一、概述
凹凸棒石又称坡缕石(Palygorskite),属于含水的链层状富镁的硅酸盐粘土矿物。凹凸棒石因最早发现于美国佐治亚州的凹凸堡而得名。凹凸棒石晶体结构属2:1型粘土矿物,即两层硅氧四面体夹一层镁(铝)氧八面体。在每个2:1层中,四面体片角顶隔一定距离方向颠倒,形成层链状结构特征。在四面体条带间形成与链平行的通道,从而构成了平行X轴的链条及通道,通道截面积为0.37×0.64nm。
凹凸棒石的理想化学式为:Mg5(H2O)4[Si4O10]2(OH)2,化学成分理论值为MgO23.83%,SiO256.96%,H2O19.21%。常有Al3+、Fe3+等离子类质同象置换。凹凸棒石与其他层状硅酸盐矿物的不同之处是含有四种形式的水,即表面吸附水、晶体结构内部通道中的沸石水、位于通道边部且与边缘八面体阳离子结合的结晶水和与八面体层中阳离子结合的结构水。
凹凸棒石晶体呈棒状、纤维状。晶体结构内部通道多,阳离子、水分子和一定大小的有机分子可以进入。凹凸棒石的晶体结构和晶体化学特征决定了它具有胶体性、吸附性、催化性等性质。
凹凸棒石的物化性能主要有以下几点。
(1)吸蓝量凹凸棒石粘土的吸蓝量低于蒙脱石,一般小于24g/100g。
(2)胶质价凹凸棒石粘土的胶质价一般为40~50cm3/15g,低于蒙脱石粘土。
(3)膨胀容凹凸棒石粘土的膨胀容为4~6cm3/g,低于蒙脱石粘土。
(4)可交换阳离子江苏盱眙、六合等地各类凹凸棒石粘土可交换钙离子量为7.5~12.5mmol/100g,可交换镁离子量为2.5~7.5mmol/100g。经活化处理后,可交换阳离子量明显增加。
(5)吸附脱色性能由于凹凸棒石晶体结构中有类似沸石的大通道,因此具有良好的吸附和脱色性能。凹凸棒石含量越高脱色力越强,经酸活化处理后的脱色力明显提高。
(6)吸水性凹凸棒石具有很强的吸水性。
凹凸棒石的比表面积为32~36m2/g,密度为2.05~2.30g/cm3,莫氏硬度2~3。
二、凹凸棒石粘土的矿石类型和资源概况
1.凹凸棒石粘土的矿石类型
凹凸棒石粘土矿床成因可分为两大类,即热液型和沉积型。一般热液型的工业价值小,具有工业价值的是沉积型矿床。
凹凸棒石粘土矿石的类型划分见表3-11-1。首先根据凹凸棒石形态将矿石分为土状和纤维状两大类,然后再根据矿石的矿物共生组合进一步划分。
表3-11-1凹凸棒石粘土矿石类型的划分
2.矿床开采工业要求
凹凸棒石粘土矿是一种开发历史较短的矿产资源,矿床开采工业要求仍处于探索之中,目前对于矿床开采工业要求尚无统一规定。
(1)凹凸棒石粘土矿矿床最小厚度1~2m,夹层最大允许厚度<0.5~1m。原土不加添加剂,通过0.833mm筛,经湿磨饱和盐水造浆率(m3/t):边界标准为6,最低平均标准为8;I级品≥12.5,Ⅱ级品8~12.5。
(2)含凹凸棒石混合粘土矿床最小厚度1~2m,夹层最大允许厚度1~2m。脱色力(经4%盐酸处理,以浙江仇山标准漂白土脱色力114作对比):最低标准≥150;I级品>200、Ⅱ级品150~200。
(3)白云石质凹凸棒石粘土矿床最小厚度1~2m,夹层最大允许厚度1~2m。矿石质量标准:白色、白度≥80,性能符合填料、涂料粘土要求,矿石含白云石为主,含凹凸棒石约20%左右。
3.资源概况
国外凹凸棒石粘土主要分布于美国、法国、澳大利亚、土耳其、俄罗斯、乌克兰、塞内加尔、印度等国。美国是目前世界上凹凸棒石粘土最大的资源国,主要矿床分布在佐治亚州—佛罗里达州边境地区,较纯的凹凸棒石粘土层厚达1~5m。乌克兰的Charkassk膨润土—凹凸棒石矿床,开采厚度大于13m,具有重要的工业价值。澳大利亚凹凸棒石粘土资源丰富,分布在五个州。印度的凹凸棒石粘土矿品级高。
我国是世界上重要的凹凸棒石粘土资源国之一。具有工业储量的矿床分布在苏皖交界地带,如江苏的盱眙、六合,安徽的嘉山、全椒等凹凸棒石粘土矿。河北涿鹿、内蒙古察右、山西天镇、甘肃天水盆地、青海西宁盆地、四川奉节、贵州大方、河南镇平等地都分布有凹凸棒石粘土矿。目前,江苏、安徽的凹凸棒石粘土矿床已经投入开采,已有各类系列产品问世。
三、凹凸棒石粘土的主要用途及质量要求
1.凹凸棒石粘土的主要用途
由于凹凸棒石粘土具有的吸附性、脱色性、吸水性、阳离子可交换性等特殊物理化学性质,使其在石油、化工、建材、造纸、医药、农业、环保等方面得到了广泛的应用。
凹凸棒石粘土的主要用途如下。
建材用作涂料、化工搪瓷、墙体衬料、水下混凝土原料。
化工作为橡胶的加工助剂;塑料、橡胶的填料;催化剂载体;用作除去石油中的水分、硫、蓝色物质等杂质的吸附剂。
石油钻探深海钻井、内陆含盐地层石油钻井和地热钻井的优质抗盐泥浆原料,冻土地带的油井灌浆原料。
农业农药载体;农用肥料调节剂;制作干燥、稳定的钾肥和氨肥;解决除草剂与肥料间的分离;动物饲料的添加剂。
食品除去食用油中的黄曲霉素B1;净化糊精,除去蛋白残渣。
环保污水净化;粪便、废水的除臭、脱色。
铸造用作增强型砂强度的粘合剂。
军事防毒用于制造敷在皮肤上的防毒油膏。
粘接剂墙壁粘接剂;酚醛树脂粘接剂。
2.产品质量要求
对于凹凸棒石粘土的产品质量目前国内还没有统一的国家标准或部颁标准,只有企业标准。江苏盱眙和安徽嘉山两个凹凸棒石粘土公司是国内主要生产凹凸棒石粘土产品的公司,对于凹凸棒石粘土开发利用较早,有自己产品的企业标准,见表3-11-2和表3-11-3。
凹凸棒土粉碎后,经热处理和活化,可制成凹凸棒土活性土。凹凸棒土活性土的多种用途的质量要求见表3-11-4。
3.应用研究实例
例1凹凸棒石粘土净化含强致癌物质黄曲霉毒素B1油脂
表3-11-2江苏盱眙凹凸棒石粘土公司产品企业标准
表3-11-3安徽嘉山凹凸棒石粘土公司产品企业标准
表3-11-4凹凸棒土活性土各种用途的质量要求
花生、玉米、黄豆、菜籽及其油品,极易污染强致癌物质——黄曲霉毒素B1(缩称AFTB1),对这些产品去毒净化是非常必要的。朱振海等人应用凹凸棒石粘土,通过去毒净化工艺,可将AFTB1含量高达500ppb的油品去毒净化,使其残毒在国标以下,同时又达到脱色、脱臭、净化的要求。
去毒净化用的凹凸棒石粘土是江苏盱眙奥土公司生产的活性凹凸棒石粘土。对菜籽油去毒净化结果见表3-11-5。当去毒吸附剂凹凸棒石粘土用量为1.6%时,对含毒浓度50×10-9~250×10-9的菜籽油净化后,净化油中残留AFTB1<5×10-9(阴性);当用量在3.2%时,也可使含毒浓度高达500×10-9的油品呈阴性。
