第一篇：電解質與電極界面產物電導率測試與研究

電解質與電極界面產物電導率測試與研究

孔偉1，趙芯舫2

本文在《中國測試》2013年第39卷第6期頁碼：20-23

（1.烏海職業技術學院，內蒙古 烏海 016000； 2.北京海灣聯縱安全科技有限公司，北京 100024）

摘要：為研究氧化釔穩定氧化鋯（YSZ）電解質材料與La1-xMxNiO3（M=Ca、Sr、Mg）電極材料界面反應物的電輸運特性，采用二端法測試樣品直流電導率和交流電導率。結果表明：樣品的直流電導率、交流電導率均隨溫度的升高而增加，交流電導率在低頻區基本不變，在高頻區隨頻率增大而增大，解釋了電極的電輸運性能，綜合比較摻雜Ca的樣品性能比較優良。

關鍵詞：電解質物理學；電輸運特性；固相反應法；頻率

中圖分類號：O657.13；O646.5；TM911.4；TM930.12文獻標志碼：A文章編號：1674-5124（2013）06-0020-04

Testing and research conductivities of electrolyte and the electrode interface products KONG Wei1，ZHAO Xin-fang2

（1.Wuhai Vocational and Technical College，Wuhai 016000，China；

2.Beijing Gulf Link Zone Security Technology Co.，Ltd.，Beijing 100024，China）

Abstract: For studying the electronic transport properties of the interface reactants produced by yttria stabilized zirconia（YSZ）electrolyte materials and La1-xMxNiO3（M=Ca，Sr，Mg）electrode materials，this paper tested DC conductivity and AC conductivity of samples with the two-terminal method，the results show that the DC and AC conductivities of the samples increased with the increasing temperature，and the AC conductivity is almost not changed in the low frequency region，and it increases with frequency in the high frequency region，which explain the electrical transport properties of the electrodes.Comprehensive comparison results indicate the performance of Ca-doped sample is more excellent.Key words: electrolyte physics； electronic transport property； solid state reaction method； frequency

第二篇：表面與界面論文-

納米材料的表面與界面

納米材料包含納米微粒和納米固體兩部分，納米微粒的粒子直徑與電子的德布羅意波長相當，并且具有巨大的比表面；由納米微粒構成的納米固體又存在龐大的界面成分。強大的表面和界面效應使納米材料體現出許多異常的特性和新的規律，這些特性和規律使其展現出廣闊的應用前景。其中，在宏觀尺度上制造出具有納米結構和納米效應的高性能金屬材料，并揭示這些材料的組織演化特征以實現功能調控，是金屬材料學科面臨的重大科學問題和需要解決的核心關鍵技術。本文將對納米材料的表面、界面效應進行介紹。

1.1納米材料

納米材料就是具有納米尺度的粉末、纖維、膜或塊體。其中納米粉末，也就是通常所說的納米粒子，研究時間最長、技術最為成熟，是生產其他三類產品的基礎。當物質被加工到極其微細的納米尺度時，會出現特異的表面效應、體積效應和量子效應，其光學、熱學、電學、磁學、力學乃至化學性質也就相應地發生十分顯著的變化。因此納米材料具備其它一般材料所沒有的優越性能，可廣泛應用于電子、醫藥、化工、軍事、航空航天等眾多領域，在整個新材料的研究應用方面占據著核心位置。

納米材料要求在三維空間中至少有一維處于納米尺度（1-100 nm）范圍或由它們作為基本單元構成的材料，其基本結構單元可以分為：零維的納米粒子、原子團簇；一維的納米線、納米管等；二維的超薄膜、多層膜等。這些基本單元又可以組成一維（1D）、二維（2D）、三維（3D）的納米材料，如納米塊狀材料是將納米粉末高壓成型或燒結或控制金屬液體結晶而得到的納米材料。

納米材料和納米結構對材料科學和凝聚態物理提出了許多新的課題，由于尺度的減小，導致可以與激子波爾半徑、光波波長、超導相干波長和德布羅意波長相比擬，體系電子被限制在一個十分小的納米空間，電子的平均自由程很短，電子輸運受到限制，電子的局域性和相干性增強。在宏觀體材料下出現的準連續能帶消失，將表示出分立的能級，量子尺度效應十分顯著，使得納米體系的材料與塊體材料相比在物理和化學性質上有很大的不同，將出現許多新奇的特性。而且，納米材料在小尺度范圍內的表面活性增強，表面能量狀態的提高將導致納米體系本身變的很不穩定而處于亞穩態。

