]周波, 张春芳, 白云翔, 顾瑾, 孙余凭.单分散大粒径硅溶胶的制备[J].硅酸盐通报, 2015, 34(4): 1036-1040 [5]闫峰, 兰海楠, 王珊珊等.猪繁殖与呼吸综合征病毒单克隆抗体胶体金探针的制备与纯化[J].兽医科技, 2010, 37(11): 119-120 [6]Marcell Pálmaia, Lívia Naszályi Nagya, etal.Preparation, purification, and characterization of aminopropyl-functionalized silica sol[J].Journal of Colloid and Interface Science, 2013,(390): 34-40
第四篇：工业设计产品用户界面认知与传达研究
摘 要：“产品用户界面”作为连接“用户”与“产品”之间的桥梁，对于构建工业设计的基础理论体系具有重要作用。本文依托文化人类学、社会学、符号学、认知心理学等理论体系来切入研究，通过建构广泛的知识框架来明确用户界面设计之“认知模型”与“传达途径”的研究方法。本文认为让科技以一种不干扰的状态进入人们的生活，实现触动消费者心灵的产品用户界面将是我们不断努力的方向之一。
关键词：产品用户界面，用户为中心设计，用户体验
前言
科技的飞速发展剥夺了人类以往熟悉的记忆和情感，甚至没有给人们的生活带来相应的便利和愉悦。糟糕的产品用户界面设计，不仅让用户在使用产品的时候浪费大量的时间，而且经常会让用户感到惊慌失措。用户经常困惑于产品的使用方法，产品华丽的外表下隐含着让用户无法分辨的复杂信息，张牙舞爪的产品成了科技所塑造的洪水猛兽。日新月异的社会进步和消费膨胀的趋势，使得只有拥有良好的用户界面的产品，才能在众多竞争者中脱颖而出。如何使得用户和产品通畅无阻的交流与认知，就是摆在面前的棘手问题。
1、产品用户界面之溯源
从词源学角度分析，界面(Interface)的概念源于古希腊,寓意是面对面的脸,两张面对的脸的沟通就构成了相互之间的关系。从人类的早期造物活动时期，人与物之间的交流关系就已经开始，原始人打磨石器的活动也许是人与物“界面”的雏形。在原始社会，我们的祖先只能凭借感官体验去感受世界，通过舞蹈等肢体语言来表达情绪和想法，这种交流具有“共时性”的特征。随着社会的发展，社会大分工使得需要用交换来满足人们的生活需要，社会必须建立信息交流的“界面”，这种界面必须具有“历时性”的特征，恰好文字和印刷术的出现使得这样的交流成为可能，信息传播的深度和广度也大大增强。由此，真正意义上的“界面”就产生了。
轰轰烈烈的工业化革命粉碎了以前含情脉脉的手工业生产的方式，以前社会的衡量标准是人与人之间冷漠的，服从机器的标准化和机械化的运作方式。用户必须经过长时间的培训才能适应产品，并且这种操作技能的更新换代也极其繁琐。世袭传承的操作产品的技能竟然变成时髦的炫耀，产品无时无刻不在呈现出了冷漠森严的狰狞面目。多样化价值观“共融共生”的知识经济时代，也是承载着人们美好记忆和情感的“非物质文化”时代，传统意义的工业设计突破了以往“非此即彼”的界限走向复杂的混沌领域。当代的产品用户界面设计的重心已经从着重对象的功能和结构的“物质实现”，到强调“文化氛围”、“体验交互”等非物质效用的阶段。
2、产品用户界面之概述
需要引起重视的是，“产品用户界面”作为连接用户和产品之间的重要桥梁，一直并没有得到相应的重视。设计经常迷失于“造型”和“样式”之中，而遗忘了去深入研究“用户”与“产品”之间的深层涵义。“就消费者而言，界面就是产品”。也许每个人都有过这样的经历，面对新买的产品欣喜的打开包装尝试使用的时候,却困惑于复杂的“产品用户界面”却不知如何操作,只好硬着头皮去啃厚厚的说明书。这就是不良的产品用户界面带来的后果。易拉罐的瓶口设计就是成功的产品用户界面设计，它符合人类的认知心理习惯和行为模式，不管是哪个国家、哪个民族、说哪种语言，无需任何的操作说明，都可以轻松解读其所表达的涵义，并做到简易的操作。
用户界面从传统上分为广义上的界面和狭义上的界面，也可分为软界面和硬界面。从心理学角度来看，用户界面可分为感觉层面（视觉、触觉、听觉等）和情感层面。广义的说，凡是参与用户和产品信息交流的一切领域都属于用户界面研究范畴。从我国研究现状来看，学术界较多从人机工程学的角度来进行研究，在研究方法上，重视 “尺度”、“效率”等物质性因素，而缺少不同文化氛围、不同社会环境、不同生活方式的用户对于“社会文化”、“交互情感”等非物质因素的研究。从“可用性”到“易用性”的研究转型，“用户体验”和“用户友好”等已经成为产品用户界面的新型研究领域。
