生产方法目前工业制备NaBH4的方法据文献介绍只有两种,即硼酸酯法和硼硅酸盐法。它们所需要的原料中都有金属钠。其方法简介如下:(1)硼酸酯法该方法首先要制出氢化钠和硼酸三甲酯,然后在一定的条件下使两者进行缩合反应,再通过进一步处理,可以得到液体产品,也可以得到固体产品。完整的生产过程包括:氢化、酯化、缩合及后处理等工序。各道工序的基本原理如下:a.氢化工序是生产金属氢化物的工序,一般情况可由金属单质在氢气中直接加热和加压的条件下完成。进行加压可以使反应进行得较快一些。这里考虑到制造的金属氢化物是作为原料使用,所以选用高沸点的、惰性的矿物油(或石蜡)作为反应介质,将其尽可能细的金属钠分散在其中,升温(300~400℃)升压(也可常压)使其与氢气进行反应,生成氢化钠:2Na+H2→2NaHb.酯化工序目的是合成硼酸三甲酯,其原料为甲醇和硼酸,反应方程式如下:3CH3OH+H3BO3→B(OCH3)3+3H2Oc.缩合反应工序将制得的硼酸三甲酯加入到含有氢化钠的矿物油中,充分搅拌混合,在一定温度(250~280℃)和适当压力下进行反应,生成硼氢化钠:4NaH+B(OCH3)3→NaBH4+3NaOCH3d.后处理工序首先将上述体系中加水,将矿物油从水层中分离出来。在水层中,甲醇钠极易水解:再通过对水溶液进行蒸馏,即可分离出甲醇,且可以作为原料循环使用。如果预先控制好加水量,则比较方便地就可以得到NaBH4重要的一种商品形式:含12%NaBH4及含40%NaOH的水溶液。若要制得粉末状的NaBH4,则首先用液氨进行萃取分离,然后再蒸去氨,得NaBH4结晶。(2)硼硅酸盐法此法使用的原料硼化物是较为价廉的硼砂(或钠硼解石)以及二氧化硅和金属钠、氢气。其过程包括三步反应:第一步,硼砂与二氧化硅在高温下生成硼硅酸盐熔体;第二步,熔体、金属钠、氢气在400~500℃下进行反应,生成硼氢化物与硅酸盐的混合物。第二步的反应式为:Na2B4O7+7SiO2+16Na+8H2→4NaBH4+7Na2SiO3第三步,将混合物在一定压力下用液氨抽提NaBH4,然后蒸去氨,得到NaBH4结晶。氨可以回收循环使用。上述工业化生产方法制硼氢化钠都需要耗用大量贵重的金属钠,成本高,因而限制了该产品的应用领域。为了降低生产成本,据有关文献报导,国外近来开发了电解法制硼氢化钠的新工艺。该法是在中间具有一个离子选择性隔膜的电解槽内进行,硼酸盐离子在阴极室被还原成硼氢化物离子,生成碱金属硼氢化物溶液,再自硼氢化物溶液分离得硼氢化物。其总反应式如下:若用硼砂做原料,则得硼氢化钠;同理,若要制取其它的碱金属硼氢化物,则需用相应的碱金属硼酸盐,如若用硼酸做原料,还需加相应的碱金属氢氧化物,以及氯化物、硫酸盐或碳酸盐。该法的吸引力是投资省、成本低。
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基本信息
中文名称: 硼酸,PT
英文名称: Orthoboric acid
英文别名:Boric Acid; Boron; Boricacidhighpurity; Boricacidwhitextl
等级: PT
CAS号: 10043-35-3/11113-50-1
图册(2张)
EINECS 234-343-4
分子式: H3BO3 [1]
物理参数
熔点:169℃
沸点:300℃
密度: [1]
贮存运输
密封干燥保存。 [2]
性状
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白色粉末状结晶或三斜轴面的鳞片状带光泽结晶。有滑腻手感,无臭味。溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中。无气味。味微酸苦后带甜。与皮肤接触有滑腻感。露置空气中无变化。能随水蒸气挥发。加热至100~105℃时失去一分子水而形成偏硼酸,于104~160℃时长时间加热转变为焦硼酸,更高温度则形成无水物。水溶液pH为。1g能溶于18ml冷水、4ml沸水、18ml冷乙醇、6ml沸乙醇和4ml甘油。在水中溶解度能随盐酸、柠檬酸和酒石酸的加入而增加。相对密度。熔点184℃(分解)。沸点300℃。半数致死量(大鼠,经口)。有刺激性。有毒,内服严重时导致死亡,致死最低量:成人口服640mg/kg,皮肤,静脉内29mg/kg;婴儿口服200mg/kg。空气中最高容许浓度10mg/m3。 [3]
用途
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实验室中若被强碱(NaOH或KOH)溅到,除了应用大量清水(H₂O)冲洗外,还应涂上硼酸溶液。以中和残余的强碱。这是最基本的也是离生活最近的用途之一。(若是身边无硼酸溶液又被强碱泼到,应急时可以用碳酸,但是首选硼酸,因为硼酸也是酸,比可乐中的碳酸还弱的酸。)
配制缓冲液。制备各种硼酸盐。蟑螂和地毯中黑色甲虫的杀虫剂。医药上用作止血药和防腐剂。
用作pH值调节剂、消毒剂、抑菌防腐剂等;用于制取硼酸盐、硼酸酯、光学玻璃、油漆、颜料、硼酸药皂、皮革整理剂、印染助剂和医药上的消毒剂等。
