材料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)。下面小編給大家分享一些材料科技論文，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　材料科技論文篇一

　　中國畫的材料演變

　　【內(nèi)容摘要】繪畫材料是中國畫的一個(gè)非常重要的因素，對作品的好壞以及表達(dá)作者的情感起著至關(guān)重要的作用。中國畫的材料有幾次重大的演變，而這些演變推動(dòng)著中國畫的發(fā)展。文章以繪畫材料的演變歷史為主線，敘述各種繪畫材料的表現(xiàn)藝術(shù)，以及它們對中國畫的推動(dòng)作用。

　　【關(guān)鍵詞】中國畫 繪畫材料 演變 促進(jìn)

　　中國的繪畫歷史源遠(yuǎn)流長，派流繁多，是世界繪畫之林一棵參天大樹。繪畫材料是藝術(shù)創(chuàng)作的物質(zhì)基礎(chǔ)，物質(zhì)基礎(chǔ)決定上層建筑，繪畫理念的表達(dá)要依靠物質(zhì)基礎(chǔ)的承載。我們應(yīng)清楚地了解每種繪畫材料的特質(zhì)，才能更好地運(yùn)用它，使它表達(dá)創(chuàng)作者的情感。

　　繪畫材料的演變是形成這種現(xiàn)象的重要原因，不同時(shí)期的材料特點(diǎn)對這一時(shí)期的繪畫技巧和風(fēng)格有重要影響。繪畫以形色為根本，而形色的表現(xiàn)要借助于繪畫材料。

　　一、石器時(shí)代

　　石器時(shí)代，最典型的文物就是半坡的陶盆畫《人面魚紋》，從其筆痕來看，繪畫工具可能是硬羽毛之類的東西，顏料主要也是來源于天然的有色土或者石料調(diào)和動(dòng)物血、植物的汁水。

　　彩陶紋飾一般為幾何紋飾和象形紋飾，即點(diǎn)、條、圓、三角形等簡單的幾何圖形或自然界中的太陽、月亮、花瓣等圖案。彩陶裝飾繪畫中色彩的運(yùn)用除了與當(dāng)時(shí)的顏色制造有關(guān)，也體現(xiàn)了原始時(shí)期人們對周圍世界的認(rèn)知的色彩觀，主要以紅、黑、白為主。彩陶繪畫中質(zhì)樸的材質(zhì)與礦物色獨(dú)特的粗獷的繪畫風(fēng)格對后世形成了一定的影響。

　　二、先秦時(shí)期

　　這一時(shí)期的繪畫材料得到一定的發(fā)展，其中主要為人造墨的出現(xiàn)。墨，這一繪畫材料在西周得到了獨(dú)立發(fā)展。燒煙取墨成為最早的制墨方法，當(dāng)然也是中國制墨的最基本方法。繪畫的工具中也開始出現(xiàn)了毛筆，并且在這一時(shí)期得到廣泛應(yīng)用。

　　紡織技術(shù)的發(fā)展，使得先秦時(shí)期繪畫材料增加了紡織品，如麻葛布、帛等。

　　在繪畫顏料上，先秦也有所進(jìn)步，除卻之前的天然石，還增加了朱紅、灰綠、黃、藍(lán)、白等漆色。漆器工藝也在這一時(shí)期得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

　　這一時(shí)期的繪畫材料決定了這一時(shí)期的繪畫種類主要是壁畫、帛畫和青銅裝飾畫。

　　三、秦漢時(shí)期

　　西漢時(shí)出現(xiàn)造紙術(shù)，東漢時(shí)期得到蔡倫的改進(jìn)，使得紙進(jìn)入千家萬戶。紙代替了帛，成為人們?nèi)粘Ｉ钪凶詈啽愕臅鴮懖牧稀?/p>

　　秦漢時(shí)期的制墨業(yè)也在逐步發(fā)展，當(dāng)時(shí)的制墨作坊數(shù)量和規(guī)模都大大增加。據(jù)秦漢時(shí)期的史料記載，這一時(shí)期墨已經(jīng)成為官方的主要書寫、繪畫材料。墨的形制從以手攥成不規(guī)則的“墨丸”到墨模的發(fā)明，墨的形制產(chǎn)生了根本性的變化。墨模的使用，不僅提高了墨的質(zhì)量，也為墨在日后發(fā)展成為收藏品提供了基礎(chǔ)。

