新型玻璃课件范文

时间:2023-11-12 22:52:35

新型玻璃课件

新型玻璃课件篇1

能不能利用制备玻璃纤维的热塑性成型法来制备金属玻璃纤维是目前大家关心的问题。国内外科学家在这方面做过很多尝试,但始终没有成功。其主要原因在于金属玻璃的过冷液相区没有普通玻璃的宽,其黏度随温度的变化速率极快,而且金属玻璃在过冷液相区很容易被氧化。所以制备玻璃纤维的热塑性成型条件很难控制。

汪卫华课题组通过给金属玻璃预加一定的力,当金属玻璃被加热到过冷液相区的时候,其黏度会下降。当黏度下降到无法承受所施加的外力的时候,金属玻璃棒将进行超塑性变形,从而形成金属玻璃纤维。该方法可以制备出了一系列表面光滑度极高,尺寸均匀而且横截面圆整度高的微纳米尺度不同体系的金属玻璃纤维。获得的金属玻璃纤维尺寸从纳米到微米可控,所跨越的尺度范围是70纳米到数百微米。进一步的性能研究发现,金属玻璃纤维不仅具备金属玻璃的优异力学和功能特性,而且还克服了金属玻璃脆性这一限制其应用的致命缺点,如金属玻璃纤维柔韧性很好,可进行编织。由此可以预计金属玻璃纤维将在微纳机电系统、复合材料、功能织物、传感器等领域有广泛的应用。此外,当金属玻璃的尺寸小于这些特征尺寸的时候,其物理行为将跟宏观尺度金属玻璃的物理、力学行为大相径庭。这些表面光滑、尺寸可控、均匀和高圆整度横截面的微纳金属玻璃纤维是研究金属玻璃力学性能,形变机制以及玻璃转变等非晶物理中基本问题的模型材料。

――Scott

金属-绝缘体-金属的进展会改变现代电子技术

俄勒冈州立大学(OSU)的研究者开发了一种高性能的金属一绝缘体一金属二极管,其可能会成为新电子技术的基础。“之前,用其他材料制造的二极管,产量和性能都很差”,OSU化学系的Douglas Keszler表示,“但这次的成果是制造电子产品的基础方法的革新,相比于传统方法,它高速、产量大且低价,是消除对目前电子器件电流速度限制的最好办法。”

传统的硅基电子器件同控制电流的晶体管一起工作。尽管速度快且价格较低,但是电子在这些设备中的移动仍然受到限制。相比之下,金属绝缘物一金属,或是MIM二极管能以一种不同的基础方法来实现新的功能。在这个系统中,器件就像三明治,绝缘体被两层金属夹在中间。当器件工作的时候,电子不必穿越绝缘体,它会同时出现在两面金属上。

这种器件能用许多便宜和易于获得的材料来实现,如铜、镍或是铝。“它更简单,便宜且易于生产,”Keszler教授这样表示。OSU的二极管是在相对低的温度下构建的,它使用的技术能在很大面积的基底上生产器件。想了解更多的信息,请登录http://oregonstate.edu/ua,nCS/archives/2010/0ct/advance-could-change-modem-electronics.

新型玻璃课件篇2

1创设情境,激发学生学习兴趣

教育家孔子说过:“知之者,不如好之者”,我认为“好学”对教育非常重要。20世纪初的很多权威学者也说过:兴趣是个水闸门;兴趣是教育过程必须借助的“保险丝”;兴趣是儿童成长的“指示器”。可见,培养兴趣是多么的重要!

引发兴趣的手段是多方面的,可以通过教师语言进行描绘、叙述创设情境;也可以通过教学硬件让学生欣赏画面创设情境;还可以通过角色扮演让学生直观想象创设情境等。如:我讲《林海》一课。我上课出示课件展示大海的画面,请学生说出大海的特点。然后,接着展示大兴安岭林海的画面,请同学简单概括出林海的特点:一望无边、满眼绿色,林木随着山势起伏如波浪,使学生感受到林海与大海的共同特点。通过提问学生:“你们看过大海,想不想去看林海呢?林海的景色是怎样的呢?”这时,同学们争先恐后地回答:“我要去!”;“我想看林海”;“我已经去过了”等等。顿时,课堂的气氛一下活跃起来。于是通过创设这个情境把孩子们的兴趣引到了课堂上来,使孩子产生了观察林海、探究林海的欲望。孩子有了兴趣入了情境才有了学习的欲望,他们就能达到学习的目的。

2相互交流,营造和谐课堂气氛

长期以来,课堂教学表现为教师的权威高于一切,对学生要求太严太死,课堂气氛死气沉沉,缺乏生命活力,致使学生依赖性强,学习效益低下,所以师生之间相互交流,营造和谐的课堂气氛是每一个教师最起码应该做到的。它可有效地激发学生的内在情感和动机,协调师生之间的关系,形成强大的合力,对学生起潜移默化的导向和促进作用。教师要巧妙利用课堂上随机出现的情境变化,注重学生的情感交流,以参与者、合作者的身份用平等的态度对待学生,相信学生,适时调整活动内容与教学策略。

教师在教学过程中,要了解学生不同层次的需要,了解他们的愿望、意见、追求。学生的需要就是教师的需要。只有把情感因素与教学内容结合起来,才能使学生在愉快的氛围中接受教育,愿意学习。因此教师要根据学生的心理及时把教师的教育任务和教育设想整合进去。另外,教师说话态度要和蔼,声音要动听,给孩子亲切感。只有这样才能最大限度激发学生自己见解的欲望,努力创设和谐向上的课堂环境。

3挖掘潜力,留给学生学习空间

教师在课堂上应给学生自由支配、自由发挥的空间,还给学生学习的主动权。要给学生学习的空间,必须尊重学生,相信学生,充分发挥学生的学习潜力,让学生主动地获取知识,参与学习的全过程。教师可以放手让学生根据问题,有目的收集信息,分析信息,探究问题,合作交流,提出自己的观点,达到理解、解决问题。如:我在《新型玻璃》这一课,首先给孩子自主学习的空间。让孩子初读课文,了解新型玻璃的名称、特点、作用。并让学生填写表格的名称,写出特点作用等,充分调动学生自主学习的积极性,发挥学生的主观能动性。

学生通过自学很快就填写出了夹丝网防盗玻璃、夹丝玻璃、变色玻璃、吸热玻璃、吃音玻璃及它们的特点、作用。可见,孩子已经对课文有了深刻的了解。那么可想而知,孩子自己能学懂的知识,老师为什么要包办代替呢?因此给孩子自主学习的空间是非常必要的。其次,给孩子合作、探究的空间。我利用孩子争强好胜的心理特点,开展小组合作学习竞赛;先引导学生读懂第一自然段,悟出这一段先写特点,后写作用的写法,在发挥小组合作的优势,启发他们举一反三,读悟二至五自然段,用简单词语概括其特点作用,填写表格。同时我又放手让孩子以推销员、顾客的身份,用买卖对话形式来推荐,介绍新型玻璃的特点、作用。以加深学生的理解。这时,同学们各个兴致勃勃,纷纷上台表演,有的演顾客,有的演推销员。“我是夹丝玻璃厂的推销员,我们厂家最新研制了一种新型玻璃,名字叫夹丝玻璃……”课堂气氛达到了高潮。在这个过程中,孩子的口头表达能力,语言交际能力得到了锻炼和提高。接着用“展销会”的形式,启发、鼓励学生走出课堂,深入社会,观察、发现我们周围生活中类似于“新型玻璃”的科技新产品,再运用课文中学到的语言表达方法去写这些方面的产品,介绍科学知识;即兴交流,教师随即点评。最后,要给学生想象、创造的空间。进一步鼓励学生走向社会,想一想,看一看,我们周围的生活中还需要什么样的新型玻璃,开展“争当小小设计师”的评比活动。让学生结合生活所需,设计出了“不沾油玻璃”、“吸尘玻璃”等,培养了学生的创新意识,使课堂知识延伸到了课外,增强了语文的实践性。

