第一篇:材料成分結(jié)構(gòu)性能三者間的關(guān)系范文
從鋼鐵材料看材料成分-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系
鋼鐵從被利用開始至今一直是人類不可替代的原材料,是衡量一個國家綜合國力和工業(yè)水平的重要指標。
我們都知道初鐵外,C的含量對鋼鐵的機械性能起著重要作用,鋼是含碳量為0.03%-2%的鐵碳合金。隨著碳含量的升高,碳鋼的硬度增加、韌性下降。同時含碳量對工藝性能也有很大影響。對可鍛性而言,低碳鋼比高碳鋼好。由于鋼加熱呈單相奧氏體狀態(tài)時,塑性好、強度低,便于塑性變形,所以一般鍛造都是在奧氏體狀態(tài)下進行。對焊接性而言,一般來說含碳量越低,鋼的焊接性能越好,所以低碳鋼比高碳鋼更容易焊接。而那些比例極小的合金加入,可以對鋼的性能產(chǎn)生很大影響。可以說普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼就是在這些比例極小的成分作用下分別出來的。那些合金成分的加入可以使鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能都發(fā)生一定的變化,從而具有一些特殊性能。比如說,鉻的加入不僅能提高金屬的耐腐蝕性和抗氧化性,也能提高鋼的淬透性,顯著提高鋼的強度、硬度和耐磨性;錳可提高鋼的強度,提高對低溫沖擊的韌性;稀土元素可提高強度,改善塑性、體溫脆性、耐腐蝕性及焊接性能等等。
鋼鐵材料的結(jié)構(gòu)特征包括晶體結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)和顯微組織結(jié)構(gòu)。鋼鐵是屬于由金屬鍵構(gòu)成的晶體,因此就具有金屬晶體的特性,如延展性。同時這也注定鋼的機械性能不僅與其化學性能有關(guān),而其晶體的結(jié)構(gòu)和晶粒的大小影響更大。鐵碳合金的基本組元是純Fe和Fe3C。鐵存在同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,即在固態(tài)下有不同的結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)的鐵與碳可以形成不同的固溶體。碳溶解于-Fe中形成的固溶體成為鐵素體,其含碳量非常低,所以性能與純鐵相似,硬度低、塑性高,并有鐵磁性。其顯微組織與工業(yè)純鐵也相似。碳溶于-Fe形成的固溶體為奧氏體,具有面心立方結(jié)構(gòu),可以溶解較多的碳。在一般情況下,奧氏體是一種高溫組織,故奧氏體的硬度較低,塑性高。通常在對鋼鐵材料進行熱變形加工,都應(yīng)將其加熱呈奧氏體狀態(tài)。
由此,從鋼鐵材料中,我們看到,材料的成分,結(jié)構(gòu)和性能是密不可分的三者。成分和結(jié)構(gòu)往往可以極大的影響材料的性能,而成分和結(jié)構(gòu)之間也是相互影響的。
1、C的含量對鋼鐵的機械性能起著重要作用,隨著碳含量的升高,碳鋼的硬度增加、韌性下降。同時含碳量對工藝性能也有很大影響對可鍛性而言,低碳鋼比高碳鋼好。對焊接性而言,一般來說含碳量越低,鋼的焊接性能越好。
2、合金成分的加入可以使鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能都發(fā)生一定的變化,從而具有一些特殊性能。比如說,鉻的加入不僅能提高金屬的耐腐蝕性和抗氧化性,也能提高鋼的淬透性,顯著提高鋼的強度、硬度和耐磨性。
3、鋼鐵是屬于由金屬鍵構(gòu)成的晶體,因此就具有金屬晶體的特性,如延展性。同時這也注定鋼的機械性能不僅與其化學性能有關(guān),而其晶體的結(jié)構(gòu)和晶粒的大小影響更大。
4、鐵存在同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,即在固態(tài)下有不同的結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)的鐵與碳可以形成不同的固溶體。碳溶解于-Fe中形成的固溶體成為鐵素體,其含碳量非常低,所以性能與純鐵相似,硬度低、塑性高,并有鐵磁性。其顯微組織與工業(yè)純鐵也相似。碳溶于-Fe形成的固溶體為奧氏體,具有面心立方結(jié)構(gòu),可以溶解較多的碳。
第二篇:檢測橡膠檢測橡膠成分檢測橡膠性能
檢測橡膠檢測橡膠成分檢測橡膠性能 概述
橡膠成分檢測需要最先進的分析儀器保證客觀準確性,還需要最權(quán)威全面的圖譜數(shù)據(jù)庫提供分析案例,更需要擁有多年開發(fā)經(jīng)驗的工程師根據(jù)前兩者的客觀數(shù)據(jù)進行分析和演算,最終才能還原出樣品的基本配方。青島東標檢測中心提供橡膠成分檢測、橡膠配方分析及橡膠理化性能檢測。
橡膠密封條、天然橡膠網(wǎng)、橡膠接頭、橡膠護舷、氟硅橡膠、橡膠履帶、硅橡膠、橡膠油、橡膠止水帶、硅橡膠制品、天然橡膠、橡膠氣囊、橡膠地板、橡膠輪胎、橡膠板、橡膠粉、橡膠輸送帶、橡膠止水條、橡膠支座、橡膠顆粒、橡膠模具、硫化橡膠、橡膠條、橡膠圈、橡膠密封件、橡膠減震器、橡膠地墊、橡膠彈簧、氯丁橡膠、橡膠膜片、橡膠輥、橡膠壩、橡膠軟接頭、耐油橡膠板、丁腈橡膠、丁基橡膠、橡膠軟管、氟橡膠板、橡膠管、黑色橡膠顆粒、絕緣橡膠板、橡膠減速帶、丁晴橡膠、橡膠腳墊、乙丙橡膠、發(fā)泡橡膠、橡膠墊、橋梁橡膠支座、硅橡膠電纜、橡膠密封圈、工業(yè)橡膠板、橡膠墊片、導電橡膠、合成橡膠、橡膠跑道、氟橡膠、防靜電橡膠板、epdm橡膠等。
GB 15256-1994硫化橡膠低溫脆性的測定(多試樣法)GB/T 1690-2006硫化橡膠耐液體試驗方法 GB 1691橡膠耐介質(zhì)試驗方法
GB/T 1699-1982硬質(zhì)橡膠耐熱試驗方法 GB/T 3511-1983橡膠大氣老化試驗方法 GB/T 3512-1983橡膠熱空氣老化試驗方法 GB/T 6034-1985硫化橡膠壓縮耐寒系數(shù)的測定 GB/T 6035-1985硫化橡膠拉伸耐寒系數(shù)的測定
GB/T 6036-2001硫化橡膠低溫剛性的測定—吉門試驗
GB/T 6037-1985硫化橡膠高溫拉伸強度和扯斷伸長率的測定 GB/T24135-2009橡膠或塑料涂覆織物加速老化試驗
GB/T 7758-2002硫化橡膠低溫性能的測定、溫度回縮法(TR試驗)GB/T 7762-2003硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧龜裂靜態(tài)拉伸試驗 GB 9871-1988硫化橡膠老化性能的測定(拉伸應(yīng)力松弛試驗)GB/T 11206-1989硫化橡膠老化表面龜裂試驗方法 GB/T 12584-1990橡膠或塑料涂覆織物低溫沖擊試驗 GB/T 12831硫化橡膠人工氣候(氙燈)老化試驗方法
GB/T 16585-1996硫化橡膠人工氣候(熒光紫外燈)老化試驗 GB/T 13642-1992硫化橡膠耐臭氧老化試驗(動態(tài)拉伸試驗法)GBT 519-1993充氣輪胎物理機械性能試驗方法
GB 2941-2006橡膠物理試驗方法設(shè)計樣制備和調(diào)節(jié)通用程序
GB/T 528-2009/ISO 37:2005硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定
GB/T 529-2008硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定(褲型、直角形和新月形式樣)GB/T 1681-2009硫化橡膠回彈性的測定
GB/T 1683-1981硫化橡膠恒定形變壓縮永久變形測定方法 GB 1684-1985硫化橡膠短時間經(jīng)壓縮試驗方法
第三篇:如何協(xié)調(diào)人與自然社會三者間關(guān)系(寫寫幫推薦)
在我國,堅持科學發(fā)展觀,實現(xiàn)人與自然的和諧關(guān)系,必須在推進經(jīng)濟社會發(fā)展的過程中,協(xié)調(diào)好人與自然的三重矛盾關(guān)系:自然資源和生態(tài)環(huán)境承載力的有限性與人民日益增長的物質(zhì)文化需要的矛盾關(guān)系;尊重自然的價值與尊重人類發(fā)展權(quán)利的矛盾關(guān)系;技術(shù)開發(fā)與自然保護的矛盾關(guān)系。
如何協(xié)調(diào)經(jīng)濟社會發(fā)展中人與自然的三重矛盾關(guān)系
吳 曉 江
[內(nèi)容提要]在我國,堅持科學發(fā)展觀,實現(xiàn)人與自然的和諧關(guān)系,必須在推進經(jīng)濟
社會發(fā)展的過程中,協(xié)調(diào)好人與自然的三重矛盾關(guān)系:自然資源和生態(tài)環(huán)境承載力的
