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復合聯姻攻城掠地
近年來,中國復合材料市場的發展愈發受到國際的關注,在每年一屆的最為權威的全球性復合材料盛會―――法國巴黎JEC展上,眾多復合材料專家表示看好中國碳纖維制品的市場化和規模化。
弗勞恩霍夫f會是歐洲最大的應用科學研究機構,也是世界應用科學領域的泰斗,協會下設有80多個研究分院。該機構一年為全球3000多企業客戶完成約10000項科研開發項目,年經費逾10億歐元。
弗勞恩霍夫化學技術研究院副院長Frank Henning博士說,作為其直屬分支機構,弗勞恩霍夫化學技術研究院一直密切關注著中國復合材料行業的興起和發展,也一直在尋找合適的合作方。
據了解,此次簽署的協議涵蓋了雙方技術合作的各個方面,從產品和生產過程的合作開發,到基于中國恒瑞特定開發項目雙方所進行的新課題研究以及與中國恒瑞就已有技術在特定領域應用的研究,從聯合開發產品的初步試驗,以產品應用為導向的工藝開發到綜合問題和特殊問題的評估和專家意見提供等。
中國恒瑞開疆擴土
中國恒瑞是現今全球復合材料制品領域僅有的幾家能夠進行碳纖維零部件快速批量生產的企業之一,其獨家引進的專利技術及設備填補了國內的技術空白。現階段產品主要面向汽車制造、軌道交通、工業機械、3C電子設備、高端消費品等多個行業和領域。作為中國恒瑞的全資子公司、也是目前唯一的制造基地―――江蘇亨睿碳纖維科技有限公司已于2015年落戶江蘇常熟高新區。
中國恒瑞董事長顧勇濤表示,公司作為復合材料行業內的耀眼新星,企業規劃方向明晰且堅定,企業作風踏實而穩健,與德國式的認真、嚴謹十分契合,雙方對復合材料尤其是碳纖維材料應用共同的執著追求和精益求精的理念,使中國恒瑞成為弗勞恩霍夫化學技術研究院在中國合作的不二之選。
Frank Henning 博士在簽署合作協議時指出,將知識轉化為生產力是雙方的共識,弗勞恩霍夫化學技術研究院十分看好高性能復合材料的應用前景,對中國恒瑞在該領域具有前瞻性的布局表達了充分的肯定。
專業極致預見未來
從零星小眾的超級跑車,專業級賽車對碳纖維的小范圍應用到寶馬i3、i8車體結構件的大面積的革命性替代應用,這標志著全碳時代的腳步已經越來越清晰。
知名市場研究公司Lucintel研究報告顯示,從2016年至2021年,預計中國將貢獻全球碳纖維60%的增長,成為碳纖維高性能材料應用的全球最大市場。此次中國恒瑞和弗勞恩霍夫化學研究院的合作必將是一次超前的極具戰略眼光的部署,將共同預見復合材料行業欣欣向榮的未來。
[關鍵詞]聚合物基復合材料 航空航天 創新型人才 教學實踐 考核方式
中圖分類號:G642.0; TB332 文獻標識碼:B
先進聚合物基復合材料由于質量輕、強度高,已成為航空航天等領域具有戰略性的關鍵材料之一,近年來其應用、科學與技術呈現出突飛猛進的發展態勢[1,2]。2006年1月國家提出了在2020年建成創新型國家,實現科技發展成為經濟社會發展有力支撐的建設目標,其中培養和造就創新型人才,特別是創新型工程科技人才是重中之重[3,4]。
以往的教學方式,注重基本概念、基本理論和基本技能的講授,考核也主要是閉卷答題,對學生關于知識結構的系統性和在實踐中自覺運用知識的積極能動性引導不足,不利于培養學生的獨立性、實踐性和創新性意識。針對這一問題,筆者所在的北京航空航天大學復合材料團隊結合50多年的教學科研經驗和體會,就如何適應創新型國家戰略發展需求,培養高素質的復合材料創新人才問題,開展了《聚合物基復合材料及其成型工藝》課程改革。其中課程考核是教學活動的重要環節,對引導和促進學生潛能、個性和創造性等的培養具有重要作用。
考核方式的改革
聚合物基復合材料是一門誕生于上世紀50年代的新興工程學科方向課程,相對于傳統材料,它的理論、方法及技術處于不斷更新與發展階段,同時該材料涉及的學科知識很廣,包括高分子物理、高分子化學、物理化學、有機化學、材料測試方法、材料力學等,具有多學科交叉融合、知識更新快、應用性強等特點。因此,在教學大綱的指導原則下,結合復合材料學科方向的以上特點,首先確定了《聚合物基復合材料及其成型工藝》課程考核方式改革的核心內容。選取先進聚合物基復合材料在航空航天應用中的四種典型案例,引導學生依據所選對象的結構、使用等設計要求[5],綜合分析其原材料選擇、工藝制訂和性能分析各環節,強化學生對專業知識和技術的融會貫通理解能力,提升運用所學知識分析、解決實際問題的能力。
1.改革內容
在原有教學內容基本講授完畢后,對應于課堂講授的重要知識點,以復合材料在飛行器結構上的典型應用為實例,對其應用情況和結構特征進行綜合評述,然后讓學生自由選擇一個實例,通過課外自學、資料調研、小組討論等途徑,對原材料選擇、制備工藝設計、性能測試評價三個方面進行細致分析。在此基礎上,應結合工程實際考慮結構應用的可靠性、材料質量的穩定性、表征分析的有效性和完備性,以及成本效率等因素,對所選材料、工藝和性能指標等進行可行性論證和評價。
首先讓學生形成2~3人的小組,利用課余時間根據所選擇的實例進行文獻調研,每個人調研的內容應各有側重點,然后進行討論和匯總,撰寫可行性論證報告,該環節在一周內完成。然后教師對報告進行評閱,總結報告存在的問題。最后教師在課堂上對所涉及的應用案例進行點評和講解,對比較集中的問題進行分析,并挑選報告撰寫的比較優秀的小組在課堂上闡述撰寫的思路和過程。
撰寫形成的典型復合材料應用可行性論證報告是考核學生綜合運用知識能力的主要依據,其內容應包括:(1)復合材料結構使用要求及國內外應用情況;(2)復合材料原材料選擇;(3)復合材料制造工藝設計與制造方案評估;(4)復合材料關鍵性能測試及評價。報告內容的安排上要求具有條理性和邏輯性,給出選定材料和方案的分析判定依據,并要求具有可操作性。在報告格式上要求符合學術規范,適當引用參考文獻。
2.可行論證報告考核要求
依據先進聚合物基復合材料近年來的前沿發展和國家需求,結合筆者所在教學科研團隊已有基礎和優勢經驗,突出航空航天特色,在課程改革中選定:大型客機機翼上下壁板及中央翼盒上下壁板、超音速飛機機翼縱橫加筋壁板、大型客機機頭雷達罩及升降舵壁板、衛星主承力筒等作為研究對象。學生依據所選結構對象的應用要求,就原材料、工藝和性能展開可行性論證分析,形成報告。報告的具體考核要求如下:
(1)復合材料典型應用案例分析:闡述所選對象的結構形式、承載要求、功能特性、使用環境等;
(2)復合材料原材料選擇:主要對增強體、樹脂基體、夾芯材料等的主要類型、工藝及性能特點及其匹配關系進行對比分析,按照性能滿足應用要求的原則,同時考慮工藝和成本因素,初選出幾種材料體系;
(3)復合材料制備工藝設計:依據材料工藝性表征評價方法,分析所選結構對象的可制造性,主要包括工藝方法對所選對象結構形式的制造質量控制難度和制造周期兩個方面,結合材料體系的物理化學行為分析,確定成型、固化方法、工藝流程,對比不同方法在制造質量穩定性、結構靈活性、實施成本、批量適用性等方面的特點,再詳細分析工藝參數、工裝設備、缺陷控制等因素,確定工藝優化方案;
(4)復合材料性能測試評價:結合復合材料結構服役特點和設計要求,針對所選材料體系組成和各向異性特征,確定復合材料的力學、功能、環境使用性能等的測試方法與評價指標;
(5)論證報告結論:綜合分析所選材料體系、工藝方案及性能指標的科學性、關聯性和工程可實施性,對于可能存在的難點或關鍵問題給予評述,并提出分析和解決的方法。
改革效果與體會
針對學生撰寫的報告,教師依據學生對所學知識的掌握、運用能力,以及分析、闡述問題的邏輯性和科學性進行評分,占總成績的30%,選出優秀報告作為范例,并總結學生在分析中存在的問題,在課堂上對所涉及的應用案例進行點評和講解,使學生深入理解所學知識之間的關聯性和貫通性,培養學生運用知識分析、解決問題的自覺性和主動性。
通過兩年的教學改革和實踐發現,這種考核方式有效激發了學生的自主學習興趣,不僅學生的團隊合作能力、發散思維、逆向思維能力、文獻調研能力、溝通表達能力、隨機應變能力等方面得到了培養和提高,而且學生養成了主動學習和互動學習的良好習慣。從可行性論證報告的成績看,兩年中優和良的總比例占到了70%~90%,說明了學生的認真態度和積極性。通過與學生的座談,了解到學生對考核方式的改革反映良好,認為該環節對課堂知識的理解和運用起到了很好的促進作用。這一考核方式改革導向,使學生對復合材料基本知識的理解變得生動和深刻,提高了在實踐中運用所學知識分析、解決問題的綜合能力,并且利于學生掌握知識點的內在關聯和約束作用,以及對知識體系的有機性理解與融會貫通,是一種創新型工程科技人才培育的考核新模式,為“兩領”人才成長及其素質提升提供了有益的探索。
另外,通過學生反饋和論證報告的總結評述,教師可掌握課堂教學效果,便于改進教學方法,更新教學內容,提高素質教育的教學質量。同時可以更客觀地評價學生的綜合能力,判斷學生的學習效果,使教和學兩者得到有機結合。顯著提高了學生將理論知識與工程實踐相結合、專業知識與專業技能相貫通的學習意識,培養和增強學生的自主學習、綜合分析,以及運用知識解決問題的創新能力。
根據已有的改革成果和體會,下一步準備結合復合材料技術和應用的最新發展趨勢,豐富典型實例中涉及的內容,不局限于復合材料在航空航天領域的應用,而擴大到能源、交通、建筑等方面,如大型復合材料風電葉片、復合材料車身、復合材料船體等,從而進一步擴展學生思路,豐富教學內容。
參考文獻:
[1]益小蘇,杜善義,張立同.復合材料手冊[M].北京:化學工業出版社,2009:424-431.
