膨潤土為淡黃色,俗稱白土、白黏土。膨潤土含 有對肉牛有益的礦物質(zhì)元素,可使酶、激素的活性或免疫反應(yīng)發(fā)生 有利于機(jī)體的變化,可吸收肉牛體內(nèi)有害毒物如氨氣、硫化氫等, 吸附胃腸中的病菌,抑制其生長。可在100千克肉牛精料中添加 1?3千克膨潤土,混勻飼喂。
作者:曹同學(xué),華科本碩博
首發(fā)于微信公眾號“本科升學(xué)與職業(yè)規(guī)劃”,功能材料專業(yè) | 選擇它天天都是新世界
1、定義
很多老師上課都會提的問題是:材料是什么?定義材料很難,材料是物質(zhì),但是不是所有物質(zhì)都能叫做材料,只有具有一定功能,并且能被人類社會所接受的經(jīng)濟(jì)上可使用的物質(zhì)才能稱作材料。材料通常分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料,功能材料是指通過光、電、磁、熱、化學(xué)、生化等作用后具有特定功能的材料。但是現(xiàn)在不少功能材料和結(jié)構(gòu)材料在某些方向是一致的,比如生物醫(yī)學(xué)材料。
在華中科技大學(xué),功能材料專業(yè)是個比較新的專業(yè)。隨著功能材料的迅速發(fā)展與應(yīng)用,2011年研究功能材料的學(xué)科從材料專業(yè)中脫離出來自立門戶。
2、培養(yǎng)目標(biāo)
很多老師說,功能材料專業(yè)是萬金油,因?yàn)楣δ懿牧蠈I(yè)培養(yǎng)學(xué)生能創(chuàng)造性地運(yùn)用材料科學(xué)和工程、物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、能源科學(xué)等學(xué)科的相關(guān)基礎(chǔ)理論,并掌握與運(yùn)用多種測試技術(shù)來探索各類功能材料及其器件的相關(guān)功能。我們需要掌握很多專業(yè)的基本知識和基本能力,這對個人的能力要求還是比較高的。講授材料科學(xué)基礎(chǔ)的老師說:“材料專業(yè)不需要培養(yǎng)專業(yè)人才,如果畢業(yè)后的你們擁有的只有專業(yè)技能,那你們還不如去讀技校讀???,所以我們的課程設(shè)置偏向于理論知識,希望你們掌握的更多是學(xué)習(xí)和研究的能力?!蔽液苜澩@種觀點(diǎn),對于“材料人”而言,專業(yè)知識專業(yè)術(shù)語已經(jīng)成為常識,你會知道從事某些研究工作需要哪些知識,并且具備自主獲取這種知識的能力,這就是功能材料所培養(yǎng)的目標(biāo)。目前,跨學(xué)科產(chǎn)業(yè)盛行,材料的學(xué)生在這方面還是很有優(yōu)勢的。
4、課程分析:
材料科學(xué)基礎(chǔ)和物理化學(xué)是兩門專業(yè)基礎(chǔ)課,大部分的專業(yè)課都是以這兩門課為基礎(chǔ)展開。我們使用的材料科學(xué)基礎(chǔ)教材以上海交通大學(xué)出版社的為主,其主要內(nèi)容是結(jié)合金屬和合金、陶瓷、硅酸鹽等各類材料,主要闡述晶體的各種材料基礎(chǔ)知識,如晶面指數(shù)、晶面間距、晶體缺陷、合金的相結(jié)構(gòu)、相變、固溶體等,圖一為鐵碳相圖,是作為一個材料人必須掌握的知識,也是畢業(yè)后從事冶金行業(yè)所需要應(yīng)用的知識。高中化學(xué)選修三有部分知識與材料科學(xué)基礎(chǔ)重合,有意向?qū)W材料的同學(xué)可以認(rèn)真學(xué)習(xí)。
物理化學(xué)則版本不一,我科采用高等教育出版社出版的教材。物理化學(xué)是以物理的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ),研究化學(xué)體系的性質(zhì)和行為,發(fā)現(xiàn)并建立化學(xué)體系中特殊規(guī)律的學(xué)科。物理化學(xué)包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)基礎(chǔ)以及表面化學(xué)等部分,尤其電化學(xué)基礎(chǔ)對于以后從事電化學(xué)研究的同學(xué)很有指導(dǎo)意義。
