哈法

Li Conductivity of Nanocrystalline Li Ti O Prepared by a Sol-Gel Method and High-Energy Ball Milling

4512

W. Iwaniak,J. Fritzsche,M. Zukalová,R. Winter,M. Wilkening and P . Heitjans 1,a 1,234

,1,b 1,c

1Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Leibniz University Hannover,

Callinstr. 3a, 30167 Hannover (Germany)

wilkening pci.uni-hannover.de,234b c German Institute of Rubber Technology (DIK), Eupener Str. 33, 30519 Hannover (Germany)J. Heyrovsky Institute of Physical Chemistry, v.v.i.,Academy of Sciences of the Czech Republic,CZ-182 23 Prague 8 (Czech Republic)heitjans pci.uni-hannover.de @@Materials Physics, University of Wales,Aberystwyth, Penglais,Aberystwyth SY23 3BZ (UK)a iwaniak pci.uni-hannover.de,@Keywords:battery materials, lithium titanate, impedance spectroscopy, structural disorder

Abstract.Spinel-type structured Li 4+x Ti 5O 12(0 x 3)is actually one of the most promising anode materials for Li ion batteries.In its nanostructured form it is already used in some commerci-ally available Li ion batteries.As was recently shown by our group (Wilkening et al.,Phys.Chem.Chem.Phys.9(2007)1239),Li di ?usivity in microcrystalline Li 4+x Ti 5O 12with x =0is rather slow.In the present contribution the Li conductivity in nanocrystalline samples of the electronic insula-tor Li 4Ti 5O 12prepared by di ?erent routes is investigated using impedance spectroscopy.The mean crystallite size of the samples is about 20nm.The ionic conductivity of nanocrystalline Li 4Ti 5O 12obtained by mechanical treatment is higher by about two orders of magnitude compared to that found for a material which was prepared following a sol-gel method.The latter resembles the behaviour of the microcrystalline sample with an average particle size in the μm range rather than that of a nano-crystalline ball milled one with a mean crystallite size of about than 20nm.The larger conductivity of the ball milled sample is ascribed to a much higher defect density generated when the particle size is reduced mechanically.

Introduction

High-energy ball milling serves as a versatile tool to reduce and control the particle size of ion con-ducting ceramics [1].Depending on the milling conditions set and the type of mill used to prepare the nanocrystalline samples,after a few hours of milling the crystallite size usually reaches a value of about 20nm [2].The mechanically treated samples are characterized by a large number fraction of interfacial regions which often provide fast di ?usion pathways for the ions.Quite recently,we have shown how mechanical treatment can be used to increase the room temperature Li conductivity of the poor ionic conductor LiTaO 3by about six orders of magnitude [3].An analogous study on LiNbO 3[4,5]has revealed that this enhancement cannot be traced back solely to a size e ?ect.Instead a careful analysis of the microstructure of the materials revealed that structurally perfect,i.e.,less defective nanocrystals,which were prepared by a wet-chemical sol-gel method,do not show this co-lossal enhancement [5].In the previous studies,the Li di ?usivity and conductivity,respectively,was investigated complementarily by 7Li nuclear magnetic resonance (NMR)spin-lattice relaxation and lineshape measurements as well as by impedance spectroscopy.

In the present contribution,we draw the readers’attention to the question whether the ?ndings for LiNbO 3are also valid for another nanocrystalline material,viz Li 4Ti 5O 12,

which can be easily prepa-

Li insertion material for anodes in Li ion batteries [6].The host material (x =0)can accommodate up to three Li atoms per unit cell.Quite recently,we have already quanti?ed the rather low Li dif-fusivity in μm-sized polycrystalline Li 4Ti 5O 12by two-time 7Li stimulated echo NMR spectroscopy.The activation energy probed by this NMR technique turned out to be about 0.86eV [7],which is in agreement with that found by dc conductivity measurements at somewhat higher temperatures [7].Whereas Li 4Ti 5O 12is an electronic insulator,the material with x >0is a mixed ion-electron conduc-tor showing a drastically increased Li di ?usivity as compared to the host material with x =0.The latter was quanti?ed recently by recording the di ?usion induced 7Li NMR spin-lattice relaxation rate maximum in the rotating frame of reference [8].

Experiment

The source material Li 4Ti 5O 12used to prepare the ball milled samples was provided by the S¨u d-Chemie AG (Munich,Germany).The material was milled for 0.5,2,4,8,16and 24hours in an Al 2O 3(99.5%)vial set.The ball-to-powder weight ratio used was about 2:1.Mechanical treatment with a SPEX 8000M shaker mill was carried out in Argon atmosphere using an air-tight beaker made of steel into which the alumina vial was placed.Nanocrystalline Li 4Ti 5O 12was also synthesized via a sol-gel route.The corresponding samples,labeled as sg1and sg2,which di ?er in crystallite size only,were synthesized from lithium metal and titanium isopropoxide as precursors.For details of sample preparation and characterization see Ref.[9].The average crystallite size of all nanocrystalline samples was estimated from X-ray di ?raction (XRD)peak broadening utilizing the method introduced by Scherrer.XRD patterns were measured at Bragg-Brentano geometry with CuK αradiation on a Philips PW 1800di ?ractometer.

Samples for dc conductivity measurements were prepared in the form of pellets of 8mm diameter and thicknesses between 0.5and 2mm.The powders were pressed at room temperature under an uniaxial pressure of 1GPa together with platinum powder (Merck 99.9%)in a sandwich con?guration thus forming the electrodes.For the impedance measurements between 5Hz and 13MHz mainly an HP 4192A analyzer was employed which can measure dc conductivities down to about 10?8S.Lower values were probed using a Novocontrol broadband dielectric spectrometer (BDS 40)working between 0.1Hz and 10MHz.In order to get rid of residual water on the surface of the nanoparticles,prior to the conductivity measurements the samples were kept for several hours at a temperature of 140–150?C.The in?uence of water was registered by the observed decrease of the dc conductivity until a constant value was reached (usually after some hours).

Preliminary static 7Li NMR line shape measurements were performed using an MSL 400spectro-meter and a modi?ed MSL 100console connected to a 9.4T and a ?eld-variable (0–7T)Oxford cryomagnet,respectively.Standard pulse sequences were used to record 7Li NMR spectra between 150and 450K.The pulse length was about 5μs.

