冷镦材料与热处理方法一、冷镦工艺对金属材料的要求1、冷镦用金属材料的机械性能要求根据冷镦工艺特点，对钢材机械性能提出如下要求：1） 屈服强度Re以及变形抗力尽可能低，这样可使单位变形力相应减小，以延长模具寿命；2） 材料的冷变形性能要好，既材料应有较好的塑性，较低的硬度，在大的变形程度下不致引起开裂。如冷镦高强度螺栓时，即可使用含碳量较高的碳素钢，又可使用含碳量较低的低合金钢。如果增加含碳量，就会使硬度提高,塑性降低，使冷变形性能变坏。但是在含碳量较低的钢中加入少量合金元素（如添加少量硼10B21、10B33钢），即可显著提高钢材强度，从而满足产品的使用性能要求，同时又不损害其冷变形性能；3） 材料的加工硬化敏感性能越低越好，这样不致使变形过程中的变形力太大。材料的加工硬化敏感性可用变形抗力--应变曲线的斜率来反映。斜率越大，则加工硬化敏感性越高。如不锈钢0Cr18Ni9（SUS304）的曲线斜率最大。这种材料的加工硬化敏感性就比较剧烈，随着变形程度的增加，变形抗力急剧上升。钢材的机械性能不但表现原始坯料的Rm、Re、A、Z 及硬度等指标，不但受原材料的化学成分、宏观组织、微观组织等方面的影响，还受到材料准备过程中的拉拔及各道工序之间的热处理影响。2、化学成分的要求⑴碳（C） 碳是影响钢材冷塑性变形的最主要元素。含碳量越高，钢的强度越高，而塑性越低。含碳量每提高0.1%，其屈服强度Re提高27.4MPa，抗拉强度Rm提高（58.8-78.4MPa），而伸长率A则降低4.3%,断面收缩率Z降低7.3%。当钢的含碳量＜0.5%、含锰量＜1.2%、断面收缩率Z=80%时，单位冷变形力P与钢材含C、Mn量之间的近似关系如下：P=1950C+500Mn+1860（MPa）……………………（1）可见，钢中含碳量对于钢材的冷塑性变形性能的影响是很大的。在实际工艺过程中，冷镦挤压用钢的含碳量大于0.25%时，要求钢退火成具有最好的塑性组织——球状珠光体组织。对于变形程度为65%-85%的冷镦紧固件不经过中间热处理而进行三次镦锻变形，其含碳量不应超过0.4%。对当含碳量超过0.3%-0.5%的碳钢进行镦锻时，就要增加中间完全退火工序或者采用温镦。⑵锰（Mn） 锰在钢的冶炼中与氧化铁作用（Mn+FeO+MnO+Fe）主要为对钢脱氧而加入。锰在钢中与硫化铁作用（Mn+FeS+MnS+Fe），能减少硫对钢的有害性。所形成的硫化锰可改善钢的切削性能。锰使钢的强度有所提高，塑性有所降低，对于钢的冷塑性变形性能是不利的，但是锰对变形力的影响仅为碳的四分之一左右。由于成品的特殊性能要求，允许锰的含量为硫的五倍。除了成品的特殊要求外，不宜超过0.9%。⑶硅（Si） 硅是钢在冶炼中脱氧剂的残留物。当钢中含硅量增加0.1%时，会增加13.7mpa。经验表明，含硅量超过0.17%且含碳量较大时，对钢的塑性的降低有很大影响。在钢中适当增加硅的含量，对钢的综合机械性能，特别是弹性极限有利，还可以增强钢的耐蚀性。但是当钢中含硅量超过0.15%时，使钢急剧形成非金属夹杂物，高硅钢即使退火也不会软化，急剧降低钢的冷塑性变形性能。如果硅以硅酸类形式存在于钢中，分散在钢中的细小颗粒会过快地磨损模具。因此，除了产品高强度的性能要求外，冷镦用钢总是尽量减少硅的含量。⑷硫（S） 硫是有害杂质。钢中的硫在冷镦时会使金属的结晶颗粒彼此分离引起裂纹。硫的存在还促使钢产生热脆和生锈。因此含硫量应小于0.06%。镦制高强度紧固件时，应控制在0.04%以下。由于硫、磷和锰的化合物能改善切削性能，冷镦螺母用钢的含硫量可放宽到0.08%-0.12%，以利于攻丝。⑸磷（P） 磷的固溶强化及加工硬化作用极强，在钢中偏析严重，增加钢的冷脆性及回火脆性，使钢易受酸的侵蚀。钢中的磷会恶化冷塑性变形性能，在拉拔中使线材断裂，在冷镦中使工件开裂。钢中含磷量要求控制在0.045%以下。⑹其他合金元素 铬（Cr）、钼（Mo）、镍（Ni）、钒（V）、钨（W）等合金元素对钢的冷变形性能的影响远不及碳那样大。一般来讲，随着钢中合金元素的增加，钢的机械强度指标、淬透性随之增加，冷变形性能随之降低。3、金相组织要求为使钢材能更好地适应冷镦工艺，对于钢的结构、晶粒大小与形式、非金属夹杂物的分布都有一定的要求。⑴钢的组织结构钢中除了铁素体外，还有珠光体。含碳量越高，珠光体数量越多。铁素体是软的基体，在软的基体中嵌有硬的珠光体颗粒。成堆的珠光体分布对于冷变形是不利的，会形成裂纹。钢材的组织要紧密均匀，因此。冷镦用钢要用尽可能均匀分布、球状的晶粒结构。⑵晶粒度金属的变形是由于晶粒的滑移和晶粒本身的变形而发生的。在一定的体积内，细晶粒金属的晶粒数必然比粗晶粒金属的多，塑性变形时位向有利于滑移的晶粒也较多，变形能够较均匀地分散到各个晶粒。相应地细晶粒金属的变形不均匀性和由于变形不均匀性所引起的应力集中均较小，使开裂的机会也小，出现开裂前可承受的塑性变形量增加，对外反映出塑性较好。晶粒越小，所产生的激发相邻晶粒滑移的应力也越小。为使变形继续进行，必须增大外加的应力，对外反映出变形抗力较大。因此冷镦不宜采用过细晶粒的钢材。晶粒太大，又会使工件表面粗糙，产生明显的伤痕和裂纹。粗晶粒钢的加工硬化敏感性比细晶粒钢大，塑性较差，冷变形性能也差。冷镦用钢的晶粒度要求为4-6级，晶粒的大小规范如下：晶粒平均直径约（0.02-0.06）mm；每mm2晶粒数约为250-2300个；晶粒的平均面积约（400-4000）μm2。⑶非金属夹杂物不管用什么方法冶炼钢材，总会有或多或少的非金属夹杂物。氧化物或硫化物等夹杂物，会使金属紧密的晶体结构发生间断。夹杂物的形式、数量和分布情况不同，对于钢材的冷变形性能的影响也各异。冷镦用线材是热轧钢材经冷拔后使用的，在轧制和冷拔过程中，这些夹杂物已沿着变形方向被拉长。一般说来，细微、均匀分布的夹杂物为害不大。细小且分散的硫化物夹杂物可以较好地随着变形方向变形，因而较其他一些随之变形的夹杂物为害稍小。特别有害的是氧化铝夹杂物。氧化铝微小颗粒不仅极硬，会损伤模具；而且很难与钢的基体结合在一起，常常在剧烈的冷变形中使工件产生撕裂。粗的或者细而局部集中的夹杂物，对钢的冷镦性能影响很大。4、 表面质量要求普通热轧钢的表面状态大多数不够好。热轧钢材的表面缺陷经过冷拔（如果压缩比太小）也无法消除，造成冷镦产品的表面缺陷及废品，严重的将无法进行生产。⑴ 坯料表面缺陷钢在冶炼时，钢锭留有的气泡、缩孔等缺陷。经过热轧和冷拔，使线材带有比较严重的贯穿性纵裂，在镦锻时会明显地暴露在产品表面。原材料在轧制中的折叠、耳子、偏析、裂缝等缺陷，在冷镦中会造成严重危害。如：螺栓的断头、螺母的开裂；工件在搓制螺纹时，螺坯被碾压成两半等。原材料在酸洗中处理不当，在钢材表面产生麻点、锈蚀。如果麻点、锈蚀轻微，经过冷拔，凹坑被拉长，在表面基本上显不出痕迹，冷镦中不致于因此而出现裂纹。如果凹坑严重就会形成裂口；裂口多呈现于工件变形量大的棱角处。材料表面裂缝等缺陷越深，冷变形性能就越差。实验表明：无论冷拔还是冷镦，裂纹的形状对于变形程度的影响不大，但是裂纹深度的影响是很大的。对于变形程度较大的冷镦材料，表面缺陷的临界深度是0.04-0.10mm,更深的缺陷必须避免。钢材在低碳气氛中加热会引起脱碳。虽然脱碳从产品 的外观质量看不出什么，但是工件表面含碳量的任何变化都会对工件的机械性能产生重大影响。特别对含碳量0.30%以上的钢材，表面脱碳对工件的疲劳强度和耐磨性明显有害。为防止脱碳材料在退火时，应使用保护气体。和脱碳相反的是渗碳。钢在高温高碳环境中会产生渗碳。尽管渗碳对于成品是相当于在软核上产生硬壳是可以接受的，有时是需要采用的方法，但是对于冷镦工艺来说是相当有害的。有渗碳层的钢材表面象蛋壳那样又薄又硬。在材料改制或者冷镦时，材料表面会产生裂口或者剥离，降低钢材的冷变形性能。因此，冷镦用钢材应当完全避免脱碳和渗碳。钢材的脱碳和渗碳情况可采用金相显微镜检查。⑵尺寸精度要求线材的尺寸精度对于冷镦产品质量及工艺过程有很大影响。冷镦用线材和模具通常是专业化分别加工的。