行业主要相关上市公司:天智航(688277)、威高(688161)、微创(02252.HK)、堃博医疗(02216.HK)等。
本文核心数据:中国医疗机器人市场规模、中国手术机器人市场规模、中国腔镜机器人市场规模
医疗机器人主要分类
医疗机器人是在医院、诊所进行治疗或辅助治疗工作的机器人。医疗机器人的分类方式较多,按照其用途不同,主要可以分为临床医疗用机器人、护理机器人、医用教学机器人、药物配送机器人、其他医疗服务机器人等。
中国医疗机器人市场规模接近80亿元
近年来,医疗行业智慧化发展趋势愈演愈烈,医疗器械智能升级已经成为发展重点。其中,医疗机器人更是在政策和技术等因素的推动下,迎来了快速发展期。2017年以来,行业增速保持在30%以上,市场规模已经从2017年的不足30亿元,增长至2021年的79.6亿元。
2021年手术机器人市场增速超77%
手术机器人是医疗机器人领域的重要分支,主要产品包括腔镜手术机器人、手术导航机器人、血管介入机器人、自然腔道内窥镜机器人等。2017-2021年中国手术机器人市场规模增长迅速,尤其是2019年以来。2021年中国手术机器人市场规模达到7.55亿美元,较2020年增长77.64%。
中国机器人辅助腔镜手术数量持续攀升
微创外科手术的应用越来越广,而机器人正逐渐成为微创外科手术的重要帮手。腔镜手术是一种较为常见的微创手术,近年来,在机器人技术的赋能下,中国机器人辅助腔镜手术数量持续攀升。2021年手术数量在8.75万台左右,较2020年增长近85%。
中国腔镜手术机器人市场处于高速增长期
2017-2021年中国腔镜手术机器人市场规模快速增长,2017和2018年不足10亿元,2019年增长了157%,市场规模接近30亿元。2021年市场规模约为38.51亿元,较2020年增长约75%,行业目前处于高速增长期。
综上所述,医疗机器人种类较多,主要可以分为临床医疗用机器人、护理机器人、医用教学机器人等。2021年中国医疗机器人市场规模接近80亿元。目前,行业处于快速增长期,2021年手术机器人市场增速超过77%,腔镜手术机器人市场增速约75%。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国医疗机器人行业市场前瞻与投资规划深度分析报告》。
行业主要相关上市公司:科沃斯(603486)、石头科技(688169)、海尔智家(600690)、威高(688161)、微创(02252.HK)等。
本文核心数据:全球服务机器人市场规模、中国服务机器人产量、中国服务机器人市场规模
机器人的主要分类
国际机器人联盟(IFR)将机器人分为工业机器人和服务机器人。中国电子学会考虑则将机器人划分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三类。其中,服务机器人是指为人类提供必要服务的机器人,主要分为家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人。
2021年全球服务机器人产业突破120亿美元
全球机器人行业发展如火如荼,包括服务机器人子行业。2017年以来全球服务机器人行业市场规模持续增长,初步估算2021年达到125亿美元,较2020年增长32.35%,连续两年增速超过20%。
2021年4月以来服务机器人月产量基本维持在60万套以上
在全球服务机器人行业快速发展的背景下,中国服务机器人产业也在加速扩张。从产量看,除2021年7月和2022年4月中国服务机器人月产量低于60万套,2021年4月至2022年4月其余月份产量均超过60万套,其中2021年12月中国服务机器人产量超过90万套。
2021年中国服务机器人市场规模超过300亿元
根据IFR统计数据,2018-2021年中国服务机器人市场规模持续增长,初步核算2021年市场规模超过300亿元,达到302.6亿元,较2020年增长36.18%,处于快速增长阶段。
2021年中国服务机器人市场份额占达到36%
中国医疗、教育、公共服务等领域对于服务机器人拥有较大的市场需求,因此服务机器人已经成为机器人行业的重要组成部分。从中国服务机器人行业市场规模占比看,2021年达到机器人行业总规模的36%,仅次于工业机器人行业。
综上所述,全球服务机器人行业快速发展,2021年行业规模突破120亿美元。中国服务机器人产业也在加速扩张,2021年4月以来服务机器人月产量基本维持在60万套以上,2021年市场规模超过300亿元,占据中国机器人市场的36%。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国服务机器人行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
本文核心数据:发展现状、市场规模等
定义:一种精密的医疗设备
手术机器人是一种精密的医疗设备,借助微创伤手术及相关基础技术的发展而发明。手术机器人被用于在狭小的手术部位实现人类能力范围以外的精准手术器械操控。手术机器人通常由手术控制台、配备机械臂的手术车及视像系统组成。外科医生坐在手术控制台,观看由放置在患者体内腔镜传输的手术部位三维影像,并操控机械臂的移动,以及该机械臂附带的手术器械及腔镜。机械臂模拟人类的手臂,为外科医生提供一系列仿真人体手腕的动作,同时过滤人手本身的震颤。
市场规模:2020年约为83.2亿美元
近年来,全球手术机器人市场蓬勃发展。根据弗若斯特沙利文的数据显示,全球手术机器人市场规模从2015年的30亿美元上升至2020年的83亿美元,复合年增长率为22.6%。
细分产品:腔镜手术机器人为手术机器人最大的细分市场
目前,腔镜手术机器人为手术机器人最大的细分市场;可用于多种手术,包括泌尿外科、妇科、胸外科及普外科手术等。根据弗若斯特沙利文的数据显示,腔镜手术机器人从2015年的23.84亿美元上升至2020年的52.55亿美元。
而骨科手术机器人为另一个快速增长的细分市场,特别是对于关节置换机器人的需求高速增长,即骨科机器人中最常见且最复杂的一种,其需求受人口老龄化和关节炎患病率的不断提升带动。根据弗若斯特沙利文的数据显示,骨科手术机器人从2015年的1.38亿美元上升至2020年的13.94亿美元。
此外,除了腔镜手术机器人及骨科手术机器人外,其他手术机器人(如泛血管、经自然腔道及经皮穿刺手术机器人)近年来亦已开发,且日益普及。
细分市场:美国是全球最大的手术机器人市场
就区域市场而言,美国目前为全球最大的手术机器人市场。根据弗若斯特沙利文的数据显示,2020年美国的手术机器人市场规模为46亿美元,占全球市场的55.1%。其次是欧盟,在2020年的市场规模为18亿美元,占全球市场的21.4%。尽管目前中国的患者人数庞大且可能需要使用手术机器人进行的常规微创伤手术数量众多,但中国2020年的手术机器人市场规模仅为4亿美元,占全球市场的5.1%,明显低于美国及欧盟市场。
当下,中国手术机器人市场仍处于早期发展阶段,但增长潜力巨大;系由于中国的患者人数庞大且可能需要使用手术机器人进行的常规微创伤手术数量众多。根据中国国家卫生健康委员会在2020年7月发布的《国家卫生健康委关于调整2018–2020年大型医用设备配置规划的通知》指出2018年至2020年间计划向中国医疗机构销售合共225台腔镜手术机器人。根据弗若斯特沙利文的数据显示,中国腔镜手术机器人的市场规模从2015年的0.8亿美元上升至2020年的3.18亿美元。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国医疗机器人行业市场前瞻与投资规划深度分析报告》
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。 传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。 本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计 2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。 2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。 如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。 控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。 (2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。 (3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。 (4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现 智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务: (1)医疗监护 通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。 (2)远程诊断和会诊 通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。 3.1机器人视觉与视频信号的传输 机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。 机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程: (1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。 (2)图像处理。图像到图像的变换,如特征提取。 (3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。 通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求: (1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。 (2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时,可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像,采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。 3.2机器人听觉与音频信号的传输 机器人采集的音频信号也有2种作用:一是提供机器人听觉;二是借助于音频信号,家庭成员可以和医生进行沟通,医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。 机器人听觉是语音识别技术,医疗保健智能机器人带有各种声交互系统,能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护,还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。 