發(fā)布時間:2023-02-04 15:52:18
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的化學(xué)新材料論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
國務(wù)院學(xué)位委員會于1998年修訂研究生專業(yè)目錄時,特別設(shè)立了材料物理和化學(xué)專業(yè)。材料物理和材料化學(xué)是材料科學(xué)的重要基礎(chǔ)。現(xiàn)代材料科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)由過去的宏觀研究和發(fā)展進入到微觀分析和研究,用電子、原子、分子的尺度來研究改變物質(zhì)的性質(zhì),發(fā)展新興的材料。特別是當(dāng)今以服務(wù)于高科技,現(xiàn)代工業(yè)和國防為主的現(xiàn)代材料或新材料的需求量越來越大,新材料的研制與開發(fā)速度也越來越快,因而涌現(xiàn)出的新概念、新理論、新技術(shù)、新方法、新工藝、新產(chǎn)品和新問題越來越需要材料學(xué)家和物理學(xué)家等共同努力來歸納、整理、總結(jié)及創(chuàng)新。由此產(chǎn)生的材料化學(xué)新專業(yè)無疑是多學(xué)科知識交叉、滲透的結(jié)果。它給現(xiàn)代材料的研究、開發(fā)和應(yīng)用以及相關(guān)科學(xué)的發(fā)展帶來了新的空間,為新材料的可持續(xù)發(fā)展提供完善而系統(tǒng)的理論指導(dǎo)和技術(shù)保障。因為材料化學(xué)專業(yè)是技能性、實踐性極強的學(xué)科領(lǐng)域。如何通過材料化學(xué)各實驗課程的改革,深化學(xué)生對課堂知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式和實踐能力,從而提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合能力,是我們面臨的一個重要問題。如何通過實驗培養(yǎng)學(xué)生多層次、多方向的掌握材料物理性能與材料的制備、工藝和測試手段的關(guān)系。并且通過獨立操作和控制實驗進程,培養(yǎng)學(xué)生的研究精神和創(chuàng)造能力是我們材料化學(xué)專業(yè)需要迫切解決的問題。我們通過分層次實驗教學(xué),取得了良好的教學(xué)效果。
分層次實驗教學(xué)法研究
通過分層次開設(shè)實驗,培養(yǎng)學(xué)生的合理的思維方式和實踐能力,從而提高學(xué)生研究精神和創(chuàng)造性能力。具體過程分為以下三個步驟:
1.加強有關(guān)材料化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)性實驗
在材料化學(xué)專業(yè)本科生具有了初步的化學(xué)和物理實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上,首先將材料化學(xué)專業(yè)實驗課程從相關(guān)理論課程剝離,綜合成材料化學(xué)專業(yè)專門的基礎(chǔ)實驗課程,集中訓(xùn)練學(xué)生的材料制備和材料性能檢測技能,并以此為實驗室的開發(fā)重點,使學(xué)生的實驗基本技能得以鞏固和提高。
2.開展綜合性實驗并結(jié)合本專業(yè)開展遠程網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)
在材料化學(xué)專業(yè)本科生已經(jīng)具有初步的材料制備和性能檢測的實驗技能基礎(chǔ)上,第二步開設(shè)綜合性實驗并結(jié)合遠程網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)。綜合性實驗的開設(shè)是為了適應(yīng)社會的發(fā)展和需求,在綜合實驗新體系中,要求開設(shè)的綜合性實驗盡可能反映材料、生命、環(huán)境、信息等學(xué)科的內(nèi)容;了解和學(xué)習(xí)材料化學(xué)研究方法與現(xiàn)代實驗技術(shù)在高新科技學(xué)科中的應(yīng)用成為我們新的建設(shè)目標。因此,不僅要打破專業(yè)的界限,還要打破學(xué)科的界限,使綜合性實驗成為跨學(xué)科、多技能的綜合訓(xùn)練。在我們材料化學(xué)專業(yè)開設(shè)的綜合性實驗中,與材料、信息相關(guān)的實驗有新型能源材料的合成,SDC(固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料)的合成和表征,壓電陶瓷的制備和表征等等;與生物相關(guān)的實驗是天然物或中草藥物的提取及指紋圖譜等。這樣可以使學(xué)生掌握無機非金屬材料的制備方法和相關(guān)性能測試方法,掌握天然生成物質(zhì)的提取方法和結(jié)構(gòu)確定的手段,從而有效地提高學(xué)生的專業(yè)知識并擴展了知識面。為今后學(xué)生進行主導(dǎo)型研究性實驗奠定基礎(chǔ)。
目前,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日益完善,網(wǎng)絡(luò)速度和寬帶不再成為制約網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)的瓶頸。計算機軟、硬件的飛速發(fā)展無疑使得虛擬實驗環(huán)境更加逼真、智能。當(dāng)然,虛擬實驗在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的誤差分析能力等方面還不可能取代傳統(tǒng)的實物實驗教學(xué)方式。但是開設(shè)遠程網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)可以使接受遠程教育的學(xué)生獲得與在校生一樣的從感知到理解的過程。有利于培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的能力,為終身學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。對我們專業(yè)來說,因為是新開的專業(yè),很多實驗還缺乏必要的實驗器材,很多綜合性實驗課程無法開出。但借助遠程教育平臺,可以與兄弟院校和我校其他院系的實驗教學(xué)資源實現(xiàn)共享,從而使相關(guān)實驗得以進行,實現(xiàn)了學(xué)生對相關(guān)實驗的認知。
3.開展學(xué)生主導(dǎo)型研究性實驗的模式
學(xué)生主導(dǎo)型研究性實驗是在綜合性實驗的基礎(chǔ)上由學(xué)生自己選題、查閱文獻和設(shè)計實驗,在教師指導(dǎo)下完成研究性實驗論文并進行論文答辯。該模式的主要目的是全方位地鍛煉學(xué)生實驗研究的能力,充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性,激發(fā)他們從事材料科學(xué)研究的興趣和熱情,為其今后的畢業(yè)設(shè)計和將來從事科研工作打下良好的基礎(chǔ)。同時這種新的實驗?zāi)J揭蔡岣吡藢嶒炇以趯W(xué)生學(xué)習(xí)中所占的地位,建立了進實驗室學(xué)習(xí)的意識。設(shè)計性實驗對開發(fā)學(xué)生智力和創(chuàng)新能力有著重要作用。但在具體實施時,對學(xué)生的培養(yǎng)要有一個由淺入深的過程,我們材料化學(xué)專業(yè)的主導(dǎo)型研究性實驗采取在大學(xué)中后期開設(shè),在學(xué)生已經(jīng)完成材料化學(xué)基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗的基礎(chǔ)上結(jié)合指導(dǎo)教師的課題或相關(guān)專業(yè)后開設(shè)(可參考材料化學(xué)實驗教程中的設(shè)計性實驗)。具體過程一般為以下幾個步驟:(1)選題; (2)查閱文獻收集資料; (3)研究方案。學(xué)生設(shè)計實驗原理,方法和步驟,擬定實驗所需藥品、儀器,探討實驗時可能產(chǎn)生的現(xiàn)象和容易發(fā)生的失誤以及安全等應(yīng)注意的問題,最后獨立設(shè)計實驗方案。實驗方案包括:實驗題目、儀器、藥品、操作步驟和實驗表征儀器等。然后將審閱實驗設(shè)計方案交給教師,教師在尊重學(xué)生創(chuàng)造精神的原則下選出幾種最佳方法,同時糾正某些實驗方案的錯誤指出某些實驗方案的缺陷,再將設(shè)計方案反饋給學(xué)生,將教師選中的方案交由全班同學(xué)討論、完善。然后采取論文答辯的方式檢驗實驗效果。在整個形式上基本是本科生畢業(yè)設(shè)計的模型,通過這樣的實驗為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計和將來的進一步深造奠定基礎(chǔ)。
最后,在整個分層次法實驗教學(xué)中,我們的實驗室采取的是開放式實驗管理模式,在時間方面,我們安排了中午、晚上和雙休日對學(xué)生開放,讓學(xué)生對實驗結(jié)果進行一些探索,對實驗基本技能進行鞏固和掌握。同時,有2~3周開展專門的實驗時間。在人員配備方面,采用專業(yè)課教師和實驗室教師結(jié)合的方式,使每個實驗都有專業(yè)教師進行指導(dǎo),以保證實驗的順利進行。
校企聯(lián)合培養(yǎng)依托行業(yè)發(fā)展,以培養(yǎng)應(yīng)用能力為主線,通過構(gòu)建適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展、以市場為導(dǎo)向的“零距離”實踐教學(xué)體系、與市場“零距離”接軌的教材體系和基于就業(yè)需求的“零距離”素質(zhì)拓展培養(yǎng)體系,培養(yǎng)接地氣的高素質(zhì)行業(yè)人才。問世以來,不僅對各國經(jīng)濟發(fā)展起了積極的促進作用,而且大大提升了學(xué)生就業(yè)的適應(yīng)性。通過借鑒國外成功模式,我國高校與企業(yè)積極探索和發(fā)展了多種校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,例如:大學(xué)科技園、校辦企業(yè)、國家產(chǎn)學(xué)研工程、“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合培養(yǎng)基地和校企聯(lián)合培養(yǎng)基地等,聯(lián)合培養(yǎng)本科人才、工程碩士、碩士研究生和博士生。
在湖南省教育廳的支持下,國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)航天科學(xué)與工程學(xué)院(簡稱國防科大)與株洲時代新材料科技股份有限公司(簡稱時代新材)合作建立了湖南省復(fù)合材料研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地,探索聯(lián)合培養(yǎng)材料科學(xué)與工程領(lǐng)域全日制碩士和博士研究生(課程學(xué)習(xí)在高校,課題研究在企業(yè))、合辦工程碩士研究生班、合作培養(yǎng)博士后研究人員的模式和方法。筆者正是該創(chuàng)新基地培養(yǎng)的博士研究生,現(xiàn)作為教員,對校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生的探索和實踐,有些微體會。