若线材直径超出最大允许值，则镦锻时工件头部的金属就过多，将产生不良飞边或者使工件杆部弯曲。或者因线材直径大于凹模模孔直径而使进料困难。以及工件杆部被凹模孔拉毛，在模孔内急剧形成金属瘤。若线材直径小于最小允许值，则在镦锻时金属不能完全充满模腔，造成工件棱角不清。所以冷镦用材料要充分接近真圆，直径均匀。冷镦用线材的直径允差一般为0.20-0.35mm，不圆度允差为直径允差的1/2。二、常用冷镦材料适用于冷镦的材料种类繁多，其品种、规格、技术条件都纳入一定的技术标准中。纳入国家标准的叫“国标”；纳入冶金部标准的以“YB”表示。还有按钢厂企业标准或者按钢厂与使用单位签订的技术协议供应。冷镦生产中最常用的材料有黑色金属和有色金属两大类。A、 黑色金属材料从工艺角度，钢材在使用习惯上有以下几种分类方法。一按钢材的质量分1、普通碳素钢 标准代号GB700-2004《碳素结构钢》，常用有5个牌号。普通碳素钢分为Q195、Q215、 Q235、 Q255 、Q275、共有A、B、C、D4个等级。按机械性能供应，保证抗拉强度和伸长率，根据需要可补充保证屈服点，室温冲击韧性和冷弯性能；化学成分除硫、磷有规定外，其他不保证。普碳钢因来源广泛，价格较低廉，多用于镦制成品机械性能要求较低，变形程度不很大及形状较简单的低强度紧固件。2、优质碳素结构钢 标准代号GB699-1999《优质碳素结构钢》，共有31个牌号。 优质碳素结构钢其牌号为10、15、20、35、45……，其化学成分和机械性能都有严格规定。含碳量从低碳（C<0.25%）到中碳（C=0.25-0.50%），可以保证冷镦（压扁）试验，保证脱碳及宏观、微观组织，保证机械性能和表面质量等检验要求。被大量用来镦制性能要求严格、变形程度较大、形状较复杂或中等强度的紧固件和异性件。3、 专用冷镦钢 标准代号 GB6478-2001《冷镦和冷挤压用钢》，共有34个牌号。专用冷镦钢其牌号为钢号前冠ML，俗称铆螺钢。其化学成分要求严格，特别是对硫、磷、硅等不利于冷镦变形的有害元素有严格规定。对于钢材的机械性能，特别是屈服极限、伸长率、断面收缩率、硬度等塑性指标都有较高要求。对于影响变形程度的原材料的表面缺陷都经过清除处理。因此冷镦性能很好，能够用较大的变形量、较少的变形次数生产出形状较复杂的、合乎质量要求的产品，是较理想的冷镦材料。4、 合金钢 标准代号GB3077-1999《合金结构钢》，共有76个牌号。合金钢包括低合金钢及合金钢如15Mn、16Mn、15Cr、20Cr等，是在优质碳素结构钢加入少量的（一般不超过2-3%）合金元素而制成的。钢的淬火性能基本上是由含碳量和晶粒决定的。但是若加入合金元素后，钢的热处理性能随着加入量而提高（除一部分元素例外）。在低碳钢中加入少量合金元素而成的低合金钢，代替中碳结构钢用于生产中等强度的紧固件，因低合金钢的含碳量较低，故其冷变形性能较中碳钢好。同时由于热处理性能的提高，以及合金元素的强化作用，使低合金钢的强度可得到大大提高（提高25-150%左右）。所镦制的紧固件，主要用于桥梁、船舶、车辆、建筑等结构中。合金钢如15MnVB、35CrMo等，同于镦制性能等级10.9级以上的螺栓、螺钉，10级以上的螺母等高强度航空标准件以及高速、高负荷用的紧固件。由于合金钢的强度极限较高，冷镦变形困难，往往采用分工序加工并进行中间热处理的工艺流程，不能在多工位自动冷镦机上进行冷变形。有些合金甚至无法适应冷变形方式，需要采用温镦工艺或切削加工。二按钢材成份分1、低碳钢的含碳量低于0.25%，如Q195、Q235、10、15等。其塑性较好，变形抗力较低，大量被用作镦制低强度的紧固件。2、中碳钢 冷镦中使用的中碳钢含碳量在0.25-0.50%之间。用中碳钢制作的冷镦件经调质等热处理后，具有较高的综合机械性能，常用于镦制中等强度的紧固件。3、高碳钢 含碳量高于0.5%的碳钢的冷变形性能差，生产中一般不使用。4、特种钢 为满足成品的抗腐蚀性能、耐高温性能等特殊要求，也有使用1Cr13、1Cr18Ni9Ti、Cr17Ni2等不锈钢、耐热钢作为冷镦材料。特种钢的合金元素含量很高，要根据钢材的性能来决定工艺流程。需要通过特殊的退火处理后进行塑性变形，并在各道变形中间进行热处理清除加工硬化，一般不宜在多工位自动冷镦机上生产。￥5.9百度文库VIP限时优惠现在开通,立享6亿+VIP内容立即获取冷镦材料与热处理方法冷镦材料与热处理方法一、冷镦工艺对金属材料的要求1、冷镦用金属材料的机械性能要求根据冷镦工艺特点，对钢材机械性能提出如下要求：1） 屈服强度Re以及变形抗力尽可能低，这样可使单位变形力相应减小，以延长模具寿命；2） 材料的冷变形性能要好，既材料应有较好的塑性，较低的硬度，在大的变形程度下不致引起开裂。如冷镦高强度螺栓时，即可使用含碳量较高的碳素钢，又可使用含碳量较低的低合金钢。如果增加含碳量，就会使硬度提高,塑性降低，使冷变形性能变坏。但是在含碳量较低的钢中加入少量合金元素（如添加少量硼10B21、10B33钢），即可显著提高钢材强度，从而满足产品的使用性能要求，同时又不损害其冷变形性能；第 1 页3） 材料的加工硬化敏感性能越低越好，这样不致使变形过程中的变形力太大。材料的加工硬化敏感性可用变形抗力--应变曲线的斜率来反映。斜率越大，则加工硬化敏感性越高。如不锈钢0Cr18Ni9（SUS304）的曲线斜率最大。这种材料的加工硬化敏感性就比较剧烈，随着变形程度的增加，变形抗力急剧上升。钢材的机械性能不但表现原始坯料的Rm、Re、A、Z 及硬度等指标，不但受原材料的化学成分、宏观组织、微观组织等方面的影响，还受到材料准备过程中的拉拔及各道工序之间的热处理影响。
35#钢是优质碳素钢ML35是冷镦钢SWRCH35K是日本标准的冷镦钢优质碳素钢和冷镦钢的主要区别是P\S 等有害杂质少，当然还有其他的不同，冷镦钢的塑性变形能力强ML35和SWRCH35K主要区别是Mn含量有所不同
1、S：Steel(钢)；
2、W：Wire(线)；
3、R：Rod(棒)；
4、C：Cold（冷却）；
5、H：Heading（镦
它的外文名为：
steel wire cold heading。
中文名为：冷镦钢。
扩展资料：
SWRCH35K，一种化学品，在常温下利用金属塑性加工成型,材料内部组织严密、产品的机械性能好、加工材料损失少、生产效益高、能量消耗低、产品尺寸精度高、表面光洁度好。
被广泛用于螺栓、螺帽、螺钉的制做,以及用于自行车、汽车、机械设备、电器、航空设备、照相机、建筑业等行业的零件制作。
化学成份：
C：0.32~0.38 Mn:0.60~0.90 Si:≤0.35 S:≤0.035 P:≤0.030。
SWRCH各型号适用不同螺栓：
1、低强度( 500 N/mm2 以下或 60000 psi 以下 )的螺栓使用一般软钢材，一般使用 SAE 1008 或是 JIS SWRM 8( 或 SWRCH 8 )。
2、较低强度( 600 N/mm2 或74000 psi )的螺栓使用一般软钢材，但限定含碳量等级，一般使用 SAE 1010 - 1015或是JIS SWRM 10 - 15( 或 SWRCH 10 – 15 )。
3、较高强度( 800 N/mm2 或125000 psi )的螺栓中碳钢，低碳硼钢加淬火及回火，一般使用 SAE 1035 - 1040或是SWRCH 35K – 40K。
冷镦钢成型用钢，冷镦是在室温下采用一次或多次冲击加载，广泛用于生产螺钉，销钉，螺母等标准件。
冷镦工艺可节省原料，降成本，而且通过冷作硬化提高工件的抗拉强度，改善性能。
冷镦用钢必须其有良好的冷顶锻性能，钢中S和P等杂质含量减少，对钢材的表面质量要求严格，经常采用优质碳钢，若钢的含碳钢大于0.25%，应进行球化退火热处理，以改善钢的冷镦性能。
冷镦钢盘条的钢种一般为低、中碳优质碳素结构钢和合金结构钢。冷镦钢产品主要用于汽车、造船、设备制造、电子、家电、自行车、工具、轻钢结构、建筑等行业。
冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10%~30%。
