功能材料

功能材料（精选9篇）

1.功能材料 篇一

纳米复合涂层的研究进展

摘要：综述了纳米复合涂层的制备工艺,包括热喷涂、纳米复合镀、纳米粘结粘涂技术、纳米复合涂料技术等;介绍了纳米复合涂层在提高材料力学性能、耐腐蚀性、光学、电学、磁学等方面的性能研究,探究了纳米复合涂层在科技界和产业界的应用。展望了纳米复合涂层的发展、关键词：纳米复合涂层;制备;性能;研究进展 自从八十年代初，德国科学家提出纳米晶体材料概念以来，世界各国科技界和产业界对纳米材料产生了浓厚的兴趣和广泛的关注，到了90年代，国际上掀起了纳米材料制备和研究的高潮。纳米材料具有特殊的结构和处于热力学上极不稳定的状态，表现出有别于传统材料的不同性能，正是由于纳米材料这种独特的效应，从而使纳米材料具有一系列优异的功能特性。随着相关应用基础研究的不断深入和相关技术的不断完善，纳米材料科学与技术已经开始进入应用研究阶段。纳米材料的合成与成形技术的发展和成熟，尤其是纳米材料与表面技术的结合，对于纳米材料和表面纳米技术的应用和产业化起着至关重要的推动作用[1-3]。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或它们作为基本单元构成的材料[1]。由于量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应、量子隧道效应等,使纳米材料在力学性能、电学性能、磁学性能、热学性能等方面与传统的固体材料有许多不同的特殊性质,成为当今材料科学的前沿和一个开拓性的新领域,有着极为广泛的应用前景[2]面工程是21世纪工业发展的关键技术之一,是先进制造技术的重要组成部分。表面工程是由多个学科交叉、综合而发展起来的新兴学科,它的最大优势是能够以多种方法制备优于本体材料性能的表面功能涂层,赋予零件防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能[3]，纳米材料与传统的表面涂层技术相结合,可得到纳米复合涂层。纳米复合涂层是由两相或两相以上的固态物质组成的薄膜材料,其中至少有一相是纳米相,其他相可以是纳米相,也可以是非纳米相[4]。纳米复合涂层集中了纳米材料的优异特性,因而具有更好的性能,可以在更广阔的领域应用。

纳米复合涂层的制备

1纳米热喷涂技术热喷涂技术是材料表面强化与保护的重要技术,它在表面技术中占有重要地位。热喷涂是利用一种热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态,并通过气流吹动使其雾化并高速喷射到基材表面,以形成喷涂层的表面加工技术〔’〕。纳米微粒用于热喷涂技术中备的纳米复合涂层与传统涂层相比,在强度、韧性、耐蚀、耐磨、热障、抗疲劳等方面有显著改善,而且部分涂层可以同时具有多种性能

制备纳米复合涂层的热喷涂方法包括超高速火焰喷涂、真空等离子喷涂、双丝电弧喷涂等。李春福困等研究了对A1T3粉(纳米1A20。与ITOZ混合物,ITO:质量分数为13%)在等离子喷涂中的应用,将经过超声乳化的纳米微粒与A1T3粉末混合,搅拌均匀,在适宜的温度下烧结,制成适于等离子喷涂用,利用此粉制备的纳米复合涂层的流平性能好,元素分布均匀,通孔率减小,涂层残余应力降低,结合力提高,内部微裂纹减小,涂层耐磨、耐蚀性能明显提高。丁红燕等川将分散好的纳米1A20。与F102粉(镍、铬、硼、硅自熔性合金粉)进行球磨混合制备了混合粉,再利用氧乙炔焰热喷焊工艺制备了纳米IAZ03作为弥散增强相的纳米复合涂层,纳米微粒在涂层中分散均匀,涂层的耐磨性明显增强。tSewart等「`习用高速火焰喷涂(Hvo)F制得了WC一co纳米复合涂层,在涂层组织中可以观察到,纳米微粒散布非晶态C。相中,结合良好,涂层显微硬度明显增加。Kear等〔9」对涂层硬度增加的原因作了进一步解释。PilaS等[’oJ也利用HvoF制备了ere一NICr纳米复合涂层,并对其力学和摩擦性能进行了研究,纳米微粒在涂层中分布均匀,涂层的显微硬度和弹性性质显著提高,耐磨性增加 用热喷涂技术所得到的纳米复合涂层的结合强度、硬度、耐磨和耐蚀性等都较传统涂层高,拓宽了这种技术在工业领域的应用。但如纳米微粒在涂层的分布、涂层致密度的提高及如何制备优良的纳米结构涂料等问题还需要进一步研究。2.物理气相沉积技术

蒸发和溅射是真空物理镀膜的两种主要工艺，其沉积物的全部或部分由物理手段直接提供：前者使镀料通过热蒸发而获得，即蒸发镀膜；后者是由离子轰击靶材获得，即溅射镀膜。产生溅射效应的离子来源于工作气体放电，主要是辉光放电。从靶材溅射出来的粒子具有较高的动能，有利于提高涂层的附着力和致密度[4]。溅射镀膜的研究可追溯至19世纪中。20世纪50年代，随着高频溅射技术的突破，溅射镀膜得到了迅速发展，现有两极溅射、三极溅射、反应溅射、磁控溅射、双离子溅射和中频溅射等多种沉积工艺。1964年，Mattox在前人研究的基础上推出离子镀系统，用于在金属底材上镀制耐磨和装饰等用途的涂层[6]。离子镀是指镀膜与离子轰击膜层同时进行的物理气相沉积技术。离子轰击可以改善膜层与基体之间的结合强度，改善膜层的结构(例如细化晶粒和提高致密度)和性能。事实上，离子镀是以蒸镀和溅射这两种PVD技术为基础，再加上离子轰击而衍生的次级技术 3.离子镀技术

目前，工业应用的离子镀技术主要是以蒸镀为基础的阴极电弧离子镀[7]。通过以靶材(镀料)作为阴极，真空室作为阳极并接地，进行弧光放电。弧光放电仅在阴极(靶材)表面的弧斑处进行，其温度高达8000~40000K。高温下弧斑喷出的物质有电子、离子、原子和液滴。其中，离子占30%~90%。将工件加上例如100~200V负偏压，吸引离子向工件方向运动，即可实现离子镀。电弧离子镀在20世纪80年代在美国实现产业化，并沿用至今。最近采用脉冲偏压技术，导致镀膜过程远离平衡态特性，有利于提高涂层的结合强度，降低内应力。这种技术具有沉积速度快、附着力强、适合工业化生产等许多优点，但最大的问题在于靶材喷出的液滴会影响涂层的表面光洁度和均匀性。1985年，Window等在研究溅射技术时，提出增大普通磁控溅射阴极的杂散磁场，从而使等离子体范围扩展到基体附近的非平衡磁控溅射阴极[8]。普通磁控溅射阴极的磁场将等离子体紧密地约束在靶面附近，基体(工件)附近的等离子体很弱，只受到轻微的离子和电子轰击。而非平衡磁控溅射阴极的磁场可将等离子体扩展到远离靶面处，使基体浸没其中。这有利于以磁控溅射为基础来实现离子镀，并使磁控溅射离子镀与阴极电弧蒸发离子镀处于竞争和互补的状态。英国TeerCoatings公司从20世纪90年代开始推出非平衡磁控溅射离子镀的一系列设备，用于研发和生产[9-10]。与电弧离子镀相比，溅射离子镀克服了涂层表面粗糙的难题，而且在涂层化学组分上更易于控制和调节，是目前较为新颖的一种硬质涂层合成技术。利用离子镀技术实现产业化的硬质涂层有TiN系列(包括TiC和TiCN等)硬膜、TiAlN抗高温氧化膜、CrN耐磨耐腐蚀膜、ZrN高温高强膜以及类金刚石DLC)和MoS2固体润滑膜等，它们已广泛用于刀具、模具和机械零部件等领域[11-13]。这些硬涂层的硬度一般为15~30GPa(注：纯金刚石硬度为100GPa，石英为10GPa)。由于单一涂层材料往往难以满足提高综合性能的要求，因此涂层成分将趋于多元化、复合化。例如TiN系列硬质膜正向纳米多层膜发展，其中包括TiN/TiCN、TiN/TiAlN和TiN/CrN等纳米多层膜。另一种类型是碳系列硬质膜及其复合涂层，包括DLC、CNx及其多层复合涂层。此外，还有TiN系膜与碳系硬质膜的复合涂层(如TiN/CNx)等。纳米多层涂层具有可控的一维周期结构，交替沉积的单层膜厚度一般不超过5~15nm。一般认为，纳米多层涂层的高硬度主要是由于层内或层间位错运动受阻所致。进一步的研究表明，纳米多层涂层的性能与涂层的周期膜厚有很大关系[14]，当在形状复杂的刀具或零件表面沉积纳米多层膜时，很难均匀控制各层的膜厚，同时在高温工作环境下，各层间的元素相互扩散也会导致涂层性能下降。

