導(dǎo)語：如何才能寫好一篇航天技術(shù)的發(fā)展史，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】物理學(xué)；牛頓力學(xué)；工業(yè)革命；人類文明

俗話說：“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕?！边@其中的“理”就是指的“物理”。此話雖然有些片面，但也道出了物理學(xué)的重要性。物理學(xué)一詞，源自希臘文physikos，很長時期內(nèi)，它和自然哲學(xué)（natural philosophy）同義，探究物質(zhì)世界最基本的變化規(guī)律。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，社會的進步和文化知識的擴展、深化，物理學(xué)以純思辨的哲學(xué)演變到以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。物理學(xué)研究的對象包括力、熱、電、光、磁、聲，從宏觀領(lǐng)域到微觀領(lǐng)域，得到了一系列對自然現(xiàn)象的科學(xué)解釋并形成理論，最終形成發(fā)明創(chuàng)造，推動了人類文明的進步。物理學(xué)的高技術(shù)和強滲透性也使之成為社會發(fā)展的重要推動力。物理學(xué)給人類提供了大量的物質(zhì)財富，同時也提供了精神財富。

迄今為止，物理學(xué)所創(chuàng)造出來的所有成果無一不是人類身體某一部位的延伸和替代。人造衛(wèi)星、顯微鏡、望遠鏡、照相機等等是人類眼睛的延伸；手機、電話、雷達等等是人類耳朵的延伸；汽車、輪船飛機等運輸工具是人類腿和腳的延伸；槍炮、導(dǎo)彈和火箭等等是人類胳膊和手的延伸；電腦、機器人是整個人的延伸；現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的診療手段也離不開物理學(xué)，X光、核磁共振、CT、B超、放射性療法等等都是基于物理學(xué)?？v觀人類文明的發(fā)展史，就是一部物理學(xué)的發(fā)展史。

一、物理學(xué)初建

古時候人們就嘗試著理解這個世界：為什么物體會往地上掉，為什么不同的物質(zhì)有不同的性質(zhì)，地球、太陽以及月亮這些星體究竟是遵循著什么規(guī)律在運動，人們提出了各種理論試圖解釋這個世界。這些早期的理論在今天看來更像是一些哲學(xué)理論。古希臘哲學(xué)家亞里士多德創(chuàng)造了物理這門學(xué)科的名稱，但由于歷史的局限性，他對物理的很多認(rèn)識卻是錯誤的，比如他認(rèn)為，物體下落的速度與物體的重量有關(guān)，物體越重，下落越快。這一理論最終被伽利略的“大球小球同時落地”的實驗所。古希臘哲學(xué)家、物理學(xué)家阿基米德發(fā)現(xiàn)了浮力定律和杠桿原理，并發(fā)明設(shè)計制造了多種機械，如螺旋揚水器、軍用投射器。德謨克利特最先提出了原子論，認(rèn)為萬物都是由原子組成的，原子是不可分割的最小微粒。天文學(xué)從強勢的“地心說”到開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律：軌道定律、面積定律和周期定律，哥白尼、布魯諾等天文學(xué)家付出了巨大努力。電磁學(xué)方面發(fā)現(xiàn)了摩擦起電、磁石吸鐵等物理現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了指南針。古代物理學(xué)還稱不上真正的科學(xué)，更多的是基于思辨，對于生活經(jīng)驗和自然現(xiàn)象的總結(jié)。

二、牛頓出版《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

牛頓出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是人類歷史上第一次科學(xué)革命的集大成之作。這部巨著闡述了萬有引力定律和運動三大定律（慣性定律、力和運動關(guān)系的定律、作用力與反作用力定律），把物體運動統(tǒng)一在一個嚴(yán)密的理論中――牛頓力學(xué)。根據(jù)牛頓力學(xué)，我們知道了：蘋果為什么總是落到地上；慣性是什么；為什么劃槳能使船前行；為什么月球圍繞地球運轉(zhuǎn)并出現(xiàn)陰晴圓缺等等。這是經(jīng)典力學(xué)的第一部經(jīng)典著作，也是人類掌握的第一個完整的科學(xué)的宇宙論和科學(xué)理論體系，其影響所及遍布經(jīng)典自然科學(xué)的所有領(lǐng)域，并發(fā)展出許多學(xué)科：宇宙天文學(xué)、航空航天科學(xué)、工程力學(xué)、建筑學(xué)、機械制造、原子核科學(xué)等等。宇宙天文學(xué)的發(fā)展，使我們對宇宙的起源有了更進一步的認(rèn)識。航天科學(xué)的發(fā)展讓人類的飛天夢成為現(xiàn)實。

三、物理學(xué)與第一次工業(yè)革命

18世紀(jì)中期，以蒸汽機的廣泛使用為標(biāo)志的第一次工業(yè)革命開始了人類的工業(yè)化進程。蒸汽機的發(fā)明是基于熱學(xué)的發(fā)展。蒸汽機利用水沸騰產(chǎn)生的高壓蒸汽推動活塞做功，產(chǎn)生動力帶動機器工作。從18世紀(jì)晚期開始，蒸汽機廣泛應(yīng)用在采礦、冶煉、紡織、機械制造、化工等領(lǐng)域，并出現(xiàn)蒸汽輪船、蒸汽機車、蒸汽汽車，蒸汽機成為了當(dāng)時各行業(yè)的主要動力機械。蒸汽機的發(fā)明，解放了人類的雙手，促成了傳統(tǒng)手工業(yè)向機械化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，陸上和海上長途運輸成為可能，極大地提高了生產(chǎn)生活效率。

四、物理學(xué)與第二次工業(yè)革命

電的使用開啟了人類歷史上的第二次工業(yè)革命。1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流有磁效應(yīng)，開始人類研究電與磁的相互關(guān)系的序幕。1831年，英國物理學(xué)家法拉第建立了電磁感應(yīng)定律，創(chuàng)立了電磁學(xué)的基礎(chǔ)，使發(fā)電機和發(fā)動機的制造成為可能。德國工程師西門子根據(jù)閉合線圈的磁通量發(fā)生改變可能產(chǎn)生電流的原理，發(fā)明了第一臺自饋式發(fā)電機，可以產(chǎn)生較大的功率，同時體積也較輕巧。從此，電能開始成為主要能源并推動工業(yè)向前發(fā)展，繼而出現(xiàn)了電動機、電機車、電燈、電視機和電工儀器儀表等許多改變?nèi)祟惿罘绞降碾娖髟O(shè)備。1873年，蘇格蘭物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表的《論電與磁》開創(chuàng)了電動力學(xué)，是現(xiàn)代電工學(xué)的開端。麥克斯韋提出了光的電磁說，并預(yù)言了電磁波的存在。電磁波是現(xiàn)代通信的基礎(chǔ)，無線電、手機、衛(wèi)星就是通過電磁波進行信號傳輸，實現(xiàn)人類遠距離傳輸和交換信息。

五、物理學(xué)與第三次工業(yè)革命

進入二十世紀(jì)，由于原子能、電子計算機、微電子技術(shù)、航天技術(shù)、分子生物學(xué)和遺傳工程等領(lǐng)域的研究進展，出現(xiàn)了第三次工業(yè)革命，這是一場不同于傳統(tǒng)工業(yè)的信息技術(shù)革命，標(biāo)志著工業(yè)進入自動化時代。

（1）物理學(xué)與微電子技術(shù)

1947年，美國貝爾實驗室的肖克萊、巴丁和布拉頓研究出一種點接觸鍺晶體管。晶體管是20世紀(jì)一項重大發(fā)明，開啟了微電子革命的先聲。1954年，貝爾實驗室研制出第一臺使用晶體管集成電路的計算機。以晶體管為基礎(chǔ)的集成電路，也叫芯片，使信息處理設(shè)備小型化、便攜化。如今，大到工業(yè)設(shè)備、交通工具，小到各種生活設(shè)備，凡是有電的設(shè)備，幾乎都有芯片對信息進行處理。在當(dāng)今信息大爆炸的時代，微電子技術(shù)使得信息接收、存儲、處理更加便捷和高效。計算機以及各種“人機控制系統(tǒng)”廣泛應(yīng)用，使生產(chǎn)、辦公、家庭生活自動化。人類社會從機械化、電氣化進入到一個更高級的自動化時代。

（2）物理學(xué)與能源

工業(yè)的發(fā)展離不開能源的供應(yīng)，傳統(tǒng)的電能、水能、化學(xué)能越來越不能滿足日益增長的能源需求。核能作為一種高效、清潔能源能極大緩解能源危機。核能的利用得益于原子核物理的發(fā)展。從19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)放射性到1932年發(fā)現(xiàn)中子、正電子和氘，原子核理論為核物理奠定了基礎(chǔ)。1938年，德國化學(xué)家哈恩和斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)了鈾核的裂變，從而找到了一種利用核能的途徑。1942年，美國成功建造了世界上第一座核反應(yīng)堆，它顯示核能時代的到來。目前，我國也有兩座正在運行的核電站：秦山和大亞灣核電站，產(chǎn)生的電能為長三角和珠三角地區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)做出了巨大貢獻?，F(xiàn)在科學(xué)家們正在研究可控核聚變，這種核聚變可以用海水和輕核作為原料的，是真正意義上的取之不竭，用之不盡的能源。

（3）物理學(xué)與航天技術(shù)

20世紀(jì)50年代興起的航天技術(shù)使得人類的飛天夢成為現(xiàn)實。1957年，前蘇聯(lián)成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，開創(chuàng)了人類航天新紀(jì)元。如今，人類發(fā)射的偵察、預(yù)警、通信導(dǎo)航、天文氣象、海洋監(jiān)視、測地探礦等應(yīng)用衛(wèi)星，在經(jīng)濟、軍事和科研中發(fā)揮了巨大的作用。航天技術(shù)是一門綜合性很強的技術(shù)，和物理學(xué)密切相關(guān)，每一步的發(fā)展都離不開物理學(xué)的指導(dǎo)和運用?；鸺七M技術(shù)、人造衛(wèi)星運行軌道計算、空間通信、載人航天器設(shè)計技術(shù)、登月技術(shù)、深空探測技術(shù)等一系列航天技術(shù)涵蓋了基礎(chǔ)物理學(xué)的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)各個領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見，未來人類移居外星球、發(fā)現(xiàn)外星人、尋找宇宙的起源等等都離不開基于物理學(xué)的航天技術(shù)的發(fā)展。

六、物理學(xué)與人類未來

物理學(xué)是一門不斷改變?nèi)祟惿詈屯苿由鐣M步的科學(xué)，從宏觀的經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展到微觀的電動力學(xué)、量子力學(xué)等，并將在未來深入到粒子物理、納米材料物理、天體物理（引力波）、生命科學(xué)物理領(lǐng)域。宇宙是怎么產(chǎn)生的，宇宙的組成是什么，物質(zhì)的最基本粒子是什么，人類是否能穿越時空，人類是否能實現(xiàn)長生不老，這些問題都需要物理學(xué)去解決。物理學(xué)將繼續(xù)推動人類文明向前發(fā)展！

篇2

人類的活動范圍，經(jīng)歷了從陸地到海洋，從海洋到大氣層，從大氣層到外層空間的逐步拓展過程。二十世紀(jì)五十年代出現(xiàn)的航天技術(shù)，開辟了人類探索外層空間活動的新時代。

經(jīng)過近半個世紀(jì)的迅速發(fā)展，人類航天活動取得了巨大的成就，極大地促進了生產(chǎn)力的發(fā)展和社會的進步，產(chǎn)生了重大而深遠的影響。航天技術(shù)已成為當(dāng)今世界高技術(shù)群中對現(xiàn)代社會最具影響的高技術(shù)之一，不斷發(fā)展和應(yīng)用航天技術(shù)已成為世界各國現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。

中華民族在人類發(fā)展史上曾創(chuàng)造過燦爛的古代文明。中國最早發(fā)明的古代火箭，便是現(xiàn)代火箭的雛形。1949年后，中國依靠自己的力量，獨立自主地開展航天活動，于1970年成功地研制并發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星。迄今，中國在航天技術(shù)的一些重要領(lǐng)域已躋身世界先進行列，取得了舉世矚目的成就。二十一世紀(jì)，中國將從本國國情出發(fā)，繼續(xù)推進航天事業(yè)的發(fā)展，為和平利用外層空間，為人類的文明和進步作出應(yīng)有的貢獻。

在邁進二十一世紀(jì)之際，有必要對中國發(fā)展航天事業(yè)的宗旨原則、發(fā)展現(xiàn)狀、未來發(fā)展和國際合作等作簡要的介紹。

一、宗旨原則

中國政府一直把航天事業(yè)作為國家整體發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，堅持為了和平目的探索和利用外層空間，使外層空間造逼于全人類。中國作為發(fā)展中國家，其根本任務(wù)是發(fā)展經(jīng)濟，不斷推進國家現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)。航天活動在維護國家利益、實施國家發(fā)展戰(zhàn)略中的重要地位和作用，決定了中國發(fā)展航天事業(yè)的宗旨和原則。

中國航天事業(yè)的發(fā)展宗旨是：探索外層空間，擴展對宇宙和地球的認(rèn)識；和平利用外層空間，促進人類文明和社會發(fā)展，造福全人類；滿足經(jīng)濟建設(shè)、國家安全、科技發(fā)展和社會進步等方面日益增長的需要，維護國家利益，增強綜合國力。

中國航天事業(yè)的發(fā)展原則是：

――堅持長期、穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)展方針，使航天事業(yè)的發(fā)展服從和服務(wù)于國家整體發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府高度重視航天事業(yè)在實施科教興國戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，以及在經(jīng)濟建設(shè)、國家安全、科技發(fā)展和社會進步中的重要作用，將航天事業(yè)的發(fā)展作為國家整體發(fā)展戰(zhàn)略中的重要組成部分，予以鼓勵和支持。

――堅持獨立自主、自力更生、自主創(chuàng)新，積極推進國際交流與合作。中國立足于依靠自己的力量，進行航天技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)技術(shù)突破；同時，重視航天領(lǐng)域的國際交流與合作，按照互利互惠的原則，把航天技術(shù)自主創(chuàng)新與必要的引進國外先進技術(shù)有機地結(jié)合起來。――根據(jù)國情國力，選擇有限目標(biāo)，重點突破。中國發(fā)展航天事業(yè)以滿足國家現(xiàn)代化建設(shè)的基本需求為目的，選擇對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展有重大影響的項目，集中力量，重點攻關(guān)，在關(guān)鍵領(lǐng)域取得突破。

――提高航天活動的社會效益和經(jīng)濟效益，重視技術(shù)進步的推動作用。中國謀求更加經(jīng)濟、更加高效的航天發(fā)展道路，力求技術(shù)先進性和經(jīng)濟合理性相統(tǒng)一。

――堅持統(tǒng)籌規(guī)劃、遠近結(jié)合、天地結(jié)合、協(xié)調(diào)發(fā)展。中國政府統(tǒng)籌規(guī)劃并合理安排空間技術(shù)、空間應(yīng)用和空間科學(xué)，促進航天事業(yè)全面、協(xié)調(diào)的發(fā)展。

二、發(fā)展現(xiàn)狀

中國航天事業(yè)自1956年創(chuàng)建以來，經(jīng)歷了艱苦創(chuàng)業(yè)、配套發(fā)展、改革振興和走向世界等幾個重要時期，迄今已達到了相當(dāng)規(guī)模和水平：形成了完整配套的研究、設(shè)計、生產(chǎn)和試驗體系；建立了能發(fā)射各類衛(wèi)星和載人飛船的航天器發(fā)射中心和由國內(nèi)各地面站、遠程跟蹤測量船組成的測控網(wǎng)；建立了多種衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益；建立了具有一定水平的空間科學(xué)研究系統(tǒng)，取得了多項創(chuàng)新成果；培育了一支素質(zhì)好、技術(shù)水平高的航天科技隊伍。

中國航天事業(yè)是在基礎(chǔ)工業(yè)比較薄弱、科技水平相對落后和特殊的國情、特定的歷史條件下發(fā)展起來的。中國獨立自主地進行航天活動，以較少的投入，在較短的時間里，走出了一條適合本國國情和有自身特色的發(fā)展道路，取得了一系列重要成就。中國在衛(wèi)星回收、一箭多星、低溫燃料火箭技術(shù)、捆綁火箭技術(shù)以及靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射與測控等許多重要技術(shù)領(lǐng)域，已躋身世界先進行列；在遙感衛(wèi)星研制及其應(yīng)用、通信衛(wèi)星研制及其應(yīng)用、載人飛船試驗以及空間微重力實驗等方面，均取得重大成果。

空間技術(shù)

