材料是人類用于制造物品、器件、構件、機器或其他產品的那些物質。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

　　【內容摘要】繪畫材料是中國畫的一個非常重要的因素，對作品的好壞以及表達作者的情感起著至關重要的作用。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，以及它們對中國畫的推動作用。

　　【關鍵詞】中國畫 繪畫材料 演變 促進

　　中國的繪畫歷史源遠流長，派流繁多，是世界繪畫之林一棵參天大樹。繪畫材料是藝術創(chuàng)作的物質基礎，物質基礎決定上層建筑，繪畫理念的表達要依靠物質基礎的承載。我們應清楚地了解每種繪畫材料的特質，才能更好地運用它，使它表達創(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，不同時期的材料特點對這一時期的繪畫技巧和風格有重要影響。繪畫以形色為根本，而形色的表現(xiàn)要借助于繪畫材料。

　　一、石器時代

　　石器時代，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和動物血、植物的汁水。

　　彩陶紋飾一般為幾何紋飾和象形紋飾，即點、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用除了與當時的顏色制造有關，也體現(xiàn)了原始時期人們對周圍世界的認知的色彩觀，主要以紅、黑、白為主。彩陶繪畫中質樸的材質與礦物色獨特的粗獷的繪畫風格對后世形成了一定的影響。

　　二、先秦時期

　　這一時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立發(fā)展。燒煙取墨成為最早的制墨方法，當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，并且在這一時期得到廣泛應用。

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

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

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

　　三、秦漢時期

　　西漢時出現(xiàn)造紙術，東漢時期得到蔡倫的改進，使得紙進入千家萬戶。紙代替了帛，成為人們日常生活中最簡便的書寫材料。

　　秦漢時期的制墨業(yè)也在逐步發(fā)展，當時的制墨作坊數(shù)量和規(guī)模都大大增加。據秦漢時期的史料記載，這一時期墨已經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，墨的形制產生了根本性的變化。墨模的使用，不僅提高了墨的質量，也為墨在日后發(fā)展成為收藏品提供了基礎。

　　制筆業(yè)在秦漢規(guī)范了基本形制，得到很大進步。

　　秦漢時期的繪畫種類，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)達的技術。典型的代表是長沙馬王堆一號墓的壁畫。

　　四、魏晉南北朝時期

　　紡織品業(yè)在這一時期進一步得到發(fā)展，可以制造質量較高的絹、素等，顧愷之的代表作《洛神賦圖》《女史箴圖》的摹本都是絹本。因為絹、素質量的提高，作為繪畫的畫底，使得作者能夠進行筆法描繪，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)，后來其因為獨特的審美價值而獨立發(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，是在魏晉時期。中國歷史上最早的紙底繪畫是新吐魯番出土的東晉時期的紙底設色畫《地主生活圖》。

　　這一時期的繪畫材料使得石窟壁畫大量興起。

　　五、隋唐時期

　　隋唐時期是一個紙、絹并行的時期。這一時期楮皮紙的優(yōu)點是紙質潔白、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)展推動了中國繪畫的發(fā)展，同時對世界繪畫也產生了重大影響，這是毋庸置疑的。隋唐時期發(fā)達的紡織業(yè)創(chuàng)造的優(yōu)良的絹，也為繪畫提供了大量良好的介質。這一時期的絹大多細，符合隋唐時期繪畫技巧講究的工細。但是精細的絹多為達官顯貴使用，普通家庭也只是使用較粗的絹。

　　隋唐時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。

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

　　這一時期的繪畫種類主要是從東晉開始的山水畫，它在唐代得到進一步發(fā)展。王維開創(chuàng)了水墨渲淡的先河，被認為是南宗之祖。

　　六、五代兩宋時期

　　因為皮紙技術的革新以及皮紙本身良好的特性，使得這一時期皮紙廣泛應用于書畫。皮紙受墨性好，紙質潔白，平滑，繪畫運筆流暢。典型的上好皮紙如南唐澄心堂紙，被蔡襄譽為紙中第一品。

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

　　“廷�墨”是宋代的第一名墨，其特點是墨中含有多種藥物，墨氣香氣四溢，墨色純潤，墨質堅挺。

　　這一時期的繪畫材料決定了這時期的繪畫種類以青綠山水和水墨山水為主。

　　七、元代時期

　　這一時期出現(xiàn)了文人畫，即文人墨客隨手作畫。因為文人身邊最常見的為紙，所以他們習慣用紙作畫，紙底繪畫開始盛行。

　　這一時期的毛筆也得到很大發(fā)展，以湖州制筆業(yè)為代表。因為文人畫追求繪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，儲水量大，長鋒羊毫筆這一適宜繪畫的毛筆得以改進。

　　順應文人畫，這一時期的繪畫種類主要是山水畫以及四君子題材的花鳥畫。

　　八、明清時期

　　明清時期，紙更加廣泛運用于繪畫，隨著造紙術的進步，紙質更加優(yōu)質。除卻紙，絹依然在繪畫中使用，但是主要是供給宮廷。

　　明清時期墨的種類有松煙墨、油煙墨和漆煙墨。

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

　　結語

　　在中國文化的滋養(yǎng)下，繪畫材料的演變影響推動著中國畫的發(fā)展，不同時期的繪畫材料體現(xiàn)了這一時期的發(fā)展狀況，不論是何種繪畫材料，體現(xiàn)的都是中國文化的特色與內涵，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科學項目研究成果，課題名稱：架上――綜合材料繪畫研究。課題編號：12542105)

　　參考文獻：

　　[1]白靜.中國傳統(tǒng)繪畫材料對中國畫風格的影響[D].河北師范大學，2012.

