化学材料与机械发展

化学材料与机械发展（精选8篇）

篇1：化学材料与机械发展

化学材料与机械发展

摘要：机械的发展与制造的原材料有着密切的关系，每一次在材料方面的巨大进展都可能促进机械行业的发展，而原材料的发展则依托化学与冶金的发展。

关键字：化学材料 机械

发展

化学与我们的生活息息相关，人类的生活离不开衣、食、住、行,就拿我们每天的饮食来说,人体需要的营养素有六大类:碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、水和无机盐,我们通过日常的饮食来获取这些营养素,而这些都与化学有关。衣、食、住、行离不开物质，在这些物质中，有的是天然存在的，比如我们喝的水、呼吸的空气；有的是由天然物质改造而成的，如我们吃的酱油、喝的酒，是由粮食加工和经过化学处理得到的。更多的物质不是天然生成的，而是用化学方法由人工合成的，如化肥、农药、塑料、合成橡胶、合成纤维等。它们形形色色、无所不在，使人类社会的物质生活更加丰富多彩。

而机械同样在我们的生活中占据重要的地位。那么什么是机械？机械是指机器与机构的总称。机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置，像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以被称为机械，他们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，泛称为机械。有此可知，我们生活中的很多东西其实就是简单的机械，比如筷子就是简单的杠杆，楼梯可以看做斜面，这些简单机械为我们的生活提供了许多的便利。而那些复杂机械则使

低。含锡10％的青铜，硬度为红铜的4.7倍，性能良好。青铜出现后，对提高社会生产力起了划时代的作用。到这个时期世界各地文明都出现了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨；用来灌溉的桔槔和辘轳，装轮子的车；用来航行的船和舵。动力也由人力发展到畜力，水力和风力。机械工具也由天然的木，石，土发展到人造材料陶瓷和青铜材料。青铜器的出现标志着一种新的机械技术和制造工艺的诞生。青铜冶铸工艺在这一阶段经历了由低级到高级逐渐成熟的过程。从使用单面范和双面范制作小件器物，发展到用多块范、芯组成的复合范制作大型器件。商中期已广泛使用分铸法等先进工艺。这一阶段后期，陶范熔铸技术得到了进一步的发展。在材料方面由以石质材料为主发展为以木、铜质材料为主。在结构方面由简单工具发展为复合工具和较为复杂的机械。在原理方面从杠杆、尖劈等原理的利用发展为对惯性、摩擦、弹性和重力等原理的利用。在制造工艺方面经历了由石器制造工艺向铜器和其他机械工艺的转变。这些情况说明在这一时期中国传统机械技术已经形成并有了一定的发展。这时已经具有动力，传动和工作三个部分的完整机械。而这些都源于青铜冶炼技术的出现。

在青铜时代如火如荼的进行时，人类历史的车轮也不声不响地进入新的时代——铁器时代。在古埃及第二十王朝时，出现了虹吸管，水钟，鼓风箱和活塞式唧筒等流体机械。大约与此同时或稍晚一些中国也出现了吹旺炉火的鼓风器，有足够强大的鼓风器才能使炉达到足够的温度来从矿石中得到金属元素，原材料开始从单一的铜变得丰富起来，人类的冶金技术也得到长足发展，同时在中国河北易县的遗址

料，它与军事应用密切相关。与此同时，航空航天材料的进步又对现代工业产生了深远的影响。推动航空航天领域新材料新工艺的发展，能够引领和带动相关技术进步和产业发展，衍生出更为广泛的、军民两用的新材料和新工艺。用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，有的则受到重量和容纳空间的限制，需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能，有的需要在大气层中或外层空间长期运行，不可能停机检查或更换零件，因而要有极高的可靠性和质量保证。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。而正是这些特殊材料的发展，推动了航空航天技术的发展，推动了航空航天相关机械的发展。

化学材料发展，化学技术发展有力地推动了工具或者说是机械产业和机械产品的发展，每一次在化学材料方面的重大突破，都会影响到机械产业。所以我们机械专业应该重视化学材料方面的重要动态，了解新型材料的发展情况，才能掌握更多的知识储备，站在更高的角度看世界。

-参考文献：

【1】 C_航空航天先进材料与工艺技术

【2】 《中国机械发展史》作者：郭可谦 陆敬严

篇2：化学材料与机械发展

孙登明

各位老师，同志们： 大家好！

一年来，在校党委、校行政的正确领导下，经过大家的共同努力，我院在人才队伍建设、学科建设和专业建设、教学科研水平等方面都取得了较好的成绩。现在，我代表学院行政领导班子作学院发展述职报告。请予评议。

一、坚持以党建促发展，保持廉洁

学院行政在学院党委带领下，认真学习习近平新时代中国特色社会主义理论和十九大精神，增强广大师生员工的政治敏锐性和核心意识，加大党支部在学院发展中的先锋队作用，以党建促发展，提升师生员工的“精、气、神”，增强了教职工的主人翁意识和凝聚力，教职员工结合自己的教学、科研和管理工作去学习领会习近平新时代中国特色社会主义理论，认真做好本职工作，学院发展又上了一个新台阶。严格执行八项规定，完善党风廉政建设，增强反腐倡廉的自觉性，学院建立和完善了监督约束机制，严格按国家政策、学校制度办事，让广大师生员工放心，让组织放心，保持了良好的思想作风、工作作风、领导作风和生活作风，本领导班子成员和学院师生未发生一起违纪违规现象。

二、学科、专业建设

学院的发展专业是基础，学科是龙头，学院以博士立项建设为第一要务，不断加大学科建设、专业建设、硕士生培养和博士点建设的力度，强

—1— 化教师的科研意识，针对学院学科建设中存在的问题，及时召开了学科带头人、教授和博士专项研讨会，为学院发展献计献策，学院提供相应的政策导向，强化团队建设，人才培养和标志性成果的奖励，形成了良好的学科建设和科研氛围，2017年也取得了一些高质量的成果：化学学科获批国内一流学科 B 类奖补项目，获批“合成化学及应用安徽省重点实验室”，化学学科首次进入 ESI 全球前 1%，论文总被引频次位居中国内地高校第 23 位。在第四轮学科评估中化学学科获C，是全校进入前70%的三个学科中最高等次（其它2个学科为C-），发表论文97篇，其中SCI学术论文86篇（一区论文23篇，二区论文25篇），发明专利5项。学校自然指数排名位居中国高校第92位，11篇论文中化学与材料科学学院贡献了9篇 为学校进入2017自然指数中国大学百强榜作出了贡献。学院不断加大学术交流和产学研合作，承办了全国有机合成学术会议，邀请了中科院院士上海有机所唐勇教授、丁奎岭教授、科大谢毅教授、四川大学冯小明教授，福州大学王绪绪来我院讲学，并指导学科建设和研究生培养工作。2017年，学院教师获国家自然科学基金5项、省杰出青年基金项目1项、省自然科学基金项目6项、厅各类项目资助11项。2017届20位研究生顺利毕业，6人考取博士研究生，考博率为30%，在校期间发表论文51篇，人均2.5篇。招收2017级研究生30人。

三、师资队伍建设

师资队伍是学院发展的灵魂，学院采用引进和培养相结合实际的模式引进和培养了一批高素质的师资队伍，2017年引进博士4人，1名硕士充实到辅导员队伍，1名本科生充实到教学管理队伍。晋升教授4人，其中

—2— 破格晋升教授1人，晋升副教授1人。

四、教学工作

人才培养方案是人才培养的核心，学院对2017年人才培养方案修订进行了充分调研，注重发挥教师、学生、专家和管理人员的作用，研究生培养方案以学科带头人为主导，充分发挥专家和导师的作用，完成了新的本科生和研究生培养方案。为提高教师教学能力，各系利用平时的学生测评、专家评价、同行评价和院系检查反馈的信息，组织各教学组总结教学经验。对青年教师，组织了双导师培养机制，加大课程组的作用，通过集体备课、讨论教学过程中的问题等形式，提升教师教学能力，取得了一定的成效。2017届毕业生考取研究生128人，考研率为27.53%，一次性就业率89.34%。

五、实验室建设和实践教学

在招生人数增加，而实验室严重缺乏的条件下，学院通过各种途径保证实验教学质量，许多教师牺牲休息时间，开设实验和实践教学。申请省厅及学校各类经费用于实验条件改善，将一流学科奖补资金和其它专项资金用于添置了教学、科研设备，对逸夫实验楼进行了改造，保证了实践教学环节的实施。与安庆高新技术产业开发区管委会、安庆华高置业有限公司签订了政、校、企三方合作协议，为学生实习和就业提供渠道。