1.人造地球衛(wèi)星。中國于1970年4月24日成功地研制并發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”，成為世界上第五個獨立自主研制和發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。截至2000年10月，中國共研制并發(fā)射了47顆不同類型的人造地球衛(wèi)星，飛行成功率達90％以上。目前，中國已初步形成了四個衛(wèi)星系列――返回式遙感衛(wèi)星系列、“東方紅”通信廣播衛(wèi)星系列、“風(fēng)云”氣象衛(wèi)星系列和“實踐”科學(xué)探測與技術(shù)試驗衛(wèi)星系列，“資源”地球資源衛(wèi)星系列也即將形成。中國是世界上第三個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家，衛(wèi)星回收成功率達到國際先進水平；中國是世界上第五個獨立研制和發(fā)射地球靜止軌道通信衛(wèi)星的國家。中國的氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星主要技術(shù)指標(biāo)已達到二十世紀(jì)九十年代初期的國際水平。近幾年來，中國研制并發(fā)射的6顆通信、地球資源和氣象衛(wèi)星投入使用后，工作穩(wěn)定，性能良好，產(chǎn)生了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。

2.運載火箭。中國獨立自主地研制了12種不同型號的“”系列運載火箭，適用于發(fā)射近地軌道、地球靜止軌道和太陽同步軌道衛(wèi)星?！啊毕盗羞\載火箭近地軌道最大運載能力達到9200公斤，地球同步轉(zhuǎn)移軌道最大運載能力達到5100公斤，基本能夠滿足不同用戶的需求。自1985年中國政府正式宣布將“”系列運載火箭投入國際商業(yè)發(fā)射市場以來，已將27顆外國制造的衛(wèi)星成功地送入太空，在國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)市場中占有了一席之地。迄今，“”系列運載火箭共實施了63次發(fā)射；1996年10月至2000年10月，“”系列運載火箭已連續(xù)21次發(fā)射成功。

3.航天器發(fā)射場。中國已建成酒泉、西昌、太原三個航天器發(fā)射場，并圓滿完成了各種運載火箭的飛行試驗和各類人造衛(wèi)星、試驗飛船的發(fā)射任務(wù)。中國航天器發(fā)射場既可完成國內(nèi)發(fā)射任務(wù)，又具有完成為國際商業(yè)發(fā)射服務(wù)和開展其他國際航天合作的能力。

4.航天測控。中國已建成完整的航天測控網(wǎng)，包括陸地測控站和海上測控船，圓滿完成了從近地軌道衛(wèi)星到地球靜止軌道衛(wèi)星、從衛(wèi)星到試驗飛船的航天測控任務(wù)。中國航天測控網(wǎng)已具備國際聯(lián)網(wǎng)共享測控資源的能力，測控技術(shù)達到了世界先進水平。

5.載人航天。中國于1992年開始實施載人飛船航天工程，研制了載人飛船和高可靠運載火箭，開展了航天醫(yī)學(xué)和空間生命科學(xué)的工程研究，選拔了預(yù)備航天員，研制了一批空間遙感和空間科學(xué)試驗裝置。1999年11月20日至21日，中國成功地發(fā)射并回收了第一艘“神舟”號無人試驗飛船，標(biāo)志著中國已突破了載人飛船的基本技術(shù)，在載人航天領(lǐng)域邁出了重要步伐。空間應(yīng)用

中國重視研制各種應(yīng)用衛(wèi)星和開發(fā)衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)，在衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航定位等方面取得了長足發(fā)展。中國研制和發(fā)射的衛(wèi)星中，遙感衛(wèi)星和通信衛(wèi)星約占71％，這些衛(wèi)星已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟、科技、文化和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。國家有關(guān)部門還積極利用國外各種應(yīng)用衛(wèi)星開展應(yīng)用技術(shù)研究，取得了很好的應(yīng)用效果。

1.衛(wèi)星遙感。中國從二十世紀(jì)七十年代初期開始利用國內(nèi)外遙感衛(wèi)星，開展衛(wèi)星遙感應(yīng)用技術(shù)的研究、開發(fā)和推廣工作，在氣象、地礦、測繪、農(nóng)林、水利、海洋、地震和城市建設(shè)等方面得到了廣泛應(yīng)用。目前，國家遙感中心、國家衛(wèi)星氣象中心、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心和中國遙感衛(wèi)星地面接收站等機構(gòu)，以及國務(wù)院有關(guān)部委、部分省市和中國科學(xué)院的衛(wèi)星遙感應(yīng)用研究機構(gòu)已經(jīng)建立起來。這些專業(yè)機構(gòu)利用國內(nèi)外遙感衛(wèi)星開展了氣象預(yù)報、國土普查、作物估產(chǎn)、森林調(diào)查、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境保護、海洋預(yù)報、城市規(guī)劃和地圖測繪等多方面、多領(lǐng)域的應(yīng)用研究工作。特別是衛(wèi)星氣象地面應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化運行，極大地提高了對災(zāi)害性天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性，使國家和人民群眾的經(jīng)濟損失有了明顯的減少。

2.衛(wèi)星通信。中國從二十世紀(jì)八十年代中期開始利用國內(nèi)外通信衛(wèi)星，發(fā)展衛(wèi)星通信技術(shù)，以滿足日益增長的通信、廣播和教育事業(yè)的發(fā)展需求。在衛(wèi)星固定通信業(yè)務(wù)方面，全國建有數(shù)十座大中型衛(wèi)星通信地球站，聯(lián)結(jié)世界180多個國家和地區(qū)的國際衛(wèi)星通信話路達2.7萬多條。中國已建成國內(nèi)衛(wèi)星公眾通信網(wǎng)，國內(nèi)衛(wèi)星通信話路達7萬多條，初步解決了邊遠地區(qū)的通信問題。甚小口徑終端（VSAT）通信業(yè)務(wù)近幾年發(fā)展較快，已有國內(nèi)甚小口徑終端通信業(yè)務(wù)經(jīng)營單位30個，服務(wù)小站用戶15000個，其中雙向小站用戶超過6300個；同時建立了金融、氣象、交通、石油、水利、民航、電力、衛(wèi)生和新聞等幾十個部門的80多個專用通信網(wǎng)，甚小口徑終端上萬個。在衛(wèi)星電視廣播業(yè)務(wù)方面，中國已建成覆蓋全球的衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)和覆蓋全國的衛(wèi)星電視教育系統(tǒng)。中國從1985年開始利用衛(wèi)星傳送廣播電視節(jié)目，目前已形成了占用33個通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星傳輸覆蓋網(wǎng)，負(fù)責(zé)傳送中央、地方電視節(jié)目和教育電視節(jié)目共計47套，以及中央32路對內(nèi)、對外廣播節(jié)目和近40套地方廣播節(jié)目。衛(wèi)星教育電視廣播開播十多年來，有3000多萬人接受了大、中專教育與培訓(xùn)。近年來，中國建成了衛(wèi)星直播試驗平臺，通過數(shù)字壓縮方式將中央和地方的衛(wèi)星電視節(jié)目傳送到無線廣播電視覆蓋不到的廣大農(nóng)村地區(qū)，使中國廣播電視的覆蓋率有了很大提高。中國現(xiàn)有衛(wèi)星電視廣播接收站約18.9萬座。在衛(wèi)星直播試驗平臺上，還建立了中國教育衛(wèi)星寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)，面向全國開展遠程教育和信息技術(shù)的綜合服務(wù)。

3.衛(wèi)星導(dǎo)航定位。中國從二十世紀(jì)八十年代初期開始利用國外導(dǎo)航衛(wèi)星，開展衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用技術(shù)開發(fā)工作，并在大地測量、船舶導(dǎo)航、飛機導(dǎo)航、地震監(jiān)測、地質(zhì)防災(zāi)監(jiān)測、森林防火滅火和城市交通管理等許多行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。中國在1992年加入了國際低軌道搜索和營救衛(wèi)星組織（COSPAS－SARSAT），以后還建立了中國任務(wù)控制中心，大大提高了船舶、飛機和車輛遇險報警服務(wù)能力。

空間科學(xué)

中國在二十世紀(jì)六十年代初期開始利用探空火箭、探空氣球開展了高層大氣探測。在七十年代初期開始利用“實踐”系列科學(xué)探測與技術(shù)試驗衛(wèi)星開展了一系列空間探測和研究，獲得了很多寶貴的環(huán)境探測資料。近年來，開展了空間天氣預(yù)報的研究工作及相應(yīng)的國際合作。從八十年代末開始利用返回型遙感衛(wèi)星進行了多種空間科學(xué)實驗，在晶體和蛋白質(zhì)生長、細(xì)胞培養(yǎng)、作物育種等方面取得了很好的成果。中國空間科學(xué)在基礎(chǔ)理論研究方面取得了若干創(chuàng)新成果，在空間物理學(xué)、微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)等領(lǐng)域建立了具有一定水平的對外開放的國家級實驗室，建立了空間有效載荷應(yīng)用中心，具有支持進行空間科學(xué)實驗的基本能力。近年來，利用“實踐”系列科學(xué)探測與技術(shù)試驗衛(wèi)星對近地空間環(huán)境中的帶電粒子及其效應(yīng)進行了較為詳細(xì)的探測，并首次完成了微重力流體物理兩層流體空間實驗，實現(xiàn)了空間實驗的遙操作。

隨著中國社會主義市場經(jīng)濟體制的初步建立和不斷完善，國家通過宏觀調(diào)控引導(dǎo)中國航天活動的發(fā)展方向，統(tǒng)籌規(guī)劃空間技術(shù)、空間應(yīng)用和空間科學(xué)的發(fā)展，推動航天領(lǐng)域中重大技術(shù)的研究開發(fā)和系統(tǒng)集成，促進航天科技在經(jīng)濟、科技、文化和國防建設(shè)等方面的應(yīng)用，深化航天科技工業(yè)的改革，實現(xiàn)航天事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。國家加強法制建設(shè)和政策管理，建立航天法規(guī)體系，制定航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，保證航天活動有序、規(guī)范發(fā)展。國家鼓勵科研機構(gòu)、工業(yè)企業(yè)、商業(yè)企業(yè)和高等院校在國家航天政策引導(dǎo)下，發(fā)揮各自優(yōu)勢，積極參與航天活動。國家支持航天科技，構(gòu)建有中國特色的航天創(chuàng)新體系，提高自主創(chuàng)新能力，積極推進中國航天技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。國家支持公益性航天活動以及具有商業(yè)前景的航天研究開發(fā)工作，并不斷強化對航天行業(yè)的監(jiān)督。中國國家航天局是中華人民共和國負(fù)責(zé)民用衛(wèi)星管理及相關(guān)的政府間國際空間合作的政府機構(gòu)。

三、未來發(fā)展

二十一世紀(jì)將是世界航天活動蓬勃發(fā)展的新世紀(jì)。中國根據(jù)國家發(fā)展的現(xiàn)實需求和長遠目標(biāo)，正在制定面向二十一世紀(jì)的航天發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，加快發(fā)展航天事業(yè)。

發(fā)展目標(biāo)

近期（今后十年或稍后的一個時期）發(fā)展目標(biāo)：

――建立長期穩(wěn)定運行的衛(wèi)星對地觀測體系。以氣象衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列和環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測小衛(wèi)星群組成長期穩(wěn)定運行的衛(wèi)星對地觀測體系，實現(xiàn)對中國及周邊地區(qū)甚至全球的陸地、大氣、海洋的立體觀測和動態(tài)監(jiān)測。

――建立自主經(jīng)營的衛(wèi)星廣播通信系統(tǒng)。積極支持商用廣播通信衛(wèi)星的發(fā)展，開發(fā)長壽命、高可靠的大容量地球靜止軌道通信衛(wèi)星和電視直播衛(wèi)星，初步建成中國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)。

――建立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。分步建立導(dǎo)航定位衛(wèi)星系列，開發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用系統(tǒng)，初步建成中國的衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。

――全面提高中國運載火箭的整體水平和能力。提高現(xiàn)有“”系列運載火箭的性能和可靠性；開發(fā)新一代無毒、無污染、高性能和低成本的運載火箭，建成新一代運載火箭型譜化系列，增強參與國際商業(yè)發(fā)射服務(wù)的能力。

――實現(xiàn)載人航天飛行，建立初步配套的載人航天工程研制試驗體系。

――建立協(xié)調(diào)配套的全國衛(wèi)星遙感應(yīng)用體系。統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)各種衛(wèi)星遙感地面應(yīng)用系統(tǒng)，建立覆蓋全國的地面衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收、處理和分發(fā)系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共享；在對地衛(wèi)星遙感主要應(yīng)用領(lǐng)域，形成較完整的業(yè)務(wù)化應(yīng)用體系。

――發(fā)展空間科學(xué)，開展深空探測。建立新型的科學(xué)探測與技術(shù)試驗衛(wèi)星系列，加強空間微重力、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)、空間環(huán)境和空間天文研究；開展以月球探測為主的深空探測的預(yù)先研究。

遠期（今后二十年或稍后的一個時期）發(fā)展目標(biāo)：

――空間技術(shù)和空間應(yīng)用實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和市場化，空間資源的開發(fā)利用滿足經(jīng)濟建設(shè)、國家安全、科技發(fā)展和社會進步的廣泛需求，進一步增強綜合國力。

――按照國家整體規(guī)劃，建成多種功能和多種軌道的、由多種衛(wèi)星系統(tǒng)組成的空間基礎(chǔ)設(shè)施；建成天地協(xié)調(diào)配套的衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)，形成完整、連續(xù)、長期穩(wěn)定運行的天地一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

――建立中國的載人航天體系，開展一定規(guī)模的載人空間科學(xué)研究和技術(shù)試驗。

――空間科學(xué)取得眾多成果，在世界空間科學(xué)領(lǐng)域占有較重要的地位，開展有特色的深空探測和研究。

發(fā)展思路

中國航天事業(yè)的發(fā)展思路是：

――促進空間技術(shù)及應(yīng)用實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。引導(dǎo)和鼓勵航天科技企業(yè)制度創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，建立面向國內(nèi)外市場的運行機制，以通信衛(wèi)星和衛(wèi)星通信、運載火箭為重點，分步實施，推進空間技術(shù)及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化進程。

――合理部署各種航天活動。統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)調(diào)發(fā)展空間技術(shù)、空間應(yīng)用與空間科學(xué)。采用“優(yōu)先安排”、“積極支持”、“適度發(fā)展”和“跟蹤研究”四種不同方式部署航天活動三個領(lǐng)域的各項工作。

篇3

【關(guān)鍵詞】新課程 物理教學(xué) 科技意識

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們的生活正在發(fā)生著翻天覆地的變化，從粗糧到細(xì)糧再到轉(zhuǎn)基因作物，從土坯房到智能小區(qū)，從自行車到現(xiàn)代化的交通工具，可以說我們的衣、食、住、行都發(fā)生了變化。隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，同學(xué)們對科技的需求急迫，并且科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要求現(xiàn)代的學(xué)生增強科學(xué)意識，中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)負(fù)起這一重?fù)?dān)。那么，如何在中學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科技意識呢？如何貫徹新課程的理念，如何培養(yǎng)學(xué)生的探究、合作精神？筆者以本文談?wù)勛约旱挠^點以及做法。

一、 充分發(fā)揮課堂教學(xué)的主渠道作用

課堂教學(xué)是教師傳播物理知識的主要陣地，也是學(xué)生獲取物理知識的主要途徑。加強科技意識教育必須從課堂教學(xué)做起。

（一）突出知識的實用性

物理是一門實用性很強的科學(xué)，大到國防科技，小至工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活都有著極為密切的聯(lián)系。在教學(xué)中教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，突出知識的實用性。如杠桿的應(yīng)用、吸水筆原理、收音機與電磁波、電視機與磁場、衛(wèi)星與通信等等。物理規(guī)律本身就是人們對自然現(xiàn)象的總結(jié)和抽象。通過這些知識的介紹，使學(xué)生更加認(rèn)識到科學(xué)知識在日常生活，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至高科技領(lǐng)域中的地位和作用，從而更加相信科學(xué)，熱愛科學(xué)，培養(yǎng)濃厚的學(xué)習(xí)興趣。實踐說明學(xué)生對實際生活中的物理現(xiàn)象特別感興趣。

（二）注重物理學(xué)史教學(xué)

物理發(fā)展史是物理教學(xué)的一項重要內(nèi)容，是人類文明發(fā)展過程中一筆寶貴的精神財富，通過物理發(fā)展史的教學(xué)，不僅使學(xué)生了解物理發(fā)展的歷史，一些著名物理學(xué)家的典型事跡，同時也能較好地培養(yǎng)學(xué)生良好的科技意識。教師在實際教學(xué)中一定要強化物理學(xué)史的教學(xué)，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，選用適當(dāng)?shù)奈锢韺W(xué)史材料，例如“伽利略的自由落體實驗”“牛頓運動定律的創(chuàng)立”“法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)”“居里夫人和鐳”等。同時，在實際教學(xué)中，可適當(dāng)向?qū)W生介紹建國以來，特別是改革開放以來，我國在航天領(lǐng)域和高科技領(lǐng)域中所取得的巨大成就?！皟蓮椧恍恰本瘛⑾盗谢鸺艾F(xiàn)在的“神舟”飛船，我國又自主產(chǎn)權(quán)的cpu。通過這些知識的介紹，可使學(xué)生更加了解科學(xué)家們對科學(xué)的態(tài)度，研究科學(xué)的方法以及他們熱愛科學(xué)、獻身科學(xué)的精神，了解科學(xué)技術(shù)給社會發(fā)展帶來的巨大動力，樹立民族自尊心和自信心，從中受到良好的科技意識教育和愛國主義教育。