有限性與人民日益增長的物質(zhì)文化需要的矛盾關(guān)系;尊重自然的價值與尊重人類發(fā)展
權(quán)利的矛盾關(guān)系;技術(shù)開發(fā)與自然保護的矛盾關(guān)系。
[關(guān)鍵詞]科學發(fā)展觀;人與自然和諧;三重矛盾關(guān)系
自然資源、生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟社會賴以發(fā)展的載體和基礎(chǔ)。實現(xiàn)人與自然的和諧關(guān)系,是全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學發(fā)展觀的核心內(nèi)容之一。在推進經(jīng)濟社會發(fā)展的過程中,我們面臨人與自然的三重矛盾關(guān)系:自然資源和生態(tài)環(huán)境承載力的有限性與人民日益增長的物質(zhì)文化需要的矛盾關(guān)系;尊重自然的價值與尊重人類發(fā)展權(quán)利的矛盾關(guān)系;技術(shù)開發(fā)與自然保護的矛盾關(guān)系。如何協(xié)調(diào)好這三重矛盾關(guān)系,是實現(xiàn)人與自然和諧關(guān)系的關(guān)鍵之舉。
如何協(xié)調(diào)自然資源和生態(tài)環(huán)境承載力的有限性 與人民日益增長的物質(zhì)文化需要的矛盾關(guān)系
21世紀頭二十年,我們?nèi)娼ㄔO(shè)惠及十幾億人口的更高水平的小康社會,并且到21世紀中期基本實現(xiàn)現(xiàn)代化目標,面臨著兩個突出矛盾,這就是****十六大指出的“人民日益增長的物質(zhì)文化需要同落后的社會生產(chǎn)之間的矛盾仍然是我國社會的主要矛盾”;在解決這個主要矛盾的過程中,“生態(tài)環(huán)境、自然資源和經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾日益突出”。
從我國自然資源和生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀看,要大力發(fā)展社會生產(chǎn)力,滿足人民日益增長的物質(zhì)文化需要,有著很大的限制性條件的壓力。
以常規(guī)能源而論,我國石油儲量人均占有量為世界人均值的17%,天然氣儲量人均占有量為世界人均值的13%,煤炭儲量人均占有量為世界人均值的42%。按現(xiàn)有消費速度,中國已探明的石油儲量將在14年內(nèi)耗盡,天然氣儲量將在32年內(nèi)耗盡,煤炭儲量將在100年左右耗盡。[1](p.6)過去10年內(nèi),中國石油消費量的增長至少占世界增長的四分之一。去年中國石油消費量僅次于美國,占世界第二位。未來20年,隨著經(jīng)濟增長的需求,中國電力需要將增長200%,相當于整
[2]個西歐2020年發(fā)電總量。
再看水資源,我國已被列入世界最貧水國之一,人均擁有淡水資源約為世界人均占有量的四分之一,接近國際公認的嚴重缺水線。我國660座城市中有400座缺水,嚴重缺水達110座。[3]
土地資源形勢嚴峻。我國土地荒漠化面積267萬平方公里,占國土面積的27%。其中,沙漠和沙化土地面積達174平方公里,占國土面積的18%。[4] 我國水土流失面積達356萬平方公里,占國土總面積37%。其中水蝕面積165萬平方公
[5] 里,風蝕面積191萬平方公里。我國人均草地占有量僅為世界人均占有量的三分之一,目前退化、沙化和堿化的草地約占草地總面積的三分之一,并以每年200萬公頃的速度在增加。我國人均耕地占有量不足世界人均占有量的二分之一,近7年來全國耕地凈減少1億畝,[6] 僅去年全國凈減少耕地近254萬公頃。[5]
我國礦產(chǎn)資源也非常有限,礦產(chǎn)資源潛在的人均值只有世界人均的二分之[4]一。現(xiàn)有的45種礦產(chǎn)中可以滿足經(jīng)濟發(fā)展需要的僅有24種。我國現(xiàn)需主要金屬原料中,銅進口量占60%,鐵、鋁進口量占50%。[7] 在經(jīng)濟全球化時代,雖然國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展可以通過進口國外自然資源實現(xiàn)增長,但當今全球自然資源和生態(tài)環(huán)境也面臨著嚴重枯竭和衰退的危機。世界已探明石油儲量將在今后40年內(nèi)耗盡,已探明的天然氣儲量將在今后60年內(nèi)耗盡。[8] 按我國經(jīng)濟增長的需求,對外能源的依存度將加大。據(jù)預測,到2020年中國石油進口量將從現(xiàn)在1億噸左右增長到4億噸,石油對外依存度將從現(xiàn)在的30%達到60%以上。[9] 這種需求顯然與世界石油緊缺的趨勢相沖突。此外,全球土壤流失量已增加到每年200億噸,超過新土的形成量。全球平均每年有600萬公頃土地沙漠化,已有30%的陸地沙漠化。世界森林面積正以每年2000萬公頃的速度在消失。生物物種滅絕速度已上升到平均每6小時就有一個物種滅絕,生物資源嚴重減退。地球上的礦物、能源、土壤、森林、草原、淡水、物種是自然界經(jīng)歷38億年的漫長演化而積累起來的。在過去二百多年工業(yè)化運動中,這些自然資源被迅速開發(fā)。國外專家預言,按照各國生產(chǎn)和消費增長的需求,地球經(jīng)歷38億年儲備起來的自然財
[10](p.4)富,到21世紀末將被消耗得所剩無幾。
在自然資源緊缺,生態(tài)環(huán)境承載力有限的條件下,我們有否可能實現(xiàn)經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,滿足人民日益增長的物質(zhì)文化需要?筆者認為,可以從以下七方面對這個矛盾加以分析。
應(yīng)科學理解“需要”概念的含義。日益增長的“需要”,有合理的需要、適度的需要,也有不合理的、過度的需要。合理、適度的需要,是以人的心身健康和全面發(fā)展為目標的需求,是不超過自然資源和生態(tài)環(huán)境承載力限度的需求,而非濫用自然資源、糟蹋生態(tài)環(huán)境的奢華需求,或由商界為贏利而煽動起來的不必要的、虛假的消費需求。對于超過自然資源再生能力、生態(tài)環(huán)境承載力限度的需求和欲望,應(yīng)加以遏制。
應(yīng)科學理解“落后的社會生產(chǎn)”概念的含義。我國現(xiàn)有社會生產(chǎn)的“落后”,不能只從生產(chǎn)的規(guī)模和產(chǎn)品的數(shù)量不足方面去理解,更多地應(yīng)從高投入、高消耗、高污染、低產(chǎn)出的粗放型、外延式生產(chǎn)方式方面去理解。從我國十幾億人口的物質(zhì)文化需要來看,保持一定的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品數(shù)量是必要的。去年,我國已成為世界上鋼鐵、水泥、家電、電話、服裝生產(chǎn)的第一大國。但由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理,重復生產(chǎn)、過剩生產(chǎn)現(xiàn)象嚴重,造成自然資源嚴重浪費。同時,我國在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),尚未普遍實現(xiàn)工業(yè)化與信息化的并進與融合,尚未普遍實現(xiàn)用高新技術(shù)和先進適用技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè),生產(chǎn)設(shè)備、工藝和管理落后,使本來就非常有限的自然資源被大量浪費,限制了經(jīng)濟可持續(xù)的增長。我國能源利用率僅為30%左右,比發(fā)達國家低約十個百分點,單位產(chǎn)值能耗比世界平均水平高兩倍多,是發(fā)達國家的3至4倍,其中,火力發(fā)電煤耗高于國際水平27.4%,大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗高21%,水泥綜合能耗高45%。我國單位產(chǎn)值水消耗量約為世界平均水平的4倍。木材綜合利用率只相當發(fā)達國家八分之一。發(fā)達國家的投入產(chǎn)出比為1:1,我國去年為5:1。[11][12] 應(yīng)科學理解“日益增長”與“內(nèi)涵式增長”的關(guān)系。在資源環(huán)境有限的條件下,“日益增長”應(yīng)是“內(nèi)涵式增長”,即在總體自然資源有限的條件下,通過資源節(jié)約、資源循環(huán)利用的生產(chǎn)方式,從內(nèi)涵發(fā)展方面實現(xiàn)經(jīng)濟增長。據(jù)報道,今年我國電量短缺達600億千瓦。但另一方面,由于用電技術(shù)設(shè)備落后,每年用電浪費大約近2000億千瓦,相當于兩個建成后的三峽電站發(fā)電量。若少浪費30%
