水热法制备纳米氧化铁材料
摘要纳米材料是材料科学的一个重要发展方向。氧化物纳米材料的制备方法很多，有化学沉淀法、固相反应法、气相沉积法等等，水热水解法是较新的制备方法，它通过控制一定的温度和PH值条件，使一定浓度的金属盐水解，生成氢氧化物或氧化物沉淀。我们运用控制单一变量的实验方法制备纳米氧化铁，实验在一定范围内，反应时间越长，PH值越高，Fe3+浓度越大，水解溶液的吸光度越大，水解程度越深。
关键词：水热法；纳米材料；水解反应；吸光度
Hydrothermal iron oxide nano-materials
Jinfeng Liu, College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University,Changsha, Hunan,410012,China
Abstract: Nano-material is an important development direction of material science. There are many preparations of oxide nanomaterials ,such as chemical precipitation, solid-state reaction method, vapor deposition method, etc. water solution is a relatively new preparation method, which by controlling the temperature and PH value of certain conditions, make the certain concentration hydrolysis of metal salts, hydroxides or oxide generated precipitation. Conclusion In a certain range, the longer reaction time is, the higher PH value is, the higher Fe3+ concentration is ,the stronger absorbance of hydrolysis and hydrolysis level deeper.
Key words: hydro-thermal method, Nanomaterials, hydration reaction, absorbance
前沿纳米材料是指晶粒和晶界等显微结构能达到纳米级尺度水平的材料，是材料科学的一个重要发展方向。如：纳米材料在发光材料、生物材料方面有很重要的应用。外层包被葡聚糖、多肽、脂肪酸等高分子化合物的超顺磁性氧化铁(SPIO), 具有良好的水溶性和最大的生物相容性，可作为一种网状内皮细胞系统的靶向性磁共振对比剂, 有助于提高微小病灶的检出[1] ; 还可以作为药物或基因载体, 在磁场条件下实现安全有效的靶向性治疗[2, 3] ; 此外, 随着分子影像学的起步, 合适粒径的SPIO 可作为分子成像的顺磁性标记物[4], 具
有广阔的应用前景和潜在的市场价值。
纳米氧化材料的制备方法有很多，有化学沉淀法、热分解法、固相反应法、溶胶-凝胶法、气相沉淀法等。水热水解法是较新的制备方法，它通过控制一定的温度和PH值条件，是一定浓度的金属盐水解，生成氢氧化物或氧化物沉淀。若条件适当可得到颗粒均匀的多晶态溶胶，其颗粒尺寸在纳米级。
实验部分
一、主要仪器和试剂
主要仪器有：台式烘箱，721型分光光度计，800型离心沉淀器，酸度计，多用滴管，
20mL具塞锥形瓶，50mL容量瓶，离心试管，5mL吸量管。
试剂：1.0mol/L FeCl3溶液，1.0mol/L盐酸，1.0mol/L EDTA溶液，1.0mol/L（NH4）2SO4溶液。
二、实验步骤
1.玻璃仪器的清洗
实验中所有玻璃器皿军需严格清洗，先用铬酸洗液洗，再用去离子水反复冲洗干净（3次），然后烘干备用。
2.水解温度的选择
根据文献及实验时间，本实验选定水解温度为105℃。
3.在不同水解因素下制备纳米氧化铁
（1）研究水解时间的影响
按1.8х10-2mol/L FeCl3溶液、8.0х10-4mol/L EDTA的要求配制20ml水解液，通过多用滴管滴加1ml/L HCl，以酸度计检测调节溶液的PH值至2.0，置于20ml具塞锥形瓶中，放入105℃的台式烘箱中。每隔30min取样2ml，于550nm处观察水解液吸光度的变化，直到吸光度（A）基本不变，大约6~7次。
（2）研究水解液PH值的影响
改变上述水解液的PH值，分别为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0，用分光光度计观察水解液PH值的影响。
（3）研究水解液中Fe3+浓度的影响
改变步骤（3）中水解液的Fe3+浓度，使之分别为5х10-3、1.0х10-2、1.8х10-2、1.5х10-2mol/L，用分光光度计测定吸光度。
4.沉淀的分离
取（3）中5х10-3mol/L水解液，迅速用冷水冷却，滴加（NH4）2SO4使溶胶沉淀后用普通离心机离心分离。沉淀用去离子水洗涤至无Cl—为止。再用无水乙醇洗涤2次，取滤液，滴加AgNO3溶液，检验Cl—是否除尽。
5.产品鉴定（由于条件限制，暂时未做）
用激光粒度测定仪测定所得的氧化铁的粒度。
利用电子显微镜和X射线衍射仪对所得氧化铁进行结构分析。
三、实验数据及分析
1.水解时间的影响
实验测得的数据
Time（min）0 30 60 90 120 180
A（吸光度）0.032 0.700 0.758 0.752 0.765 0.788
在温度、PH值、Fe3+浓度等条件一致的情况下，0-150 min内反应时间越长，吸光度越大，水解程度越深。
2.水解液PH值的影响
PH 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A 0.047 0.640 0.752 0.846 0.892
单考虑PH值不同，其他条件一致情况下，PH值在1-3之间，PH值越大，吸光度越大，水解程度越深。
3.Fe3+浓度的影响
Fe3+浓度（mol/L）5х10-3 1.0х10-2 1.8х10-2 1.5х10-2
A 0.349 0.684 0.758 0.858
在温度、PH值、反应时间等条件一致的情况下，在一定的Fe3+浓度范围内，浓度越高，吸光度越大，水解程度越深。
四、结果
各反应样品溶液在550nm处测得的吸光度
Time（min）0 30 60 90 120 180
A（吸光度）0.032 0.700 0.758 0.752 0.765 0.788
PH 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A 0.047 0.640 0.752 0.846 0.892 Fe3+浓度（mol/L）5х10-3 1.0х10-2 1.8х10-2 1.5х10-2
A 0.349 0.684 0.758 0.858
五、讨论
1.水解液于550nm处对光吸收最大，所以测水解液此波长的吸光度。
2.金属离子的浓度影响晶体的成晶，为了得到稳定的多晶溶胶，适当降低金属离子的浓度。
3.水解后，生成沉淀，是因为成核不同步，或者玻璃仪器未清洗干净。
六、结论
水热水解法是较新的制备方法，它通过控制一定的温度和PH值条件，是一定浓度的金属盐水解，生成氢氧化物或氧化物沉淀。我们运用控制单一变量的实验方法，总结得到：在一定范围内，反应时间越长，PH值越高，Fe3+浓度越大，水解溶液的吸光度越大，水解程度越深。
参考文献:
[1] 许乙凯. 磁共振对比剂的发展概况及存在问题[ J] . 第一军医大学
学报, 2002, 22(9): 769-71.
