梯度功能材料制备技术及其发展趋势

梯度功能材料制备技术及其发展趋势（共9篇）

篇1：梯度功能材料制备技术及其发展趋势

梯度功能材料研究与应用

摘 要：

介绍了近年来梯度功能材料(FGM)国外发展动态,较详细叙述了梯度功能材料制备方法,如化学气相沉积法(CVD),放电等离子烧结法(SPS),复合离心铸造法(CDC)等工艺方法,并介绍了梯度磁性材料、封接合金、刀具材料及生体材料的制备、性能、特点及应用。

关键词： 梯度功能材料；性能； 特点； 应用 前 言

材料组成的梯度结构是20世纪70年代初提出的崭新概念,但真正进行研究开发及应用梯度功能材料则是80年代以后的事。虽说迄今梯度功能材料发展不到20年,但其研究开发却十分迅速,特别是日、德、美等先进工业国不论是对梯度功能材料组织结构、性能,还是它们的制备工艺、设备以及材料应用等方面都取得了令人瞩目的成果。进入90年代后,梯度功能材料受到国际材料界的广泛重视,为促进其交流与发展于1990年在日本召开了第一届国际梯度功能材料学术讨论会(FGM),随后每两年召开一次,到1996年已开了四次。会议发表论文数量逐届迅速增长,从第一届的70余篇已增加到近200篇。论文涉及领域非常广泛,如在功能材料中的应用及制备;在结构材料中的应用及制备;机械性能;梯度结构设计等。从会议论文内容看,功能性梯度材料研究与应用论文数量越来越多,表明梯度功能材料开发研究是梯度材料发展的主流。本文主要介绍梯度功能材料国外最新发展动向,较详细叙述近年开发的梯度功能材料制备工艺及梯度磁性材料,梯度封接合金,梯度耐热、耐磨合金,生体用梯度材料等。梯度功能材料概述

众所周知迄今人们所熟悉的各种金属材料,不论是晶态材料还是非晶态材料的组成结构都是均匀一致的,因此对于某种确定的材料而言,其物理、机械、电磁等性能是一定的。但是梯度材料的组成成分浓度在材料的某个方向上是连续变化的,即形成梯度分布。这类材料因其内部成分、结构变化所以它的性能也是连续变化的,这种变化的性能正满足了不同工作环境对材料的要求。图1显示出了均质金属材料、复合材料以及梯度材料结构与性能的比较。

图1 均质、复合及梯度材料结构及性能比较

图1示出的是最早开发的耐热隔热陶瓷/金属梯度功能材料(c)与陶瓷/金属复合材料(b),陶瓷金属均质材料(a)的结构,性能比较。由图不难看出均质材料内陶瓷与金属均匀分布,其性能如耐热性、导热性、热膨胀系数均不随空间而变化。复合材料(b)有一明确的连接界面,在界面两边性能截然不同,即跨过界面性能发生突变。这种复合材料在高温下由于界面两侧膨胀系数差很大,容易由于热应力而引起剥离损坏。图1c显示了陶瓷/金属梯度功能材料,从左至右陶瓷浓度减小,而金属含量增加,左端为陶瓷右端为金属。这种结构材料的性能随成分变化而变化,热应力得到缓解,克服了复合材料存在的问题,满足了作为航天飞机机身耐热瓦的苛刻工作环境要求。其实,梯度结构材料在自然界早已存在,如人们熟悉的竹子,其直径虽不20cm却可高达十几米,挺拔而立,这是由于它的结构不同于一般树木。竹子由表皮、基本组织及纤维管束构成。纤维管束则由纤维管束鞘、管孔道等部分组成,其中纤维管束鞘具有很高弹性,且抗拉强度可与钢铁相比,从表皮向里纤维管束鞘浓度逐渐减少,表皮浓度高达90%以上,因此使竹子具有表皮坚硬、内部柔韧、整体质轻等特点。还有人骨也是典型的梯度结构,它由骨质构成,而骨质又分为致密质和海棉质两类。人骨从内部向表面是由海棉质向致密质变化,这样骨表层是骨质密度高的致密质使骨表面坚硬结实,而向里则是海棉质,使骨骼具有柔韧性。所以整个人身骨 2

骼就能支撑人身体,使其能进行立、坐、卧、跑、跳等各种活动。纵观自然界中植物、动物等生物体中的梯度结构,使我们认识到千百万年来生体为适应生存的环境,而逐渐进化形成最适应环境变化的梯度组织,这是一种高度进化的结构形式,可以说当金开发梯度功能材料正是受到生体结构的启发,有人还称梯度功能材料是材料开发的一种最终形态。制备方法的研究与开发

梯度结构材料的制备过程需要严格控制浓度、流量、温度及压力等参数,因此是相当复杂的。目前按原材料形态可分为气相、液相(融熔态)、固相(粉末)等三种方法,具体详见表1所列。以下就表1列出的方法中,目前最常用的几种作较详细的介绍。

3.1 物理气相沉积法

物理气相沉积法(简称PVD法)是高温加热金属使其蒸发然后沉积于基材上,形成约100Lm厚的致密薄膜。加热金属的方法有电阻加热、电子束加热、利用空心阴极放电(HCD)的等离子加热及利用气体离子的溅射等方法。图2示出了HCD型 3

图2 HCD型PVD装置示意图

该装置由水冷铜坩埚、被蒸发金属、反应气体导入管、基板、加热器、氩气管、中空钽阴极等组成。为了获得金属氧化物、氮化物、碳化物陶瓷,需加入氮气、碳氢化物等气体,使之与金属蒸气发生反应。该装置中氩等离子体直接加热被蒸发的金属,其温度可达2000℃,所以选用融点在2000℃以下的被蒸发材料。该加热方法适合于制备陶瓷材料。为了得到成分符合要求的梯度材料,在合成过程中必须严格控制反应气体流量,例如在钛基板上合成TiC/Ti系梯度功能材料,就应当使C2H2反应气体流量从零变化到能生成TiC的流量,这样在基板上便可得到组成连续变化的TiC/Ti梯度材料。

3.2 化学气相沉积法(CVD法)化学气相沉积法是气相法生产梯度功能材料的一种化学反应方法,该法又分为热CVD、等离子CVD及光CVD。图3示出等离子CVD装置示意图。该装置由进气、加热、反应炉、排气、测温及控制等系统组成。CVD法是使含金属、类金属的卤化物气体加热分解,然后使金属、类金属沉积于基板上。这种方法沉积速度快,较物理气相沉积(PVD)法形成膜的速度快十余倍,因此可得到数mm厚的膜。该法也可使反应气体与卤化物气体混合,产生氮化物、碳化物陶瓷。采用等离子激发气体,较加热基材的热CVD更容易合成陶瓷。通常采用高频等离子CVD与高频和直流弧并用的放电等离子CVD来制造梯度功能材料。当选SiCl4、TiCl4、BCl3作为卤化物气体,与反应气体C2H2混合,混合比从零至碳化物生成的流量增加，图3 CVD装置示意图

3.3 喷涂法及复合离心浇注法

所谓喷涂法就是把金属、陶瓷粉末及它们的混合物用高温气焰或等离子加热使之熔融或半熔融,然后喷涂到基体表面形成膜层的表面处理技术。其目的是改善表面特性,使之具有耐腐蚀,耐热等性能。喷涂法有气式和电式两种形式。前者采用气焰喷涂,后者多采用等离子喷涂和高频等离子喷涂。等离子喷涂金属/陶瓷梯度功能材料常采用双等离子喷枪装置,其中一只喷枪喷射金属粉末,如Ni、Mo等,另一只喷枪喷射陶瓷粉末,如TiC等。两只喷枪与基板有一定距离,并成一定角度。作业时,一只喷射量逐渐减少,另一只则逐渐增大,至所要求量,这样在基板上就可形成金属/陶瓷组成变化的梯度结构材料。新日铁还开发出瞬时烧结制造CrSi2厚膜梯度材料的装置。实际上这是一台混合等离子喷涂设备。该装置设有3个直流等离子喷枪和1个高频等离子加热装置。原料粉末在等离体中加热,经喷咀高速喷射到基板上,为了得到均匀的膜,该板既自转,又公转,同时用高温气焰进行烧结。粉末的喷射速度及组成,喷咀至基板距离可以调节,这样便可得到CrSi2梯度厚膜,喷涂形成的膜中一般含有占总体积10%的气孔。喷涂工艺一般用于生体功能梯度材料的制备。除采用喷涂技术制造梯度膜材料外,也有采用复合离心铸造法制造耐磨梯度材料,其设备如图4所示。

