3钢桥面高耐久性铺装材料的结构设计、制备及工程应用技术pdf
《钢桥面高耐久性铺装材料的结构设计、制备及工程应用技术》
项目公示信息
申报种类：技术发明奖
推荐单位：中国建筑材料联合会
项目名称：钢桥面高耐久性铺装材料的结构设计、制备及工程应用技术
项目简介:
钢结构桥梁具有自重轻、架设方便、跨越距离大等优点，大跨径桥梁和高坡度立交桥多采用钢桥结构。桥面铺装材料是铺覆在钢梁表面的一层具有保护桥梁结构、分布车轮集中荷载、满足行车功能的材料层结构。由于钢结构的变形性大，其桥面铺装普遍采用韧性好的沥青混凝土。但钢与沥青混凝土两种材料的材性（弹性模量、温度相应变形等）差异大，在行车重载和气候环境变化较大时，铺装结构极易变形，产生车辙、滑移、拥包、开裂、坑槽等耐久性病害，需要修补修复。一些桥梁铺装往往几年甚至一、二年就要重新铺设，造成交通不便和经济损失，钢桥面铺装材料的耐久性是桥梁建造的关键技术难题。
已有研究主要采取对沥青种类和铺装方法的改进，取得了一些进展，但耐久性能提高不大，没有从根本上解决问题；有的技术施工条件苛刻、工艺复杂、需要引进专门的进口设备，成本过高，难以常规应用。
针对以上应用背景和技术问题，系统进行了铺装结构的力学分析，探明耐久性破坏规律，依照铺装结构的使役环境和耐久性要求，从材料学设计的角度，建立结构-功能优化的设计模型，开发铺装材料和制备工艺，形成完整的设计、制备、施工技术体系，并推广应用于实际工程。取得的主要发明成果：
1、通过对钢桥面铺装结构的力学模拟，揭示并探明其破坏原因与规律，发明了铺装结构组合设计和联结方法，为提高耐久性提供了技术依据；
2、依据钢桥面铺装组合结构各层承担的功能，对其材料性能进行设计并发明了关键材料的制备技术，大幅度提高了铺装结构的强度、抗疲劳、抗车辙、抗裂、剪切及变形协调性，为不同气候带及大跨、高坡等钢桥面提供了技术支撑；
3、发明了可依桥梁设计和应用环境选择的钢桥面组合铺装方法与材料施工工艺技术。编制了施工与质量评价方法，有效提高了钢桥面铺装结构的耐久性，服役超过10年至今完好无损。
知识产权情况：
本成果形成了完整的自主知识产权体系，获国家授权发明专利10项，发表论文30余篇，编制了湖北省工法《沥青路面HVESM防水粘接层施工工法(HBGF070-2012)》、湖北省工法《钢桥箱梁桥面铺装施工工法(HBGF149-2008)》。
推广应用情况：
本技术至今已推广应用于四川合江长江一桥（主跨530m）、武汉二七长江大桥（主跨2×616米）、武汉鹦鹉洲长江大桥（主跨2×850米）、城市大型综合立交桥工程，地域覆盖高温、多雨，低温、干燥，各种重交通的大跨、高坡（最大坡度7%）钢桥面铺装梁工程80万多平米。大大提高了钢桥面铺装结构的耐久性，目前所施工铺装均未发现损坏，最早的工程服役已超过10年。本项目近10年来已累计获总的经济效益7亿多元，近3年取得经济效益节支增收约1.7亿，取得良好经济和社会效益。本成果为钢桥面铺装材料耐久性问题提供了一种有效的解决方案，促进了材料和桥梁学科的科学技术进步。
曾获科技奖励情况：
本成果已获中国建筑材料联合会-硅酸盐学会科技进步一等奖（2009年），湖北省技术发明一等奖（2014年）。
主要知识产权证明目录（不超过10件）
知
识
产权类别知识产权具
体名称
国家
（地
区）
授权
号
授权
日期
证书
编号
权利人发明人
发
明
专
利
有
效
状
态
发明专利
一种钢箱
梁桥面铺装
层的铺装方
法
中国
ZL
20091
00632
92.2
2011
年
12
月
14
日
第
8789
13
号
武汉理
工大学
丁庆军，、李
潜，、黄绍
龙，、胡曙
光，、陈凯，、
汪爱兵，、黄
卫强，、孙晓
刚，、詹秋迎
有
效
发明专利高强高韧性
轻集料混凝
土的制备
方法
中国
ZL
20071
00536
34.3
第
1011
7282
1号
武汉理
工大学
丁庆军、胡曙
光胡曙光、
田耀刚田耀
刚、王小磊
王小磊、黄修
林黄修林、
田焜田焜、
吕林女吕林
有
效
女、何永佳、王发洲、林清、陈造文
发明专利一种钢桥面
组合层的铺
装方法
中国
ZL
20041
00614
07.1
2007
年
09
月
19
日
第
3474
92
号
武汉市
市政建
设集团
有限公
司
胡曙光，、林
汉清，、丁庆
军，、谢先
启，、邓利
明，、黄小
霞，、林青，、
张锋，、周成
昀，、王发
洲，、彭波，、
吕林女，、何
永佳，、刘沐
宇
有
效
发明专利
一种防水
粘结应力吸
收桥面铺装
材料的制备
方法
中国
ZL
20091
00633
08.X
2011
年
06
月
08
日
第
7901
93
号
武汉理
工大学
丁庆军，、李
潜，、黄绍
龙，、胡曙
光，、孙政，、
黄健超，、琚
明杰，、袁根
仔，、王红平
有
效
发明专利黑色轻质桥
面铺装层混
凝土
中国
ZL
03128
045.5
2004
年
12
月
22
日
第
1859
27
号
武汉理
工大学
胡曙光，、丁
庆军，、吕林
女，、王发
洲，、姜从
盛，、陈友
治，、任飞，、
叶家军，、彭
波
有
效
发明专利一种高粘度
高弹性沥青
改性剂及其
制备方法
中国
ZL
20091
00633
09.4
2011
年
02
年
09
日
第
7374
47
号
武汉理
工大学
丁庆军，、李
潜，、黄绍
龙，、胡曙
光，、沈凡，、
朱铭，、黎伟
斌，、刘伟
有
效
发明专利
一种大跨
径钢箱梁桥
面抗推移组
合结构的铺
装方法
中国
ZL
20081
01970
27.9
2010
年
08
月
04
日
第
6548
88
号
武汉市
市政建
设集团
有限公
司
胡曙光，、谢
先启，、丁庆
军，、邓利
明，、黄修
林，、黄晓
霞，、黄绍
龙，、王小磊
有
效
发明专利
抗滑、耐磨
轻质钢箱梁
桥面铺装层
的制备方法
中国
ZL
20081
00469
68.2
2010
年
09
月
08
第
6721
92
号
武汉理
工大学
丁庆军，、胡
曙光，、谢先
启，、林青，、
邓利明，、王
小磊，、黄修
有
效
日林，、黄绍
龙，、田焜，、
吕林女，、何
永佳，、王发
洲，、张勇
发明专利一种可取消
钢筋网片的
水泥砼桥
面铺装结构
的制备方法
中国
ZL
20121
05650
20.4
2014
年
12
年
03
日
第
1533
770
号
武汉理
工大学
牟廷敏，、范
碧琨，、丁庆
军，、王发
洲，、沈凡、
黄修林、黄
绍龙，、苏俊
臣，、孔德栋
有
效
发明专利
一种温拌
抗滑、降噪
沥青路面材
料的制备方
法
中国
ZL
20081
01979
38.1
2011
年
12
月
14
日
第
8788
88
号
武汉理
工大学
胡曙光，、丁