Xu YK. Contrast agents in magnetic resonance imaging: developmentand
problems [ J] . J First Mil Med Univ/Di Yi Jun Yi Da Xue
Xue Bao, 2002, 22(9): 769-71.
[2] Lambert G, Fattal E, Couvreur P. Nanoparticulate systems for the delivery of antisense oligonucleotides[ J] . Adv Drug Deliv Rev, 2001,
47(1):99-112.
[3] 曹正国, 周四维, 孙凯, 等. 超顺磁性葡聚糖氧化铁纳米颗粒的制
备及其作为基因载体的可行性研究[ J] . 癌症, 2004, 23 ( 10) :
1105-9.
Cao ZG, Zhou SW, Sun K, et al. Preparation and feasibility of superparamagnetic dextran iron oxide nanoparticles as gene carrier[ J] . Ai
Zhang, 2004, 23( 10) : 1105-9.
[4] 张玉忠, 张雪林. 转铁蛋白受体与磁共振分子影像学研究近况[ J] .
国外医学·临床放射学分册, 2004, 27( 5) : 265-9.
[5]罗一鸣，唐瑞仁. 有机化学实验与指导[M]，长沙：中南大学出版社，2007，73~82.
实验名称：水热法制备纳米TiO2 水热法属于液相反应的范畴，是指在特定的密闭反应器中采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在水热条件下可以使反应得以实现。在水热反应中，水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应，又可以是溶剂和膨化促进剂，同时又是一种压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素，实现无机化合物的形成和改进。 水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势：明显降低反应温度（100-240℃）；能够以单一步骤完成产物的形成与晶化，流程简单；能够控制产物配比；制备单一相材料；成本相对较低；容易得到取向好、完美的晶体；在生长的晶体中，能均匀地掺杂；可调节晶体生成的环境气氛。 一．实验目的 1.了解水热法的基本概念及特点。 2.掌握高温高压下水热法合成纳米材料的方法和操作的注意事项。 3.熟悉XRD操作及纳米材料表征。 4.通过实验方案设计，提高分析问题和解决问题的能力。 二．实验原理 水热法的原理是：水热法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行，高温时，密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀，充满整个容器，从而产生很高的压力。为使反应较快和较充分的进行，通常还需要在高压釜中加入各种矿化物。 水热法一般以氧化物或氢氧化物（新配置的凝胶）作为前驱物，他们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。 三．实验器材 实验仪器：10ml量筒；胶头滴管；50ml烧杯；高压反应釜；烘箱；恒温磁力搅拌器。 实验试剂：无水TiCl4；蒸馏水；无水乙醇。 四．实验过程 1.取10mL量筒, 50mL的烧杯洗净并彻底干燥。 2.取适量冰块放入烧杯中，并加入一定的蒸馏水形成20mL的冰水混合物，用恒温磁力搅拌器搅拌，速度适中。
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
中国矿业大学建筑工程学院土木工程专业学科前沿讲座课程报告 第 1 页 05-1班 姓 摘 要：☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆ ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 关键词：☆☆☆☆；☆☆☆；☆☆；☆☆☆ ☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）。 1 ☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）。☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆ 2 2.1 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 f f f C ?στtan ?+= （1） 式中 τf ——冻土的剪切强度，MPa ； C f ——冻土的粘聚力，MPa ； φf ——冻土的内摩擦角，°。 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆页眉和页码，五号宋体。
学科前沿讲座报告