[2]陳祥寶,張寶艷,邢麗英.先進樹脂基復合材料技術發展及應用現狀[J].中國材料進展,2009,28(6):2-12.
[3]中國工程院“創新人才”項目組.走向創新——創新型工程科技人才培養研究[J].高等工程教育研究,2010,(1):1-19.
[4]潘云鶴.論研究型大學工科學生的能力培養[J].高等工程教育研究,2005,(4):1-4.
華東建筑設計研究院有限公司建筑創作所所長/總建筑師、城市設計研
究部主任,國家一級注冊建筑師、注冊規劃師,東南大學客座教授,
上海市建筑學會建筑設計專業委員會委員,具有17年建筑設計和城市
設計的職業經歷。
專長和代表作品:近年來主要從事有關綠色建筑與城市的體系設計研
究,主持完成了世博會上海案例館、武漢花山生態藝術展示中心等獲
國家綠色三星標識的建筑單體以及虹橋商務區核心區、成都金融總部
商務區等已經開展實施的低碳城區項目,對國內綠色城市發展有著獨
到的理解和清晰的認識。
Materials Helping To Achieve
Architecture
材料決定建筑
看到這個題目可能很多建筑師心里都在暗恨,如果材料真的能決定建筑,那么將置建筑師于何地?其實我本
人也是建筑師,之所以這么說,恰恰是因為建筑材料在建筑師的操作當中是相對容易被忽略的一件事情,我希望通
過跟大家一起回顧材料的發展來探討材料與建筑的關系。
所有的客觀事物構成了我們生存的空間,也給予我們各種感覺。孩子們搭積木、玩泥巴,實際上就是在運用材料,
因此材料本身對于建筑師而言都曾經是玩具。現在我想很多建筑師也仍然把建筑當成自己的玩具,只不過是非常成
人化的,而且是大家一起玩的玩具。但是我希望大家更關注一點,那就是材料還是我們的工具。當你掌握了一種強
大的材料工具的時候,你的建筑才能真正走向一個更廣闊的空間。中國建筑和世界建筑之間的一個巨大區別就在于
我們目前對于材料的掌握和運用與國外是有一定差距的。
我有同學在美國做設計師,他說當他做一個項目的時候,為了桌子表面的一張木材貼皮,材料商可以從意大
利到美國來回飛20
趟,送20
個不同的樣本讓建筑師做選擇。所以他們說在美國做建筑師是一件非常幸福的事情,
因為材料商的反饋和支持可以大大豐富建筑師自己的設計范圍以及設計力量。但在中國很不幸,通常我們還要到工
地上去教工人怎樣做。雖然這也是我們愿意做的事情,但是工具的低級會影響建筑最終的品質實現。
所以,當需要創造新的建筑形態的時候,你會發現新材料實際上是必須的條件。沒有新材料的突破,建筑形
態的突破是非常有限的,而新思維則是決定建筑形態的一個充分條件。有了建筑師的各種創想才可能獲得新的建筑
形態,但是如果沒有材料的支持所有的形態變化都只會在一個基本的階段上不斷重復再重復。這就是為什么中國在
過去的五千年里所有的建筑都可以達到登峰造極的模塊化做法,但是所有的內容又都是不變的,幾千年延續著完全
一樣的構造形式。
在歷史上,石頭和木材作為建材使用所持續的時間已經遠遠不止五千年。木頭具有一定的柔韌性,石頭具有
高強度,組合起來還有一個相對的易得性。大自然把它們就擺在我們眼前,出門砍一棵樹、搬一塊石頭就可以得到
這樣的一些建筑。
材料?建筑師的玩具和工具天壇?木制高大金字塔?石制高大
門捷列夫?1869維斯克利?1804
奔馳?1886
莫尼埃?1868
匯豐銀行?1923維斯克利?1889林肯紀念堂?1922水晶宮?1851
但是,什么東西都會有它的宿命。1776年瓦特同志發明
了蒸汽機,隨著工業革命的推進,鋼材登上歷史舞臺,它的出
現實際上代表了整個技術觀念和思想觀念的一個根本性的變化。
門捷列夫在這方面干了一件非常了不起的事情,他讓我們對于
一個表象的認識深化到了對于真正本質的認識,他告訴你人無
非就是某一些元素堆成的一種物質,所容納你的空間也都是物
質而已。
1869
年,距離工業革命已經有將近一百年的時間了,法
國一位名叫莫尼埃的園藝師發明了鋼筋混凝土,起因只是為了
做一個更堅實的花盆。這個花盆非常了不起,但是大家注意到
水泥的作用卻是在十八世紀后期。從水泥到混凝土的出現再到
鋼筋混凝土的實際應用,這中間有一個巨大的跨越。一個先進的想法從出現到它真正被應用,這之間的年代阻隔和
遲滯完全是人的思想造成的。
瓦特?蒸汽機?1776年
實際上,在混凝土出現以后150
年左右的時間,我們才真正斷絕了和以石墻、木頭作為整體社會建筑材料階
段的關系。雖然現在的鋼筋混凝土建筑同樣在追求更高、更大的空間,人們也在研究如何讓不同的材質變得更有趣、
帝國大廈?鋼砼高大
朗香教堂?1953密爾沃基藝術館?2001
米洛大橋?2004圣家族教堂?1884至今
更有延展性,但應該說對建筑材料的運用目前仍然處在這樣的混凝土階段。
可以看到,鋼筋混凝土其實到目前為止在國內仍然停留在最平常的應用水平。為什么我剛才說我們這些建
筑師和國外一些建筑師或者說真正頂級的建筑大師有差距,就是在運用材料工藝上的不同決定了我們最終的成果
所展現出來的差距。柯布西耶已經把混凝土應用到了極致,卡拉特拉瓦也一樣。世界上第一座鋼筋混凝土建筑就
是一個花匠做的小橋,而現在的米諾大橋是世界上最高的橋,已經可以達到340 多米高。還有巴塞羅那的圣家
族大教堂,我覺得非常棒的一點是它的建造時間是從1884 年跨越到了現在,也就是說從真正的混凝土應用開始
這個建筑就已經出現。高迪是這個時代里的傳奇人物,他的思
想可以從那個時候一直延續到現在,并且仍然照耀著這個時
代。他可以把混凝土應用到讓人忘記這是一個什么樣的材質,
忘記了它的強度、塑性等問題,只是把它作為自己一個得心應
手的工具。就像在座很多人可以設計出不可想象的建筑形態一
樣,而高迪的了不起之處在于他可以把他的思想用混凝土變成
現實。
因此說,在鋼筋混凝土這個階段,更高的強度和更高的可
塑性以及與之相應的工業化所帶來的性價比,決定了我們整個
時代建筑的本質特色。之所以我們不談建筑師而談材料與建筑,
是因為在這個時代建筑師也會碰到宿命――計算機的革命。為
第一臺個人電腦IBM5150?1981年
ZAHA
什么說這是我們的宿命,因為盡管我們還處在鋼筋混凝土時代,但由于計算機的運算能力,使我們能夠向無限的大
尺度和無限的小尺度進行探索。而無限的大尺度恰恰是人類所追求的一個極致目標――更高、更大;而無限的小尺
度恰恰是大尺度最根本的構建基石,它體現在材料的微觀分子結構上,也就是說最終大家的建造成果都是建立在同
樣的像素級尺度上。
我們所謂鋼筋混凝土的宿命是由材料的變化帶來的。目前的元素周期表中門捷列夫時期有63
個元素,現在被
承認的有118
個。除了兩種元素在自然界具有微量的存在,從93
號元素之后所有的元素都是人工合成的,甚至它
們存在的時間短到萬分之一秒,通過粒子對撞產生,然后迅速消失。所有這些都是在計算機所主導的技術力量的支
持下,我們通過新的工具才能達到的。
當然,現在流行的三維模型制作軟件譬如犀牛(Rhino)就更不用說了,因為這類軟件的產生對混凝土技術的
打擊非常大。在建筑價值多元化的當下,建筑師不得不尋求更好的設計和表達方式。我覺得這已經開啟了建筑材料
向一個新紀元演進的過程,借鑒歷史來看
這個過程可能要持續半個世紀或者二三十年。
材料的這些變化和信息技術的發展帶來的是更高的追求,但這些追求往往在現實生活中無法得到充分的滿足,
技術的落后必將對其有所制約。在建筑師的宿命里,全世界最尷尬的估計就是ZAHA
了。作為一代風尚的帶頭人,
她所面臨的所有的問題都是為了擺脫鋼筋混凝土所帶來的束縛。如果她有更好的辦法的話,我覺得她也不會把心思
花在做椅子、做鞋或者做別的什么上面。目前她所做的比較大尺度的非混凝土材料的建筑只是一個實驗性的智能廚
碳納米管?1991年
英國館?2010信息通信館?2010
萬科館?2010瑞士館?2010
房,3000元/m2
的試驗材料如果作為普及建材我們還用不起,但是確實只有這樣的材質才能真正實現這個時代建
筑師的一些更奇特的夢想,即從形態上回歸自然的本源。整個工業革命可以說使人類做到了“人定勝天”,但現在
我們的思想更傾向于向往與自然有更多的融合,向自然學習,向生物學習。
所以我的觀點是,在下一代的建筑材料里,高分子復合材料才是未來的發展趨勢,雖然我不知道它能持續多
長時間。比如碳納米管,它的強度是鋼的100
倍,質量卻只是鋼的1/6,同時還有非常良好的導電性。因為是人工
合成的材料,所以造價也可以很低廉。它的本質其實就是碳、石墨,它的這些屬性足以改變整個建材系統。目前更
多的是把它作為一些材料的添加劑使用,只是應用在一些特殊的地方。高分子復合材料的特點之一就是具有超高的
力學性能,比如人工合成蛛絲,又叫做生物鋼。它的強度高,韌性大,還具有一定的熱穩定性,在極高溫度下才會
分解,因此在建筑方面,可用作結構材料和復合材料,代替混凝土中的鋼筋,應用于橋梁、高層建筑和民用建筑等,
可以大大減輕建筑物自身的重量。
高分子復合材料的另一大特點就是具有超強的可塑性,這也是目前建筑材料所欠缺的地方。比如記憶金屬在
一定的溫度下可以變形,變形記憶之后,經過溫度變化又會完全恢復原始性狀。除此之外,高分子復合材料還可以
具有千變萬化的色彩、超輕量的質量級別,只有具有這些特性的材料才能夠在未來支持我們追求更高和更遠的建造
目標。
當然,現在這一切都還只是夢想,還沒照進現實,目前我們仍然處在混凝土的時代里。以2010
年的上海世博
會為例,雖然一些場館都在材料的運用上花了不少心思,譬如英國館表面的材質用的是聚碳酸酯的管子;我當時做
的信息通信館為了表達表面的透明性和光感,飾面板材也用的是聚碳酸酯;萬科館用的是一種金屬的麥秸復合材料;
瑞士館號稱用的是大豆纖維做的一種新材料,可以進行自身降解。但這些材料一旦出了世博園,在普通的建筑上是
不會看到的。并非是由于它們的價格都太貴了,而是因為防火規范的原因未被允許在中國應用,這其中甚至包括在
歐洲可以大量看到的像千思板這樣的合成材料。
所以,材料的使用不只受到我們對工具掌握程度的制約,最大的障礙還在于我們思考的深度和廣度不足,接
納性也不足。我們說建筑是一個非常遲滯的思維拓展領域,要用建筑表達理想、表達生活其實是一件很笨拙的事情。
如果想要有真正新的建筑形態,就需要未來高新材料的決定性支持。面對新的建筑材料,如果頭腦里沒有新的創想、
關鍵詞: 研究生培養;材料科學與工程;化學