用冷镦加工方法制造紧固件、连接件(如螺栓、螺母、螺钉、铆钉等)用的钢称为冷镦钢，俗称铆螺钢。
通常使用的有调质型合金钢、低温回火型合金结构钢、低碳低合金高强度钢、铁素体-马氏体双相钢等。
冷镦是在常温下利用金属塑性成形的。采用冷镦工艺制造紧固件，不但效率高、质量好，而且用料省、成本低。但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高。
参考资料：
百度百科-SWRCH22A
百度百科-SWRCH35K
百度百科-冷镦钢
百度百科-普通螺栓
转动轴 在使用过程中主要存在的是磨损问题，腐蚀加速也是由磨损带来的。对于转动轴的表面处理，主要是要从耐磨、耐腐蚀、能精加工机械尺寸和表面粗糙度等几方面来考虑，所以一般的转动轴表面处理方式主要有一下两种：1、电镀硬铬：此种工艺的加工后表面硬度能达到HV800~1000，而且通过磨削或者电化学抛光能达到Ra0.2以下的粗糙度，尺寸也能很好的保证。不足的地方就是在于在一些高磨损的工况下使用寿命偏短；2、超音速火焰喷涂：此种工艺的加工后表面硬度能达到HV1000~1300，具有比硬铬高至少2倍的耐磨性，而且通过磨削和机械抛光能达到Ra0.2以下的粗糙度甚至达到镜面，尺寸也能很好的保证。不足的地方就是成本比硬铬高，但是综合看性价比的话还是超音速更好。以上两种工艺的耐蚀性能都比较好，能满足绝大多数工况的使用要求。目前在石油机械领域超音速喷涂工艺已经在开始逐步取代镀硬铬的工艺了。如有进一步咨询的，可以私信我。谢谢
界面反应抛光是根据两相之间接触表面的特性及表面上的各种化学物质种类、含量、存在状态及性质，且在一定的条件下发生的各种化学反应。
碳钢和低合金钢的前处理 工艺流程 机械除油除锈→水洗→化学除油→水洗→酸洗→水洗→活化→→水洗→去离子水洗 主要步骤的工艺要求 机械除油除锈 一般的工件表面都有油污和锈蚀,大量油污可用干布擦净,锈蚀的部位用水砂纸打磨。有的工件表面有锈皮、焊渣、旧漆层等，则需进行机械抛光、振光或喷砂处理。 化学除油 除油液配方 氢氧化钠 20g/l 碳酸钠 30g/l 磷酸钠 30g/l OP-10 1ml/l 工艺条件 温度： 60-80℃ 时间 3-5分钟 如果一次除油不彻底，应用水冲洗后再浸入除油液中，如此反复操作，直至油除净为止。油除净的标准是基体表面达到完全润湿状态，能形成均匀水膜，无挂珠。 涂保护漆 如果要求零件局部镀覆，则需对不要求镀的部位涂保护漆。涂保护漆时应小心仔细，需保护的部位的涂层应连续均匀，不保护的部位 绝对 不允许沾有保护漆。 保护漆通常采用聚胺脂清漆，涂漆后应放置24小时方可进行化学镀。 酸洗 酸洗液配方 1∶1 盐酸（体积比） 工艺条件 温度： 室温 时间： 15-30秒 酸洗后要求工件表面无锈。 活化 活化液配方 10% 硫酸 (体积比) ρ H2SO4 =1.84 g/cm 3 工艺条件 温度： 室温 时间： 10-20 秒 一般要求当工件表面有大量细小均匀气泡溢出时停止活化。
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硅是比锗更经得起当今器件工艺发展考验的半导体材料。在1966年已经生产40000千克半导体级硅(单晶超纯硅，杂质含量小于1／109)，从而制造出40亿个元件。到1966年，用于这方面的硅已超过锗的用量。 由硅晶体管和其他元件组成的集成电路，集成度越来越高，规模越来越大，而元件则愈做愈小。一个直径为75毫米的硅片，可集成几万至几十万甚至几百万个元件，形成了微电子学，从而出现了微型计算机、微处理机等。 在铝衬底上，生长—层10—25微米厚的多晶硅薄膜，就是一种便宜而轻巧的太阳能电池材料，适于在太空和地面上使用。 硅是同位素电池中换能器的主要材料。换能器是将同位素热源发出的热能转变为电能的装置。硅-锗合金做的换能器，其工作温度可达1000oC，机械性能和抗氧化性能很好，高温下不易蒸发和中毒，无论在真空还是空气中都能工作。 航天飞机用的耐热而极轻的硅瓦，在航天飞机返回大气层时，它可保护机身不受超过1000oC高温的损伤。 天然橡胶和合成橡胶的使用温度，一般都在150oC以下，否则就会老化变质。20世纪40年代发展起来的硅橡胶，是以硅一氧一硅为主链的半无机高分子弹性体，兼有无机材料和有机材料的某些特点，使用温度范围宽广。硅橡胶具有优异的耐臭氧、耐碱、生理惰性(对人机体没有不良影响，可做为某些脏器的修复材料，如人工关节)和电气性能。某些特殊结构的硅橡胶，更具有优良的耐油、耐溶剂、耐辐射等特性，因此硅橡胶已广泛用于航空、宇宙航行技术、电气及电子工业部门。 用110—2甲基乙烯基硅橡胶做生胶原料，乙炔炭黑做填料可制成导电橡胶，是电子表中连接集成电路与液晶屏的理想导电材料。 硅酸在水中能形成凝胶，因此可制得一种吸附剂---硅胶。硅胶是一种极性吸附剂，对H20等极性物质都有较强的吸附能力，工业上常用做干燥剂和吸附剂。 硅酸钠的水溶液叫水玻璃，工业上称做泡花碱。木材及织物浸过水玻璃后，可以防腐，不易着火。 硅溶胶是以Si02为基本单位的水中分散体。在羊毛纺织过程中，它可做为轻纺上浆的胶剂，以减少羊毛纤维的断头率，在涂层中含有硅溶胶，可提高无机纤维材料的表面抗 热强度。 在搪瓷器皿制造业中，加进硅溶胶以后，可降低膨胀系数，以改进对四氟乙烯的粘合性，在玻璃及玻璃陶瓷中亦有同样效果。若在玻璃中掺入25—30％的硅溶胶，可制得优质的硅硼酸玻璃。 某些钠硼硅酸盐玻璃(含氧化钠、氧化硼和氧化硅)经过热处理，原子重新组合，就分为互不熔混的两部分。一部分主要含氧化硅，另一部分主要含氧化钠和氧化硼。如果再用酸处理，那么二氧化硅将不受酸的影响而留下来，而氧化钠和氧化硼则溶于酸中，剩下众多的空洞一—微孔，于是就制成了用途广泛的微孔玻璃。 将微孔玻璃烘干，烧结，就得到高硅氧透明玻璃。它耐高温，热稳定性好，透紫外线能力强，可在多方面代替石英玻璃，适宜做高温观察窗， 比如宇宙飞船上的观察窗。迫过它去观察物体，不会发生变形，因为它的光学均匀性也很好。 如果在普通的钠铝硼硅酸盐玻璃中加入少量卤化银做感光剂，微量铜做增感剂，用玻璃常规工艺熔化，退火再经适当处理，就能制成卤化银光色玻璃。它会因光的强度不同而改变颜色，在强光防护、显示装置、光信息存储、交通工具上的挡风玻璃等方面，都有重要用途。 纯净的二氧化硅晶体叫做石英。石英在1600℃熔化成粘稠液体，内部变为无规则形态，再遇冷时，因为粘度大而不易再结晶，成为石英玻璃。它有很多特殊的性质，如能让可见光和紫外光通过，可用它制造紫外灯和光学仪器；它的膨胀系数小，能经受温度的剧变，而且有很好的抗酸性（除氢氟酸外），因此，常被用来制造高级化学器皿。 医用激光器配置的光能传输系统是用石英光导纤维制成的，它不仅细巧轻便，灵活自如，且可将激光能量传入人体内脏器官进行医治。 一种新型水泥——双快水泥，具有快凝、快硬的特点。它浇注一天后的强度，相当于普通水泥浇注7-28天的强度，可用于滑升模板施工、预应力混凝土构件、砌块的快速成型和脱模，也可用它做矿井巷道喷射混凝土或机械铸件造型自硬砂。 用废轮胎等制成海绵状弹性体，与粘结性强的乳剂和水泥混和搅拌，就成为橡胶水泥。它克服了原有混凝土的缺点，能防止龟裂、剥离和吸水，既可用于铺路，又可用于建筑物上。 SiC叫碳化硅，又叫金刚砂。它具有类似金刚石的结构，硬度极大，而且分解温度又很高，所以在工业上大量用作磨料。 氮化硅陶瓷的强度和硬度很高，抗热震性和耐化学腐蚀性好，摩擦系数小且有自润性，是一种优越的耐磨材料。用氮化硅陶瓷制成的机械密封圈，经过几百到几千小时的运转后，磨损较小，寿命较原用材料提高几倍到十几倍。 以碳化硅陶瓷为基板的碳化硅远红外辐射板，被加热到一定温度后，能辐射出2—15微米以上的长波红外线，它对有机物，高分子物质以及对远红外线有强烈吸收峰的含水物质等，有很高的干燥效率。目前，这种碳化硅远红外辐射板巳用于自行车、缝纫机、家俱；木材，皮革，纺织，食品及粮食作物的干燥。答案补充 这篇字数绰绰有余 可根据您的学习内容删减 保留您学过的精华 删去偏离课本的糟粕 文秘杂烩网
碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要：综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状，重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题，在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词：SiCp /Al 复合材料； 制备方法中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract：The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put forward.Key words：SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:;E-mail:《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究，从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作， 取得了显著的成绩。在美国和日本等国，该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟，在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料，可成百吨的生产，价格便宜，SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料， 其性能可与钛合金媲美，而价格还不到钛合金的1/10。碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料，被认为是一种理想的轻质结构材料，尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年，美国DuralAluminumComposites 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术， 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产， 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前，Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3～4倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加，只有伸长率下降的，其他性能都得到了很大提高。到目前为止，SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域，并取得巨大经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆，北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料， 虽然部分性能已达到国外产品的指标， 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距，另外制造成本太高，离工业化生产还有一段距离要走。2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物，明显提高了复合材料的比强度和比模量， 特别是高性能连续纤维，如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物，他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能，使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物，在高温下具有很好的高温强度和模量， 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基复合材料，其高温性能可保持到接近金属熔点，并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数， 一般在60%以上，因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。(4)良好的耐磨性金属基复合材料，特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物，陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定，用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度，也提高了复合材料的硬度和耐磨性。(5)热膨胀系数小，尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数，特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数， 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数， 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工艺增强体含量(vol,%)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 5.3SiCP/2124Al 粉末冶金20 552 103 7.0SiCP/6061Al 粉末冶金20 496 103 5.5SiCP/7090Al 粉末冶金20 724 103 2.5SiCP/6061Al 粉末冶金40 441 125 0.7SiCP/7091Al 粉末冶金15 689 97 5.0SiCP/A356Al 搅拌铸造20 350 98 0.5SiCP/A359Al 无压浸渗30 382 125 0.4表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1]Tab.1 Mechanical properties of aluminum matrixcomposite reinforced by SiC particle93Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面结合强度适中，可以有效传递载荷，又能阻止裂纹扩展，从而提高材料的断裂韧性。(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比，金属性质稳定、组织致密，不存在老化、分解、吸潮等问题，也不会发生性能的自然退化，在空间使用不会分解出低分子物质而污染仪器和环境，有明显的优势。(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧性，而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近20 年以来， 铝基复合材料获得了惊人的发展速度，表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。3 主要应用领域3.1 在航空航天及军事领域的应用美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中心合作，研制成超轻量化空间望远镜和反射镜，该望远镜的主镜直径为0.3m，仅重4.54kg。