表3-11-5凹土去除AFTB1净化力检测结果
注:①南京市粮油检测中心检测;②AFTB1<5×10-9为阴性(-),>5×10-9为阳性(+)。
净化工艺流程见图3-11-1。
例2改性凹凸棒石粘土作吸附剂
合肥工业大学陈天虎利用改性的凹凸棒石粘土对印染污水进行了处理研究。凹凸棒石粘土产于安徽明光市官山乡凹土矿。矿石中凹凸棒石含量为60%~75%,其次为蒙脱石及少量白云石、石英。阳离子交换容量20%~30mmol/100g,比表面积150m2/g,样品粒度200目。
样品改性方法如下:①天然原土(未改性);②340℃焙烧1h;③1N磷酸改性,固液比1:20,常温浸泡12hr,抽滤洗涤至pH值接近7,105~110℃烘干,研磨备用;④2N磷酸改性,方法步骤同③;⑤3N磷酸改性,方法步骤同③;⑥2N硫酸改性,方法步骤同③;⑦碳酸钠改性,在凹土中加入5%的碳酸钠,方法步骤同③。实验结果见表3-11-6。
图3-11-1凹土去毒净化工艺流程示意图
实验结果表明,改性的凹凸棒石粘土对酸性染料CRS大红、碱性染料BO艳蓝、还原染料VB深蓝等均有不同程度的吸附去除率。
例3凹凸棒石粘土作橡胶填料
彭书传利用表面改性凹凸棒石粘土进行了作橡胶填料的试验研究。试验用凹凸棒石粘土取自安徽明光凹凸石粉厂的325目粉料。其主要化学成分(wt%)为:SiO258.50,MgO14.54,Fe2O33.00,Al2O36.09,CaO14.54,K2O0.56,其他2.77。
表3-11-6凹土和不同方法改性凹土吸附染料及酚类物质的实验结果
注:①吸附染料实验溶液初始浓度为100mg/L,吸附剂加量0.25%;②印染废水实验初始COD117mg/L,吸附剂加量0.5%;③吸附对苯二酚、甲酚、苯酚实验溶液初始浓度分别为80.35、116.2、103.2mg/L,吸附剂加量0.5%;④Ce为吸附平衡浓度,N为吸附去除率。
偶联剂:KH-590、KH-550、NDZ-101、NDZ-311W,南京曙光化工厂产。
三级天然胶:马来西亚产。
丁苯1500:兰化公司橡胶厂产。
首先将样品置于马弗炉进行热活化,然后再用表面改性剂进行表面改性,改性后的样品作橡胶填料。实验结果见表3-11-7和表3-11-8。
表3-11-7比表面积与热处理温度的关系
表3-11-8不同填料填充胶料的力学性能
表3-11-7表明,在250℃下热处理2hr,凹凸棒石粘土脱水后比表面最大。表3-11-8表明KH-590硅烷偶联剂的改性效果最佳,其最佳用量为1%。可取代轻钙、陶土、白碳黑,作橡胶浅色补强填料。
例4李英堂、周一民对河南镇平白云质凹凸棒石粘土在人造革等方面的应用进行了实验研究。
镇平白云质凹凸棒石粘土的化学成分(wt%):SiO214.48,Al2O32.53,Fe2O31.13,FeO0.054,MgO17.16,CaO24.14,TiO20.13,K2O0.32,Na2O0.045,P2O50.009,Mn0.028,CO236.13,H2O+2.65,H2O-1.94。矿石的矿物成分以白云石为主,占70%~75%;其次是凹凸棒石,占15%~20%;石英2%~4%;蒙脱石约占3%~5%。白云石呈规则的菱面体晶形,粒径均<12μm,主要在3~5μm间。凹凸棒石呈非常细小的纤维状,在电镜1.5万倍的情况下,见到凹凸棒石局部呈纤维状,集合体为微晶片状。
样品被粉碎至-325目。粉料的粒度组成:<2μm的占13.7%,<5μm的占47.1%,<10μm的占82.7%,<20μm的占94.5%,<30μm的占97.6%,粉样粒径全部小于45μm。样品的平均粒径为5.4μm。
粉样的白度为81.1%。表面改性剂用硬脂酸,溶解剂是丙酮。
用未表面改性的白云质凹凸棒石粘土粉料作人造革的填料,填加量为40,总用量50kg,试验规模为工厂正常生产一个班的作业。产品指标见表3-11-9。
表3-11-9人造革成品物理性能测试结果
用表面改性的粉料作透明软质聚氯乙烯(PVC)的填料,改性剂硬脂酸的用量:1号样为1.5%、2号样为2.5%,每次改性3kg样品,溶解剂丙酮均为300mL。
软质透明PVC薄膜的配方为:
R/C-3DOP82058303Hse钛白粉凹土填料
10050830.5240
产品质量见表3-11-10。
表3-11-10PVC薄膜产品质量
在坯体配料中加20%的白云质凹凸棒石粉料,烧制出的釉面砖产品性能见表3-11-11。
表3-11-11釉面砖产品性能
四、凹凸棒石粘土矿选矿提纯
各个应用领域对矿石中的凹凸棒石含量均有一定要求,一些技术含量高、附加值大的产品要求使用高品位的凹凸棒石粘土,需要对中低品位矿石进行选矿提纯。常规的凹凸棒石粘土选矿方法主要有干法和湿法两种。
1.干法选矿
目前,凹凸棒石粘土生产企业大都采用干法选矿。干法选矿流程为:原矿→手选→干燥→破碎→磨粉分级→包装。按用户要求,粉碎加工成不同粒级产品。
干燥后的矿石水分控制在13%~15%。
干选的关键工艺是磨矿分级,一般采用雷蒙磨磨粉,用空气分级机(旋风集尘器组)分级。粘土中常含有很多硬颗粒,如石英、方解石等,不易磨碎,通过分级可将它们除去。
通过干法选矿可生产出0.246mm、0.074mm、0.043mm等不同级别的产品。
2.湿法选矿
当凹凸棒石粘土用于化妆品、洗涤剂、助滤剂等要求纯度较高的领域时,干法选矿不能满足要求,要用湿法选矿提纯,除去石英、方解石、白云石等杂质矿物。湿法选矿主要包括分散、分离、脱水等步骤。
分散凹凸棒石是一种粒度很细而且很粘的粘土矿物,为了使凹凸棒石和杂质矿物颗粒充分分散和解离,需加入适量的分散剂并采用高剪切力搅拌。分散剂一般是用磷酸盐。另外,在已含磷酸盐(如焦亚磷酸四钠)分散剂的粘土浆液中再加入与分散剂等量的氧化镁或氧化铝及镁、铝的氢氧化物,体系的粘度降低,从而可对浓度较高的矿浆实现除砂分离。
分离经过充分分散的矿浆,通常采用重力选矿法分离,除去杂质。自然沉降法、重选法、离心分离法都能达到提纯的目的。所用设备有水力旋流器、摇床、卧式离心机等。
脱水由于凹凸棒石的膨胀性、胶体性和高粘度,矿浆很稀,给脱水干燥作业带来很大的困难。脱水工艺的关键是选择能保持原矿性质不变和满足应用对象要求的药剂,以降低矿浆粘度,并选择高效过滤设备。
五、凹凸棒石粘土的深加工
凹凸棒石粘土用途很广,为了适应不同用途对凹凸棒石粘土性能的不同要求,需对其深加工处理,以强化某些特性。
