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高分子材料的韧性范文1
一、影响高分子材料老化的环境因素
1.太阳光对高分子的影响
目前太阳光是影响高分子材料老化的主要原因,而且是不可避免的,太阳光中含有大量的紫外线,是最容易被高分子材料中的醛基和酮基所吸收,从而产生复杂的化学反应;另一部分太阳光中的红外线,红外线接触高分子材料后,使得高分子材料吸收温度迅速上升,这就加剧了高分子材料的热老化性,从而降低了使用寿命。
2.空气中氧对高分子的影响
氧无处不在,而且属于极活泼气体,在高分子材料表面受到太阳光照射后极易发生氧化反应,像我们平时看到的铜绿,所谓的铜绿就是铜在光的照射下发生氧化反应而形成表面的一层保护介质。这样的现象还有很多,并且为无法避免不可逆的,然而高分子材料和我们息息相关,在日常的加工、运输、使用过程中都不可避免的接触氧,所以氧也是导致高分子材料老化的主要因素。
3.外部作用——机械力对高分子材料的影响
高分子材料在使用过程中不可避免的接触外部因素作用,外部作用在一定程度下导致了高分子材料的老化进程。例如汽车轮胎,它属于高分子材料橡胶,橡胶的突出特点是分子链柔性好,在外部车轮和车承载力的作用下,易发生较大程度的变形,由于它特殊的分子原理可迅速恢复,如果长时间施加机械力,橡胶内的分子链受到破坏发生变形导致龟裂,加速了高分子材料的老化过程。
4.水和电对高分子材料的影响
由于高分子材料的分子内部结构特殊,含有一种亲和水性很好的物质,在高分子材料遇到水后易破坏分子结构而易被水解;高分子内部的组织键对电的反应更加敏感,一旦接通电源,分子就形成了大量不规则运动而剧烈反应,有效的破坏了分子弱键,导致高分子材料失效电解游离。
二、高分子材料老化的具体表现
高分子材料老化顾名思义就是通过外部作用破坏了高分子内部结构,分子量变小,生成新的物质或发生降解的过程。一般分为物理老化和化学老化,物理老化可逆转比较好恢复,例如,一些高分子材料在外部压力作用下产生变形,但去除外力后即可恢复原状。还有一些高分子材料受潮后绝缘性降低,表现为失效,但干燥后即可利用。化学老化就较复杂了,它是高分子内部键和键之间发生的不可逆现象,较能控制和恢复。老化后的材料强度降低、韧性、稳定性、耐热性及颜色等各方面都出现不同程度的破坏和降低,影响其正常使用功能。高分子材料老化外观主要表现为颜色变淡,出现斑点、龟裂、粉化等现象;内部老化则表现为水解、电解、冲击强度、抗拉强度等减低,从而达到高分子材料的疲劳极限,丧失其使用价值。
三、缓解老化的具体措施
现阶段,研究高分子材料老化和抗老化问题是一个实际关键性问题,由于高分子材料内部结构比较复杂,反应条件成熟,反应机理无法避免,所以对高分子研究领域内还无法真正杜绝其老化现象,只能对老化做辅的延缓作用,从而增加高分子材料的使用寿命。
1.物理防护措施
物理防护就是应用外部因素影响高分子的作用,它可以完全控制一般的物理老化,对实质性的化学老化起到一定的延缓作用。例如,常年暴晒和雨淋的大棚塑料薄膜,经日照后分子受热发生氧化,促使透明度降低,薄膜脆化,如何延长塑料薄膜的使用寿命,增大农民的经济效益,人们利用在薄膜上覆盖草栅,降低塑料薄膜和日光接触时间,从而达到了延长塑料寿命的目的。其次,在高分子材料中加一种延缓剂、防老剂来增加抗老化机理。例如,机械设备一般都是用机械材料(铁、铜、钢等)通过键槽连接组成的一个具有规范运动的主体,但因长期暴露在空气中,设备表面经常看到锈迹斑斑,影响了设备的美观,人们就针对此现象发明了油漆,油漆涂在设备表面有效阻止了设备与空气接触的面积,起到了使之无法氧化的目的。像运用物理方法保护高分子材料老化的现象还有很多,它成本低实施简单,现已被人们广泛利用。
2.改变高分子本身易老化的特点
引起高分子材料老化的最主要原因是其本身的弱键或不饱和双键,由于分子内部存在弱键、不饱和键使得高分子材料特别不稳定,易于和空气中的氢键氧键发生反应生成新的物质,如改变其不稳定键使之成为饱和键,那它抗老化性就大大增加。例如橡胶中的碳-碳键极易与空气发生臭氧老化和光氧老化。针对这一现象,在橡胶中加入氯原子键,氯原子键有很好的吸附电子基功能,从而提高了橡胶的抗老化性。举一反三,像这种在高分子材料中加入键基减少支链使其稳定,也是我们提高抗老化的有力措施。
高分子材料的韧性范文2
你适合学习材料专业吗?