该法是利用复合式浇注二种熔融合金,在高速旋转模子的离心力作用下在内壁上形成筒形铸件。大参达也制取的是Al-Cr合金梯度耐磨材料。作为铸型中第1种熔融合金是Al,第二种是高Cr浓度Al-Cr合金。第1种合金先喷出,第2种后喷出,两者有一时间差,且后者温度高,这样形成的复合层,具有梯度硬度分布。

3.4 放电烧结法

放电烧结法是粉末冶金的一种方法,最近也成为固相(粉末)法合成梯度功能材料的一种方法。该法是把金属或陶瓷等粉末置于用石墨制成的模中,然后加压,加热或加压后加热烧结的方法。一般采用通电加热。该法早在1933年已出现,当时加热方式是向碳模和粉末直接通直流电,利用其自身电阻直接加热,具有短时间固化的优点,但难以形成高密度材料,一般适合于制造多孔的(疏松)超硬质合金。到1962年开发出了采用脉冲电流加热的新技术,与此同时还有交直流叠加和半波整流电源等形式。这种脉冲放电加热方式,克服了多孔化的问题,可以制备稳定相、接合等材料。到1990年代初出现了智能烧结技术,他可以通过控制温度、应力、时间电流、脉冲波形等来制备纳米、非晶合金、金属间化合物、梯度功能材料等高技术发展需要的尖端材料。用放电烧结法制取梯度功能材料重要的一点是原材料粉末的粒径。例如合成金属/陶瓷梯度功能材料,因两者的烧结特性有很大差异,烧结条件也不尽相同。由于陶瓷没有象金属那样良好的塑性,所以烧结时看不出收缩,为了消除这种不平衡必须控制烧结用粉末的粒径,使其具有相近的烧结特性。经验表明陶瓷粉末与金属粉末的粒径比应为1比100较为合适。

3.5 共晶接合法形成梯度材料

共晶接合法也称为凝固偏析法,它是制备梯度功能材料的一种简便方法。该法的原理是使具有共晶反应的金属及其金属间化合物接触,并加热至共晶温度以上,在接触界面形成一层共晶熔液,然后冷却凝固产生偏析便得到梯度功能材料。如研究的Ti-Ti5Si3系,Ti-Ti3Sn系。使钛和Ti5Si3片(块)接触,并加热至1350℃,接触面发生共晶反应而熔化,当冷却凝固至室温时钛和Ti5Si3片间形成含有初晶的共晶组织的接合层,该层具有三段变化的梯度组织。该方法也存在一定问题,即由于共晶熔体能渗透达粉末粒子的表面致使其耐氧化性变差,为此不能采用粉末而必须用致密厚实的均质层。土田佑树采用改良型的共晶被覆法来制备梯度功能材料。在钛板或圆棒上先覆一层Ti-31%(原子)Sn粉末,然后加热至1888K,加热速度8.5K/min,然后以5K/min冷却,即得到Ti/Ti3Sn梯度功能材料。

4梯度功能材料的应用

如前所述梯度功能材料具有组成,结构从一种到另一种连续变化的特点,它可以把两种完全不同的性能,如耐磨性和强韧性融于一体。这种特殊的材料能在两种温差很大或环境截然不同的条件下工作。因此得到了广泛的应用,如火箭发动机、航天飞机机身,核反应堆中用的耐热材料、耐热冲击材料;能量转换器件中使用的热电子发电材料、热电发电材料;机械工具中使用的车、铣、钻等刀具耐磨、耐破损材料;在电子器件中用的梯度半导体材料、传感器材料;作为人体植入物使用的人工骨关节、人工齿根等。总之目前梯度功能材料已获得广泛应用。下面较详细地介绍梯度功能材料在切削工具、热电发电器件、变压器铁芯、封接元件以及人工骨、牙齿方面的应用。

4.1 梯度切削工具材料

梯度功能材料的应用开发中较早的是使用于切削工具、矿山工具、耐磨工具等,如车刀、铣刀、钻头等。在切削作业时由于刀具或工件高速旋转,刀头与工件摩擦产生大量热、使刀头迅速升温,其温度可高达1000℃,这时为了正常作业须加注冷却剂,这样刀具特别是刀头就处于急冷、急热的恶劣环境下,由于应力的作用,会产生裂纹最后破碎。因此作为切削刀具材料必须兼有表面高耐磨性和内部高韧性的特性。目前切削工具材料主要使用超硬质工具材料,常用的3种及其特点如表2所列。

表2常用的切削工具材料及特点比较

硬质合金作为切削工具材料其耐磨性较差而韧性良好。单硬质合金WC用目前的技术还难烧结合成,必须添加Co,加Co后的WC-Co强度和韧性均提高但硬度下降,这样耐破损性提高而耐磨性却降低。金属陶瓷材料恰与其相反。为了提高WC-Co烧结体的硬度,使之适合用作切削工具材料,1960年代末开发出表面涂层材料,这种材料表面耐磨而内部强韧,但是由于热应力而剥离脱落且制造工艺复杂,成本高,较难推广普及。

4.2 梯度热电能量转换材料

热电变换元件构成的直接发电系统具有结构简单,无可动部分的特点,因此这种系统可靠性高,易维修保养。热电元件发电原理与测温热电偶相同,其发电性能随温度变化,温度的选择应使热电变换效率达到最高。梯度热电变换材料的出现使这一目标成为可能。常用的热电材料有Bi-Te系、Pb-Te系、Fe-Si系、Si-Ge系。研究开发了PbTe热电材料,这种材料属于n型,即载流子为电子。这种材料使用于低温300K(室温),高温为700K,采用分割接合式Pb-Te构成的梯度热电材料发电系统较单一材料组成的热电元件输出功率高约20%。

4.3 梯度软磁硅钢材料

硅钢是用量最大,使用最广的一种软磁材料。据报道目前世界年产量约700万t。硅钢在电气设备(如配电变压器、电机等)中广泛使用,但始终存在着二个问题:铁损和噪声。减小铁损,降低噪声一直是硅钢研究开发的最重要项目。提高硅钢硅含量是行之有效的一种方法。研究表明,硅含量由3.5%(质量)提高到6.5%(质量)时,硅钢的磁导率达到最大,铁损减至最低,磁致伸缩近于零。含Si 6.5%的高硅钢性能不仅优于3.5%的硅钢,而且比非晶软磁合金磁伸更小和热稳定性更好。

4.4 梯度封接合金

封接合金是电真空器件如电子管、灯等中用于封接石英玻璃外壳及金属电极的材料。

在检卤(漏)灯的封接中,传统的方法是用一层钼箔夹层。但由于钼与石英玻璃两者膨胀系数相差大(400℃时AMo=5.6@10-6,ASiO2=0.55@10-6)所以封接作业或灯工作时封接处产生热应力,导致出现微裂纹,使壳内真空度下降,甚至灯体破碎,特别是对于大功率灯更为严重。梯度功能材料的出现解决了上述问题。Ishibashi H等研制的Mo-SiO2梯度材料既能与灯壳体达到匹配封接,又具有与钨极一样的导电性,且灯壳与电极间有良好的缘绝性。该种封接材料是经制粉配料y制浆y粉浆浇注沉积y压型y干燥y预烧y烧结工艺流程,制成(<1.5cm@2.5cm)制品,后经机加工便可作检卤灯的封接材料。

