1畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性

畢業(yè)設(shè)計(jì)是高職復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃的組成部分，是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一，是學(xué)生在校期間對(duì)所學(xué)復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用，是提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能、分析解決問(wèn)題以及對(duì)科技論文撰寫(xiě)能力的一次有效鍛煉，同時(shí)其也是畢業(yè)生們從學(xué)校走向社會(huì)，對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)課程知識(shí)、專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)和各種綜合能力接受全面檢驗(yàn)的一個(gè)重要階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量是衡量高職院校人才培養(yǎng)質(zhì)量以及教育教學(xué)水平的一個(gè)重要指標(biāo)，特別是在目前高職院校教學(xué)評(píng)估和巡視診斷工作中，畢業(yè)設(shè)計(jì)更是檢查評(píng)估的重點(diǎn)。

2高職復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1學(xué)校方面

①畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間短，與就業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間有沖突。高職復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)按人才培養(yǎng)方案將畢業(yè)設(shè)計(jì)安排在第五學(xué)期，共八周時(shí)間。但這段時(shí)間也正是畢業(yè)生找工作，簽訂就業(yè)協(xié)議的時(shí)間。很多學(xué)生一旦找到了合適的崗位后，便立即與用人單位簽訂合同，出去頂崗實(shí)習(xí)，例如12級(jí)專(zhuān)業(yè)就有20名左右學(xué)生與菲舍爾航空部件公司簽訂就業(yè)協(xié)議，提前進(jìn)廠頂崗實(shí)習(xí)。學(xué)生不在學(xué)校，這給畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)帶來(lái)了很多的阻礙，指導(dǎo)教師只能通過(guò)電話、短信、郵件等方式和學(xué)生進(jìn)行聯(lián)系，無(wú)法進(jìn)行面對(duì)面指導(dǎo)與交流，論文指導(dǎo)效果非常不好。有些學(xué)生離校后更換手機(jī)號(hào)碼，不主動(dòng)和指導(dǎo)教師聯(lián)系，造成教師根本無(wú)法聯(lián)系上指導(dǎo)學(xué)生，更不要談就論文進(jìn)行定期指導(dǎo)了。

②開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐條件不足。畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題大致為復(fù)合材料成型與膠接兩個(gè)方向，學(xué)校雖然有一定的復(fù)合材料的成型和膠接的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，但由于場(chǎng)地小，設(shè)備缺乏，無(wú)法滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，因此學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成大多是參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，只是理論上的分析，不僅學(xué)生完成困難，而且沒(méi)有具體的工藝實(shí)訓(xùn)過(guò)程操作，內(nèi)容空洞。

通過(guò)介紹FRP復(fù)合材料，因其輕質(zhì)高強(qiáng)、高彈模、耐腐蝕性能好及抗沖擊性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)，在橋梁、地鐵及一些工業(yè)廠房等混凝土結(jié)構(gòu)的加固與修復(fù)領(lǐng)域中，應(yīng)用潛力巨大。

土木工程學(xué)科的發(fā)展，在很大程度上依賴(lài)于性能優(yōu)異的新材料新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。在已有結(jié)構(gòu)的加固改造領(lǐng)域，不僅要求材料經(jīng)濟(jì)美觀、便于施工，且要求施工后的結(jié)構(gòu)承載力能夠明顯提高。而FPR復(fù)合材料以其優(yōu)異的力學(xué)性能和廣泛的適用性發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

FRP（fiberreinforcedplastics）復(fù)合材料主要有碳纖維（CFRP）、芳綸纖維（AFRP）及玻璃纖維（GFRP）等，其材料形式主要有片材、棒材和型材。FRP的共同優(yōu)點(diǎn)是：輕質(zhì)高強(qiáng)、高彈模、抗疲勞、耐腐蝕耐久性能好、熱膨脹系數(shù)低等。另外，F(xiàn)RP復(fù)合材料可以節(jié)省材料、自由裁剪、施工方便且速度快，雖然其前期投資較大，但維護(hù)成本低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。因此，F(xiàn)RP（片材）復(fù)合材料在土木結(jié)構(gòu)加固工程中應(yīng)用潛力巨大。