学术前沿讲座 ----先进制造技术 一、 21世纪的先进制造技术概述 产品结构的特点：知识-->技术-->产品的时间越来越来短、结构越来越复杂。 产品的批量特点：小批量，越来越小。产品价格的特点：取决于独占知识的含量。产品的市场特点：顾客对产品功能、性能、质量、服务的要求不断提高 , 参与全球竞争越来越激烈。 1、先进制造制造技术(AMT)的定义 先进制造技术,AMT,(Adanced Manufacturing Technology) 是在传统制造技术的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称，也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。 当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术，特别在生产管理技术方面。 2、先进制造技术的学科内容 先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面： 1>、先进的工程设计技术 2>、先进制造工艺技术 3>、制造自动化技术 4>、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式 二、先进制造工艺技术 1、超精密加工技术和纳米加工技术 基本概念 （1）精密制造技术：精密制造技术是指零件毛坯成形后余量小或无余量、零件毛坯加工后精度达亚微米级的生产技术总称。它是近净成形与近无缺陷成形技术、超精密加工技术与超高速加工技术的综合集成。 （2）近净成形与近无缺陷成形技术改造了传统的毛坯成形技术，使机械产品毛坯成形实现由粗放到精化的转变，使外部质量作到无余量或接近无余量，内部质量作到无缺陷或接近无缺陷，实现优质、高效、轻量化、低成本的成形。该项技术涉及到铸造成形、塑性成形、精确连接、热处理改性、表面改性、高精度模具等专业领域。
前沿讲座总结 时光荏苒，不知不觉，我的研究生的生涯已经度过了一半的时间。虽然仅仅是一年的时间，但已经足以使我对其有一个整体的把握，并使自己逐渐融入其中，享受其中。同时，时间的流逝，更让我对接下来的日子感到珍惜。以下就结合研一这段时间曾参加的前沿讲座和学术沙龙活动，并谈谈自己的些许感悟以及总结。 前沿讲座作为了解学科的学术研究领域、方法和方向的一种重要形式，在学习中起着极为重要的作用。因此，我积极参加了学院和学校组织的前沿讲座。研一期间，我参加了心理健康、原是校园行、数据库培训、名师讲坛以及学术沙龙等诸多讲座。这些由诸多国内外学科最前沿的学者专家所做的精彩的讲座，为我们提供了了解国内外最新、最先进学术知识和科研进展以及学科研究方向的机会。同时，这些讲座使我的专业素养和个人心理素质都得到了很大提升，并对我的学术认识、观点以及今后的研究生学习提供了巨大的帮助。 2015年11月9日，是我第一次参加院士校园行系列的讲座。由David院士不远万里，从大洋对岸来到我们交大，给我们带来一场精彩的讲座。 2011年全国博士生学术论坛由北京交通大学承办，其中我参加了由机电学院承办的载运工具运用工程分论坛，听取了李强教授、任尊松教授做的专家点评。通过此次高水平的论坛学习了在载运工具结构设计与动力学分析、结构疲劳及可靠性、故障诊断技术及试验技术、安全与检测控制技术、先进动力技术、节能技术及环境保护等多方面知识。 还参加了几期学术沙龙，几位本学院的博士深入浅出的讲解让我收获很大，他们结合自己的课题，讲的生动详细。主要参加了这些方面的讲座，听取了丁万和聂蒙博士分别就机器人的创新和钢轨打磨的研究做的报告，对并联机器人的基本概念，研究现状以及国际研究前沿有了大概的了解，并第一次接触了钢轨打磨的知识，深刻体会到当前我国钢轨打磨方面研究的落后，拓宽了我们的视野。听取了金涛涛博士关于混合动力传动系统国内外研究现状及研究方向，着重学习了一种双模式混合动力传动系统，同时了解了美国的学习、科研生活，开阔了我们的视野。听取了姚燕安老师关于机构与机器人学方面的研究，在并联机器人的滚动步态设计、可变形车轮缩放比计算、两足步行机构设计及魔方内部结构设计等方面的内容。在上述讲座中，都与主讲博士进行了较好的互动，及时把自己的疑惑与博士进行了交流。 在论文写作方面听取了曹文平博士就“如何在一流IEEE杂志上发表高质量学术论文”的报告。曹博士结合自己多年来在电工机械、电力传动领域的研究成果和在一流IEEE杂志上发表高质量论文的经历，以自己发表的一篇研究论文为例，从论文的整体结构、标题引文、正文写作、结果分析、标点符号等方面，深刻剖析了每个环节的写作要点和注意事项。通过这个讲座我对英语科技论文写作的语言使用以及投稿过程中遇到的一些问题都有了了解。Vittal Prabhu博士介绍了制造业中的分布式控制应用现状，对分布式在企业中的应用有了很好的了解。 此外机电学院研究生辅导员潘显钟与我们分享近年来机电学院研究生就业去向，帮助我
水热法制备ZnO纳米棒 10092629 朱晓清 10092632 蒋桢 一、实验目的： 1、掌握水热合成方法。 2、掌握晶体分析方法。 二、实验原理： 压强是高压釜内填充度、温度的函数，提高压强会提高成核速率，有利于粉体的产生，粉体粒径较小。根据公式（1） P 1 V=nRT (1) P 2=P (2) P=P 1+P 2 =nRT/V+P (3) 式中：P 1 ——T温度时高压釜内空气的压强； P 2 ——T温度时高压釜内水的压强； P——T温度时高压釜内的总压强； P ——T温度时水的饱和蒸汽压； V——高压釜内气体体积。 可以看出在一定的水热温度下，压强的大小依赖于反应器中的原始溶剂的填充度。反应釜内的压强随填充度增大而升高。 ZnO纳米棒的形成过程可以分为两个阶段：第一阶段是成核阶段，第二阶段是生长阶段。具体的形成过程可以用下列反应式表示： Zn2++2OH-→Zn(OH) 2 (4) (CH 2) 6 N 4 +10H 2 O → 6HCHO + 4NH 3 ·H 2 O (5) NH 3·H 2 O ?NH4++OH- (6) Zn2++4NH 3→Zn(NH 3 ) 4 2+ (7) Zn(OH) 2→ZnO+H 2 O (8) Zn(OH) 42-→ZnO+ H 2 O+2OH- (9) 当将氢氧化钠滴入含有Zn2+的水溶液中，边滴入边搅拌，溶液变浑浊，这是由于有Zn(OH) 2 白色胶体生成(见反应式4)，同时六次甲基四胺水解产生的氨水