Results and Discussion

X-ray di ?raction.Fig.1shows the XRD powder patterns of nanocrystalline Li 4Ti 5O 12prepared by the two di ?erent routes,viz mechanically via high-energy ball milling and chemically utilizing a sol-gel method.The di ?raction pattern of microcrystalline Li 4Ti 5O 12,which served as source material to prepare the ball milled samples,is shown for comparison,too.The peak positions are in agreement with values reported in the literature [10].No mechanochemical phase transformations take place during the milling process.As can be seen from Fig.1when the peak at 2θ=18.34?is regarded,after two hours of milling the width of the peak is increased by about 15%.This roughly holds also for the other peaks.Further milling leads to a drastic peak broadening which can be ascribed to a reduction of the crystallite size as well as to strain e ?https://www.sodocs.net/doc/7415172994.html,ing the Scherrer equation [3,11],the

θ/ °

Fig.1:XRD pro?les of microcrystalline and mechanically treated Li 4Ti 5O 12high-energy ball milled for 2and 8h (bottom and intermediate).The XRD patterns of the chemically prepared materials (labeled as sg1and sg2,respectively)are shown at the top.Small arrows indicate Al 2O 3due to abrasion from the vial,see Ref.[14].

milling the microcrystalline material for 8h in the shaker https://www.sodocs.net/doc/7415172994.html,ling times longer than 8h do not lead to signi?cantly smaller values.Prior to this evaluation the K α1and K α2contributions of the XRD peaks were separated by means of the Rachinger procedure [12].To what extent strain contributes to the observed increase particularly at large di ?raction angles can be estimated following the method introduced by Williamson and Hall [13].Such an analysis,for which the harmonic peaks (111)and (444)were taken,yields mean crystallite sizes being somewhat larger than those via the Scherrer equation,viz 77and 33nm compared to 44and 20nm for milling times of 4h and 8h,respectively.The XRD patterns of the nanocrystalline samples prepared following the sol-gel route are also included in Fig.1.For the sample labeled as sg1an average crystallite size of 37nm (Scherrer)and 42nm (Williamson-Hall),respectively,is obtained.The analysis of the corresponding XRD pattern of the other sample (sg2)shows a much smaller crystallite size.Both methods yield 12-13nm for the mean crystallite size.

Impedance Measurements and 7Li NMR spectra.The impedance spectra of ball milled Li 4Ti 5O 12consist of a typical dc plateau in the low-frequency regime and a dispersive part at higher frequencies.As an example,the corresponding spectra of ball milled Li 4Ti 5O 12are shown in Fig.2a).Up to a frequency ν=ω/2πof about 1MHz the real part of the conductivity σ′(ν)can be ?tted roughly with Jonscher’s empirical power law σ′(ν)=σdc +A ωs with s ranging between 0.5and 0.7.In Fig.2b)σdc T of all nanocrystalline samples is plotted vs reciprocal temperature according to the Arrhenius relation σdc T ∝exp(?E a /(k B T ))where E a denotes the activation energy and k B Planck’s constant.Interestingly,the ionic conductivities of the nanocrystalline samples obtained by the sol-gel method (sg1and sg2)resemble that of microcrystalline Li 4Ti 5O 12rather than those of the ball milled samples.Li transport in samples sg1and sg2is characterized by an activation energy of 0.84(1)eV which is identical to that obtained for microcrystalline Li 4Ti 5O 12serving as a reference material,here.

It is reasonable that sample sg2,having

the smallest mean crystallite size (12nm,see above)of the materials studied here,shows a slightly higher ionic conductivity than sample sg1(42nm).This

10

101010σ' /

S · c m –110101010

frequency / Hz l

o

g 1

(σd

c T

·

(S K )

–1c m )1000/T /K –1

a)b)Fig.2:a)Impedance spectra of nanocrystalline Li 4Ti 5O 12prepared by high-energy ball milling of the microcrystalline source material in a shaker mill for 2h.b)Temperature dependence of the dc conductivity of ball milled Li 4Ti 5O 12in comparison with that of nanocrystalline Li 4Ti 5O 12prepared chemically using a sol-gel (sg)method.For comparison,the dashed line indicates the corresponding dc conducivity values of the μm-sized material which served as starting material to prepare the milled samples.

increase might be explained in terms of space charge regions similar to the situation in Ref.[15],where the anion conductivity of nanocrystalline CaF 2prepared by inert-gas condensation was inve-stigated.However,for the ball milled materials the in?uence of structural disorder introduced during mechanical treatment has to be considered when interpreting the results of the conductivity measure-ments.The samples prepared by ball milling for 2h and longer yield identical conductivity values,which are by about two orders of magnitude larger than those of microcrystalline and sol-gel prepared nanocrystalline Li 4Ti 5O 12.Consistently,the corresponding activation energy is reduced to 0.70(1)eV ,see Fig.2b).Thus,although the crystallite size (and the interfacial area)of a sample prepared by ball milling for 2h is comparable with that of a sol-gel prepared one,the transport parameters di ?er signi?cantly.This is in agreement with the recently published 7Li NMR and impedance spectrosco-py studies on LiNbO 3[5,16]and LiTaO 3[3].In the latter case,a colossal enhancement of the ionic conductivity was found even when the material was mechanically treated for only 30min.Let us note for comparison that ball milled LiNbO 3represents a structurally highly disordered ma-terial whereas a nanocrystalline LiNbO 3sample prepared by a sol-gel method shows a high degree of crystallinity as probed by high-resolution transmission electron microscopy (TEM)and extended X-ray absorption ?ne structure (EXAFS)spectroscopy [5].In particular,such structural di ?erences can be enlightened by recording 7Li NMR spectra taking advantage of quadrupole interactions between the quadrupole moment of the spin-3/2nucleus with a non-vanishing electric ?eld gradient (EFG)being present at the nuclear site [3,5].Signi?cant local distortions of the site symmetry are directly re?ected,e.g,in a pronounced broadening or even a disappearance of the NMR quadrupole powder pattern.