用于电容器制造及电子元件工业,高纯分析试剂,药用消毒防腐及配制已曝光感光材料冲洗加工药液。
用于玻璃、搪瓷、陶瓷、医药、冶金、皮革、染料、农药、肥料、纺织等工业;用作色谱分析试剂,也用于缓冲剂的配制;大量用于玻璃(光学玻璃、耐酸玻璃、耐热玻璃、绝缘材料用玻璃纤维)工业,可以改善玻璃制品的耐热、透明性能,提高机械强度,缩短熔融时间。在搪瓷、陶瓷业中,用以增强搪瓷产品的光泽和坚牢度,也是釉药和颜料的成分之一。冶金工业中作添加剂、助溶剂,特别是硼钢具有高硬度和良好的轧延性,可以代替镍钢。硼酸有防腐性,可作防腐剂,如木材防腐。在金属焊接、皮革、照相等行业以及染料、耐热防火织物、人造宝石、电容器、化妆品的制造方面都用到它。还可作杀虫剂和催化剂用。农业上含硼微量元素肥料,对许多作物有肥效,能增进作物品质和提高产量。
硼酸也是生产其他硼化物的基本原料之一,由它生产的硼化合物广泛应用于国防及其他工业部门和科研单位。;用作PH调节剂、抑菌防腐剂。 [1]
一、硼酸盐类矿物的一般特征
硼酸盐矿物是金属阳离子与硼酸根相结合而成的盐类。目前发现的矿物约近百种,自然界常见的约十种,可形成有意义的工业矿床。近年来工业上对硼的需求日益增长,这一趋势大大促进了对硼酸盐矿物的深入研究。
1.化学成分
组成硼酸盐矿物的阳离子有20多种,以Na+、Mg2+、Ca2+为主,其次有Li+、K+、Al3+以及过渡型阳离子Fe2+,Fe3+、Mn2+等。配阴离子有[BO3]3-和[BO4]5-两种,常含附加阴离子F-、Cl-、OH-、O2-等。此外,大多数硼酸盐矿物含有结晶水。
2.结晶形态
硼酸盐的晶体结构和化学成分比较复杂,大多数结晶成单斜晶系或斜方晶系。晶体通常呈柱状或针状;集合体呈放射状、纤维状或粒状。
3.物理性质
硼酸盐类矿物的物理性质与阳离子成分、晶体结构类型以及是否含结晶水有关。因此,硼酸盐类矿物的物理性质变化很大。一般来说,本类常见矿物以浅色、密度小、硬度较低为主。多数矿物密度为2~或更低,硬度在2~5之间。但含过渡型离子者色较深、密度较大。有个别无水盐的硬度可达7~。
4.成因产状
由于B的克拉克值为,远小于Si、P、S、C等元素,加之B经常参加到硅酸盐晶格中组成硼硅酸盐 (如电气石),所以硼酸盐类矿物尽管种类很多,其分布远不如硅酸盐、磷酸盐等广泛,它们主要形成于表生作用。常与盐湖中的结晶沉积有关。在内生作用中硼酸盐主要形成于接触交代作用和火山作用。
硼在工业上的用途很广,尤其是在尖端技术中。例如,硼氢化合物可作火箭燃料,其燃烧值大大超过碳氢化合物;硼具有吸收中子的特性,碳化硼可控制原子反应堆的反应速度,含硼的钢和塑料可阻隔中子辐射等。因此,硼是重要战略物资。
二、主要矿物描述
硼镁铁矿 Ludwigite (Mg,Fe) 2 Fe[BO 3]O 2
[化学成分]MgO2%,B2O316%,Fe+Fe2O357%;硼镁铁矿中 Mg2+和Fe2+间为完全类质同象,据Mg2+含量可分为两个亚种:镁硼镁铁矿和铁硼镁铁矿。可有少量Al3+代替Fe3+ (≤11%)。
[结晶形态]斜方晶系。晶体呈长柱状、针状、纤维状、毛发状。并呈放射状 (篙束状)、纤维状、粒状、致密块状集合体。
[物理性质]暗绿色至黑色 (随Fe含量增大颜色变深);条痕浅黑绿色至黑色;光泽暗淡,纤维状体的新鲜面上有丝绢光泽;不透明 (含镁高者稍透明)。无解理;硬度~6。相对密度~(含Fe量高,相对密度增大)。粉末具弱磁性。
[成因产状]硼镁铁矿为接触交代作用的产物,产于蛇纹石化白云质大理岩或镁矽卡岩中,常与磁铁矿、硅镁石族矿物及金云母、镁橄榄石、硼镁石等共生。在热液影响下,硼镁铁矿在不同程度上发生变化,其产物一般为纤维状硼镁石和磁铁矿。
[鉴定特征]颜色、条痕深,相对密度、硬度均较大,常呈篙束状集合体为特征。在空气中烧之变成红色。溶于浓H2SO4,加几滴酒精稍加热,用火点燃火焰呈鲜艳的绿色(B的反应)。
[主要用途]提炼硼的矿物原料。
硼砂 Borax Na 2 〔B 4 O 5 (OH) 4 〕·8H 2 O
[化学组成]Na2O ,B2O3 ,H2O 。
[结晶形态]单斜晶系,晶体呈短柱状 (图7-3-1),集合体呈粒状或土状。
图7-3-1 硼砂的晶形
[物理性质]晶体透明无色或浅灰色,其细粒集合体呈白色或淡蓝绿色,白色条痕,玻璃光泽。硬度2~,解理平行{100}完全,{110}中等,{010}不完全;性脆,断口呈贝壳状,相对密度,易溶于水 (0℃时每百毫升水能溶);烧之易熔成透明小球。
[成因产状]最常见的硼酸盐矿物。主要产于干旱地区盐湖沉积中,与石盐、天然碱以及其他含硼矿物共生,亦产于温泉沉积物中。在干燥空气中易失水变为白色粉状的三方硼砂Na2[B4O5 (OH)]·3H2O。
[鉴定特征]无色透明或浅色、硬度低、密度小,易熔成透明玻璃球等,可借助焰色反应试B(见硼镁铁矿描述)。
[主要用途]硼的主要矿物原料。
学习指导
常见的硼酸盐类矿物不多、分布也不广,只要求一般了解即可。
练习与思考
1.硼有什么用处? 为什么现在对硼矿物比较重视?
2.用什么方法可以检出矿物中的硼?