（见反应式5），作为螯合剂通过和Zn2+结合而形成胺化合物Zn(NH 3) 4 2+（见反应式 7），而溶液中生成的Zn(OH) 4 2-为这个过程提供了条件，在这种溶液环境下，一 部分的Zn(OH) 2 胶体分解成Zn2+和OH-，当Zn2+和OH-的浓度大到超过某个临界值时，就会有大量的ZnO 晶核形成，那么最终的晶体生长过程就开始了（见反应式8和9）。 方法一（首选） 三、实验仪器和试剂： 1、仪器：超声清洗机，烧杯，水热合成反应釜，鼓风干燥箱，XRD衍射仪，扫描电子显微镜，紫外可见分光光度计。 2、试剂：铜衬底，丙酮，无水乙醇（C 2H 5 OH，分析纯），去离子水，硫酸锌（ZnSO 4 ·7H 2 O， 分析纯），氢氧化钠（NaOH，分析纯），六次甲基四胺（又名HMTA，C 6H 12 N 4 ，分 析纯）。 四、实验步骤： 1、铜衬底的清洗 清洗的目的是为了去掉衬底表面的油渍、脏物和表面杂质等，使其表面光亮平滑，避免杂质及缺陷在纳米棒生长过程中对纳米棒的形貌产生影响。具体的清洗过程如下： (1)将大小约为1cm×1cm 的铜衬底放入盛有乙醇的烧杯中，在超声仪中超声 10 分钟。 (2)取出衬底片，放入丙酮中超声10 分钟。 (3)取出衬底片，放入乙醇中超声10 分钟。 (4)最后再用去离子水超声一次，并经流动的去离子水反复冲洗后，用洗耳球 小气流吹干。 2、在铜衬底上制备ZnO纳米棒步骤： 将0.0056 mol硫酸锌溶于35 mL 去离子水中配制成溶液，同时按Zn2 +与OH-摩尔比值1:8将0.056 mol氢氧化钠溶于35 mL去离子水中;在磁力搅拌条件下，将氢氧化钠溶液逐滴滴加到硫酸锌的溶液中; 持续搅拌10 min 后，将0.50 g六次甲基四胺加入到上述溶液中并持续磁力搅拌10 min; 然后将混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，将第一步中清洗的铜衬底垂直放置（如图1所示）。
学科前沿讲座报告正文字数不少于2000字，应有明确的主题。主题应围绕本学期几位老师的讲座内容展开。 学科前沿讲座报告模板 ×××××××××××××× ×××（学生姓名）××× （空一行） 摘要××××××××××（小4号宋体， 1.5倍行距）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（150—200字） 关键词×××××××××（一般3—5个） （空一行） ×××××××（作为正文第1章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前0.5行，段后0.5行） ××××××（小4号宋体，1.5倍行距，首行缩进两字符）××××××××××××××××……… 1 ××××××（作为正文2级标题，用4号黑体，加粗） ×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距，首行缩进两字符）××××××………… （1）××××××××× （2）××××××××× （3）××××××××× 2 ×××××××（作为正文第2章标题，用小3号黑体，加粗，并 留出上下间距为：段前0.5行，段后0.5行）
××××××××（小4号宋体，1.5倍行距，首行缩进两字符）×××××××××××××……… 注：1．正文中表格与插图的字体一律用5号宋体； 2．为保证打印效果，学生在打印前，请将全文字体的颜色统一设置成黑色； 3．学科前沿讲座报告一般只需要2级标题。 参考文献（小3号黑体，居中） [1] ×××××××（小4号宋体，行距18磅）××××× [2] ××××××××××××××××××××××××××××××××× ××××××××× [3] ×××××××××××××××××××××× ………… 例如： [1] 徐秀丽. 混凝土框架结构设计[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008, 46～ 66. [2] 孙素英, 张震. 概念设计在建筑结构设计中重要性探讨[J]. 建筑结构, 2008(4): 34～35. [3] GB50352-2005. 民用建筑设计通则[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2004. [4] 朱刚. 新型流体有限元法及叶轮机械正反混合问题[D]. 北京：清华大学， 1996.
机械工程专业 学科前沿讲座作业封面 题目：关于煤矿机电一体化和液压支架的认识姓名：裴文晓 班级：机械13-7 学号：03131110 中国矿业大学 机电工程学院 2015 年 12月
一．煤矿机电一体化技术应用现状及发展趋势 在2014年夏天我有幸来到了鲁能菏泽煤电有限公司彭庄煤矿，并有幸进入了井下实际工作面，进行了一次特殊而又充满意义的体验。在井下我看到了许多以前只在课本上见过的机电设备与井下构造。初步了解了一点大型综采设备和开采及其以及监控防护设备。通过随行叔叔们的讲解使我对这个地下宫殿有了更深一层的认识。 然而前几周肖兴明肖教授讲解的关于煤矿机电设备尤其是大型综采设备以及监控检测仪器的内容让我又获得了很多专业知识。 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术，是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律，显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从
地层深处采掘、运送到地面，因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。 1 机电一体化的基本概念 机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展 起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。 2.我国煤矿机电一体化技术的应用现状 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机