材料学包罗万象，是国内外各行各业发展都离不开的一门基础而重要的学科。目前据相关专家分析，我国在材料成型设计方面的人才缺口在20万～30万之间，并且呈逐年递增趋势，材料科学与工程专业的毕业生已经成了“抢手货”。目前我国整个材料行业都缺少高精尖人才，人才缺失问题已经成了众多企业发展的桎梏。
材料行业对人才的需求是如此的迫切，那么也可以想象材料学的就业趋势非常好，想要进入材料行业的学生也很多，那什么性格的人适合进入材料学院呢?笔者列出了如下的性格需求度表格，同学们不妨参考一下。
概述：材料学究竟是什么
材料学是一门跨学科的科学，涵盖的范围很广，子学科多。所以想要回答“材料学究竟学什么”这一问题很难。总的来说，材料学就是研究材料结构、性质和性能，以制造出更好的材料或更好地使用材料的学科。
材料学具体分为三个大类：金属材料、无机非金属材料和高分子材料。因此，大部分高校会开设材料科学与工程专业，专业下又分出几个方向，针对性地学习这三大类的知识，并且它还与其他一些工程科学相重叠，因此在各大院校，材料科学与工程都有若干分支。
从这三大类可以看出，材料学是典型的工科专业，课程安排和其他工科专业大同小异。大学一、二年级会安排基础科目的学习，如高等数学、线性代数、概率统计与随机过程、大学英语、C语言、大学物理、机械制图、电子电工学这样与材料生产设备相关的课程：到了大三大四，则会偏重专业课，比如材料物理、物理化学、有机化学、材料力学等，都是必须要学习的。
材料学由于应用广泛。在众多领域都有很大的发展空间。学生毕业后可在航空航天、冶金、机械、汽车、电子、信息、交通、化工和建筑等工业企业以及相关科研单位工作。学校不同，学科方向不同，就业的去向也不一样，比如以研究钢铁为主的材料专业。学生毕业后大部分去的都是加工为主的企业，比如钢铁厂、汽车厂。
总体而言，材料学是比较基础的学科，光是大学四年学不到特别专业的知识。所以很多同学会选择考研深造，这个时候，不妨选择一个前沿的并且热门的方向，比如先进陶瓷、复合材料、纳米材料、生物材料等。
核心专业：高分子材料科学与工程
从本世纪中叶。高分子材料逐渐登上了材料王国中的宝座。据2011年的最新统计，我国高分子材料的体积产量已经超过其他各类材料，塑料的体积产量已经超过钢铁体积产量，合成纤维的生产也超过全部有色金属的总产量，这说明我国已经跨进了高分子材料时代。
高分子材料科学与工程的建立可以说只有二三十年的历史。从“高分子”三个字，就知道这个专业需要用到化学方面的很多知识，在大多数院校中，都开设了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学等，而且根据各个学校的侧重点不一样，有机化学、量子化学、结晶化学和热力学、固体物理学、结晶学、统计物理学、聚合物流变学、高分子材料学、塑料成型工艺学、机械制造基础、模具材料及制造等课程也都是需要学习的专业基础课程。为了理解高分子材料中的许多物理现象。系统学习高分子物理学也是十分重要的。如果你只希望念完本科就毕业工作，高分子材料专业是个很不错的专业，因为它的就业市场很大。
新兴专业：生物功能材料
国家将生命科学和新材料科学列为21世纪重点发展的领域，而生物材料学作为一门只有十年历史的新专业、站在生命科学和材料科学前沿的交叉学科，更是优先发展的重点。
生物功能材料专业是培养具有材料科学与工程、生物学和医学等领域的相关知识，掌握生物材料的基础和专业知识，能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。
不过很多人会纳闷，生物材料到底拿来做什么呢?作用到底体现在哪里呢?答案很简单—它们最常出现在牙科和整形外科。假牙、补牙材料、人造骨、人造关节都是生物材料的一种。例如为防止骨折，关节等部位要承担体重的3—6倍的重量，而且一年要承受近200万次重复荷重，因此要求人造的关节材料有优良的对生物适应性、疲劳强度和耐磨性等。
本专业毕业生的就业、继续升学和出国深造的前景广阔。可从事与生物材料、医药等领域相关的管理、产品研究开发、市场销售、贸易等方面的工作。
院校推荐
到目前为止，我国设有材料类专业的高校有400多所，这400多所院校有自己的特色，因此，这些院校在学生的培养上也会有自己的特色。