1、FRP復(fù)合材料的基本特性

隨著增強(qiáng)纖維材料的發(fā)展，碳纖維、芳綸纖維及玻璃纖維已經(jīng)成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)工程中加固補(bǔ)強(qiáng)的重要材料。一些典型的FRP（片材）復(fù)合材料的基本力學(xué)性能見(jiàn)下表。

FRP復(fù)合材料的性能各異，在拉伸強(qiáng)度及拉伸模量方面，玻璃纖維和芳綸纖維一般比碳纖維低1/3左右；在斷裂延伸率方面，芳綸纖維一般是碳纖維的2倍左右，玻璃纖維一般比碳纖維高70%左右；在韌性、抗沖擊性能方面，芳綸纖維和玻璃纖維要比碳纖維好得多；在抗堿腐蝕方面，芳綸纖維和玻璃纖維則不如碳纖維好。關(guān)于其它方面的性能差異，這里不再贅述。

全球復(fù)合材料發(fā)展概況

復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同物質(zhì)以不同方式組合而成的材料，它可以發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一材料的缺陷，擴(kuò)大材料的應(yīng)用范圍。由于復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高、加工成型方便、彈性?xún)?yōu)良、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好等特點(diǎn)，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、電子電氣、建筑、健身器材等領(lǐng)域，在近幾年更是得到了飛速發(fā)展。

隨著科技的發(fā)展，樹(shù)脂與玻璃纖維在技術(shù)上不斷進(jìn)步，生產(chǎn)廠家的制造能力普遍提高，使得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的價(jià)格成本已被許多行業(yè)接受，但玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度尚不足以和金屬匹敵。因此，碳纖維、硼纖維等增強(qiáng)復(fù)合材料相繼問(wèn)世，使高分子復(fù)合材料家族更加完備，已經(jīng)成為眾多產(chǎn)業(yè)的必備材料。目前全世界復(fù)合材料的年產(chǎn)量已達(dá)550多萬(wàn)噸，年產(chǎn)值達(dá)1300億美元以上，若將歐、美的軍事航空航天的高價(jià)值產(chǎn)品計(jì)入，其產(chǎn)值將更為驚人。從全球范圍看，世界復(fù)合材料的生產(chǎn)主要集中在歐美和東亞地區(qū)。近幾年歐美復(fù)合材料產(chǎn)需均持續(xù)增長(zhǎng)，而亞洲的日本則因經(jīng)濟(jì)不景氣，發(fā)展較為緩慢，但中國(guó)尤其是中國(guó)內(nèi)地的市場(chǎng)發(fā)展迅速。據(jù)世界主要復(fù)合材料生產(chǎn)商PPG公司統(tǒng)計(jì)，2000年歐洲的復(fù)合材料全球占有率約為32%，年產(chǎn)量約200萬(wàn)噸。與此同時(shí)，美國(guó)復(fù)合材料在20世紀(jì)90年代年均增長(zhǎng)率約為美國(guó)GDP增長(zhǎng)率的2倍，達(dá)到4%~6%。2000年，美國(guó)復(fù)合材料的年產(chǎn)量達(dá)170萬(wàn)噸左右。特別是汽車(chē)用復(fù)合材料的迅速增加使得美國(guó)汽車(chē)在全球市場(chǎng)上重新崛起。亞洲近幾年復(fù)合材料的發(fā)展情況與政治經(jīng)濟(jì)的整體變化密切相關(guān)，各國(guó)的占有率變化很大。總體而言，亞洲的復(fù)合材料仍將繼續(xù)增長(zhǎng)，2000年的總產(chǎn)量約為145萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2005年總產(chǎn)量將達(dá)180萬(wàn)噸。