新型玻璃课件篇3

吴昊,作为中国先锋玻璃艺术家,他不仅让玻璃的色彩更为千变万幻,

还将玻璃艺术延伸至架上雕塑、玻璃绘画以及雕塑装置,若想了解这“想象之外”的玻璃艺术,

就需感触吴昊在其中透露的生活线索。

反视觉

“合理”与“干涉”看似冲突,

却有些许的挣扎和迎合

玻璃在我们认知范围中,它或许只是一杯一皿、一扇窗,非常日常,但是在玻璃艺术家吴昊的手中,玻璃脱离了日常,它可以延伸至架上雕塑、玻璃绘画以及雕塑装置,吴昊说正由于玻璃这个材料“太好看了”!玻璃本身的材料特质就具备了折光、反射、镜面等,所以具有很强的视觉欺骗,大众自然会将玻璃制品与尊贵、华丽和高档划上等号,或许这就是它本身局限的地方。而尽可能地把它做得“不好看”,便成了吴昊如今比较注意的方向,作为材料而言它的可能性还有太多,无论从材料的的本身入手,还是通过不同的工艺手段整合制作,或者观念的表达需求等。吴昊认为自己与玻璃之间的关系是 “合理干涉”,他说道:“生活中的经历与感受,触发在某个时段、某个瞬间或某个特定的状态都会引起我的疑问与思考,并且用以警示自身的生活现状。‘合理’与‘干涉’看似冲突,却有些许的挣扎和迎合。”

玻璃艺术在国内还算一门新兴的专业,但也是由于新,让吴昊拥有了更广阔的发挥空间。吴昊是在2011年上海大学美术学院的一次专业选修课上第一次接触到玻璃艺术,当时的授课老师,上海大学美术学院玻璃工作室主任,英国伍尔弗汉顿大学荣誉教授,也是吴昊后来的研究生导师―庄小蔚教授,庄教授在2000年留英归国后,创立了上海大学美术学院玻璃工作室,作为国内玻璃艺术领域运动的发起者,他也一直致力于推广学院玻璃艺术。庄教授对吴昊艺术学习上的帮助很大。刚开始吴昊对于玻璃的理解仅仅是单一材料的运用,但深入接触下去感觉挺特别的,它同时具有坚硬和脆弱这两个对立的特性。随着课程的结束,有关于玻璃艺术的学习也跟着渐渐淡出。2012年,看到上海大学美术学院关于毕业生直研报名的信息,抱着试一试的心态选择了玻璃艺术专业,理由也很单纯直接,这是一个相比其他艺术专业在国内起步比较晚的学科,还有很多可能性可以去尝试,至少三年里不会觉得无聊。

真实痕迹

许多创作灵感都源于我的生活

吴昊说“许多创作灵感都源于我的生活”,在他眼中,生活是每个人最基本的需求,而艺术则是生活中那些有趣的痕迹。吴昊很喜欢杜尚的一句话:“我最好的艺术作品就是我的生活”。生活中注重体验感受,艺术亦是如此,生活中的点滴瞬间往往会让我们惊喜连连。也没有刻意的去观察,好奇促使着自己多想一点多看一点,虽然吴昊读的是玻璃艺术专业,但对于其他艺术形式也很感兴趣,像机械装置,影像摄影,行为艺术等;关于其他非艺术领域也是如此,“这大概是受了孙原和彭禹的影响,艺术做出来觉得好玩有意思就够了,能和观众发生点情绪上的互动那就更好了”。

从无到有,艺术家都需要经历不同的“煎熬”,吴昊坦诚地说:“灵感的形成到创作的落实过程其实挺枯燥的,完全靠着自己的兴趣使然,在旁人看来可能是在做些无意义的事。从画草图到设计,翻查资料,摘抄;再反驳不断深究,往往前期会花去许多的时间做大量的书面工作,真的开始着手制作反而比较快。”吴昊还特别强调“在创作过程中,观念形成的初衷是一直需要贯彻实行下去的,这点上我非常重视,相对的工艺技法在创作中开始变得不那么苛求,恰到好处地表达所表达,呈现所呈现就好。我更倾向于适合那件作品特定调性的表现形式。”在创作玻璃艺术品时,技术上最大的难度则是“容易顾虑太多”,这或许是许多创作者都有的共同问题,越少的顾虑做起来就越轻松。也正是这种轻松的心态,让吴昊在我们眼前“扔下一颗绚烂无比的炸弹”。

艺术玻璃制作方法有很多种,其中包括铸造、吹制、灯工、研磨等,吴昊比较常用的是铸造玻璃,在高温烧制过程中一般需要一周左右的时间,颜色的流动在炉子内是不可控的,随着经验的积累,它的随机性被控制在一定的范围内。吴昊将“每次开窑拆开磨具看到烧制完成的玻璃心情”比喻为“像拆圣诞节礼物”。玻璃中关于颜色的使用有过一句有趣的话,叫做:造型复杂颜色少,造型简单颜色多(不超过3个色系)。类似的条文确实使吴昊少走很多弯路,但在2015年,吴昊尝试创作了《我要在你平凡无奇的世界里,扔下一颗绚烂无比的炸弹》这件作品,一件玻璃作品上同时出现6-7种色系,通过后期冷加工粘合,做了一颗七彩炸弹,听起来应该是个很花哨的作品,但实际上它看起来很安静。

观念传达

淡化材料及工艺的“侵略性”

吴昊会将更多元的工艺技术与玻璃艺术相结合互补,它可以激发材料本身的特性。相比传统的玻璃工艺,更多的是探讨观念表达如何在玻璃艺术中呈现。那如何解决玻璃艺术中的观念传达,或试图通过工艺手段的配合在创作中更为恰当地将它呈现出来?吴昊说“这是一个出发点的问题,在创作前容易先入为主地‘规定’怎样去表现玻璃材质的特性,把它发挥到最大,甚至无限可能;观念的传达往往被雪藏得很‘深’。我开始注意淡化材料及工艺的‘侵略性’,使观念思想支配整个创作,无论从开始的灵感、前期的设计思考、创作的准备工作;到后期的作品成型加工,无时无刻不在提醒自己,出发点的定位最为关键。”