一、產(chǎn)學(xué)研深度融合是校企聯(lián)合培養(yǎng)共贏的基礎(chǔ)
校企聯(lián)合培養(yǎng)追求“高校一企業(yè)一學(xué)生”共贏的目標。理論上,共贏目標的愿景無限美好,但實際上國內(nèi)外不斷實踐和探索的結(jié)果卻不盡如人意,原因在于、共贏”必須以產(chǎn)學(xué)研深度融合為基礎(chǔ)。深度融合,則“共贏”枝繁葉茂;不然,則空空如也。
根據(jù)邢素麗等人的論述,產(chǎn)學(xué)研深度融合應(yīng)包括:(1)需融學(xué)科和產(chǎn)業(yè)、學(xué)問和技術(shù)、基礎(chǔ)研究與工程應(yīng)用內(nèi)涵于一體;(2)需融高校科研、企業(yè)課題、國家和省課題內(nèi)涵于一體;(3)需融高校學(xué)科優(yōu)勢、企業(yè)需求內(nèi)涵于一體;(4)需融新技術(shù)、新需求、新理論、新應(yīng)用內(nèi)涵于一體。在產(chǎn)學(xué)研深度融合的基礎(chǔ)上,以研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地為平臺,發(fā)揮校企各自優(yōu)勢,促進不同領(lǐng)域、不同范疇、不同層次等之間的融合,為研究生營造創(chuàng)新環(huán)境、激活創(chuàng)新動力、提升創(chuàng)新水平、增強創(chuàng)新能力。
國防科大與時代新材料,以共同研發(fā)兆瓦級復(fù)合材料葉片為契機,深度合作,聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生,實現(xiàn)共贏。兆瓦級復(fù)合材料葉片研發(fā)需要解決四大關(guān)鍵技術(shù):氣動布局、結(jié)構(gòu)、制備和全尺寸測試。氣動布局直接關(guān)系葉片捕捉風(fēng)能的效率和風(fēng)能的利用率;合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確保葉片安全運行20年的保證;葉片效能的最終實現(xiàn),關(guān)鍵在于如何制備出質(zhì)量穩(wěn)定的兆瓦級復(fù)合材料風(fēng)電葉片,難點包括模具設(shè)計與制備、工藝設(shè)計與實現(xiàn)、制備控制與效率等,稍有不慎,整個葉片制備失敗或質(zhì)量差下,動輒就是百萬級別的經(jīng)濟損失;制備完成后,在國際認證機構(gòu)(例如船級社)的監(jiān)視下,完成全尺寸靜力測試和疲勞測試考核,才能獲得市場準人資格。
國防科大充分利用自己氣動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、大尺寸復(fù)合材料整體成型制備和大型構(gòu)件全尺寸測試等方面的學(xué)科優(yōu)勢,結(jié)合時代新材資金、場地和人力,共同研發(fā)了1.5~4.0MW、低風(fēng)速型、超長型、海上超大型等多款兆瓦級復(fù)合材料風(fēng)電葉片并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,目前相關(guān)產(chǎn)品巳在國內(nèi)外50多個風(fēng)場裝機運行,為國家新能源戰(zhàn)略計劃做出了重大貢獻。該項目校企聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生(筆者)全程參與了兆瓦級復(fù)合材料風(fēng)電葉片氣動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、成型制備和全尺寸測試的所有工作,涉及空氣動力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、流體力學(xué)、復(fù)合材料學(xué)、流變學(xué)、熱力學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科知識,理論知識在工程實踐中得到了很好的應(yīng)用,同時以超大型碳纖維復(fù)合材料風(fēng)電葉片為研究背景,針對結(jié)構(gòu)設(shè)計和成型制備過程中的物理、化學(xué)變化機制,發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇(其中SCI源刊8篇,EI源刊6篇),申請國家發(fā)明10余項,獲湖南省科技進步一等獎1項,順利完成博士畢業(yè)論文研究,相關(guān)研究成果支撐了2項科技鑒定成果。高校一企業(yè)一學(xué)生三方共贏,其根本原因就是校企合一,深度融合!
校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生通常是兩段式,即課程學(xué)習(xí)階段在高校進行,完成基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí);學(xué)位論文培養(yǎng)階段在企業(yè)進行,參與企業(yè)科研項目,完成學(xué)位論文。學(xué)位論文階段,如果沒有產(chǎn)學(xué)研深度融合,博士生難以順利完成學(xué)位論文研究。困難主要是人、財、物三方面的保障問題,此問題對于材料科學(xué)與工程專業(yè)尤為突出。博士生在企業(yè)進行課題研究,往往是單槍匹馬,企業(yè)的性質(zhì)決定了難以給博士生配備助手,而很多論文的實驗研究是必須有幫手才能完成。比如,我們采用光學(xué)測試系統(tǒng)監(jiān)測大型風(fēng)電葉片極限載荷下的變形,需要十幾個助手才能完成,在企業(yè)往往一個助手都沒有,如果不是深度合作,此類實驗就無法完成。此外,材料學(xué)科開展研究通常需要購買大量的原材料,購買原材料的資金誰出,如果沒有明確,學(xué)生就不知所然,如果高校出,學(xué)生只能通過高校購買平臺進行購買,來回奔波,疲于奔命,浪費大量的精力和時間;假設(shè)企業(yè)出資,如果需要層層審批和控制,以學(xué)生一己之力,難以協(xié)調(diào)。因此,校企聯(lián)合培養(yǎng),深度合作,解決博士生資金和資金使用問題,是保證其論文課題順利開展的前提。
二、雙導(dǎo)師制是校企聯(lián)合培養(yǎng)成功的保障
校企聯(lián)合培養(yǎng),采取雙導(dǎo)師制培養(yǎng)方式,即由校方導(dǎo)師與企方導(dǎo)師組成導(dǎo)師組共同指導(dǎo)研究生。校方導(dǎo)師為主導(dǎo)師,企方導(dǎo)師為副導(dǎo)師。校企聯(lián)合培養(yǎng)課題論文階段在企業(yè)完成,這種雙導(dǎo)師制,很好地解決了導(dǎo)師隨時指導(dǎo)、監(jiān)督和協(xié)調(diào)的難題,可以確保校企聯(lián)合培養(yǎng)研究生(包括碩士生和博士生)順利完成論文研究。
兩導(dǎo)師的分工,有專家提出,選題確定后,由企方導(dǎo)師負責(zé)工作安排、現(xiàn)場學(xué)術(shù)指導(dǎo)、學(xué)位論文的初審;校方導(dǎo)師根據(jù)研究生論文題目及培養(yǎng)人才的需要,負責(zé)研究生培養(yǎng)計劃的制定、學(xué)術(shù)指導(dǎo)、論文審閱與組織論文答辯等工作。校企雙方導(dǎo)師及時交流,共同解決在創(chuàng)新基地研究生的科研和生活中出現(xiàn)的問題。學(xué)生每月按時向校企雙方導(dǎo)師匯報工作學(xué)習(xí)情況,雙方導(dǎo)師填寫《指導(dǎo)情況記錄表》,及時指導(dǎo)學(xué)生。這樣,既保證了研究生培養(yǎng)要求,又充分發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢,加強科研實際訓(xùn)練,提高研究生的理論與實踐能力。
以親身經(jīng)歷而言,兩導(dǎo)師的分工,筆者有不同的看法。企方導(dǎo)師的精力首先是以企業(yè)為主,負責(zé)企業(yè)的各種任務(wù),目前令人尷尬的情況是:企方導(dǎo)師根本無暇顧及學(xué)生論文的指導(dǎo),更別談負責(zé)工作安排、現(xiàn)場學(xué)術(shù)指導(dǎo)和學(xué)位論文的初審。因此,筆者認為,校方導(dǎo)師不僅要負責(zé)研究生培養(yǎng)計劃的制定、學(xué)術(shù)指導(dǎo)、論文審閱與組織論文答辯等工作,還要負責(zé)工作安排。這肯定有人會問,如果這樣是不是就不需要企方導(dǎo)師了?答案是當(dāng)然需要,而且非常必要,只是角色定位應(yīng)該是負責(zé)人、財、物的協(xié)調(diào),保證學(xué)生論文的順利開展。人、財、物的協(xié)調(diào)對于學(xué)生開展論文工作至關(guān)重要,而且對于企方導(dǎo)師來說,往往易如反掌。研究生,特別是博士研究生,通常都具有高度的自覺性,每周或每月定期向校方導(dǎo)師匯報論文進展情況,完全可以做到積極主動,這樣校方導(dǎo)師綜合研究的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價值,與學(xué)生一起討論制定研究方案、工作安排也是水到渠成的事,而且高效可行。
雙導(dǎo)師制是一種很好的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,但必須結(jié)合實際情況,合理分工,才能保障校企聯(lián)合培養(yǎng)的成功,否則,就是紙上談兵,空談?wù)`人。
三、完備的創(chuàng)新平臺是校企聯(lián)合培養(yǎng)可行的前提條件
有了產(chǎn)學(xué)研深度融合的基礎(chǔ)、雙導(dǎo)師制度的保障,校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生是否可行,還取決于一個重要條件一一完備的創(chuàng)新平臺。
國防科大與時代新材校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生,之所以行之有效,一個重要的前提條件就是時代新材擁有一個新材料檢測中心,該中心具有材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗研究所需的多數(shù)檢測設(shè)備和系統(tǒng),即便是需要搭建平臺,該中心也能快速完成。筆者博士論文涉及的實驗和檢測,幾乎都是在該中心完成。假設(shè)時代新材沒有該檢測中心,即使是簡單的力學(xué)性能測試都需要在高校完成,那么學(xué)生必然疲于奔波,留給論文研究和項目開發(fā)的時間還會剩多少?因此,一個開展論文課題研究所需的創(chuàng)新平臺,對于校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生,實在是太必要了!如果沒有,筆者建議不要輕易提校企聯(lián)合培養(yǎng),高校和導(dǎo)師要慎之又慎,以免誤人子弟!