声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz,过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的,所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音,医生和家庭成员就可以进行正常的交流,从而可以降低传输音频信号所占用的带宽,再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3.3各项生理信息的采集与传输 传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集,各种连线容易使病人心情紧张,从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题,带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上,尽量使其不对人体正常活动产生干扰,再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。 在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备,各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器,探测器有2种工作方式:一是将数据交给智能机器人处理,提供本地结果;二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回),通过将数据传输到远程医疗中心,达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。 4 蓝牙模块的应用 4.1蓝牙技术概况 蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2.4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz,k=0,1,2,…,78)ism频带,并采用跳频方式来扩展频带,跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术,通信速率为1mbit/s,实际有效速率最高可达721kbit/s,通信距离为10m,发射功率为1mw;当发射功率为100mw时,通信距离可达100m,可以满足数字化家庭的需要。 4.2蓝牙模块 rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw),支持所有的蓝牙协议,可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块,可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。 4.3主,从设备硬件组成 蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信,用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成,从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作,mac地址用3位来表示,即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的,只不过在同一时刻只能激活8个,其中1个为主,7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。 将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备,将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分,要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信之间的数据交换功能,同时还负责对各个从设备的管理和控制。 5 结束语 随着社会的进步,经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面,且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。 更多论文请到文秘杂烩网 采纳哦
家庭领域,商业使用,巡逻检查,投资运输,都可以是四足机器人的发展方向,可以给生活带来便捷,拓宽发展领域。
“日本研发出世界首个可载人的四足机器人,可通过无线电操控 10 月 20 日消息,日本 Sansei 技术公司打造了世界上第一个可以载人的四足机器人,人骑上去就像骑大象一样。 该机器人被称为 SR-02,长约 3.6 米,宽 2 米,高 2.1 米,约 2 吨重,可容纳 4 人。
日本研发出了一个4足机器,可以载人,长度大概在3.6米左右,宽度两米,高度2.1米,体重在两吨左右,可以在4个人。这个机器也是由电池进行驱动的,这次发布出来的信息还是很值得去关注的,虽然这个机器人在行驶的过程中速度并不是特别的快,但是却可以给人带来很高的乐趣,而且还能够进行无线操控,也可以使用有线遥控器。4个人在做了上去之后,这个机器人也是可以像大象一样进行抬脚,行走,转圈,站起,弯曲等动作的。在看到了这个机器人的原型之后,也是看起来有一些方。
这家公司对于机器人的研究一直都是比较注重的,而且也在努力的进行改善,虽然机器人已经研发出来了,但是也需要保证行走速度以及在乘坐的时候所带来的稳定性。在完成了外观设计之后,这个机器人也会在游乐园或者是展览会上出现。这个公司之所以会研发这样的机器人,也是希望在其他领域能够发挥出作用,方便人们的生活和企业的发展。
整体来看,这个机器人是有着很高的可玩性,在乘坐的过程中也会让人感觉到很惬意如果想要乘坐这个机器人去进行一些活动的话,看起来也并不是特别的方便,因为体积有一些庞大。但是这个机器人在性能方面的表现还是比较不错的,所以也有很大的承受力。
大部分的网友在看到了这个机器人的形态之后,也觉得这个机器人看起来更像是《幽灵公主》当中的坐骑,这样的高科技相信在不久的将来也是会广泛运用起来的。毕竟 AI智能也在不断的发展,在这方面的技术也逐渐成熟了,通过一些程序也是可以很好的控制机器人来完成一些简单的事情。
在国内外众多的科幻电影及小说中,常常有着抢眼表现的机器人,其多变能力及各种场景近乎全能的应用,让人为之神往。在现实社会中,我们也经常能刷到这样的视频,一只机器狗好端端地在路上走着,突然迎来人类的当头一脚,或者有的视频是将机器狗直接从车顶丢到地上......这些夸张的行为到底为何?,其实无论是用脚踹,还是从车上丢,其目的只有一个,那就是测试四足机器人的平衡性与协调反应,这些测试行为也是四足机器人技术发展的重要一步。
目前,中国已成为世界第二大器官移植大国,每年手术病例达到8000余例。中山大学附属第五医院(下称“中大五院”)完成了“两肝一肺”移植手术,自今年1月25日获批器官移植资质至今,该院已完成了肝肾肺移植各两例。器官移植是现代医学的前沿学科,是救治诸多器官衰竭患者最有效的技术手段,也是医院综合实力的集中体现。
1)人工器官行业生命周期。通过对人工器官行业的市场增长率、需求增长率、产品品种、竞争者数量、进入壁垒及退出壁垒、技术变革、用户购买行为等研判行业所处的发展阶段; 2)人工器官行业市场供需平衡。通过对人工器官行业的供给状况、需求状况以及进出口状况研判行业的供需平衡状况,以期掌握行业市场饱和程度; 3)人工器官行业竞争格局。通过对人工器官行业的供应商的讨价还价能力、购买者的讨价还价能力、潜在竞争者进入的能力、替代品的替代能力、行业内竞争者现在的竞争能力的分析,掌握决定行业利润水平的五种力量; 4)人工器官行业经济运行。主要为数据分析,包括人工器官行业的竞争企业个数、从业人数、工业总产值、销售产值、出口值、产成品、销售收入、利润总额、资产、负债、行业成长能力、盈利能力、偿债能力、运营能力。 5)人工器官行业市场竞争主体企业。包括企业的产品、业务状况(BCG)、财务状况、竞争策略、市场份额、竞争力(swot分析)分析等。 6)投融资及并购分析。包括投融资项目分析、并购分析、投资区域、投资回报、投资结构等。 7)人工器官行业市场营销。包括营销理念、营销模式、营销策略、渠道结构、产品策略等。
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焊接技术及自动化论文题目
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机械论文题目
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★ 本科毕业论文格式规范
★ 对论文的总结和展望
在现在的手术室,一般会有两到三名外科医生,一名麻醉师和几名护士,即使是最简单的手术也需要这么多人。大多数外科手术需要将近十来个人在手术室。手术机器人全部都是自动化的,这会最大限度地减少操作人员。展望一下未来,外科手术可能只需要一名外科医生、一名麻醉师以及一到两名护士。在这个宽敞的手术室中,医生坐在手术室内或手术室外的计算机控制台前,使用手术机器人来完成以前需要很多人才能完成的手术。使用计算机控制台从稍远的地方进行手术开创了远程手术的概念,就是让医生从离病人很远的地方来进行精密的手术。如果医生不用站在病人的身旁进行手术,而是在离病人几十厘米远的计算机台旁远程控制机器人手臂,那么下一步将是从离得更远的位置来进行手术。如果可以使用计算机控制台来实时移动机器人手臂,则在加利福尼亚的医生就可以对身在纽约的病人进行手术。远程手术的主要障碍就是医生手的移动和机器人手臂做出的反应之间的时间延迟。当前,医生必须与病人同在一室,以便机器人系统可以根据医生手的移动快速做出反应。手术室中人员的减少以及医生可以远距离对病人进行手术减少了医疗保健的费用。除了成本效益高之外,机器人手术还有比传统手术更优越之处,包括更加精确以及减少病人创伤。例如,心脏搭桥手术现在需要在病人的胸口“切开”一个30.48厘米长的切口。而如果使用达芬奇或ZEUS系统,可能是在胸口处做三个切口来进行心脏手术,每个切口直径仅有1厘米。因为外科医生做手术时切口非常小,而不是沿着胸口向下的很长的一个刀口,病人受的痛苦也会少一些、流血也会减少,恢复的就快一些。机器人还使医生在长达几个小时的手术过程中节省了体力。外科医生在如此长的手术过程中会很疲惫,结果可能手会颤动。即使最稳定的人手也比不上手术机器人的手臂。达芬奇系统经过程序设定可对手的颤动这个缺点进行补偿,因此如果医生的手颤动,计算机会忽略此颤动,使机械臂保持稳定。达芬奇手术机器人治疗疾病的优势:一、达芬奇手术机器人拥有三维影像技术,可以向术者提供高清晰的三维影像,突破了人眼的极限,并且能够将手术部位放大10-15倍,使手术的效果更加精准。二、达芬奇手术机器人的机器手臂非常灵活,而且具有无法比拟的稳定性及精确度,能够完成各类高难度的精细手术。三、达芬奇手术机器人治疗疾病创伤非常小,不需要开腹,手术创口仅在1厘米左右,大大减少了患者的失血量及术后疼痛,住院时间也明显缩短,有利于术后的康复。
要想写出一篇优秀的 毕业 论文,少不了论文拥有一个新颖的题目,论文题目足够有吸引力能够顺利答辩评审老师。下面我给大家带来2021电子机械毕业论文题目与选题参考,希望能帮助到大家!