面对商业这个问题,吴昊觉得有点“血腥”,要具备商业性,就意味着需要去迎合市场或者迎合个体,这对于艺术家来说是很有压力的。艺术家都比较自我。而吴昊所认为的艺术是更多感性层面的释放,如同音乐用声音感染人,舞蹈用肢体感染人,吴昊也试图用作品感染人。当然,有许多商业与艺术相结合的项目也非常成功,但非个人行为,这里的个人行为指的是艺术家本身所传达的艺术理念,它并不是盲目地顺应市场,而是独立存在的,并在某个时刻能够“引领”大众审美。吴昊感叹道“艺术家最迷人的地方就是很自由,属于小众群体,很多时候不会被看见或知道。坚守下去的原因还是热爱,喜爱一件事就不会去追寻回报多少而决定该不该做,这些想法是很奢侈的,同时也是极其宝贵的。”

2016年初,吴昊和几个同校的博士硕士因为一个艺术介入乡村的大地艺术项目共事,有趣的是他们都是“城里人”,对于乡村文化了解甚少,在实地创作过程中得到的体验与经验挺特殊的,很上瘾。完成第一件大地作品《土地重释》后,他们成立了艺术小组―尚形艺社。艺术介入村庄,将乡村文化、乡土记忆通过艺术传播给更多人。这些“饭后甜点”时不时在身体里注入无限的活力,与其说是坚守,倒不如顺其自然地去完成每一件自己觉得有意义的事儿就好。吴昊工作室2017年初将在嘉定落成,此处,将会继续绽放着艺术家吴昊的多彩迷离之光。

图1. 吴昊2015年11月个展

图2.《链接Ⅰ》

H39×24×12cm 2013

铸造,切割,酸处理抛光

图3.《不安静城市》

33×23cm 2014

镶嵌玻璃

图4.《不安静城市》

33×23cm 2014

镶嵌玻璃

图5.《Brighton之歌》

35×22cm 2014

新型玻璃课件篇4

“冰美人”的水晶饰品店在台州商业中心开了起来,独特的设计、精湛的工艺吸引了年轻时尚人群,从而让更多的人了解到传统手工技艺,并感受到玻璃艺术的魅力。

来自法国的尊贵

俗话说美人如玉,如果那位美人冰清玉洁、晶莹剔透,那绝对称得E美人中的极品。

玉石中水头丰富的冰种或玻璃种首饰,质地非常透明,给人以冰一样的感觉,清爽之中,有着一丝朦胧的清凉之美。炎热夏天,戴上一件似冰如水的首饰,让你通身舒爽、冰彻心扉。

在吴子熊玻璃艺术馆,邂逅“冰美人”――美丽的水晶玻璃饰品,感受到它精巧无比的造型、晶莹剔透的品质。

据玻璃馆馆长吴刚介绍,“冰美人”饰品源自遥远的法国,最初注册品牌叫“碧玺”,在高贵妩媚、璀璨生辉的背后,还和法兰西第一帝国皇帝拿破仑有关。

十年征战,所向披靡,缔造帝国。月圆之夜,雄才大略的拿破仑顺利加冕法国皇帝。烽火弥漫的岁月已经成为过去,金碧辉煌的宫殿就在眼前。这一切,都比不上他挚爱的夫人约瑟芬。

拿什么来感激你,我的爱人?为你戴上珍贵的首饰吧为你浇灌芬芳的香水吧顿时,娇美的形象熠熠生辉,宏伟的宫殿满室清香,盛装的夫人高贵妩媚。约瑟芬充满柔情地问:“陛下,是什么让我如此心动?”拿破仑充满爱恋地回答:“Oh,BC,ice,beauty……(意为:噢不管它,冰美人……)”

经典的一幕就此定格,这个故事流传开后,就变成了“噢碧玺”从此,英雄、美人、香水、饰品的绝好搭配,成为法兰西永久的美好记忆。

“碧玺”品牌(法文:B&C Pans)系列的饰品、香水,也成了法国、欧洲乃至世界的著名品牌。

时光流转,200多年弹指一挥。远离了当年烽火岁月,远离了当年沙场金戈,人喊马嘶、兵器撞击的声音沉淀下来,成就了“碧玺”冰美人高贵的品质、典雅的气度,佩戴这种饰品,谈笑之间,尽显雍容气度。

现在,“碧玺”冰美人远涉关山,从遥远的欧洲大陆来到滨海台州,飞入寻常百姓家,让普通市民也能感受尊贵的品质。

“冰美人”水晶玻璃饰品,形貌观感似冰晶,清亮似水,给人以冰清玉莹的感觉,敲击玉体音呈金属脆声。看上去也有玻璃那种纯净透明的品质,但它有三分温润,七分冰冷,透明中有一种冰质感。

“我会让‘冰美人’扎根台州,泽被江浙,辐射全国。”吴刚说,对于这位闻名全国的工艺美术大师来说,这将是他的又一得意之作。不同的是,这次他不是用手雕刻,而是用智慧在铺展、琢磨。

玻雕世界的名片

吴子熊玻璃艺术馆,在玻璃雕刻艺术领域独树一帜。在浙江台州,走进著名的吴子熊玻璃艺术馆,仿佛走进了一个晶莹玲珑的透明王国,数千件玻璃、水晶雕刻精品,至清、至纯、至精,明澈美丽,心灵在瞬间澄明透亮起来。

吴子熊玻璃艺术馆是我国第一家玻璃雕刻艺术馆,整个艺术馆分上下两层,建筑面积约7000平方米,堪称目前亚洲最大的玻璃艺术馆。作为一家专业性极强的艺术馆,新馆充分在玻璃这一特色上做文章、下功夫,不仅上安彩色玻璃天花板、中用玻璃雕花隔屏,还以各类玻璃器皿、玻璃屏风、玻璃工艺品为点缀,使观众仿佛置身玻璃的世界,给人留下深刻的印象。同时,馆里按照实际情况,根据各类观众的不同需求和欣赏特点,对展品进行了分类:如中国馆就主要介绍中国从古至今的各种玻璃艺术品;国际馆专门介绍西方各类优秀玻璃制品及国外的玻璃艺术馆;水晶馆内,各种精雕细刻的水晶工艺品晶莹剔透、使人眼前一亮;器皿馆中,造型独特、色彩各异的欣赏型、实用型器物吸引了观众的眼球……馆内采用实物和图片相结合的形式,把丰富的资料展现在游客面前,使人既欣赏到各种美轮美奂的玻璃艺术品,又上了一堂生动的玻璃知识专业课。

凭借一双灵巧的手,从中国走向世界:三赴美国,七渡日本,出访德国、澳大利亚、法国、意大利、新加坡等十几个国家和地区,吴子熊用其精湛的技艺雕刻出了一件件精美绝伦的玻璃艺术品,并被誉为民间外交家,曾多次受到党和国家领导人的赞誉。

新型玻璃课件篇5

【关键词】高职院校;建筑材料;教学方法

《建筑材料》是高职院校建筑系各专业的基础学科,一般安排在大一上学期,目的在于让学生对建筑行业所涉及的专业轮廓有初步的认识,并为大二的专业课程如建筑结构、构造、施工技术等课程的学习打下坚实的基础。对高职院校而言,重实践重应用重技能的教学理念决定了本课程的重点是熟悉各种建筑材料的性质,掌握材料在行业中的具体应用,如有条件可以进一步深入学习各种材料在构建成建筑实物各环节中的施工工艺。