4.5 梯度生体植入材料的应用

生物体的组织、结构及性能是大自然经千百万年造就的最佳物质形态,它的功能、组织结构极其精巧,具有高效率、高精度自适应环境的能力,如人的骨、牙齿既耐磨又坚韧,这就是由于骨和牙齿从宏观生物组织到微观分子具有梯度结构形式。当人的骨、牙齿由于某些原因损坏或老化需要修复更换时,传统的方法是利用适应人体环境的材料,如常用的Al2O3单晶、羟(基)磷灰石(HA)烧结体及Ti合金等。当更换损坏的牙齿时,目前多采用植牙的方法,这需要把人工齿根埋入牙床。人工齿根通常为螺钉、圆柱或叶片型,以强度大的Ti为齿根基材,在其与牙床骨质接触的部分外侧面及底面覆一层羟磷灰石,虽然它与骨质有很好的亲合力,但因界面应力可能从钛基体剥落或被骨质吸收,当梯度材料出现后,就采用喷涂的方法在钛合金柱型齿根侧面及底面覆上一层从钛至羟磷灰石组成连续变化的梯度功能材料,这样侧面羟磷灰石就难以从钛齿根剥离,而且治愈时间可以缩短,而底部较厚的羟磷灰石层也可以短时间与牙床固实。治愈后即使羟磷灰石层被吸收,齿根也不会摇动,从而显示了梯度材料的优越性。另外梯度功能材料在人工骨关节上也得到应用。以往假肢体是用PMMA骨粘结剂连接到骨的软细胞组织体上,而这种组织是在骨粘接剂和骨之间。但新开发的梯度功能材料则是将100~300Lm的羟(基)磷灰石微粒置于骨和骨粘结剂中间,形成骨/羟磷灰石/骨粘结剂/钛合金人工骨(关节)顺序的梯度结构,其假体与骨之间具有很强的结合力,因此这种假肢不但适合于生体环境而且使用耐久,是优异的人工骨材料,目前梯度功能材料已大量用于骨外科手术中。

参考文献

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梯度功能材料研究与应用

学院：材料与冶金学院班级：金材2011-2

姓名：闫斯文

学号：120113208026 电话：***

篇2：梯度功能材料制备技术及其发展趋势

功能梯度材料圆柱滚子轴承承载能力研究

为解决轴承“边缘效应”问题,提高轴承的承载能力,文中采用有限元法对功能梯度材料圆柱滚子轴承滚动体的`材料性能对轴承最大等效应力和最大接触应力的影响进行了研究.研究结果表明:当滚动体材料性能分布合理时,在一定程度上可以降低轴承滚动体的最大等效应力和最大接触应力,降低或避免轴承滚动体“边缘效应”问题,提高轴承承载能力.

作 者：张秀娟 张松哲 魏延刚 ZHANG Xiu-juan ZHANG Song-zhe WEI Yan-gang 作者单位：大连交通大学,机械工程学院,山东,大连,116028刊 名：机械设计 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MACHINE DESIGN年，卷(期)：25(3)分类号：O343.3 TH133.33关键词：有限元分析 功能梯度材料滚子轴承 材料性能 承载能力

篇3：梯度功能材料制备技术及其发展趋势

小学数学中的一些基本性质、法则、公式、规律等, 大都是通过不完全归纳推理发现的, 考虑到小学生的年龄特征、知识基础和思维能力发展的水平, 在学生发现结论后, 教材一般不再给予进一步的演绎证明。但这并不代表探索活动到此为止, 在学生通过不完全归纳发现结论后, 教师还应组织引导学生对归纳的结论进行质疑、反思、解释、说明、验证, 经历推理、想象、思辨等思维活动过程。这种“后探索”至少源于以下几方面需要:

1.让学生体验科学探究方法

由于不完全归纳法只考察整体的部分对象是否具有某种属性以后, 就给出整体是否具有某种属性的结论, 所以其归纳过程是不够严谨的, 存在着或然性, 得到的结论有可能不正确。尽管小学数学课本上不完全归纳出的结论绝大多数正确, 但并不代表所有的结论一定正确。如果对归纳的结论不加以解释、说明、验证, 就会使学生形成负面的经验:运用不完全归纳法得到的结论, 无需论证, 都是正确的。学生将来走向社会, 很有可能把这种负面经验迁移到工作、生活中去。所以我们有必要从小使学生经历科学探究的过程, 先考察具体题材, 通过数学抽象归纳出可能的结论, 再检验、证明归纳的结论, 增强其可靠性。正如郑毓信教授所说:我们既应帮助学生学会猜想, 也应当努力提高学生的发现能力, 同时又应帮助学生学会论证, 努力增强思维的严密性。

2.发展学生数学推理的能力

《数学课程标准》对推理能力做了如下刻画:能通过观察、实验、归纳、类比等获得数学猜想, 并进一步寻求证据、做出证明或寻求反例。通过不完全归纳获得结论, 是合情推理的结果。我们需要合情推理, 使它成为学生充分展示自我的舞台;我们也需要理性思维, 逐步培养学生严谨的态度和科学的方法。如果学生只是观察发现了规律, 缺少了必要的质疑与反思, 抹杀了数学的理性力量, 不利于数学推理能力的提高。由特例归纳出结论后, 教师要尽可能基于学生的理解水平引导学生说明解释, 自圆其说, 以及寻求反例对原先的猜想做出适当改进, 但不要求学生进行合乎逻辑的证明。

3.提升学生数学理解水平

英国数学教育家R·斯根普提出了几种数学理解模式, 特别是工具性理解和关系性理解模式对当前的数学教学有较好的借鉴作用。所谓工具性理解是指:一种语义性理解——符号A所指代的事物是什么, 或者一种程序性理解——一个规则R所指定的每个步骤是什么, 如何操作;关系性理解则还需加上对符号意义和替代物本身结构上的认识, 获得符号指代物意义的途径, 以及规则本身有效性的逻辑依据等等。他认为, 就数学知识的学习而言, 更多的理解应当定位于关系性理解。上述案例中, 在用不完全归纳法得出“是什么”结论的基础上, 我们还应探索规律本身有效性的逻辑依据, 去思考“为什么是这样”, 把找到的规律与“平移”“求剩余量”等知识沟通起来。这样可以在学习对象与已有的相关数学概念之间构成本质上的联系, 扩展知识网络, 提升学生的数学理解层次, 更有益于学生解决新的问题。

二、对不完全归纳结论“后探索”的实践

根据学习内容特点以及小学生的认知水平, 教学中要从具体形象入手, 注意适度, 有意识、有目的地引导学生对不完全归纳的结论多些数学理解。

1.寻找背景解释

数学本来是从客观世界的数量关系与空间形式中抽象、概括出来的, 小学数学大都可以直接在客观世界中找到它的“背景”。对于学生通过不完全归纳获得的结论, 教师通过追问为什么, 引导学生回到具体情境中, 联系数学材料, 调动已有的数学经验, 去寻求依据、构建意义, 获得具体的意象固着点, 用学生能够理解接受的方式解释归纳的结论。

以“找规律”为例, 笔者认为, 知道算法 (规律) 是远远不够的, 明确算理才能建立稳固的联系。教学时, 在学生发现规律后, 引导学生在移方框的实践活动中借助表象操作, 去体悟“平移的次数”等于“剩下的个数”, 切实把握相关数量之间的内在联系。

师:“数的总个数减去每次框的个数等于平移的次数”, 这是为什么呢?

(沉默许久, 只有一生举手)

出示:

师:看着表格, 不操作, 在脑子里直接移一移, 你能很快找出平移几次吗? (生纷纷举手)

生1:每次框出4个数平移6次, 每次框出5个数平移5次。

师:每次框出4个数, 从表格中怎么看出平移6次的?

生2:先框出4个数, 在心里移一下, 后面有6个数, 平移6次。

师:移动的次数与什么有关?

生3:剩下的数。

生4:框外的数。

师:谁能解释“平移的次数”为什么用“数的总个数减去每次框的个数”?