新时代下我国工业工程的发展应用研究 摘要：工业工程主要是通过优化和重新组织工作系统的方法, 达到提高效率的 目的, 是一种不需要投资或只需少量投资就能提高生产效率的方法。通过分析工业工程在我国应用及发展的基础上, 借鉴国外工业工程实施的成功经验,提出了我国实施与应用工业工程的设想, 并对我国工业工程的未来应用发展进行了展望。 关键词：工业工程；应用；发展；探讨 0引言 工业工程在国外已经有一百多年的历史,是美国五大工程学科之一。它融工程和管理于一体, 对工业发达国家的经济与社会发展起了巨大推动作用。工业工程( IndustrialEngineering, IE) 是以规模化工业生产及工业经济系统为研究对象, 以优化生产系统, 提高劳动生产率和综合效益为追求目标, 在生产制造技术、管理科学和系统工程等科学不断发展的基础上形成的一门交叉边缘学科。在改革开放经历了二十年的发展之后, 中国的经济已进入了一个崭新的发展时期。从过去的资金引进,转变成为现在对技术、管理、人才的引进, 其中也包括对工业工程的引进。 1工业工程思想在高校改革中的应用 工业工程思想,亦称IE 意识,是经过近百年的实践而逐步形成起来的基本思想,反之又使IE实践符合其科学规律,产生具有指导作用的思想方法。这些思想也可叫做IE 的灵魂,或称之为IE 精神。IE 意识主要包括以下五个方面,即成本和效率意识,问题和改革意识,工作简化、专业化和标准化意识,全局和整体意识,以人为中心的意识。树立工业工程思想(IE意识）比掌握工业工程方法和技术更为重要,这种思想意识已被广泛应用于各行各业,对高校改革同样具有重要的指导意义。为了不断提高我国高等教育的国际竞争力,我国高校的改革必须在更深层次和更高水平上全面展开,这种改革绝不是资源的简单重组,换汤不换药,而是对现有资源进行更合理的优化配置,达到系统的整体优化,从而提高教学质量和办学效益,这既符合工业工程思想(IE意识) ,也是我们高校改革的目的之所在,更是全面贯彻落实科学发展观的具体体现。思想指导实践,因此,可以毫不夸张地说,在高校改革的各项具体工作中,能否牢固树立工业工程思想( IE 意识) ,自觉运用和贯彻工业工程思想,是高校改革能否顺利进行并取得成效的关键。 2工业工程在制造业中的应用 中国工业工程(CIE) 诞生后,经过20 多年的发展,已经在千百家企业不同程度地应用了工业工程,相当数量的企业应用效果显著。涉及到汽车、钢铁、机械
水热法制备TiO2纳米材料 实验目的：采用水热法，制备了不同晶相的二氧化钛( 即锐钛矿相和金红石相) 。 实验原理：以无水TiCl4为原料制备出的纳米晶是锐钛矿相的, 而用钛酸四正丁酯制备的纳米晶是金红石相的。两者的晶相有所不同, 这是因为无水TiCl4 中加入水后水解剧烈, 已经直接生成了大量的锐钛矿相TiO2。而钛酸四正丁酯中加入水后, 水解速度较慢, 首先生成锐钛相TiO2, 而生成的锐钛矿相TiO2 颗粒较小, 故其反应的活性较大。在水热反应过程中, 如果保温时间足够长, 就有可能由锐钛矿相完全转变为金红石相。采用本方法制备出的金红石相的TiO2 纳米晶相的过程更简单、反应温度更低。 实验药品，器材 无水TiCl4、钛酸四正丁酯、HCl 溶液(12 mol/L) X 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜( TEM) 高压反应釜、高速离心机、恒温干燥箱 实验过程：T iO 2 纳米颗粒的制备 (1)以无水TiCl4 为原料取容量为10 mL 的小量筒1 只, 将其放进干燥箱彻底干燥后(因为TiCl4 极易水解)取出, 量取2 mL 的无水TiCl4。把量筒内的无水TiCl4 倒入已经清洗干净、并且已经干燥过的高压反应釜的内衬中。用容量为20 mL的量筒量取20 mL 蒸馏水并快速倒入反应釜的内衬中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 ( 2) 以钛酸四正丁酯为原料 用量筒量取2 mL 的钛酸四正丁酯倒入反应釜的内衬后, 以体积比为1 ∶10 量取20 mL 蒸馏水, 将蒸馏水倒入内衬和钛酸四正丁酯混合后放入烘箱中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 数据记录 参考文献： 夏金德. 水热法制备二氧化钛纳米材料[J].安徽工业大学学报,2007 ,24（2）140- 141. 肖逸帆，柳松. 纳米二氧化钛的水热法制备及光催化研究进展[J].硅酸盐通报,2007, 26(3)523-527
电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要：应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类，着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法，并对其应用前景做了展望。 