脱模剂研究论文

浅谈纳米技术及其在机械工业中的应用摘要：主要介绍了纳米技术的内涵、主要内容及纳米技术在微机械和包装、食品机械工业中的应用，并研究预测了纳米技术在未来机械工业中的发展前景。关键词：纳米技术；微机械；机械工业；发展前景1纳米技术的内涵纳米是长度单位，原称“毫微米”，就是10－9（10亿分之一）米。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1~100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科技与众多学科密切相关，它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。若以研究对象或工作性质来区分，纳米科技包括三个研究领域：纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技的基础；纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志；纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去设计制造具有特殊功能的产品。2纳米技术的主要内容（1）纳米材料包括制备和表征。在纳米尺度下，物质中电子的放性（量子力学学性质）和原子的相互作用将受到尺度大小的影响，如能得到纳米尺度的结构，就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。（2）纳米动力学主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS），用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等。MEMS使用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。（3）纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间相互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，DNA的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。（4）纳米电子学包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光／电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。“更快”是指响应速度要快。“更冷”是指单个器件的功耗要小。但是“更小”并非没有限度。3纳米技术在机械工业中的应用3．1纳米技术在微机械领域中的应用随着纳米技术应用途径的不断拓宽，微机械的开发在全世界方兴未艾。例如，进入人体的医疗机械和管道自动检测装置所需的微型齿轮、电机、传感器和控制电路等。制造这些具有特定功能的纳米产品，其技术路线可分为两种：一是通过微加工和固态技术，不断将产品微型化；二是以原子、分子为基本单元，根据人们的意愿进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的产品。3．1．1采用微加工技术制造纳米机械（1）微细加工。日本发那科公司开发的能进行车、铣、磨和电火花加工的多功能微型精密加工车床（FANUCROBO nano Ui型），可实现5轴控制，数控系统最小设定单位是1nm（10－3μm）。该机床设有编码器半闭环控制，还有激光全息式直线移动的全闭环控制。编码器与电机直联，具有每周6 400万个脉冲的分辨率，每个脉冲相当于坐标轴移动0．2 nm，编码器反馈单位为1／3 nm，故跟踪误差在±1／3 nm以内。直线分辨率为1 nm，跟踪误差在±3 nm以内。CNC装置采用FANUC－16i，实现AInano轮廓控制。并用FANUCSERVOMOTORαi伺服电机装上高分辨率检测装置及αi系列伺服放大器，实现了微细加工。（2）微型机器人。在工业制造领域，微型机器人可以适应精密微细操作，尤其在电子元器件的制造方面。美国迈特公司的研究人员最近设计出一种用于组装纳米制造系统的微型机器人，这种机器人的长度约为5mm。研究人员称，假设能利用纳米制造技术使这种机器人的体积不断缩小，其最终的体积不会超过灰尘的微粒。日本三菱公司也开发了一种微型工业机器人，该机器人采用了5节闭式连杆机构，以实现手臂的轻量化与高刚性，其动作速度及精度完全可以赶上专用机器人。