尺度是納米材料重要的結構參量之一。因為隨著材料尺度的減小，其表面與界面原子（與芯部原子相比）所占的比例就會越來越大，當表面與界面原子數與芯部原子數相比擬的時候，材料的相關物性將有可能發生從宏觀的體材料向介觀的納米尺度材料轉變，從而導致一系列的尺度效應，而正是這些尺度效應使得納米材料與納米結構表現許多奇異的物性和潛在的應用。例如，因為尺度的減小，納米顆粒的表面原子與總的原子數相比隨粒徑的減小而急劇增大。當直徑為10nm，4nm，2nm和1nm時，其表面原子所占的比例分別是20％，40％，80％和99％。表面原子數隨尺度減小而增大將導致表面原子的配位數不足、鍵合狀態與內部原子不同，鍵態失配，因而出現非化學平衡，使表面原子的活性增大且處于高的表面能量狀態，將引起表面原子自旋構象和能譜以及表面原子的輸運的變化。此外，隨著納米晶體尺度的減小，內部缺陷如位錯在晶粒內部的消失以及晶界的存在，使得納米粒子將在強度，結構硬度顯著增強。同時，也會出現表面硬化現象[6]。納米尺度下的材料合成也為新型納米材料的制各提供了機會。例如，在經典條件下互不相溶的兩種材料如二元金屬，在納米尺度范圍內由于相關物理量尺度效應的存在，將會出現固溶體相。

因此，當物體的尺度進入納米量級后，表現出的許多性能已經不可以用經典理論來進行描述，需要發展新的理論工具來增進對納米尺度下材料表面與界面的理解。

1.2表面效應與界面效應

隨著微粒粒徑的減小，其比表面積大大增加，位于表面的原子數目將占相當大的比例。例如粒徑為5nm時，表面原子的比例達到50%；粒徑為2nm時，表面原子的比例數猛增到80%；粒徑為1nm時，表面原子比例數達到99%，幾乎所有原子都處于表面狀態。龐大的表面使納米微粒的表面自由能，剩余價和剩余鍵力大大增加。鍵態嚴重失配、出現了許多活性中心，表面臺階和粗糙度增加，表面出現非化學平衡、非整數配位的化學價，導致了納米微粒的化學性質與化學平衡體系有很大差別，我們把這些差別及其作用叫做納米微粒的表面效應。

由納米微粒制成的納米固體，不同于長程有序的晶態固體，也不同于長程無序短程有序的非晶態固體，而是處于一種無序狀態更高的狀態。格萊特認為，這類固體的晶界有“類氣體”的結構，具有很高的活性和可移動性。從結構組成上看它是由兩種組元構成，一是具有不同取向的晶粒構成的顆粒組元，二是完全無序結構各不相同的晶界構成的界面組元。由于顆粒尺寸小，界面組元占據了可以與顆粒組元相比擬的體積百分數。例如當顆粒粒徑為5-50nm時構成的納米固體，界面所占體積百分數約為50%-30%。晶體界面對晶體材料的許多性能有重大影響。由于納米固體的界面與通常晶粒材料有很大的不同，界面組元的增加使納米固體中的界面自由能大大增加，界面的離子價態，電子運動傳遞等于結構有關的性能發生了相當大的變化，這種變化我們稱之為納米固體的界面效應。

1.3 表面能和界面能及其尺度效應

表面或者界面過剩Gibbs自由能和表面或者界面應力在固體表面熱力學中起著重要的作用。是理解諸如量子點生長和形核、外延納米結構以及生長的各向異性、晶體的平衡形狀，表面結構和馳豫、表面熟化等的一個重要的物理量。例如，在恒定體積條件下的晶體平衡形狀是由Wulff定理決定，即

= 最小值，其中是各晶面的表面自由能，是各個晶面的面積，從熱力學的觀點看，表面（或界面）能描述的是通過裂開或塑性變形形成新固體表面（或界面）單位面積上所做的可逆功，而表面（或界面）應力指的是通過彈性變形伸展表面（或界面）單位面積上做的可逆功。

