硅碳阳极的缺点也非常明显，短期内制约了其商业化发展，主要原因是制备工艺复杂，循环过程中体积变化大，SEI膜不稳定，导致首次循环库仑效率低，降低了电化学性能和循环寿命。作为主要的负极材料，石墨负极已经得到了广泛的应用，但是石墨负极材料的容量已经达到了360mAh/g，接近理论克容量372mAh/g，很难提高其空间。但硅和碳的化学性质相似，硅在室温下可以与锂合金化，形成Li15Si4相。理论比容量高达3572Ma·h/g，远高于商用石墨。地壳元素非常丰富，成本低，环保。因此，硅负极材料备受研究者关注，是最有潜力的下一代锂离子电池正极材料之一。
滑铁卢大学的研究人员最近发表了一项研究结果。利用快速闪光热处理技术，可以克服硅阳极锂电池能量密度高但循环寿命差的问题。目前对硅负极锂电池的研究普遍认为，这种材料最大的问题在于耐久性差。但根据滑铁卢大学的研究，硅负极在900℃下处理20分钟后，锂电池的循环次数可以达到500次以上，能量密度不会明显衰减。在题为“工程硅纳米结构电极:下一代锂离子电池的可扩展再加工生产”的论文中，研究人员表示，引入这种创新且具有成本效益的快速热处理技术对硅阳极进行再加工，可以提高锂电池的性能和循环寿命。据记载，经过快速热处理后，硅材料的界面接触、二氧化硅/碳涂层和导电性都得到了很大的改善。同时，电极的初始循环效率达到84%，电池的重复次数最终达到500次以上。因此，快速热处理技术为下一代锂电池的工业化生产提供了可能。版权:本文版权归第一电气网所有，欢迎转载，但请务必注明出处。
钠电池的研究始于1960年。高温钠硫电池首先被开发出来。该电池采用熔融的金属钠作为负极，熔融的单质硫作为正极，并采用具有钠离子电导率的固态电解质作为隔膜。但由于其存在巨大的安全隐患，近些年来有关钠电池的研究主要集中在降低电池的工作温度上。在70年代末期和80年代初期，对常规锂离子和钠离子插层型材料的研究工作开始引起全世界的关注。但是由于缺少合适的负极材料，钠离子电池的商业化并没有进入到实质阶段。但由于钠资源储量丰富以及分布广泛，钠离子电池被认为是未来大规模、低成本储能系统的理想候选产品。自2009年以来，与钠电池有关的论文数量有着显着增长。由于传统的石墨负极材料的储钠性能远远低于储锂性能。目前大多数研究活动都致力于开发高性能负极材料以提高钠离子电池的能量密度。 最近，由于其较高的理论比容量（1166 mA h g-1）和较低的电极电势，科学人员的研究兴趣重新集中在钠金属负极的研究上。采用金属钠为负极的电池，例如室温钠硫（Na-S）电池，室温钠氧（Na-O2）电池和室温 ZEBRA型钠金属卤化物电池具有非常大的潜力成为新一代高比能量、低成本的储能装置。但目前关于钠金属负极的研究仍处于起步阶段，其在电池充放电反应过程中的复杂机理还没有被完全了解。为了在实际的可充电电池系统中有效使用钠金属负极，需要克服诸多挑战。首先，抑制钠枝晶的生长可以提高电池的安全性能。其次，提高电极循环过程中的库仑效率可以最大程度地减少所需金属钠的用量，从而降低材料成本，增加整个电池系统的能量密度。同时出色的循环性能可以延长电池的使用寿命以满足客户的需求
钠，铝，碱液能否形成原电池，这也太快了，不能控制住速率的！太多危险！ 如用Na，也有钠硫电池，是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。在一定的工作度下，钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生的可逆反应，形成能量的释放和储存。 卡内基·梅隆大学的官方网站显示，贝廷格和惠特克发明了一种可食用的钠电池，并在4月发表了相关论文。这种电子药丸能在患者体内检测体征情况，精确性把药物送到需要治疗的患处，并且最终能被人体消化吸收。值得注意的是，4月初，一家专门研制钠电池的初创公司-阿奎恩能量公司获得了比尔·盖茨领投的3500万美元融资。阿奎恩成立于2007年，与卡耐基·梅隆大学一样坐落于匹兹堡市。而公司的创始人、现任的首席技术官，正是惠特克教授。 新的研究表明，钠充电电池可以取代锂离子电池，以支持电子产品和电动车。这将需要使用一个含有铁的新电极材料，而不是镍和钴。钠和铁的广泛使用可降低成本，同时还能创造更高密度的电池。电池将需要重新设计，以容纳不同的化学反应和较大的钠原子。东京理科大学以Shinichi Komaba为首的研究人员提出了混合三氧化二铁，氧化钠，氧化锰等材料成粉末，然后放入一个球，并在摄氏900度加热12个小时。由此产生的材料配方是NA2/ 3[Fe1/2Mn1/2] O2，以及被用来形成电池正极与负极的金属钠，平均电压为2.75V。
研究亮点（1）利用原位磁性监测技术研究了一个典型的Fe3O4/Li电池内部电子结构的演化；（2）揭示了Fe3O4/Li体系中，表面电荷容量是额外容量的主要来源；（3）金属纳米粒子的表面电容机制可以推广到大范围的过渡金属化合物中。图文导读1.结构表征和电化学性能用传统的水热法合成了单分散的空心Fe3O4纳米球，在100 mA g−1电流密度下充放电（图1a），第一次放电容量为1718 mAh g−1，在第二次和第三次分别为1370 mAh g−1和1364 mAh g−1，远远超过926 mAh g−1的理论预期。完全放电产物的BF-STEM图像（图1b-c）表明，经锂还原后，Fe3O4纳米球转化为尺寸约为1-3nm的更小的Fe纳米颗粒，分散在Li2O中。为了证明在电化学循环过程中磁性的变化，获得了完全放电至0.01V后的磁化曲线（图1d），显示了由于纳米铁颗粒的形成而产生的超顺磁性行为。图1（a）在100 mA g−1电流密度下循环的Fe3O4/Li电池的恒流充放电曲线；（b）全锂化Fe3O4电极的BF-STEM图像；（c）团聚体中存在Li2O和Fe的高分辨率BF-STEM图像；（d）Fe3O4电极在锂化过程前（黑色）和之后（蓝色）的磁滞曲线，以及后者（紫色）的Langevin拟合曲线。2.结构和磁演化的实时检测为了将电化学与Fe3O4的结构和磁性变化联系起来，对Fe3O4电极进行了原位X射线衍射（XRD）和原位磁性监测。在从开路电压（OCV）到1.2V的初始放电过程中，一系列XRD衍射图中的Fe3O4衍射峰在强度和位置上都没有明显的变化（图2a），表明Fe3O4只经历了Li插层过程。当充电到3V时，Fe3O4的反尖晶石结构仍然保持完好，这表明在这个电压窗口中的过程是高度可逆的。进一步进行了与恒流充放电试验相结合的原位磁性监测，以研究磁化是如何实时演变的（图2b）。图2原位XRD和磁性监测表征。