六、其他行政工作

配合淮北市、学校组织好元旦、春节等节假日的安全、消防检查工作，尤其是实验室的安全检查工作，并及时按要求落实整改。积极支持院工会工作，调整选举了新的工会班子，协助工会组织教职工参加学校运动会和学校开展的各项活动，提高了教职工的团队精神和身体素质。

—3— 老师们，2017年我院各项工作取得的成绩，是上级领导和全体教职员工共同奋斗、开拓进取的结果。我代表学院行政班子向全体教职员工，表示衷心的感谢和崇高的敬意！

在取得成绩的同时，我们也清醒地认识到学院发展还存在着一些问题和不足，高层次人才引进和省级以上获奖仍是空白，国家级项目、高质量的成果虽然每年增加，但标志性成果数量少，学科带头人明显不足，学科发展不均衡，团队建设不完善，影响了博士立项建设；部分老教授科研劲头明显下降，部分博士安于现状，学院整体科研经费偏少，横向课题明显不足，影响了学院的发展，材化专业、化工专业实验室和实验仪器设备明显不足，影响了学生培养质量等，部分教职工奉献精神不够，工作不深入，浮于表面。所以我们面临的任务还很艰巨，为了完成博士立项建设单位的目标，在学科建设、师资队伍建设、专业建设、科研水平、教学能力等方面，还需要不断的探索与进取，我相信，在校党委和行政的正确领导下，在全体教职工的共同努力下，一定会再创佳绩。

感谢大家对我和我们班子的信任和支持，感谢学院领导班子及教职工对我的支持和帮助！由于我的水平和经历有限，在过去的工作中，我有很多做得不到位的地方，影响了大家的工作和心情，影响了学院的发展，希望大家谅解，也希望大家在今后的工作中及时指出我的不足和错误，尽量避免或减少对大家和学院工作的影响，我将尽我全力和学院班子成员共同合作，与大家一道，同心协力，为学院的发展作出贡献。

谢谢大家！

2018.3.16

篇3：化学材料与机械发展

散射系数和松厚度较高是化学机械浆应用过程中的主要特点, 正因为如此, 其被作为重要的配浆应用于很多纸种中。一般情况下, 多层纸板的中间层中使用的化学机械浆具有较高的游离度, 同硫酸盐浆相比, 其拥有较低的成本, 同时可以促使挺度和松厚度在纸张中得以提升。而如果化学机械浆拥有较低的游离度, 那么用其制成的纸张多数被应用于文化用纸当中。在这种情况下, 化学机械浆的科学使用, 不仅有助于提升纸张的柔软度和匀度, 更有助于提升纸页强度。

1 化学机械浆的生产工艺概述

现阶段, 我国拥有较多的化学机械浆生产企业, 其中能达到10万t以上的企业多数是在经营过程中, 引进了各种国外生产工艺。目前, BCTMP作为世界上先进的化学机械浆生产工艺被广泛应用于我国各大企业中。

木片仓是木片需要经历的第一个环节, 在其内部注入蒸汽, 二次蒸汽是在高浓磨的基础上产生的, 需要被应用于生产中, 确保目标可以进行20min的停留, 这一过程中, 最低温度必须达到80摄氏度, 最高则为85摄氏度[1]。在温度不断升高的过程中, 木片中的空气将因膨胀而被释放出来, 因此当水洗系统作用于木片当中时, 目标将更加有效的吸收更多的水分。

在洗涤木片以后, 预浸工作以单段或双段为主, 木片经过预浸, 可以运送到反应仓中, 停留时间为45min, 而在实现定量出料的过程中, 主要的途径是反应仓底的出料螺旋, 接下来要想进入到高浓磨浆机当中, 需要通过料塞螺旋这一媒介, 双盘磨存在于高浓磨浆机中, 最低磨浆浓度是30%, 最高磨浆浓度是35%, 在高浓磨浆操作以后, 需要将带压喷放措施应用于浆料中, 在旋风分离器的有效运行下, 浆料到达漂白塔之前首先需要经过冷却螺旋, 漂白反应是针对90摄氏度和25%~30%浆浓而展开的, 浆料在被漂白以后, 需要展开低浓磨, 消潜池需要对磨后的浆料储存30min左右的时间, 确保其始终拥有3.5%的浓度, 当浆料经过消潜以后, 在进入到浆塔进行储存前, 首先需要经过筛选系统和浓缩系统[2]。

2 BCTMP在我国的应用与发展

(1) BCTMP概述。TMP是BCTMP产生的基础, 最初在对其进行应用的过程中, 是希望通过有效应用各种化学预处理措施, 促进能耗的减低, 但是, 在实践中发现, 该方法的应用, 还会导致纸浆质量发生改变[3]。在促使木片得以软化的过程中, 可以对磺化和压力汽蒸进行充分的应用, 二者在使用的过程中, 都可以促使内连氢键在木素中有效减少, 值得注意的是, 在对汽蒸法进行应用的过程中, 只能够暂时的软化木片, 当其冷却以后, 同样还会发生硬化的现象。要想实现木片的永久软化则需要对化学预处理方法进行应用。

(2) 预浸系统的改变。二十一世纪初, 在洗涤并对木片进行脱水以后, 才可以对BCTMP生产工艺进行应用, 此时在进行预处理的过程中, 所使用的化学品较少, 而碱液和亚硫酸盐是主要的化学品类型, 在进入预热器以前需要经过预浸器, 而在进入到高浓磨阶段的过程中, 首先需要经过喂料螺旋, 化学品在这一过程中, 不会进行较长时间的停留, 因此反应时间在预浸的过程中也不够充足, 从而导致木片软化效果不明显, 促使纤维束含量在磨浆中提升, 此时化学品的功能没有充分发挥出来, 在这种情况下, 相关企业在经营过程中, 将反应仓增设于预浸之后, 确保木片在展开磨浆前, 化学预处理过程中的时间延长, 最终有效实现了能耗降低的目标[4]。

(3) 漂白位置的改变。根据原有设计, 消潜池需要保存喷放高浓磨后的浆料, 并洗涤的过程中, 需要挤浆机、多盘和筛选系统等进行充分的应用, 浆料洗涤后要想进行漂白, 必须将大量的化学品融入到混合器中。可以灵活的布置漂白段, 多段漂和单段漂都可以被引用于这一环节中, 这需要根据白度要求来进行确定。由于在对化学品加入前已经进行了有效的洗涤, 已经有效洗去了浆料内部的杂质, 因此可以一定程度上减少化学品的用量;并且, 在磨解木片成浆以后才加入化学品, 此时更大的接触面积将产生于浆料同化学品之间, 从而提升了漂率。此时如果对多段漂进行应用, 前一段中将产生回流的漂液, 因此, 更有效提升了化学品的功能[5]。在该流程中, BCTMP浆料经过制备, 会产生较大范围的白度, 从而将BCTMP流程的优势图新出来;但是在对BCTMP进行应用的过程中, 其也呈现出一定的缺陷, 即拥有较长的流程线路, 需要进行较大的设备投入。因此, 在现有的流程设计中, 需要提前漂白段, 促使其在高浓磨浆后实施。并将漂白塔增设于高浓磨后, 从而提前展开漂白反应, 这一设计有效促使流程得以缩短, 洗涤与漂白环节在磨浆之后共同开展, 促使设备投资得以降低, 节约了成本。

3 结束语

综上所述, 在对BCTMP的使用进行分析的过程中可以发现, 科学的比较电能消耗以及化学品消耗是选择化学机械浆流程的关键因素。根据终端产品生产和加工过程中的需求, 才可以确定磨浆的参数, 抄造是建立在多层纸板类的基础之上的, 那么在选择工艺的过程中, 必须确保其有力度以及得率较高, 而低有力度的工艺应被引用于薄页纸当中。从未来发展状况来看, 我国在对化学机械浆继续拧应用的过程中, 更加倾向于综合应用低浓磨浆和高浓磨浆的工艺。

摘要：对我国化学机械浆的生产工艺进行了简要概述, 并对BCTMP的应用与发展展开了探讨, 希望对我国相关领域的发展起到促进作用。

关键词：化学机械浆,应用,发展

参考文献

[1]雷利荣, 马黎明, 李友明等.复合电解电化学法处理桉木化学机械浆制浆废液及其机理分析[J].应用基础与工程科学学报, 2015, 20 (03) :377-385.

[2]彭仕尧, 徐建民, 李光友等.应用模糊数学方法综合评价改良杂交尾细桉制漂白化学机械浆的适应性[J].林产化学与工业, 2014 (03) :109-115.

[3]李杰, 王海毅, 童树华等.化学机械浆的特性及其在不同纸张生产中的应用[J].湖南造纸, 2013 (03) :6-9.

[4]耿秀娟, 夏新兴.漂白高得率化学机械浆的性能及其应用[J].湖南造纸, 2015 (01) :12-15.