[11]電能,即可解決電量短缺問題,使經(jīng)濟增長獲得更多的能源支持。日本是一個國土狹小、資源短缺的國家,卻保持了世界第二經(jīng)濟大國的地位。其原因之一是高度重視發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,建設(shè)節(jié)約型社會,日本每年廢棄1800萬臺電視機、冰箱、空調(diào)、洗衣機,重量達60萬噸。日本循環(huán)利用法規(guī)定家電生產(chǎn)企業(yè)、銷售商和消費者有回收和循環(huán)利用廢舊家電資源的責任,這四大件家電回收率必須
[13]在50%至60%。三洋公司家電回收率達到61%至81%。中國一些先進企業(yè)也開始走向循環(huán)經(jīng)濟,企業(yè)不只是生產(chǎn)、銷售產(chǎn)品的單位,而且是對產(chǎn)品廢棄后進行回收和再利用的單位。海爾電器公司通過銷售網(wǎng)點,年回收廢舊電器60萬臺,回收其中金屬、塑料八千多噸,可利用零部件折合整機2千套,60%至80%電子廢物變?yōu)樵偕Y源。[14]
應(yīng)科學理解“日益增長”的可能性與限制性關(guān)系。地球上的不可再生資源是有限的,但人類可以不斷發(fā)現(xiàn)這些資源有越來越多樣的新用途,可以不斷使經(jīng)濟獲得增長的機會。人類在一定歷史時期內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)許多不可再生資源的新用途,由此產(chǎn)生增長的極限。而一旦科學技術(shù)進步,發(fā)現(xiàn)新的不可再生資源或已有的不可再生資源的新用途,就有了突破極限、獲得增長的機會。在石油、天然氣資源日趨枯竭的形勢下,我國和國外科學家發(fā)現(xiàn)海底蘊藏著大量以固體冰塊形態(tài)存在的甲烷,這種被稱之為“可燃冰”的天然氣水合物,每1立方米所釋放出來的能量,相當于164立方米的天然氣。據(jù)估計,地球上“可燃水”總能量是所有煤、天然氣、石油的總和的2至3倍。[15](p.84)從核能利用看,目前核能發(fā)電所采用的熱中子反應(yīng)堆,只能利用鈾資源的1%至2%,已探明的鈾礦在今后50年內(nèi)可能會用盡。但科學家進行的快中子增殖反應(yīng)堆的實驗,卻提供了新的可能性:鈾資源的利用率可提高50至60倍,可使核裂變能發(fā)電延續(xù)500年左右。目前“可燃冰”有很大技術(shù)難度,快中子增殖反應(yīng)堆尚在研發(fā)階段。在開發(fā)利用尚未變成現(xiàn)實以前,人們對不可再生能源的利用受到很大限制。這就需要十分節(jié)約地利用現(xiàn)有常規(guī)能源,以便我們能夠平穩(wěn)地過渡到新能源技術(shù)開發(fā)成功的未來時代。
應(yīng)科學理解“日益增長”對于可再生資源永續(xù)利用的依賴關(guān)系。現(xiàn)在普遍采用的不可再生能源,諸如石油、天然氣、煤炭等,都是遠古地質(zhì)時期古生物體積淀下來的太陽能。21世紀經(jīng)濟增長和持續(xù)發(fā)展愈來愈依賴于可再生能源,依賴于對太陽能的直接利用,依賴于對太陽能的轉(zhuǎn)化形式如風能(大氣受太陽輻射加熱不均勻而流動產(chǎn)生的動能)、生物質(zhì)能(植物通過光合作用貯存于生物界和有機質(zhì)中的能量)的利用,以及潮汐能、波浪能等的利用。據(jù)估計,每年照到地球
[16] 表面的太陽能相當于全世界每年總能耗的1萬倍。我國陸地表面每年接收太
[17]陽能相當于1700億噸標準煤。風能提供的能量是全球每年能耗總量的15倍。[18] 雖然現(xiàn)在太陽能、風能在世界能源總量中的比例不到2%,但在過去4年內(nèi),太陽能、風能連續(xù)以40%的速度增長。[8]本土礦物能源匱乏的日本,在2001年實現(xiàn)太陽能發(fā)電容量達45萬千瓦,居世界第一。[19]歐盟風能發(fā)電量將在2006年達到4000萬千瓦。生物質(zhì)能開發(fā)前景廣闊。科學家估計,普通植物對陽光的利用率不到4%,如果通過研究使其提高到5%,那么只要世界農(nóng)田面積的十分之
[20](p.107)一,就可以提供相當于目前人類使用的化石燃料的能源。世界上富含油脂的能源植物達萬種以上,我國有近千種。目前,一些國家科學家正在培育、推廣能源植物,其中包括可提取“生物柴油”的富含類似于石油成分烴類的植物、[15](p.81)富油植物等。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)四十多種能源植物。美國現(xiàn)在種植能源作物已達數(shù)十萬公頃,產(chǎn)量超過500萬噸,生物質(zhì)能利用約為總能耗的3.6%。[21] 德國去年生物柴油產(chǎn)量達65萬噸,現(xiàn)有1300多家加油站提供生物柴油。歐洲目標是在2010年生物燃料占能耗的8.3%。目前許多國家開發(fā)氫能源、構(gòu)建“氫經(jīng)濟”。利用風能、太陽能發(fā)電可以使水電解產(chǎn)生氫,氫用于燃料電池與氧化劑發(fā)生化學反應(yīng)產(chǎn)生電能,其燃料生成物是清潔的水。氫能是無污染、可循環(huán)利用的新能源,效率比石油高一倍,是今后交通工具主要動力源。
應(yīng)科學理解“日益增長”概念的相對性、有條件性、非線性和適度性的含義。經(jīng)濟增長、需求增長,必須同自然資源再生能力、生態(tài)環(huán)境自凈能力相同步,與自然環(huán)境容量相適應(yīng)。開發(fā)自然、發(fā)展經(jīng)濟,必須讓大自然的土地、草原、森林、生物有休養(yǎng)生息的時間和空間,保持開發(fā)周期與自然資源再生和修復周期的協(xié)同關(guān)系。因此,“日益增長”不是直線性增長,而是有條件的、相對的、周期性的、起伏性或非線性的增長,一句話是適度增長,是可持續(xù)發(fā)展意義上的增長。
應(yīng)科學理解“日益增長”的可能性與控制人口規(guī)模、調(diào)節(jié)地區(qū)貧富差異的關(guān)系。占世界人口約20%的發(fā)達國家在實現(xiàn)現(xiàn)代化的過程中,消耗了世界70%以上的能源和資源。從國內(nèi)和世界自然資源的現(xiàn)狀來看,擁有十幾億人口的中國要基本實現(xiàn)現(xiàn)代化,不可能模仿西方高生產(chǎn)、高消費的“現(xiàn)代化”模式。從中國國情看,要滿足人民“日益增長”的物質(zhì)文化需要,首先要控制住人口增長,使“人口分母”變小,使群體的需求量遞減下來,從而在同樣有限的自然資源條件下,有可能使個體需求得到相對增長。國內(nèi)發(fā)達地區(qū)與貧困地區(qū)的增長,應(yīng)是“有機增長”,即在自然資源有限的條件下,發(fā)達地區(qū)物質(zhì)消費需求的增長達到浪費的程度應(yīng)予遏制,而應(yīng)更多地扶持貧困地區(qū)實現(xiàn)生產(chǎn)和消費的增長。
如何協(xié)調(diào)尊重自然的價值與尊重人類發(fā)展權(quán)利的矛盾關(guān)系
按照通行的價值觀,價值是由主體的需要和客體能否滿足主體需要而引起的,價值是客體的屬性滿足主體需要的關(guān)系范疇。通常人們將人與自然的關(guān)系看成是主體與客體的關(guān)系,作為客體的自然界,其自身無所謂價值,自然界只有與人的需要和人的利益發(fā)生關(guān)系時,才有價值,因此,自然界的價值是人賦予的。長期以來,在這種以人類利益和需求為中心的價值觀的影響下,自然界對于人類的生活和經(jīng)濟活動,只有被利用的工具價值。近代西方哲學史上曾出現(xiàn)過“自然向人生成”、“人是自然的最終目的”的人本主義思潮。這種思潮肯定具有文化—道德理想品格的人的價值與尊嚴,有一定的進步意義。但在今天,那種無視包括生物界在內(nèi)的整個自然界具有內(nèi)在價值,唯有人才是價值的評判者、選擇者和創(chuàng)造者的觀點,已遭到了國際環(huán)境倫理學界的批判,被稱之為“唯我論”的價值觀,或唯人類利益至上的“人類中心主義”價值觀。當代全球性自然資源耗竭、生態(tài)環(huán)境惡化的深層根源,就在于這種唯我論價值觀或人類中心主義價值觀的盛行。這種人類中心主義的價值觀,與我們今天所說的“以人為本”的科學發(fā)展觀是完全不同的。以人為本的科學發(fā)展觀是要糾正多年來以片面追求GDP的增長作為政績和社會進步之主要標志的發(fā)展觀。這種發(fā)展觀不顧資源耗竭、環(huán)境惡化的代價,不顧生產(chǎn)勞動者的生命安全,無視人民群眾的根本利益和可持續(xù)發(fā)展的長遠利益,以生態(tài)透支和環(huán)境安全的喪失換取暫時的財富增長,結(jié)果是普遍降低了人們的生活質(zhì)量,形成了沒有健康、全面發(fā)展的畸形增長。以人為本的科學發(fā)展觀則是以尊重自然的價值與尊重人的全面發(fā)展的權(quán)利相統(tǒng)一的和諧關(guān)系為前提的。