從應(yīng)用上看，復(fù)合材料在美國(guó)和歐洲主要用于航空航天、汽車(chē)等行業(yè)。2000年美國(guó)汽車(chē)零件的復(fù)合材料用量達(dá)14.8萬(wàn)噸，歐洲汽車(chē)復(fù)合材料用量到2003年估計(jì)可達(dá)10.5萬(wàn)噸。而在日本，復(fù)合材料主要用于住宅建設(shè)，如衛(wèi)浴設(shè)備等，此類(lèi)產(chǎn)品在2000年的用量達(dá)7.5萬(wàn)噸，汽車(chē)等領(lǐng)域的用量?jī)H為2.4萬(wàn)噸。不過(guò)從全球范圍看，汽車(chē)工業(yè)是復(fù)合材料最大的用戶(hù)，今后發(fā)展?jié)摿θ允志薮?，目前還有許多新技術(shù)正在開(kāi)發(fā)中。例如，為降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，增加轎車(chē)的舒適性，正著力開(kāi)發(fā)兩層冷軋板間粘附熱塑性樹(shù)脂的減振鋼板；為滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)向高速、增壓、高負(fù)荷方向發(fā)展的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿、軸瓦已開(kāi)始應(yīng)用金屬基復(fù)合材料。為滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化要求，必將會(huì)有越來(lái)越多的新型復(fù)合材料將被應(yīng)用到汽車(chē)制造業(yè)中。與此同時(shí)，隨著近年來(lái)人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益重視，高分子復(fù)合材料取代木材方面的應(yīng)用也得到了進(jìn)一步推廣。例如，用植物纖維與廢塑料加工而成的復(fù)合材料，在北美已被大量用作托盤(pán)和包裝箱，用以替代木制產(chǎn)品；而可降解復(fù)合材料也成為國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究的重點(diǎn)。

另外，納米技術(shù)逐漸引起人們的關(guān)注，納米復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)也成為新的熱點(diǎn)。以納米改性塑料，可使塑料的聚集態(tài)及結(jié)晶形態(tài)發(fā)生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統(tǒng)材料剛性與韌性難以相容的矛盾的同時(shí)，大大提高了材料的綜合性能。

樹(shù)脂基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料

1現(xiàn)行生產(chǎn)工藝

現(xiàn)行生產(chǎn)工藝有幾大類(lèi)：

1）將制備好的氧化物陶瓷顆粒與自熔性金屬合金粉末混合后（按一定比例）用油壓機(jī)或等靜壓壓制成工藝所需的形狀，用高于自熔性金屬合金熔點(diǎn)的溫度下，進(jìn)行燒結(jié)；

2）將制備好的氧化物陶瓷顆粒與自熔性金屬合金粉末混合燒結(jié)，是利用自熔性金屬合金與氧元素結(jié)合能力的差異，將金屬?gòu)钠溲趸镏兄脫Q出來(lái)，形成氧化物陶瓷／鐵基耐磨復(fù)合材料；

3）將自熔性金屬合金熔液熔滲到陶瓷預(yù)制體多孔之中。上述方法只能生產(chǎn)小型復(fù)合材料塊，無(wú)法將復(fù)合材料復(fù)合到需要耐磨的部位，運(yùn)用到礦山機(jī)械、粉碎設(shè)備上難度很大。此工藝經(jīng)濟(jì)性稍差。

2研究方向

【摘要】鋅鍍層的使用壽命取決于鍍層的耐蝕能力，為達(dá)到提高其耐蝕能力目的，文章探討了納米CeO2/Zn金屬基復(fù)合材料在鋅鍍層中的應(yīng)用，并從其應(yīng)用的優(yōu)越性和可行性方面作了分析。

【關(guān)鍵詞】鋅鍍層；耐蝕；納米氧化鈰；金屬基復(fù)合材料

鋅鍍層用于防止鋼鐵制品的銹蝕，已有200多年的歷史，至今，它在鋼鐵材料防蝕涂層中仍占有重要的地位。鋅鍍層的使用壽命取決于鍍層的耐蝕能力，鍍層的耐蝕能力越強(qiáng)，則鍍層的使用壽命就越長(zhǎng)。隨著日益發(fā)展的科技與經(jīng)濟(jì)的需要，如何更好的改善鍍層的耐蝕能力對(duì)鍍層材料提出了更高的要求。

