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文关键词：金属基复合材料有效性能结构拓扑优化论文摘要：金属基复合材料综合了作为基体的金属结构材料和增强物两者的优点，具有高的强度性能和弹性模量、良好的疲劳性能等特点。由于制作工艺相对容易，和价格低廉，颗粒增强金属基复合材料体现出了广泛的商业价值，金属基复合材料首先在航天和航空上得到应用，随着其价格的不断降低，它们在汽车、电子、机械等工业部门的应用也越来越广。为此全球各大公司和研究机构对它的研究和应用开发正多层次大面积地展开。笔者阅读了大量相关文献，进而综述了近些年来国内外学者对金属基复合材料的研究，具有一定的现实意义。一、颗粒随机分布金属基复合材料有效性能研究九十年代中期Povirk, Gusev等人就研究证明了可以用一个有限体积的代表体元来代替整体复合材料，模拟其细观结构，从而建立复合材料的宏观性能同其组分材料性能及细观结构之间的定量关系。随着计算机技术的高速发展，数值分析方法在复合材料力学分析中成为不可缺少的工具，在做计算数值模拟时，建立合适的数学模型，是进行数值模拟计算复合材料等效性能的基础。基于有限元法的多尺度等效性能计算是目前一种行之有效的研究复合材料细观结构与宏观力学行为之间关系的重要方法。采用这种方法的前提是建立复合材料的有限元模型，包括随机颗粒分布区域的几何建模和网格剖分，然后才能进行多尺度计算。对于复合材料等效性能计算的数值方法，国内外已经发展了名目繁多的各种数值方法。一般来说，可以分为反分析法、直接分析法。其中反分析法实质就是根据现场观测结果，来反演复合材料力学参数。反分析法主要依赖于材料程的实测位移、本构模型以及材料参数的假定。由于现场观测资料的获取受客观条件影响和对复合材料认识上的不足，往往造成模型和材料参数假定与实际差异很大，因而该方法在实际应用中遇到了一些困难。为此，人们试图选择另一种途径---直接分析法来预测复合材料的力学参数。由于离散元元方法没有很好解决对复合材料离散后的计算结果的误差，因此基于离散单元法计算宏观力学参数的研究较少目前主要是基于有限元法的数值分析法，其计算过程是首先建立颗粒材料的统计模型，然后模拟出不同尺度的复合材料"试件";这样得到的复合材料"试件"，可以视为由基体和增强颗粒两部分组成，其力学参数可以在实验室分别确定，然后应用有限元方法进行分析，进而得到颗粒统计力学参数即。这一方法计算结果的正确性取决于颗粒统计模型的正确性以及有限元算法的合理性，这一过程虽然有误差，但是误差不会比原位实测更大。该方法的不足之处在于为避免尺寸效应，模拟不同尺度"试件"时，增加了计算成木，并且当计算尺度增大时，"试件"内的颗粒数目明显增加，给有限元的剖分和计算带来了困难。还有学者基于有限元方法，基于等效观点，对颗粒增强复合材料的等效性能进行了研究，即根据一定的等效原则，宏观地考虑颗粒对材料力学特性的影响，将整个颗粒增强复合材料均匀化、连续化，然后用有限元计算得到等效力学特性.按等效方式来分，主要有材料参数等效法、能量等效法等，这些等效方法有其适用的一面，但仍有一定局限性，例如等效体的尺寸效应问题等.关于材料参数的均匀化理论.作为一种研究复合材料宏观性质的新方法，数学家们已进行了大量的研究，例如A.Bensousson,J.L.Lion、等针对小周期结构问题的渐进分析，给出了均匀化材料系数的概念；O.A.Oleinik等对具有小周期结构的均匀化理论和一阶渐进分析理论进行了深入研究；T.Hou和陈志明等在此基础上给出了一阶渐进展开有限元的理论估计；崔俊芝等针对小周期结构提出了双尺度祸合算法。针对具有对称性的基本胞体给出了高阶渐进展式和有限元估计，并把此方法运用到工程计算中，从而使的均匀化从理论分析进入了数值计算。阶段和实际应用阶段，使得微观构造十分复杂的非均质材料的宏观力学参数计算成为现实，并且给出了计算周期性编制复合材料的等效力学参数的双尺度方法。在进行等效计算时，首先需建立材料的单胞模型，如二维单胞模型、二维多颗粒单胞模型、三维单胞模型、三维多颗粒单胞模型及代表体单元模型。武汉理工大学的瞿鹏程教授等，根据扫描电镜试样截面细观图，建立了有限元模型，并且成功预测出了SiC颗粒增强Al基复合材料等效弹塑性力学性能特征曲线。Soppa根据体积含量10%Al2O3,增强6061Al基复合材料的实验细观图，构件有限元分析模型，观察残余热应力对PRMMCs变形和破坏的影响。Han等人采用三维多颗粒单胞模型研究PRMMCs的力学性能和裂纹的产生。二、复合材料微结构拓扑优化研究结构拓扑优化是结构形状优化的发展，是布局优化的一个方面。当形状优化逐渐成熟后，结构拓扑优化这一新的概念就开始发展，现在拓扑优化正成为国际结构优化领域一个最新的热点。以Roderick Lakes（1987，1993）提出的具有负泊松比系数的泡沫材料以及对通过不同组分材料的复合可以获得任何单相材料无法比拟的极端材料特性(如零膨胀系数、零剪切性能)新发现的阐述为标志，材料微结构的优化设计被纳入拓扑优化领域。特别是由Sigmund于九十年代中期提出来的，现在己经成为材料研究领域的前沿课题之一。而在2002年的第9届AIAA年会上Kalidindi等人提出了"微结构灵敏设计(MSD-Microstructure Sensitive Design)"概念，进一步完善与发展了微结构构型与组分优化设计的思想与体系。这些开创性的工作为复合材料与结构的拓扑优化设计奠定了坚实的基础，进一步促进了材料微结构的优化设计。复合材料的宏观性能可由微结构单胞使用均匀化技术得到，通过对微结构单胞进行拓扑优化设计可获得具有良好特性的复合材料，例如负的泊松比、负的热膨胀系数、零剪切性能以及良好压电特性的压电材料。对单胞的拓扑优化设计，问题可分为两类:一是满足本构模量等于给定值的最小体积百分含量问题;二是满足一系列体积约束和对称条件的极值材料常数问题。Silva基于均匀化方法展开了具有极端性能的二维和三维压电材料的优化设计;国内袁振、吴长春进行了极端性能的弹性材料优化设计，杨卫等采用优化准则法进行具有特定性能的微结构设计，实现了具有负泊松比的材料设计。基于传热性能的微结构优化设计目前还处于初期阶段，张卫红等基于均匀化方法进行材料的热传导性能预测，在给定材料用量下进行复合材料的设计，得到具有极端热传导性能的复合材料。拓扑优化兼有尺寸优化和形状优化的复杂性，微结构最终拓扑形式是未知的。以最小柔度作为目标函数的微结构拓扑优化而得到的蜂窝状结构，为标准的规则正六边行蜂窝结构。三、小结金属基复合材料是近年来迅速发展起来的一种高技术新型工程材料，以其优越的性能受到国内外的高度重视。SiC颗粒增强铝基复合材料是目前复合材料中最引人注目的体系之一，不论是在理论上还是在实验上均是理想的复合材料研究对象。本文综述了国内外对金属基复合材料的有效性能研究和复合材料微结构拓扑优化，对金属基复合材料研究具有一定的知道意义。