（三）加強實驗教學(xué)

加強實驗教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、觀察能力、獨立分析問題解決問題的能力以及實事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。同時也使學(xué)生受到良好的科技意識教育。根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗，筆者認(rèn)為加強實驗教學(xué)可以從以下幾個方面入手：（1）改革課堂演示實驗教學(xué)，把部分演示實驗改成學(xué)生上臺演示或邊講邊實驗的形式，給學(xué)生提供更多的親自動手操作機會。（2）注重學(xué)生實驗教學(xué)。對學(xué)生實驗的教學(xué)，教師要求學(xué)生按“預(yù)習(xí)-實驗-觀察記錄-分析討論-總結(jié)報告”的形式進行，對實驗中出現(xiàn)的問題組織學(xué)生認(rèn)真討論，分析原因，并找出解決問題的方法，并根據(jù)實驗的實際情況實事求是地寫出實驗報告，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度。（3）加強實驗習(xí)題的教學(xué)。對實驗習(xí)題的教學(xué)，主要采取“自設(shè)方案-討論方案-選擇方案-實驗驗證-總結(jié)報告”的程序進行教學(xué)，讓學(xué)生親自參與實驗設(shè)計并通過實驗驗證。鑒于學(xué)生的實際情況，此類要求不宜過高，主要培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和創(chuàng)新意識。

二、 積極組織開展物理課外活動

物理課外活動也是加強對學(xué)生進行科技知識和科技意識教育的重要陣地。與課堂教學(xué)相比，課外活動具有更大的靈活性和選擇性和吸引力。

（一）趣味實驗

趣味課外活動中，根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)，精心設(shè)計趣味物理實驗讓學(xué)生來完成如“噴氣火箭”“紙鍋燒水”等等。通過這些實驗，既能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的動手操作能力，讓學(xué)生在實際操作中體驗科學(xué)探索的失敗和歡樂。又能幫助學(xué)生破除迷信，解放思想，樹立科學(xué)的人生觀和價值觀。

（二）科技小制作

根據(jù)學(xué)校的實際情況，積極組織學(xué)生利用課外活動時間開展科技制作活動，如自制電鈴。自制平行光源。制作潛望鏡、望遠鏡。設(shè)計樓梯電燈開關(guān)電路等，并組織展評科技活動的開展，既能鍛煉學(xué)生的科技制作能力，又能為學(xué)生將來工作后自制簡易教學(xué)用具打下良好的基礎(chǔ)。

（三）舉辦科普知識講座

科技知識與社會發(fā)展、生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系在一起，在舉辦科技講座時，要認(rèn)真選擇材料，或根據(jù)有關(guān)資料撰寫講稿，根據(jù)平時收集的材料：軍事科學(xué)、航天技術(shù)、通信技術(shù)、空間技術(shù)、科學(xué)家的事例與貢獻等材料，對學(xué)生進行思想品德和科學(xué)素質(zhì)教育，還可以聯(lián)系社會生活中的物理，讓學(xué)生自己搜集資料在班上進行專題介紹，還可以利用板報介紹科普知識及物理知識的應(yīng)用。

（四）組織社會調(diào)查活動

篇4

一、充分發(fā)揮課堂教學(xué)的主渠道作用。課堂教學(xué)是教師傳播中學(xué)物理知識的主要陣地，也是學(xué)生獲取中學(xué)物理知識的主要途徑。加強科技意識教育必須從課堂教學(xué)做起，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的主渠道作用。

1、突出知識的實用性。中學(xué)物理是一門實用性很強的科學(xué)，與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活有著極為密切的聯(lián)系。在教學(xué)中教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，突出知識的實用性。中學(xué)物理知識。中學(xué)物理規(guī)律本身就是對自然現(xiàn)象的總結(jié)和抽象。通過這些知識的介紹，使學(xué)生更加認(rèn)識到科學(xué)知識在日常生活，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至高科技領(lǐng)域中的地位和作用，從而更加相信科學(xué)，熱愛科學(xué)，樹立良好的科技意識和“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的思想。

2、注重中學(xué)物理史教學(xué)。中學(xué)物理發(fā)展史是中學(xué)物理教學(xué)的一項重要內(nèi)容，通過中學(xué)物理發(fā)展史的教學(xué)，不僅使學(xué)生了解中學(xué)物理發(fā)展的歷史，一些著名中學(xué)物理學(xué)家的典型事跡，同時也能較好地培養(yǎng)學(xué)生良好的科技意識。教師在實際教學(xué)中一定要強化中學(xué)物理學(xué)史的教學(xué)，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，選用適當(dāng)?shù)闹袑W(xué)物理學(xué)史材料，如“伽利略的自由落體實驗”、“牛頓運動定律的創(chuàng)立”、“愛因斯坦創(chuàng)立相對論”等，不失時機地對學(xué)生進行中學(xué)物理學(xué)史教育；同時，在實際教學(xué)中，可適當(dāng)向?qū)W生介紹建國以來，特別是改革開放以來，我國在航天領(lǐng)域和高科技領(lǐng)域中所取得的巨大成就。通過這些知識的介紹，可使學(xué)生更加了解科學(xué)家們對科學(xué)的態(tài)度，研究科學(xué)的方法以及他們熱愛科學(xué)、獻身科學(xué)的精神，了解科學(xué)技術(shù)給社會發(fā)展和四化建設(shè)帶來的巨大動力，樹立民族自尊心和自信心，從中受到良好的科技意識教育。

3、加強實驗教學(xué)加強實驗教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、觀察能力、獨立分析問題解決問題的能力以及實事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。同時也使學(xué)生受到良好的科技意識教育。根據(jù)自己十幾年的教學(xué)經(jīng)驗，筆者認(rèn)為加強實驗教學(xué)可以從以下幾個方面入手：⑴改革課堂演示實驗教學(xué)，把部分演示實驗改成學(xué)生上臺演示或邊講邊實驗的形式，給學(xué)生提供更多的親自動手操作機會。⑵注重學(xué)生實驗教學(xué)。對學(xué)生實驗的教學(xué)，教師要求學(xué)生按“預(yù)習(xí)─實驗─觀察記錄─分析討論─總結(jié)報告”的形式進行，對實驗中出現(xiàn)的問題組織學(xué)生認(rèn)真討論，分析原因，并找出解決問題的方法，并根據(jù)實驗的實際情況實事求是地寫出實驗報告，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真，實事求是的科學(xué)態(tài)度和獨立分析問題、解決問題的能力。⑶加強實驗習(xí)題的教學(xué)。對實驗習(xí)題的教學(xué)，主要采取“自設(shè)方案─討論方案─選擇方案─實驗驗證─總結(jié)報告”的程序進行教學(xué)，讓學(xué)生親自參與實驗設(shè)計并通過實驗驗證。這樣能較好地培養(yǎng)學(xué)生的科研意識以及創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。

二、積極組織開展中學(xué)物理課外活動中學(xué)物理課外活動也是加強對學(xué)生進行科技知識和科技意識教育的重要陣地。與課堂教學(xué)相比，課外活動具有更大的靈活性和選擇性。

1、趣味外活動中，根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)，精心設(shè)計趣味中學(xué)物理實驗讓學(xué)生來完成如“飛機投彈”、“噴氣火箭”、“紙鍋燒水”、等等。通過這些實驗，既能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的動手操作能力，又能幫助學(xué)生破除迷信，解放思想，樹立科學(xué)的人生觀和價值觀。

2、科技小制作根據(jù)學(xué)校的實際情況，我們積極組織學(xué)生利用課外活動時間開展科技制作活動，如自制電鈴。自制平行光源。制作針孔照相機。制作潛望鏡。自制量筒。樓梯電燈開關(guān)電路等，并組織展評?？萍蓟顒拥拈_展，既能鍛煉學(xué)生的科技制作能力，又能為學(xué)生將來工作后自制簡易教學(xué)用具打下良好的基礎(chǔ)。

3、指導(dǎo)學(xué)生閱讀科普讀物根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)，教師要指導(dǎo)學(xué)生閱讀有關(guān)的科普讀物，使學(xué)生更多地了解科技知識和科技發(fā)展的新動向，增加學(xué)生的科技知識，并定期組織“實用中學(xué)物理知識競賽”，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)、讀書的積極性，使學(xué)生掌握更多的科學(xué)文化知識，培養(yǎng)學(xué)生的科技閱讀能力。

4、舉辦科普知識講座科技知識與社會發(fā)展、生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系在一起，在舉辦科技講座時，要認(rèn)真選擇材料，或根據(jù)有關(guān)資料撰寫講稿，根據(jù)平時收集的材料，利用活動課分班級或集中學(xué)習(xí)，可以收集軍事科學(xué)、航天技術(shù)、通信技術(shù)、空間技術(shù)、科學(xué)家的事例與貢獻等材料，對學(xué)生進行思想品德和科學(xué)素質(zhì)教育，還可以聯(lián)系社會生活中的中學(xué)物理，讓學(xué)生自己搜集資料在班上進行專題介紹，還可以利用板報介紹科普知識及中學(xué)物理知識的應(yīng)用。

5、組織社會調(diào)查活動中學(xué)物理知識的延伸，在社會調(diào)查活動中，學(xué)生可以利用教材中的知識，結(jié)合實際去解決生活和生產(chǎn)中的實際問題，如學(xué)習(xí)“水能風(fēng)能的利用”后，可調(diào)查當(dāng)?shù)啬茉词褂们闆r、環(huán)境污染情況，并提出改進意見，還可以結(jié)合教材中的內(nèi)容，調(diào)查噪聲污染、熱機的使用、農(nóng)村用電等情況。

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關(guān)鍵詞：紡織材料；紡織設(shè)計；發(fā)展

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.049

在科技發(fā)展史上其最重要的組成部分為材料科學(xué)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，高科技和航天技術(shù)趨于成熟，其對材料的依賴更重，現(xiàn)代科技對材料的需求是普通的纖維材料所不能提供的，因此這就要求尋找新的替代品，要求其不僅具有較高的強度、易于設(shè)計和制作，還需要造價相對便宜。筆者在本文中首先分析了紡織復(fù)合材料，然后就其應(yīng)用的領(lǐng)域和應(yīng)用優(yōu)勢加以探討，最后研究了影響紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的組成與設(shè)計的因素，以期進一步促進材料科學(xué)的發(fā)展和進步，為其更好的服務(wù)于人類奠定基礎(chǔ)。

1 紡織復(fù)合材料技術(shù)剖析

和傳統(tǒng)的纖維復(fù)合材料相比，紡織復(fù)合材料具有較大的不同。我們常講的纖維復(fù)合材料指的是經(jīng)過一定的角度和順序鋪層或纏繞纖維束制成的，纖維材料和基體材料在纏繞和鋪層的同時重新組合，最終形成層狀物，所以也被我們稱之為層壓復(fù)合材料。同時，存在于纖維復(fù)合材料中的纖維相互平行，彼此不疊加。紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料利用的是纖維束制成預(yù)定的結(jié)構(gòu)形狀，然后以此為骨架，經(jīng)過固化后形成復(fù)合材料。革新這種工藝，讓紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料對比普通符合材料具有更大的優(yōu)越性，然而其細(xì)觀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這讓分析、設(shè)計變得比較繁瑣。很多的研究人員經(jīng)過共同的努力，分析這種模型，雖然一些應(yīng)用上的問題可以解決，但是還不夠成熟，需要進一步的進行探討，以便于對設(shè)計方法、標(biāo)準(zhǔn)等進一步統(tǒng)一，為紡織結(jié)構(gòu)材料的普及、應(yīng)用夯實基礎(chǔ)。

2 紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料實際應(yīng)用領(lǐng)域

紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的應(yīng)用比較廣泛，其應(yīng)用涉及微觀世界和宏觀世界。

2.1 航空航天工業(yè)

如今，作為國家科技水平的象征，航空航天工業(yè)獲得較快的發(fā)展，飛機中最大的負(fù)荷之一是其自身的飛行重量，怎樣把其負(fù)荷重量減輕，需要紡織復(fù)合材料為支撐，這也是為什么航天工業(yè)如此重視紡織復(fù)合材料的原因。如今紡織復(fù)合材料的使用不僅僅局限機的內(nèi)部裝修，在其諸如艙門、雷達罩等比較重要的結(jié)構(gòu)部件中都有使用。

2.2 汽車工業(yè)

汽車工業(yè)自紡織復(fù)合材料出現(xiàn)之日起就表現(xiàn)出濃厚的興趣，重視程度不斷提升，在汽車制造業(yè)中使用紡織復(fù)合材料不僅有效的降低了制造成本，也將其剛度、強度有效的提升。除此之外，在軍事工業(yè)、體育等行業(yè)中也廣泛的使用了紡織復(fù)合材料。

2.3 建筑行業(yè)

使用于建筑領(lǐng)域的紡織機構(gòu)可以分為兩類：剛性復(fù)合材料和柔性復(fù)合材料，不管怎樣，如今的社會中廣泛的使用紡織結(jié)構(gòu)材料。

3 紡織復(fù)合材料的應(yīng)用優(yōu)勢

其一，設(shè)計性強，可以按照實際的情況增加纖維束的數(shù)量，或者以實際需要為出發(fā)，構(gòu)建零部件后完成組合件。這樣的有點讓其的應(yīng)用范圍大大的擴大，在高精密和機械加工等科學(xué)上扮演著重要的角色。

其二，較高的強度和模量，尤其是全方位的增強厚度方向、橫向方向，保證材料的耐受性更高，具有較高的韌性；這種特性讓紡織復(fù)合材料廣泛的使用在高壓設(shè)備等行業(yè)，在航空航天領(lǐng)域也有所使用。

其三，比較容易預(yù)成型以及整合前便于放置機敏類材料。

其四，能夠自動化生產(chǎn)，具有較高的效率，大大減少加工量和連接量。長時間以來，科研院所、企業(yè)等致力于尋找一種材料，要求其具有較少的加工量和連接量，這會降低其成本，縮短制造周期，這也就意味著經(jīng)濟效益的提升，科研單位可以在能源節(jié)約的研究上獲得更大的突破和發(fā)現(xiàn)。

4 紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的組成與影響設(shè)計的因素

紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的形態(tài)和自然界的組多生物非常的類似，其不同的為通過現(xiàn)代的紡織技術(shù)制造形成多種預(yù)定成形結(jié)構(gòu)。纖維束網(wǎng)絡(luò)骨架在成型后加入一些必要的基體材料，完成固化環(huán)節(jié)后制作紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料?；w材料是紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的另一種組分，基體材料主要有四類，分別是：樹脂基、金屬基、陶瓷基和碳基。就復(fù)合材料而言，基體主要扮演著荷載傳遞、均衡以及固箝支持纖維的角色。唯有有機的協(xié)調(diào)纖維和基體，才能讓各自的性能最大限度的發(fā)揮出來，為材料的整體性能貢獻力量。

對工程力學(xué)進行估算的混合律僅僅是處理工程的一種模式，因此在判定各個組分發(fā)揮作用的時候不應(yīng)該單純的使用混合律。之所以不能對其單一的使用，是因為基體材料對紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的力學(xué)性質(zhì)、工藝性質(zhì)以及環(huán)境的溫度、介質(zhì)、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等產(chǎn)生直接的影響。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)構(gòu)表明，分別固化兩組之后，小組之間相互作用的力有四種，讓其成為有機的整體：其一，小組自身具有的內(nèi)聚力；其二，纖維表面的空隙因為基體分子的滲透作用產(chǎn)生的機械作用力；其三，吸附力，包括氫鍵以及分子間作用力；其四，纖維表面化學(xué)基團和基體的化學(xué)基團經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)形成的化學(xué)鍵產(chǎn)生的作用力。這是在考慮工藝方法選擇和組分選擇中最應(yīng)該考慮的因素。

5 結(jié)束語

不管怎樣，纖維和基體材料是紡織結(jié)構(gòu)符合材料設(shè)計中首選的。對材料進行選擇要分析其溫度、濕度、腐蝕性等其他化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)作用；在其產(chǎn)品特點以及功能特點的要求下，充分的使用固化技術(shù)以及預(yù)定成形技術(shù)；如果使用的環(huán)境等條件相同，我們應(yīng)該考慮其經(jīng)濟性。社會經(jīng)濟的發(fā)展讓紡織材料和紡織設(shè)計具有廣闊的發(fā)展空間，我們要對其進行深入的研究和探索，發(fā)現(xiàn)更多的實用材料，更好的服務(wù)于人類。

參考文獻：

[1]大勢所趨 應(yīng)運而生 寫在中國紡織材料交易中心開業(yè)之時[J]. 紡織服裝周刊，2012（09）.