关键词：电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当材料的粒子尺寸小至纳米级时，材料就具有普通材料所不具备的三大效应：(1)小尺寸效应，指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应；(2)表面效应，指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加，原子配位不足及高的表面能，使得这些表面原子具有高的活性，极不稳定，使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性；(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现，一些宏观量，如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应，才使它表现出：(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来，一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”，我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响，因此，纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。 目前制备纳米材料主要采用机械法、气相法、磁控溅射法等物理方法和溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳法化学方法。但在这些方法中，机械法、气相法、磁控溅射法的生产设备及条件要求很高，生产成本高；化学方法中的离子液法和微乳法是近几年发展起来的新兴的研究领域，同时离子液离子液作为一种特殊的有机溶剂，具有粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好等独特的物理化学性质，但是离子液体用于纳米材料制备的技术还未成熟。 应用电化学技术制备纳米材料由于简单易行、成本低廉等特点被广泛研究与采用。与其他方法相比，电化学制备方法主要具有以下优点：1、适合用于制备的纳米晶金属、合金及复合材料的种类较多；2、电化学制备纳米材料过程中的电位可以人为控制。整个过程容易实现计算机监控，在技术上困难较小、工艺灵活，易于实验室向工业现场转变；3、常温常压操作，避免了高温在材料内部引入的热应力；4、电沉积易使沉积原子在单晶基底上外延生长，可在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。 电化学方法已在纳米材料的制备研究领域取得了一系列具有开拓性的研究成果。本文综述了应用电化学技术制备纳米材料的主要的几种方法及其制备原理，并对其优劣进行了比较。 2 应用电化学技术制备纳米材料的种类 2.1 电化学沉积法 与传统的纳米晶体材料制备相比，电沉积法具有以下优点：(1)晶粒尺寸在1~100 nm内；(2)
交通前沿讲座心得体会专业前沿讲座心得体会由于时间限制和我们有限的知识水平,老师们都从大处着眼,为我们大概介绍了他们的研究方向和内容,同时还简单向我们介绍这些研究将来的实际意义,以及和我们模具锻压专业的联系.总体来说,也许理论上逻辑上的很专业的知识,我们没有学到多少,但老师们利用不到两个小时的时间,就基本上将一个新的领域在我们的脑海中勾勒了出来,使我们这些只知在学校死啃书本的同学也有机会现实了一回,真正了解到与百姓的生活有直接联系的科学研究. 各位老师不仅在学术领域给我们打开了新的窗户,使我们眼前一亮,也为我们介绍他们在工作学习中切身的体会及经验,提前向我们预警就业道路及工作生涯可能遇到的问题.还记得当时有个老师在讲课前放了一段用纯英文介绍的视频,我记得当时老师说那个视频是他在欧美开一个会议时的开场视频,我很有感触,不仅是对专业上的,还有对英语上的,那个视频里的英语我大部分听不懂,原来自己的英语水平这么的有限,中国在走向世界,专业上已有相当的技术,语言上岂能落下？赵长财老师,系燕山大学机械工程学院教授、博士生导师,现任燕山大学产业集团副董事长、中国机械工程学会高级会员...职务. 同时兼任沈阳重型机器集团公司、天津天锻压力机有限公司...多家企业特聘技术顾问.曾获得了秦皇岛市三育人先进个人、秦皇岛市人民满意公仆...荣誉称号. 拥有这么多成就的他给我们讲授课程,坐在下面听课的我感到很自豪,很自豪.在这次课上他简单介绍了金属管材成形新工艺及理论,管、板类零件内高压成形新工艺及其理论研究,液压机现代设计理论研究中一些前沿上的东西,由于世界能源的紧张和环保问题的日趋严重,汽车工业面临着严峻的挑战:一方面是提高燃气的热效率,减少废气排放;另一方面是减轻汽车自身重量,提高行驶速度,降低能耗. 这两方面要求促使人们不得不改进传统工艺,创造出适应新经济时代要求的新工艺.在汽车工业中管材液压成形作为一个非常重要的成形技术已得到了广泛应用,主要用于生产汽车动力系统、排气系统、汽车底盘以及一些结构件. 汽车用排气管件大多为形状比较复杂、轴线有很大变化的零件.传统成形工艺除铸造成形外,主要采用冲压两个半壳而后组焊成形,或采用管坯进行数控弯
软件学院学科前沿知识讲座感想 听了几位老师所讲的学科先沿讲座，我的感想颇多. 尤其是对林林老师的《智慧时代中的挑战与机遇》颇有感触。下面我谈谈自己通过听讲,查资料,经过思考后对这一问题的理解. 当今的信息新技术主要包括这么几类，即新息安全新技术：主要包括密码技术、入侵检测系统、信息隐藏技术、身份认证技术、数据库安全技术、网络容灾和灾难恢复、网络安全设计等。信息化新技术：信息化新技术主要涉及电子政务、电子商务、城市信息化、企业信息化、农业信息化、服务业信息化等。软件新技术：软件新技术主要关注嵌入式计算与嵌入式软件、基于构件的软件开发方法、中间件技术、数据中心的建设、可信网络计算平台、软件架构设计、SOA与RIA技术、软件产品线技术等。网络新技术：网络新技术包括宽带无线与移动通信、光通信与智能光网络、家庭网络与智能终端、宽带多媒体网络、IPv6与下一代网络、分布式系统等。计算机新技术：计算机新技术主要关注网格计算、人机接口、高性能计算和高性能服务器、智能计算、磁存储技术、光存储技术、中文信息处理与智能人机交互、数字媒体与内容管理、音视频编/解码技术等。 大胆的预测一下计算机技术往下怎么发展，因为形势明白了，历史规律搞清楚了，需求也明白了，该怎么做呢？