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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(0.008-0.1mm)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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上中国知网，或者豆丁上下..很多的...智能无机非金属材料摘 要 结构材料所处的环境极为复杂，材料损坏引起事故的危险性不断增加，研究与开发对损坏能自行诊断并具有自修复能力的结构材料是十分重要而急迫的任务。本文对智能材料的发展、构思、无机非金属智能材料进行了综述，对智能材料进一步研究进行了展望。 关键词 智能；无机非金属；材料 智能材料是指对环境具有可感知、可响应并具有功能发现能力的新材料。日本高木俊宜教授[1]将信息科学融于材料的物性和功能，于1989年提出了智能材料（Intelligent materials）概念。至此智能材料与结构的研究也开始由航空航天及军事部门[2,3]逐渐扩展到土木工程[4]、医药、体育和日常用品[5,6]等其他领域。 同时，美国的R•E•Newnham教授围绕具有传感和执行功能的材料提出了灵巧材料（Smart materials）概念，又有人称之为机敏材料。他将灵巧材料分为三类： 被动灵巧材料——仅能响应外界变化的材料； 主动灵巧材料——不仅能识别外界的变化，经执行线路能诱发反馈回路，而且响应环境变化的材料； 很灵巧材料——有感知、执行功能，并能响应环境变化，从而改变性能系数的材料。 R•E•Newnham的灵巧材料和高木俊宜的智能材料概念的共同之处是：材料对环境的响应性。 自l989年以来，先是在日本、美国，尔后是西欧，进而世界各国的材料界均开始研究智能材料。科学家们研究将必要的仿生(biominetic)功能引入材料，使材料和系统达到更高的层次，成为具有自检测、自判断、自结论、自指令和执行功能的新材料。智能结构常常把高技术传感器或敏感元件与传统结构材料和功能材料结合在一起，赋予材料崭新的性能，使无生命的材料变得有了“感觉”和“知觉”，能适应环境的变化，不仅能发现问题，而且还能自行解决问题。 由于智能材料和系统的性能可随环境而变化，其应用前景十分广泛[7]。例如飞机的机翼引入智能系统后，能响应空气压力和飞行速度而改变其形状；进入太空的灵巧结构上设置了消震系统，能补偿失重，防止金属疲劳；潜水艇能改变形状，消除湍流，使流动的噪声不易被测出而便于隐蔽；金属智能结构材料能自行检测损伤和抑制裂缝扩展，具有自修复功能，确保了结构物的可靠性；高技术汽车中采用了许多灵巧系统，如空气-燃料氧传感器和压电雨滴传感器等，增加了使用功能。其它还有智能水净化装置可感知而且能除去有害污染物；电致变色灵巧窗可响应气候的变化和人的活动，调节热流和采光；智能卫生间能分析尿样，作出早期诊断；智能药物释放体系能响应血糖浓度，释放胰岛素，维持血糖浓度在正常水平。 国外对智能材料研究与开发的趋势是：把智能性材料发展为智能材料系统与结构。这是当前工程学科发展的国际前沿，将给工程材料与结构的发展带来一场革命。国外的城市基础建设中正构思如何应用智能材料构筑对环境变化能作出灵敏反应的楼层、桥梁和大厦等。这是一个系统综合过程，需将新的特性和功能引入现有的结构中。 美国科学家们正在设计各种方法，试图使桥梁、机翼和其它关键结构具有自己的“神经系统”、“肌肉”和“大脑”，使它们能感觉到即将出现的故障并能自行解决。例如在飞机发生故障之前向飞行员发出警报，或在桥梁出现裂痕时能自动修复。他们的方法之一是，在高性能的复合材料中嵌入细小的光纤材料，由于在复合材料中布满了纵横交错的光纤，它们就能像“神经”那样感受到机翼上受到的不同压力，在极端严重的情况下，光纤会断裂，光传输就会中断，于是发出即将出现事故的警告。 1、 智能材料的构思[8] 一种新的概念往往是各种不同观点、概念的综合。智能材料设计的思路与以下几种因素有关：(1)材料开发的历史，结构材料→功能材料→智能材料。(2)人工智能计算机的影响，也就是生物计算机的未来模式、学习计算机、三维识别计算机对材料提出的新要求。(3)从材料设计的角度考虑智能材料的制造。(4)软件功能引入材料。(5)对材料的期望。(6)能量的传递。(7)材料具有时间轴的观点，如寿命预告功能、自修复功能，甚至自学习、自增殖和自净化功能，因外部刺激时间轴可对应作出积极自变的动态响应，即仿照生物体所具有的功能。例如，智能人工骨不仅与生物体相容性良好，而且能依据生物体骨的生长、治愈状况而分解，最后消失。 1．1 仿生与智能材料 智能材料的性能是组成、结构、形态与环境的函数，它具有环境响应性。生物体的最大特点是对环境的适应，从植物、动物到人类均如此。细胞是生物体的基础，可视为具有传感、处理和执行三种功能的融合材料，因而细胞可作为智能材料的蓝本。 对于从单纯物质到复杂物质的研究，可以通过建立模型实现。模型使复杂的生物材料得解，从而创造出仿生智能材料。例如，高分子材料是人工设计的合成材料，在研究时曾借鉴于天然丝的大分子结构，然后合成出了强度更高的尼龙。目前，已根据模拟信息接受功能蛋白质和执行功能蛋白质，创造出由超微观到宏观的各种层次的智能材料。 1．2 智能材料设计 用现有材料组合，并引入多重功能，特别是软件功能，可以得到智能材料。随着信息科学的迅速发展，自动装置(Automaton)不仅用于机器人和计算机这类人工机械，更可用于能条件反射的生物机械。 此自动装置在输入信号(信息)时，能依据过去的输入信号(信息)产生输出信号(信息)。过去输入的信息则能作为内部状态存贮于系统内。因此，自动装置由输入、内部状态、输出三部分组成。将智能材料与自动装置类比，两者的概念是相似的。 自动装置M可用以下6个参数描绘： M＝（θ，X，Y，f，g，θ0） 式中θ为内部状态的集；X和Y分别代表输入和输出信息的集；f表示现在的内部状态因输入信息转变为下一时间内部状态的状态转变系数；g是现在的内部状态因输入信息而输出信息的输出系数；θ0为初期状态的集。 为使材料智能化，可控制其内部状态θ、状态转变系数f及输出系数g。例如对于陶瓷，其θ、f、g的关系，即是材料结构、组成与功能性的关系。设计材料时应考虑这些参数。若使陶瓷的功能提高至智能化，需要控制f和g。 一般陶瓷是微小晶粒聚集成的多晶体，常通过添加微量第二组分控制其特性。此第二组分的本体和微晶粒界两者的性能均影响所得材料特性。 实际上，第二组分的离子引入系统时，其自由能(G=H-TS)发生变化，为使材料的自由能(G)最小，有必要控制焓(H)，使熵(S)达最适合的数值。而熵与添加物的分布有关，因此陶瓷的功能性控制可通过优化熵来实现。