　　[2]李濟民. 論當代中國繪畫材料的變革與綜合[J].齊魯藝苑，2006(6).

　　作者單位：哈爾濱師范大學美術學院

　　材料科技論文篇二

　　同位素電池材料

　　摘 要：同位素電池以結構緊湊，能量密度大，不受外界環(huán)境影響，使用壽命長等優(yōu)點，在航空、醫(yī)學和民用等領域得到廣泛的應用，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熱源和能量轉換材料分別進行詳細的介紹。

　　關鍵詞：同位素電池 核電池 氚電池 能量轉換

　　中圖分類號：TM911 文獻標識碼：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放射出來的載能粒子(比如α粒子、β粒子或γ光子) 與物質相互作用，粒子的動能被吸收或阻止后轉化為內能，再通過能量轉化器件轉化為電能的一種裝置。同位素電池以結構緊湊，能量密度大，不受外界環(huán)境影響，使用壽命長等優(yōu)點，在航空航天、航海、醫(yī)學、微型電動機械、電子產品和電動汽車等領域得到廣泛的應用[1]，是一種前景廣闊的新能源電池?；谕凰仉姵氐哪芰哭D換方式，它可分為兩類：直接轉換式和間接轉換式。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、熱機轉換同位素電池、電磁輻射能量轉換同位素電池和熱離子發(fā)射式同位素電池[2]。放射性同位素熱源是同位素電池的核心材料，能量轉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熱源和能量轉換材料分別進行詳細的介紹。

　　1 同位素電池材料

　　1.1 放射性同位素熱源

　　根據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熱源的參數(shù)比較(表1)。

　　不同類型的同位素電池中放射性同位素熱源所起的作用不盡相同，所用放射性同位素熱源也不盡相同。

　　直接充電式同位素電池是通過直接收集放射性同位素熱源發(fā)射出的載能粒子，將載能粒子的能量轉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價格昂貴且在國內難以獲得，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生的熱能來實現(xiàn)能量轉換。238Pu衰變產生的是α粒子，放射性防護要求很低，作為同位素熱源體積可以做得很小，是溫差式同位素電池放射性同位素熱源的研究熱點，其半衰期為87.7年，五年內熱功率值僅下降4%。美國和前蘇聯(lián)的原型溫差式同位素電池使用的是210Po，而后主要用于反應堆動力的發(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，產生熱能為35.5W[5]。

　　輻射伏特效應同位素電池是直接利用放射性同位素衰變時放出的α或β粒子轟擊半導體材料產生出大量電子空穴對，在半導體元件內電場的作用下實現(xiàn)分離，輸出電流。63Ni能量密度高，半衰期長達100 年，釋放出的β粒子最大能量僅有67 keV，基本不會損傷器件，成為目前最受關注的β射線輻射伏特效應同位素電池放射性同位素熱源。此外，90Sr和90Y衰變時發(fā)射的β粒子在這類電池中應用較多[6]。氚的能量密度可以達到1000 mW・h/g，比高能鋰離子電池能量密度高出4個數(shù)量級;并且氚電池無毒，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電池應用前景廣闊。中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所[7，8]公開的輻射伏特效應同位素電池以氚作為同位素熱源。

　　1.2 能量轉換材料

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

　　直接充電式同位素電池正極發(fā)射電子，負極接收電子，兩個電極均選用金屬。銅具有良好的導電、導熱性能和機械性能，可作為直接充電式同位素電池的收集材料。南華大學設計了以63Ni為能量來源、銅為收集極的直接充電式核電池，能量轉換效率為9.42%[9]。

　　溫差式同位素電池是利用能量轉換材料的賽貝克效應將放射性同位素熱源產生的熱能轉換成電能，其采用的能量轉換材料為溫差熱電材料。20世紀30年代，隨著半導體物理的發(fā)展，科學家們發(fā)現(xiàn)半導體材料的賽貝克系數(shù)可高于100μV/K，半導體熱電材料成為熱電材料的研究熱點。其中最重要的溫差式同位素電池能量轉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，無量綱的溫差電優(yōu)值ZT≈1，是當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 項空間任務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用的溫差式同位素電池的溫差熱電材料和性能數(shù)據。

