材料學(xué)術(shù)論文讀后感
材料學(xué)術(shù)論文讀后感
材料指的是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。小編整理了材料學(xué)術(shù)論文讀后感，歡迎閱讀!
材料學(xué)術(shù)論文讀后感
做學(xué)問(wèn)首先一般得知道了解該領(lǐng)域內(nèi)別人研究過(guò)什么、已經(jīng)研究到什么程度，即最好首先寫一篇綜述性的文章，但是綜述性文章寫作的最佳時(shí)期是當(dāng)你閱讀了該領(lǐng)域大量的論文以后，并且有了自己的一些見解之后，此時(shí)你在綜述中不僅能夠把該領(lǐng)域的研究成果分門別類進(jìn)行梳理，而且也的確能夠提出一些真知灼見了。
寫綜述，首先得學(xué)會(huì)閱讀學(xué)術(shù)論文，學(xué)會(huì)總結(jié)別人的觀點(diǎn)，但是綜述中僅僅羅列別人的觀點(diǎn)還不行，還要有自己對(duì)該研究?jī)?nèi)容的思考，這樣才能用一根思想之線把已有的珍珠一顆顆串起來(lái)。根據(jù)我自己的經(jīng)驗(yàn)，遇到有價(jià)值的論文，一般我會(huì)在一個(gè)記事本中寫一些總結(jié)，主要包括論文題目、作者、刊物、主要內(nèi)容以及閱讀此篇論文時(shí)候的感受，尤其是閱讀該論文時(shí)我的想法，會(huì)紀(jì)錄比較詳細(xì)，比如論文的寫作思路、用詞值得借鑒啊。
還有比如文中想法有創(chuàng)意，但是感覺(jué)還不夠完善，似乎可以改進(jìn)，結(jié)合自己以前的研究經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，特別容易產(chǎn)生新的想法，尤其是交叉領(lǐng)域，所以說(shuō)要經(jīng)常多關(guān)心一下相鄰領(lǐng)域的專家最近都在干什么.總之，閱讀論文的時(shí)候，你的思維一定要活躍，不要一片空白，否則你還不如出去好好放松一下自己。閱讀時(shí)最好腦中有些沒(méi)有解決、令你迷惑的問(wèn)題，此時(shí)你就好比一個(gè)有準(zhǔn)備的頭腦，看到這篇論文，說(shuō)
不定吧唧一下，問(wèn)題在靈光之中得到解決.這種善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的人，一般是很有學(xué)術(shù)研究潛力的人，只要堅(jiān)持不懈，必有大成!
這樣閱讀學(xué)術(shù)論文有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
(1)產(chǎn)生新的想法,獲得idea;
(2)以后學(xué)術(shù)論文的引言寫作也用得著,反過(guò)來(lái)看自己曾經(jīng)看過(guò)的論文,不會(huì)感覺(jué)似曾相識(shí)那么陌生;
(3)養(yǎng)成良好的思維總結(jié)習(xí)慣,這些筆記將來(lái)說(shuō)不定是一輩子的財(cái)富;
材料學(xué)術(shù)論文
新型服裝材料――相變材料
[摘要] 本文論述了相變材料的特點(diǎn)及作用機(jī)理,重點(diǎn)說(shuō)明了微膠囊相變材料在服裝中的應(yīng)用及調(diào)溫過(guò)程,并展望了其良好前景。
[關(guān)鍵詞] 相變材料 微膠囊相變材料 前景
1 相變材料
相變材料PCMs(Phase Change Materials)是指在一定狹窄明確的溫度范圍,即通常所說(shuō)的相變范圍內(nèi)可以改變物理狀態(tài),如從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的材料。在相變過(guò)程中,體積變化很小,熱焓高,因此以潛熱形式從周圍環(huán)境吸收或釋放大量熱量,熱的吸收量或釋放量比一般加熱和冷卻過(guò)程要大得多,而此時(shí)PCMs的溫度保持不變或恒定。在服裝上應(yīng)用時(shí),相轉(zhuǎn)變溫度范圍應(yīng)和人體溫度變化范圍相似,以利于保持恒定的皮膚溫度。我們最常見的相變材料就是水:當(dāng)溫度低至0℃時(shí),水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),當(dāng)溫度高于0℃時(shí),水由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。