往复上下方向25 mm，水平方向100 mm的拾取动作，所需时间缩短到0．28 s。另外，通过采用闭式连杆机构与高刚性减速机，实现了比以往机器人高10％的位置重复精度（±5 nm），可适用于精密微细操作。我国在微型机器人的研制方面也取得了可喜的成绩。据媒体报道，由哈尔滨工业大学研制的机器人，其操作精度达到了纳米级，可以应用于分子生物学基因操作，能够对细胞和染色体进行“手术”，并能在微电子、精密加工等精度要求较高的领域一显身手。（3）微型电机。美国俄亥俄州克利夫西卡塞大学已建立了一所纳米级微型电机实验室，专门研究纳米技术及其超微机电系统。美国加利福尼亚大学伯克利分校研制的微型电动机，小到只能在显微镜下才能看得见。德国汽车零件制造商博士公司正在研制纳米技术传感器，这种传感器将为人们提供关于汽车上每个零部件在三维空间中运动的精确信息。当微型传感器探测到速度骤减时，就会自动释放安全气囊。3．1．2采用自组装技术制造纳米机械（1）生物器件。以分子自组装为基础制造的生物分子器件是一种完全抛弃以硅半导体为基础的电子器件。将一种蛋白质选作生物芯片，利用蛋白质可制成各种生物分子器件，如开关器件、逻辑电路、存储器、传感器以及蛋白质集成电路等。美国密歇根韦思大学医学院生物分子信息小组，利用细菌视紫红质（简称BR蛋白质）和发光染料分子研制具有电子功能的蛋白质分子集成膜，这是一种可使分子周围的势场得到控制的新型逻辑元件。美国锡拉丘兹大学也利用BR蛋白质研制模拟人脑联想能力的中心网络和联想式存储装置。（2）纳米分子电动机。美国IBM公司瑞士苏黎士实验室与瑞士巴塞尔大学的研究人员发现DNA能够被用来弯曲直径不及头发丝的五十分之一的硅原子构成的“悬臂”。上下弯曲，顶端则粘有单股DNA链。DNA自然形成双螺旋结构，双链被分开后，它们会力图重新组合。当研究人员将带有单股DNA链的“悬臂”置于含有与之对应的单股DNA链的溶液中，这两个链就会自动配对结合在一起，小“悬臂”在这种力的作用下开始弯曲。研究人员利用这种生物力学技术制造带有纳米级阀门的微型胶囊（纳米分子电动机）。通过控制这种驱动力来控制阀门的开合，可以将精确剂量的药物传送到身体的需要部位来达到治疗的目的。3．2纳米技术在包装机械领域中的应用采用纳米材科技术对包装机关键零部件（如轴承、齿轮、弹簧等）进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高设备的耐磨性、硬度和寿命。碳纳米管还具有较高的机械强度和较高的热导率。由于具有非常大的长度—直径比，可以制造出任何复杂形状的零件，是复合材料理想的增强纤维。目前，用价格低廉的纳米塑料制成的齿轮、陶瓷轴承、纳米陶瓷蚊辊、电雕辊等印刷包装机械零件已走进企业，开始代替金属材料。现代胶印机上应用着很多传感器．如控制飞达纸堆的自动升降、气泵供气时间检测、合压时间检测、空张检测、墨量控制等。纳米陶瓷具有良好的耐磨性、较高的强度及较强的韧性可用于制造刀具、包装和食品机械的密封环、轴承等以提高其耐磨性和耐蚀性，也可用于制作输送机械和沸腾干燥床关健部件的表面涂层。3．3纳米技术在食品机械领域中的应用纳米SiC、Si3N4在较宽的波长范围内对红外线有较强的吸收作用，可用作红外吸波和透波材料，做成功能性薄膜或纤维。纳米Si3N4非晶块具有从黄光到近红外光的选择性吸收，也可用于特殊窗口材料，以纳米SiO2做成的光纤对600 nm以上波长光的传输损耗小于10 dB／km，以纳米SiO2和纳米TiO2制成的微米级厚的多层干涉膜，透光性好而反射红外线能力强，与传统的卤素灯相比，可节省15％的电能。经研究证明，将30～40 nm的TiO2分散到树脂中制成薄膜，成为对400 nm波长以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材料，可作为食品杀菌袋和保鲜袋最佳原料。纳米SiO2光催化降解有机物水处理技术无二次污染，除净度高，其优点是：①具有很大的比表面积，可将有机物最大限度地吸附在其表面；②具有更强的紫外线吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解掉。这为污水处理量较大的食品企业提供了有力的技术支持。介孔固体和介孔复合体是近年来纳米材料科学领域较引人注目的研究对象，由于这种材料较高的孔隙率（孔洞尺寸为2～50 nm）和较高的比表面，因而在吸附、过滤和催化等方面有良好的应用前景。对纯净水、软饮料等膜过滤和杀菌设备又提供了一个广阔的发展空间。橡胶和塑料是包装和食品机械应用较多的原材料。