新材料及其应用
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知识和技能基本要求: 能够从所阅读的科普读物中找到知识点,并能运用资料中的知识解答疑问或困惑。知识要点: 1、“纳米”这个长度单位,初步了解纳米材料。 2、了解“绿色”能源。 3、了解记忆合金的特点及其应用。典型例题: 例1、中科院成功研制出高性能纳米复合稀土永磁薄膜 据报道,在日前,于北京召开的中科院沈阳材料科学国家实验室理事会会议上,沈阳金属研究所张志东研究员介绍了研究小组制备的纳米复合稀土永磁体和薄膜材料,项目指标达到目前报道的最高值。这一成果显示,由分布很好的晶粒非常细小的硬磁相和软磁相组成的多层薄膜,可望成为新一代稀土永磁材料,在信息、微机械、微电机等领域将有广阔的应用前景。最近,该研究小组与美国内布拉斯加大学林肯分校合作,又在制备高性能的纳米复合稀土永磁多层薄膜磁体方面取得进展。他们采用磁控溅射方法制备纳米复合稀土永磁多层薄膜磁体,通过控制多层薄膜的厚度来控制退火过程中硬磁相和软磁相的晶粒生长和分布。精心设计的多层膜由晶粒尺寸为40纳米的硬磁相和连续分布的软磁相组成。从而在多层薄膜中实现了磁性交换耦合和剩磁增强效应,有效地结合了硬磁相和软磁相的优良磁性,实现了剩磁增强效应,在薄膜磁体中获得了最大磁能积203KJ/m3。与会专家高度评价了这一成果,认为“在国际同领域中处于领先水平,为探索新型永磁材料提供了新思路,对永磁材料的发展及应用具有重要的指导意义”。 认真阅读这篇短文,回答下列问题: 1、为什么把这种新材料称为纳米材料? 2、这种新材料主要是由什么组成的? 3、这种新材料的特性是什么? 4、这种新材料在哪些领域有广阔的应用前景? 解析: 1、这种新材料的几何尺度在1~100nm的范围内,仅有40nm,它的物理性质与较大尺度相比,发生了异常的变化,所以把这种新材料称为纳米材料。 2、这种新材料是由晶粒尺寸为40nm的硬磁相和连续分布的软磁相组成。 3、这种新材料的特性是实现了剩磁增强效应,在薄膜磁体中获得了最大磁能积203KJ/m3。 4、这种新材料在信息、微机械、微电机等领域有广阔的应用前景。 例2、下面是一篇科普论文,认真阅读后回答如下问题: 1、形状记忆合金有什么特点? 2、形状记忆合金可分为哪几种? 3、目前已开发成功的形状记忆合金有哪几种? 4、形状记忆合金在高科技上有哪些应用?形状记忆合金 一般金属材料受到外力作用后,首先发生弹性变形,达到屈服点,就产生塑性变形,应力消除后留下永久变形.但有些材料,在发生了塑性变形后,经过合适的热过程,能够回复到变形前的形状,这种现象叫做形状记忆效应(SME).具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素组成的合金,称为形状记忆合金(SMA). 形状记忆合金可以分为三种:                                                                         (1)单程记忆效应 形状记忆合金在较低的温度下变形,加热后可恢复变形前的形状,这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应. (2)双程记忆效应 某些合金加热时恢复高温相形状,冷却时又能恢复低温相形状,称为双程记忆效应. (3)全程记忆效应 加热时恢复高温相形状,冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状,成为全程记忆效应。 目前已开发成功的形状记忆合金TiNi基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。 形状记忆合金的具体应用如下。 工业应用: (1)利用单程形状记忆效应的单向形状记忆恢复,如管接头、天线、套环等。
2006年06月11日 21点06分 1
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风是人类最早有意识利用的能源之一,人类对风的感情是复杂的,因为它既可造福,又可成灾。早在一两千年前人们就已懂得建造风车利用风能。在世界进入21世纪的今天,风力发电是人类利用风能的一个极好途径,风将为人类社会作出更大的贡献。 从20世纪70年代开始,联网型风力发电开始商业化,经过80年代和90年代的快速发展,风力发电的技术逐渐成熟。由于风力发电具有环境保护的独特优势,随着发达国家对CO2减排义务的承诺,风力发电受到了众多国家的重视。特别是20世纪80年代后风力发电的增长速度惊人,其中1997-2000年之间全球年装机量平均增长速度达到38%。随着风力发电技术日趋成熟,市场规模不断扩大,风力发电的成本效益性能也逐渐改善。在过去的10年中,风电的成本下降了一半。 