In Fig.3the 7Li NMR spectra of micro-and nanocrystalline Li 4Ti 5O 12recorded at 173K are shown.At this temperature motional narrowing of the central line width has not started yet.The mean Li jump rate at this temperature in both microcrystalline and nanocrystalline Li 4Ti 5O 12(irre-spective of the preparation method)is estimated to have a value much less than 103s ?1.Therefore,at 173K the shape of the NMR spectrum is de?nitely not in?uenced by Li motions.The spectra of the microcrystalline and the sol-gel prepared samples are partically identical (Fig.3a)).They are both

a)

microcrystalline sg2Fig.3:a)Rigid lattice 7Li NMR spectra of micro-and chemically prepared nanocrystalline Li 4Ti 5O 12(sample sg2,see above)recorded at a resonance frequency of 155.4MHz.At 173K the spectrum of sg2is a superposition of a Gaussian shaped central line and a quadrupole foot.b)Rigid lattice 7Li NMR spectra of microcrystalline and ball milled Li 4Ti 5O 12(77.7MHz).In the case of the latter one the quadrupole part (see arrow)is hardly detected indicating the presence of a very broad distribution of electrically di ?erent Li sites.

composed each of an intense central line and a less intense but broad and Gaussian shaped quadru-pole part (Fig.3a)).The shape of the latter re?ects a broad distribution of EFGs present in Li 4Ti 5O 12.In fact,in the spinel structure of Li 4Ti 5O 12the Ti 4+cations are randomly distributed over the 16d positions leading,according to quantum chemical calculations of the EFGs [17],to a large number of electrically di ?erent Li sites.In contrast to the 7Li NMR spectrum of the microcrystalline source material,in the case of the mechanically treated samples this quadrupole contribution is smeared out,i.e.,largely broadened,and therefore di ?cult to detect even when a solid echo experiment is carried out.Thus,in the case of the mechanically treated samples the quadrupole foot is additionally a ?ected by extrinsically introduced structural disorder leading to a still broader distribution of EFGs.This is also corroborated by a slightly larger line width ?(full width at half maximum)of the central line (?ball milled =5.7kHz)of the milled samples as compared to those observed for the microcrystalline as well as the sol-gel prepared samples (?micro =5.0kHz),respectively (see Fig.3b)).Presumably,this observation can be attributed to a broader distribution of 7Li chemical shifts in the mechanically treated samples.

Summary and Conclusion

Lithium transport properties in the nanocrystalline host material Li 4Ti 5O 12,prepared either chemical-ly or mechanically,was investigated by impedance spectroscopy.Li conductivity of nanocrystalline Li 4Ti 5O 12,which was synthesized following a sol-gel route,strongly resembles that of the correspon-ding microcrystalline material.However,high-energy ball milling of microcrystalline Li 4Ti 5O 12for 2h in a SPEX shaker mill leads to a highly defective material with a large number of interfacial re-gions and grain boundaries.The material features a Li conductivity which is by about two orders of magnitude higher than that of the source https://www.sodocs.net/doc/7415172994.html,ling times longer than 2h do not cause further conductivity increase.Obviously,nanocrystalline Li 4Ti 5O 12obtained by a sol-gel process is structu-rally strongly related to the microcrystalline material providing no additional fast di ?usion pathways for the Li cations which is,on the contrary,de?nitely the case for the ball milled material.It might be expected that an anode made of high-energy ball-milled Li 4Ti 5O 12increases the rate (power)capabi-lity of an

Li ion battery signi?cantly.

Acknowledgment.We thank G.Nuspl of the S¨u d Chemie AG (Munich,Germany)for supplying mi-crocrystalline Li 4Ti 5O 12and the Deutsche Forschungsgemeinschaft as well as the Czech Ministry of Education (COST D35grant)for ?nancial support.W.I.acknowledges a grant from the Center of Solid State Chemistry and New Materials established by the State of Lower Saxony at the Leibniz University of Hannover.

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哈工大自然辩证法小论文

2013 年秋季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:自然辩证法 学生所在院（系）: 学生所在学科: 学生姓名: 学号: 学生类别: 考核结果阅卷人 浅谈生态文明建设 “我们一定要更加自觉地珍爱自然，更加积极地保护生态，努力走向社会主义生态文明新时代。”中共十八大报告中这一充满激情和期待的号召，引起人民大会堂内代表们雷鸣般的掌声。 2012年11月，党的十八大从新的历史起点出发，做出“大力推进生态文明建设”的战略决策，从10个方面绘出生态文明建设的宏伟蓝图。十八大报告不仅在第一、第二、第三部分分别论述了生态文明建设的重大成就、重要地位、重要目标，而且在第八部分用整整一部分的宏大篇幅，全面深刻论述了生态文明建设的各方面内容，从而完整描绘了今后相当长一个时期我国生态文明建设的宏伟蓝图。我们要深入学习领会、认真贯彻落实，为实现社会主义现代化和中华民族伟大复兴而努力奋斗。生态文明建设是中国特色社会主义的应有之义，建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。 生态文明建设，是中国特色社会主义应有之义。党的十八大把生态文明建设提升到五位一体总体布局的战略高度，意义重大而深远。 1．生态文明建设是我们党创造性地回答经济发展与资源环境关系问题所取得的最新理论成果，为统筹人与自然和谐发展指明了前进方向。