庆军，、沈
凡，、黄绍
龙，、谢先
启，、陈跃
庆，、邓利
明，、黄小
霞，、王发
洲，、叶家军
有
效
主要完成人情况表:
姓名胡曙光排名 1 技术职称教授
工作单位武汉理工大学完成单位武汉理工大学
对本项目技术创造性贡献：
项目总负责人，主持项目的研究开发工作，提出总体思路和技术路线、实验方案，参与主要理论和关键技术研究工作。是本成果9个授权发明专利的主要发明人，其中有5个为第一发明人，发表与本成果相关论文16篇。对核心发明点“铺装结构组合设计和联结方法”、“铺装材料的设计、制备与应用技术开发”做出创造性贡献。
曾获国家科技奖励情况：高性能水泥基复合材料研究及其工程应用开发，国家科技进步二等奖，2001年，排名第一；钢管高强度混凝土膨胀控制与制备技术及其在大跨度结构的应用，国家科技进步二等奖，2010年，排名第一；管磨开流选粉节能技术及其水泥绿色制成应用，国家技术发明二等奖，2011年，排名第一。
姓名丁庆军排名 2 技术职称教授
工作单位武汉理工大学完成单位武汉理工大学
对本项目技术创造性贡献：
项目技术负责人，主持项目的应用推广工作，参与主要技术研究工作。是本成果10个授权发明专利的主要发明人，其中有4个为第一发明人，发表与本成果相关论文20篇。对核心发明点“铺装材料的设计、制备与应用技术开发”、“钢桥面组合铺装方法与材料施工工艺技术”做出创造性贡献，主持编制湖北省施工工法。
曾获国家科技奖励情况：高性能水泥基复合材料研究及其工程应用开发，国家科技进步二等奖，2001年，排名第二；钢管高强度混凝土膨胀控制与制备技术及其在大跨度结构的应用，国家科技进步二等奖，2010年，排名第二。
姓名牟廷敏排名 3 技术职称教授级高工
工作单位四川省交通运输厅公路规划勘察
设计研究院完成单位
四川省交通运输厅公路规划勘察
设计研究院
对本项目技术创造性贡献：
对发明点“铺装结构组合设计和联结方法”做出了重要贡献，是1个授权发明专利的第一发明人，在桥梁设计中应用铺装结构联接技术，设计了四川合江长江大桥钢桥面铺装层结构，大幅降低了工程造价，取得了显著的经济效益。
曾获国家科技奖励情况：无
姓名邓利明排名 4 技术职称高级工程师工作单位武汉市市政建设集团有限公司完成单位武汉市市政建设集团有限公司
对本项目技术创造性贡献：
本成果4个授权发明专利的发明人之一，组织施工技术开发，参与编制湖北省施工工法，发表与本成果相关论文5篇，在“钢桥面组合铺装方法与材料施工工艺技术”方面做出突出贡献。
曾获国家科技奖励情况：无
姓名蒋乐排名 5 技术职称教授级高工工作单位武汉路源工程质量检测有限公司完成单位武汉路源工程质量检测有限公司
对本项目技术创造性贡献：
参与发明点“铺装结构组合设计和联结方法”有关结构联结设计的研究开发工作，主持了大量钢箱梁铺装结构工程的设计工作，对成果技术的推广和应用和做出了突出贡献。
曾获国家科技奖励情况：无
姓名黄绍龙排名 6 技术职称副教授
工作单位湖北大学完成单位武汉理工大学
对本项目技术创造性贡献：
本成果6个授权发明专利的发明人之一，参与沥青防水粘结应力吸收层及抗滑、降噪、耐磨多功能桥面铺装材料的开发工作，对发明点“铺装材料的设计、制备与应用技术开发”中高韧高弹沥青的研究开发做出了重要贡献。
曾获国家科技奖励情况：
钢管高强度混凝土膨胀控制与制备技术及其在大跨度结构的应用，国家科技进步二等奖，2010年，排名第八。
新能源材料学习心得
研究生课程结课综述 ------新能源材料心得体会 姓名： 学院： 专业： 学号： 新能源材料 一、新能源概况 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生
的热能，包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。 以新能源中的太阳能为例，新能源具有无可替代的资源优势：太阳能资源取之不竭，太阳能是地球上分布最广泛的可再生能源，每年到达地球陆地上的太阳辐射能量约27万亿吨标准煤，是目前世界能源消费总量的2000多倍。可开发的风能资源为53000 TWh，是目前全球发电量的两倍，水力发电资源量的三倍。太阳能、风能已成为各国实施可持续发展的重要选择，是一种朝阳的产业，孕育着巨大的潜在经济利益为维持技术优势、占领市场的需要。 二、我国发展新能源的重要性 太阳能、风能已成为各国实施可持续发展的重要选择。同国外相比，我国的能源系统更加不具备可持续发展特点：能源枯竭的威胁可能来的更早。人口多，人均资源占有量仅及世界的一半，石油和天然气资源仅占世界人均量的17.1％和13.2％；加之能源利用技术落后，效率低下，能耗高，枯竭速度可能会比国外更加迅速，能源匮乏的威胁可能来的更早、能源供需缺口将越来越大。2020年全国需求量27亿吨TOE，尚缺4.8亿吨标煤；2050年一次需求量达到40亿吨标煤，缺口达10亿吨标煤，短缺25％以上。过度依赖煤炭，环境影响更加严重。煤炭几乎满足了我国一次能源需求的70％，66％的城市大气颗粒物的含量和22％的城市的二氧化硫含量均超过国家空气质量二级标准，在冬季这些污染物的浓度更大，通常为夏季的2倍。环境专家估计，大气中90％的二氧化硫和70％的烟尘来自于燃煤。 煤废料的处理仍是问题。煤炭开发利用过程中产生的大量的矸石、腐蚀性水、煤泥、灰渣和飞灰等，已构成对工农业生产和生态环境的危害，成为制约所在地区可持续发展的一个制约因素。 在我国，近13亿人中约80％居住在农村，每年消耗6亿多吨标煤的能量，其中约一半来自可再生能源，但这些能源目前还是以传统的利用方式为主。另外我国还有700万户无电人口，无法用常规电网延伸解决用电问题。 发展新能源可以满足安排剩余劳动力的需要。如丹麦的风力发电制造业，1999年风机制造、维护、安装和咨询服务，即为丹麦提供了1.2万至1.5万个工作机会；它的风机零部件的供应遍及全球，同时还创造了约6,000个工作机会。 发展新能源同时可以维护生态建设成果、改善农村生活环境。目前有2亿多人面临沙漠化的威胁，但燃烧传统生物质能源在很多地区仍是主要的生活用能方
“硅时代”的那些未来材料