纳米复合涂层的性能研究

力学性能

纳米粒子的加人对于传统涂层力学性能有很大的改善。纳米微粒作为弥散相分布在涂层中,增强了涂层与基体间的结合,提高了涂层的耐磨性。纳米iToZ分散在iN一P镀液中利用化学镀制备的纳米复合镀层,镀层的硬度大于80HV,硬度的增加提高了镀层的高温抗氧化能力。利用电沉积的方法,将纳米iN微粒加入到SIC中,在纳米微粒添加到3%时,复合涂层的显微硬度较传统涂层提高了2倍[31] 蒋斌等[32]利用电刷镀技术制得的纳米SiO2/Ni复合涂层的抗疲劳性得到很大的提高,在不同的作用力下,纳米复合涂层的抗疲劳性能都比未添加纳米微粒时增加;经过退火处理后,涂层的抗疲劳程度更高。张而耕等人[33〕向PsP中分别加人纳米级SiO2和微米级SiO2,对两种复合涂层的力学性能进行了对比果表明,纳米复合涂层的附着力和耐冲击性都较微米级粒子的好,耐冲蚀磨损性能也有很大的提高,约为普通涂层的26倍,冲蚀磨损后涂层表面较为光滑,无裂纹和凹坑。将改性的纳米微粒加入热处理过的聚合物中,由于聚合物结晶度的改变及改性纳米微粒的作用,提高了纳米复合涂层的耐冲击性和热稳定性【34】，纳米SiO2对环氧树脂的改性也有显著效果,添加纳米微粒之后,复合涂层的拉伸强度提高了26%,无缺口冲击强度提高了30%[35〕。iN纳米微粒添加到聚氨酷中,复合涂层的摩擦系数减小,耐磨性提高[’36〕。环氧树脂与聚醋的混合物经过纳米Al2O3的改善,在纳米微粒添加到8%时,冲击强度较未加纳米微粒的混合物及纯环氧树脂分别增加了110%、400%,拉伸强度则分别增加了4%、165%;同时,涂层的介电性和耐热性也得到提高[37] 光、电、磁学性能

无机材料TiO2:、ZnO等具有很强的光催化功能,可利用紫外线或日光将有机物氧化为CO2和水。将纳米TiO2:添加于涂料中,制成光催化涂料,利用阳光分解环境污染物,达到减少污染、保护环境的目的利用TiO2:的透明性、紫外线吸收性,将纳米TiO2:金属闪光材料与铝粉颜料或珠光颜料等混合用在涂料中,能产生随角异色效应,可制作汽车金属闪光面漆,这种漆还具有极强的附着力和耐酸碱性能,在高档汽车涂料、商标印刷油墨、特种建筑涂料等具有很大的应用市场

纳米复合涂层因纳米微粒的导电性可制成抗静电材料。诸如纳米微粒Fe2O3、TiO2、Cr2O3、ZnO等具有半导体特性的氧化微粒制成具有良好静电屏蔽性能的涂料,而且可以调节颜色。在化纤品中加人金属纳米微粒可以解决其静电问题,提高安全性[[38] 米金属微粒具有较大的比表面,而且具有较好的吸收电磁波的特性,利用这个特性可以开发纳米隐身涂料。纳米磁性材料特别是类似铁氧体的纳米磁性材料加人涂料中,既有优良的吸波特性,又有良好的吸收和耗散红外线的性能,加之相对密度小,在隐身方面的应用有明显的优越性。采用单磁畴针状微粒制备的纳米复合涂层,具有单磁畴结构,高矫顽力,用它做磁性记录材料可以提高记录密度,提高信噪比。纳米复合涂层的应用

近年来，不少研究机构采用PVD(包括磁控溅射)技术制备纳米复合涂层，例如nc-TiN/a-Si3N4、nc-TiN/BN和nc-TiAlN/a-Si3N4等。初步研究结果显示，纳米复合涂层在金属加工特别是干切削中有良好的应用前景。纳米复合涂层技术之所以能够起到这种重要作用，根本原因在于材料的纳米尺寸效应，即当晶粒尺寸进入纳米尺度范围(<10nm)时，物质显示出与常规材料截然不同的特性(例如超高硬度)[16-17]。纳米复合涂层及其在干切削加工中的应用是目前高性能刀具的研究开发热点。硬质涂层的应用可减小刀具与工件的摩擦，降低刀具在切削中的磨损，延长刀具的使用寿命。此外，高精度数控机床的应用和普及，绿色制造理念的提出，各种高硬度、高韧性的难切削材料的加工，使干切削技术愈来愈受到重视，同时也对刀具涂层技术及涂层材料提出了更高要求。而纳米复合涂层的发展顺应了现代机械加工对高效、高精度、高可靠性和环保的需求。迄今为止，纳米涂层在制造业上的应用已初见成效[18]。例如，瑞士Platit公司利用LARC®(LateralRotatingARC-Cathodes)技术开发的新一代nc-TiAlN/a-Si3N4纳米复合涂层以及其他纳米多层膜，其高温硬度十分突出[19-20]；德国CemeCon公司推出了新的纳米结构(Supernitrides)涂层[21]，这类涂层将硬质涂层的抗磨损性能及氧化物涂层的化学稳定性结合起来，在应用中表现出极佳的热稳定性；Balzers和Teer等公司在硬质涂层表面上再镀上固体润滑纳米涂层如WC/C和MoS2/Ti，发现刀具的干切削效能得到进一步提高[22-23]。结论

将纳米材料与表面涂层技术相结合制备出的纳米复合涂层较传统涂层有更大的优越性。纳米复合涂层均匀、结构致密,有更好的力学性能如耐磨性、硬度、抗氧化性和耐腐蚀性等。利用纳米材料的不同性质,在其他领域中,纳米复合涂层也展示其诱人的前景,利用纳米微粒光催化作用制备的纳米复合涂层用于室内、医院及某些公共场合可以产生很好的抗菌、杀菌及自清洁功能;纳米微粒特有的吸波能力,使得复合涂层广泛应用于飞机、导弹、军舰等武器装备上；利用纳米复合涂层中纳米微粒对环境的敏感性,可望制备出小型化、多功能、低能耗传感器,如红外线传感器、压电传感器、光传感器等。用分子自组装技术已经制备了很好的双疏性单分子膜,具有很好的摩擦学性能〔43,〕;将TiO2纳米线与聚合物单体在玻璃片上用浸涂法成膜,再用紫外光照射引发原位聚合,得到TiO2:纳米线弥散在高聚物的纳米复合膜〔44,这种纳米复合膜具有良好的减摩功能[45];同时,还利用原位复合技术制备了含氟聚合物一纳米TiO2/聚丙烯酸丁醋纳米复合膜及摩擦性能复合涂层,涂层具有很好的疏水效果[46]。

纳米复合涂层的研究还处于刚刚起步阶段,有很多问题有待于进一步研究,如纳米微粒表面修饰和包覆、纳米功能涂层的制备、纳米微粒与表面涂层技术的结合等方面。在纳米材料的制备合成技术不断取得进展和基础理论研究日益深人的基础上,纳米涂层将会有更快、更全面的发展,制备方法也在不断得到创新和完善,其应用将遍及多个领域。

参考文献

1.张立德，牟季美，纳米材料学[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1994，10 2.Cheiter H.[J].金属学报，1997,33(2):166 3.吴秋允，等.[J].材料研究学报，1997,11(3):331~334 4.

2.功能材料 篇二

1 纤维素反应活性

从化学结构看,天然纤维素分子内含有许多亲水性的羟基基团;在物理构造上,纤维素又是一种纤维状、多毛细管的高分子聚合物,具有多孔和大表面积的特性,因此纤维素具有一定的亲和吸附性,国内外的科研工作者已在这方面做了一些的研究。陈志勇等将红麻纤维素经过碱除杂、粉碎之后,对Zn2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+进行吸附,并且研究了吸附机理以及选择了吸附条件,发现对4种离子的饱和吸附量分别可达221.6、322.2、276、72.5 mg/g[1]。国外有学者将大豆壳研磨成粒径100目左右的微粒,经不同的物理处理后制成3种吸附剂,然后在100℃水浴中对粗豆油中的杂质进行吸附去除。结果发现,3种吸附剂分别对豆油粗产品中的游离脂肪酸、过氧化物、磷脂有良好的吸附效果,去除率达50%以上[2]。锯屑也可以作为一种不错的吸附剂。有人以松树锯屑做吸附剂,对水溶液中的金属络合染料进行吸附,并且考察了吸附剂粒径、p H、吸附剂用量、反应时间和染料初始浓度对吸附效果的影响。结果发现,酸性条件下吸附效果较好,120 min即可达吸附平衡;松树锯屑对金属络合蓝和黄的单层吸附容量分别达280.3和398.8 mg/g,成本低廉,可替代活性碳[3]。还有人以印度红木锯屑为原料,经过甲醛和硫酸处理后用于污水中亚甲基蓝的吸附去除,同样研究了吸附条件对吸附效果的影响[4]。其他也有研究用大豆壳吸附过氧化物,木屑、锯屑、谷壳、咖啡渣、茶渣来除臭,稻草杆为原料吸附油脂等。

2 纤维素的改性方法

纤维素是一种直链多糖,分子结构中大量羟基的存在,使其在分子链之间和分子链内部形成了广泛的氢键,这种羟基覆盖结构影响了其反应活性。因此天然纤维素的吸附(如吸水、吸油、吸重金属等)能力并不很强,而且吸附容量小,选择性低,必须通过改性才能成为性能良好的吸附性材料。

纤维素的改性方法可以分为物理方法和化学方法。使纤维素的物理形态发生变化(如薄膜化、球状化、微粉化等)赋予纤维素新的性能称为物理方法。通过分子设计改变部分化学结构,使其成为具有特殊物理化学性能的纤维素高分子材料的方法称为化学方法。

改变纤维素官能团的方法主要有:1)使原有的官能团发生改变生成新的官能团,如纤维素的氧化、水解等;2)或者在原来官能团的基础上引入新的官能团,如接枝、酯化等。目前人们对纤维素的化学改性已经进行了大量的研究,并且制造出了性能和用途各异的纤维素改性材料。