减压蒸馏。取出树脂并通过酸碱处理洗脱硼酸甘油络合物,将硼酸型离子树脂减压蒸馏,循环使用。该工艺对废水中甘油的去除率为30-50%,可实现对甘油的回收利用。
多孔金属材料的制备工艺及性能分析多领域有着广泛的应用前景。本文概述了多孔金属材料的常用制备方法及其主要性能。关键词:多孔金属材料;制备;性能;应用摘 要 :多孔金属材料是一种性能优异的新型功能材料和结构材料 ,具有独特的结构和性能 ,在很科学家极大的兴趣 ,成为材料类研究的热点方向之1 引言一 ,自 20世纪 90年代以来 ,美国的哈佛大学、英国在传统的金属材料中 ,孔洞 (宏观的或微观的 )的剑桥大学、德国的 Fraunhofer材料研究所、日本的被认为是一种缺陷 ,因为它们往往是裂纹形成和扩东京大学等对多孔金属材料的制备工艺和性能进行展的中心 ,对材料的理化性能及力学性能产生不利了广泛的研究 ,获得了一批研究成果 [2-5]。在我国 ,的影响。但是 ,当材料中的孔洞数量增加到一定程多孔金属材料的基础和应用研究也逐步得到重视和度时 ,材料就会因孔洞的存在而产生一些奇异的功发展。近年来 ,研究队伍不断壮大 ,在制备技术、结能 ,从而形成一类新的材料 ,这就是多孔金属材料。构和物性等方面的基础研究以及在各种民用和国防按照孔之间是否连通 ,可以把多孔金属材料分为闭领域的应用研究均取得了一定的进展 ,已经引起我孔和通孔两类 ,如图 1所示。该类材料具有良好的国政府、中科院和航空航天等部门的高度重视 ,尤其吸能性能、高阻尼性能、吸声性能、电磁屏蔽性能及值得一提的是 ,我国在 2005年立项的国家重大基础良好的导热导电性能 [1] ,因而在一般工业领域 (如研究计划 (973计划 )“超轻多孔材料和结构创新构汽车工业 )、国防科技领域及环境保护领域等有着型的多功能化基础研究 ” ,更是体现了对该类材料广泛的应用前景 ,它的设计、开发和应用引起了中外研究的重要性和迫切性。水化物等,然后将均混的混合物压制成密实块体即到目前为止 ,已开发的制备多孔金属的方法很多 ,涉及到的领域也非常广。根据在制备过程中金属所处的状态 ,可将多孔金属的制备工艺分为以下三类 :液相法、粉末烧结法和沉积法。 2. 1 液相法液相法包括的种类比较多 ,且较易制备大块的多孔金属和产品易商业化 ,成为多孔金属材料制备的主要手段,液相法主要包括以下几种: 2. 1. 1 颗粒渗流法颗粒渗流法[ 6 ]原理是首先将颗粒在模具内压实,烘干形成预制块。然后通过压力将金属液渗入中,并强烈搅拌使空心小球分散,最后得到空心球与金属基体形成的多孔金属材料。空心球铸造法的特点是孔径和孔隙率易于控制,材料综合力学性能好。2. 2 粉末冶金法粉末冶金法主要包括粉末烧结发泡法、烧结-脱溶法、松散粉末烧结法、中空球烧结法等。2. 2. 1 粉末烧结发泡法这种工艺[ 12 ]是首先将金属粉末和相应的发泡剂按一定比例均匀混合,发泡剂可以是金属氢化物、半成品,最后将此半成品加热到接近或高于混合物熔点的温度,使发泡剂分解,金属熔化,从而形成多孔泡沫材料。此种方法易于制作近半成品的零件和到颗粒预制块的间隙中,最后将颗粒溶除即可得到通孔结构的多孔金属材料。2. 1. 2 精密铸造法精密铸造法 [8]是首先用耐火材料浆料填满海绵状泡沫塑料的孔隙 ,待耐火材料固化后 ,加热除去塑料 ,即形成一个多孔预制块体。然后把液态金属液浇入到预制块上 ,加压渗流 ,这一点类似于渗流过程。最后再除去耐火材料 ,就形成与原来海绵状塑料结构相同的多孔金属材料。 2. 1. 3 熔融金属发泡法熔融金属发泡工艺可分为两种 ,发泡剂发泡和通气发泡 [9, 10 ]。前者是在熔融的金属液中加入发泡剂 (如 TiH2 ) ;后者则是在金属液中通入气体 (如惰性气体 )。这两种工艺的共同特点是可制备孔隙率高、尺寸大、闭孔结构的多孔金属 ,但过程控制较为复杂 ,孔结构分布均匀性不高。 2. 1. 4 空心球铸造法空心球铸造法 [11 ]的原理是先采用商用酚醛塑料小球在惰性气体环境中加热直至塑料碳化 ,形成中空的小球。然后将这些中空的小球加入到金属液三明治式的复合材料 ,而且孔隙率较高 ,孔分布均匀。 2. 2. 2 烧结 -脱溶法这种制备工艺 [13 ]首先是将金属粉末和可去除填充颗粒均匀混合 ,其中可去除填充颗粒一般包括两类 ,一类为可溶于水或其它溶剂的盐 (如 NaCl等 ),一类为可分解有机物 (如尿素、碳酸氢氨等 ),均混后把混合物压制成致密的半成品 ,然后在一合适的温度烧结。若填充颗粒为可分解有机物 ,则烧结过程中颗粒会分解气化 ;若填充颗粒为可溶性盐 ,则在烧结后可用溶剂将其溶去便得到多孔金属材料。2. 2. 3 松散粉末烧结法松散粉末烧结 [14 ]是把松散状态的金属粉末不经压实直接进行烧结的方法。此种方法可用于生产多孔金属电极。 2. 2. 4 中空球烧结法通过将金属中空球烧结 ,使之扩散结合而制造多孔材料的方法。此方法制造的多孔材料兼有通孔和闭孔。金属中空球可通过下述方法制备 :在球形树脂上化学沉积或电沉积一层金属 ,然后将树脂除 明显的三阶段特征 ,即初始的弹性段 (Linear Elasticity)、中间的平台段 ( Plateau)和最后的致密段 (Densification)。其中 ,平台段的起始点应力称为泡沫材料的屈服或坍塌强度 ,此强度远小于其基体的屈服强度 [1]。当多孔金属材料受到外加载荷时 ,因屈服强度低很容易发生变形 ,而且变形量大、流动应力低 ,在变形过程中通过孔的变形、坍塌、破裂、胞壁摩擦等形式消耗大量能量而不使应力升的。高 ,从而能有效地吸收冲击能。这种在较低应力水形成金属烟。金属烟在自身重力作用及惰性气流的平下吸收大量冲击能的特征正是冲击缓冲所需要携带下沉积和冷却。因其温度低 ,原子难以迁移和扩散 ,故金属烟微粒只是疏散地堆砌起来 ,形成多孔3. 2 高阻尼性能泡沫结构 [16 ]。 多孔金属材料可看作是由三维网络状金属骨架去 ,或将树脂球和金属粉一同混合 ,随后烧结使金属粉结合 ,同时树脂球挥发 [ 15 ]。 2. 3 沉积法沉积法主要包括金属气相蒸发沉积法、原子溅射沉积法和电化学沉积法三种。 2. 3. 1 金属气相蒸发沉积法在较高惰性气氛中 ,缓慢蒸发金属材料 ,蒸发出来的金属原子在前进过程中与惰性气体发生一系列碰撞作用 ,使之迅速失去动能 ,从而部分凝聚起来 ,与高压惰性气体原子碰撞 2. 3. 2 原子溅射沉积法在惰性气体的压力下,元素原子在飞溅路程中,金属原子一方面捕获气体原子 ,另一方面凝聚成金属液滴 ,然后到达衬底。在衬底上获得均匀包裹气体原子的金属体 ,最后在高于金属熔点的温度下把金属加热足够长的时间使捕获的气体膨胀 ,形成多孔金属材料。这种方法的特点是孔结构非常理想 ,但成本昂贵 ,不易制备大件 [ 17 ]。 2. 3. 3 电化学沉积法这种方法是以聚氨基甲酸乙脂发泡材料为骨架 ,进行电解沉积 ,然后加热去除有机聚合物骨架 ,得到多孔金属材料。