量子力學(xué)雖然不是材料的基礎(chǔ)專業(yè)課,但它能幫助我們了解微觀世界的本質(zhì)。同時,量子力學(xué)是固體物理的理論基礎(chǔ),而我們研究中的很多現(xiàn)象都需要固體物理來解釋。
我的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是探究一種有機(jī)材料聚酰亞胺作為鈉離子電池正極時的性能。合成出材料后,需要用到現(xiàn)代分析測試中學(xué)到的各種測試方法對材料進(jìn)行表征,了解合成的材料是否為所需要的材料,材料的晶粒尺寸、比表面積等,將材料通過一系列手段制成電池后就需要通過電化學(xué)測試方法探究其性能,最后再通過分析其結(jié)構(gòu)形貌等來推測探索造成某些電化學(xué)現(xiàn)象的原因。因此,扎實(shí)學(xué)好專業(yè)知識是是進(jìn)行研究的基礎(chǔ)。
材料、信息、能源作為全球三大支柱產(chǎn)業(yè),一直都是炙手可熱的研究對象,功能材料的發(fā)展還只有五年左右的時間,但已經(jīng)顯示出它欣欣向榮的一面。功能材料必將向多功能化、高性能化、產(chǎn)業(yè)化、智能化及復(fù)合化等方向發(fā)展,以適應(yīng)現(xiàn)在社會生活的需求;同時跨學(xué)科產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也勢在必得,相對于大多數(shù)工科類學(xué)科,材料學(xué)科與其他學(xué)科具有更好的融洽性,我們專業(yè)的許多課題組目前就是材料與電氣、材料與機(jī)械等跨學(xué)科的結(jié)合,這對我們發(fā)展新材料提升性能提供了一個有利的思考方向。
我選擇功能材料方向,除了喜歡,也考慮到材料行業(yè)是個日新月異的行業(yè),我不喜歡一眼看到未來十年二十年甚至一輩子的生活。材料不一樣,材料是創(chuàng)造性的,你可以發(fā)現(xiàn)或者合成很多新的材料,它們可能性能上能超越目前很多已有的材料,也可能擁有這些材料不具備的性質(zhì)。材料能讓你對世界充滿好奇與求知欲望。
我們專業(yè)的很多老師都是極其年輕的教授,這也從側(cè)面反映功能材料專業(yè)的確是一個年輕有活力的專業(yè)。本科畢業(yè)后,我們可以選擇出國深造或者國內(nèi)讀研。申請國外優(yōu)秀大學(xué)以及獎學(xué)金的可能性很高,一般選擇的國家是美國、日本、德國,如加利福尼亞大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、香港大學(xué)等。2011屆的畢業(yè)生中有7人(1人待定)出國深造,基本上都是在材料方向都比較有名的大學(xué)。我們這一屆功能材料的同學(xué)相對于其他屆都不算出色的,出國深造的只有一位同學(xué),排名前12的全都保研了,大多數(shù)同學(xué)選擇本校保研,也有保送到上交、中國工程物理研究所、上海硅酸鹽研究所等知名院校的。
表一 功能材料2011屆畢業(yè)生去向
專業(yè)對口的就業(yè)主要是進(jìn)入新材料企業(yè)和制造業(yè)。制造業(yè)通常涉及到材料的性能、成型等,工作要求較低,需求大,相對比較好找,功能材料專業(yè)的本科畢業(yè)生一般做技術(shù)崗或者管理崗。相比IT、通信、電氣等熱門行業(yè),制造業(yè)的收入平均較低,瑞聲科技這類公司是行業(yè)內(nèi)薪酬較高的企業(yè),這些公司對個人能力要求高,需要扎實(shí)的專業(yè)知識和相關(guān)實(shí)習(xí)經(jīng)歷。如果打算去制造業(yè),個人建議去合資或者國有的大企業(yè)。小型制造型企業(yè)技術(shù)比較落后,職業(yè)發(fā)展前景較差,大型企業(yè)相對來說培訓(xùn)機(jī)制較完善。