2.1 物理改性

将天然纤维素应用于吸附,最简单最开始的物理改性即微粉化和薄膜化,后来有研究者陆续研究球化改性的特点以及各种球化改性方法和应用。Liu M.H.等研制出了球形纤维素吸附剂,与粉末状、微粒状及纤维状纤维素相比球形纤维素具有更大的表面积、更强的渗透性和吸水性,所以其吸附效率更高。他们以棉花为基本原料合成出含有羧基阴离子的球形纤维素吸附剂(SCAM-1),它能从水溶液中吸附Cu2+,吸附过程中与Cu2+形成螯合物。溶液的浓度、p H值和温度对SCAM-1的吸附效率影响显著,而且被吸附的Cu2+用HC1或Na OH水溶液处理即可被解吸附[5]。李欣等采用反相悬浮包埋技术制备了粒径小、粒径分布宽、孔度高的高顺磁性珠状纤维素,经高碘酸钠氧化活化羟基,通过醛胺加成反应,吸附固化绒毛膜促性腺激素,从而制得一种亲和吸附剂,对小鼠腹水上清液中的anti-h CG抗体有较好的吸附效果[6]。

球形纤维素结构方面的优点,使其在亲和色谱法中得到广泛应用,多孔、球形特点可消除纤维素衍生物在亲和色谱法应用中的种种缺陷。将球形纤维素与其他天然产物共价交联,赋予亲和特性,然后于色谱中用于大分子分离纯化,见表1。

2.2 化学改性

2.2.1 氧化方法

纤维素的羟基经氧化反应可以转变成醛基或者羧基。纤维素的氧化有选择性氧化和非选择性氧化两种。非选择性氧化的位置和生成的官能团不能确定,比选择性氧化复杂得多,因此,纤维素改性中研究者多采用选择性氧化方法。选择性氧化,即选择不同的氧化剂,可以选择氧化伯羟基或仲羟基。伯羟基氧化得到单官能团,仲羟基氧化可得双官能团。氧化以后纤维素结构和官能团发生的变化,使其在吸附性能上有很大提高。

由于选择性氧化伯羟基得到的单羧基纤维素具有良好的生物相容性和生物可吸收性,可被用作胺类药物的载体,在适当条件下,单羧酸纤维素能共价交联胺类药物,从而使氧化纤维素被广泛用作高分子药剂传输载体。JING S B等以高碘酸盐选择性氧化制备的二醛纤维素(DAC)对尿素进行吸附,发现DAC对尿素有较好的吸附力。结果表明,醛基含量为50%时对尿素氮的吸附力最高,可作为治疗慢性肾功能衰竭(CRF)的新型口服药。另外,DAC经壳聚糖包覆,制成的聚胺基糖表面处理氧化纤维,在治疗慢性肾衰竭方面也有显著效果。DAC类新型口服吸附剂不仅吸附力更高,而且副作用更小。Shi L Q等将交联β-环式糊精和纤维素透析隔膜氧化制备的新式合成吸附剂,在人造血清白蛋白水溶液中,有良好的尿素吸附选择性和吸附容量,最大吸附容量高于50.6 mg/g。孔德领等利用二醛纤维素的醛基与血红蛋白的氨基共价交联,制备了以氧化纤维素为载体的氧载体。研究发现,每克氧化纤维素固定血红蛋白量可达1.0 g,该氧载体稳定性好,血红蛋白不脱落;固定化后的血红蛋白具有携氧功能,类似于鱼鳃,能够从海水中富集氧气,并在一定条件下释放氧气,可作为人类在海底作业、水下活动及潜艇的新型氧源[7]。

高碘酸盐氧化所得二醛纤维素对尿素氮的吸附醛基或者羧基纤维素都具有共价交联的能力,可与多种物质交联。熊犍等人用高碘酸盐和高锰酸钾作氧化剂对纤维素进行氧化,在得到的二羧基纤维素([-COOH]≥54.3%)以后,将其用于抗凝血性能实验,结果表明其抗凝血性能良好,羧酸纤维素表面带有负电荷,能有效地抵抗血液中反离子Ca2+的中和,并且减少了血小板在其表面的吸附,是一种很有应用前景的医用材料[8]。

2.2.2 接枝改性

接枝是一种重要的纤维素改性方法,纤维素大分子上的反应性基团,如羟基、残存的醛基、羰基、羧基等都可以转化为提供接枝位置的基团,即纤维素或者氧化纤维素都可以作为接枝改性的对象。

2.2.2. 1 氧化纤维素接枝

夏友谊等将粘胶纤维与碱性液中用环氧氯丙烷环氧化,以环氧基为交联桥,将β-环糊精接枝于纤维素纤维上,制备了废水净化纤维,并获得了适宜的制备工艺参数,考察了其静态吸附Cu2+的行为,结果表明β-环糊精的存在,使得新型污水净化纤维吸附Cu2+离子效果明显,可运用于污水中重金属离子的净化[9]。解战锋等采用稻壳纤维素为原料,经环氧氯丙烷环氧化,再与浓硫酸反应制备了纤维素硫酸单酯强酸性阳离子交换剂。其中浓H2SO4为酯化剂,异戊醇为反应介质。研究表明,所得纤维素硫酸单酯强酸性阳离子交换剂,交换容量为3.0 mmol/g,对Cu2+的吸附量为84 mg/g,对Ag+的吸附量为180mg/g,对Pb2+的吸附量为394 mg/g。此外,解战锋还将环氧化稻壳纤维素与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应制得2-羟基-3-磺酸基丙基纤维素(HSPC)强酸性阳离子交换剂,并测定了该交换剂对铜离子的吸附性能。纤维素胶体经Na IO4氧化后,再接枝水溶性聚阳离子(聚丙烯胺),可得到一种纤维素基阴离子交换剂,用于蛋白质的有效分离与分析方面[10]。

高碘酸钠氧化纤维素引入的醛基,可以成为纤维素与多种物质的接枝位置,其与亚硫酸氢钠反应,引入磺酸基和另一个羟基,从而使纤维素成为一种高吸水材料,可广泛用于个人卫生材料、医用材料等。与多胺类物质交联接枝,形成阴离子类吸附剂,可吸附多种金属离子,广泛用于废水处理及医药合成。

2.2.2. 2 纤维素接枝

%%对纤维素进行接枝改性是目前纤维素类研究中最广泛的领域之一,对接枝原理的认识越来越深入,接枝方法越来越成熟,应用也越来越广泛。曲容君等以纤维素的接枝衍生物羧甲基纤维素(CMC)为原料,经多乙烯多胺交联后合成了不溶不熔的纤维素树脂,并研究了该类树脂对若干重金属离子的静态吸附性能和吸附机理,结果表明,该树脂能有效地吸附Cu2+、Ni2+、Co2+、Zn2+、Pb2+,在HOAc—Na OAc缓溶液中可选择吸附Cu2+、Ni2+等离子而不吸附Pb2+。另外,作者还以CMC为蛇树脂,乙二胺交联的甘油环氧树脂(B—62)为笼树脂,合成了一种新型弱酸弱碱型两性蛇笼型螯合树脂(CMC/乙二胺/B一62),该树脂不仅保留了CMC原有的螯合能力,同时还克服了CMC易在水中流失的缺点。吸附研究表明,该树脂对Cu2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+的吸附容量分别可达到1.72、0.43、0.37和0.13 mmol/g。腾云超也以羧甲基纤维素为基体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,制备了水不溶性接枝羧甲基纤维素(CPC)聚合物,并且将CPC用于去除水体中Cd2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+、Cr2+等离子。研究发现CPC能有效去除水体中的上述重金属离子,并可用稀酸溶液脱附,重复使用。C.A.Borgo等将Zr3(PO4)4或Al PO4分散在纤维素或纤维素基纤维表面,用来吸附分离溶液中的Li+、Na+和K+离子。杨超雄等以丙烯腈接枝纤维素基磁性离子交换树脂,再胺肟化制得纤维素基磁性聚偕胺肟树脂。并用此树脂吸附一系列金属如Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+、Hg2+、Pb2+、Li+及非金属Br,考察了吸附效果,研究了部分吸附的动力学特性。Meng L Z等用纤维素粉末与四氯化钛反应,然后再和4-氮-6-氨基乙基-三乙氧基硅烷反应制得用有机硅树脂改性的纤维素一氧化钛(+5价)(CTSN)。研究发现CTSN在水溶液中对重金属离子如:Hg2+、Cu2+、Pb2+、Fe3+及Cr3+有很高的吸附能力。Rima S等在碱性介质中用丙烯腈与纤维素粉末的连续反应对其进行化学改性得到CE—Cell,然后用羟胺的水溶液或氯化羟氨的水溶液处理CE—Cell得到偕胺肟化纤维素(Am—Cel1)。由于配位作用氨基能从不同p H值的缓冲溶液中固定重阳离子。对Cu2+和Cr3+的吸附容量与载体中偕胺肟化基团的量和污染液中金属离子的浓度有关。用EDTA的钠盐处理可实现阳离子的解吸,使Am-Cell可重复使用[11]。