篇4：第49课时 化学与材料的发展

A. 炼铁 一氧化氮、二氧化氮

B. 炼钢 一氧化碳、棕色烟尘

C. 氨氧化法制硝酸 二氧化硫、三氧化硫

D. 接触法制硫酸 一氧化碳、黑色烟尘

2. 硅酸盐工业的一般特点是（ ）

①以含硅物质作为原料 ②主要产物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④反应原理是复杂的物理变化和化学变化

A. ①③ B. ②③ C. ①②③④ D. ③④

3. 下列关于金属保护的说法，正确的是（ ）

A. 在铁制品表面涂上搪瓷可以防腐，若搪瓷层破损后仍能起防止生锈的作用

B. 镀锌铁制品表面的锌层破损后仍能起到防止铁生锈的作用

C. 钢铁制造的暖气管外常涂有一层沥青，这是一种改变金属内部结构的方法

D. 轮船外壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法

4. 最近研制的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为[H—O—CH—C—OH][CH3] [n] [O]，具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解，下列说法中正确的是（ ）

A. 可降解塑料3HB，在自然界中通过水解反应降解为该聚合物的单体

B. 该聚合物的单体中含有的官能团仅有醛基

C. 1 mol该单体分别与钠、碳酸氢钠溶液完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1∶2

D. 由单体生成降解塑料3HB的反应为加聚反应

[铁矿（Fe2O3）][高温尾气

（CO2+H2O）][CH4][合成气（CO+H2）][合成其

他产品][Fe][还原

反应室][燃烧室][混合气（CH4+O2，其体积比为1∶2）][催化

反应室] 5. 竖炉冶铁工艺流程如图，使天然气产生部分氧化，并在特殊的燃烧器中使天然气燃烧：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g），催化反应室发生的反应为：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） [Δ]H1=+216 kJ·mol-1；CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g） [Δ]H2=+260 kJ·mol-1（不考虑其他平衡），下列说法正确的是（ ）

A. 增大催化反应室的压强，甲烷的转化率增大

B. 催化室需维持在550～750℃，目的仅是提高CH4转化的速率

C. 设置燃烧室的主要目的是产生CO2和水蒸气作原料气与甲烷反应

D. 若催化反应室中，达到平衡时，容器中n（CH4）=a mol，n（CO）=b mol，n（H2）=c mol，则通入催化反应室的CH4的物质的量为[a+b+c4]

6. 下列说法中正确的是（ ）

A. 天然纤维就是纤维素

B. 合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品

C. 化学纤维的原料不能是天然纤维

D. 生产合成纤维的过程中发生的是物理变化

7. 下图表示某些化工生产的流程（有的反应条件和产物已略去）。

请回答下列问题：

（1）写出下列物质的名称：E ，H ，K ；

（2）流程中所涉及的化学工业 （写出两个即可）；

（3）反应I需在500℃进行，主要原因是 ，实际工业生产中，反应Ⅱ的条件是 ；

（4）工业上，析出K后，再向母液中继续通入E，并加入细小食盐颗料，其目的是 ；

8. 氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu2+、Fe3+）中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

[调节pH、温度

过滤][酸浸（pH≈4）

蒸发、过滤][电镀废液][电镀污泥][滤液][铁粉][高浓度硫

酸铜溶液][氯化钠][滤液][CuCl晶体] [碱

过滤]

金属离子含量与pH、CuCl产率与混合液的pH的关系图：

[1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0][95

90

85

80

75][pH][1 2 3 4 5 6 7 8 9][10][CuCl][Cu2+][Fe3+][产率%][的浓度][（g·L-1）][Cu2+的浓度][Fe3+的浓度][CuCl产率]

请回答下列问题：

（1）电镀污泥的主要成分是 （写化学式）；

（2）酸浸时发生反应的离子方程式是 ；

（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在 左右；

（4）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为： 。

篇5：探讨化学材料的发展与展望的论文

化学材料是人们制造工具的物质来源，也是人类生产和生活的基础。材料科学技术就是研发各种材料的种类和性能，然后将其运用到人类生产和生活中，推动生产力的提高和人们生活水平的提高，人类历史也可称之为材料发展史。

1 化学材料的发展历史

材料是人们生产和生活的基础条件，历史学家经常把材料作为划分时代的依据。在人类出现的最早时期，生产水平极为低下，人们都是寻找天然石块磨制成石器聊以生存，被后人称为“石器时代”。后来因为开始使用金属铜和铁，人们相继进入“铜器时代”和“铁器时代”。资本主义革命结束后，机器开始被大规模地使用，人类进入“钢铁时代”。1920 年以后，化学合成工业得到发展，大批的高分子化合物被合成，很快就遍布人类生活的每个角落，于是又进入了“高分子时代”。现在很多新兴技术都需要用到性能特殊的材料，科学家就将古代的陶瓷进行变革，研制出精密陶瓷材料，我们即将面临“新陶瓷时代”。从人类诞生到1920 年之前，人们都是在观察中对材料产生认识，创造和使用的都是比较单一的材料。近些年来，因为物理学和化学的发展，再加上计算机和电子技术的进步，人们对材料的.认识从宏观阶段过渡到微观阶段，从晶粒、分子和原子的角度去分析材料的结构与性能，尤其是超高温、超低温、强磁场和高真空等条件，让人们能够从本质上认识材料的物理和化学性能。

材料科学是一门综合性学科，一方面需要利用多种学科理论和成果去解决科学研究问题，另一方面它研究的问题本身就自带综合性，是从各种材料制造和应用中提取的。材料科学与多种学科都存在一定的联系，是多种学科和技术互相结合形成的产物。它涉及到物理、化学和力学等学科知识，而材料科学的发展，又可以带动这些学科的进步，为其提供研究课题和资料。总结起来就是一句话：材料科学与多种学科互相联系、共同发展。

2 化学材料的未来展望

世界将要面临一场新的技术革命，而新兴技术的核心物质就是新材料。新技术要想发展就需要新材料，从而促进了新材料的不断发展，而新材料的发展又促进了新技术的革新。此外，军事工业的国际竞争形势激烈，这也是促进新材料发展的一大因素。现代战争就是科学技术之间的较量，也就是新材料的主战场。在经济实力和战斗力相近的情况下，谁的新材料和新技术更具优势就可以胜出。现代技术的发展为新材料的发展奠定了基础，材料发展历经简单到复杂、宏观到微观和经验为主到知识为主三种过程。近几十年来，材料结构和功能又得到深度开发，利用新技术可以弥补材料中的缺陷和不足，进一步完善了制备工艺和手段。新技术的革命引发了新产业革命，这也意味着新材料给新技术出了一个更大的难题，红外技术、激光技术、电子技术和能源开发等新型技术对材料也提出了更高的要求，为了成功解决这些难题，材料科学正在逐步向多质合成、超级工艺和分子设计等方向发展。

分子设计主要是为了满足生产和生活的需要，综合运用了物理、化学、数学和生物等理论知识，再加上激光、计算机和电子等技术，辅以先进测试仪，用来研究材料的性能，或者利用原子理论预测材料在未来可能具备的性能，并根据需求设计新的分子和才俩。如果这项技术能够得到完善，就可以颠覆材料的研制方法，让材料科学进入一个全新的时代。而复合材料是材料发展的重点内容，主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和树脂基高强度材料。表面涂层则是另一种复合材料，其适用范围广，且经济实用，拥有广阔的发展前景。多质复合材料是采用有机和无机法合成的，能够制造出耐热、耐腐蚀和使用寿命长的材料，已经取代了钢铁等金属，一跃成为新型结构材料。这些材料的不同质类主要体现在结构上，打破了单一材料的局限，通过扬长避短提升了性能。信息功能材料主要是增加材料品种、提升性能，主要包括半导体、红外、液晶和磁性材料等，这是信息产业发展的基础。生物材料拥有更广阔的应用领域，其一是生物医学材料，可用于修复人体器官、组织或血液;其二是生物模拟材料，譬如反渗透膜。低维材料具备体材料没有的性质，例如零维的纳米金属颗粒是电的绝缘体，采用纳米制成的陶瓷具有较强的韧性和塑性，一维材料有有机纤维和光导纤维，二维材料有金刚石薄膜和超导薄膜，这些材料的应用前景一片光明。

材料科学的另一个发展方向是利用新科技改变材料的使用方法和制造手段，对传统材料进行加工重新利用，让新型材料拥有特殊的功能，以达到生物、能源、通信和航空等领域的需求。目前新材料领域出现了一门新学科———高分子智能材料，主要是通过有机合成法，让没有生命力的材料变得有生机。这种材料已经得到应用，也成为各国的新研究课题，不久的将来应该会进入我们的生活当中。此外，建立材料系统工程，建设好材料信息网，合理使用各种材料，将材料、环境和能源三者平等视之，以达到节约能源和保护环境的目的，这也是材料技术亟需解决的问题。