四、結(jié)語
綜上所述,校企聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生只有建立在產(chǎn)學(xué)研深度融合的基礎(chǔ)之上,結(jié)合實際情況,通過雙導(dǎo)師制給予保障,企業(yè)擁有開展論文課題研究的創(chuàng)新平臺,才能實現(xiàn)高校一企業(yè)一研究生的共贏。
論文摘要:文章從我國林業(yè)科技發(fā)展對材料化學(xué)專業(yè)人才的需要出發(fā),探討了在高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)的專業(yè)定位,在對材料化學(xué)課程的教學(xué)體系進行思考的基礎(chǔ)上,提出了培養(yǎng)適應(yīng)林業(yè)科技發(fā)展需要的材料化學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)模式和教學(xué)內(nèi)容。
材料化學(xué)是一門材料科學(xué)與現(xiàn)代化學(xué)相結(jié)合的新興學(xué)科,對于自然科學(xué)和國民經(jīng)濟的發(fā)展至關(guān)重要,是21世紀化學(xué)發(fā)展中的重要新興學(xué)科之一。本專業(yè)密切聯(lián)系國民經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的實際,研究材料制備、加工、性能和應(yīng)用等的化學(xué)問題。上個世紀90年代初,復(fù)旦大學(xué)率先開設(shè)材料化學(xué)本科專業(yè)。隨后,眾多高校相繼開設(shè)了該專業(yè)。由于材料種類很多,而且各個高校開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)的背景和學(xué)校的優(yōu)勢學(xué)科不相同,雖然專業(yè)名稱相同,但是各學(xué)校所制定的培養(yǎng)方案和體現(xiàn)的專業(yè)特色各不一樣。中南林業(yè)科技大學(xué)是一所服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟和現(xiàn)代林業(yè),地處中南地區(qū)的高等林業(yè)院校。在高等林業(yè)院校開設(shè)材料化學(xué)專業(yè),相對于其它綜合性高校的材料化學(xué)專業(yè)和本校的主流學(xué)科一一林學(xué)來說,該專業(yè)無論是在師資隊伍,還是在科研水平與學(xué)科建設(shè)等方面都存在不小的差距。所以,我校開設(shè)的材料化學(xué)專業(yè),只有辦出自己的特色和優(yōu)勢,才能在材料化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域占有一席之地。
1、專業(yè)定位明確,體現(xiàn)辦學(xué)特色
人才的培養(yǎng)需要找準位置,明確方向。這是適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要,也是辦好專業(yè)的關(guān)鍵。我校2004年初申報材料化學(xué)專業(yè)并獲得省教育廳批準,2005年正式招生。Www.133229.CoM經(jīng)過5年的發(fā)展,積累了較為豐富的教學(xué)實踐經(jīng)驗,基本建立了較為完備的材料化學(xué)專業(yè)辦學(xué)條件。材料化學(xué)是一門多學(xué)科相互交叉的新型綜合學(xué)科,就材料而言,包括金屬材料、無機金屬材料、高分子材料、功能材料、復(fù)合材料等多個領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的全面發(fā)展,為了應(yīng)對經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的迫切要求,加強林業(yè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)至關(guān)重要。各種新材料在農(nóng)業(yè)、林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,如生物質(zhì)材料、木材阻燃材料、仿生材料和可生物降解材料等的開發(fā)都是材料優(yōu)先發(fā)展的方向。但是,目前我國林業(yè)領(lǐng)域從事新材料技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的專門人才比較匾乏,遠遠不能滿足現(xiàn)代林業(yè)高速發(fā)展的需要。因此,高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)專業(yè)對我國林業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。在高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)專業(yè)既要考慮材料科學(xué)學(xué)科本身的體系,又要體現(xiàn)高等林業(yè)院校的特色與優(yōu)勢。為此,我們把專業(yè)定位在復(fù)合材料、生物質(zhì)材料和高分子材料三大方向,使學(xué)生既具有扎實的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識和良好的專業(yè)素質(zhì),又能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的要求;培養(yǎng)能在材料開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域,尤其是利用林產(chǎn)品資源進行新材料研制和開發(fā)以及新材料在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用方面具有創(chuàng)新精神和實踐能力的復(fù)合型人才,為我國林業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化及林業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供堅實可靠的人才保障。
2、完善課程體系,優(yōu)化課程設(shè)置
本專業(yè)秉承夯實基礎(chǔ),提高能力、拓寬范圍、接觸前沿的理念,根據(jù)國家經(jīng)濟建設(shè)對專業(yè)型、應(yīng)用型、復(fù)合型和學(xué)習(xí)型人才的需要,在遵循“重基礎(chǔ)、寬口徑和強能力”教學(xué)改革原則的基礎(chǔ)上,在構(gòu)建材料化學(xué)專業(yè)課程體系時,主要采取下列原則:加強基礎(chǔ)理論,拓寬專業(yè)口徑,重視實驗教學(xué),適當(dāng)增加選修課比例。因此,該專業(yè)的課程體系由公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必選課和專業(yè)選修課四個方面組成。其中:公共基礎(chǔ)課程與化學(xué)工程類其它專業(yè)一致;專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè)了材料化學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)、材料物理性能等課程;在專業(yè)課程的設(shè)置上注意寬口徑與突出特色相兼顧,如復(fù)合材料方向開設(shè)的復(fù)合材料學(xué)和復(fù)合材料工藝與設(shè)備課程;高分子材料方向開設(shè)的高分子化學(xué)、高分子物理和材料結(jié)構(gòu)表征課程;生物質(zhì)材料方向開設(shè)的木質(zhì)復(fù)合材料、竹材及非木質(zhì)材料等課程。同時,還加強了工藝設(shè)計和制造方面的課程,如開設(shè)材料加工與成型、材料加工與成型實驗、材料合成與制備等課程;增加了阻燃材料及其應(yīng)用技術(shù)、仿生材料、生態(tài)環(huán)境材料、活性炭制備改性與應(yīng)用專題等特色課程。總之,在課程體系的總體構(gòu)建原則下,經(jīng)過兩次培養(yǎng)計劃的修訂,對課程進行了認真仔細的整合,系統(tǒng)地確定課程門類,進一步明確各門課程的內(nèi)容及課程間的分工與聯(lián)系,刪除一些內(nèi)容陳舊或與其它課程內(nèi)容重復(fù)的課程,增加反映最新研究成果方面的課程,如納米材料,納米復(fù)合材料等,創(chuàng)建一些理論聯(lián)系實際、有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力的課程,并加大前沿科技知識的教學(xué)比例。
3、改革實踐教學(xué)體系,強化能力培養(yǎng)
材料化學(xué)專業(yè)是一門實踐性很強的學(xué)科,在教學(xué)活動中,必須加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。首先,在加強基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)的前提下,組建了材料合成與制備、材料結(jié)構(gòu)表征和檢測兩個專業(yè)實驗室。同時,利用多種渠道與企業(yè)建立聯(lián)系,在株洲冶煉集團、湘潭鋼鐵公司和株洲化工集團等單位建立了實習(xí)基地。第二,實驗教學(xué)是培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、探究與創(chuàng)新能力的重要途徑。建立新型的材料化學(xué)實驗教學(xué)體系,將傳統(tǒng)的實驗教學(xué)向開放性的教學(xué)模式進行轉(zhuǎn)變,是培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才的有效途徑之一。為此,在實驗教學(xué)方法上,部分實驗課試行開放式教學(xué),實驗課教師僅僅講授實驗的基本原理和基本要求,從查閱文獻資料開始,到實驗方案設(shè)計、實驗操作規(guī)程、實驗結(jié)果分析等均由學(xué)生獨立完成,使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。第三,按基礎(chǔ)型、設(shè)計綜合型、研究創(chuàng)新型三個層次規(guī)劃實驗,進一步改革實驗教學(xué)內(nèi)容。積極推行從驗證模仿性實驗向設(shè)計創(chuàng)新性實驗轉(zhuǎn)變,同時減少驗證性實驗,增設(shè)設(shè)計性、創(chuàng)新性和綜合性實驗。第四,鼓勵學(xué)生參加科研活動,根據(jù)個人興趣和愛好參加教師的科研項目,鼓勵學(xué)生積極申報大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目。通過具體的研究課題,獨立設(shè)計、自查資料、自擬實驗方法進行探索性、創(chuàng)造性實驗。第五,結(jié)合專業(yè)實驗室和實習(xí)基地搞好畢業(yè)實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí),鼓勵已經(jīng)簽訂就業(yè)協(xié)議的學(xué)生到單位聯(lián)系生產(chǎn)實際選擇課題,鼓勵教師到實習(xí)基地結(jié)合實際指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)論文。由此在整個實踐教學(xué)活動中構(gòu)建了“計劃教學(xué)一開放實驗一科研相結(jié)合”的新的實驗教學(xué)體系。同時,在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,重視學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),把素質(zhì)教育貫穿于實踐教學(xué)的全過程,為全體學(xué)生提供了一個全面發(fā)展的實踐空間,培養(yǎng)與他人合作的團隊精神。為學(xué)生將來適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的管理體制,確立優(yōu)秀的職業(yè)道德素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。
4、加強師資隊伍建設(shè),優(yōu)化師資隊伍結(jié)構(gòu)
【關(guān)鍵詞】價值鏈 人才培養(yǎng) 對策 材料化學(xué)專業(yè)
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)21-0030-02
管理大師邁克爾·波特在1985年提出價值鏈概念。價值鏈是分析企業(yè)運行各個環(huán)節(jié)以及各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系,構(gòu)建企業(yè)自身競爭力,從而獲取持續(xù)競爭優(yōu)勢從市場中脫穎而出,它是企業(yè)戰(zhàn)略分析的方法。隨著時代的發(fā)展,對價值鏈理論的認知也越來越透徹,其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。高校作為社會的一部分,從某種程度上講,也可以看成是一個企業(yè),學(xué)生作為這個企業(yè)的產(chǎn)品,培養(yǎng)學(xué)生時耗費在學(xué)生身上的勞動越多,學(xué)生的人才價值越大,同時學(xué)校可獲取的收益也越多。其中學(xué)生培養(yǎng)是由既相互獨立又相互聯(lián)系的多個價值活動所組成的整體,并形成一個獨特的價值鏈。
湖北工程學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)開辦于2003年,經(jīng)過近十年的教學(xué)實踐,形成了一套符合時代要求的,知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案,培養(yǎng)了一批應(yīng)用型人才,辦學(xué)理念和教學(xué)模式經(jīng)受了實踐的檢驗。但從更高的角度來看,學(xué)生的能力和價值還有提升空間,如開闊提高學(xué)生的寬廣視野和交流能力;提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)思索、質(zhì)疑和批判精神;獨立意識不夠,社會適應(yīng)性有待提高。2010年,湖北省教育廳批準湖北工程學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)為湖北省普通高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃項目。升格為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專業(yè),其人才素質(zhì)必須優(yōu)于傳統(tǒng)的材料化學(xué)專業(yè)人才,這就要求人才培養(yǎng)模式必須有別于傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式,應(yīng)更嚴格、更科學(xué)和更有效。本文用經(jīng)濟學(xué)中價值鏈理論來探討材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中應(yīng)關(guān)注的幾個方面,以期為人才培養(yǎng)模式的改革與實踐提供建議。
一 確定合理的材料化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標