生5:“数的总个数减去每次框的个数”就得到“剩下的数”, “剩下的数”恰好等于“平移的次数”, 所以“数的总个数减去每次框的个数”就等于“平移的次数”。

生6:剩下几个数就要平移几次。

这样以操作的表象为支撑, 探寻算理, 逐步逼近规律的本质。学生豁然开朗, 茅塞顿开, 发展了形象思维, 达到了对规律的深刻理解, 形成了良好的认知结构。

有时在学生运用不完全归纳法得出结论后, 教师还可以引导学生联系已有数学知识背景, 运用类比推理使学生解释新知识, 帮助学生理解和记忆, 沟通知识间的联系。例如教学“分数的基本性质”时, 学生通过观察几组分数分子、分母的变化而大小不变的例子, 得出分数的基本性质, 再通过商不变规律来说明。

寻找背景解释, 背景材料的数学特征必须鲜明、直观, 蕴含丰富的数学内容和数学思想。教师要引导学生有根据地进行判断和推理, 逐步达到判断恰当, 推理合乎逻辑, 论证具有说服力。解释既不能任意拔高要求, 也不能含含糊糊, 逐步培养学生能够比较完整地叙述思考过程, 说明理由。

2.举例验证

为了说服别人, 论证自己的判断正确, 就必须运用证明的方法。举例验证是归纳过程中十分重要的一种非形式化的数学证明, 它不仅丰富了学生的感知, 也提高了归纳结论的可信度。

所谓举例, 就是在教学中通过对某个具体事例的剖析, 印证或者抽象出所要掌握的知识, 帮助学生加深对所学知识、概念的理解。在课堂教学中, 举例是联系实际说明问题的一种常见的方法, 也是一种有效的手段, 更是一种巧妙的艺术。得当、适时和富有启发性的举例, 能对数学教学起着催化剂的作用, 帮助学生开阔学习思路, 加速对新知识的构建和消化, 还能对课堂教学起着一种“调味”作用, 提高学生学习兴趣, 活跃课堂气氛。

(1) 力求“全面”。

通过不完全归纳得到某个结论的可靠性, 取决于所研究对象的代表性。例证力求“全面”, 并非纯粹看数量的多少, 而关键在于“材质”, 能注意到不同情况, 包括一些极端例证。

例如, 张齐华老师执教“交换律”一课, 学生根据一个特例得出结论:交换两个加数的位置和不变, 举例验证后全班交流。

师:你们举了哪些例子, 又有怎样的发现?

生1:我举了三个例子, 7+8=8+7, 2+9=9+2, 4+7=7+4。从这些例子来看, 交换两个加数的位置和不变。

生2:我也举了三个例子, 5+4=4+5, 30+15=15+30, 200+500=500+200。我也觉得, 交换两个加数的位置和不变。

师:两位同学举的例子略有不同, 一个全是一位数加一位数, 另一个则有一位数加一位数、两位数加两位数、三位数加三位数。比较而言, 你更欣赏谁?

生3:我更欣赏第一位同学, 他举的例子很简单, 一看就明白。

生4:我不同意。如果举的例子都是一位数加一位数, 那么我们最多只能说, 交换两个一位数的位置和不变。至于加数是两位数、三位数、四位数等等, 就不知道了。我更喜欢第二位同学的。

生5:我也更喜欢第二位同学的, 她举的例子更全面。我觉得, 举例就应该这样, 要考虑到方方面面。

(多数学生表示赞同。)

师:如果这样的话, 那你们觉得下面这位同学的举例, 又给了你哪些新的启迪?

(教师出示作业纸:0+8=8+0, 6+21=21+6, 1/9+4/9=4/9+1/9)

生6:我们在举例时, 都没考虑0的问题, 但他考虑了。

生7:他还举到了分数的例子, 让我明白了不但交换两个整数的位置和不变, 交换两个分数的位置和也不变。

教师组织了对举例验证的两次探讨, 使学生体会举例不应只追求简单, 举例的覆盖面越广, 代表性越强, 结论的可靠性就越高。例子的多元化、特殊性恰恰是结论准确和完整的前提。

(2) 正例和反例相结合。

一个正确认识, 往往要经过正反两方面的比较和鉴别才能确立。对于归纳的结论, 从正面举许多的同类例子来佐证是不能说明问题的, 需要反向思维, 采用反例验证。在归纳推理中反例有极其重要的作用, 它可以培养学生思维的缜密性、提高思维的全面性、培养学生思维的发散性以及思维的创新性等等。

“3的倍数的特征”教学时, 学生通过在计数器上拨几个3的倍数, 观察、分析得出:一个数是3的倍数, 这个数各位上的数的和一定是3的倍数。之后, 笔者安排了如下“验证”活动。

师:这个猜想我们可以怎样来验证呢?

生1:我们可以像黑板上这样继续举例子来验证。

师:行。刚才同学们说的都是从正面举例子来验证。这还不够呀。

(生略沉思)

生2:那我们也可以从反面来验证。可以举几个3的倍数, 看能不能找到一个数各位上的数的和不是3的倍数的例子。如果找不到, 这个猜想就是对的了。

生3:那我们也可以找几个不是3的倍数, 看看各位上的数的和是不是3的倍数。

师:很好。我们也可以找几个不是3的倍数, 看看各位上的数的和是不是3的倍数。这样我们就能更清楚地知道一个数是不是3的倍数与这个数各位上数的和有什么关系。

(四人学习小组从正面、反面合作举例验证, 并将研究结果在小组里交流)

师:通过计算、比较, 你们得到了什么结论?

生4:一个数是3的倍数, 这个数各位上的数的和一定是3的倍数。

生5:一个数不是3的倍数, 这个数各位上的数的和也不是3的倍数。

师:这样我们从正反两个方面研究, 知道了一个数是不是3的倍数与这个数各位上的数的和密切相关, 那么我们可以怎样判断一个数是不是3的倍数?

生6:如果一个数各位上的数的和是3的倍数, 这个数就是3的倍数, 否则就不是。

教师创设猜想的学习情境后, 引导学生去验证, 展开验证策略的讨论, 集众人的智慧于一体, 学生明确了验证的目的, 理解了自己提出的验证策略的功能。接着学生通过正向、反向思考, 对这一猜想的客观性进行研究, 进而揭示出判断一个数是不是3的倍数的方法。这样有效地指导学生运用了反例验证的方法, 渗透了反例证明思想。

验证所举的例子需要具有典型性和说服力, 具有很强的针对性, 便于学习者从所列举的事例中较全面地验证观点, 实现知识内化。正反两种例子都可以运用, 形成思维互补, 着重关注教学内容之间的内在联系, 力求所举的例子能够精准地反映出问题的内在规律。同时, 数学教师在课堂上的举例要有效地针对学生的实际知识水平、理解能力、生活经历等, 准确把握问题的要害, 针对教学的重点、难点和疑点开展教学, 努力做到有的放矢。

3.直观说明

小学数学中的几何图形, 以直观几何、实验几何为主线, 涉及度量几何内容, 并注意与演绎几何的衔接。一些几何图形的性质或周长、面积和体积等公式通过不完全归纳得出, 学生是不可能进行演绎证明的, 教师可借助直观演示、图形分析来帮助学生理解, 增强数学的理性精神。

“圆的周长”教学时, 学生通过测量、计算, 发现圆的周长是直径的3倍多一些, 随后笔者组织了以下直观推理活动。

师:刚才我们发现圆的周长是直径的3倍多一些, 这个规律也可以从下面的图里得到说明 (如图1, 2) 。

师:图1中正方形的边长等于圆的直径, 可以看出圆的周长和直径有什么关系?

生1:圆的周长比直径的4倍少。

师 (指图解说) :图2中正六边形的边长正好等于圆的半径, 两个这样的边长等于一个直径, 可以看出圆的周长和直径又有什么关系?

生2:圆的周长比3个直径大。

师:通过刚才对两幅图的观察, 我们可以得出什么结论?

生3:圆的周长是直径的3倍多一些。

数学需要动手实践, 更需要细心、周密的思考。学生先通过测量、计算归纳出圆的周长与直径的倍数关系, 再通过观察、推理去验证实验的结论, 丰富了对圆周率的认识。这样有利于结论的顺利得出, 并增强其可靠性, 同时还可以促进学生推理能力的发展。

直观说明, 要凸显“关系”, 提供的几何图形要能形象地建构相关几何量的关系, 便于学生理解图形特征和几何公式;直观说明, 通常以教师说明为主, 帮助学生完善认知, 教师以演示、讲解、提问等方式帮助学生利用推理、想象理解结论。

总之, 对于通过不完全归纳获得的结论, 教师有必要引导学生基于已有的知识经验、现有的思维水平对结论进行解释说明, 努力探寻结论的合理性, 帮助学生习得科学探究方法, 发展数学推理能力, 促进数学理解, 维护数学的严谨性, 使学生数学大厦的基础更为坚实。

参考文献

[1]马复.试论数学理解的两种类型[J].数学教育学报, 2001 (3) :50-51.

[2]郑毓信.数学思维与小学数学[M].南京:江苏教育出版社, 2008:60-61.