R.R.Navarro等用铈胺做催化剂,在纤维素上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯,来提高纤维素对重金属的吸附能力。Eliahu C等研究了纤维素上的丙烯硫化物经接枝聚合后所得接枝聚合物对碘的吸附行为,发现接枝的聚丙烯硫化物通过配位作用从水溶液或气体中吸附碘,也能通过配位作用吸附硝酸银和氯化汞。Shigeo N等用6一氯去氧纤维素制取了一系列接枝产物,并研究了它们的金属吸附性能。和脂肪族二胺H2N(CH)mNH2(m=2,4,6,8)制取了烷基纤维素(Am ACs),发现溶液p H值、金属离子及其初始浓度、二胺中甲基的数量明显影响着金属离子在Am ACs上的吸附,在强酸性溶液中不发生金属离子的吸附,但在弱酸性溶液中金属离子被快速地吸附到Am ACs上,并且吸附量随着p H值的增大而增加,而且Am ACs的吸附效力随着亚甲基部分长度的增加而减弱。后来又制取了联氨去氧纤维素(HDC)和羧基烷基联氨去氧纤维素,并在不同p H下对其吸附能力进行比较[12]。

原叶君等以脱脂棉为料,碱化后分散于氯乙酸/醇溶液中,通过羟基取代反应合成不同取代度的羧甲基纤维素(CMC),再吸附稀土离子Eu3+。作者还以此制得CMC/Eu3+荧光体系,并考察了体系的荧光性能,实验表面CMC/Eu3+有较强的荧光性能。朱云等将粘胶加工成纤维素白球,经过洗衣粉、碱等预处理,再在Ce4+催化下与苯乙烯发生氧化还原接枝反应,制得球状苯基纤维素疏水性吸附树脂,并考察了其对生物活性蛋白质的吸附,其中对酪蛋白的动态吸附量可达10 mg/m L。Hwang M C等通过脂肪酸、表氯醇和纤维素反应研制出一系列能直接吸附染料的吸附剂(PAE—Cel1),并证明了这些吸附剂对直状染料的吸附能力比某些活性炭更强[13]。苏茂尧等将纤维素纤维(棉短绒、外科用纱布)经由一种处理液进行醚化、交联等,使纤维的芯层保持原有的天然结构,表面形成一层交联聚电解质,这种材料对水具有很好的吸附能力,实验发现经过改性的棉短绒的水吸附保持值和生理盐水吸附保持值分别为未改性时的12倍和6倍[14]。赵宝秀等采用微波辐射技术,以纸浆为底物,在纤维素上接枝两元单体丙烯酰胺/丙烯酸,制备了纤维素基高吸水树脂,不但制备设备简单、反应迅速、均匀,而且吸水率明显高于传统方法合成的文献报道结果。隋升等将精制脱脂棉经氢氧化钠碱化,与一氯乙酸钠发生亲核取代反应引入亲水羧基,经N,N-亚甲基双烯酰胺交联,制得纤维状高吸水材料,其吸水倍率达100 m L/g,在85℃的失水率小于12%[15]。

3 结语

3.挖掘“阅读材料”潜在的功能 篇三

关键词：阅读材料；潜在功能；人文教育

江苏科学技术出版社出版的《义务教育课程标准实验教科书·数学》（以下简称《新教材》），每章都安排了相关的“阅读材料”，由于不在正文中，在教学中往往被教师忽略，致使其应有的功能得不到充分体现。笔者以为，“阅读材料”既然出现在课本上，就是教材正文内容的补充和延伸，是重要的课程资源，教师除了应鼓励、要求、指导学生进行阅读外，还可根据教学需要，采取各种方式，充分挖掘它们在教学中的功能。

一、穿插数学史对学生进行人文教育，培养学生良好的学习品质

《新课标》指出：“数学是人类的一种文化，它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。”对数学教育来说，体现数学文化的价值是把数学知识、人文知识的教学和精神的培养融为一体，阅读材料中的许多内容涉及数学史料和数学在现代生活中的应用等，在教学中适时穿插这些内容，在体现数学价值的同时，又培养了学生良好的学习品质。

比如，可在《有理数》《一次函数》和《锐角三角函数》中相应向学生介绍“漫长的历程”、“函数小史”和“三角学和它的应用”等阅读材料，其意有三：一让学生了解数学发展的过程，学习数学家严谨、踏实、不畏艰难、追求真理、敢于探索创新的科学精神；二让学生了解数学发展的过去、现在和未来、前沿和动态，开拓学生的知识视野；三让学生了解中国对数学发展的伟大贡献，增强民族自豪感，促使学生为中华民族的伟大复兴而努力学好数学的使命感。

二、将阅读材料渗透到教学过程中，挖掘阅读材料潜在的功能

1.利用“阅读材料”辅助课堂教学

案例1：新教材九（上）介绍“倒过来想”

数学中有很多说理题，对于大多数学生来讲，有时无从下手，不知如何分析，而此阅读材料，就是一个很好的素材，可以让学生体会探求证明途径时，如果不能顺利地从条件推出结论，不妨倒过来想，从结论出发，进行逆推，寻找证明的途径。另外，阅读材料中有许多美妙的图案，可在课堂教学中适当穿插，从而提高学生学习数学的兴趣。

2.利用“阅读材料”延伸数学知识

有些数学知识，虽然出现在阅读材料中，但在实际教学中，教师应该及时补充到课堂教学中，延伸数学知识。

案例2：新教材九（上）介绍“一元二次方程根与系数的关系”

这个内容虽然出现在阅读材料中，但却是教学中必须教的，是以后进一步学习方程理论的基础。《二次根式》中的“互为有理化因式”，《图形的全等》中的“全等变换”，《图形的相似》中的“位似变换”，这些内容虽然出现在阅读材料中，但对我们的学习和解题都是非常重要的，在讲相关内容的时候让学生阅读，可起到“一石二鸟”的作用，既延伸了数学知识，又可以开阔学生的思路。

三、明晰数学思想和方法，引导学生学会“数学思考”

数学思想方法是数学知识的精髓，是数学思维的工具，是形成数学能力的必要条件，能培养学生的数学素养。《新教材》叙述严谨，比较注重“过程”的展开，但在具体说明数学思想方法时，却在教材的正文中没有作具体的介绍，而是将它放在阅读材料中，这时，教师必须要将这些数学思想方法通过提炼、总结、点拨，指导学生对数学思想方法的领悟和应用，引导学生学会“数学思考”。

案例3：新教材八（下）介绍“类比”

类比就是由具有某些相同性质的两个对象，推出它们的其他性质或相同的思考方法。在教学中，我们在采用类比方法时，不仅要关注两类事物的相同点，例如，我们得出相似三角形周长比等于相似比、面积比等于相似比的平方后，采用类比的方法，得出相似多边形周长的比等于相似比、面积比等于相似比的平方，还要关注两类事物的不同点。

案例4：新教材七（下）介绍“转化”

举办运动会，参赛运动员都有一个号码，这样就把运动员的姓名转化为数据，给比赛带来了方便，这就是转化的思想，它能把复杂问题转化为简单问题，把未知转化为已知。

例如，计算一个数的绝对值可转化为求数轴上的点到原点的距离，这是数与形的转化；减去一个数可以转化为加上这个数的相反数，从而把有理数的减法转化为有理数的加法，这是运算之间的转化。除此之外，通过阅读“四圆趣题”学习分类讨论的思考方法；阅读“生活中的一些判断和推理”体会反证法的运用；阅读“心电图”感受数形结合的思想，挖掘这些蕴含在阅读材料中的数学思想，对学生数学能力的提高大有裨益。

四、加强数学与社会及相关学科的横向联系，强化运用数学的意识

《新课标》指出：认识到现实生活中蕴含着大量的数学信息，数学在现实世界中有着广泛的应用；《新教材》中的阅读材料，能引导学生用数学眼光观察世界，用数学语言来表达实际问题中的数学关系，进而使学生认识到学习数学的重要性，帮助学生纠正“数学难而无用”的错误思想，唤起他们的求知欲，激发学习热情，培养他们自觉学数学和用数学的意识。

1.能将数学问题应用到生活中

案例5：新教材八（上）介绍“有趣的坐标系”

建立相关坐标系，用以解释和表达自然界和人类社会中的一些重要现象或规律。例如，北京时间2011年4月21日发生在北纬35.6度，东经140.8度的6.0级地震，就能知道这是日本本州东海岸附近海域发生的地震，这里的纬度和经度就是和坐标系有关。

2.将实际问题数学化

许多实际问题表面看不是数学问题，但去粗取精后，就能把实际问题转化为数学问题。

案例6：新教材九（下）介绍“概率帮你解释实验数据”

初看起来，这是生物学中的遗传问题，好像和数学无关，但细细分析之后，发现就是数学中的概率问题。第二代出现的情况类似于在2个袋中（1个袋放2白球，另1袋放2红球）各摸一个球后出现的情况；第三代出现的情况类似于同时抛两枚硬币后出现的情况。

还有，我们可以在《我们与数学同行》、《走进图形世界》、《平面图形的认识（一）》和《幂的运算》中，分别向学生介绍“商品条形码”、“电视机画面的清晰度”、“小孔成像”和“基因”等阅读材料，使学生感受生活中的很多问题归结起来就是数学问题，体会数学的应用价值。

通过这些阅读材料，在强化用数学意识的同时，又提高学生运用数学的能力，使学生的学习过程实现正迁移，达到举一反三，触类旁通之目的，而且让学生在阅读的过程中，体会到数学问题虽然千变万化，但很多问题都有共同规律，知识之间具有内在联系。

五、加强同现代媒体结合，获取丰富的学习资源

《新课标》中指出：“大力开发信息技术并为学生提供更为丰富的学习资源”。在如今快速发展的信息时代，我们可以借助阅读材料，利用计算机很快地分析大量数据资料，从而丰富学生的学习资源。

例如，在《数据的离散程度》中的“利用计算机求方差和标准差”，《统计的简单应用》中的“统计世界”，《数据的集中程度》中的“用计算机求平均数、中位数和众数”，这些内容都是与现代媒体结合的，通过指引学生课后阅读、自主学习，为学生学习数学提供强有力的工具，帮助学生更快地分析问题。

总之，新教材中的阅读材料有其不可替代的教学功能，我们要采用灵活多样的方式，把阅读材料有机地融合到教学设计之中，使课堂教学更具特色，真正体现教材编写者的意图。

参考文献：

［1］杨裕前，董林伟.义务教育课程标准实验教科书（七～九）［M］.南京：江苏科学技术出版社.