但是,在目前高职院校本课程的教学中,普遍存在的问题是脱离实际工程环境,仅围绕一本教材、一块黑板、一只粉笔授课的教学模式已经远远不能满足行业对毕业生的技能需求。归纳存在的问题以及提出的解决方法如下:

一、教材本身存在结构问题

目前主流的材料教材一般都是以水泥、建筑石膏、石材、金属材料、混凝土、砂浆、防水材料、涂料、墙体材料等各种不同的材料来分章节,针对每一种材料进行详细的阐述。但是如此划分章节,本来作为构成同一建筑实体的各种材料之间就完全失去了联系。比如针对墙体来说,结构所用的混凝土涉及到了水泥,里面的钢筋属于金属材料,墙体的饰面又用到了石灰以及各类砂浆,由此可见,仅墙体一部分建筑结构便涉及了多种材料,而且每种材料之间存在着密切的工艺先后关系,如果教材能够以建筑的各个结构来划分章节,如分为基础材料、墙体材料、屋面材料、楼梯材料、楼地面材料等章节,便可在学习建筑材料的同时,也学习了建筑的结构组成和各种材料之间的工艺先后关系,为大二的《建筑施工技术》以及《建筑构造》奠定了基础,更有利于学生把知识融会贯通、化零为整。

二、教材内容理论篇幅过大

该缺点是与高职院校的教学目标相悖的,高职院校的学生基础学科知识稍差,教材中理论篇幅所涉及的物理和化学知识会使高中知识较为薄弱的学生对该课程丧失信心和兴趣,学习便成了被动的强制教学,其效果必然大打折扣。如在水泥章节中,过多篇幅用于阐述水泥的水化反应,涉及到了多个复杂的化学反应式;又如水泥石的腐蚀类型,也有较多篇幅用于阐述化学反应原理,这都是与实践相脱离的,解决方法便是用案例来解释原理与现象,使教学贴近实践。

三、教材内容相对滞后

随着建筑领域科技的进步,越来越多的新材料、新工艺、新技术在工程实践中得到应用,而教材的发展却停滞不前。有很多版本教材中所介绍的材料以及工艺在现代的建筑技术中已经很少使用。比如墙体材料章节中的烧结普通砖,限于其较小的比强度与对环境的破坏,在现代工程中以经较少使用,并逐步被新型墙体材料如空心砖、砌块等所取代;又如建筑玻璃的加工工艺,目前国内主流的生产线都采用浮法工艺,便可舍去其他工艺类型,突出浮法工艺;另外,目前尚无教材对国内新建的知名建筑所涉及的新材料进行介绍,如为“鸟巢”专门研发的Q460E钢材,“水立方”所采用的超高比强度的ETFE材料(乙烯-四氟乙烯共聚物) ,上海中心大厦外幕墙采用的高强度夹层钢化玻璃,教材可以单独设一章节,针对国内流行的新型材料做较为系统的讲解。

四、课堂缺乏实践教学

根据高职院校的人才培养方案,工程实践是根本。但目前高职院校所采用的材料课程教学,普遍都是限定在教室,课本,黑板之间。如果能将材料专业的一些工程视频、工艺介绍视频引入课堂,必定能够大幅增强学习效果。目前来说比较好的教学资源如央视纪录片《超级工程》,里面涉及了上海中心大厦、北京地铁、珠港澳大桥等国内在建的超大型工程,纪录片从工程的建设背景、 工程中遇到的关键技术难题以及解决方案等各方面详细的做了报道。其中很多篇幅涉及了建筑材料的性质及其使用,这些国内乃至国际上最前沿最高端的材料知识一定会为课堂增色;另外可与当地的建材市场签订人才交流协议,辅助学校的教学,把课堂从教室搬到建材市场的第一现场,让学生“听―看―想”结合,加深同学对于课堂所讲授知识的印记。

五、课堂中增加实验以及实物展示

建筑材料课程中还涉及了多种材料实验,如砂浆的稠度实验、混凝土的配合比设计实验以及沥青的延度试验。但是目前某些院校材料课程中并没有安排实验或实验课时所占比例过少,如64学时的课程中只有4至6个学时为实验学时。而实验过程中的动手操作以及实验真实效果是传统讲授方式或视频教学方式所不能比拟的。对于一些小型试验可不必安排专门的实验课堂,如石灰和水泥的水化硬化反应,可携带少量试样在教室中进行现场试验;此外对于一些便于携带的建筑材料,如多孔砖和空心砖、小型混凝土空心砌块、釉面砖、钢化玻璃等可以带至课堂中进行实物展示,现场对材料的区分及鉴别方法进行讲授。如有条件,学校可以设置专门的模型房用于材料的展示教学。

六、挖掘学生的主观能动性,使其参与材料课程的教学

传统的授课方式一般是以教师为中心的讲授为主,让学生参与课堂的理念已经广为人知,但能让学生真正做课堂主角的措施和方法却并不多见。可以将班级依据课程章节进行分组,每组负责一章节的知识拓展以及材料实物的收集及课堂展示。以玻璃为例,知识拓展主要包括目前建筑行业中玻璃的新类型和新工艺,并搜集关于玻璃的工程案例,把贴近行业最前沿的新鲜知识带入课堂;其次就是对于各种玻璃类型实物的收集及展示,如玻璃按功能分类中安全玻璃包括的钢化玻璃、夹丝玻璃和夹层玻璃,节能玻璃中的热反射玻璃及中空玻璃,如能将各种类型实物带入课堂进行现场展示教学,课堂的互动性和灵活性将会大幅提升。

七、加强学生自主学习能力的培养

古人云:“授人鱼不如授人渔”,不只是针对建筑材料学科的教学,任何课程的教学方法中对于学生自主学习能力的培养都应是教学目标的重头戏。高职院校的学生普遍自主学习能力偏低,学习方法大多沿袭于高中,也存在很多问题。作为高职院校的教师,不但要把专业知识教给学生,更要为学生一生打算,将好的学习方法教会学生,把一些不良的学习习惯摒弃,从根本上提升学生的学习能力。

以上从七个方面提出了《建筑材料》主流教材和教学方法中所存在的问题并根据高职院校的办学理念和教学特点提出了解决的方法和措施。归纳来讲在教材的选取和参考方面应重应用、轻理论,以工程实践为依托,将各种材料的性质及应用牢固掌握,如有条件则可深入学习材料的施工工艺;在授课方面应采用多媒体教学(图片、工程动画、纪录片等)、实物展示、课堂小试验、实验室教学、学生互动参与等多花样的教学方法来提高同学的兴趣以达到教学目的;在培养学生能力方面不仅要传授专业知识更要提高学生的自主学习能力,为学生毕业后的工作培养良好的学习习惯。

参考文献:

[1] 平旭.高校德育与创新人才的培养[N]. 光明日报,2007-03-26.