熵由材料本身的焓调控。故为使陶瓷具有高功能进而达到智能化的目的，应使材料处于非平衡态、拟平衡态和亚稳定状态。 对于智能材料而言，材料与信息概念具有同一性。而某一L符号的平均信息量Φ与几率P状态的信息量logP有关，即 此式类同于热力学的熵，但符号相反，故称负熵(negcntropy)。因熵为无序性的量度，负熵则是有序性的量度。 1．3 智能材料的创制方法 基于智能材料具有传感、处理和执行的功能，因而其创制实际上是将此类软件功能（信息）引入材料。这类似于身体的信息处理单元——神经原，可融各种功能于一体（图1（a）），将多种软件功能寓于几纳米到数十纳米厚的不同层次结构（图1（b）），使材料智能化。此时材料的性能不仅与其组成、结构、形态有关，更是环境的函数。智能材料的研究与开发涉及金属系、陶瓷系、高分子系和生物系智能材料和系统。 2、 智能无机非金属材料 智能无机非金属材料很多，在此介绍几种较为典型的智能无机非金属材料。 2．1 智能陶瓷 2．1．1 氧化锆增韧陶瓷 氧化锆晶体一般有三种晶型： 其中t-ZrO2转化为m-ZrO2相变具有马氏体相变的特征，并且相变伴随有3%～5%的体积膨胀。不加稳定剂的ZrO2陶瓷在烧结温度冷却的过程中，就会由于发生相变而严重开裂。解决的办法是添加离子半径比Zr小的Ca、Mg、Y等金属的氧化物。 氧化锆相变可分为烧成冷却过程中相变和使用过程中相变。造成相变的原因，前者是温度诱导，后者是应力诱导。两类相变的结果都可使陶瓷增韧。增韧机制主要有相变增韧、微裂纹增韧、表面增韧、裂纹弯曲和偏转增韧等[9]。 当ZrO2晶粒尺寸比较大而稳定剂含量比较小时，陶瓷中的t-ZrO2晶粒在烧成后冷却至室温的过程中发生相变，相变所伴随的体积膨胀在陶瓷内部产生压应力，并在一些区域形成微裂纹。当主裂纹在这样的材料中扩展时，一方面受到上述压应力的作用，裂纹扩展受到阻碍；同时由于原有微裂纹的延伸使主裂纹受阻改向，也吸收了裂纹扩展的能量，提高了材料的强度和韧性。这就是微裂纹增韧。 由于ZrO2相变温度很高，借助温度变化来设计智能材料是不可行的，需要研究应力诱导下的相变增韧，应力诱导下的相变增韧在ZrO2增韧陶瓷中是最主要的一种增韧机制。 材料中的t-ZrO2晶粒在烧成后冷却至室温的过程中仍保持四方相形态，当材料受到外应力的作用时，受应力诱导发生相变，由t相转变为m相。由于ZrO2晶粒相变吸收能量而阻碍裂纹的继续扩展，从而提高了材料的强度和韧性。相转变发生之处的材料组成一般不均匀，因结晶结构的变化，导热和导电率等性能随之而变，这种变化就是材料受到外应力的信号，从而实现了材料的自诊断。 对氧化锆材料压裂而产生裂纹，在300℃热处理50h后，因为t相转变为m相过程中产生的体积膨胀补偿了裂纹空隙，可以再弥合，实现了材料的自修复。 对于材料使用中产生的疲劳强度及膨胀状况等，可通过材料的尺寸、声波传播速度、导热和导电率的变化进行在位观测。 2．1．2灵巧陶瓷 灵巧陶瓷是灵巧材料的一种，它能够感知环境的变化,并通过反馈系统作出相应的反应。用若干多层锆钛酸铅(PZT)可制成录像磁头的自动定位跟踪系统，日本利用PZT压电陶瓷块制成了Pachinko游戏机。 录像磁头的自动定位跟踪系统的原理是：在PZT陶瓷双层悬臂弯曲片上，通过布设的电极将其分为位置感受部分和驱动定位部分。位置感受部分即为传感器，感受电极上所获得的电压通过反馈系统施加到定位电极上，使层片发生弯曲，跟踪录像带上的磁迹，见图2。 Pachinko游戏机也应用了类似的原理。 利用灵巧陶瓷制成的灵巧蒙皮，可以降低飞行器和潜水器高速运动时的噪声，防止发生紊流，以提高运行速度，减少红外辐射达到隐形目的。 根据上述原则，完全有可能获得很灵巧材料。这种材料能够感知环境的多方面变化并能在时间和空间两方面调整材料的一种或多种性能参数，取得最优化响应。因此，传感、执行和反馈是灵巧材料工作的关键功能。 2.1.3压电仿生陶瓷 材料仿生是材料发展的方向之一。日本研究人员正在研究鲸鱼和海豚的尾鳍和飞鸟的鸟翼，希望能研究出象尾鳍和鸟翼那样柔软、能折叠、又很结实的材料。 图3为模拟鱼类泳泡运动的弯曲应力传感器。传感器中两个金属电极之间有一很小的空气室，PZT压电陶瓷起覆盖泳泡肌肉的作用。因空气室的形状类似于新月，故称为“Moonie”复合物。此压电水声器应用特殊形状的电极，通过改变应力方向，使压电应变常数dh增至极大值。当厚的金属电极因声波而承受静水压力时，一部分纵向应力转变为符号相反的径向和切向应力，使压电常数d3l由负值变为正值，它与d33叠加，使dh值增加。这类复合材料的dh•gh值比纯PZT材料的大250倍。 应用PZT纤维复合材料和“Moonie”型复合物设计开发的执行器元件，可以消除因声波造成的稳流。 2．2 智能水泥基材料 在现代社会中，水泥作为基础建筑材料应用极为广泛，使水泥基材料智能化具有良好的应用前景。 智能水泥基材料包括：应力、应变及损伤自检水泥基材料[10～12]；自测温水泥基材料[13]；自动调节环境湿度的水泥基材料[14]；仿生自愈合水泥基材料[15、16]及仿生自生水泥材料[17]等。 水泥基材料中掺加一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维后，材料的电阻变化与其内部结构变化是相对应的。因此，该材料可以监测拉、弯、压等工况及静态和动态载荷作用下材料内部情况。在水泥净浆中0.5%（体积）的碳纤维用做传感器，其灵敏度远远高于一般的电阻应变片。 将一定长度的PAN基短切碳纤维掺入水泥净浆中，材料产生了热电效应。这种材料可以对建筑物内部和周围环境温度的变化实时监测。基于该材料的热电效应，还可能利用太阳能和室内外温差为建筑物供电。如果进一步使该材料具有Seebeck效应的逆效应——Peltier效应，那么就可能制得具有制冷制热材料。 在水泥净浆中掺加多孔材料，利用多孔材料吸湿量与温度的关系，能够使材料具有调湿功能。 一些科学家目前在研制一种能自行愈合的混凝土。设想把大量的空心纤维埋入混凝土中，当混凝土开裂时，事先装有“裂纹修补剂”的空心纤维会裂开，释放出粘结修补剂把裂纹牢牢地粘在一起，防止混凝土断裂。这是一种被动智能材料，即在材科中没有埋入传感器监测裂痕，也没有在材料中埋入电子芯片来“指导”粘接裂开的裂痕。与此原理相同，美国根据动物骨骼的结构和形成机理，尝试仿生水泥基材料的制备。该材料在使用过程中如果发生损伤，多孔有机纤维回释放高聚物愈合损伤。 美国科学家正在研究一种主动智能材料，能使桥梁出现问题时自动加固。他们设计的一种方式是：如果桥梁的某些局部出现问题，桥梁的另一部分就自行加固予以弥补。这一设想在技术上是可行的。随着电脑技术的发展，完全可以制造出极微小的信号传感器和微电子芯片及计算机把这些传感器、微型计算机芯片埋入桥梁材料中。桥梁材料可以用各种神奇的材料构成，例如用形状记忆材料。埋在桥梁材料中的传感器得到某部分材料出现问题的信号，计算机就会发出指令，使事先埋入桥梁材料中的微小液演变成固体而自动加固。 3、结语 目前，智能材料尚处在研究发展阶段，它的发展和社会效应息息相关。飞机失事和重要建筑等结构的损坏，激励着人们对具有自预警、自修复功能的灵巧飞机和材料结构的研究。以材料本身的智能性开发来满足人们对材料、系统和结构的期望，使材料结构能“刚”“柔”结合，以自适应环境的变化。在未来的研究中，应以以下几个方面为重点。 （1）如何利用飞速发展的信息技术成果，将软件功能引入材料、系统和结构中； （2）进一步加强探索型理论研究及材料复合智能化的机理研究，加速发展智能材料科学； （3）加强应用基础研究。