我們在找工作時的選擇范圍很多,但是很多行業(yè)都愿意選擇專業(yè)性更強(qiáng)的專業(yè)的學(xué)生,因此,畢業(yè)后轉(zhuǎn)行是很常見的事。理工科轉(zhuǎn)文科比文科轉(zhuǎn)理工科要容易得多。在本科期間如果學(xué)業(yè)成績達(dá)到要求就能輔修雙學(xué)位,很多理工科同學(xué)都會選擇金融經(jīng)濟(jì)法律方向的學(xué)位,這對以后轉(zhuǎn)行十分有利。轉(zhuǎn)行去金融業(yè)的同學(xué)也挺多,只要個人能力強(qiáng),數(shù)理基礎(chǔ)扎實(shí),在金融業(yè)還是很受歡迎的,薪酬待遇也較高,尤其是投行、證券和私人銀行
我的大學(xué)生活十分簡單,大一參加了不少社團(tuán)活動,大二舉辦了兩次年級活動,大三申請進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,了解研究生生活的日常,利用業(yè)余時間學(xué)習(xí)以后讀研所需要的基本技能,努力提高加權(quán),大四保研成功,正式進(jìn)入課題組做自己的課題??雌饋硪环L(fēng)順,但我自己很明白這四年中的面臨選擇的迷茫擔(dān)憂,有些經(jīng)驗(yàn)希望能和大家分享。
功能材料是工科類專業(yè),但涉及到很多理科課程,本科階段基本上是作為知識儲備階段,繼續(xù)更深入更廣泛地學(xué)習(xí)數(shù)理知識,這也是最為枯燥乏味的階段。如果你抱著嘗嘗鮮的想法,恐怕會很失望。研究生階段的日常也是閱讀大量文獻(xiàn),重復(fù)大量實(shí)驗(yàn),這才有可能得出比較優(yōu)異有新意的材料,需要大量的熱情和耐心。大四在課題組做畢業(yè)設(shè)計(jì),第一步就是閱讀大量的國內(nèi)外文獻(xiàn),了解自己嘗試做的工作有沒有先例,有沒有可行性,其次在實(shí)驗(yàn)的過程中面對諸多的化學(xué)現(xiàn)象要能根據(jù)掌握的知識給出合理的解釋,并根據(jù)這些結(jié)果確定自己下一步的方向。當(dāng)時確定的課題是探究聚酰亞胺在水系電解液中的性能,隨著對文獻(xiàn)的閱讀和大量實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)這一課題可行性不大,就換成了探究聚酰亞胺在不同的有機(jī)電解液中電化學(xué)性能的差異并闡述相關(guān)機(jī)理,雖然中途頗有坎坷,歷時良久,最終得出了優(yōu)異的性能。
基本上所有的老師在高中都和大家說過,“到大學(xué)你就輕松了”這類的話。其實(shí)不然,大一是容易決定接下來四年你是否優(yōu)秀的一年。進(jìn)入大學(xué),首先應(yīng)該做的就是擺正自己的心態(tài),你希望變成一個怎樣的人,你就應(yīng)該努力為這個目標(biāo)努力,而不是當(dāng)一天和尚撞一天鐘,混過這四年拿個文憑就心滿意足了。
“學(xué)習(xí)無用論”在大學(xué)里也十分盛行,誠然,大學(xué)的學(xué)習(xí)成績并不能決定一切,但不能否認(rèn)不管是專業(yè)知識還是學(xué)習(xí)成績都跟你以后的選擇有莫大的關(guān)系。就比如我們的《量子力學(xué)》課程,由于是雙語課程,并且當(dāng)時認(rèn)為是純物理理論知識,當(dāng)時學(xué)的時候心不在焉,后來學(xué)到《固體物理》,才發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)是這門課的基石,因此固體物理也學(xué)得一知半解,而固體物理又揭示了材料結(jié)構(gòu)的本質(zhì),這一串連鎖效應(yīng)下來,導(dǎo)致我在科研經(jīng)歷中總是磕磕絆絆,浮于表面。
研一申請當(dāng)了新生班主任,走過本科四年,再去看別人新的開始,內(nèi)心還是感觸頗多。年年歲歲花相似,歲歲年年人不同,大學(xué)新生總是意氣風(fēng)發(fā),總會覺得自己跟別人不一樣,總想特立獨(dú)行。我總是想把自己這幾年的故事分享給他們,希望他們能少走彎路,珍惜時光,但大概是每個沒有走過彎路的人都不會意識到到底哪條才是最適合的路,每個人都要經(jīng)歷這四年的摸爬滾打才會更加了解自己的位置。遺憾總是會有的,希望我的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芙o各位一點(diǎn)指導(dǎo)。