材料是人類文明與社會進步的物質基礎與先導,是實施可持續發展戰略的關鍵;材料技術是現代高科技與新經濟的三大重要組成部分,在以高科技為主要特征的知識經濟時代,世界各國在產業政策、科學研究、教育與人才培養等方面都給予了材料科學重點支持、優先發展的政策。隨著我國社會經濟和科學技術的發展,對材料科學與工程專業人才的知識結構與實踐能力提出新的要求,因此,高校材料科學與工程專業人才培養方案需要做出相應的調整,以滿足社會經濟發展對材料科學與工程專業人才的需求。
我國材料科學與工程教育改革迅速發展,幾乎全國所有設有材料專業的院校均已不同程度地參與了材料科學與工程教育改革,借鑒歐美諸國材料科學與工程教育模式與體系,培養模式由“專業培養”向“學科培養”發展,從狹窄的專業教育向全面的素質教育轉變,從鉆研狹窄的單科教育向建立工程意識教育轉變;同時,吸收歐美國家的“材料學科共同基礎知識”作為重要的教學內容,課程設置從學科式課程向整合式課程轉變,專業課程從中心地位向載體地位轉變,課程內容從以學科發展為中心向以培養學生為中心轉
變[1]。總體來說,我國高校材料教育正在不斷打破舊的專業范圍的約束,向其它專業甚至其它一級學科滲透。在這樣的背景下,深化我校材料科學與工程領域人才培養方案的改革成為必然的選擇。
一、國內材料與化學學科研究生培養現狀分析
調研對象為國內“985”高校的材料與化學學科研究生最新培養方案,學科涵蓋材料科學與工程、化學兩個一級學科,材料學、材料物理與化學、材料加工工程,高分子化學與物理、應用化學五個二級學科[2]。調研結果分析表明,國內高校材料與化學學科研究生培養方案中,課程設置具有如下特點:
(1)除了政治、英語、數學等公共必修課外,課程設置的基本模式為:專業基礎課+專業選修課(包括必修的學術活動、專業外語等)。
(2)專業基礎課的數量少,且必修,或者提供少量課程供選擇;所設課程都為各方向的基礎和共性的理論、測試方法、制備技術和實驗技能等。
(3)專業選修課根據各自的研究方向提供很多課程供選擇。大部分學校開設的專業選修課都在10門以上,如天津大學為材料學碩士生開設了24門專業選修課;哈爾濱工業大學分別為材料科學與工程碩士生和博士生開設了35門和14門專業選修課;上海交通大學為材料學、高分子化學與物理和應用化學博士生都開設了20門專業選修課;南京大學為應用化學碩士生開設了26門專業選修課。
(4)對學術活動(讀書報告、參加學術會議、聽學術講座)、前沿進展或專題研討、外語文獻閱讀提出了越來越高的要求和標
準[3]。幾乎所有高校都將上述課程列為必修,并對其考核標準提出了更高要求。如哈爾濱工業大學規定研究生參加跨學科學術講座5次,并在全系范圍內做學術報告2次(其中至少1次使用外文),并鼓勵參加國際學術會議。
(5)各高校均傾向于按一級學科設置課程[3,4]。如中南大學、浙江大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、清華大學等均按材料科學與工程一級學科設置了碩士生和博士生的課程體系;四川大學、華東理工大學、北京理工大學、南開大學等按化學一級學科設置了高分子化學與物理、應用化學的碩士生課程體系。
(6)規定或鼓勵跨學科修課,以提高綜合素質,拓寬知識面和優化知識結構。
二、我校材料學科研究生培養現狀分析
我校材料類人才培養源于1953年成立的哈爾濱軍事工程學院“金工金相”專業,至今已有55年的辦學歷史。隨著“哈軍工”主體南遷長沙,學校原專業體系進行了相應的調整,材料類與化學類合并組建材料工程與應用化學系,先后開設了“金屬材料”、“復合材料”、“軍用材料工程”、“應用化學”等專業,為國家和軍隊培養了大批優秀的高級技術人才。
隨著高新技術發展對材料科學與工程人才培養需求的變化以及國內外材料科學與工程教育改革的不斷深入,我校材料學科研究生的培養現狀越來越不能適應新的歷史條件下國民經濟發展和軍隊現代化建設對材料科學與工程專業高級人才的需要,突出表現在如下幾個方面:
(1)按二級學科設置培養方案,與學科交叉融合的大趨勢不相適應。我校材料類研究生培養按“材料學”、“材料物理與化學”、“材料加工工程”3個二級學科設置培養方案,此外,還有“高分子化學與物理”、“應用化學”、“軍事化學與煙火技術”3個化學類二級學科碩士點,涉及6個二級學科,分布在“材料科學與工程”、“化學”、“化學工程與技術”、“兵器科學與技術”4個一級學科中。而近年來,隨著我校材料學科與化學學科相互交叉融合,逐漸形成了以化學基本原理為學科基礎,材料工程為專業方向的特色學科體系,涵蓋結構材料(耐高溫與輕質復合材料)、功能材料(光電功能材料)、材料化學(電池能源材料)、軍事化學(含能推進材料)4個特色學科方向。上述6個二級學科交叉融合于這4個特色學科方向中,且各二級學科間的界限逐漸模糊,如結構材料方向不僅具有“材料學”的學科屬性,還具有“材料加工工程”與“高分子化學與物理”的部分學科屬性。因此,這種按二級學科設置的研究生培養模式不再代表我校材料學科特色學科方向發展。
(2)專業方向劃分過細,不利于教學資源的合理配置。我校材料與化學類6個二級學科碩士點涉及的研究生培養專業方向達19個,而每年的招生規模小于40人(2008級博士研究生13人,碩士研究生25),并且培養規模有逐年減少的趨勢,這樣每個專業方向年招生規模在2人左右。這必然帶來兩個方面的弊端:一是要開設數量眾多的專業課程(如每個專業方向開設1~2門專業課程,則專業課程的數量達38門之多),而聽課的學員可能只有1~2人,這既加重了教員的負擔,又浪費了日益緊缺的教學資源;二是過多的專業方向不利于教學條件的建設。
(3)課程體系不夠優化,不能滿足跨學科培養的需求。我校自2004年開始暫停“軍用材料工程”專業的本科招生計劃,而材料學科又是我校的優勢學科,所以本校“應用化學”專業的本科生絕大多數選擇報考材料類研究生,呈現較普遍的跨學科培養現象。應用化學專業的本科生由于材料科學基礎理論知識缺乏,必然會影響其研究生階段的課程學習與后續的論文研究,而在培養方案的課程設置中并沒有將材料學科共同基礎知識作為主要的教學內容,反而是各類專業課程處于中心地位,這必然會制約人才培養的質量。此外,在課程設置中過于重視理論教學,而忽視了實踐性課程教學,不利于學員創新思維與動手能力的培養。
三、我校材料科學與工程研究生培養方案的改革
在全國材料科學與工程教育改革的大趨勢下,為了適應新的歷史條件下國防和軍隊現代化建設對材料類專業高級人才的需要,結合我校材料學科與化學學科交叉融合的學科特點,開展材料科學與工程研究生培養的改革,包括人才培養模式、課程體系、實踐性教學環節等內容。主要工作體現在如下幾個方面:
(1)突破學科界限,按一級學科組織人才培養。順應國內外材料科學人才培養改革的主流,突破材料與化學學科界限,按一級學科的模式組織人才培養,不再按二級學科進行區分,而是按“大材料”的思想,下設“結構材料”、“功能材料”、“材料化學”、“軍事化學”4個特色學科方向。在課程設置上,摒棄材料與化學相互獨立的模式,跨材料科學與工程和化學兩個一級學科設置課程體系,將材料與化學共性的基礎理論作為基礎課程的主體,突顯材料與化學的交叉融合。具體課程體系結構如表1所示。
上述課程體系的構建是基于材料與化學學科的內在關聯性,將化學定位于材料的基礎學科,而材料學科定位于化學學科的工程化方向之一。因此,材料與化學類研究生完全可以采取大學科群培養模式,跨材料和化學兩個一級學科設置課程體系,完全打通材料與化學課程,不再區分學科門類。這種培養模式雖然在國內同類高校中還不曾采用,是一種培養模式的創新;但和國內眾多重點高校鼓勵研究生跨一級學科選修課程的精神是相符的。因此,材料與化學大學科研究生培養模式應該是一種有益學科融合,增強研究生學科基礎知識的不錯選擇。
(2)優化課程體系,強化實踐性教學環節。按照學科知識體系優化設計研究生課程,課程體系和內容的設計力爭做到體現學科內涵、學科基礎和學科前沿。在專業課程設置上,大幅壓縮專業課程數量,有針對性地開設高水平專業課程,實現專業課程從中心地位向載體地位轉變。〖JP2〗如表1所示,每個學科方向限設專業課程3~4門,且可以跨學科方向選修。在教學內容的編排上,充分考慮“復雜電磁環境”等信息化條件下聯合作戰的重大需求,用科學技術進步、軍事訓練和武器裝備發展的最新成果充實更新教學內容,如將《功能材料》課程改造成《信息功能材料學》,增設《偽裝隱身技術》、《生物材料學》、《含能材料性能計算原理》等課程。〖JP〗
在實踐性教學環節方面,注重研究生動手能力的培養,除開設大量的課程實驗外,還增加了《高等合成化學實驗》和《材料制備實驗》2門實驗課程。在實驗內容的選取上緊密結合我校科研特色,如聚碳硅烷制備與有機硅樹脂合成實驗、C/SiC復合材料制備與聚合物復合材料構件制備實驗、功能陶瓷材料制備與性能表征實驗等。這不僅培養了研究生綜合應用所學知識解決實際問題的能力和創新精神,而且使研究生提前熟悉科研設備,對后續科研工作的開展也是大有裨益的。
(3)強調自學和研討,強化研究生學術活動。突出強調研究生的自學能力,要求研究生參加各種學術研討活動,且明確參加學術會議、學術講座、專題研討等學術交流活動的等級和次數要求,如博士研究生必須參加不少于20次(碩士研究生為10次)的學術交流活動(其中至少有4次為跨學科交流活動),本人至少主講3次。至少應參加一次國際學術會議或全國性高水平學術會議并。并要在參加每次學術交流活動后,撰寫不少于500字的總結報告。同時強化研究生文獻查閱能力,明確要求博士研究生在開題報告前應至少全文閱讀相關技術文獻資料80篇(碩士研究生為50篇),其中外文文獻資料不少于閱讀總量的1/2,達到熟練的文獻檢索和綜述能力,能夠對文獻進行分析總結,提出該研究方向的發展動態和發展潛力以及需要進一步研究的關鍵問題,并寫出不少于7000字的文獻綜述報告。
四、結束語
我校材料科學與工程學科通過本輪人才培養方案的改革,基本理順了人才培養與學科建設的關系,達到了更新人才培養觀念、優化課程體系、改善創新環境與增強自主學習之目的。但人才培養的改革是一項長期的工作,需要持續不斷地創新與實踐,才能永保人才培養方案的科學性與時代性。
[參考文獻]
[1] 材料科學與工程教學指導委員會.材料科學與工程人才培養規格與模式的演變規律[J].教育部高等學校教學指導委員會通訊,2006,(1).