征文范围及内容1 主要报道黑色和有色金属地质、采、选、冶、加工、粉冶、焦化、环保等方面新的科研成果，学术论文和用高新技术改造传统产业的新发展。特别是金属新材料和冶金新工艺等领域的新成果，是本刊报道中的重点。本刊热忱欢迎广大冶金、材料领域的专家、学者、工程师、研究生投稿。2 来稿格式及质量要求2.1 基本要求来稿一份，论文一般不超过6 000字(含图、表及参考文献)。用MicrosoftWord系统排版，并提供磁盘1张（或发E－mail）。2.2 论文的具体要求(1) 作者简介含性别、出生年、职称、主要研究方向、详细通信地址、邮编、电话1～3个（《金属材料与冶金工程》面向作者改稿）；(2) 中英文标题和摘要，关键词：3～5个；(3) 中国图书分类号；(4) 金相图等需要原件, 插图、照片要精选，曲线图提倡用计算机绘图，表格采用三线表；(5) 使用常用国家法定计量单位；(6) 正文：一般包括前言*原理*方法*结果*讨论*结论；或提出问题*解决问题*结论等。(7) 参考文献：要求使用已公开发表的文献。书写格式如下：序号 作者·书名[M]·版本·出版地：出版年：页数(著作)序号 作者·篇名[J]·刊名，年，卷(期)：页数(期刊)序号 作者·手册[Z]·刊名，年，卷(期)：页数(期刊)论文集[C]或者学位论文[D]等等3 敬告作者(1) 切勿一稿两投，如发现此类情况，将取消该作者在本刊刊文资格。(2) 作者寄稿3月后未见答复请来函询问。无论录用与否，本刊概不退稿，请自留底稿。(3) 涉及到数据保密问题，请附加单位介绍信或推荐信，强调文责自负。(4) 如论文系各类基金资助，请于第一页脚注处注明，并寄该基金的有效复制件，该论文可提前安排。(5) 必须将作者信息(姓名、性别、年龄、学位、职称、详细通讯地址、电话及E-mail)附于第一页地脚处。(6) 来稿不符本刊规范，请自动修改。在线投稿杂志网站：中国金属材料与冶金工程网
1．论文结构及写作要求 论文（设计说明书）应包括封面、目录、题目、中文摘要与关键词、英文题目、英文摘要与关键词、正文、参考文献、致谢和附录等部分。 1.1 目录 目录独立成页，包括论文中全部章、节的标题及页码。 1.2 题目 题目应该简短、明确、有概括性。论文题目一般中文字数不超过25个字，外文题目不超过15个实词，不使用标点符号，中外文题名应一致。标题中尽量不用英文缩写词，必须采用时，应使用本行业通用缩写词。 1.3 摘要与关键词 1.3.1 摘要 摘要是对论文（设计说明书）内容不加注释和评论的简短陈述，要求扼要说明研究工作的目的、主要材料和方法、研究结果、结论、科学意义或应用价值等，是一篇具有独立性和完整性的短文。摘要中不宜使用公式、图表以及非公知公用的符号和术语，不标注引用文献编号。中文摘要一般为300字左右。 1.3.2 关键词 关键词是供检索用的主题词条，应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条（参照相应的技术术语标准），一般列3～8个，按词条的外延层次从大到小排列，应在摘要中出现。中英文关键词应一一对应。 1.4 论文正文 论文正文包括前言、论文主体及结论等部分。 1.4.1 前言 前言应综合评述前人工作，说明论文工作的选题目的、背景和意义、国内外文献综述以及论文所要研究的主要内容。对所研究问题的认识，以及提出问题。 1.4.2 论文主体 论文主体是论文的主要部分，应该结构合理，层次清楚，重点突出，文字简练、通顺。 1.4.3 结论（结果与分析） 结论是对整个论文主要成果的归纳，应突出论文（设计）的创新点，以简练的文字对论文的主要工作进行评价。若不可能作出应有的结论，则进行必要的讨论。可以在结论或讨论中提出建议、研究设想及尚待解决的问题等等。结论作为单独一章排列，不加章号。 1.5 参考文献 参考文献反映论文的取材来源、材料的广博程度。论文中引用的文献应以近期发表的与论文工作直接有关的学术期刊类文献为主。应是作者亲自阅读或引用过的，不应转录他人文后的文献。 1.6 致谢 向给予指导、合作、支持及协助完成研究工作的单位、组织或个人致谢，内容应简洁明了、实事求是，避免俗套。 1.7 附录 不宜放在正文中但有重要参考价值的内容（如公式的推导、程序流程图、图纸、数据表格等）可编入论文的附录中。 2．书写及打印要求 2.1 论文书写 论文（设计说明书）要求统一使用Microsoft Word软件进行文字处理，统一采用A4页面（210×297㎜）复印纸打印。其中上边距25㎜、下边距25㎜、左边距25㎜、右边距25㎜、页眉15㎜、页脚15㎜。字间距为标准，行间距为单倍行距。页眉内容统一为“华中农业大学学士学位论文（设计）”，采用宋体小五号斜体字居右排写。 页码在下边线下居中放置，用小五号字体。目录、摘要、关键词等文前部分的页码用罗马数字（Ⅰ、Ⅱ……）编排，正文以后的页码用阿拉伯数字（1、2……）编排。 论文错漏按正式出版物要求不能大于万分之一。 2.2 目录 目录应包括论文中全部章节的标题及页码，含摘要与关键词（中、外文）、正文章、节题目（农、理、工科类要求编写到第3级标题，即□.□.□。文、法、经、管科类可视论文需要进行，编写到2～3级标题）、参考文献、致谢、附录等。 目录题头用四号黑体字居中排写，隔行书写目录内容。目录中各章节题序及标题用五号宋体。目录打印示例见附录。 2.3 摘要与关键词 中、外文摘要与关键词单独成页置于目录后，编排上中文在前，外文在后。摘要、关键词题头均用四号黑体字居中排写，隔行书写具体内容，内容文字用五号宋体字，英文用Times New Roman。关键词各词条间用分号“；”隔开。 2.4 论文正文 2.4.1 章节及各章标题 章节标题应突出重点、简明扼要，字数一般在15字以内，不使用标点符号。标题中尽量不采用英文缩写词，对必须采用者，应使用本行业的通用缩写词。 2.4.2 层次 层次根据实际需要选择，以少为宜。各层次标题不得置于页面的最后一行（孤行）。层次代号格式要求参照表2-1和表2-2。 