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一、 一次性電池
1、普通鋅錳電池
這是最傳統(tǒng)的干電池,正極為石墨棒,負(fù)極為金屬鋅圓筒,電解質(zhì)為糊狀氯化銨之類物質(zhì),石墨周圍有二氧化錳去極化劑。鋅錳電池標(biāo)稱電壓1.5伏,規(guī)格型號有R20(1號),R14(2號),R6(5號),R03(7號)幾種。外包裝多采用紅色?,F(xiàn)在除手電筒、老式手提錄音機(jī)和早期電子鐘還在用1號和2號電池外,其它用干電池的場合大多為5號(AA)、7號(AAA)電池。這種電池價格最低,但電容量也低(5號電池容量約500mAH),不適合大電流放電,還容易漏液。只能用于小電流和間歇放電設(shè)備,一般可用于手電筒,收音機(jī),門鈴,遙控器,不帶電機(jī)的電子玩具等。為了防止漏液,這類電池中的精品往往用鋁殼或鐵殼封裝,廉價的只用塑料薄膜緊裹。由于漏出的液體腐蝕性很強(qiáng),所以,對于那些用電量極低,但比較貴重的設(shè)備也最好不要用,或定時檢查電池有無異常。注意這種電池如發(fā)現(xiàn)鼓脹就不宜再用。
2、高功率電池
也稱高容量電池和鋅錳紙版電池,正極負(fù)極的基本結(jié)構(gòu)與鋅錳電池相同,但電解質(zhì)被吸入紙版中。標(biāo)稱電壓1.5伏,規(guī)格型號為在鋅錳電池的型號上加上后綴“P”,如5號電池R6P,7號電池R03P。高功率電池價格約是鋅錳電池的2、3倍,容量在小電流放電時比糊式鋅錳電池略大些,但大電流放電時就明顯較長,號稱有2、3倍的容量。但從消費(fèi)者協(xié)會公布的實(shí)測數(shù)據(jù)看,其容量大得有限,有些品牌甚至不及優(yōu)質(zhì)糊式鋅錳電池。但該電池有一優(yōu)點(diǎn)就是不易漏液。由于其輸出功率較高,故適用于大電流和連續(xù)工作場合??捎糜陔S身聽,電動玩具、膠片自動相機(jī)等。為了防止漏液損壞設(shè)備,在遙控器、電子門鈴、石英電子鐘等電池使用時間特長的設(shè)備中,用這種電池也很適宜。不過這種電池的單位時間電費(fèi)費(fèi)用,在小電流應(yīng)用時,高于普通鋅錳電池,而大電流應(yīng)用時,又高于堿性鋅錳電池,不太經(jīng)濟(jì)。
3、堿性鋅錳電池
堿性電池的規(guī)格型號標(biāo)識是在普通鋅錳電池型號上加上前綴“L”,成為LR6、LR03。也有直接印有英文堿性“ALKALINE”的標(biāo)識。堿性鋅錳電池結(jié)構(gòu)較為特別,中心用一根鋅棒作為負(fù)極,外殼鋅材是正極(和普通鋅錳電池電極相反)。為了與一般電池一樣使用,它把中心的負(fù)極引出線做得與普通鋅錳電池一樣的平坦。而外殼正極上,沖出一個類似石墨棒的銅帽,包裝時再反過來即可。仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)負(fù)極與周圍外殼之間有一條絕緣密封溝(類似南孚所謂的聚能環(huán)),而糊式鋅
磁性液體是一種新型的納米功能材料,由表面活性劑、納米磁性顆粒和基載液組成。它是一種膠體溶液,即使在磁場、電場的作用下也能夠長期保持穩(wěn)定。其具有液體的流動性和固體材料的磁性,將液體的流動性和固體的磁性統(tǒng)一在一種物質(zhì)中,給整機(jī)和元器件的應(yīng)用帶來了可能。
量子材料屬于一大類新材料——溶液納米晶中的一種。溶液納米晶具有晶體和溶液的雙重性質(zhì),量子材料是其中馬上具有突破性工業(yè)應(yīng)用的材料。
量子納米材料的物理、化學(xué)特性既不同于微觀的原子、分子,也不同于宏觀物體,對它的研究,可以把人們探索自然、創(chuàng)造知識的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領(lǐng)域。這將是一個全新的領(lǐng)域,將主導(dǎo)未來數(shù)十年的技術(shù)創(chuàng)新路徑,影響極其深遠(yuǎn)。