比如，清华大学材料科学与工程专业注重学生的基础，下设了五个方向：材料物理与化学、金属材料、无机非金属材料、复合材料和电子材料。不过在本科阶段，五个方向的课程都大致相同。
北京科技大学的材料科学与工程专业是该校最强势的学科，偏重钢铁材料研究，软硬件设备足以让冶金专业以外的学生眼红。学校名师荟萃，科研实力强，本科生在校学习期间都可跟老师进实验室做科研。
哈尔滨工业大学的材料学院则始终围绕“高端”两字，紧密围绕国防尖端技术发展需要的新型材料、新型材料的精密和特种加工技术设置课程与内容。
北京化工大学的材料学是国家的重点学科，其高分子材料科学与工程专业是传统强项，碳基复合材料、无机非金属材料和金属材料防护学科在全国具有很高的知名度。
高分子材料的韧性范文3
1、TR－90（塑胶钛）是一种具有记忆性的高分子材料，是国际最流行的超轻镜框材料，具有超韧性，耐撞耐磨，摩擦系数低等特点，能有效防止在运动中，因镜架断裂、摩擦对眼睛及脸部造成的伤害。因其特异的分子结构，抗化学性佳，在高温的环境下不易变形，短时间内可耐350度高温，不易熔化和燃烧。
2、无化学残留物释放，符合欧洲对食品级材料的要求。 TR90镜架表面，密度1.14-1.15，放在盐水会飘浮，比其他塑料眼镜架轻，约少于板材框重量的一半，是尼龙材料的85%，可减少鼻梁、耳朵负担，适合青少年使用。TR90材料制成的产品耐磨、抗化学性佳、耐溶剂性、耐气候性好、不易燃烧、耐高温。TR90是记忆性的高分子材料，抗变形指数620kg/cm2，不易变形。
（来源：文章屋网 ）
高分子材料的韧性范文4
关键词：高分子物理；互动教学；学习兴趣
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）53-0188-02
《高分子物理》课程是高分子材料与工程专业及相关专业的核心主干课程，是联系高分子合成化学和成型加工的重要桥梁。它充分揭示聚合物和小分子化合物在结构与性能上的显著差别，研究聚合物结构与性能之间的关系及分子运动的规律，为高聚物设计及其成型加工提供理论基础[1]。随着高等教育改革的推进，精简教学时数已成为必然趋势。近几年来，《高分子物理》经过数次课时调整，学时数减少到45学时左右。《高分子物理》相对来说是一门理论性较强的科目，课程内容的直接讲解很容易让人感到枯燥难懂。如何在有限的时间内，讲好《高分子物理》这样一门“教学内容多、抽象概念多、各种性能之间的关系多、数学推导多和所涉及的基础知识多”的课程[2]，对广大教学工作者提出了严峻的挑战。我们通过几年的高分子物理教学工作，发现通过将高分子物理的基本知识与生活中的具体实例相结合，以课堂回答问题，课后分组主题调研及学生上讲台等互动教学模式，不仅可以提供给学生更多的思考空间，帮助学生理解授课内容，同时也助于唤起学生对课程内容的兴趣并投入时间和注意力。
一、课堂互动
《高分子物理》全课程内容可分为三大部分：高聚物结构（多重结构）、高分子的模式运动及高聚物的性能。三大部分内容之间由一条主线贯穿：结构决定了高分子运动的模式，不同模式高分子运动的表现为多种性能。所以，在学习的过程中，必须抓住高聚物结构与性能关系这一主线，将分子运动作为桥梁，把零散知识融合成一体，才有可能学好《高分子物理》课程。教学过程应该是通过引导学生展开思维以逐渐理解和掌握相应知识的过程。教师的作用在于引导学生的思维和课堂的走向，及时进行归纳总结，而不是简单地讲解知识。在课堂上，尽量多举一些形象的例子，多做一些生动的比喻，将理论与实际相结合。比如在讲解应力集中时，先不来学习概念，而是结合生活提出问题：“大家都喜欢吃零食，但有没有人发现，很多的食品包装袋上都有一个小的豁口或者在边缘处做成锯齿状，这是有意还是无意？如果有意这样做，目的是什么？”同时拿出准备好的包装让学生当堂验证，在得到便于撕开的答案后，可以追问“为什么这样处理后易于撕开？”这样自然就引出应力集中的概念来。一方面通过生活中的例子，调动学生积极思考，活跃课堂气氛，变被动为主动学习，另一方面培养了学生学以致用的思想，加深印象，用所学知识来解释生活中的现象，可谓一举多得。