[2] 李玲. 高职校企合作教育面临的问题及对策[J]. 高教研究,2006,3

新型玻璃课件篇6

关键词:数学建模思想;高等数学;教学法

数学建模是将实际问题通过数学模型的方式展现出来,并通过计算结果将实际问题解释清楚的一种教学方法。采用数学建模的方法,能够将许多复杂的数学问题简单化,尤其是在高等数学的教学中,诸如数学公式定理中的极限、微积分等问题,常常需要运用到数学建模的方法,才能够有效解决其中的一些复杂的数学问题。因此,在高等数学教学中,需要注重数学建模思想的融入,提高解决数学问题的效率。

一、高等数学教学中存在的问题分析

(一)教学观念落后数学是一门逻辑性很强的学科,在解题时一环扣一环,一个环节出错,后面就会跟着错。所以,在高等数学的教学中,教师比较注重培养学生的逻辑性思维,训练学生的计算能力,从而忽视了课堂气氛、学生学习兴趣、课堂开篇导入等问题。比如,在学习导数时,教师通常是直接将导数的定义提出来,没有任何的问题导入,这让学生感到十分迷茫。在概念讲述完毕后,学生会觉得这个知识点太过抽象,无法解决实际问题。另一方面,高等数学的许多知识本身比较复杂,加上教学方式比较枯燥,学生无法提起学习的兴趣,最后导致学生步入社会后也无法运用所学知识去解决实际的数学问题。(二)教学内容落后每所高等院校的大部分专业都设有高等数学这门基础课程,教学中所使用的教材通常是使用已久的老教材,其内容没有及时的更新,也不太注重对知识的应用。比如,高等数学中的极限,其解题方法大概有16种包括洛换元法、泰勒公式、等比等差数列公式的应用等等。而每一种方法都需要花费一定的时间来讲解和学习,同时还需要学生在课后加强练习,这给学生带来了很大的思想负担和学习压力。但是,这些方法在解决实际问题时用处并不大,如果将MATLAB等数学软件应用到教学中来,就可以通过数学建模的形式,让学生在计算机上动手操作,从而提升学生解决实际问题的能力。(三)教学方法落后数学不同于其他学科,在教学时教师需要一边讲解一边分步骤分析、演算,而这个过程中使用到的工具基本就是粉笔和黑板。这样的教学方式往往会使学生习惯于听,而不会主动去思考,也无法将学生的精力集中起来。并且,课堂上少了师生间的互动,学生很难得到锻炼。而按照概念——定理——例题的讲授形式,学生的思维也会被局限,从而抑制了其创新能力的发展。如果能够在课堂上加入一些新颖的教学工具和方法,如多媒体、数学软件、数学建模等,课堂氛围将得到很大程度的改善。多媒体教学能够激发学生的学习兴趣,数学软件能够吸引学生的注意力,而数学建模不仅能够发动学生积极、主动思考的精神,还能够提升学生分析问题和解决问题的能力。

二、融入数学建模思想的高等数学教学法

(一)在应用性例题中使用数学建模的方法以数学建模解决函数问题为例,东北地区冬天温度能够低于零下20℃,为了保暖,窗户需要选用双层玻璃,要求研究双层玻璃的功效。首先,我们建立数学模型,在模型建立前需要对一些条件进行假设:第一是要假设不存在室内外的空气对流;第二要假设两个温度,室内温度T1和室外温度T2,并且这两个值均为常数;最后需要假设玻璃的热传导系数K1也为常数。在满足这些条件的情况下,建立数学模型如下:设空气的热传导系数为K2,热量为Q,而Q表示单位时间通过单位面积由温度高的一侧流向温度低的一侧的热量,需要运用到热传导的公式Q=KTld,其中l和d表示距离。而在实际生活中,双层玻璃的应用除了要考虑其保暖功效外,还要考虑房屋建筑的美观,所以h的值应该适当的小一些。比如,假设h=2,则l=2d,带入到公式中可得,房屋热量的损失很小,跟单层玻璃比起来,其损失值还不到单层玻璃热量损失的3%。由此可见,双层玻璃窗户的保暖功效比单层玻璃窗户要好得多,所以在寒冷的北方基本采用双层玻璃窗户。(二)通过数学软件来进行数学建模对于一些抽象的知识点,学生的吸收能力往往不太理想,在利用该知识点解决实际问题时,学生会感觉手足无措。这时,如果能利用计算机和数学软件来建立数学模型,那学习就要轻松得多。并且,利用数学软件的方式来教学,可以提高学生的动手能力,帮助学生在实际操作中对所学知识有更加深刻的认识。比如,Mathematica是常用的数学软件,它不仅可以对各种数据进行处理,还能进行编程和作图,利用这款软件来建立数学模型十分有用。(三)结合多媒体技术来辅助数学建模多媒体能够帮助教师更加轻松的教学,帮助学生更好的理解数学模型。因为多媒体能够形象、生动、直观的将数学模型展现出来,学生的注意力能够集中在多媒体屏幕上,因而能够激发学生的学习兴趣,促使学生在学习中积极的去思考。并且,通过多媒体的演示,还能够为课堂提供创设情境,将学生引入到建模问题中来,为解决建模问题而开动脑筋、发散思维。比如,在舰艇的汇合问题中,需要确定护卫舰在搜寻到飞行员后,如何航行才能与母舰回合,这个问题就可以利用多媒体来进行辅助教学。首先,通过多媒体屏幕将需要解决的问题呈现出来,然后将问题提取出来,建立一个实物模型,再将实物模型转化为数学模型,建立一个坐标轴,求这个坐标中的一个点D。护卫舰与母舰汇合的地方就可以看成一个点,而这个点就是D。并且,问题是护卫舰如何才能与母舰汇合,因此,在这其中还涉及到角度的问题。那么,多媒体技术在这时候就能派上用场了,它可以将通常用到的平面图转换成更加的立体图,将模型分解开来,方便教师在上课中对每个部分做详细的讲解,学生也能更直观的理解题意和模型。只要找出坐标和角度,就能确定护卫舰的航行方向,也就知道了它的航行路线,汇合问题也就迎刃而解了。(四)鼓励学生参加数学建模竞赛数学建模竞赛是最能体现学生的数学综合能力的比赛,它不仅能够培养学生的创新意识,还考查了学生利用数学建模方法和计算机技术解决实际问题的能力。所以,教师应该多鼓励学生参加数学建模竞赛,在竞赛的准备过程中,学生需要大量的利用数学建模来解决数学问题,这样能够帮助提升学生的数学综合能力。数学建模竞赛内容就包括了模型的准备、建立、求解、分析和检验等要求。

三、结语

综上所述,数学建模在高等数学中的应用有重要的价值,它不仅能够帮助解决一些复杂的数学问题,还能通过数学建模竞赛、多媒体技术、数学软件等来提升学生的数学综合能力。因此,将数学建模思想融入到高等数学教学中来,对高校的数学教育有着重要的意义。

参考文献:

[1]何正风.浅析融入数学建模思想的高等数学教学[J].数学学习与研究,2015(11).

[2]李薇.在高等数学教学中融入数学建模思想的探索与实践[J].山西煤炭管理干部学院学报,2012(4).

[3]何俊杰,王娟.高等数学教学中融入数学建模思想的研究[J].当代教育理论与实践,2013(12).