[2] 李小年.發揮專業優勢培養創新型復合人才[J].化工高等教育,2005,(2).
[3] 藏興兵,賴小瑩.研究生創新能力培養路徑探析[J].中國高教研究,2007,(3).
[4] 董兵海,王世敏.材料類專業人才培養方案及課程體系改革的探索與實踐[J]. 湖北大學成人教育學院學報,2008,(2).
【關鍵詞】熱塑性樹脂基復合材料;注塑成型;熱壓成型;自動鋪放成型
0 引言
減輕重量、提高可靠性與耐久性、降低制造與維護成本、改善材料的環境友好性,是航空工業領域的追求目標,它不斷推動纖維增強樹脂基復合材料等尖端高性能材料的研發與生產。纖維增強樹脂基復合材料一般指采用碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等增強的樹脂基復合材料,包括短纖維、長纖維和混合纖維,纖維增強物主要用于提供力學性能,樹脂用于固定纖維增強物同時給予材料特殊的理化性能,按基體成分可分為熱固性樹脂基纖維增強復合材料和熱塑性樹脂基纖維增強復合材料,與金屬材料相比具有較高的比強度、比剛度、良好的抗沖擊性、優越的抗疲勞性能和耐腐蝕性。
復合材料在飛機上的用量和應用部位已經成為衡量飛機結構先進性的重要指標之一。目前飛機上廣泛使用的是熱固性樹脂基纖維增強復合材料,其常用的加工過程是將纖維增強熱固性樹脂預浸料送入熱壓罐加熱加壓成型。熱固性樹脂只能一次加熱成型,加工過程中發生固化,形成不熔合不溶解的網狀交聯型高分子化合物,材料的制造和保存及熱壓罐成本非常高,此外熱固性樹脂基復合材料具有抗高溫性能差、生產效率低、廢料難以回收等缺點,以上問題也制約著熱固性樹脂基纖維增強復合材料在飛機上的應用發展[1]。
民用飛機上常用的熱塑性樹脂包括聚醚酰亞胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK),可以以多種形式存在,如短纖維增強樹脂顆粒、預浸料、擠壓預成型板等。熱塑性樹脂常溫下為固體,是線性或帶少量支鏈的聚合物,分子間無交聯,成型加工過程中,樹脂經加壓受熱即軟化和流動,不發生化學反應,經冷卻即可定型,在反復加熱定型過程中,熱塑性分子結構基本不發生變化,與熱固性樹脂基復合材料對比具有以下優點[2~3]:
1)熱塑性樹脂線性分子鏈的結構韌性及斷裂伸長率遠大于熱固性樹脂體型網狀結構,具有較高的韌性、抗沖擊性能和良好的抗裂紋擴展能力;
2)優異的抗濕熱、耐溶劑、耐熱、防火、低排煙和抗毒性能以及較低的孔隙率;
3)成型周期短,生產效率高,加熱過程中僅僅發生加熱變軟和冷卻變硬的物理變化,成型周期一般按分鐘計,可有效降低制造和使用成本;
4)具有重塑性,制品可重復加工;
5)可實現結構減重,熱塑性樹脂基復合材料結構件間可以直接熔融焊接,從而節省了熱固性復合材料使用鈦合金緊固件的重量和成本,也保證了結構表面的齊平度;
6)加工性能好,可制成復雜形狀,適用于自動化生產及其他熱塑性工藝過程;
7)儲存成本低,不必低溫存放,可長期貯存。
正是因為熱塑性樹脂基復合材料在人工成本、生產效率、減重等各個方面的優勢,在未來的幾年,熱塑性樹脂基復合材料憑借其特有的優勢取代金屬和其它傳統熱固性樹脂基復合材料的機會正在增加。
1 熱塑性樹脂基復合材料在民機上的應用現狀
20世紀60年代以來,熱塑性樹脂基復合材料由于其優異的材料性能受到歐洲、美國、日本等國家的重視,尤其是近年來取得許多突破性進展,并在一些部件上成為熱固性樹脂基復合材料強有力的競爭對手,如表1所示。
歐洲空中客車和美國波音公司通過在相關機型上使用熱塑性樹脂基復合材料,取得了良好的減重和降低成本的效果,如空客A350XWB和波音B787飛機機身連接角片通過采用碳纖維/PPS熱塑性復合材料進行加工制造,充分發揮了熱塑性樹脂基復合材料成型周期短、生產效率高、可循環利用等優勢,有效降低了成本。而最具代表性的是空客A340和A380飛機上采用的J型機翼熱塑性復合材料固定前緣,該零件由空客和福克公司共同研發,采用TenCate公司的玻璃纖維/PPS熱塑性樹脂基復合材料替代原金屬和熱固性復合材料的混雜結構,蒙皮與子肋、加強筋連接時采用焊接技術,從而省去了機械連接,大大減少了結構重量及裝配周期,改善了損傷容限和可檢測性,實現結構減重20%,試飛以來尚未發現機翼固定前緣出現任何故障。
灣流公司與福克公司積極合作發揮在熱塑性樹脂基復合材料技術上的優勢,并結合荷蘭KVE公司的焊接技術,成功將熱塑性樹脂基復合材料應用到G650飛機的方向舵和升降舵中,依據福克公司的報告該方案相對早期的其它設計獲得了10%的減重和20%的制造成本減低。
空客公司、福克公司、TenCate公司、KVE公司、代爾夫特大學等八所從事熱塑性復合材料研究的機構成立了TAPAS (Thermoplastic Affordable Primary Aircraft Structures)協會,開啟了熱塑性復合材料主結構件研究項目,為未來飛機研制提供一項成熟的可用于制造大型主承力結構的熱塑性樹脂基復合材料技術,主要包括:研發并認證合適的材料、對接和焊接、壓力成型和纖維鋪放等技術。
2 熱塑性樹脂基復合材料成型工藝
國外通過幾十年的預研和試驗驗證,熱塑性樹脂基復合材料原材料的制造和成型技術已經相當成熟。國內熱塑性樹脂基復合材料原材料的生產在經過近些年的發展也積累了一些經驗,制約該種材料應用的瓶頸問題也逐步得到解決,部分產品甚至已經達到商品化的水平并實現產業化。熱塑性樹脂基復合材料常用的制備技術包括:熔融預浸法、懸浮預浸法、粉末預浸法、纖維混雜法、原位聚合法、薄膜鑲嵌法等。經過上述工藝可制備出原材料或預形件,通過進一步成型加工才能得到最終產品,熱塑性樹脂基復合材料的典型成型工藝介紹如下:
2.1 注塑成型
注塑成型是生產短纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的主要方法,其基本工藝過程是先烘干纖維增強的熱塑性顆粒,然后加熱進料設備及模具,將熱塑性顆粒加熱融化后在一定的壓力下將熔融物注入到模具中,經冷卻固化后即得到成型品。該方法生產效率高、產品適應性強、制品尺寸精確,適用于非主承力部件的批量生產。
2.2 熱壓成型[4]
熱壓成型是長纖維增強熱塑性樹脂基復合材料在航空制件成型中的主要方法,一般用于制造非主承力薄壁結構件。按照所用設備不同可以分為:模壓成型、組合模成型、沖壓成型、隔膜成型、水壓成型、橡膠模壓成型、滾壓成型等。其基本工藝過程是將單向或織物預浸料按設計裁剪后,依照預定的方向鋪貼成需要的厚度,然后通過加熱、加壓將其固結后得到成型品。熱壓成型可以制備復雜形狀的零件、尺寸控制好、機械加工少、生產效率高,但同時也受壓機尺寸、模具成本等限制。
熱壓成型有三個關鍵因素:1)支撐框架:用于將鋪貼好的預成型體送入熱源,并在基體軟化期間支撐預成型體,然后將其送入成型模具內;2)加熱源:用于在短時間內將預成型體均勻加熱到其工藝溫度;3)熱壓機:可以迅速閉合并提供足夠的壓緊力以成型結構件。
2.3 熱壓罐成型
熱壓罐成型的原理是利用熱壓罐內部均勻的溫度場和壓力對熱塑性復合材料進行加熱加壓,以達到成型的目的,其基本工藝過程包括:鋪層鋪放、真空壓實、真空袋系統準備、控制加熱與壓力、在熱壓罐中固化。該方法壓力均勻、制件尺寸穩定性好、可用來制造大型零件,但是成型周期長、生產成本高,在使用時還需要注意模具和熱壓罐的熱慣性高、熱塑性預浸料必須焊接到位等問題,目前僅適用于熱壓工藝難以成型的結構尺寸較大、厚度不均勻的部件,如A380飛機機翼固定前緣蒙皮。
2.4 自動鋪放成型[4]
隨著復合材料在飛機上應用結構件尺寸的不斷增大,傳統手工鋪貼技術已不能滿足大尺寸結構件研制的需要,為保證成型效率和產品質量,自動鋪放技術應運而生。自動鋪放技術是目前廣泛發展和應用的自動化成型技術之一,是將熱塑性復合材料預浸料設計剪裁、鋪貼定位、壓實等功能集合于一體,且具有工藝參數控制和質量檢測的成型技術。其基本工藝過程是將預浸帶或預浸絲由鋪帶頭加熱,并將其按照鋪層順序燙壓在模具表面上,是熱塑性復合材料低成本制造技術的一個重點研究方向。該技術適用于機翼、機身等飛機主承力結構的生產,生產效率高、制件質量好、鋪放成本低、不需要真空壓實、自動切割,但是設備的初始費用高且不適合外形復雜的零件。
2.5 纖維纏繞成型[5]
