数控技术和装备发展趋势及对策 摘要:简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状,在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。 关键词:数控,技术,装备,发展趋势,对策 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。 1 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。 1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(μm)。 在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。 为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。 在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 论文其他部分请参考下面的网址:
数控技术和装备发展趋势及对策 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。1 数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(μm)。在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。 5轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 重视新技术标准、规范的建立 关于数控系统设计开发规范如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
数控铣刀的分类及应用的研究 摘共l数控行业的空前发展,使数控铣刀样式萦多,对其进行合理划分和对其应用条件和场合的分析是很有实际惫义的. 「关扭询〕数控铣刀分类应用 近年来,随着数控机床的不断发展,数控机床刀具种类越来越 多,其划分也越来越细,但无论样式如何改变,从总体上看,数控加工 刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,而数控刀具 中又以数控铣刀应用最为广泛,现就目前数控刀铣刀的类型总结如下。 一、.挂.刀的分共 (一)按制造铁刀所用的材料可分为 1.高速钥刀具; 2.硬质合金刀具: 3.金刚石刀具; 4.其他材料刀具,如立方氮化翩刀具、陶瓷刀具等. (二)按铁刀结构形式不同可分为 1.整体式:将刀具和刀柄制成一体。 2.镶嵌式:可分为焊接式和机夹式。 3.减振式当刀具的工作胃长与直径之比较大时,为了减少刀具 的振动,提高加工精度,多采用此类刀具。 4.内冷式:切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部; 5.特殊型式:如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等. (三)按铁刀结构形式不同可分为 1.面铣刀(也叫端铣刀):面铣刀的回周表面和端面上都有切削 刃,端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可 转位结构,刀齿材料为高速钥或硬质合金,刀体为4ocr。钻削刀具,包 括钻头、铰刀、丝锥等: 2.模具铣刀:模具铣刀由立铣刀发展而成,可分为回锥形立铣 刀、回柱形球头立铣刀和回锥形球头立铣刀三种,其柄部有直柄、削平 型直柄和莫氏锥柄.它的结构特点是球头或端面上布满切削刃,圆周刃 与球头刃圃弧连接,可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钥或 硬质合金制造。 键槽铣刀:用于铣削键槽. 成形铣刀:切削刃与待加工面形状一致。 二、,用.挂位刀 现就几种目前比较常用的铣刀类型就其应用场合加以说明。 (一)单刃铁刀 该刀具加工效率高,采用优质的硬质合金作刀体,一般采用刃口 锐磨工艺,以及高容l的排屑,使刀具在高速切割中有不粘屑,低发 热,光洁度高等特点。它广泛应用于工艺品、电子、广告、装饰和木业 加工等行业,适合工厂批量加工以及高要求的产品。 (二)两刃立铁刀和四刃立铁刀 该类刀具一般采用整体合金结构,其特点是拥有很强的稳定性, 刀具可在加工面上稳固地工作,使加工质量得以有效的保证。适用材料 范围广,如碳素钢、模具钢、合金钢、工具钢、不锈钢、钦合金、铸 铁、适用于一般模具、机械零件加工. (三)峨纹铁刀 随着中国数控机床的发展,螺纹铣刀越来越得到人们的认可,它 很好的加工性能,成为降低螺纹加工成本、提高效率、解决姗纹加工难 题的有力加工刀具.由于目前娜纹铣刀的制造材料为硬质合金,加工线 速度可达80一20(ha/毗n,而高速钢丝锥的加工线速度仅为10~ 3如/耐n,故螺纹铣刀适合高速切削,加工螺纹的表面光洁度也大幅提 高。高硬度材料和高温合金材料,如钦合金、镶基合金的姗纹加工一直 是一个比较困难的问题,主要是因为高速钢丝锥加工上述材料姗纹时, 刀具寿命较短,而采用硬质合金姗纹铣刀对硬材料螺纹加工则是效果比 较理想的解决方案.可加工硬度为HRC58一62。对高温合金材料的拐纹 加工,螺纹铣刀同样显示出非常优异的加工性能和超乎预期的长寿命。 对于相同绷距、不同直径的娜纹孔,采用丝锥加工需要多把刀具才能完 成,但如采用螺纹铣刀加工,使用一把刀具即可.在丝锥磨损、加工姗 纹尺寸小于公差后则无法继续使用,只能报废;而当螺纹铣刀磨损、加 工燎纹孔尺寸小于公差时,可通过数控系统进行必要的刀具半径补偿调 整后,就可继续加工出尺寸合格的螺纹.同样,为了获得商精度的娜纹 孔,采用螺纹铣刀调整刀具半径的方法,比生产高精度丝锥要容易得 多。对于小直径螺纹加工,特别是高硬度材料和高温材料的姗纹加工 中,丝锥有时会折断,堵塞螺纹孔,甚至使零件报废;采用螺纹铣刀, 由于刀具直径比加工的孔小,即使折断也不会堵塞螺纹孔,非常容易取 出,不会导致零件报废;采用姗纹铣削,和丝锥相比,刀具切削力大幅 降低,这一点对大直径螺纹加工时,尤为重要,解决了机床负荷太大, 无法驱动丝锥正常加工的问题。 螺纹铣刀作为一种采用数控机床加工姗纹的刀具,成为一种目前 广泛被采用的实用刀具类型. 三、绪论 数控铣刀的种类多种多样,随着数控行业的日益发展,数控铣刀 的类型和应用条件和场合也必将发生变化,我们仍要继续对其动态进行 关注和研究,这是很有现实意义的。 .考文傲: 【1]梁海、黄华剑,螺纹铣刀在数控加工中心上的应用〔J] . 现代制造工程 . 2(KI6,10:2931. 【2]陈小峰.姗纹铁刀在加工中心上的应用〔J] . 机械工人(冷加工),2006 (11):1517 . 【3]张新、张萍,数控机床刀具的分类特点及合理选择[J] . 林业机械与木工 设备 . 2007,6:3335 .