隨著納米體系材料尺度的減小，比表面積逐漸增大，表面能或者界面能對材料的能量狀態及熱穩定性的影響尤為顯著，使得納米材料的熱力學行為不同于相應的塊體材料。

對于納米材料體系來說，如多層膜，其界面除了相應的由于原子間的鍵能導致的界面能之外，同時由于晶格原子失配而導致了彈性應變能的存在。此項構成了界面能的結構項。而對于納米晶、納米線、納米管等納米體系材料的表面，同時存在著表面原子之間尺度依賴的表面彈性應變能。因此，表面或者界面晶格原子晶格的彈性能構成了表面或者晃面能的一個重要方面。Zhao等人研究了納米薄膜的表面原子之間的彈性應變能。發現其彈性常數和楊氏模量與薄膜的厚度存在顯著的尺度效應。

2.納米材料的界面微觀結構

2.1納米材料界面微觀結構模型

納米材料是由內在不一致的被界面區域分割開的納米尺度的微粒所組成。納米材料的顆粒尺寸、結構不是區別納米材料的唯一特性。事實上，界面區域起著同樣的甚至更重要的作用。界面的化學成分、原子結構、厚度對納米材料的性能同樣起著關鍵的作用。即使兩種納米材料的納米顆粒有著相同的化學成分和尺寸，如果它們的界面結構不同則可能導致性能上的巨大差異。納米材料表現出特殊的物理和化學性能，這是由于大部分原子處在界面的直接結果。因此，納米材料中界面處的微觀結構起著關鍵的作用。

盡管目前納米材料的界面研究已取得一定進展，在某些方面取得共識，但到目前為止還未能獲得準確的結論。近年來的許多研究都表明納米微晶中界面上的原子排列極為復雜，尤其三個晶粒或更多的交叉區，其原子幾乎是自由的、孤立的，其量子力學狀態。原子、電子結構已非傳統固體物理、晶體學理論所能解釋。界面微觀結構存在許多有爭議的問題。基于不同的實驗結果，許多人提出了一些關丁納米材料界面微觀結構模型，其中具有代表性的是：

Gleiter的完全無序模型：這種理論認為納米晶粒晶界具有較為開放的結構，原子排列具有隨機性，原子間距離大，原子密度低，既無長程有序，又無短程有序。這種理論曾被廣泛引用，但近年來，許多關于納米材料界面研究的實驗和模擬計算都與這個理論有出入，因此，人們基本上放棄這個模型。

有序結構模型：這種理論認為納米晶界處的原子結構與傳統粗晶晶界結構并無太大區別，納米晶界上原子排列是有序的或者是局域有序的，并通過階梯式移動實現局部能量的最低狀態。

有序無序模型：近年來，通過大量晶界的高分辨電鏡觀察，提出納米材料晶界具有以下特征：多數晶粒具有與粗晶中的晶界相類似的結構，但由于晶粒很小且隨機取向，晶界都呈現出彎曲的特征，而且鄰近晶界的區域晶體點陣存在畸變，同時，在一些晶界上，存在局域的不完整性或無序的區域以及納米級空洞。可以認為：納米材料中的界面存在著一個結構上的分布，它們處于無序到有序的中間狀態，有的與粗晶界面結構十分接近，而有的則更趨于無序狀態。

界面可變模型：由于界面原子的原子間距、原子排列、缺陷和配位數的不同，界面上能量差別很大，使納米塊狀材料的表面平移周期遭到了很大的破壞，晶格常數也發生了變化。這種復雜的相互作用和表面狀態，使納米材料具有不尋常的電、磁和光學性能。

界面缺陷模型：界面組分隨著納米粒子尺寸減小而增大，界面中的三叉晶界的數值隨之增大，引起界面中包含著大量缺陷。納米材料的界面原子排列比較混亂，其體積百分數比常規材料的大得多，界面原子配位不全，使得缺陷增加。所以納米材料是一種缺陷密度十分高的材料。

總之，至今仍未形成統一的理論模型來描述納米界面的微觀結構。事實上納米材料中的界面微觀結構可能非常復雜。它不但與材料的成分、鍵合類型、制備方法、成型條件以及所經歷的熱歷史等因素密切有關，而且在同一塊材料中不同晶界之問也各有差異。可以認為納米材料中的界面存在著一個結構上的分布，它們處于無序到有序的中間狀態，有的與粗晶界面結構十分接近，而有的則更趨于無序狀態。