表2-1 农理工科类论文层次代号及说明 章 1□××××× 顶格，四号黑体 节 1.1□××××× 顶格，小四号黑体 条 1.1.1□××××× 顶格，五号黑体 款 1.1.1.1□××××× 顶格，五号黑体 □□××××××××××××××××××××××××××××××× 首行空两格，五号宋体 项 （1）×××× 顶格，五号宋体 □□××××××××××××××××××××××××××××××× 首行空两格，五号宋体 表2-2 文法经管类论文层次代号及说明 章 一、××××× 顶格，四号黑体 节 （一）×××× 顶格，小四号黑体 条 □□1．××××× 空两格，五号黑体 □□××××××××××××××××××××××××××××××× 空两格，五号宋体（正文） 款 □□（1）×××× 空两格，五号黑体 □□××××××××××××××××××××××××××××××× 空两格，五号宋体（正文） 项 □□①□××××× 空两格，五号宋体 □□××××××××××××××××××××××××××××××× 首行空两格，五号宋体（正文） 2.5 参考文献 2.5.1 文献标识 引文是论证的辅助手段，应忠于原意，表达完整，准确切题。在论文中引用文献时，应在引文处标注被引用人的姓名和被引用文献发表的年份。若所引用文献只有1－2名作者时作者姓名全部列出（外文文献只列姓氏），当所引用文献作者有3名及3名以上时，只列第一作者，后加“等”字以示省略。如“（梅明华，2002）”，“（梅明华和李泽炳，2001）”，“（梅明华等，2002）”，外文文献引用作同样处理，如（Smith,1990）,(Smith and Jones,1992),(Smith et al.,1993)等。 2.5.2 书写格式 在论文（设计）末尾要列出在论文中参考引用过的专著、论文及其他资料，与文中引用文献一一对应。参考文献题头用黑体四号字居中排写，其后空一行排写文献条目。参考文献排列规则是：中文文献在前，外文文献在后；中文文献按第一作者的姓氏笔画为序排列，英文及其它西文按第一作者姓氏字母顺序排列；第一作者相同的文献按发表时间的先后顺序列出，所列的同一第一作者同年内的文献多于一篇时，可在年份后加“a”、“b”等字母予以分别，如“2001a”、“2001b”等；文献作者人数在3人以下的全部列出，超过3人为多人时，一般只列出3名作者，后面加“等”字以示省略，不同作者姓名间用逗号隔开。姓名一律采用“姓在前名在后”的写法，外文姓名按国际惯例缩写，并省略缩写点，空一个字符。未公开发表的资料不列入参考文献，确有引用必要，须在脚注中说明引用。 所有中文参考文献著录格式中的句号用中文全角状态下的“.”表示，所有西文参考文献著录格式中的标点符号用西文状态下的符号，后空一格。文字换行时与作者名第一个字对齐。常用参考文献编写规定如下： 著作图书类文献——[序号]□作者．书名．版次．出版地：出版者，出版年：引用部分起-止页 翻译图书类文献——[序号]□作者．书名．译者．版次．出版地：出版者，出版年：引用部分起-止页 学术刊物类文献——[序号]□作者．文章名．学术刊物名，年，卷（期）：引用部分起-止页 学术会议类文献——[序号]□作者．题名．见：编者，文集名，会议名称，会议地址，年份．出版地：出版者，出版年：引用部分起-止页 学位论文类文献——[序号]□学生姓名．学位论文题目．学校及学位论文级别．答辩年份：引用部分起-止页 报纸文献――[序号]□作者．文章名．报纸名，出版日期（版次） 在线文献——[序号]□作者．文章名．电子文献的出处或可获得地址，发表或更新日期/引用日期（任选） 2.6 公式 原则上居中书写。若公式前有文字（如“解”、“假定”等），文字顶格书写，公式仍居中写。公式末不加标点。公式序号按章编排，并在公式后靠页面右边线标注，如第1章第一个公式序号为“（1-1）”，附录2中的第一个公式为“（②-1）”等。文中引用公式时，一般用“见式（1-1）”或“由公式（1-1）”。 公式较长时在等号“＝”或运算符号“＋、－、×、÷”处转行，转行时运算符号书写于转行式前，不重复书写。公式中应注意分数线的长短（主、副分线严格区分），长分线与等号对齐。 公式中第一次出现的物理量应给予注释，注释的转行应与破折号“——”后第一个字对齐，格式见下例： 式中 Mf——试样断裂前的最大扭矩（N•m）； θf——试样断裂时的单位长度上的相对扭转角 2.7 插表 表格一般采取三线制，不加左、右边线，上、下底为粗实线（1磅），中间为细实线（0.75磅）。比较复杂的表格，可适当增加横线和竖线。 表序按章编排，如第1章第一个插表序号为“表1-1”等。表序与表名之间空一格，表名不允许使用标点符号。表序与表名置于表上，居中排写，采用黑体小五号字。 表头设计应简单明了，尽量不用斜线。表头中可采用化学符号或物理量符号。全表如用同一单位，将单位符号移到表头右上角，加圆括号。表中数据应正确无误，书写清楚。数字空缺的格内加“—”字线（占2个数字宽度）。表内文字和数字上、下或左、右相同时，不允许用“〃”、“同上”之类的写法，可采用通栏处理方式。 文法经管类论文插表在表下一般根据需要可增列补充材料、注解、资料来源、某些指标的计算方法等。补充材料中中文文字用楷体小五号字，外文及数字用Times New Roman体小五号字。 2.8 插图 插图应符合国家标准及专业标准，与文字紧密配合，文图相符，技术内容正确。 2.8.1 图题及图中说明 图题由图号和图名组成。图号按章编排，如第1章第一图图号为“图1-1”等。图题置于图下，图注或其他说明时应置于图与图题之间。图名在图号之后空一格排写，图题用黑体小五号字。引用图应说明出处，在图题右上角加引用文献编号。图中若有分图时，分图号用a)、b)标识并置于分图之下。图中各部分说明应采用中文（引用的外文图除外）或数字项号，各项文字说明置于图题之上（有分图题者，置于分图题之上），采用揩体小五号字。 2.8.2 插图编排 插图与其图题为一个整体，不得拆开排写于两页。插图应编排在正文提及之后，插图处的该页空白不够时，则可将其后文字部分提前排写，将图移到次页最前面。 2.8.3 照片图 论文中照片图均应是原版照片粘贴，不得采用复印方式。照片应主题突出、层次分明、清晰整洁、反差适中。对显微组织类照片必须注明放大倍数。 2.9 附录 附录序号采用“附录1”、“附录2”或“附录一”、“附录二”等，用四号黑体字左起顶格排写，其后不加标点符号，空一行书写附录内容。附录内容文字字体字号参照正文要求。 附录1 目录示例 （空一行） 目□录（4号黑体居中，不加粗） （空一行） □□摘要（5号宋体）……………………………………………………………………………1 □□关键词（5号宋体）……………………………………………………………………………1 □□Abstract（5号宋体）……………………………………………………………………………1 □□Key words（5号宋体）……………………………………………………………………………1 □□前言（5号宋体）……………………………………………………………………………1 1. 