呵呵 这个很简单啊 只要写1500字就好了啊 “这个CVD金刚石涂层刀具的热力研究”你去网上查下他的用处 怎么做出来的。。。然后在说明哪里哪里设计的好 哪里哪里设计的不好(说不好的时候一定要加个我认为) 再提出改进方案 这样就OK了啊 1500个字一定超的了呵呵~~ 还有就是你在网络上“借鉴”网络资源时要小心哦 国家规定两篇论文里面有连续500个字不变动(不包括标点符号)的话 你的论文就当抄袭的。。呵呵不过一般学校也不会怎么在意你的论文的。。楼主如果是转科毕业 只要你填好了就业协议书 就基本能过了 不需要太担心的 。。。。毕业论文可以赶时间赶出来的 一先开始是这样的 你不会人家也都不会的啊 学校一定会给你某个时间段。。和同学。指导老师一起把这项艰巨的任务完成的 呵呵 (本文纯属笔录 绝无抄袭 谢谢) 不想从网上找来的资料来回答你的问题 我觉得楼主既然知道从百度上发布问题就应该知道从这里找到答案 而且学。。要学习方法
张玉君李杏彬宋林山
(地矿部地球物理地球化学勘查研究所)
袁玲陈保观
(中科院原子能研究所)
陈冰如王玉琦孙景信
(中科院高能物理研究所)
在现代分析方法中,中子活化分析方法以其高灵敏度而著称,它对于许多痕量元素的测定具有高准确度;除了高灵敏度和高准确度外,中子活化分析的另一优点是非破坏性,不经化学处理在许多情况下即可同时进行多元素测定,国内外纯仪器中子活化分析通常均可测定25种以上元素。在地质领域的众多方面:岩石分析、地质标准参考物分析、新矿物的发现和鉴定、采自月球或登山等方面珍贵样品分析,地质理论研究中的稀土分量分析,化探采样分析等等均已使用中子活化分析技术,已完成了大量高质量的分析工作,中子活化分析在地学样品的分析工作中占有重要地位。
作为我国全国区域化探扫面样品分析一级监控用的首批水系沉积物标准参考样GSD1—8的定值分析引起了活化分析界的高度重视。中国科学院原子能研究所(以下简称原子能所)、中国科学院高能物理研究所(以下简称高能所)及地矿部地球物理地球化学勘查研究所(以下简称物探所)通过堆照射中子活化分析,测定了GSD1—8中的36个元素,采取了短照(数分钟)、长照(10~20h)、加长照射(数天)、超热中子照射、照射前富集金、照射前富集稀土元素、锗(锂)探测器测量及高纯锗探测器测量等多种方法技术。物探所研制了一个补充软件包(SPCSUP),实现了活化分析数据处理全过程计算机化。大多数元素测定结果的相对标准偏差小于15%,三个实验室均利用国际标准参考物质GXR1—6、AGV—1、SY2—3、SRM—1362a等,验证了分析方法的可靠性,大多数元素的活化分析结果与鉴定值吻合良好。
在GSD1—8的制备过程中,中子活化分析还承担了颗粒度影响、振动影响和均匀度检查的测定。
GSD1—8样品中子活化分析方法的研究,展示了中子活化分析在化探标样定值工作中的有效性及其对于地质样品分析的巨大潜力。同时由于有众多个国内有经验的实验室及数个国际实验室投入GSD1—8的定值分析,所采用的分析方法种类繁多,在这样广泛的比对工作中,我国活化分析水平受到了一次极好的检验。
一、方法原理
多种稳定同位素经中子照射后生成人工放射性同位素,测定其 γ射线的能量和强度可以对元素进行定性和定量分析。中子活化分析的基本公式如下[1]:
张玉君地质勘查新方法研究论文集
式中:S(t)—在时间t的放射性强度;
NA—阿弗加德罗常数,为×1023;
A—待测元素的克原子量;
P—样品重量;
W—待测元素的浓度;
m—被激活同位素的丰度;
样品中靶核数;
Φ—中子通量;
σ—靶核活化截面;
T—激活核素的半衰期;
t1—照射时间
称为饱和因子;
td—冷却时间;
E—探测系数。
式中W为待定值,其余各个参数或为已知或可测出,故原则上讲可利用上式进行绝对法中子活化分析;但实际上Φ、σ、E等参数测得准确值相当困难,故通常采用相对比较法,此时活化公式便简化为:
张玉君地质勘查新方法研究论文集
式中:S0(W)—待测核素特征γ射线能峰净峰面积的归一化值;
S0(C)—标准中同一核素的同一能峰净峰面积的归一化值;
W—样本中待测元素的含量;
C—标准中同一元素的含量。
二、分析技术
原子能所、高能所及物探所在进行GSD1—8的分析时所采用的方法技术基本相同,但具体在制样、照射、测量、照射前富集及数据处理等方面各有差异,简要列入表1:
1.制样及照射
长照是中子活化分析主要的方法,通常照射10~20h,样品用高纯铝箔包装,开包和首次测量一般在出堆三天以后,铝的活性已衰减,不会使操作者受到大剂量。而在短照时,由于目的在于测定短寿同位素,样品包装不宜用铝箔,而代之为电容纸或玻璃纸。超热中子照射时,样品用铝箔包好后,装入氮化硼制成的小筒内,它的壁厚为,硼对于热中子吸收截面很大,有些元素(如Ga、W、K等)对超热中子有共振吸收,故超热中子照射有利于这些元素的测定。照射在一个重水型反应堆和两个游泳池型反应堆上进行。物探所和原子能所利用该所的自动化快速“跑兔”系统进行了短照试验,高能物理所是在小堆上进行短照,然后快速运回实验室测量。
表1三个实验室的方法技术特点
三个实验室均采用相对比较法,为此需将标准与样品同时在一个照射筒中伴照。所采用的标准有单元素或人工合成多元素化学标准,也有数种国际标准参考物质(SRM)。化学标准用滤纸或塑料薄膜做衬垫;粉末标准参考物质与粉末样晶的照前制备采用相同的方法,都经过烘干再称样。
2.照射前富集
为了改善样品的代表性,压制干扰并提高对Au和REE的分析灵敏度,进行了金和REE的照射前富集试验。金的照射前富集取样10g,用30%浓度的王水溶矿,又经装有活性炭纸浆的布氏漏斗抽滤吸附,吸附有金的活性炭纸浆饼经炭化后,全都包入高纯铝箔做成的小袋待照。稀土元素的照前富集取样1g,经过氧化钠高温熔矿,又经草酸沉淀并灰化后,用盐酸热溶,经 PMBP苯萃取液振荡萃取。所得10~15ml稀土溶液保存在试管中。当进行稀土长照试验时,根据样品中稀土总量的高低取1~4ml稀土溶液,倒入瓷坩埚中,加入直径为10mm的滤纸片10层,水浴蒸干,将滤纸片用高纯铝箔包好待照。当进行稀土短照试验时,取5~6ml稀土溶液,用E105型强酸性均相阳离子交换薄膜提取48h,用电容纸包好备用。为了对稀土元素进行相对转移系数的计算,每一个经处理的样品均同时伴照其粉末样品,利用粉末样品显示准确的稀土分量如La、Sm、Ce、Eu、Yb等,与经前处理样品中这些元素的异常做比较,求出该样品的稀土平均转移系数,用它求出其他稀土元素的含量。
3.测量
三个实验室所用测量设备水平接近。物探所的测量系统为Jupiter系统,Ge(Li)探测器的探测效率为25%,其分辨率对60Co的峰FWHMFWHM为半峰值处的全峰宽为探测器的分辨率对57Co的122keVFWHM为155eV。原子能所的测量系统为SCORPIO—3000系统,Ge(Li)探测器的探测效率为30%,其分辨率对60Co的峰FWHM为。高能所的测量系统也为SCORPIO—3000系统,Ge(Li)探测器的探测效率为28%,其分辨率对60Co的峰FWHM为。
仪器中子活化分析的定性分析基本办法是“躲避”,充分使用时间和能量两个参数来达到同位素识别正确。不仅采用不同的照射时间,而且还采用不同的冷却时间,以突出不同半衰期的核素。多数元素的分析结果靠长照获得,长照出堆后测量3~4次,冷却时间分别取四天、两周、一个月及三个月。定性解释时尽量选用相互干扰较小的γ射线峰,以干扰最少的峰做为主峰,而辅之以一个或数个确认峰。在做定性解释时还需充分考虑各元素活化截面的大小及其在地样中的可能浓度。根据核参数[2-4]及地质的实际情况重新编辑了峰库和分析库。三个实验室所采用的主要测量参数列入表2中。
现代高分辨率探测器谱仪在结合使用时间参数的条件下,常常能正确地判断多核素。例如,110MAg的峰与76As的峰能量接近,但它们的半衰期相差悬殊,前者为253d,后者仅,在冷却足够时间后,110MAg的657keV峰可以不受76As的干扰,又例如182Ta的峰干扰46Sc的峰,而且它们的半衰期都很长,分别为115d和,故Sc的测定仅用峰。