煤基材料是一個熱門研究方向。目前主 要的研究項(xiàng)目有:碳纖維、針狀焦、炭黑
玻璃纖維,是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料,種類繁多,優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好丶耐熱性強(qiáng)丶抗腐蝕性好丶機(jī)械強(qiáng)度高,…
功能材料
功能材料是普通高等學(xué)校本科專業(yè),屬于材料類專業(yè)。該專業(yè)培養(yǎng)具有高分子材料與工程、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的相關(guān)知識,掌握功能材料的基礎(chǔ)和專業(yè)知識,能在功能材料的制備、改性、加工成型及應(yīng)用等領(lǐng)域,從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及經(jīng)營管理,并且具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)能力、外語能力、獲取信息和使用信息能力,身心健康、素質(zhì)優(yōu)良、有創(chuàng)新精神的研究應(yīng)用型高級專門人才。
功能材料專業(yè)是材料學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的跨學(xué)科專業(yè),主干學(xué)科有高分子材料科學(xué)與工程、生物醫(yī)學(xué)工程。主要從事生物材料和生物醫(yī)學(xué)工程方面的教學(xué)與科研工作。背靠學(xué)科—高分子材料與工程專業(yè)的師資力量也十分雄厚,從事高分子材料與工程方面的教學(xué)與科研工作。而且功能材料專業(yè)在人才培養(yǎng)、學(xué)術(shù)交流等方面與國內(nèi)外有廣泛的合作。
功能材料是指通過光、電、磁、熱、化學(xué)、生化等作用后具有特定功能的材料。在國外,常將這類材料稱為功能材料(Functional Materials)、特種材料(Speciality Materials)或精細(xì)材料(Fine Materials)。功能材料涉及面廣,具體包括光、電功能,磁功能,分離功能,形狀記憶功能等等。這類材料相對于通常的結(jié)構(gòu)材料而言,一般除了具有機(jī)械特性外,還具有其他的功能特性。
汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的同時,大氣污染問題也隨之而來。汽車主要?dú)鈶B(tài)污染物為co、hc、nox等。目前使用的尾氣凈化催化劑可以將co、hc、nox三種污染物轉(zhuǎn)化為無毒無害的co2、h2o和n2。而催化劑中目前使用的催化功能材料主要有兩種,一種為耐高溫高比表面材料,另一種為儲氧材料。常見的耐高溫高比表面材料是活性al2o3,可作為貴金屬pt-pd-rh的載體,由于其具有高比表面特點(diǎn),可以很好的分散貴金屬,使貴金屬保持高活性態(tài)。
儲氧材料主要是ceo2-zro2基材料,也常用來負(fù)載pt-pd-rh貴金屬,其作用有:增加儲氧性能,貧燃時存儲氧,富燃時釋放氧,以有效控制尾氣中氧含量,使得co、hc、nox等保持較好的轉(zhuǎn)化?,F(xiàn)在工業(yè)化生產(chǎn)中儲氧材料和活性氧化鋁常常是分開制備的,在催化劑制備過程中采用機(jī)械混合方法使用。對于傳統(tǒng)的鈰鋯基儲氧材料而言,其高溫穩(wěn)定性,尤其儲氧量的耐久性非常重要。鈰鋯基儲氧材料可能在1000-1100℃發(fā)生分相,導(dǎo)致材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)嚴(yán)重劣化,難以滿足日益提高的壽命要求