　　制筆業(yè)在秦漢規(guī)范了基本形制，得到很大進(jìn)步。

　　秦漢時(shí)期的繪畫種類，最突出的為壁畫。究其原因是豐富的制作畫底的材料以及發(fā)達(dá)的技術(shù)。典型的代表是長沙馬王堆一號墓的壁畫。

　　四、魏晉南北朝時(shí)期

　　紡織品業(yè)在這一時(shí)期進(jìn)一步得到發(fā)展，可以制造質(zhì)量較高的絹、素等，顧愷之的代表作《洛神賦圖》《女史箴圖》的摹本都是絹本。因?yàn)榻?、素質(zhì)量的提高，作為繪畫的畫底，使得作者能夠進(jìn)行筆法描繪，代表作為顧愷之的“高古游絲描”。還有單純以線勾畫的繪畫――白畫出現(xiàn)，后來其因?yàn)楠?dú)特的審美價(jià)值而獨(dú)立發(fā)展成為一門繪畫種類。

　　雖然造紙業(yè)一直在發(fā)展，但是史料記載，紙真正廣泛用于繪畫，是在魏晉時(shí)期。中國歷史上最早的紙底繪畫是新吐魯番出土的東晉時(shí)期的紙底設(shè)色畫《地主生活圖》。

　　這一時(shí)期的繪畫材料使得石窟壁畫大量興起。

　　五、隋唐時(shí)期

　　隋唐時(shí)期是一個(gè)紙、絹并行的時(shí)期。這一時(shí)期楮皮紙的優(yōu)點(diǎn)是紙質(zhì)潔白、紙底綿軟，很是適合繪畫，受到書畫者的追捧。在唐代，紙還分為生紙和熟紙。熟紙是經(jīng)過加工的紙，更加適于作畫，所以在正式的作畫中，書畫者通常采用熟紙。紙的發(fā)展推動(dòng)了中國繪畫的發(fā)展，同時(shí)對世界繪畫也產(chǎn)生了重大影響，這是毋庸置疑的。隋唐時(shí)期發(fā)達(dá)的紡織業(yè)創(chuàng)造的優(yōu)良的絹，也為繪畫提供了大量良好的介質(zhì)。這一時(shí)期的絹大多細(xì)，符合隋唐時(shí)期繪畫技巧講究的工細(xì)。但是精細(xì)的絹多為達(dá)官顯貴使用，普通家庭也只是使用較粗的絹。

　　隋唐時(shí)期繪畫顏色大多厚重純凈，石色的大量使用以及草色顏料和金屬色也普遍使用是造成這一現(xiàn)象的主要原因。

　　隋唐時(shí)期書法盛行，與之相應(yīng)的，毛筆的制作更加完備，為了適應(yīng)繪畫技法，在短鋒筆之后出現(xiàn)了長鋒筆。

　　這一時(shí)期的繪畫種類主要是從東晉開始的山水畫，它在唐代得到進(jìn)一步發(fā)展。王維開創(chuàng)了水墨渲淡的先河，被認(rèn)為是南宗之祖。

　　六、五代兩宋時(shí)期

　　因?yàn)槠ぜ埣夹g(shù)的革新以及皮紙本身良好的特性，使得這一時(shí)期皮紙廣泛應(yīng)用于書畫。皮紙受墨性好，紙質(zhì)潔白，平滑，繪畫運(yùn)筆流暢。典型的上好皮紙如南唐澄心堂紙，被蔡襄譽(yù)為紙中第一品。

　　制筆業(yè)持續(xù)發(fā)展，在這一時(shí)期，宣州制筆是最具有代表性的地區(qū)。這一地區(qū)產(chǎn)生的“無心散卓筆”，完美地適應(yīng)了宋代水墨畫。