再比如在讲解橡胶的交联对其力学性能的影响时，可以提问大家“为什么口香糖拉伸后形变不可回复，而橡皮筋却可以？”来加深大家对微观的分子链间相对位移与聚合物宏观形变之间关系的形象理解。另外，还根据课程安排，根据一些生活中的相关现象进行如下提问，引起大家的思考兴趣。如“为什么塑料绳捆扎物体时，无论你捆的多紧，过一段时间后，总是会变松？”“透明的塑料瓶，在外力作用下或在溶剂的作用下，会变得不透明，为什么？”“为什么用搅拌棒搅拌小分子溶液时，会开成一个旋涡，而高分子溶液却会沿搅拌棒爬升？”“橡胶与塑料有什么区别？能互相转变吗？”“常用的高分子材料，为什么有的是透明的，有的是不透明的？”“为什么塑料盆子经过夏天的长期暴晒后会变得很脆且易碎？”等等。通过这种交互式讨论，在课堂教学中，确立学生的主体地位，尊重学生的主体意识；创设民主、平等的课堂氛围，让学生充分发表自己对问题的看法，发挥学生的主观能动性，变被动接受为主动探索，使学生的创新意识、创造性思维能力得到不断发展[3]。注重强调高分子物理知识中涵盖的哲学思想，并将其应用到实际生活和学习中，与实际生活现象进行结合。比如粉笔很容易被掰断，而橡皮的断裂却表现为韧性断裂，其根本原因就是由于橡胶的分子量很高所导致的从量变到质量的特性。再比如，在探讨聚合物的分子量大小与其力学性能的关系时，我们从分子间作用力、化学键等本质因素出发，说明聚合物分子量的控制需要兼顾其力学性能和加工性能。进而指出，在工业生产上的要求是，在满足足够的机械强度下尽可能降低分子量，从而节约成本和利于加工。此外，在聚合物的凝聚态结构一章中，我们讲到对于高分子材料而言，分子取向有利于增加材料取向方向的强度，也就是说分子链处于无序状态时，易受外力的破坏。同样对于一个团队，如果没有团队精神，对于团队中的各个成员来说，各有自己的取向，而不肯顺从于集体。那么这个团队就不能集中强大的力量，而易受到外界干扰破坏。因此，实现其强大的凝聚力的方法就是大家有共同的想法与观点，团结一致，朝着共同的方向努力。在聚合物材料的力学性能一章中，应力集中是指受力材料在形状、尺寸急剧变化的局部或内部缺陷的附近出现的应力显著增大的现象。高分子材料如果存在缺陷，那么在缺陷处易发生断裂，即高分子材料的应力集中现象。所以，高分子材料存在的缺陷大大降低其使用价值。同样对于个人而言，某个缺点可能会成为阻碍我们在某些领域走向成功的障碍。正如木桶效应那样，最低的那块木桶决定盛水量的多少。因此，为了避免这些障碍，我们应该积极地克服自己的缺点，使自己尽可能变得完善，从而能使我们被充分地认可和实现自身的价值。
二、主题调研
高分子是一门年轻的学科，知识体系形成较晚，而且发展速度较快。随着时代的不断进步，高分子物理学的内容也在不断地完善。我们在讲解高分子物理的课程中，时刻注意结合课堂知识，充分利用网络，针对不同的主题进行调研，了解学科前沿。通过该活动，不仅大大加强了课堂互动，丰富和活化了教学内容，使教学内容始终跟上时代的步伐，而且也利于提高大家对知识点的归纳总结和扩大知识面。我们通过调研发现，课下学生的学习积极性不高，相当一部分同学在课下利用网络玩游戏、看电影，真正用来学习的不多，为了调动课下学习的积极性，将课堂延伸到课下，将课堂上大家感兴趣的话题，如“液晶纺丝显示技术”、“生活中的高分子物理知识”、“高分子材料的发展新思路”、“智能高分子材料的研究进展”、“导电高分子”等以课题的形式布置下去，引导学生利用网络资源，查找相关内容，主动学习，同时可以利用课前10分钟，让调研的学生汇讲调研的情况等。再如对于聚合物改性及功能聚合物研究进展这部分，是大家关注的兴趣点之一，但教材涉及有限。我们在教学过程中，一方面，在课堂上将周围老师们的一些相关研究成果向大家进行简单介绍；另一方面，鼓励学生围绕相关主题，进行网络调研，以自主命题的方式撰写小论文，进行师生点评。在人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者和探索者[4]。这种模式受到同学们的广泛欢迎并有效激发了其学习的积极性和主动性。
三、课堂主题讲座