有人提出硅时代的核心法则“摩尔定律”其实讲的不是数据科学，而是材料学每隔18个月就能将芯片的组成成分翻倍。 材料科学一直是物质进步的基础，无论是石器时代、青铜时代还是铁器时代，都是以人类制造和使用的材料来命名的。但是进入“硅时代”后，难道科技进步就只存在于如何控制二进制的1和0吗？ 答案是否定的。今天，材料问题比以往任何时候都更重要。北京理工大学材料学院曹传宝教授告诉记者，现在虽然不再以材料发展来划分时代，但是材料依然是各个学科的基础，没有材料学其他学科都发展不起来。 “比如我们生活中必不可少的计算机，它的芯片就是以硅材料为基础的，有了先进的硅才能发展数字技术。而能源方面的太阳能电池也是取决于材料的转换效率。因此材料发展是其他学科的助力。”曹传宝说，“医学上的人造器官也是用材料做成的，像透析用的人工肾其实与生物的关系已经不大了，主要就是看吸附材料的发展。目前这方面材料还不理想，制约了人工器官的发展，由此看出如果材料学进步缓慢也会成为其他学科的‘瓶颈’。” 一直以来，单独材料本身只能粗放使用，只有与其他科技结合才能产生更高的价值。在硅时代，材料学与其他学科交叉将越来越普遍。“就像现在已经有与生物交叉的生物材料学，与计算机交叉的计算材料学等，”曹传宝说。 鉴于材料的重要作用，有人提出硅时代的核心法则“摩尔定律”其实讲的不是数据科学，而是材料学每隔18个月就能将芯片的组成成分翻倍。像芯片一样，目前实验室中更智能、更安全、更结实的材料未来都有可能改变我们的生活。 电子皮肤 皮肤的作用不仅在于保护身体，还能帮我们传导感觉。通过把电子材料变得柔软和肉感，工程师已经发现了一种方法使得人工移植皮肤和假肢也能有感觉。美国伊利诺斯州大学的研究者创造了一种足够轻薄柔韧的电路，把它覆盖在手指尖，可以将压力转换成电子信号。 目前，斯坦福大学开发的一款凝胶可以储存电能，用作可塑性电池。卡内基梅隆大学carmel majidi教授也正在研制把橡胶变为压力和摩擦力的传感器，他把液体金属槽放进橡胶里，一旦液体流动，电流就会发生变化。此外，电子皮肤还可以用于人类之外的更宽广领域，比如用这种工程学方法使机器人更逼真、更具有人类特性。 蜘蛛丝移植 看过《蜘蛛侠》的人都知道蜘蛛丝比钢铁还强韧，而人体自身的组织却很脆弱、容易撕裂。美国犹他州，研究人员正在用蜘蛛丝修复受损的肩膀和膝盖。他们培育转基因羊以生产大量蜘蛛丝蛋白，纺成股，做出仿蜘蛛丝纤维。这些纤维保留了蜘蛛丝特有的延展性，同时比人类韧带和筋腱分别强劲100倍和20倍。让移植的骨骼更加强韧，麻省理工学院研究员已经成功地将蜘蛛丝蛋白和胶原蛋白组合在一起。研究人员估计，2030年以前蜘蛛丝移植技术将批准对人类使用。 能发电的运动鞋 早在100年前，工程师就尝试通过发电器将机械能转化为电能，但是直到现在通过反复走动产生的能量依然不足以给一个ipod充电。主要原因在于目前制作发电器的压电材料不仅难以生产，还含有有毒金属，比如镍和铅。 如今，美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员一次性解决了这两个难题，他们使用的方法是采用经过特殊处理的无害病毒，这种病毒可以自发形成一层膜覆盖在发电器上。把它装进鞋里，走路时发电器感受到压力，病毒的螺旋蛋白就会旋转、扭曲，产生电荷。邮票大小的病毒压电材料样本可以产生400毫伏电力，足够点亮一个小lcd显示屏。未来5-10年，这项技术可帮助振动产生的能量来发电，如建筑物的振动和心跳，包括给ipod充电。
新能源材料学习心得
新能源材料学习心得 班级：094 姓名：刘建德学号：200910204428 一、新能源概况 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能，包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。 以新能源中的太阳能为例，新能源具有无可替代的资源优势：太阳能资源取之不竭，太阳能是地球上分布最广泛的可再生能源，每年到达地球陆地上的太阳辐射能量约27万亿吨标准煤，是目前世界能源消费总量的2000多倍。可开发的风能资源为53000 TWh，是目前全球发电量的两倍，水力发电资源量的三倍。太阳能、风能已成为各国实施可持续发展的重要选择，是一种朝阳的产业，孕育着巨大的潜在经济利益为维持技术优势、占领市场的需要。 二、我国发展新能源的重要性 太阳能、风能已成为各国实施可持续发展的重要选择。同国外相比，我国的能源系统更加不具备可持续发展特点：能源枯竭的威胁可能来的更早。人口多，人均资源占有量仅及世界的一半，石油和天然气资源仅占世界人均量的17.1％和13.2％；加之能源利用技术落后，效率低下，能耗高，枯竭速度可能会比国外更加迅速，能源匮乏的威胁可能来的更早、能源供需缺口将越来越大。2020年全国需求量27亿吨TOE，尚缺4.8亿吨标煤；2050年一次需求量达到40亿吨标煤，缺口达10亿吨标煤，短缺25％以上。过度依赖煤炭，环境影响更加严重。煤炭几乎满足了我国一次能源需求的70％，66％的城市大气颗粒物的含量和22％的城市的二氧化硫含量均超过国家空气质量二级标准，在冬季这些污染物的浓度更大，通常为夏季的2倍。环境专家估计，大气中90％的二氧化硫和70％的烟尘来自于燃煤。 煤废料的处理仍是问题。煤炭开发利用过程中产生的大量的矸石、腐蚀性水、
粉末冶金技术在新能源材料中的应用探讨
粉末冶金技术在新能源材料中的应用探讨 摘要：新能源的使用和普及是人类社会发展必经之路，新能源的使用所需要的 新能源材料是使用新能源的关键，对新能源材料和储存新能源材料的制备发挥作 用的技术上，粉末冶金技术是首选。本文将介绍什么是粉末冶金技术，并对粉末 冶金技术在新能源运用和储存中的作用进行分析和探讨。 关键词：粉末冶金技术；新能源储存 一、引言 随着人类社会经济的不断发展，人们生活变得越来越快节奏，越来越注重生 活品质的提升，与人们的需求相契合的是一切方便人们生活，出行等各方面的改变，如塑料制品越来越多，汽车等的普及。而这一切在为人们的生活带来方便的 同时，给我们的环境带来了压力，造成资源的短缺。为响应国家“统筹兼顾”、等 保护环境节约资源的政策措施，除了从衣食住行进行节约以外，我们还需要找出 一些可替代能源。本文将介绍粉末冶金技术在新能源技术中的应用。 二、粉末冶金技术介绍 粉末冶金是一种具有传统传统熔铸工艺无法获得的、独特的物理化学性质的 技术工艺。粉末冶金通过制备金属粉末能够做出半致密或者完全致密的工艺品， 不仅包括金属，现如今许多3D成型的制品均由粉末冶金技术制成。与传统工艺 相比，不需要切削便可制造出刀具、齿轮等还有更多精密成型的工具。 粉末冶金技术具有四个主要的特点。首先，粉末冶金能够传统工艺制造工具 时出现的合金偏聚现象，这是由于其能够在制备之前制备出合金的粉末，从根本 上解决合金偏聚的发生。其次，粉末冶金技术还能够制备出一些晶体，比如非晶、微晶等高性能非平衡材料，这些材料在电学、力学、磁学等领域具有超高的价值。再次，粉末冶金技术还能够实现多种类型材料的复合，例如金属－陶瓷材料的复合，这是一种极其低成本高性能的进行材料复合的工艺技术。最后，它还能够制 备出普通传统工艺无法制备的特殊结构、特殊材料的工艺制品，在我们的生活之中，许多机加工刀具、五金模具实际中就是由粉末冶金技术制备的。 