　　“廷�墨”是宋代的第一名墨，其特點(diǎn)是墨中含有多種藥物，墨氣香氣四溢，墨色純潤，墨質(zhì)堅(jiān)挺。

　　這一時(shí)期的繪畫材料決定了這時(shí)期的繪畫種類以青綠山水和水墨山水為主。

　　七、元代時(shí)期

　　這一時(shí)期出現(xiàn)了文人畫，即文人墨客隨手作畫。因?yàn)槲娜松磉呑畛Ｒ姷臑榧?，所以他們?xí)慣用紙作畫，紙底繪畫開始盛行。

　　這一時(shí)期的毛筆也得到很大發(fā)展，以湖州制筆業(yè)為代表。因?yàn)槲娜水嬜非罄L畫的書寫性和繪畫中筆法的寫意性，由此要求毛筆軟硬適中，彈性適宜，儲(chǔ)水量大，長鋒羊毫筆這一適宜繪畫的毛筆得以改進(jìn)。

　　順應(yīng)文人畫，這一時(shí)期的繪畫種類主要是山水畫以及四君子題材的花鳥畫。

　　八、明清時(shí)期

　　明清時(shí)期，紙更加廣泛運(yùn)用于繪畫，隨著造紙術(shù)的進(jìn)步，紙質(zhì)更加優(yōu)質(zhì)。除卻紙，絹依然在繪畫中使用，但是主要是供給宮廷。

　　明清時(shí)期墨的種類有松煙墨、油煙墨和漆煙墨。

　　這一時(shí)期主要以水墨為主，水墨大寫意繪畫出現(xiàn)在世人眼前。紙的普遍應(yīng)用以及畫論的盛行，明清文人畫以及水墨畫達(dá)到鼎盛時(shí)期。

　　結(jié)語

　　在中國文化的滋養(yǎng)下，繪畫材料的演變影響推動(dòng)著中國畫的發(fā)展，不同時(shí)期的繪畫材料體現(xiàn)了這一時(shí)期的發(fā)展?fàn)顩r，不論是何種繪畫材料，體現(xiàn)的都是中國文化的特色與內(nèi)涵，我們要把握好每種繪畫材料，用它們演繹出最精彩的中國畫。

　　(注：本文為2014年黑龍江省教育廳人文社會(huì)科學(xué)項(xiàng)目研究成果，課題名稱：架上――綜合材料繪畫研究。課題編號：12542105)

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　　作者單位：哈爾濱師范大學(xué)美術(shù)學(xué)院

　　材料科技論文篇二

　　同位素電池材料

　　摘 要：同位素電池以結(jié)構(gòu)緊湊，能量密度大，不受外界環(huán)境影響，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在航空、醫(yī)學(xué)和民用等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，是一種前景廣闊的新能源電池。本文以直接充電式、溫差式和輻射伏特效應(yīng)同位素電池三種重要的同位素電池為例對同位素電池的放射性同位素?zé)嵩春湍芰哭D(zhuǎn)換材料分別進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

　　關(guān)鍵詞：同位素電池 核電池 氚電池 能量轉(zhuǎn)換

　　中圖分類號：TM911 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X(2014)05(a)-0215-02

　　同位素電池，又被稱作核電池，它是利用放射性同位素衰變時(shí)放射出來的載能粒子(比如α粒子、β粒子或γ光子) 與物質(zhì)相互作用，粒子的動(dòng)能被吸收或阻止后轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過能量轉(zhuǎn)化器件轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。同位素電池以結(jié)構(gòu)緊湊，能量密度大，不受外界環(huán)境影響，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、航海、醫(yī)學(xué)、微型電動(dòng)機(jī)械、電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[1]，是一種前景廣闊的新能源電池?；谕凰仉姵氐哪芰哭D(zhuǎn)換方式，它可分為兩類：直接轉(zhuǎn)換式和間接轉(zhuǎn)換式。更具體的講，主要包括9種：直接充電式同位素電池、輻射伏特效應(yīng)同位素電池、溫差式同位素電池、熒光體光電式同位素電池、熱致光電式同位素電池、氣體電離式同位素電池、熱機(jī)轉(zhuǎn)換同位素電池、電磁輻射能量轉(zhuǎn)換同位素電池和熱離子發(fā)射式同位素電池[2]。放射性同位素?zé)嵩词峭凰仉姵氐暮诵牟牧希芰哭D(zhuǎn)換材料是同位素電池的主要材料。下面以直接充電式、溫差式和輻射伏特效應(yīng)同位素電池三種重要的同位素電池為例對同位素電池的放射性同位素?zé)嵩春湍芰哭D(zhuǎn)換材料分別進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