（a）原位XRD图；（b）研究了Fe3O4在3 T外加磁场下的电化学充放电曲线及相应的可逆原位磁响应。为了从磁化强度变化的角度对这种转换过程有一个更基本的了解，实时收集了磁性响应，以及伴随电化学驱动反应的对应相变（图3）。很明显，第一次放电时，Fe3O4电极的磁化响应与其他循环不同，这是由于第一次锂化过程中Fe3O4发生不可逆相变所致。当电位降至0.78V时，Fe3O4的反尖晶石相转变为含Li2O的FeO类盐石结构，Fe3O4相在充电后无法恢复。相应地，磁化强度迅速下降至0.482μbFe−1。随着锂化的进行，没有新相形成，（200）和（220）类FeO衍射峰的强度开始减弱。当Fe3O4电极完全锂化时，没有明显的XRD峰保留（图3a）。注意到当Fe3O4电极从0.78V放电到0.45V时，磁化强度（从0.482 μb Fe−1增加到1.266μbFe−1），这归因于FeO到Fe的转化反应。然后，在放电结束时，磁化强度缓慢下降至1.132 μB Fe−1。这一发现表明，完全还原的金属Fe0纳米颗粒仍可能参与锂存储反应，从而降低电极的磁化强度。图3相变和磁响应的原位观测。（a）Fe3O4电极第一次放电过程中采集的原位XRD图；（b）Fe3O4/Li电池在外加磁场3 T下电化学循环的原位磁力测定。3.Fe0/Li2O体系的表面电容Fe3O4电极的磁性变化发生在低电压下，在该电压下最有可能产生额外的电化学容量，这表明电池内存在未发现的电荷载体。为了探索潜在的储锂机理，利用XPS、STEM和磁性能谱等手段，研究了Fe3O4电极在0.01V、0.45V和1.4V的磁化峰，以确定磁性变化的来源。结果表明，磁矩是影响磁性变化的关键因素，因为测量到的Fe0/Li2O体系的Ms不受磁各向异性和粒子间耦合的影响。为了进一步了解Fe3O4电极在低压下的动力学性质，在不同的扫描速率下进行了循环伏安测量。如图4a所示，矩形循环伏安曲线出现在0.01V和1V之间的电压范围内（图4a）。图4b表明Fe3O4电极上发生了电容响应。伴随恒流充放电过程的高度可逆磁响应（图4c），电极的磁化强度在放电过程中从1V下降到0.01V，在充电过程中又重新增加，说明Fe0的类电容表面反应是高度可逆的。图4在0.01–1 V下的电化学性能和原位磁性表征。（a）循环伏安曲线。（b）利用峰值电流与扫描速率的相关性确定b值；（c）在5 T外加磁场下，磁化强度相对于充放电曲线的可逆变化。上述Fe3O4电极的电化学、结构和磁性特征表明，额外的电池容量是由Fe0纳米粒子的自旋极化表面电容引起的，并伴随磁性变化。自旋极化电容是界面上自旋极化电荷积累的结果，在充放电过程中可以显示磁响应。对于Fe3O4基电极，在第一次放电过程中，分散在Li2O基底中的细Fe纳米颗粒具有较大的表体积比，由于高度局部化d轨道，可实现费米能级的高状态密度。根据Maier的空间电荷储存理论模型，作者提出在金属Fe纳米粒子的自旋分裂带中，可以储存大量电子，这可能会在Fe/Li2O纳米复合材料中产生自旋极化表面电容（图5）。图5Fe/Li2O界面自旋极化电子的表面电容示意图。（a）铁磁性金属颗粒表面（放电前后）的自旋极化态密度示意图，与铁的体自旋极化相反；（b）超储锂表面电容模型中空间电荷区的形成。总结与展望通过先进的原位磁性监测，研究了TM/Li2O纳米复合材料内部电子结构的演变，以揭示该锂离子电池额外存储容量的来源。结果表明，在Fe3O4/Li模型电池系统中，电化学还原的Fe纳米颗粒能够储存大量的自旋极化电子，导致过大的电池容量和明显改变的界面磁性。实验进一步验证了CoO、NiO、FeF2和Fe2N电极材料中存在这种电容，说明锂离子电池中金属纳米粒子的自旋极化表面电容的存在，并为这种空间电荷存储机制在其它过渡金属化合物基电极材料上的应用奠定了基础
电大开放教育毕业论文
开放教育是实现一校多区资源共享、校际之间学分互认的理想途径；是教师教育学历与非学历一体化、职前职后相衔接和沟通的有益探索，下面给大家分享了电大开放教育的毕业论文，一起来看看吧！
摘要 ：近年来，“翻转课堂”这一新型教学模式已经在我国各级各类教育机构得到一定程度的关注与研究，主要集中在“翻转课堂”的起源、概念、涉及到的理论等方面的探索。然而，要想真正发挥“翻转课堂”的自身特点，让学生切实感受到在教师带领下应用了“翻转课堂”这一教学模式所真正带来的积极改变，需要进行有关“翻转课堂”在教育实践中有效实施的策略研究。本文探究“翻转课堂”在远程开放教育中有效实施的相关策略，以期为“翻转课堂”在教学中的更好应用提供借鉴。
关键词：“翻转课堂”；开放教育；教学策略
一、研究背景
广播电视大学的学生不同于普通全日制高校的在校生，他们多为在职想要提升自身学历的学员，由于他们受到工作事物和家庭等方面的多重制约，导致他们无法像普通高校学生那样拥有可以投入学习的大量时间。电大系统采用面网结合的教学模式，在为学员提供大量自学资源的基础上为学员安排适量的面授课，用于重点讲解学员难以掌握的知识内容。由于很多学员缺乏主动学习的毅力和兴趣，导致他们在面授课上很难听懂教师的授课内容，在很大程度上影响着教学效果的提升。“翻转课堂”的出现，将课堂时间交给学生，让他们自主探究、讨论，教师转变为整个过程的指导者、促进者。通过前期调研与实践研究，开放教育中的多数学员和教师对“翻转课堂”这一教学模式持积极态度，认为应用得当会在一定程度上提升学员的学习效果。基于上述背景，本研究就“翻转课堂”如何在开放教育中有效实施进行相关探究，力图最大限度地发挥“翻转课堂”的自身特点，让其为远程开放教育教学效果的进一步提升提供出路。
二、“翻转课堂”核心理念与理论基础
“翻转课堂”的核心理念可以总结为“先学后教，以学定教”，就是翻转了传统的教学模式，课前，学生在家利用教师提供的视频和相关材料进行学习；课堂时间则用来解决问题，概念深化，参与合作性学习。此模式将最宝贵的学习资源———时间最大化。“翻转课堂”的理论基础主要包括以下几个：
（1）掌握学习：该理论强调目标定位，反馈矫正。“翻转课堂”的重中之重在于课堂活动中的协作、探究。
（2）认知主义学习理论：该理论认为学习是人们通过感觉、知觉得到的，是由人脑主体的主观组织作用而实现的，并提出学习是依靠顿悟，而不是依靠尝试与错误来实现的观点。
（3）行为主义学习理论：该理论认为学习是一门科学，学习过程是循序渐进的过程；而教则是一门艺术，是把学生与教学大纲结合起来的艺术，是安排可能强化的事件来促进学习，教师起着监督者或中间人的作用。十分强调强化在学习中的重要作用。