事實上,自然界有著不依賴于人而存在的自身價值,尤其是具有自發(fā)調(diào)節(jié)生態(tài)平衡的“智慧”、“能力”。比如,森林不只是人類功利目光中的木材庫,它還是自發(fā)調(diào)節(jié)水資源的天然綠色水庫,保存生物多樣性的巨大基因庫,自發(fā)調(diào)節(jié)大氣中氧氣與二氧化碳比率的天然制氧庫,自發(fā)調(diào)節(jié)氣溫和濕度的巨大空調(diào)器。如果人類不尊重森林這些豐富的內(nèi)在價值,只看到它可提供人類使用木材的價值,就會造成過度砍伐、水土流失、洪水泛濫、生物物種大量滅絕、氣候干旱化、土地荒漠化的惡果。
從當代生態(tài)科學和環(huán)境倫理學的觀點看,價值論中的“主體”概念不應(yīng)限于人類,而應(yīng)擴展到整體生物界中去。自然環(huán)境的價值不應(yīng)只是根據(jù)人的需要和利益加以評判而產(chǎn)生,而且應(yīng)根據(jù)所有生命的物種的生存權(quán)利來判定。比如,長期以來,人們將海灘、湖濱、河灘、沼澤等濕地視為無價值的荒地、廢地,唯有根據(jù)人的需要,圍墾成農(nóng)田才有價值。其實,濕地絕非是無價值的荒廢之地,而是有著豐富生態(tài)價值的寶地。濕地首先對生物界有著特殊的生態(tài)價值,是生物多樣性的基因庫。濕地中,浮游生物、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和濕生植物等多種生物構(gòu)成了具有共生關(guān)系的生物群落。濕地是鳥類的天堂,是鳥類棲息、繁殖、遷徙、越冬的集聚地。全世界鶴類15種,我國濕地就有9種。全世界雁鴨類有
[23]166種,我國濕地有46種。據(jù)最近考察,僅長江口九段沙濕地就有天鵝等鳥類一百多種,魚類167種。我國沼澤植物有101科。近40年來由于開墾濕地,我國已有半數(shù)濱海灘涂不復存在,約30%湖泊消失。黑龍江三江平原78%沼澤消失。洪湖濕地萎縮,水生植物減少24種,魚類減少約50種。神農(nóng)架地區(qū)大九湖沼澤曾是水禽棲息和鹿、獐出沒之地,圍湖造田后變成干旱荒蕪之地。
尊重自然的價值,尊重生物生存的價值和權(quán)利,保護原生態(tài)系統(tǒng),保留大自然中一定比例的原生態(tài)系統(tǒng)和野生生物的發(fā)展空間,限制人類任意開發(fā)和支配自然的范圍和權(quán)利,是否必然與人類的經(jīng)濟社會發(fā)展的權(quán)利相沖突?筆者認為,尊重自然的價值和生物界的權(quán)利,與人類非份的發(fā)展欲望是相沖突的,但是,與人類理性的、和諧的發(fā)展愿望是可以協(xié)調(diào)的。尊重自然價值與尊重人類發(fā)展權(quán)利是可以雙贏的。
生態(tài)學表明,保留和保護天然生態(tài)系統(tǒng)的存在,就是保留和增強自然界自凈環(huán)境的能力,保留和保護人類經(jīng)濟發(fā)展的空間和潛力。以濕地而論,它是由多種多樣動植物、微生物構(gòu)成的生物鏈系統(tǒng),它具有自發(fā)凈化水質(zhì)的能力,被科學家稱為“天然的污水處理廠”。長江口區(qū)八大濕地每年凈化污水18.8億噸,恰好與上海一年的污水排放量相等。濕生植物有著改善土壤的功能。比如一種鹽地堿蓬可使鹽土脫鹽,被譽為改造鹽堿地的“先鋒植物”。濕地還有調(diào)蓄洪水、凈化空氣、降溫散濕的功能,能控制土壤侵蝕,防風護堤。濕生植物具有供人類藥用、食用、觀賞等價值。據(jù)估計,每萬頃濕地可創(chuàng)造出生態(tài)效益1.5萬美元。自然界許多事物和現(xiàn)象有其發(fā)生、發(fā)展的合理性。著名環(huán)境科學家巴里·康芒納提出的生態(tài)三定律之一,就是“自然懂得最好的”或“自然最有智慧”(Nature know best)。[24](p.38)人類往往自以為是“萬物之靈”,比自然界更高明,于是其支配自然的欲望和權(quán)利無限膨脹,造成了人與自然的緊張沖突,人工物對自然物的過度侵犯。比如,我們常立足于一種狹隘功利主義價值觀,把洪水視為一種災害,而看不到洪水在天然條件下塑造和維護生態(tài)系統(tǒng)的功能:洪水是沖積平原的造就者,洪水能補給江河兩岸和湖泊、濕地的水源及兩岸地下水,維持兩岸和湖泊、濕地的生態(tài)系統(tǒng)。洪水變成洪災是人類無節(jié)制地與洪水爭地,限制洪水合理的活動空間,違反自然運行之道所造成的惡果。[25]
那么,當人類收斂自己支配自然、侵犯自然的權(quán)利,讓過度發(fā)展的人工物和生產(chǎn)活動從自然環(huán)境中退出,恢復自然生態(tài)系統(tǒng)的空間,諸如退田還湖、退耕還林、退牧還草,是否會必定造成經(jīng)濟的停滯或衰退呢?否。如果根據(jù)當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境的特點,因地制宜、順其自然地調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu),是可以獲得經(jīng)濟增長的。飽受洪災之苦的洞庭湖一些鄉(xiāng)村,改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu),退田還湖,農(nóng)民遷出泄洪區(qū),大力發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),即使遇上洪水也不遭災,經(jīng)濟收入比種糧為主的時期有所提高。[26] 黑龍江省退耕還林,雖然耕地少了,但近3年來全省糧食總產(chǎn)量并未減少,一直穩(wěn)定在250億公斤。因為退的主要是不宜耕種的低產(chǎn)田,還林后有利于控制水土流失,改善農(nóng)村小氣候,使保留下來的優(yōu)質(zhì)農(nóng)田精耕細作獲高產(chǎn)。[27] 河南省欒川縣5年來植樹造林,種植百余種經(jīng)濟樹種,面積15萬畝,發(fā)展林果業(yè)和生態(tài)旅游業(yè),9余萬農(nóng)民由此脫貧。[28]
協(xié)調(diào)尊重自然的價值與尊重人類發(fā)展權(quán)利的關(guān)系,其中重要的一條,是要尊重自然休養(yǎng)生息的權(quán)利,人類要對自然履行修復、保養(yǎng)、維護的義務(wù)和責任,人的經(jīng)濟活動必須基于人對自然的投入與索取、保養(yǎng)與利用的平衡點上。以盛產(chǎn)羊絨羊毛著名的鄂爾多斯地區(qū),為了治理因過度放牧造成草場退化、沙化的環(huán)境,近三年來開展了大面積禁牧休牧和劃區(qū)輪牧,禁牧草場占全地區(qū)草原三分之一,休牧草場占全地區(qū)草原四分之一,使草場植被覆蓋率由原來30%上升到50%至70%。牧民種植優(yōu)質(zhì)牧草,舍飼圈養(yǎng),牧業(yè)生產(chǎn)由粗放型變成精細型,牧民收入提高了。[29] 內(nèi)蒙古阿拉善左旗實施賀蘭山退牧還林牧民轉(zhuǎn)移工程,農(nóng)牧民遷居人工綠州,90%以上移民戶生活改善。該旗一個鎮(zhèn)年人均收入從移民前的1500元上升到2600元。[30]
協(xié)調(diào)尊重自然的價值與尊重人類發(fā)展權(quán)利的關(guān)系,還在于要樹立“生態(tài)儲蓄”的價值觀念。我國近十多年來經(jīng)濟高速增長,是世界上國內(nèi)儲蓄率最高的國家之一。但自然資源的浪費和生態(tài)環(huán)境的退化,國內(nèi)儲蓄率的相當大的部分是通過生態(tài)赤字和自然資本的損失換來的。為此,生態(tài)經(jīng)濟學家稱之為“名義”的國內(nèi)儲[31]蓄率。要提高真實的國內(nèi)儲蓄率即真實的財富積累和增殖,應(yīng)實施“生態(tài)儲蓄”,即對自然生態(tài)環(huán)境進行補償性、養(yǎng)護性投入,使自然資本得以保存和增殖。近6年來國家對內(nèi)蒙古草原投入120億元“生態(tài)儲蓄”,按國際通用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的估價方法,現(xiàn)計算出生態(tài)保護投入所形成的草原生態(tài)系統(tǒng)新增資本價值量達到每年25.5億元,取得了明顯的“生態(tài)儲蓄”效益。[32]
如何協(xié)調(diào)技術(shù)開發(fā)與自然保護的矛盾關(guān)系