改变常规教师讲解的教学模式，在课程后期，鼓励大家分组对某个相关知识点进行全局对比、归纳和总结，然后以“教师”的身份进行课堂讲解。正如一句格言所讲：“如果只是告诉我，我会忘记；要是演示给我看，我会记住；如果让我参与其中，我就会明白！”这句话给出了“角色扮演”教学模式的核心。“角色扮演”教学模式最初是作为一种心理教育方法，后来被美国一些教学理论研究人员引入到学校课堂里，对其教育效果展开了实证性的探索。具体的做法是将全班同学分为多个小组，每个小组选一个主题进行材料准备，并各选派一名同学在课堂上扮演教师，负责给同学们讲述相关内容。指导老师从中引导，并在最后用较少的时间把相关的部分进行融会贯通，对疏漏的要点知识进行必要的补充。通过该活动，一方面可以加深对知识的印象，巩固所学内容；另一方面通过分工合作，很好地提高同学们的团队合作意识。通过各分组间的讲解讨论，老师的补充，归纳总结及比较学习所产生的关联效应学生可以大大增强学习和记忆效果，更好地掌握高分子物理的基本知识。比如，高分子物理中涉及到多种温度，如脆化温度、玻璃化转变温度、熔点、粘流温度、分解温度等，通过总结、归纳和对比它们各自与聚合物的分子结构之间的关系，有利于可以很好地理解和掌握分子结构的多重性及其运动的多重性，材料的力学性能和加工性能之间的关系及材料使用的温度范围等概念。再比如橡胶/弹性体、银纹/裂纹、非晶态/无定形态等，构造/构型/构象、高弹性/黏弹性、蠕变/应力松弛、应变软化/应变硬化、取向/解取向等术语，通过对比学习，可以加深同学们的印象，并进一步提高对相关高分子物理知识的理解。
总之，在高分子物理的整个教学过程中，除了紧紧抓住聚合物结构与性能相互关系这条主线，突出教学重点，深入浅出的课堂讲解外，有选择地补充高分子物理领域的最新进展，不断地完善教学内容、教学方法和教学手段也显得十分重要。通过生活中的实际例子与课堂的理论相结合、课后主题调研及学生分组讲解、讨论等模式的互动教学实践，我们成功激发了学生的学习积极性，让同学们感到既新奇，又有乐趣，变被动学习为主动研究，有效增强了学生主动解决实际问题的能力，从而提高了教学质量。
参考文献：
[1]金日光，华幼卿.高分子物理[M].北京：化学工业出版社，2000：6.
[2]何曼君，陈维孝，董西侠.《高分子物理》修订版[M].上海：复旦大学出版社，2000.
高分子材料的韧性范文5
材料选择的使用性
使用性是保证零部件完成指定功能的必要条件，它是选材的最主要依据。使用性主要是指零件在使用状态下应具有的力学性、物理性和化学性。对于机械零件，最重要的使用性是力学性。对零部件力学性的要求，一般是在分析零部件的工作条件和失效形式的基础上提出来的。根据使用性选材的步骤如下。
1.分析零部件的工作条件，确定使用性
零部件的丁作条件是复杂的。工作条件分析包括受力状态（如拉、压、弯、扭、剪切等）、载荷性质、载荷大小及分布、工作温度（低温、室温、高温、变温）、环境介质（剂、酸、碱）、对零部件的特殊性要求（电、磁）等。在对工作条件进行全面分析的基础上确定零部件的使用性。
2.分析零部件的失效原因，确定主要使用性
对零部件使用性的要求往往是多项的。例如传动轴，要求其具有高的疲劳强度、韧性和轴颈的耐磨性，因此，需要通过对零部件失效原因的分析，找出导致失效的主导因素，准确确定出零部件所必需的主要使用性能。
材料的热加工工艺性能
工艺性能对大批量生产的零部件尤为重要，因为在大批量生产时，工艺周期的长短和加工费用的高低，常常是生产的关键。金属材料、高分子材料、陶瓷材料的工艺性能介绍概括如下。
1.金属材料的工艺性能
金属材料的工艺性能是指金属适应某种加工工艺的能力。金属材料的加工工艺复杂，要求的工艺性能较多，主要有机械加工性能、材料成形性能。
机械加工性能是指材料接受切削或磨削加工的能力。一般用切削硬度、被加工表面的粗糙度、排除切屑的难易程度以及对刃具的磨损程度来衡量。硬度太高，刃具磨损严重，切削加工性下降；硬度太低，则不易断屑，切削加工性也差。铝及铝合金的机械加工性能较好，钢中以易切削钢的杌械加工性能最好，而奥氏体不锈钢及高碳高合金的高速钢的机械加工性能较差。
2.高分子材料的工艺性能
高分子材料的加工工艺比较简单，主要是成形加工，成形加工方法较多。高分子材料的切削加工性能尚好，但由于高分子材料的导热性差，在切削过程中易使工件温度急剧升高，使热塑性塑料变软：使热固性塑料烧焦。