（4）建构主义学习理论：该理论认为知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助他人（教师、学习伙伴等）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。建构主义学习理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。
（5）人本主义：该理论强调以学生为中心，以发展学生的自我潜能和价值为目标的人本主义教育观。人本主义的核心思想就是以人为本，主张对人的“终极意义”的追求，强调人的情感体验，注重学生内心世界的发展变化及学生个性的培养。
（6）教学设计理论：以学习论、教学论、教育传播学、信息技术等作为指导思想的理论依据，采用系统方法，分析学习需求、确定学习目标和任务体系，整合教学策略、制定解决方案。教学设计的目的是实现教与学的最优化。
（7）自主学习理论：该理论不同于接受学习、死记硬背，强调学生的主动参与、探究，着重培养学生搜集与处理信息的能力、获取新知识、分析与解决问题及合作交流能力。（8）同伴互助合作学习：该理论体现着集体行动的思想，通过合作互助同伴间共同完成对问题的探索，在互动互助中增长知识，得出结论。（9）基于问题的学习：是以“问题”为核心的高水平的学习，该理论是一种让学生通过基于不一定有正确答案的真实性问题的学习而获取知识的教学，是由理解和解决问题的活动构成的一种新的教与学的方式。
（10）混合式学习：该理论将传统学习和基于网络的现代化学习方式相结合，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体主动性、积极性与创造性。
三、开放教育中“翻转课堂”实施的策略分析
通过上述对“翻转课堂”理论基础的探究，本节将着重研究如何利用上述理论指导“翻转课堂”在开放教育中实施的有效策略。
1、“翻转课堂”教学环境要保证师生、生生间的积极互动。“翻转课堂”将知识内化的过程放到课外，由学生自主完成，课上主要用于学生间问题的讨论与解答。因此，构建一个积极有序的课堂氛围对教学效果的提高十分重要。为了营造良好氛围，教师需要充当主持人的角色，在学生互动减少或者遇到问题时第一时间给予帮助，为了提供给学生更好的帮助，教师需要准备大量教学素材并对知识内容充分掌握。
2、利用奖惩机制调动学生主动探究的积极性。对于在“翻转课堂”上主动提问或积极回答其他学员问题的学生，教师需要在第一时间给予鼓励并探究其他奖励机制来促进学生持续维持这种学习态度。本研究认为，适用于开放教育学员的奖惩机制可以包括以下几种：其一是对于参与教学活动的学员，根据其参与次数为其准备级别不等的电子资源作为奖励，如电子书、各类考试的参考资料等；其二是对于长期不参与课题互动的学员，主讲教师要在第一时间了解学员的心理状态和想法，尽可能鼓励其参与进来，对那些仍不参与互动的学员，其平时成绩适当降低；其三是对于偶尔参与互动的学员，每次参与互动后及时给予口头表扬，并对其回答进行补充，帮助其更好的理解内容，以此来鼓励这部分学员积极地参与互动。
3、对“翻转课堂”教学内容和环节进行良好设计。很多教师认为“翻转课堂”是对传统教学环节的翻转，即课堂用来解惑答疑而课外用于知识学习，既然课堂时间转变为解惑答疑，教师只需回答学生的提问或引导学生之间互动讨论即可，对这一环节教师并不需要特殊设计。本研究通过调研发现持有上述观点的教师不占少数。本课题认为，上述观点并不正确。“翻转课堂”这一教学模式的内涵并不仅限于课堂内外的翻转，而是整个教学模式和思路的翻转。“翻转课堂”的'课上环节，并不是学生间无序的就知识内容的问题而进行的自由讨论，教师需要对学生讨论的各个环节加以引导和提示，需要精心设计好整节课的讨论主题和流程，只有这样才能使学生在看似主动灵活的自由讨论过程中得到知识点的进一步理解和深化。针对“翻转课堂”的设计主要集中在活动的组织与设计之上，需要尽可能引导学生在有限的时间里多做互动多讨论。
4、教师在每节“翻转课堂”上至少要为学生提出1-2个有难度的问题。如果只是提出容易解决的问题，将使学习进度较快的学生觉得枯燥无聊，丧失学习的动力。难题的提出也有助于学员开动脑筋主动思考，并在解决问题的整个过程中开拓思路，对自己认知策略的提升有所裨益。在学员无法解决问题的时候教师要在第一时间给以提示，让学生沿着正确的思路自主探究，以至于最终解决难题。
5、“翻转课堂”教学实践中体现人文关怀的思想。虽然开放教育的学员都是成人学习者，但是在进行实际教学时也应多加考虑他们的内心感受，让他们像儿童一样在快乐中学习。不论儿童还是成年人，能够在一个和谐有爱的氛围中进行学习是所有人都向往的。为了体现这一思想，教师需要具有平易近人的态度，遇事多站在学员的角度考虑问题，在面对学员回答不上问题、迟到等事件时控制好自己的情绪，多给学生鼓励，只有这样学生才能愿意回答问题，乐于在工作之余参加面授课的学习。
6、“翻转课堂”中应至少同时包括自主探究和小组合作两个部分。“翻转课堂”教学模式应该为学员提供充分的交流合作机会，教师应主动探究促进学员自主交流的多种形式。
四、结论与展望
“翻转课堂”的出现为课堂教学效果的改变带来了一种新的尝试与可能，目前为止，多数教师对待这一教学形式持有肯定的态度。“翻转课堂”运用得当，可能会对教学效果的提升带来可能，否则可能只是一种形式独特的噱头，与传统教学相比并无大的提升，反而浪费了教师的宝贵时间用于制作或寻找合适的素材与资料。通过大量文献研究和实践反馈，本研究认为一般来说，内容比较容易理解的部分适合学生课外自学，而涉及到技术、情感等的部分则更适合回归传统的课堂教学方式，学生在教师的指导下完成学习。每一种新型教学形式的出现都会引起学界的广泛关注，“翻转课堂”的出现也不例外，然而，要想真正发挥“翻转”的功效，还需学者和专家、教师们的共同探索与研究，找到更加行之有效的途径方能解决。相信在未来，“翻转课堂”这一形式的运用能够为课堂教学水平的提升带来可能，本文仅对“翻转课堂”在开放教育中实施的相关策略进行探究，希望对日后“翻转课堂”教学效果的真正提升提出一点借鉴的经验。
参考文献：
[1]宋艳玲，孟昭鹏等.从认知负荷视角探究翻转课堂———兼及翻转课堂的典型模式分[J].远程教育杂志，2014，（1）.
[2]容梅，彭雪红.翻转课堂的历史、现状及实践策略探析[J].中国电化教育，2015，（7）.
[3]姜艳玲，徐彤.学习成效金字塔理论在翻转课堂中的应用与实践[J].中国电化教育，2014，（7）.
[4]周平.基于现代教育技术的翻转课堂及其理论基础溯源[J].外语电化教学，2015，（3）.