2.2納米材料界面結構的熱穩定性

從熱力學角度講,納米材料處于非穩定狀態,因為大量的晶界將提高系統的自由能。在適當的條件下,納米晶粒將會長大,材料中的不穩定相將會轉變為穩定相,從而引起界面結構的變化。因此,高溫時納米材料的性能將發生改變。與常規加熱方式相比,不但可以降低晶須的合成溫度,而且可以提高晶須的產率。因此,單位產品的能耗大大降低,電爐的使用壽命大幅度提高,具有節能、省時、高效的優點,可以實現碳化硅納米晶須的低成本、大規模生產。

總之，至今仍未形成統一的理論模型來描述納米界面的微觀結構。事實上納米材料中的界面微觀結構可能非常復雜。它不但與材料的成分、鍵合類型、制備方法、成型條件以及所經歷的熱歷史等因素密切有關，而且在同一塊材料中不同晶界之問也各有差異。可以認為納米材料中的界面存在著一個結構上的分布，它們處于無序到有序的中間狀態，有的與粗晶界面結構十分接近，而有的則更趨于無序狀態。

3.納米界面性能與電介質科學

界面效應包括兩個方面:垂直界面的效應和界面平面內的效應。界面是金屬電極和介質相之間電荷傳輸的通道,它可控制后者金屬電極與電介質接觸時，可從金屬內亞原子距離擴展到電介質內約10-9m或到絕緣體內10-7m形成一個納米級的界面，并且恒定帶電構成雙電層。這一電荷分離層是電介質和金屬電極間界面的特征，它在界面內產生的電場可高達103MV/m。若極化分子是界面內主要成分時，它們會高度取向并形成與松散狀態下差別較大的性質。在納米界面內，離子和分子的分布和動力學特征在電化學、保持電介質絕緣性能以及其它電活動中都有相當重要的作用，許多電介質系統的低頻行為都可以用納米界面的特性來表征。

界面效應包括兩個方面：垂直界面的效應和界面平面內的效應。界面是金屬電極和介質相之間電荷傳輸的通道，它可控制后者的導電性能，影響穿過電極和松散電介質間界面電子傳輸的氧化還原過程。界面電場可通過色散力和靜電力改變聚合離子、聚合電解質或極化大分子的正常相結構，而氧和其它吸附在金屬和電介質表面的雜質會使界面實際情況更為復雜，界面上復雜的時變性能對體系的絕緣性能和介電性能有很大影響。由于界面內電荷橫向移動發生在分子有序的富離子空間電荷層，與垂直界面方向相當不同，因此界面平面的內部反應也是一類潛力巨大的界面現象。對這種情形的研究不僅會在電氣工程，而且在電子-化學、生物學和細胞膜內質子和其它離子橫向流研究方面產生有益的結果。

4.總結

對納米材料和納米結構體系表面和界面以及相關尺度效應的研究，不僅能夠獲得材料的表面態或界面態等物理特征，而且對于探索新的納米結構的奇異物性及納米尺度器件應用基礎具有重要的理論意義。

參考文獻

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第三篇：《膠體與界面化學》總結報告

《膠體與界面化學》之“膠體的制備與純化”總結報告

膠體（Colloid）又稱膠狀分散體（colloidal dispersion）是一種均勻混合物，在膠體中含有兩種不同狀態的物質，一種是分散介質（連續相），另一種是分散粒子（不連續相）。膠體與界面化學是研究界面現象及除小分子分散體系以外的多相分散體系物理和化學性質的科學。內容涉及：各種界面現象、表面層結構與性質以及各種分散體系的形成與性質。

膠體按照分散劑狀態不同分為：氣溶膠、液溶膠和固溶膠；按分散質的不同可分為：粒子膠體、分子膠體。常見的膠體有Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、硅酸膠體、淀粉膠體、蛋白質膠體、豆漿、霧、墨水、涂料、AgI、Ag2S、As2S3、有色玻璃、果凍、雞蛋清、血液等。膠體能發生丁達爾現象，產生聚沉、鹽析、電泳、布朗運動等現象，具有滲析作用等性質。廣泛用于農業生產、醫療衛生以及工業生產等領域。本文就膠體的制備和純化方法做一下學習總結。

一、膠體的制備

膠體物系制備[1]有兩種方法：分散法和凝聚法。分散法是使粒子較大的物質分散成膠體物系，通常利用機械能和電能等以達到分散的目的。最常用的是膠體磨，氣流粉碎，也可用超聲波，電弧等。凝聚法是使溶質分子、原子或離子自行結合成膠粒大小而制成凝膠的方法，通常分物理凝聚法和化學凝聚法兩類。膠體物系制備方法如圖。