篇4：梯度功能材料制备技术及其发展趋势

关键词：功能梯度材料；焊接；翼轨

1 概述

随着我国高速重载铁路的快速发展，列车运行速度、承载重量和密度不断增加，致使线路上使用的合金钢组合辙叉寿命大幅降低、更换周期大幅缩短，而造成合金钢组合辙叉寿命降低的主要原因是由于翼轨磨耗严重而造成下道，目前所使用的辙叉翼轨大多是用在线淬火钢轨制成，经现场使用，由于其耐磨性能不高，导致辙叉使用寿命较短，更换频繁，与辙叉设计要求通过运量2亿吨，甚至3亿吨的目标相差较大，不仅增加了运营成本，大大增加了线路的养护维修工作量，而且使运输组织和效率也受到了很大影响。

因此，将功能梯度材料技术应用到翼轨上不仅可有效解决以上问题，延长翼轨使用寿命，从而提高合金钢组合辙叉整体使用寿命和更换周期、提高运输效率，而且具有较好的经济效益和市场前景。

2 选题理由

2.1 功能梯度材料简介

功能梯度材料是指在一个构件的不同部位需要适应不同的性能要求时，其构件不同部位的材料也与之相适应地有所不同，也就是构件的不同部位因不同的使用要求而具有不同的化学成分、不同的性能特点及不同的组织结构，二者衔接部分则具有连续变化的性能状态及显微组织结构，使之成为一个有机结合的整体。

2.2 功能梯度材料在翼轨上的应用

现有合金钢组合辙叉的结构，由于有害空间的存在，使用中形成翼轨局部区域对车轮的支承面要比钢轨正常的支承面小得多，也就是其单位面积上所承受的车轮压力将远大于钢轨，因此，要保证翼轨具有较长的使用寿命，就需要相应地提高该区域翼轨工作面的硬度和强度。因此，本课题的任务就是在翼轨顶面复合一层功能梯度材料耐磨层，以提高其工作层的硬度和强度，增强翼轨的强度和耐磨损性能，从而延长其使用寿命。

如上所述，由于翼轨工作时， 不仅产生与车轮的磨擦， 而且还有车轮传递过来的挤压力和撞击力。因此，对翼轨这样一个由钢轨钢制成的细长杆件而言，不仅要有较高的抗磨损性能，同时还要具备良好的抗冲击能力。功能梯度材料耐磨翼轨的研发，目的就是利用堆焊焊接工艺，在翼轨的工作面形成一定厚度，且具有较高硬度（设计硬度予计为HRC 42～45）和良好冲击性能（Aku>15）的耐磨层。图1所示即为在翼轨工作面上，采用梯度材料复合后的工作断面。

3 研究内容及试制过程

3.1 梯度材料合金系统的设计、试验

对于耐磨材料而言，提高耐磨性的必要途径是提高材料的硬度，而材料的硬度又与其化学成分和金相组织有关。因此，梯度材料合金系统的设计，首先是选择添加能导致材料硬化的合金元素，如Mn、Cr、Mo、Ni，而同时必须考虑这些元素加入量对金相组织稳定性的影响，通过试验确定合金系统设计见表1：

金相组织：基体钢轨母材仍保持细珠光体组织，复合层中无淬火马氏体组织。

3.2 电弧焊梯度焊接

由于梯度材料与翼轨工作面复合的工艺采用电弧焊接实现，电弧热量较高，且加热面积比较集中，无论成分或温度的变化，都有可能导致组织以及硬度的变化，因此，在制定工艺的时候，课题组对如何保证整个复合层成分、温度（包括加热温度和冷却速度）的均匀性做了大量实验，最终均通过设备自动控制功能得以实现。

在装备的设计中，除必须保证工艺实施上的要求外，还应能最大限度地减小翼轨在处理过程中的变形和残余应力，以免在随后的调直和矫正时出现开裂（本论文中以制作工艺为主，焊接设备不在此赘述）。

3.3 梯度材料的热处理

目前线路上合金钢组合辙叉中的翼轨、叉跟轨采用在线热处理钢轨制作，其硬度在HRC36左右，与合金钢心轨硬度HRC38～42有一定差别，且线路上因翼轨磨耗超限下道的合金钢组合辙叉居多。为此我们采用功能梯度材料对翼轨进行强化，并通过优化整体钢轨淬火工艺，提高翼轨工作面的硬度和强度使翼轨轨头硬度达到HRC42～45，这样不仅可延长翼轨使用寿命，而且可提高辙叉的整体寿命。

课题组在现有钢轨中频淬火生产线和先喷风后喷雾的热处理工艺的基础上，通过调整优化工艺参数，反复进行淬火试验，即调整小车变频频率、加热后的冷却风压、水量，使淬火翼轨轨头硬度达到HRC42～45，并进行取样检测，确定了提高钢轨轨头淬火硬度的工艺参数，见表2：

课题组利用表中工艺参数处理的钢轨试件取样，委托中国铁道科学研究院金属及化学研究所进行了检测，检测的轨头硬化层硬度、深度和金相组织满足TB/T1779标准要求，且硬度达到了预期指标。

3.4 功能梯度材料处理翼轨的机械加工工艺

确定功能梯度材料翼轨的制作工序和机加工工艺如下：

3.4.1 下料：用卷尺量取钢轨尺寸4855mm，然后锯切，锯切端面垂直度不大于1.0mm。

3.4.2 钻孔：钢轨定位后用75鱼尾孔钻模板钻出趾端鱼尾孔，直径31mm三个通孔。

3.4.3 划线、顶弯：按照辙岔开向划出相应轨头、轨底铣削位置，按辙叉开向顶弯，弯折段要圆顺。

3.4.4 铣轨底：按划线位置铣削轨底。

3.4.5 铣工作边轨底：按划线位置铣削工作边轨底。

3.4.6 铣轨头：按划线位置铣削轨头。

3.4.7 扭轨底坡：在钢轨扭转机上扭转翼轨跟端170mm范围内1：40轨底坡。

3.4.8 垂直调弯：在调直机上顶出钢轨垂直弯5mm，并保证轨底各直线段的直线度不大于1.5mm。

3.4.9 质量检验按《合金钢组合辙叉质量检验实施细则》的要求检测。

3.5 功能梯度材料翼轨的探伤检查

翼轨处理完成后进行磁粉和超声波探伤检查，均无异常。

3.6 梯度材料翼轨加工工序及技术要求

梯度材料翼轨加工工序及技术要求见表3。

根据确定的淬火工艺参数课题组试制了一组高强度、高硬度的75kg/m翼轨并进行了整组辙叉的试制组装，以满足重载线路大轴重、高密度和大运量运营状况下对合金钢组合辙叉使用寿命的需求。

4 功能梯度材料的性能检测

为了验证功能梯度材料的力学性能，课题组按照铁标相关规定，进行了力学性能取样送检，经中国铁道科学研究院金属及化学研究所检测，结果如下。

4.1 力学性能

4.1.1 拉伸性能（均符合要求），见表4。

4.1.2 冲击性能（均符合要求）。

采用夏比U型缺口冲击实验法，环境温度为20度，结果见表5。

4.2 经复合梯度材料耐磨层工艺处理后钢轨的整体落锤性能试验

为保证功能梯度材料耐磨翼轨运行的安全性，我们对经梯度材料复合工艺处理后的6根钢轨分别按TB/T 2344-2012 （落锤高度9.1m）和TB/T 1632.2-2005 （落锤高度5.2m） 标准要求委托中国铁道科学研究院金属及化学研究所进行了整体落锤性能试验，试验结果全部达标。由此可见，功能梯度材料翼轨的耐磨层复合工艺过程对钢轨总体性能不会造成重大影响。

综上所述，经过梯度材料合金系统的设计、试验；热处理工艺试验；机械加工工艺试制，生产出来的新型翼轨，经中国铁道科学研究院金属及化学研究所检测，性能优越，均符合铁总相关标准要求，而且具有较高的硬度值和较好的耐磨性能。2015年7月通过了北京交通大学、铁道科学研究院、太原铁路局工务处、物资处、总工室和太原、太原南、原平、大同、茶坞工务段组织的试验评审会，得到了专家一致认可。

5 结束语

采用与合金钢心轨性能相匹配的功能梯度材料进行强化后的翼轨，预计寿命为普通翼轨合金钢组合辙叉的1.5-2倍，从而使合金钢心轨的使用潜力发挥到最大，这样不仅可有效解决线路车流密度加大，与维护天窗点减少的刚性矛盾，大大减少了养护维修工时和维修成本，而且可减少因更换辙叉造成对运输效率的影响，降低运营成本，提升经济效益。

此外，梯度材料处理翼轨技术方案还可以运用到旧叉心修复上，对于因翼轨磨耗，心轨依然完好而下道的辙叉，运用该技术对翼轨进行强化修复后，可以重新上道。实现修旧利废，节支降耗的目的，同时该项技术在其他易磨损构件领域也可深入探讨，具有长远良好的经济效益。

参考文献：

[1]徐长渝.翼轨加强型合金钢辙叉的结构与工艺性研究[J].山东铁道，2013（1）.