在結(jié)冰過(guò)程中吸入并儲(chǔ)存了大量的冷能量,而在溶解過(guò)程中會(huì)吸收大量的熱能量。冰的數(shù)量(體積)越大,溶解過(guò)程需要的時(shí)間越長(zhǎng)。這是相變材料的一個(gè)最典型示例。從水的例子中可以看出,相變材料的這種特性在節(jié)能,溫度控制等領(lǐng)域有著極大的實(shí)踐意義,實(shí)際上可作為能量存儲(chǔ)器來(lái)使用。因此,相變材料及其應(yīng)用已成為廣泛的研究課題。對(duì)紡織領(lǐng)域來(lái)講,相變材料尚屬新型材料,其在紡織服裝領(lǐng)域內(nèi)大有用武之地。該材料可廣泛應(yīng)用于制冷業(yè)、長(zhǎng)期室外作業(yè)人員,以及特種行業(yè),如坦克兵、航天員的服裝使用材料。相變材料主要分為三種,由于相變材料在液態(tài)時(shí)易于流動(dòng)散失,在服裝上使用必須采用微膠囊相變材料。
2 相變材料的分類
2.1無(wú)機(jī)相變材料和有機(jī)相變材料
硫酸鈉基防護(hù)服可以用到無(wú)機(jī)相變材料,其相變溫度為15℃,相變焓為18OJ/g,目前已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。該材料以硫酸鈉鹽為主相變劑,用添加劑來(lái)控制材料的熔點(diǎn),改善材料的形態(tài),提高材料的綜合性能,找出影響材料性能因素及最佳工藝控制條件,掌握了材料的加工工藝、制備溫度、存儲(chǔ)方法等手段。大量研究表明,所得到的材料在保證了必要相變溫度的條件下,仍有較大的相變焓,同時(shí),在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中也確實(shí)表現(xiàn)出了較好的穩(wěn)定性。
經(jīng)大量研究表明,以醇為主相變劑,高級(jí)烷烴等為輔相變劑,得到相變溫度為23℃,相變焓達(dá)到200J/g-220J/g的有機(jī)相變材料,是一種較好的制備方法;通過(guò)用DSC和TG對(duì)相變材料的熱穩(wěn)定性、重復(fù)穩(wěn)定性和膨脹性進(jìn)行的分析表明,該材料是一種膨脹率低、穩(wěn)定性很好的相變材料。
2.2微膠囊相變材料
相變材料在液態(tài)時(shí)易于流動(dòng)散失,在服裝上使用必須采用微膠囊相變材料MPCMs(Microencapsulation of Phase Change Materials)。微膠囊相變材料是將微膠囊技術(shù)應(yīng)用于相變材料而形成的新型復(fù)合相變材料,微膠囊化是將直徑1～1000um的固體或液體粒子埋入硬殼的物理和化學(xué)過(guò)程。得到微膠囊的物理工藝包括噴射烘干、離心流動(dòng)床或涂層。化學(xué)工藝是通過(guò)界面縮聚以聚酰胺或聚亞氮酯為殼,反應(yīng)原理是通過(guò)使用水溶聚合物和高速攪拌機(jī)將一種油類乳化在水中形成所需類型的穩(wěn)定乳狀液。加入可溶的三聚氰胺甲醛樹脂。由于加入酸的作用引起縮聚反應(yīng),交聯(lián)樹脂開始形成,并且沉積在油滴和水相界面之間。在殼壁硬化期間,就形成了微膠囊結(jié)構(gòu)和聚合物油滴膠囊的水中分散。
紡織品使用的MPCMs直徑為人發(fā)直徑的1/2,有時(shí)只有人發(fā)直徑的1/20,這些小容器非常象裝滿了相變材料的乒乓球,殼體不僅小,而且經(jīng)久耐用,可以填充卻不會(huì)溶解。這種MPCMs可放人纖維和泡沫中,或作為涂層材料用于多種織物和泡沫材料,并且能經(jīng)受進(jìn)一步的紡織機(jī)械加工、熱和化學(xué)處理等。
3 相變材料的作用機(jī)理
當(dāng)環(huán)境溫度或人體皮膚溫度達(dá)到服裝內(nèi)MPCMs溶點(diǎn),其吸熱從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)。在服裝層內(nèi)產(chǎn)生短暫的致冷效果(見圖1)。熱能可能來(lái)自人體也可能來(lái)自外界溫暖環(huán)境。一旦PCMs完全溶解,儲(chǔ)能結(jié)束。如果PCMs服裝在低于PCMs冰點(diǎn)溫度的寒冷環(huán)境中使用,服裝溫度低于轉(zhuǎn)換溫度,液態(tài)MPCMs將變回固態(tài),釋放出能量提供短暫的加熱效果(見圖2)。這種熱轉(zhuǎn)換在服裝內(nèi)起緩沖作用,減小皮膚溫度的變化,延長(zhǎng)穿著者的熱舒適感。