这种方法制备的多孔材料不但孔隙率高 ,孔分布均匀 ,且孔互相连通呈三维网状结构 [ 18 ]。 3 多孔金属材料的主要性能多孔金属材料作为一类区别于致密材料的新型材料 ,具有一些其基体或母体所不具备的特殊性能和功能 ,主要表现如下 : 3. 1 吸能性能图 4 多孔金属材料典型的压缩应力 -应变曲线多孔金属材料的应力 -应变 (σ -ε)响应具有与孔洞所组成的两相复合材料。除了孔洞与金属基体之间所形成的界面外 ,材料内部还存在其它大量微观的 (主要是位错 )和宏观的 (较小的孔洞和裂纹 )缺陷 ,其组织状态和缺陷分布极不均匀。因此当外力作用于多孔金属材料上时 ,将在基体中产生不均匀的应变 ,特别是在孔洞 (宏观的或微观的 )或裂纹附近 ,其应变情况更为复杂 ,从而引起缺陷区域原子重排。缺陷区的这种响应是粘滞性的 ,因而引起粘滞性应变 ,造成能量的损耗 ,导致材料的阻尼增加。 3. 3 吸声性能多孔金属材料的高孔隙率结构使其具有良好的吸声性能 [19 ]。一般来讲 ,通孔或半通孔多孔金属的吸声效果比闭孔的好。多孔金属材料的吸声机制主要可归为两种 ,即声波经过多孔金属时流动阻力的升高造成的粘性损失以及声波与孔洞表面热量交换造成的热损失。 3. 4 电磁屏蔽、导热和导电性能多孔金属具有良好的导电性和很高的比表面积 ,因此具备很高的电磁屏蔽性能 ,即良好的吸收和反射电磁波的能力。同时又具有良好的导热性能 [ 20, 21 ]。 3. 5 其它性能质轻 ,易着色 ,易加工 ,耐高温。 4 结语 (1)多孔金属材料具有良好的理化性能和力学性能 ,因而可以作为功能材料和结构材料 ,具有良好的应用前景。多孔金属材料的制备工艺很多 ,因而可以满足多样化的需求 ,可以根据不同的应用需求 采用不同的制备工艺。 and energy absorbing characteristic of foamed aluminum. (2)部分制备工艺在结构的可控性、孔径的均Metall[J]. Mater. Trans, 1998 (A29): 2497-2502. 匀性、样品的大尺寸化等方面仍存在局限性 ,因而制[10 ]Cymat Corp, Canada. Product Information Sheets. http: / / 备工艺还需要进一步的探索和完善。 www. cymat. com. (3)随着工业和科技的进步 ,人们对多孔金属[11 ]张勇 ,舒光冀 ,何德坪 .用低压渗流法制备泡沫铝合金 [J ].材料科学进展 , 1993 (7) : 473 -47. 材料的需求量越来越大 ,要求也越来越高 ,但目前的[12]J. Baumeister, J. Banhart, M. Weber[M]. German Pa2研究也只是涉及到了多孔金属材料的一部分性能特terntDE 4426627. 1997. 点 ,相当多的潜在价值尚未被开发出来 MechanicalBehaviorofMetailicFomas[J]. . Mater. Sci, 2000 (30):191-227. Olurin,. ,或仅局限在(44) : 105 -110. [ 14 ]B. C.社,1982. [13]YA Novel sintering processformanufacturingAlfoams[J]. . Y. Zhao, D. X. Sun. -dissolution 实验室阶段 ,因而对性能的研究又提出了新课题。Scr. Mater, 2001 参考文献 : [1]L. J. Gibson, M. F. Ashby. Cellular Solids: Structure and 拉科夫斯基 .工程烧结材料 [M ].冶金工业出版Properties. 2nd ed[M ], Cambridge University Press, UK, 1997. [15]O. Andersen, U. Waag, L. Schneider, G. Stephani, B. [2 ]L. J. Gibson. Kieback. Novel Metallic Hollow Sphere Structures [ J ]. Annu. RevAdv. Eng. 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KeyLaboratoryofMaterialsPhysics, InstituteofSolidStatePhysics, Chinese Academy of Sciences, Hefei, Anhui 230031) Abstract: Porousmetallicmaterialswithuniqueexcellentstructuresandpropertiescanbeutilizedasnew function2 aland structuralmaterials, which indicatsthattheporousmetallicmaterialshaveawidelypromisingapplication in manyfields. Thevariouspopularmanufacturingmethodsandthemainpropertiesoftheporousmetallicmaterials, in the present paper, were summarized. Key words: porousmetallic materials; preparation; properties; ppplication
国家计委和科技部日前共同发布了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2001年度)》,确定了当前应优先发展的十个产业的141个高技术产业化重点领域新型金属材料产业优先发展的领域如下:1、稀土材料及其应用稀土是信息产业、绿色能源和环境保护等产业的重要支撑材料我国稀土储量、产量和出口量均占世界首位 已形成较齐全的工业体系近期产业化的重点是:高性能稀土永磁材料及制品、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土发光材料、超大磁致伸缩材料、高温超导材料、稀土硫化物涂料及颜料的规模生产;加快发展高纯稀土氧化物和高纯稀土单质分离提取工业化生产技术和装备;加快稀土在钢铁冶金、有色金属、玻璃、特种陶瓷、石油化工及农业等方面的应用2、复合金属材料制备工艺及其成套设备由于异质金属复合材料的性能功能化和较低的成本及应用范围广泛,提高了传统金属材料的发展潜力近期产业化的重点是:建设铝-不锈钢、铝-钢、钛-钢、铜-钢带液-固相复合工艺生产线 表面复合精饰技术制备薄覆层()金属复合板带生产线;开发颗粒增强铝基复合材料规模化生产技术、半固态成形技术、连续包敷复合高速钢材料及制品,并实现产业化3、高性能密封材料及制品密封件是保证机械装备高效、长期、安全和稳定运行的重要基础件 