建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。经济发展与节约环保，是我国社会主义现代化建设必须正确面对并贯穿始终的一大难题，也是生态文明建设的根本所在。没有节约环保的支撑和保障，发展就难以持续，甚至一时取得的繁荣也会丧失。 生态文明建设这一战略思想和战略任务，是我们党随着对社会主义现代化建设实践和认识的不断深化，集中全党意志和智慧，深刻把握经济社会可持续发展规律、自然资源永续利用规律和生态环保规律，立足经济快速发展中资源环境代价过大的严峻现实，着眼破解人与自然日益突出的尖锐矛盾，积极应对当前和长远发展不可持续的复杂局面，在继承中创新、创新中发展，加以提炼和概括的重大理论成果。 生态文明建设为实现人与自然和谐、均衡发展指明了路径。保护自然就是保护和造福人类。自然界是包括人类在内的一切生物的摇篮，是人类赖以生存和发展的基本条件。马克思主义认为，“自然界，就它本身不是人的身体而言，是人的无机的身体”。因此，人类应该像对待自己的身体一样对待自然界，高度重视自然环境的保护与优化，充分考虑资源环境承载力，统筹当前发展和未来发展的需要，既关注经济指标，又关注资源环境指标，既积极实现当前的目标，又为未来发展创造有利条件。 2．生态文明建设是我们党积极主动顺应广大人民群众新期待，进一步丰富和完善中国特色社会主义事业总体布局的战略部署。 党的十八大报告指出，必须从维护最广大人民根本利益的高度，加快健全基本公共服务体系；提高人民物质文化生活水平，是改革开放和社会主义现代化建设的根本目的。生态文明建设是我们党坚持以人为本、执政为民，维护最广大人民群众根本利益特别是环境权益的集中体现。随着经济社会的快速发展，人民群众对干净的水、新鲜的空气、洁净的食品、优美宜居的环境等方面要求越来越高。良好的生态环境，越来越成为人民群众最关心最直接最现实的利益问题。建设生态文明，为人民群众创造良好生产生活环境，不仅保障和改善了民生、巩固和夯实了党的执政基础，而且丰富和拓展了中国特色社会主义事业的发展领域和范围。 中国特色社会主义既是经济发达、政治民主、文化先进、社会和谐的社会，又是生态环境良好的社会。经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设之间具有内在的必然联系。其中，经济建设是基础，政治建设是保证，文化建设是先导，社会建设是归宿，生态文明建设是前提。坚持和实现科学发展，必然要求生态文明建设与经

哈工大科学技术哲学题库

哈尔滨工业大学 硕士研究生课程考试题库 考试科目：自然辩证法概论 一，简答题或辨析题 1、为什么说解决人和自然的矛盾既是科学技术的历史起点，又是科学技术的逻辑起点？ 2、人类自然观的发展经历了哪几个阶段？各阶段都呈现了什么样的特点？ 3、在考察自然辩证法这门学科诞生的基础时，有人说，以牛顿的经典力学体系为代 表的近代自然科学，不仅摆脱了宗教神学的束缚，也克服了旧的自然哲学的缺陷，因而为辩证唯物主义自然观的确立奠定了坚实的科学基础。这种看法是否合理，为什么？ 4、在近代自然科学产生阶段，人类在自然观和方法论方面有什么样的局限性？为什 么会造成这种情况？ 5、有人认为，所谓科学事实，就是自然界的客观存在。科学的任务就是原原本本地 认识这种客观存在。你对此持何看法？ 6、有人这样认为，“科学研究首先应在问题的引导下，通过理想实验获取客观事实。” 你是否同意这种认识？为什么？ 7、有人认为，科学认识就是科学认识主体原原本本地反映自然界的科学事实。你是 否同意这种看法，为什么？ 8、我们说，“科学问题是一定历史时代的产物”。对此您是如何认识的？是否现实中 还没有解决的矛盾都可以构成科学问题？ 9、有人说，“科学问题是因人而宜的，只要我自己认为是需要研究而又值得研究的问 题，就可以构成科学问题。”这种看法是否合理？为什么？

10、有人说，“所谓科学问题，就是自然界中我还不懂得东西，因此，自然界中处处 存在科学问题。”对此，您持何种看法？ 11、关于科学研究的逻辑起点，传统观点是如何认识的？随着现代科学的发展，人们 又提出了什么样的新观点？你认为哪种看法更合理？为什么？ 12、归纳主义的科学方法论认为，“科学研究是从观察和搜集材料开始，然后经过归 纳上升为理论。”这种看法是否与现代科学发展的实际过程相符合？为什么？13、有人说，“由于认识以实践为基础，所以科学研究只能从观察和搜集材料开始。” 这种看法对吗？为什么？谈谈您的认识。 14、科学观察是对所要研究的对象进行的有选择的感知活动。有两种情况：一种是干 预为零的情况，即在自然发生的条件下进行的感知；另一种是在干预或控制的情况下进行的实验感知。 15、有人说，“在科学研究中，首先必须以一种没有任何理论负载的中性观察，才能 保证所获取的科学事实的客观性。”对此你是怎样认识的？ 16、实验物理学家密立根认为，“作为一个毫无偏见的观察者，它必须不带任何偏见 的走进实验室，注视它的油滴。”其蕴含的意思是，观察是纯粹中性的。这种看法是否合理？简要加以说明。 17、有人认为，纯粹的中性观察是科学研究的起点和合理性的基础。你对此持何种看 法？ 18、大家都熟悉这样的事实，一个医生和一个普通人看同一张病人的肺部X光照片， 结果将大不相同。这里说明了什么样的道理？请简要解释。 19、一些学者认为，“归纳所获得的结论是不可靠的，因此，不能作为科学研究的方 法使用，科学研究只能采用演绎的方法。”对此，您持何种看法？ 20、卢瑟福从太阳系受到启示，建立了“有核原子模型”（又称“太阳行星模型”）， 他在这里主要采用了什么样的科学研究方法？试说明这种研究方法的特点。