[2]李长虹.功能梯度材料在道岔中应用的可能性[J].北方交通大学学报，2000（4）.

[3]蒋昕.大秦铁路用75kg/m钢轨18号翼轨镶嵌式合金钢辙叉的结构设计和使用[J].铁道标准设计，2013（10）.

篇5：梯度功能材料制备技术及其发展趋势

基于遗传算法轴对称梯度功能材料优化设计

基于计算数学理论与热弹性原理, 针对环状截面梯度功能材料(FGM)提出了热应力分布公式.以沿坐标轴的`最大热应力达到最小为目标,建立了轴对称FGM多目标优化模型. 应用遗传算法实现了优化设计, 获得了稳态温度场下环状截面FGM的最佳材料分布参数.

作 者：张晓丹 王三强 刘冬青 作者单位：北京科技大学应用科学学院,北京100083刊 名：北京科技大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY BEIJING年，卷(期)：24(6)分类号：O224 O343.6关键词：梯度功能材料 热应力 遗传算法 染色体

篇6：梯度功能材料制备技术及其发展趋势

招商对策研究

招商一部 2013年12月

新型功能材料产业发展以及招商对策研究

新型功能材料是指新近发展起来和正在发展中的具有优异性能和特殊功能，对科学技术尤其是对高科技的发展及新产业的形成具有决定意义的新材料。新型功能材料例如微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机智能材料。

一、全球行业发展态势

发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断，并试图占领中国广阔的市场，这种态势已引起我国的高度重视。

2001年新材料技术产业在世界市场的销售额超过4000亿美元，其中功能材料约占75～80%。某些特种功能材料就其单项而言，其市场也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市场销售额已达210亿美元，到2010年达到800亿美元；2000年超导材料销售额已达80亿美元, 2010年的年销售额预计将达到600亿美元，其中高温超导电力设备的全球销售额可达50-60亿美元,到2020年，全球与超导相关的产业的产值（按1995年的价格估算）可能达到1500亿到2000亿美元，其中高温超导占60％；2010年全球钕铁硼永磁材料的市场需求量达14.6万吨,产值达80亿美元，带动相关产业产值700亿美元；生物医用材料是一个正在迅速发展的高技术领域，目前全球生物医用材料及制品的产值超过700亿美元，美国约为400亿美元，与半导体产业相当，是美国经济中最活跃、出口量最大的6个产业之一，近年来一直保持每年20%以上的速率持续增长，预计到本世纪前十年左右,生物医用材料产业将达到药物市场的份额；随着可持续发展政策被各国政府的广泛采纳，生态环境材料的市场需求也将迅速增加，估计2010年的社会需求将高于500亿美元。可见，在全球经济中，特种功能材料无论是需求的规模，还是需求的增长速度，都是相当惊人的。

二、国内行业发展态势

我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。镍氢电池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平，推动了镍氢电池的产业化；功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，以片式电子组件为目标，我国在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化，使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列； 高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展，在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权； 功能材料还在“两弹一星”、“四大装备四颗星”等国防工程中作出了举足轻重的贡献。

中国作为一个 12亿人口的大国，正在实施宏伟的第三步发展战略，这一根本国情加之特种功能材料在经济社会发展中的重要作用和地位，决定了我国对功能材料的需求将是巨大的。功能材料不仅是发展我国信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，而且是改造与提升我国基础工业和传统产业的基础,直接关系到我国资源、环境及社会的可持续发展。在未来的五到十年，我国经济、社会及国家安全对功能材料有着巨大的需求，功能材料是关系到我国能否顺利实现第三步战略目标的关键新材料。

发展重点：高温超导材料制备与应用技术、稀土功能材料、新型能量转换材料与技术（能源材料）、生物医用材料、绿色奥运工程材料与技术、分辨离膜材料与技术（海水、氯碱膜）、印刷（制版、感光）、显示（OLED）材料、高新技术改造传统产业技术

关键技术选择：能源材料-①固体氧化物燃料电池②光电转换效率大18%的硅基太阳能电池商品③太阳能的综合利用及其与风力发电的耦合技术；稀土材料-①稀土催化材料②稀土永磁材料③高亮度、长寿命白光LED节能照明系统；生物医用材料-①生物芯片②生物兼容性好可降解或可诱导再生的人体软、硬组织替换材料③具有分子识别和特异免疫功能的血液净化材料和装置；生态环境材料-①有机膜分离技术②固沙植被材料与技术③节能、环保的建筑材料及其关键工艺技术；特种功能材料-①无机分离催化膜②大尺寸光学金刚石膜③有机磁性材料:突破本征有机磁性材料的关键技术④敏感材料与传感器；超导材料-高温超导材料的制备与应用技术。

三、新型功能材料龙头企业简析(一)永太科技

浙江永太科技股份有限公司成立于20世纪末，总部位于浙江台州临海的国家级化学原料药基地。公司在江苏和浙江共计建设了三个主要的生产基地，总占地面积40万平方米，全职员工共计1200名。公司共计生产四大系列80多种氟苯化合物，是全球产品链最完善、产能规模最大的氟苯精细化学品制造商。公司服务于国内外的液晶、医药和农药等多个创新性化学子行业，产品远销美国、欧洲、日本和印度等主要国际市场。经过十来年的创业，公司已经发展成为专业研发、生产和销售氟精细化学品的国家级重点高新技术企业和上市公司。

永太科技含氟精细化工品下游领域具有容量大和多元化的特征：21世纪，液晶显示和数字化浪潮是新媒体发展的必然方向，而氟苯化合物是单晶的必备关键原料，永太科技已经和全球三大液晶厂商德国默克、日本智索和永生华清均建立战略业务关系，占据氟化工价值链高端市场；含氟专利医药和农药具有高效、广谱、低毒、低残留等特点，越来越多的重磅专利医药和农药含有氟苯片段，永太科技已经多次成功为国际专利医药公司和专利农药公司提供百吨级的定制加工服务，成为专利创新性跨国企业全球供应链上不可或缺的关键一环。

依托现有的综合性氟化产业化技术和生产研发平台，永太科技对氟精细化学品领域进行了持续深耕。2010年永太科技直接投入研发费用2187.78万元，比2009年增长61.56%，连续三年保持50%以上的增长。2010年，公司已完成75个产品的小试开发工作，产品涵盖液晶、医药高级中间体、原料药等。

紧紧抓住国际专利液晶、医药和农药定制加工向亚太地区转移的重大战略机遇，坚持“创新、品质、服务”的经营理念，凭借强大的综合氟化产业技术和先发优势，永太科技立志成为独树一帜的优秀化工企业。

（二）诚志股份有限公司

公司是一家清华大学控股的高科技上市公司，在生命科技领域，有L-谷氨酰胺和D-核糖等国际领先的高科技产品；在医药产业领域拥有包括国家中药保护品种、国家二类新药等在内的产品生产批准文号84个品种、102个剂型规格，有千喜片、化积口服液、肾宝等一批市场畅销产品；在信息技术领域，以机械制造集成软件为代表的高新技术产品，已进入国内业界的领先行列；在精细化工领域，有“秀波”高分子助洗剂、荧光增白剂、恒威油品等高科技产品；在日化产品领域，有国内名牌“草珊瑚”牙膏、“月月红”及“莎筠”系列产品。2007年，公司拟通过增发收购家庄永生华清液晶有限公司、石家庄开发区永生华清液晶有限公司股权，全资拥有全球第三、国内第一大液晶材料生产商，成为上市公司中第一家涉及液晶材料的化工行业上市公司。公司计划在三年时间内将TFT液晶材料产能由2吨/年提高至50吨/年。