　　1 同位素電池材料

　　1.1 放射性同位素?zé)嵩?/p>

　　根據(jù)放射性同位素的衰變特性，大致將其分成α源、β源和γ源三種，其中適合作為同位素電池放射熱源的有十幾種。包括60Co，90Sr，137Cs，144Ce，147Pm，170Tm，210 Po，238 Pu，242Cm，244Cm等[3]。表1列出了常用的放射性同位素?zé)嵩吹膮?shù)比較(表1)。

　　不同類型的同位素電池中放射性同位素?zé)嵩此鸬淖饔貌槐M相同，所用放射性同位素?zé)嵩匆膊槐M相同。

　　直接充電式同位素電池是通過直接收集放射性同位素?zé)嵩窗l(fā)射出的載能粒子，將載能粒子的能量轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置。直接充電式同位素電池是一種高壓型同位素電池，其開路電壓為千伏級。由于α粒子會(huì)發(fā)射出大量的次級電子，這類電池一般選用純β源或具有弱γ、X 射線的β源。常見的β源包括3H、63Ni、90Sr和147Pm。高純度的63Ni、90Sr、147Pm價(jià)格昂貴且在國內(nèi)難以獲得，氚(3H)是目前已知的β熱源中最易獲取、最適合工業(yè)化的候選材料。

　　溫差式同位素電池利用同位素放射源產(chǎn)生的熱能來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。238Pu衰變產(chǎn)生的是α粒子，放射性防護(hù)要求很低，作為同位素?zé)嵩大w積可以做得很小，是溫差式同位素電池放射性同位素?zé)嵩吹难芯繜狳c(diǎn)，其半衰期為87.7年，五年內(nèi)熱功率值僅下降4%。美國和前蘇聯(lián)的原型溫差式同位素電池使用的是210Po，而后主要用于反應(yīng)堆動(dòng)力的發(fā)展。我國最早的溫差式同位素電池也是采用的210Po放射熱源，其輸出電功率1.4 W，產(chǎn)生熱能為35.5W[5]。

　　輻射伏特效應(yīng)同位素電池是直接利用放射性同位素衰變時(shí)放出的α或β粒子轟擊半導(dǎo)體材料產(chǎn)生出大量電子空穴對，在半導(dǎo)體元件內(nèi)電場的作用下實(shí)現(xiàn)分離，輸出電流。63Ni能量密度高，半衰期長達(dá)100 年，釋放出的β粒子最大能量僅有67 keV，基本不會(huì)損傷器件，成為目前最受關(guān)注的β射線輻射伏特效應(yīng)同位素電池放射性同位素?zé)嵩础４送猓?0Sr和90Y衰變時(shí)發(fā)射的β粒子在這類電池中應(yīng)用較多[6]。氚的能量密度可以達(dá)到1000 mW・h/g，比高能鋰離子電池能量密度高出4個(gè)數(shù)量級;并且氚電池?zé)o毒，低污染，又具有良好的生物兼容性，比現(xiàn)有的鋰離子電池等更綠色環(huán)保，因此氚同位素伏特效應(yīng)電池應(yīng)用前景廣闊。中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所[7，8]公開的輻射伏特效應(yīng)同位素電池以氚作為同位素?zé)嵩础?/p>

　　1.2 能量轉(zhuǎn)換材料

　　不同類型的同位素電池的發(fā)電機(jī)制不同，所用能量轉(zhuǎn)換材料也不盡相同。

　　直接充電式同位素電池正極發(fā)射電子，負(fù)極接收電子，兩個(gè)電極均選用金屬。銅具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和機(jī)械性能，可作為直接充電式同位素電池的收集材料。南華大學(xué)設(shè)計(jì)了以63Ni為能量來源、銅為收集極的直接充電式核電池，能量轉(zhuǎn)換效率為9.42%[9]。