纖維纏繞成型基本工藝過程是在鋪放過程中,用熱氣噴槍加熱浸漬過熱塑性樹脂的連續纖維,并將其按照一定的規律纏繞到芯模上,然后經過固化、脫模獲得相應結構件。纏繞過程中需要采用合適的浸漬方法、合理的加熱以及匹配的纏繞速度,以防止樹脂在纏繞過程中冷卻凝固,導致層內和層間粘結不良,嚴重影響制品性能。該方法適用于大尺寸圓柱形零件,材料成本低、生產效率高,但是結構形狀受限制、大直徑零件樹脂含量難以控制、自動化要求高。
3 結束語
熱塑性樹脂基復合材料以其獨有的特性正受到航空領域的重視,隨著設計分析能力、制造成型技術的不斷進步與發展,國外越來越多的民用飛機成功的應用了熱塑性樹脂基復合材料,驗證了其用機結構件的可行性。
雖然我國在支線客機和中短程窄體客機研制中積累了一定的復合材料工程應用經驗,但是所用復合材料基本還僅限于熱固性樹脂基復合材料。我國對熱塑性樹脂基復合材料的生產和開發研究較晚,目前國內產量較小、技術相對落后。因此,為了擴大熱塑性樹脂基復合材料的應用,發揮其優越性能,不僅要在結構設計與分析方法、制造工藝等方面進一步深入研究,還需加快國內自動化成型技術的研究步伐。我們有理由相信,熱塑性樹脂基復合材料在民機上的應用將會越來越廣泛。
【參考文獻】
[1]陳紹杰,申屠年.先進復合材料的近期發展趨勢[J].高科技纖維與應用,2004,29(1):1-7.
[2]Peter M. High performance thermoplastic[J] .Plastics engineering,2007,6:18-22.
[3]劉雄亞.纖維增強熱塑性復合材料及其應用[M].北京:化學工業出版社,2007.
現代生物技術是以DNA分子技術為基礎,包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程等一系列生物高新技術的總稱。現代生物技術在農作物改良、醫藥研究、食品工程、治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。由于現代生物技術對解決人類面臨的重大問題如:糧食、健康、環境和能源等將開辟廣闊的前景,因此越來越為各國政府和企業界所關注,與信息、新材料和新能源技術并列成為影響國計民生的四大科學技術支柱,是21世紀高新技術產業的先導。
(一)遺傳工程
遺傳工程的研究發展,為器官移植提供了一個很有前途的新手段——利用動物的器官代替人的器官。科學研究表明人體異種器官移植,豬較為合適。首先豬器官的大小與人的相當,生理上也比較接近;其次豬在無病原體條件下比較容易飼養和容易保證無病的供體;此外豬的繁殖率高,每窩可產十幾只豬崽,存活率也較高。為了保證植入的器官不被排斥,生物學者正在培養具有人的基因的新型豬,這種豬叫轉基因豬。
在農業生物技術中,轉基因動植物的研究與開發最為突出。1983年轉基因植物問世,1986年被批準進入田間試驗,根據美國農業部動植物檢疫局(APHIS)的數據,截止1997年1月31日,美國已批準的轉基因植物田間試驗達2584例。近年來,抗除草劑的大豆、抗病毒病的甜椒、抗腐能力強、耐貯性高的番茄、具有高含量必須氨基酸的馬鈴薯等轉基因植物開始進入市場,成為農業生物技術的第一批成果;轉基因的瘦肉型豬、高產奶的奶牛和能從奶中提取藥物的轉基因羊等也將進入實用化階段。未來農業的模式將是:農業工廠化,按人類要求高水平的控制環境因素,實現規模化、機械化、自動化生產,產生質量穩定、供應穩定、價格穩定、營養豐富的農業產品;安全的轉基因動植物投放市場;具有營養保健、醫療功效的獵牛羊、蔬菜水果等轉基因食品大批走向餐桌。
農業生物技術的應用在我國也取得了豐碩成果,我國用花藥培養、染色體工程等育種技術培養出才稻、小麥、油菜、橡膠等一批作物新品種、新品系、新種質。其中較突出的有京花3號、小偃1o7號小麥和中花1o號水稻等新品種,具有優質高產、抗病、抗鹽堿等特性,已經在生產中推廣應用。我國轉基因技術在家畜及魚類育種上也初見成效,中科院水生生物研究所在世界上率先進行轉基因魚的研究''''成功地)將人生長激素基因、魚生長激素基因導入鯉魚,育成的當代轉基因魚生長速度比對照組快’并從子代測得生長激素基因的表達,為轉基因魚的實用化打下基礎。
(四)海洋生物技術
隨著海洋生物學的發展和海洋生物資源開發規模的擴大,海洋生物技術興起并成為一個新的研究開發領域。海洋生物技術的研究范圍廣泛,發展迅速。其中包括探索、開發和利用有價值海洋生物,優良養殖品種的培育和病害防治,海洋生物天然產物的利用,海洋特殊功能的闡明和利用,海洋生態系統的闡明和利用,海洋生物利用系統和輔助系統。海水養殖、海洋生物、天然產物開發和海洋環境保護的生物技術是三大研究熱點。
1996年,我國政府已將海洋生物技術列入863計劃,主要方向是大規模發展海水養殖。并已初見成效。海水養殖總產量、海藻、貝類等產量均居世界首位,對蝦產量也曾一度居世界首位;裙帶菜無性繁殖系、三倍體扇貝和牡蠣的培育,都已列入國家“攀登計劃”,正在組織實施;山東省海藻養殖和海藻化工已成為世界上該領域第一大產地。此外我國在世界上首次研究成功了海帶的單倍體育種技術、紫菜的體細胞育苗技術、對蝦的三倍體與四倍體育苗技術、對蝦精莢移植技術等;在海水魚、貝類的三倍體育苗技術和魚類性別控制技術的研究方面也取得了重大進展。
二、信息技術
計算機技術與現代通信技術一起構成了信息技術的核心內容。信息技術主要是指利用電子計算機和現代通信手段實現獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關技術。現代信息技術是以電子技術,尤其是微電子技術為基礎,以計算機技術(信息處理技術)為核心,以通信技術(信息傳遞技術)為支柱,以信息技術應用為目的的科學技術群。包括信息獲取技術、信息處理技術、信息傳遞技術、信息控制技術、信息存儲技術等內容。具體來講,信息技術主要包括以下幾方面:
1.感測與識別技術。它的作用是擴展人獲取信息的感覺器官功能。它包括信息識別、信息提取、信息檢測等技術。這類技術的總稱是“傳感技術”。它幾乎可以擴展人類所有感覺器官的傳感功能。傳感技術、測量技術與通信技術相結合而產生的遙感技術,更使人感知信息的能力得到進一步的加強。
2.信息傳遞技術。它的主要功能是實現信息快速、可靠、安全的轉移。各種通信技術都屬于這個范疇。廣播技術也是一種傳遞信息的技術。由于存儲、記錄可以看成是從“現在”向“未來”或從“過去’向“現在”傳遞信息的一種活動,因而也可將它看作是信息傳遞技術的一種。
3.信息處理與再生技術。信息處理包括對信息的編碼、壓縮、加密等。在對信息進行處理的基礎上,還可形成一些新的更深層次的決策信息,這稱為信息的“再生"。信息的處理與再生都有賴于現代電子計算機的超凡功能。
4.信息施用技術。是信息過程的最后環節。它包括控制技術、顯示技術等。
傳感技術、通信技術、計算機技術和控制技術是信息技術的四大基本技術,其中現代計算機技術和通信技術是信息技術的兩大支柱。
三、新材料
新材料是指那些新出現或已在發展中的、具有傳統材料所不具備的優異性能和特殊功能的材料。新材料與傳統材料之間并沒有截然的分界,新材料在傳統材料基礎上發展而成,傳統材料經過組成、結構、設計和工藝上的改進從而提高材料性能或出現新的性能都可發展成為新材料。
新材料作為高新技術的基礎和先導,應用范圍極其廣泛,它同信息技術、生物技術一起成為21世紀最重要和最具發展潛力的領域。同傳統材料一樣,新材料可以從結構組成、功能和應用領域等多種不同角度對其進行分類,不同的分類之間相互交叉和嵌套,目前,一般按應用領域和當今的研究熱點把新材料分為以下的主要領域:電子信息材料、新能源材料、納米材料、先進復合材料、先進陶瓷材料、生態環境材料、新型功能材料(含高溫超導材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等)、生物醫用材料、高性能結構材料、智能材料、新型建筑及化工材料等。在20世紀初,人們所指的建筑材料是木材、水泥和鋼鐵;二戰后出現了新三材,指的是人工合成的塑料、橡膠和纖維,而80年代以來大量高新材料紛紛涌現。高新材料從使用的角度說可分為傳遞、記錄或存儲的信息材料;耐高溫結構陶瓷、非晶態材料和超導材料的新能源材料,特別是超導材料80年代中期以來有突破性進展;高性能結構復合材料,高性能工程塑料和新型合金材料為主要內容的特殊結構材料和新功能材料,如高效能的陶瓷材料、有機氟材料、高功能的黏合劑等。從材料的構成來說可以分金屬材料、高分子材料及陶瓷材料三大門類。近些年來,出現了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復合材料競相發展的趨勢。一些新興金屬材料在科技革命的大潮中應運而生。傳統鐵、鉛、鋅、鋁等金屬更新品種,與宇航、電子、原子能等高新技術聯系密切的金屬材料越來越受到重視。其他新型高性能金屬材料出現了如快速冷凝金屬的非晶體和微晶材料、納米金屬材料、有序金屬間化合物、定向凝固柱晶和單晶合金等。納米材料具有許多潛在的新用途,它是一門用單個原子和分子建造事物的科學,其最終目標是實現微型化。