(1)挤压挤压是将凹凸棒石的纤维囊分离、撕开,以增加其孔隙体积和比表面积,提高其粘度、脱色与过滤能力。具体方法是将粉碎的提纯的凹凸棒石粘土和水混合,通过挤压器挤压。挤压设备必须具有高剪切力,才能使原来被静电引力结合在一起成束的纤维状晶体分开。添加适量的分散剂会取得更好的效果。胶体级产品一般采用湿法挤压。
(2)研磨生产粗粒或细粒吸附级产品,使用皱纹滚动磨和滚子磨。产品主要用作脱色、土壤改良、农药化肥载体等。生产胶体级产品使用流动磨。主要产品用作泥浆,表面涂层等的原料。
(3)热处理热处理包括干燥和煅烧两部分。胶体级产品的干燥处理十分重要,一般采用低温烘干,控制温度在80~100℃。生产吸附级产品需要煅烧处理。通过煅烧活化,凹凸棒石失去吸附水、沸石水以及部分结晶水和结构水,可变为多孔的干草堆状结构,使孔隙度、比表面积增大,分散性、吸附性提高。煅烧温度不得超过600℃,一般为200~400℃之间。
(4)表面改性凹凸棒石的表面改性同其他非金属矿的表面改性的目的是一致的,操作大体相同。常用的表面改性剂有硅烷、钛酸酯偶联剂。经表面改性的产品可作橡胶、塑料等填料。
用十八烷基胺等有机试剂将凹凸棒石改性为有机凹凸棒石粘土,其性能和用途与有机膨润土相似。
(5)酸活化处理活化可提高凹凸棒石粘土的脱色力。酸活化方法较多,有硫酸法、盐酸法、硫酸—盐酸混合法。盐酸法易活化、易洗涤,硫酸法成本较低,国内工厂大都采用硫酸法。被活化的凹凸棒石粘土的控制粒度为80~74pm,活化时间1hr,矿石品位较高时酸浓度为1%,品位较低时酸浓度为4%。
凹凸棒石粘土矿产为世界性稀缺粘土矿资源,它不仅在世界上少数几个国家发现有工业意义的矿床,而且还具有许多优良的物化性能和工业用途,具有很高的经济价值。据文献报导,国外已开发出近两千多种适用于不同领域和工业部门的凹凸棒石粘土产品,相比而言,我国对凹凸棒石粘土的开发应用研究与国外还有一定差距。我国凹凸棒石粘土资源的开发利用重点是加强低品位矿石的应用研究,充分利用储量占绝大多数的这部分资源,扩大凹凸棒石产品的品种和应用领域。
主要参考文献
[1]《非金属矿工业手册》编辑委员会,非金属矿工业手册(上、下册),冶金工业出版社,1992.12。
[2]《矿产资源综合利用手册》编辑委员会,矿产资源综合利用手册,科学出版社,2000.2。
[3]孙宝岐等,非金属矿深加工,冶金工业出版社,1995.6。
[4]王濮等,系统矿物学(中册),地质出版社,1984.8。
[5]《三废治理与利用编委会》,三废治理与利用,冶金工业出版社,1995。
[6]易发成等,坡缕石粘土的酸活化研究,矿产综合利用,1996.6期,P.19~26。
[7]易发成等,坡缕石粘土对食用油脱色性能研究,矿产综合利用,1996.6期,P.32~33。
[8]冯启明等,坡缕石粘土的硅烷偶联剂表面改性研究,矿产综合利用,1996.6期,P.38~40。
[9]冯启明等,白云质坡缕石粘土的特征及其应用开发研究,矿产综合利用,1996.6期,P.41~44。
[10]郑自立,中国坡缕石粘土矿石类型及矿物共生组合,矿产综合利用,1996.4期,P.35~41。
[11]彭书传,凹凸棒石粘土橡胶填料改性研究,非金属矿,1998.1期,P.15~16。
[12]金叶玲等,凹凸棒石粘土在湿法聚氨酯人造革中的应用,非金属矿,1997.3期,P.44~45。
[13]钱运华等,凹凸棒石粘土填充聚丙烯的研究,非金属矿,1998.2期,P.23~24。
[14]李英堂等,河南省镇平白云质凹凸棒石粘土矿开发利用探索性试验研究报告,国土资源部郑州矿产综合利用研究所,1999.7。
[15]朱振海等,凹凸棒石粘土净化含强致癌物质黄曲霉毒素B1油脂工艺技术研究,非金属矿,1998.6期,P.15~17。
[16]陈天虎,改性凹凸棒石粘土吸附对比实验研究,非金属矿,2000.3期,P.11~12。
[17]冯启明等,青海省湟中县白云质坡缕石粘土酸性活化条件及其方法研究,非金属矿,1999.4期,P.11~13。
凹凸棒土素有千土之王的称号,在工业和其它多种行业上具有特种用途。1860年,俄罗斯学者萨夫钦科夫(Tsavtchenkov)最早在乌拉尔坡缕缟斯克(Palygorsk)矿区的热液蚀变带中发现了该矿物,外貌像马粪,1862年其据产地命名;1913年费尔斯曼(A E.Fersman)将该矿物正式命名为Palygorskite 。Palygorskite ,中译名为坡缕缟石、坡缕石。1935年,法国学者拉帕伦特(J .D. Lapparent)在美国奥特堡(Attapulgus)、佐治亚(Georgia)、昆斯(Quincy)、佛罗里达(Florida)和法国莫尔摩隆(Mormoiron)的沉积岩中发现该矿物,并命名为Attapulgite。1976年中国学者许冀泉等在中国江苏省六合县竹镇小盘山发现该矿,许冀泉根据奥特堡之音同时兼顾该矿的晶体结构特征,译成“凹凸棒石”,近年来在国内传用;1982年江苏盱眙县雍小山等发现凹凸棒石粘土矿,经江苏地勘部门勘查评价,为大型矿床规模;1984年在南京地质矿产研究所帮助下安徽嘉山县明光一带也找到了凹凸棒石粘土,之后相继在全国14个省区发现凹凸棒石粘土矿床(点)。1982年,世界粘土矿物命名委员会认为,坡缕缟石(Palygorskite)与凹凸棒石(Attapulgite)两者晶体结构一致、化学成分相同,应属同一矿物种;按照命名优先原则,规定统一命名为坡缕缟石。尽管如此,这两种名称在文献和演讲中,同时见及,广为流传。其实,有关该矿物名称还有许多,如镁山软木,山软木、山柔皮(Mountain Leather ) ,山皮(Mountain Shin),山石棉、石棉(Mountain Cork),山石棉状聚集物(Mountain–Cork–like accumulations),绿坡缕缟石,打白石,漂白土(Fuller ‘s Earth),活性蛋白、蛋白石、白土(White Earth),马雅蓝(Maya Blue,系与蓝靛混合制成著名“马亚蓝”染料)等。据统计,该矿物名称使用几率最多的依次为:坡缕缟石、凹凸棒石、漂白土或白土。凹凸棒石矿物几乎遍及世界各地,但具有工业意义的矿床所占比例不大,仅限于美国、中国、西班牙、法国、土耳其、塞内加尔、南非、澳大利亚、巴西、以色列、沙特阿拉伯、瑞士、英国 、俄罗斯(Irkutsk ,伊尔库茨克)、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、乌克兰、亚美尼亚、阿塞拜疆、白俄罗斯、尼日尔等国,据不完全统计,世界探明储量约1.5亿吨。 凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石,是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。其理想分子式为:(Mg,Al,Fe)5Si8O20(HO)2(OH2)4?4H2O,理论化学成分为:SiO256.96%;(Mg,Al,Fe)O 23.83%;H2O 19.21%。凹凸棒石粘土(别称凹土、漂白土、白土、山软木等)具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能,具有广泛的应用领域,有“千土之王”、“万用之土”等美誉。凹凸棒石(坡缕缟石)的不同的变种、理想结构式、晶体结构和晶体结构模型的物化性能有差异,应用也不完全相同,因此,要具体研究。 盱眙地区的品位为高、储量为大,该地区优质凹凸棒石粘土已探明储量在6700万吨以上,有用粘土总量达5亿吨。凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石为主要组成部分的一种粘土矿,其集合体为土状块体构造,颜色为灰白色、青灰、微黄或浅绿,油脂光泽,比重轻(2.0~2.3g/cm3),摩氏硬度2-3级,潮湿时呈粘性和可塑性,干燥收缩小,且不产生龟裂,吸水性强,可达到150%以上,PH=8.5±1,由于内部多孔道,比表面大,可达500m2/g以上,大部份的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中,电化学性能稳定,不易被电解质所絮凝,在高温和盐水中稳定性良好。目前,反映凹凸棒石的物化性能主要有以下指标,并与蒙脱石略作比较如下:1、吸蓝量:凹凸棒石粘土的吸蓝量,一般低于蒙脱石,为24g /100g ±。2、胶质价:凹凸棒石的胶质价低于蒙脱石,一般为40~50ml /15g。3、膨胀容:凹凸棒石粘土的膨胀容低于蒙脱石粘土,一般为4~6ml /g .4、pH值: 凹凸棒石粘土呈碱性, pH值为8~9。5、比表面积:凹土比表面积很高,大于其他粘土矿物,通常为146~210m2 /g(BET法)。6、阳离子交换容量(CEC):凹凸棒石粘土的阳离子交换容量比蒙脱石低。凹凸棒石粘土可交换Ca 离子为15~25mmol /100g ,可交换Mg 离子为5~15mmol/100g 。7、吸附脱色性:凹土不同品位(%)的脱色力有差异,如:30%,45~50;70%,55~100;75%,110~115 ;85%,120~130。表明凹土含量在 75~85%时,脱色力可达到或超过活性白土(蒙脱石)脱色力(114)标准。8、选择性吸附:为蒙脱石所没有。极性分子主要是水和氨,其次是甲醇、乙醇,都能被其管道吸附,而氧等非极性分子则不能。其吸附能力依次为:水>醇>醛>酮>正烯>中性脂>芳烃>环烷烃>烷烃。吸附能力高低取决于比表面积大小,而吸附选择性则与矿物结构、通道尺寸、形状等有关。凹凸棒石对水的吸附在200~400°C焙烧后达到最大值(比表面积大),超过400°C则吸附量减少。在不同温度下凹凸棒石脱水量也有差异,如下表1。9、催化性:凹土具有表面活性中心,除吸附外,还有催化作用。凹土可用作乙醇转化为乙烯的催化剂(Dandy ,1982),也可作为催化剂载体。10、粘滞性:是指流体内部假想平面两侧流体相对流动性质,用粘度表示。表示胶粘剂性能的一项指标,不同用途有不同要求。标准值:3300~4500;单位:cP s ,11、吸水性:凹土有很强吸水性,一般为24.3%,较蒙脱石(20.2%)高,加之热稳定性,适于配制深钻井泥浆;由其配制的悬浮体经搅拌后,纤维相互交叉、淀积,形成“乱稻草堆状”网架结构,是其保持悬浮体稳定的决定因素,即悬浮体的流变特征取决于纤维结构的机械参数而不取决于颗粒的静电引力;它又有良好抗盐稳定性,用其配制钻井泥浆用于海洋钻井和钻高压盐水层有很好的悬浮性能。 12、灭菌、除臭、去毒、杀虫性:凹土具很强灭菌、除臭、去毒、杀虫能力。如用于腹泻,是用其吸附肠胃中的毒菌;40g /m 3凹土能使气体中的NH 3由100×10-9降低到18×10-9;凹土细小针状颗粒对昆虫表面磨蚀及对昆虫类脂化合物吸附,导致昆虫快速死亡,以及军工用于防护装置吸附毒气,吸除动、植物油色素、黄曲霉素及臭味等。脱色及水处理:加工后的凹凸棒石粘土制品是较为理想的吸附剂、食品加工助剂和食品添加剂,可取代活性炭。它不仅能脱色,还可除臭除味,除重金属离子和致癌物质,还具有一定的选择性,这就为生产提供了便利,它可作冰箱除臭剂、污水处理剂、家用净水器、油脂精炼脱色剂,效果极为明显,在医药上可作药物的填料、载体、添加剂、粘结剂。使用凹凸棒石粘土对液体葡萄糖脱色可将由粉末活性炭净化的十二道工序减少到十道工序,工艺周期缩短50分钟,对发展生产十分有利。用凹凸棒石粘土净化的成品糖,其色泽、体态、浓度、还原糖含量、PH值、二氧化硫离子含量、氯根含量、蛋白质含量、熬糖温度以及钙镁离子含量等均达到现行行业标准,节约脱色处理费用60%左右,脱色后的滤饼可作混合饲料,减少了环境污染,达到综合利用。 无论是在吸附过程中,还是在污水处理中,凹凸棒石粘土都可以再生,它耗能少,对环境保护非常有利。凹凸棒石粘土选择吸附能力大小的次序为:水>醇>酸>醛>正烯烃>中性脂>芳香烃>环烷烃>烷烃、直链烃>环烷烃>烷烃,直链烃比支链烃吸附得快,吸附选择性对油脂的脱色有重要的作用。在其它分离过程中也有较大的工业价值。水净化的常规方法是经过絮凝、沉淀、过滤和化学处理,一般能有效地除去大多数污物和杀死大多数微生物,然而不能很有效地除去诸如激素、农药、病毒、毒素和重金属离子等类物质。这些有害物质仍留在水源中,给人造成危害。而凹凸棒石粘土可用接触或过滤技术处理水,可以消除这些有害物质。若使吸附污染物的凹土再生,可加热或以化学剂加以处理。因此,凹土在污水处理中的应用对保护生态环境、保证人类的健康,是非常必要的,且用量大范围广,符合社会发展人民生活水平提高的需要。 在酿造工业中,用凹土来澄清葡萄酒、苹果酒、啤酒等酒类制品,可以除去酒中的各种残渣杂质,使酒质纯净。
lly effective in rec
赫兹是德国著名的物理学家,在物理学上最主要的成就是用实验成功地证明了电磁波的存在,并且完善了麦克斯韦的电磁场理论。