［2］朱广科.充分发挥“阅读材料”应有的功能［J］.数学通报，2010（4）.

［3］刘虹.阅读材料在数学教学中的作用［J］.中学数学教学参考，2001（7）.

4.生物功能材料选修论文 篇四

学院：生工 专业：生物工程 班级：生工092 姓名：邵桂霞 学号：090302207

生物材料已是大家熟知的内容，例如：用于制衣、皮带的动物皮革是生物材料；用于镶牙和制作隐形眼睛的材料，尽管不是生物制品，但是被用于生物体内，也可以归于生物材料。纳米生物材料可以分为两类：一类是适合于生物体内应用的纳米材料，它本身既可以具有生物活性，也可以不具有生物活性，仅仅易于被生物体接受，而不引起不良反应；另一类是利用生物分子的特性而发展的新型纳米材料，它们可能不仅被用于生物体，而被用于其它纳米技术或微制造技术。

我通过网络和书籍的查阅了解到纳米此材料（NanoST）的定义：纳米(nm)和米、微米等单位一样，是一种长度单位，一纳米等于十的负九次方米，约比化学键长大一个数量级。纳米科技是研究由尺寸在0.1至100纳米之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。可衍生出纳米电子学、机械学、生物学、材料学加工学等。纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。因此，纳米材料具有多种特点，这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层次，它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节，是人们过去从未探索过的新领域，实际上由纳米粒子组成的材料向宏观体系演变过程中，在结构上有序度的变化，在状态上的非平衡性质，使体系的性质产生很大的差别，对纳米材料的研究将使人们从微观到宏观的过渡有更深入的认识。通过上课我也了解了纳米材料的许多特性比如： 纳米尺度的生物大分子能导电、纳米微粒的抗菌作用等只有在纳米级时才可显现出来。

同时我也了解到纳米材料的独特特性，在于它的小尺寸效应与界面效

应以及纳米结构单元之间的交互作用。当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。按照这一原理，可以通过控制晶粒尺寸来得到不同能隙的硫化镉，这将大大丰富材料的研究内容和可望得到新的用途。我们知道物质的种类是有限的，微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的，但通过控制制备条件，可以得到带隙和发光性质不同的材料。也就是说，通过纳米技术得到了全新的材料。纳米颗粒往往具有很大的比表面积，每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千平方米，这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂，在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。对纳米体材料，我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体积，使其更轻盈。第一台计算机需要三间房子来存放，正是借助与微米级的半导体制造技术，才实现了其小型化，并普及了计算机。无论从能量和资源利用来看，这种“小型化”的效益都是十分惊人的。“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性。

当然任何的材料都在于它的应用。纳米陶瓷材料用于人工骨关节、牙齿修复、耳骨修复等，其强度、韧性、硬度以及超塑性都有显著提高。新型纳米抗炎敷料，表面结构发生根本性变化，面积显著增大，杀菌效果增加百倍以上。利用纳米技术的DNA复制与自我生长、自我制造机理，可研制出有生物相容性的各种人体器官和骨骼修复剂与自生长材料、人血代用品等。可利用纳米薄层能分解有机物、抑制细菌滋生的自我清洁特性可制成各种无菌器械用于临床。在医疗保健领域，用掺入多种微量矿物质元素的微元化纤维及陶瓷纤维等纳米材料，可制成衣物、垫料等，有助于关节炎等病症的治疗、屏蔽电磁波能量，保障人体不受侵害。加入了纳米材料的食品可杀菌并提高胃肠吸收能力。纳米材料的应用前景是十分广阔的，如：纳米电子器件，医学和健康，航天、航空和空间探索，环境、资源和能量，生物技术等。我们

知道基因DNA具有双螺旋结构，这种双螺旋结构的直径约为几十纳米。用合成的晶粒尺寸仅为几纳米的发光半导体晶粒，选择性的吸附或作用在不同的碱基对上，可以“照亮”DNA的结构，有点像黑暗中挂满了灯笼的宝塔，借助与发光的“灯笼”，我们不仅可以识别灯塔的外型，还可识别灯塔的结构。简而言之，这些纳米晶粒，在DNA分子上贴上了标签。目前，我们应当避免纳米的庸俗化。尽管有科学工作者一直在研究纳米材料的应用问题，但很多技术仍难以直接造福于人类。2001年以来，国内也有一些纳米企业和纳米产品，如“纳米冰箱”，“纳米洗衣机”。这些产品中用到了一些“纳米粉体”，但冰箱和洗衣机的核心作用任何传统产品相同，“纳米粉体”赋于了它们一些新的功能，但并不是这类产品的核心技术。因此，这类产品并不能称为真正的“纳米产品”，是商家的销售手段和新卖点。现阶段纳米材料的应用主要集中在纳米粉体方面，属于纳米材料的起步阶段，应该指出这不过是纳米材料应用的初级阶段，可以说这并不是纳米材料的核心，更不能将“纳米粉体的应用”等同与纳米材料。

纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。

5.功能材料试题及参考答案 篇五

功能材料是指具有一种或几种特定功能的材料，如磁性材料、光学材料等，它具有优良的物理、化学和生物功能，在物件中起着“功能”的作用。

1、 金属、半导体、绝缘体是如何区分的?

答：它们分为良导体电阻率≤10-6m，绝缘体电阻率≈1012—1022m，介于这两者之间的半导。

2、常见的半导体材料有哪些?列出三种以上

答：，硅 锗 砷化镓

3、 从能带理论解释半导体材料的导电性，并说明其与导体和半导体的不同点。

答：半导体价带被填满，而导带被空穴填满。受到激发时，电子能够从导带的低能级跃迁到高能级，形成导电现象。导体价带被填满，而最外层电子为自由电子，填充导带，且金属的禁带宽度小于半导体的，因此电子可以从能级比较低的导带跃迁到能级比较高的导带，形成导电现象。

4、 什么是本征半导体?什么是掺杂半导体?各有什么特点?

答：本征半导体即不含任何杂质的纯净半导体，其纯度在99.999999%以上。特点：价电子不易挣脱原子核束缚而成为自由电子，本征半导体导电能力较差，空穴与电子是成对出现。 当半导体被掺入杂质时，半导体变成非本征的，也称杂质半导体，特点：半导体导电性大大增强。

5、 请以硅为例，叙述本征半导体的导电过程

答：从外界获得能量，价电子就会挣脱共价键的束缚成为自由电子，在共价键中留下一个 “空穴”。同时，这个自由电子又会去填补其它空穴。电子填补空穴的运动相当于带正电荷的空穴在运动。空穴越多，半导体的载流子数目就越多，因此形成的电流就越大。

6、 掺杂半导体根据掺杂类型不同又分为哪两种?

答：N型半导体与P型型半导体。

7、 什么是p型半导体?什么是n型半导体?

答：在本征半导体中加入5价元素如磷形成n型半导体，电子导电为主。如果加入3价元素如硼形成p型半导体，以空穴导电为主。

8、 p型与n型半导体杂质能级分布是什么样的?

答：P型半导体的杂质能级靠近价带，n型半导体的杂质能级靠近导带，非简并半导体其杂质能级位于导带和价带之间。

9、 pn结是如何形成的?它的V-I特性是怎样的?

答： p型半导体和n型半导体接触后，N区的电子要向P区扩散，而P的空穴也要向N区扩散，两种半导体交界处两边的载流子减少，而剩下不可移动的杂质离子形成空间电荷区，形成内建电场阻止载流子继续扩散，达到动态平衡形成Pn结。

10、半导体的电导率受哪些因素影响?是如何影响的?

答：掺杂浓度掺杂越高，载流子浓度越大，电导率越大，电阻率越小。对本征半导体来说，温度升高，载流子浓度增加，电导率增加，电阻率下降，对非本征半导体，在低温区与温度成3/2次方，在饱和区与温度成-3/2次方。

11、第一代、第二代、第三代半导体分别是什么?它们各有什么特点?

答：第一代半导体：元素半导体 ，如Si，Ge。应用较广，器件频率较低。第二代半导体：化合物半导体，以砷化镓、磷化铟和氮化镓等为代表，包括许多其它III-V族化合物半导体，应用较广。第三代半导体：宽禁带半导体，金刚石、SiC、GaN和AlN，禁带宽度在 2 eV 以上，拥有一系列优异的物理和化学性能。

12、什么是压电效应?正压电效应?逆压电效应?

答：压电效应是指某些物质能将电能转化为机械能或者能将机械能转化为电能的现象。正压电效应：某些物质沿其一定的方向施加压力或拉力时，随着形变的产生，会在其某两个相对的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉形变消失后，又重新回到不带电的状态。逆压电效应：在极化方向上施加电场，它又会产生机械形变的现象。

13、压电材料可分为哪三类?