材料与方法……………………………………………………………………………………………3 1.1□材料………………………………………………………………………………………………3 1.2□方法………………………………………………………………………………………………3 1.2.1□育性的观察………………………………………………………………………………3 1.2.2□有丝分裂计数……………………………………………………………………………3 1.2.3□减数分裂观察……………………………………………………………………………3 1.2.4□统计方法…………………………………………………………………………………3 2. 结果与分析……………………………………………………………………………………………3 2.1□花色和育性………………………………………………………………………………………3 2.2□有丝分裂计数………………………………………………………………………………… 4 2.2.1□染色体数分布及两代间变化 …………………………………………………………4 2.2.2□植株类型及两代间变化……………………………………………………………5 2.2.3□F5代不育群体与可育群体的染色体数目变异的比较…………………………………5 2.3□减数分裂的初步观察……………………………………………………………………………6 3. 讨论……………………………………………………………………………………………………6 3.1□关于萝卜与甘蓝远缘杂种雄性不育的思考……………………………………………………6 3.2□关于萝卜与甘蓝远缘杂种稳定方向的思考……………………………………………………7 3.2.1□向偶数染色体方向稳定…………………………………………………………………7 3.2.2□向异源双二倍体方向稳定………………………………………………………………7 3.3 □关于杂种育性水平逐代提高的可能原因……………………………………………………7 参考文献……………………………………………………………………………………………………8 致谢…………………………………………………………………………………………………………8 附录……………………………………………………………………………………………10
科学技术报告、学位论文、学术论文以及其它类似文件是主要的科技信息源，是记录科学技术进步的历史性文件.为了统一这些文件的撰写、编辑、印刷、出版、发行，便于处理、储存、检索、利用、交流、传播.现将中华人民共和国国家标准GB 7713-87中有关论文格式、参考文献著录格式摘录如下：论文格式1.论文格式——题目：题目应当简明、具体、确切地反映出本文的特定内容，一般不宜超过20字，如果题目语意未尽，用副题补充说明。2.论文格式——作者：署名的作者只限于那些选定研究课题和制订研究方案、直接参加全部或主要研究工作、做出主要贡献，并了解论文报告的全部内容，能对全部内容负责解答的人。其他参加工作的人员，可列入附注或致谢部分。3.论文格式——摘要：摘要应具有独立性和自含性，有数据结论，是一篇完整的短文。摘要一般200-300字.摘要中不用图、表、化学结构式、非公知公用的符号和术语。4.论文格式——正文：论文中的图、表、附注、参考文献、公式等一律采用阿拉伯数字编码，其标注形式应便于互相区别，如图1，图2-1；表2，表3-2；附注：1)；文献[4]；式(5)，式(3-5)等.具体要求如下；4.1论文格式——图：曲线图的纵.横坐标必须标注量、标准规定符号、单位(无量纲可以省略)，坐标上采用的缩略词或符号必须与正文中一致。4.2论文格式——表：表应有表题，表内附注序号标注于右上角，如“XXX1）”（读者注意：前面“”引号中的实际排版表示方式应该是“1）”在“XXX”的右上角），不用“＊”号作附注序码，表内数据，空白代表未测，“一”代表无此项或未发现，"0"代表实测结果确为零。4.3论文格式——数学、物理和化学式：一律用“.”表示小数点符号，大于999的整数和多于三位的小数，一律用半个阿拉伯数字符的小间隔分开，不用千位擞“，”，小于1的数应将0列于小数点之前。例如94,652应写成94 652；.319,325应写成0.314 325。应特别注意区分拉丁文、希腊文、俄文、罗马数字和阿拉伯数字；标明字符的正体、斜体、黑体及大小写、上下角，以免混同。4.4论文格式——计量单位：论文中使用的各种量、单位和符号，必须遵循国家标准GB3100-82， GB3101-82，GB3102/1-13-82等的规定.单位名称和符号的书写方式，一律采用国际通用符号。没有相应符号的非物理量单位可使用中文(如“件”、“台”、“人”等)，它们可以与其他单位的符号构成组合单位(如“件每秒”的符号为“件/S”)。参考文献格式4.5参考文献的格式：论文参考文献的写法应按下列次序——著者/题名/出版事项，由于论文的参考文献品种繁多，择其主要示例如下：谭炳煌，1982.怎徉撰写科学论文.辽宁人民出版社，59Guinier A,施士元译，1959. X射线晶体学.科学出版社，148Pettetssen S, 1941. Introduction to Meterclogy. New York, McGraw-Hill, 200-210即著录书的著者的姓和名的首字母(中国人的名不缩写)，出版年，句点，书名，句点，出版地点，出版者，特定页码。李薰，1964.十年来中国冶金科学技术的发展.金属学报，7：442Bachmann W , 1973. Verallgemeinerung and Anwendung der Rayleighschen Theorie der Schallstreuung.Acustica, 28 (4)：223-228即著录论文的著者的姓和名的首字母(中国人写全姓名)，出版年，句点，论文题目，句点，期刊名缩写，卷(期):页(每卷编连续页码的期刊不写期)。多著者的参考文献标注，在著录文献的著者时，如著者为三人以内，全部著录，如为四人以上，只著录至第三著者，加“et al.，著者最后的两人之间，不加“&”、“和”等类似的连接词。（摘自 《环境化学》，原文：“科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式” ）