开题报告由于开题报告是用文字体现的论文总构想，因而篇幅不必过大，但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题说清楚，应包含两个部分：总述、提纲。 1 总述开题报告的总述部分应首先提出选题，并简明扼要地说明该选题的目的、目前相关课题研究情况、理论适用、研究方法、必要的数据等等。2 提纲开题报告包含的论文提纲可以是粗线条的，是一个研究构想的基本框架。可采用整句式或整段式提纲形式。在开题阶段，提纲的目的是让人清楚论文的基本框架，没有必要像论文目录那样详细。3 参考文献开题报告中应包括相关参考文献的目录4 要求开题报告应有封面页，总页数应不少于4页。版面格式应符合以下规定。开 题 报 告 学 生： 一、 选题意义 1、 理论意义 2、 现实意义 二、 论文综述 1、 理论的渊源及演进过程 2、 国外有关研究的综述 3、 国内研究的综述 4、 本人对以上综述的评价 三、 论文提纲 前言、 一、1、2、3、�6�1�6�1�6�1 �6�1�6�1�6�1二、1、2、3、�6�1�6�1�6�1 �6�1�6�1�6�1三、1、2、3、结论 四、论文写作进度安排 毕业论文开题报告提纲一、开题报告封面：论文题目、系别、专业、年级、姓名、导师二、目的意义和国内外研究概况三、论文的理论依据、研究方法、研究内容四、研究条件和可能存在的问题五、预期的结果六、进度安排
有效教学历来是国内外教育研究的重点。顾名思义,有效教学的目的就是要使教学达到有效的理想状态。然而,目前国内教学的现状是教师起主导作用,是教育的核心所在,而学生的主体作用却被极大地忽视了。这种传统的教育理念仍然根深蒂固地残留在人们的脑海里。国内外大量研究发现,要使教学达到有效的理想状态,教学所采取的一切措施和活动都必须符合学生的认知规律,这就要求教育工作者对不同学生个体的认知规律有清楚的认识,以期达到教育的最终目的。认知负荷理论在过去的30年里受到越来越多研究者和专家的重视,主要表现在对教学的评估和设计方面。该理论主要是关于发展有效的教学方法,以便能够充分利用学生有限的认知资源,并将其所获得的知识应用于现实环境当中。本文试图系统地探究认知负荷与大学英语学习者个体差异之间是否存在密切的关系。该论文中所涉及的研究对象是山东青年政治学院大学一年级的134名学生,其中男生为41名,女生为93名,年龄从19岁到21岁不等。实验的开始主要是采用了调查问卷和镶嵌测验两种手段对实验对象进行了初步的前测,以此对其进行认知风格的划分。完成相关研究之后,笔者发现个体差异和认知负荷之间的确存在着密切的联系。其中,个体差异在本文当中主要体现在学生的前知识和认知风格两个方面。个体差异主要包含两个方面:生理差异和心理差异。在本文中,心理差异是研究的重点。心理差异同样由许多不同的组成部分构成,其中认知风格差异是一个重要方面并且作为个体差异的代表来研究其与认知负荷的关系。认知风格在本文中主要体现在三个方面:场独立-场依存型;整体-序列型和言语-视觉型。场独立和场依存型认知风格模式对学生的认知负荷影响甚微,而视觉-言语型模式则和认知负荷之间存在着密切的联系。当然实验本身也存在着局限性,比如实验研究范围仅仅局限于两个高校。在一定程度上来说,无法代表整个中国高校的现状。因此,进一步扩展研究领域将成为未来研究的重点。论文结尾之处笔者对如何促进英语教学和降低认知负荷提出了一些建议。根据这些建议,笔者希望广大英语教师能够意识到个体差异的重要性及因材施教的意义所在,以期达到有效教学的目标。 柄HSd峨DcxLtS5ruxQa撕
谈到生成一篇文献综述的方法，我不得不先感谢一个人——「认知黑客」阳志平老师。让我明白如何用「卡片大法」快速有逻辑地快速整合素材，最终形成一篇流畅可读的文献综述。 众所周知，在管理学上有个很著名的思想是 WBS，即任务拆解法。将一件复杂、困难的事情拆解为一个、一个的小任务。同样的方法也可以用在撰写文献综述上。在阅读一篇文献综述时，将其中关键的点提炼概括，用自己的话总结下来，变为一段 100-200 字左右的话，由此便形成了一张卡片。随着阅读的文献越来越多，我们积累的卡片也越来越多。接下来便是将卡片拼接的过程，拼接不是单纯地将卡片接在一起，而是思考卡片之间的联系，有逻辑地拼接，这种方法是从阳志平老师的「 卡片十二问 」学习而来的。 在我看来，「卡片学习法」是一种可供性非常高的方法。简简单单的一个动作——写卡片，却包含了筛选内容、精简压缩、存储信息等等很多作用，大大降低了我们的认知负荷。当我们掌握了卡片学习法，对于写文献综述这件事儿，就不再是写一篇文章，而是写一沓卡片了。 在撰写文献综述的卡片时，我推荐使用这样两个小工具作为辅助——「印象笔记」和「Zotero」（Mac 系统下）。前者撰写卡片，后者管理文献。 在 Mac 系统下，「印象笔记」自带的小插件非常好用，彻底解决了我书写卡片时时常切换页面的烦恼，在打开「印象笔记」的状态下，点击屏幕最上边状态栏的图标，便可以在弹出的对话框里撰写卡片。最神奇的是，我们无需切换页面，就可以将撰写的卡片和原文作对照，节省了不少时间和精力。这个小技巧也是在朋友 AZ 的启发下才发现的，确实的是相见恨晚。 「Zotero」是一种简洁实用的文献管理软件，类似的软件还有 EndNote、NoteExpress，最开始接触「Zotero」是看到阳老师将它作为文献管理软件，对这个小而美的软件印象颇深，谁曾想用起来就停不下来了。写卡片的时候养成好习惯，在每写完一个卡片，就用「Zotero」在卡片的后面注明所引用的文献。 如此反复十几次，我们会发现自己积累的卡片越来越多，由于我们阅读的都是同领域的文献，卡片间还有着很强烈的联系。如此一来，卡片的拼接也会变得更加灵活、多样。最后我们所要做的，便是将卡片有逻辑地串联起来，20-30 张卡片便可以生成一篇不错的文献综述。 用卡片大法生成文献综述的方法也可以应用到书写其他文章，比如年终总结、读书笔记、人生思考等。借此，我们更清晰地梳理吸收到的知识，降低了写作的难度，将更多的关注放在内容本身，逐步成为更加精细的学习者。
你好，问题一：硅光电池的小电流和PN结反向偏置时的小电流是没有关系的。硅光电池是不需要加偏置电压的，它受到光照射时会在内部产生电压，接上负载形成电流，此时的电流方向是从p到n，是正向电流，二极管反向偏置时的电流是反向电流。硅光电池电流小的原因有很多，材料的质量（是单晶、多晶还是非晶），受光面积大小，以及工艺制造水平都是电流小的原因。问题二：二极管伏安特性的正向部分是：二极管的正向电流随着正偏电压的增大而增大，而在太阳能电池的伏安特性曲线中，输出电压越大，输出电流就越小，它们是此消彼长的，它们的乘积是输出功率，输出功率存在着一个最大值。从太阳能电池作为电源的角度看，在一定光照下输出功率是一定的，随着外接电阻增大，它的输出电压增大，同时输出电流变小。虽然两种曲线形状相似，实际上是没有什么联系的（一个是电源，一个相当于小电阻）。在没有光照时，太阳能电池就是一根二极管，它的电流电压的正向、反向曲线和普通二极管的是一样的。欢迎补充问题！