機械分散主要使用膠體磨和氣流粉碎機。物料進膠體磨之前，先入球磨機粉碎至0.2mm左右，再進膠體磨粉碎到1μm(1000nm)以下，最小可達10nm。為了防止極微小顆粒聚結，一般還加少量表面活性物質如丹寧或明膠等作穩定劑。工業上常利用此法制備膠體石墨、油漆和礦物顏料等。氣流粉碎機是一種高效超細粉碎設備，它被廣泛用于染料、技術陶瓷及制藥等行業，它也可將物料粉碎至1μm以下。

超聲分散是用頻率大于20000Hz，人耳不能聽到的彈性波將物料撕碎。實驗室常用此法將某些松軟的物質分散，或將一種液體分散在另一種液體中以形成乳狀液。

電弧分散主要用于制備金屬的水溶膠。該方法是將被分散的金屬作電極，插入水中，通電使之產生電弧。在高溫下金屬被氣化，遇水冷凝成膠粒。加少量堿作穩定劑。

物理凝聚是將被分散物質的蒸氣驟冷或改換溶劑或驟冷飽和溶液等使被分散物質凝聚成膠體粒子。如將汞蒸氣通入冷水中就可得到汞溶膠；將含松香的酒精溶液滴入水中，由于松香在水中的溶解度低，溶質成膠粒的大小析出，形成松香的水溶膠；用冰驟冷苯的飽和水溶液得到苯的水溶膠。

化學凝聚是利用化學反應在適宜的反應條件（反應物的濃度、溶劑、溫度、pH值和攪拌等）下，生成的不溶物由分子分散狀態逐步凝聚達到膠體狀態的方法。為此必須使反應物的濃度很低，并緩慢混合，而不至于生成沉淀。比如，姚明明等[2]使用化學凝聚法成功合成了穩定的TiO2溶膠；邢林莊等[3]采用檸檬酸鈉還原法制備了納米金膠體；周波等[4]采用單質硅粉水解法，經過初級粒子制備和粒子多級生長，制備了單分散的大粒徑硅溶膠。按照化學反應的類別，可分為復分解反應、分解反應、還原反應、氧化反應和水解等幾種。如用AgNO3稀溶液與KCl稀溶液進行復分解反應：

AgNO3+KCl=AgCl↓+KNO3 其中任何一種適當地過量，就可制得穩定的AgCl溶膠。將FeCl3緩慢滴入沸水中，即得紅棕色的Fe(OH)3膠體：

FeCl3+H2O=Fe(OH)3+3HCl 膠體的純化

最初制備的溶膠常含有過多的電解質或其他雜質，它們不利于溶膠的穩定，因此需將其除去，即所謂膠體物系的凈化[1]。最普通的方法是滲析法。滲析法是將待凈化的溶膠用半透膜（羊皮紙，動物膀胱膜，硝酸纖維和醋酸纖維等）與溶劑隔開，溶膠中的電解質或其他雜質（分子、離子）就可穿透半透膜進入溶劑。若不斷更換溶劑，即可將多余的電解質或其他雜質移去，達到凈化的目的。

為了提高滲透速度，可在半透膜兩側加一電場，以加速離子遷移，這就是電滲析法。另外，增加半透膜兩邊濃度差，擴大半透膜面積或適當地提高溫度均可使滲析加速。

應當指出，適當數量的電解質對溶膠是起穩定作用的，因此，滲析法凈化溶膠要注意控制時間，以保證穩定溶膠所需的電解質。溫度過高將加劇布朗運動，也會破壞溶膠的穩定性。膠體的純化還有其他方法，比如閆峰等[5]采用差速離心法成功實現了膠體金探針的純化；Marcell Pálmai等[6]分別采用離心、過濾、滲析的方法實現了硅溶膠的純化。參考文獻

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第四篇：工業設計產品用戶界面認知與傳達研究

摘 要：“產品用戶界面”作為連接“用戶”與“產品”之間的橋梁，對于構建工業設計的基礎理論體系具有重要作用。本文依托文化人類學、社會學、符號學、認知心理學等理論體系來切入研究，通過建構廣泛的知識框架來明確用戶界面設計之“認知模型”與“傳達途徑”的研究方法。本文認為讓科技以一種不干擾的狀態進入人們的生活，實現觸動消費者心靈的產品用戶界面將是我們不斷努力的方向之一。