高铝矾土感应炉衬的研究与应用 (XXXXXXX 材料工程系 内蒙古 包头 014030) XX XXX XXX[提要] 阐述了高铝矾土炉衬较高的耐火度、优良的热稳定性、较好的抗渣性、良好的抗蚀性、炉衬的致密化烧结。适用于多种有色金属，普通铸铁、球墨铸铁、及多种合金铸铁，碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。熔炼中金属合金元素烧损低，可超装一倍的金属炉料。炉衬采用低温烘烤、快速升温、高温短时间致密烧结的工艺措施。炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达200炉次。关键词：高铝矾土 炉衬 感应炉 致密烧结一、前言本文研究的高铝矾土炉衬从冶金反应上，不仅适用于各种有色金属、普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。用高铝矾土炉衬熔炼金属合金其元素烧损要比石英砂、镁砂炉衬低，不仅提高了合金的利用率，而且大大增强了抵抗合金、溶渣对炉衬的侵蚀能力。高铝矾土炉衬的另一大优点是耐热度高、寿命长、线膨胀系数小、仅是酸性、碱性炉衬的 1/2～1/3, 大大提高了炉衬在间歇生产生条件下的使用寿命。炉衬的热稳定性好，耐急冷急热性强，高温荷重大，抵抗金属冲蚀作用强及合金元素烧损少，是石英砂、镁砂炉衬所不及的。高铝矾土炉衬的壁厚可做得较薄 , 在生产中几乎能超装一倍的金属炉料。此外，炉衬的结烧工艺采用低温烘烤、快速升温、高温短时间烧结的工艺措施。采用这一新工艺所用的时间仅为旧工艺的 2/3～1/2。省时省电炉衬烧结良好。高铝矾土炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达200炉次。二、高铝矾土炉衬的性能1、物理性能（1） 较高的耐火度高铝矾土化学成份AL2O3 80～90% ；Si02 7～15% ；Fe203 0.8～1.7% ；Ca0 0.2～0.5% ；MgO 0.15～0.5%； K20 0.180～.5%；Na20 0.1～0.3% ；Ti02 1.5～4.3% 。耐火度 1750℃～1800 ℃，可在 1650 ℃1～750 ℃下稳定工作。能减轻钢水对炉衬的冲涮损耗，延长炉衬寿命。而较纯的石英砂耐火度为 1710 ℃。（2）优良的热稳定性高铝矾土用作炉衬,烧结后的矿物组成相中多为莫来石,其次为刚玉及少量方石英和玻璃相。莫来石的线胀系数 (4.5-5.3 × 10-6mm/mm•℃ ) 大约只有镁砂和石英砂的 1/3，刚玉的线胀系数 (8.O× 10-6mm/mm •℃ ) 也比镁砂和石英砂低。当 属于硅线石组成时 (含AL2O3 62.9%), 其线胀系数可低为 3.2× 10-6mm/mm•℃。因 此，高铝矾土炉衬较镁砂和石英砂炉衬的抗热冲击性能优良得多，有助于减轻热应力，使它的耐急冷急热性较好。在使用中即使产生裂纹也极小，若配料、打结得当，就是采用问歇式熔炼，也不会产生裂纹。石英砂、镁砂炉衬线膨胀系数大，工作时内外温差大，炉衬易产生裂纹和开裂。石英砂炉衬其寿命一般只有几十次 , 而镁砂炉衬的寿命则更低。镁砂、石英砂炉衬在烘炉升温时，体积发生较大膨胀，不得不采取缓慢升温延长烘炉时间的操作，以尽量减少裂纹和防止塌炉。而高铝矾土炉衬就无上述问题，可大大缩短烘炉时间，又不会产生裂纹，从而既保证了炉衬质量又降低了能耗。（3）耐压强度 30-40N/mm2( 经5小时1000℃煅烧 )是普通粘土砖的3-4倍。炉衬的机械强度好、壁厚可以减薄，可超装一倍的金属炉料。在固定的感应器条件下，壁厚薄则增揭容量就相对大些；同时减少了感应器内部不导磁的空间，漏磁减少，能得到较高的电效率。这样，生产率较高且耗电量又低。（4）导热系数 1.7-2W/mK。（5） 松容重 1600kg/m3。（6）显微孔隙率 18-22%。（7）烧结后的容重 1750-1770kg/m3。2．较好的抗渣性能高铝矾土炉衬抗碱性渣的能力优于石英砂炉衬, 高铝矾土炉衬中 AL203比 MgO更稳定,两者反应较弱可生成铝镁尖晶石，其熔点 2135 ℃ ,AL203 与MnO 作用生成锰尖晶石，其熔点1560℃, AL2O3与 FeO 作用生成铁尖晶石，其熔点 1780 ℃ 。AL203与MnO、Fe2O3复合作用生成熔点为 1520 ℃的共晶体，与 Cr203 形成固溶体 , 此固溶体对炉衬有增强作用。直得注意的是若熔炼完高铬合金后最好不要熔炼无铬或低铬合金，否则会造成 Cr203 脱溶使炉衬表面疏松、强度下降。高铝矾土炉衬与 C、Fe203、SiO2基本不反应,而与 ZnO 生成尖晶石与B203、P205、CaO生成难溶的铝酸盐。CaO、AL203、Fe203 复合作用对炉衬的侵蚀作用要比单独作用强一些。与 Na20、K20 作用生成易溶化的共晶体及化合物。故溶渣中 Na20、K20、CaO 对高铝矾土炉衬侵蚀较大，而石英砂炉衬对溶渣中的 MgO、Zn0、PbO、CaO、Na20、K20反应激烈更易造成炉衬的侵蚀，CaO、Si02、FeO复合作用形成易溶化合物，特别是ZnO、PbO对炉衬侵蚀极大。石英砂炉衬中 Fe203 含量要求严格控制、由机械破碎，研磨的石英砂( 碱性炉衬中的镁砂 )应严格磁选 , 否则会造成炉衬漏电，产生炉衬的烧穿事故。3、良好的抗蚀性能高铝矾土炉衬因其矿物组成主要是莫来石其次是刚玉及少量方石英和玻璃相，其化学稳定性高，在高温下呈弱碱性与AL、Mn、Fe、Si、Sn、Go、Cr、Ni基本不发生化学反应。与Zn、Pb、Mg、Ti等反应微弱与Cu反应较明显( 熔炼铜合金时 )。而石英砂炉衬与Al、Mg、Pb、Zn、Mn等均有明显反应。Zn、Pb ( 黄铜 ) 会使炉衬严重侵蚀，甚至常常在短时间内将炉衬烧穿，Al、Mg、Ca等均会使炉衬严重侵蚀。在熔炼低硅铸铁时，碳对炉衬的侵蚀，炉衬裂纹的扩展影响也较大。一般来讲高铝矾土炉衬比石英砂炉衬对合金的收得率高 1.4%, 而总烧损不可回收损失低 1. 4%。其原因是高铝矾土炉衬造渣作用小，液体不易氧化而且从渣中还原金属的反应较强。高铝矾土炉衬在 1500 ℃以上长时间保温对Cr、Ni、Al、Cu几乎没有烧损 ,1350 ℃以下C、Si无变化，1400 ℃-1500 ℃C、Si每小时烧损 0.04-0.06% ；Si每小时烧损 0.013-0.017%；1500 ℃保温 3 小时Mn的相对烧损仅为 2.7%。石英砂炉衬熔炼耐蚀铸铁时其元素烧损为：C 2.9%、Si 5.18%、Mn11.5%、Cr 1.16%、Ni0.12%、Fe0.8% 、S 0.38% 。对可锻铸铁其元素平均烧损为：C 2.9%、Si 8%、Mn 7%。对高强度铸铁元素烧损为：C 2%、Si 5.25%、Mn 5.09%、P 2.8%、Fe0.24% 、S9.2% 。由于高温下高铝矾土比镁砂更稳定，在一般条件下与Cr、C、Mn元素的作用较弱，故炉衬浸蚀轻微。由此可知，高铝矾土炉衬不仅适用于多种有色金属、普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。 三、高铝矾土炉衬的致密化烧结感应炉炉衬烧结的目的是把打结好的靠近 融熔金属一面一定厚度的耐火材料转变为致密体。