机械毕业论文题目
1、自主导航农业机械避障路径规划
2、煤矿机械电气设备自动化调试技术研究
3、机械加工中加工精度的影响因素与控制
4、三自由度机械臂式升降平台运动学建模及仿真
5、基于并联交错的起重机械节能装置设计研究
6、CNN和RNN融合法在旋转机械故障诊断中的应用
7、机械剪切剥离法制备石墨烯研究进展
8、机械压力机滚滑复合导轨结构设计研究
9、机械压力机曲轴、轴瓦温升自动控制设计技术
10、基于无线传感的机械冲压机振动监测分析
11、基于GNSS的农业机械定位与姿态获取系统
12、一种冗余机械臂多目标轨迹优化 方法
13、基于湍流模型的高速螺旋槽机械密封稳态性能研究
14、基于多楔现象的微孔端面机械密封泄漏率分析及孔形设计
15、牵引变电站直流断路器机械状态监测与故障诊断研究
16、方钢管混凝土柱卡扣机械连接试验及有限元分析
17、机械电子工程与人工智能的关系
18、机械法与机械-酶消化法制备大鼠膈肌组织单细胞悬液的比较
19、机械制造工艺及精密加工技术研究
20、腐蚀减薄对X80钢管机械损伤凹陷过程中应力应变的影响
21、基于驻极体材料的机械天线式低频通信系统仿真研究
22、基于"J型锁芯"的机械锁芯结构创新分析
23、浅析我国烟草机械技术的发展现状和趋势
24、液滴分析仪的机械结构设计
25、化工机械密封件损伤数值模拟及维修对策探讨
26、一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为
27、浅谈机械数控技术的应用现状和发展趋势
28、数控机械加工进刀工艺优化 措施 分析
29、基于STM32六自由度机械臂发展前景
30、机械工程自动化技术存在的问题及对策探析
31、机械设计制造的智能化发展趋势综述
32、RFID在机械加工中的应用探究
33、试论船舶机械设备维修保养中的常见故障及排除方法
34、探讨港口流动机械预防性维护保养
35、关于端盖零件机械加工工艺的设计要点分析
36、关于机械加工工艺对零件加工精度的影响研究
37、现代机械制造及加工技术分析
38、论机械设计加工中需要注意的问题
39、基于机械设计制造中零件毛坯选择的研究与应用
40、机械零件加工精度影响因素探析
41、机械制造加工设备的安全管理与维修探讨
42、机械设备的环保性能分析
43、探究机电一体化系统在机械工程中的应用
44、机械制造过程的绿色制造技术应用研究
45、浅析机械设计制造中机电一体化的应用
46、机械工程的可靠性优化设计分析
47、浅析机械设备焊接制作中注意事项与探讨
48、浅谈山西省农产品初加工机械发展现状
49、浅谈信息化教学在机械制图课程中的应用策略
50、基于OBE的机械原理课程设计项目式教学改革研究
51、农业机械自动化技术的应用研究
52、鲜芦笋干机械烘干的应用研究
53、液压同步控制回路在农业机械上的应用
54、果园施肥机械研究现状与展望
55、化工机械设备诊断分析探讨
56、氧化锆球体表面机械球磨涂覆钛涂层工艺研究
57、探析建筑用起重机械安全管理与检测技术
58、机械自动化设计与制造存在问题及应对措施
59、机械设计加工中的材料选择问题分析
60、无线遥控在多中段竖井提升系统井口机械控制中的应用
优秀机电专业毕业论文题目
1、机电一体化与电子技术的发展研究
2、变频技术在锅炉机电一体化节能系统中应用
3、煤矿高效掘进技术现状与发展趋势研究
4、电气自动化在煤矿生产中的应用探讨
5、产品设计与腐蚀防护的程序与内容
6、机械制造中数控技术应用分析
7、智能制造中机电一体化技术的应用
8、水利水电工程的图形信息模型研究
9、矿山地面变电站智能化改造研究
10、浅析电气控制与PLC一体化教学体系的构建
11、中国机电产品出口面临的障碍及优化对策
12、我国真空包装机械未来的发展趋势
13、煤矿皮带运输变频器电气节能技术的分析
14、钢铁企业中机电一体化技术的应用和发展
15、我国机械设计制造及其自动化发展方向研究
16、机械设计制造及其自动化发展方向的研究
17、基于BIM技术的施工方案优化研究
18、电力自动化技术在电力工程中的应用
19、电气自动化技术在火力发电中的创新应用
20、农机机械设计优化方案探究
21、区域轨道交通档案信息化建设
22、环保过滤剂自动化包装系统设计
23、元动作装配单元的故障维修决策
24、关于机械设计制造及其自动化的设计原则与趋势分析
25、试析机电一体化中的接口问题
26、汽车安全技术的研究现状和展望
27、太阳能相变蓄热系统在温室加温中的应用
28、关于在机电领域自动控制技术应用的研究
29、浅析生物制药公司物流成本核算
30、锡矿高效采矿设备的故障排除与维护管理
31、铸钢用水玻璃型砂创新技术与装备
32、空客飞行模拟机引进关键环节与技术研究
33、汽车座椅保持架滚珠自动装配系统设计
34、液压挖掘机工作装置机液仿真研究
35、基于新常态视角下的辽宁高校毕业生就业工作对策研究
36、石油机电事故影响因素与技术管理要点略述
37、基于铝屏蔽的铁磁性构件缺陷脉冲涡流检测研究
38、数控加工中心的可靠性分析与增长研究
39、数控机床机械加工效率的改进方法研究
40、浅析熔铸设备与机电一体化
41、冶金电气自动化控制技术探析
42、中职机电专业理实一体化教学模式探究
43、高职机电一体化技术专业课程体系现状分析和改革策略
44、高速公路机电工程施工质量及控制策略研究
45、对现代汽车维修技术措施的若干研究
46、建筑工程机电一体化设备的安装技术及电动机调试技术分析
47、智能家居电话控制系统的设计
48、电力系统继电保护课程建设与改革
49、PLC技术在变电站电容器控制中的应用分析
50、机电一体化技术在地质勘探工程中的应用
51、工程机械施工中的机电一体化
52、基于CIM与XML技术的变电站监控信息数据研究与解析
53、风力发电液力机械传动装置的特性及设计研究
54、旱田移栽机机械手自动喂苗系统
55、基于磁隔离的新型漏水监测终端结构设计
56、基于创新角度下的机械制造工艺研究
57、机械设计制造及其自动化的应用研究
58、一种可旋转智能储物柜系统的研究与设计
59、基于多种传感器智能控制的风扇
60、《自动控制原理》课程差别化教学模式研究
汽车电子技术论文题目
1、高技术虚拟产业集群成员间合作与竞争机制研究
2、SOPCPlus协同设计架构及在AMT中的应用研究
3、基于技术创新扩散视角的我国汽车电子产业空间分布研究
4、新一代汽车电子系统的网络体系结构若干关键技术研究
5、基于FPGA的车载电子系统设计
6、汽车电子行业技术创新模式与企业策略研究
7、汽车电子软件设计中周期分配和总线访问配置算法研究
8、基于AUTOSAR标准的系统配置工具
9、面向汽车电子的嵌入式软件开发基本平台关键技术研究与实现