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在茫茫的巴丹吉林沙漠腹地，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心歷來是一個神秘的地方。自從中國開展航天計劃以來，這里的每一個舉動都會引起全球的關(guān)注。2007年10月24日，這里再一次吸引了全球的目光。擔(dān)負(fù)將嫦娥一號衛(wèi)星送上太空的是被譽為“金牌火箭”的三號甲運載火箭。在人類探月史上，美國和前蘇聯(lián)在20世紀(jì)的探月活動，因運載火箭故障造成的探測失利占了很大比重。因此，運載火箭的高可靠性，是確保探月成功的必要前提。這次發(fā)射是三號甲運載火箭的第15次發(fā)射，迄今這一型號火箭的發(fā)射成功率為100％。

此前，三號甲運載火箭與應(yīng)用廣泛的東方紅3號衛(wèi)星平臺曾多次連接試驗，每次都取得圓滿成功，用這樣一個“大力士”來托舉在東方紅三號衛(wèi)星平臺上研制而成的嫦娥一號衛(wèi)星，再合適不過了。由于有了之前多次衛(wèi)星發(fā)射的成功經(jīng)驗，嫦娥一號和三號甲火箭的吊裝、測試和對接工作進行得十分順利。

2007年10月24日18時05分。中國第一顆探月衛(wèi)星嫦娥一號在西昌酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。有著月亮城之稱的西昌海拔1500米，這里緯度低、海拔高、氣候宜人、交通便利，是發(fā)射各類衛(wèi)星的理想場所。

三號甲運載火箭搭載著嫦娥一號衛(wèi)星，通過第一、二級和第三級的第一次點火，先將衛(wèi)星送入近地軌道，并在近地軌道滑行一段時間。在火箭起飛的第1249秒，三級火箭第二次點火；第1373秒，三級火箭三次點火，發(fā)動機關(guān)機；第1473秒，星箭分離成功，嫦娥一號衛(wèi)星進入近地點約200千米、遠地點約51000千米、運行時間為16小時的大橢圓軌道，成為一顆繞地球飛行的衛(wèi)星。很快，嫦娥一號開始了它150萬公里的奔月之旅。

“嫦娥奔月”是發(fā)生在大約3000年前的一個傳說，而在600年前，中國有個叫萬戶的人曾經(jīng)嘗試把奔月變成現(xiàn)寞。萬戶把自己捆綁在一把椅子上，同時綁上了幾十個火箭，自己則手持風(fēng)箏，希望能夠一飛沖天。萬戶叫人點燃了火箭，隨著火箭爆炸的一聲巨響，萬戶消失了。為了紀(jì)念這位人類飛天的先驅(qū)，月球上的一座環(huán)形山就是以萬戶來命名的。

帶著中國人幾千年來的奔月夢想，嫦娥一號開始了它的探月之旅。嫦娥一號衛(wèi)星在近地點200公里、遠地點5萬公里的橢圓形軌道上運行16小時，飛行了一圈后，2007年10月25日下午，地面注入指令，衛(wèi)星上的推力為50牛頓的姿態(tài)調(diào)整發(fā)動機開始點火，約4分鐘后，推力為490牛頓的主發(fā)動機點火實施變軌，將衛(wèi)星軌道近地點抬高到離地球約600千米的地方。

2007年10月26日下午，當(dāng)衛(wèi)星再次到達近地點時，衛(wèi)星主發(fā)動機再次打開，巨大的推力使衛(wèi)星的遠地點由51000千米上升到71000千米，進入24小時軌道。此時，嫦娥一號已經(jīng)成為了一顆地球同步衛(wèi)星。

在24小時軌道上運行3圈后，衛(wèi)星上的主發(fā)動機第三次點火，實施第二次近地點變軌，嫦娥一號衛(wèi)星的遠地點由71000千米提高到了120000千米，進入48小時軌道。這一時刻大約發(fā)生在2007年10月29日。

在3條大橢圓軌道上經(jīng)過7天熱身后，嫦娥一號衛(wèi)星正式奔月。2007年10月31日，當(dāng)衛(wèi)星再一次抵達近地點時，主發(fā)動機打開，衛(wèi)星的速度在短短幾分鐘之內(nèi)，提高到每秒10.9千米以上，嫦娥一號獲得了奔向月球的動力。進入地月轉(zhuǎn)移軌道，真正開始了從地球向月球的飛越，這是整個探月工程中最關(guān)鍵的一步，也是最難以把握的一步。

在地月轉(zhuǎn)移軌道，也就是從地球軌道到月球軌道的這段距離，嫦娥一號衛(wèi)星需要飛行約114個小時。

人類探月活動的歷史上，曾多次發(fā)生探測器未能實現(xiàn)月球的捕獲而丟失在星際間的事故，這大多是由行過程中衛(wèi)星姿態(tài)和速度控制不精確造成的。如果衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道近地點有每秒1米的速度誤差或1千米的高度誤差，飛到月球附近時都將產(chǎn)生幾千千米的位置誤差。

在高速飛行的過程中，衛(wèi)星必須在地面的指令下進行中途軌道修正。一般需要進行多次修正，而嫦娥一號只修正了一次，時間是2007年11月2日。

嫦娥一號能如此準(zhǔn)確地進入地月軌道，離不開精準(zhǔn)的測控技術(shù)的支持。在陸地上，我國分別在青島、北京、昆明、喀什設(shè)立了測控站。由于嫦娥一號飛行的距離是過去衛(wèi)星的十倍以上，衛(wèi)星發(fā)出的信號會有所衰減，使得地面接收月球探測數(shù)據(jù)的技術(shù)難度大大增加。

為此，地面應(yīng)用系統(tǒng)專門建造了兩座被稱為射電望遠鏡的大口徑天線：一座在北京密云，天線口徑達50米；一座在云南昆明，口徑達加米。兩座大口徑天線像一雙巨大的眼睛，時刻注視著嫦娥一號衛(wèi)星的一舉一動，把衛(wèi)星傳輸來的信息全部收集起來。同時，在太平洋上還有三艘測量船。這些測控站組成了一個龐大的測控網(wǎng)。

2007年11月5日，當(dāng)嫦娥一號衛(wèi)星飛行了30萬千米后，嫦娥一號發(fā)現(xiàn)了月球。衛(wèi)星需要進行減速制動，也就是“剎車”。只有這樣，嫦娥一號才能被月球引力捕獲，成為繞月飛行的衛(wèi)星。這是實現(xiàn)繞月飛行的一個重要步驟，如果“剎車”晚了，衛(wèi)星就要撞到月球上去；而“剎車”早了，則會飄向太空。

嫦娥一號衛(wèi)星成功地進行了第一次近月制動，從地月轉(zhuǎn)移軌道進入12小時月球軌道。從這一刻起，嫦娥一號衛(wèi)星成為了真正的繞月衛(wèi)星。

2007年11月6日，嫦娥一號衛(wèi)星進行第二次近月制動，速度進一步降低，衛(wèi)星進入3.5小時軌道，并在這個軌道上運行7圈。2007年11月7日，嫦娥一號衛(wèi)星進行第三次近月制動，進入2小時的月球極月軌道。這個軌道為圓形，離月球表面200千米。這是衛(wèi)星繞月飛行的工作軌道。至此，嫦娥一號的工程目標(biāo)已

接下來，嫦娥一號開始準(zhǔn)備工作了。首先，它要調(diào)整好姿態(tài)，它的探測器探頭在環(huán)繞月球過程中，要始終對準(zhǔn)月球。為了把探測結(jié)果發(fā)回到地球，衛(wèi)星的通訊天線始終要保持對地球定向。而衛(wèi)星上的太陽能電池要始終對著太陽。

嫦娥一號在圍繞月球轉(zhuǎn)動的過程中，要一直保持這三個定向，被稱為三體定向。嫦娥一號有四大科學(xué)目標(biāo)，第一個就是對月球表面進行三維的地圖測量。從已經(jīng)的圖片來看，這是人類第一次對月球進行三維測量。之后，嫦娥一號還要對月球上14種有用元素進行探測。探測月壤特性，利用微波輻射計探測月壤厚度及其分布，分析月壤成熟度與表面年齡的關(guān)系。最后一項是探測地月空間環(huán)境。研究太陽風(fēng)和月球的相互作用，深入認(rèn)識空間物理現(xiàn)象對地球空間以及對月球空間的影響。

實現(xiàn)中華民族奔月的夢想，這是千百年來多少代華夏兒女一直期待的。而今，當(dāng)歷史的瞬間真正定格在這一刻，作為中國偉大探月工程的成功實踐，不管是在國內(nèi)還是在國外，這一國際領(lǐng)先技術(shù)都是具有里程碑和劃時代意義的!正如國家航天局負(fù)責(zé)人說的那樣，中國的探月工程及成果，對中國而言是開創(chuàng)性的，對世界而言，也將為國際空間研究提供寶貴的探索經(jīng)驗。

我們知道航天技術(shù)有三個大領(lǐng)域――第一個領(lǐng)域是人造衛(wèi)星；第二個領(lǐng)域。載人航天；第三個領(lǐng)域就是深空探測。

我們國家在1970年4月24號，成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星東方紅1號，已經(jīng)實現(xiàn)了第一個里程碑。第二個里程碑，就是2003年，中國用自己研制的火箭和飛船，把我國第一個航天員楊利偉送上天，并且安全返回，也就實現(xiàn)了在航天事業(yè)上的第二個里程碑。而這次嫦娥一號繞月的完全成功，就說明我們國家在升空探測方面，實現(xiàn)了第三個里程碑，昭示了中國強大的綜合國力。

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關(guān)鍵詞：民警素質(zhì)；理性平和；文明規(guī)范；科技支撐；中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)

中圖分類號：D693.65 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1002—2589（2012）27—0069—04

科技是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。一個沒有科技創(chuàng)新能力的民族，難以屹立于世界先進民族之林。高科技是當(dāng)今世界范圍內(nèi)經(jīng)濟競爭的重要因素。因此，歷來十分重視科技的作用，在肯定生產(chǎn)力對于社會發(fā)展的最終決定作用時，當(dāng)然也就包含了對科技決定作用的肯定。首先，馬克思在強調(diào)科技作為一種直接現(xiàn)實的生產(chǎn)力對社會的決定作用時，同時還強調(diào)其他要素對社會發(fā)展的作用，認(rèn)為決定社會發(fā)展有諸多因素，不能只限于單一因素決定論的模式。其次，馬克思不僅強調(diào)科技對社會的重要作用，同時還強調(diào)決定科技形成和發(fā)展的社會基礎(chǔ)。科技是決定從一個經(jīng)濟時代過渡到另一個經(jīng)濟時代的生產(chǎn)力中最為積極和活躍的因素。同時也揭示了科技發(fā)展，最終是由社會生產(chǎn)所決定的這個歷史規(guī)律。為此，中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)亟待人民警察提高素質(zhì)，營造良好軟環(huán)境，發(fā)展科技硬實力。

一、提升民警素質(zhì)以適應(yīng)科技支撐中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)的啟示

為什么要撰寫這篇文章？主要出于三點考慮。第一，中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)需要人民警察的大力支持和密切配合，這是人民警察光榮而艱巨的任務(wù)?！洞蠛訄蟆吩?011年12月21日（04A版）曾刊登了這樣一條消息，標(biāo)題是“為科技支撐中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)營造良好的軟環(huán)境、發(fā)展硬實力”。大意是，河南省平輿縣公安局的一名交通警察，因為理性平和、文明規(guī)范的職業(yè)素質(zhì)，感動了一位臺商大老板，他當(dāng)即決定在平輿縣投資人民幣100多億元。這就給人們以啟示：河南民警表現(xiàn)好，就能為中原經(jīng)濟區(qū)盡一份力量；反之，如果民警表現(xiàn)不好，就會影響中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)。

第二，就是當(dāng)前人民警察隊伍素質(zhì)有待提升，個別民警素質(zhì)比較低，不能滿足新形勢的需要。譬如腐敗、受賄、執(zhí)法犯法、不能秉公辦案等問題比較嚴(yán)重。2012年4月，《大河報》刊登了“河南熱點”，標(biāo)題是“春季嚴(yán)打51名嫌犯被捆綁示眾”。這件事對我觸動很大。此事有網(wǎng)友在網(wǎng)上披露并曝光了51名嫌犯被五花大綁的視頻，立即引發(fā)網(wǎng)絡(luò)“論戰(zhàn)”。大意是，在2012年3月31日，河南省項城市召開“春季嚴(yán)打整治推進會”，依法對41名嚴(yán)重擾亂社會秩序的犯罪嫌疑人予以刑事拘留、逮捕。同時，在此次大會上，經(jīng)法院審理案件判決，并對十名被告人進行了公開宣判。嫌犯大多被反手銬住，五花大綁，胸前掛著白底黑字的牌子，上寫著：犯罪嫌疑人某某。此外，八九個嫌犯一組，蹲在地上，用一條繩子串聯(lián)起來，像穿螞蚱似的拉到廣場游街示眾。這是明顯違法的行為，它不是這個或那個警察違法，而是項城市政法委綜治辦的整體違法。我國法律規(guī)定，游街示眾就是侵犯了嫌犯的人格權(quán)，不尊重人權(quán)，也是早已禁止的執(zhí)法方式，不僅不利于罪犯改造，與現(xiàn)代文明也格格不入。何況這些人僅僅是犯罪嫌疑人，未經(jīng)人民法院審判定罪，還不能算是犯法、也不是罪犯。公安局憑什么把人家捆綁示眾，這一做法于法無據(jù)，且涉嫌侵犯嫌犯的人身權(quán)利。可見，這些政法干警執(zhí)法方式不妥，還有待提高其職業(yè)素質(zhì)。

第三，在人民警察職業(yè)活動中，當(dāng)然需要科學(xué)技術(shù)，而且對刑事技術(shù)、交通管理和信息網(wǎng)絡(luò)科技的要求越來越高。人民警察職業(yè)的特殊性，使思想道德素質(zhì)與科技素質(zhì)的結(jié)合非常緊密。光有科學(xué)技術(shù)還不行，必須要有高素質(zhì)的思想道德品質(zhì)。所以說，膽大人藝高，民警就是這樣。而且，民警思想道德水平提高了，才能更加積極主動地運用科學(xué)技術(shù)提高偵破案件的積極性，充分發(fā)揮科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的作用。對于提高民警素質(zhì)，促進科學(xué)技術(shù)的掌握和發(fā)揮，進一步加強現(xiàn)代科技，亟待加大這方面的分量，永遠以樂觀的態(tài)度對待科學(xué)并重視科技的現(xiàn)實運作。

二、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)支撐中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)的理論背景

早在20世紀(jì)中期，一場新的科技革命席卷整個世界，迅速改變著社會的經(jīng)濟、政治、文化和社會生產(chǎn)、社會生活的各個方面，引起了社會結(jié)構(gòu)的巨大變化。在21世紀(jì)初期，如何正確把握現(xiàn)代科技的性質(zhì)和特征？如何深入理解科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力？如何運用科技支撐經(jīng)濟區(qū)建設(shè)？已經(jīng)成為事關(guān)中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)發(fā)展前景的重大問題。

篇8

[關(guān)鍵詞] 遙感；城市規(guī)劃；應(yīng)用

Abstract: Urban Remote Sensing Information is one of the urban resources. This paper describes the methods and situation of application of the Remote Sensing Information in urban planning and management， analyses some practical questions， and previews its prospects.