其技术水平、质量及性能直接影响配套主机产品质量和运行可靠性我国密封材料及制品经过十多年的发展和技术引进,形成了一定的生产能力和规模 一般产品能满足各类主机的配套要求,但高压、高速、精密、耐高温低温和耐腐蚀的密封件与国际水平有较大差距近期产业化的重点是:轿车及中高档轻型车动力传动、减振、制动系统用密封材料及制品规模化生产示范基地建设;重大成套设备中高压、液压、气动系统用密封件;电力设备中高温、高压机械密封;石化工业中高速透平压缩机非接触气膜密封;金属磁流体动密封4、纳米材料和特种粉末及其制品纳米材料因其纳米效应而具有特殊的性能和广泛的用途 是目前科技发展重要热点之一近年来 我国在纳米材料的研究开发和应用方面取得了很大进展 形成了一批拥有自主知识产权的技术并开始产业化近期产业化的重点是:以纳米粉体材料、纳米膜材料、纳米催化材料和纳米晶金属材料为重点 实现低成本、环境友好以及质量稳定的规模化生产;加快纳米材料规模化应用于信息、通信、医疗和环保等新兴产业以及能源、交通、化工、建材、纺织和轻工等基础产业,改进性能,提高效率 促进技术进步;加快发展粉末冶金摩擦材料、高温合金粉末以及高纯超细陶瓷粉体材料链接: 二十一世纪将是材料-电子一体化的世纪作为新型功能材料家庭中的重要成员,形状记忆合金在工程机械和日常生活中得到了广泛的应用由形状记忆合金构成的结构简单、控制灵活、功率密度大的各类记忆合金驱动器,在轻型机器人及小型化系统中具有独特的技术优势本文详细阐明了形状记忆合金的晶体学、热力学特性,概述了该材料的几种典型应用实例在此基础上,综述了这一功能材料的应用优势
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浅谈重金属检测传感器技术的应用论文
摘要: 随着经济的迅猛发展和社会的日新月异, 人们对重金属的开采及加工越来越频繁, 这使得不少重金属存在于大气水以及土壤中, 在很大程度上加重了环境污染, 科学技术的迅猛发展为重金属检测传感器技术的研究提供了很好的途径。针对上述背景下, 对重金属检测传感器技术研究与应用进行合理性阐述, 以促进重金属检测传感器技术的进一步发展。
关键词: 重金属检测; 传感器技术; 环境污染;
重金属污染是环境污染的一个重要组成部分, 重金属在自然界中广泛存在, 随着人类的开采、冶炼、加工活动而使得重金属转变成化学状态或化学形态广泛分布于大气、水、土壤中, 随着时间的积累而不断留存、迁移, 从而引发严重的环境污染问题;重金属甚至还会随着废水的排出而流入海洋中, 对鱼和贝类造成严重的危害;重金属还会附着在人类的鼻腔和食物上, 造成人类呼吸道感染和重金属中毒[1]。重金属具有沉积性和不可降解性, 是一种非常危险的污染源, 因此对于重金属的研究与检测是十分关键的。通过调查与研究, 发现重金属检测传感器技术主要分为离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术四个方面, 本文通过对这四种传感器技术在重金属检测中的研究与应用作简要分析, 以推动重金属检测传感器技术的发展。
1 离子选择性电极传感器技术。
离子选择性电极传感器技术是一种操作简单、性价比高、准确有效的重金属检测传感器技术。离子选择性电极传感器技术因为不需要提前对样品进行操作而被广泛应用于重金属的在线检测中。目前, 国内外学者对离子选择性电极传感器技术进行了大量的研究, 发现选择性高、经济简单的离子选择性电极主要分为基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极和基于流系玻璃膜的离子选择性电极两种[2]。
基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极。
目前在对基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极的研究中, 主要是对离子选择性电极的重金属离子的识别以及聚氯乙烯膜的结构和性能进行研究, 同时, 对不同的载体和膜增塑剂对离子选择性电极性能的影响作简要分析, 从而提高对重金属的识别能力。
基于流系玻璃膜的离子选择性电极。
基于硫系玻璃膜的离子选择性电极良好的红外线透过性是其他离子选择性电极无法相提并论的。许多发达国家都通过购买硫系玻璃膜的离子选择性电极来用于重金属检测工作。
2 光纤化学传感器技术。
对于光纤化学传感器技术的研究比离子选择性电极传感器技术的研究还要早, 光纤化学传感器技术的研究始于美国研究所, 从那以后, 许多国家都在实验室中对光纤化学传感器技术进行研究, 并应用到重金属检测中。陈雷等人对基于聚氯乙烯膜的光纤传感器进行研究并应用到铜离子的检测中, 取得了良好的效果[3]。李学强等人将注册分析法和激光激发荧光光谱技术应用到对金属离子传感器的研制中, 使我国饮用水中的重金属检测工作取得了很大的进展。
3 生物传感器技术。
第一个生物传感器始于Red String仪器公司。之后, 又在多个公司相继推出, 这些生物传感器主要是对人类血糖和尿糖中的重金属物质进行检测。重金属物质在人体中的留存和迁移会对人体的健康造成极大的威胁, 生物传感器可以与人体生物识别因素相互影响, 以达到对人体中的重金属含量进行检测, 从而预防重金属中毒的目的。通过研究发现, 生物传感器主要分为蛋白质为基础的'生物传感器以及整个细胞为基础的重金属传感器两种。
蛋白质为基础的生物传感器。
生物识别因素主要是促进消化的酶、防止病毒入侵的抗体、增强体质的金属键键合蛋白以及脱辅基酶蛋白质。以这几种生物识别因素为基础制作蛋白质为基础的生物传感器, 用来检测铜离子、锌离子、汞离子以及铅离子等金属离子。传统的生物传感器存在灵敏度低、选择性差等一系列缺点, 因此必须研制出选择性高的新型传感器来实现对重金属离子的检测, 这种新型传感器被称为蛋白质为基础的生物传感器。
整个细胞为基础的重金属传感器。
整个细胞为基础的重金属传感器可以实现对微型有机体生物标识的检测, 它具有所受干扰因素少、反应速度快等一系列优点, 可以实现对苔藓、海藻、酵母等海洋生物中的重金属的检测。随着生物医学和环境工程的蓬勃发展, 可以通过改进主传感器的途径来解决重金属检测过程中的干扰问题, 即在基因层次上设计细胞器。
4 结语。
综上所述, 本文通过对重金属检测传感器技术研究与应用进行分析, 主要从离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术这四个方面作简要分析, 为传感器检测技术在重金属中的研究与应用提供理论支持, 以减少重金属污染现象的发生。
参考文献
[1]张涛, 苏倡, 刘艳, 等.泥蚶 (Tegillarca granosa) 重组铁蛋白富集重金属离子的特性及化学传感器的研究[J].海洋与湖沼, 2017, 48 (4) :870-876.