三、新能源的定义和特点 新能源是除了传统的能源例如水、石油、天然气等人们日常使用的为人熟知 的能源以外的或者还在研究中和制备中的、未来能够最为某一种传统能源替代品 进入人们生活的能源。比如说我们经常提到的太阳能、氢能、核聚变能等等，都 属于新能源。这些新能源对于环境保护、节约能源来说十分的重要，如果我们能 够很好的加以利用，它们必然能够发挥自身优势，为人们的生活，为地球的环境 等等做出贡献。 四、粉末冶金技术的引进与使用 前文已述，粉末冶金技术的诸多优点，不论是制造生活所用的刀具，抑或是 制备具有良好性能，难以制备的具有超高力学性能的晶体，对它来说都不再话下。对于粉末冶金技术所需要的粉末冶金的材料是属于信息类的一种材料，主要是软 磁材料。随着一些科研学家在进行科研等活动中运用到的磁记录材料的需求的增多，粉末冶金技术也越来越变得不可或缺，极大的满足了人们的需求。同时，粉 末冶金技术在能源领域也发挥着作用，对着新能源的不断创新和发展，对于新能 源的储存和运行都需要粉末冶金技术材料的支持。例如能够满足航空航天工业的 足够强度和硬度的材料都需要粉末冶金技术来制成。 五、粉末冶金技术在新能源运用中的作用
新能源材料制备与加工技术.
新能源材料制备与加工技术李长久 西安交 通 大 学 《新能源材料制 备 与加 工技 西安交 通大学 材料 制备与加工技 术》 本课程的安排
第1讲绪论:能源结构与太阳辐射特点 第2讲太阳电池原理 第3讲太阳电池原理(续 第4讲单晶硅太阳电池制造工艺 第5讲薄膜太阳电池与DSC 制造工艺 第6讲燃料电池基础 第7讲固体氧化物燃料电池与质子交换膜燃料电池制备成形技术第8讲新型2次电池材料 试验1 单晶硅太阳电池特性 试验2 单晶硅、非晶硅、多晶硅太阳电池特性比较 试验3 SOFC 电池输出特性 试验4 PEMFC 试验 西 安 交 通 大
学《新能源材料制备与加工技西安交通大学材料
制 备 与 加 工技 术》 本课程的基本要求 了解能源结构与发展趋势,可再生能源与化石燃料高效能源转换系统 能源转换材料基本特征 太阳电池原理,太阳电池转换效率的影响因素及其影响规律、提高转换效率的基本途径; 太阳电池的种类与制造工艺及其特点; 燃料电池的原理、特点、开发现状与应用前景。二次电池及其相关材料技术 材料制备、加工与制造器件一体化的特征 西 安 交 通
大 学 《 新 能 源 材 料 制 备 与加 工技 西 安 交通 大 学材 料制备与加工技术》
主要参考书 1.(美胡晨明,R.M. 还特著,(李采华译,太阳电 池,北京大学出版社,1990年 2. Chenming HU and Richard M. White, Solar Cell, From Basic to Advanced System, McGraw Hill Book Company, 1983 3.(澳马丁格林著,李秀文等译,太阳电池,电子工 业出版社,1987年 4. 赵富鑫,魏彦章,太阳电池及其应用,国防工业出版社,1985 5. 雷永泉主编,新能源材料,天津大学出版社, 2000。 6. 衣宝廉著,燃料电池,化学工业出版社,2003。 7. Fuel Cell Handbook 西 安 交
新能源材料
《新能源材料》课程教学大纲 一、课程基本情况 二、课程性质与作用 《新能源材料》是光电技术学院材料物理专业的一门专业方向选修课程。本课程介绍新能源材料的基础与应用方面的基础知识，涉及锂离子电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料等领域。通过本课程的学习，使学生了解新能源材料领域的基础知识和前沿动态，为以后从事新能源领域的相关研究及进行新能源技术与工程方面的工作提供理论指导。同时，也为学生进行后续课程《硅材料与晶圆技术》的学习打下理论基础。 本课程与《信息功能材料》、《电子陶瓷材料》、《磁性功能材料》及相关后续课程一起培养了学生在功能材料的设计、制备与性能方面的核心基础知识及工程能力，为本专业工程实践一级和二级项目顺利开展提供理论与研究方法的指导。 三、培养目标与标准 通过本课程的学习，使学生了解新能源材料的基本类型和特点，初步掌握新能源材料工程基础知识、原理和技术，具有初步的功能材料研究和设计能力，为将来学生进行新材料的利用与开发奠定理论基础，同时也为学生以后从事新能源领域的相关工作提供必备的工程基础知识。 本课程具体完成培养方案中以下指标，重点完成指标、、。
息渠道获得知识，侧重知识的获取，没有实训要求。T：讲授，指教、学活动中由教师引导开展的基础测试或练习，匹配有课程讨论、课后研讨等环节。U：运用，指以学生为主导，通过实践而形成的对完成某种任务所必须的活动方式，匹配有课程的三级项目或其它实践环节。 四、理论教学内容与学时分配
五、实践教学内容与学时分配 本课程开出的实践项目详见下表： 六、学业考核 七、其他说明 建议后续课程选修《硅材料与晶圆技术》。 撰写人：院（部、中心）教学主管签字（盖章）： 年月
SOI绝缘体上硅材料的应用与发展
SOI绝缘体上硅材料的应用与发展 1. 前言 2006年随着65纳米工艺的成熟，英特尔公司65纳米生产线步入大批量生产阶段。除英特尔外，美国德州仪器、韩国三星、日本东芝等世界上重要的半导体厂商的65纳米生产线也纷纷投产。45纳米处在研发阶段，如英特尔己有两座12英寸厂开始试产，估计到2010年进入量产。集成电路发展到目前极大规模的纳米技术时代，要进一步提高芯片的集成度和运行速度，现有的体硅材料和工艺正接近它们的物理极限，在进一步减小集成电路的特征尺寸方面遇到了严峻的挑战，必须在材料和工艺上有新的重大突破。目前在材料方面重点推动的绝缘体上的硅(SOI，Silicon-on-insulator)等，被业界公认为纳米技术时代取代现有单晶硅材料的解决方案之一，是维持Moore定律走势的一大利器。图1为国际上SOI 材料头号供应商--法国Soitec公司给出的先进材料的发展路线图。SOI、绝缘体上应变硅(sSOI)和绝缘体上锗(GOI)将成为纳米尺度极大规模集成电路的高端衬底材料。 2. SOI 材料的优点 绝缘体上的硅（SOI，silicon-on-insulator)指的是绝缘层上的硅。它是一种具有独特的“Si/绝缘层/Si”三层结构的新型硅基半导体材料。它通过绝缘埋层（通常为SiO2）实现了器件和衬底的全介质隔离，在器件性能上具有以下优点： 1) 减小了寄生电容，提高了运行速度。与体硅材料相比，SOI 器件的运行速度提高了20-35%； 2) 具有更低的功耗。由于减小了寄生电容，降低了漏电，SOI 器件功耗可减小35-70%； 3) 消除了闩锁效应； 4) 抑制了衬底的脉冲电流干扰，减少了软错误的发生； 5) 与现有硅工艺兼容，可减少13-20%的工序。