10、基于“VR”的现代汽车电子系统故障诊断仿真实训系统开发
11、基于CAN总线的汽车灯控网络系统的设计与实现
12、基于AUTOSAR标准的汽车电子软件开发平台分析和设计
13、基于专利分析的我国汽车电子技术进化研究
14、大陆汽车电子(长春)有限公司的服务营销研究
15、汽车发动机曲轴凸轮轴信号模拟系统
16、基于SAEJ1939的客车通信协议设计与应用
17、汽车电子机械制动(EMB)控制系统关键技术研究
18、汽车电子机械制动系统CAN总线通信研究
19、基于专利分析的吉林省汽车电子产业技术预测研究
20、汽车复杂电控系统混杂通信网络的设计
21、PH信息技术公司多元化战略研究
22、汽车电子机械制动系统设计及其关键技术研究
23、电子元器件分销发展战略研究
24、汽车综合信息显示系统的研究
25、基于Internet的汽车电子远程诊断技术研究
26、汽车发动机电子节气门控制系统设计研究
27、多能源动力总成控制系统的研究与设计
28、车载信息显示系统的研究与设计
29、具有自诊断功能的车身控制系统设计与实现
30、基于AUTOSAR的汽车电子设备驱动及抽象的设计与实现
31、面向汽车电子领域的嵌入式软件可靠技术的研究与开发
32、面向汽车电子基础软件的配置技术研究与实现
33、基于模型的汽车电子通信开发平台研究与实现
34、基于RTW的AMT代码自动生成技术研究
35、面向汽车电子的嵌入式软件开发应用软件的研究与分析
36、汽车电子驻车制动(EPB)控制系统的研制
37、构建针对车载汽车电子控制装置的硬件在环仿真测试平台
38、我国汽车电子产业的SCP分析
39、汽车电子零部件1米法辐射骚扰测试方法的研究
40、汽车计算平台中的线控节气门系统结构分析与设计
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行业主要上市公司:信义光能(0968.HK);福莱特(601865);亚玛顿(002623)等
本文核心数据:中国光伏玻璃生产企业数量、光伏玻璃在产产能、光伏玻璃产量等
企业数量快速增长
根据中国光伏行业协会及工信部公布的数据,2020年以来我国光伏玻璃生产企业数量快速增长。2018年中国光伏玻璃行业在产企业数为20家,到2020年增长至22家,2021年开始,中国光伏玻璃行业在产企业数量开始快速增加,根据工信部公布的数据,到2022年2月,中国光伏玻璃行业在产企业数量已经达到了36家,到2022年6月增长至38家。
两年内在产产能大幅提升
2021年以来,随着我国光伏玻璃产能置换政策的放开,我国光伏玻璃行业产能开始快速扩张,2020年底,我国光伏玻璃行业日熔量约为30000吨/天,到2021年底这一数字增长到45950吨/天,增幅达到50%;截至2022年6月初,我国光伏玻璃日熔量约为56300吨/天。
规划产能远超在产产能
2022年3至6月全国各省市陆续召开光伏玻璃生产线项目听证会共计106场,涉及窑炉288座,产能314700吨/天。2022至2026年逐年新增产能分别为64870吨/天、120800吨/天、76480吨/天、38550吨/天和14000吨/天,2026年全国产能将达360070吨/天,与2021年相比增长695.6%。总体来看,我国光伏玻璃规划产能已经远超目前在产产能,未来产能过剩风险较大。
产量超过15亿平方米
根据中国光伏行业协会公布的数据,受下游需求不断增长和相关产能置换政策逐渐放开的影响,2018-2020年中国光伏玻璃产量从7.3亿平方米增长至10.4亿平方米,前瞻结合中国光伏玻璃行业产能情况估算,2021年中国光伏玻璃产量约为15.12亿平方米。
产能利用率较高
2022年七月,工信部公布了2022年上半年我国光伏压延玻璃行业运行情况,前瞻根据计算得出2022年上半年我国光伏压延玻璃行业玻璃窑利用率为85.32%,生产线利用率为89.94%,产能利用率为92.19%,总体来看行业产能利用率较高。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国光伏玻璃行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
浅谈光栅玻璃在汽车上的应用
摘要随着工业技术的进步,功能、安全玻璃在汽车行业己经广泛的应用,作为高科技的玻璃产品,光栅玻璃应
用于汽车挡风玻璃,必将为玻璃行业和汽车工业带来更为广阔的生机。
Abstract Function glass(varieties of safety glass),with the development of industrial technology
has beenw
idely
in used in automobile Industrial,as High—tech glass production,Raster glass has
been in used in automobileI
ndustrial,
丽ll bring a broader 1ife in the glass industry and the automobile industry,
关键词光栅玻璃汽车玻璃挡风玻璃应用
Key words Raster glass Autoglass Windsereens Application
汽车作为一个国家工业发达程度的象征,已经过近百年的发展。而汽车玻璃的革新亦在不断变化。作为高
科技的玻璃产品,光栅玻璃应用于汽车挡风玻璃,可使夜间相向而行的汽车,在会车的时候,省去复杂的打会
车灯的步骤,避免夜闯会车时,汽车大灯造成的司机暂时性目眩,减少交通事故的发生。
1光的偏振原理
为了理解汽车安全玻璃避光的原理,我们有必要来了解一下光波的特性。我们日常生活当中所见到的光大
部分都是自然光,我们知道光波是横波,横波可以发生偏振现象。从普通光源直接发生的天然光是无数偏振光
的无规则集合,所以当我们直接观察光的时候,不可能发生光强偏于某一方向的事情.这种沿着各个方向振动
的光波的强度都相同的光叫自然光:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向的平面内沿一
切方向振动的光。而且沿着各个方向振动的光波强度都相同,这些光都是自然光。
让太阳光或灯光通过一块用晶体薄片作成的偏振片Pl(如下图),在Pl的另-N观察,可以看到它是透明的.以
入射光线为轴旋转偏振片Pl,这时看到透射光的强度并不发生变化. 再取一块同样的偏振片P2,放在偏振片Pl的后面,通过它去观察从偏振片Pl透射过来的光,就会发现
从偏振片P1透射过来的光的强度跟两偏振片P1、P2的相对方向有关.
把晶片P1固定,以入射光线为轴旋转偏振片P2时,从P2透射过来的光的强度发生周期性的变化.