ACMC 公司用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中扫描用高速摆镜等；美国用高体积分数的SiCp/Al代替铍材，用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖，成本比铍材降低2/3；20 世纪80 年代美国洛克希德.马丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作飞机上承载电子设备的支架，其比刚度比7075 铝合金约高65%；美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机的腹鳍， 代替原有的2214 铝合金蒙皮， 刚度提高50%，寿命从几百小时提高到8000 小时左右，寿命提高17 倍，可大幅度降低检修次数，提高飞机的机动性，还可用于F-16 的导弹发射轨道；英国航天金属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al， 成功用于Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升机[12]；采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电子计数测量阵列等关键电子系统上， 以代替包铜的钼及包铜的锻钢，可使质量减轻70%，同时降低了电子模板的工作温度；SiCp/Al 印刷电路板芯板已用于地轨道全球移动卫星通信系统； 作为电子封装材料，还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替Cu-W 封装合金作为电源模块散热器，已用于EV1 型电动轿车和S10 轻型卡车上；美国将氧化反应浸渗法制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲，用于“沙漠风暴”地面进攻的装甲车；美国GardenGrove 光学器材公司用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。3.2 在汽车工业中的应用由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机；自20 世纪90 年代以来， 福特和丰田汽车公司开始采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘；美国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996年投入批量生产[13]；德国已将该材料制作的刹车盘成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一级方程式赛车。3.3 在运动器械上的应用BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已在Raleigh 赛车上使用；SiCp /Al 复合材料可应用于自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品；在医疗上用于假体的制造。4 制备及成型方法一般来说， 根据铝基体状态的不同，SiCp/Al 的制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。4.1 粉末冶金法粉末冶金法又称固态金属扩散法，该方法由于克增强相/ 基体增强相含量拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiC/Al-4Cu 15 476 92 2.3SiCp /ZL101 20 375 101 1.64SiCp /ZL101A 20 330 100 0.5SiCp /6061 25 517 114 4.5SiCp /2124 25 565 114 5.6Al2O3 /Al-1.5Mg 20 226 95 5.9Cf /Al 26 387 112 -表2 金属基复合材料的力学性能[1]Tab.2 Mechanical properties of metal matrix composite[1]94《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点，因而是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种，目前最为流行和典型的工艺流程为：碳化硅粉末与铝合金粉末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可以按任何比例混合，而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟，成型温度较低，基本上不存在界面反应、质量稳定，增强体体积分数可较高，可选用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高，颗粒不容易均匀混合，容易出现较多孔隙，要进行二次加工，以提高机械性能，但往往在后续处理过程中不易消除；所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制，粉末冶金技术工艺程序复杂，烧结须在在密封、真空或保护气氛下进行， 制备周期长， 降低成本的可能性小，因此制约了粉末冶金法的大规模应用。4.2 喷射沉积法喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer教授首先提出[14]，并由Ospray 金属有限公司发展成工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是：对铝合金基体进行雾化的同时，加入SiC 增强体颗粒，使二者共同沉积在水冷衬板上， 凝固得到铝基复合材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间短，二者反应易于控制；对界面的润湿性要求不高，可消除颗粒偏析等不良组织， 组织具有快速凝固特征；工艺流程短、工序简单、效率高，有利于实现工业化生产。缺点是设备昂贵，所制备的材料由于孔隙率高而质量差必须进行二次加工， 一般仅能制成铸锭或平板； 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的合金液滴复合， 造成原材料损失大， 工艺控制较复杂，增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。4.3 搅拌铸造法搅拌铸造法的基本原理[15-17]：依靠强烈搅拌在合金液中形成涡漩的负压抽吸作用， 将增强体颗粒吸入基体合金液体中。具体工艺路线：将颗粒增强体加入到基体金属熔液中， 通过一定方式的搅拌与一定的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体中，以达到相互混合均匀与浸润的目的，复合成颗粒增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件等使用。该方法的优点是：工艺简单、设备投资少、生产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是：加入的增强体颗粒粒度不能太小， 否则与基体金属液的浸润性差， 不易进入金属液或在金属液中容易团聚和聚集；普遍存在界面反应，强烈的搅拌容易造成金属液氧化，大量吸气及夹杂物混入，颗粒加入量也受到一定限制，只能制成铸锭，需要二次加工。