答：(1)压电晶体;(2)经过极化处理的压电陶瓷;(3)高分子压电材料。

14、请举例说明压电效应的应用。

答：玻璃破碎报警器，压电加速度传感器，压电打火。

15、介电材料、压电材料、热释电材料、铁电材料存在怎样的包含关系?

答：介电体包括压电体包括热释电体包括铁电体

16、超导现象及其特性

超导现象是指材料在低于某一温度时，电阻变为零的现象，而这一温度称为超导转变温度(Tc)。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。

零电阻性：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。

完全抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透

入，超导材料内的磁场恒为零。

约瑟夫森效应：两超导材料之间有一薄绝缘层(厚度约1nm)而形成低电阻连接时，

会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体

17、常用的超导材料有哪些?

元素超导体：

常压下，在目前所能达到的低温范围内，已发现具有超导电性的金属元素有28种。其中过渡族元素18种，如Ti、V、Zr、Nb、Mo、Ta(钽)、W等;非过渡族元素10种，如Bi、Al、Sn、Pb等。按临界温度高低排列，Nb居首位，Tc=9.24K;其次是元素Tc锝(De第一个人工合成的)，Tc=7.8K;第三是Pb，Tc=7.197K;第四是La，Tc=6.00K。研究发现，在施以30GPa压力的条件下，超导元素的最高临界温度可达13K。 元素超导体除V、Nb、Ta以外均属于第一类超导体，很难实用化。

合金超导体：Nb-Zr、Nb-Ti、Nb-40Zr-10Ti、Nb-Ti-Ta

金属间化合物超导体：化合物超导体与合金超导体相比，临界温度和临界磁场(Hc2)

都较高。一般超过10T的超导磁体只能用化合物系超导材料制造。如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge、Nb3Al，Nb3(AlGe)等。

陶瓷超导体：镧系高温超导陶瓷：以La2CuO3为代表; 钇系高温超导陶瓷：以

YBa2Cu2Oy为代表; 铋系高温超导陶瓷：以Bi-Sr-Cu-O为代表; 铊系高温超导陶瓷：以Tl-Ba-Ca-Cu-O为代表

18、举例说明超导材料的应用(至少举出3个)

19、什么是激光?激光的特性?

答：原意表示光的放大及其放大的方式，现在用作由特殊振荡器发出的品质好、具有特定频率的光波之意。

特性：相干性好，所有发射的光具有相同的相位;单色性纯，因为光学共振腔被调谐到某一特定频率后，其他频率的光受到相消干涉;方向性好，光腔中不调制的偏离轴向的辐射经过几次反射后被逸散掉;亮度高，激光脉冲有巨大的亮度，激光焦点处的辐射亮度比普通光高108~1010倍。

20、常用的激光材料有哪些?

21、影响发光强度因素是什么?

答：晶体结构、激活剂、激发源类型、杂质种类、温度、使用环境气氛

22、为什么发光材料中一般含有的金属原子是Fe.Co.Ni等?

答：因为这些原子含有d轨道，d电子数目较多，能级丰富，能级间隙小，发光波长长。

23、红外材料

答：是指与红外线的辐射、吸收、透射和探测等相关的一些材料。红外线的辐射起源于分子的振动和转动，而分子振动和转动起源于温度。它本质上和可见光一样是一种电磁波，波长在0.76~1000um之间。

24、热平衡辐射体

答：是当一个物体向周围发射辐射时，同时也吸收周围物体所发射的辐射能量，当物体与外界进行能量交换慢到使物体在任何短时间内仍保持确定温度时，该过程可以看作是平衡。

25、智能材料(intelligent marerials;简称IM)

答：是指对环境可感知、响应和处理后，能适应环境的材料。它是一种融材料技术和信息技术于一体的新概念功能材料。智能材料应同时具备传感(sensing)、处理(processing)和执行(actuation)三种基本功能。

26、氢能的特点及储氢方法

答：氢能是人类未来的理想能源。氢能具有热值高，如燃烧1kg氢可发热1.2×106kJ，相当于3kg汽油或4.5kg焦炭的发热量;资源丰富，地球表面有丰富的水资源，水中含氢量达11.1%;干净、无毒，燃烧后生成水，不产生二次污染;应用范围广，适应性强，可作为燃料电池发电，也可用于氢能汽车、化学热泵等。因此，氢能的开发和利用成为世界各国特别关注的科技领域。

27、储氢方法可分为物理法和化学法。

答：所谓物理方法储氢是指储氢物质和氢分子之间只有纯粹的物理作用或物理吸附。而化学法储氢则是储氢物质和氢分子之间发生化学反应、生成新的化合物，具有吸收或释放氢的特性。物理储氢技术又分高压压缩储氢、深冷液化储氢、活性炭吸附储气等;化学储氢技术包括金属氢化物储氢、无机化合物储氢、有机液态氢化物储氢等。

28、实用储氢合金应满足那些要求?

答：理论上，能够在一定温度、压力下与氢形成氢化物并且具有可逆反应的金属或合金都可以作为储氢材料。但是，要使储氢合金材料达到实用的目的，必须满足下列要求。

(1)储氢最大，能量密度高。不同金属或合金的储氢量差别很大，一般认为可逆吸氢量不少丁150m1/g为好。

(2)吸氢和放氢速度快。吸氢过程中，氢分子在金属表面分解为氢原子，然后氢原子向金属内部扩散，金属氢化物的相转变，这些步骤都直接影响吸收氢的速率和金属氢化物的稳定性。

(3)氢化物生成热小。储氢合金用来吸收氢时生成热要小，一般在-29—46kJ/mol H2为宜。

(4)分解压适中。在室温附近，具有适当的分解压(0.1—1MPa)。若分解压过高，则吸氢时充氢压力较高，需要使用耐高压容器。若分解压<0.1MPa，则必须加热才能释放氢，需要消耗能源。同时，其P—C— T曲线应有较平坦和较宽的平衡压平台区，在这个区域内稍微改变压力，就能吸收或释放较多的氢气。

(5)容易活化。储复合金第一次与氢反应称为活化处理，活化的难易直接影响储复合金的实用价值。它与活化处理的温度、氢气压及其纯度等因素有关。

(6)化学稳定性好，经反复吸、放氢，材料性能不衰减，对氢气中所含的杂质(如O2、CO、CI2、H 2S、H2O等)敏感性小，抗中毒能力强，即使有衰减现象，经再生处理后,也能恢复到原来的水平，因而使用寿命长。

(7)在储存与运输中安全、无害。

(8)原料来源广、成本价廉。

前研究并发和投入应用的.金属氢化物还没有一种完全具备上述特征，只能择重而取。

29、形状记忆效应及其三种类型(画图说明)

具有一定形状的固体材料，在某一低温状态下经过塑性变形后，通过加热到这种材料固有的某一临界温度以上时，材料又恢复到初始形状的现象，称为形状记忆效应。具有形状记忆效应的材料称为形状记忆材料。

形状记忆效应可分为三种类型：单程形状记忆效应、双程形状记忆效应和全程形状记忆效应。所谓单程形状记忆效应就是材料在高温下制成某种形状，在低温时将其任意变形，再加热时恢复为高温相形状，而重新冷却时却不能恢复低温相时的形状。若加热时恢复高温相时的形状，冷却时恢复低温相形状，即通过温度升降自发可逆的反复恢复高低温相形状的现象称为双程形状记忆效应。当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高温相形状的现象称为全程形状记忆效应。

30、形状记忆合金必须具备的条件及分类

合金呈现形状记忆效应必须具备如下条件：

(1)马氏体相变是热弹性的;

(2)母相与马氏体相呈现有序点阵结构;

(3)马氏体内部是孪晶变形的;

(4)相变时在晶体学上具有完全可逆性。

按照合金组成和相变特征，具有较完全形状记忆效应的合金可分为三大系列：钛-镍系形状记忆合金，铜基系形状记忆合金和铁系形状记忆合金。

31、形状记忆聚合物及其工作原理?

辐射交联聚乙烯当温度超过熔点达到高弹性态区域时，施加外力随意改变其外形，降温冷却固定形状后，一旦再加热升温至熔点以上时，它又恢复到原来的形状，这就是形状记忆聚合物。

6.小学功能室使用管理汇报材料 篇六

瑞丽市户育乡户育小学是一所半寄宿制完小，现有9个教学班，在校学生281人，其中住校生157人，全校共有教职工31人，其中合同制职工6人。

随着素质教育的逐步推进，各级政府、教育行政部门和学校不 断增加投入，近几年来各种教学仪器设备、图书资料都在不断的增加，为提高教育教学质量提供了物质保障。我校充分利用现有教学资源进行教育教学，加强了对各功能教室的管理。既保证了各功能教室的开出率和使用率,又做到了整洁、美观、安全。现有如下功能室：微机室、实验室、实验器材室、体育保管室、图书阅览室、梦想教室、以及利用现有教室改制的多媒体教室。

在现有设施的基础上，我们学校提出了让所有功能室用起来，宁愿用坏也不能放坏的指导思想，加强对各功能室的管理和使用，让这些功能室充分发挥其功能，为教学服务、为教师服务、为学生服务，现将我们的做法汇报如下：

一、提高认识

功能教室的合理使用关系到学校的教育教学质量，关系到学校文化校园的建设，关系到学校高标准、优质教育的发展。因此学校成立以校长为组长、教学副校长及学校办公室成员为组员的的领导小组，有一位教学副校长负责功能室的管理工作。安排了责任心强、学科相近的教师兼任功能室管理员；其中微机室1名、实验室和实验器材室1名、体育保管室1名、图书阅览室1名、梦想教室和多媒体由学校统一管理各班主任参与管理；严格按照小学课时标准按时按量开足课程。学校经常性地召开功能室管理人员会议，安排实验室管理员参加上级组织的理论培训，努力提升功能室管理工作的水平和效率，增强他们做好学校功能室管理工作的责任感和紧迫感，从而更好地为教育教学服务。