關鍵詞：產品用戶界面，用戶為中心設計，用戶體驗

前言

科技的飛速發展剝奪了人類以往熟悉的記憶和情感，甚至沒有給人們的生活帶來相應的便利和愉悅。糟糕的產品用戶界面設計，不僅讓用戶在使用產品的時候浪費大量的時間，而且經常會讓用戶感到驚慌失措。用戶經常困惑于產品的使用方法，產品華麗的外表下隱含著讓用戶無法分辨的復雜信息，張牙舞爪的產品成了科技所塑造的洪水猛獸。日新月異的社會進步和消費膨脹的趨勢，使得只有擁有良好的用戶界面的產品，才能在眾多競爭者中脫穎而出。如何使得用戶和產品通暢無阻的交流與認知，就是擺在面前的棘手問題。

1、產品用戶界面之溯源

從詞源學角度分析，界面(Interface)的概念源于古希臘,寓意是面對面的臉,兩張面對的臉的溝通就構成了相互之間的關系。從人類的早期造物活動時期，人與物之間的交流關系就已經開始，原始人打磨石器的活動也許是人與物“界面”的雛形。在原始社會，我們的祖先只能憑借感官體驗去感受世界，通過舞蹈等肢體語言來表達情緒和想法，這種交流具有“共時性”的特征。隨著社會的發展，社會大分工使得需要用交換來滿足人們的生活需要，社會必須建立信息交流的“界面”，這種界面必須具有“歷時性”的特征，恰好文字和印刷術的出現使得這樣的交流成為可能，信息傳播的深度和廣度也大大增強。由此，真正意義上的“界面”就產生了。

轟轟烈烈的工業化革命粉碎了以前含情脈脈的手工業生產的方式，以前社會的衡量標準是人與人之間冷漠的，服從機器的標準化和機械化的運作方式。用戶必須經過長時間的培訓才能適應產品，并且這種操作技能的更新換代也極其繁瑣。世襲傳承的操作產品的技能竟然變成時髦的炫耀，產品無時無刻不在呈現出了冷漠森嚴的猙獰面目。多樣化價值觀“共融共生”的知識經濟時代，也是承載著人們美好記憶和情感的“非物質文化”時代，傳統意義的工業設計突破了以往“非此即彼”的界限走向復雜的混沌領域。當代的產品用戶界面設計的重心已經從著重對象的功能和結構的“物質實現”，到強調“文化氛圍”、“體驗交互”等非物質效用的階段。

2、產品用戶界面之概述

需要引起重視的是，“產品用戶界面”作為連接用戶和產品之間的重要橋梁，一直并沒有得到相應的重視。設計經常迷失于“造型”和“樣式”之中，而遺忘了去深入研究“用戶”與“產品”之間的深層涵義。“就消費者而言，界面就是產品”。也許每個人都有過這樣的經歷，面對新買的產品欣喜的打開包裝嘗試使用的時候,卻困惑于復雜的“產品用戶界面”卻不知如何操作,只好硬著頭皮去啃厚厚的說明書。這就是不良的產品用戶界面帶來的后果。易拉罐的瓶口設計就是成功的產品用戶界面設計，它符合人類的認知心理習慣和行為模式，不管是哪個國家、哪個民族、說哪種語言，無需任何的操作說明，都可以輕松解讀其所表達的涵義，并做到簡易的操作。

用戶界面從傳統上分為廣義上的界面和狹義上的界面，也可分為軟界面和硬界面。從心理學角度來看，用戶界面可分為感覺層面（視覺、觸覺、聽覺等）和情感層面。廣義的說，凡是參與用戶和產品信息交流的一切領域都屬于用戶界面研究范疇。從我國研究現狀來看，學術界較多從人機工程學的角度來進行研究，在研究方法上，重視 “尺度”、“效率”等物質性因素，而缺少不同文化氛圍、不同社會環境、不同生活方式的用戶對于“社會文化”、“交互情感”等非物質因素的研究。從“可用性”到“易用性”的研究轉型，“用戶體驗”和“用戶友好”等已經成為產品用戶界面的新型研究領域。