如果在服裝上使用,希望其相變溫度在33℃。但是所使用的MPCMs相變溫度不一定就是33℃,而是比這一溫度高幾度和低幾度的MPCMs混合后應(yīng)用于服裝。只有這個(gè)溫度下,一半的固態(tài)相變材料吸熱溶解成液態(tài),不至使皮膚溫度過(guò)高,而另一半的液態(tài)放熱凝固成固態(tài),釋放熱量,不至使皮膚溫度下降過(guò)低。
4 微膠囊相變材料服裝
由于相轉(zhuǎn)變過(guò)程比較短暫,在恒溫環(huán)境中PCMs沒(méi)有任何作用。因此,穿著者必須活動(dòng)以引起PCMs面料的溫度變化或者經(jīng)常在有溫差的兩個(gè)環(huán)境中工作,以保證PCMs發(fā)生相變吸熱或放熱。此外,含PCMs的服裝層必須具有熱量傳導(dǎo)作用,能讓PCMs感受到溫度的變化。
4.1改變環(huán)境溫度
有些人需要不停地從冷庫(kù)或運(yùn)輸車到室內(nèi)或外界溫暖環(huán)境工作。PCMs防護(hù)服可以為這些在溫度變化環(huán)境中工作的人提供舒適。在這些使用場(chǎng)合中,PCMs的相變溫度應(yīng)該設(shè)定為溫暖環(huán)境時(shí)液態(tài),寒冷環(huán)境時(shí)固態(tài)。
PCMs面料的研發(fā)與生產(chǎn)人員聲稱該面料具有動(dòng)態(tài)保曖性,在寒冷環(huán)境中比常規(guī)保曖材料的保曖時(shí)間更長(zhǎng),并且使用PCMs面料作戶外服裝可減小重量和體積。毫無(wú)疑問(wèn),相變材料從液態(tài)到固態(tài)要釋放能量,然而只有PCMs在服裝生成足夠的熱量以彌補(bǔ)人體向環(huán)境散失的熱量時(shí),其才能有效改善服裝的熱舒適性。即使所有的服裝均使用PCMs,當(dāng)穿著者從室內(nèi)到室外時(shí),也并不是所有的PCMs發(fā)生相變。熱量從溫暖的人體流向冷環(huán)境,從皮膚表面經(jīng)服裝層到外界環(huán)境存在著溫度梯度。即使人進(jìn)入更冷環(huán)境,但內(nèi)衣層與人體皮溫接近,PCMs仍處于液態(tài)。而服裝外層的PCMs已遇冷固化放出熱量。PCMs固化后,放熱就停止了。因此,有一定厚度的保曖系統(tǒng)在持續(xù)冷暴露時(shí)能有效維持熱舒適性。
當(dāng)人們穿著防火服在高溫下短時(shí)間作業(yè)時(shí),PCMs可以提供短暫的致冷效果維持人體舒適和安全。此時(shí)并不需要PCMs凝固放熱,石蠟基PCMs的加入會(huì)增加面料的可燃性,所以只能在防火面料里層使用。
有些工作需要不時(shí)的接觸冷或熱的物體,因此PCMs手套的相變溫度設(shè)定在環(huán)境溫度與冷或熱物體的溫度之間。如果工人反復(fù)的短時(shí)間接觸物體,PCMs的相變就可以發(fā)生,溫度緩沖作用得以繼續(xù),手套里層必需使用薄面料。
4.2改變皮膚溫度
某些工作和運(yùn)動(dòng)要求人們時(shí)動(dòng)時(shí)靜。人體活動(dòng)越劇烈,產(chǎn)熱越多。只有活動(dòng)程度和代謝產(chǎn)熱發(fā)生變化時(shí)PCMs才能改善人體的舒適度。PCMs服裝能吸收人體由于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的大量體熱,提供暫時(shí)的涼爽效果。當(dāng)人體處于安靜狀態(tài)時(shí)PCMs重新固化放出熱量(假設(shè)空氣溫度低于皮膚溫度),這就稱為PCMs的熱調(diào)節(jié)效應(yīng)。在這種情況下使用的PCMs的轉(zhuǎn)變溫度必須設(shè)定在人體代謝產(chǎn)熱變化時(shí)最高與最低皮溫之間。在運(yùn)動(dòng)時(shí)人體的皮膚溫度變化只有幾度,但是卻會(huì)產(chǎn)生大量的體熱。例如,在下坡滑雪運(yùn)動(dòng)中的產(chǎn)熱量是靜坐時(shí)的5倍,但皮膚溫度卻沒(méi)有成比例增加。首先皮膚表面的血管舒張,皮膚溫度略微升高,熱量慢慢散失到周圍環(huán)境中。然而劇烈活動(dòng)后這種生理散熱無(wú)法去除過(guò)多體熱,人體就開始出汗,汗水蒸發(fā)會(huì)帶走熱量,提供自然的涼爽感。因此PCMs只有在靠近皮膚層發(fā)生相變才能有涼爽效果,如果在外層就不會(huì)有任何作用。