Key words: Remote Sensing; urban planning; application

一、引言

遙感技術(shù)（Remote Sensing）是一門建立在空間科學(xué)、電子技術(shù)、光學(xué)、計算機技術(shù)、信息論等新的技術(shù)科學(xué)以及地球科學(xué)理論基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù)，為現(xiàn)代前沿科學(xué)技術(shù)之一，具有宏觀、動態(tài)、綜合、快速、多層次、多時相的優(yōu)勢。在新技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，遙感技術(shù)伴隨著航空、航天技術(shù)的發(fā)展而不斷提高與完善，服務(wù)領(lǐng)域因之而不斷擴展，受到普遍重視，顯示出極其廣泛的應(yīng)用價值、良好的經(jīng)濟效益和巨大的生命力。

城市遙感信息是城市重要的信息資源之一，遙感技術(shù)在城市規(guī)劃與管理方面的應(yīng)用目標(biāo)可以歸納為：快速實現(xiàn)城市范圍國土資源與生態(tài)環(huán)境的多層次、全方位綜合調(diào)查，系統(tǒng)地研究城市資源與環(huán)境的空間分布規(guī)律及其相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，按不同層次、不同內(nèi)容編制系列基礎(chǔ)圖件，客觀、真實、系統(tǒng)地反映城市的建設(shè)成就和存在問題，為制定城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的中長期規(guī)劃、國土資源和生態(tài)環(huán)境的綜合整治規(guī)劃以及城市經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

二、遙感資料的制圖應(yīng)用

1） 航天遙感制圖

所謂航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺的遙感技術(shù)。航天遙感實踐中，針對具體應(yīng)用需求，選擇不同的傳感器如：成像雷達、多光譜掃描儀等，通過衛(wèi)星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新的圖像數(shù)據(jù)，利用遙感圖像專業(yè)處理軟件對數(shù)據(jù)進行輻射校正、增強、融合、鑲嵌等處理，同時，借助應(yīng)用區(qū)域現(xiàn)有較大比例尺的地形數(shù)據(jù)，對影像數(shù)據(jù)進行投影變換和幾何精糾正，并從地形圖上獲得境界、城市、居民點、山脈、河流、湖泊以及鐵路、公路等典型地貌地物信息和相應(yīng)地名信息，進行相應(yīng)的標(biāo)注和整飾，制作數(shù)字正射影像圖。

當(dāng)前，高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了一個前所未有的高度，法國SPOT 5和美國IKNOS、QUICKBIRD衛(wèi)星影像的地面分辨率分別達到2.5m、1m、0.61m，據(jù)估計，在未來兩年內(nèi)，更高分辨率的衛(wèi)星遙感影像將進入商業(yè)運行。這就使得衛(wèi)星遙感技術(shù)突破了僅能進行定性分析的局限，而跨入定性和定量分析的新境界。因此，航天遙感制圖應(yīng)用也更為活躍，展示出非常好的前景，不僅在國土資源調(diào)查、土地利用監(jiān)測、城市規(guī)劃監(jiān)測、重點風(fēng)景名勝區(qū)監(jiān)測中有了典型應(yīng)用，而且，國家863計劃信息獲取與處理技術(shù)主題重大課題還開展了利用分辨率為0.61m的QUICKBIRD衛(wèi)星影像進行城市大比例尺地形圖的更新研究。此外，高分辨率衛(wèi)星遙感影像還可提供立體像對，可用于直接生成DEM數(shù)據(jù)，甚至可以進行大比例尺地形圖的獲取與更新測繪。

用于遙感影像處理的專業(yè)軟件如Erdas、PCI、ENVI、Er Mapper等都來自國外，軟件比較成熟，功能較多，并且有些軟件還將衛(wèi)星傳感器的參數(shù)引入影像處理中，以提高精度。近幾年國產(chǎn)化遙感影像處理專業(yè)軟件相繼涌現(xiàn)，如ImageInfo、IRSA等，為遙感影像的廣泛應(yīng)用提供了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、高性價比的實用工具。 2） 航空遙感制圖

所謂航空遙感是指以航空器如飛機、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺的遙感技術(shù)。根據(jù)不同的應(yīng)用目的，選用不同的傳感器：如：航空攝影機、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD像機等，獲取所需資料包括：航攝像片和掃描數(shù)據(jù)。其制圖應(yīng)用一般包括兩大方面：

（1）攝影測量制圖

在測繪領(lǐng)域中，攝影測量學(xué)已經(jīng)是一門從理論到實踐都非常成熟的學(xué)科。按照陳述彭院士主編的《遙感大辭典》給出的定義，攝影測量完全符合遙感的廣義定義，與狹義定義雖不夠貼切，但從總體上講，它具有遙感的諸多特征。在我國應(yīng)用攝影測量的原理和方法測繪地形圖有相當(dāng)長的歷史。目前，1:5000及其以下小比例尺地形圖的測繪，基本上都采用攝影測量方法施測。在城市測量方面，由于要求成圖比例尺較大，過去由于航測儀器及作業(yè)水平的局限一直徘徊于有關(guān)實驗，主要原因是，對于平面精度，只要工序控制完善尚能滿足要求，但高程精度難以滿足《城市測量規(guī)范》的要求。而近年來，計算機技術(shù)的發(fā)展給攝影測量制圖帶來了新的發(fā)展和變化，不僅在內(nèi)業(yè)測圖儀器上實現(xiàn)由測繪線劃圖到直接測繪數(shù)字地形圖的轉(zhuǎn)化，而且誕生了拋開了傳統(tǒng)的攝影測量儀器設(shè)備，以軟件實現(xiàn)地形數(shù)據(jù)采集與處理的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)，這無疑是攝影測量技術(shù)發(fā)展史上的一次革命。數(shù)字測繪成果既可以通過硬拷貝輸出獲得線劃圖件，又可以借助相關(guān)的編碼技術(shù)及格式轉(zhuǎn)換接口，直接為GIS提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

在我國測繪工作者的努力下，我國的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)水平站在了世界先進的行列，這是中國測繪人可以引以為自豪的。與國外相關(guān)產(chǎn)品相比，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的VirtuoZo NT和JX－4兩大數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，性價比更為出色，近幾年迅速占領(lǐng)國內(nèi)城市測繪的制高點，展示了極為廣闊的發(fā)展前景。目前，應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)進行城市大比例尺地形圖的測繪與更新，已經(jīng)非常普遍，很多城市測繪部門已經(jīng)形成了一定規(guī)模的生產(chǎn)能力。

實踐表明，應(yīng)用攝影測量技術(shù)進行城市大范圍大比例尺空間基礎(chǔ)信息的獲取與更新，平面精度完全可以滿足規(guī)范要求，在高程精度方面需要進行特殊的處理（如鋪面水準(zhǔn)實測）。與常規(guī)地面測量相比，其主要的優(yōu)勢在于周期短、成本低。

（2）正射影像圖制作

正射影像圖是一種既具有地物注記、圖面可量測性等常規(guī)地形圖的特性又具有豐富直觀的影像信息的一種圖件，是將航攝像片的中心投影經(jīng)過機械式的或數(shù)字式的糾正轉(zhuǎn)變?yōu)檎渫队靶问蕉傻挠跋駡D件。正射影像圖制作的優(yōu)勢在于，生產(chǎn)周期短、成本低。

正射影像圖分為“常規(guī)正射影像圖”和“數(shù)字正射影像圖”兩大類，前者是通過影像拷貝和正射投影儀糾正工藝，以紙基或膠片基承載的平面型影像圖件。后者則是應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)和工藝制作的以數(shù)字形式存在的影像圖件，可以方便地輸出成紙基或膠片基圖件。目前，由于計算機技術(shù)和影像處理技術(shù)的發(fā)展，以數(shù)字形式存在的影像圖件在生產(chǎn)技術(shù)上日趨成熟并不斷完善，已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并與方興未艾的城市 GIS 技術(shù)相得益彰，應(yīng)用廣泛。特別是數(shù)字影像圖在色彩處理方面的優(yōu)越性，使其更具應(yīng)用價值。

利用正射影像圖勾繪地物圖形進行地形圖生產(chǎn)，就是曾經(jīng)廣為應(yīng)用的像片圖測圖，這種技術(shù)現(xiàn)在仍然有其生命力，2000年實施的“數(shù)字海淀城市智能管理信息系統(tǒng)”就是利用城市航空遙感制作的1:2000正射影像圖實現(xiàn)地物信息的勾繪并建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的。從2002年開始，北京市每年都進行航空攝影，并利用航攝資料制作大比例尺數(shù)字正射影像圖，逐漸積累將會形成一個記錄北京市城市年度變化的信息豐富影像圖庫。同時，由于城市基本地形和像控點數(shù)據(jù)變化較小，形成了有效的可持續(xù)利用的DEM和像控點庫，使正射影像圖生產(chǎn)更為經(jīng)濟和快速。

在正射影像圖上疊加某些地形信息，如道路信息、房屋信息等，制作復(fù)合式正射影像地形圖，信息更為豐富，表現(xiàn)力更強，其在城市規(guī)劃與管理方面的應(yīng)用更具直觀性。

三、遙感影像資料的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)用

城市大比例尺地形圖是城市規(guī)劃設(shè)計、管理中應(yīng)用最為廣泛的一個圖種，而遙感影像圖在規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用仍然舉步維艱。1992年開展中德技術(shù)合作時，國內(nèi)第一條完整的正射影像圖生產(chǎn)線在建設(shè)部建成，建設(shè)部曾發(fā)文推廣正射影像圖在城市規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用，但收效甚微。究其原因主要是，盡管城市大比例尺正射影像圖或影像地形圖對于城市規(guī)劃設(shè)計的輔助作用要優(yōu)于線劃地形圖，但其在城市規(guī)劃設(shè)計及管理方面的應(yīng)用沒有形成易操作的技術(shù)思路和方法，沒有充分地展示其功能特點和未來發(fā)展趨勢。1996年完成的建設(shè)部科研課題《廣州市大比例尺數(shù)字正射影像圖制作及在城市規(guī)劃中的應(yīng)用》研究，應(yīng)用航空攝影資料制作2054幅1：2000數(shù)字影像圖和504幅1：5000偽彩色數(shù)字影像圖，并建成區(qū)范圍調(diào)查、綠化覆蓋率調(diào)查、水系調(diào)查、重大違章建筑的監(jiān)測等方面開展應(yīng)用研究，取得了較好的效果，這是國內(nèi)第一個大范圍大比例尺正射影像圖生產(chǎn)和應(yīng)用的實例，是一次有益的、意義深遠的成功嘗試。

最近幾年，由于計算機技術(shù)以及數(shù)字正射影像圖生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字正射影像圖在城市規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)和管理中的應(yīng)用日趨活躍，其特點正在被城市規(guī)劃行業(yè)認(rèn)同并在應(yīng)用實踐中得到進一步發(fā)掘，生產(chǎn)市場也日益擴大，城市在進行以基礎(chǔ)信息獲取與更新為目的的航攝時，一般都要求開展數(shù)字正射影像圖的制作。

在城市規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)和管理中，為了更真實、直觀地了解城市的地形地貌及環(huán)境狀況，對數(shù)字高程模型和數(shù)字景觀模型等數(shù)據(jù)的需求也日益增多，利用遙感信息進行數(shù)字高程模型和數(shù)字景觀模型的生產(chǎn)，在技術(shù)上已經(jīng)日臻完善。實踐中人們認(rèn)識到，應(yīng)用航空遙感信息進行生成數(shù)字高程模型（DEM）所需要平面坐標(biāo)（X，Y）及高程（Z）的數(shù)據(jù)集的采集，比地面測繪或其它方式更為經(jīng)濟和快速。作為模型化的城市現(xiàn)狀的表現(xiàn)形式，城市景觀模型對于總體規(guī)劃設(shè)計思想的形成以及把握城市建設(shè)和發(fā)展的方向，具有重要的作用。傳統(tǒng)的城市景觀模型是以紙板或其它材料制作的非數(shù)字式模型，要想做得逼真，費時費錢。應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)所具有的制作城市景觀數(shù)字模型的功能，在計算機上非常逼真地再現(xiàn)城市現(xiàn)狀，并可以多視角瀏覽，以輔助規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)的參與者及決策者開展相關(guān)工作，毫無疑問，其基礎(chǔ)資料來源于各類遙感信息。

除此之外，近景攝影測量和三維激光掃描技術(shù)的遙感特征也應(yīng)被正視，它們面向城市的現(xiàn)實目標(biāo)體進行信息的獲取，對城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的信息支持作用也是不可低估的，如文物保護測繪、城市標(biāo)志性建筑和街區(qū)的三維建模等。

轉(zhuǎn)貼于 四、專題遙感調(diào)查與研究

城市規(guī)劃、建設(shè)和管理是一個長期的過程，是一個包括城市方方面面的系統(tǒng)工程，與城市的歷史、人文、地理環(huán)境以及經(jīng)濟建設(shè)緊密相關(guān)，因此，通過對一些可能影響城市建設(shè)和發(fā)展的專門課題的調(diào)查與研究，獲得指導(dǎo)城市規(guī)劃與建設(shè)的決策的信息，有著巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，對于城市社會、經(jīng)濟、環(huán)境等協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

遙感圖像資料是地表光譜特征通過大氣層的傳播，被航空或航天傳感器接收記錄為光譜數(shù)據(jù)，或直接反映在感光介質(zhì)上成為像片資料。不同的地表覆蓋，不同的地物特征，反映為遙感資料的不同色度值、亮度值，它們是地表反照率的函數(shù)，為計算機自動分類和準(zhǔn)確的目視判讀提供了可能，從而提高調(diào)查工作的效率和效益。

衛(wèi)星遙感信息覆蓋的范圍大，雖然其分辨率有限，但對于宏觀定性分析，有著重要的作用與價值。從七十年代中期開始，我國就利用陸地衛(wèi)星像片開展區(qū)域地質(zhì)調(diào)查以及土地資源調(diào)查?，F(xiàn)在衛(wèi)星傳感器的種類很多，分辨率大大提高，其信息可應(yīng)用于大范圍的區(qū)域規(guī)劃，尤其城市群的規(guī)劃建設(shè)，有巨大效益，應(yīng)用遙感技術(shù)可以開展很多專題的調(diào)查研究，如：1）城市土地利用現(xiàn)狀調(diào)查；2）城市歷史變遷動態(tài)研究；3）城市水系調(diào)查；4）城市道路網(wǎng)絡(luò)調(diào)查；5）城市污染源分布調(diào)查；6）城市垃圾調(diào)查；7）城市熱島效應(yīng)調(diào)查；8）城市綠化現(xiàn)狀調(diào)查；9）城市在建工地調(diào)查；10）城市舊城改造調(diào)查；11）城市防汛設(shè)施分布調(diào)查；12）城市違章建筑現(xiàn)狀調(diào)查等等。由具有遙感信息判讀經(jīng)驗的技術(shù)人員，對包括衛(wèi)星遙感影像、彩紅外影像、多光譜掃描影像以及歷史遙感影像等資料進行人工判讀識別，結(jié)合計算機模式識別與分類等專門技術(shù)提取相應(yīng)的專題信息，然后進行實地調(diào)查核實，確定研究對象的性質(zhì)、特征以及規(guī)模等。綜合各專題的調(diào)查研究，制作專題圖件，總結(jié)和分析城市建設(shè)的成就以及存在的問題，揭示城市資源與環(huán)境的空間分布規(guī)律及其相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，提出對于城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃與管理決策等有現(xiàn)實借鑒價值的建議。

國土資源部將土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測列入新一輪國土資源大調(diào)查“一項計劃、五項工程”中，對全國66個人口50萬以上的城市進行土地利用變化監(jiān)測，其成果直接應(yīng)用于國土資源調(diào)查、耕地保護、規(guī)劃和土地執(zhí)法檢查、土地利用管理及檢查各地統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可靠性，為土地管理的依法行政提供了真實可靠的信息支持。該項目最初是利用TM遙感數(shù)據(jù)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到利用分辨率為2.5m的SPOT 5衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，使監(jiān)測信息更為準(zhǔn)確，定量分析的置信水平更高。項目從1999年開始，目前仍在進行中。北京市于2001年開展了基于衛(wèi)星遙感影像的土地利用詳細(xì)調(diào)查工作，摸清了城市土地利用現(xiàn)狀，為規(guī)劃和土地管理決策提供了可靠的依據(jù)。建設(shè)部于2002年底開展全國城市規(guī)劃監(jiān)管和國家重點風(fēng)景名勝區(qū)監(jiān)管項目，也是利用2.5m、1m、0.61m等分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)與地形、規(guī)劃數(shù)據(jù)進行比對，發(fā)現(xiàn)和監(jiān)管違法違規(guī)的建設(shè)活動，應(yīng)用效果非常顯著。

五、遙感信息的GIS應(yīng)用

GIS（地理信息系統(tǒng)，Geographic Information System）是一門新興的邊緣學(xué)科，是一個在計算機硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)支持下對空間信息進行預(yù)處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理、分析、顯示和應(yīng)用的技術(shù)體系，是一個在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的智能化系統(tǒng)。從80年代初開始的二十年間，GIS在我國由探索到實際應(yīng)用，經(jīng)歷了一個成績輝煌的發(fā)展時期，在許多方面發(fā)揮了重要的作用。

我國的GIS研究和應(yīng)用是以遙感為先導(dǎo)的，而且遙感技術(shù)和GIS技術(shù)同被列為數(shù)字時代的高新技術(shù)和核心技術(shù)。城市遙感信息是城市空間信息的一部分，也是城市GIS的研究對象。與矢量信息相比較，遙感信息的綜合、多層次、多時相、形象直觀的優(yōu)點，可使GIS的分析、顯示和決策應(yīng)用功能能夠得到更為生動的表達，其成果使多種層次的使用者如身臨其境。有學(xué)者預(yù)測，隨著城市信息化的推進，大量的城市GIS的建設(shè)與應(yīng)用，對城市空間信息的需求將越來越多，人們將面臨巨大的信息獲取與更新的壓力。從技術(shù)、經(jīng)濟等角度考慮，遙感技術(shù)將成為解決這一問題的最優(yōu)的和最有發(fā)展前景的技術(shù)之一。

六、結(jié)語

目前，“數(shù)字地球”已經(jīng)成為信息時代的戰(zhàn)略制高點，世界各國政府和有識之士正在付出巨大的關(guān)注和行動。作為對應(yīng)策略，我國的“數(shù)字中國”規(guī)劃已經(jīng)提上議事日程，而作為其重要的組成部分之一的“數(shù)字城市”的建設(shè)必將扮演舉足輕重的角色。城市遙感信息是“數(shù)字城市”的多源信息的一個重要的分支，與城市的其它信息相比，有其特點和應(yīng)用優(yōu)勢。遙感技術(shù)也是“數(shù)字城市”建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。遙感信息的獲取與處理技術(shù)隨著信息時代的到來正在高速發(fā)展，人們對遙感信息內(nèi)在規(guī)律的了解也愈加深入，因此，遙感信息在城市領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛，必將推動“數(shù)字城市”乃至“數(shù)字中國”和“數(shù)字地球”的建設(shè)，對于提高城市建設(shè)的決策、規(guī)劃和管理水平，提高城市建設(shè)的環(huán)境、經(jīng)濟、社會等的綜合效益，以及城市的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃將起到十分重要的作用。