二、管理与使用

1、建立建全各项制度

学校出台了功能室使用管理制度、管理员责任制度、仪器维修保养、仪器报损等各项制度，并制成版面张贴于各功能室内。

2、完善各类记录

要求各功能室管理员要尽量熟悉各种设备的构造、性能使用方 法，认真做好设备器材的保养、维修和安全工作。凡是室内的设备 器材，要分类、编号、登记，做到帐物相符。为管好现有的器材设备，要求各功能室建立仪器设备借还登记册，仪器设备维修登记册，仪器设备损失报告单，功能室使用记录等手册。

为了充分发挥实验室和图书室的作用，实验室有实验教学计划一览表、实验通知单、实验教学记录表；多媒体教室有使用记录，图书室还专门建立班级图书借阅登记册。

要求各管理员要切实承担任务，认真做好卫生、环境布置、安全、财产保管等工作，并做好使用记录和收集、整理工作。

3、功能室应用 硬件建设的落脚点在使用。不怕用坏，就怕摆坏。只有充分发挥设备设施的使用效益，建设和管理才有意义和价值。在完善制度、秩序管理的基础上，学校制定了图书室学生借阅规定、阅览室、实验室开放规定，制定了管理员职责。规定音乐课、阅读课、科学实验课、信息技术课、多媒体教学课等必须在相应的功能室内上课。避免了资源的浪费。

此外，学校还规定学期初，每个功能室管理员都要根据各自功能室的特点写出管理与使用计划，学期末要写出总结，为更好地管理功能室总结经验。作为管理员每周一下午第三节要带领值周班级对所辖功能室进行较彻底的大扫除，分管副校长进行检查。

三、问题与不足

1、没有专用的综合教学楼，我校的功能室都是利用现有教室改制而成，专用教室设置不足，没有专用体育器材室和美术教室。

2、所有功能室的管理员都是兼任教师。特别是实验室和微机室的老师专业能力不对口，导致科学和信息技术课上起来很费劲。学生的成绩也难以提高。

3、多媒体室和梦想教室的使用和维护费用逐年提高，耗材和电费支出不断扩大，学校压力较大。

瑞丽市户育乡户育小学

7.硅藻功能新材料创造高价值 篇七

硅藻是一种单细胞的水生植物, 上亿年前它们创造了地球上70%的氧气, 被誉为“孕育生命的海底草原”。硅藻能够吸收水中的游离硅形成其多孔而坚固的细胞壁, 当其生命结束后沉积, 在一定地质条件下形成硅藻土矿床。

硅藻土是一种环保新材料, 孔隙率高, 是活性炭的几千倍, 同时它还是一种纯天然纳米孔径结构新型材料之一, 具有超强的吸附性。我国是仅次于美国的世界硅藻土资源储备第二大国, 虽然硅藻土制品产量位居世界第二位, 但绝大部分硅藻土都用于生产附加值很低的助滤剂和保温材料。

8.简论功能复合材料的军事应用 篇八

一、材料的复合化是材料发展的必然趋势之一

材料的复合化是材料发展的必然趋势之一。复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。复合材料与其它单质材料相比具有高比强度、高比刚度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等优良的性能，倍受各国技术人员的重视。因复合材料具有可设计性的特点，已成为军事工业的一支主力军，复合材料技术是发展高技术武器的物质基础，是现代精良武器装备的关键。目前军用复合材料正向高功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展，加速复合材料在航空工业、航天工业、兵器工业和舰船工业中的应用是打赢现代高技术局部战争的有力保障。

二、功能复合材料在军事领域的应用

功能复合材料是指除力学性能以外还提供其他物理性能并包括化学和生物性能的复合材料。功能复合材料设计自由度大，按功能一多功能一机敏一智能的形式逐步升级。功能复合材料将具有电、声、光、热、磁特性的材料，按不同的应用进行组合匹配，得到不仅保持原有特性，还产生一些新特性或具有比原来更优越特性的材料。目前，功能复合材料涉及面宽，下面就军事领域较常用的功能复合材料做一简单介绍。

1.隐身材料

隐身材料是实现武器隐身的物质基础。武器装备如飞机、舰船、导弹等使用隐身材料后，可大大减少自身的信号特征，提高生存能力。声隐身材料包括消声材料、隔声材料、吸声材料及消声、隔声、吸声的复合体，主要用于新一代潜艇。雷达隐身材料能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。另外，一些由硅、碳、硼、玻璃纤维，以及某些陶瓷与有机聚合物构成的复合材料，有很高的机械强度，可用于制作部分结构件，如飞机蒙皮、雷达天线罩等，同时又具有隐身功能。红外隐身材料主要用于车辆、舰艇、军用飞机及其他军用设施，使这些装备和设施的红外辐射与背景基本达到一致，敌人的红外探测器难以分辨。用铝粉及含有二价铁离子的材料作为填充料，加到能透过红外线的粘结剂中，可构成红外隐身涂料。可见光隐身材料通常由铝粉、多金属氧化物粉和有机物复合而成，或由摻杂的半导体材料构成，可形成与背景顏色相匹配的迷彩图案，满足可见光隐身的要求。激光隐身材料用来对抗激光制导武器、激光雷达和激光测距机，要求这些材料对激光的反射率低可吸收率高。对隐身材料来说，对某种探测手段的隐身性能好，往往对另一种探测手段的隐身性能就不好，即隐身材料的相容性问题。为解决这一问题，研制了兼容型隐身材料，如雷达波、红外兼容隐身材料，红外、激光兼容隐身材料，雷达波、红外、激光等多种兼容的隐身材料，这是当前隐身材料的发展方向。

2.智能材料

智能材料是把传感器、致动器、光电器件和微型处理机等埋在复合材料结构中，具有感知周围环境变化，针对这种变化具有自诊断功能、自适应功能、自修复自愈合功能，且具有自决策功能的复合材料。智能材料成为当前研究的新热点。飞机上采用的智能结构是由各种智能材料制成的传感元件、处理元件和驱动元件组成的，而这3个组成部分相当于人的神经、大脑和肌肉。格鲁曼公司将光导纤维埋人树脂基复合材料制成机翼以提高飞机效率，这些光导纤维能像神经那样感知机翼上因气候条件变化而引起的压力变化，根据光传输信号进行处理后发出指令，通过驱动元件驱动机翼前缘和后线自行弯曲。驱动可通过电流由压电陶瓷变形来实现，也可通过磁场由磁致伸缩材料变形来实现，或通过加热由形状记忆合金发生位移来实现，还可应用于无人飞机上。在磁致伸缩材料中，铁稀土合金具有最大的磁致伸缩效应。智能材料压电陶瓷制成的传感器和驱动器可解决机翼和尾翼的颤振问题，例如F/A—JSE/F垂尾的振动试验表明，振动减少了8O。

材料技术一直是世界各国科技发展规划之中的一个十分重要的领域，它与信息技术、生物技术、能源技术一起，被公认为是当今社会及今后相当长时间内总揽人类全局的高技术。现代化高技术常规战争极大地提高了武器的对抗性、精确性，未来的智能武器、隐形武器、电子战武器、激光武器以及新概念软杀伤武器等的设防、跟踪，使功能材料成为关键技术，功能复合新材料技术的研究和开发，对国防工业和武器装备的发展起着决定性的作用。

作者简介：张威威（1993-1），男，山东省枣庄市人，中国人民解放军石家庄机械化步兵学院一大队四队16级学员。

孙赞（1994-5），男，河北曲阳人，石家庄机械化步兵学院一大队一队2016级学员。

张瑞凡（1993-5），男，吉林辉南人，石家庄机械化步兵学院一大队一队2016级学员。

9.小学语文拓展性阅读材料的功能 篇九

摘要： 阅读是搜集处理信息、认识世界、发展思维、获得审美体验的重要途径，阅读材料的选择直接关系到学生成绩的好坏。学校,家庭,社会共同承担起责任,努力构建课内外沟通，学科间融合的拓展阅读体系，使阅读成为是学生的立身之本。

关键词： 小学语文

阅读

教材

拓展

《小学语文新课程标准》提出：培养学生广泛的阅读兴趣，扩大阅读面，增加阅读量，提倡少做题，多读书，好读书，读好书，读整本的书。鼓励学生自主选择阅读材料。利用图书馆、网络等信息渠道尝试进行探究性阅读。拓展自己的阅读面，课外阅读总量不少于100万字。拓展阅读的研究和实践正是基于这样的理念展开的，其基本做法是紧紧抓住文本，以文本为中心，拓展学生的阅读范围，由一本教材的阅读带动几本、几十本乃至更多的课外读物的阅读。

一、拓展性阅读材料的功能

拓展性阅读的实施主要以课文为中心，向课外的阅读材料辐射，从而达到以一篇带多篇，以课内带课外、以精读带博读，不断开阔学生视野，丰富语言积累的目的。因此，找到课内教材与课外教材的联结点、切入点，是有效实施拓展性阅读教学的关键。