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人體不同部位的皮膚溫度不同。頭部平均溫度高于腳部。此外,皮膚溫度的個(gè)體差異范圍,通常高于同一人運(yùn)動(dòng)后皮膚溫度的變化范圍。對(duì)防護(hù)服的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō),通過(guò)皮膚溫度的微小變化使PCMs具有熱調(diào)節(jié)效果是一項(xiàng)艱難的工作。
5 研究現(xiàn)狀
自1985年以來(lái),NASA、USAF等機(jī)構(gòu)先后資助了10余項(xiàng)該方面的研究工作,近年來(lái),中國(guó)、法國(guó)、德國(guó)和韓國(guó)等國(guó)家也先后資助了這方面的研究工作。
1987年,USAF資助的一個(gè)項(xiàng)目,旨在開發(fā)用于極端低溫環(huán)境中工作的飛行員和地勤人員手套,該項(xiàng)目促成了MicroPCMs用于纖維,該技術(shù)獲得了美國(guó)專利。1995年NAVY進(jìn)行了一項(xiàng)研究,將含有MicroPCMs的纖維用于寒冷環(huán)境下使用的襪子,這種襪子獨(dú)特的熱性能使其能夠免于象普通襪子那樣受壓縮和潮濕的影響。
Outlast、Frisby和3M等紡織公司參與了產(chǎn)品的開發(fā),已經(jīng)開發(fā)出的腈綸纖維制品中含有MicroPCMs,纖維已經(jīng)用于滑雪服、睡毯、內(nèi)衣、襪子、手套等的開發(fā)。這種纖維織物表現(xiàn)出了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩重保溫性能,在降溫過(guò)程中其總體保溫性能高于普通紡織品,而在升溫過(guò)程中,其總體保溫性能低于普通紡織品。
ReeBook、Polo等4O余家知名體育運(yùn)動(dòng)用品公司在開發(fā)新產(chǎn)品過(guò)程中使用了這類紡織品。NSF資助開展的MicroPCMs用于丙綸和滌綸纖維技術(shù)也在進(jìn)行中。
采用MicroPCMs研制出的蓄熱調(diào)溫織物目前己用于飛行員手套。還對(duì)這種紡織品用于高馬赫數(shù)飛機(jī)飛行員服裝進(jìn)行了研究。美國(guó)空軍消防研究所實(shí)驗(yàn)了將該類紡織品用于消防服隔熱襯,在100s時(shí)間內(nèi),該內(nèi)襯的溫度比普通羊毛內(nèi)襯低了294K。
1995年美國(guó)海軍研究機(jī)構(gòu)的工作人員研究了由蓄熱調(diào)溫纖維和3M公司Thinsulate纖維組成的干式潛水服的保溫性能,取得了令人滿意的效果,這種潛水服的外層采用防水透濕織物,可以使?jié)撍畣T在3h內(nèi)保持溫暖,而普通潛水服只能在1h內(nèi)保持溫暖。潛水員使用的頭盔、手套和襪子也同時(shí)得到了開發(fā)。
6 前景
MPCMs的出現(xiàn),引入了熱調(diào)節(jié)功能紡織品的概念。含MPCMs的服裝有效地改善了人體與服裝間的微氣候。但受當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的限制,其熱調(diào)節(jié)功能不是無(wú)限的。只有當(dāng)穿著者不停往返于存在溫差的環(huán)境中時(shí),MPCMs服裝的溫度不斷地變化,服裝中的MPCMs才能最大地發(fā)揮作用。
MPCMs的研究在一些方面已經(jīng)獲得了很好的應(yīng)用,無(wú)論從提高效率角度考慮,還是從環(huán)保角度考慮,MPCMs的未來(lái)發(fā)展前景都是光明的,可以預(yù)見,隨著MPCMs制造技術(shù)的進(jìn)一步成熟,它將對(duì)我們的生活發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
參考文獻(xiàn):
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