3 结论

篇6：材料化学研究前沿和发展展望

摘要:材料是人类发展的铺路石,从古至今材料伴随着人类的发展而发展,到了21世纪更是成为了材料的世纪。工业、军事、航空航天、生物、能源等都与材料密不可分。材料的研究前沿和发展成为众多科技工作者关注的对象。

本文关键字：材料、发展、工业、生活

能源、材料与信息是现代科技的基础，而材料是发展工程、信息、新能源等高科技的重要物质基础，是当代前沿科学技术领域之一。由于现代科技的不断进步，各个科学领域对材料的需求量越来越大，对其性能的要求也越来越高，甚至其形态规格，也由三维块状材料向二维薄膜材料、一维纤维材料和准零维纳米材料发展。

就此，本文将对材料化学的研究前沿和发展展望作简要讨论。

1.材料研究前沿

随着时代的不断发展，人类所使用的材料也由简到繁，由少到多。人类从石器时代走来，经历了上千年的风风雨雨，人类使用的器具也由石器到青铜，再到铁器„„慢慢地，到现在使用的许多高品质的化学材料。不光在我们的生活中，在当今世界的许多高科技领域，材料的品质和发展得到了极大的重视和进步，其中处于当前研究前沿并收到科学界、工业界广泛关注的，主要有纳米材料、先进陶瓷材料、功能薄膜材料等等。

1.1 纳米材料之概论

纳米是一个极小的度量单位，一纳米等于十的负九次方米，所以纳米级的材料由于它是由极小的微粒组成，因而具有许多其他材料所不具备的性质，因此在大量科学领域中纳米材料的开发和使用成为其领域发展和进步的重中之重。

而纳米材料则由于其优良的特性成为科学界青睐的对象，其特性主要表现在表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应。

（1）微粒随着粒径变小，比表面积将会明显增大，则表面原子所占的百分数会显著增加，即微粒表面具有极高活性的原子所占百分数增加，进而导致纳米材料可以直接和空气发生剧烈反应，这就是在材料研究中不可忽视的表面效应。

（2）纳米粉体的粒径和光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度形成透射深度等物

结构陶瓷主要在军事、航天、机械领域有着重要的作用。当然，处于不同的领域，陶瓷材料的性质品类也会有所不同，有高强度、耐磨损，可以制作轴承、燃烧室的氮化硅陶瓷材料；有高强度、高韧性，可以制作代替金属制作模具的氧化锆材料，且加韧的氧化锆材料可以制成不会生锈，也不会导电的新型剪刀，可以放心剪带点的电线。另外以氧化铝和氧化镁混合在1800℃高温下制得的全透明镁铝尖晶石陶瓷可以做“防弹玻璃”，这类陶瓷在国防和宇航领域中得到了广泛的运用。

还有一种很重要的结构陶瓷材料——生物陶瓷。生物陶瓷和纳米生物材料有着相似的作用，生物陶瓷目前主要用于人体硬组织的修复，它在人体中具有极佳的亲和性，因为生物陶瓷和骨组织的化学组成比较接近，将其成功植入后随着陶瓷的降解，新骨长成，所以这是今后医学上硬组织修复上的上乘之选。

1.2.2 功能陶瓷

功能陶瓷和结构陶瓷的差别很大，功能陶瓷因为其在电、磁、光、热、力学上优良的转换能力而广泛运用在信息技术和计算机技术之中。

首先介绍一个军事工业中的天之骄子——压电陶瓷。压电陶瓷晶体上没有对称中心，当在某个方向施加压力，则在特定方向引起极化，相应的一对表面就出现电位差；反之在一定方向上施加电场，则会发生特定形变和位移。由于这种令人惊讶的性能，压电陶瓷成为众多科技领域的研究和关注对象（但是其中常常有铅等有毒金属），原子弹的起爆器和压电扬声器等都是压电陶瓷的产物。

还有另外一大类非常常用、非常重要的敏感陶瓷材料。热敏、光敏、气敏、湿敏等大量的陶瓷，而且不能只想到我们生活中的声控开关等等，声控开关中的光敏开关和声敏开关与这类先进陶瓷材料还有很大的距离。

敏感陶瓷是由离子键的金属氧化物多晶体构成的一种导电材料。它可以敏感地感觉到周围环境的变化并及时做出相应的反应，由于这类陶瓷的特殊性，在各个领域都可以使用到，在节能和安全方面都有至关的作用。

先进陶瓷材料在很多方面性质都比金属要优良稳定，例如陶瓷没有锈蚀这个概念，这样可以极大程度的节省材料。虽然现在先进陶瓷材料还在发展研究阶段，但是在以后的发展中，陶瓷材料定会变得越来越广泛，越来越实用。

1.3 新型薄膜材料之概论

从古至今材料都是人类发展中不可缺少的一元，由三维块状材料到二维薄膜材料，薄膜材

随着现代人类的发展，能源问题已然成为全球共同面对的一个很严峻的考验，煤、石油、天然气等不可再生资源在地球上已探明的储量越来越少，且由于煤、石油的不完全燃烧产生了大量有毒有害的气体，它们对我们的环境有着极大的破坏作用。于是我们在不断地开发新能源，风能、地热、潮汐能、太阳能和核能。在将来核能与太阳能将会成为我们日常生活的主要能量来源，但是太阳能所面对的转换效率低下，核能面对的高温与核辐射都是我们需要考虑的，那样新材料的开发和使用又是科技工作者们需要关注的问题。另外在军工方面，各国也是抓紧时间研制军需材料，隐形材料，高强度、高韧性纤维材料，耐高温材料层出不穷。不光如此，空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、红外技术、环境保护等都需要高品质的新型材料。现今的普通材料已经不能成为社会的主流，它们造成的“白色污染”非常严重，对可以快速降解塑料的研制不仅可以方便普通居民的生活，同时也可以避免“白色污染”对人们生活造成的不良影响。再者，电力科研人员在关于怎样尽可能减少电在运输过程中出现的能量损耗上花费了大量的功夫，因为目前用于运输电力的输电线材料在常温下的电阻率不可能为零，但是后来出现了超导材料，它可以在某个温度时出现电阻率为零的惊人性能，但是这种温度往往是自然界里不可能出现的超低温。我们就来设想，如果我们能够研制出能在常温下实现超导的材料，再将其广泛运用到实际中不就可以实现电力运输中的零损耗了？理论上是成立的，但是实际上我们现在还没能开发出这中材料，所以这还需要我们广大的科学工作者的不懈努力和不断追求。

还有一种材料在未来将起到非常重要的作用——复合材料。树脂基高强度、高模量纤维材料，金属基复合材料，陶瓷基复合材料，碳碳基复合材料，这类复合材料的性能大都强于单体材料，它们将来将会参与到各类科学研究中去。

回顾材料这几十年的飞速发展，给人类带来了许多福音，相信在未来材料定会带给我们更多的惊喜和福祉。

参考文献：

【1】 【2】 【3】 朱裕贞，顾达，黑恩成.现代基础化学.北京,化学工业出版社.2004 云南大学学报(自然科学版).2002.S1期

篇7：化学材料与机械发展

产业“十二五”发展规划

目 录

一、发展现状与面临形势

（一）发展现状

（二）面临形势

二、指导思想与发展目标

（一）指导思想

（二）基本原则

（三）发展目标

三、发展重点

（一）机械基础件

（二）基础制造工艺

（三）基础材料

四、主要任务

（一）加强自主创新，推动产业技术进步

（二）优化产业结构，促进企业协同发展

（三）建设研发和服务平台，增强持续发展能力

（四）加大技术改造，转变产业发展方式

（五）加强行业管理，提升产业整体素质

（六）推进“两化融合”，提高信息化水平

（七）实施“机械基础件和基础制造工艺双提升工程”

五、保障措施

（一）加强宏观统筹协调

（二）加强产业政策引导

（三）加强资金引导和支持

（四）优化产业发展环境

（五）推进国际交流合作

（六）充分发挥行业协会的作用

六、规划组织实施

附表1：机械基础件重点发展方向

附表2：50项推广应用的先进绿色制造工艺

附表3：基础材料重点发展方向

机械基础件、基础制造工艺及基础材料（以下简称“三基”）是装备制造业赖以生存和发展的基础，其水平直接决定着重大装备和主机产品的性能、质量和可靠性。机械基础件是组成机器不可分拆的基本单元，包括：轴承、齿轮、液压件、液力元件、气动元件、密封件、链与链轮、传动联结件、紧固件、弹簧、粉末冶金零件、模具等；基础制造工艺是指机械工业生产过程中量大面广、通用性强的铸造、锻压、热处理、焊接、表面工程和切削加工及特种加工工艺；基础材料特指机械制造业所需的小批量、特种优质专用材料。