3.陶瓷材料的工艺性能
陶瓷材料主要工艺也是成形加工。按零部件的形状、尺寸精度和性能要求的不同.可采用不同的成形加工方法（粉浆、热压、挤压、可塑）。陶瓷材料的切削加工性差，除了采用碳化硅或金刚石砂轮进行磨削加工外，几乎不能进行任何其他切削加工。
材料的热加工工艺
1.合金的流动性
液态金属本身流动的能力称为流动性。合金的流动性好，充型能力强，易于获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件；不易产生浇不到、冷隔等缺陷；金属液中的非金属夹渣和气泡易于上浮排出，不易产生夹渣和气孔；流动性好的合金能很好地补充铸件凝固产生的收缩，不易产生缩孔和缩松。
2.铸造方法
首先根据零件图样制成适当的模样，并用模样和配制好的型砂制成砂型，然后将熔化的金属注入型腔，待金属液凝固冷却后，从砂型中取出铸件，最后清除铸件的附着物，经过检验获得所需铸件，造型方法有手工造型和机器造型两类。
（1）手工造型，手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型操作灵活，适应范围广，大小铸件均可生产，可制作复杂的铸型，工艺装备简单，设备投资少，单件、小批量生产时成本低。但劳动强度大，对工人技术水平要求高，生产效率低，铸件质量不稳定。主要用于单件、小批生产和大型铸件的生产。
（2）机器造型，机器造型主要是利用机器代替人工完成填砂、紧实和起模等工作。砂箱放在紧砂机工作台上，工作台在压缩空气作用下上下振动，初步紧实型砂。然后工作台上升，与压头接触，将型砂压实。机械装置将砂箱顶起，使砂型与模样分离。漏模机构将砂箱及砂型托住，而使模样漏下与砂型分离。砂箱和模样一同翻转180°，然后使砂箱下降，砂型与模样分离。
结束语
任何工程材料的使用都要经过一定的成形过程，不同材料与结构的零件需采用不同的成形加工方法。不同成形加工方法对不同零件的材料与结构有着不同的适应性，对材料的性和零件的质量也会产生不同的影响。因此.成形方法的选择直接影响着零件的质量、成本和生产率。科学规范的加工工艺，能够有效提高加工效率，更加节俭加工材料。所以，在今后模具设计与生产中应该对加工工艺进行深层次思考。
高分子材料的韧性范文6
[关键词]文物保护；材料化学；彩绘文物；土遗址
[中图分类号]G264 [文献标识码]A [文章编号]1005-3115（2012）24-0103-03
我国文化遗产蕴涵着中华民族特有的精神价值、思维方式和想象力，体现着中华民族的生命力和创造力，是各民族智慧的结晶，也是全人类文明的瑰宝。保护文化遗产，继承民族文化，是联结民族情感的纽带、增进民族团结和维护国家统一以及社会稳定的文化基础，也是维护世界文化多样性和创造性、促进人类共同发展的前提。加强文化遗产保护，是建设社会主义先进文化、贯彻落实科学发展观和构建社会主义和谐社会的必然要求。
我国文化遗产保护面临多种类型的严重病害，甚者面临消亡。随着材料科学的发展，材料化学在修复古代壁画、文物彩绘、土遗址、古旧字画、档案图书、电影胶片等领域得到了广泛应用。2012年暑期，陕西师范大学材料科学与工程学院申报了学校暑期社会实践重点项目，组织材料化学专业学生先后到西安半坡博物馆、陕西乾陵博物馆、昭陵博物馆等文物保护机构进行调研，了解材料化学在现今文物保护方面的应用现状。
一、材料化学在文物保护中的应用
（一）材料化学在彩绘文物保护中的应用
彩绘文物的颜料、胶料的混合物在经过很长一段时间后会风化褪色，形成一个空隙、粒子界面，并会对入射光产生慢散射，导致文物彩绘颜色淡化或消失。①李玉虎等人从光学特性微观状态上研究分析发现风化褪色的原因后，研制了由非挥发性液态抗氧、抗风化稳定剂和耐侯、抗腐蚀的有机氟材料、聚甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物的混合物形成抗腐蚀的固态稳定物的显现加固剂，这种加固济能渗入颜料、胶料层，以固态填充，消除其散射界面，使严重风化褪色的彩绘显现原貌，并加固颜料、胶料层，防止其继续褪色。