四、新能源
新能源又稱非常規能源,是傳統能源之外的各種能源形式,指剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。聯合國開發計劃署(UNDP)把新能源分為以下三大類:大中型水電;新可再生能源,包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能。新能源的各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內部發出所產生的熱能,包括各種可再生能源和核能。相對于傳統能源,新能源普遍具有污染少、儲量大的特點,對于解決當今世界嚴重的環境污染問題和資源(特別是化石能源)枯竭問題具有重要意義。同時,由于很多新能源分布均勻,對于解決由能源引發的戰爭也有著重要意義。
能力提升練習
1.1856年,法國組建了世界上第一個現代天氣服務系統,開展天氣預報服務。天氣預報的產生是源于()。
A.好奇
B.生產
C.生活
D.戰爭
2.具有高科技含量、高文化附加值的各類創新型產業所形成的經濟形態可以被稱作是()。
A.信息經濟
B.知識經濟
C.創意經濟
D.市場經濟
3.江西省、重慶市、貴州省、海南省、云南省的別稱依次分別是()。
A.贛、渝、瓊、滇、黔
B.贛、渝、黔、瓊、滇
C.贛、渝、蓉、瓊、黔
D.贛、渝、貴、瓊、云
4.現代信息社會的基礎設施是()。
A.電力網
B.電視網
C.交通網
D.電信網
5.以下各項中,屬于空間技術的是()。
A.探空氣球
B.人工降雨
C.衛星通訊
D.大氣環流探測
參考答案及解析
1.D【解析】1854年11月,克里米亞戰爭爆發,英法聯軍準備在黑海的巴拉克拉瓦港登陸。突如其來的暴風雨摧毀了一艘法國旗艦,聯軍幾乎全軍覆沒。法國國王拿破侖三世于是下令巴黎天文臺臺長勒弗里報告這場風暴的起因。1855年3月,勒弗里正式向法國科學院提出建議,由政府組織氣象觀測網,并將觀測資料集中起來進行分析,繪制天氣圖。1856年,法國組建了第一個現代天氣服務系統’用電報傳送各地當日的氣象觀測結果,開展天氣預報服務。
2.A【解析】信息經濟,是以現代信息技術等高科技為物質基礎,信息產業起主導作用的基于信息、知識、智力的一種新型經濟;“知識經濟”(TheKnowledgeEconomy)通俗地說就是“以知識為基礎的經濟”(TheKnowledge—basedEconomy)。這里的以知識為基礎,是相對于現行的“以物質為基礎的經濟”而言的;創意產業,又叫創意工業、創造性產業、創意經濟等。指那些從個人的創造力、技能和天分中獲取發展動力的企業,以及那些通過對知識產權的開發可創造潛在財富和就業機會的活動;市場經濟(又稱為自由市場經濟或自由企業經濟)是一種經濟體系,在這種體系下產品和服務的生產及銷售完全由自由市場的自由價格機制所引導,而不是像計劃經濟一般由國家所引導。
3.B【解析】略
引言
皮革制品是與人們生活密切相關的日用消費品,皮革不僅要有良好的外觀、自然的光澤、細膩的質地、柔軟的手感,還必須具備一定的阻燃性能。因此,為了確保皮革制品在火災事故中具有高度的安全性,開發具有一定阻燃性能的皮革勢在必行。皮革是一種具有獨特結構的天然高分子材料,其內部存在的大量空隙,為空氣的進入以及流通提供了便利條件;同時原料皮在生產過程中所經歷的各種工藝操作,均會對皮革制品的燃燒性能產生不同程度的影響。目前,已報道的與皮革阻燃技術相關的研究主要包括2大類:(1)皮革生產過程中相關工藝對皮革阻燃性能的影響,如復鞣[1]、加脂[2]、涂飾[3-4]等;(2)皮革生產過程中添加阻燃劑[5-6]對皮革阻燃性能的影響。本文即對皮革加工工藝和添加阻燃劑對皮革阻燃性能的影響進行了綜述,并對近些年來出現的皮革阻燃新技術如復配技術、納米技術及微膠囊化進行了介紹和展望。
1復鞣劑對皮革阻燃的影響
皮革制品是經一系列加工處理而得的,在加工過程中許多加工助劑如復鞣劑、加脂劑等引入到皮革中,并有涂飾劑被附著在皮革表面,這些材料均可能降低皮革的阻燃性[7]。陳高明[8]發現:采用不同有機復鞣劑,都會不同程度地降低皮革的抗燃性。如果復鞣劑起始分解溫度和極大熱失重溫度比鉻鞣革發生明火燃燒溫度低,在遇火時,復鞣劑就遷移并先于膠原分解產生可燃氣體,或增加可燃氣體濃度而引起燃燒,從而降低了皮革的抗燃性。段寶榮等[9]研究了5種不同類型的鞣劑(醛鞣劑、植物鞣劑、合成鞣劑、三聚氰胺和丙烯酸鞣劑)對皮革抗阻燃性的影響。利用氧指數法和垂直燃燒法檢驗皮革燃燒所得的氧指數和有焰燃燒、無焰燃燒時間,通過檢測經復鞣后皮革的抗燃性,得到各鞣劑的抗燃性能依次如下:有機磷FCC>改性戊二醛>合成鞣劑>ReluganD>荊樹皮栲膠>丙烯酸鞣劑(BMR)。
近年來,越來越多的新型復鞣劑被開發出來,新型鞣劑不僅具有阻燃效果還具有良好的復鞣填充性能,越來越受到人們的重視。李立新等[10]以氧氯化磷、季戊四醇和三聚氰胺為原料,合成了2,2-羥甲基-1,3-丙二基雙磷酸二氰酯三聚氰胺鹽,采用甲醛和助劑對其改性,獲得了無色透明、穩定性好、水溶性好,既具有高效阻燃性又具有良好的復鞣填充性能的新型多功能的季戊四醇二氫酯羥甲基化三聚氰胺樹脂鞣劑產品,產品結構式如圖1所示,并對它在皮革上的應用性能、阻燃機理和鞣革用機理進行了初步研究。段寶榮等[11]采用自由基聚合法合成了一種苯乙烯/馬來酸酐/丙烯酰胺(St/MA/AA)三元共聚產物,用乙二醛、三聚氰胺依次對該產物進行改性,制得一種具有阻燃性能的新型氨基樹脂復鞣劑,并用于皮革的加工中,可使皮革達到難燃水平。另外他們還合成了一種戊二醛-季戊四醇改性氮磷阻燃復鞣劑[12]等,也具有很好的阻燃效果。
2加脂劑對皮革阻燃的影響
加脂劑是影響皮革阻燃性的一個重要因素,使用加脂劑進行加脂處理后,發現皮革的抗燃性會明顯下降[13]。加脂劑與皮革膠原纖維形成牢固結合的可能性,相對于復鞣劑與皮革膠原纖維的結合可能更低,在加熱過程中更易遷移至皮革表面,直接成為燃料,從而增加了皮革的易燃性。油脂對皮革可燃性的影響主要決定于油脂本身的揮發性、燃點和燃燒熱等因素。曹向禹等[14]選擇了幾種常用加脂劑與豆油腳磷酸酯加脂劑作了加脂后的阻燃性能比較。結果表明:隨著油脂含量的增加,各種類型的油脂都不同程度地降低了對皮革的阻燃性,加脂后皮革燃燒的容易程度為魚油>菜籽油>磷脂>SCF加脂劑>豆油腳磷酸酯,豆油腳磷酸酯的阻燃性能較好;并初步探討了豆油腳磷酸酯加脂劑用于皮革阻燃的機理,其機理為:在皮革受熱分解之前,豆油腳磷酸酯已開始分解,在分解的過程中釋放一些不燃性物質,如能產生阻燃作用的磷酸等酸源,該酸能使含碳化合物碳化,形成炭化層,該炭化層可以阻止熱量向皮革內層傳遞,降低皮革進一步燃燒的可能性,起到阻燃效果。王全杰等[15]也分析了5種加脂劑不同用量對皮革阻燃性能的影響,試驗結果表明:5種加脂劑都有降低皮革氧指數的作用,增加了皮革的可燃性。
3涂飾劑對皮革阻燃的影響
涂飾操作在皮革表面會形成一層保護膜,涂飾劑的燃燒點比皮革的燃燒點要低,在受熱的情況下,涂飾劑會首先燃燒,釋放的氣體將起到氣相阻燃的功能,所以涂飾操作能提高成革的阻燃性能。但是不同類型、不同涂層的涂飾劑對成革的阻燃性能的影響也不同。段寶榮等[16]在優化阻燃皮革工藝的基礎上,選用4種成膜劑:丙烯酸樹脂、聚氨酯、硝化纖維、乳酪素涂飾于皮革中,研究其對皮革阻燃性的影響。綜合垂直燃燒指標和氧指數指標發現,4種成膜劑中,硝化纖維和酪素的皮革抗燃性較好,其中硝化纖維抗燃性最好,但是與空白樣相比較,都降低了皮革的抗燃性,聚氨酯和丙烯酸樹脂分別排列其后;經聚氨酯涂飾的皮革在燃燒過程中,伴隨著大量煙霧的放出,煙密度很大;硝化纖維有焰燃燒時間長,但發煙量小,酪素與丙烯酸樹脂的煙密度相差不大。