4.4 挤压铸造法挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘结，制成预制块放入浇注模型中，预热到一定的温度，然后浇入基体金属液，立即加压，使熔融的金属熔液浸渗到预制块中，最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方法的优点是：设备较简单且投资少，工艺简单且稳定性较好，生产周期短，易于工业化生产，能实现近无余量成型，增强体体积分数较高，基本无界面反应。缺点是容易出现气体或夹杂物，缺陷比较多，需增强颗粒需预先制成预成型体， 预成型体对产品质量影响大，模具造价高，而且复杂零件的生产比较困难。5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究，其相关领域的研究及发展也应给予重视。5.1 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料，但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中，使金属液粘度提高，流动性降低，铸造时充填性变差，当颗粒含量增加至20%或在较低温度(<730℃)时，流动性急剧降低以致于无法正常浇注。另外，SiC颗粒具有较大的表面积， 表面能较大，易吸附气体并带入金属液中，而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出，产生气孔缺陷。因此，对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。5.2 后续加工工艺的研究金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少，成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[18-19]，而由于增强体与基体合金的热膨胀系数差异大引起位错密度的提高， 也使金属基复合95Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外，增强体影响焊接熔池的粘度和流动性， 并与基体金属发生化学反应限制了焊接速度， 给金属基复合材料的焊接造成了极大困难。因此， 解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要方向。5.4 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究， 即如何解决金属基复合材料与环境的适应性， 实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视， 这个问题关系到有效利用资源，实现社会可持续发展，因此， 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形成一类新的多相材料， 其回收再利用的技术难度要比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批量应用，必然面临废料回收的问题，通过对复合材料的回收再利用， 不但可减少废料对环境的污染还可减低铝基复合材料的制备成本、降低价格，增加与其他材料的竞争力，有利于促进自身的发展。文献[21]配制了混合盐溶剂， 采用熔融盐法成功地分离出颗粒增强铝基复合材料中的增强材料，研究结果表明，利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料， 其回收利用率可达85%。6 结语与铝合金基体相比， 铝基复合材料具有更高的使用温度、模量和强度，热稳定性增加及更好的耐磨损性能，它的应用将越来越广泛。然而，在目前的研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题， 例如怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题， 并且力求研究结果有助于改善生产应用问题； 在制备过程前后， 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性能；如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服役于各种环境。此外，原位反应中仍不免其他副反应夹杂物存在， 同时对增强体的体积分数也难以精确控制，这些都是亟待研究解决的问题。参考文献：[1] 于化顺．金属基复合材料及其制备技术[M]．北京：化学工业出版社，2006．241．[2] 吴人洁．复合材料[M]．天津：天津大学出版社，2000．[3] 沃丁柱．复合材料大全[M]．北京：化学工业出版社，2000．[4] 毛天祥．复合材料的现状与发展[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，2000．[5] 赫尔(Hull， D)．复合材料导论[M]．北京：中国建设工业出版社，1989．[6] 尹洪峰，任耘，罗发．复合材料及其应用[M]．陕西：陕西科学技术出版社，2003．[7] 汤佩钊．复合材料及其应用技术[M]．重庆：重庆大学出版社，1998．[8] 张守魁，王丹虹．搅拌铸造制备颗粒增强复合材料[J]．兵器材料科学与工程，1997，20(6)：35-391．[9] 韩桂泉，胡喜兰，李京伟．无压浸渗制备结构/ 功能一体化铝基复合材料的性能及应用[J]．航空制造技术，2006(01)：95．[10] 李昊，桂满昌，周彼德．搅拌铸造金属基复合材料的热力学和动力学机制[J]．中国空间科学技术，1997，2(1)：9-161．[11] 桂满昌，吴洁君，王殿斌，等．铸造ZL101A/SiCp复合材料的研究[J]．铸造，2001，50(6)：332-3361．[12] 任德亮，丁占来，齐海波，等．SiCp /Al 复合材料显微结构与性能的研究[J]．航空制造技术，1999，(5)：53-551．[13] Clyne T W，Withers P J．An Introduction to Metal MatrixComposites [M]．London：Cambridge University Press，1993．[14] Lee Konbae．Interfacial reaction in SiCp /Al composite fabricatedby pressureless infiltration [J]．Scripta. Materialia，1997，36(8)：847．[15] 张淑英， 张二林． 喷射共沉积金属基复合材料的发展现状[J]．宇航材料工艺，1996，(4)：4-5．[16] Clegg A J．Cast metal matrix and composites [J]．TheFoundryman，1991，8：312-3191．[17] Mortensen A， Jim I．Solidification processing of metal matrixcomposites [J]．Inter. Mater. Rews.，1992，37(3)：101-128．[18] Lloyd D J．Particle reinforced aluminium and magnesiummatrix composites [J]．Inter. Mater. Rews，1994，39(1)：218-231．[19] Quigleg O， Monagham M， O'Reilly P．Factors effecting themachinability of Al/SiC metal matrix composite [J]．J. Mater.Process.Tech.，1994，43：21-23．[20] Looney L A， Monagham M， O'Reilly P．The turning of anAl/SiC metal-matrix composite [J]．J. Mater. Process. Tech.，1992，33：553-557．[21] 费良军，朱秀荣，童文俊，等．颗粒增强铝基复合材料废料回收的试验研究[J]．复合材料学报，2001，18(1)：67-70．