[2]吕攀攀, 肖芳兰, 严锡娟, 等.构建一种基于双启动子模型的特异性检测镉离子的大肠杆菌传感器[J].生物工程学报, 2015, 31 (11) :1601-1611.
[3]贾朔.边超, 佟建华, 等.基于纳米金Core-satellites等离子体耦合增强效应的汞离子光纤传感器的研究[J].分析化学, 2017, 45 (6) :785-790.
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始:一、分类:金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳 2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属 、喷射成形金属,以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型,主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型,其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。二、性能为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。三、生产工艺:金属材料生产,一般是先提取和冶炼金属 。有些金属需进一步精炼并调整到合适的成分,然后加工成各种规格和性能的产品。提炼金属,钢铁通常采用火法冶金工艺,即采用转炉、平炉、电弧炉、感应炉、冲天炉(炼铁)等进行冶炼和熔炼;有色金属兼用火法冶金和湿法冶金工艺 ;高纯金属以及要求特殊性能的金属还采用区域熔炼、真空熔炼和粉末冶金工艺。金属材料通过冶炼并调整成分后,经过铸造成型,或经铸造、粉末冶金成型工艺制成锭、坯,再经塑性加工制成各种形态和规格的产品。对有些金属制品,要求其有特定的内部组织和力学性能,还常采用热处理工艺 。常用的热处理工艺有淬火、正火、退火、时效处理(将淬火后的金属制件置于室温或较高温度下保温适当时间,以提高其强度和硬度)等。四、发展趋势:金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步,传统的金属材料得到了迅速发展,新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料,已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用,并产生了巨大的经济效益。
盐碱地只适合种植耐盐碱的牧草,如苜蓿、沙打旺、黑麦草及籽粒苋等。
1、选耐盐碱的牧草品种:
重盐碱地应选种耐盐碱能力强的朝牧一号稗子、碱茅、沙打旺、紫穗槐、田菁、沙蒿、柠条、长穗冰草、垂穗披碱草、鞘雀稗、灯蕊新麦草、窄颖赖草、大米草等;中度盐碱地可种中等耐盐碱的草木樨、紫花苜蓿、毛苕子、披碱草等。
2、栽培技术措施:
(1)深沟播种:盐碱地土壤剖面中的盐分分布状况是上多下少,呈“丁”字形,如在春季地下0~5厘米土层的盐分比下层土壤高2~3倍。播种时拨开表层盐分多的土层,将草种播于含盐量低的土层中,为种子顺利出苗创造条件。开沟种植以后,地形起伏,土壤中的盐分向较高的沟背积累,相对降低了沟底土壤中的盐分含量。一般沟深7~10厘米,沟距50厘米,随开沟随施肥随播种;也可提前开沟,然后施肥等雨播种。
(2)浅播种:由于盐碱地地温低,春播后出苗较慢,草种在土壤中埋藏时间过长,吸水吸盐多,易受盐害而烂掉。播种稍浅时,草种萌动后就发芽出土,可相对减少盐害。
(3)覆盖播种:在整地前结合灌水压盐、脱盐、洗盐、耕层土壤的含盐量会明显减少,在此基础上覆盖地膜,土壤盐分上升慢,使耕层土壤的含盐量保持在较低水平上的时间延长,这样更有利于幼苗出土,实现全苗、壮苗。在轻度盐碱地上宜采用“平种覆盖”或“垄种覆盖”;而在中度盐碱地上用“沟种覆盖”的方式更为适宜。这样有利于蓄水保墒、降低土壤含盐量,利于出苗。
大麦草大麦草是禾本科大麦属多年生植物。适宜在湿润的平原生长,在盐分过高的盐碱地也能生长。可使盐碱斑草地降低盐碱7~23%。大麦草茎叶柔软,草质中上,适于放牧,亦宜刈割晒制干草。干物质含粗蛋白质,粗纤维,无氮浸出物,粗灰分,是马、牛、羊的好饲草。大麦草再生能力强,每年可刈割1~2次,亩产250~300公斤。 紫花苜蓿在种植6年苜蓿的盐碱地上,通过对苜蓿地和未种植苜蓿的盐碱荒地(对照)的pH值、盐分及养分的化验测定,结果表明:在盐碱地上种植苜蓿可明显改良盐碱土壤;在0~60cm的耕作层中,苜蓿地的全盐含量比对照下降了,有机质比对照提高了。
盐碱地适宜种什么盐碱地种植什么牧草盐碱巨菌草、绿洲一号等植株都是可以改良盐碱地的,而且还是很好的牧草盐碱地是盐土和碱土的总称。盐土主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤,土壤呈碱性,但pH值不一定很高。碱土是指含碳酸盐或重磷酸盐的土壤,pH值较高,土壤呈碱性。盐碱土的有机质含量少,土壤肥力低,理化性状差,对作物有害的阴、阳离子多,作物不易促苗。由于盐分多,碱性大,土壤结构受到破坏,表现为湿时黏,干时硬,土表常有白色盐分积淀,通气、透水不良,严重的会造成植物萎蔫、中毒和烂根死亡,所以种植前最好是对盐碱地进行土壤改良。常用的可以通过深耕、平整土地、盖草、翻淤、盖沙、增施有机肥等改善土壤成分和结构,增强土壤渗透性能,加速盐分淋洗。种植和翻压绿肥牧草、秸秆还田、施用生物制剂、种植耐盐植物(巨菌草、绿洲一号)、植树造林等,提高土壤肥力,改良土壤结构,并改善农田小气候,减少地表水分蒸发,抑制返盐。
关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文
无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文,仅供参考,欢迎大家阅读。
摘要: 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素,对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究,并同时指明了部分经常使用的化学涂料,对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的,它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告,尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。
关键词: 金属腐蚀;因素;防护方式