当Pl与P2的透振方向平行时,透射光的强度最大,当Pl与P2的透振方向垂直时,透射光的强度最弱
几乎等于零
其透射光的强度可由下式求得:
(式中a为偏振光的偏振方向与偏振片的偏振方向的夹角),
上式就是著名的马吕斯定律。
从马吕斯定律可以看出,线偏振光通过偏振片后,光强随入射线偏振光的振动方向和偏振片的透光轴方向
之间的夹角q的改变而改变.当a=O时,I=I。,透过偏振片的光强最大;当n--90。时,I=0,没有光透过偏
振片。
根据以上原理可知,如果在所有的汽车前挡风玻璃和车灯玻璃上镀一层偏振膜,而保持这两种偏振膜的偏
振方向互相垂直,就能达到在夜间会车时避免车灯强光透过,而眩目的目的。
2偏振片的分类形式
目前的玻璃镀膜技术已十分成熟。从最初的化学镀膜到真空蒸镀以至发展到现在的真空磁溅射镀膜。国外
很早就在玻璃镀膜的技术上开发了车灯防护产品。早在1995年,BOCCT公司取得氧化硅阻挡膜专利;德国
Leybold公司把这一技术用于汽车车灯的在线团束溅射镀膜上。而我国的玻璃镀膜技术发展比较缓慢。1990
年以后才迅速发展。根据我国目前汽车和玻璃市场的发展趋势,应该开发这种偏振膜产品(也就是车灯阻挡膜)。
上文提到的偏振片就可以用在玻璃上镀覆偏振膜的方法得到。一般较常用的偏振片种类有以下数种:
2.1反射型
当光线斜射入玻璃表面时,其反射光将被部分偏振化。利用多层玻璃的连续反射效果即可将非偏振光转为线性
偏振光。
2.2复屈折型
将两片方解石晶体接合,入射光线会被分解为两道偏振光,称为平常光与非常光。
2.3二色性微晶型
将具有二色性的微小晶体有规则地吸附排列在透明的薄片上,这是人工第~次做出偏光膜的方法。
2.4高分子二色性型
利用透光性良好的高分子薄膜,将膜内分子加以定向。再吸着具有二色性的物质,此为现今生产偏光膜最主要
的方法。这类吸收式的起偏器都是以膜(Film)或是板Ⅱ1ate
or
Sheet)的形式存在,因此,通常又称之为偏光膜
(Polarizing Film)或偏光板(Polarizmg Plate orSheet)。英文上另外一个更通俗的称呼是Polarizing Filter。
3偏振膜的发展过程
为了更好地了解偏振玻璃的功能,我们有必要再来了解一下偏振膜的发展过程和它的分类方法:
3.1偏光膜的起源
偏光膜是由美国拍立得公(Polaroid)iilJ始人兰特(Edwin H.Land)于1938年所发明。六十年后的今天,虽然
偏光膜在生产技巧和设备上有了许多的改进,但在制程的基本原理和使用的材料上仍和六十年前完全一样。因
此,在说明偏光膜的制作过程的原理之前,先简单的叙述一下兰特当时是在什么情况下褥到灵感,相信这有助
于全面了解偏光膜的制作过程。
兰特于1926年在哈佛大学念书时看了一篇由英国的一位医生Dr.Herapath在1852年发表的论文,内容提到
Dr.Herapach的一位学生Mr.Phelps曾不小心把碘掉入the solution disulfate of quinine,他发现立即就有许多小的
绿色晶体产生,Dr.Herapath于是将这些晶体放在显微镜下观察,发现当两片晶体相重叠时,其光的透过度会
随晶体相交的角度而改变,当它们是相互垂直时,光则被完全吸收;相互平行时,光可完全透过。
这些碘化合物的晶体非常小,所以在实际应用上有了很大的限制,Dr.Hempath花了将近十年的时间来研究
如何才能做出较大的偏光晶体,可是他并没有成功。因此,兰特认为这条路可能是不可行的,于是他采用了以
下的方式:
t
●兰特把大颗粒晶体研磨(ball mln)成微小晶体,并使这些小晶体悬浮在液体中。
●将一塑料片放A上述的悬浮液中,然后再放入磁场或电场中定向。
●将此塑料片从悬浮液中取出,偏光晶体就会附盖在塑料片的表面上。
●将此塑料片留在磁场或电场中,干燥后就成为偏光膜。
兰特的方法是将许多小的偏光晶体,有规则的排列好,这就相当于一个大的偏光晶体。他应用上述的方法,
在1928年成功的做出了最早问世的偏光膜J片。这种方法的缺点是费对、成本高和模糊不透明。但兰特已经
发现了制造偏光膜的几个重要因素:(1)碘(2)高分子(3)定向(Orientation)。经过不断的研究改进,兰特终于在1938年发明了到现在还在沿用的制造方法,其制法如下:首先把一张柔软富化学活性的透明塑料板(通常用PVA
浸渍在12/KI的水溶液中,几秒之内许多碘离子扩散渗入内层的PVA,微热后用人工或机械拉伸,直到数倍长
度,PVA板变长同时也变得又窄又薄,PVA分子本来是任意角度无规则性分布的,受力拉伸后就逐渐一致地偏
转于作用力的方向,附着在PVA上的碘离子也跟随着有方向性,形成了碘离子的长链。因为碘离子有很好的
起偏性,它可以吸收平行于其排列方向的光束电场分量,只让垂直方向的光束电场分量通过,利用这样的原理
就可制造偏光膜。时下最通用的偏光膜是兰特在1938年所发明的H片,一直沿用至今。
3.2偏光膜的种类及发展:
偏光膜的应用范围很广,不但能使用在LCD做为偏光材料,亦可用于太阳眼镜、防眩护目镜、摄影器材
之滤光镜、汽车头灯防眩处理及光量调整器,其它尚有偏光显微镜与特殊医疗用眼镜。为了满足轻量化及使用
容易的要求,偏光膜的选择以高分子二色性型为主,这类起偏材料的种类有四:
3.2.1金属偏光膜
将金、银、铁等金属盐吸附在高分子薄膜上,再加以还原,使棒状金属有起偏的能力,现在已不使用这种方法
生产。
3.2.2碘系偏光膜
PVA与碘分子所组成,为现今生产偏光膜最主要的方法。
3.2.3染料系偏光膜
将具有二色性的有机染料吸着在PVA上,并加以延伸定向,使之具有偏旋光性能。
3.2.4聚乙烯偏光膜
用酸为触媒,将PVA脱水,使PVA分子中含一定量乙烯结构,再加以延伸定向,使之具有偏旋光性能。
通过以上的介绍,我们可知,一直以来偏光膜均是将具有二色性的有机染料涂覆在聚乙稀醇上进行拉伸定
向而成。在玻璃工业飞速发展的今天,我们能否借助在线沉积镀膜技术生产出玻璃偏振产品,这有待于玻璃行
业的科技工作者的进一步研究,相信在不久的将来,必将有更多更好的技术面世,为推动我国的汽车工业和玻
璃工业的发展做出贡献。
参考文献
1.张三慧编《大学物理学》第2版,清华大学出版社
2.黄士萍编《玻璃与玻璃制品生产加工技术及质量检验标准规范实务全书》2003年版,三秦出版社
3.鲁云编《先进复合材料》,机械工业出版社
本科毕业设计(论文)文献综述院 (系):专 业:班 级:学生姓名: 学 号:年 月 日本科生毕业设计(论文)文献综述评价表毕业设计(论文)题目综述名称 注意综述名称(综述内容中不要出现本课题怎么样等等)评阅教师姓名 职称评 价 项 目 优 良 合格 不合格综述结构 01 文献综述结构完整、符合格式规范综述内容 02 能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果03 文字通顺、精练、可读性和实用性强04 反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等参考文献 05 中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求,格式符合规范06 围绕所选毕业设计(论文)题目搜集文献成绩综合评语:评阅教师(签字):年 月 日文献综述: 小四号宋空一行标题 二号黑居中空一行1 XXX 三号黑XXX 小四号宋,行距20磅1.1 XXXX 小三号黑XXX 小四号宋,行距20磅1.1.1 XXX 四号黑XXX 小四号宋,行距20磅空一行2 XXXX 三号黑(空1行)参 考 文 献(空1行)[要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写,例如:][1] 袁庆龙,候文义.Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究[J].太原理工大学学报,2001,32(1):51-53 .(宋体五号,行距固定值20磅)[2] 刘国钧,王连成.图书馆史研究[M].北京:高等教育出版社,1979:15-18,31.下面的是我的文献综述文献综述:FTO透明导电薄膜的溅射法制备1 前言为了更好的开展毕业论文及毕业实验工作,在查找和阅读与《DSSC用FTO透明导电玻璃的溅射法制备》相关的文献和资料,完成撰写了本文献综述。随着科技的日趋成熟,导电玻璃的制备方法也越来越成熟,种类也衍生得越来越多。本文章将对国内外的制备方法,种类,发展现状及趋势,工艺性能,退火处理对性能的影响等方面做一简要介绍。2透明导电玻璃的种类及制备方法简介2.1透明导电玻璃的种类2.1 .1 TCO导电玻璃TCO(Transparent Conductive Oxide)玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜而形成的组件.主要包括铟、锡、锌、铬的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。2.1.2 ITO透明导电玻璃ITO透明导电玻璃全称为氧化铟锡(Indium-Tin Oxide)透明导电膜玻璃,多通过ITO导电膜玻璃生产线,在高度净化的厂房环境中,利用平面磁控技术,在超薄玻璃上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。 ITO玻璃产品广泛地用于液晶显示器(LCD)、太阳能电池、微电子ITO导电膜玻璃、光电子和各种光学领域。2.1.3FTO透明导电玻璃FTO透明导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F),简称为FTO。FTO玻璃可以做为ITO导电玻璃的替换用品,广泛用于液晶显示屏,光催化,薄膜太阳能电池基底等方面,市场需求极大. FTO玻璃因其特殊性,在染料敏化太阳能电池,电致变色和光催化方面对其透光率和导电率都有很高的要求,其综合性能常用直属FTC来评价:FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率,RS是薄膜的方阻值;在光学应用方面,则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。对其基本要求是:①表面方阻低,②透光率高,③面积大、重量轻,④易加工、耐冲击。2.2FTO透明导电玻璃制备方法FTO透明导电玻璃的制备方法有,物理方法:溅射法、真空蒸发镀膜法、离子辅助沉积镀膜法等;化学方法:喷雾热解法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法等。目前适合批量生产且研发较多的有真空蒸发镀膜法、磁控溅射法、化学气相沉积法和喷雾热解等方法![1]化学气相沉积法和真空镀膜法制备的薄膜和玻璃基板的结合强度不够,溶胶-凝胶法制备的导电薄膜电阻较高。适合于批量生产且已经形成产业的工艺,只有磁控溅射法和溶胶-凝胶法。特别是,溅射法由于具有良好的可控性和易于获得大面积均匀的薄膜。2.2.1磁控溅射法镀膜:溅射镀膜(sputtering deposition)是指用离子轰击靶材表面,使靶材的原子被轰击出来,溅射产生的原子沉积在基体表面形成薄膜。溅射镀膜有二级、三级或四级溅射、磁控溅射、射频溅射、偏压溅射、反应溅射、离子束溅射等装置。目前最常用的制备CoPt 磁性薄膜的方法是磁控溅射法。磁控溅射法是在高真空充入适量的氩气,在阴极(柱状靶或平面靶)和阳极(镀膜室壁) 之间施加几百K 直流电压,在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电,使氩气发生电离。氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面,将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。通过更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间,便可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。磁控溅射法具有镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀等优点。2.2.2真空蒸发镀膜:真空蒸发镀膜(vacuum vapor deposition)是在工作压强低于10-2 Pa,用蒸发器加热物质使之汽化蒸发到基片,并在基片上沉积形成固态薄膜的一种工艺方法。真空蒸发的加热方式主要有电阻加热蒸发、电子束加热蒸发、高频加热蒸发和激光加热蒸发等。对于镀制透明导电氧化物薄膜而言,其真空蒸发镀膜工艺一般有三种途径:(1)直接蒸发氧化物;(2)采用反应蒸发镀,即在蒸发金属的同时通入氧气进行化学反应生成金属氧化物;(3)对蒸发金属镀膜进行氧化处理。2.2.3溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法(so1-gel)是近年来发展起来的能代替高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和许多固体薄膜材料的一种新方法。它将金属醇盐或无机盐经溶液、溶胶、凝胶而周化,再将凝胶低温处理变为氧化物的方法,是应用胶体化学原理制各无机材料的一种湿化学方法。溶胶-凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常用方法。按工艺可分为浸涂法和旋涂法。浸涂法是将衬底浸人含有金属离子的前驱体溶液中,以均匀速度将其提拉出来,在含有水分的空气中发生水解和聚合反应,最后通过热处理形成所需薄膜;而旋涂法则是通过将前体溶液滴在衬底后旋转衬底获得湿膜。2.2.4化学气相沉积法:化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态薄膜沉积在加热的固态衬底表面,是一种重要的薄膜制各方法。CVD法所选的反应体系必须满足:(1)在沉积温度下,反应物必须有足够的蒸汽压;(2)化学反应产物除了所需的沉积物为固态外,其余必须为气态;(3)沉积物的蒸汽压应足够低,以保证能较好地吸附在具有一定温度的基体上,但此法因必须制各具有高蒸发速率的铟锡前驱物而使生产成本较高。影响化学气相沉积薄膜的工艺参数很多,包括基体温度、气压、工作气体流量和反应物及其浓度等。化学气相沉积技术的主要特点包括:设备及工艺简单、操作维护方便、灵活性强;适合在各种形状复杂的部件上沉积薄膜:由于设备简单,薄膜制备的成本也比较低。但是,薄膜的表面形貌很大程度上受到化学反应特性以及能量撒活方式的影响。2.2.5喷雾热分解法:喷雾热分解法是化学法成膜的一种,其过程与APCVD法比较相似。它是将前驱体溶液在高压载气的作用下雾化,然后输送到基片表面,在高温作用下,前驱体溶液发生一系列复杂的化学反应,在基片表面上得到需要的薄膜材料。而反应副产物一般是通过气相形式排出反应腔。常用的高压载气主要有:压缩空气、氮气、氩气等等。但是由于压缩空气中常含有大量的水蒸气,所以用氮气作为载气的情形比较多。如果需要在基片表面上发生分解反应,基片温度一般在300℃以上,在玻璃上制备FTO薄膜的基片温度一般为500℃。影响最终薄膜性能的喷涂参数有:载气压力、前驱体溶液流量、基片温度、喷口与基片的距离、喷枪移动速度等等[2]。在成膜过程中基材的温度、液体的流速、压缩气体的压力以及喷嘴到基材的距离等参数均可实现精确控制[3]。