工業(yè)化時代,人類運用科學技術(shù)空前放大了改造自然、利用自然的力量,同時也空前放大了人類耗用自然資源、毀壞生態(tài)環(huán)境的力量。于是在國際上出現(xiàn)了反科技思潮,把科技迅猛發(fā)展的浪潮視為摧毀人類生活根基、毀滅人類家園的洪水猛獸。
其實,反科技思潮將科學與技術(shù)混為一談,將當代環(huán)境災難、生態(tài)悲劇歸罪于科學的發(fā)展,是十分荒謬的。科學的主要職能是認識世界。科學的主要價值目標是求“真”,不抱有明顯的功利欲望和實用態(tài)度。科學不直接地、大規(guī)模地干預和改變自然界。現(xiàn)代科學與古典科學不同之處,在于它不僅探索自然界的因果關(guān)系,也考察人與自然之間相互作用、人用技術(shù)干預和改造自然所引起的正負效應(yīng)和遠近效應(yīng),由回答客觀世界“是什么”的求真要求,引申出“應(yīng)當怎樣做”的倫理要求,為人類擺脫一味征服自然的欲望,維護自然環(huán)境、保護人類家園帶來了理性之光。
技術(shù)的主要職能是改造自然。技術(shù)的主要價值目標是求“用”。因此,技術(shù)抱有明顯的功利欲望和實用態(tài)度。技術(shù)直接地、大規(guī)模地干預和改變自然。由于近現(xiàn)代技術(shù)是自覺應(yīng)用科學的產(chǎn)物,人們通常稱之為“科技”,以區(qū)別于傳統(tǒng)的以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的技藝性技術(shù)。技術(shù)的發(fā)明和開發(fā)固然遵循科學原理,應(yīng)用科學原理,但人們在從事技術(shù)發(fā)明和開發(fā)時,對科學原理的應(yīng)用是有選擇的。如果技術(shù)開發(fā)完全立足于滿足人類自身需要或服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展目的,去選擇和應(yīng)用科學的某些原理,而無視科學揭示的生態(tài)保護原理,無視技術(shù)開發(fā)的生態(tài)效益,無視生物界生存的價值與意義,那么技術(shù)開發(fā)就會走向最終破壞人類生存環(huán)境安全和永續(xù)發(fā)展的歧途上去。
現(xiàn)代反技術(shù)思潮認為,技術(shù)是人造的產(chǎn)物,不是大自然的創(chuàng)造物,技術(shù)從根本上就是與天然生態(tài)系統(tǒng)不相容的、相沖突的,技術(shù)本質(zhì)上是反自然的、反生態(tài)的。這種反技術(shù)思潮的根源之一,在于近現(xiàn)代技術(shù)的特征主要是根據(jù)人類的需要,限定性地選擇自然事物的某種屬性、某種價值,逼促自然,強求自然交出對人類有用的東西,而不見自然事物還有其他豐富多樣的屬性和價值,這就扭曲了自然事物的本來面貌和固有屬性,導致了生態(tài)系統(tǒng)的破壞。比如,在近現(xiàn)代技術(shù)的這種“限定”、“強求”的視野中,河流只是水壓的提供者,只有水力發(fā)電的價值,不見河流還有保存水生生物多樣性、保持流域的水文環(huán)境和動植物生存環(huán)境等價值。于是在河流上盲目興建梯級水電站,造成河流形態(tài)的劇烈變化,魚類洄游、繁殖的天然環(huán)境的喪失,下游河道干涸,湖泊濕地面積縮小,地下水位下降,流域氣候變干燥,陸生動植物消退,河流美麗的自然風光被毀。
這種以逼促自然、強求自然為特征的技術(shù),在全球性資源生態(tài)環(huán)境問題告急的當代,已走進了窮途末路。當代技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)開發(fā)發(fā)生了新的轉(zhuǎn)向,這就是不能只著眼于滿足人類的利益和欲望,僅僅服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展的目的,而是要更多地遵循和應(yīng)用科學揭示的生態(tài)原理,顧及自然生態(tài)的維護,顧及生物界生存的權(quán)利,師法自然,修復自然,使技術(shù)與自然環(huán)境的關(guān)系由沖突關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)橛押藐P(guān)系,使技術(shù)對自然的破壞性開發(fā)利用轉(zhuǎn)變?yōu)楸Wo性開發(fā)利用。
21世紀的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)開發(fā),面向建立與自然環(huán)境的和諧關(guān)系,主要有以下幾方面的發(fā)展趨勢。信息技術(shù)、智能技術(shù)全面滲入生產(chǎn)和管理過程,粗放型生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫毿汀⒐?jié)約型生產(chǎn)。由此改變高物耗、高能耗的生產(chǎn)方式,并使生產(chǎn)和經(jīng)濟活動的各要素的配置管理更為優(yōu)化。信息技術(shù)、智能技術(shù)的普遍應(yīng)用,能極大地改變傳統(tǒng)經(jīng)濟交往、社會交往的方式,降低物流、人流過程中交通的能耗、物耗和環(huán)境污染。
在加緊推進清潔的可再生能源開發(fā)的同時,大力開發(fā)節(jié)能新技術(shù)。比如,我國近年來電力緊張的主因之一,就是空調(diào)器的普及。夏季空調(diào)用電量占總用電量的40%,全國每年新增裝機容量4000萬千瓦都被空調(diào)消耗。開發(fā)節(jié)能空調(diào),節(jié)電約25%,一年全國就可節(jié)電243億千瓦,相當于三峽水電站現(xiàn)有發(fā)電量。[33] 又如,繼半導體技術(shù)引發(fā)了微電子革命后,現(xiàn)又孕育著一場照明革命,即大幅度降低電能消耗的半導體燈將替代白熾燈和熒光燈,在同樣亮度下,半導體燈耗電
[34]僅為白熾燈的十分之一,壽命卻延長100倍。正在開發(fā)的各種節(jié)能建筑材料,隔熱保溫性能逐步提高,可使建筑能源消耗減少20%以上。
開發(fā)循環(huán)利用資源和清潔生產(chǎn)、無公害產(chǎn)品制造的綠色技術(shù)。循環(huán)利用資源的技術(shù),可提高有限的自然資源重復利用率和再利用率,緩解經(jīng)濟發(fā)展與有限資源的緊張關(guān)系。比如,寶鋼每年要排放近270萬噸高爐廢渣。現(xiàn)通過廢渣資源二次開發(fā),加工成礦渣細粉,可替代混凝土中的水泥。又如,上海每年改造城市所產(chǎn)生的廢棄混凝土達2000多噸。我國為制造混凝土骨料,每年開采石子相當于鏟平500米高的山體840公頃。現(xiàn)在,廢棄混凝土再生利用于筑路工程已試驗成功,若加以推廣,其生態(tài)效益和經(jīng)濟效益是相當可觀的。再如,上海每年丟棄的復合紙牛奶盒、果汁盒7300噸,若回收制成再生板材,用以制作課桌椅等,每年可節(jié)省木材2000噸。清潔生產(chǎn)和無公害產(chǎn)品(如無毒性物質(zhì)的電腦,電池等)的制造技術(shù),可以在生產(chǎn)源頭或生產(chǎn)過程中消除有害物質(zhì)對環(huán)境和人的危害。
開發(fā)新材料技術(shù),減少天然材料、能源的消耗和環(huán)境污染。開發(fā)人工新材料,降低了經(jīng)濟發(fā)展對有限的天然材料的依賴程度。如新興的工程塑料強度高、耐磨損、耐腐蝕、重量輕、易加工,在許多工業(yè)產(chǎn)品中成為金屬材料、木材的替代品,而其生產(chǎn)過程中的能源消耗遠低于鋼材。國外汽車制造業(yè)用新型復合材料取代鋼,汽車重量減輕65%-75%,從而使汽車能耗節(jié)省80%。國外科學家還研制出以雜交植物為原料制成的可自然降解而無污染的塑料。
師法自然,開發(fā)仿生態(tài)新技術(shù),治理污染,提高自然資源的利用效率。比如,發(fā)達國家近十年來紛紛模仿天然濕地自凈機制,營造人工濕地處理污水。美國建了1萬多座人工濕地污水處理系統(tǒng),丹麥有800多座。人工濕地處理污水,大大降低能耗物耗。我國有些地方近年開始啟動人工濕地處污工程。云南撫仙湖建一片30畝人工濕地,生長10多種水生植物,日處理污水1.45萬噸,出水質(zhì)達到地表水二類標準。污水處理費用僅為污水處理廠的二十分之一。而且濕地除去污水中氮、磷的能力比污水處理廠強。[35] 國內(nèi)外一些城市還開發(fā)雨水收集和循環(huán)利用技術(shù),營建節(jié)水型城市。北京有兩個社區(qū)新建的雨水收集再利用系統(tǒng),每年共可收集1.14萬立方米雨水。