筆者認為，“產品用戶界面”（PUI-Product User Interface）主要討論產品設計中用戶和產品之間的認知與傳達的問題。產品用戶界面概念來源于早期的“人機界面”，但是傳統的人機界面只偏重于人機之間信息的輸入和輸出，把人機交互看作“生理動作”和“刺激信號”的過程，屬于“物理層面”階段；而隨著認知心理學的發展以及信息技術的進步，現今的產品用戶界面設計更加著重于對“用戶研究”和“用戶體驗”的重視，屬于“腦的延伸”階段。簡單來說，如果哲學解釋了“我們是誰”的問題；科學研究了“我們從哪里來”的問題；產品用戶界面就是要探討“我們如何認知和理解產品”的問題。產品用戶界面是復雜的多學科融合的設計學科，文化人類學、社會學、符號學、認知心理學等學科都在此扮演著重要的角色。需要說明的是，本文討論的“產品用戶界面”是針對工業設計范疇內所有“人為物”和“人為事”的“硬件認知界面”，而“狹義的用戶界面范疇”不屬于本文重點的探討范圍。

3、產品用戶界面之認知與傳達——以用戶為中心的研究方法

產品用戶界面設計以“用戶為中心”（UCD-User centered design）為出發點的科學研究體系，即在整個產品用戶界面的研發過程中，強調以“用戶研究”為中心，“用戶研究”是整個產品用戶界面研究的主線索。廣泛的應用用戶為中心的方法進行“用戶行為模型”研究，利用“群體文化學”進行深度用戶研究,了解用戶日常生活中的價值結構和生活方式。用戶為中心設計不能僅僅局限于“用戶”為焦點，而更應該關注“用戶的行為方式和生活方式”。

實踐表明，產品的用戶界面設計不應該去和產品的外形做過多糾纏，應該直接進入“人”與“物”之間關系的探討。擁有八十多年歷史的飛利浦設計中心專門設有Culture Scan部門，其新的口號就是“Sense and Simplicity”（簡單而好用）。飛利浦公司強調“聚焦人類研究”（People Focused）,利用多學科的團隊，進行用戶趨勢研究（Consumer Research &Trends）以及文化掃描（Culture Scan）的方法對用戶進行研究,以期對未來發展的趨勢做出宏觀預測。廣泛的應用用戶為中心的設計方法來進行產品用戶界面設計，將會使得企業的產品具有更好的用戶親和力和市場競爭力，達到品牌的商業上的成功。

產品用戶界面設計是復雜的設計活動，在設計過程中必須研究復雜的用戶心理活動和用戶行為方式。首先面對復雜多變的用戶，這就需要從“多學科”和“多角度”去進行用戶研究，建立用戶模型（User model）。只有確定了用戶的目標、用戶的生活方式、以及用戶的需求在哪里，才能找到產品用戶界面的原點。產品用戶界面設計的認知模型可以理解為設計文脈底蘊下的故事。設計師的概念模型、系統映像以及用戶的心智模式相互影響，為了讓用戶簡易的認知和使用產品，設計師概念模型（Designer conceptual Model）與產品的系統映像（The System image）以及用戶的心智模式（User Mental Model）必須匹配。設計師通過產品用戶界面與用戶交流，這種交流通過“系統映像”進行。用戶將“系統映像”作為信息來認識，形成“心智模型”。設計師應該給用戶提供正確的“系統映像”，使得外部知識和用戶頭腦中知識之間實現匹配。

（產品用戶界面認知與傳達模型）

不同生理特征、心理特征、社會特征的用戶就可能會對產品用戶界面有不同的需求。理想狀況就是設計模型與用戶的思維模型完全一致。假如產品用戶界面缺少被理解的意義背景和結構，那樣對于產品的認知可能就異常困難，因為用戶任何時候都試圖去解釋身邊的事物，并且對所做的選擇找尋合適的理由。產品用戶界面設計應該符合用戶的思維模型，應該讓用戶清楚的了解所處的狀態,我們要提供給用戶的是“方便性”而不是“規則性”。

4、產品用戶界面之設計評價系統

拙劣的產品用戶界面設計讓人產生嚴重的挫敗感，影響了對產品的認知和使用過程。產品用戶界面貫穿了用戶和產品交流的始終，優秀的界面應該提升用戶對“使用產品的理解”，感受到“愉悅的使用體驗”。用戶需要簡單、自然、友好、一致的界面。產品用戶界面應當提供簡單靈活的操作動作，盡量減少用戶視覺，記憶和邏輯思維負擔，減少或防止用戶出錯，達到產品簡單使用（easy to use）和愉悅使用（joy to use）的目的。