價值鏈不應(yīng)以供給為驅(qū)動,而應(yīng)以需求為驅(qū)動;不應(yīng)是供方向需方推銷產(chǎn)品,而應(yīng)是供方滿足需方的產(chǎn)品要求。作為湖北省的首批戰(zhàn)略新型產(chǎn)業(yè)專業(yè),培養(yǎng)目標應(yīng)定位在服務(wù)地方經(jīng)濟的需求,為適應(yīng)武漢市城市圈“兩型社會”建設(shè)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,在材料化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計劃中,借鑒其他重點大學(xué)材料化學(xué)相關(guān)專業(yè)的成功經(jīng)驗,以材料化學(xué)技術(shù)為主線,以材料工程為背景,充分發(fā)揮區(qū)域內(nèi)企業(yè)的優(yōu)勢,通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作,探索適合材料化學(xué)專業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新人才計劃的新的培養(yǎng)方案和課程體系。
舊的培養(yǎng)方案有它合理的地方,新的培養(yǎng)方案就是要辯證地“揚棄”。打破傳統(tǒng)的重理論輕實踐、理論和實踐相分離的課程體系,根據(jù)材料化學(xué)專業(yè)的需要,優(yōu)化重組本專業(yè)的課程體系,使學(xué)生具備材料化學(xué)相關(guān)的基本知識和基本技能,具有對材料改性及加工過程進行技術(shù)、經(jīng)濟分析和初步的管理能力;能在材料化學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域從事材料研究、材料的成型和加工、新材料的設(shè)計和開發(fā)及相關(guān)管理工作。根據(jù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)的需求,在課程設(shè)置上,平衡公共課與專業(yè)課的時長,加大專業(yè)技能課和實驗課所占比例,學(xué)校所設(shè)置的課程應(yīng)與企業(yè)所需人才相符合,如:計算機公共課應(yīng)讓學(xué)生學(xué)會化工制圖,大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)課程應(yīng)與企業(yè)溝通等。
培養(yǎng)方案的制訂,院系和企業(yè)都要整合自身資源,開發(fā)課程、配備師資、組織教學(xué);同時校企要互相溝通,加強民主與科學(xué)決策,減少盲目性,要有所為,有所不為,在教學(xué)實踐中不斷積累并形成具有自身特色和優(yōu)勢的專業(yè)特色。學(xué)校作為價值核心實現(xiàn)的支撐,從宏觀上進行調(diào)控。
二 專業(yè)要求必須明確、具體
材料化學(xué)是材料類學(xué)科的一個基礎(chǔ)專業(yè),專業(yè)名稱不如高分子材料與工程、無機非金屬材料那樣明確,學(xué)生也經(jīng)常質(zhì)疑自己學(xué)什么,所以給學(xué)生制訂的要求一定要明確。根據(jù)培養(yǎng)目標,制定材料化學(xué)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握的知識能力體系,要求學(xué)生在不同時間段學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識并熟練掌握,就如同大學(xué)英語、計算機課程一樣,考核過關(guān)才能畢業(yè),這樣就給學(xué)生提出了明確的要求和奮斗目標,增強了學(xué)生的緊迫感。總的來說,學(xué)生應(yīng)掌握外語、計算機及信息技術(shù)應(yīng)用和文獻檢索等方面的工具性知識,還要掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等方面的自然科學(xué)知識,同時要涉獵經(jīng)濟管理知識;最后也是最重要的是工程技術(shù)知識和材料化學(xué)專業(yè)知識,如工程圖學(xué)、機械基礎(chǔ)、化工基礎(chǔ)、電工電子技術(shù)等方面的知識;材料的制備、表征,材料加工及材料應(yīng)用等方面的基本理論、基本實驗技能和較為系統(tǒng)的工程實踐知識。
在整個學(xué)習(xí)過程中還要注重學(xué)生素質(zhì)結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)。如培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀;培養(yǎng)社會責(zé)任感;培養(yǎng)法律意識,自覺遵紀守法;熱愛本專業(yè)、注重職業(yè)道德修養(yǎng);培養(yǎng)誠信意識和團隊精神。
三 建立與新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)配套的教學(xué)模式和教師隊伍
工業(yè)經(jīng)濟論文2000字(一):對工業(yè)經(jīng)濟實施有效監(jiān)控的若干建議論文
摘要工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分,在實際管理中受到相關(guān)因素的影響,存在不科學(xué)和不規(guī)范等現(xiàn)象,直接產(chǎn)生不良影響。在本次研究中以工業(yè)經(jīng)濟管理階段的風(fēng)險為基礎(chǔ),對如何進行監(jiān)控進行分析。
關(guān)鍵詞工業(yè)經(jīng)濟有效監(jiān)控監(jiān)控措施
考慮到可持續(xù)發(fā)展以及生產(chǎn)總值的增長關(guān)系,需要以經(jīng)濟發(fā)展為基礎(chǔ),正視工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的各種問題,合理處理。在項目管理中,涉及到的細節(jié)問題比較多,導(dǎo)致工業(yè)經(jīng)濟很多方面受到影響。在實施中采取工程經(jīng)濟學(xué)的知識對項目進行監(jiān)督管理,可以實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。在整個實施階段考慮到經(jīng)濟項目的具體管理要求,要求盡量規(guī)避風(fēng)險,制定合理有效的防范對策。
一、工業(yè)經(jīng)濟管理的風(fēng)險
(一)招投標的風(fēng)險
在企業(yè)的招投標管理中,風(fēng)險比較多,不確定的因素很多,在招標的過程中,可能會存在資料沒有嚴格審核的現(xiàn)象,招標文件和詳細的文件等了解不到位,出現(xiàn)相關(guān)錯誤。部分企業(yè)在相互競爭的前提下爭取合同,此類競爭形勢相對來說比較嚴峻,在后續(xù)的項目跟進的階段,可能會出現(xiàn)部分的驗收問題。項目清單數(shù)和測量規(guī)則之間可能會存在一定的風(fēng)險。我國改革開放之后,工業(yè)發(fā)展帶動了制造行業(yè)的進步,在實施的過程中可能會存在項目驗收的問題。此外在項目清單設(shè)定中,可能存在不同程度的風(fēng)險。部分項目的業(yè)主對招投標項目本身了解的比較少,整體把握不足。此外在新的時代背景下,缺少科學(xué)可行的管理方式和體系,企業(yè)的招投標地位差異比較大。部分建筑公司當(dāng)前處在被動的形式下,項目業(yè)主的形式變的主動和有利。
(二)生產(chǎn)質(zhì)量風(fēng)險
在工業(yè)項目中,生產(chǎn)量風(fēng)險有不確定的特點,在生產(chǎn)過程中可能會遇到很多其他問題,導(dǎo)致企業(yè)的風(fēng)險隨之提升,導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)管理停滯不前。在具體的工業(yè)項目建設(shè)中,項目管理人員是主體,整體管理水平對效益產(chǎn)生影響。但是在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)項目建設(shè)中,忽視了其他方面因素,預(yù)估的投資金額和運行成本產(chǎn)生差異。如果此類現(xiàn)象得不到及時的處理,導(dǎo)致生產(chǎn)量存在風(fēng)險。在生產(chǎn)和指導(dǎo)的過程中,可能會出現(xiàn)個人因素導(dǎo)致的違規(guī)操作的現(xiàn)象,生產(chǎn)量和預(yù)期質(zhì)量差異大,出現(xiàn)其他風(fēng)險[1]。
(三)業(yè)主造成的風(fēng)險
在建筑市場管理的背景下,部分業(yè)主可能沒有按照合同條例進行施工,業(yè)主產(chǎn)生的風(fēng)險也需要引起重視。在施工的過程中,風(fēng)險比較多,后續(xù)施工中,如果沒有及時承擔(dān)責(zé)任,可能產(chǎn)生風(fēng)險,導(dǎo)致整個項目的成本提升,施工難度提高[2]。
二、工業(yè)經(jīng)濟的監(jiān)控建議分析
(一)完善現(xiàn)有防范模式
在工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中針對存在的各種風(fēng)險,在實施中必須了解風(fēng)險的類型,及時進行處理。為了守護各方的權(quán)益,在實施中簽訂生產(chǎn)合同,結(jié)合現(xiàn)狀和要求等實施。此外在生產(chǎn)制造的過程中,如果出現(xiàn)意外情況,需要明確利益分配的問題。施工單位針對資產(chǎn)體系和方案等有一個大概的了解,對生產(chǎn)過程中的各類問題及時處理。規(guī)章制度有重要的約束作用,在簽訂建設(shè)工程的合同的時候,需要明確業(yè)主的施工資金來源,建設(shè)完善的生產(chǎn)管理方式,對其中的標準進行細化。只有強化對生產(chǎn)工藝和方法的創(chuàng)新,才能保證項目建設(shè)和生產(chǎn)的質(zhì)量。在風(fēng)險預(yù)防的過程中可以實現(xiàn)交流和互動,對生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和管控,經(jīng)過目標考核和激勵制度之后,達到經(jīng)濟管理的目標[3]。
(二)完善規(guī)模化方案
工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中制定制定詳細和合理的制度方案,通過施工人員和管理人員的協(xié)調(diào)管理后,強化了相互的信任和尊重。由于在實際管理中矛盾比較多,后續(xù)操作中需要提升施工人員的自身積極性,給項目生產(chǎn)和管理提供溫馨和和諧的氛圍。在精確化管理中,考慮到經(jīng)濟效益和整體效益的關(guān)系,落實對應(yīng)的管理政策,進而提升施工人員的自身積極性和效率,各項政策的積極落實之后能讓施工企業(yè)向著規(guī)模化的方向發(fā)展。
(三)實現(xiàn)工業(yè)品價格的監(jiān)控
工業(yè)品的價格參數(shù)一般指的是通過調(diào)查收集部分代表企業(yè)的代表產(chǎn)品,在實施中對價格變動的資料進行計算之后,反應(yīng)出工業(yè)品的變動程度。在整個過程中涉及到原材料、燃料和動力等指數(shù),主要反應(yīng)了工業(yè)企業(yè)出廠出廠商品價格及工業(yè)企業(yè)中間投入品價格變動趨勢和變動程度的相對數(shù),是驗證工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r的重要指標之一。依據(jù)現(xiàn)行的工業(yè)品價格參數(shù)得知,在生產(chǎn)過程中需要對消耗的外購原材料和其他費用等進行計算,合理進行管控。
(四)規(guī)定工業(yè)中間投入
對企業(yè)管理而言,企業(yè)內(nèi)部會計需要明確具體的表格的內(nèi)容,準確的掌握中間投入計算的原則和資料等。其一從企業(yè)外部購入的產(chǎn)品和服務(wù)價值等,不涉及到生產(chǎn)過程中回收的廢料和自制頻的價值。其二是本期投入到生產(chǎn),并一次性消耗的產(chǎn)品和服務(wù)價值,不包括固定資產(chǎn)等轉(zhuǎn)移的價值。規(guī)定工業(yè)中間投入,符合經(jīng)濟發(fā)展的要求。
三、結(jié)語
在新的時代背景下,工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的風(fēng)險比較多,考慮到經(jīng)濟管理的影響因素和具體要求等,需要注意的是進行風(fēng)險的管控。在當(dāng)前風(fēng)險管理中,提供了詳細的管理規(guī)范。通過完善現(xiàn)有防范模式、完善規(guī)模化方案、實現(xiàn)工業(yè)品價格的監(jiān)控、規(guī)定工業(yè)中間投入等方式進行各項管理之后,對工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展起到促進的作用,帶動整體進步。
工業(yè)經(jīng)濟畢業(yè)論文范文模板(二):新工業(yè)經(jīng)濟下電線電纜產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展與融合論文
摘要:電線電纜產(chǎn)業(yè)隨著新材料、新裝備、新技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,近年來涌現(xiàn)出許多新的前沿領(lǐng)域和發(fā)展方向。電纜制造企業(yè)需適應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下的產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來新一輪產(chǎn)業(yè)革命,電線電纜產(chǎn)業(yè)鏈作為基礎(chǔ)制造業(yè),也需經(jīng)受沖擊和歷煉,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級和突破。
關(guān)鍵詞:電纜技術(shù);裝備材料;發(fā)展融合
0前言
電線電纜產(chǎn)業(yè)在國家能源開發(fā)、能源傳輸和能源轉(zhuǎn)換中擔(dān)負重任,隨著新材料、新裝備、新技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,電線電纜產(chǎn)業(yè)近年來也涌現(xiàn)出許多新的前沿領(lǐng)域和發(fā)展方向。如何在新工業(yè)經(jīng)濟形勢下,實現(xiàn)電纜行業(yè)制造體系升級,是所有電纜企業(yè)值得思考的問題。即使放在當(dāng)前工業(yè)大變革的歷史背景下,電纜企業(yè)也面臨激烈競爭,需要突破發(fā)展。本文結(jié)合電纜行業(yè)近些年發(fā)展情況,淺析電纜產(chǎn)業(yè)裝備、材料、工藝及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。
1高端制造和檢測裝備
目前電線電纜行業(yè)生產(chǎn)檢測裝備大部分已實現(xiàn)國產(chǎn)化,但在高端裝備領(lǐng)域,國產(chǎn)裝備與國外先進水平相比,制造裝備在機械加工精度、工藝穩(wěn)定性、模塊化集成度、生產(chǎn)效率,檢測裝備在測試精度、穩(wěn)定可靠性等方面還有一定差距。電纜裝備供需狀況存在錯位,一方面國產(chǎn)中低端裝備供需飽和,另一方面高端裝備進口依賴程度高。電纜制造高端裝備以500kV立塔交聯(lián)生產(chǎn)線為例,目前國內(nèi)投產(chǎn)生產(chǎn)線以進口裝備為主,國產(chǎn)裝備多以配套或輔助功能使用。電纜高端裝備投資回收周期長、占用資金量大,電纜企業(yè)在選用裝備時,會慎重考慮選用裝備的成熟性和行業(yè)使用情況。另外高端裝備市場需求量相對較小,換代周期長,也片面影響國產(chǎn)高端裝備的研發(fā)和投用。但未來電纜行業(yè)高端制造和檢測裝備仍是裝備制造企業(yè)發(fā)展的一個方向,除了需要在基體材料、加工工藝、系統(tǒng)組成上做出突破外,智能化、信息化和高度集成化將成為未來高端裝備的普遍要求。目前,電纜行業(yè)智能生產(chǎn)、數(shù)字供應(yīng)鏈、大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)對車間工廠生產(chǎn)、檢測數(shù)據(jù)集采需要另行配置傳感器、數(shù)據(jù)集采裝置和工業(yè)平板等輔助裝備。未來數(shù)據(jù)集采和網(wǎng)絡(luò)交互功能將是電纜裝備智能化的常用配置。