化学工业、石油化工、原子能等领域中,因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏,不但会让社会承受重大的损失,还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害,继而对人们的身体健康造成威胁,一些物质在短时间内不会消失,会长时间内对环境以及人身造成威胁;同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全,例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故,一般会导致爆炸、火灾等重大的事故,使人们的生命财产承受巨大的损失。
1、金属腐蚀的类别
金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分,主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀;根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局,重点包含全面腐蚀与局部腐蚀;此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀;干腐蚀与湿腐蚀等。
2、影响金属腐蚀的因素
①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的,腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生,假如到达或者超越特定的相对湿度,锈蚀就会以较快的速度出现和恶化,通常而言,钢铁的临界相对湿度大概是75%。
②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2,CO2,Cl-,灰尘等,多数皆为酸性气体。
③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。
④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度,进而加快腐蚀的速度。
3、防护方式
金属腐蚀的防护方式具有多样性,重点对象为金属本质,将被保护金属和腐蚀介质进行隔离,或者对金属的表面进行操作,改变腐蚀条件和电化学保护等。
改善金属本质
按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金,或者于金属内加入合金元素,提升它的耐腐蚀性,能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方,于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。
构成保护层
于金属表面设置各类保护层,将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离,此为预防金属腐蚀的最佳方式。
金属的磷化处理
在钢铁制品去油、除锈操作之后,添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡,就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜,此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色,厚度通常是5至20μm之间,于空气内具备较强的耐腐蚀能力。
金属的氧化处理
把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内,加热,在它的'表面就能够产生一层厚是~μm的蓝色氧化膜(主要组分是Fe3O4),来实现钢铁防腐蚀的目标,这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度,不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。
非金属涂层
通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层,叫做非金属涂层,亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆,车辆的表面经常喷漆等。
金属保护层
其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生,不仅可以通过电镀、化学镀实现,还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。
改善腐蚀条件
改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如,能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质,也就是缓冲剂,来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质,将其适量的融入至腐蚀介质内,即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小,便捷和廉价,因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。
电化学保护法
此类方式为以电化学原理为基础的,于金属设备上进行操作,让其变成腐蚀电池中的阴极,进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。
阴极保护
此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极,变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极,让其变成阳极,使其腐蚀,也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道,地下水管、输油管等。
4、结语
不管是在社会中的哪个领域,金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义,对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等,应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性,其形成的因素也是多种多样的,这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战,值得所有人员做出相应的努力。
表面涂覆技术是指在材料表面涂覆一层新材料的技术,如电镀***或化学镀***、喷漆***或上涂料***、热喷涂和气相沉积技术等等。下面是我精心推荐的一些,希望你能有所感触!