3、2008年奥运会将在北京举行,“绿色奥运”是这次奥运会的主题之一。阅读下面的短文,谈谈你对“绿色奥运”有什么建议。 能源专家献策绿色奥运 作为2008年奥运会三大主题之一的“绿色奥运”能否实现,事关奥运会的成败,而“绿色奥运” 的实现,又在很大程度上依赖于绿色能源的推广。可以说,“绿色奥运”的基本内涵之一就是绿色能源,实施绿色能源战略是实现“绿色奥运” 的重要保障。 绿色能源战略如何实施?如何以最小的投入获得最大的产出?如何处理好眼前利益与长远利益的关系?如何兼顾经济效益与环境效益、解决好能源利用与环境协调相容的难题?在日前召开的绿色能源科技高级论坛上,来自科技界的专家学者纷纷建言献策。他们认为,关键在于从北京市的实际出发,推广普及适合北京现状的先进的绿色能源技术。 中科院院士蔡睿贤认为,基于北京当前的能源结构仍是以化石能源为主,并且在相当长时间内不可能根本改变的现实情况,北京更迫切需要通过多学科交叉、综合系统集成技术,积极探索无公害或零排放的可持续发展的绿色能源技术与系统。其中包括,利用热力循环与能量释放的新机理,实现化学能与物理能的综合梯级利用;推广利用高效洁净转换技术、低成本的可污染物排放控制技术、中低温能源有效转换利用和储能等。鉴于化石能源资源有限,且其利用过程中会产生严重污染,开发利用天然的绿色能源就显得尤为重要。这些能源开发利用不存在资源枯竭问题,也不会对环境造成污染。太阳能是几乎用之不竭的绿色能源,利用太阳能发电或制氢是开拓新能源和保护环境的重要途径;地热能、风能与生物质能的开发利用在世界各国广受重视,北京也应该加快进程;垃圾填埋气资源化利用技术与焚烧技术可将垃圾填埋气转化为绿色电能,也十分重要。由于可再生资源,尤其是太阳能、风能在时空领域上不是恒定的,这就需要把太阳能、风能、水能与其他各种能源配合起来,或者用蓄能的办法协调供需。因此,应大力开拓可再生能源与化石能源或水能相结合的绿色多能源综合利用系统,如:燃气轮机联合循环热力系统与水电站联合的动力系统,天然气-核能综合利用系统,太阳能与燃料电池联合发电系统,微型燃汽轮机与风力发电联合系统,太阳能与热泵高效复合能源系统等。 北京工业大学环能学院院长马重芳教授认为,要想使电力供热供暖成为可能,步入普通百姓家,必须降低其成本。而推广热泵和民用蓄热技术,是降低电供暖供热成本的有效途径。热泵是一种既能供热又能制冷的热力装置,可节省大量煤、天然气等一次能源,没有燃烧过程,不存在燃煤、燃气带来的环境污染问题,且耗电量仅为电锅炉供热的1/3,经济可行。而蓄热技术是指采取适当的方法将暂时没有用或多余的能量储存起来供需要时使用。初步保守的估算表明,如果民用蓄热技术得到推广,那么仅北京市居民全年用电一项就可以节约电费1.64亿元,平移用电负荷4、5亿度,相当于一个5千万瓦发电机组的全年发电量。如果再考虑到商业及工业用电,其经济效益更加明显。
2006年06月11日 21点06分 3
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你是中学老师还是中学生?资料好多哦!
2006年10月06日 09点10分 6
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您是老师吧,资料好多呦
2006年10月07日 02点10分 7
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是人吗
2006年10月07日 08点10分 8
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你好酷!
2007年10月09日 12点10分 9
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好!还有别的绿色能源吗?
2007年10月15日 13点10分 11
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这哪是材料啊 能源吧
2008年05月31日 08点05分 12
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你不是一个人在战斗
2008年10月19日 14点10分 13
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能不能别那么啰嗦啊?
2008年12月29日 12点12分 14
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怎么那么多啊
2009年06月11日 12点06分 15
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