2電纜新材料研發(fā)
電纜新材料研發(fā)包括兩個方面:一方面是對原有材料體系的改良、改性、配方優(yōu)化設(shè)計;另一方面是全新材料在電纜結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。目前我國電纜橡塑材料主要應(yīng)用于中低電壓等級。超高壓電纜絕緣、屏蔽料存在基礎(chǔ)原料整體水平低,核心工藝裝備依賴進口,產(chǎn)業(yè)化程度不高。高耐壓等級絕緣材料對基材純度、配方工藝、輔助材料的分布狀態(tài)要求很高,目前國內(nèi)能夠生產(chǎn)超高壓絕緣料的廠家非常有限。國家已將新材料產(chǎn)業(yè)作為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略支撐,科研資金和人才投入巨大。隨著新材料技術(shù)的不斷突破,既可以在原有材料體系基礎(chǔ)上研制出更高純度、更細小微粒的基體材料,通過納米處理、微粒改性等物理化學(xué)方法提升材料性能,也可以研制開發(fā)出更多實用的復(fù)合新材料。未來電纜材料的研發(fā)除了注重材料電氣性能和機械物理性能,也更關(guān)注其環(huán)保性能和廢舊材料的回收利用。在材料研發(fā)使用全周期,考量其環(huán)保性和循環(huán)使用價值。
3制造技術(shù)的發(fā)展
電纜制造技術(shù)發(fā)展包括制造方法的改進和電纜新結(jié)構(gòu)、新生產(chǎn)工藝的研發(fā)。以礦物絕緣電纜為例,目前礦物絕緣電纜防火性能檢測標準以BS6387要求比較全面和嚴格,該標準要求防火電纜除能經(jīng)受單純耐火試驗外,還要求耐火測試過程能經(jīng)受噴水和機械沖擊。然而以此為評價標準,電纜企業(yè)在采用云母絕緣帶材和銅管、鋁管、鋼管金屬套生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上,發(fā)展出一系列柔性結(jié)構(gòu)礦物絕緣電纜,并得到了用戶和市場認可。而耐火陶瓷材料的研制和使用,使耐火結(jié)構(gòu)電纜可以向更高電壓等級發(fā)展。電動新能源汽車發(fā)展需要配備大量的充電樁,使充電樁電纜發(fā)展成單獨的電纜系列,而機器人行業(yè)的發(fā)展又需電纜企業(yè)研發(fā)相應(yīng)的高柔性、抗扭機器人電纜。電纜新結(jié)構(gòu)與新應(yīng)用相輔相成,而某些電纜新結(jié)構(gòu)是需要采用電纜生產(chǎn)新型裝備來實現(xiàn)。
4智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
電纜智能制造是采用電纜智能制造技術(shù)和電纜智能制造系統(tǒng)進行電纜生產(chǎn)的模式。電纜智能制造裝備采用計算網(wǎng)絡(luò)智能交互組成智能制造系統(tǒng),通過對工作流程的動態(tài)管理、決策優(yōu)化提高資源使用效率。電纜智能制造以客戶需求為導(dǎo)向,貫通企業(yè)運營管理和工廠生產(chǎn)執(zhí)行,公司各工作節(jié)點在執(zhí)行的同時負責(zé)數(shù)據(jù)集成,組成大數(shù)據(jù)管理平臺,企業(yè)管理層應(yīng)用大數(shù)據(jù)管理快速決策,實現(xiàn)智能管理和生產(chǎn)。工廠車間智能生產(chǎn)裝備采用數(shù)據(jù)集采系統(tǒng),實時采集生產(chǎn)數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)管理平臺實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的智能監(jiān)測、判斷和控制。目前電纜企業(yè)已采用有SRM、MES、CRM、SAP、ERP等系列電子采購、制造執(zhí)行、客戶管理電子信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將進一步加深工廠智能制造和各電子信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的深度融合。
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的逐步推進,電纜智能制造邊界將突破生產(chǎn)工廠界限,向上下游產(chǎn)業(yè)鏈及客戶端不斷延伸。隨著電纜制造產(chǎn)業(yè)鏈的上游產(chǎn)業(yè)電纜原材料制造企業(yè)包括金屬冶煉加工企業(yè)和化工企業(yè),電纜制造產(chǎn)業(yè)鏈的下游產(chǎn)業(yè)電纜輸配電系統(tǒng)和最終用戶,及電纜設(shè)計施工企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的同步推進,電纜智能制造將由企業(yè)的單點網(wǎng)絡(luò),交互成涵蓋電纜原材料、電纜生產(chǎn)、電纜設(shè)計施工、輸配電系統(tǒng)集成和最終用戶的共享網(wǎng)絡(luò)。電纜智造系統(tǒng)通過接入端口,可以與上下游客戶共享數(shù)據(jù)信息。由智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)引領(lǐng)的新一輪工業(yè)革命,也必將給電纜行業(yè)帶來新一輪的沖擊和洗禮。
國家已將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定位為推動工業(yè)升級轉(zhuǎn)型的重大工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。電纜行業(yè)智能制造裝備和信息集采交互系統(tǒng)已日益成熟和完善,如何在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合下投入應(yīng)用,在實踐中不短提升和完善,最終發(fā)展出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)交互背景下的理念先進、具有標準規(guī)范的電纜智能制造系統(tǒng),是電纜行業(yè)整體突破的一個重要契機。
5電線電纜產(chǎn)業(yè)鏈融合
電線電纜制造產(chǎn)業(yè)鏈上游是電纜材料供應(yīng)企業(yè),下游是線纜設(shè)計、施工企業(yè)和終端用戶。電線電纜作為單獨的產(chǎn)品,需與其他供應(yīng)商產(chǎn)品配套組成完整的供配電和信息傳輸系統(tǒng)。穩(wěn)定合格的原材料供應(yīng),是生產(chǎn)合格電纜產(chǎn)品的基礎(chǔ)。電纜企業(yè)運營成本中原材料成本占比很大,許多電纜企業(yè)部分原材料例如護套料采用自主生產(chǎn)的方式以降低生產(chǎn)成本,技術(shù)實力強的電纜生產(chǎn)企業(yè)向原材料行業(yè)拓展,發(fā)展成為電纜原材料和電纜供應(yīng)商。電纜企業(yè)生產(chǎn)電纜產(chǎn)品,但電纜制造企業(yè)本身不具備電力設(shè)計和安裝施工的資質(zhì),電纜生產(chǎn)交付后,需交有資質(zhì)的施工企業(yè)安裝敷設(shè)。電纜制造企業(yè)和設(shè)計、施工企業(yè)融合,可以發(fā)展成為設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體的電纜系統(tǒng)供應(yīng)商。國內(nèi)電網(wǎng)220kV及以上電力系統(tǒng),采購招標時常常要求制造商提供的220kV交聯(lián)電纜需有與其配套的220kV電纜終端和中間接頭組裝成的電纜系統(tǒng)經(jīng)過型式試驗或預(yù)鑒定試驗,以證明電纜與其配套連接附件的整體可靠性。這樣的電纜系統(tǒng)客觀上就要求電纜制造企業(yè)和電纜附件制造企業(yè)預(yù)先研制裝配電纜系統(tǒng)并經(jīng)測試驗證其可靠性。以上實例,只是電纜產(chǎn)業(yè)鏈向上下游融合的部分體現(xiàn)。無論是電纜生產(chǎn)企業(yè)通過自身努力向上下游產(chǎn)業(yè)拓展,還是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)交互和大數(shù)據(jù)平臺,都必將是一個融合發(fā)展的過程。
1、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計劃
由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義,世界各國(地區(qū))紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動器,相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃,以指導(dǎo)和推進本國納米科技的發(fā)展。目前,世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術(shù)計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術(shù)計劃,但其他計劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。
(1)發(fā)達國家和地區(qū)雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機,美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術(shù)計劃(NNI),其宗旨是整合聯(lián)邦各機構(gòu)的力量,加強其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月,美國國會又通過了《21世紀納米技術(shù)研究開發(fā)法案》,這標志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃,從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。
日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點研發(fā)領(lǐng)域,并制定了多項措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源(人才、資金、設(shè)備)的落實。之后,日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針,積極推進從基礎(chǔ)性到實用性的研發(fā),同時跨省廳重點推進能有效促進經(jīng)濟發(fā)展和加強國際競爭力的研發(fā)。
歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術(shù)給予了空前的重視。該計劃將納米技術(shù)作為一個最優(yōu)先的領(lǐng)域,有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略,目前,已確定了促進歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個關(guān)鍵措施:增加研發(fā)投入,形成勢頭;加強研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施;從質(zhì)和量方面擴大人才資源;重視工業(yè)創(chuàng)新,將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù);考慮社會因素,趨利避險。另外,包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計劃。
(2)新興工業(yè)化經(jīng)濟體瞄準先機
意識到納米技術(shù)將會給人類社會帶來巨大的影響,韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟體,為了保持競爭優(yōu)勢,也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術(shù)10年計劃》,2002年頒布了新的《促進納米技術(shù)開發(fā)法》,隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實施規(guī)則》。韓國政府的政策目標是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個主要技術(shù)領(lǐng)域,以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平;到2010年10年計劃結(jié)束時,韓國納米技術(shù)研發(fā)要達到與美國和日本等領(lǐng)先國家的水平,進入世界前5位的行列。
中國臺灣自1999年開始,相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》,這些計劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ),以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標,意在引領(lǐng)臺灣知識經(jīng)濟的發(fā)展,建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
(3)發(fā)展中大國奮力趕超
綜合國力和科技實力較強的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達國家納米科技發(fā)展的勢頭,也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》,并先后建立了國家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖,確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務(wù),以便在國家層面上進行指導(dǎo)與協(xié)調(diào),集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢,爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù),南非科技部正在制定一項國家納米技術(shù)戰(zhàn)略,可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學(xué)研究的科研機構(gòu)和項目的支持力度,加強材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開發(fā)。
2、納米科技研發(fā)投入一路攀升
納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮,現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家,都在對納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金,而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報告稱,在過去10年里,世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計為20億歐元。這說明,全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達50億歐元。