首先保持触头平滑整洁,避免尖端放电然后开合闸要果断迅速减少电弧时间最后考虑惰性气体填充阻断电弧
安个消弧罩或用真空管罩住电触头。
大四下学期的时候开始写,之前先要了解论文写作的要求同时运用所学的基础课和专业课知识,论文旨在独立地探讨或解决本学科某一问题。。
读贾平凹的散文,有如回到儿时,身临其境。他的语言并不华丽,但是有种强大的感染力。散文不比小说,有限的篇幅里容纳的是情感,是体味。一般来说,语言,手法,以及题材和情感都是考量的因素。而贾平凹的散文,读来的感觉则是浅浅地读,深深地悟,一言以蔽之,其散文的特点语言上朴实又富有诗意,情感细腻,意旨深远。"为什么你可以发语音?"这本是时下社交平台上网友之间的调侃,意思是某个评论或是回复恰到好处又十分应景,还使得屏幕前的读者不自觉有共鸣,而这样的评论或是回复大多都是人们习以为常的某些句子或短语。贾平凹的散文也是这样,十分接地气,也自带共鸣属性。如果是北方的孩子们,其实在散文《秦腔》中是最能找得到共鸣的,农村里的戏台下,永远是拥挤又热闹的,贾平凹的笔下是极富画面感的:【左边的喊右边的踩了他的脚,右边的叫左边的挤了他的腰,一个说:狗年快完了,你还叫啥哩?一个说:猪年还没到,你便拱开了!言语伤人,动了手脚;外边的乘机而入,一时四边向里挤,里边向外扛,人的旋涡涌起,如四月的麦田起风,根儿不动,头身一会儿倒西,一会儿倒东,喊声,骂声,哭声一片;有拼命挤将出来的,一出来方觉世界偌大,身体胖肿,但差不多却光了脚,乱了头发。】这样的乡村图景,本是乱哄哄的场面,场面杂而乱,在他的笔下,寥寥几笔,就是一个小剧场,这样的镜头式描写更加使得读者心领神会。《纺车声声》一文中,家庭遭遇各种变故,母亲一人挑起重重的担子,没日没夜地纺线,文中说"一看见她那凸起的颧骨,就觉得那线是从她身上抽出来的,才抽得她这般的瘦,尤其不忍看那跳动的线团儿,那似乎是一颗碎了的母亲的心在颤抖啊!",这里的文字形容得由皮入里的形容,有画面有余味,母亲辛苦拉着线头缠着线团,实则线头在一丝一丝抽着母亲的血汗。《初人四记》中,作者记叙了儿时玩伴花子姐姐以及儿时那些值得回味的点滴,平实的语言中是真实,有如《浮生六记》的至微之处。情感细腻如水贾平凹在《纺车声声》和《祭父》是对母亲和父亲的深情回忆,在这类叙事性的文章中,将写人能够融合为一体并点面结合,写人也是写事,写事也是写社会。对母亲和父亲的真情流露,在文字中也深有体会。在最艰苦的时候,贾平凹心疼母亲,得知自己没回家母亲四处找寻后"我撒脚就往回跑,跪在母亲面前,让她狠狠骂一顿,打一顿,但是,母亲却死死搂住我,让我原谅她,说她做妈的不好。"这里的情感处理得十分细腻,有母亲对儿子的心疼,有儿子对母亲的愧疚,以及母亲对父亲书籍的守护,这样如水般的情感能够于文字中流露,足见作者功底之深厚。《祭父》一文是令人感触最深的,家中长辈离世的悲苦是难以言说的,作者与父亲感情颇深,每次贾平凹回家后,父亲总是喜出望外,"听见我的脚步便从内屋走出来喜欢地对母亲喊:'你平回来了!'",这里短短一句话,便胜过千言万语,而父亲是永远离去了,作者悲从中来,但不写悲:"满院的泥泞里人来往不断,响器班在吹吹打打,透过灯光我呆呆地望着那一棵梨树,还是父亲亲手栽的,往年果实累累,今年竟独独一个梨子在树顶。"梨树是父亲载的,可如今人和树都不在了,在追忆父亲的文字中,是作者经历的生命不可承受之痛,笔触隐忍,情感不减半分。意旨深远贾平凹的散文中,所有题材皆可入,所有事情皆可写。在西北乡村的黄土地上,是文化,人情和人性的赞美和哀歌。《初人四记》中,贾平凹的父亲和玩伴花子的母亲都被抓了以后,他们两家人在悲伤中互相帮助扶持、共渡难关,这是人性的善。而在这期间,发生得一件事,却可以一窥当时的社会环境。因为贾平凹喊了句"猪身体健康了,永远健康了!"被隔壁秦家听见了,就去公社告状,理由是辱骂副统帅。作者被公社抓去,被抽了几皮带,最终由于没有证据,作者被放回,可母亲也因此患了心疼病。可见,特定时代下的社会环境不仅伤害了人们的身体,也扭曲了人们的心灵。作者的笔下,是人,是事,也是人性,是"大散文"中窥见人间世。(作者:不系之舟)一往文学优质文化领域创作者17万粉丝 · 3.7万赞搜索贾平凹暂坐免费阅读自在独行贾平凹电子书祭父文全文免费阅读贾平凹中短篇小说在线免费阅读贾平凹的小说阅读贾平凹的小说书籍
秦腔,废都不知道你说的哪个
秦腔的衰落代表了乡土文化的衰落。主要内容:秦腔演员演技不好,农民不爱听秦腔了,年轻人都喜欢听流行歌曲。秦腔县剧团演戏,观众不爱秦腔,秦腔脸谱都被农民偷了。
三、贾平凹乡土小说的叙事转向 贾平凹是我国当代最重要的作家之一,从一定程度上来说,他小说的叙事转向,代表了我国当代小说乡土叙事的审美流变。下面试以他的小说为例,分析知识分子对当下乡村和中华文化价值选择的思维轨迹。 1、乡村社会的文化寻根 贾平凹对商州世界的文化寻根,与20世纪80年代中期西方文化思潮的引进,是文学本土化的追求的结果。从个人体验来看,贾平凹对商州世界的文化寻根,也是他人生经历的一种自然发展。他在反思自己的心性时说道:“人越穷越是心思多,敏感而固执,仇恨有钱人,仇恨城市,这就是我们父辈留给我们的基因,而又使我们从孩子时起就有了农民的德性。当我已经不是农民,在西安这座城市里成为中产阶级已二十多年,我的农民性并未彻底退去,心里明明白白地感到厌恶,但行为处事中沉渣不自觉地泛起。” [4]贾平凹又多次以作家的身份往返商州故地,他的乡村经历必然会触发他对童年的种种回忆。 贾平凹对商州文化的历史寻根,正是建立在对现代城市文明的反思基础上的。他这一时期的小说,如《远山野情》、《天狗》、《晚雨》、《黑氏》等,塑造了三大、天狗、天鉴、黑氏等在乡村古朴文化氛围中,具有美好道德品质的人物,都意在抵抗城市文明的进程中,人的道德伦理的恶性蜕变。显示了贾平凹试图把传统文化的良性价值观念移植到城市文明建设中的一种努力,对现代文明的反思也就成为了他下一步乡土叙事的中心。2、现代文明的反思 20世纪90年代,贾平凹的乡土小说贯穿的主题则始终都是城乡文明的冲突,以及在这一冲突中人的生存状态。贾平凹写下了《太白山记》、《烟》等侧重于对人物神秘事象探索的中短篇小说。而长篇小说《废都》与《白夜》则以对都市人生存状态的意象建构,揭示了世纪末的某种时代氛围。《废都》表现了转型社会中传统的文化人精神无寄的迷茫。自《废都》以后,贾平凹树起了对都市文明批判的大旗。长篇小说《白夜》展示了都市浮泛生活对人的心理产生的深刻质变。