轉(zhuǎn)貼于 [參考文獻]

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[3] 杜道生，陳軍，李征航. RS、GIS、GPS的集成與應(yīng)用. 北京：測繪出版社，1995

篇9

[關(guān)鍵詞]抽象 太空美術(shù) 肌理 表現(xiàn)

一、太空美術(shù)的起源及發(fā)展

太空美術(shù)又稱天體美術(shù)，是建立在現(xiàn)代天文科學(xué)和宇航科學(xué)的空間探測及理論研究成果的基礎(chǔ)之上、以繪畫的形式來展示宇宙天體的真實景色以及未來人類更深入認(rèn)識太空的構(gòu)想。（《科學(xué)在傳播中與藝術(shù)的互動——太空美術(shù)的形成》作者：張品 中國學(xué)術(shù)信息網(wǎng)1994-2010。）

太空美術(shù)是在天文學(xué)研究的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，雖然形成時間不長，發(fā)展歷程卻很久遠。早在1609年，伽利略就試圖通過改造的望遠鏡來觀察天體，并描繪出人類歷史上第一幅關(guān)于天體的素描寫生《月面圖》。在這之后的二百多年里，由于攝影技術(shù)尚未出現(xiàn)，天體素描畫就成為這一時期天文學(xué)家研究的記錄手段。但是這一時期的繪畫是以記錄和研究為主的復(fù)制寫實，和太空美術(shù)的概念相比，在審美情趣和表現(xiàn)意識上還略顯晦澀。

1711年，意大利美術(shù)家克雷繪制了關(guān)于太陽、月亮、水星、金星、火星、木星以及彗星的8幅油畫作品。當(dāng)然，太空美術(shù)的形成，不僅是一種美術(shù)語言的表達就足夠成形，美術(shù)家們對于太空美術(shù)的創(chuàng)作還探尋了其他的創(chuàng)作形式，如1865年，凡爾納創(chuàng)作出版了天體銅版畫《從地球到月球》。

至1893年，攝影術(shù)誕生后，作為記錄天文學(xué)研究的天體畫逐漸被攝影術(shù)所取代。然而攝影術(shù)卻成就了天文美術(shù)家們，他們開始尋求在科學(xué)與藝術(shù)審美共生的立足點。以美術(shù)的形式詮釋科學(xué)知識，也以科學(xué)的完善來充實藝術(shù)內(nèi)涵的擴展。如阿恩海姆在《藝術(shù)與視覺》中所說：“在藝術(shù)中，人的心靈運用一切有意識和無意識的能力去接收外部世界的信息，并給這些信息賦以形狀和加以解釋”（魯?shù)婪颉ぐ⒍骱Ｄ?，《藝術(shù)與視覺》，滕守堯、朱疆源譯，北京：中國社會科學(xué)出版社。1984。638頁。）。

天體畫的逐漸退役，反而促使了太空美術(shù)向藝術(shù)性的方向發(fā)展起來。太空美術(shù)家開始尋求科學(xué)與藝術(shù)的契合點，在尊重事實的基礎(chǔ)上，融入自我對客觀的理解，以及選擇不能的創(chuàng)作手法來表達他們的作品而非記錄。比如，法國畫家特魯夫洛的15幅天文作品首次成為科學(xué)美術(shù)作品和教材，并且在1895年發(fā)表的《大眾天文學(xué)》中刊登廣告來宣傳這部畫集。德國畫家克蘭茲也創(chuàng)作了一些天文美術(shù)作品，發(fā)表于《宇宙和人類》。天文美術(shù)家和天文科學(xué)普及工作者呂都，在二十世紀(jì)初期拍攝和繪制了多幅作品分別發(fā)表于英國和法國的書刊上，用來普及天文知識。這些著作由法國著名的拉魯斯出版社以巨開本的形式出版。其中包括《天》、《在別的世界》、《天文學(xué)——天體和宇宙》（《太空美術(shù)與科學(xué)普及》，作者：李元《科普研究》第2期2006年6月，44頁。）。

美國著名太空美術(shù)大師邦艾斯泰也深受呂都影響，創(chuàng)作了大量的太空美術(shù)作品。他于1944年《生活》畫報上發(fā)表的名為“土星世界”的組畫，排除了圖解說明的性質(zhì)，而轉(zhuǎn)換成為真正藝術(shù)的形式，也成為太空美術(shù)成為專門的繪畫領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。1946年，他又創(chuàng)作了《月球旅行》組畫，以及與火箭專家馮·布勞恩等合作的《征服太空》、《征服月球》、《火星探測》等系列圖書畫冊。

進入二十世紀(jì)五十年代之后，隨著航天技術(shù)的提高，人們對宇宙的認(rèn)識加深，太空美術(shù)進入了大發(fā)展時期。1957年10月第一顆人造衛(wèi)星由前蘇聯(lián)發(fā)射成功。1964年，前蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫第一個離開飛船走進太空，特別的經(jīng)歷，使他成為了一名出色的太空美術(shù)家。他與另一位太空畫家科洛夫于1984年，合作出版了著名的《人和宇宙》大型畫集，收錄了近百幅太空畫作。

同時期在太空美術(shù)中做出卓越貢獻的還有很多。如英國的哈代出版的太空畫集《星球世界的挑戰(zhàn)》。日本被譽為“東方之星”、“日本的邦艾斯泰”的巖崎一彰，與美國科普作家阿西摩夫合著了《宇宙美景》畫集。此外，還有美國的米勒、麥考爾等天文美術(shù)家，分別在結(jié)合科研的畫冊出版、油畫、壁畫等多種繪畫形式找到了太空美術(shù)的語言和表達，也為太空美術(shù)的發(fā)展再增成果。

二、中國太空美術(shù)創(chuàng)作發(fā)展

建國以來，我國的航天事業(yè)發(fā)展迅速。太空美術(shù)也逐漸被重視起來。李元作為天文學(xué)家、天文科普專家和北京天文館的創(chuàng)始人，將大量的國外太空美術(shù)作品收集研究，展示給國人。也培養(yǎng)了中國第一批太空美術(shù)家，其中就有我國本土著名的太空美術(shù)畫家喻京川。1954年，李元與卞德培合編了一套大型科普活頁圖冊《天文學(xué)圖集》，圖集中收集了大量的天文圖片資料，成為迄今為止收錄最全面的天文科普圖冊。李元又于1984年，在世界著名太空美術(shù)評論家、美國宇航博物館前館長杜蘭特等人的協(xié)助下，組織了頗受關(guān)注的“宇宙畫展”和“宇宙在召喚”太空美術(shù)展覽。這次展出奠定了太空美術(shù)在中國發(fā)展的基礎(chǔ)。

被稱為天文奇才的閔乃世，將天文教育形象化，較早的編撰繪畫了大量的天文科普讀物，并將天體繪畫融入了設(shè)計裝置藝術(shù)的元素——擅長以獨特的設(shè)計手工和繪畫直觀的展示天文知識。

深受李元對太空美術(shù)的的熱情影響，喻京川較早的成為太空美術(shù)的探索者。1997年，在北京舉行的“97’北京國際科幻大會”中的“科幻美術(shù)作品展”中，喻京川以他的《鷹巢探幽》等30幅作品與世界太空美術(shù)家列昂諾夫等人同時展出。

此外，天文攝影家周熠君將天文觀測與攝影技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)作了大量充滿夢幻色彩的天文攝影作品。他也以不同形式繪制了大量的數(shù)碼和素描太空美術(shù)作品。美術(shù)家吳同椿為中國畫創(chuàng)作與太空美術(shù)構(gòu)建了一座橋梁。他的作品立意于太空，深受藝術(shù)界與天文界的認(rèn)可，先后被各地天文館邀請出展。

2008年，美術(shù)教育家張鵬教授將科學(xué)與藝術(shù)的思想聯(lián)系起來，提出了《油彩藝術(shù)的觀宇架構(gòu)》的科研課題，并創(chuàng)作百余幅油畫創(chuàng)作，先后舉辦了三次課題階段性成果展，其中包括廣廷渤的油畫《天眼》、張鵬的油畫《冰河世紀(jì)》、巫曉疆的油畫《絢麗的中子星》等作品，從不同視角，不同油畫技法和手段表現(xiàn)了畫家個人對天文天象的理解和詮釋。同時，創(chuàng)作團隊發(fā)表了多篇的學(xué)術(shù)論文，包括劉曉紅的《新的沖擊》、張君的《乾坤萬里眼，時序百年心》等。（《仰望星空》主編：張鵬，趙慧平，劉鳳山，沈陽出版社 2009，12）此次課題的展開，也揭開了中國太空美術(shù)的新方向，一方面，它以課題的形式，集中了一批畫家和美術(shù)愛好者參與到自然天文與藝術(shù)的結(jié)合的研究探索中；另一方面，它也發(fā)展了中國太空美術(shù)的藝術(shù)形式，由之前較為單一具象的表現(xiàn)形式發(fā)展到以油彩為基礎(chǔ)，畫家主觀想象和主觀表達深入其中的多角度、多風(fēng)格的表現(xiàn)。至此，太空美術(shù)創(chuàng)作在我國，出現(xiàn)了抽象的油畫表現(xiàn)形式。

三、國內(nèi)抽象天體油畫的創(chuàng)作特點

太空美術(shù)，是以科學(xué)的形式升華到藝術(shù)的層面的一種創(chuàng)作，它既需要創(chuàng)作者尊重科學(xué)事實，了解掌握已有的科學(xué)知識現(xiàn)狀，又需要創(chuàng)作者發(fā)揮自主的想象力和分辨力，去完善科學(xué)成果和探索路程并發(fā)現(xiàn)未來的發(fā)展方向。它既要與科學(xué)同行，又要走在科學(xué)以先，又可以是一種時空倒置錯位。

所謂抽象， 朱光潛《形象思維在文藝中的作用和思想性》：“抽象就是‘提煉’，也就是同志在《實踐論》里所說的‘將豐富的感覺材料加以去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的改造制作工夫?！保ā缎蜗笏季S在文藝中的作用和思想性》，朱光潛，《中國社會科學(xué)》1980，第二期）可見，抽象就是指從許多的事物當(dāng)中，舍棄他們非本質(zhì)的個別屬性，抽取出其本質(zhì)共性的東西，從而形成一個概念或者一個象征性的符號。是一個由從共同本質(zhì)出發(fā)來加工提煉的結(jié)果。進而，我們說抽象繪畫，也就是在與具象畫相比之下，更為簡明的對與事物的加工提煉與概括的繪畫。太空美術(shù)家喻京川把太空美術(shù)分為三類：一是建立在科學(xué)研究，且完全遵守科學(xué)事實基礎(chǔ)之上的太空科學(xué)美術(shù)；二是以科學(xué)幻想為主，具有預(yù)測和前瞻性的太空科幻美術(shù)；三是以純幻想為主，表現(xiàn)抽象的太空世界以及人的內(nèi)心世界、潛意識的太空意向美術(shù)。

國內(nèi)太空美術(shù)中的油畫創(chuàng)作有相當(dāng)一部分抽象形式的作品。與國外不同，國內(nèi)的創(chuàng)作，常以現(xiàn)代天文成果為基礎(chǔ)，結(jié)合畫家對于成果之外的設(shè)想，創(chuàng)作結(jié)合畫家的內(nèi)心情感。與國外相比，以英國的著名太空美術(shù)家哈代的作品來說，他喜歡把歷史故事或者是太空幻想加入創(chuàng)作中，注重結(jié)合上的分布與形式感，作品的敘事性和故事性較強。東方人保守傳統(tǒng)更注重傳統(tǒng)的傳承，喜歡遵循事物的本質(zhì)，使事物看起來合情合理，畫面也總體現(xiàn)著儒家思想的中庸之道的基調(diào)，較比西方人選材的大膽直接、切入主題的特點，顯得婉轉(zhuǎn)而隱晦。正因為如此，早期的中國的太空美術(shù)家選擇了中國傳統(tǒng)的中國畫表現(xiàn)形式。國畫獨有的渲染特點在表現(xiàn)宇宙的空寂非常適合，也表現(xiàn)出了中國繪畫質(zhì)樸純真的一面。但是繪畫材料的選擇上，水墨輕薄的特質(zhì)也有其在厚重質(zhì)感上表現(xiàn)的局限性。這也促使中國太空美術(shù)向更多表現(xiàn)手法的探索中前進。

油彩的表現(xiàn)形式，一方面因其自身色彩的飽和度高，提高了畫面的光鮮度；另一方面也更容易于厚度和空間表達。國內(nèi)太空美術(shù)的抽象油畫創(chuàng)作大多尋求一種肌理厚度來表達人們對未知事物的猜測，更尋求在光源色彩之上有一種厚重感來表達對宇宙奧秘的理解。如《冰河世紀(jì)》，畫家在創(chuàng)作中較多的選擇了肌理質(zhì)感來處理他的畫作品，使畫面顯得厚重并且視覺沖擊力更強。肌理油畫的技法并不是簡單的油彩顏料堆積，它需要在色彩創(chuàng)作以前有明確的構(gòu)思和起草，強調(diào)以扎實的基本功作為基礎(chǔ)，注重寫生素材和思想的積累。這種技法注重于底子的制作，與使人想起美國畫家費欣的油畫創(chuàng)作。但費欣的油畫受到俄羅斯傳統(tǒng)油畫影響，選用厚實快干的底料做底子，適合于快速層層堆厚的表現(xiàn)?！侗邮兰o(jì)》的肌理干濕結(jié)合，稀釋的部分卻任由顏料流淌在畫面上，一部分自然，一部分人為，將二者充分結(jié)合自然的表達出效果。同時運用色彩對比和明暗對比，詮釋出宇宙間物質(zhì)色彩及明暗較大的差異和純粹的真實。

國內(nèi)太空美術(shù)的抽象油畫創(chuàng)作，在色彩和塑造上也加強了主觀色彩，意在帶人們回歸到原始樸素的浪漫情節(jié)中。追溯其思潮，使人不難聯(lián)想到德國當(dāng)代畫家安塞爾姆·基弗的創(chuàng)作。作為德國表現(xiàn)主義的先驅(qū)，基弗的創(chuàng)作中滲透著對歷史及文化的反省和思考，深受二戰(zhàn)影響，他努力正視納粹時期的恐怖及德國的歷史、文化與神話，希望為德國理想主義療傷，助其復(fù)興。安塞爾姆·基弗在繪畫上有很大的抱負(fù)，他渴望用繪畫來重新界定整個德國歷史與文化的發(fā)展，以這一點與人類其他某種更高尚的才能和天性相結(jié)合，引發(fā)人們思考。與畫面看似相似的國內(nèi)太空美術(shù)作品《宇宙幻想》相比，畫面除了巨大和復(fù)雜的肌理使作品充滿了力量、給人以震撼的視覺沖擊力外，基弗的畫面滲透出晦暗的色彩，迸發(fā)出一股強烈的歷史重量感，給人以威脅和壓迫之感，它讓我們似乎看到了許多存在于人類靈魂深處的邪惡。雖然兩幅作品同樣引人思考，基弗而在創(chuàng)作的時候感受到了生命的流逝，而《宇宙幻想》引領(lǐng)我們回歸原始的思考，與追尋最質(zhì)樸特質(zhì)的人生價值的反思，帶我們回到了生命之初，在創(chuàng)作思想和立足點上不同于前者。

我國的油畫創(chuàng)作在改革開放的三十年中如雨后春筍，百花齊放，從不同角度去探索中國油畫的成長方向。比如中國美術(shù)學(xué)院的許江教授致力于當(dāng)代油畫創(chuàng)作，依托中國社會發(fā)展的契機，融匯了東西方文化思想。他不但吸收西方的經(jīng)驗，而且對來自西方的影響作清醒的文化審視并采取策略性的響應(yīng)。所以他的作品既不同于馬遠、夏圭的寄情于物，也不同于莫奈、塞尚的視覺印象。但是許江的作品依然追求一種歷史文化上的傳承。與許江不同，國內(nèi)太空美術(shù)的抽象油畫創(chuàng)作大多落實在了科學(xué)知識上，以科學(xué)的眼光尋求它們的審美趣味。作品融入豐富的天文科學(xué)知識，有著豐富的天文材料和理論為依據(jù)，在創(chuàng)作手法上結(jié)合中國老子的《道德經(jīng)》提到的“大象無形”的理論，與荷蘭畫家蒙德里安所強調(diào)的“減去次要、偶發(fā)因素，追求一種圖像的本質(zhì)”，并融入了瓦西里·康定斯基在1912年的作品《帶黑色的弓形， 154號》中所帶有的猛烈沖突的動勢和緊張的氣憤，給人以生動鮮活的想象，甚至能感受到空間的運動。在中國當(dāng)代油畫創(chuàng)作的大背景下，這無疑推動了新一代在知識信息全球化和文化傳播等方面的發(fā)展。