对于可溶盐导致的酥粉现象 ，李玉虎②等人制作模拟样品，进行了回贴修复，并且加以加速老化与系统评价，筛选出了以水性氟为主的酒精溶液作为回贴修复剂，再加上精细修复工艺，分别对龟裂、起翘、脱落、酥粉彩绘层进行回位修复与加固。
目前，文物彩绘保护涂层材料主要有天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类，后者在文物保护中应用更普遍，其颜色变化小、粘接强度高， 能很好地起到保护彩绘文物的作用。③现有的人工合成高分子材料主要有水溶性合成树脂，如聚乙烯醇、聚乙二醇等；溶剂型合成树脂，包括丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛等；反应型树脂，包括有机硅材料、环氧树脂、醇酸树脂和甲醛树脂；树脂乳液类，例如聚醋酸乙烯醋乳液、聚氨醋乳液、丙烯酸树脂乳液等。④赵静⑤等人分别采用傅立叶红外光谱仪测量九种常用高分子涂料的分子结构，再运用分光光度仪测量颜料的主波长、色纯度和高度的变化， 粘接强度仪测量颜料的粘接强度变化。实验结果表明，PrimalAC33、B72 和有机硅的耐老化性能好，而且颜色变化小，粘接强度高，可以有效修复由内应力导致彩绘层起翘卷曲、 脱离陶体的问题，很好地起到加固和保护彩绘文物的作用。
王芳⑥等人对几种有机聚合物涂料进行光降解实验，发现聚氨酯对光的稳定性差，尤其是芳香族聚氨酯易发生降解反应，其降解后生成生色团为醌亚胺结构，产生老化变色现象。李迎⑦将纳米材料通过物理或化学的方法均匀分散到有机高分子材料中，形成复合材料的同时具有纳米材料和基体材料的优点，使彩绘文物保护技术更上一层楼。
严淑梅⑧等人选取国内外五种化学或生物霉菌清洗剂，分别对壁画中常见的霉菌进行清洗，并对清洗效果做出了分析与评价。结果显示，胰蛋白酶清洗剂是安全高效的壁画表面清洗剂，能有效清洗表面留有霉斑，并配合使用其他几种化学清洗剂可较为有效地清除多数壁画表面霉斑顽渍，这种方法已达到国内最高水平。
（二）材料化学在土遗址保护中的应用
土遗址表面防风化加固材料，尤其对高模数的硅酸钾溶液（简称PS）的研究已经深人到PS 对土的作用机理研究。王旭东⑨指出，防风化无机材料有硅酸钠、硅酸钾、硅酸铝、氢氧化钙、氢氧化钡等，有机高分子材料有机硅树脂、有机聚合物材料全氟聚醚、环氧树脂、聚氨醋树脂、醋酸乙烯醋、丙烯酸等无机—有机复合材料如硅酸钾—甲基三乙氧基硅烷等。陕西师范大学文保中心经过近20年的努力，研发出一种微量吸附与沉淀双重加固的材料与工艺，加固后的遗址土壤在通透性、渗透深度、强度梯度、原貌保持、盐害治理等核心技术上获得突破，经西安半坡遗址、秦俑坑土隔梁、大唐西市土遗址等地历时13年不等实效考验，效果稳定。
（三）材料化学在古旧字画、档案图书保护中的应用
引起纸质文献损坏的外部因素有温度、湿度、有害气体、人为损坏、光照、昆虫、酸化，还有各种自然灾害（火灾、水灾等），导致纸张变脆、缺失、污染。纸质类文物所需求的加固保护材料除了要提供纸张纤维有一定强度以外，还必须能防止纸张的接触破坏和非接触破坏，从根本上断绝各种影响因素对纸纤维破坏的途径。因此，对保护材料具体要求是在纸质文物质感、厚度、色泽要求范围内的前提下，具有提高抗张强度、耐折度等机械性能；材料施用对于纸张有一定的防霉抗菌作用；对纸张上的字迹油墨不溶解、不脱色、不褪色、不泛色有一定作用。马清林⑩等人认为，可利用制备树脂材料的薄膜贴合于受损纸张的两面，将脆弱纸张与外界隔绝接触来改善纸张性能。加膜法主要是依靠加固薄膜的机械强度韧性及自身耐老化性能赋予纸张强度老化的性能，但是同样存在加膜后纸张原有的质感、外观等会发生改变的副作用 。梁嘉放11采用树脂材料加固法，用天然或者合成树脂配制特定浓度的溶液，然后在纸张表面进行涂刷，由此纸质文物与树脂便形成两相体系的复合材料，树脂在其中作为连续相存能有效增强文物的机械强度，一定程度隔绝纸张与空气接触，且其自身老化性能（优良能）在一定程度上可缓解纸质文物的降解老化。所以，相比于其他众多方法树脂材料加固法对纸质文物加固保护性能较好。