利用高纯锗探测器可以更好地区分低能区γ峰。例如在测定Gd时,主峰为153Gd的峰,受182Ta的峰、153Sm的峰及75Se的峰的干扰,其中153Sm的半衰期仅为,冷却一定时间即可避开它对153Gd的干扰,75Se的半衰期为120d,故183Ta及75Se对153Gd的干扰不能利用时间参数避开;利用高纯锗探测器可以改善此问题,但当75Se含量可观时,应采用其他补充手段消除75Se对153Gd的干扰。例如:从75Se主峰与峰的比例计算应扣除的干扰值,或通过照射前富集将稀土元素加以浓缩再进行活化。
表2中子活化分析主要参数
续表
续表
地质样品种类繁多,基质复杂,各类样品对中子活化分析的适应性不同,所能分析出来的元素数量各不相同,这主要取决于有多少弱峰能被分辨出来。物探所通过实验了解了相邻峰、康普顿边及康普顿连续线对弱峰分辨的影响。用137Cs获取一条统计性足够的谱线,设其峰为强峰,用offset将其位移,并按比例衰减,再与强峰合成,对比独立峰及合成谱的分析结果,弱峰峰位的变化如图1所示。实验结果表明:
(1)两峰相距1OkeV即5倍于FWHM时,弱峰衰至强峰幅度的,仍不受干扰。
(2)两峰相距5keV即倍于FWHM时,可分辨的最低弱峰幅度为强峰的1%,此时误差为12%。
(3)两峰相距2keV即一个FWHM时,可分辨的弱峰为强峰的1/20,误差为。
(4)两峰相距1keV即1/2FWHM时,无论两峰幅度比例如何均不可分辨,分析程序均认作为一个峰。
(5)当弱峰位于强峰的康普顿连续线上时,可分辨的最低弱峰为强峰的,误差为。
(6)当弱峰位于强峰的康普顿边时,可分辨的最低弱峰仅为强峰的,误差为。
图1强峰对弱峰干扰试验,弱峰峰位及峰强变化示意图
此实验表明地质样品经活化后常常存在的某些强放射性同位素如24Na、59Fe、40Sc等,它们的γ能谱峰及康普顿边都将影响低含量元素的分析灵敏度和精度。
仪器的死时间是造成分析误差的另一主要原因,无论SCORPIO—3000系统或是Jupiter系统均采用了死时间自动补偿;测量时予置活时间,实验证明死时间的补偿是按照下式进行的:
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式中:TR—实际测量时间;
TL—予置测量活时间;
D—死时间的百分值。
尽管采取了这样的死时间补偿,实验发现计数损失的补偿仍然是不足的,不仅如此,计数丢失的程度还与计数率本身的大小有关,计数率越弱丢失或欠补偿越严重。40K的1460keV峰是环境本底中一个稳定的峰,图2是在不同死时间条件下,予置测量活时间为500s时,该峰的净峰面积变化情况。
为了验证死时间的补偿对于不同强度的峰是不均等的,取60Co源和137Cs源,调整源距,使137Cs的661 kev峰、60Co的1332keV峰及40K的1460keV峰的净峰面积比例为500∶50∶1,死时间为,此时各峰包括40K在内较单独测量(源距不变)的计数损失都未超过5%。然后再调整源距,仍保持137Cs与60Co的比值为500∶50,但使死时间增至,此时三者的计数损失与单独测量相比较分别为、和。即峰强越小,欠补偿越严重。故为了保证弱峰的测量精度,控制源距,使最强的样品测量死时间也不超过10%。
图2环境本底中40K峰面积随死时间变化图
活化截面大含量又可观的元素中子活化分析的精确度是相当高的。但那些由于活化截面小或含量太低的元素分析精度则降低,从上述分析可知,弱峰测量的误差来源主要有4:
σ1—统计误差,假设在弱峰测量时为10%;
σ2—由于死时间欠补偿而带来的误差,设为5%;
σ3—由于强峰干扰引起的误差设为5%;
σ4—其他来源的误差,如称样、中子流梯度、测量几何条件变化等造成的误差,也设为5%。
那么总体测量误差σ就以下式表达:
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将σ1、σ2、σ3、σ4之值代入,
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这一估算和实际情况是一致的,对于弱峰的分析精度通常在15%以内。
4.数据处理
SCORPIO-3000系统的谱分析程序为SCORPIO/SPECTRAN,Jupiter系统的谱分程序为SPECT-RAN-F,其原理相同,所给出的分析结果为每一样品各同位素的活性比度,即单位样品量(体积或重量)中的活性:
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式中:
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λ—为衰变常数,λ=log(2)/T;
Tc—是实际测量时间,而不是活时间;
C—是对半衰期甚短的同位素在测量过程中衰变明显时,所做的校正;
A—峰面积;
td—冷却时间;
T—同位素半衰期;
t1—活获取时间;
ω—伽玛射线的产额;
V—样品量;
ε—探测效率。
同一台仪器的探测效率ε对于给定同位素的给定峰是个常数,对于比较法活化分析来说,由于总是用标准和样品的同一能峰进行比较的,故ε值没有实际意义。但是程序执行中又需要这个参数,故而采取了虚拟刻度的办法,对不同能量的效率值均打入1,从而简化了效率刻度的过程。
为了计算出元素含量尚需进行一系列繁杂而易出错误的数据整理工作,而且地质样品常常成批并重复若干次活化。为了减少错误、简化数据整理工作,物探所在基本掌握SPECTRAN-F的基础上,研制了一个补充软件包SPCSUP(SPECTRAN-F SUPPLEMENTAL SOFTWARE PACKAGE),实现了数据处理全过程的计算机化。
SPCSUP由10个程序功能块组成:
* ACFL:计算活化强度,用以选择最佳照射和测量时间、制定人工标准的元素配方、估算测量或开包时的安全度。
* TRFL:简化了传谱操作,把键盘问答减至4个。
* CUFL:进行计算程序块的调用及组合,予置初始参数,提供计算所需文件。
* STEDIT:编制标准库文件。
* BMFL:计算含量工作曲线,当有值标准数≥3时,用最小二乘法,当有值标准数≤2时用斜率或斜率平均法。
一元线性回归方程的一般形式为:
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根据三个以上有值标准的含量和放射性比度可以求得回归直线的斜率M和截距B。计算时增加W0=0,I0=0一组数。
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*LTFL:将比度列表,并可计算元素转移系数。列表文件把1—12条谱线的定量分析结果汇总成一个仅占5块空间的文件,而12条谱线所占的空间至少为35块×12=420块。
* CNFL:含量计算,可一次将1—12个样品的全部元素含量都计算出来。在BMFL及CNFL中均设计了自动扣除铀裂变影响。
* AVFL:计算数次测量或数次照射结果为平均值及标准差S。
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* FRFL:总报告列表。
* LIRP:对每个元素的多次照射分析值进行检查,排队并剔除坏值,打出最终报告单。异常值的舍弃依据狄克松检验准则,这些准则也编入了程序。
以上各功能程序块之间的相互关系及与谱分析软件SPECTRAN-F的逻辑关系表示予图3中。
图3中子活化分析软件包框图
SPCSUP补充软件包设计的主要特点是:①采用虚拟效率刻度;②利用SPCLST实现定量分析结果的调用;③标准资料编辑成可调用文件;④中间结果均以文件形式保存;⑤利用BATCH进行文件动态组合;⑥通过BATCH调用EDIT,实现程度入口;⑦利用计算操作软件设计技巧,简化功能块的调用,优化人机关系。
此软件包的使用效果明显,与半手工计算相比,数据处理速度提高十倍以上,特别是避免了手工计算的过失误差,资料便于查阅,结果便于保存和复制。
三、结果和讨论
作为我国全国区域化探扫面样品分析一级监控用的首批水系沉积物标准参考样GSD1—8系列,历经3年研制,于1983年7月通过了部级鉴定,对54个元素提出了推荐值或参考值(本文简称为定值)[6],全国有41个实验室的上千名分析工作者为此工作做出了贡献,共对68个元素和成分完成了50,000多个测定。加拿大地质调查所和法国地质与矿产研究所也提供了分析数据。投入的分析手段多达26种11类,各类方法的工作量列入表3。