《光明日报》5月4日报道，从中国科学院获悉，中科院大连化学物理研究所孙剑、葛庆杰研究员团队发现了CO2高效转化新过程，并设计了一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，首次实现了二氧化碳（CO2）直接加氢制取高辛烷值汽油，相关过程和催化材料已申报多项发明专利。
该研究成果2日发表于英国学术刊物《自然通讯》杂志上，被誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
二氧化碳加氢“变”汽油
《自然通讯》是全球排名第三的多学科类期刊，仅次于《自然》和《科学》。该刊2010年创刊时为混合型期刊，出版开放获取及订阅形式的论文，每月收到的投稿约1500篇。该刊发表的所有科学研究都代表着某一领域具有重要意义的研究进展，这涵盖生物学、物理、化学和地球科学等学科。
难题：CO2的活化与选择性转化
在自然界中，植物从空气中吸收CO2，经光合作用转化为有机物和氧气，该过程缓慢，所以一直以来化学家们努力想通过化学方式回收利用CO2。
如果以CO2作为原料生产汽油，将是一种潜在替代化石燃料的清洁能源策略，不仅可有效降低CO2造成的温室效应，还可减轻对传统化石能源的依赖。
科学家解释，用CO2作为原料生产汽油是一种潜在的替代化石燃料的清洁能源策略，但CO2的活化与选择性转化是个难题。
孙剑说：“相比于更活泼的‘孪生兄弟’一氧化碳，二氧化碳分子非常稳定，难以活化，与经典的费托合成路线相比，CO2与氢分子的催化反应更易生成甲烷、甲醇、甲酸等小分子化合物，而很难生成长链的液态烃燃料。”
技术优势
据科学网5月3日报道，为了解决这一问题，研究团队设计了一种高效稳定的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂。
孙剑介绍，这种催化剂有三个优势：
一是，在接近工业生产的条件下，该催化剂实现了甲烷和一氧化碳的低选择性，烃类产物中汽油馏分烃（C5-C11）的选择性达到78%，有利于大规模生产；
二是，这种方法生产的汽油排放能满足环保要求，汽油馏分主要为高辛烷值的异构烷烃和芳烃，基本满足国V标准对苯、芳烃和烯烃的组成要求；
三是，该催化剂还具有较好的稳定性，可连续稳定运转1000小时以上，显示出潜在的应用前景。
此外，对CO2直接转化制取汽油的反应途径研究表明，对多活性位结构及其亲密性效应（proximity effect）的精准调控是实现CO2加氢制汽油的关键。
该技术不仅为CO2加氢制液体燃料的研究拓展了新思路，还为间歇性可再生能源（风能、太阳能、水能等）的利用提供了新途径。
（文章转载于微信公众号：观察者网）
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探究：坚持理论联系实际的原则，紧密结合教材，在开展社会实践活动的基础上，运用所学知识和方法，解决社会．生活．或生产过程中遇到的有关实际问题．格式：依次是题目，摘要，正文，参考文献．
因为二氧化碳会溶于水
桥梁工程中的腐蚀问题探讨论文
摘要 ：本文从桥梁工程中的腐蚀类型分析机制入手，对桥梁工程中的腐蚀机理以及原因分析进行了简要分析，并着重阐释了桥梁工程中腐蚀问题的整治措施，旨在为相关工程质量管理部门提供有价值的参考建议。
关键词 ：桥梁工程；腐蚀；问题；原因；对策
0引言
随着经济的发展以及社会的进步，我国桥梁工程项目也呈现出高速发展的态势，但是，在实际工程项目运行过程中还存在很严重的腐蚀问题亟待解决，需要相关研究人员针对具体问题建立具体管控措施，建立更加完善的管控机制。同时，在对桥梁工程项目进行监督和管控的过程中，相关技术要针对腐蚀问题给予有效关注，建构更加完整的工程项目监管机制，从而提升工程管理效果。
1桥梁工程中的腐蚀类型分析
在对工程项目进行研究的过程中，首先要对桥梁腐蚀类型进行分析，由于腐蚀过程主要指的是材料在环境介质内发生物理或者是化学变化的情况，不仅会对整体技术体系产生影响，也会导致整体工程项目的性能受到损害。在实际腐蚀问题中，比较关键的问题主要包括桥梁化学腐蚀、桥梁物理腐蚀以及桥梁电化学腐蚀三类。在工程项目中，桥梁腐蚀问题主要是钢材腐蚀以及混凝土腐蚀，都会对整体工程项目产生较为严重的影响，甚至会导致整体工程的安全运行受到严重威胁[1]。
2桥梁工程中的腐蚀机理和原因分析
（1）桥梁工程中的腐蚀机理桥梁发生腐蚀问题，影响比较大的就是化学腐蚀和电化学腐蚀。在化学腐蚀中，桥梁会发生氧化反应和还原反应，基本原理就是离子交换。在电化学腐蚀过程中，氧化反应和还原反应相对独立，并且在阳极和阴极的作用下产生一定的变化，导致整体桥梁结构出现裂缝；（2）桥梁工程中的原因分析在对裂缝原因进行分析后，主要针对材料选择、施工结构以及养护机制进行综合分析和管控，确保实际问题能得到有效解决，实现整体运行和管控机制的完整度。第一，钢结构出现严重的腐蚀问题。主要是在桥梁工程中的钢结构，会出现严重的问题，究其原因，主要是由于空气中的大气和水共同作用，加之不同自然因素的影响，就会导致整体结构出现裂缝问题。特别要注意的是，在一些污染情况较为严重的地区，环境中含有大量的二氧化碳和二氧化硫，也会导致桥梁出现严重的腐蚀裂缝问题。在众多影响因素中，大气水分含量、降水量、尘埃以及光照都会影响到桥梁的实际质量，甚至会导致整体系统的结构和情况受到非常严重的影响。第二，钢筋混凝土本身组成成分中有水泥，其水化会产生CaO，当该物质和钢筋接触后，就会在钢筋外部产生FeO的化学膜结构，起到保护作用，但是这种保护作用会在接触到外界酸性物质后被破坏，实际的保护作用也会减弱；第二，混凝土出现严重的腐蚀问题，由于混凝土本身是一种较为复杂的复合产物，其实际组成中，硅酸二钙以及硅酸三钙是关键要素，其发生腐蚀反应主要是由于碳化分解以及氯离子出现了严重的腐蚀，都是导致问题出现的原因。特别要注意的是，在混凝土碳化过程中，正是基于本身的碱性环境，若是出现酸性物质，就会和原物质发生反应，致使平衡被破坏。在裂缝原因分析过程中，也要对酸化腐蚀进行集中处理，主要指的是废气废水、酸雨以及酸性物质，由于其都会和混凝土材料发生反应，也就导致反应后生成难溶物质，破坏混凝土结构后，产生了严重的裂缝问题。
3桥梁工程中腐蚀问题的整治措施
针对具体问题，相关研究人员要建立健全完整的管控和处理机制，确保桥梁腐蚀问题能得到有效的解决，特别是针对不良气候条件，要确保钢结构桥梁的腐蚀问题能得到优化管控。第一，要有效控制和治理环境污染问题。要从组织形式以及管理人员的基本素质出发，提升整体管控机制的有效性，并且确保管理行为和科研管控成果能建立有效的`平衡[2]；第二，管理人员要针对实际问题进行优化处理，有效隔离污染问题的侵扰，在工程项目建立过程中集中选用耐腐蚀材料；第三，要集中选用较为先进的制造技术，提高桥梁项目的整体运行技术，促进管控结构和管理效果的优化发展；第四，在对桥梁裂缝问题进行分析和处理后，相关管理部门要结合实际情况，运用有效的技术框架建立一种动态化的管控机制和项目优化措施，从根本上落实最经济也是最有效的实践方案，从而提高整体裂缝处理问题的有效性。
4结束语
总而言之，针对桥梁工程，相关施工单位要建立最优化项目处理机制，强化裂缝问题的处理水平，确保技术层面和人为管理层面的同步优化，一定程度上提升工程项目的实际质量。只有强化问题处理措施和处理效果，确保整体项目管控框架的完整度，才能为我国桥梁工程项目的可持续发展奠定坚实基础。
参考文献
[1]彭建新,邵旭东.CO2排放、气候变化及其对混凝土结构开始腐蚀时间和时变可靠度评估的影响[J].公路交通科技,2014,26(10):76-81,86.