新型玻璃课件篇7

关键词:创新人才培养;实验教学;玻璃材料实验;现代教育

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)14-0122-03

一、前言

高等教育主要职能在于人才培养、科学研究和社会服务,其中人才培养是最为核心所在。按照人才培养目标要求培养具有良好人文、科学素质和社会责任感,学科基础扎实,具有自我学习能力、创新精神和创新能力的一流人才。具体包含:得到基础研究和应用研究的训练,具有扎实的基础理论知识和实验技能,动手能力强、综合素质好;掌握科学的思维方法,具备较强的获取知识能力,具有探索精神、创新能力和优秀的科学品质,因此,人才培养终极目标在于创新人才培养。创新人才既要有深厚的理论基础,又要较强的实践能力和创新能力。实践教学可以充分发挥创新型人才培养作用,实验教学的组织形式是相对开放的,学生有一定的自主性,完全可以成为学习的主体。实践教学理论结合实践的桥梁,是培养知识型人才提升为创新人才的重要途径。实验教学不仅能够培养学生动手操作能力,提高运用所学理论知识来分析和解决世纪问题的能力,而且能够培养学生的创新意识、创新思维、创新精神[1]。

本科教育是高等教育的基础,实验教学是本科教育特别是理、工、农、医等学科教育的重要组成部分[2],在培养具有知识、能力、技能等综合素质的创新型人才方面有着理论教学不可替代的作用[3]。实验教学是培养高水平、创新型人才的重要手段,锻炼实验技能,动手能力、创新思维的过程。《玻璃材料实验》是无机非金属材料专业的重要的实验课程,通过实验可以让学生更好地认知和理解玻璃材料理论知识。传统的玻璃材料实验教学过多地强调通过验证性实验来加深学生对理论知识的理解和巩固,忽视了对学生动手能力和创新意识的培养。因此,改革传统的《玻璃材料实验》教学模式与方法,在实验教学中积极启用现代教育理念,深化教育改革,促进创新人才培养,成为时展必然趋势。

二、《玻璃材料实验》传统实验教学不足

1.实验教学时数不足。目前,高校基本沿袭20世纪90年代人才培养理念“厚基础,宽口径”,导致大量基础课占用了实验教学实践,另外教学主管部门、教师和学生在思想上逐步形成“重理论,轻实践”的现象,因此,最终导致实验教学成为“鸡肋”,实验指导教师面对很少的实验课时,即使想引导学生完成一些创新性探索实验,也很难开展和进行相关尝试。

2.实验教学内容陈旧。由于实验教学时数不足的影响,很多实验只能开设最为基础的实验,这些实验都是验证性实验,缺乏设计性、综合性实验内容。另外,实验手段也相对落后,不能反映出当代实验技术的发展。实验教学方法单一。实验课程的设置没有充分考虑学生的不同层次的需求,实验过程变成了老师的“独角戏”,学生只是机械地模仿和复制一遍实验而已。实验结果的评估仅是依靠教师评定为主,依据学生表现、遵章守纪、实验报告撰写规范与否、数据处理得当与否、实验结论正确与否等作为主要评价依据,完全忽视了学生在实验中的主体作用和他们在实验中的思考与探索。

3.实验教学设备陈旧。实验教学是为了学生完成理论知识的认知和理解,需要通过做中的思考、观察中的理解、抽象中的提升,最终实现知识的掌握[4]。实验是通过具体的仪器设备进行系统验证来完成的,学生了解和掌握仪器设备的操作,实验中锻炼学生动手能力和观察能力。仪器设备是支撑整个实验进展的关键所在,科技的进步推动了仪器设备的更新,如果依然采用20世纪90年代以前的仪器设备进相关实验,一是实验效率低下,影响实验进度,二是学生不能接触到先进仪器设备,不了解材料相关性能测试,对于学生感兴趣的性能测量项目不能完成。

4.实验教学场地不足。1999年中国高等学校开始大规模进行扩招,导致高等学校各种教育资源普遍面临不足问题,尤其实验教学是一个体现最为严重的问题,实验教学需要分散化教学、需要保障每个学生具有均等的实验机会,由于实验教学占用场地会相对较大,另外需要相关仪器设备支撑,实验室面积紧张问题不能马上得到缓解。很多高等学校普遍采用多组轮流实验模式,甚至晚上也被排上实验课,即使这样还是不能保障每人一组或小于4人/组的实验,这样就很难保障每个人有实验动手的能力锻炼,出现一个学生“做”,几个学生“观摩”的场景。

二、《玻璃材料实验》教学改革思路

1.提高师生对实验教学的认识。近20年受传统教育模式的影响,“重理论,轻实践”的思想已经在教师和学生中产生根深蒂固的影响,教师不愿承担更多的实验教学任务,学生不爱下实验室做实验,即使进入实验室也是应付的态度,因此造成了高校所培养的人才动手能力普遍下降,在社会上产生不良影响,有的用工单位甚至放弃“本科”而选择“专科”或“职高”。基于目前的现状,作为高校管理者和教师们要发挥实验教学的作用,将实验课的地位逐步提升。只有加强实验课的重视,才能充分发挥实验教学对创新人才培养的促进作用。

2.现代教学模式在实验教学中的应用。在传统实验教学模式中,老师处于主体地位,学生作为被动接受者。实验从讲解到实验操作,都有老师带着学生来完成,学生成为被动接受者。这种教学模式严重束缚了学生主观能动性。需要在尊重学生个性发展的基础上,对传统模式进行全面改革,重视发挥学生的主动性,让学生在实验教学中处于主体地位。这样不仅可以减少老师的工作量,还能有效提高学生的积极性,为培养创新人才创造有利条件[5]。在实验教学过程中充分应用现代教学模式,包括个性化教学模式、讨论学习模式、探究式学习模式。

3.启发式和探究式教学方法的应用。结合实验教学目的和要求,以及学生的实际情况,使用各种方式和方法调动学生的求知欲,发挥其积极性和主动性,引导学生把精力集中到分析问题和解决问题上来。学生在教师的引导下,通过自己或小组探索发现问题、发现规律,从而提高独立解决问题的能力,让学生真正体会到自己是学习的主人。教师在教学过程中不断鼓励学生,使学生建立自信,在遇到困难时给予适当的知识和技能提示和支持,建立师生双方的互信和友情。教师为了完成创新人才培养,教师需要设计一个综合性实验,这个实验仅有目标性描述,没有过程和结果。这样教师的任务就是引导学生去“发现”、”探究”、“解决”,在实验过程中学生必须通过自己的思考,独立研究,运用解决问题的方法,体会实验过程,发现事物内在规律,形成自己的概念。