光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流 元件 ，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。 光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫 暗电流 ；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为 光电流 。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把 光信号 转换成 电信号 ，成为 光电传感器 件。 光电二极管的频率特性响应主要由3个因素决定： a.光生载流子在耗尽层附近的扩散时间； b.光生载流子在耗尽层内的漂移时间； c.负载电阻与并联电容所决定的电路时间常数。特性：优点是暗电流小，一般情况下，响应速度较低。 用途：照度计、彩色传感器、光电三极管、线性图像传感器、分光光度计、照相机曝光计。特性：缺点是暗电流大，因结容量低，故可获得快速响应。 用途：高速光的检测、光通信、光纤、遥控、光电三极管、写字笔、传真。特性：使用Au薄膜与N型半导体结代替P型半导体 用途：主要用于紫外线等短波光的检测特性：响应速度非常快，因具有倍速作用，故可检测微弱光。 用途：高速光通信、高速光检测 光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个 PN结 ，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些， 电极 面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。光电二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的 光子 进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。 它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。 光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换，在电路图中文字符号一般为VD。光电三极管除具有光电转换的功能外，还具有放大功能，在电路图中文字符号一般为VT。光电三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。同光电二极管一样，光电三极管外壳也有一个透明窗口，以接收光线照射。 光电二极管的一些关键性能参数包括以下几项。响应率 一个硅光电二极管的响应特性与突发光照波长的关系响应率（responsivity）定义为光电导模式下产生的光电流与突发光照的比例，单位为安培/瓦特（A/W）。响应特性也可以表达为量子效率（Quantum efficiency），即光照产生的载流子数量与突发光照光子数的比例。 暗电流 在光电导模式下，当不接受光照时，通过光电二极管的电流被定义为暗电流。暗电流包括了辐射电流以及半导体结的饱和电流。暗电流必须预先测量，特别是当光电二极管被用作精密的光功率测量时，暗电流产生的误差必须认真考虑并加以校正。 等效噪声功率 等效噪声功率（英语：Noise-equivalent power, NEP）是指能够产生光电流所需的最小光功率，与1赫兹时的噪声功率均方根值相等。与此相关的一个特性被称作是探测能力（detectivity, D），它等于等效噪声功率的倒数。等效噪声功率大约等于光电二极管的最小可探测输入功率。 当光电二极管被用在光通信系统中时，这些参数直接决定了光接收器的灵敏度，即获得指定比特误码率（bit error rate）的最小输入 功率 。光电二极管教程 工作原理 结光电二极管是一种基本器件，其功能类似于一个普通的信号二极管，但在结半导体的耗尽区吸收光时，它会产生光电流。光电二极管是一种快速，高线性度的器件，在应用中具有高量子效率，可应用于各种不同的场合。 根据入射光确定期望的输出电流水平和响应度是有必要的。图1描绘了一个结光电二极管模型，它由基本的独立元件组成，这样便于直观了解光电二极管的主要性质，更好地了解Thorlabs光电二极管工作过程。 图1 : 光电二极管模型 光电二极管相关术语 响应度 光电二极管的响应度可以定义为给定波长下，产生的光电流(IPD)和入射光功率(P)之比： 工作模式( 光导模式和光伏模式) 光电二极管可以工作在这两个模式中的一个: 光导模式(反向偏置)或光伏模式(零偏置)。 工作模式的选择根据应用中速度和可接受暗电流大小(漏电流)而定。 光导模式 处于光导模式时，有一个外加的偏压，这是我们DET系列探测器的基础。 电路中测得的电流代表器件接受到的光照; 测量的输出电流与输入光功率成正比。 外加偏压使得耗尽区的宽度增大，响应度增大，结电容变小，响应度趋向直线。 工作在这些条件下容易产生很大的暗电流，但可以选择光电二极管的材料以限制其大小。 (注: 我们的DET器件都是反向偏置的，不能工作在正向偏压下。) 光伏模式 光伏模式下，光电二极管是零偏置的。 器件的电流流动被限制，形成一个电压。 这种工作模式利用了光伏效应，它是太阳能电池的基础。 当工作在光伏模式时，暗电流最小。 暗电流 暗电流是光电二极管有偏压时的漏电流. 工作在光导模式时, 容易出现更高的暗电流, 并与温度直接相关. 温度每增加 10 °C, 暗电流几乎增加一倍, 温度每增加 6 °C, 分流电阻增大一倍. 显然, 应用更大的偏压会降低结电容, 但也会增加当前暗电流的大小。 当前的暗电流也受光电二极管材料和有源区尺寸的影响. 锗器件暗电流很大, 硅器件通常比锗器件暗电流小.下表给出了几种光电二极管材料及它们相关的暗电流, 速度, 响应波段和价格。 MaterialDark CurrentSpeedSpectral RangeCost Silicon (Si)LowHigh SpeedVisible to NIRLow Germanium (Ge)HighLow SpeedNIRLow Gallium Phosphide (GaP)LowHigh SpeedUV to VisibleModerate Indium Gallium Arsenide (InGaAs)LowHigh SpeedNIRModerate Indium Arsenide Antimonide (InAsSb)HighLow SpeedNIR to MIRHigh Extended Range Indium Gallium Arsenide (InGaAs)HighHigh SpeedNIRHigh Mercury Cadmium Telluride (MCT, HgCdTe)HighLow SpeedNIR to MIRHigh 结电容 结电容（Cj）是光电二极管的一个重要性质，对光电二极管的带宽和响应有很大影响。需要注意的是，结区面积大的二极管结体积也越大，也拥有较大的充电电容。在反向偏压应用中，结的耗尽区宽度增加，会有效地减小结电容，增大响应速度。 带宽和响应 负载电阻和光电二极管的电容共同限制带宽。要得到最佳的频率响应，一个50欧姆的终端需要使用一条50欧姆的同轴电缆。带宽（fBW）和上升时间响应（tr）可以近似用结电容（Cj）和负载电阻（Rload）表示： 噪声等效功率 噪声等效功率(NEP)是信噪比等于1时产生的RMS信号电压。它是非常有用的参数，因为NEP决定了探测器探测弱光的能力。一般而言，NEP随着探测器的有效区域而增大，且可以用下式表示： 在这里，S/N是信噪比，Δf是噪声带宽，入射能量的单位是W/cm2。更多关于NEP的信息请看Thorlabs的 噪声等效功率白皮书 。 终端电阻 使用负载电阻将光电流转换为电压（VOUT）以便在示波器上显示： 根据光电二极管的类型，负载电阻影响其响应速度。为达到最大带宽，我们建议在同轴电缆的另一端使用50欧姆的终端电阻。其与电缆的本征阻抗相匹配，将会最小化谐振。如果带宽不重要，您可以增大负载电阻（Rload），从而增大给定光功率下的光电压。终端不匹配时， 电缆的长度对响应影响很大，所以我们建议使电缆越短越好。 分流电阻 分流电阻代表零偏压下光电二极管的结电阻。理想的光电二极管分流电阻无限大，但实际值可能从十欧姆到几千兆欧不等，与其材料有关。例如，InGaAs探测器分流电阻在10兆欧姆量级，而Ge探测器的分流电阻在千欧量级。这会显著影响光电二极管的噪声电流。