四、國內(nèi)抽象太空美術(shù)創(chuàng)作的貢獻與展望

太空美術(shù)發(fā)展到今天，在大的自然界背景下，它是狀物的一種；在繪畫史的背景下，它與中世紀(jì)宗教畫相比又是一個叫冷門卻被隨時關(guān)注的題材，同時人類從17世紀(jì)到如今對太空的不斷認(rèn)知，也催促著藝術(shù)家記錄一份這樣不斷發(fā)展不斷前進的太空科學(xué)發(fā)展史。

抽象太空美術(shù)創(chuàng)作以不同的角度，去觀察并解讀太空天體的美感，是在認(rèn)知的基礎(chǔ)上進行的藝術(shù)加工，并結(jié)合不同的創(chuàng)作技法在抽象天體的質(zhì)感方面進行了描述。是一種思想認(rèn)知與科學(xué)觀念的綜合之上，與油彩等綜合材料表現(xiàn)手段的雙重多層次的結(jié)合。它要求作者將物象融匯于心，選擇最適合的手段方法來表現(xiàn)作者究其本質(zhì)的理解；它又是客觀宇宙的縮影，不會離開宇宙真理的本質(zhì)，需要我們在探索科學(xué)的同時積極的去認(rèn)識、去思考；它還代表了我國當(dāng)代藝術(shù)的一部分發(fā)展，是一個新課題，一個新方向，更是一個新的審美立足點。

抽象油彩的加入，是我國太空美術(shù)首次的創(chuàng)作嘗試，它將促進我國的太空美術(shù)家，描繪太空景致表現(xiàn)形式的發(fā)展和思路的擴展。同時，隨著油彩藝術(shù)的發(fā)展，界定于綜合材料與油畫的邊界也越來越模糊，抽象太空美術(shù)的表現(xiàn)手段也將在方向和技法等方面，進行更深層次的探索和發(fā)展。

參考文獻

[1]《科學(xué)在傳播中與藝術(shù)的互動——太空美術(shù)的形成》作者：張品 中國學(xué)術(shù)信息網(wǎng)1994-2010。

[2]魯?shù)婪颉ぐ⒍骱Ｄ?，《藝術(shù)與視覺》，滕守堯、朱疆源譯，北京：中國社會科學(xué)出版社。1984年。638頁。

[3]《太空美術(shù)與科學(xué)普及》，作者：李元 《科普研究》第2期2006年6月，44頁。

[4] 《仰望星空》主編：張鵬，趙慧平，劉鳳山 沈陽出版社 2009，12

[5]《形象思維在文藝中的作用和思想性》，朱光潛，《中國社會科學(xué)》1980，第二期

篇10

關(guān)鍵詞先進陶瓷，結(jié)構(gòu)陶瓷，研究進展

1前言

20世紀(jì)60年代以來，新技術(shù)革命的浪潮席卷全球，計算機、微電子、通信、激光、新能源、航天、海洋和生物工程等新興技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，對材料提出了很高的要求，能夠滿足這些要求的先進陶瓷材料應(yīng)運而生，并在這些技術(shù)革命中發(fā)揮著重要的作用[1～4]，同時也極大地促進了陶瓷科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用，使陶瓷材料又一次煥發(fā)出了青春, 在尖端科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用, 如航天、航空、汽車、體育、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域[4，5]。

先進陶瓷是有別于傳統(tǒng)陶瓷而言的，不同國家和不同專業(yè)領(lǐng)域?qū)ο冗M陶瓷有不同叫法。先進陶瓷也稱高技術(shù)陶瓷、精細(xì)陶瓷、新型陶瓷、近代陶瓷、高性能陶瓷、特種陶瓷、工程陶瓷等[1]。先進陶瓷是在傳統(tǒng)陶瓷的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但遠遠超出了傳統(tǒng)陶瓷的范疇，是陶瓷發(fā)展史上一次革命性的變化。通常認(rèn)為，先進陶瓷是指采用高度精選的原料，具有能精確控制的化學(xué)組成，按照便于進行的結(jié)構(gòu)設(shè)計及便于控制的制備方法進行制造、加工的，具有優(yōu)異特性的陶瓷。

先進陶瓷按用途可分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類。結(jié)構(gòu)陶瓷是指用于各種結(jié)構(gòu)部件，以發(fā)揮其機械、熱、化學(xué)相生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可利用電、磁、聲、光、熱、彈等性質(zhì)或其耦合效應(yīng)以實現(xiàn)某種使用功能的先進陶瓷。先進結(jié)構(gòu)陶瓷材料由于具有一系列優(yōu)異的性能，在節(jié)約能源、節(jié)約貴重金屬資源、促進環(huán)保、提高生產(chǎn)效率、延長機器設(shè)備壽命、保證高新技術(shù)和尖端技術(shù)的實現(xiàn)方面都發(fā)揮了積極的作用。本文著重介紹近年來結(jié)構(gòu)陶瓷的研究進展及發(fā)展趨勢。

2先進結(jié)構(gòu)陶瓷及其應(yīng)用

先進結(jié)構(gòu)陶瓷若按使用領(lǐng)域進行分類可分為：（1）機械陶瓷；（2）熱機陶瓷；（3）生物陶瓷；（4）核陶瓷及其它。若按化學(xué)成分分類可分為：（1）氧化物陶瓷(Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、TiO2、ThO2、UO2)；（2）氮化物陶瓷(Si3N4、賽龍?zhí)沾?、AlN、BN、TiN)；（3）碳化物陶瓷(SiC、B4C、ZrC、TiC、WC、TaC、NbC、Cr3C2)；（4）硼化物陶瓷(ZrB、TiB2、HfB2、LaB2等)；（5）其它結(jié)構(gòu)陶瓷(莫來石陶瓷、MoSi陶瓷、硫化物陶瓷以及復(fù)合陶瓷等)[1]。

由于先進結(jié)構(gòu)陶瓷具有耐高溫、高強度、高硬度、高耐磨、耐腐蝕和抗氧化等一系列優(yōu)異性能[4]，可以承受金屬材料和高分子材料難以勝任的嚴(yán)酷工作環(huán)境，已成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實現(xiàn)的關(guān)鍵，在能源、航空航天、機械、交通、冶金、化工、電子和生物醫(yī)學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

2.1 耐高溫、高強度、耐磨損陶瓷

2.1.1 氮化物陶瓷[6～8]

氮化物陶瓷是近20多年來迅速發(fā)展起來的新型工程結(jié)構(gòu)陶瓷。氮化硅陶瓷和一般硅酸鹽陶瓷不同之處在于其中氮和硅的結(jié)合屬于共價鍵性質(zhì)的鍵合，因而有結(jié)合力強、絕緣性好的特點。

氮化硅的燒結(jié)與一般陶瓷的燒結(jié)工藝不同，采用的是反應(yīng)燒結(jié)法，此法制造的氮化硅陶瓷，不能達到很高的致密度，一般只能達到理論密度的79％左右，不能制造厚壁部件。提高氮化硅陶瓷致密度的有效方法之一就是在高溫下進行加壓燒結(jié)，由此可得到熱壓氮化硅陶瓷，其室溫抗彎強度一般都在800～1000MPa。如果在其中添加少量氧化釔和氧化鋁的熱壓氮化硅，室溫抗彎強度可達到1500MPa，在陶瓷材料中名列前茅，硬度很高，是世界上最堅硬的物質(zhì)之一；極耐高溫，強度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降，受熱后不會熔成融體，一直到1900℃才會分解；有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機酸(氫氟酸除外)和30％以下的燒堿溶液，也能耐很多有機酸的腐蝕，同時又是一種高性能電絕緣材料。由于其熱膨脹系數(shù)小，抗溫度急變能力很強，因此氮化硅陶瓷具有優(yōu)良的力學(xué)性能，在工程技術(shù)的應(yīng)用上已占有重要地位。

氮化硅陶瓷制品的種類很多，應(yīng)用也日益廣泛，例如可做燃?xì)廨啓C的燃燒室、晶體管的模具、液體或氣體輸送泵中的機械密封環(huán)、輸送鋁液的電磁泵的管道和閥門、鑄鋁用永久性模具、鋼水分離環(huán)等。利用氮化硅摩擦系數(shù)小的特點用作軸承材料，特別適合作為高溫軸承使用，其工作溫度可達1200℃，比普通合金軸承的工作溫度提高2.5倍，而工作速度是普通軸承的10倍；使用陶瓷軸承還可以免除系統(tǒng)，大大減少對鉻、鎳、錳等原料的依賴。氮化硅作為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷最引人注目的就是在發(fā)動機制造上獲得了突破性進展。美國用熱壓氮化硅制成的發(fā)動機轉(zhuǎn)子成功地在5000轉(zhuǎn)／min的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)很長時間。

2.1.2 碳化硅陶瓷[9，10]

工業(yè)化生產(chǎn)碳化硅的方法是將石英、碳素（煤焦）、木屑和食鹽混合，在電爐中加熱到2200～2500℃下制成。碳化硅陶瓷和許多陶瓷的不同之處，在于它在室溫下既能導(dǎo)電，又耐高溫，是一種很好的發(fā)熱元件。用碳化硅制成的電熱棒叫硅碳棒，在空氣中能經(jīng)受1450℃的高溫；質(zhì)量好的重結(jié)晶法制成的硅碳棒甚至可耐1600℃的高溫，遠高于金屬電熱元件(除了鉑、銠等貴金屬外)，這是因為它在高溫空氣中會氧化生成一層致密的氧化硅薄膜，起到隔離空氣的作用，大大減慢了內(nèi)層碳化硅的進一步氧化，從而使它能在高溫下工作。用熱壓工藝可以制得接近理論密度值的高致密碳化硅陶瓷，它的抗彎強度即使在1400℃左右的高溫下仍可達到500～600MPa，而其它陶瓷材料在1200℃以后，強度都會急劇下降。因此，碳化硅是在高溫空氣中強度最高的材料。

高溫燃?xì)鉁u輪發(fā)動機要提高效率，就必須提高工作溫度，而解決問題的關(guān)鍵是找到能承受高溫的結(jié)構(gòu)材料，特別是發(fā)動機內(nèi)部的葉片材料。碳化硅陶瓷在高溫下有足夠的強度，且有良好的抗氧化能力和抗熱震性，這些優(yōu)良品質(zhì)都使它極其適合作為高溫結(jié)構(gòu)材料使用。用于在1200～1400℃下工作的高溫燃?xì)鉁u輪發(fā)動機葉片的材料，許多科學(xué)家認(rèn)為它和氮化硅陶瓷是最有希望的候選材料。

碳化硅陶瓷的熱傳導(dǎo)能力僅次于氧化鈹陶瓷。利用這一特性，可作為優(yōu)良的熱交換器材料。太陽能發(fā)電設(shè)備中被陽光聚焦加熱的熱交換器，其工作溫度高達1000～1100℃，具有高熱傳導(dǎo)性的碳化硅陶瓷很適合做這種熱交換器的材料，從試驗情況來看，碳化硅陶瓷熱交換器的工作狀態(tài)良好。此外，在原子能反應(yīng)堆中碳化硅陶瓷可用作核燃料的包封材料，還可作為火箭尾噴管的噴嘴及飛機駕駛員的防彈用品。

此外，為了提高切削刀具的切削性能，20世紀(jì)以來，刀具材料經(jīng)過了高速鋼和硬質(zhì)合金兩次發(fā)展過程，目前正在進入陶瓷刀具大發(fā)展的階段。新型陶瓷以其耐高溫、耐磨削的特點，已在20世紀(jì)初引起了高速切削工具行業(yè)的注意。陶瓷刀具不僅紅硬性高，而且具有高硬度、高耐磨性，因此便成為制造切削刀具的理想材料。目前，制造陶瓷切削刀具的材料主要有氧化鋁、氧化鋁-碳化鈦、氧化鋁-氮化鈦-碳化鈦-碳化鎢、氧化鋁-碳化鎢-鉻、氮化硼和氮化硅等[11]。以這類材料制作的刀具沒有冷卻液也可以工作，比起硬質(zhì)合金來具有切削速度高、壽命長等優(yōu)點。目前，歐美各國都已廣泛使用陶瓷材料做鉆頭、絲錐和滾刀；原蘇聯(lián)確定了7000多個品種的合金刀具，用噴涂表面陶瓷涂層的辦法來提高車刀的工作速度和使用壽命。

陶瓷除作切削刀具外，利用其耐磨、耐腐蝕的特性還可用作各種機械上的耐磨部件。如用特種陶瓷制作農(nóng)用水泵、砂漿泵、帶腐蝕性液體的化工泵及有粉塵的風(fēng)機中的耐磨、耐腐蝕件或密封圈等都已取得良好的實用效果。此外，高純氧化鋁(剛玉)可制作金屬拉絲模，尤其在高溫下的熱拉絲更顯示出陶瓷的優(yōu)越性；工業(yè)陶瓷中納球磨筒和磨球，金屬表面除銹用的噴砂嘴，噴灑農(nóng)藥用的噴頭等?？傊彩切枰湍?、耐腐蝕的場合，幾乎都會看到特種陶瓷的存在。

2.2 耐高溫、高強度、高韌性陶瓷

新型陶瓷具有高強度、高硬度、耐高溫、耐磨損、抗腐蝕等性能，因此在冶金、宇航、能源、機械等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。由于陶瓷的韌性差，因此也限制了它的使用范圍。1975年澳大利亞的伽里耶(Garie)首次成功地利用添加氧化鋯來大大提高陶瓷材料的強度和韌性，自那時起世界各國利用氧化鋯增韌這一辦法，開發(fā)出多種具有高強度和高韌性的陶瓷材料，掀起了尋求打不碎陶瓷的熱潮。

氧化鋯能夠增加陶瓷材料韌性和提高強度的原因，至今雖沒有完全搞清楚，但研究結(jié)果已經(jīng)表明，它和均勻彌散在陶瓷基體中的氧化鋯晶粒的相變有關(guān)。一種增韌理論認(rèn)為相變膨脹導(dǎo)致的微裂紋可以阻止造成脆斷的裂紋擴展；另一種理論認(rèn)為應(yīng)力誘導(dǎo)相變，而相變可吸收應(yīng)力的能量，從而起到增韌的作用[12～14]。總之，在某些陶瓷材料中引入一定量亞穩(wěn)氧化鋯微粒，并使其均勻分布都可大大提高陶瓷材料的強度和韌性。

氧化鋯增韌陶瓷已在工程結(jié)構(gòu)陶瓷研究中取得重大進展，經(jīng)過增韌的陶瓷品種日益增多。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可穩(wěn)定氧化鋯的添加物有氧化鎂、氧化鈣、氧化鑭、氧化鈰、氧化釔等單一氧化物或它的復(fù)合氧化物。被增韌的基質(zhì)材料，除了穩(wěn)定的氧化鋯外，常見的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來石等氧化物陶瓷，還有氮化硅和碳化硅等非氧化物陶瓷。日本在氧化鋁基質(zhì)（強度為400MPa、斷裂韌性為5.2 J/m2）材料中，添加16%體積百分?jǐn)?shù)的氧化鋯進行增韌處理，制得材料的強度高達1200MPa，提高了3倍，斷裂韌性達到15.0J/m2，幾乎也提高了3倍，基本達到了低韌性金屬材料的程度[12]。最近的研究表明，強度和韌性是相互制約的。盡管如此，許多陶瓷材料通過氧化鋯增韌，大大拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，增強了取代某些金屬材料的能力，出現(xiàn)了喜人的應(yīng)用前景。利用氧化鋯增韌陶瓷可替代金屬制造模具、拉絲模、泵機的葉輪、特種陶瓷工業(yè)用的磨球、軸承，替代手表中的單晶紅寶石。日本用增韌氧化鋯做成剪刀，既不會生銹，又不導(dǎo)電，可以放心地剪斷帶電的電線。氧化鋯增韌陶瓷還可用于制造汽車零件，如凸輪、推桿、連動桿、銷子等。

2.3 耐高溫、耐腐蝕的透明陶瓷[4，15]

現(xiàn)代電光源對構(gòu)成材料的耐高溫、耐腐蝕性及透光性有很高的要求，而同時滿足這些性能的材料直到20世紀(jì)50年代后期才開始得到發(fā)展。1957年，美國通用電器公司的科布爾等人在平均尺寸只有0.3μm的高純超細(xì)氧化鋁原料中，添加氧化鎂，混勻后壓成小圓片，放在通氫氣的高溫電爐中燒制，意外地發(fā)現(xiàn)它像玻璃一樣透明。科布爾還發(fā)現(xiàn)，把透明的陶瓷片放在顯微鏡下觀察，幾乎看不到微氣孔。經(jīng)過多次實驗觀察和研究分析發(fā)現(xiàn)，陶瓷的透光能力和內(nèi)部氣孔大小有很大關(guān)系，當(dāng)微氣孔的大小在1μm左右時，厚度為0.5mm的陶瓷試樣只要含有千分之三的氣孔就能使光線的透過率減少90％。一般氧化鋁陶瓷中所含的氣孔都超過這個數(shù)字。因此，構(gòu)成氧化鋁陶瓷的剛玉小晶體本身能夠透過光線，而陶瓷還是不透明。使陶瓷透明的關(guān)鍵，是坯體中只能有一種晶型的晶體，而且對稱性愈高愈好，否則會發(fā)生雙折射，此外氣孔要愈少愈好，有人做過試驗，當(dāng)氣孔小到埃的數(shù)量級時，光會沿著微氣孔發(fā)生繞射現(xiàn)象，這有助于透明度的提高。