新材料产业——新能源材料
新材料产业——新能源材料 发展领域 新材料是指那些新出现的或正在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料；或采用新技术(工艺,装备)，使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料；一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新材料的范畴。 新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。随着我国能源消耗大幅度增长，煤炭、石油、天然气等传统能源已难于满足长期发展的需求，并会在消耗过程中对环境造成巨大破坏，要解决上述问题必须提高燃烧效率，实现清洁煤燃烧，开发新能源，节能降耗。这3个方面都与材料有着极为密切的关系。 新能源材料是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，它是发展新能源的核心和基础。主要包括储氢合金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料为代表的太阳能电池材料和发展风能、生物质能以及核能所需的关键材料等。
前景展望 新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次电源中的氢能等。新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，主要应用于照明、供电、供热等领域。 主要包括以镍氢电池材料、锂离子电池材料为代表的 绿色电池材料；燃料电池材料；太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。 当前绿色电池材料研究的热点和前沿技术包括高能储氢材料、聚合物电池材料、磷酸铁锂正极材料等。在燃料电池材料领域当前研究的热点和前沿技术包括中温固体氧化物燃料电池，电解质材料等。在太阳能电池材料领域当前研究的热点和前沿技术包括晶体硅太阳能电池材料、非晶硅薄膜电池材料、化合物薄膜电池材料和染料敏化电池材料等。 对我国来说，首先要考虑的是提高能源生产效率、减少污染，其中当务之急是逐步实现洁净煤燃烧。为了提高燃烧效率，提高热效和增加机动性，要发展超临界蒸汽发电机组、整体煤气化联合循环技术和大功率工业燃气轮机组，这些技术对材料的要求都十分苛刻，需要耐热、耐蚀、抗磨蚀、抗
新能源材料 石墨烯电池
2017春季学期 新能源材料--课程论文 院（系）材料科学与工程 专业材料科学与工程 学生曾波 学号1141900225 班号1419002
石墨烯电池应用与展望 曾波 材料科学与工程1141900225 摘要石墨烯作为近年来炙手可热的新材料，凭借其独特微纳米尺度的二维平面结构和良好的导电导热特性在锂离子电池电极材料中也有着可观的的应用前景。本文介绍了石墨烯电池的概念提出和工作原理，调研了市场最新的石墨烯电池信息和商用情况，分析了特点和潜在问题以及根据现状的合理展望。 关键词石墨烯锂离子电池能量密度石墨烯电极材料 1 引言 在现已有广泛应用基础的新能源材料中，锂电池作为二次电池中的佼佼者具有开路电压高"能量密度大"使用寿命长"无记忆效应"无污染以及自放电率小等优点。如图一所示，锂离子电池工作原理，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成，正极主要是磷酸铁锂，钴镍锰酸锂（三元材料）等负极主要是碳棒和石墨。充电时Li+从正极脱出经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态,正极处于贫锂态,同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极,保证负极的电荷平衡;放电时则相反。由于Li的原子序数很小,故Li+的质量很轻,单位重量的电极材料就可以储存较多的Li+,所以通常锂离子电池具有较高的能量密度。然而,受限于电极材料的结构与电解质的性能,锂离子电池的功率性能相对较弱,针对动力锂离子电池,这一点表现得尤为突出。故如何增加锂电池的功率密度是当务之急。 要攻破这一难关，需要制备具有高效储能特性的负极材料。碳材料的储锂机理复杂，因此尽管计算化学论证了石墨烯的高储锂容量，但目前制备的石墨烯的可逆容量接近甚至超过理论容量的储锂机理还需进一步分析证明。石墨烯电池是 指用石墨烯掺杂改性的复合材料替 代传统锂电池的电极材料，其他碳、 石墨材料比容量较小，每6个碳原子 与一个锂离子形成LiC6结构存储锂 离子，理论比容量为372mAh/g而石 墨烯是以单片层单原子厚度的碳原 子无序松散聚集形成，这种结构有利 于锂离子的插入，在片层双面都能储 存锂离子，理论容量明显提高。并且 锂离子在石墨烯表面和电极之间快 速大量穿梭运动的特性也将加快充 放电速度。石墨烯电池有望解决现在 锂电池不稳定、充电慢、容量低的难 题。 2 石墨烯电池介绍 2.1石墨烯 石墨烯是是由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，厚度仅为0.34纳米，单层厚度相当于头发丝直径的十五万分之一。是目前世界上已知的最轻薄、
有机硅材料及应用
有机硅材料及应用 摘要 硅烷偶联剂作为连接两种不同性质材料的“分子桥”已经在复合材料、涂料、胶粘剂等行业中得到了广泛的应用。用硅烷偶联剂进行金属表面预处理具有无污染、适用面广、成本低、对有机涂层粘接性能优异的优点，从而引起了国内外专家学者的关注，成为目前表面处理工艺的研究热点。本文对其简单介绍。 As the “molecular bridge”,adhering materials with different properties, silane coupling agents has been applied widely in composite materials, coating and adhesive agents. However, it is a new and environments, which has great advantages such as low cost, wide applications and excellent adhesive strength to organic coatings, therefor attracts many experts’ attention.