然而，在大部分应用中，大电阻几乎不产生效应，因而可以忽略。 串联电阻 串联电阻是半导体材料的电阻，这个小电阻通常可以忽略。串联电阻来自于光电二极管的触点和线接头，通常用来确定二极管在零偏压下的线性度。 通用工作电路 图2 ：反向偏压电路（DET 系列探测器） DET系列探测器有上面所示的模块化电路。探测器反向偏置对输入光产生线性响应。光电流的大小与入射光大小以及波长有关，输出端加一个负载电阻就可以在示波器上显示。RC滤波电路的作用是滤掉输入电源的高频噪声，这些噪声会影响输出端的噪声。 图3 ：放大探测器电路 也可以用光电探测器加放大器来实现所需要的高增益。用户可以选择工作在光导模式和光伏模式。使用这个有源电路有几个优势： 光伏模式：由于运算放大器A点电势和B点电势相等，因而光电二极管两端的电势差为零伏。这样最小化了暗电流的可能 光导模式：二极管反向偏置，于是增大了带宽降低了结电容。探测器的增益与反馈元件（Rf）有关。探测器的带宽可用下面的式子计算： 其中GBP是放大器增益带宽积，CD是结电容和放大器电容之和。 斩波频率的影响 光导体信号将保持不变，直到时间常数响应极限为止。许多探测器（包括PbS、PbSe、HgCdTe (MCT)和InAsSb探测器）具有1/f的典型噪声频谱(即，噪声随着斩波频率增大而减小)，这会对低频时的时间常数具有较大影响。 探测器在低斩波频率下会表现出较低响应度。频率响应和探测率对于下式最大化
1．曹建国，轧楠，米凯夫，宋平，鄢檀力，蔡海斌．宽带钢热连轧机自由规程轧制的板形控制技术研究，北京科技大学学报，2009,31（4）：481-486（EI20092112090923）2．曹建国，齐杰斌，张杰，尹晓青，曾伟，宫贵良．宽带钢冷连轧机边降控制支持辊辊形研究，中南大学学报(自然科学版)，2008,39（5）：1011-1016（EI084811750289）3．曹建国，毛娜，张杰，尹晓青，曾伟．冷连轧机边降控制窜辊数学模型研究，钢铁，2008，43（8）：57-60（EI 083911603536）4．曹建国，戴宝泉，张杰，杨光辉，宋平，苏毅，鄢檀力．宽幅无取向硅钢热轧板形控制技术研究，中南大学学报(自然科学版)，2008，39（4）：771-775（EI084011623690）5．CAO Jian-guo(曹建国), WEI Gang-cheng, ZHANG Jie, CHEN Xian-lin, ZHOU Yi-zhong．VCR and ASR Technology for Profile and flatness control in hot strip mills，Journal of Central South University：Science &Technology of Mining an Metallurgy，2008,15(2)：264-270（SCI 287MC /EI082211280070）6．曹建国，张杰，宋平，苏毅，鄢檀力．无取向硅钢热轧板形控制的ASR技术．钢铁，2006，41（6）：43~46（EI063310068887）7．曹建国，张杰，陈先霖，魏钢城，宋平，苏毅．宽带钢热连轧机选型配置与板形控制．钢铁，2005，40（6）：40~43（EI05299225993）8．曹建国，张杰，陈先霖，贾生晖，黄涛．1700mm冷连轧机连续变凸度辊形的研究．北京科技大学学报，2003，25（S6）：1-39．Jian-guo CAO(曹建国)，Jie ZHANG，Xian-lin CHEN，Gang-cheng Wei．Control of Roll Contour for Strip Profile and Flatness in Hot Rolling．The 44th Mechanical Working and Steel Processing Conference & 8th Steel Rolling International Conference Proceedings，Florida, U.S.A., 2002(yearly):1001-101010．周富强，曹建国，张杰，尹晓青，贾生晖，曾伟．冷连轧机轧制力影响因素．机械工程学报，2007，43（10）：94-97（EI074610916045）11．王澜，曹建国，贾生晖，曾彤．冷轧带钢板形屈曲变形失稳限的有限元分析．中南大学学报(自然科学版)，2007,38（6）：1157-1161（EI080611079614）12．鲁海涛，曹建国，张杰，贾生晖，曾伟．冷连轧机变接触支承辊板形控制性能研究与应用．钢铁，2007，42（5）：42~46(EI072610674589)13．魏钢城，曹建国， 张杰，郝建伟，陈刚．2250 CVC热连轧机工作辊辊形改进研究与应用．中南大学学报(自然科学版)，2007,38（5）：937-942（EI074910962839）14．Ning-tao ZHAO, Jian-guo CAO(曹建国) , Jie ZHANG, Yi SU, Tan-li YAN, Ke-feng RAO．Work roll thermal contour prediction model of non-oriented electrical steel sheets in hot strip mills，Journal of University of Science and Technology Beijing: Mineral Metallurgy Materials，2008,15(3)：352-356（SCI 325BX /EI082811373713）15．Guang-hui YANG, Jian-guo CAO(曹建国) , Jie ZHANG, Sheng-hui JIA, Ren-wei TAN．Backup roll contour of a SmartCrown tandem cold rolling mill，Journal of University of Science and Technology Beijing: Mineral Metallurgy Materials，2008,15(3)：357-361（SCI 325BX /EI082811373714）16．黄涛，曹建国，张杰．一种提高热连轧机液压活套系统伺服控制响应速度的方法，中国机械工程，2008,19(11)：1351-1353（EI082911382692）17．田丽莉，曹建国，张杰，苏毅，鄢檀力，唐本立．无取向硅钢热连轧工作辊热磨辊，北京科技大学学报，2009,31(2)：244-249（EI20091211965705）18．李洪波，曹建国，张杰，任天宝，张树山，李耀辉．CVC轧机支持辊力学有限元分析及新辊形，塑性工程学报，2010,17(2)：84-89
现在还没有合并不过有这个传闻，概率也是很大的我买了武钢