贾平凹揭示了都市文明中人性的悖谬,表现了作者对物欲横流,人的精神迷失的城市浮泛生活的厌恶和诅咒。他说道:“社会发展到今日,巨大的变化,巨大的希望和空前的物质主义的罪孽并存,物质主义的致愚和腐蚀,严重地影响着人的灵魂,这是与艺术精神格格不入的,我们得要作出文学的反抗,得要发现人的弱点和罪行。”[5] 在《土门》中,他开始了其文化家园的精神寻觅。《土门》写的是西京城郊一个叫“仁厚村”的地方,在城市化运动中被城市逐渐吞并的过程。贾平凹是站在乡村文明的文化价值立场上对城市文明的弊端予以否定的。然而,他也意识到城市化是历史发展的趋势。从本质上看,反思现代文明还是他的乡土怀旧情感的流露。 3、中国文化再生的探索和困惑 从《高老庄》开始,贾平凹自觉地建立了民族寓言的文本形式,并以此开创了对中国文化再生之路的探索。《高老庄》是一部文化乡土小说,以小村庄寓意大民族、大社会的寓言形式,演绎了中国文化的历史、现状与未来发展趋势。贾平凹20世纪的最后一部长篇寓言小说是《怀念狼》,贾平凹自言:“怀念狼是怀念着勃发的生命,怀念英雄,怀念着世界的平衡。”[6] 也就是说,作者不过是以“狼”为契机,表现市场经济背景下的物化时代,人们心灵中精神分裂的情绪。即一方面在理智上肯定现代都市文明对传统乡村文明的改造和扬弃;另一方面,又在心智上对传统乡村文明产生依依眷念的情愫。《怀念狼》通过寓言化的手法,表达了现代化进程中人的心理内伤和精神诉求的。从小说的人物关系上看,贾平凹通过傅山和烂头这两个人物形象的类比对照,展示的是人的神性(理性)的崇高和在现实生活环境中的困顿,以及人的情欲的失控与泛滥。高子明的形象则具有整合的作用,从而构筑了小说人物形象三位一体的对世纪末复杂时代情绪的类的整体勾勒,映射出转型社会人类理性与情感的严重失衡和分裂。 新世纪以来,贾平凹最具影响的力作是长篇小说《秦腔》,他在《秦腔》中写道:“我以清风街的故事为碑了,行将过去的棣花街,故乡啊,从此失去记忆。”[7] 因此,《秦腔》被有些人称为“乡土叙事的终结”。贾平凹运用了“密实的流年式的叙写”写了“一堆鸡零狗碎的泼烦日子”, [8]从而从深层次中呈现出传统乡村生活终结处的景象。传统文化在城市文明扩张中的衰退表现有三:一是传统的生活方式的败退。淳厚质朴的民风,尊老敬贤的风气消失,而道德堕落重利忘义等恶俗的盛行。二是传统权利组织解体。三是传统文化的衰败。秦腔是秦人文化的灵魂,但是随着市场经济的发展,秦腔却逐渐衰落,最后只能沦落为奔丧之乐。面对终极处的破败景象,贾平凹清楚地意识到这是一种必然,但是是否以一种决绝的态度投身于另一种文明呢?他的乡土情结是坚决的,所以他迷惘、徘徊,作品中的双重叙事视角正是这种矛盾性的集中体现。贾平凹坦率承认:“夏风由乡村入城市的经历与我有相似之处,而引生的个性与审美追求则与我十分相似。” [9] 贾平凹的乡土小说,透露了时代的怀旧情结。贾平凹农民和文化人的双重身份,使他总是善于把乡村的凋敝和中国传统文化的失落联系起来,他的乡土小说具有浓郁的怀乡情绪与对中国文化再生的探索的双重特点。
下凹式绿地是一种常见的城市景观设计,其特点是将道路或广场等区域下凹,并在其中设置植被、水体等元素,以达到美化环境、改善生态环境和缓解城市交通压力的目的。但是,在实际应用中,有时会出现预留空间不足的情况。造成这种情况的原因可能有以下几个方面:1. 规划设计不合理:在规划设计阶段没有充分考虑到下凹式绿地所需占用的空间大小及其功能要求,导致预留空间不足。2. 地形条件限制:某些区域由于地形起伏较大或者存在建筑物等障碍物,使得无法满足下凹式绿地所需占用的最小空间要求。3. 资金投入不足:由于资金限制等原因,在建设过程中无法扩大预留空间或采取其他措施来弥补预留空间不足带来的影响。4. 管理维护问题:在使用和管理过程中未能有效保护和维护下凹式绿地内部植被、水体等元素,导致它们逐渐消失并且对周围环境产生负面影响。针对以上问题需要进行科学规划、精心设计,并加强管理与维护工作。
净化型下凹式绿地适用于广场、道路、停车场等污染较严重的区域;蓄滞型适用于地表径流较大、但径流污染较轻的场地,如公园绿地
3G434 根据我搜集的一些网站来看,建议看看这个,要做毕业论文以及毕业设计的,推荐一个网站 ,里面的毕业设计什么的全是优秀的,因为精挑细选的,网上很少有,都是相当不错的毕业论文和毕业设计,对毕业论文的写作有很大的参考价值,希望对你有所帮助。 别的相关范文很多的,推荐一些比较好的范文写作网站,希望对你有帮助,这些精选的范文网站,里面有大量的范文,也有各种文章写作方法,注意事项,应该有适合你的,自己动手找一下,可不要照搬啊,参考一下,用自己的语言写出来那才是自己的。 如果你不是校园网的话,请在下面的网站找: 毕业论文网: 分类很细 栏目很多 毕业论文: 毕业设计: 开题报告: 实习论文: 写作指导:
数字化动画场景设计研究 中文摘要 3-5 英文摘要 5-9 绪论 9-13 第一章 场景设计的理论表述 13-19 1.1 场景的辞源与相关定义 13 1.2 场景的类型 13-15 1.3 场景的风格 15-16 1.4 场景的特性 16-17 1.5 场景在影片中的功能 17-19 第二章 数字化下的艺术和动画 19-25 2.1 关于数字化 19-20 2.2 数字化对艺术的影响 20-22 2.3 数字代拓宽了动画艺术的表现空间 22-25 第三章 动画场景设计艺术的发展与概念变迁 25-32 3.1 各种类型的场景设计 25-30 3.2 传统动画中的场景设计 30 3.3 借助数字化手段的场景设计 30-32 第四章 数码技术给动画场景设计带来的转变 32-35 4.1 工作方式的改变 32-33 4.2 表现形式的改变 33 4.3 构思创意的调整 33 4.4 对传统的重新认识 33-34 4.5 技术与艺术的主仆关系 34-35 第五章 数字三维动画场景设计的表现方法 35-44 5.1 场景设计图的设计 36-37 5.2 陈设道具的设计 37 5.3 场景的搭建 37-42 5.4 影视作品场景的后期编辑空间 42-44 第六章 动画场景设计中的设计要素 44-51 6.1 动画场景设计中的空间构成和创意 44-48 6.2 动画场景设计中的色彩创作 48-49 6.3 艺术设计在动画场景中的多层面构建 49-51 结语 51-52 参考文献 参考文献 【l]引用网址}可 12]焚水.影视动画短片制作基础.北京:海洋出版社,2005.仍第116页 [31韩笑.影视动画场景设计.