但通常的橡胶是靠加入炭黑来提高其强度、耐磨性和抗老化性，制品为黑色，不适宜用在食品机械上。纳米材料的问世使这一问题迎刃而解。新的纳米改性橡胶各项指标均有大幅度提高，尤其抗老化性能提高3倍，使用寿命长达30年以上，且色彩艳丽，保色效果优异。普通塑料产量大、应用广、价格低，但性能逊于工程塑料，而工程塑料虽性能优越，但价格高，限制了它在包装和食品机械上的大范围应用。用纳米材料对普通塑料聚丙烯进行改性，达到工程塑料尼龙－6的性能指标，且工艺性能好、成本低，可大量采用。4纳米技术在机械行业中的发展前景（1）机械及汽车工业的滑配原件如：轴承、滑轨上应用纳米陶瓷镀膜能产生超底的磨擦界面，大大减低磨损并能提高负载。（2）塑胶流道的低粘应用：例如T型模、拉丝模、套筒和热胶道，可有效减少积料碳化的产生几率。（3）射出成型时发生的粘模、包封短射、镜面雾化及拖痕均具有革命性的改善，尤其是在滑块及顶针上所展现的干式润滑，更是任何金属所无法表现的优异性。（4）IC封装胶、橡胶及发泡塑料由于具有极高的粘着性，因此必须借助大量脱模剂来帮助脱模，纳米陶瓷的荷叶效应可减少脱模剂的使用及模具清理时间。（5）纳米陶瓷的低摩擦、低沾粘特性使塑胶在模具内的流动性大幅提升，特别是高精度模具例如薄光板、塑胶镜片、汽车聚光灯罩等模具应用后对产品的不良率上均有明显的改善。5结语综上所述，纳米技术是近十多年来逐步发展起来的一门前沿性与综合性交叉的新学科，是现代科学和现代技术相结合的产物，它的迅猛发展将引发21世纪新的工业革命。美国商业通讯公司研究报告称，未来五年，用于橡胶产品和油墨生产的碳黑填充料将继续高居纳米材料需求榜首。今后几年，全球纳米材料的需求将以2．7％年增长速度增长，到2010年将达到1 030万t，所以纳米包装具有较大的市场发展潜力。过去，我国机械包装工业的一些先进设备、先进技术，大多是依靠进口。纳米技术的出现，将对我国机械包装行业的技术创新带来新的发展机遇。相信在不远的将来，纳米技术将广泛应用于机械工业的各个领域，它给机械工业带来的变化将是巨大的。参考文献1向春礼．纳米科技及其发展前景［J］．新材料产业，2001（4）2王新林．金属功能材料的几个最新发展动向［J］．新材料产业，2001（4）3唐苏亚．纳米技术在微机械领域中的应用［J］．微电机，2002（5）4万乃建．21世纪数控技术新面貌［J］．机械制造，2001（20）5杨大智．智能材料与智能系统［M］．天津：天津大学出版社，2000

关于桥梁工程施工质量问题及对策研究论文摘要：主要对桥梁工程施工质量存在的问题进行了研究，首先概述了质量评定标准，然后分析了桥梁工程常见的质量问题，最后探讨了桥梁工程中关键工程的质量控制措施。 论文关键词：桥梁工程；施工；质量；分析 1 桥梁质量评定概述 质量评定标准 桥梁建设具有投资大、造价高、技术复杂、机械化程度高等特点，所以工程检测和评定较为复杂，因此国家制定了相应的规范强化质量评定管理，目前有市政标准和交通部标准两套标准，市政标准为每一个工序都制定了检查项目，并对所有检查项目都进行了主要检查项目和非主要检查项目的分类，具体而言，工序可分为模板、钢筋、预应力筋、水泥混凝土、桩基、沉井基础、钢结构、构件安装、砌体、装饰等内容。每个工序首先要进行外观检查，外观检查合格后方可进行质量检测评定，同一工序的合格点数与该项目的检测点数之比乘以100%为该工序的合格率，主要检查项目合格率达到100%，非主要检查项目合格率达到70%以上时该项目可评定为合格，交通部的标准对桥梁施工质量的评定采用100分制，对于分项工程的质量检查项目包括基本要求、实测项目、外观鉴定和质量保证资料四个方面。基本要求和实测项目的满分为100分，如果外观鉴定、质量保证资料存在缺陷，则在前面的基础上扣分，如果最终分数小于70分则为不合格，介于70分到85分之间为合格，85分以上为优良。 质量评定的意义 加强质量评定有助于施工单位按照施工规范严格施工、保质保量的完成桥梁建设任务，桥梁工程的质量不仅影响着工程项目投资的成败，更重要的是会影响到国家财产和人民生命安全，所以通过施工项目的质量评定可以为工程质量提供最有效的保证，减少严重后果发生的可能性。 2 桥梁工程常见的质量问题分析 钻孔灌注桩的质量问题 钻孔灌注桩的质量问题主要体现在断桩上面，断桩是严重的质量事故，又必须要在施工时预防该事故的发生，一般来说，以下几个施工问题可能会产生断桩现象：（1）灌注时间过长或者导管在混凝土中埋入过深，都会导致混凝土在导管内外壁上初凝，造成混凝土与导管间摩擦阻力过大，上拔导管后混凝土不能及时填充，从而填入泥浆产生了断桩；（2）混凝土自身的原因，由于混凝土在拌和过程中不均匀或者在运输过程中产生离析现象，都会导致在灌注过程中出现粗集料集中的现象，造成导管堵塞而出现断桩；（3）如果在灌注过程中护筒底脚周围出现漏水或者由于缺乏施工经验，都有可能出现坍孔现象也会引起断桩；（4）在施工过程中，由于各种原因无法保证施工连续进行，比如导管进水、机械故障、停电等也会导致断桩的发生。 