张晓丽12等采用丙烯酸等单体改性氧化聚乙烯蜡、三乙醇胺及硅酸钠进行复配，用复配液处理纸质文物，对复配液处理前后纸样的外观、pH 值、物理强度性能和耐酸耐碱等进行测定及扫描电镜分析。结果表明， 复配液处理后纸样的外观、质感、光泽度及耐折度无明显变化，经100℃老化处理72小时前后，复配液处理后纸张的pH值都能上升到理想值7.5 ～ 9.0，老化前后的抗张强度较原纸的分别提高38.5%和36.4%，且纸张耐酸、耐碱能力大大提高。
邢慧萍等筛选了对纸张纤维与字迹基本无害的OP-10（烷基酚聚氧乙烯醚复合物）、麝香草酚配成5%的水溶液，能有效去除报纸、文件上的烟熏污渍，没有残留，报纸也不会局部变白。13
孙振乾14等用壳聚糖中、丙醇、四甲基氢氧化铵溶液、环氧丙烷处理纸样用喷枪对纸样进行喷涂。纸样经保护后， 具有一定的耐老化性能，且保护材料老化后对纸张无损害。保护后的纸样外观基本上没有发生改变，遵循了文物保护“修旧如旧”的原则。
（四）材料化学在电影胶片保护中的应用
电影胶片在使用或保存过程中其表面会产生大量划痕， 在电影放映时会在屏幕上出现一条条黑灰的细长线条，严重影响放映效果。何小津等研究者15通过实验发现，含氟聚合物具有优异的耐候性、耐久性和抗化学药品腐蚀的性能，其聚合物是高度绝缘的，在化学性质上表现出较好的稳定性和化学惰性。但由于其自身性能不能满足胶片修复材料的要求，必须添加一些辅助材料对其改性。添加纳米二氧化硅可以提高抗紫外线、抗老化性、抗氧化性，改善耐磨性、耐腐蚀、透明及防遮盖特性等；添加水性聚氨酯具有优良的耐水、耐溶剂、耐化学腐蚀、不易燃烧、使用方便等优点，膜中添加适量的聚氨酯，可以增加膜的粘结力、柔韧性等；添加溶剂加入适量的乙醇，可以有效地缩短成膜时间。
二、结论
总之，古代壁画、文物彩绘、土遗址、古旧字画、档案图书、电影胶片等文化遗产保护修复研究领域已取得一些研究成果。其中，各种文化遗产成分分析、病害原因、修复材料的研究较多，比如在修复材料方面，除了天然高分子材料、人工高分子材料的广泛应用，纳米材料由于其独特的理化性能在文物保护研究中得以应用，并且有着广阔的应用前景。
目前，国内在文化遗产保护研究中还存在一些问题。从研究资料来看，对一些病害的机理研究还不够深入、彻底，还不能从根本上解释病害产生和发展的原因，这对于有效控制病害发展十分不利。例如电影胶片的“醋酸综合症”仍是世界难题，不能有效控制。同时，在保护材料的选择上具有盲目性、片面性，修复材料自身存在的问题可能加速降解、老化。例如对于彩绘文物和土遗址的保护修复，需要加入加固剂，但目前对于加固剂的稳定性缺乏系统、科学、全面的研究，所以，在选择时缺乏可科学性。
[注 释]
①《风化褪色的古代壁画、文物彩绘、建筑彩画恢复与修复》，《中国文化遗产》，2004年第3期。
②李玉虎、邢慧萍、娟丽、曹明、柏红英：《古代壁画、文物彩绘病害调研与治理研究》，2009年6期。
③和玲、姜宝莲、梁国正：《含氟聚合物用于陕西户县出土新石器彩陶的保护研究》，《文物保护与考古科学》，2003年第3期，第35～38页。
④周铁、容波：《陶质彩绘文物保护用加固剂研究进展》，《文物保护与考古科学》，2008年第20期，第68～71页。
⑤赵静、王丽琴、何秋菊、习阿磊：《高分子彩绘类文物保护涂层材料的性能及应用研究》，《文物保护与考古科学》，2006年第3期，第18页。
⑥王芳、党、王丽琴：《文物保护中几种有机聚合物涂料的光降解》，《西北大学学报》，2005年第5期，第565～570页。
⑦李迎、王丽琴：《纳米材料在文物保护中应用的研究进展》，《材料导报》， 2011年第18期，第34～37页。
⑧严淑梅、周铁、黄建华、付倩丽、王伟峰、张群喜：《馆藏唐代壁画画面霉斑清洗剂的筛选试验研究》，《文物保护与考古科学》， 2010年第2期，第22页。
⑨王旭东：《中国西北干早环境下石窟和土遗址保护加固研究》，兰州大学出版社2003年版。
⑩马清林、陈庚龄、韩鉴卿：《古代织物的斜面平台清洗与装匣保护》，《文物保护与考古科学》，2001年第2期，第13页。
11梁嘉放：《关于纸质文物保护新方法的设想》，《文物保护与考古科学》，2005年第2期。
12张晓丽、鲁钢、金江、张金萍、郑冬青：《水性氧化聚乙烯蜡及其在纸质文物保护中的应用》，《中国造纸》，2010年第10期，第29页。
13邢慧萍、李玉虎、单晓娟：《陕西革命纪念馆纸质文献抢救修复保护研究》，《档案学研究》，2010年第3期。
