第二届新型材料设想论文大赛

最后更新 (1999-11-30 00:00) 作者:人文学院 PDF打印E-mail

 

第二届新型材料设想论文大赛

 

各团委、团总支:

材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息材料能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。新型材料是新近发展或正在发展之中的比传统材料更具优异功能和效能的材料,新型材料是国民经济进一步发展的增长点,对未来文明社会将起到巨大促进作用。为了激发广大学生对各类材料的创新思维,实现我校学生对新型材料的共同探讨,材料学院举办第二届新型材料设想论文大赛。

一、大赛主题

“思考·创新”,注重考察学生的文献检索、思考能力和综合素质。

二、参赛对象与要求

我校正式注册的学生均可参赛

三、论文内容与要求

论文可体现在对新材料的设想或发明,也可是对原材料的改进或创新。论文应重点从科学性、逻辑性及实用性三个方面阐述对新型材料的设想,思路清晰,表达清楚,论文可以无须实验数据支撑,但必须符合逻辑,有理论依据,可以查阅相关文献,在论文的最后写明论文中参考的文献及其页数,论文要求必须原创,如有大面积的抄袭现象,一经发现取消参赛资格,文章字数在5000字以内,特殊情况可适当放宽。在论文的封皮上(详情见附件1)标明参赛者的姓名,所属专业等。论文大赛可以组团参加,最多每组不超过六个人,可以跨专业,也可以寻求指导老师的帮助,作品所属院系以组织者为准。

四、作品上交方式

参赛作品用A4纸打印出来,在汇总表(汇总表见附件2)上统计好论文相关信息,于1119日前以学院、系为单位将汇总表以及参赛作品交至材料学院团委办公室(春晖楼819

联系电话:87936584。联系人:王长瑞 老师。

五、大赛日程安排:

(一)比赛日期

各个院系于1119日前将参赛作品交至材料学院团委办公室,然后进行预赛,材料学院专家审阅选出十份作品进入决赛答辩,决赛答辩时间为11261210

(二)评分细则:100分制

新颖性:40    逻辑性:40分(构思见解)  实用性:20分(市场价值)

(三)评委组

具有副教授以上职称的老师(具体人员待定)

(四)奖励方法

一等奖1项;二等奖2项;三等奖3项;优秀奖若干。颁发荣誉证书。

 

 

 

主办:共青团石家庄铁道大学委员会

承办:材料科学与工程学院团委

20121015   


附件1

第二届新型材料设想论文大赛

申报表

 

 

                                  

 

推荐单位

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件2

第二届新型材料设想论文大赛

参赛作品汇总表

 

学院:              学院联系人:           联系电话:

序号

作品名称

项目负责人

指导

教师

联系

电话

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件:

部分相关资料

“新材料”主要是指那些“新近发展或正在发展之中的具有比传统材料更优异功能和效能的材料”,按传统材料来分,可分为:新型金属材料,陶瓷材料,高分子材料,复合材料。也可分为:信息材料,能源材料,复合材料,超导材料,钠米材料,陶瓷材料和稀土材料。

新材料优异的电学功能,磁学功能,热学功能以及化学功能与生物医学功能,在现代高科技中发挥了并将继续发挥出巨大的作用。例如:人们所熟知的电子材料——半导体材料具有不可替代的电子的功能,在计算机与电子设备中起到主角的作用。其实,电子材料中的磁性材料,封装材料,压电与磁电材料等敏感元件材料,以及液晶显示材料也同样在自己的岗位上“默默地”发挥着作用。

对未来文明社会将起巨大作用的是超导材料,储氢材料,非晶材料,钠米材料,生物材料以及各种先进功能复合材料,这些材料既可是金属材料,也可是陶瓷材料,还可以是高分子材料。

下面举两个新材料的例子:

泡沫金属,是一种多功能复合材料,具有重量轻,透气性好,吸附性强,吸音,隔热,不燃烧,强度高,重复使用好等特性,应用前景广泛,其中已广泛应用的有碱性蓄电池电极(正负)基体的泡沫镍,还有用于汽车以及其它交通运输工具,建筑和民用工业的良好材料的泡沫铝等。

氢是一种热值很高的燃料,怎样将其贮存起来,是个很值得研究的东西方。某些金属具有很强的捕捉氢的能力,反应生成金属氢化物,同时放出热量。其后,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将贮存在其中的氢释放出来,这些会“吸收”氢气的金属称为贮氢合金。