3 FTO透明导电玻璃的研究现状、应用及发展趋势3.1FTO透明导电玻璃的研究现状自1907年Badeker首次报道了热氧化溅射的Cd薄膜生成半透明导电的CdO薄膜,引发了对透明导电氧化物(TCO)薄膜的研究。1950年前后出现了硬度高,化学稳定性好的SnO2基薄膜及综合光电性能优良的In2O3基薄膜,ZnO基薄膜的研究始于2O世纪80年代 。目前研究和应用较多的TCO薄膜主要有SnO2、In2O3。和ZnO基三大体系,其中以In203:Sn(ITO),SnO2 :F(FTO)和ZnO:Al(ZAO)最具代表性,这些薄膜具有高载流子浓度(1018~1021cm-3)和低电阻率(10-3~1O-4Ω•cm),且可见光透射率8O%~90%,使这些薄膜已被广泛应用于平面显示、建筑和太阳光伏能源系统中。[4] 已经商业化应用的TCO薄膜主要是In2O3Sn(ITO)和SnO2:F(FTO)2类,ITO由于其透明性好,电阻率低,易刻蚀和易低温制备等优点,一直是显示器领域中的首选TCO薄膜。FTO薄膜由于其化学稳定性好,生产设备简单,生产成本低等优点在节能视窗等建筑用大面积TCO薄膜中,具有很大的优势[5]。Sn02:F(FTO)掺杂体系是一种n型半导体材料,表现出优良的电学和光学性能,并且耐腐蚀,耐高温,成本低,化学稳定性好,是现在研究较多,应用范围较广的一类TCO薄膜。苗莉等[6]采用喷雾热解法,以NH4F、SnCl2•2H20为原料,在普通玻璃衬底上制备出了方块电阻最低达到6.2Ω/口,可见光透光率为86.95%的FTO薄膜,且薄膜晶粒均匀,表面形貌平整致密。Yadav等[7]采用喷雾热解法,制备了不同厚度的FTO薄膜,最低电阻率达到3.91 X 10-4 Ω•cm。Moholkar等[8]采用喷雾热解法,制备了不同掺F浓度的FTO薄膜,研究了氟的掺杂浓度对Sn02薄膜的光学,结构和电学性能的影响。中国科学院等离子体物理研究所的戴松元小组[9、10]将FTO用于染料敏化太阳电池的透明电极,并获得较高的光电转换效率。射频溅射:射频溅射的基本原理是射频辉光放电。国内外射频溅射普遍选用的射频电源频率为13.56MHz,以防止射频信号与无线电信号的相互干扰。通常直流溅射的基本过程是,从阴极发出的电子,经过电场的加速后获得足够的能量,可以使气氛气体发生电离。正离子在电场作用下撞击阴极表面,溅射出阴极表面的原子、分子到衬底表面发生吸附、凝聚,最终成膜。直流溅射不能用于绝缘体材料的薄膜制备,因为绝缘材料在受到正离子轰击时,靶材表面的正离子无法中和,使靶表面的电位逐渐升高,导致阴极靶与阳极问的电场减小,当靶表面电位上升到一定程度时,可以使气体无法电离,溅射无法进行。而射频溅射适合于任何一种类型的阻抗耦合,电极和靶材并不需要是导体,射频溅射非常适合于制备半导体、绝缘体等高熔点材料的薄膜。在靶材表面施加射频电压,当溅射处于上半周时,由于电子的质量比离子的质量小很多,故其迁移率很高,用很短时间就可以飞向靶面,中和其表面积累的正电荷,从而实现对绝缘材料的溅射,并且在靶表面又迅速积累起了大量的电子,使其表面因空间电荷而呈现负电位,导致在射频溅射正半周期,也可吸引离子轰击靶材。从而实现了在电压正、负半周期,均可溅射。磁场的作用是将电子与高密度等离子体束缚在靶材表面,可以提高溅射速度。[11]用JPGF一450型射频磁控溅射系统在玻璃衬底上制备SnO2:F薄膜,系统的本底真空度为10-3Pa.溅射所用陶瓷靶是由纯度为99.99%SnO2和NH4F,粉末经混合、球磨后压制成坯,再经1300℃烧结而成,靶中NH4F的重量比是1.78%,用纯度为99.99% 的氩气和氧气作为工作气体,由可控阀门分别控制气体的流量。溅射过程中,控制真空室内氩气压强为1Pa,氧分压为0.5—1.5 Pa,靶与衬底间的距离为5cm.溅射功率为150W,溅射时间为25 min,衬底温度为100℃。用RIGAKU D/MAX—yA型x射线衍射(XRD)仪(CuKa辐射波长,0.154178 nm)测试样品的结构,用APHM一0190型原子力显微镜(AFM)观测样品的表面形貌,使用 rv一1900型紫外可见光分光光度计测量样品的吸收谱,使用激发源为325 nm的He—Cd激光器的光谱仪测量样品的室温光致发光谱,使用普通的万电表测试它的导电性(前提是尽量保持测量条件的一致性)。3.2FTO透明导电玻璃的应用FTO透明导电玻璃具有优良的光电性能,被广泛用于太阳能电池的窗口材料、低损耗光波导电材料及各种显示器和非晶硅太阳能电池中作为透明玻璃电极等,与生活息息相关。3.2.1在薄膜太阳电池上的应用太阳能电池是利用光伏效应,在半导体p-n结直接将太阳光的辐射能转化成电能的一种光电器件。TCO薄膜是太阳电池关键材料之一,可作为染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSCS)[12]等的透明电极,对它的要求是:具有低电阻率(方块电阻Rsh约为15Ω/□);高阳光辐射透过率,即吸收率与反射率要尽可能低;化学和力学稳定性好的特点。在薄膜太阳电池中,透明导电膜充当电极,具有太阳能直接透射到作用区域几乎不衰减、形成p-n结温度较低、低接触电阻、可同时作为防反射薄膜等优点。3.2.2在显示器上的应用显示器件能将外界事物的光、声、电等信息,经过变换处理,以图像、图形、数码、字符等适当形式加以显示。显示技术的发展方向是平板化。在众多平板显示器中,薄膜电致发光显示由于其主动发光、全固体化、耐冲击、视角大、适用温度宽、工序简单等优点,引起广泛关注,并发展迅速。FTO薄膜具有可见光透过率高、电阻率低、较好的耐蚀性和化学稳定性,因此被广泛用作平板显示器的透明电极。3.2.3在气敏元件上的应用气体传感器是把气体的物理、化学性质变换成易处理的光、电、磁等信号的转换元件。半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。二氧化锡薄膜气敏器件具有灵敏度高、响应速度和恢复速度快、功耗低等特点,更重要的是容易集成。随着微电子技术的发展,传感器不断向智能化、微型化方向发展。[13]3.2.4在建筑幕墙玻璃及透明视窗上的应用喷雾热解法制各的FTO薄膜能用于阳光节能玻璃,对可见光高透射,但对红外光高反射,其反射率大于70%。让阳光中可见光部分透过,而红外部分和远红外反射。阳光中的可见光部分对室内采光是必需的,但可将红外部分的热能辐射反射回去,能有效调节太阳光的入射和反射。利用FTO薄膜在可见光区的高透射性和对红外光的高反射性,可作为玻璃的防雾和防冰霜薄膜。3.3 FTO透明导电玻璃的发展趋势随着LCD的商品化、彩色化、大型化和TFT的驱动或太阳能电池的能量转变效率的提高,人们对透明导电氧化物(TCO)薄膜的要求越来越严格,至少需要满足如下条件:(1)导电性能好,电阻率较低;(2)可见光内透光率较高:(3)镀膜温度更接近室温,能大面积均匀地镀膜;(4)膜层加工性能好,可以进行高精度低损伤腐蚀;(5)热稳定性及耐酸、碱性优良,硬度高;(6)表面形状良好,没有针孔;(7)价格较低,可实现大规模工业化生产。目前,TCO薄膜已普遍达到下列水平:膜厚为500 nm的情况下电阻率在10-4 Ω•cm数量级,在可见光区透光率达80%,载流子迁移率一般达到40cm2/(v•s)。虽然TCO薄膜的性能指标可以满足当前应用需要,但随着器件性能的不断提升,对TCO薄膜提出了更高的性能要求。一些学者提出了TCO薄膜发展的一个量化的前景指标:禁带宽度>3 eV,直流电阻率~5×10-5 Ω•cm,可见光段在自由电子作用下的吸收系数<2x103 cm-1,载流子迁移率>100 cm2/(v•s)。几十年来,人们一直在努力提高透明导电薄膜的透明性和导电性。