最近在上海隆重舉行的以“工程師塑造可持續(xù)發(fā)展的未來”為主題的2004年世界工程師大會表明,當代全世界工程師的重要社會責任是,用先進的科技和工程設(shè)計,使自然資源得以恢復和再利用,減少現(xiàn)有能源的消耗和廣泛開發(fā)清潔的可再生能源,修復被污染和破壞的環(huán)境,幫助占全球人口80%的欠發(fā)達或發(fā)展中國家人民滿足改善生活的需要。為此,我們可以充滿信心地展望,21世紀技術(shù)革命浪潮將朝著重建人與自然的和諧和經(jīng)濟社會永續(xù)發(fā)展的方向,浩浩蕩蕩奔涌前進,為人類開創(chuàng)更美好的未來。
第四篇:材料結(jié)構(gòu)與性能
材料結(jié)構(gòu)與性能報告(1)
論文題目:塊狀非晶合金材料的研究進展
姓名: 學號: 學科專業(yè): 指導教師: 入學日期: 報告日期: 報告地點:
王楚 31605051 材料工程 林莉 2016.11
研究生院制表
材料結(jié)構(gòu)與性能報告(1)1概述
一般認為,凝聚態(tài)的物質(zhì)大致可以分為三類:晶態(tài)物質(zhì)、準晶態(tài)物質(zhì)和非晶態(tài)物質(zhì)。非晶態(tài)合金是指固態(tài)時其原子的三維空間呈拓撲無序排列,并在一定溫度范圍保持這種狀態(tài)相對穩(wěn)定的合金。最早有關(guān)非晶態(tài)合金的文獻是由融Kamer于1934年首次報道的。而后,1960年,Duwez[1]等首先采用噴槍法在Au.Si合金中獲得非晶態(tài)合金,從而開創(chuàng)了材料研究的新領(lǐng)域一非晶態(tài)合金材料。非晶合金具有優(yōu)異的物理性能、化學性能和力學性能,特別是優(yōu)良的軟磁性能,在許多領(lǐng)域中己得到應(yīng)用。一般說來,非晶態(tài)合金均需要通過熔體快淬的方法來獲得,它需要非常高的冷卻速率(10 6 /s 以上)。由于臨界冷卻速率的限制,非晶態(tài)合金的三維尺寸受到很大的限制,只能獲得很薄或很細的片、絲和粉末狀非晶合金。
大塊非晶合金材料是近年來采用現(xiàn)代冶金技術(shù)合成的一種具有特殊性能的新型先進金屬材料。對大塊非晶的研究無論在理論上還是在應(yīng)用上都有重要意義。首先,大塊非晶體系是一些全新的多組元體系,其合金熔體具有極大的熱力學過冷度,過冷液體的動力學行為類似于氧化物玻璃,這使得人們重新思考傳統(tǒng)的非晶形成理論。另外,大塊非晶合金大都具有明顯的玻璃轉(zhuǎn)變和寬的過冷液相區(qū),這為深人研究非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變特征和過冷液態(tài)的結(jié)構(gòu)和物性提供了理想材料。在應(yīng)用上,由于具有奇特的物理、力學及化學性能, 適合于用來制造電子器件、磁性器件、精密光學器件、精密機械結(jié)構(gòu)件、電池材料、體育用品、生物醫(yī)學植人物以及軍工先進武器構(gòu)件(如穿甲武器、飛行器的構(gòu)件、裝甲板等)等。塊狀非晶合金的發(fā)展歷程
非晶合金的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個階段。第l階段為1960年(Duwez首次采用快淬方法制得Au70Si30非晶合金薄帶)-1989年。這段時期,人們主要通過提高冷卻速率(>104列s)來獲得非晶合金,因而得到的基本是非晶合金薄膜、薄帶或粉末。所研究和制備的主要是二元合金。主要研究體系可分為3大合金系:第l類合金系由過渡族金屬或貴金屬與類金屬組成,如Pd2Si、Fe2B等。;類金屬的含量為10%-30%,恰好在低共晶點組分附近。2類合金系是以LTM-ETM為基的體系,其中ETM和LTM分別代表前、后過渡族金屬,LTM包括Fe、Co、Ni、Pd和Cu等,ETM包括Ti、Zr、Nb、Ta、Hf等。LTM的含量一般在20%-40%,如Zr70(Ni、Fe、Co、Pd、Rh)30、Nb60Rh40等,該體系可以在非常寬的低共晶組分范圍內(nèi)形成非晶,這類非晶合金發(fā)現(xiàn)得比較晚,1977年才首次發(fā)現(xiàn)屬于這一類的合金,以后又逐步發(fā)現(xiàn)了在Ca或Sr中加入AI、Zn等組成的非晶合金[2,3]。第3類為以A族金屬元素(Mg、Ca、Sr)為基體,B族金屬元素(Al、Zn、Ga)為溶質(zhì)的
塊狀非晶合金的研究進展
少冷卻過程中的非均勻形核, 因而各種制備方法都有以下兩個共同持征:(1)對合金母材反復熔煉, 以提高熔體的純度, 消除非均勻形核點。(2)采用高純惰性氣體保護,盡量減少氧含量。目前,大塊非晶態(tài)合金的制備方法主要有以下幾類:
(l)懸浮熔煉: 將試樣置于特定的線圈中,線圈中的電磁場使試樣產(chǎn)生與外界相反的感生電動勢,該感生電動勢與外磁場間的斥力與重力相抵消,從而使試樣懸浮在線圈中。同時, 試樣中的渦流使自身加熱熔化。再向試樣吹人惰性氣體,使其冷卻、凝固;或利用通電極板間的靜電場使試樣懸浮,用激光加熱熔化,當激光停止照射時,試樣于原位冷卻。試樣溫度可用非接觸法測量。懸浮熔煉的優(yōu)點是試樣沒有在容器中熔煉,避免了容器壁引起的非均質(zhì)形核,可減小臨界冷卻速度。其缺點是,試驗的懸浮與加熱是同時通過試樣中的渦流實現(xiàn)的,當試樣冷卻時也必須處于懸浮狀態(tài),即試樣在冷卻時還必須克服懸浮渦流帶來的熱量,所以冷卻速度不可能很快, 增加了制備難度,制備的塊狀非晶合金尺寸較小。
(2)深過冷液淬法:此方法是將試樣用低熔點氧化物(如B2O3)包裹起來,在石英管中感應(yīng)加熱熔化,最后淬入水中得到非晶態(tài)合金試樣。低熔點氧化物的作用一是用來吸取合金冶煉中的雜質(zhì)顆粒,避免這些顆粒成為形核的核心,二是將合金熔液與容器壁隔離開來。由于包裹物始點低于熔體熔點,因而可避免合金母材與容器壁直接接觸,最大限度地避免了非均質(zhì)形核。
(3)高壓模鑄法:該方法是將母合金放人套筒內(nèi),在高頻感應(yīng)線圈中熔化,再用高 壓快速將合金液壓人銅模內(nèi),銅模外通水使試樣快速冷卻。由于該方法的冷卻速率很大,可以獲得較大體積的非晶態(tài)合金。
此外還有定向凝固、射流成形、壓實成型等多種大塊非晶合金制備工藝。國內(nèi)關(guān)于大塊非晶合金的研究開展不多,主要采用落管、氧化物包裹、磁懸浮、射流成形及水淬 等技術(shù)制備大塊非晶合金。國內(nèi)制備的大塊非晶合金的最大直徑為90mm。由于目前制備的非晶合金的尺寸較小,影響了非晶合金作為結(jié)構(gòu)材料的使用范圍。塊狀非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)
非晶合金的原子在三維空間呈拓撲無序狀排列,不存在長程周期性,但在幾個原子間距的范圍內(nèi),原子的排列仍然有著一定的規(guī)律,因此可以認為非晶態(tài)合金的原子結(jié)構(gòu)為“長程無序,短程有”。通常定義非晶態(tài)合金的短程有序區(qū)小于1.5nm,即不超過4-5個原子間距,從而與納米晶或微晶相區(qū)別,短程有序可分為化學短程有序和拓撲短程有序兩類。
材料結(jié)構(gòu)與性能報告(1)4.1化學短程有序
非晶態(tài)金屬至少含有兩個組元,除了不同類原子的尺度差別、穩(wěn)定相結(jié)構(gòu)和原子長程遷移率等因素以外,不同類原子之間的原子作用力在非晶態(tài)合金的形成過程中起著重要作用。化學短程有序的影響通常只局限于近鄰原子,因此一般用近鄰組分與平均值之差作為化學短程有序參數(shù),對于二元A-B體系為:
up=1-ZAB/(ZcB)=1-ZBA/(ZcA)其中ZAu和ZuA分別代表A(或B)原子近鄰的B(或A)原子配位數(shù),Z是原子總配位數(shù)。cA和cu分別是A與B原子在合金中的平均濃度。當A和B兩種原子直徑明顯不同時,A原子的總本位數(shù)ZA與B原子的總配位數(shù)Zi3不再相同,ZA≠Ze,這時短程有序另一種定義。
4.2拓撲短程有序
指圍繞某一原子的局域結(jié)構(gòu)的短程有序。常用幾種不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)描述非晶態(tài)與合金的結(jié)構(gòu)特征,主要有原子分布函數(shù)、干涉函數(shù)、近鄰原子距離與配位數(shù)和質(zhì)量密度。原子分布函數(shù),設(shè)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是各向同性的均勻結(jié)構(gòu),其平均原子密度Po為--定體積y中包含的原子數(shù)N:
Po=N/V 描述某一原子附近的密度變化可用徑向分布函數(shù)RDF(r):
RDF(r)=4*3.14xr2p(r)
其中r是距某中心原子的距離,p(r)是距離r處的密度,由上式可知,RDF(r)dr代表以某個原子為中心,在半徑r處、厚度為dr的球殼內(nèi)的原子數(shù),從而RDF(r)=dN/dr表示原子數(shù)目(密度)隨距離增加的變化。