在生命科技领域，有L-谷氨酰胺和D-核糖等国际领先的高科技产品，稳定出口美国等国际市场，有世界领先的高科技产品医用稳定同位素；

在医疗产业领域，有丹东诚志医院投资管理有限公司（丹东市第一医院）、北京诚志健管科技发展有限公司（北京华清门诊部有限公司）等企业；

在医药产业领域拥有包括国家中药保护品种、国家二类新药等在内的产品生产批准文号84个品种、102个剂型规格，有千喜片、化积口服液、肾宝等一批市场畅销产品，并建立了全国范围内的医药营销网络；

在日化技术领域，有国内名牌“草珊瑚”牙膏、“莎筠”等系列产品。

在贸易投资产业领域，有珠海诚志通发展有限公司、北京金诚合利投资发展有限公司等企业。

目前公司正朝着建设国内一流高科技上市公司的目标，稳健快速地向前发展。

（三）中材科技股份有限公司

中材科技股份有限公司是中国特种纤维复合材料行业最大的集研发设计、产品制造与销售、成套技术与装备于一体的高新技术企业，是中国特种纤维复合材料的技术装备研发中心，也是中国国防工业最大的特种纤维复合材料配套研制基地，引领着中国特种纤维复合材料的技术发展方向。

“十五”期间中材科技股份有限公司共承担国家科技计划项目 29项，其中国家973计划项目1项、国家自然科学基金项目2项、国家863计划项目16项、国家科技攻关计划项目10项；同时，承担国家科技部、国防科工委等省部级科研项目107项。共荣获国家科技奖励5项，其中国家科技进步一等奖1项、二等奖4项；获得国防科工委科技进步一等奖等省部级科技奖励40余项。公司拥有国家专利31项，专有技术67项。公司生产的先进复合材料成功应用于我国自主研制的“神舟”系列载人飞船。2011年入选首批“国家技术创新示范企业”。

（四）方大集团

方大集团现有节能环保、轨道交通设备和半导体照明产业等三大产业体系。主要从事节能环保幕墙、太阳能光伏幕墙、LED彩显幕墙、铝塑复合板、单层铝板、蜂窝铝板、纳米自洁铝板、地铁屏蔽门系统、自动门、安全门、半导体照明（LED）外延片和芯片、芯片封装及各种LED灯具、LED泛光和景观照明系统等产品的研发、生产与施工等，是我国节能减排行业的“领头羊”。

方大集团坚持走自主创新道路，自主创新能力和水平不断提高，其综合创新能力已居于国内同类企业前列。是中国企业创纪录最多的企业之一；有590项专利，其中发明专利92项，专利总数居国内同行业前列；主持或参与制定了我国首部建筑节能标准《建筑节能国家标准》、我国首部《城市轨道交通站台屏蔽门》国家标准等50多项国家和行业标准，是我国同行业中参与制订国家、行业标准最多的企业；承担了包括国家863计划、国家重大攻关计划、国家火炬计划在内的15项国家级科技攻关计划，独立完成省部级以上科技攻关成果近百项；有10多项产品被列为国家级重点新产品，多项科技成果被列为国家重点推广项目。建成国家级光电材料与器件工程研究中心、全国同行业第一家企业博士后工作站、技术中心实验室，获国家级、省部级、市级科技进步奖60多项。

（五）乐普医疗

乐普（北京）医疗器械股份有限公司创立于1999年，总部位于北京市中关村科技园区昌平园。公司是从事冠状动脉药物支架、先心封堵器、心脏瓣膜、造影机等心血管疾病植介入诊疗器械及设备产品研发、生产与销售的中外合资央企控股高新技术企业，是2009年在深交所创业板首批上市的28家企业之一。公司目前拥有国内外8家子公司，产品临床应用覆盖全国1200家以上心脏诊疗中心，已发展成为国内领先的心血管病植介入诊疗器械与设备的高端医疗产品产业集团。

四、相关行业协会

（一）中国材料研究学会

在我国老一代材料科学家倡导和有关部门的支持下，经多年筹备，中国材料研究学会(英文名称 Chinese Materials Research Society，简称 C-MRS)于1991年5月16日在北京成立。协会工作主要围绕组织、举办国内、国际材料科技领域学术会议；编辑、出版和发行中外文的材料科技学术期刊；组织编著材料科技图书、会议论文集及其他出版物；开展材料领域的科技咨询服务活动；组织举办材料科技展览；设立材料科技奖励基金；推荐、表彰和奖励优秀材料科技工作者；开展材料科学普及和继续教育工作；承接项目评审、标准制定、成果鉴定以及专业技术职务任职资格评审等工作；履行国际材料研究学会联合会会员的权利和义务；维护本会会员的正当权益，举办为会员服务的事业和活动。

（二）中国建材工程建设协会（新型材料工程应用专业委员会）

篇7：梯度功能材料制备技术及其发展趋势

SiC/Al梯度功能材料紧凑拉伸试件裂纹扩展分析

SiC/Al梯度功能材料各梯度层由不同体积浓度的陶瓷和金属组成,由于材料组分梯度变化,克服了双材料界面的应力突变问题,获得了优异的使用性能.本文首先采用激光云纹干涉法,对具有四个梯度层的.SiC/Al梯度功能材料紧凑拉伸试件在机械荷载作用下的拉伸实验位移场进行记录,进而获得紧凑拉伸试件裂纹口位移P-V曲线以及材料断裂韧度实验值;然后根据层合梯度功能材料理论分析模型,建立FGM紧凑拉伸试件的渐近分网有限元平面应变模型,采用通用有限元软件的单元删除模块对试件模型进行裂纹扩展单元的应变模拟分析,从计算所得的裂纹尖端应变图像分析得出梯度材料试件的裂纹扩展规律.

作 者：程军 王淑军 CHENG Jun WANG Shu-jun 作者单位：同济大学,航空航天与力学学院,上海,92刊 名：力学季刊 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE QUARTERLY OF MECHANICS年，卷(期)：200728(4)分类号：O346关键词：云纹干涉法 功能梯度材料 断裂韧性 单元删除模型 渐近式分网 无量纲化裂纹扩展半径

篇8：资讯

在新版GMP到期、客户总量下降的背景下, 账上拥有20亿元现金的制药装备企业东富龙正在谋求更多的并购机会。

东富龙并购负责人近日在一场行业论坛上表示, 公司并购以制药装备为主、医疗器械为辅。

东富龙2014年一季报显示, 其目前在手现金为20.43亿元, 其中至少有5亿元可以用于并购。

天目药业独董遭罢免:不添乱的独董才是好独董?

5月26日, 天目药业的独立董事郑立新、徐壮城因对该公司2013年年度报告投下反对票, 让年度报告“不好看”, 遭到了该公司股东大会的罢免。提出罢免议案的股东现代联合称, 两名独董未正确履行职责, 随意投下反对票, 给广大投资者利益造成直接损害。两名独董则辩称, 公司内部治理极其混乱, 且未能提供独董履行职责的必要条件, 因此投下反对票才是独立、尽职的表现。

300亿优先股增收50亿浦发银行筹划“三脚凳”计划

5月26日, 浦发银行公布的首家上市银行优先股发行方案进入到该行股东大会审议程序。在此次会议上, 是次发行方案得以高票通过, 行长朱玉辰还首度对外界披露了浦发银行“三脚凳”转型计划。针对这次优先股的发行, 浦发银行行长朱玉辰表示, 该事项对浦发银行来说, 是个千载难逢的好机会。“如果完成此次300亿发行计划, 可以增加我们的一级资本1个点左右, 未来三四年内资本都无忧。”