一、土元素在鍍鋅防腐蝕應(yīng)用研究中的進(jìn)展

隨著對(duì)稀土材料的開(kāi)發(fā)研究，人們逐漸認(rèn)識(shí)到其優(yōu)越性，并將其應(yīng)用在不同領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代，Hinton和Wilson首次研究了稀土對(duì)純鋅的緩蝕作用，發(fā)現(xiàn)1.0g/L的CeCL3可使純鋅的腐蝕速率降低到原來(lái)的1/10，使電鍍鋅的腐蝕速率降低到原來(lái)的1/2，腐蝕試驗(yàn)完畢后純鋅和電鍍鋅表面形成了一層黃色的膜。之后，Hinton進(jìn)一步研究了純鋅和電鍍鋅表面的稀土轉(zhuǎn)化膜的成分和結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)膜中主要組成物質(zhì)是CeO2和Zn，并且Ce是以四價(jià)形式存在于膜中的。昆明理工大學(xué)的郭忠誠(chéng)副教授在1996年第5期的《金屬學(xué)報(bào)》中發(fā)表過(guò)一篇《稀土對(duì)復(fù)合鍍工藝及鍍層性能的影響》，研究了稀土對(duì)Ni-SiC復(fù)合鍍工藝及鍍層性能的影響。結(jié)果表明，添加適量的稀土能顯著地提高復(fù)合鍍層中微粒的含量、硬度和耐磨性。

已有研究表明，加入稀土氧化物CeO2所產(chǎn)生作用如下：

全球復(fù)合材料發(fā)展概況

復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同物質(zhì)以不同方式組合而成的材料，它可以發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一材料的缺陷，擴(kuò)大材料的應(yīng)用范圍。由于復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高、加工成型方便、彈性?xún)?yōu)良、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好等特點(diǎn)，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、電子電氣、建筑、健身器材等領(lǐng)域，在近幾年更是得到了飛速發(fā)展。

隨著科技的發(fā)展，樹(shù)脂與玻璃纖維在技術(shù)上不斷進(jìn)步，生產(chǎn)廠家的制造能力普遍提高，使得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的價(jià)格成本已被許多行業(yè)接受，但玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度尚不足以和金屬匹敵。因此，碳纖維、硼纖維等增強(qiáng)復(fù)合材料相繼問(wèn)世，使高分子復(fù)合材料家族更加完備，已經(jīng)成為眾多產(chǎn)業(yè)的必備材料。目前全世界復(fù)合材料的年產(chǎn)量已達(dá)550多萬(wàn)噸，年產(chǎn)值達(dá)1300億美元以上，若將歐、美的軍事航空航天的高價(jià)值產(chǎn)品計(jì)入，其產(chǎn)值將更為驚人。從全球范圍看，世界復(fù)合材料的生產(chǎn)主要集中在歐美和東亞地區(qū)。近幾年歐美復(fù)合材料產(chǎn)需均持續(xù)增長(zhǎng)，而亞洲的日本則因經(jīng)濟(jì)不景氣，發(fā)展較為緩慢，但中國(guó)尤其是中國(guó)內(nèi)地的市場(chǎng)發(fā)展迅速。據(jù)世界主要復(fù)合材料生產(chǎn)商PPG公司統(tǒng)計(jì)，2000年歐洲的復(fù)合材料全球占有率約為32%，年產(chǎn)量約200萬(wàn)噸。與此同時(shí)，美國(guó)復(fù)合材料在20世紀(jì)90年代年均增長(zhǎng)率約為美國(guó)GDP增長(zhǎng)率的2倍，達(dá)到4%~6%。2000年，美國(guó)復(fù)合材料的年產(chǎn)量達(dá)170萬(wàn)噸左右。特別是汽車(chē)用復(fù)合材料的迅速增加使得美國(guó)汽車(chē)在全球市場(chǎng)上重新崛起。亞洲近幾年復(fù)合材料的發(fā)展情況與政治經(jīng)濟(jì)的整體變化密切相關(guān)，各國(guó)的占有率變化很大?？傮w而言，亞洲的復(fù)合材料仍將繼續(xù)增長(zhǎng)，2000年的總產(chǎn)量約為145萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2005年總產(chǎn)量將達(dá)180萬(wàn)噸。