4添加阻燃劑
皮革阻燃技術要實現大的突破,皮革阻燃劑的研究開發是關鍵。目前國內外對皮革專用阻燃劑的開發研究還不多,僅有科萊恩、希倫塞勒赫、德瑞幾家公司有一兩種適合皮革特點的阻燃劑,遠遠滿足不了皮革行業的需求[17]。按照化學組成,阻燃劑可分為無機阻燃劑和有機阻燃劑;按照阻燃劑與基材的關系,可分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。結合皮革的特點,優良的皮革阻燃劑須具備以下幾點[18]:具有足夠的熱穩定性,阻燃效率高,與皮革吸附結合性能好,無毒或低毒、無煙,加入阻燃劑后不影響皮革的各項理化指標,產品成本低。從這些條件來看,鹵素、硼系、磷系、鎂鋁氫氧化物較適合于皮革阻燃。其中鹵素阻燃劑燃燒時會產生有毒氣體,不符合阻燃劑的環保要求,已不適應阻燃皮革的發展趨勢[19]。另外,由于皮革的加工操作大多是在水中進行的,因此,所選的阻燃劑必須是水溶性的,應盡可能是反應型的阻燃劑,并且添加阻燃劑后皮革制品的各種理化性能不能降低。
國外對皮革阻燃技術研究較早,KadirDonmez等在1992年曾采用不同阻燃劑和不同阻燃劑使用方法,對皮革的阻燃性能影響進行了研究[20]。Mohamed.O.A等[21]在醚化羥甲基三聚氰胺(etherifiedmethylolatedmela-mine,EMM)存在下,用PyrovatexCP阻燃劑(N-羥甲基-3-(二甲氧基膦酰基)丙酰胺)對皮革進行阻燃處理,EMM和PyrovatexCP的化學結構式如圖2所示,并討論了PyrovatexCP阻燃劑對皮革氧指數、熱性能及機械性能的影響,結果顯示:PyrovatexCP阻燃劑處理的皮革的氧指數和分解溫度,較未處理皮革都有一定程度的提高。我國阻燃皮革的研究起步較晚。國內最早研究阻燃性皮革的是陳高明[8],他選用比較有代表性的硼系、磷系、鹵系等阻燃劑施加于皮革中,結果發現:加入阻燃劑后,皮革的阻燃性都有較大幅度的提高。此外,段寶榮等[17]選用市場上效果較佳的8種阻燃劑,以不同用量比施用于皮革生產過程中,研究其對皮革氧指數、垂直燃燒以及煙密度的影響。各種阻燃劑施加于皮革中,均能較好地提高皮革氧指數,其中FK-108B、硼砂-硼酸(7∶3)、APT可使皮革氧指數有較大幅度的提高,在增加皮革柔軟度方面,APT較FK-108B和硼砂-硼酸(7∶3)效果更明顯,而PES和磷酸二氫銨雖能較好地提高皮革的氧指數,但是與此同時卻出現了傳統阻燃劑導致皮革手感差、粒面粗糙的缺陷問題,同時也降低了皮革的柔軟度。
現有的應用于皮革阻燃的阻燃劑大多來自于其它行業,如塑料、化纖、紡織等行業的阻燃劑產品。相對于合成高分子材料,由于皮革制品的特殊性,這些阻燃劑對皮革制品的理化性能都會有不同程度的負面影響,比如,皮革柔軟度降低、粒面粗糙、皮重增加過大等,因此必須研究和開發適用于皮革制品的專用阻燃劑。王全杰等[22]利用季戊四醇、磷酸、三聚氰胺合成了一種籠狀磷酸鹽,并對其用甲酸、亞硫酸氫鈉改性,發現該阻燃劑具有很好的膨脹率、熱穩定性和剩炭率,皮革經阻燃處理后,其物理性能、氧指數均有所提高,且無焰時間短,顯示出良好的阻燃效果。四川大學的郭文宇等[23]介紹的四羥甲基季鏻鹽及其縮合物(THPS)既有鞣劑作用,又是一種低毒、交聯性能強的高效阻燃劑,用于制革中作為助劑已初見端倪。THPS同膠原的鞣制作用實質上是屬于醛鞣反應,THPS同膠原中氨基的反應活性比較高,同膠原交聯鏈較短,剛性較強,因而同皮膠原的結合應該比較牢固,所形成的化學鍵也比較穩定,反應機理見圖3。
5復配技術
利用復配技術,可發揮多種阻燃劑的各自優勢,如將鹵系、磷系、硼系、硅系等阻燃劑進行復合,制備出的阻燃劑具有更優異的阻燃性能。另外,氮-磷及鹵、氮、磷也具有很好的復配協和性,合理的復配能增強其對皮革制品的協同阻燃效果。段寶榮等[24]利用亞磷酸二甲酯與丙烯酰胺在甲醇鈉的催化作用下反應,制得中間體3-二甲氧磷酰基丙酰胺后,再利用中間體與環氧氯丙烷反應,從而將氮、磷、氯3種阻燃元素進行復配,合成出具有阻燃性能的氮-磷-氯皮革阻燃復鞣劑,產物結構式如圖4所示,并將該合成的阻燃復鞣劑施加于皮革復鞣工段,試驗發現,所得皮革制品的阻燃性能比未施加阻燃復鞣劑時有顯著提高,且所得制品在感官指標和力學方面,均比未施加阻燃復鞣劑的皮革有顯著提高。
6納米復合材料
由于納米材料具有高韌性、高輕度、極強的吸濕性、抗菌性等優點,因此納米技術必將為皮革工業帶來勃勃生機。目前,已經有利用納米氧化物、無機或有機納米粒子鞣制皮革的試驗報告。納米粒子的表面效應、量子尺寸效應,使得此種材料的耐熱性和阻燃性大大提高。因此,納米復合功能型阻燃劑是阻燃材料發展的一種新的途徑。這種有機/無機納米復合阻燃劑,不僅可以達到很多使用場合要求的阻燃要求,而且能賦予聚合物基體優異的性能,如抗靜電、防紫外耐老化、抗菌防霉、分解有機毒物等,具有廣闊的發展前景。李靖等[25]用三聚氰胺、雙氰胺、磷酸、納米MMT(天然蒙脫土)或OMMT(有機改性蒙脫土)為原料,合成了具有良好阻燃性能和復鞣性能的新型蒙脫土-氨基樹脂納米復合材料,并選用了4種阻燃材料,對豬藍濕革進行處理,結果表明:4種阻燃劑均能明顯提高革樣阻燃性能,并且使革樣無焰燃燒時間降低為零。阻燃劑的使用對革樣的抗張強度、撕裂強度、斷裂伸長率及收縮溫度影響不大,但使革樣的厚度增加,粒面更平細、緊實,革身豐滿度和柔軟感加強。
7微膠囊技術
微膠囊技術是指利用天然或合成高分子材料,將活性物固體、液體或氣體包覆形成微小粒子(粒徑從幾納米到幾百微米的核-殼結構的微小容器)的技術。微膠囊化的方法有相分離法、聚合反應法、物理及機械法等。相分離過程又叫凝聚過程,有單凝聚和復凝聚;聚合反應法分為界面聚合法、定位聚合法和懸浮交聯法;物理及機械法主要是通過微膠囊殼材料的物理變化,采用一定的機械加工手段進行微膠囊化,如溶劑蒸發或溶液萃取、噴霧干燥法等。微膠囊技術的本質就是在芯材表面包覆上一層高分子材料,或改變其物理性質,或使不相容物質隔離,或改變其表面性質增大與其他物質的相容性[26]。
鑒于有些阻燃劑由于表面性質與皮革存在差異,導致其與皮革蛋白的相容性差,結合不牢,不耐水洗。用合適的高分子材料對阻燃劑進行包覆,將大大改善其與皮革的相容性,增大與皮革蛋白的結合度,從而提高皮革制品的阻燃性。趙維等[27]采用種子乳液聚合法,使有機硅氧烷種子乳液與丙烯酸酯類單體進行聚合反應,然后利用有機硅改性丙烯酸樹脂對納米雙羥基復合金屬氧化物(LDH)在一定范圍內進行包覆,通過對條件的優化獲得粒度較小的穩定的有機硅改性丙烯酸乳液,制成的皮革涂飾劑具有優異的阻燃性、較高的強度和韌性。
8皮革阻燃技術的研究趨勢
當今國內外阻燃技術的發展趨勢對皮革阻燃劑的性能要求越來越高,皮革阻燃技術的發展主要在于皮革專用阻燃劑的研究開發和皮革加工工藝的優化。
(1)無鹵、低煙、低毒的環保型阻燃劑是皮革阻燃技術的發展方向。
(2)優化皮革加工工藝。在皮革生產中通過篩選出能提高材料阻燃性能的化學品來使皮革達到一定的阻燃性,而不必另行施加阻燃劑,該法的優點在于不增加皮革加工的成本,但由于篩選出提高皮革抗燃性的化學品,所制成的皮革手感、豐滿性、柔軟性、彈性部分或全部都會降低,因此如何解決提高抗燃性與保持皮革良好理化性能這一矛盾,則是解決皮革阻燃的難點。
(3)多功能皮革助劑的開發。開發既有阻燃性能又有復鞣、加脂、涂飾作用的多功能皮革助劑。這種皮革助劑既可保證皮革具有良好的理化指標,同時又可提高阻燃性能,屬于一舉兩得的方法。
彈性元件產品收入增長翻倍,未來業績有保證
高速鐵路建設方興未艾,景氣周期確立
當前股價:
今日投資個股安全診斷星級:
時代新材(600458)
公司08年半年報顯示,上半年實現營業收入5.34億元,較去年同期增長70%;營業利潤3407萬元,較去年同期增長186%;歸屬于母公司的凈利潤為3083萬元,較去年同期增長178.5%;公司在機車配套產品的市場地位得到進一步加強,市場份額達80%。基本每股收益為0.15元。
作為株洲電力機車研究所的改制企業,公司在研發上的水平非常突出,強大的研究實力保證了公司的產品線非常豐富,并且已經覆蓋了從鐵路初期基礎建設、中期的路軌建設和最
終車輛投資的整個過程。
彈性元件產品收入增長翻倍