“新型材料”分类探析

人类对材料的认识、制造与应用,经历了从天然材料到合成材料、设计材料的发展过程,当今,新型材料在我们的生活中占据着越来越重要的位置,对科技发展起着巨大的促进作用。“新型材料”分类小结如下:

一、纳米材料

1nm1m的十亿分之一,一个基本的碳纳米管只有1.4nm。因此,科学家又把它们称为“超微粒”材料和21世纪新材料。在纳米尺度上重新认识和改造客观世界,这将会使人类建立一种崭新的思维方式,即人类将利用越来越小、越来越精确的物质和越来越精细的技术生产成品来满足人类更高层次的要求。

1:纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料,纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管,下列说法错误的是( )

A.纳米碳管是一种新型有机化合物。 

B.纳米碳管材料如果完全燃烧,生成物是二氧化碳。

C.纳米碳管材料管道多,表面积大,吸附能力强。

D.纳米碳管在常温下化学性质稳定。

答案:A       

二、硬耐高温材料

高温结构陶瓷是超硬耐高温材料 的典型代表,例如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等。这类陶瓷具有能经受高温,不怕氧化,耐腐蚀,硬度大,耐磨损,密度小等优点,往往还具有声、电、光、热、磁等其它材料无法替代的多方面的特殊功能,广泛应用于切削刀具、高速磨损器械、航天材料等。

2:我国及美国、日本等国家都已研制出了一种陶瓷柴油机。这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料制造的,这种材料是( )

A.氧化铝陶瓷 B.氮化硅陶瓷    C.光导纤维   D.玻璃钢

答案:B

三、光电材料

与光的应用和光电转化有关的材料制造工业已成为许多尖端技术的基础。在这些技术中,光的应用和光电转化大致可分为两个方面:即信息处理(包括信息的生产、检测、贮存、再生、变换、显示与编辑等内容)和能量注入。

3VCD光盘上的光记录材料有多种,其光记录原理为:在激光照射下发生物理变化或化学变化,从而记录储存信号,碲的某种化合物是常见的一种VCD光记录材料,关于碲及化合物的叙述不正确的是( )

ATe元素位于元素周期表中第四周期IVA族。

BTe元素位于元素周期表中第五周期IVA族。

CH2TeO4的酸性比H2SO4强。     DH2SH2Te稳定。         

答案:AC

四、工程材料

新型工程材料是具有传统工程材料所没有的特性的一类工程材料,具有高密封性、良好导电性和优良的吸附性。广泛用于高级密封材料、新型导电材料和新型吸附材料。

4:作为新一代工程材料,膨胀石墨有着广泛的新用途,如可作高级密封材料,也可作为新型的导电材料应用于电池生产中,还可作为新型的吸附剂用于环保上。它可由石墨在浓硫酸介质中被氧化而制得:

(石墨硫酸盐)

石墨硫酸盐经水洗、过滤、干燥、高温加热后即得膨胀石墨产品。

1)在实际生产工艺中是什么原因造成石墨膨胀而制成膨胀石墨产品。

2)题给反应中的还原剂是( ),反应中转移的电子总数为( )。

3)石墨硫酸盐中可能存在的化学键包括( )。

答案:(1)高温加热   2)石墨、nNA    3)离子健、共价键

五、能源材料

国际上日益重视具有战略意义的新能源的开发,包括太阳能、生物能、核能以及次级能源(氢能和燃料电池)等。新型光──电和光──化学能转换材料和结构器件的研制,提高转换效率,降低成本,以及研究光解水的催化剂,燃料电池中的固体电解质等都是材料科学所应承担的重要任务。

5:金属锂是一种在工业上有多种用途的轻金属,尤其在核工业上有重要用途,试回答下列问题:

1)锂的密度为053g·Cm-1,是自然界中最轻的金属。1kg锂燃烧可释放出42998KJ的热量。而1吨锂通过热核反应放出的能量,相当于20×104万吨优质煤的燃烧。写出金属锂燃烧的化学方程式()。根据锂的性质,请你设想出锂可能有哪方面的主要用途?