設計師需要理解人們喜歡用何種方式與產品進行溝通，并研究產品用戶界面如何符合用戶的“價值和意義系統”，勾起用戶的“情感和回憶”，在此之后才能“有的放矢”的提出合理的解決方案。在具體工作中可以從產品的“可視性與反饋”、“用戶的行為模型”以及“自然匹配原則”等方面進行產品用戶界面的評價研究。設計師應該有責任成為產品用戶界面體驗的策劃者，協調科技和人生活之間的和諧互動，利用用戶熟悉的感受和本能反應來進行產品設計，讓人們在信息時代也能找到以往生活類比的經驗。

5、產品用戶界面設計之發展展望

產品用戶界面研究屬于復雜的多學科交叉性的研究范疇，由于“用戶的復雜性”、“產品的復雜性”以及“設計本身的復雜性”，以及當今“全球化與民族多樣性”共存的社會環境下，如何深入探求產品用戶界面的認知與傳達的問題都是具有挑戰性的。古人云，武俠中最高境界的劍術，就是無形的“劍氣”。隨著社會的發展，產品功能的載體會因其所承載功能的消失而消失。本文認為，產品用戶界面的理想境界就是,讓用戶在享受產品帶來的體驗的過程中,感覺不到產品的存在所帶來的羈絆。讓科技以一種不干擾的狀態進入人們的生活，實現觸動消費者心靈的產品用戶界面將是我們不斷努力的方向之一。

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[5].[美]魯道夫·阿恩海姆.視覺思維——審美直覺心理學(,滕守堯譯).成都：四川人民出社，1998.3.作者簡介：

吳磊：（1982），女，湖北省武漢人，湖北工業大學商貿學院藝術系教師，主要從事視覺藝術設計及其理論研究。在藝術類專業期刊發表學術論文及作品多篇，參與設計類教材編寫數本。

ABSTRACT: As well known, “product user interface ” is the bridge between “user” and “product”，it plays an important role in the basic theory of product design system.Therefore, this article based on

Anthropology、Sociology、Semiotics and Cognitive psychology to looking forward to building a broad knowledge system to find out the method of “cognitive model ”and “communicate approach ” in product user interface research.The author believed that the science and technology enter people's life with one kind of the state not disturbing，achieve to the perfect product user interface that touch the hearts of the users is one of the industrial designers’ goals.KEYWORDS: Product User Interface, User centered design, User experience

第五篇：電極式加熱與電阻式加熱優缺點（定稿）

電極式加熱與電阻式加熱優缺點

電極式電加熱鍋爐與電阻式電加熱鍋爐的區別

作者：aode 來源：本站 發表時間：2011-9-26 11:37:27 點擊：88 電極式電加熱鍋爐

電極式元件的工作原理,是把電極插入水中,利用水的高熱阻特性,直接將電能轉換為熱能,在這一轉換過程中能量幾乎沒有損失。電極式元件分為普通電極式和高電壓電極式。電極式鍋爐運行十分安全,鍋爐不會發生干燒現象。

因為一旦鍋爐斷水,電極間的通路被切斷,電功率為零,鍋爐自動停止運行。

電膜式電膜式加熱技術是最近幾年發展起來的新技術,比電阻絲加熱有更高的電熱轉換效率。其原理是在搪瓷鋼管表面噴鍍稱謂微球電熱材料的半導體膜(金屬氧化物),實現大功率電熱轉換。

其特點是使用范圍更大,使用壽命長,耐電流沖擊能力強,與基體附著力高,抗冷熱激變破壞能力強,適用于基體材料種類多,設備簡單,投資少,工藝操作環境要求低。

電阻式電加熱鍋爐

電阻式是采用高阻抗管形電熱元件,接通電源后,管形電熱元件產生高熱使水成為熱水或蒸汽。管形電熱元件由金屬外殼、電熱絲和氧化續三者組成。

該種元件的優點是水中不帶電,使用較為安全,對水質也不造成污染。

問題是鍋爐容量的增大依靠管形電熱元件的數量來實現,并按投運數量來調節鍋爐負荷。因此,這種鍋爐的容量受到電熱元件結構布置的限制。