表3各类方法工作量比较
三个中子活化实验室提交了36个元素的分析结果,见表4。从表3可知,中子活化连同质谱所提交的原始数据占总数据量的7%,尽管它在11类方法中列为第7位,但中子活化分析所提交的元素数量(36)却占68个元素总数的53%。36个元素中有31个(Ag、As、Ba、Ce、Co、Cr、Cs、Dy、Eu、Fe、Gd、Hf、K、La、Lu、Mn、Na、Nd、Rb、Sb、Sc、Sm、Sr、Ta、Tb、Th、Tm、U、W、Yb、Zn)均有两个或三个活化实验室的数据。其他5个元素只有一个活化实验室做了分析:物探所通过照射富集测定了Au和Ho,原子能所用超热中子(包氮化硼)照射测定了Ga,高能所在游泳池型反应堆上测定了Br和Ni。
36个元素中Au和Br在1983年召开的鉴定会上尚未给出定值,原子能所用超热中子测定Ga, 8个样品全部偏低,偏出参与定值计算的原始数据集。其余参与定值计算的33个元素的中子活化数据准确性均较好,多数位于原始数据集的中部。这33个元素占已定值元素总数54的61%。可见在各类方法中,就纳入定值计算的元素数量而论,中子活化占有明显的优势。特别是中子活化所分析元素中的As、Ce、Cs、Dy、Eu、Gd、Hf、Ho、La、Lu、Nd、Rb、Sc、Sm、Ta、Tb、Tm、U、Yb等元素,其他方法分析困难较大,中子活化就更为重要。无论就数量或质量而论,三个中子活化实验室对GSD1—8系列的定值分析水平,均可与国外同类工作相比拟(加拿大的SY2—3测定了33个元素,日本的JB—1、JG—1测定了28个元素,美国的GXR系列测定了35个元素)。而且中子活化工作在粒级及均匀度检查中也起了很好的作用。
(1)中子活化分析结果精密度和准确度均良好。以物探所提交的33个元素活化分析结果为例,其精密度表现为:多次(10~20)测定有28个元素的相对标准偏差小于15%;准确度表现为:全部活化结果的与定值的偏离在±20%范围内;如果只取Ge(Li)结果,舍去HPGe结果及照射前富集分析结果,则211个可对比数据中,有154个偏离定值不超过±10%,占211个总数的73%;有183个偏离定值不超过±20%,占。两者差别的原因之一是REE前富集时重稀土较轻稀土提取率偏低。图4即为物探所Ge(Li)探测器211个数据与定值相比较,将相对偏离做频率统计的结果,此图可以直观地展示中子活化分析的准确度。
图4物探所锗(锂)分析结果与定值相对偏离频率统计
(2)三个中子活化实验室所提交的分析结果,总体上看是很一致的,但仔细对比每一个元素,就会发现各实验室对部分元素存在一定系统偏离的趋势。如对Yb的测定,高能所系统偏低10%~19%,物探所则系统偏高7%~20%,对其原因,只有经过仔细的实验研究,方可进一步做出确切的评价,但就目前所采用的设备条件和测量技术而论,可以较有把握地认为活化分析所采用的标准是影响准确性的关键因素。
(3)Sb的全部活化数据均较定值偏高,且三个活化实验室彼此接近。活化分析以测定124Sb的1690keV峰为主,此能峰无干扰,物探所还测定了122Sb的564keV峰,其结果也一致。美国地质调查所1984年5月也用中子活化法测定了GSD1—8,Sb的分析结果相应为、、、、、、,也是系统地偏高,落在我国三个实验室之间。可初步认为中子活化的Sb结果是准确的。
(4)表4中同时还列出了物探所用HPGe探测器测定Ce、Gd、Hf、Ho、Lu、Nd、Sm、Ta、Tm、W、Yb等11个元素的结果,这个探头有助于充分利用低能区的能峰,其中Ho仅有 HPGe探测器的结果,其余10个元素与Ge(Li)结果的一致性较好。
(5)照射前富集中子活化分析能降低检出限、提高抗干扰能力并改善样品代表性,如Au经照射前富集将检出限从10-8降低到10-11。此外REE照射前富集还测出了仪器中子活化分析未测出的Ho。
(6)以GSD—1、2、6为例,用三个中子活化实验室的平均结果(表5)所做稀土模式图(图5)曲线光滑,说明中子活化对REE分析的可靠性。GSD—2的稀土模式曲线有三个明显的特点:高稀土含量,Eu严重亏损,重稀土偏高;这符合该样采样地区属年轻花岗岩发育地区的解释。进一步证实了中子活化分析对于地质理论研究中的稀土分量分析是个有利的手段。
表5稀土元素含量平均值及模式曲线值
图5GSD—1、2、6稀土模式图
(7)均匀性是标准样必须具备的条件。中子活化完成了GSD—2的均匀性检验,表6列出了部分均匀性检验结果。
表6GSD-2中子活化分析均匀度检验部分结果
表6表明,实测值和值均小于其临界值。这说明在显著度为5%时,总变差和分析变差,及代表总体的A组平均值和代表子样的B组平均值之间没有统计学上的明显差别。虽然中子活化分析的取样量仅为数十毫克,但仍未发现显著的取样变差。进一步证明了样品的均匀度是好的。
表7用中子活化分析不同性质元素在GSD—2不同粒级中的变化
图6JUPITER多道能谱仪系统
(8)中子活化测定了GSD—2不同粒级中的元素含量变化,表7列出了Hf、Ta、Ce、Rb、Cs、Co、Zn、Fe等8个元素在GSD—2样品的不同粒级中的分布。此表说明:Rb、Cs、Co、Zn、Fe等元素为主要赋存于易破碎和易风化的矿物及造岩矿物中的元素[5],在细粒级中富集,且在粗粒级中的变化也较平稳,可以判断这些元素在样品中的均匀性较好。Hf、Ta、Ce(代表稀土)等为主要赋存于稳定耐磨的副矿物或微量矿物如锆英石、独居石中的元素,则富集在较粗的粒级中,故这类元素的取样误差是不能忽视的。
中子活化还分析了模拟运输振动对样品均匀度影响的实验样品,表8列出了这一结果。总体来看并未发现经汽车运输后样品的均匀度明显变坏的情况。
表8GSD—2中子活化分析检查振动对均匀度影响的实验结果
致谢本文所用稀土元素富集方法是由山西省地矿局虞承伟同志制定的。高能所张元吉同志、物探所赵美卓和史鉴文同志均参加了分析工作。在此一并致谢。
参考文献
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THE TECHNIQUES OF REACTOR NEUTRON ACTIVATION ANALYSIS FOR
CHINESE GEOCHEMICAL REFERENCE SAMPLES GSD1—8
Zhang Yu jun Li Xing bin Song Lin shan
(Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Ministryof Geology and Mineral Resources of China)
Yuan Ling Chen Bao guan
(Institute of Atomic Energy,Academia Sinica)
Chen Bing ru Wang Yu qi Sun Jin xin
(Institute of High Energy Physics,Academia Sinica)
Abstract Neutron activation analysis has been used to determine the concentrations of 36 elements in geochemical reference samples issued by the Ministry of Geology and Mineral Resources of main variants of the technique, namely, instrumental, epithermal, and preirradiation separation neutron activa-tion analyses(INAA, ENAA and PNAA)were employed in a systematic study of the samples GSD 1—8 by three long and short irradiations and both Ge(Li)and HPGe detectors were sup-plementary software package for data processing has been developed.