4.实验教学组织和实施形式的变化。由于《玻璃材料实验》中的认知实验和验证实验让学生自行开展和进行,每个实验均可单个学生独立开展,实验结果需要交实物、照片和实验报告,还有实验感想。对于创新性综合实验而言,一般根据学生特性让他们进行适当组合,动手能力强和理论基础扎实的学生相结合,男生和女生相互结合,形成3~6人的实验小组。传统实验教学是在规定时间内进行的,非规定时间内实验室不开放,现在将实验室进行开放,包括开饭时间甚至晚上和周末时间,实验小组可根据自己的时间来预约实验,根据所拟定实验方案的时间规划,提出相关仪器设备、原材料、其他开展实验的必要物质。在玻璃材料的性能设计方面可使用计算机仿真设计软件,学生可以独立进行上机计算,计算结果可作为实验参考使用,需要经过实验验证。再者,专业实验教学基本落实到教师的科研平台上开展,分担了实验教学场地不足、人员拥挤等问题,同时也克服了基础实验室年均利用率不高的问题。在实验过程中学生可以了解到教师所从事的前沿科学研究内容和高精尖仪器设备使用。

三、《玻璃材料实验》教学改革实践

1.增加实验教学时数。2013年北京工业大学材料学院根据本科毕业生就业情况调研结果,及时推动本科教育改革,决定将本科1~2年级按统一的基础课程进行培养,3~4年级按照专业人才培养,学生按照自己的兴趣和爱好任选金属材料、无机非金属材料、功能材料、资源循环其中的一个教学系,进行继续深造。《玻璃材料实验》是无机非金属材料教学系开设的本科实验课,为了提升了专业实验对创新人才培养的作用,将原来的4课时提高到8课时,理论教学为16课时,专业化理论和实践教学课时比例达到2∶1。为《玻璃材料实验》课程开设内容提供了课时保障,除了可以完成认知实验和验证实验,还可以开展一次综合性实验,见表1,以前课时仅能完成认识实验和验证实验。

2.启用讨论教学模式。综合实验《五彩琉璃饰品制作》是一个比较贴近生活的专业性实验,但是只给出了一个相对比较宽泛的实验命题,没有相关实验原理、实验过程和注意事项的介绍,完全需要发挥实验小组在玻璃材料方面积累的理论知识和先前的认知实验、验证实验的实践。学习小组结合学校数据库资源查阅相关资料和信息,确定技术路线,拟定实施方案,分解实验步骤。小组成员内部需要对上述工作进行论证和讨论,然后与实验指导老师一起再进行实验方案的讨论和审定。指导教师应该根据综合实验中的关键技术难点给予提示和引导,包括采用的成型方法是什么?这是决定整个技术路线的关键。琉璃和玻璃概念与内涵的差别是什么?五彩是个泛数,五彩的实现手段?玻璃着色原理如何运用?不同玻璃熔合在一起膨胀系数和软化点不同会导致什么结果?玻璃成型借助的模具材料选用哪种更合适?玻璃制品退火工艺参数如何制定?玻璃饰品烧结后,表面采用何种处理方法?

在学生实验过程中,教师必须予以必要的启发性指导,在实验结束后对实验报告和结果进行正确性的评价,同时加强小组之间的互评,以及组员之间的相互评价。

3.建立科学合理教学评价。为使《玻璃材料实验》课程获得良好的教学效果,改变原来以实验操作和实验报告为主的传统评价方式,建立学生实验能力的多层次、综合性评价办法,弱化实验报告在评价中的所占比例,这样有利于引导学生综合素质的提高,以及全面衡量学生运用知识和技能的能力。评价标准调整为:平时实验操作和表现占25%,综合实验技术路线和方案占25%,综合实验执行效果占20%,实验报告占10%,实验体会与感想占10%,小组成员评价占10%。实验成绩来自多方面的综合评价,既包括教师的评价,也有来自学生之间的评价,避免了评价的片面性,避免传统的评价注重认真和实验报告撰写规范者得高分现象,通过实验考评方法的变革可以体现出对学生的创新能力关注,可以促进和激发创新型学生的表现。

参考文献:

[1]杨吉民.物理化学实验在成人教育中的教学改革与创新探索[J].中国成人教育,2012,(2):141-142.

[2]黄楷.优化实验教学体系建设,促进创新型人才培养[J].实验室研究与探索,2018,27(9):79-81,98.

[3]李春伟,王桂英.创新型人才培养视角下的包装工程专业实验教学改革[J].中国科技信息,2013,(2):145,168.

[4]吴疆,张攀峰,常樱.现代教育技术教程[M].第3版.北京,人民邮电出版社,2009:22-23.

新型玻璃课件篇8

关键词:铁道车辆;复合新材料;高速动车组

中图分类号:U292文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)09-0009-02

一、新材料概述

随着铁道工业对自重问题重要性的认识提高,材料的开发和应用将有大大增加的趋势。主要新材料类型如下:

(一)复合材料

复合材料(如玻璃纤维/聚酯复合材料)在铁路其他零部件中的应用已被用于制造支承铁道电器系统的跨轨信号架。用复合材料制造跨越四根钢轨的信号架技术已经论证可行,而且与相当的钢结构相比,除耐蚀性好外,还能大大减轻自重。

(二)高分子材料

高分子材料是分子量高达1万至数十万的巨大“高分子”聚合而成的材料,塑料、FRP(纤维增强塑料)、弹性体、橡胶、纤维等都属于高分子材料。高分子材料具有质量轻、强度高、减振、绝缘等特性,故在铁道行业获得广泛应用:塑料、FRP具有质量轻、强度高、绝缘等特性;橡胶具有防振、减振、绝缘等特性。

(三)合成材料

合成材料的主要优越性有:减轻重量、减少车内噪音、提高旅客舒适性、安装费用低、防火性能好。特别是使用合成材料后,车辆的加速和减速都加快,减少了转向架和轨道的磨损,降低了能耗,降低了每旅客公里的运营费用。

二、新材料在铁路客运车辆上的应用

现在铁路运输业新材料应用较多,而且正在不断地扩展其应用范围,下面列举几个应用实例:

(一)复合材料在客车中的使用

车辆质量轻和加工方便的优点,也促进了复合材料在车辆内部的广泛应用。实际上,FRP在Inter City旅客列车上占垒车总重量的8%(3t左右)。一般车辆内部配件最常用的复合材料,是由玻璃纤维和阻燃聚酯树脂构成。窗框、卫生窗、通过台墙板以及通过台开敞车顶端,都成功地用玻璃钢制造过,其加工方法有冷压、喷射和手糊,有采用无规则玻璃毡,也有采用半连续玻璃毡。模压成型工艺所需设备费用较高,适用于大规模生产。座椅骨架常常采用片状模塑材料(SMC)模压加工制造。复合材料还被用于制造铁道车辆用的高比强度的夹层结构板中。这种墙板已在航空工业应用多年,其典型结构是由两层FRP板包覆着泡沫或蜂窝芯构成。随着设计师对轻质车辆的优越性认识的不断提高,这种结构在客车上应用得越来越广泛。意大利的ETR500型列车,再次为这种复合材料在现代高速列车上的应用提供了一个极好的范例。该车所有的内墙板、顶板及行李间全部由夹层板制造。这种夹层板结构包括一个由Airex公司提供的Nomex蜂货车用复合材料。

(二)高分子材料在客车中的使用

高分子自材料除用作机车车辆的承载件、车内装饰件等外,还作为减摩耐磨材料用作磨损件。高分子自材料在机车车辆上的应用实例。高分子自材料本身具备的或通过改性获得的良好耐磨性和自性,使它能够在少油或无油的条件下安全运行,因此,高分子自材料在许多场合下完全能取代金属。高分子自材料在机车车辆上取代金属制作磨耗件取得了较好的效果。