为贯彻落实《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》关于“装备制造行业要提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平”的要求以及“十二五”国家工业转型升级的总体部署，大幅度提升“三基”产业整体水平，提高为装备制造业的配套能力，实现装备制造业转型升级，特制定《机械基础件、基础制造工艺和基础材料产业“十二五”发展规划》，规划期为2011～2015年。

一、发展现状与面临形势

（一）发展现状 1.已形成的基础

经过多年的努力，我国“三基”产业取得了长足进展，形成了门类齐全、能满足主机行业一般需求的生产体系，为装备制造业发展提供了重要的支撑和保障。

产业规模不断扩大。近十年来，我国“三基”产业持续稳定增长，产品品种和水平有了较大提升，多种普通机械基础件产量（产值）居世界前列；铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工能力以及焊接材料、高速钢、硬质合金、钕铁硼永磁体等基础材料产量居世界首位。

专栏1 “三基”产业主要经济指标

数据来源：2005年、2010年工业统计快报。

专栏2 2010年部分“三基”产业部分产品世界排名

数据来源：相关行业协会提供。

配套能力不断增强。轴承、齿轮、紧固件等机械基础件国内平均市场占有率65%。基础制造工艺取得明显进步，一批发电设备用大型铸锻件已具备走向国际市场的能力。围绕电工电器设备配套需要，开发出发电设备用钢、大型变压器用取向硅钢片等特种优质专用材料。

产业聚集效应明显。重庆、常州两大齿轮产业聚集区的产值占全国齿轮行业的17%，瓦房店、洛阳、苏锡常镇、新昌四大轴承产业聚集区的销售收入占全国轴承行业的30%，温州、宁波、海盐、冀南四大紧固件产业聚集区的产值占全国紧固件行业的67%。基础制造工艺专业化水平不断提高，在主要装备制造业聚集区建设了一批高水平、专业化的基础制造工艺中心，如江苏泰州和大丰的精密锻件产量超过全国精密锻件产量的一半。

技术进步成效显著。“十一五”期间，“三基”产业固定资产投入持续稳定增长，装备水平明显提升，长期以来存在的寿命、可靠性和精度保持性等质量问题有所改进，一批研究成果获国家科技奖。

2.存在的主要问题

近年来我国装备制造业水平大幅度提升，大型成套装备能基本满足国民经济建设的需要，但高端“三基”产品却跟不上主机发展的要求，高端主机的迅猛发展与配套“三基”产品供应不足的矛盾凸显，已成为制约我国重大装备和高端装备发展的瓶颈，主要表现为：

自主创新能力薄弱。“三基”产业研发投入明显不足，投入强度远低于主机行业，缺乏高水平的人才队伍。产业技术基础薄弱，共性技术研究体系缺失，基础性与共性技术研究弱化，新产品、新技术的推广应用困难，行业基础数据的传承、跟踪、积累和共享机制尚不健全。

产业结构不尽合理。“三基”中低端产品产能过剩、高端产品供给能力不足的矛盾十分突出，同质化竞争激烈，贸易摩擦不断。专业化程度低，具有国际竞争力的大型企业集团和具有知名品牌的“专、精、特”企业群体尚未形成。

产品总体水平偏低。“三基”产品的性能和质量与主机用户的需求之间还有一定差距，轴承、齿轮、液压件、密封件等机械基础件的内在质量不稳定，精度保持性和可靠性低，寿命仅为国外同类产品的1/3～2/3，产品生产过程的精度一致性与国外同类产品水平相比差距明显。

生产工艺装备落后。优质、高效、节能、节材的先进基础制造工艺和自动化、数字化装备的普及程度不高，能源消耗、材料利用率及污染排放与国际先进水平相比差距较大。

（二）面临形势2008年以来我国装备制造业规模持续位居世界首位，主机和重大装备的集成能力得到显著提升。“十二五”是实现由装备制造大国向装备制造强国转变的重要战略机遇期，发展“三基”产业、提升产品水平、增强配套能力十分关键。必须深刻地认识并准确地把握“三基”产业发展环境的新变化、新特点，抓住历史机遇，实现跨越发展。

1.科学技术进步助推“三基”向高端发展

科学技术日新月异，装备制造业智能化、绿色化的发展趋势明显，重大装备和主机产品的应用条件日趋超常态与恶劣，对配套的机械基础零部件、制造工艺和材料均提出了更高的要求，推动机械基础件向长寿命、高可靠性、轻量化、减免维修方向发展。与此同时，信息技术、生物技术、新材料等高技术的快速发展及与传统产业的融合，将“三基”产业带入一个崭新的发展阶段，使其从常规产品、传统制造向高技术产品、现代制造及超常态制造发展。成形技术向净成形和近净成形方向发展；超精密加工的尺寸精度由亚微米级向纳米级发展；铝合金、铝镁合金、复合材料、新型工程材料的应用越来越广泛。

2.国际经济格局变化给“三基”产业带来双向挤压金融危机后，工业发达国家再工业化趋势明显，节能、减排、降耗、低碳要求更为严格，将促进更加激烈的新一轮产业竞争。我国“三基”发展不仅受到来自工业发达国家知识产权、技术标准、绿色壁垒等贸易保护措施的“高端卡位”，也面临着发展中国家更低成本竞争优势所形成的“低端挤压”。

3.工业转型升级对“三基”产业提出了更高要求“十二五”期间是我国工业转型升级的攻坚期。传统产业的改造和提高，战略性新兴产业的培育和发展，以及重大工程、民生工程、基础设施和国防建设对装备制造业的需求，不仅为“三基”产业提供了巨大的市场空间，而且对其增长质量、水平也提出了更高的要求。高质量的基础件、先进的基础制造工艺和基础材料是提高重大装备性能和可靠性、避免重大事故发生的保证；高质量的基础件和基础材料是国防工业现代化的重要保证，必须立足自主发展；“三基”产业为提高人民生活质量提供重要条件，与改善民生息息相关的食品加工、生物制药、家用电器制造过程的自动化和无污染，都需要高清洁度、高精度的基础件和耐腐蚀的基础材料作保证。

当前我国“三基”产业发展严重滞后于主机并被固化在产业链中低端的状况应该尽快扭转，提升“三基”产业整体水平和国际竞争力刻不容缓。

二、指导思想与发展目标

（一）指导思想

深入贯彻落实科学发展观，以产业结构调整和转变发展方式为主线，围绕重大装备和高端装备发展的配套需求，以产品突破为主攻方向，密切产需合作，加强基础技术研究，加速创新能力建设，着力推进产品质量、可靠性和寿命的升级，加大先进技术推广应用和产业化力度，营造有利于“三基”产业向高端发展的环境，提升“三基”产业整体水平和国际竞争力，为实现装备制造业由大变强奠定坚实基础。

（二）基本原则

1.坚持市场导向，发挥政策引导作用

围绕高端装备制造业培育和发展、国家重点工程建设所需重大装备的配套需求，遵循市场经济规律，发挥市场配置资源的基础作用，突出企业在开发新产品、新工艺及新材料的主体地位。积极发挥各级政府部门在规划制定、政策引导、组织协调中的重要作用，努力营造有利于“三基”产业发展的环境。

2.坚持产需合作，促进专业化生产

积极探索产需合作新模式，促进产业链上下游密切合作，建立基于利益相关和共赢的新机制，在“三基”企业与主机企业之间形成有效的供应链。鼓励有实力和有积极性的主机制造厂参与发展其所急需的基础零部件和基础材料，并逐步走向规模化、专业化和社会化。

3.坚持自主创新，积极开展国际合作

充分发挥技术创新的支撑和引领作用，着力解决影响“三基”产品性能、质量和稳定性的关键共性技术，加强行业公共研发与服务平台建设，建立起以企业为主体、产学研用相结合的技术创新体系。积极开展国际交流与合作，加强引进技术消化吸收与再创新。

4.坚持重点突破，推动产业整体提升

选择一批基础条件好、需求迫切、带动作用强的关键机械基础件、基础制造工艺和基础材料，集中优势资源，重点予以突破，打造一批具有国际先进水平的关键产品、工艺和知名品牌。在实现局部领域突破和跨越式发展的同时，提升“三基”产业的整体素质，带动产业的全面发展。

（三）发展目标 1.2015年目标

通过五年时间的努力，我国“三基”产业创新能力明显增强，加工制造水平显著提高，能基本满足重大装备的发展需要，产业发展严重滞后的局面得到改观。

具体指标有：

——配套能力增强目标。重大装备所需机械基础件配套能力提高到75%以上；基础制造工艺水平全面提升，高端大型及精密铸锻件基本满足国内需求；重大装备所需的基础材料配套水平大幅提升。