1高硅钢的特点概述 高硅钢一般是指含4.5 wt % - 6.7 wt %的Si-Fe合金，通用的高硅钢为6.5% Si-Fe。6.5wt%高硅钢是一种具有高磁导率、低矫顽力、低铁损等优异性能的软磁合金，6.5% Si高硅钢的电阻率p=82μΩ×cm，比3 wt% Si硅钢约高一倍(3 wt% Si硅钢ρ=48 μΩ×cm)，饱和磁感Bs=1.80T，相对于3 wt%Si硅钢较低（3 wt%Si硅钢为Bs=2.03 T），磁致伸缩系数λs凡近似为零，磁各向异性常数K1比3 wt%Si硅钢约低40%。高硅钢的磁性特点是高频下铁损明显降低，最大磁导率伽高和矫顽力Ho低。正因为具有低铁损、高磁导率和低磁致伸缩系数等优异的软磁性能，所以高硅钢在高性能发电机、变压器、继电器、特别是微型电器部件等方面的应用前景十分广泛。然而，高硅钢的室温脆性大、加工性能差，很难釆用常规（铸造轧制）工艺制备薄板和带材，严重影响了该合金广泛的应用。 2硅钢研宄的现状 2.1高硅钢的发展现状 1953年日本NKK钢铁公司田中悟等采用一次大压下率冷轧、退火后明显的提高了含碳0. 05%、硅2. 94%,铝0. 02%。氮0. 0062%钢板中{110} <001>织构的取向度，且其磁性能也随之提升。由此研究者们开始逐渐意识到用AlN为抑制剂的一次大压下率轧制工艺可以制备出磁性高于普通取向硅钢的板材。因此，NKK公司于1961年在引进了美国Armco钢专利技术的基础上开始使用A1N和MnS混合作为抑制剂来制备高取向硅钢。直到1964年NKK才使用该工艺成功试制了高磁感取向硅钢，后被命名为Hi-B钢，但由于对该工艺的研究仍是处于初级阶段，因此其所制备的Hi-B钢磁性还极不稳定。与此同时，D. Brown等通过试验证明6. 5% Si-Fe单晶体铁损比普通的3% Si-Fe单晶体要低0. 2W/Kg，磁致伸缩也约为3%Si-Fe单晶体的1/10，磁各向异性约降低1/3。 1965年，DJ. Burr通过拉伸试验测得5% Si-Fe的伸长率为1%~2%。随后，其有对加入Ni的5%Si-Fe的钢板进行拉伸试验，试验结果表明在钢中加入Ni明显的提高了钢的伸长率，如加入6%的Ni使得伸长率提高9%，加入7.5%的Ni使得伸长率提高20%。1966年，T. IShizaka等采用70%压下率在600℃-750℃对6.5%S i硅钢进行热轧，随后对其进行剪边处理后冷轧可使其从1mm轧到0. 3mm厚。至此，所生产的普通取向硅钢磁性能基本稳定，其铁损约下降到0. 05W/Kg。由此，研究者们开始着手致力于对6.5%Si制造过程简便化、经济化以及易操作化的研究。 1978年，日本N. Tsuya和K.I. Arai采用急冷制带法制备出0. 03-0.1 mm厚的6.5%Si-Fe合金薄带。同年，日本川崎公司采用此工艺进行了试生产，但至今也未得到大规模化的生产。随后由此工艺制备的6.5%的Si-Fe合金、Sendust合金以及各种Fe3S i基合金等也纷纷涌现。1978年国内王东等人采用快速凝固法成功制备出6.5%Si-Fe铸态极薄带，此薄带电阻率极高且磁致伸缩接近为零，然而这些都仅限于科学研究和应用基础研究上，要由此工艺进行大规模生产还很难。 1980年前后，俄罗斯研究者们采用三轧法(热轧、温轧、冷轧)工艺制备高硅钢，但此法由于工艺过于复杂，耗时较长为得到真正的实行。1988年，日本NKK公司高田芳一、阿部正弘等人用CVD法成功由实验制得6.5%Si高硅钢。随后，日本研究者们对此工艺进行了大量的试验和改进，于1993年NKK正式建成了一条用于制备厚为0.1~0.5mm、宽400mm月产量可达100吨的连续生产线。其后，随着电气元件高频化的发展，NKK公司在1995年后又开始开发名为JNEX-Core和JNHF-Core的高硅钢板，此两种硅钢板的成功制备不仅提高了高硅钢的可加工性能也大大降低了涡流损耗和噪音污染问题。 2.2对6.5%Si高硅钢的应用现状具有代表性的事件列举如下： 1)日本用0.35mm厚的6.5wt%高硅钢片制作高速高频电机铁芯获得了良好的节能效果，其与普通3.56.5wt%硅钢制作的铁芯相比，在正弦波驱动和非正弦波驱动时，电机效率均显著提高，铁损分别降低了35%和43%； 2)美国、欧盟已经在汽车GPS系统开关电源用电感滤波器中应用6.5wt%高硅钢制备的环形铁芯； 3)日本用6.5wt%硅钢取代3wt%取向硅钢用于8kHz电焊机中，铁芯重量由7.5kg减轻到3kg； 4)丰田汽车公司率先在全世界销售的混合动力汽车PRIUS用升压转换反应堆上使用了6.5wt%高硅钢； 5)欧洲用0.50mm厚的6.5wt%高硅钢带材作为变压器的铁芯与普通3.5wt%硅钢相比，在频率为50Hz的工作环境下，噪音降低了6dB; 6) NKK用6.5wt%高硅钢片制作的重量30kg模拟音频变压器与牌号Z7H取向硅钢制的变压器相比，在B=1T时工作噪音降低了21dB，工作铁损降低约40%。 2.3国内硅钢行业的发展 国内硅钢行业的起步落后于世界领先国家近半个世纪，直到1952年才由太原钢铁厂第一次制备出含硅量约为1%-2%的低硅钢板，并于1954年投入生产。与此同时，钢铁研究院与太原钢铁厂联手试制热轧高硅钢板，将硅含量由原本的1%~2%提升到3%~40%左右，两年后投入生产。1960~1978年上海矽钢片厂对传统的热轧硅钢板制备工艺进行了改进，并最终确立了热轧后快冷的制备工艺。由此工艺制备出的高硅钢的质量和产量进一步得到提高，且磁性也超过了欧美国家前期所制备的类似水平的硅钢。 1957年，钢铁研究院采用两次冷轧和缓慢升温后极速退火的方式试制了{110} <001>织构的3%S i取向硅钢。但由于当时设备和技术条件的限制，研究者们并未意识到MnS和A1N等抑制剂以及轧制工序的重要作用，由该工艺制备的硅钢板磁性一直得不到稳定。1959年太钢和鞍钢几乎同时开始生产高取向硅钢，但合格率和成材率相对较低。1964年，钢铁研究院在抑制剂作用下进行连续炉退火、加隔离剂、炉内退火等一系列工艺过程后进一步增强了硅钢的磁性和稳定性。 1974年武钢购买了日本NKK专利技术并达成了年生产11个牌号冷轧硅钢约6.8万吨的协议，并于1981年生产了4%S i高硅钢。1983年，钢铁研究院用武钢生产的0.20-0.35mm厚取向硅钢，经酸洗后再冷轧和退火的新工艺进行生产，其成材率显著提升且制造成本下降。 然而，面对着国外钢铁行业的蒸蒸日上，近年来国内硅钢行业却发展极为缓慢。尽管国内研究者们也对6.5%Si高硅钢进行了一些相应的研究，但收效甚微，截至目前为止，国内硅钢行业中像宝钢这样的龙头企业都还没有实施甚至是设计出一套完善的制备6.5%S i高硅钢的工艺过程，预建成制备高硅钢的生产线更是难上加难。因此，为了适应世界钢铁行业的发展，紧随国内现代化的发展，国内钢铁行业要想处于世界领先地位就必须拥有一套自己的比较完善的制备6. 5%S i高硅钢的工艺路线及其生产线，这也将影响国内电工钢行业的未来发展方向。 3 6.5%Si高硅钢的性能 3.1物理性质 3.2磁特性 硅钢是由体心立方的a铁(a-Fe )固溶体构成的铁素体钢，在三个主晶向上磁化特性不同：[100]方向为易磁化晶向，[110]方向为次易磁化方向，[111]方向为难磁化晶向，这种磁化特性称为磁各向异性。大量生产的硅钢片就是通过对变形再结晶组织进行轧制，使其产生平面织构，大多数晶粒的{110}必面平行于轧面，<100>方向平行于轧向，而<100>方向正是铁的易磁化方向。6.5wt%高硅钢的磁滞伸缩系数比其它的软磁材料要低、铁损约为无取向硅钢的1/2，磁滞伸缩系数约为无取向硅钢的1/25。在400Hz时，6.5wt%高硅钢的铁损要比取向硅钢小，磁滞伸缩系数约为取向硅钢的1/16。许多因素显著影响6.5wt%高硅钢合金的磁性能，如合金中的杂质、微合金元素、晶体织构、有序转变、晶粒尺寸、内应力和钢板厚度等，这些因素之间也是有一定关联的，因此掌握这些因素就能有效地改进或控制6.5wt%高硅钢的磁性能。 3.3 6.5%Si高硅钢的脆性机理 6.5% Si高硅钢合金的脆性机理与金属间化合物关系密切，其脆性的主要来源是合金中存在的有序金属间化合物。金属间化合物的脆性机理很复杂，表征上分沿晶断裂、穿晶断裂和准解理断裂三类；从本征上分为本征脆性和环境脆性。造成金属间化合物本征脆性的主要原因有：金属独立滑移系数不足、高的P-N力、对应低解理应力、交滑移困难和晶界脆性。 6.5wt%高硅钢的环境脆性是指其与周围环境相互作用而导致合金塑性和韧性降低的现象。