定義約化徑向分布函數(shù)G(r)為:
G(r)=4x3.14*r[p(r)-po] 幾種過渡金屬-類金屬非晶態(tài)合金的約化徑向分布函數(shù)如圖8-1所示,函數(shù)值隨著與中心原子的距離增大而呈有規(guī)律的起伏。此外,還定義雙體分布函數(shù)g(r): z(r)=p(r)/p。
當合金中包含幾種不同類原子時,引入偏徑向密度函數(shù)pii(r)、偏雙體分布函數(shù)gii(r)、偏約化徑向分布函數(shù)GO(r)等參數(shù)描述原子之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。例如,pji(r)指與某個第i類踩子的距離為r處,單位體積中第j類原子的數(shù)目。上述各個原子分布函數(shù)中,原子密度p(r)和原子徑向分布函數(shù)RDF(r)有明確物理意義,G(r)的物理意義雖然不明確,但它同RDF(r)一樣能反映非晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征,對體系作x射線衍射測量得到結(jié)構(gòu)因數(shù)S(Q),塊狀非晶合金的研究進展
外殼等商業(yè)產(chǎn)品由于大塊非晶中不存在晶體中的滑移位錯,在較低溫度下具有很好的粘滯流動性,可以較好地發(fā)生超塑應(yīng)變利用這個特性,可以把大塊非晶合金進行各種塑性加工,制成所需的各種形狀由于其優(yōu)異的力學性能和較好的熱穩(wěn)定性,大塊非晶合金在軍事方面也得到了應(yīng)用,可以用來制造反坦克的動能穿甲彈。
Zr基大塊非晶合金具有很高的彈性實驗表明,用其做成的小球與同樣大小的鋼球在量筒中從相同高度(15m左右)自由落下后做彈性來回運動,前者比后者的彈動時間足足長了大塊非晶合金具有很高的強度和強度-密度比,以及很好的彈性能,因而具有很好的應(yīng)用潛力。基大塊非晶合金由于抗拉強度高、延展性好、彈性能高、沖擊斷裂性能高和抗腐蝕性高,且具有非常好的能量傳遞性能,已被用來制作高爾夫球桿和其擊球部位(球頭),使用該材料做成的高爾夫球頭能夠?qū)?9%的能量傳遞到球上。
在化學方面,由于大塊非晶具有抗腐蝕、儲存能量(吸氫和析氫)和高催化特性,將有可能在海洋業(yè)和能源方面得到應(yīng)用。塊體非晶合金在結(jié)構(gòu)上是原子長程無序而近程有序排列的亞穩(wěn)材料,每個短程有序的原子團可以視為一個高活性點,而這種高活性、高耐蝕性材料是最理想的電極催化材料。如果使用這種材料制作電極, 其催化活性將提高以上,可大大提高制堿工業(yè)的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,由此所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是十分巨大的。
由于新型基非晶合金具有低飽和磁致伸縮,使得它們的軟磁性能可與傳統(tǒng)的Fe-Si-B非晶合金相比擬,甚至更優(yōu)。日本研制的Fe基大塊非晶合金軟磁材料的磁導率,比硅鋼片材料及傳統(tǒng)晶體結(jié)構(gòu)的磁性材料15倍,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室也已經(jīng)制備出了直徑達到以上的低磁能損耗的大塊基軟磁產(chǎn)品專家預測,大塊非晶合金軟磁材料制品將很快應(yīng)用于電子信息,如計算機、通訊設(shè)備和工業(yè)自動化等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和電力等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)另外,硬磁性大塊非晶合金也將是一種很有潛力的永磁材料。
6結(jié)束語
非晶合金,因特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能自產(chǎn)生以來一直是材料學界的熱點研究領(lǐng)域之一。近年來對非晶合金進行了廣泛的研究,取得了很大的進展,已突破昔日貴金屬的限制, 許多日常重要的工程合金系統(tǒng)如Fe、Co、NiCu 等都可制備出塊體非晶合金,這為其實際應(yīng)用創(chuàng)造了條件,如今工程應(yīng)用也已逐步興起。但作為一類新型的材料, 非晶合金仍處于研究探索階段,在基礎(chǔ)理論、制備工藝和實際應(yīng)用中還有許多問題亟待解決,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
還沒有一套完整的理論或成熟的物理模型用來指導塊體非晶的研制,目前對于合金系統(tǒng)組元的選擇還只能憑經(jīng)驗規(guī)律,但這些規(guī)律都不具備普適性。這主要是由于還沒有充分理解非晶合金形成的本質(zhì), 因此需要加強對非晶合金物理轉(zhuǎn)變過程的研究。
材料結(jié)構(gòu)與性能報告(1)(2)目前所制備的塊體非晶尺寸還不夠大,只有Zr基、Pd基等少數(shù)幾種合金體系可達較大尺寸,這在很大程度上限制了這種新型結(jié)構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用,因而需要我們在理解非晶合金形成本質(zhì)的基礎(chǔ)上,改進目前塊體非晶制備所需的苛刻工藝條件。因機械合金化在制備非晶合金上的獨特優(yōu)勢,目前可以優(yōu)先發(fā)展機械合金化工藝。
(3)提高塊體非晶的熱穩(wěn)定性。由于塊體非晶屬亞穩(wěn)態(tài)材料,在熱力學上是不穩(wěn)定的, 只有把這類材料加熱到一定溫度以上才會使其變?yōu)榫B(tài)材料。因此,必須設(shè)法提高塊體非晶的熱穩(wěn)定性,以拓寬其應(yīng)用范圍。
(4)任何材料都有其自身的缺陷,雖然發(fā)現(xiàn)了一系列具有大塑性的塊體非晶合金,但總體來說其塑性都還有待提高,而且非晶合金的拉伸塑性幾乎為零。長期以來,探索同時具有高強度和大塑性的金屬合金材料一直是材料領(lǐng)域追求的目標,非晶合金塑性的進一步提高,必將為非晶合金的應(yīng)用開辟更廣闊的空間。
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第五篇:句子結(jié)構(gòu)類型和成分
句子成分及句子類型
句子是具有一定的語法結(jié)構(gòu),表達一個獨立完整意義的語言單位。口頭表達中,句與句之間略有停頓。書面上,這種停頓用標點符號表示,如句號、逗號、分號或感嘆號。
一、基本句型(Basic Sentence Patterns):英語中千變?nèi)f化的句子歸根結(jié)底都是由以下五種基本句型組合、擴展、變化而來的: I 句子成分
句子的組成成分叫句子成分。在句子中,詞與詞之間有一定的組合關(guān)系,按照不同的關(guān)系,可以把句子分為不同的組成成分。句子成分由詞或詞組充當。英語的基本成分有六種:主語(subject)、謂語(predicate)、表語(predicative)、賓語(object)、定語(attribute)和狀語(adverbial)。II 基本句型
基本句型一: S V(主+謂)基本句型二: S V P(主+謂+表)基本句型三: S V O(主+謂+賓)
基本句型四: S V o O(主+謂+間賓+直賓)基本句型五: S V O C(主+謂+賓+賓補)基本句型 一S V(主+謂)
此句型的句子有一個共同特點,即句子的謂語動詞都能表達完整的意思。這類動詞叫做不及物動詞,后面可以跟副詞、介詞短語、狀語從句等 2 基本句型 二
S V P(主+謂+表)
此句型的句子有一個共同的特點:句子謂語動詞都不能表達一個完整的意思,必須加上一個表明主語身份或狀態(tài)的表語構(gòu)成復合謂語,才能表達完整的意思。這類動詞叫做連系動詞。be, look, keep, seem,get, grow, become, turn等 This is an English-Chinese dictionary.這是本英漢辭典。The dinner smells good.午餐的氣味很好。
Everything looks different.一切看來都不同了。
He is growing tall and strong.他長得又高又壯。Our well has gone dry.我們的井干枯了。
His face turned red.他的臉紅了。3 基本句型 三S V O(主+謂+賓)
此句型句子的共同特點是:謂語動詞都具有實義,都是主語產(chǎn)生的動作,但不能表達完整的意思,必須跟有一個賓語,即動作的承受者,才能使意思完整。這類動詞叫做及物動詞。
S V(及物動詞)O
1.Who │knows │the answer?