從應(yīng)用上看，復(fù)合材料在美國(guó)和歐洲主要用于航空航天、汽車(chē)等行業(yè)。2000年美國(guó)汽車(chē)零件的復(fù)合材料用量達(dá)14.8萬(wàn)噸，歐洲汽車(chē)復(fù)合材料用量到2003年估計(jì)可達(dá)10.5萬(wàn)噸。而在日本，復(fù)合材料主要用于住宅建設(shè)，如衛(wèi)浴設(shè)備等，此類(lèi)產(chǎn)品在2000年的用量達(dá)7.5萬(wàn)噸，汽車(chē)等領(lǐng)域的用量?jī)H為2.4萬(wàn)噸。不過(guò)從全球范圍看，汽車(chē)工業(yè)是復(fù)合材料最大的用戶(hù)，今后發(fā)展?jié)摿θ允志薮?，目前還有許多新技術(shù)正在開(kāi)發(fā)中。例如，為降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，增加轎車(chē)的舒適性，正著力開(kāi)發(fā)兩層冷軋板間粘附熱塑性樹(shù)脂的減振鋼板；為滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)向高速、增壓、高負(fù)荷方向發(fā)展的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿、軸瓦已開(kāi)始應(yīng)用金屬基復(fù)合材料。為滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化要求，必將會(huì)有越來(lái)越多的新型復(fù)合材料將被應(yīng)用到汽車(chē)制造業(yè)中。與此同時(shí)，隨著近年來(lái)人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益重視，高分子復(fù)合材料取代木材方面的應(yīng)用也得到了進(jìn)一步推廣。例如，用植物纖維與廢塑料加工而成的復(fù)合材料，在北美已被大量用作托盤(pán)和包裝箱，用以替代木制產(chǎn)品；而可降解復(fù)合材料也成為國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究的重點(diǎn)。

另外，納米技術(shù)逐漸引起人們的關(guān)注，納米復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)也成為新的熱點(diǎn)。以納米改性塑料，可使塑料的聚集態(tài)及結(jié)晶形態(tài)發(fā)生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統(tǒng)材料剛性與韌性難以相容的矛盾的同時(shí)，大大提高了材料的綜合性能。

樹(shù)脂基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料

[論文關(guān)鍵詞]鋼纖維混凝土增強(qiáng)理論應(yīng)用

[論文摘要]鋼纖維混凝土是一種新型的復(fù)合建筑材料，其物理和力學(xué)性能優(yōu)于普通混凝土，通過(guò)介紹鋼纖維增強(qiáng)混凝土的基本理論，闡述鋼纖維混凝土在多個(gè)領(lǐng)域工程中的應(yīng)用。

鋼纖維混凝土（SteelFiberReinforcedConcrete,簡(jiǎn)寫(xiě)為SFRC）是在普通混凝土中摻入適量短鋼纖維而形成的可澆筑、可噴射成型的一種新型復(fù)合材料。它是近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種性能優(yōu)良且應(yīng)用廣泛的復(fù)合材料。其中所摻的鋼纖維是用鋼質(zhì)材料加工制成的短纖維，常用的有：切斷型鋼纖維、剪切型鋼纖維、銑削型鋼纖維、熔抽型鋼纖維等。鋼纖維在混凝土中主要是限制混凝土裂縫的擴(kuò)展，從而使其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度較普通混凝土有顯著提高，其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性有較大改善，使原本屬于脆性材料的混凝土變成具有一定塑性性能的復(fù)合材料。