桥台处的质量问题 当桥头填土的沉降与桥台的沉降出现了差异，就有可能在桥台处形成台阶，该台阶不仅影响了行车安全，同时汽车轮胎也会给桥梁不断的产生巨大的冲击力，该质量问题可以通过规范施工来避免：（1）回填材料的选择，要选择压实性好和透水性好的回填材料，另外在施工过程中要严格压实，这样可以减少路堤填土的沉降量；（2）桩柱式桥台的施工应该先进行填方，然后在填方充分沉降后再修建桥台，这样做可以尽可能的减少结构物与填土之间的沉降差；（3）根据技术规范要求采用相应措施减少桥面铺装层的裂缝，另外要选择性能好的伸缩缝材料，以保证桥面伸缩缝处的平整度。 钢筋施工的质量问题 钢筋加工的质量问题存在于多个方面，在材料选择方面，如果钢筋品种的规格、形状、尺寸不符合要求，或者钢筋有严重的腐蚀问题，都会影响到工程质量。在钢筋加工方面，钢筋的下料和成型尺寸的准确度差、钢筋骨架变形或者钢盘网变形都会造成结构构件的性能下降；在钢筋安装方面，安装位置偏差过大、钢筋少放或漏放、垫块位置固定方法不当、钢筋绑扎接头不正确等都会引起钢筋的严重错位；在钢筋焊接方面，钢筋焊接头的机械性能达不到施工规范的要求、焊条品种存在质量问题，性能不符合要求等都会存在问题。焊接过程中如果焊缝尺寸偏差过大、咬边焊缝与钢筋交接处有缺口、咬边焊缝与钢筋交接处有缺口、电弧烧伤钢筋表面等都会造成钢筋断面局部削弱，或对钢筋产生脆化作用，都会对钢筋的使用性能造成影响。 3 桥梁工程中关键工程的质量控制措施 承台及系梁 首先要对有可能出现断桩情况的桩进行重点监测，对于进行过故障处理的桩也要重点监测，对于所有桩都要进行无破坏检测，使所有桩最终都要达到无断层、无夹层，并且强度要符合设计要求。桩头混凝土要凿出密实的层面，并进行大面平整，要求达到无残留混凝土以及其他杂物，另外标高必须符合施工设计要求。需嵌入承台或系梁内的桩头及锚固钢筋长度要符合设计要求，在验收钢筋时，要注意重点验收钢筋骨架以及桩柱钢筋的焊接质量，桩顶锚固筋要与设计角度保持一致，并采用螺旋筋进行缠绕固定。砂浆垫层在平整度方面以及标高方面要符合要求，其尺寸必须满足支立承台、系梁模板的要求，模板板面之间要求不漏浆、接缝严密、支撑牢靠，其各项指标比如位置、几何尺寸、保护层厚度等数据都要符合设计要求。在浇筑混凝土之前，应该为模板涂刷脱模剂，外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种，在涂刷过程中不能污染钢筋及混凝土的施工缝，这样才能够保证外露面美观，线条流畅。 墩柱与台帽 墩柱的质量控制重点要做好以下工作：首先要检查柱中心位置施工放样，验收墩柱钢筋笼，使其符合设计标准；然后对支模前接触面的松散混凝土进行凿除处理，如果有其他杂物则一并冲洗干净；接下来对立柱模板进行质量检查，要求接缝处必须圆滑平整，拼接严密，模板的定位精度、竖直度以及钢筋保护层厚度必须符合质量要求指标。脱模剂的涂刷一定要均匀，并且定位钢丝绳要求拉紧，以达到受力一致的要求；对混凝土施工的基本要求与承台或系梁施工要求相同，要求用串筒下料，串筒底部距浇筑的混凝土面不超过2米，浇筑完毕将柱顶混凝土面拉毛。台帽的质量控制重点有两个方面，分别是立模工序质量控制和混凝土浇筑工序质量控制，在检验模板时，要对模板的平整性、刚度、尺寸和角度进行重点检测，同时要看模板的支撑是否符合要求，另外还要观察模板接头处的处理情况。混凝土浇筑要求控制好混凝土的制作质量，主要包括原材料质量、混凝土配合比等，另外还要控制好振捣施工工艺，如果振捣时间太长则有可能出现混凝土分层与走模，而振捣时间不足则会出现混凝土的气泡不能完全排出，从而导致形成蜂窝、麻面等病害。 盖梁与箱梁 盖梁要检查柱顶中心及盖梁轴线，以及钢筋骨架放样，盖梁钢筋骨架在成型后要进行验收，验收时要特别注意检查焊缝质量及弯起筋位置，在安装盖梁钢筋后要对骨架定位进行检查，按设计角度调整柱顶锚固筋，好箍筋。另外还要检查查钢筋保护层厚度，预埋件、预埋筋位置是否正确，模板是否采取措施已加固牢靠，箱梁要检查底板是否清洗干净，接缝处是否用腻子打平，采用塑料板时，要求粘贴紧密、无破洞、无鼓包以及无皱折，伸缩缝梁端要注意设置楔形块，预埋支座钢板，腹板、底板钢筋重点检查正弯矩波纹管定位，确保混凝土浇筑过程中不移位，钢绞线须事先进行编束，整束穿过波纹管，并保证在管内不缠绕。