哈工大自然辩证法04——08考试试题与答案+自然辨证法题库

2008 年秋季学期研究生课程考试试题 一，辨析题（每小题6分，共24分） 1、科学理论总是以一些不能被证明的基本预设作为基本出发点，因而缺乏充分的理性基础，科学对客观世界的认识始终是有限度的。 2、近代科学是实验科学，很多经验定律是通过归纳法获得的，因此归纳法是科学发现的可靠 方法。 3、真理面前人人平等，在科学共同体内每一个科学家获得科学资源、做出科学发现的机会是均等的。 4、在科学理论的经验检验中，判决性实验是在两个对立和相互竞争的理论中决定取舍并最终 断定某个理论命运的经验检验。 二，材料分析题（每小题7分，共21分） 1、2004年底，圆明园开始实施湖底防渗工程。此时了解圆明园湖底即将铺膜的只有圆明园管理部门、水利和圆明园的上级管理单位。圆明园管理部门没有按照《环境影响评价法》的规定做环境评价。直到2005年一位环保人士春游偶然发现，才最终引发了这场铺膜事件的激烈争论。铺膜事件从事发、叫停、召开防渗工程听证会到国家环保总局根据清华大学出具的环评报告要求全面整改，大约100天的时间。但在这短短的100天时间里，来自民间的环保人士、学者、市民等一些原本并不相识的人却为了保护圆明园遗址和生态不再遭破坏，走过了一段艰辛却有意义的历程。这件事给圆明园带来直接损失有四五百万之多（相当于一年的游船收入），还不包括铺膜和拆膜的费用。据圆明园管理部门介绍，圆明园整改工程投资在3000万以上，希望这么多钱能买来我们永远记住的教训。 问题： 1）这一案例涉及到技术研究和开发中的何种方法？ 2）讨论导致这一事件发生的原因。 3）从这一事件中，我们应该汲取什么教训？ 2、中国工程院院士倪光南在一次讲演中曾讲到这样一件事：美国罗技公司WAND牌无线鼠标生产中的利益分配是这样的：一只销售价40美元的无线鼠标，其中有15美元归于分销商和零售商，13美元给零部件供应商，只有3美元给在中国苏州的装配厂，剩下8美元留给自己。从这个利益分配链上可以看到，罗技公司450名员工的年薪永远要超过苏州那家装配厂4000名职工的工资。这是因为，苏州的装配厂只是简单的装配，而反映鼠标核心价值的芯片制造技术，是来自零部件供应商。对此，人们将其称之为“鼠标现象”。 问题： 1）“鼠标现象”揭示了在经济发展中的什么问题，是否反映了当今时代经济发展的客观规律？

哈工大08公共硕士政治课试题及答案

2008 年秋季学期研究生课程考试试题 考试科目：自然辩证法概论 学生所在院（系）：硕士生公共马克思主义理论课 学生所在学科： 一，辨析题（每小题6分，共24分） 1、科学理论总是以一些不能被证明的基本预设作为基本出发点，因而缺乏 充分的理性基础，科学对客观世界的认识始终是有限度的。 2、近代科学是实验科学，很多经验定律是通过归纳法获得的，因此归纳法 是科学发现的可靠方法。 3、真理面前人人平等，在科学共同体内每一个科学家获得科学资源、做出 科学发现的机会是均等的。 4、在科学理论的经验检验中，判决性实验是在两个对立和相互竞争的理论 中决定取舍并最终断定某个理论命运的经验检验。 二，材料分析题（每小题7分，共21分） 1、2004年底，圆明园开始实施湖底防渗工程。此时了解圆明园湖底即将铺 膜的只有圆明园管理部门、水利和圆明园的上级管理单位。圆明园管理部门没有按照《环境影响评价法》的规定做环境评价。直到2005年一位环 保人士春游偶然发现，才最终引发了这场铺膜事件的激烈争论。铺膜事件从事发、叫停、召开防渗工程听证会到国家环保总局根据清华大学出具的环评报告要求全面整改，大约100天的时间。但在这短短的100天时间里，来自民间的环保人士、学者、市民等一些原本并不相识的人却为了保护圆明园遗址和生态不再遭破坏，走过了一段艰辛却有意义的历程。这件事给圆明园带来直接损失有四五百万之多（相当于一年的游船收入），还不包括铺膜和拆膜的费用。据圆明园管理部门介绍，圆明园整改工程投资在 3000万以上，希望这么多钱能买来我们永远记住的教训。 问题： 1）这一案例涉及到技术研究和开发中的何种方法？

自然辩证法

哈工大研究生考试自然辩证法大纲 1绪论 1自然辩证法的内容性质范围 自然辩证法是关于自然和对于自然认识和改造的哲学。也就是说自然辩证法是关于自然、自然科学和技术工程活动的一般性质、存在方式和发展规律的哲学学说。 自然辩证法是马克思主义的自然观和自然科学观的反映。体现马克思主义哲学的世界观、认识论、方法论的统一，构成马克思主义哲学的一个组成部分。F.恩格斯的《自然辩证法》（Dialectics of Nature）所开创的研究领域。自然界本身的辩证法是通过自然科学和技术的发展日益被揭示出来的，两个方面的研究密切相联，不可分割。 自然辩证法研究的内容主要有两大方面：一是自然观，即对自然界辩证法的研究；一是自然科学观，即对自然科学辩证法的研究。 自然观 这方面的研究，要求不断地概括和运用自然科学的最新成果，发展和更新人们关于自然界辩证发展的总图景和对自然界的总观点，其中包括物质观、运动观、时空观、信息观、系统观、规律观以及自然发展史和自然界各种运动形态的划分、联系、交错、转化等等；要求探讨辩证法的基本规律和范畴在自然界各种过程中的丰富多样的表现及运用，使人们对辩证法规律和范畴的理解不断充实和深化，在许多方面进一步清晰化、准确化和精细化，并增添新的内容。从而，把辩证唯物主义自然观提高到同自然科学的新发展、新思想相适应的现代水平。 自然科学观 自然辩证法主要从马克思主义认识论、方法论方面研究自然科学认识过程、认识方法和自然科学认识发展的规律。从马克思主义社会历史观方面研究作为社会现象之一的自然科学在社会中发展和发挥作用的规律。 自然辩证法不但把科学看作是一种独立的社会现象，探讨其在一定社会中发展和发挥作用的规律，而且也把与科学紧密相关的技术作为一种独立的社会现象来研究。自然辩证法关于技术论的研究，就是从总体上探讨技术的性质和特点、技术发展的条件和规律以及技术和其他各种社会现象的关系等等。这一研究和自然科学论的研究共同为科学技术政策的制定、科学技术发展的规划、科学技术工作的领导和管理提供理论基础，其重要性日益显得突出起来。 人与自然的关系的总体看法是通过科学、技术和工程的中介来得以实现。科学是认识世界的方式和方法，技术是改造世界的方式和方法，工程是改造世界的具体活动。这就意味着人们是通过认识和改造自然的行为中介来揭示自然界的整体性质和一般规律，来处理人与自然之间的关系的。 研究对象：人与自然的关系包括三重关系：人将自然界的整体作为研究对象，并