北京:海洋出版社,2加6.00第1页 14]赵前何嵘.动画片场景设计与镜头运用.北京:中国人民大学出版社,2(X)5.04 [5』陈汗青吕杰锋.数码设计艺术.北京:人民美术出版社,2的4.12第18页 [6】毛小龙.动漫基础.辽宁:辽宁美术出版社,2(X)6.10第7页 【刀叶旅.文学作品插图中的场景设计北京印刷学院学报,2仪抖.02.01 [8]游戏中的场景设计.中国电脑教育报,Zoo3.12.08,Boo版 [9J李异周进.数字影视后期制作高级教程.北京:中国青年出版社,2001.08 【ro郭开鹤.计算机图形图像设计.北京:中国传媒大学出版社,2006.01 【川查立.康丁斯基文论与作品.北京:中国社会科学出版社,2加3.03 【12]曾进方兴.数码艺术带来的新思考.科技创业月刊,20(科.05 【13]陈望衡.艺术设计美学.四川:武汉大学出版社,20(刃 【141黄鸣奋.数码艺术学.学林出版社,2(X)5 【巧』郭道荣.艺术美学.四川出版集团.四川美术出版社,20()6.1 【161尼葛洛庞帝.胡冰、范海燕译.数字化生存.海南:海南出版社,1996 【1刀孔寿山金石欣等.技术美学概论.上海科学技术出版社,1992 1181朱其‘新艺术史与视觉叙事.【M」长沙:湖南美术出版社,2003 【19]丹纳.艺术哲学.天津:天津社会科学院出版社 [20]章利国.设计艺术美学.山东:山东教育出版社,2002.9 [211吴彤蒋劲松.科学技术的哲学反思.北京:清华大学出版社,2003 [221张歌东.数字时代的电影艺术.北京:中国广播电视出版社,2(X)3.05 口3J黑格尔.美学第二卷【叨朱光潜译.北京:商务印书馆,1979 [241尹定邦.设计学概论.湖南:湖南科学技术出版社,2003.n [2习马永建.现代主义艺术加讲.上海社会科学院出版社,2(X)5.10 126]李兴国.影视艺术与高科技应用.北京:中国传媒大学出版社,2(X)5.07 【27】王序.平面设计师之设计历程.北京:中国青年出版社,1998 [281王受之.世界现代设计史.北京:中国青年出版社,20()2年版 【29谭铁志.演剧与影视舞台空间创意.北京:华文出版社,2005.09第n页 口0]斯蒂夫.开普林亚当.班克斯.数码图形艺术. [3l]引用网址h即:旅iki.ss.Pku.edu. [321《Aesthe阮rneasures 丈码图形艺术.曹田泉等译,上海人民美术出版社.2《X)4.1 cn/t沉一index.Php?page=Anin阳tion%20Scene%20Design forscreendesign》Ngo,D.C耽Byrne,J.G.Co立甲uter
【摘要 】 本文论述了网络通信监测的实现原理与实现过程,遵照国际标准化开放系统互联(OSI)七层体系结构,利用网络驱动接口规范WinDis32 V5.0技术,实现了在应用层对数据链路层的控制,完成了对网上流动数据帧的实时截获、解封与分析。
关键词】 网络分层 WinDis32技术 网络信息截获 数据帧 NDIS网络适配器
1.前言
随着计算机网络技术的发展,各类网络规模的扩大,远程访问的增加,虚拟专用网(VPN)的出现和Internet的普及,网络安全性已成为计算机网络领域一门重要的研究学科。
网络监控是保障网络安全性的基本措施之一。网络监控,用于监测网上流动信息,并对网络信息给予适当控制。网络监控,可用于调试网络应用程序,判断应用程序是否正确地发送或接收了数据包。网络监控,还可用于监视网络信息,杜绝不健康站点的不健康内容,维护网络环境。应用于安全防范,可监视我方信息内容、保障网络安全,截获情报、分析怀有敌意方的网站。在计算机网络上实施有效的攻击与保护,是网络监控技术在军事上的重要发展方向之一。
本文论述的网络通信实时监测的实现,是用于特殊目的数据通信程序设计的突破口,是网络监控技术的'基础部分,其实现基于网络体系结构与WinDis32技术。
2.网络体系结构
现代计算机网络设计是按高度的结构化方式进行的,国际标准化组织(ISO)为更广泛的计算机互联制定了标准化的开放系统互联(OSI)网络体系结构,如图1所示。
OSI参考模型用结构描述方法,即分层描述的方法,将整个网络的通信功能划分为七个部分(也叫七个层次),每层各自完成一定的功能。由低层至高层分别称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。两台网络主机之间进行通信时,发送方将数据从应用层向下传递到物理层,每一层协议模块为下一层进行数据封装,数据流经网络,到达接收方,接着再由下而上通过协议栈传递,并与接收方应用程序进行通信。
在通用网络中,数据链路层由网络适配器实现,本文中网络通信监测的立足点在于数据链路层,基于电缆是固有的广播性介质,通过对网络适配器的控制,实时截获与分析经过网络适配器的所有网上流动信息。
3.WinDis32技术
WinDis32全称为Win32 NDIS(Network Driver Interface Specification)网络驱动接口规范,用于开发Windows产品,可在Windows 9X和Windows NT上直接访问NDIS媒体访问控制(MAC)驱动接口。图2显示了Windows网络驱动组件与Win32 NDIS结构组件:
图2.Windows网络驱动组件与Win32 NDIS结构组件
WinDis32网络组件由四部分组成:NDIS适配器、PCANDIS5 NDIS协议驱动、W32N50 WinDis32 API DLL、WinDis32应用程序。WinDis32应用程序调用W32N50.DLL动态链接库提供的API应用程序接口,通过NDIS协议驱动模块,实现对NDIS适配器进行的存取操作。网络驱动接口规范NDIS的主要特征是所有适配器相关驱动均由NDIS接口打包,例如,最底层NDIS NIC驱动不能对网卡直接执行I/O,它通过NDIS打包服务来访问硬件;高层Windows NDIS网络组件使用NDIS打包界面与适配器相关驱动通信。只有NDIS协议驱动可以调用NDIS打包,访问NDIS适配器。
WinDis32应用程序接口函数包括:W32N_OpenAdapter(),打开一个已被命名NDIS适配驱动器,若操作成功,则生成一个面向适配器对象WinDis32适配器句柄,这一句柄被随后多个在该适配器上操作的W32N_XXX函数所用; W32N_CloseAdapter(),关闭已打开的适配器句柄;W32N_PacketRead(),数据帧读操作;W32N_PacketReadEx(),数据帧异步读操作;W32N_PacketSend(),发送数据帧操作;W32N_PacketSendEx()、W32N_MakeNdisRequest()等等。