收入增長的主要原因是公司擴大彈性元件的生產產能以后,以橋梁支座為代表的彈性元件產品銷售規模擴大所致,報告期內彈性元件的營業收入比去年同期增長113%,達到3.63億元,占營業總收入的68%。在彈性元件系列產品中,橋梁支座產品在海南東環線、南疆吐庫二線中成功中標8400萬元,橋梁支座的銷售收入得到了保證,對營業收入貢獻較大。
此外,涂料絕緣材料、復合材料和電磁線產品收入也都有不同幅度的增長,增幅分別為86.5%、44.3%和6.4%。
綜合毛利率略有上升,但主要產品毛利率下降
凈利潤大幅增長的一個原因是營業收入的同比增加,綜合毛利率略有提升。上半年綜合毛利率為26.33%,較去年同期上升的24.99%提升了1.34個百分點。我們認為公司綜合毛利率提升是由銷售非主要產品獲利所致,而公司的主要產品彈性元件、復合材料、涂料及絕緣材料的毛利率分別比去年同期下降2.83、5.40、0.42個百分點。
公司的最重要產品高分子減震彈性元件的營業成本上升幅度超過收入增幅,導致其毛利率下降了2.83個百分點。我們認為彈性元件的毛利率下降主要是由于原材料價格上漲因素造成。產品原材料主要是中厚板(約占原材料總成本的62%)和天然橡膠(約占原材料總成本的16%)。上半年普通中板價格由年初的5000元/噸提升到6500元/噸,漲幅高達30%;天然橡膠的價格由年初的23000元/噸上漲到6月末的28000元/噸,漲幅高達21.7%。原材料價格上漲無疑給公司的成本控制造成了壓力,雖然產品價格提升抵消了部分壓力,但主要產品毛利率仍然有所下降。
費用率下降較快
凈利潤大幅增長的另外一個原因是公司期間費用控制較好。去年同期三大費用合計為6100萬元,而今年上半年的三大費用合計為9000萬元,同比增幅為47.5%,遠低于營業收入增幅。如果考慮到因為貸款額和貸款利率的增長和外匯匯率變動所導致的財務費用增加等因素(財務費用較去年同期增長78%),公司營業費用和管理費用的控制卓有成效。
下半年收入和利潤有望保持高增長
高速鐵路除去對安全和環境的考慮,大部分需要建設在鐵路橋梁支座上,橋梁支座業務正是公司06年新開發的產品,公司相繼在07年和08年分別拿到武廣線和海南東環線以及南疆吐庫二線的橋梁支座訂單。隨著其它高速客運專線的建設,橋梁支座業務有望迎來高速增長期,并且高速增長可以保持到2010年。
下半年京滬高鐵橋梁支座將開始招標,公司的橋梁支座產品的國內市場占有率約為18-20%,所以有望在京滬高鐵標的中獲得較大的份額;軌道減震器產品也在深圳和上海地鐵中取得市場突破并有所出口;2萬平米風電葉片廠房已開始籌建,當前正在進行0.75MW和1.65MW級葉片的研制工作。這些因素都為08年經營目標的實現打下了基礎,收入和凈利潤仍有望保持高增長。
另外,今年7月以來,由于處于割膠期,天然橡膠的價格已經從高位上有所回落,這為公司進一步提高產品毛利率提供了較好的機會。
盈利預測和評級
關鍵詞:建筑節能;外圍保溫施工技術;質量問題
1建筑節能外圍保溫施工技術質量問題
1.1選材與施工技術方式不當
在實際保溫隔熱處理操作過程中,材料選擇以及工藝技術實施顯得尤為重要,將會對整個建筑節能效果產生影響。另外,從建筑外圍保溫隔熱施工角度來說,倘若工作人員應用不成熟的施工技術,監管工作不嚴格,因此,需要對進場的節能保溫材料進行仔細審核,檢查其合格證、檢查報告。并對進場的保溫材料進行抽檢復試,復試合格后方可用于施工。由于材料選擇中容易出現不合理情況,最終使得保溫隔熱材料應用性能無法發揮出最佳屬性,受此影響,建筑外圍保溫隔熱作用和相關標準要求也會相差甚遠。例如,在實際建筑節能保溫隔熱處理工作執行上,很多管理者會使用泡沫作為外墻保溫設計的主體,但該材料極易燃燒,容易引發新的問題。一般情況下,該類材料的防火等級要求在B1級以上。
1.2施工技術不完善
從實際建筑節能外包圍隔熱處理技術體系研究過程中可以看出,為了將更好的建筑效果呈現出來,我國頒布了很多與之相關的標準措施。由于該項工作在執行過程中具備很強的技術性,稍不注意,便會對工程效果產生嚴重影響。但從實際角度來說,很多施工技術規程在實際施工之中并沒有得到有效改善,與具體標準要求也存在一些差距,相關工作人員需要對其提高重視程度[1]。
1.3材料使用問題
隨著節能環保理念的持續應用,建筑節能外圍保溫技術也得到了相關工作人員的重視,但實際應用過程中依然存在很多沒有解決的問題,除了上述問題之外,材料應用問題同樣十分明顯。現階段,我國主要的建筑節能方式是在外墻上黏結保溫層,稍有不慎,便會引發火災。另外,站在施工人員角度來說,部分工作人員并不具備豐富的工作經驗,而且外墻保溫操作步驟極多,極容易出現問題。另外,很多施工隊伍在招聘時,主要以農民工為招聘對象,在上崗之前進行簡單的培訓操作,導致最終施工效果受到影響,質量問題也相繼增加。
2建筑節能外圍保溫施工技術的應用
2.1外墻保衛隔熱處理施工技術
在實際外墻保溫系統構建過程中,涉及的材料主要由各大供應商提供,決不能開展分開采購操作。另外,施工單位也應該嚴格按照驗收程序和規范,實現對外墻保溫材料的充分檢驗,此時,監理單位也要參與其中,對實際工作的開展進行監督。另外,站在實際建筑工程角度來說,工作人員應注重對新型保溫隔熱材料的充分應用,如玻璃棉、巖棉等,用以展示墻體節能效果,并根據材料密度等內容,實現對導熱系數的全面設計。與此同時,在具體墻體保溫砌塊砌筑時,相關工作人員需要保溫效果盡可能強化,但由于灰縫影響,其飽和度和密實度均會受到印象。因此,相關工作人員應提升對灰縫飽和度的要求,避免其飽滿度超過90%,豎直方向中的灰縫飽和度不能低于80%。整個外墻保溫材料的選擇,應事先全面粘貼操作,這也是整個保溫層鋪設的重點所在,一旦出現變化問題,應出示書面變更,嚴格執行相關操作程序。在具體保溫材料外保溫制作上,需要強化黏結層的黏結強度,決不能出現空鼓、開裂等問題,還要與相關設計要求相符[2]。
2.2屋面保溫隔熱處理施工技術
在實際建筑節能外圍保溫施工技術實施之中,屋面保溫隔熱處理顯得尤為重要,各個施工單位和施工人員需要對其進行重點把控,明確技術規范要求。該項施工技術基層質量情況,除了能夠對屋面工程質量產生影響之外,還與保溫隔熱效果直接相關。由于工程建設中影響保溫隔熱質量的因素有很多,如使用性能、材料厚度等,工作人員除了認真檢查之外,還要確保相關工作與相關要求相符。站在建筑工程角度來說,影響屋面架空隔熱效果的因素同樣很多,如通風口尺寸、架空層高度等。為了給屋面保溫隔熱施工創造一個良好環境,相關工作人員需要確保架空層的暢通性,而且架空層之中的材料質量也要保持在最佳狀態,并提前做好檢測操作,只有這樣才能對施工質量和進度提供充分保障。
2.3門窗保溫隔熱施工技術
在建筑工程施工過程中,門窗保溫隔熱環節開展具有重要意義,在進入到施工現場之后,相關工作人員還需要對門窗整體情況進行檢測。如果是在北方地區,門窗保溫性能要求更高,除了對氣密性進行維護之外,還要具備良好的傳熱系數,并做好系統性檢驗操作。如果是在南方地區,想要將保溫隔熱問題全部消除,保持其氣密性良好即可。另外,對于門窗玻璃形式、種類等研究工作的開展,同樣會對保溫隔熱效果產生影響。因此,想要將具體保溫隔熱目的展示出來,所選擇的玻璃品質和種類,應該與實際設計要求相符。在門窗材料研究上,近年來出現了很多技術性較強的節能材料,如塑木復合材料、鋁木復合型材料等。值得注意的是,想要將保溫隔熱效果呈現出來,扇的密封條性能與安裝顯得十分重要,從而對門窗嚴密性產生了極大影響,嚴重時還會出現滲水問題。因此,在實際密封條安裝操作時,需要將其完整性特征呈現出來,而且在具體裝置鑲嵌操作時,也要避免自身牢固性受到影響,決不能出現脫槽等問題[3]。
2.4絕熱材料的性能及應用
所謂絕熱材料,主要是最大限度地對熱流傳遞進行阻礙。因此,在實際絕熱材料選擇上,需要保證其熱阻較大,導熱系數較小。站在材料組成角度來說,有機高分子系數均會低于無機材料,液態物質也會低于固態物質。因此,在相關條件的約束下,相關工作人員應盡可能應用有機高分子材料,強化系統的保溫絕熱效果。站在材料結構角度來說,當材料表現密度得到降低之后,孔隙效率也會得到進一步增加,此時材料的熱導系數不會出現過高等情況。為了滿足上述要求,相關工作人員在保溫絕熱材料選擇上應提高重視程度,這也是建筑節能保溫施工技術效果展示的前提條件。其中,最為常見的材料有聚苯乙烯泡沫塑料板、玻璃棉氈聚苯顆粒保溫料漿等。上述材料的應用過程中,內部封閉孔作用均能得到展示,這也是在建筑外圍保溫隔熱處理中的必備條件。