　　輻射伏特效應同位素電池能量轉換材料主要分為兩類：PN結型和非PN結型。截至目前，關于輻射伏特效應同位素電池的研究大多以PN結型能量轉換材料為主。PN結型能量轉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體材料，它已廣泛應用于輻射伏特效應同位素電池能量轉換材料的研究當中。但是硅材料禁帶寬度小，制成的PN結漏電流較大，使得電池的能量轉換效率較低。碳化硅作為第三代半導體，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結漏電流很低，可以得到比硅基輻射伏特效應同位素電池更高的開路電壓和能量轉換效率，成為目前備受矚目的同位素電池應用材料。Chandrashekhar課題組制作了SiC材料PN結型器件，利用63Ni為放射性熱源，獲得了能量轉換效率約為6% [16]。Moham adian[17]對GaN進行研究，Deus[18]對AlGaAs進行研究，均取得了一定的成果，這些材料在能量轉換效率方面較傳統(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一步的深入。非PN結型輻射伏特效應同位素電池能量轉換材料也受到了學者們的廣泛關注。西安電子科技大學申請的專利[19]中提出了基于SiC的肖特基結式輻射伏特效應同位素電池，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，得到Voc=0.16 V，Jsc=5.3 nA/cm2，Pmax=0.26 nW/cm 2的輻射伏特效應同位素電池。(圖2)給出了目前已開展研究的輻射伏特效應同位素電池能量轉換材料類型。目前，國內輻射伏特效應放射性同位素電池只有大連理工大學、西安電子科技大學、廈門大學、西北工業(yè)大學等少數(shù)幾所高校在進行研究。

　　2 結語

　　本文就目前同位素電池的放射性同位素熱源和能量轉換材料做了總結歸納，旨在希望能夠對從事同位素電池相關研究領域人員有所幫助，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)學和民用等領域發(fā)揮更大的作用。

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

　　參考文獻

　　[1] 郝少昌，盧振明，符曉銘，等.核電池材料及核電池的應用[J].原子核物理評論，2006，3(3)：353-358.

　　[2] 王鐵山，張保國.同位素電池發(fā)電機制的研究與發(fā)展[J].同位素，1996(1).

　　[3] 蔡善鈺.空間同位素發(fā)電體系的應用現(xiàn)狀與展望[J].核科學與工程，1994(4).

　　[4] 孫樹正.放射源的制備與應用[M].北京：原子能出版社，1992：338-345.

　　[5] 蔡善鈺，何舜堯.空間放射性同位素電池發(fā)展回顧和新世紀應用前景[J].核科學與工程，2004(2).

　　[6] 王鐵山，張保國.放射性同位素衰變能發(fā)電機制的研究與探索[J].核技術，1994(9).

　　[7] 一種PIN型核電池及其制備方法：中國， 101527175 A[D].

　　[8] 一種PN型核電池及其制備方法：中國， 101527176A[D].

　　[9] 歐頻，周劍良，左國平，等.直接充電式核電池能量轉換效率提高研究[J].核技術，2011，34(11)：872-876

　　[10] 焦正寬，汪壯兵.熱電材料新進展[J].功能材料，2002，33(2)：115-119.

　　[11] Yang J，Aizawa T，Yamamoto A.Thermoelectric properties of p-type(Bi2Te3)x(Sb2Te3)1?x prepared via bulk mechanical alloying and hot pressing.J.Alloys Comp，2000(309)：225-228.

　　[12] 張同俊，彭江英，楊君友，等.熱電功能材料及其在發(fā)電和制冷方面的應用前景[J].材料導報，2000，16(5)：11-13.

　　[13] 姜洪義，王華文，任衛(wèi).SiGe熱電材料的發(fā)展與展望[J].材料導報，2007，21(7)：119-123.

　　[14] 徐亞東，徐桂英，葛昌純.SiGe系熱電材料的研究動態(tài)[J].材料導報，2007，21(5)：102-106.

　　[15] 鄭海山，趙國銘.放射性同位素溫差電池的空間應用及前景分析[J].電源技術，2013，37(7)：1278-1280.

　　[16] Chandr ashekhar M V S，T homas CI，Li H，et al.Demonst ration of a 4H SiC betavoltaic cell[J].Applied physics letters，2006(88)：033506.

　　[17] Mohamadian M，F(xiàn)eghhi SAH，Afariadeh H.Conceptual design of GaN betavoltaic battery using in cardiac pacemaker[C]//Proceedings of 13th International Conference on Emerging of Nuclear Energy Systems( ICENES)，Istanbul，Turkey，2007.

　　[18] Deus S.Tritium-powered betavoltaic cells based on amorphous silicon[C]//proceedings of 28th PVSEC，USA：IEEE，2000，1246- 1249.

　　[19] 微型核電池：中國，101325093A[P].

　　[20] Liu B，Chen K P，K herani N P，et al.Betavoltaics using scandium tritide and contact potential difference[J].Applied physics letters，2008(92)：083511.

　　[21] 羅順忠，王關全，張華明.輻射伏特效應同位素電池研究進展[J].同位素，2011，24(1)：1-11.