我大胆做这么一个发言，中国计算机界必须把握机遇迎接挑战。看一下处理器方面该怎么做，上个世纪我们关心的是每秒种可以完成多少指令，处理的速度。后来发现不对，应该做高性能的处理器，每花掉一块钱可以处理多少能力，重要的是功耗要低，然后是无线，是互联，我们更关心消耗每瓦功率处理能力是多少，大家关心的点开始转移，从每秒处理能力，关心到每块买到多少处理能力，到最后消耗每瓦功耗有多少能力。在处理结构上面有什么变化，从上世纪70年代左右，人围着计算机转，每个单位只要很好就有一个漂亮的机房，大家围着机房转，算题是通过一个小窗口把题递进去，过一段时间里面算好，把题递出来。那时候一切围绕CPU转，所以那时候CPU当之无愧，我的处理器是中心所以叫CPU。再往下可以看到计算机围着人转，我们口袋里的手表等一切一切，人走到哪里，计算装备围着我来转，在机器内部不是围着CPU转，而是围着存储期，I/O，通道转，因此不能光搞CPU，比如出现PIM等新的名称，所以我们应该与时俱进。从CPU，C要改成无处不在的处理单元。 网络将怎么发展，我们在上个世纪70年代所关心的就是互联互通互操作，在这儿不是讲互联互通互操作不重要，它是一个基础绝对重要，关心这个是数据和控制信号的传递，数据和控制信号可以传过去。做了一些日子以后发现，需求不仅仅是这个，我们要提高网络的带宽，我们关心是信息沟通和处理能力的增强，光把信号传过去是不是可以处理好呢？再往下又是怎样的？我们应该关心网上有这些信息，有这么多人用，是动态的变化，所以我们要关心信息融合、信息确认等。要把消息传给该给的人，该给的时间，该给的地方，该给的人，传正确的东西，这个变化不承认不行的，以往包括我个人在内，我和我同事们宣扬，看我家里环境，办公室环境，我计算机有多少能力联网，这已经过去了。下面关心的是这个网络具有多少计算个算计的能力，算计要做推理更难，再往下要面对什么问题？我的网络环境怎么样有非常强的资源按需聚合，人机协同工作的协调能力，体系结构将怎么发展，70年代的时候，大家做体系结构设计，费劲脑筋是在计算机内挖掘可能的潜力，处理可能的矛盾，搞体系结构的人，什么是好的所长，厂长，它的学问是处理轻重缓急，这件事应该放得下，哪件事应该要处理，所以好的应该处理删、增、减、抑、扬，在这种情况下发现，我们设计在机群中挖掘和平衡，我们要在网络环境下怎么做挖掘和平衡，因为系统给人用的，机器的环境，是给销售人员，管理者用的，所以把协同工作做好，就要验证，所以从HPCS变成HPCE，我们需要的不是高性能，需要的是生产力可用性，中国科学家预感比较早，因此1997年再一次会上，就决定当前做ClieitServer，之后做Cluster，之后做Networking，之后是VSE，
葡萄糖水热法制备纳米碳球 广州华南农业大学理学院09材化（2）班林勋，200930750211 引言 炭微球材料由于其具有高密度、高强度、高比表面积以及在锂离子电池方面的应用前景，已经引起许多研究人员的兴趣。碳微球的形状和大小显著影响着其电学性能。 葡萄糖在水热条件下会发生许多化学反应，实验结果表明：炭微球的增长似乎符合LaMer 模型（见图1），当0.5 mol·L-1 的葡萄糖溶液在低于140 C 或反应时间小于1h 时不会形成炭球，在此条件下反应后溶液呈橙色或红色并且粘度增强，表明有芳香族化合物和低聚糖形成，这是反应的聚合步骤。当反应条件为0.5 mol·L-1、160℃、3h 时开始出现成核现象，这个碳化步骤可能是由于低聚糖之间分子间脱水而引起的交联反应，或者在先前步骤中有其它大分子的形成，然后形成的核在溶液中各向同性生长所致。从现有的研究结果表明，制备过程中的反应条件如葡萄糖的起始浓度、反应温度和反应时间直接影响炭球的粒径分布，其中反应时间对颗粒粒径影响很大，随着反应时间的延长，这些纳米炭球粒径从150nm（最初核的大小，实验所得到的最小的尺寸）生长到1500 nm。 由葡萄糖水热法制备纳米炭球具有绿色环保无污染的特点，实验过程中没有引入任何引发剂以及有毒溶剂，制备得到的炭球粒径均匀，大小可控，同时表面含有大量活性官能团，具有优良的亲水性和表面反应活性，可应用于生物化学、生物诊断以及药物传输领域，也可以作为制备核壳结构材料或者多孔材料的模板等等，具有令人欣喜的应用前景。 图1 水热法形成炭球的结构变化示意图 1 实验部分 1.1 实验仪器与试剂
葡萄糖，去离子水，95%乙醇，50mL 高压反应釜，鼓风干燥箱，电子天平，抽滤装置（有机滤膜），滤纸，玻璃棒 1.2 纳米碳球的制备 纳米碳球的制备参见文献[1]。用电子天平称取 6g 葡萄糖放入50mL 反应釜内衬（图2）中，用移液管准确移取35mL 去离子水（葡萄糖溶液的浓度为0.952 mol·L -1 ）加入到上述反应釜中，用玻璃棒搅拌溶液，使葡萄糖全部溶解，然后装入反应釜中，用扳手拧紧反应釜，放入烘箱中。设定反应条件为：温度 180?C ，反应时间 4~12 h 。待反应结束后，降至室温，取出反应釜，将釜内黑褐色溶液抽滤（用40 um 有机滤膜），并及时清洗反应釜内衬，抽滤时用去离子水和 95% 乙醇清洗至滤液为无色。将样品用滤纸包好放入干燥箱中70℃干燥 4h 。收集样品，称重并计算产率。 图2 反应釜实物与结构示意图 1.3 纳米碳球的表征 1.3.1 X-射线衍射分析 测定所制备碳球的晶型以判断该碳球所属的类型（如普通碳还是石墨型碳） 1.3.2 红外光谱分析 测定碳球的活性官能团，表征不同制备条件下得到的碳球活性官能团变化 2 结果与讨论 2.1 实验数据 实验最终制备得到的纳米碳球的质量为 0.1255 g ，根据下列化学方程式 C 6H 12O 6 6C+6H 2O 可得产率23%.5100%4 .21255.0100%理论产率实际产率ω=?=?=
软件工程专业学科前沿讲座报告 院 (系)：计算机科学与工程 专业：软件工程 班级：17060212 学生：张嘉琪 学号：17060212119