说明:表4省略,其内容请查“堆中子活化分析在首批GSD1-8化探标样研制中的重要作用”一文的表2。本文集编辑时,为了使此项工作有一个完整的历史记载,补充了图6(JUPITER多道能谱仪系统)。
原载《勘查地球物理勘查地球化学文集》,第4集。
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腾讯科学讯(悠悠/编译) 据美国连线杂志报道,钻石并不是世界上最坚硬的材料,目前,1月份出版的《自然》杂志撰文指出一种最新材料已超越了钻石的硬度。科学家最新人工合成纳米等级的立方氮化硼,其硬度已超越钻石,成为世界上最硬的物质来自燕山大学等多所高校科学家组建的一支研究小组指出,超硬材料立方氮化硼是将氮化硼微粒压缩成一种超坚硬物质形式。科学家测试结果显示,这种透明的材料甚至超越了钻石的硬度,其维氏硬度达到108 GPa,而合成钻石的维氏硬度为100 GPa,并且该材料是商用立方氮化硼硬度的两倍。这种材料的最大秘密在于纳米结构,田永君和其它研究人员开始使用类似洋葱结构的氮化硼微粒(像俄罗斯套娃玩偶结构)在1800摄氏度高温下压缩至15GPa,大约承受汽车轮胎压力值的68000倍,这种晶体材料将重组,形成纳米结构。在纳米晶体结构下,邻近的原子共享一个边界,这就像是一些公寓住宅。为了使这种材料变得更加坚硬,科学家降低了这些微粒的体积,从而使它变得更加坚硬,无法被刺穿。田永君解释称,这种纳米结构可以使物质变得更坚硬,难以被刺穿,对于氮化硼而言,维持特征强度的平均尺寸是4纳米,但相应的结果立方氮化硼在高温环境下非常稳定。未来这种超硬材料与当前商用较低硬度的立方氮化硼价格相当,或许未来可用于机械加工、碾磨、钻探、切削工具,以及用于制造科学仪器。
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呵呵 这个很简单啊 只要写1500字就好了啊 “这个CVD金刚石涂层刀具的热力研究”你去网上查下他的用处 怎么做出来的。。。然后在说明哪里哪里设计的好 哪里哪里设计的不好(说不好的时候一定要加个我认为) 再提出改进方案 这样就OK了啊 1500个字一定超的了呵呵~~ 还有就是你在网络上“借鉴”网络资源时要小心哦 国家规定两篇论文里面有连续500个字不变动(不包括标点符号)的话 你的论文就当抄袭的。。呵呵不过一般学校也不会怎么在意你的论文的。。楼主如果是转科毕业 只要你填好了就业协议书 就基本能过了 不需要太担心的 。。。。毕业论文可以赶时间赶出来的 一先开始是这样的 你不会人家也都不会的啊 学校一定会给你某个时间段。。和同学。指导老师一起把这项艰巨的任务完成的 呵呵 (本文纯属笔录 绝无抄袭 谢谢) 不想从网上找来的资料来回答你的问题 我觉得楼主既然知道从百度上发布问题就应该知道从这里找到答案 而且学。。要学习方法
氮化硼(BN)晶体有多种相结构。
六方相氮化硼是通常存在的稳定性,是正八面体,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。
问题出在了N的电负性上,由於N的电负性非常大,所以电子基本上不会像石墨那样游离在层与层之间而是被N束缚著,所以无法导电。
六方氮化硼是原子化合物,普通的金属也是原子化合物,而硼是半导体元素,六方氮化硼为什么不导电,简单的说,没有多余的可以自由移动的电子,也没有可以容纳电子的空轨道。
氮化硼和石墨很相似,N和B同为sp2杂化形成平面的大π键,时N-B键键长缩短。但N的电负性远高于B,因此N对π电子的吸引力更强一些,π电子云向N收缩,不易沿π键转移。
晶型
六方型氮化硼(与石墨相像,又称石墨型氮化硼,白石墨)。相对密度。莫氏硬度约2。为白色粉末,在高压下大约3000℃熔融。具有良好的电绝缘性、导热性、抗腐蚀性和良好的润滑性。化学稳定性较好,常温下不与水、酸、碱反应。
与水共煮缓慢水解生成硼酸和氨。与热浓或熔融碱以及热的氯气发生反应。可耐2000℃高温。具有很强的吸电子能力。可用硼砂和氯化铵在氨气流中加热制得。
据外媒报道, 六方氮化硼(h-BN)是2D材料中的“铁人”,它非常抗裂,以至于可以违背一个世纪以来工程师们仍用其来测量韧性的理论描述。 “我们在这种材料中观察到的东西是了不起的,”来自莱斯大学、这项研究的论文通讯作者Jun Lou指出,“没有人会想到在2D材料中会出现这种情况。这就是为什么它如此令人兴奋。”
Lou通过比较h-BN及其表亲石墨烯的断裂韧性解释了这一发现的重要意义。石墨烯和h-BN在结构上几乎相同。在每一种结构中,原子排列在相互连接的六边形平面晶格中。在石墨烯中,所有的原子都是碳原子,而在h-BN中,每个六边形包含三个氮原子和三个硼原子。
石墨烯中的碳碳键是自然界中最强的,这应该能使石墨烯成为周围最坚硬的材料。但这里却存在一个陷阱。即使只有几个原子不正常,石墨烯的表现也会从非凡变成平庸。在现实世界中,没有一种材料是无缺陷的,Lou指出,这就是为什么断裂韧性--或抗裂缝增长--在工程中如此重要。
“我们在七年前测量了石墨烯的断裂韧性,它实际上并不是很抗断裂,”Lou说道,“如果晶格上有裂纹,一个小载荷就会破坏这种材料。”
总之石墨烯是非常脆的。英国工程师曾在1921年发表了一项开创性的断裂力学理论研究,其描述了脆性材料的失效。Griffith的工作描述了材料中裂纹的大小和使裂纹增长所需的力之间的关系。
Lou在2014年的研究表明,石墨烯的断裂韧性可以用Griffith的时间检验标准来解释。考虑到氢氮化硼的结构跟石墨烯相似,人们预计它也会很脆。
然而事实并非如此。六方氮化硼的抗断裂性能约是石墨烯的10倍,由于这种材料在断裂测试中的表现是如此得出人意料,以至于无法用Griffith公式来描述。
“让这项工作如此激动人心的是,它揭示了一种被认为是完美脆性材料的内在增韧机制,”来自新加坡南洋理工大学、这项研究的论文合著者Huajian Gao表示,“显然,即使是Griffith也无法预见到两种具有相似原子结构的脆性材料的断裂行为会如此截然不同。”
Lou、Gao及他们的同事们追踪了各种不同的材料行为,结果发现,由于h-BN含有两种元素而非一种元素而出现了轻微的不对称现象。“硼和氮是不一样的,所以即使你有这个六边形,它也不完全像碳六边形,因为这种不对称的排列,”Lou说道。
另外他还指出,理论描述的细节是复杂的,但结果是h-BN的裂缝有分支和转弯的趋势。在石墨烯中,裂缝的尖端直接穿过材料。但h-BN的晶格不对称产生了一个可以形成分支的“分叉”。
“如果裂缝分叉了,那就意味着它正在转向。如果你有这种转向裂缝,它基本上需要消耗额外的能量来进一步驱动裂缝。因此,通过使裂纹更加难以扩展,材料有效地变韧了,”Lou说道。
Gao则指出:“固有的晶格不对称使h-BN具有一种永久性的倾向,即移动的裂缝会偏离其路径,就像一个滑雪者失去了保持平衡的姿势以直线前进的能力。”
由于其耐热性、化学稳定性和介电特性,六方氮化硼在2D电子和其他应用中已经成为了一种极其重要的材料,这使得它既可以作为支撑基础又可以作为电子元件之间的绝缘层。Lou指出,h-BN惊人的韧性也使其成为2D材料制成的柔性电子产品的抗撕裂性能的理想选择,这种材料往往非常脆。
“基于2D的电子产品的利基领域是柔性设备,”Lou说道。他表示,除了像电子纺织品这样的应用外,2D电子设备也足够薄,这样可以用于更奇特的应用如电子纹身和可以直接连接到大脑的植入物。
“对于这种类型的配置,你需要确保材料本身在弯曲时具有机械上的坚固性,”Lou指出,“h-BN的抗断裂性能对2D电子领域来说是个好消息,因为它可以使用这种材料作为一种非常有效的保护层。”
Gao则称这些发现也可能为通过工程结构不对称制造坚韧的机械超材料指明了一条新途径。
“在极端载荷下,断裂可能是不可避免的,但它的灾难性影响可以通过结构设计减轻,”Lou说道。
20世纪十大环境公害