笔者认为，“产品用户界面”（PUI-Product User Interface）主要讨论产品设计中用户和产品之间的认知与传达的问题。产品用户界面概念来源于早期的“人机界面”，但是传统的人机界面只偏重于人机之间信息的输入和输出，把人机交互看作“生理动作”和“刺激信号”的过程，属于“物理层面”阶段；而随着认知心理学的发展以及信息技术的进步，现今的产品用户界面设计更加着重于对“用户研究”和“用户体验”的重视，属于“脑的延伸”阶段。简单来说，如果哲学解释了“我们是谁”的问题；科学研究了“我们从哪里来”的问题；产品用户界面就是要探讨“我们如何认知和理解产品”的问题。产品用户界面是复杂的多学科融合的设计学科，文化人类学、社会学、符号学、认知心理学等学科都在此扮演着重要的角色。需要说明的是，本文讨论的“产品用户界面”是针对工业设计范畴内所有“人为物”和“人为事”的“硬件认知界面”，而“狭义的用户界面范畴”不属于本文重点的探讨范围。
3、产品用户界面之认知与传达——以用户为中心的研究方法
产品用户界面设计以“用户为中心”（UCD-User centered design）为出发点的科学研究体系，即在整个产品用户界面的研发过程中，强调以“用户研究”为中心，“用户研究”是整个产品用户界面研究的主线索。广泛的应用用户为中心的方法进行“用户行为模型”研究，利用“群体文化学”进行深度用户研究,了解用户日常生活中的价值结构和生活方式。用户为中心设计不能仅仅局限于“用户”为焦点，而更应该关注“用户的行为方式和生活方式”。
实践表明，产品的用户界面设计不应该去和产品的外形做过多纠缠，应该直接进入“人”与“物”之间关系的探讨。拥有八十多年历史的飞利浦设计中心专门设有Culture Scan部门，其新的口号就是“Sense and Simplicity”（简单而好用）。飞利浦公司强调“聚焦人类研究”（People Focused）,利用多学科的团队，进行用户趋势研究（Consumer Research &Trends）以及文化扫描（Culture Scan）的方法对用户进行研究,以期对未来发展的趋势做出宏观预测。广泛的应用用户为中心的设计方法来进行产品用户界面设计，将会使得企业的产品具有更好的用户亲和力和市场竞争力，达到品牌的商业上的成功。
产品用户界面设计是复杂的设计活动，在设计过程中必须研究复杂的用户心理活动和用户行为方式。首先面对复杂多变的用户，这就需要从“多学科”和“多角度”去进行用户研究，建立用户模型（User model）。只有确定了用户的目标、用户的生活方式、以及用户的需求在哪里，才能找到产品用户界面的原点。产品用户界面设计的认知模型可以理解为设计文脉底蕴下的故事。设计师的概念模型、系统映像以及用户的心智模式相互影响，为了让用户简易的认知和使用产品，设计师概念模型（Designer conceptual Model）与产品的系统映像（The System image）以及用户的心智模式（User Mental Model）必须匹配。设计师通过产品用户界面与用户交流，这种交流通过“系统映像”进行。用户将“系统映像”作为信息来认识，形成“心智模型”。设计师应该给用户提供正确的“系统映像”，使得外部知识和用户头脑中知识之间实现匹配。
（产品用户界面认知与传达模型）
不同生理特征、心理特征、社会特征的用户就可能会对产品用户界面有不同的需求。理想状况就是设计模型与用户的思维模型完全一致。假如产品用户界面缺少被理解的意义背景和结构，那样对于产品的认知可能就异常困难，因为用户任何时候都试图去解释身边的事物，并且对所做的选择找寻合适的理由。产品用户界面设计应该符合用户的思维模型，应该让用户清楚的了解所处的状态,我们要提供给用户的是“方便性”而不是“规则性”。
4、产品用户界面之设计评价系统
拙劣的产品用户界面设计让人产生严重的挫败感，影响了对产品的认知和使用过程。产品用户界面贯穿了用户和产品交流的始终，优秀的界面应该提升用户对“使用产品的理解”，感受到“愉悦的使用体验”。用户需要简单、自然、友好、一致的界面。产品用户界面应当提供简单灵活的操作动作，尽量减少用户视觉，记忆和逻辑思维负担，减少或防止用户出错，达到产品简单使用（easy to use）和愉悦使用（joy to use）的目的。
设计师需要理解人们喜欢用何种方式与产品进行沟通，并研究产品用户界面如何符合用户的“价值和意义系统”，勾起用户的“情感和回忆”，在此之后才能“有的放矢”的提出合理的解决方案。在具体工作中可以从产品的“可视性与反馈”、“用户的行为模型”以及“自然匹配原则”等方面进行产品用户界面的评价研究。设计师应该有责任成为产品用户界面体验的策划者，协调科技和人生活之间的和谐互动，利用用户熟悉的感受和本能反应来进行产品设计，让人们在信息时代也能找到以往生活类比的经验。