自然辩证法论文题目选题参考

https://www.sodocs.net/doc/7415172994.html, 自然辩证法论文题目 一、最新自然辩证法论文选题参考 1、自然辩证法与创新精神 2、自然辩证法范畴论 3、试论自然辩证法 4、如何看待恩格斯的自然辩证法 5、自然辩证法总论 6、自然辩证法在包装设计中的体现 7、改进自然辩证法教学加强创造能力的培养 8、李昌与哈工大自然辩证法研究 9、从经典自然辩证法到现代科技哲学——恩格斯理论遗产的当今意义 10、可持续发展与自然辩证法 11、生态哲学:中国科学哲学界的研究及其关注度--从《自然辩证法研究》载文状况看生态哲学研究进展 12、理工科大学“自然辩证法”学科定位对学科发展的影响 13、耗散结构理论和自然辩证法 14、自然辩证法在中国 15、自然辩证法发展史 16、现代体育科学体系初探——学习恩格斯《自然辩证法》关于科学分类问题的体会 17、如何在自然辩证法教学中培养研究生科技创新素质 18、自然辩证法是一个科学群 19、浅谈新医学模式与自然辩证法

https://www.sodocs.net/doc/7415172994.html, 20、2004-2006自然辩证法研究学术轨迹概观——基于3种自然辩证法研究核心期刊所发表的1600多篇论文题名的词频统计 二、自然辩证法论文题目大全 1、建筑设计与自然辩证法 2、从自然辩证法到科学技术哲学 3、当代自然辩证法的新范式:科学技术哲学 4、自然辩证法的历史发展和主要内容 5、自然辩证法“一二三”专题教学模式初探 6、“为国服务”的自然辩证法 7、从“马恩对立论”透视自然辩证法的当代价值 8、自然辩证法辨 9、自然辩证法课程网络化教学改革的思考与实践 10、当代自然辩证法是科学技术学 11、中国自然辩证法史(四) 12、中国自然辩证法史(三) 13、迎接新的科技革命,促进自然辩证法发展 14、创新型教学在“自然辩证法”课程中的实践 15、“自然辩证法”研究述评 16、关于科学学学科建设的策略思考——谈科学学与自然辩证法的联盟 17、自然辩证法教学与科技道德教育 18、1998-2002年《自然辩证法研究》的统计分析 19、网上讨论:构筑教学对象主体参与新平台——《自然辩证法》课程网上讨论探索

自然辩证法论文 科学与伪科学 科学真的科学吗 宗教是哲学吗

政治报告 ----------关于科学与伪科学自动测试与控制系

摘要： 近年来，学术界和社会上开展了对“伪科学”现象的揭露批判，而且相当激烈。当然这对于弘扬科学精神，去伪存真，提高民众科学素养无疑是大有好处的。然而，伴随着对“伪科学”和“反科学”的揭露批判，有人将并不确定的科学划分问题等同于“伪科学”和“反科学”加以抨击和排斥，一味打击。这就是“将洗澡水和小孩子一起泼出去了”。真正的科学精神绝非将科学之外的事物一概加以抨击和排斥。以科学的态度辨析“反科学”和“伪科学”的区别，对于科学精神的普及和科学事业的发展显然十分必要【1】。 我的认识 在自然辩证法的课上，通过观看了关于“是否应该打击伪科学” 的讨论，才知道在科学界里有相当一部分人在研究科学划分问题，在支持不遗余力的打击伪科学的观点的人眼里，科学是纯净的，容不得半点模糊，只要未经充分论证的都要“扣上”伪科学的帽子，尽管有些论点和论据已经被国民或世界承认并采纳很多年。我不很认同这种观点，我认为凡事没有很明确的界限，即使在中国这个社会主义国家里，本应以公有制为主体，但还是需要一些非公有制的经济作为补充，这是共同发展的问题。只有两方共同存在并发展，相互制约着，这样通过对自己的提高，才能互相发展。这个哲学问题，应该难不倒那些讨论的人们，可是为什么大家要抓住科学的划分问题不放呢？科学本身就没有明确的界限，就是真的要划界，也得有标准【2】.造成划界困难

的原因主要是： 其一，科学的内涵是丰富多彩的，外延是不断变化的。 其二，划界涉及各个方面，是一个复杂的社会过程。 其三，哲学立场和透视角度不同引起划界观点的分歧，从而导致对具体对象划界的分歧。 其四，划界标准是历史的，不是永恒的、绝对的。撒加德言简意赅：划界标准是历史的、变化的，在某种程度上是相对的【3】。伊利英和卡林金表明：“科学性标准不是先验的规范”，“不是永久的标签”【4】。 其五，即使就公认的划界标准而言，不少标准本身也是模糊的，各人各派的理解也不尽相同。雷斯蒂沃针对合理性标准的分界主义战略表示。 其六，划界问题往往发生在科学的外围和前沿。沃尔珀特说：“科学的刀口可以被弄钝，但是其核心是坚固的。”【5】多尔比认为，科学的独特性多处于科学中心而非外围边界【6】。 其七，在早熟的和太原始的研究领域，难以做出划界判断。沃尔珀特对此做出详细说明：“必须承认，并非总是容易说明人们能够把科学与非科学区分开来的自信。 其八，历史的经验和教训告诉我们：科学在某种意义上起源于非科学和伪科学，被视为伪科学的东西也有可能转化为科学；贸然划界而不深思熟虑，有可能扼杀真正的科学萌芽，或者听任错误或伪科学继续贻害。众所周知，科学起源于非科学的自然哲学。