　　溫差式同位素電池是利用能量轉(zhuǎn)換材料的賽貝克效應(yīng)將放射性同位素?zé)嵩串a(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成電能，其采用的能量轉(zhuǎn)換材料為溫差熱電材料。20世紀(jì)30年代，隨著半導(dǎo)體物理的發(fā)展，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體材料的賽貝克系數(shù)可高于100μV/K，半導(dǎo)體熱電材料成為熱電材料的研究熱點(diǎn)。其中最重要的溫差式同位素電池能量轉(zhuǎn)換溫差熱電材料包括Bi2Te3/Sb2Te3、PbTe、SiGe等固溶體合金[10]。Bi2Te3/Sb2Te3適用于低溫[11]。PbTe適用于400～800 K。SiGe合金主要適用于700 K以上的高溫[12]，在1200 K時(shí)，無量綱的溫差電優(yōu)值ZT≈1，是當(dāng)前航天器溫差式同位素電池主要的熱電材料[13-14]。美國自1961年起在近30 項(xiàng)空間任務(wù)中采用了溫差式同位素電池作為電源。這些溫差式同位素溫差電池的質(zhì)量從幾千克到幾十千克不等，輸出功率范圍從幾瓦級到幾百瓦級，最高熱電轉(zhuǎn)換效率接近7%，最長工作壽命超過30年[15]。表2列出了美國典型的空間應(yīng)用的溫差式同位素電池的溫差熱電材料和性能數(shù)據(jù)。

　　輻射伏特效應(yīng)同位素電池能量轉(zhuǎn)換材料主要分為兩類：PN結(jié)型和非PN結(jié)型。截至目前，關(guān)于輻射伏特效應(yīng)同位素電池的研究大多以PN結(jié)型能量轉(zhuǎn)換材料為主。PN結(jié)型能量轉(zhuǎn)換材料又分為單晶硅材料和非單晶硅材料兩種。單晶硅是最早也是最成熟的半導(dǎo)體材料，它已廣泛應(yīng)用于輻射伏特效應(yīng)同位素電池能量轉(zhuǎn)換材料的研究當(dāng)中。但是硅材料禁帶寬度小，制成的PN結(jié)漏電流較大，使得電池的能量轉(zhuǎn)換效率較低。碳化硅作為第三代半導(dǎo)體，不僅具有優(yōu)異的溫度特性和抗輻射特性，而且禁帶寬度大，制成的PN結(jié)漏電流很低，可以得到比硅基輻射伏特效應(yīng)同位素電池更高的開路電壓和能量轉(zhuǎn)換效率，成為目前備受矚目的同位素電池應(yīng)用材料。Chandrashekhar課題組制作了SiC材料PN結(jié)型器件，利用63Ni為放射性熱源，獲得了能量轉(zhuǎn)換效率約為6% [16]。Moham adian[17]對GaN進(jìn)行研究，Deus[18]對AlGaAs進(jìn)行研究，均取得了一定的成果，這些材料在能量轉(zhuǎn)換效率方面較傳統(tǒng)的單晶硅更具優(yōu)勢，但受限于目前材料的制作難度有待進(jìn)一步的深入。非PN結(jié)型輻射伏特效應(yīng)同位素電池能量轉(zhuǎn)換材料也受到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。西安電子科技大學(xué)申請的專利[19]中提出了基于SiC的肖特基結(jié)式輻射伏特效應(yīng)同位素電池，如(圖1)所示。 　　Liu等[20]利用金屬Pt和Sc的接觸勢差，以無定形硅為絕緣介質(zhì)，得到Voc=0.16 V，Jsc=5.3 nA/cm2，Pmax=0.26 nW/cm 2的輻射伏特效應(yīng)同位素電池。(圖2)給出了目前已開展研究的輻射伏特效應(yīng)同位素電池能量轉(zhuǎn)換材料類型。目前，國內(nèi)輻射伏特效應(yīng)放射性同位素電池只有大連理工大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、廈門大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等少數(shù)幾所高校在進(jìn)行研究。

　　2 結(jié)語

　　本文就目前同位素電池的放射性同位素?zé)嵩春湍芰哭D(zhuǎn)換材料做了總結(jié)歸納，旨在希望能夠?qū)氖峦凰仉姵叵嚓P(guān)研究領(lǐng)域人員有所幫助，作為參考。相信隨著新型材料的發(fā)展，同位素電池性能將大幅提升，在不久的將來，同位素電池在航空、醫(yī)學(xué)和民用等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

　　注：作者韓建華對本文所作貢獻(xiàn)與第一作者相同，因篇幅所限，將其列為第二作者。

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