一、鋼纖維增強(qiáng)混凝土的基本理論

（一）復(fù)合力學(xué)理論

復(fù)合力學(xué)理論是以連續(xù)纖維復(fù)合材料理論為基礎(chǔ)，結(jié)合鋼纖維在混凝土中的分布特點(diǎn)形成的。該理論是將復(fù)合材料視為以纖維為一相，基體為另一相的兩相復(fù)合材料。

一、引言

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確要求，“高校要牢固樹(shù)立主動(dòng)為社會(huì)服務(wù)的意識(shí)，全方位開(kāi)展服務(wù)。推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合來(lái)加快科技成果轉(zhuǎn)化，規(guī)范校辦產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極參與決策咨詢(xún)，主動(dòng)開(kāi)展前瞻性、對(duì)策性研究，充分發(fā)揮智囊團(tuán)、思想庫(kù)作用”。而復(fù)合材料是建立在三大傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)之上的新型材料，是新型材料發(fā)展的主流方向之一。復(fù)合材料具有比強(qiáng)度比模量高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗疲勞性能好、耐腐蝕性能優(yōu)越以及便于大面積整體成型等顯著優(yōu)點(diǎn)，顯示出比傳統(tǒng)鋼、鋁合金結(jié)構(gòu)材料更優(yōu)越的綜合性能。它目前廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。培養(yǎng)具有復(fù)合材料方面的高素質(zhì)人才是高校復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)的主要目標(biāo)之一?！稄?fù)合材料工藝及設(shè)備》是高分子材料和材料工程專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)重要課程，通過(guò)該課程可以使學(xué)生對(duì)復(fù)合材料工藝發(fā)展及趨勢(shì)有比較全面的了解和掌握。然而，隨著新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，復(fù)合材料成型工藝課程內(nèi)容也需要不斷發(fā)展和更新。當(dāng)務(wù)之急是通過(guò)課程建設(shè)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和改革，不斷創(chuàng)新和改革教學(xué)方法，讓學(xué)生學(xué)有所用并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，從而為本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)出優(yōu)秀的復(fù)合材料研究和生產(chǎn)技術(shù)人才。

二、課程的內(nèi)容及存在的問(wèn)題與不足

《復(fù)合材料工藝及設(shè)備》課程48學(xué)時(shí)，其中課堂教學(xué)40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)。該課程全面介紹了各種類(lèi)型的復(fù)合材料成型工藝與設(shè)備，包括聚合物基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料及其他類(lèi)型復(fù)合材料的成型工藝與設(shè)備。以聚合物復(fù)合材料的成型工藝與設(shè)備為主，使學(xué)生比較全面的了解和掌握復(fù)合材料成型工藝與設(shè)備，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，在實(shí)際教學(xué)中，還存在一些問(wèn)題與不足。由于缺乏高效的交流平臺(tái)和豐富的教學(xué)資源，教師難于組織高效的課堂教學(xué)和課后輔助教學(xué)，無(wú)法及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，課程教學(xué)資源需要加強(qiáng)；教學(xué)團(tuán)隊(duì)人員不夠穩(wěn)定，團(tuán)隊(duì)建設(shè)中還缺少具有高瞻遠(yuǎn)矚的建設(shè)性建議及規(guī)劃；理論與實(shí)踐的結(jié)合需加強(qiáng)，新知識(shí)、新技術(shù)與實(shí)際工程問(wèn)題不能及時(shí)引入課堂；教學(xué)大綱未能及時(shí)更新；教學(xué)手段和教學(xué)質(zhì)量需要進(jìn)一步強(qiáng)化；教與學(xué)的協(xié)同性和互動(dòng)性還存在單一性，大多作業(yè)模式是教師布置作業(yè)、學(xué)生寫(xiě)作業(yè)、教師改作業(yè)的環(huán)節(jié)，學(xué)生有應(yīng)付和厭煩情緒；考核方式比較單一，需要用更加科學(xué)的方式考核學(xué)生學(xué)習(xí)的效果和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)課程的興趣，提高學(xué)生思考和動(dòng)手能力。

三、教學(xué)建設(shè)與改革

（一）教學(xué)團(tuán)隊(duì)