——创新能力提升目标。机械基础件的可靠性、性能一致性和稳定性得到显著提升，产品使用寿命提高15～20%，突破一批关键基础件、基础制造工艺和基础材料的核心技术和产业化技术，形成一批研发和试验检测公共服务平台。

——组织结构优化目标。建立起与主机发展相协调、技术起点高、专业化、大批量的配套体系；形成若干年销售收入超过100亿的具有国际竞争力的大型企业集团，培育100家具有知名品牌的“专、精、特”企业，优化30个特色产业集聚区。

——节能降耗减排目标。全面推广应用绿色制造工艺与装备，原材料利用率提高10%，吨合格铸件能耗减少0.12吨标煤，吨合格锻件能耗减少0.08吨标煤，吨热处理件能耗减少150千瓦时，污染物排放量明显减少。

专栏3 “十二五”我国“三基”重点行业发展指标

2.2020年展望2020年，形成与主机协同发展的产业格局，能够满足重大装备和高端装备对机械基础件、基础制造工艺和基础材料的需求，创新能力和国际竞争力处于国际先进水平，部分领域国际领先。

三、发展重点 围绕重大装备和高端装备配套需求，重点发展11类机械基础件、6类基础制造工艺和2类基础材料。集中优势资源，重点开发20种标志性机械基础件、15项标志性基础制造工艺和12种标志性基础材料并实现产业化。

（一）机械基础件选择带动性强、辐射作用大的高速、精密、重载轴承等11类机械基础件作为发展重点，以提高性能、可靠性和寿命为主攻方向，力争使其达到或接近国际先进水平。

1.高速、精密、重载轴承

中、高档数控机床轴承和电主轴，大功率风力发电机组轴承，大型运输机轴承，重载直升机轴承，长寿命高可靠性汽车轴承及轴承单元，高速铁路列车轴承，重载铁路货车轴承，新型城市轨道交通轴承，大型薄板冷热连轧设备轴承，大型施工机械轴承，高速度长寿命纺织设备轴承，超精密级医疗器械主轴轴承。

2.超大型、高参数齿轮及传动装置

大功率风力发电齿轮箱，高速列车齿轮传动装置，汽车节能自动变速器，核电循环水泵齿轮箱，舰船用大型齿轮传动装置，工程机械及矿山机械用液力变速器，大功率采煤机齿轮箱，掘进机齿轮传动装置，污水处理设备用高速齿轮箱。

3.高压液压元件和大功率液力元件

工程机械用31.5兆帕及以上高压柱塞泵/马达、高压液压阀，液压电子控制器，工作压力31.5兆帕及以上高频响电液伺服阀和比例阀，液力变矩器，数字液压泵及油缸，高转速大功率液力偶合器调速装置，农业机械用无级变速传动装置。

4.智能、高频响气动元件

智能化阀岛，智能定位气动执行系统，柔性抓取气动系统及元件，轨道交通设备用气动元件，150赫兹以上高频响电磁换向阀，精密压缩空气过滤器，透平式气动马达。

5.高可靠性密封件

高参数透平压缩机机械密封，大型高温高压泵和核电站核二、三级泵用机械密封和静密封装置，大型工程机械液压油缸密封，大型盾构机密封，风电偏航变桨轴承密封。

6.高速链传动系统

汽车发动机正时链及自动变速箱哈瓦链，无级变速箱专用无级变速链，高精度低噪声链轮，抗疲劳、耐磨损、耐腐蚀特异链。

7.高可靠性联轴器、制动器、离合器

大功率风力发电制动器，高性能柔性联轴器，隧道掘进机和采煤机用鼓形齿联轴器，电磁离合器和制动器，轨道交通制动器，高精度限矩安全联轴器。

8.高强度紧固件

10.9级及以上汽车发动机紧固件，风力发电设备大规格高强度紧固件，飞机及航天器专用铝镁合金紧固件，自锁类紧固件。

9.高应力、高可靠性弹簧

汽车和工程机械用高端悬架弹簧、气门弹簧和稳定杆，高速列车用弹簧，气动、液压件弹簧。

10.高密度、高强度粉末冶金零件

高精度汽车粉末冶金零件，粉末冶金含油轴承，大型客机、高速列车、船舶制动用高性能粉末冶金摩擦材料及刹车片。

11.大型、精密、高效、多功能模具

高档乘用车车身及汽车（超）高强钢板热成形模具，高速精密多工位级进冲压模具，高光无痕、叠层旋转大型塑料模具，超大规模集成电路引线框架及超大超薄LED大型塑料模具，多料多腔精密电子、医疗器械注塑模具，大型工程机械轮胎橡胶模具，轻金属高精压铸模具。

根据以上发展重点，提出“十二五”期间机械基础件重点发展方向（见附表1），从中选择20种标志性机械基础件作为开发的重点。

专栏4 20种标志性机械基础件

（二）基础制造工艺

重点发展6类先进、绿色制造工艺，降低能源、材料消耗、改善环境，提高产品质量和效率。

1.铸造工艺

定向凝固铸造工艺，热风长炉龄冲天炉及其熔炼工艺技术，数字化模拟技术，高紧实度粘土砂自动造型生产线技术，快速无模砂型铸造工艺，铝、镁、钛等特种合金铸造工艺，复合材料铸造工艺，半固态铸造工艺，高温、低温、高强韧度材料（球墨铸铁、等温淬火球铁、蠕墨铸铁、轻质合金）高精度铸造工艺。

2.锻压工艺

大型薄壁结构件整体成形工艺，多工位冷、温锻工艺，高速精密镦锻工艺，大型复杂结构件精密体积成形工艺，大型环件冷辗扩工艺，板材管材精密成形工艺，高强钢板热成形工艺，曲轴、风电主轴及阀门全纤维近净成形技术，汽车铝合金精密锻造工艺，螺旋伞齿轮锻-磨联合制造工艺，精冲工艺。

3.焊接工艺

激光及激光电弧复合热源焊接工艺，搅拌摩擦焊工艺，高精度及大厚度切割工艺，高效电弧焊工艺，等离子喷焊工艺，近净成形焊接新技术。

4.热处理工艺

化学热处理催渗工艺，精密控制加热和淬火工艺，齿轮和轴承精密可控热处理工艺，超大型零件真空热处理工艺，大型轴类和管类零件感应淬火热处理工艺，大型全纤维炉衬无料盘可控气氛连续加热炉热处理工艺，连续真空热处理工艺，大型薄板件压淬热处理工艺，深冷热处理工艺。

5.表面处理工艺

铝、镁合金、钛合金件表面处理与强化工艺，纳米颗粒复合电刷镀工艺，纳米陶瓷涂层工艺，等离子、激光、电子束表面强化工艺，低铬酸镀硬铬、镀锌后低铬钝化等绿色电镀工艺。

6.切削加工及特种加工工艺

高速/超高速切削加工工艺，复合加工工艺（车铣复合、铣磨复合等），复合材料切削工艺，超精密加工工艺（轴系精度0.02～0.05微米），超大零件切削加工工艺，微量润滑切削工艺，干式切削工艺，“三束”（电子束、离子束、激光束）加工工艺，电火花加工工艺，超声加工工艺，增量制造工艺，粉末冶金零件的精密成形工艺。

从以上重点发展的基础制造工艺中，提出50项先进绿色制造工艺作为推广的重点（见附表2），同时选择15项标志性基础制造工艺作为开发的重点。

专栏5 15项标志性基础制造工艺

（三）基础材料

以经济可承受性为主旨，重点发展关键基础零部件所需的高品质结构材料和工艺材料。

1.结构材料

——高性能结构钢。高速铁路列车用轴承钢、汽车用轴承钢、耐冲击载荷高淬透性高碳铬轴承钢、中碳轴承钢、下贝氏体淬火高碳铬轴承钢、准高温轴承钢、抗磨粒磨损轴承钢；汽车变速箱齿轮和汽车后桥齿轮用合金渗碳钢、飞机及坦克发动机齿轮用合金渗碳钢，高强度紧固件用合金钢和调质钢，高应力弹簧钢，高性能链条专用钢，机床滚珠丝杠和直线导轨专用钢。