美國的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi),聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元,2005年將增加到9.82億美元。更重要的是,根據(jù)《21世紀納米技術(shù)研究開發(fā)法》,在2005~2008財年聯(lián)邦政府將對納米技術(shù)計劃投入37億美元,而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費。
日本目前是僅次于美國的第二大納米技術(shù)投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學(xué)研究,近年來納米科技投入迅速增長,從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元,而2004年還將增長20%。
在歐洲,根據(jù)第六個框架計劃,歐盟對納米技術(shù)的資助每年約達7.5億美元,有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計,歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國,甚至更高。
中國期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達到2.4億美元左右;另外,地方政府也將支出2.4億~3.6億美元。中國臺灣計劃從2002~2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元,每年穩(wěn)中有增,平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術(shù)投入預(yù)計約為1.45億美元,而新加坡則達3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言,歐盟25國為2.4歐元,美國為3.7歐元,日本為6.2歐元。按照計劃,美國2006年的納米技術(shù)研發(fā)公共投資增加到人均5歐元,日本2004年增加到8歐元,因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是:歐盟為0.01%,美國為0.01%,日本為0.02%。
另外,據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱,很多私營企業(yè)對納米技術(shù)的投資也快速增加。美國的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元,占全球私營機構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元,占36%。歐洲的私營機構(gòu)將投資6.5億美元,占17%。由于投資的快速增長,納米技術(shù)的創(chuàng)新時代必將到來。
3、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋
各納米科技強國比較而言,美國雖具有一定的優(yōu)勢,但現(xiàn)在尚無確定的贏家和輸家。
(1)在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下
根據(jù)中國科技信息研究所進行的納米論文統(tǒng)計結(jié)果,2000—2002年,共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引(SCI)》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長,且增長幅度較大,2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文,美國以較大的優(yōu)勢領(lǐng)先于其他國家,3年累計論文數(shù)超過10000篇,幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本(12.76%)、德國(11.28%)、中國(10.64%)和法國(7.89%)位居其后,它們各自的論文總數(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過了1000篇,是納米研究最活躍的國家,也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出,2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點,到2002年已經(jīng)超過德國,位居世界第三位,與日本接近。
在上述5國之后,英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多,各國3年累計論文總數(shù)都超過了1000篇,且每年的論文數(shù)排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。
另外,如果歐盟各國作為一個整體,其論文量則超過36%,高于美國的29.46%。
(2)在申請納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國獨占鰲頭
據(jù)統(tǒng)計:美國專利商標局2000—2002年共受理2236項關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國家是美國(1454項),其次是日本(368項)和德國(118項)。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標局,所以美國的專利數(shù)量非常多,所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數(shù)也較多,所占比例都超過了1%。
專利反映了研究成果實用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大,在論文數(shù)最多的20個國家和地區(qū)中,專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明,很多國家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實力,但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究,而實用化能力較弱。
(3)就整體而言納米科技大國各有所長
美國納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用,目前美國納米研究熱點已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)學(xué)方面,納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷,而且,已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年,美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術(shù)計劃》,目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合,實現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標;利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動也是一個研究熱門,這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內(nèi)的活動情況非常有用,還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果,未來5~10年有望商業(yè)化。
雖然醫(yī)學(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點,納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國科研人員正在加緊納米級半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)用研究,期望突破傳統(tǒng)的極限,讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)來合成納米顆粒,并按照一定規(guī)則排列這些顆粒,使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面,目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導(dǎo)線。
日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實力強大,某些方面處于世界領(lǐng)先水平,但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段,距離實用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上,日本最重視的是應(yīng)用研究,尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外,日本開發(fā)出多種不同結(jié)構(gòu)的納米材料,如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。
在制造方法上,日本不斷改進電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法,同時積極開發(fā)新的制造技術(shù),特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來的1/10,兩三年內(nèi)即可進入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學(xué)顯微鏡等的性能不斷提高,并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品。科學(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置,能應(yīng)用于納米領(lǐng)域,在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路,是世界最高水平。
日本企業(yè)、大學(xué)和研究機構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地,如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機,解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)等。不過,這些研究大都處于探索階段,成果為數(shù)不多。
歐盟在納米科學(xué)方面頗具實力,特別是在光學(xué)和光電材料、有機電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強。
中國在納米材料及其應(yīng)用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多,主要以金屬和無機非金屬納米材料為主,約占80%,高分子和化學(xué)合成材料也是一個重要方面,而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達國家有明顯差距。
4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前,納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段,但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計:2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達到500億美元,2010年將達到14400億美元。為此,各納米技術(shù)強國為了盡快實現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,都在加緊采取措施,促進產(chǎn)業(yè)化進程。
美國國家科研項目管理部門的管理者們認為,美國大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足,導(dǎo)致美國在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動力,因此,嘗試建立一個由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心,希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”,以便及時有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項:一是進行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究;二是與大企業(yè)合作,使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面,其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國國防工業(yè)。
美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術(shù)改進其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破,并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴大,其目的是共享信息,促進聯(lián)系,加速納米技術(shù)應(yīng)用。
日本企業(yè)界也加強了對納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國立科研機構(gòu)聯(lián)合,不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進會議”,以大力促進本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程;東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術(shù)研究所,試圖將納米技術(shù)融合進各自從事的產(chǎn)業(yè)中。
歐盟于2003年建立納米技術(shù)工業(yè)平臺,推動納米技術(shù)在歐盟成員國的應(yīng)用。歐盟委員會指出:建立納米技術(shù)工業(yè)平臺的目的是使工程師、材料學(xué)家、醫(yī)療研究人員、生物學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家能夠協(xié)同作戰(zhàn),把納米技術(shù)應(yīng)用到信息技術(shù)、化妝品、化學(xué)產(chǎn)品和運輸領(lǐng)域,生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品,同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術(shù)工業(yè)平臺和增加納米技術(shù)研究投資使其在納米技術(shù)方面盡快趕上美國。
關(guān)鍵詞:產(chǎn)學(xué)研合作;應(yīng)用化學(xué);實踐;創(chuàng)新
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)09-0097-02
一、引言