1創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的必要性

相比基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置和開(kāi)展對(duì)學(xué)生各課程知識(shí)的掌握在廣度和深度上均提出了更高的要求，也使得學(xué)生能夠?qū)Ψ謱儆诓煌n程的知識(shí)點(diǎn)有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，通過(guò)相互對(duì)比和驗(yàn)證，有助于專(zhuān)業(yè)知識(shí)的全面掌握和理解。但鑒于實(shí)驗(yàn)開(kāi)展仍然遵循著學(xué)生預(yù)習(xí)、老師講授、動(dòng)手操作和課后交報(bào)告的傳統(tǒng)模式，雖然實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師針對(duì)實(shí)驗(yàn)可以設(shè)計(jì)不同的反應(yīng)歷程，讓不同組別的學(xué)生獲得迥異的結(jié)果，但實(shí)驗(yàn)結(jié)論的預(yù)測(cè)性很強(qiáng)，一些意外問(wèn)題的發(fā)生也會(huì)在指導(dǎo)教師的預(yù)料之中，并能夠很快給出解決方案，這對(duì)于提升學(xué)生在主觀能動(dòng)學(xué)習(xí)能力的效果很有限。另外，本校開(kāi)展的高分子實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容的編排上還存在著較為明顯的學(xué)科界限，還不能完全融合高分子化學(xué)、高分子物理和高分子成型加工原理等課程內(nèi)容，因此很有必要開(kāi)設(shè)具有創(chuàng)新型的研究型實(shí)驗(yàn)課程。

2實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)時(shí)機(jī)

鑒于此類(lèi)研究型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展往往需要比較集中的時(shí)間段，高分子材料教研室經(jīng)過(guò)多次商討，確定本實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)為90學(xué)時(shí)(30學(xué)時(shí)/周×3周)，將主要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容集中安排在大四上學(xué)期的最后3周內(nèi)完成。此時(shí)，一方面學(xué)生已經(jīng)完成了所有的理論課程的學(xué)生和各類(lèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，為本實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展提供了先決條件;其次，在此時(shí)間段有關(guān)校園招聘活動(dòng)也會(huì)告一段落，可以保證學(xué)生有充足的時(shí)間和精力完成實(shí)驗(yàn);最后，此次實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練也為下一學(xué)期的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的開(kāi)展提供一次很好的預(yù)演，能夠有效地消除學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的恐慌和迷茫心理。