SnO2:F(TFO)透明导电薄膜由于其兼备低电阻,高的可见光透过率,近红外高的反射率,优良的膜强度和化学稳定性等优点,越来越受到人们的青睐,必将在平板显示器件、建筑物玻璃和气敏传感器等众多领域中得到更广泛的应用。利用溅射法制备FTO透明导电玻璃它的生产工艺简单,操作方便,利于控制。成本较低,原料易得,但在制备过程中NH4F加热分解放出有污染的氮氧化物和氨烟,这对以后商业化生产造成了很大的制约。所以对原料的改进和污染的控制方面还有待开发。4 制备条件对膜结构及光电性能的影响长安大学材料科学与工程学院段理等做了磁控溅射制备银掺杂ZnO薄膜结构及光电性质研究实验,发表了文献[14],并在文献14中得出了4.1——4.3的结论。4.1制备条件对膜厚的影响文献中采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了银掺杂ZnO薄膜,当薄膜淀积时间从30rain延长到90min时,薄膜的厚度几乎按照线性关系从约270nm增加到820nm,即薄膜的淀积速率大致稳定在9nm/min左右,为匀速生长。溅射功率与膜厚呈线性增长,及沉淀速率与溅射功率大致呈线性关系。4.2制备条件对膜结构的影响晶体质量随溅射功率的增大而降低,随溅射气压的增大而降低。4.3制备条件对膜光电性质的影响在固定溅射总气压的条件下,增大氧分压可以增强薄膜的紫外发光强度,增大薄膜的载流子浓度。4.4 退火对薄膜的影响退火能显著提高薄膜晶体质量,并增强薄膜的PL发光强度和导电能力,其原因是退火能使银离子完成对锌离子的替代从而形成受主。[15]5 退火后处理对膜结构与成分的影响光敏薄膜的光电、形貌性能与退火处理密切相关,退火处理优化了薄膜表面形貌、减小了光学能隙、增大了薄膜的导电率和载流子迁移率。光敏薄膜性能的优化,有利于增大聚合物太阳电池的填充因子、开路电压和短路电流,对于提高其能量转换效率、改善器件光伏性能具有非常重要的意义。[16]分别对较低氧分压反应磁控溅射制备的 薄膜进行氧化性气氛和惰性气氛退火。通过XRD和SEM 分析,发现氧化性气氛退火薄膜为表面多孔的金红石结构 ,而惰性气氛退火薄膜表面较为致密,结构分析不仅观察到金红石结构的 ,还发现了四方结构的 。XPS表面分析进一步表明,氧化性气氛退火后,薄膜成分单一,未氧化的 完全氧化成稳定的 ,而且具有稳定结构的 薄膜表面吸附水很少。相对而言,惰性气氛退火后,薄膜表面 、 和 共存,表面化学吸附氧和吸附水较明显,薄膜的稳定性降低。[17]6 FTO导电玻璃制备相关参数根据范志新等所提出的理论表达式: 带入相关数据可得到,SnO2:F(FTO)的最佳掺杂含量为2.54%[18]通过对比总结,参考大量数据,选择溅射功率:100W,溅射压力:5Pa,溅射时间:1.5h,溅射靶距:38mm[13、19]做产品。进行相关参数的选择与优化。7 参考文献1、张志海, 热解法制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜及其性能研究 合肥工业大学2、汪振东, 玻璃基TiO<,2>-SiO<,2>/SnO<,2>:F薄膜的喷雾热分解法制备和表征 武汉理工大学3、郝喜红, 喷雾热解法制备掺杂二氧化锡导电薄膜 西安建筑科技大学4、张明福等, 透明导电氧化物薄膜研究的新进展 压电与声光5、方俊 杨万莉, n型透明导电氧化物薄膜的研究新进展 陶瓷6、苗莉等, SnO2:F导电薄膜的制备方法和性能表征 材料导报7、Yadav A A,Masumdar E U,Moholkar A V,et a1.Effect of quantity of spraying solution on the properties of spray deposited fluorine doped tin oxide thin films[J].Physiea B:Condensed Matter,2009,404(12—13):1874 - 1877.8、Moholkar A V,Pawar S M,Rajpure K 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广西师范大学学报(自然科学版)
产能产量占全球九成以上
光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池,能够利用太阳辐射发电,并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它是由低铁玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线组成,将太阳能电池片通过胶片密封在一片低铁玻璃和一片背面玻璃的中间,是一种最新颖的建筑用高 科技 玻璃产品。
作为太阳能电池组件之一,根据SOLARZOOM数据,光伏玻璃在组件成本占比为6%-7%左右。其中,光伏玻璃在常规组件中成本占比7%,在单晶PERC组件中成本占比6%,是最占比最高的光伏辅材之一。
与其他玻璃相比,光伏玻璃产品性能要求更高。如普通玻璃的铁含量一般在0.2%以上,而光伏玻璃的含铁量根据国家标准必须低于0.015%;按照相关标准的规定,光伏玻璃的光伏透射比≥91.5%,而相同厚度的普通玻璃只有88-89%左右;为具备对风压、积雪、冰雹、投掷石子等外力和热应力的较高机械强度,光伏玻璃通常采用钢化玻璃;光伏玻璃对雨水和环境中的有害气体具有一定的耐腐蚀性能,耐高温,热膨胀系数必须与结构材料相匹配等。
正因此,2006年以前,由于进入门槛较高和市场需求量少,国内光伏玻璃产品尚未实现产业化,当时的光伏玻璃市场基本由法国圣戈班、英国皮尔金顿(后被板硝子收购)、日本旭硝子、日本板硝子四家外国公司垄断,国内光伏组件企业完全依赖进口的光伏玻璃进行生产,光伏玻璃的进口价格高达80元/平方米以上。
2006年之后,随着光伏行业的快速发展,在市场需求和利润进一步扩大的带动下,国内光伏玻璃行业开始发展,以福莱特(601865)玻璃为代表的玻璃企业进行技术研发和引进,投建光伏玻璃生产线,实现光伏玻璃国产化。
到2016年前后,国内光伏玻璃行业通过十年左右的时间,完成了从依赖进口到替代进口的转变。国内大型玻璃企业开始海外建厂,如信义光能建立马来西亚生产基地,福莱特玻璃也已开始在越南建设生产线;旭硝子等国外企业则纷纷退出光伏玻璃市场,圣戈班等公司只剩一些产能较小的窑炉仍在生产。
发展到目前,我国已成为全球最大的光伏玻璃生产国,截至2018年,中国光伏玻璃产能及产量均占到全球的90%以上。同时,中国也已成为全球最大的光伏玻璃出口国,主要出口地包括美国、日本、东南亚等国家和地区。
将受益于光伏装机量增长
受国内政策变动影响,2018年国内装机有所下滑,新增装机容量43GW,同比下降18%。虽然新增装机下滑,但我国仍是全球最大的新增光伏装机国家。2018年,中国新增光伏装机占全球比重达40%。
按照目前发展形势,乐观估计,2020年后新增光伏装机量将稳步回升,2025年有望达到70GW。保守情况下,2019-2025年期间,新增光伏装机量可能不会触及2017年的水平,但会保持小幅增长
受益于下游光伏装机量增长,光伏玻璃行业前景向好,市场空间广阔。同时,作为全球最大的光伏玻璃生产国,我国光伏玻璃产品除满足国内市场需求外,出口量也迅速增长,特别是欧洲市场。
2018年9月,欧盟对华光伏产品反倾销和反补贴措施已于到期后终止,中欧光伏贸易恢复到正常市场状态。此举有利增加国内组件对欧盟的出货量,进而带动光伏玻璃需求。此外,据欧委会资料显示,欧盟直接针对中国光伏玻璃进口的反倾销措施也将在2019年5月到期,届时将进一步刺激国产光伏玻璃对欧盟的直接出口。
以上数据及分析来源参考前瞻产业研究院发布的《中国光伏玻璃行业市场前瞻与投资规划分析报告》。