自然辩证法与世界格局读后感——哈工大研究生思修作业

当代世界经济政治格局听后感 姓名: 学号: 学院: 通过这几次学习王德伟教授讲授的关于自然辩证法与世界经济政 治格局的课程,使我受益匪浅。我不得不承认以前的我是多么的肤浅，认识世界的方法是多么的可笑，借此机会，讲述一下我自己关于这两 章的学习体会： 在老师讲述自然辩证法之前，我在高中的时候对于自然辩证法有 一定的了解，认为它是一门非常枯燥并且没有什么实际作用的学科， 所以一直以来都采取轻视的态度，上课之前也没有用报多大的希望。 当在听完老师讲述自然辩证法的时候，老师有比较通俗易懂的语言与 诙谐幽默的例子对原本深奥难懂的哲学原理，做出了精辟的解释。曾 经的我是一个沉溺与认识论的愤青，认为世界上的所有事情都可以通 过实证进行认识，从未有过批判的理性精神存在，好比一个在平面上 爬行的甲壳虫，认识世界非常有限。老师关于辩证，唯物的思想，发 人深思，使我脑洞大开，眼界更加宽阔。我认为，这将在我以后的学 习工作中产生非常大的作用。 我对当今世界多极化的政治格局比较感兴趣。课堂上我了解到： 冷战”结束后，美国成为唯一的超级大国，极力构筑以自己为主导的 单极世界；但是世界上各种力量出现新的分化和组合。俄罗斯拥有强 大的军事力量，不时与美国处于对抗状态；日本积极争取联合国安理 会常任理事国席位；欧盟成立，国际地位不断提高；中国在新的世界 格局的建立过程中发挥重要作用；不结盟运动获得重大发展。这些都 将促进多极化趋势的进一步发展。作为一名在校的研究生，看到国际 局势如此的混乱，我国处在机遇与危机并存的世界中，为了使中华民 族崛起，傲立于世界之林，我必须管理好自己的生活，努力学习，为 国家发展贡献自己的绵薄之力。

哈工大人文社科类权威期刊

哈尔滨工业大学人文与社会科学学院 1.权威期刊，A1类期刊，是指国内学界公认的代表顶级水平的期刊，只有 一种中国社会科学。 2.权威期刊，A2类期刊，是指国家社会科学院，或所属研究所主办的相关 学科的学术杂志，且在学术界已经公认的杂志，一个学科只能选择一个 杂志入围。 3. 权威期刊，A3类期刊，是指国家级学会会刊，或是中国社会科学院所属 研究所主办的公认的权威学术期刊。 4. 优秀期刊，B类期刊，是指中文社会科学引文索引指导委员会会议确定 的，并报教育部批准确定的CSSCI杂志，小学科排名在前20%，大学科 排名在前30%的期刊。 5.一般期刊，C类期刊,是指除上述期刊外的CSSCI期刊，包括扩展板。 6. 核心期刊，D类期刊，是指北大图书馆与中国社会科学院公布的核心 期刊目录所列期刊。

《学术期刊目录》 一、权威期刊（A类） A 1期刊 中国社会科学 A 2期刊 哲学研究社会学研究经济研究文学评论政治学研究历史研究 马克思主义研究心理学报音乐研究教育研究文艺研究中共党史研究管理世界 A 3期刊 综合类：国外社会科学世界哲学学术月刊中国软科学情报学报 科学学研究孔子研究红楼梦学刊文艺理论研究经济科学 管理科学学报科研管理中国管理科学统计研究科学社会主义 高等教育研究比较教育研究教学与研究中国高教研究中国高等教育中国大学教学学位与研究生教育北京大学学报（哲学与社会科学版）中国人民大学学报复旦学报（哲学与社会科学版）武汉大学学报 北京师范大学学报（哲学与社会科学版）南京大学学报（哲学与社会科学版）中山大学学报（哲学与社会科学版）中央音乐学院学报中央美术学院学报 专业类：中国哲学史哲学动态自然辩证法研究自然辩证法通讯 伦理学研究中国人口科学民族研究民俗研究经济学动态世界经济国际贸易问题中国农村经济中国工业经济数量经济技术研究 中国经济史研究财贸经济会计研究青年研究史学理论研究近代史研究当代中国史研究文学遗产中国语文外国文学评论马克思主义与现实 心理科学心理科学进展中国音乐学当代电影电影艺术 二、优秀期刊（B类）（CSSCI前列期刊，原则上小学科含前20%，大学科含前30%，并兼顾本院特殊性） 1．哲学（含综合期刊） 现代哲学社会科学战线（14）学习与探索（21）科学技术与辩证法 道德与文明读书天津社会科学浙江社会科学江海学刊南京社会科学 社会科学开放时代江苏社会科学学术研究社会科学战线浙江学刊 2．社会学（含社会工程及管理）

基因工程技术与道德伦理 哈工大 自然辩证法概论 报告

基因工程技术与道德伦理 ——如何对待技术风险 2017年10月21日，普京在俄罗斯索契出席世界青年节时，再就人类科技新突破提出警告。普京指出，通过基因重组创造的“超人类战士”不但将会成真，而且比核弹更可怕。报道称，普京在青年节上，谈到基因重组科技时表示，在不久的将来，按照人类意愿创造的人将会成真。所创造的可以是数学家、音乐家，也可以是一个完全没有恐惧、悲伤和痛感的军人。普京指出，这将带来比原子弹更可怕的后果，他警告世界各国领袖，必须商议订立法规，监管这种“超人类战士”的创造。普京强调，新技术应有效和广泛地应用，但无论做什么事，都有正反效果。人们要做的，应能为人类带来好处，因此人类不应忘记道德伦理，因为缺少道德伦理，将导致人类灭亡。 基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 基因工程技术引发了很多的伦理争论。由于它更直接、紧密的与人类生命联系在一起，其研究的复杂性使其比以往任何技术革命更深切地影响着人类和社会生活的各个层面。特别如基因技术在遗传和优生上的应用，首次使人类有机会改变自身的自然本性，甚至使控制人类进化的过程成为可能，这些都对人类生存发展的自然规律提出了挑战，使人们对以往被认为神圣不可侵犯的观念提出了质疑。基因工程技术对人的生活面貌、价值观念、伦理观念的改变引发了意想不到的伦理学、社会学、法学的一系列难题。 当技术迅速发展并对自然和人类社会的影响达到相当规模和程度，并且冲击着人类社会的传统伦理并迫使人们对其伦理进行反思的时候，便会产生关于技术的伦理思考。基因工程技术将产生的社会影响使人们有必要重新认识人类自身的人文基础、人与人之间的关系，一个人在社会中的地位，人类与生命世界以至于在整个自然界、生态环境中的位置与关系等问题。 如今，基因工程技术与传统伦理发生了冲突。人们可以从健康人体中克隆出人们所需要的健康基因，并以此置换病人体中的患病基因，达到治病救人的目的，但这也引发了诸如人的基因是否可以当成商品进行交易等一系列伦理道德问题。当人们可以检测清楚个体的基因信息，“基因歧视”也将迫使人们对所谓的“标准基因”的攀比心理，最终将导致大多数人拥有同样长相的局面。 我们要始终牢记人类是技术活动的主体，人生的意义和价值不能被技术所规范和解决。以人作为主体，来思考技术发展的伦理建设，可以分为如下三个方面： 1）技术专家的责任伦理建设——基因工程技术是技术专家创造的，他们不应该只考虑技术本身的科学意义和价值，还要关注可能产生的社会后果（好的或者坏的）。 2）技术使用者的技术伦理观——通过教育，使技术使用者（包括公众、资本家）树立正确的技术伦理观，通过监督，使技术使用者不敢越雷池一步。 3）政府扮演着规则制定者和教育者的身份，应当通过技术立法和行政执法，规范技术专家、企业和公众的技术行为，建立安全、卫生、环境和资源可持续利用和尊重人权的技术伦理秩序。