保护环境随手可做的100件小事 1 使用布袋 我们去商店或农贸市场购物,几乎每样物品都会随赠一个塑料袋, 回到家后,这些塑料袋往往立即被扔进垃圾箱。作为垃圾,塑料袋离开了 我们的家,但是它们并没有在这个世界上消失。在我国的大部分地区,都 是随处可见塑料袋,遇到刮凤的天 气,它们就会在空中飞舞,降落在树 枝上、河流中,影响卫生和市容。塑 料袋增加了垃圾的数量,占用耕地, 污染土壤和地下水。更为严重的是塑 料在自然界中上百年不能降解,若进 行焚烧,又会产生有毒气体。仅图一 时方便,却把垃圾遗弃给子孙后代。 这样做合适吗?以北京为例,若人均 每天消费一个塑料袋(约克重),每 天就要扔掉4吨塑料袋,仅原料就价 值4万元。小小塑料袋的害处真够大。 我们从前也是用可以重复使用的菜篮 子和布袋子购物买菜的,普遍使用塑 料袋只是近几年的事。我们应该恢复 既往的优良传统。德国年轻人正以挎 布袋购物为荣,让我们也来追随这种 “绿色时尚”吧。 2 尽量乘坐公共汽车 美国洛杉矶的居民,在1943年发现空气中有一种微白的薄雾,有时 带有黄褐色,刺激人眼疼痛和流泪,这种薄雾日趋严重,但直到10年后才 找到真正的祸首——汽车。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟 雾事件,前者有4000多人因五官中毒、呼吸衰竭而死,后者使全市3/4 的人患病。汽车排放的废气,在每年5-10月份的强烈阳光作用下,形成 光化学烟雾,引起眼病、喉头炎和头疼,还降低了大气能见度,使车祸和 飞机坠毁事件增加。如今,汽车废气的治理已取得相当的成功,但数量的 急剧增长,使汽车仍是城市大气污染的主要来源。据报道,近年国内某些 大城市也出现过光化学烟雾污染。不仅如此,制造汽车的过程中也要消耗 自然资源,也要排放污染物,汽车还产生噪声等危害。而且日益增加的汽 车给城市交通造成重大压力,造成交通拥堵。这些都严重地困扰着我们的 生活,而解决的办法之一就是少乘小汽车,提倡乘坐公共汽车。 3 不要过分追求穿着的时尚 4 不进入自然保护核心区 5 倡步行,骑单车 6 不使用非降解塑料餐盒 7 不燃放烟花爆竹 8 双面使用纸张 9 节约粮食 10 拒绝使用一次性用品 11 消费肉类要适度 12 随手关闭水龙头 13 一水多用 14 尽量购买本地产品 15 随手关灯,节约用电 16 拒绝过分包装 17 使用节约型水具 18 拒绝使用珍贵木材制品 19 拒绝使用一次性筷子 2O 尽量利用太阳能 21 尽量使用可再生物品 22 使用节能型灯具 23 简化房屋装修 24 修旧利废 25 不随意取土 26 多用肥皂,少用洗涤剂 27 不乱占耕地 28 不焚烧秸杆 29 不干扰野生动物的自由生活 3O 不恫吓、投喂公共饲养区的动物 31 不吃田鸡,保蛙护农 32 提倡观鸟,反对关鸟 33 不捡拾野禽蛋 34 拒食野生动物 35 少使用发胶 36 减卡救树 37 不穿野兽毛皮制作的服装 38 不在江河湖泊钓鱼 39 少用罐装食品、饮品 4O 不用圣诞树 41 不在野外烧荒 42 不购买野生动物制品 43 不乱扔烟头 44 不乱采摘、食用野菜 45 认识国家重点保护动植物 46 不鼓励制作、购买动植物标本 47 不把野生动物当宠物饲养 48 观察身边的小动物、鸟类并为之提供方便的生存条件 49 不参与残害动物的活动 50 不鼓励买动物放生 51 不围观街头耍猴者 52 动物有难时热心救一把,动物自由时切莫帮倒忙 53 不虐待动物 54 见到诱捕动物的索套、夹子、笼网果断拆除 55 在室内、院内养花种草 56 在房前屋后栽树 57 节省纸张,回收废纸 58 垃圾分类回收 59 旧物捐给贫困者 60 回收废电池 61 回收废金属 62 回收废塑料 63 回收废玻璃 64 尽量避免产生有毒垃圾 65 使用无氟冰箱 66 少用纸尿布 67 少用农药 68 少用化肥,尽量使用农家肥 69 少用室内杀虫剂 70 不滥烧可能产生有毒气体的物品 71 自己不吸烟,奉劝别人少吸烟 72 少吃口香糖 73 不追求计算机的快速更新换代 74 集约使用物品 75 优先购买绿色产品 76 私车定时查尾气 77 使用无铅汽油 78 不向江河湖海倾倒垃圾 79 选用大瓶、大袋装食品 80 了解家乡水体分布和污染状况 81 支持环保募捐 82 反对奢侈,简朴生活 83 支持有环保倾向的股票 84 组织义务劳动,清理街道、海滩 85 避免旅游污染 86 参与环保宣传 87 做环保志愿者 88 认识草原危机 89 认识荒漠化 90 认识、保护森林 91 认识、保护海洋 92 爱护古树名木 93 保护文物古迹 94 及时举报破坏环境和生态的行为 95 关注新闻媒体有关环保的报道 96 控制人口,规劝超生者 97 利用每一个绿色纪念日宣传环境意识 98 阅读和传阅环保书籍、报刊 99 了解绿色食品的标志和含义 100 认识环保标志 检举 回答人的补充 2009-11-14 21:56 环境保护论文 大家的生活都是离不开生活的,你我的生活都与环境有着息息相关的,谁都离不开谁的。 我校地处工业比较发达的东北塘镇农坝村,这里是镇里的工业园区。前几年,工厂像雨后春笋在农坝村安营扎寨,铸件厂、橡塑厂、印染厂等好多企业虽然是本村的一些老牌企业,也是村里的骨干企业,起步早,根底深,但都是污染比较严重的企业,是废气、废水、废物等污染源的诞生地。在这里,以前我们常常可以看到一些工厂上空,出现一条条“黄龙”,据同学们后来查资料了解到这些“黄龙”里可能隐藏着剧毒的红棕色气体——二氧化氮。它的毒性约为众所周知的一氧化硫毒性的10倍。它能吸收空气中的水分生成硝酸酸雾,刺激人的呼吸器官,轻则引起慢性气管炎,重则经过一系列的光化学反应,是产生癌症的发病因素。因此,人们称它为“污染大气的毒龙”。在农坝村的北面,是一条横贯东西的锡北运河,自从沿河造起了印染厂后,河水就一直没清澈过,河里的水经常脏得不能洗东西,也养不了鱼虾河蚌,老百姓为此没少埋怨过。 为了教育和帮助青少年学生充分认识当前人类所处的环境,从小养成保护环境,美化环境的意识。我校近几年不仅加强了对学生这方面的宣传教育,还多次邀请校外辅导员来校宣讲,举办环保知识图片展,开展大中队主题活动,带领学生走出校门,到社会上走访群众,实地调查和考察等活动,使更多的学生亲眼目睹了我村的环境变化和整治状况。同学们也为此写出了多篇调查小报告、小论文,建议书,印发给家长和群众。表明了当今小学生对本地环保工作的关心和保护自身身心健康的强烈愿望。 很多来我校就读的学生,主要是一些来自我国边缘山区的孩子,不仅通过上网了解,还在平时生活中切身感受到了无锡这个改革开放城市的现代发展气息,体验到了在经济发展的背后,人类居住环境被污染后所带来的事故隐患和后遗症。我校的一些外来学生以前因长期居住在西北、西南农村,有的来自偏远山区,那里虽然经济条件落后,但周围自然生态环境良好,空气清新,水质纯净,所以一到我们号称“鱼米之乡”的江南,似乎不敢相信自己心目中的江南,除了人多车多钱多,就是工厂、高楼多,由于遍地都是工厂,各地都有“三废”的存在,有一阵子,市场上很难买到没有被污染过的大米、蔬菜水果,甚至连有的水产品也因水质关系,沾染了异味。就拿我村来说,当初大片大片绿油油的田野再也见不到了,水稻田面积从原来的一千多亩缩减到如今的二、三百亩。走在村道上,眼前见到的除了厂房还是厂房。就连我们的校园也已被周围的工厂几乎包围了起来,学生视野被阻不说,还要常年受噪音、废气的侵袭,人人苦不堪言。有的小学生也会说:“如果靠这样占用农田造厂,污染环境来发展经济,那我们宁愿贫穷一些”。多么诚挚的感言啊!不知我们的一些企业领导听了有何感想?确实,这种状况不光是我们这里有,恐怕其它地方都有,是我国目前普遍的社会现实问题,当前已到了非化大力气整治的时候。 可喜的是近年来农坝村村领导也已经注意到了这个问题,并且开展了一系列的环境整治工作。在组织学生到村委和工厂调查走访的过程中,同学们了解到:村里每年都要召开有关环保的座谈会,听取汇报,研究部署整治工作。还经常组织相关负责同志到工厂、家庭了解情况,听取意见。现在村里不仅给多家企业签订了环境整治协议书,还和村里的几十家商店、摊贩签定了清洁卫生责任书。一方面减少了大气污染和污水的排放量,另一方面促使部分企业、店铺化本钱投资改造原有的旧设备,尽力降低污染源的毒性,将“三废”排放降到最低程度。村里还高度重视了本村公共环境设施建设,先后投资数百万元,率先实现了家家通自来水,喝上清洁的太湖水;户户通有线电视和电话,方便老百姓了解新闻动态,及时反映问题。今年,又将条条道路浇上了柏油或水泥,两旁还安装了路灯,使得原本既窄又脏的村道变得既宽敞又整洁。现在村里有农贸市场、老年活动室、多家中型超市,人们出门购物娱乐既方便,又快速。难怪第一次来到这里的外乡人,将它误认为是市镇呢。村领导还根据群众意见,在各自然村统一建起了数十只大花坛,里面种植了月季、海棠、紫荆、杜鹃、樱花、香樟、广玉兰等花木,一年四季,各个村落,鲜花不断,香味扑鼻,仿佛置身于公园一样。村里还每年出资对几条主干河道进行淤泥清理,使河道常年保持水流畅通,水质干净。村里还对家庭生活垃圾和生活污水排放作了统一规划,在全村布置投放了数百只垃圾箱和塑料粪桶进行集中处理。在村委门口,我们可醒目看到一排用不锈钢建的宣传橱窗,里面不仅经常张贴环保知识资料和图片,还定期公布各单位、各村民小组对于环境整治所做的一些工作和取得的成果。通过一系列的工作,现在农坝村的自然和人文环境有了很大改观,老百姓对自己所居住环境的满意度也越来越高。 