人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能亦称智械、机器智能，指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。通过医学、神经科学、机器人学及统计学等的进步，有些预测则认为人类的无数职业也逐渐被人工智能取代。 人工智能在计算机领域内，得到了愈加广泛的重视。并在机器人，经济政治决策，控制系统，仿真系统中得到应用。人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。通常，“机器学习”的数学基础是“统计学”、“信息论”和“控制论”。还包括其他非数学学科。这类“机器学习”对“经验”的依赖性很强。计算机需要不断从解决一类问题的经验中获取知识，学习策略，在遇到类似的问题时，运用经验知识解决问题并积累新的经验，就像普通人一样。我们可以将这样的学习方式称之为“连续型学习”。但人类除了会从经验中学习之外，还会创造，即“跳跃型学习”。这在某些情形下被称为“灵感”或“顿悟”。一直以来，计算机最难学会的就是“顿悟”。或者再严格一些来说，计算机在学习和“实践”方面难以学会“不依赖于量变的质变”，很难从一种“质”直接到另一种“质”，或者从一个“概念”直接到另一个“概念”。正因为如此，这里的“实践”并非同人类一样的实践。人类的实践过程同时包括经验和创造。这是智能化研究者梦寐以求的东西。 前景:目前随着人工智能AI的迅猛发展，今后几年触摸一体机一定会和人工智能
这次的前沿专题课程一共上了四次课，分别由不同的老师给我们讲解了不同的研究方向的一些前沿的知识，使我了解了很多自己课题方向之外的内容。 首先讲课的是郭希娟老师，她的方向是计算机器人与计算机科学。这是个集计算机，数学，机械，物理力学等多学科交叉的方向，而且实用性很强。她给我们讲解了用最小分离距离来解决碰撞检测问题的原理，演示了研究课题的一些成果，包括：直升机飞行器的原理仿真、乒乓球运动员直线打球的原理演示、物体的碰撞检测演示等。她根据自己多年的研究经验，总结出书《机构性能指标理论与仿真》。郭老师告诉我们：任何的学术研究一定要和实际应用联系起来。 第二次上课的是焦移山老师，他以日线股票为例给我们讲了时间序列预测的方法与应用。他讲的是一篇提出预测时间序列的最新方法的论文。时间序列是指将某种现象某一个统计指标在不同时间上的各个数值，按时间先后顺序排列而形成的序列。时间序列的预测一般用的是相似度预测原理，而相似度预测的方法有：欧式距离、最长公共子序列、DTW（Dynamic time warpping）。焦老师研究的是金融时间序列的预测，而金融时间序列的特点：1.适合用分段线性表示方式。这种方式容易去掉数据中的噪声，还原数据本质，而且易于计算。2.必须是zig-zag 形式。这篇论文所提出的算法使原来预测的准确率有65%提高到70%。这个结果已经很令人满意了。 第三次上课的是唐勇老师。他的研究方向是虚拟现实，他以虚拟现实的必然与冲击为题开始了这次的课程。唐老师讲到：我们生活在现实、抽象、数字这三个世界之中。虚拟现实及仿真技术影响深远，虚拟增强现实实践梦想体现在飞越时空、穿越极限、再现历史、颠覆传统、访问心灵、康复床上、虚实同进等。数字（虚拟）世界牵引科学技术的发展：仿真数据驱动的大规模场景的绘制与漫游，不规则物体建模的创新性探索。唐老师强调技术人生，强调把学术与人生联系一起。 最后一次上课的是张付志老师，他讲的是个性化协同推荐系统中的安全与信任问题。我觉得张老师的方向与自己的方向有一定的联系，所以下面重点总结一下张老师的内容。 1.推荐系统简介： 推荐系统是指能够为用户提供关于对用户来说有用的项目的建议的一类软
纳米相增强金属材料制备技术的研究进展及应用 【摘要】目前纳米技术应用广泛，在高强金属材料应用方面尤为突出。本文针对现有主要几种纳米增强金属材料制备工艺方法进行概述并比较，讨论其优缺点。最后还探讨了纳米相增强制备技术未来的发展趋势和改进方向，并对纳米结构材料应用领域和前景进行展望。 【关键词】纳米增强制备方法优缺点 随着科技进步，各个领域对于相关材料的性能要求日益提高。纳米增强技术是改善材料性能的重要方法之一，其在金属材料领域尤其应用广泛。在电子、汽车、船舶、航天和冶金等行业对高性能复合材料需求迫切，选用最佳制备方法制备出性能更优良的纳米材料是当前复合材料发展的迫切要求。 1 纳米增强技术概述 纳米相增强金属材料是由纳米相分散在金属单质或合金基体中而形成的。由于纳米弥散相具有较大的表面积和强的界面相互作用，纳米相增强金属复合材料在力学、电学、热学、光学和磁学性能方面不同于一般复合材料，其强度、导电性、导热性、耐磨性能等方面均有大幅度的提高[1]。 1.1 机械合金化法 机械合金化法（MA）是一种制备纳米颗粒增强金属复合材料的有效方法。通过长时间在高能球磨机中对不同的金属粉末和纳米弥散颗粒进行球磨，粉末经磨球不断的碰撞、挤压、焊合，最后使原料达到原子级的紧密结合的状态，同时将颗粒增强相嵌入金属颗粒中。由于在球磨过程中引入了大量晶格畸变、位错、晶界等缺陷，互扩散加强，激活能降低，复合过程的热力学和动力学不同于普通的固态过程，能制备出常规条件下难以制备的新型亚稳态复合材料。 1.2 内氧化法 内氧化法（Internal oxidation）是使合金雾化粉末在高温氧化气氛中发生内氧化，使增强颗粒转化为氧化物，之后在高温氢气气氛中将氧化的金属基体还原出来形成金属基与增强颗粒的混合体，最后在一定的压力下烧结成型。因将材料进行内氧化处理，氧化物在增强颗粒处形核、长大，提高增强粒子的体积分数及材料的整体强度，这样可以提高材料的致密化程度，且可以改善相界面的结合程度，使复合材料的综合力学性能得到提高。 1.3 大塑性变形法 大塑性变形法（Severe plastic deformation）是一种独特的纳米粒子金属及金属合金材料制备工艺。较低的温度环境中，大的外部压力作用下，金属材料发