保千里作价30亿借壳中达股份, 股票今起复牌

篇9：梯度功能材料制备技术及其发展趋势

关键词:比较优势;互助会;功能;发展趋势

中图分类号:C912 文献标识码:A文章编号:1003-949X(2010)-05-0043-002

互助会(ROSCAS)是一种独特的民间金融形态,在国外一般被称为轮转储蓄和信贷协会(Rotating Savings and Credit Unions),是一种重要的非正式金融制度。我国在浙江、福建等省份较为流行,根据其获得会金的次序安排方式的不同可分为:“摇会”、“轮会”、“标会”等。这种民间自发的互助机构是非正式金融市场中一种非常重要的组织形式。从资金的角度看,第一个得到会金的成员是完全的借贷者,最后一个得到会金的成员是完全的储蓄者,其余人则既是储蓄者又是借贷者。会通常由一名信用较好的人组织,俗称“会头”,他负责选择成员、催交会费、组织竞标等,并对逃会事件负责。作为酬劳,他可以优先使用会金。

任何一种经济组织必定有其特定的功能,互助会也不例外。另一方面,满足某种需要可以有不同的方式与途径,不同的方式与途径之间就存在比较优势。正是比较优势决定了特定的经济组织(或交易方式)的发展前景与趋势。本文正沿着这一思路分析了互助会的功能与发展趋势。

一、关于互助会功能的研究文献回顾

关于互助会的经济功能与社会功能,现有的研究中大致有下面几种观点:

1.购买大宗耐用品

Besley, Coate and Loury(1993)首次用正式的经济学模型研究了互助会。他们认为,互助会的作用在于帮助无法得到外部信贷市场支持的个人进行共同储蓄,以购买不可分割的耐用品。B- C- L 模型证明, 与自己储蓄相比,标会和摇会都能够提高成员整个生命周期内的期望效用,并且摇会比标会更有效。

2.进行不可分的投资

Kovsted, Lyk.Jenson(1999)提出个人参加互助会的目的是筹集资金用于不可分的投资项目。K- L 模型的最大改进在于假定成员之间的信息是不对称和不完全的,收益率是私人信息,并且成员可以利用在互助会之外的资金市场筹集的资金,来补充投资项目的投入。

3.保险机制

耐用品消费和投资模型所不能解释的一些问题使互助会的保险功能得到学者们的重视。Klonner (2003)模型假定个人在事前是同质的风险厌恶者,面临着只有私人可以观察到的收入冲击,并利用互助会资金进行消费。当存在信息不对称时,标会机制提供了风险分担的功能。

4.影响家庭内部资源分配的手段

Anderson,Baland(2002)提出了互助会影响家庭内部资源分配手段的观点。A- B 模型证明,如果家庭在互助会中最后一个轮到共同基金,那么妇女的福利得到改善,而丈夫的福利却有恶化; 如果家庭幸运地提前轮到, 则这种情况会得到缓解,丈夫的福利也可能提高。

5.实现自我控制的集体约束机制

Gugerty(2003)整理了1998- 1999 年肯尼亚西部地区的调查后认为,已有的几种理论都不能完全解释调查数据体现的复杂现象。提出了参与互助会的另一个可能的动机:储蓄需要自我约束。Gugerty 模型假设个人对将来的消费更加偏好,从而在理论上证明了互助会这种集体约束机制能够改善个人的福利。

二、互助会的比较优势分析

现有研究认为互助会分别具有上述五种功能,对应的这五种社会经济需求,均存在着其他途径与方式满足这些需求。那么互助会作为其中的一种方式,它相对于其他方式是否具有比较优势呢?下文试分别分析之。

B-C-L模型的观点在现代商业经济十分发达,民间资金会比较充裕和民间直接借贷十分活跃的情况下,就购买耐用品的功能而言,互助会已经不具有比较优势。而K- L模型认为的不可分的投资项目筹资功能,笔者认为,在当前项目投资一般均会使用银行贷款,也有求助于民间信贷如民间小额信贷和地下钱庄等,而很少使用互助会来融资。

互助会作为影响家庭内部资源分配的手段以及实现自我控制的集体约束机制的功能在现代社会中同样已经大大地被弱化了。当前金融市场发达,各类基金、保险公司以及商业银行等均能提供各种不同的理财计划,这些计划往往可以根据客户的需要而进行修改,近似于量身订做。如果需要进行家庭内部资源分配或者实现自我控制的储蓄,这些理财计划无疑是更为合适的选择。

互助会的主要功能应该是作为一种保险机制而存在。即使与保险公司相比,互助会也有其优势。商业化的保险由于信息不对称而产生逆向选择和保险理赔在责任认定、赔付比例等方面争讼不断。相比之下,互助会发生在一个相互熟悉的小圈子内,信息较为充分,交易成本因而也比较低;而且只要“会”的规模控制适当,其风险也是非常小的。此外,互助会还具有有低利率的优势。所以它较之民间借贷、专业的民间金融机构有较大的优势。

总结而言,笔者认为最重要也是最合理的观点是将互助会看作一种保险机制。其余四种观点可能在社会经济发展的某一个阶段是合理的,但是就长期而言,这些观点均不成立。

三、我国互助会的发展趋势分析

从长期看,任何一种经济组织必须在一定的领域内有其比较优势,否则它将因为失去成本优势而被其他组织所代替。如上文所述,作为保险机制的互助会相对正规金融如保险公司等具有比较优势,因此它的经济功能不是正规金融所能代替的。

互助会的发展状况与正规金融市场的完善程度息息相关。当正规金融不能满足社会经济的需要时,人们就会求助于互助会这类民间金融。例如在经济落后地区,商业信贷、理财计划很难获得,那么互助会就可以出现以满足诸如人们购买耐用品、进行投资、进行自我约束的储蓄等等需要。因此,作为正规金融的补充,在当前条件下,互助会的存在仍然是十分必要的。大多数情况下,互助会确实能提供比正规金融更好的服务,甚至能提供目前正规金融还没有的服务。从长远来看,这类金融形式的存在与发展对于我国金融机构民营化以及利率市场均有积极意义。

四、规范我国互助会的发展

当前我国互助会的主要问题在于,它们从一开始就是处于灰色地带,往往是政府打压的对象。但互助会有着其比较优势,因此它的存在是合理的,也是必要的。笔者认为,应当放弃打压政策,将互助会合法化,并对其进行合理的引导与规范。笔者认为,规范互助会发展的要点如下:

首先,防范互助会规模失控。互助会的主要风险在于其规模过度膨胀。由于互助会的契约结构决定了它只能在其内部信息充分的条件下才能良好运作,当其规模超过一定界限之后,风险将急剧上升,而包括会首在内的单个成员无法控制这种风险。对于“会”的规范可借鉴我国台湾和日本的经验,出台相应的法规。

其次,保护互助会成员的合法权益。互助会相对于正规金融及其它民间金融而言具有信息优势,它能更有效地利用私人信息。但它的缺点主要在于合约完备性程度较低、法律风险较高。我国现行法律对互助会成员保护不足也是互助会风险产生的一个源头。规范、发展互助会需要完善相关的法律环境,从法律的角度对互助会成员权利、义务予以规范。

再次,将互助会纳入金融监管框架,密切监测其发展动向。相关的政策举措包括:通过立法从法律上明确互助会的合法性;确立长期的发展战略、相关的发展政策透明化,形成稳定的政策预期,降低其政策风险;针对互助会的各类具体形态进行立法,规范其运作,引导其向正规金融演变。

总结而言,作为民间金融的互助会也是金融体系的一个组成部分,其发展有利于促进金融市场的良性竞争。对互助会进行合理引导与规范有利于维护金融市场秩序,降低金融市场系统风险,促进金融市场的健康发展。

参考文献:

[1]Sephen,Timothy,Stephen Coate,and Glenn Loury(1993),“The Economics ofRoating Savings and Gredit Assiociations”,American Economic Review,Vol.83,Set,pp.792-810.

[2]Ardener.The comparative study of rotating credit association.Royal Anthropological Institute of Great Britain and Ireland,1964(94):201-229.

[3]Handa Sudhanshu,Kirton Clarenmont.Theeconomic of rotating saving and credit associations:Evidence from the Jamaican Partner.Journal of Development Econmics,1999(60):173-794.

[4]姜旭朝,中国民间金融研究.济南,山东人民出版社,1996,63-66.

[5]冯兴元,李晓佳.台湾合会的发展经验

[6]黄永仁,杨金龙,罗庚辛,黄博治.台湾地下金融问题---民间合会与地下钱庄,基层金融研究发展丛书之十三,1983,9.

[7]李晓佳.发展经济体中的合会金融,中国农村观察,2005,2.

[8]中国金融网 http://www.zgjw.com.