誰知道答案?
2.He │has refused │to help them.他拒絕幫他們的忙。3.He │enjoys │reading.他喜歡看書。
4.They │ate │what was left over.他們吃了剩飯。5.He │said │“Good morning.” 他說:"早上好!4 基本句型 四 S V o O(主+謂+間賓+直賓)
此句型的句子有一個共同特點:謂語動詞必須跟有兩個賓語才能表達完整的意思。這兩個賓語一個是動作的直接承受者,另一個是動作的間接承受者。通常這一間接承受者用一個介詞來連接,當動作的間接承受者在動作的直接承受者之前時,這一介詞往往被省略。S │V(及物)│o(多指人)│ O(多指物)
1.She │ordered │herself │a new dress.她給自己定了一套新衣裳 2.She │cooked │her husband │a delicious meal.她給丈夫煮了一餐美饌。3.He │brought │you │a dictionary.他給你帶來了一本字典。4.I │showed │him │my pictures.我給他看我的照片。5.I │gave │my car │a wash.我洗了我的汽車。5 基本句型 五S V O C(主+謂+賓+賓補)
此句型的句子的共同特點是:動詞雖然是及物動詞,但是只跟一個賓語還不能表達完整的意思,必須加上一個補充成分來補足賓語,才能使意思完整。S │V(及物)│ O(賓語)│ C(賓補)1.They │appointed │him │manager.他們?nèi)蚊斀?jīng)理。2.They │painted │the door │green.他們把門漆成綠色。3..This │set │them │thinking.這使得他們要細想一想。4.What │makes │him │think so? 他怎么會這樣想? 5.He │asked │me │to come back soon.他要我早點回來。
6.I │saw │them │getting on the bus.我看見他們上了那輛公共汽車。
注意:以上只是五個基本句型,但是我們在閱讀中碰到的是血肉更豐滿的句子。下面以基本句型五為例一個句子來擴充一個句子,我們可以加上適當?shù)亩ㄕZ,狀語等,使之更血肉豐滿:
We found the hall full.我們發(fā)現(xiàn)禮堂坐滿了。
We found the great hall full of students and teachers.我們發(fā)現(xiàn)大禮堂坐滿了學生和教師。
We found the great hall full of students and teachers listening to an important report.我們發(fā)現(xiàn)大禮堂坐滿了在聽一個重要報告的學生和教師。
We found the great hall full of students and teachers listening to an important report made by a comrade from the People's Daily on current affairs in East Europe.我們發(fā)現(xiàn)大禮堂坐滿了在聽人民日報的一位同志作有關(guān)東歐局勢的重要報告的學生和教師。
二、按使用目的可分為陳述句、疑問句、祈使句和感嘆句。
1)陳述句(Declarative Sentences):說明一個事實或陳述一種看法。Light travels faster than sound.光比聲速度快。(說明事實)The film is rather boring.這部電影很乏味。(說明看法)2)疑問句(Interrogative Sentences):提出問題。有以下四種: a.一般疑問句(General Questions):
Can you finish the work in time? 你能按時完成工作嗎? b.特殊疑問句(W Questions;H Questions): Where do you live?你住那兒?
How do you know that? 你怎么知道那件事? c.選擇疑問句(Alternative Questions): Do you want tea or coffee? 你是要茶還是要咖啡? d.反意疑問句(Tag-Questions):
He doesn't know her, does he? 他不認識她,對不對?
3)祈使句(Imperative Sentences):提出請求,建議或發(fā)出命令 Sit down, please.請坐。Don't be nervous!別緊張!
4)感嘆句(Exclamatory Sentences):表示說話人驚奇、喜悅、憤怒等情緒 What good news it is!多好的消息啊!
三、句子按其結(jié)構(gòu)可以分為以下三類:簡單句,并列句,主從復合句
1、簡單句(Simple Sentences):只包含一個主謂結(jié)構(gòu)句子叫簡單句
不管是我們閱讀還是寫作,構(gòu)造和理解簡單句都是最基本的技能。在這個技能中,記住一點是十分重要的。也就是說:在英語簡單句中,只能有而且(一般情況下)必須有一個謂語部分。英語的簡單句只有五種基本句型,也就是我們上面提到的五中基本句型,所有的英語句子都不能離開這五種基本句型,所以我們把它們諳熟于心是非常重要而且大有裨益的。再重復一下,這五種句型是:SV , SVC , SVO , SVOC , SVOiOd。其中S = Subject,也就是主語;V = Verbal phrase,也就是謂語部分;C = Complement,表示跟在系動詞之后的補語;O = Object,也就是句子的賓語,在最后一種句型中包括間接賓語和直接賓語。She is fond of collecting stamps.她喜歡集郵。
2、并列句(Compound Sentences):包含兩個或兩個以上主謂結(jié)構(gòu)的句子叫并列句,句與句之間通常用并列連詞或分號來連接,例如:The food was good, but he had little appetite.英語的并列句一般情況下引不起巨大的閱讀障礙,因為在分句之間往往有固定的連接詞說明前后分句的關(guān)系。這樣的連接詞有以and為代表的表示意義延伸的并列連詞、以or為代表的表示選擇概念的并列連詞、以but為代表的表示轉(zhuǎn)折的并列連詞和表示原因的for四個類型。對此我們分別舉例句來說明問題: 第一種 and型,(and, both A and B, not only A but also B, neither A nor B)1.The camera takes good pictures, and the price is reasonable.2.He doesn’t care for money, nor does he care for fame.第二種 or型(or, either...or)
1.The children can go with us , or they can stay at home.2.Take a map with you, or you will be lost.第三種 but型(but, while…)
He doesn’t earn much, but he spends money freely.Some people waste food, while others have none.第四種 for型
1.He must have done something wrong, for the teacher called him to the office.2.It must have rained last night, for the ground is wet.3、復合句(Complex Sentences):包含一個主句從句和一個或幾個從句的句子叫復合句,從句由從屬連詞引導,The film had begun when we got to the cinema.如果一個句子充當另一個句子的組成部分,如主語、賓語、表語、同位語、定語、狀語等,具有這樣結(jié)構(gòu)的句子稱為主從復合句。充當某一成分的句子稱為從句,帶著從句的句子稱為主句。從句對主句的關(guān)系是從屬關(guān)系。主句和從句之間有一定的連接詞加以連接。從屬關(guān)系的復合句包括名詞性從句(Nominal Clauses)(包括主語從句、表語從句、賓語從句、同位語從句)、定語從句(Relative Clauses)、狀語從句(Adverbial Clauses)。