2021年哈工大马克思主义学院硕士研究生入学考试大纲自然辩证法原理

硕士研究生入学考试大纲 考试科目名称：自然辩证法原理考试科目代码：[859] 一、考试要求： 要求考生全面系统地掌握自然辩证法学科的基本概念和基本理论，并且能借助本学科的基本理论，结合社会现实和科学技术相关热点问题，或自己工作和学习的实践进行理论分析。具备较强的分析问题和解决问题的能力。 二、考试内容： 1.绪论 （1）自然辩证法的性质、内容 （2）自然辩证法的历史发展 2.自然观 （1）辩证唯物主义自然观的创立（唯物主义自然观发展的三个历史形态的演替；辩证唯物主义自然观创立的自然科学基础与自然哲学思想渊源、基本观点及其重大意义） （2）系统自然观（系统自然观产生的自然科学基础、系统自然观的基本观点及其思维方式；自然界的系统存在方式和演化） （3）人工自然观（人工自然观的观点、人工自然观的特征、人工自然观的渊源、人工自然观的基础和作用） （4）生态自然观（生态自然观的理论来源；生态自然观确立的基础；生态自然观的基本思想及其对实现可持续发展、生态文明的重大意义） 3.马克思主义科学技术观 （1）马克思、恩格斯的科学技术思想（历史形成和基本内容） （2）科学和技术的本质（科学的本质特征、技术的本质特征，外国学者的观点） （3）科学技术的发展模式（科学的发展模式及动力、技术的发展模式及动力） 4.马克思主义科学技术方法论 （1）科学技术研究的辩证思维方法（归纳与演绎，抽象到具体，历史和逻辑的统一）

（2）科学技术研究的创新思维方法（思维的收敛性与发散性、逻辑与非逻辑、移植、交叉与跨学学科方法） （3）科学技术活动的方法（科学实践的方法、技术活动的方法） 5.马克思主义科学技术社会论 （1）科学技术的与社会发展（科学技术与经济转型；科学技术与社会变迁；科学技术与人类发展） （2）科学技术的社会建制（科学技术社会建制的形成和内涵，科学技术的社会体制和组织机制，科学技术伦理规范） （3）科学技术的社会运行（科学技术社会运行的社会支撑、科学技术的国家治理；科学技术的人文运行） （4）创新型国家建设(创新型国家内涵特征；中国特色的国家创新体系；自主创新与创新型国家建设) 三、试卷结构 a)考试时间：180分钟，满分：150分 b)题型结构 ·概念题（约40分，26.7%） ·简答和辨析题（约50分，33.3%） ·论述题（约30分，20%） ·材料分析题（约30分，20%） 四、参考书目 自然辩证法概论（教育部马克思理论研究和建设工程重点教材配套用书），郭贵春主编，高等教育出版社，2016.

研究生政治课题-自然辩证法合集

一．简答题（每题四分，共六十分） 1. 你如何理解技术的悖论，请举例说明。 泛指对技术产生的后果与技术要实现的目的相背离或不一致的一种表述。 古代人的悖论观：古希腊“窃火者悖论”；中国“奔月者悖论” 近现代人的悖论观：人口悖论；资源悖论；环境悖论；灾害悖论；贫富悖论；武器悖论；信息技术悖论 2.什么是隔离体法，它在近代科学的兴起中起到了什么作用。 隔离体法是把事物分解为各个部门，再分门列类加以整理的研究方法。诸如将物理、化学等学科从宗教以及其他一些综合性学科中分离出来单独进行研究，形成了一些新的学科。 其作用是明确了事物之间的因果关系，从而推动了近代科技的发展。 （特点，1.摒弃了古代朴素唯物主义自然观的直观性、思辨性和猜测性，2.强调自然的外在独立性，3.坚持把握自然界的数学关系） 3.近代自然科学的发展过程具有什么样的特点。 1.机械论取代了乏灵论， 2.定量方法取代了定性描述（函数关系）。 3.假说-演绎体系建立。 4.将复杂的运动纳入到单一的自然图示中去。 近代前期的自然科学主要以搜集材料为主，所以这一时期的科学又叫搜集科学或经验科学。近代后期的自然科学则是以整理材料为主，所以这一时期的科学又叫整理材料的科学或理论科学。这一时期的科学家们不再用孤立、静止、片面的思维方式来考虑问题，而采用发展、联系的观点和方法来研究自然界 4. 为什么说现代科学是非决定论的。 当代科学的一个突出特点，就是力图在近代科学所研究的必然性、确定性、决定性、实体性、简单些、线性的基础上研究偶然性、模糊性、混沌性、系统性、复杂性、非线性。 1.粒子世界中的发现：原子核，正电子，μ子，π子，中微子等。夸克悠禁。 2.地球物理和天体物理的进展：大陆漂移说，地幔对流说，海底扩张说，板块说；大爆炸宇宙说。 3.分子生物学建立：1953年沃森和克利克发现DNA分子双螺旋结构。 4. 系统科学、非线性科学和复杂性科学的兴起。 5.我们对世界的观察分为哪五个层次，它们分别代表着什么意义。 无机界 缈观无限小 微观<10-13～10-5CM <10-37～10-15g 量子力学 量子场论 物理统计学 夸克 基本粒子 原子核 原子 分子 宏观10-5～1014CM 10-5～1035g 牛顿力学 地上物体 行星 恒星 星团