1.运用补充式材料，开阔学生视野

教学《海底世界》之后，学生对课文所介绍的海底世界的知识还是有限，同时对海底的奇异景象产生了浓厚的兴趣，此时教师可借机引导他们去看《海洋深处的秘密》、《海底两万里》等书，激发学生对大海的向往之情，对科学的探求之心；学习了《爬天都峰》可以阅读《我登上了长城》。这类阅读教材往往与教材文体相似，它能让学生在阅读过程中再次运用已初步掌握的学习方法，使之得到巩固，达到熟练的程度，从而形成一定的学习技能。

2.在重点句段处拓展——降低理解难度

语文教材中有许多揭示哲理的文章，由于受到生活阅历、知识水平、思维特征的限制，学生理解那些哲理特别困难。所以课文中的哲理句既是教学的重点，也是教学的难点。在教学中，我们要引导学生充分理解“哲理”，必须作必要的扩展和延伸，从而降低理解难度，进而透过语句，读出自己的生活经历和感悟，读出与自己相通的情感。如教学《我的伯父鲁迅先生》，学生对“四周围黑洞洞的，还不容易碰壁吗？”这句话感到难以理解。教师将当时的社会背景资料及鲁迅和革命志士遭反动派迫害的阅读材料发给学生，学生通过阅读，不但能理解鲁迅先生的言外之意，而且对鲁迅先生“为别人想得多，为自己想得少”的精神会有进一步的认识。

3.运用列举式拓展材料，促进学生学法迁移

选择与课文在文体或内容、写作方法上比较相似的课内外阅读材料进行阅读。如学习《鲸》、《新型玻璃》等一系列儿童科普文章，都是运用生动的语言介绍一些科学知识，与拓展材料中《青蛙的眼睛》、《会说话的灯》等文章结构相似，组织学生运用阅读儿童科普文章的方法来阅读这些文章，能使学生在运用中切实掌握这种读书的本领，以后就可以更快、更好的阅读类似的文章，达到“自能阅读”的效果。

4.运用比较式拓展材料，体现对比阅读优势 选择阅读材料意在与课内教材进行比较，在比较阅读中培养鉴赏能力，这也是学生学习写作方法、提高文字表达能力的有效途径。教师要善于选取相关的教学资料，把内容或形式上有一定联系的读物加以对比，使学生由此及彼、组合积累，实现类化、迁移。如《掌声》一文写残疾女孩英子在同学们掌声的鼓励下，变得活泼开朗，而《苏珊的帽子》写女孩苏珊因生病化疗头发快掉光，全班同学一起陪她戴帽子，虽然内容不同，但都让学生懂得主动关心、鼓励别人。教学《赠汪伦》一诗时，在学生掌握了送别诗的表达方式和学习方法后，适时出示《送孟浩然之广陵》《别懂大》，利用学法迁移很快在吟诵中领悟了诗中蕴涵的情感。学生在比较中发现虽然都是送别诗，但是送别的方式不同，送别的情形不同，从而认识到表达同一主题可以从不同的角度切入。

5.运用阅读原著，深入了解文学作品

教材中不乏名家或名著的节选、缩写，以此为契机，在教学前后，教师把原文、原著推荐给学生，学生在由整体到局部、由局部到整体的阅读中，不仅能更立体地理解课文，而且可以建立起读名篇、名著的兴趣，提高他们的文化品位和审美情趣。如由《赤壁之战》《草船借箭》延伸到《三国演义》，由《鲁宾孙漂流记》延伸到小说《鲁宾孙漂流记》等。

二、拓展性阅读材料的选择

拓展阅读与课外阅读的最大区别就在于阅读的出发点不一样。课外阅读在内容的选择上是非常自由的，而拓展阅读在内容的选择上应以课本为出发点，所选择的内容可以是课文内容的补充和延伸，也可以是适宜于比较阅读及学法迁移的材料。

1.拓展阅读教学应该根据学生学情合理选择拓展材料

我们在进行拓展性材料的选择时，应考虑学生的生活阅历、认知水平、现有知识、年龄特点等，选择的材料要切合学生实际，使学生感兴趣。如：对于低段的孩子，重在激趣。如：学习了生字“鲸”，便让学生交流自已对鲸的了解，孩子们便主动到《十万个为什么》、《动物世界》等书上去寻找相关的资料，甚至回忆起自已看过的电视片，要求他们认真阅读以便讲给别人听；不求深度和广度，以学生愿读、爱读并乐于表达为目的。对于中段的孩子，则引导他们有目的地读整篇的故事。同样对“鲸”的相关资料的阅读，就会要求他们主动收集尽可能多的资料，了解鲸的体形特点、生活习性等知识，并在课堂上交流，互相补充，以形成相对完整的知识结构。对高年级段的学生，除了围绕主题收集资料，开展阅读活动并交流外，还要引导学生对所阅读的材料作深入思考，提出自己的观点，带领他们通过质疑、辩论、争论等形式开展探究性阅读和审美性、批判性阅读。这种思维的交锋不一定非要产生一个正确的答案，只要学生敢于质疑、敢于提出富有个性的独特的见解，就应该得到教师的肯定和提倡。

2.拓展阅读教学应该根据文本合理选择拓展材料

进行拓展性阅读行之有效的方法是合理选择阅读材料，即使文章再美，如果所选材料的阅读训练达不到教学目的或与教学内容不能有机统一，也要忍痛割爱。

（1）内容相关的拓展。如有关课文作者的介绍，课文写作背景的介绍，文中涉及的某个知识点的补充阅读以及作者的其他作品等等，以激发学生阅读兴趣，为学生更好地学习课文储备能量。阅读教学过程中，学生经常会遇到疑难，适时地利用拓展性阅读材料能够很好地帮助学生自主学习，无师自通。

（2）从作家角度延伸。我们的语文教材中有许多古今中外的名家名作，但一斑并不等于全豹。不妨藉此机会，乘热打铁，向学生推荐该作家的其他作品，以帮助学生全面了解其风格„„如学习课文《去年的树》后，我向学生介绍作者新美南吉，告诉他们新美南吉虽然残疾而且只活了30岁，但他是个有名的童话作家。可以阅读他其他的代表作《小狐狸买手套》《狐狸阿权》《花木村和盗贼们》等。

（3）相同主题的拓展。最好的阅读材料是同题文章，即表现的主题相同或所写的题材一致，这样既能丰富课内知识，又能激起学生的阅读兴趣，而且便于开展有针对性的比较阅读。如在教学古诗《闻官军收河南河北》一文时，又拓展学习《春望》，通过一喜一悲，感受到在国家危难之时，这位爱国诗人即使对着春日的花鸟也会心痛得流泪，而听到收复失地时，则“喜欲狂”。立体地领会诗人杜甫爱国之情。

但是，在选择拓展性材料时，应限定阅读材料的数量，必须为完成课内阅读教学任务服务，既不必矫揉作秀，为拓展而拓展，作应景式的点缀，也无须随意加大阅读剂量。设定课外阅读材料的数量应依据教学时间、教学任务、所教年级、不同学生的阅读能力因人而宜、量人对材料选择。

三、阅读教学中拓展性材料的运用 1.把握时机

拓展性阅读作为课内教材的补充、延伸，我们可以根据课文的内容、类型及教学的需要，把它安排在不同的时段。为此，我们从课前拓展性阅读、课中拓展性阅读、课后拓展性阅读三个角度来谈谈其具体操作。

（1）课前拓展性阅读

课前拓展的主要目的是让学生了解课文的写作背景、与课文相关的知识，激发学生学习本课的兴趣，为学生学习本课储备能量。如，我在上《春天的雨点》一课之前，先引导学生学习《选学读本》中的散文《春雨》，跟作者一起“听雨、看雨、品雨”，充分领略春雨的“声美、形美、味美”。然后我出示课题《春天的雨点》，对同学们说：“下面我们又要来学习一篇写春雨的文章，请大家读一读，想想这两篇文章有什么相同和不同之处？”这样一来，学生对要学的课文充满了兴趣，并且通过比较学习，很快地把握住了课文“以物喻人” 的写作特点。散文《春雨》中的春雨之美与课文《春天的雨点》中教师的师德之美和谐地结合在一起，使学生更好地领会了文章的中心思想，受到了一次美的熏陶。

（2）课中拓展性阅读

阅读教学过程中，学生往往会遇到难点、疑点，这时利用拓展材料就能够很好地帮助学生自主学习，做到“无师自通”。如《我的伯父鲁迅先生》一课，学生对于“四周围黑洞洞的，还不容易碰壁吗？”这句话难以理解。这时，教师把鲁迅及革命志士遭到反动派迫害的事例分发给学生，让同学们通过阅读拓展材料，谈谈对这句话的理解。这时，不待老师讲，学生已经能够准确地理解句子含义了。又如《狼牙山五壮士》一文，第二段主要讲了五位壮士在狼牙山上与敌人进行战斗的场面，课文写得比较简略。教学过程中，我为学生提供了阅读拓展材料《舍身跳崖惊敌胆——狼牙山五壮士》，里面具体描写了五壮士英勇斗敌的壮烈场面。两部分内容对照朗读，使学生进一步体会到了五位壮士的英雄气概。

（3）课后拓展性阅读

课文学完之后，学生可能意犹未尽，教师可以向学生推荐与本文相关的课外读物，激发学生的阅读兴趣，既加深对课文的理解，又能够扩大视野。如学了《草船借箭》之后，向学生推荐少儿版《三国演义》，学了《在大熊猫的故乡》，让学生读读《大熊猫为什么爱吃竹叶？》，学了《黄继光》，让学生读读诗歌《永恒――献给黄继光》，从后人对黄继光的赞美之中进一步体会英雄高尚的品质和伟大的壮举。

2.呈现方式