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)[1,2]是分屬于化學(xué)工程與技術(shù)(國家一級學(xué)科)的二級學(xué)科,是一門著力于培養(yǎng)具備化學(xué)方面的基礎(chǔ)知識、基本理論、基本技能以及相關(guān)的工程技術(shù)知識和較強的實驗技能,具有化學(xué)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學(xué)思維和科學(xué)實驗訓(xùn)練,能在科研機構(gòu)、高等學(xué)校及企事業(yè)單位等從事科學(xué)研究、教學(xué)工作及管理工作的高級專門人才的學(xué)科。
黃山學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)作為工學(xué)專業(yè),自成立起就以應(yīng)用型為導(dǎo)向,以到企業(yè)就業(yè)為引導(dǎo),注重對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
高校中的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合主要體現(xiàn)在于:科研合作及教學(xué)合作方面。對于科研合作方面,主要是新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)及轉(zhuǎn)讓等;對于教學(xué)方面來講主要包括以下方面:(1)共同研究確立未來企業(yè)用人需求,針對相關(guān)需求,共同制定出相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)方案,并結(jié)合企業(yè)特長及專業(yè)所需,共建實訓(xùn)實踐基地;(2)在教學(xué)內(nèi)容中結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品及工藝技術(shù),注重滲透新科學(xué)、新技術(shù)、新工藝的介紹;(3)是在教學(xué)方式上要加強針對能力培養(yǎng)的實踐教學(xué),如實踐技能的鍛煉;(4)在教學(xué)過程中要由校內(nèi)向校外,由教室向生產(chǎn)現(xiàn)場延伸,采用以校內(nèi)實訓(xùn)實踐為主,校外實訓(xùn)實踐為輔的方式進行;(5)是在教學(xué)效果上要通過嫁接、轉(zhuǎn)化、推廣和應(yīng)用新科技、新工藝,培養(yǎng)出一大批能熟練應(yīng)用新技術(shù)、新工藝,并具有一定創(chuàng)新能力的高素質(zhì)勞動者。[3]
因此,為了改善培養(yǎng)的學(xué)生不適應(yīng)社會需求及進一步培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的實驗實踐能力及創(chuàng)新能力,充分利用社會資源增加對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的輔助教育,與相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作不僅僅是停留在科研層面,要通過恰當(dāng)?shù)你暯樱瑢?yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生能夠在這個過程中得到充分的訓(xùn)練[4,5]。
二、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動的舉措
自2010年起,黃山學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在對于學(xué)生實踐能力培養(yǎng)有顯著影響的實驗實訓(xùn)環(huán)節(jié)如畢業(yè)見習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)論文等方面進行了探索,所采取的措施如下:
(一)加強產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動,促進校內(nèi)共建實習(xí)基地建設(shè)
為了加強學(xué)生校內(nèi)實訓(xùn)實踐能力的培養(yǎng),黃山學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院通過與產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)的交流,決定共建應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的校內(nèi)實習(xí)實訓(xùn)基地建設(shè),這也是學(xué)校和企業(yè)攜手的一次全新嘗試。產(chǎn)學(xué)研共建校內(nèi)實習(xí)基地可以營造一個企業(yè)運作環(huán)境,讓學(xué)生就業(yè)之前了解企業(yè)運作規(guī)律、熟悉企業(yè)運作流程、具備實際的動手操作和決策能力,以便走出校門后立即與市場接軌。建設(shè)方式一般為學(xué)校投資實習(xí)中心場地、部分硬件設(shè)施、部分系統(tǒng)軟件等,并負責(zé)實習(xí)基地的運營和管理;由企業(yè)投資部分硬件設(shè)施、部分系統(tǒng)軟件、實習(xí)資料、企業(yè)案例等。通過校內(nèi)共建實習(xí)基地,可以實現(xiàn)學(xué)校、學(xué)生與企業(yè)的三贏模式。對于學(xué)校來說,可以引入企業(yè)先進的技術(shù)及管理經(jīng)驗進行復(fù)合型師資隊伍的培養(yǎng)、實習(xí)基地的市場化運作、案例教學(xué)等多方面都可為學(xué)校教學(xué)提供切實的支持。對于應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生來講,在與企業(yè)共建的實習(xí)基地中進行學(xué)習(xí),可以提前了解并掌握該企業(yè)的產(chǎn)品及發(fā)展動態(tài),不僅提前開拓了視野,鍛煉了自己的實踐創(chuàng)新能力,而且有利于學(xué)生在相關(guān)企業(yè)實現(xiàn)就業(yè)。對于企業(yè)來說,人才培養(yǎng)有賴于穩(wěn)定、有序、成熟的育人機制,學(xué)校在這方面有著得天獨厚的條件,通過校內(nèi)實習(xí)基地的建設(shè)和合作,有利于選拔出更加適合企業(yè)需求的人才。
(二)加強產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動,促進校外實習(xí)基地建設(shè)
為了保持學(xué)生的畢業(yè)見習(xí)及畢業(yè)實習(xí)能夠順利進行,從黃山學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院層面,著力于實習(xí)教育基地的建設(shè),對于應(yīng)用化學(xué)專業(yè)來講,主要立足于黃山當(dāng)?shù)氐亩嗉揖毣て髽I(yè)為主,如永佳基團的相關(guān)企業(yè)如黃山華惠科技有限公司、艾仕得華佳化工有限公司、黃山永新股份有限公司、黃山新力油墨有限公司等、其他公司如安徽恒遠化工有限公司、黃山向榮新材料有限公司等,主要圍繞著粉末涂料原料如聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、固化劑等、印刷軟包裝材料方向為主,長期建立穩(wěn)定的實習(xí)關(guān)系,約定相關(guān)實習(xí)基地企業(yè)的負責(zé)人,根據(jù)各個企業(yè)的實習(xí)內(nèi)容共同修訂見習(xí)及實綱;并在后續(xù)見習(xí)及實習(xí)的過程中,企業(yè)選派有經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員對學(xué)生進行全程指導(dǎo),包括理論全流程講解培訓(xùn)、現(xiàn)場各個環(huán)節(jié)參觀講解等,使學(xué)生能夠真正理解該產(chǎn)業(yè)的過程。同時,校外實習(xí)基地主要承擔(dān)著應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的畢業(yè)見習(xí)、畢業(yè)實習(xí)的完成,學(xué)生在學(xué)校教師及企業(yè)技術(shù)人員的帶領(lǐng)下,深入企業(yè)一線一定的時間,將理論知識與實踐學(xué)習(xí)相結(jié)合,不斷開拓學(xué)生視野,在實際生產(chǎn)過程中提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。
(三)加強產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動、推動畢業(yè)論文及設(shè)計工作
畢業(yè)論文及設(shè)計是本科教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實踐教學(xué)
環(huán)節(jié)。畢業(yè)論文及設(shè)計能使學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的各種理論知識和技能,進行全面、系統(tǒng)、嚴格的技術(shù)及基本能力的培養(yǎng)。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)將畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)論文相結(jié)合,適當(dāng)向工程設(shè)計傾斜,鼓勵學(xué)生進行工程設(shè)計類選題,采取一人一題,獨立完成的方式進行。黃山學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教師結(jié)合與校外企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研課題進行畢業(yè)論文選題,使學(xué)生在畢業(yè)論文內(nèi)容選擇方面能夠更加深入地認識相關(guān)行業(yè)及產(chǎn)品,從而學(xué)習(xí)企業(yè)對產(chǎn)品的制備及檢測方法,鍛煉學(xué)生的實踐技能及創(chuàng)新能力;同時,為了進一步擴大對學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)力度,在產(chǎn)學(xué)研合作的企業(yè)里面,就學(xué)生畢業(yè)論文及設(shè)計方面與企業(yè)技術(shù)人員達成畢業(yè)論文選題意向,企業(yè)技術(shù)人員在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文開展征題工作的時候,根據(jù)企業(yè)技術(shù)研發(fā)及工藝改進的需要,可以給出相關(guān)的畢業(yè)論文題目,針對畢業(yè)設(shè)計類的課題,注重學(xué)生的就業(yè)方向與相關(guān)企業(yè)進行聯(lián)合培養(yǎng),尤其是在工程設(shè)計課題方面,鼓勵學(xué)生進入企業(yè),指導(dǎo)教師為企業(yè)技術(shù)人員,在企業(yè)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下采用畢業(yè)論文全程在企業(yè)完成的方式進行,并按照應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教研室對畢業(yè)論文時間節(jié)點的要求完成各部分內(nèi)容,如開題報告、中期檢查、畢業(yè)答辯等,這部分學(xué)生通過畢業(yè)論文的實驗實踐環(huán)節(jié),可以更進一步的認識企業(yè)的產(chǎn)品及工藝要求,鍛煉了自身的實踐實驗技能及創(chuàng)新能力,為后面到相關(guān)企業(yè)就業(yè)及更好的適應(yīng)企業(yè)打下了基礎(chǔ)。同時,對于已經(jīng)簽約企業(yè)的學(xué)生來說,這是一個充分認識企業(yè)的環(huán)節(jié),對于企業(yè)來說,在此期間,可以對學(xué)生進行提前培訓(xùn),縮短就業(yè)適應(yīng)期,通過實質(zhì)性的完成項目內(nèi)容來提升學(xué)生的實踐能力及創(chuàng)新能力。
三、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動的效果
經(jīng)過近些年的鞏固與發(fā)展,在產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動項目的牽引下,取得了一些成果:
(一)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力明顯提升
產(chǎn)學(xué)研合作教育在高等教育中,將相對封閉的教育環(huán)境變成開放式的教學(xué)環(huán)境,學(xué)生在這些環(huán)節(jié)如畢業(yè)見習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)論文及設(shè)計環(huán)節(jié)更好的認識和運用知識,使學(xué)生的創(chuàng)新性思維得到充分發(fā)揮,同時實踐技能得到提升。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)的加強及與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng),專業(yè)實踐技能更強,且所學(xué)技能與市場能夠緊密結(jié)合,培養(yǎng)質(zhì)量大大提高,學(xué)生的綜合素質(zhì)有很大改善,應(yīng)用型技術(shù)得到加強和鍛煉,學(xué)生的專業(yè)能力得到明顯的提升,為后續(xù)就業(yè)打下了基礎(chǔ),較好地滿足市場的需求,近幾年應(yīng)用化學(xué)專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生普遍收到用人單位的好評。
(二)雙能型師資進一步加強
對于應(yīng)用化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)來講,學(xué)生是主體,教師是保障。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教師通過多年來產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動實踐環(huán)節(jié)的參與,進一步提升了自己的實踐應(yīng)用能力,同時與企業(yè)的聯(lián)系更加緊密,與地方產(chǎn)業(yè)的橫向課題也明顯增加,只有教師真正的走進企業(yè),才能在教學(xué)中將學(xué)生真正的帶出課堂,保障學(xué)生實踐能力及創(chuàng)新能力的提升。
四、結(jié)束語
加強應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的實踐能力培養(yǎng),采用產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動的方式進一步加強與企業(yè)合作,聯(lián)合培養(yǎng)符合社會發(fā)展需要的創(chuàng)新型專業(yè)技術(shù)人才任重而道遠,我們將及時總結(jié)并采用多種模式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技術(shù)能力,使學(xué)生在此過程中能夠得到充分鍛煉,成為基礎(chǔ)知識扎實,實驗技能出眾,實踐創(chuàng)新能力強的群體。
參考文獻:
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[3]霍冀川,雷洪,梁曉峰,葉旭.整合優(yōu)勢資源構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)本科專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新力培養(yǎng)體系[J].中國大學(xué)教學(xué),2014,(11):53-55.