只有致密化烧结的坩埚才能承受高温钢(铁)水的冲刷和熔渣的侵蚀。坩埚烧结的致密化程度与耐火材料的化学组成、粒度配比、烧结工艺和烧结温度等因素有关。1、粒度配比合理的粒度配比可获得烧结前的最小气孔率。如果粒度配比不合理，打结后炉衬内的气孔率较高。烧结过程是由颗粒重排、气孔充填和晶粒长大等阶段组成。如果气孔率较高，在烧结过程中难以使绝大部分气孔被充填而影响其致密化。另外，合理的粒度配比还可获得最大抗热冲击性。为兼顾低的气孔率和高的抗热冲击性，粒度的配比是：粗（3～5mm）：中（0.5～1mm）: 细（﹤0.1mm）＝60:10:30。2、粘结剂在高温下,少量的添加剂,与主晶相生成少量液相，可加速烧结过程的进行, 并能起到 -定的粘结作用。高铝矾土熟料中含有均匀分布的 Fe203、CaO、MgO、TiO2等微量杂质，在高温下它们与主晶相生成少量液相, 能够满足烧结过程中扩散传质的需要Fe203、CaO 和MgO在烧结过程中还是莫来石化的促进剂。故 -般情况下不需加入任何粘结剂。但对小容量感应炉,因打结完毕后胎具要取出,为防止烘烤过程骨料颗粒散落,故要加入1～1.5%工业硼酸 (H3B03 )。3、烧结温度由烧结机理可知，只有体积扩散才能导致坯体致密化。表面扩散只能改变气孔形状而不 能引起颗粒中心距逼近，因而不发生致密化过程。在高温烧结阶段主要以体积扩散为主，而在低温阶段以表面扩散为主。在坩埚的烧结过程中，如果在低温停留时间较长则不仅不发生致密化反而因表面扩散使气孔封闭，内部气体难以排出遗留在烧结层中。这样将会使坩埚的使用性能降低。通常取 Ts=0.8～O.9Tm (Ts为烧结温度 ,Tm 为熔融温度 )。从烧结理论上讲，在烧结过程中应尽快地从低温升到高温，以便为体积扩散创造条件。因此，采用高温短时间烧结是获得致密坩埚的有效手段。烧结温度一般控制在1450℃～1500℃较为合理，过高的烧结温度将导致晶界迅速移动而使处于晶界上的气孔来不及向外扩散就被包入大 晶粒内，其结果必然产生晶体缺陷。因此，必须控制烧结温度，使晶界缓慢移动，最大限度地消除气孔，从而获得较致密的坩埚烧结体。4、烧结工艺在烧结坩埚过程中的具体做法是：炉衬打结完毕后，自然风干24小时，以5～30% 的功率烘烤。间断送电让炉衬保持初期红色（≤500 ℃）, 直至烘干（4～5小时即可）。随之加入 1/3 的炉料并以大功率全负荷运行使炉料快速熔清，在熔化温度保温一小时。接着进入后期的熔炼工序。这就是所谓的低温烘烤、快速升温、高温短时间烧结的工艺措施。采用这一新工艺所用的时间仅为旧工艺的 2/3～1/2。省时省电操作方便且烧结良好。使用中未发现裂纹和其他不良现象。炉衬使用寿命可超过150炉次。最高可达 200 炉次。四、结论1、 适用于多种有色金属 , 普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。2、 用高铝矾土炉衬熔炼金属合金其元素烧损要比酸性、碱性炉衬低，不仅提高了合金的利用率，而且大大增强了抵抗合金、溶渣对炉衬的侵蚀能力。3、 耐热度高 , 寿命长，线膨胀系数小，仅是酸性、碱性炉衬的 1/2-1/3, 大大提高了炉衬在间歇生产生条件下的使用寿命。4、 高铝矾土炉衬的壁厚可做得较薄 , 在生产中几乎能超装一倍的金属炉料。5、炉衬采用低温烘烤、高温短时间快速烧结工艺，时间仅为原工艺的 2/3~I/2, 致密化速率为原工艺 的 2 倍以上。不仅节省了烘干烧结的时间， 而且也节省了电力。6、炉衬烧结良好、致密，使用中未发现裂纹和其他不良现象，高铝矾土炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达 200 炉次。参考文献1 李景仁。高铝矾土感应炉坩埚的致密化烧结。铸造 1991。32 詹国祥。熔炼络系铸铁的感应炉炉衬。铸造 1995。53 《熔模精密铸造》编写组。熔模精密铸造 国防工业出版社 19844Research and application of induction furnace lining of high bauxite(Baotou vocation technology college, Department of material engineering, Inner Mongolia Baotou 014030)SunMin WangShuTian ShiJiDongAbstract：Furnace lining of high bauxite have get high refractoriness, fine heat resistance, better resist press residues, and well resist corrosion .By means of Tight agglutination used for smelting of many kinds of non-ferrous metals, ordinary cast iron, cast iron with graphite, cast alloy iron, carbon and alloy steel, stainless steel and heat resisting steel. Alloy element loss by burning is lower in smelting; Furnace material can be loading one multiple. Techniques measures of hypothermia bake, quick lift temperature and short time high temperature tight agglutination are applied in Furnace lining. The life period of furnace lining usually are 150 times and200 times in max.Key words ：High bauxite; Furnace lining; Induction furnace; Tight agglutination
介绍一下（The Engineering Index，简称EI）创刊于1884年，是美国工程信息公司(Engineering information Inc.)出版的著名工程技术类综合性检索工具。
登陆EI，侧面有分类情况，罗列所有不同级别的期刊名录。
在中国有些比较好的杂志是直接EI或者SCI送检的，只要是被此杂志录用的文章，最终会被EI、SCI数据库收录。这只个数据库不是发表文章的地，发表的就去* 品 优 刊。
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