作为在农坝村工作多年的一份子,而且是肩负培养下一代重任的小学教育工作者。我经历了农坝村这十多年来的变化发展,感慨万分。我想:一个国家,一个地区,既要发展经济,又要保护环境。对一些主管领导来说,是不是太为难了?但通过农坝村近年来的发展变化,我从内心明白了:任何地方、任何时候,人类不能以牺牲自然环境为代价来发展经济,否则是以小失大,必将受到自然界的惩罚而自食其果。综观历史上全球发生的多次特大灾难事故,那些热衷于靠毁田毁林来开发景观,靠以污染环境为代价来发展经济的“能人”,还不应该清醒吗?其实许多有识之士早在多年前就坦言:从眼前看,重视环境保护,可能会影响当地财政收入等经济指标,但这是暂时的。从长远看,治理污染、保护生态,实现经济社会的可持续发展,最终可以增加财政收入,使群众增收。实现环境治理和经济发展的“双赢”,途径就是加大结构调整力度,用高新技术改造和提升传统产业。联想到近几年中,我国各地因破坏生态环境而造成的自然灾难和人身伤亡事故,难道这不是血的教训吗?听说前阶段,国家有关部门已采取相关政策关闭小煤矿、停止小炼焦,健全和发展国有煤矿,扶持开发大机焦,这是煤炭和焦化产业的升级换代,不仅扩大了生产规模,增加了国家和地方税收,还减少了环境污染,可谓一箭双雕,地方和财政皆大欢喜。由此,我们的某些企业不值得借鉴吗? 现在的孩子虽然对环保的意识还比较朦胧,对周围一些涉及环保不力而引发的事故,也可能熟视无睹或者漠不关心,但并不能说明环保与孩子们无关。相反。我们的孩子是环境污染的最大受害者,青少年是祖国的未来,民族的希望。保护下一代的身心健康,要从我们每个人身上做起。保护环境,清洁空气、水源,还大自然本来面目,这是所有孩子们的心愿,也是我们共同的心愿。童心是最宝贵的,童言是最真心的。我们不能让幼小的心灵因此蒙上阴影。从儿童身上,我们要看到环保工作的重要性和艰巨性,全民动员,人人出力。
毕业设计开题报告 题 目:论新型能源发展与环境保护关系分析 院 部:专 业: 汽车检测与维修 学 号: 学生姓名: 指导教师: 二O一O年 四 月 十二 日 一、题目:论新型能源发展与环境保护关系分析二、题目来源:网络参考三、题目类型:毕业设计四、[摘 要]:机动车业的发展和普及,为人们的生活带来许多方便。但是,随着机动车数量的不断增加,排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析,探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。将针对城市环境污染,新能源汽车,和新型能源汽车发展与环境保护关系展开讨论,提出相关新型能源汽车在环境保护方面的建议。 五、[关键词]:环境污染,汽车废气,新能源汽车六、阅读的主要参考资料:[1]康龙云.新能源汽车与电力电子技术. 北京:机械工业出版社 [2]边耀璋. 汽车新能源技术. 北京:人民交通出版社 [3]邵毅明. 压缩天然气汽车改装与维修. 北京:人民交通出版社 [4]蔡凤田. 汽车节能与环保实用技术. 北京:人民交通出版社 [5]崔胜民. 新能源汽车技术. 北京:北京大学出版社 [6]绍毅明. 汽车新能源与节能技术. 北京:人民交通出版社 [7]黄家诚. 汽车新能源技术. 北京:人民交通出版社 七、解决思路通过查找资料,最终实现理论与实际相结合,达到真正数据的准确,操作的可行。八、设计的主要阶段与进度安排年3月10日至3月15日:毕业论文选题目。年3月16日至2010年3月30日:阅读相关资料和网络上考察。年4月1日至4月10日:根据阅读和考察的资料开始撰写论文。年4月11日至4月12日:修改并装订论文。九、指导老师审阅意见 。。。。。。。。。。。。毕业论文任务书 汽检 专业 2007级1、毕业论文(设计)题目:论新型能源发展与环境保护关系分析 2、学生完成全部任务期限: 2010 年 04 月 12 日3、任务要求:(1)进程要求1提出选题的初步设想。2搜集、整理与毕业设计或论文有关的、充分的、准确的信息资料,扩充查阅范围。3分析、筛选已有的信息资料,提出研究设想与计划。4向指导教师提出开题报告(见附页)。5 构思论文框架,编写论文提纲,撰写论文初稿。6 提请指导老师审阅,并根据老师的指导意见做进一步修订,装订成册。(2)成果要求1 毕业设计应提交设计图纸和相应的说明书。图纸须规范、完整、清晰、正确,格式符合国家标准的要求;说明书须规范、详实,应包括:任务书、开题报告、正文(摘要、正文内容,结语,参考文献)、附录等。书写认真、清楚,字数不少于8000字。主要包括:前言、摘要、正文内容2 毕业论文应包括:任务书、开题报告、正文(前言、摘要、关键词,正文内容、结语、参考文献)、附录等;书写认真、清楚,字数以15000字左右为宜。4、实验(调研)部分内容要求:(1)实验内容与论文题目一致,数据真实。(2)调研内容详实,调研结论应具备普遍性。5、文献查阅及翻译要求:(1)参考文献应与论文内容相一致。(2)参考文献不少于8篇。(3)参考文献的格式参考抚顺职业技术学院毕业论文格式要求。(4)翻译文献应与原文内容一致。6、发出日期: 2009年 2月 27日 指 导 教 师: (签名)学 生: (签名) 论新型能源发展与环境保护关系分析 毕业院校: 系 别:机电系专 业:汽车检测与维修指导老师: 姓 名: 学 号: [摘 要]:机动车业的发展和普及,为人们的生活带来许多方便。但是,随着机动车数量的不断增加,排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析,探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。将针对城市环境污染,新能源汽车,和新型能源汽车发展与环境保护关系展开讨论,提出相关新型能源汽车在环境保护方面的建议。 [关键词]:环境污染,汽车废气,新能源汽车 目 录前 言----------------------------------------------------------11.汽车不断增加造成城市空气污染------------------------------22.机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理一氧化碳(CO)- 氮氧化物(NOx)---------------------------------------------- 碳氢化合物 铅----------------------------------------------------------33.汽车污染对人体健康的危害-----------------------------------34.新型能源汽车种类与原理醇类燃料汽车醚类燃料汽车气动汽车以植物油为燃料的汽车太阳能汽车纯电动汽车池汽车混合动力汽车------------------------------------------------65.中国的能源生产能力有多少,能源制品到底有多少------------76.中国石油紧缺到什么程度,解决石油问题的出路何在---------87.能源节约的作用到底有多大------------------------------98.中国重视新型能源清洁汽车的研制------------------------99.中国新能源产业前景乐观------------------------------------10 10.新型能源轿车环保技术大盘点------------------------------10 混合动力车双燃料车氢燃料电池车----------------------------------------------1011.新能源汽车目前发展现状------------------------------1012.新能源汽车离百姓多远--------------------------------11 总结------------------------------------------------------------12 参考文献--------------------------------------------------------13 前 言从1885年世界上第一辆内燃机汽车诞生以来,石油燃料汽车推动了人类一百多年来的汽车文明,为社会的进步作出了巨大贡献,这些都是客观存在的事实,不容否定。但汽车也与世间其他任何事物一样,具有两面性,这就是在为人类带来巨大利益的同时,也产生了不可忽视的负面影响。