达克罗涂覆工艺及涂层检验要点浅析
【摘要】讲述了达克罗的工艺流程,并简单介绍了达克罗涂层的一些检验方法。
【关键词】达克罗;涂覆工艺;常见缺陷;检验方法
0.前言
达克罗涂层***欧美称DACROMET,日本称DACROTIZED***,是由片状锌粉、铝粉、含铬的金属盐及粘合剂组成的涂液涂覆于零件表面,经烧结而形成的一种全新结构和效能的防护层。该涂层具有无公害、无氢脆、优良的耐蚀性、浸透性、耐热性等特点。作为汽车、铁路、公路交通、电力、建筑、桥梁等行业中小零部件的防腐处理,已在世界范围内得到了广泛的应用。
1.涂层耐蚀效能机理
达克罗处理液主要由铝粒、铬酐和树脂组成,经固化成膜。在成膜过程中,CrO3大部分转化为Cr2O3,生成无定形的Cr2O3·CrO3,它作为粘结剂,将基体与铝粒、铝粒与铝粒粘结起来,其结构科分别表示Fe·***FeO·Cr2O3 ·CrO3·Al2O3***·Al,Al·***Al2O3·Cr2O3·CrO3·Al2O3***·Al。除此之外,树脂固化形成的体型网状结构,使涂层结构更加致密。由于涂层结构独特,其耐蚀机理可作如下分析:
遮蔽作用
涂层一方面通过钝化作用生成复杂化合物,把涂层与基体结合起来,另一方面又通过树脂固化反应,生成体型网状立体结构,把涂层与基体更牢固地粘结在一起。涂层与基体间既存在化学作用,又存在物理作用。这种紧密结合的涂层,起更好的隔离腐蚀介质的作用。
钝化作用
达克罗处理液中,铬酸与铝粒和基体金属发生化学反应,生成致密的铬酸钝化膜,使基体的耐蚀效能大为提高。
电化学保护作用
达克罗涂层实质上采用阴极保护法来提高金属的耐蚀效能。涂层中微细铝粒紧密排列于钢铁表面。铝的电极电位远小于铁的电极电位。当涂层受到区域性破损或有腐蚀介质浸入时,铝作为腐蚀微电池阳极失去电子而被腐蚀,基体金属作为阴极得到完全保护。
2.达克罗工艺
达克罗处理工艺的流程如上图。整个处理过程主要有三个重要的质量控制点,即前处理、涂覆、烘烤。
前处理的目的是除去零部件表面的油污、铁和氧化皮,提高膜层与基体的结合力。前处理的方法较大,如有机溶剂或碱性清洗剂脱脂、抛丸、喷丸、喷砂等。对于较为精密的零部件一般采用有机溶剂或碱性清洗剂脱脂的方法,而对于结构较为复杂的零部件,一般采用喷、抛结合的方式。前处理要尽量避免使用酸洗除锈,以防止产生清脆。
涂覆是用达克罗溶液喷涂或浸渍零件,然后再采用离心甩干、自然垂流、刷等方式除去多于的处理液。一般一涂一烘涂层厚度为3~6μm,二涂二烘为6~9μm,三涂三烘为9~12μm,可根据产品要求进行选择***详见附表一***。在涂覆过程中,有几个工艺引数需要控制:浸渍时间为200~300r/min。另外,对于达克罗溶液的维护也要格外精心,平时不使用时保持其温度在14℃以下,正常工作的温度保持在20±2℃,以保证达克罗溶液的稳定。
烘烤是将金属基体上的达克罗处理液转变成膜层的过程,常在网带式回圈热风烘烤炉中进行。整个过程分为预热区,温度为60~180℃***处理时间为10min左右***,零部件预热要缓慢,让涂层水分逐渐逸出,避免涂层起泡,产生孔隙。然后到达温度为280~330℃的固化区,时间为25~30min,在此区发生一些物理和化学反应。烘烤过程对于达克罗膜层效能的形成十分重要。
3.达克罗涂层的检验
涂覆量
因为零件形状不同,各部位的涂覆量是不相同的,这里指的是平均涂覆量。
中国标准将涂覆量分为70mg/dm2、160mg/dm2、200mg/dm2、300mg/dm2四个级别。
检测方法:将涂覆后的50~100g的零件先称重,然后放在70~80℃的20%氢氧化钠溶液里,直到涂层全部去掉后取出并清洗吹乾,然后再称重,前后两次的质量差再除以零件表面积即为零部件的涂覆量。
涂层厚度
测定涂层厚度可采用磁性测厚仪进行多点测量求平均值的方法,具体按GB/T4956-2003《磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量磁性法》要求进行。
附着力
采用宽18mm标准胶带贴在零部件表面,用手指揉擦以排除气泡,在胶带端头和零部件表面成45°角度快速拉开,根据粘附在胶带上的附着物量判断结合力级别,一般3~5级以上为合格。
泛黄试验
泛黄试验是检测涂层烘烤程度的一种简单方法。将1~2滴浓氨水滴在冷却的工件表面,涂层在30~60s内泛黄为合格,涂层烘烤不足时不泛黄。
硝酸铵快速腐蚀试验
由于盐雾试验周期时间长,在生产控制中很难用实现,因此在国内现在经常用硝酸铵快速腐蚀的方法来判断涂层的耐腐蚀效能。
试验方法:用20%的硝酸铵溶液加热到70±2℃,将零件浸渍于溶液内,或部分浸渍于溶液内。
判断方法:基体不允许出现红锈。
盐雾试验
达克罗涂层盐雾试验采用中性连续喷雾试验,具体操作方法按GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》执行。需要注意的是试样应以水平线倾斜60~75°摆放,彼此不接触,而且从上面漏下的溶液不会从一个零件落到另一个零件上。
4.结束语
随着科学技术进步,达克罗处理工艺及检测方法也会有新的技术和方法产生,希望与同仁共同研究、开发,推进达克罗处理技术在我国的广泛应用。[科]
【参考文献】
[1]舒屹,林兵.达克罗涂层的研究.重庆师范学院学报***自然科学版***,.
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