——高温合金。涡轮叶片、涡轮盘等用高温合金。

——高压精密液压铸件用铸铁。

——密封材料。高抗水解聚醚聚氨酯密封材料，高性能柔性石墨材料，高温和低温弹性等密封材料，高性能无石棉密封材料，高强度细颗粒机械密封用碳石墨材料。

——绝缘材料。F、H级亚胺薄膜，特高压绝缘材料。

——复合材料。碳纤维复合材料，新能源汽车动力用大功率锂电池材料，聚甲醛合金材料，液压泵用双金属烧结材料，纳米复合材料。

——仪表功能材料。测温材料、敏感材料。

2.工艺材料

——模具钢。中厚预硬模具钢，高耐蚀耐磨镜面塑模钢，高韧高耐磨冷作模具钢，大型轻质合金压铸模具钢，高性能粉末冶金模具钢。

——新型焊接材料。高强高韧焊接材料，耐热、耐蚀、耐辐照、耐磨及耐低温焊接材料，无毒绿色钎焊材料及焊剂。

——超硬刀具材料。金刚石（PCD）、立方氮化硼（PCBN）、硬质合金（YG、YT、YW）。

——工艺耗材。环境友好型涂料和润滑剂。

根据以上发展重点，提出“十二五”期间基础材料重点发展方向（见附表3），从中选择12种标志性基础材料作为开发的重点。

专栏6 12种标志性基础材料

四、主要任务

（一）加强自主创新，推动产业技术进步 1.健全技术创新体系

继续推进以企业为主体，产学研用相结合的产业新体系建设。鼓励“三基”企业与科研院所、高等院校、主机制造企业联合建立研发机构、产业技术联盟等技术创新组织，重点支持国家创新型企业试点、国家技术创新示范企业、国家认定的企业技术中心等创新能力建设和国家重点实验室、国家工程实验室、国家工程研究中心、国家工程技术研究中心等公共研发平台建设。支持行业生产力促进中心等社会化、专业性科技服务机构为“三基”企业服务，促进其健康发展。

2.开发一批标志性“三基”产品

本着“有所为、有所不为”的原则，围绕重大装备和高端装备发展急需，集中优势资源，通过开发20种标志性机械基础件、15项标志性基础制造工艺和12种标志性基础材料，掌握一批“三基”产业发展的核心技术，形成批量生产能力，提高对重大装备和高端装备的配套能力，进而带动“三基”产业的配套和保障能力的全面提升。

3.完善人才培养机制

加快建立多层次的适合“三基”产业发展的人才培养体系，培养一批具有国际视野的专家和技术带头人，引进、培养和造就一批优秀的从事“三基”研发和创新的团队。建立企校联合培养人才的新机制，促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养。重视发展职业教育，支持行业职业技术培训中心的建设，开展技能等级评定和职业技能大赛，大力培养专业技能人才。

（二）优化产业结构，促进企业协同发展 1.推进组织结构调整

通过政策引导，推动企业跨地区、跨所有制的兼并、重组，整合优势资源，提高产业集中度，形成若干家高起点、具有国际竞争力、产值超过100亿元的大型企业集团。鼓励“三基”企业向专业化分工、细分市场、特色明显的方向发展，重点培育100家掌握核心技术、专业化水平高、具有知名品牌的 “专、精、特”企业。发挥龙头企业的带动、辐射作用，形成大型企业集团与中小企业优势互补、协调发展的产业格局。

2.推进产品结构调整

推动通用型“三基”产品的更新换代，增加产品品种，改善和提高产品的性能和质量。鼓励“三基”企业发展高附加值、高技术含量的产品和工艺，不断提高高端产品的比重，增强为重大装备和高端装备配套能力。

3.优化特色产业集聚区

加大对已有轴承、齿轮、液压件、气动件、密封件、链与链轮、紧固件、弹簧、模具、基础材料等产业集聚区的支持和指导，引导企业向产业园区集聚。结合“新型工业化示范基地”建设，发展一批专业特色鲜明、品牌形象突出、服务平台完备、热加工相对集中的现代产业集聚区。培育30家专业化分工、产业链协同的特色产业集聚区，形成布局合理、协调发展的产业格局。

（三）建设研发和服务平台，增强持续发展能力 1.建设一批公共研发中心

发挥转制院所等已有平台为行业的服务功能，充实健全“三基”行业公共研究机构。充分利用现有优势资源，组建轴承、齿轮、液压件/气动件、密封件、紧固件及铸造技术、表面处理技术等公共研发平台，为行业提供关键技术、共性技术研发支持，并实现成果共享。

2.建设一批检测实验公共服务平台

依托现有检测实验资源，以公正开放、独立运作为保障，形成一批布局合理的第三方公共检测实验平台，开展产品强化实验、可靠性和寿命测试试验、产品质量检测检验、基础材料检验，形成专业化的检测/试验和服务能力。优先支持在产业集聚区建立公共检测实验平台。

3.建设产需对接平台

深化配套企业与主机企业的战略合作关系，依托行业协会，建设若干跨行业、跨地区的产需对接平台，促使“三基”企业与主机企业形成有效的供应链，提升“三基”产业发展的效率与效益。

4.提升金融服务水平

在“三基”产业集聚区，鼓励金融要素市场、金融机构在商业可持续和风险可控的情况下，围绕“三基”企业的发展，充分利用现有政策，拓宽企业融资渠道，健全信用担保体系，开发贸易融资、应收账款融资等金融产品，创新服务模式。鼓励优势企业上市融资。

（四）加大技术改造，转变产业发展方式 1.推广50项先进绿色制造工艺

选择目前技术成熟、覆盖面广、应用效果显著的50项先进绿色制造工艺，结合企业技术改造工作，加快先进工艺与装备在生产过程中的应用示范和推广，实现节能、降耗、减排，提高产品质量和生产效率。

2.支持企业技术改造

重点支持“三基”企业技术改造，优先加强科研和检测实验能力建设，提高工艺、技术和装备水平；鼓励企业进行节能降耗和资源综合利用改造；引导企业利用数字化控制技术和先进适用技术改造传统制造工艺和装备。

3.建设区域基础制造工艺中心

在装备制造业发达的城市和产业集聚区，盘活和整合优势资源，形成20家技术水平高、服务能力强的铸造、锻造、热处理及表面处理等基础制造工艺中心，提高环境综合治理能力，降低污染物排放水平。

（五）加强行业管理，提升产业整体素质 1.提升经营管理水平

支持大型企业集团和行业龙头企业创新体制机制，完善法人治理结构，建立与市场经济相适应的现代企业制度，提高经营管理能力。引导中小型企业加强管理基础，健全管理制度，广泛运用先进管理方法和手段，提高产品质量一致性。

2.完善标准体系

结合研究开发和试验验证，加大国家标准和行业标准制修订力度，鼓励以企业为主体研究制定我国自主知识产权的标准，并将有代表性的标准推向国际，加快国外先进标准向国内转化。发挥标准化手段对规范市场的基础性作用，加强标准宣贯，建立健全合格评定程序，促进新产品、新材料、新工艺的推广应用。加强产需企业间的沟通交流，实现上下游产品的标准对接，保证标准要求的协调性和一致性。

3.提升产品质量

贯彻落实“工业产品品牌和质量振兴战略”，加强质量保障体系建设，强化产品质量认证制度，充实质量管理、可靠性工程的专业人才队伍，推进标准、认证、计量、检测检验、质量控制技术、质量工程技术等在企业质量控制与质量管理中的应用，着力提升产品的质量、可靠性和寿命。

4.培育知名品牌

引导“三基”企业开展知名品牌培育活动，鼓励企业加强知名品牌产品和优质产品的推广营销，提高知名品牌产品的市场价值。同时，利用标准、认证、检测等手段，促进知名品牌产品质量水平的提高，加大打击制造假冒品牌产品的力度。

（六）推进“两化融合”，提高信息化水平1.提高企业信息化水平

继续推进企业在产品设计、生产过程、物流管理、销售与服务管理、财务管理等环节的信息化。开发和推广适合“三基”中小企业的产品设计软件及管理软件。鼓励在“三基”企业和主机用户之间建立持续改进、及时响应的客户关系和供应链管理系统，实现产业链上下游信息共享和业务协作。培育一批两化融合示范企业。

2.大力发展数字化集成化的基础件

落实《智能制造装备发展规划》和《“数控一代”装备创新工程行动计划》，大力推进数字化控制技术与齿轮、轴承、液压件、气动件、密封件等机械基础件的相互融合，发展新一代具有智能化和集成化特征的机械基础件。

（七）实施“机械基础件和基础制造工艺双提升工程”

围绕提高机械基础件性能、可靠性和寿命，开展现代设计技术、先进制造技术、材料优化与新材料应用技术、快速强化试验技术等产品关键技术研究，重点开发一批标志性机械基础件，加强应用示范并实现产业化，全面提升对重大装备和高端装备的配套保障能力。

针对加工对象的大型化和精密化的发展趋势，以及生产过程绿色化的要求，开发一批标志性基础制造工艺，推广应用绿色制造工艺技术和先进制造装备；加强工艺管理，严格工艺纪律，建立总工艺师责任制，实现制造工艺水平和工艺管理水平的大幅度提升。