WinDis32技术使得从Win32应用层进行NDIS请求如同在一个内核模式的驱动器内部进行请求一样简单,并支持多个网络适配器同时打开,完成各自的信息发送与接收。
4.网络信息监测的实现
网络信息监测程序分为信息截获与信息分析两大部分,其中信息截获程序流程如图3所示,采用多进程与多线程技术,完成数据的实时截获。
其中网络适配器列表通过读取系统注册表生成;网络适配器详细信息包括适配器型号、网络适配器物理地址、传输最大帧、传输速率以及机内标识符,通过函数W32N_MakeNdisRequest()获得。
协议过滤部分是包括PCAUSA端口的PCANDIS5协议驱动,BPF过滤器是由UNIX环境到Windows的模拟机制,为Win32应用程序提供了一种普通而又便利的机制,可过滤指定协议,由协议驱动执行,拒绝不想要的数据帧。支持协议包括:传输控制协议TCP、互连网协议IP、地址解析协议ARP、反向地址解析协议RARP、互连网控制报文协议ICMP、互连网组管理协议IGMP、Novell SPX/IPX协议IPX、用户数据报协议UDP、NetBEUI协议、AppleTalk协议。
信息分析部分利用已获知的媒体访问控制协议,提取出数据帧中的有效域值,如源主机物理地址、目的主机物理地址、帧长度等。并同时为每一被截获的数据包打上时标,注上序列号,为下一步数据重组提供可靠依据。
接收数据帧显示与信息统计结果范例如下:
包序列号:0000000032 时间:0005860470 msec 长度:54/54
Ethernet 目的:00.40.05.39.A2.B0 源:00.00.B4.86.74.FA 类型:0x0800
000000: 00 40 05 39 A2 B0 00 00 : B4 86 74 FA 08 00 45 00 .@.9......t...E.
000010: 00 28 26 03 40 00 20 06 : A3 25 64 64 64 7A 64 64 .(&.@. ..%dddzdd
000020: 64 65 04 06 00 8B 00 40 : BF 14 00 6C 24 B9 50 10 de.....@...l$.P.
000030: 22 38 12 EA 00 00 : "8..............
包序列号:0000000033 时间:0005860764 msec 长度:109/109
Ethernet 目的:00.40.05.39.A2.B0 源:00.00.B4.86.74.FA 类型:0x0800
000000: 00 40 05 39 A2 B0 00 00 : B4 86 74 FA 08 00 45 00 .@.9......t...E.
000010: 00 5F 27 03 40 00 20 06 : A1 EE 64 64 64 7A 64 64 ._'.@. ...dddzdd
000020: 64 65 04 06 00 8B 00 40 : BF 14 00 6C 24 B9 50 18 de.....@...l$.P.
000030: 22 38 DE C6 00 00 00 00 : 00 33 FF 53 4D 42 1A 00 "8.......3.SMB..
000040: 00 00 00 00 00 80 00 00 : 00 00 00 00 00 00 00 00 ................
000050: 00 00 03 08 25 2D 03 08 : 01 4C 08 01 08 00 80 10 ....%-...L......
000060: 00 00 10 00 00 00 00 00 : 00 00 00 00 00 ................
包序列号:0000000034 时间:0005860766 msec 长度:1514/1514
Ethernet 目的:00.00.B4.86.74.FA 源:00.40.05.39.A2.B0 类型0x0800
000000: 00 00 B4 86 74 FA 00 40 : 05 39 A2 B0 08 00 45 00 ....t..@.9....E.
000010: 05 DC 64 0B 40 00 80 06 : FF 68 64 64 64 65 64 64 ..d.@....hdddedd
000020: 64 7A 00 8B 04 06 00 6C : 24 B9 00 40 BF 4B 50 10 dz.....l$..@.KP.
000030: 20 B7 86 DA 00 00 00 00 : 10 00 7E 8B 77 DA D2 D0 .........~.w...
000040: D7 27 59 9A 8F 18 D3 77 : 15 D5 6C 86 0F 2C 62 3E...
停止数据帧接收应用统计:
已接收数据帧数目 :34
已发送数据帧数目 : 0
5.进一步研究与发展
本文所研究的网络信息监测属于计算机网络系统安全对策研究的一部分,属于网络信息监测的基础性研究。以此研究成果为基础,可进行进一步的软件开发,从而实现网络通信状况实时监测、情报获取、网上各站点地址分析、站点类型分析,为计算机网络的安全维护提供监测手段,因此,具有特别的意义。
参考文献:
1.PCAUSAWinDis 32 V5.0文档1998.3
2.刘锦德等计算机网络大全电子工业出版社1997.7
3.Kris Jamsa等INTERNET编程电子工业出版社1996.5
4.David J.KruglinskiVisual C++技术内幕清华大学出版社1996.5
5.廖湖声面向对象的Windows程序设计基础人民邮电出版社1996.2
6.张国峰C++语言及其程序设计教程电子工业出版社1992.12
7.汤子瀛等计算机操作系统西安电子科技大学出版社1998.4
8.刘彦明等实用网络编程技术西安电子科技大学出版社1998.4
9.何莉等计算机网络概论高等教育出版社1995.4
10.杜毅Unix系统组网技术电子工业出版社1998.3