【關(guān)鍵詞】油氣儲運管道問題防腐問題研究分析
中圖分類號: P641.4+62 文獻標識碼: A
一.引言
近年來國內(nèi)外在管道防腐層材料和技術(shù)應(yīng)用方面都取得了快速發(fā)展,防腐蝕新材料、新工藝和新設(shè)備不斷出現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用。防腐層技術(shù)是新建鋼質(zhì)管道和在役管道安全運行的保障技術(shù),防腐層的生產(chǎn)制造質(zhì)量決定著鋼質(zhì)管道的使用壽命,了解國內(nèi)外解鋼質(zhì)管道防腐層技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,抓住鋼質(zhì)管道建設(shè)快速增長的發(fā)展機遇,進一步提高防腐蝕技術(shù)應(yīng)用水平是非常必要的。
二.對腐蝕的理解。
腐蝕金屬在周圍介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)作用下所引起的一種破壞現(xiàn)象。按管道被腐蝕部位,可分為內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕;按管道腐蝕形態(tài),可分為全面腐蝕和局部腐蝕;按管道腐蝕機理,可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕等。
管道腐蝕一般是指避免管道遭受土壤、空氣和輸送介質(zhì)(石油、天然氣等)腐蝕的防護技術(shù)。
三.管道腐蝕的原因。
管道內(nèi)壁腐蝕金屬管道內(nèi)壁因輸送介質(zhì)的作用而產(chǎn)生的腐蝕。主要有水腐蝕和介質(zhì)腐蝕。水腐蝕指輸送介質(zhì)中的游離水,在管壁上生成親水膜,由此形成原電池條件而產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕。介質(zhì)腐蝕指游離水以外的其他有害雜質(zhì)(如二氧化碳、硫化氫等)直接與管道金屬作用產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕。
長輸管道內(nèi)壁一般同時存在著上述兩種腐蝕過程。特別是在管道彎頭、低洼積水處和氣液交界面,由于電化學(xué)腐蝕異常強烈,管壁大面積減薄或形成一系列腐蝕深坑。這些深坑是管道易于內(nèi)腐蝕穿孔的地方。
管道外壁腐蝕視管道所處環(huán)境而異。架空管道易受大氣腐蝕;土壤或水環(huán)境中的管道,則易受土壤腐蝕、細菌腐蝕和雜散電流腐蝕。
(1). 大氣腐蝕。大氣中含有水蒸氣會在金屬表面冷凝形成水膜,這種水膜由于溶解了空氣中的氣體及其他雜質(zhì),可起到電解液的作用,使金屬表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕。影響大氣腐蝕的自然因素除污染物外,還有氣候條件。在非潮濕環(huán)境中,很多污染物幾乎沒有腐蝕效應(yīng)。如果相對濕度超過80%,腐蝕速度會迅速上升。因此,敷設(shè)在地溝中的管道或潮濕環(huán)境的架空管道表面極易銹蝕。
(2). 土壤腐蝕。土壤顆粒間充滿空氣、水和各種鹽類,使它具有電解質(zhì)的特征。管道金屬在土壤電解質(zhì)溶液中構(gòu)成多種腐蝕電池。
(3). 細菌腐蝕。也稱微生物腐蝕。參與管道土壤腐蝕過程的細菌通常有硫酸鹽還原菌、氧化菌、鐵細菌、硝酸鹽還原菌等。
(4). 雜散電流腐蝕。流散于大地中的電流對管道產(chǎn)生的腐蝕,又名干擾腐蝕,是一種外界因素引起的電化學(xué)腐蝕。管道腐蝕部位由外部電流的極性和大小決定,其作用類似電解。雜散電流從管道防腐層破損處流入,在另一破損處流出,在流出處形成陽極區(qū)而產(chǎn)生腐蝕。雜散電流源有電氣化鐵路、陰極保護設(shè)施、高壓輸電系統(tǒng)等。
四.管道的主要防腐方法。
我國鋼質(zhì)管道外防腐層材料和制造應(yīng)用技術(shù)主要經(jīng)歷了石油瀝青、煤焦油瀝青、煤焦油瓷漆、膠帶、夾克、液體環(huán)氧涂料、擠壓聚乙烯(2PE)、熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)、三層聚乙烯(3PE)等發(fā)展過程。目前,我國管道防腐層材料生產(chǎn)制造基本實現(xiàn)了標準化,并不斷有新品出現(xiàn),近年來新建的埋地油氣輸送管道的外防腐層結(jié)構(gòu)根據(jù)輸送介質(zhì)溫度和施工條件的不同,主要采用熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)、(3PP)、(DPS)和三層聚乙烯(3PE)防腐技術(shù),并使用陰極保護技術(shù)。
3PE的底層為熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐蝕層,中間層為聚乙烯共聚物熱熔膠粘劑,面層為聚乙烯專用料保護層。上述三種材料構(gòu)成的鋼管防腐蝕結(jié)構(gòu)層稱為3PE防腐,壓力管道元件行業(yè)稱之為“聚烯烴防腐蝕(3PE)管道”。
3PE防腐是目前世界范圍內(nèi)廣泛采用的鋼質(zhì)管道涂層體系,是我國輸油、輸氣、輸水大型管道工程和市政工程的首選防腐蝕結(jié)構(gòu),西氣東輸、西南成品油等重大工程全部使用了3PE防腐。
涂層防腐用涂料均勻致密地涂敷在經(jīng)除銹的金屬管道表面上,使其與各種腐蝕性介質(zhì)隔絕,是管道防腐最基本的方法之一。70年代以來,在極地、海洋等嚴酷環(huán)境中敷設(shè)管道,以及油品加熱輸送而使管道溫度升高等,對涂層性能提出了更多的要求。因此,管道防腐涂層越來越多地采用復(fù)合材料或復(fù)合結(jié)構(gòu)。這些材料和結(jié)構(gòu)要具有良好的介電性能、物理性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能和較寬的溫度適應(yīng)范圍等。
內(nèi)壁防腐涂層:為了防止管內(nèi)腐蝕、降低摩擦阻力、提高輸量而涂于管子內(nèi)壁的薄膜。常用的涂料有胺固化環(huán)氧樹脂和聚酰胺環(huán)氧樹脂,涂層厚度為 0.038~0.2毫米。為保證涂層與管壁粘結(jié)牢固,必須對管內(nèi)壁進行表面處理。70年代以來趨向于管內(nèi)、外壁涂層選用相同的材料,以便管內(nèi)、外壁的涂敷同時進行。
防腐保溫涂層:在中、小口徑的熱輸原油或燃料油的管道上,為了減少管道向土壤散熱,在管道外部加上保溫和防腐的復(fù)合層。常用的保溫材料是硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料,適用溫度為-185~95℃。這種材料質(zhì)地松軟,為提高其強度,在隔熱層外面加敷一層高密度聚乙烯層,形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu),以防止地下水滲入保溫層內(nèi)。
外加電流法是利用直流電源,負極接于被保護管道上,正極接于陽極地床。電路連通后,管道被陰極極化。當(dāng)管道對地電位達到最小保護電位時,即獲得完全的陰極保護。
陰極保護:將被保護金屬極化成陰極來防止金屬腐蝕的方法。這種方法用于船舶防腐已有 150多年的歷史;1928年第一次用于管道,是將金屬腐蝕電池中陰極不受腐蝕而陽極受腐蝕的原理應(yīng)用于金屬防腐技術(shù)上。利用外施電流迫使電解液中被保護金屬表面全部陰極極化,則腐蝕就不會發(fā)生。判斷管道是否達到陰極保護的指標有兩項。一是最小保護電位,它是金屬在電解液中陰極極化到腐蝕過程停止時的電位;其值與環(huán)境等因素有關(guān),常用的數(shù)值為- 850毫伏(相對于銅-硫酸銅參比電極測定,下同)。二是最大保護電位,即被保護金屬表面容許達到的最高電位值。當(dāng)陰極極化過強,管道表面與涂層間會析出氫氣,而使涂層產(chǎn)生陰極剝離,所以必須控制匯流點電位在容許范圍內(nèi),以使涂層免遭破壞。此值與涂層性質(zhì)有關(guān),一般取-1.20至-2.0伏間。實現(xiàn)地下管道陰極保護有外加電流法和犧牲陽極法兩種。
五.結(jié)束語
當(dāng)今世界經(jīng)濟迅猛發(fā)展,石油和天然氣作為我國的經(jīng)濟發(fā)展命脈及現(xiàn)代工業(yè)的主要能源得到了廣泛運用,防腐蝕行業(yè)已成為國民經(jīng)濟中一個不可或缺的新興產(chǎn)業(yè),防腐涂層技術(shù)的應(yīng)用,對于鋼質(zhì)管道建設(shè)工程的安全運行起到了很好的保障作用,在幾十年的實踐中,防腐涂層技術(shù)不斷的提高和發(fā)展,材料方面朝著環(huán)保、高性能、適合流水作業(yè)施工的方向發(fā)展,施工方面朝著自動化生產(chǎn)線發(fā)展,正是上述技術(shù)的發(fā)展進步使得管道的高效建設(shè)及投產(chǎn)得到支持。因此,我們應(yīng)該大力研發(fā)防腐技術(shù)并且進行推廣,從而促進我國油氣儲運的發(fā)展。
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