[2]石建光,余志勇,林挺宁等.沿海混凝土桥梁工程的腐蚀环境评价以及耐久性设计要求[J].混凝土,2013,15(12):67-71.
.粉煤灰对水泥的水化和强度的影响1.1提高混凝土的强度 虽然由于粉煤灰的水化速度慢而会导致混凝土的早期强度偏低,但粉煤灰混凝土的最终强度肯定不会低于普通混凝土。粉煤灰的活性是在碱性环境下才能激发出来的,因此它的水化速度比水泥慢,待水泥水化后,粉煤灰和水泥水化后产生的Ca(OH)2反应形成硅酸钙凝胶,既改善了水泥石和粗骨料间的界面结构,增强了界面薄弱层,又对水泥石孔结构起到填实的作用,而且消耗了强度和稳定性都较差的Ca(OH)2,从而提高了混凝土的强度。混凝土的工作性能主要表现在混凝土的流动性、粘聚性和保水性等方面。论文发表。粉煤灰掺入混凝土后,降低了混凝土的砂率,从而可以减少细骨料对运输管壁的摩擦;粉煤灰对水泥颗粒起到物理分散作用,使它们分布得更均匀,阻止了水泥颗粒的粘聚。这些都有效提高了混凝土的流动性。由于粉煤灰的活性是在水泥水化后的碱性环境中被激发的,因此它并不参加初期的水化反应,在相同水胶比和胶凝材料用量的情况下,就相对提高了混凝土水化初期的水灰比,从而提高了混凝土的流动性和粘聚性。粉煤灰延缓了初期的水化反应,还可以明显减少坍落损失,满足混凝土运输、浇筑的要求。粉煤灰在混凝土中可以弥补水泥用量和细集料的细粉部分的不足,有利于提高混凝土的保水性,还可以堵截泌水的通道,从而减少泌水现象。粉煤灰有效地改善了混凝土的工作性能,提高了混凝土的施工质量,也使混凝土的自密实和高可泵性成为可能。 1.2对水泥水化的影响水泥浆体各个龄期的化学结合水含量均随着粉煤灰的增加而降低，但是水泥浆体各个龄期的等效化学结合水量却随着粉煤灰掺入的增加而逐渐的增大。粉煤灰的掺入加速了硅酸盐水泥的水化速度，却减缓了水泥—粉煤灰体系的水化进程。这主要是粉煤灰取代水泥导致水泥熟料减少，有效的水灰比增大而产生的稀释作用，稀释作用促进了水泥熟料的水化。此外粉煤灰的二次水化效应使得粉煤灰于Ca(OH)2发生化学反应形成低钙硅比的水化硅酸钙，水化铝酸钙和水化硫酸钙，在粉煤灰颗粒表面形成了薄层C-S-H凝胶，增大了化学结合水量。但是，粉煤灰取代了部分的水泥，减少了水泥—石灰石粉体系中水泥熟料的含量，导致了体系的水化速度减慢，化学结合含水量的降低。因此，粉煤灰对结合含水量的影响可以归结为两个方面：意识粉煤灰消耗水泥的水化产物Ca(OH)2，形成C-S-H凝胶，并且粉煤灰对新拌浆体中的水泥颗粒的分散，解聚作用能够促进水泥的水化，增加结合水的含量，即正效应；二是，水泥含量随着粉煤灰的掺量的增加而降低，水泥水化结合水含量也相应的减少，即负效应！2.粉煤灰对混凝土孔隙率的影响 粉煤灰的掺入能够有效的降低混凝土的总孔隙率，但是28d时，随粉煤灰掺入量的增加，混凝土中大孔（孔径在30nm以上）孔隙率占总孔隙率的比例有所增加。随龄期的增加，粉煤灰混凝土中总孔隙率和大孔于总孔德比例下降的较普通混凝土明显。论文发表。论文发表。28d时，粉煤灰掺量增加，混凝土强度有所下降，这主要是由于粉煤灰混凝土中大孔比例增加所致。随龄期的增加，粉煤灰混凝土的强度将会超过普通混凝土。粉煤灰掺入混凝土中，参与二次水化反应，填充与水化产物间，降低了混凝土孔隙率，提高了混凝土的密实性，强度也提高了3.需注意的几个问题 3.1粉煤灰在混凝土中的适宜掺量 较小掺量的粉煤灰只是一定程度上降低了混凝土的水_化热,只有掺量超过25%时,粉煤灰对混凝土的性能才会有明显的改善,粉煤灰混凝土最佳掺量范围为30%-50%。但由于水泥本身所能提供的碱性环境是有限的,因此在未掺入粉煤灰活化剂的情况下,粉煤灰的掺量不宜大于20%,若要加大粉煤灰的掺量,就必须同时掺入粉煤灰活化剂。 3.2粉煤灰混凝土的抗碳化问题 粉煤灰的水化反应消耗了混凝土中的Ca(OH)2,使混凝土的碱性降低,会加大混凝土的碳化深度。虽然不能因碳化问题而影响粉煤灰的推广使用,但混凝土的碳化是混凝土耐久性的一个重要指标,应给予足够的重视。 3.3粉煤灰的质量控制 粉煤灰混凝土特别是大掺量的粉煤灰混凝土对粉煤灰的质量要求比较高,而粉煤灰的质量波动又比较大,电厂收集的可直接用于混凝土工程的只是很少数。只有选择了质量稳定的粉煤灰,才能保证混凝土质量的控制,才能有效推进粉煤灰在混凝土中的大规模应用。 4.结语 粉煤灰作为一种活性矿物掺合料,对发展绿色高性能混凝土起到了越来越大的作用。粉煤灰是工业“三废”之一,所造成恶劣的环境污染长期困扰着我们。随着人们对粉煤灰研究和认识的深入,逐渐将其应用到工程领域,变废为宝。尤其在混凝土中,作为活性矿物掺合料得到了很大的开发和广泛的应用。 粉煤灰在混凝土中的充分应用,既是提高和改善混凝土性能的需要,又是节能减排、保护环境,实现可持续发展的需要。开发利用大掺量粉煤灰绿色高性能混凝土,可以获得巨大的经济效益和社会效益,有着十分重大的意义