1.有机硅概述 有机硅材料是分子结构中含有硅元素的有机高分子合成材料。有机硅聚合物形式多样，按主链结构的不同可分为聚硅氧烷、聚硅氮烷、聚硅烷、聚硅碳烷等。其中，聚硅氧烷是研究最多、应用最广的一类。由于同时具有Si-O-Si主链及有机侧链的特殊分子结构和组成，有机硅聚合物具有独特的优异性能:如介电性能在较大的温度、湿度、频率范围内保持稳定；耐氧化、耐化学品、电绝缘、耐辐射、耐候、憎水、阻燃、耐盐雾、防霉菌等特性优良；同时兼有高分子材料易加工的特点，可根据不同要求制成满足各种用途的产品。有机硅材料的这些优异的性能，使其在航空航天、电子电气、轻工、化工、纺织、机械、建筑、交通运输、医疗卫生、农业等方面均己得到了广泛的应用。有机硅材料与高新技术息息相关，被誉为现代工业和科学技术的“工业味精”，是当今材料发展的一个热点，也是衡量一个国家特种高分子发展水平的重要标志之一，己经成为国民经济中重要而且不可缺少的新型高分子材料。目前，国外各大有机硅厂商纷纷加大投资规模，率先发展有机硅，国内各省市也将有机硅材料作为高新技术产品给予高度重视和优先发展。 1.1有机硅发展概况 有机硅材料具有一系列的优异性能，迄今已经发展成为技术密集、在国民经济中占有一定地位的化学工业的重要分支，并使各行业获得了巨大的经济效益。近年来，高新技术的发展使得有机硅聚合物的品种已向功能化、精细化、专业化系列化的方向发展，其数量多达5000余种，而且还在不断增加。1863年，法国化学家Friedel和Crafts合成了第一个有机硅化合物“四乙基硅烷”，标志着有机硅化学时代的开始。20世纪30年代，人们开始对有机硅聚合物进行研究，至今己有70多年的历史，有机硅的发展经历了以下几个阶段:1938年至1965年，Hydepatnode和Roehow致力于高分子研究，1941年Rochow发明“直接合成法”合成有机硅单体，使有机硅的工业进程开始飞速发展。在此期间，无论是单体合成还是共聚物合成方面均发展迅速，称之为“发展时期”。1985年至1989年，化学家们又合成了许多新的有机硅化合物，系统地研究了有机硅的化学反应，出版了一些专著，并合成了硅烯，证明了si以自由基、正离子和负离子的形式存在。这一阶段为系统研究及应用阶段，称为“高速发展阶段”。1990年后，针对
电子技术在新能源材料方面的应用探讨
实验研究 引言 电子技术是时代发展产物，是利用电子元件实现对电能应用的一种现代化技术，在我国众多领域中有着广泛的应用。现代化的生产与研究都离不开各种用电装置和设备的支持，电子技术的应用为人们的生活带来巨大便利的同时也促进了科技水平的提升，目前，约75%以上的电能都需要经过电力电子处理后才开始使用，当前我国面临的环境污染综合防治和能源短缺问题也需要通过控制技术、电力变换和高效发电技术来解决，为此，电子技术也为新能源的发展提供了一条新的道路，促进了新能源材料行业的进步，在国家经济发展中占据十分重要的地位。 1.电子技术概述 电子技术是一种将电能转换成不同用途、不同性质的电能，从而满足不同用电需求的现代化技术，主要包括电子器件、电子设备、电子系统、电子控制等方面，促进了现代科技的进步。目前，电子技术在社会中的地位不断上升，并且逐渐朝着智能化、数字化和网络化的方向发展，满足当今高端化、大功率产品的用电需求，可以说没有哪个行业能够脱离电子技术而独自存在，电子技术在我国乃至全世界范围内的经济发展中都具有重要的作用，是现代国防、工业和科学的重要支撑技术。 2.我国新能源材料行业发展现状 近年来，随着我国的经济升级转型和社会快速发展，对能源的过度开采不仅引发了温度变化、空气质量等一系列环境问题，而且也造成了能源的紧缺问题。能源是人类赖以生存的能量来源，随着煤炭、石油、天然气等不可再生资源的逐渐减少，人类正面临着巨大的能源危机，人们迫切的需要对新能源、新材料进行探索与开发。新能源材料不仅可以再生，且无污染、清洁、蕴藏量大，只有积极开发新能源才能从根本上解决我国经济发展与能源紧缺之间的矛盾。现阶段的新能源主要是指风能、水能、太阳能、潮汐能、生物质能、地热能等，其中，由于我国地域辽阔，资源分布较为广泛，风能和水能在我国的许多地区已经投入实际应用中，且日趋成熟；利用太阳能发电，设备安置灵活，且太阳能源异常丰富，得到了广泛的使用；利用潮汐能、生物质能、地热能发电，开发过程无污染，少排放，且效益高。对于这些新能源的研究，与发达国家相比，我国仍然处于初级阶段，仍需进一步深入的探索。 3.电子技术在新能源材料方面的应用优势及效果 电子技术的发展为新能源材料行业提供了一条新的途径，成为我国经济发展的重要基础。电子技术在应用过程中，对于节能降耗、低碳环保、提升控制准确度和安全性等方面起到良好效果。 第一，节能和环保效果显著。相比于传统的能源生产系统，电子技术通过对电能的转换能够实现对电能的充分利用，减少了资源浪费，在节能方面有着明显的优势。同时，随着电子技术朝着智能化、数字化方面的发展，实现了电力系统对外界零污染的要求，具有环保效果。 第二，控制准确度提升。传统的模拟控制电路具有元器件多、控制准确度低、系统反应速度慢、调试程序繁杂等缺点，随着电子器件和电子产品的不断更新，网络系统、通信系统、编码系统等内容的不断融合，改善了现有设备的电子系统，增加了控制、纠正、调试等功能，使得设备更加简洁，系统更新、远程控制等操作变得更加便捷，满足控制的准确性要求。 第三，安全性高。近年来，我国各地区的电力设备频繁出现问题，严重危害了人民群众的生命财产安全，而且导致了社会稳定性的衰减。为此，安全性的提升成为当前电力设备生产与使用中十分关键的一个环节。电子技术的应用能使新能源材料在研发过程中保持一定的安全性，降低能源消耗量，而且通过对新型电子设备的研发能够提高电力设备的安全性。 电子技术在新能源材料方面的应用探讨 作者/王立志，江苏省宿迁经贸高等职业技术学校 摘要：随着我国社会全面进步及经济升级转型，经济发展和能源消耗之间的矛盾日益严峻，因此，开发和利用新能源、新技术和新材料成为势在必行的需求趋势。目前，电子技术的快速发展，为汽车、军事、电能等众多领域中能源替代、发展行业提供了必要基础，有效缓解了我国面临的能源危机，降低了对自然和环境的影响，在未来的新能源材料行业中发挥着不可替代的作用。本文从电子技术和新能源材料的发展研究出发，阐述了电子技术在新能源材料中的应用优势及效果，并对如何将电子技术应用到新能源材料中进行了深入探讨，以期能促进我国新能源材料行业的发展。 关键词：电子技术；能源问题；新能源材料；应用优势；具体应用 www?ele169?com | 95
半导体硅材料
半导体硅材料 一、半导体及硅材料的发展 硅材料是重要的半导体材料，化学元素符号Si，电子工业上使用的硅应具有高纯度和优良的电学和机械等性能。硅是产量最大、应用最广的半导体材料，它的产量和用量标志着一个国家的电子工业水平。 在介绍硅材料之前先简单地介绍一下半导体材料的发展历程。半导体材料经历了几代的发展：第一代半导体是“元素半导体”，典型如硅基和锗基半导体。其中以硅基半导体技术较成熟，应用也较广，一般用硅基半导体来代替元素半导体的名称。硅基半导体器件的频率只能做到10GHz，硅基半导体集成电路芯片最小设计线宽己经达到0.13μm，到2015年，最小线宽将达到0.07μm。第二代半导体材料是化合物半导体。化合物半导体是以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）和氮化镓(GaN)等为代表，包括许多其它III-V族化合物半导体。化合物半导体的电子迁移率与硅半导体材料相比要快很多，因而被广泛应用于高频传输领域。带三代半导体材料是宽禁带半导体材料，如SiC、GaN、ZnSe、金刚石以及SOI 等新型硅基材料等。 自1958年集成电路发明以来，半导体单晶硅材料以其丰富的资源，优良的物理和化学性能成为生产规模最大、生产工艺最完善和成熟的半导体材料。由于大规模工业生产高品质单晶硅对于计算机通讯系统、传感器、医疗设备、光伏器件、卫星、宇宙飞船等都有重大影响，美国的贝尔实验室、德州仪器公司、欧洲的菲利普、西门子和瓦克等全球大公司抓住了机遇成为初期的硅生产厂家。20世纪50年代开发的西门子c制程包括有高品质的单晶硅、多熔区区域提纯硅和悬浮区熔硅（FZ）等关键技术，这些技术后被瓦克公司采用，FZ硅片最初主要是用于功率器件。切克劳斯基直拉工艺是另一种硅生产技术，CZ硅片用于德州仪器和仙童公司设计的集成电路。1970年前后，多晶硅在MOS工艺中的首次应用是MOS技术的一次关键突破，因为他利用了多晶硅的主要优势，从那时起，由于多晶硅的诸多性质如雨硅技术中所使用的其他材料的兼容性，超过1000度的温度稳定性，易于掺杂和氧化以及能够产生等角台阶覆盖，多晶硅已被用于各种类型器件的制作中。1970-1976年，采用冷壁大气压反应炉进行多晶硅沉积，硅栅PMOS和NMOS集成电路成为20世纪70年代早期半导体市场的主角。1976年，