根据环境脆性的机理，陈国良院士和G.T.Liu指出，如果在合金设计时考虑以下四个方面的作用，可以降低金属间化合物的环境脆性，提高合金的塑性： 1)亚化学计量比成分：控制金属间化合物中活性元素的含量(如Fe3Si中的Si)，使其具有较低的晶界脆性和环境脆性； 2)硼元素(B)的作用：对于晶界强度较低的金属间化合物，适量加入B元素可以有效提高晶界结合强度，从而降低环境脆性导致的晶界失效，并降低氢原子沿晶界的扩散； 3)减少表面反应的可能：添加适当的合金元素可以降低表面吸附反应的速率，表面的预氧化或者涂层也可以有效减弱环境脆性； 4)改善显微组织：通过热处理工艺改变晶粒形状，减少强度较低的大角度晶界。 4 6.5%Si高硅钢薄板的制备方法 由于6.5 wt%高硅钢合金的室温脆性，用传统的冷轧方法难以制备成薄板。随着制备工艺的发展，生产工艺，主要包括以下四个方面:（1）沉积扩散技术；（2）快速冷凝技术；（3）粉末压延技术；（4）轧制技术等。制备技术的开发、完善以及能否经济高效地生产是6.5wt%高硅钢走向商业应用的关键，由于轧制法具有经济高效、易于推广等优点，一直是人们研究的热点。 4.1沉积扩散技术 4.1.1化学气相沉积工艺(CVD法) CVD法是目前6.5wt%高硅钢板材制备方面最为突出和成熟的技术之一，其工艺分三部分:（1）普通轧制法生产出含Si约3.1 wt%的硅钢片;（2）硅钢片表面和硅化物(SiCI4)间的高温化学反应使其表面产生Si富集；（3）薄板在1100℃下进行长时间扩散退火，使表面的硅扩散到中心生成整体含硅6.5wt%的硅钢片。 CVD技术的核心是：将含Si约3.1 wt%的硅钢片在无氧化气氛( SiCl45%-35%, N2或稀有气体)保护条件下加热至1020-1200℃进行反应，生成Fe3Si沉积在硅钢片表面，热解成活性Si原子，再进行气体保护下的平整轧制，以消除Si原子沉积带来的凹凸不平。 尽管CVD技术在制备6.5wt%高硅钢薄带上已经取得了成功，但仍存在如下问题: （1）沉积和渗硅过程均在高温下进行(最高达1320℃ )，设备要求高、能耗大； （2）依靠SiCl4腐蚀硅钢片形成Fe3Si沉积，导致其表面产生腐蚀坑洼，要后续平整，工序繁琐； （3）沉积形成的Fe3Si扩散时会形成Kirkendall空洞，沉积后Si浓度分布不均匀，导致后续工序成材率降低； （4）产生废气FeCl2，既污染环境又造成Fe的流失； （5）目前生产的6.5wt%高硅钢均为无取向硅钢。 4.1.2电子束物理气相沉积工艺(EB-PVD法) 电子束物理气相沉积法(EB-PVD)是一种能制备传统轧制工艺难以制备的大尺寸、厚度可调板材的先进工艺，其原理包括三个方面：（1）电子束通过磁场或电场聚焦在蒸发源锭料上使材料熔化;（2）在真空的低气压环境中，蒸发源在熔池上方气化，气相原子从熔池表面以直线运动到基片表面形成沉积层;（3）沉积完后冷却，剥离沉积层得到板材;其制备6.5 wt%高硅钢工艺简图如图2所示。 用EB-PVD法制备6.5wt%高硅钢，其优点是可精确控制沉积层厚度、工艺重复性好，可避免基板和涂层间的氧化和污染、有利于环保；其缺点是设备价格昂贵、制备成本高、难以工业化生产。 4.1.3溶盐电沉积工艺 熔盐电沉积法制备6.5wt%高硅钢的工艺简图如图3所示，其工作原理大致分为四点:（1）选用LiF，NaF，KF×2H20、Na2SiF6熔盐体系;（2）在温度大于750℃的条件下使Na2SiF6完全熔化并混合均匀，以Si含量<3.1 wt%的硅钢为阴极，石墨为阳极;（3）在直流电作用下Si不断在阴极沉积，并在浓度梯度的作用下向机体内部扩散，发生反应:3Si+Fe——FeSi;（4）在1050℃下扩散退火。 此工艺的优点是由于体系中没有水，溶盐电沉积在阳极电位获得的氧的电位更正，在阴极电位获得的氧的电位更负；缺点是溶盐电解使得电解质溶液容易挥发氧化、耗电量大。 4.2快速冷凝技术 4.2.1快速凝固制备工艺 近年来，快速凝固技术在金属材料制备加工领域中获得了飞速发展。利用快速凝固技术制备6.5wt%高硅钢薄带己取得了一些成果，并且显示出巨大的前景，其生产设备示意图如图4所示。快速凝固法生产6.5wt%高硅钢薄带主要有三个优点:①合金晶粒组织细密，②制造工艺简单，③避开了6.5wt%高硅钢的本征脆性;主要缺点是工艺参数适用范围窄、生产容易断带、难以控制、板形质量差、成品率低等。 4.2.1喷射成形制备工艺 喷射成型法是一种涉及粉末冶金、金属雾化、快速冷却和非平衡凝固等多领域的新型材料制备技术，其原理是将经气体雾化的液态金属熔滴沉积到一定的接收器上，直接制成一定形状的产品。喷射成形技术制备6.5wt%高硅钢是以工业纯铁和工业纯硅为原料，其设备示意图如图5所示。其优点是避开了高硅钢在轧制过程中的脆性区，能够获得比较薄的板带;缺点是制备的高硅钢致密度低、合金在宽度和厚度上受到限制，并且在厚度方向上难以控制材料的均匀性。 4.3粉末压延技术 粉末压延法是将粉末通过漏斗喂入一对旋转轧辊之间使其压实成连续带坯的方法；其存在的主要问题有三点：①原料中的铁粉和硅粉易被氧化，影响后续的烧结；②原料颗粒细小、表面积大，导致颗粒之间分散性差、很难均匀混合烧结后坯料致密度不均匀；③车L制后厚度偏差大，板形难以精确控制。 4.4轧制法 轧制法包括冷轧轧制法和特殊轧制法（包括温控轧制法和包套轧制法）。轧制法制备高硅取向硅钢，即采取与制备3%Si取向硅钢相同的方一法，通过抑制剂及二次再结晶，制备出强Goes织构的高硅钢板。 大量研究表明，通过对高硅钢采用不同的热处理工艺改变高硅钢薄板的晶粒尺寸一与织沟、同对控制高硅钢的有序化移度，可以降低铁损。到目前为止，还没有完全采用轧制法大批量生产取向高硅钢及生产装备的报道，轧制法制备取向高硅钢技术仅在专利上提到，距离产业化推广仍有很大差距，还需要进一步探索和实践。 5结论与展望 6.5wt%高硅钢具有磁致伸缩系数接近零、磁导率大、矫顽力低和铁损低等优异的软磁性能，在降低高频电器的能源损耗、噪音污染等方面优势明显;但是合金自身显著的低温脆性严重影响了该材料的广泛应用。明确6.5wt%高硅钢的脆性本质和塑性变形机制，井在制备和成形加工过程中对该合金的不足施加积极的避免和有效的控制，所以研究开发一种流程短、效率高的制备加工方法，是实现6.5wt%高硅钢工业化生产的关键问题。 近年来随着高熵合金的发展，研究表明合理的设计高熵合金不但可以在提高材料强度还可以提高材料的塑性。将高硅钢的制备和高熵合金的特点相结合可以合理的避免高硅钢的低温脆性问题进而顺利的制备出高硅钢。 参考文献 [1] 安治国，侯环宇.高硅硅钢片制备工艺进展[J1.南方金属，2012, 4: 13-30. [2] 李慧. Fe-6.5wt%Si合金中有序相的形成规律及其对力学性能的影响[D].北京:北京科技大学，2015. [3] 付华栋.高硅电工钢带材组织结构精确控制高效制备加工基础研究犷[D].北京:北京科技大学，2012 [4] 刘璐.高硅钢磁性能优化研究犷[D]，北京:北京科技大学，2013. [5] 蔡宗英，张莉霞，李运刚.电化学还原法制备Fe-6.5%Si薄板[J]。湿法冶金，2005.24(2):83-87. [6] 福佳.熔盐电化学法制备Fe-6.5wt%Si合金的研究[D] .唐山:河北理工大学，2009. [7] 李运刚，梁精龙，李慧，等.渗硅制备Fe-6.5wt%Si硅钢表面Fe-Si，过渡梯度层的特性明.中国有色金属学报，2009,1 9(4)：714-719. [8] 李慧，梁永锋，贺睿琦，等。快速凝固Fe-6.5wt%Si合金有序结构及力学性能研究明.金属学报，2013, 49(11):1452-1456. [9] 贺睿奇.快速凝固制备Fe-6.5wt%Si合金薄带及其性能研究[D].北京:北京科技大学，2012. [10] 秦镜. 辄制法制备低铁损高磁感高珪钢及其涂层研究[D].北京:北京科技大学，2015. [11] 王旭. CVD法制备高硅钢的工艺过程研究[D].上海:华东理工大学，2013. [12] 姬帅. 6.5wt%高硅钢薄板复合技术制备研究[D]. 北京:北京科技大学，2015.