汽车污染主要是指汽车尾气的污染,其次是噪声污染一、汽车尾气 中国预防医学科学院最近对汽车尾气作了详尽分析,发现汽车尾气含有上千种化学物质,但主要成分是: 一氧化碳 它是燃油不充分燃烧的产物。汽车对环境的污染不可小视。 发展新型能源汽车保护环境的问题已迫在眉睫。1.汽车不断增加造成城市空气污染经过20年的改革开放,中国私人汽车数量迅速增加,汽车开始进入普通人的家庭生活。2001年后加入世界贸易组织(WTO),中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%,到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量,中国的汽车市场将会进一步繁荣。从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车,而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中,汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%,而一氧化碳则占到了85%。因此,中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。我国现在的能源结构以煤炭为主,近年来煤炭消费量已占能源消费总量的75%以上。由于煤炭消费量的80%是原煤直接燃烧,由此造成的环境污染问题,已经影响到了国民经济的可持续发展。改善以燃煤为主的能源消费结构,是我国发展经济和保护环境的迫切要求。但是,中国以煤为主的能源消费结构是由能源资源条件决定的。在中国的能源资源中,煤炭占绝对的优势。若以常规能源资源总量为100,那么煤炭资源量在85以上,水能占12,石油和天然气仅占2-3。长期以来我国形成的能源生产格局就是以煤炭为主,未来煤炭工业仍将在整个能源过程中发挥不可替代的作用。为了完成《“十一五”计划和2010年远景目标纲要》提出的“改善能源生产和消费结构”的任务,我们应当着重在煤炭生产、加工和利用上作文章,其重点是提高原煤的入洗比例,减少原煤直接燃烧的数量,增加煤炭用于发电、制气等二次能源生产的数量,加快洁净煤技术的研究和应用。其核心是通过结构优化,提高能源利用的经济效益,最大限度地减轻环境污染,使经济与环境保持协调的可持续发展。2.机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理一氧化碳(CO)CO是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体,对空气的相对密度为0.9670,它的溶解度很小。吸入过量的CO会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。长期吸入CO对城市居民身体健康是一个潜在威胁。其生成主要受混合气浓度的影响,在局部缺氧或低温条件下,燃烧中的碳不能完全氧化生成C02,而CO作为中间产物生成。 氮氧化物(NOx) NOx是在内燃机汽缸内大部分气体中生成的,NOx的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。氮氧化合物进人肺泡后,能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生剧烈的刺激作用,增加肺毛细管的通透性,最后造成肺气肿。 碳氢化合物 碳氢化合物尽管在汽车尾气中含量不多,但其构成成分中含有一种已被世界公认的强致癌物质。 铅 汽车主要靠燃烧汽油(柴油)行驶.而汽油是一种易燃易爆的液体,为了防止爆炸,人们往往在汽油里添加一种抗爆剂——四乙基铅。汽车尾气中的铅很容易通过血液长期蓄积于人的肝、肾、脾、肺和大脑中,进而产生慢性危害,尤其是铅,一旦进入人的大脑组织,便紧紧粘附在脑细胞的关键部位,从而导致人的智能发育障碍和血红素制造障碍等后果。 3汽车污染对人体健康的危害 汽车污染主要是指汽车尾气的污染,其次是噪声污染一、汽车尾气 中国预防医学科学院最近对汽车尾气作了详尽分析,发现汽车尾气含有上千种化学物质,但主要成分是: 一氧化碳 它是燃油不充分燃烧的产物。车速越慢,排放量越多,大城市中90%的一氧化碳来自汽车尾气。它与人体血红蛋白的结合能力是氧气的250倍;对人的呼吸和循环系统危害严重。氮氧化物 其中主要是在高温燃烧条件下生成的二氧化氮。它对人和植物都有很强的毒性,能引起呼吸道感染和哮喘,使肺功能下降。它还会与碳氢化合物一起生成光化学烟雾,损伤人的眼睛。柴油机车辆排放的氨氮化物远比汽油机车辆严重,废气中的颗粒物比汽油机车高2-40倍。 苯并а芘 目前已从汽车尾气中分离出300多种环芳烃化合物,其中苯并а芘是公认的强致癌物质,在交通繁忙路口及其附近,苯并а芘污染特别严重。 铅 长期吸入含铅空气,可以引起慢性铅中毒,症状有头痛、头昏、全身无力、失眠、记忆力减退等。此外,还有甲醛、二氧化硫等多种有毒物质。 二、噪声 汽车发动机产生的噪声会对人的听力、生理功能等造成不良影响,使人烦躁不安,长期生活在噪声污染严重的环境中会影响学习、工作和健康。4新型能源汽车种类与原理 醇类燃料汽车 醇类燃料汽车以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料,有良好的汽化性和可燃性,是燃油很好的等效替代品。甲醇在与汽油均匀搀混以实现长期稳定使用时必须选用相应的添加剂,以抑制其所表现的极性与活性。而乙醇的制取技术相对更成熟,其最新的技术可利用几乎所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物作为原料,使用较广泛。它可以与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动,既不需要改造发动机,又具有较高的热效率,能起到良好的节能、降污效果,使汽车尾气污染减少30%以上。当然这种掺和燃料如要获得与汽油或柴油相当的功率,则必须加大燃油喷射量,并相应改变发动机的压缩比和点火提前角。现在国际上用玉米、小麦、糖蜜作乙醇,再勾兑乙醇汽油的技术已经比较成熟。美国在20世纪70年代起用玉米造乙醇汽油,到2003年底已拥有230多万辆乙醇汽车。而巴西的汽车更是全部都用乙醇汽油作为清洁燃料。 醚类燃料汽车 醚类燃料汽车主要指的是二甲醚汽车(DMEV),使用二甲醚(DME)作为燃料。DME是一种无色无味的气体,具有优良的燃烧性能,动力性能好,稍加压即为液体,非常适合作为压燃式发动机的代用能源。同时,DMEV清洁、污染少,不会排放黑色气体污染环境,产生的NOX比柴油少20%,可达到美国加州的超低排放标准。日本NKK公司早已成功开发出用劣质煤生产二甲醚的设备,并且和住友金属工业公司于1998年完成了用二甲醚作为汽车燃料的试验。 气动汽车 气动汽车是以压缩空气、液态空气、液氮等为介质,通过吸热膨胀做功来供给驱动能量的汽车。它不发生燃烧或其他化学反应,排放的是无污染物辐射的空气或氮气,真正实现了零污染。目前开发比较成功的有压缩空气动力汽车(APV),能量来源于方便、清洁的高压空气,对发动机材料要求低,结构简单,研发周期短,社会基础设施建设费用也不高,设计和建造都比较容易。但缺点是能量密度和能量转换率还不够高,续驶里程仍然较短,其整车性能与传统汽车相差太远,只能在较小的范围内应用于特定场合。2000年MDI公司推出的APV质量仅700kg,速度达120km/h,一次充满压缩空气可行驶200km,充气费用仅为美元。 我自己写的,绝对原稿。。。。
自然界固氮N2 + O2 =放电= 2NO2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO工业生产--氨催化氧化制硝酸N2 + 3H2 =高温高压催化剂= 2NH34NH3 + 5O2 =催化剂加热= 4NO + 6H2O2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO用氮肥制硝酸,氮肥包括NH4Cl等铵态氮肥,KNO3等硝态氮肥,一般不会用它们制硝酸。理论上来说,氮气是和氧气、水反应生成硝酸的。首先,在放电条件下,氮气才可以和氧气化合生成一氧化氮:N2+O2=放电=2NO ①然后,一氧化氮与氧气迅速化合,生成二氧化氮:2NO+O2=2NO2 ②最后,二氧化氮与水反应生成硝酸:3NO2+H2O=2HNO3+NO ③说明一下,第②、③步反应如果在氧气充足的情况下可以这么反应:4NO+3O2+2H2O==4HNO3 假如说你要写一个大得化学方程式的话可以这么写2N2+5O2+2H2O=放电=4HNO3 (不过不建议这么总括)