五、保障措施

（一）加强宏观统筹协调加强组织领导，成立推进“三基”工作领导小组，定期研究“三基”产业发展的重大问题；在继续贯彻落实《机械基础零部件产业振兴实施方案》的基础上，组织部署和实施《机械基础件和基础制造工艺双提升工程》。建立部际/部省例会制度，协调相关部门和地方资源，形成支持“三基”产业发展的合力。充分发挥企业市场主体作用和各级政府、行业协会及中介机构在推动“三基”产业技术进步和发展中的组织、协调作用。

（二）加强产业政策引导充分发挥产业政策的引导作用，制定“三基”行业技术规范条件，提高行业准入门槛，遏制低水平重复建设。制定《机械基础件、基础制造工艺和基础材料产品推广目录》。继续实施现行基础件财税支持政策，对研制国家鼓励发展的关键“三基”产品，落实关键零部件、原材料进口免税政策。鼓励“三基”企业积极开展清洁生产审核，推进制造过程绿色化。研究制定鼓励用户采用“三基”新产品和新工艺的政策。

（三）加强资金引导和支持加大国家相关计划对“三基”产业技术创新和技术改造的投入力度，支持产学研合作，联合攻克产业关键技术。研究设立“三基”产业发展专项，重点支持机械基础件、基础制造工艺和基础材料企业的技术研发和产业化，先进工艺推广应用，新产品的试点示范，研发、检测、培训等行业服务平台建设等。鼓励金融机构设立“三基”产业发展专项基金。引导地方、企业和社会资本加大对“三基”产业的资金投入。

（四）优化产业发展环境加大宣传力度，促进技术、资本、人才向“三基”产业集聚，营造全社会重视“三基”产业发展的氛围。认真落实研发费用加计扣除、固定资产加速折旧等税收政策，促进企业加快技术创新和技术进步。鼓励有实力和有积极性的主机制造企业发展其所急需的基础零部件和基础材料，在满足自身配套需求的基础上逐步走向社会化。

（五）推进国际交流合作鼓励和引导企业加强与跨国集团开展多种形式的合资合作；鼓励国外企业来华投资或设立研发机构；鼓励国内“三基”企业走出去，到国外设立分公司或研发机构，更多地利用全球科技资源，引进国外先进技术、先进经验。积极参与和组织国际合作项目，在更大范围、更广领域、更高层次开展国际合作。

（六）充分发挥行业协会的作用发挥行业协会的桥梁、纽带作用，鼓励行业协会积极参与国家、地方有关“三基”产业政策法规的制定。各行业协会要加强对行业发展重大问题的调查研究，反映企业诉求，引导规范企业行为，推进诚信体系建设，加强行业自律。组织建立“三基”产业经济运行及预测预警信息平台，及时发现、分析、反应行业情况和问题。提高各行业协会组织企业应对涉外知识产权纠纷、国际贸易摩擦的能力。各行业协会要积极组织企业间的交流活动、加强为企业新产品开发、工艺技术创新、科学管理提供咨询服务。

六、规划组织实施

工业和信息化部牵头负责《规划》实施，建立各部门分工协作、共同推进的工作机制，建立规划实施动态评估机制。

地方工业和信息化主管部门及相关企业结合本地区和本企业实际情况，制订与本规划相衔接的实施方案和相关扶持措施。

篇8：化学材料与机械发展

关键词：化学,金属材料,机械专业,化学教学

1 本课题研究的原因

1.1 化学学科的研究对象与学习方法

化学———著名科学家R.布里斯罗在就任美国化学学会会长期间撰写了一部经典的著作, 名为《化学的今天和明天》, 在该书的副标题中, 化学被神圣地定义为“一门中心的、实用的、创造性的科学”。而早在我们接触化学时就知道化学是研究物质的组成、结构、性质变化规律以及伴随变化发生的现象的科学。其中金属及其合金的相关知识也是化学需要研究的部分, 在机械专业的课程设计中金属材料是其中的一大块, 虽然职业学校的学生所学的知识是这些大类知识中的九牛一毛, 但是对于学生今后的学习、生活都起着不可忽视的作用。

化学虽属于理科, 但它却有文科的特点:基本内容很多、杂而乱, 背诵记忆的知识点很多;其次, 化学的学科特点是规律性强, 很容易进行分门别类, 不管是在平时的学习中还是考试前的复习备考中, 都要不断的总结归纳相关的知识点, 努力为自己建立一个知识网络。

1.2 金属材料学科的研究对象与学习方法

我校是一所职业技术学校, 其中机械类专业班级占了很大的比例。机械类专业的课程设置包含机械制图、金属材料、机械基础、公差配合与技术测量、机械制造工艺等五方面课程, 以适应我国装备制造业不断发展的要求。作为一名机械专业的技术人才, 从手中的工具到加工的零件, 每天都要与各种各样的金属材料打交道, 这就必须熟悉金属材料的相关知识, 了解它们的性能和变化规律, 从而充分发挥材料的潜力。

金属材料研究的是金属材料的成分、组织、热处理与金属材料之间大关系和变化规律的学科。金属材料是一门从实践中发展起来的, 又直接为生产服务的专业基础课, 具有很强的实践性;另一方面, 由于金属材料的种类繁多, 其性能又千变万化, 学习起来有一定的难度;再有, 金属材料的规律性强, 体现为材料的成分和热处理决定其组织, 组织决定其性能, 性能又决定用途, 在平时的学习中建立一个知识网, 就能够掌握相应的知识。

从上可以看出, 化学和金属材料这两课程都有这样的特点:知识点多、规律性强、与实际的生活生产关系紧密。

1.3 职校学生的特点

职校学生学习是不积极的, 我们经常说学生就像皮球一样“踢一脚, 动一下”, 他们的这些表现可以概括为———厌学, 而具体又可以归纳为以下几个方面:第一, 课堂上, 思想开小差, 注意力不集中, 或者打磕睡, 或者做小动作, 或者吵闹, 实行“四不主义”:不动手、不动口、不动眼、不动脑, 视上课为坐牢。第二, 练习、作业抄袭或者偷工减料, 少做、漏做、字迹潦草, 甚至干脆不做。有的学生期末考试10分钟就交了卷, 或者就是呼呼大睡, 既不管耕耘, 更不管收获。第三, 逃学, 这是厌学的突出表现, 借故旷课, 外出闲逛, 玩游戏等。严重者, 甚至跌到少年犯罪的泥坑。

1.4 学生与学科学习之间的现状

化学是职校学生所要学习的文化基础课程之一, 化学课程初三刚刚接触, 而在这一年的学习中由于要受到中考等因素的制约, 学生总是在被动地接受知识, 导致学生很难提起化学学习的兴趣, 这样就是学生更加不会去关注学习化学对于他们的生活会产生怎样的影响。

金属材料是专业基础课, 但由于课程的原因———知识点多 (记忆的内容多) , 学校硬件设备限制、与实际应用相联系的较少, 导致学生的学习兴趣也少足。

2 化学和金属材料课程融合的具体实例

2.1 晶体的教学

在通常的化学教学中, 本课时的重点内容是不同类型的晶体的结构、构成微粒、物理性质等特征。金属材料中也有这一知识点的学习, 要求学生学习的知识有金属晶体的结构 (晶格类型) 、金属的结晶和同素异构现象。所以, 晶体这节内容的教学, 一是对于不同类型晶体的结构以及其对应的物理性质进行简单介绍, 二是要融合金属材料课程中的相关知识, 即将金属材料中的晶体的晶格类型, 晶体的结晶、晶粒细化以及铁的同素异构转变现象知识融入化学的教学之中。

2.2 合金的教学

在中职化学教材中, 合金的教学内容是合金的概念, 对于合金的结构、性质都是一句话带过而已。而在金属材料课程中, 小到机械零件, 大到机械设备, 绝大部分所用材料都是合金。因此在这一知识的教学中, 融入铁及其合金、铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金和硬质合金等相关知识。同时铁碳合金在机械应用广泛, 在这一知识点的教学中, 对于不同含碳量、不同温度的铁谈合金的组织、结构、性能以及经过热处理之后组织结构和性能的变化都要进行阐述。

2.3 物质性质的教学

化学研究的是物质的组成、结构和性质以及变化规律, 金属材料与其极其相似。因此在化学教学中, 抓住变化的规律这一线索来进行铁碳合金的成分、组织、结构和性能的学习。

2.4 金属的腐蚀与防护的教学

金属的腐蚀与防护这一节内容, 其中提到金属防腐的方法有:隔离法、化学处理法、电化学保护法以及缓蚀剂法等, 在这一知识的教学过程中, 可以将金属材料课程中的不锈钢的知识整合其中。

2.5 硫、磷的教学

对于这一知识点的介绍, 除了硫、磷及其化合物的性质以外, 由于矿石中通常混有许多杂志, 如矿石中的硫、磷元素就对冶炼后的材料有很大的危害。所以在硫、磷的教学中要融合进对于材料有影响的元素及危害这知识, 并且指出有害元素应该如何去除。