2)锂的一种同位素6Li捉低速中子能力很强,因此,可用于控制( )的速度。已知1mol6Li在原子核反应堆中用中子照射后可以得到等物质的量的氖,写出该热核反应方程式( )。

答案:(1Li(s)+1/4O2(s)=1/2Li2O (2)ΔH=-30KJ/mol作为火箭燃料 (3)用锂或锂的化合物制成固体燃料来代替固体推进剂,用作航天、航空的燃料或辅助燃料 (4)铀及反应堆中核反应发生

六、超导材料

由于超导材料可荷载大电流并产 生强磁场和零电阻的特性,因此超导材料可用来制造大功率发电机、超导电动机、超导电缆、超导加速器、超导贮能器、超导磁流体发电机、超导磁悬浮列车、超导核磁共振诊断仪等,随着低温甚至常温下超导物质的发现,超导材料的应用必将成为可以给人类社会的持续发展注入无限生机的高新科学技术。

62001 年,日本科学家发现了便于应用、可把阻抗为零的由硼和镁两种元素组成的超导材料,这是27年来首次更新了金属超导材料的记录,是目前金属化合物超导材料的 记录。是目前金属化合物超导体的最高温度。该化合物也因此被美国《科学》杂志评为2001年十大科技突破之一。上图为该化合物的晶体结构单元示意图:镁原 子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有一个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( )

AMgB  BMgB2  CMg2B  DMg3B2

答案:B

七、磁性材料

多年来,磁性材料都是由铁族过 渡元素或稀土元素的合金和氧化物组成。近20年来,分子铁磁体技术有了一定发展。所谓分子铁磁体是指使用制备分子化合物的方法合成具有磁铁一样性质的化合 物,远远优于以往的合金类铁磁体,如体积小、比重轻、结构多样化、易于复合和加工成型等,非常适于作航天材料、微波吸收隐形材料、电磁屏蔽材料、光磁开关材料、生物兼容材料和信息储存材料。

7:微型音像磁带中的磁性材料的化学组成相当于CoxFe3-xO4+x,若x的值为05,则下列有关说法中不正确的是()

A.只含Co3+Fe3+              B.含有Co3+Fe2+Fe3+

C.其中Co3+Fe2+的物质的量之比为11   

D.其中Co3+Fe3+的物质的量之比为14  

答案:A

八、生物材料

为了保障人类的健康和长寿,生物材料的发展尤为人们所注意。生物材料的目标是对人体组织矫形、修复、再造、充填以维持其原有功能。它要求材料除具有相适应的性能外,还必须有与人体组织的相容性以及一定的生物活性。

8:人造骨是一种具有生物功能的新型无机非金属材料,它类似于人骨和天然牙的性质和结构。人造骨可以依靠从人体液中补充某些离子形成新骨。可以骨骼接合界面产生分解、吸收、析出等反应;实现与骨骼牢固结合。人造骨植入人体内需要吸收人体中()离子形成新骨。

ACa2+  BC1-  CNa+  DPO43-C1-                

答案:A

九、金属材料

在浩瀚的材料世界里,金属王国地盘最大,历史最久。已发现的116种元素中,金属占了93种,真可谓“五分天下占其四”。数千年来,金属材料的发现和应用,开创了人类物质文明的新纪元,加速了人类社会的发展。种类繁多的新型合金因其优异的物理、化学、机械、结构等功能,续写了金属材料的新篇章。

9:因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,常温下钛不与非金属、强酸反应,红热时,却可与常见的非金属单质反应,钛是航空、军工、电力等方面的必需原料,地壳中含钛铁矿石之一是金红石(TiO2),目前大规模生产钛的方法是:

第一步:金红石、炭粉混合在高温条件下通人Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的方程式为( ),该反应的还原剂是( )。

第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热的条件下与TiCl4反应制得金属钛。

1)写出此反应的化学方程式( )。(2)简述从上述所得产物中获得金属钛的步骤。

答案:(1)(2)加入足量的盐酸除去过量金属镁、过滤,并用蒸留水洗涤固体即得金属钛 ,还原剂C

十、复合材料

多相复合材料具有一定的综合性 能并能弥补单一组成材料的不足,因而它成为当前材料研究的重要对象。多相复合材料的内涵已经拓宽,它可以包括:纤维(或晶须)增强或补强的复合材料、第二相颗粒弥散的复合材料、两(多)相复合材料、无机物和有机物复合材料、无机物和金属复合材料、梯度功能复合材料以及纳米复合材料等。

10:β一羧酸乙基锗倍半氧化物(即Ge132)是与人体健康有关的重要的有机锗化合物。其片层结构如右图,每个结构相同的基团都是由6个氧原子构成的十二元环,每个锗原子还同时与3个氧原子相连接,形成可以任意延伸的片层,每个锗原子连接一个羧乙基(-CH2CH2COOH),各片层间存在相互作用,连接成三维网状结构。

1.每个正六边形拥有( )个锗原子,( )个氧原子。

2.试写出Ge132的化学式:( )。

答案:(1)锗原子2个,氧原子3个 (2)(GeC3H5O2O3,即Ge2C6H10O7

 

 

 

 

 

 
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