心盘垫。美国用超高分子量聚乙烯制作车辆的摇枕心盘垫。德国规定,货车的心盘垫用尼龙6制作。用塑料制作的整体碗形心盘垫已装用在美国铁路的内燃机车和货车的转向架上。

磨耗板。美国铁路在60年代将尼龙用于导框衬板后,又扩大应用到摇枕磨耗板。美国应用超高分子量聚乙烯制作的车钩钩身托板磨耗板已在货车上运行80万公里,未发生损坏,也不需、维护。

轴承保持架。瑞典SKF公司在客车车辆轴承和机车牵引电机轴承上,采用25%玻璃纤维增强尼龙66制作轴承保持架。德国市郊运输车辆和干线车辆的圆柱滚柱轴承采用尼龙保持架已经过数百万次运用考核,效果令人满意。俄罗斯自1986年在货车轴承上开始装用尼龙保持架,在温升、磨损、可靠性及耐久性等方面进行了长期考验。试验结果表明,这种尼龙保持架在温升、磨损和油脂亲和等方面有优良特性,对提高轴承负荷能力和寿命,特别是作用对延缓轴承事故、保证行车安全具有显著特点。

其他磨耗件。美国芝加哥和西北铁路公司用热塑性塑料制作拉杆村套。这种衬套可用八年。德国规定,各类车辆的车钩导框用尼龙66制作,客车的摇枕横向挡块用尼龙66制作,且使用量都已超过1万件。

(三)合成材料在客车中的使用

利用合成材料来代替传统用材,以求实现机车车辆的轻量化,满足高速列车要求轻、快、稳和安全可靠的要求。

裙板、顶板、墙板和车内隔板。法国双层高速列车TGV2N 采用三聚氰胺树脂代替玻璃钢墙板,重量比玻璃钢更轻而隔热隔声性能和玻璃钢相似。TGV2N 的天花板顶块采用自承式酚醛三聚氟胺制造,每辆车可减轻重量200kg。大西洋TGV的车内与电话间隔板采用聚碳酸醇材料。车体为铝板加玻璃棉。Keller公司为TGV2N 研制的车顶板采用了重量轻、致密、具有优良绝热性能和声学特性的合成材料。这种车顶板集自承载声学特性、热特性、可拆卸性和装饰性于一身,厚度只有大西洋TGV的一半。

裙板要求重量轻、耐腐蚀。德国新型城市间客车和汉堡城市的新型动车、鲁尔工业区的二等大开敞式客车两侧均采用塑料裙板,裙板材料为:聚氯乙烯硬质泡沫塑料芯层和玻璃钢面层。

车窗和车窗玻璃。采用聚碳酸酯板做车窗玻璃材料,热塑性塑料(如ABS树脂)压铸窗框,可收减轻重量、减少维修费用之效。

车门。车门要求重量轻、耐腐蚀、稳定和保养方便。采用玻璃钢能满足这些要求。法国大西洋高速列车TGV~A的内门、行李车车门和厕所门均采用氯磺化聚乙烯制成。

厕所、盥洗室。要求采用尺寸稳定性好、耐腐蚀、易清洗的材料。玻璃钢能满足这些要求。德国联邦铁路新研制的客车卫生间的特点是:易于安装和拆卸,适应不同客车布局需要,节水且便于机械清洗。该卫生间由四部分组成:玻璃纤维增强聚酯壁板,玻璃纤维增强聚酯马桶覆盖层,玻璃纤维增强聚酯盆形地板,塑料贴面壁板。德国联邦铁路的新乘务员车的盥洗室设有玻璃钢马桶。

茶桌、行李柜(架)。法国新的大西洋TGV―A装用一种坚实、轻便的折叠式茶桌。该荼桌由法国Trio―plast公司研制,采用美国杜邦公司的Kevlar复合纤维和浸渗了聚酯树脂的玻璃纤维作增强材料。蜂窝状的聚丙烯为阻燃泡沫填充料。Keviar具有高强度重量比。茶桌厚仅20ram,重量只有铝茶桌的二分之一,但能承受350kg的集中压力。

地板。地板除要求重量轻、阻燃外,还要求耐磨、防滑、耐腐蚀、电绝缘、隔热、隔声。日本在通勤型103、105、201、301系,市郊日本新型地铁车辆的多层地板为铝板夹以聚氨酯泡沫塑料和玻璃纤维。

三、新材料在铁路货运车辆上的应用

(一)复合材料的应用

现在铁道车辆上复合材料的应用,主要局限于机车头部的三维模制外壳及客车内部的一些轻质配件。复合材料之所以在车辆司机室前端外壳上得到了广泛的应用,是因为现代列车外形既要适应空气动力学的要求,又要满足人们的审美需要,这使得车头的三维外形结构非常复杂,用金属制造起来难度较大,而且费用很高。由于复合材料质量轻、耐冲击等优点越来越突出,复合材料的制造能力也逐渐提高,这些都使得FRP在铁道车辆的自支承结构上得到了广泛的应用。

(二)高分子材料的应用

我国的大连内燃机车研究所和大连塑料研究所进行了玻璃纤维增强尼龙塑料保持架的研究,并在轴承试验台上顺利地进行了20余万公里的模拟高速试验。试验结果表明,各项指标均符合设计要求,温升值及其规律均属正常。由于尼龙保持架的成本约为铜保持架的20%,一旦此种保持架获得推广,其经济效益是非常可观的。仅以1000台东风机车的牵引电机小端轴承为倒,其购置费每年可节约50万元。

(三)合成材料的应用

1.走行机构、连续装置磨耗件。摇枕心盘采用超高分子量的聚烯烃塑料,其耐磨性比其他塑料高15倍。比不锈钢高4倍,价格则与钢相当,聚烯烃心盘垫和车钩托板磨耗板已在货车上运行了80万公里,不需、维护,未发生损坏。

2.车头、司机室。机车头部和司机室若采用金属件。曲面加工比较困难。采用易于造型的玻璃纤维增强塑料制造比较合适。日本著名的东北、上越新干线“光号”车前头部分采用FRP制成,其直径由1400mm逐渐缩小到1300mm。

3.轴承保持架。德国E12O型机车牵引电动机的ECP滚柱轴承采用聚酰胺滚柱隔离圈与金属隔离圈相比。因其外形精密度高,弹性、滑动性能好、重量轻,摩擦力小,所以能显著减少滚柱运动的阻力,降低工作温度和材料的消耗。

4.绝缘材料。日本新干线车辆主电动机采用聚酰亚胺作绝缘材料。主电动机在转向架内的安装位置因车辆种类和轮径不同而在尺寸和重量方面均受到严格限制。随着机车车辆的高速化,高调速运转和动力集中化,迫切要求主电动机大功率化和小型轻量化。 采用聚酰亚胺作绝缘材料及该材料系统的绝缘技术,对主电动机的小型轻量化作用极大。东海道新干线MT200型主电动机采用聚酰亚胺作绝缘材料,在相同尺寸和相同重量条件下,功率从185kw 提高到205kw,提高11%。

四、结语

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