3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)王新平等［5］的觀點(diǎn)，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)必須具有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性和探索性、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序的自主性和開(kāi)放性，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的可行性和可操縱性等基本要素。因而，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展必然會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員(包括指導(dǎo)教師和學(xué)生)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地等諸多方面提出了更高的要求。根據(jù)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)的三點(diǎn)原則［5］和本專(zhuān)業(yè)教研室老師的科研情況，教研室選擇了“導(dǎo)電性高分子材料的制備及其應(yīng)用”這一開(kāi)放性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)多方面的探討和論證，我們嘗試設(shè)計(jì)了一個(gè)以摻雜聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡膠中的應(yīng)用為主線的研究型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和所需基本學(xué)時(shí)安排如下:(1)學(xué)生分組，布置實(shí)驗(yàn)的側(cè)重方向(一組在聚丙烯中的應(yīng)用，一組在天然橡膠中的應(yīng)用)，安排相關(guān)文獻(xiàn)的查詢(xún)和閱讀，著重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡膠的性能和加工特性，溫習(xí)有關(guān)設(shè)備的操作和安全注意事項(xiàng)(30學(xué)時(shí))。(2)根據(jù)分組，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行聚苯胺的合成，分別采用化學(xué)氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列經(jīng)過(guò)質(zhì)子酸或無(wú)機(jī)酸摻雜改性的聚苯胺，經(jīng)純化干燥后備用(30學(xué)時(shí))。(3)用高阻計(jì)測(cè)試聚苯胺的電導(dǎo)率，X射線衍射儀分析產(chǎn)物的物相結(jié)構(gòu)，紅外光譜儀觀察產(chǎn)物的特征官能團(tuán)，并在掃描電鏡下觀察產(chǎn)物的形貌，并比較不同組別間所得聚苯胺產(chǎn)物在性能和外觀上的異同(15學(xué)時(shí))。(4)各組同學(xué)在制得合格的聚苯胺后，按照預(yù)先選定的應(yīng)用方向，分別添加到聚丙烯或天然橡膠中制成復(fù)合材料，前者在雙螺桿擠出機(jī)中完成，而后者在雙輥開(kāi)煉機(jī)和平板硫化機(jī)中進(jìn)行。(30學(xué)時(shí))(5)將所得復(fù)合材料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化制樣后，分別用萬(wàn)能電子試驗(yàn)機(jī)、擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)和高阻計(jì)測(cè)試復(fù)合材料的拉伸性能、沖擊韌性和電導(dǎo)率隨聚苯胺添加量的變化規(guī)律并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果;用掃描電鏡觀察復(fù)合材料斷面形貌，分析破壞機(jī)制，探討材料的強(qiáng)度和韌性變化的機(jī)理(15學(xué)時(shí))。(6)學(xué)生整理數(shù)據(jù)，并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告要求參照本科畢業(yè)論文的模板和格式，須包括引言、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果與討論、結(jié)論和參考文獻(xiàn)等主要部分(30學(xué)時(shí))。其中(1)和(6)要求學(xué)生利用課余時(shí)間分別在實(shí)驗(yàn)周的前后一周內(nèi)完成，不占用實(shí)驗(yàn)周的學(xué)時(shí)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，如因出現(xiàn)不可抗力或意外情況導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)進(jìn)展不順利，可通過(guò)與實(shí)驗(yàn)室管理人員協(xié)調(diào)，利用周六和周日的時(shí)間進(jìn)行彌補(bǔ)，以保證學(xué)生有充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。通過(guò)這樣一個(gè)研究型實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和內(nèi)容編排，不但使學(xué)生能夠?qū)⒂袡C(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料現(xiàn)代測(cè)試與分析技術(shù)等課程中散落的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，還同時(shí)大大增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)高分子材料從合成、表征到應(yīng)用的整體認(rèn)識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)不可預(yù)料的事件時(shí)，合理引導(dǎo)學(xué)生利用理論知識(shí)去分析問(wèn)題，并通過(guò)查找資料尋求解決問(wèn)題的方法，有力地推動(dòng)了學(xué)生在理論知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用方面的融會(huì)貫通，極大地提升了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

摘要:本文介紹了梯度功能材料(functionallygradedmaterials簡(jiǎn)寫(xiě)為FGM)的基本概念、分類(lèi)、性質(zhì)和制備方法的基本原理,綜述了國(guó)內(nèi)外FGM的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了FGM在應(yīng)用方面尚需解決的一些問(wèn)題，并展望了梯度功能材料的發(fā)展前景與方向。

關(guān)鍵詞:梯度功能材料,復(fù)合材料,研究進(jìn)展

Abstract:Thispaperintroducestheconcept，types，capability，preparationmethodsoffunctionallygradedmaterials.Baseduponanalysisofthepresentapplicationsituationsandprospectofthiskindofmaterialssomeproblemsexistedarepresented.ThecurrentstatusoftheresearchofFGMarediscussedandananticipationofitsfuturedevelopmentisalsopresent.

Keywords:FGM；composite；theAdvance

0引言

信息、能源、材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的三大支柱?，F(xiàn)代高科技的競(jìng)爭(zhēng)在很大程度上依賴(lài)于材料科學(xué)的發(fā)展。對(duì)材料,特別是對(duì)高性能材料的認(rèn)識(shí)水平、掌握和應(yīng)用能力,直接體現(xiàn)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力,也是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和社會(huì)文明進(jìn)步速度的標(biāo)志。因此,新材料的開(kāi)發(fā)與研究是材料科學(xué)發(fā)展的先導(dǎo),是21世紀(jì)高科技領(lǐng)域的基石。