《硅材料工程项目规范》
国家工程建设规范 《硅材料工程项目规范》（草案） （征求意见稿） 2019年6月
前言 为保障人民生命财产安全、人身健康、工程质量安全、生态环境安全、公众权益和公共利益，促进能源资源利用，满足社会经济管理基本要求，住房城乡建设部组织编制了全文强制国家工程规范体系框架，其中包括给水工程、排水工程、燃气工程、供热工程、道路交通工程、城市轨道交通工程、园林工程、市容环卫工程、生活垃圾处理处置工程、居住建筑、公共建筑、特殊建筑、特殊设施、自然与历史保护地保护利用，以及城乡规划、工程勘察、城乡测量、结构作用与工程结构可靠性设计、无障碍、建筑地基基础、混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、组合结构、建筑与市政工程抗震、建筑防火、建筑环境、建筑节能与可再生能源利用、建筑电气与智能化、建筑给水排水与节水、市政管道、施工脚手架、建筑与市政工程施工质量控制、施工安全卫生与职业健康、既有建筑鉴定与加固、既有建筑维护与改造、建筑安全防范等工程规范。 本规范属于体系框架中的工程项目类规范，主要规定了硅材料工程的规模、布局、功能、性能，以及满足功能、性能要求的技术措施，内容覆盖硅材料工程的勘察、测量、规划、设计、施工、验收、使用维护和拆除等全生命周期技术和管理的强制要求。本规范涉及的通用功能、性能和通用技术措施，应执行相关通用技术规范的规定。 本规范是国家工程建设控制性底线要求，具有法规强制效力，必
须严格遵守。在此基础上，国务院有关行政管理部门、各地省级行政管理部门可根据实际情况，补充、细化和提高本规范相关规定。为适应工程项目建设特殊情况和科技新成果的应用需要，对本规范规定的功能、性能要求，暂未明确对应技术措施或采用本规范规定之外的技术措施，且无相应标准的，必须由建设、勘察、设计、施工、监理等责任单位及有关专家依据研究成果、验证数据和国内外实践经验等，对所采用的技术措施进行充分论证评估，证明能够达到安全可靠、环保节能以及满足职业卫生要求，并对论证评估结果负责。论证评估结果实施前，建设单位应报工程项目所在地县级建设主管部门备案。经多次验证可靠使用的、本规范规定外的技术措施，作为本规范新版本修订的技术依据。 本规范的内容不适用于战争、自然灾害等不可抗逆条件下对硅材料工程的要求。执行本规范并不能代替工程项目全生命周期过程中的工程质量安全监管。当本规范规定与国家法律、行政法规或更严格的强制性标准规定不一致时，应执行国家法律、行政法规和更严格的强制性标准的规定。 本规范由住房城乡建设部负责管理和解释。在执行本规范过程中，可将有关意见和建议函告住房城乡建设部标准定额司（地址：北京市海淀区三里河路9号，邮政编码：100835；E-mail：gfc@https://www.sodocs.net/doc/3c18048924.html,）。
新能源材料
新能源材料与器件 电气工程及其自动化学院 姓名： 发展领域 新材料是指那些新出现的或正在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料；或采用新技术(工艺,装备)，使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料；一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新材料的范畴。 新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。随着我国能源消耗大幅度增长，煤炭、石油、天然气等传统能源已难于满足长期发展的需求，并会在消耗过程中对环境造成巨大破坏，要解决上述问题必须提高燃烧效率，实现清洁煤燃烧，开发新能源，节能降耗。这3个方面都与材料有着极为密切的关系。 新能源材料是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，它是发展新能源的核心和基础。主要包括储氢合金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂
碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料为代表的太阳能电池材料和发展风能、生物质能以及核能所需的关键材料等。 前景展望 新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次电源中的氢能等。新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，主要应用于照明、供电、供热等领域。 主要包括以镍氢电池材料、锂离子电池材料为代表的绿色电池材料；燃料电池材料；太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。 当前绿色电池材料研究的热点和前沿技术包括高能储氢材料、聚合物电池材料、磷酸铁锂正极材料等。在燃料电池材料领域当前研究的热点和前沿技术包括中温固体氧化物燃料电池，电解质材料等。在太阳能电池材料领域当前研究的热点和前沿技术包括晶体硅太阳能电池材料、非晶硅薄膜电池材料、化合物薄膜电池材料和染料敏化电池材料等。 对我国来说，首先要考虑的是提高能源生产效率、减少污染，其中当务之急是逐步实现洁净煤燃烧。为了提高燃烧
有机硅材料
有机硅材料 有机硅材料主要分为硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类产品。由于有机硅产品具有电气绝缘、耐辐射，阻燃、耐腐蚀、耐高低温、形态多样以及生理惰性等优良特性，被誉为“工业味精”，广泛应用于电子电气、建筑建材、纺织、轻工、医疗、机械、交通运输、塑料橡胶等各行业，并深入到人们生活的各个领域、成为化工新材料的佼佼者，其发展正可谓方兴未艾。目前，全球年生产能力超过120万吨，产品品种约有5000—10000种之多，市场总销售额约70亿美元。 有机硅主要产品及应用 目前有机硅产品繁多，品种牌号多达万余种，常用的就有4000余种，大致可分为原料、中间体、产品及制品三大类： 有机硅单体：主要指有机氯硅烷等合成有机硅高聚物的单体，如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等原料。 有机硅中间体：主要指线状或环状体的硅氧烷低聚物，如六甲基二硅氧烷（MM）、八甲基环四硅氧烷（D4）、二甲基环硅氧烷混合物（DMC）等。 有机硅产品及制品：由中间体通过聚合反应，并添加各类无机填料或改性助剂制得有机硅产品。主要有硅橡胶（高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶）、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类。硅橡胶再通过模压、挤出等硫化成型工艺，制得导电按键、密封圈、泳帽等最终直接用品。 1、有机硅单体 2、有机硅中间体 3、硅橡胶 （1）、热硫化型硅橡胶（RTV） ①主要品种和特性 表1 热硫化型硅橡胶的主要品种和性能略 ②热硫化型硅橡胶的应用硅橡胶与其他橡胶一样，可加工成各种型材 表2 热硫化型硅橡胶的应用一览表略 胶管、胶条、胶辊、胶布等制品，用于其他橡胶用之无效的场合。此外，硅橡胶的生物相容性更是一种关键的特性。 ③热硫化型硅橡胶的补强、配合和加工未经补强的硅橡胶强力很低，没有实际的使用价值。