5、产品用户界面设计之发展展望
产品用户界面研究属于复杂的多学科交叉性的研究范畴，由于“用户的复杂性”、“产品的复杂性”以及“设计本身的复杂性”，以及当今“全球化与民族多样性”共存的社会环境下，如何深入探求产品用户界面的认知与传达的问题都是具有挑战性的。古人云，武侠中最高境界的剑术，就是无形的“剑气”。随着社会的发展，产品功能的载体会因其所承载功能的消失而消失。本文认为，产品用户界面的理想境界就是,让用户在享受产品带来的体验的过程中,感觉不到产品的存在所带来的羁绊。让科技以一种不干扰的状态进入人们的生活，实现触动消费者心灵的产品用户界面将是我们不断努力的方向之一。
参考文献：
[1].[美]唐纳德诺曼.设计心理学.北京:中信出版社，2003.10
[2].[美]唐纳德诺曼.情感化设计(,付秋芳,程进三译).北京:电子工业出版社，200
5[3].柳冠中.事理学论纲.长沙:中南大学出版社，2006.1[4].[美] Jacob Nielsen．可用性工程．北京：机械工业出版社，2004.9
[5].[美]鲁道夫·阿恩海姆.视觉思维——审美直觉心理学(,滕守尧译).成都：四川人民出社，1998.3.作者简介：
吴磊：（1982），女，湖北省武汉人，湖北工业大学商贸学院艺术系教师，主要从事视觉艺术设计及其理论研究。在艺术类专业期刊发表学术论文及作品多篇，参与设计类教材编写数本。
ABSTRACT: As well known, “product user interface ” is the bridge between “user” and “product”，it plays an important role in the basic theory of product design system.Therefore, this article based on
Anthropology、Sociology、Semiotics and Cognitive psychology to looking forward to building a broad knowledge system to find out the method of “cognitive model ”and “communicate approach ” in product user interface research.The author believed that the science and technology enter people's life with one kind of the state not disturbing，achieve to the perfect product user interface that touch the hearts of the users is one of the industrial designers’ goals.KEYWORDS: Product User Interface, User centered design, User experience
第五篇：电极式加热与电阻式加热优缺点（定稿）
电极式加热与电阻式加热优缺点
电极式电加热锅炉与电阻式电加热锅炉的区别
作者：aode 来源：本站 发表时间：2011-9-26 11:37:27 点击：88 电极式电加热锅炉
电极式元件的工作原理,是把电极插入水中,利用水的高热阻特性,直接将电能转换为热能,在这一转换过程中能量几乎没有损失。电极式元件分为普通电极式和高电压电极式。电极式锅炉运行十分安全,锅炉不会发生干烧现象。
因为一旦锅炉断水,电极间的通路被切断,电功率为零,锅炉自动停止运行。
电膜式电膜式加热技术是最近几年发展起来的新技术,比电阻丝加热有更高的电热转换效率。其原理是在搪瓷钢管表面喷镀称谓微球电热材料的半导体膜(金属氧化物),实现大功率电热转换。
其特点是使用范围更大,使用寿命长,耐电流冲击能力强,与基体附着力高,抗冷热激变破坏能力强,适用于基体材料种类多,设备简单,投资少,工艺操作环境要求低。
电阻式电加热锅炉
电阻式是采用高阻抗管形电热元件,接通电源后,管形电热元件产生高热使水成为热水或蒸汽。管形电热元件由金属外壳、电热丝和氧化续三者组成。
该种元件的优点是水中不带电,使用较为安全,对水质也不造成污染。
问题是锅炉容量的增大依靠管形电热元件的数量来实现,并按投运数量来调节锅炉负荷。因此,这种锅炉的容量受到电热元件结构布置的限制。
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