氧化鋁陶瓷是高壓鈉燈極為理想的燈管材料，它在高溫下與鈉蒸氣不發(fā)生作用，又能把95 %以上的可見光傳送出來。這種燈是目前世界上發(fā)光效率最高的燈。在相同功率下，一只高壓鈉燈要比2只水銀燈或10只普通白熾燈發(fā)出的光還要亮，壽命比普通白熾燈高20倍，可使用2萬小時以上，是目前壽命最長的燈。人眼對高壓鈉燈的黃色譜線十分敏感，而且黃光能穿過濃霧，特別適合街道、廣場、港口、機場、車站等大面積的照明，效果極好。目前，許多國家正在推廣使用，其發(fā)展速度之快，超過了以往任何一種電光源。由此不難看出，新型透明氧化鋁陶瓷的出現(xiàn)，引起了電光源發(fā)展過程中的一次重大飛躍，帶來了巨大的社會經(jīng)濟效益。

除半透明氧化鋁陶瓷外，研究得較多的還有氧化鎂、氧化鈣、氧化鈹、氧化鋯、氧化釔、氧化釷、氧化鑭等。透明氟化鎂、氰化鈣、硫化鋅、硒化鋅、硒化鎘等也有報道。用氧化鋁和氧化鎂混合在1800℃高溫下制成的全透明鎂鋁尖晶石陶瓷，外觀極似玻璃，但其硬度、強度和化學(xué)穩(wěn)定性都大大超過玻璃，可以用它作為飛機擋風(fēng)材料，也可作為高級轎車的防彈窗、坦克的觀察窗、炸彈瞄準(zhǔn)具，以及飛機、導(dǎo)彈的雷達天線罩等。

2.4 纖維、晶須補強陶瓷復(fù)合材料[12，16～18]

近年來，以陶瓷為基體、纖維或晶須補強的復(fù)合材料由于其韌性得到提高而受到重視。碳化硅晶須增韌的氧化鋁陶瓷刀具在20世紀(jì)80年代初開始研究，1986年已作為商品推向市場。碳化硅晶須的加入大大提高了氧化鋁陶瓷的斷裂韌性，改善了切削性能。用碳纖維和鋰鋁硅酸鹽陶瓷復(fù)合，材料的強度已接近或超過1000MPa，其斷裂功高達3000J/m2，即達到了鑄鐵的水平。用鉭絲補強氮化硅的室溫抗機械沖擊強度增加到30倍；用直徑為25μm的鎢絲沉積碳化硅補強氮化硅，這種纖維補強陶瓷的斷裂功比氮化硅提高了幾百倍，強度增加60％；用莫來石晶須來補強氮化硼，其抗機械沖擊強度提高10倍以上?？梢哉J(rèn)為，繼20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的相變增韌熱后，晶須、纖維增強、均韌復(fù)合陶瓷已成為結(jié)構(gòu)陶瓷發(fā)展的主流。高性能(強度、韌性)、高穩(wěn)定性、高重復(fù)性的晶須、纖維復(fù)合陶瓷材料的獲得，除要求晶須、纖維與基體間化學(xué)、物理相容性較好以外，從復(fù)合工藝上，還必須保證晶須纖維在基體中能均勻地分散，才能獲得預(yù)期的效果。最近，利用“織構(gòu)技術(shù)”，在某些陶瓷坯體中生長出纖維狀態(tài)針狀第二相物質(zhì)如莫來石晶體進行“自身內(nèi)部”復(fù)合，這種復(fù)合增韌是一項簡便易行的陶瓷補強新技術(shù)。目前高性能陶瓷復(fù)合材料，還處在深化研究階段，關(guān)鍵在于改進工藝和降低成本，提高其實際應(yīng)用的競爭力。

2.5 生物陶瓷[4，5，19]

生物陶瓷材料是先進陶瓷的一個重要分支，它是指用于生物醫(yī)學(xué)及生物化學(xué)工程的各種陶瓷材料。它的總產(chǎn)值約占整個特種陶瓷產(chǎn)值的5％。生物陶瓷目前主要用于人體硬組織的修復(fù)，使其功能得以恢復(fù)。全世界1975年才開始生物陶瓷的臨床應(yīng)用研究。但是，最近10多年間，各國在這方面的基礎(chǔ)應(yīng)用研究很活躍。

目前生物植入材料在人體硬組織修復(fù)中應(yīng)用的有：金屬及合金、有機高分子材料、無機非金屬材料和復(fù)合材料。材料被埋在體內(nèi)，在體內(nèi)的嚴(yán)酷條件下，由于氧化、水解會造成材料變質(zhì)；長期持續(xù)應(yīng)力作用會造成疲勞或者破裂、表面磨損、腐蝕、溶解等，這些都可引起組織反應(yīng)，腐蝕產(chǎn)物不僅在種植體附近聚集，還會溶入血液和尿中，引起全身反應(yīng)。因此，對生物植入材料的要求是嚴(yán)格的、慎重的。陶瓷材料作為生物植入材料和其他材料相比，它和骨組織的化學(xué)組成比較接近，生物相容性好，在體內(nèi)的化學(xué)穩(wěn)定性、生物力學(xué)相容性和組織親和性等也較好，因此，生物陶瓷越來越受到重視。目前國內(nèi)一些高等院校已對羥基磷灰石及氧化鋁陶瓷等進行了研究，并已開始臨床應(yīng)用。

隨著人類社會物質(zhì)文明的發(fā)展，人們對提高醫(yī)療保健水平和健康長壽的要求必然成為廣泛的社會需要。可以相信，生物陶瓷材料今后必將會有重大發(fā)展。

3結(jié)構(gòu)陶瓷的發(fā)展趨勢

當(dāng)今世界，材料，特別是高性能新材料由于以下原因而得到迅速發(fā)展：（1）國際軍事工業(yè)激烈競爭，航空航天技術(shù)的發(fā)展需要；（2）新技術(shù)的需要促進了新材料的發(fā)展；（3）地球上金屬資源與化石能源越用越少，石油、天燃?xì)獾仍诒臼兰o(jì)末將用盡，開發(fā)與節(jié)約能源成為當(dāng)務(wù)之急；（4）科學(xué)技術(shù)的進步為新材料的發(fā)展提供了條件[14]。目前使用的金屬合金，在無冷卻條件下，最高工作溫度不超過1050℃，而高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，如Si3N4和SiC則分別在1400℃和1600℃以上仍保持著較高的強度和剛性[16]。先進結(jié)構(gòu)陶瓷所表現(xiàn)出的優(yōu)異性能，是現(xiàn)代高新技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)改造的物質(zhì)基礎(chǔ)，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在社會經(jīng)濟效益，受到各發(fā)達國家的高度重視，對其進行廣泛的研究和開發(fā)，并已取得了一系列成果。但結(jié)構(gòu)陶瓷的致命弱點是脆性、低可靠性和重復(fù)性。近20年來，圍繞這些關(guān)鍵問題已開展了深入的基礎(chǔ)研究，并取得了突破性的進展。例如，發(fā)展和創(chuàng)新出許多制備陶瓷粉末、成形和燒結(jié)的新工藝、新技術(shù)；建立了相變增韌、彌散強化、纖維增韌、復(fù)相增韌、表面強化、原位生長強化增韌等多種有效的強化、增韌方法和技術(shù)；取得了陶瓷相圖、燒結(jié)機理等基礎(chǔ)研究的新成就，使結(jié)構(gòu)陶瓷及復(fù)合陶瓷的合成與制備擺脫了落后的傳統(tǒng)工藝而實現(xiàn)了根本性的改革，強度和韌性有了大幅度的提高，脆性得到改善，某些結(jié)構(gòu)陶瓷的韌性已接近鑄鐵的水平。

先進結(jié)構(gòu)陶瓷今后的重點發(fā)展方向是加強工藝-結(jié)構(gòu)-性能的設(shè)計與研究，有效地控制工藝過程，使其達到預(yù)定的結(jié)構(gòu)（包括薄膜化、纖維化、氣孔的含量、非晶態(tài)化、晶粒的微細(xì)化等），重視粉體標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的研究與開發(fā)及精密加工技術(shù)，降低制造成本，提高制品的重復(fù)性、可靠性及使用壽命。目前，高性能結(jié)構(gòu)陶瓷的發(fā)展趨勢主要有如下三個方面：

3.1 單相陶瓷向多相復(fù)合陶瓷發(fā)展

當(dāng)前結(jié)構(gòu)陶瓷的研究與開發(fā)已從原先傾向于單相和高純的特點向多相復(fù)合的方向發(fā)展[20]。復(fù)合的主要目的是充分發(fā)揮陶瓷的高硬度、耐高溫、耐腐蝕性并改善其脆性，其中包括纖維(或晶須)補強的陶瓷基復(fù)合材料；異相顆粒彌散強化的復(fù)相陶瓷；自補強復(fù)相陶瓷（也稱為原位生長復(fù)相陶瓷）；梯度功能復(fù)合陶瓷[21]。以往研究的微米-微米復(fù)合材料中,微米尺度的第二相顆粒(或晶須、纖維)全部分布在基體晶界處，增韌效果有限,要設(shè)計和制備兼具高強度、高韌性且能經(jīng)受惡劣環(huán)境考驗的材料十分困難，納米技術(shù)和納米材料的發(fā)展為之提供了新的思路。

20世紀(jì)90年代末,Niihara教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組報道了一些有關(guān)納米復(fù)相陶瓷的令人振奮的試驗結(jié)果,如Al2O3-SiC(體積分?jǐn)?shù)為5%)晶內(nèi)型納米復(fù)合陶瓷的室溫強度達到了單組分Al2O3陶瓷的3～4倍,在1100℃下強度達1500MPa[8～12，22～26]，這些都引起了材料研究者的極大興趣。從那時直到現(xiàn)在,納米復(fù)相陶瓷的研究不斷深入[13～17，27～31]，我國也相繼開展了一系列的工作,目前對納米復(fù)相陶瓷的研究已處于國際一流水平[18～22，32～36]。

3.2 微米陶瓷向納米陶瓷發(fā)展

1987年，德國Karch等[37]首次報道了納米陶瓷的高韌性、低溫超塑。此后,世界各國對發(fā)展納米陶瓷以解決陶瓷材料脆性和難加工性寄予了厚望。從20世紀(jì)90年代開始，結(jié)構(gòu)陶瓷的研究和開發(fā)已開始步入陶瓷發(fā)展的第三個階段，即納米陶瓷階段。結(jié)構(gòu)陶瓷正在從目前微米級尺度(從粉體到顯微結(jié)構(gòu))向納米級尺度發(fā)展。其晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸以及缺陷尺寸都屬于納米量級，為了得到納米陶瓷，一般的制粉、成形和燒結(jié)工藝已不適應(yīng)，這必將引起陶瓷工藝的發(fā)展與變革，也將引起陶瓷學(xué)理論的發(fā)展乃至建立新的理論體系，以適應(yīng)納米尺度的需求。由于晶粒細(xì)化有助于晶粒間的滑移，使陶瓷具有超塑性，因此晶粒細(xì)化可使陶瓷的原有性能得到很大的改善，以至在性能上發(fā)生突變甚至出現(xiàn)新的性能或功能。納米陶瓷的發(fā)展是當(dāng)前陶瓷研究和開發(fā)的一個重要趨勢，它將促使陶瓷材料的研究從工藝到理論、從性能到應(yīng)用都提升到一個嶄新的階段。

納米陶瓷的關(guān)鍵技術(shù)在于燒結(jié)過程中晶粒尺寸的控制。為解決這一問題,目前主要采用熱壓燒結(jié)、快速燒結(jié)、熱鍛式燒結(jié)、脈沖電流燒結(jié)、預(yù)熱粉體爆炸式燒結(jié)等致密化手段[39～43]，但總的來說,以上各種手段，雖對降低燒結(jié)溫度、提高致密度有一定作用,但對燒結(jié)過程中晶粒長大的抑制效果并不理想，大塊納米陶瓷的制備一直是目前國際上納米陶瓷材料研究的前沿和難點。目前納米陶瓷在商業(yè)應(yīng)用方面尚未取得突破性進展，若能制備出真正意義上的納米陶瓷，則將開創(chuàng)陶瓷發(fā)展史上的新紀(jì)元，陶瓷的脆性問題也將迎刃而解[44]。大量的研究結(jié)果表明[45～49]，將等離子噴涂技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合，以納米陶瓷粉末為原料經(jīng)等離子噴涂技術(shù)制備的納米陶瓷結(jié)構(gòu)涂層表現(xiàn)出極其優(yōu)異的性能，已經(jīng)使納米材料的應(yīng)用逐步進入大規(guī)模實用化的階段。

3.3 由經(jīng)驗式研究向材料設(shè)計方向發(fā)展

由于現(xiàn)代陶瓷學(xué)理論的發(fā)展，高性能結(jié)構(gòu)陶瓷的研究已擺脫以經(jīng)驗式研究為主導(dǎo)的方式，陶瓷制備科學(xué)的日趨完善以及相應(yīng)學(xué)科與技術(shù)的進步，使陶瓷材料研究工作者們有能力根據(jù)使用上提出的要求來判斷陶瓷材料的適應(yīng)可能性，從而對陶瓷材料進行剪裁與設(shè)計，并最終制備出符合使用要求的適宜材料。

陶瓷材料常常是多組分、多相結(jié)構(gòu)，既有各類結(jié)晶相，又有非晶態(tài)相，既有主晶相，又有晶界相。先進結(jié)構(gòu)陶瓷材料的組織結(jié)構(gòu)或顯微結(jié)構(gòu)日益向微米、亞微米，甚至納米級方向發(fā)展。主晶相固然是控制材料性能的基本要素，但晶界相常常產(chǎn)生著關(guān)鍵影響。因此，材料設(shè)計需考慮這兩方面的因素。另外，缺陷的存在、產(chǎn)生與變化、氧化、氣氛與環(huán)境的影響，對結(jié)構(gòu)材料的性能及在使用中的行為將產(chǎn)生至關(guān)重要的作用。所以這也是材料設(shè)計中要考慮的重要問題，材料的制備對結(jié)構(gòu)與缺陷有著直接影響，因此人們力求使先進陶瓷材料的性能具有更好的可靠性和重復(fù)性，制備科學(xué)與工程學(xué)將在這方面發(fā)揮重要作用。

陶瓷相圖的研究為材料的組成與顯微結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了具有指導(dǎo)性意義的科學(xué)信息。最近提出的陶瓷晶界應(yīng)力設(shè)計，企圖利用兩相或晶界相在物理性質(zhì)(熱膨脹系數(shù)或彈性模量)上的差異，在晶界區(qū)域及其周圍造成適當(dāng)?shù)膽?yīng)力狀態(tài)，從而對外加能量起到吸收、消耗或轉(zhuǎn)移的作用，以達到對陶瓷材料強化和增韌的目的[1]。為克服陶瓷材料的脆性而提出的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過模仿天然生物材料的結(jié)構(gòu)，設(shè)計并制備出高韌性陶瓷材料的新方法也成為研究熱點[12，50]。

4結(jié)語

先進結(jié)構(gòu)陶瓷材料在粉體制備、成形、燒結(jié)、新材料應(yīng)用以及探索性研究方面取得了豐碩的成果，這些新材料、新工藝、新技術(shù)，在節(jié)約能源、節(jié)約貴重金屬資源、促進環(huán)境保護、提高生產(chǎn)效率，延長機器設(shè)備壽命以及實現(xiàn)尖端技術(shù)等方面，已經(jīng)并繼續(xù)發(fā)揮著積極的作用，促進了國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級改造和國防現(xiàn)代化建設(shè)。

先進結(jié)構(gòu)陶瓷材料的研究，需要跟蹤國際科技前沿，對新設(shè)想、新技術(shù)進行廣泛探索。自蔓延高溫燃燒合成技術(shù)(SHS)、凝膠注模成形技術(shù)、微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計已成為研究熱點。

陶瓷材料的許多獨特性能有待我們?nèi)ラ_發(fā)，所以先進陶瓷的發(fā)展?jié)摿艽蟆ｋS著科技的發(fā)展和人們對陶瓷研究的深入，先進陶瓷將在新材料領(lǐng)域占有重要的地位。

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Research Progress on Advanced Structural Ceramic Materials

Lu XuechengRen Ying

（Handling Equipment Mechanical Department, Academy of Military TransportationTianjin300161)