新能源材料论文
新能源材料的研究进展及其应用 摘要:新能源材料是指支撑新能源发展的、具有能量储存和转换功能的功能材料或结构功能一体化材料。新能源是降低碳排放、优化能源结构、实现可持续发展的重要途径, 新能源材料是引导和支撑新能源发展的重要基础,对新能源的发展发挥了重要作用,一些新能源材料的发明催生了新能源系统的诞生。在新能源系统中得到了大量应用。主要介绍目前在新能源发展过程中发挥重要作用的锂离子电池关键材料、相变储热材料及储氢材料等新能源材料的现状应用及存在问题。 关键词:新能源; 储热；储氢 Progress in Research of Green Energy Materials Abstract: New energy materials refers to the functional material or structure function integration material supporting the development of new energy, with energy storage and conversion function. Utilizing green energy is one of the ways to decrease carbon em ission, optimize energy structure and realize sustainable development. New energy materials are important for guiding and supporting the development of new energy and are extensively used in the new energy systems. Current status and existing problems of some new energy materials that play important roles in the developing process of new energy, such as related materials for batteries, and hydrogen energy and fuel cells, phase change thermal storage materials and hydrogen storage materials are briefly introduced. Key words: new energy; thermal storage；hydrogen storage 引言 新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的5个技术领域之一。新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次能源中的氢能等。新能源材料是指支撑新能源发展的、具有能量储存和转换功能的功能材料或结构功能一体化材料。[1]新能源材料对新能源的发展发挥了重要作用,一些新能源材料的发明催生了新能源系统的诞生,一些新能源材料的应用提高了新能源系统的效率,新能源材料的使用直接影响着新能源系统的投资与运行成本。本文主要介绍锂离子电池关键材料、相变储热材料及储
硅方面的材料
硅纳米材料简介及其研究进展 物理学专业学生乔珍 指导教师苏希玉 摘要：通过回顾对于硅纳米材料研究的起源、发展，对硅纳米材料的结构、应用研究及应用前景进行了详细介绍，以此使人们对硅纳米材料及纳米技术有个正确认识和初步理解。硅纳米材料的发现在物理学史上具有重要的意义，因为正是由于它的发现使得我们在锂电池、太阳能电池等方面获得巨大进展，并且由于其特殊性能硅纳米材料有望成为新一代的纳米电子器件基材。本论文通过详细阐述硅纳米材料的性能、大量制备合成的可行性，即着重按硅纳米线的生长机理概括了几种合成方法，包括气-液-固生长法、有机溶液生长法、氧化物辅助生长法、分子束取向附生法、固-液-固生长法，进而全面的介绍了硅纳米材料的应用研究，其中包括电池效率、传感器、电子器件等，并指出今后的研究方向。 关键词：硅纳米材料硅纳米线锂离子电池 Brief Introduction of Silicon Nano-materials and Advancing in Research of one-dimensional Silicon Nano-materials Student majoring in physics Qiao Zhen Tutor Su Xiyu Abstract：Through reviewing for silicon nano materials research the origin, development, on the silicon nanometer material structure, application and application prospect are introduced in detail, so that people on the silicon nanometer materials and nanotechnology have a correct understanding and a preliminary understanding. Silicon nano materials found in the history of physics has important sense, because it is due to its discovery allows us in the lithium battery, solar battery, obtained tremendous progress, and because of its special properties of nanometer silicon material is expected to become a new generation of nano electronic device substrate. In this paper, by elaborating the silicon nano material performance, large scale preparation of synthetic feasibility, emphasize namely by silicon nanowire growth mechanism is summarized several synthesis methods, including gas - liquid - solid growth method, organic solution growth method, oxide-assisted growth method, molecular beam epitaxy method, solid - liquid - solid growth method, and comprehensive introduction of the silicon nano material application, which includes a battery efficiency, sensors, electronic devices, and points out the research direction in the future. Key words:siliconnano-materials; siliconnanowires; lithium-ion battery 引言纳米材料的研究最初源于19世纪60年代对胶体微粒的研究。20世纪60年代后， 研究人员开始有意识地通过对金属纳米微粒的制备和研究来探索纳米体系的奥秘【1】。1984年，德国的格莱特教授把粒径为6nm的金属铁粉原位加压制成世界上第一块纳米材 1