电解论文范文
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初中科学教学的目的是提高学生的科学探索观念和逻辑思维能力,丰富科学知识基础,奠定探索科学观念,提升观察力。下文是我为大家搜集整理的关于初一科学小论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!
初一科学小论文范文篇1
浅谈初中科学实验优化
摘 要:对于初中科学这样具有实践性的课程,实验在课堂教学中的地位和作用是毋庸置疑的,但在教学实践中,因学校条件和学生素质的限制,很多实验无法按照“预期计划”进行,这就需要教师在教学中从学校和学生实际出发,对实验进行改进,从而达到增强实验效果和培养学生的创新性思维的目的。在本文中笔者讲述了通过一系列的实验改进来提高初中实验教学。
关键字:科学实验;优化
一、引语
布鲁纳曾经说过:“一个人要想使现有的知识成为自己的知识,他必须亲自从事‘发现的行动’。”初中科学正是以学生观察、分析、实验、发现为基础的一门学科,而实验作为一项集观察、分析、创新等为一体的活动,随着课程改革的不断深化,对之要求也是越来越高。因此,在科学教学中,我们应重视实验教学,尤其是优化学生实验教学,从而更有效地培养学生的创新精神和实践能力。
二、实验教学优化操作实施
1.巧妙指导预习实验,提高课堂准备性
所谓实验预习就是做好实验的前提,提高了学生课堂的准备性。通过预习,学生可充分理解和熟悉实验的基本原理、方法、步骤,仪器的使用及实验注意事项,明确实验目的,能够带着问题进入课堂,从而极大提高实验课堂的质量与效率。因此,实验前我们应指导学生预习,每做一个实验前,我都明确提出以下几点:(1)本实验的原理是什么;(2)要达到什么目的;(3)实验分几个步骤;(4)操作过程有哪些具体要求和注意点。同时教师需要提醒学生理清实验步骤,因为实验步骤是学生动手规范操作的要领,只有理解、掌握才能规范操作,实验才能成功。预习时可以提示学生将实验步骤由繁化简,抓住每一步的关键词语串起来作为步骤,能收到较好的实验效果。
如:八年级下册第二章第3节“化学反应与质量守恒”这一课中,关于氧气的制取和性质的研究实验。我们可以让学生通过预习来找出不同的原理,应该使用怎么样的反应装置,收集氧气该用什么方法,这是根据什么性质。还可以将实验室制氧气的步骤可归纳为:查、装、定、点、收、离、熄(谐音:茶庄定点收利息)。这样,学生在做实验时思路就非常清晰,有条不紊,使实验取得更好的效果。
2.合理改进演示实验,培养学生创造性
实验教学能让学生的思维活跃起来,是培养学生创新思维和创新能力的重要途径。结合科学实验的特点,让学生从多角度、各方面去观察、思考,从而提出多种设想和解决问题的方法,可以培养学生的求异创新思维。现行的教材中的有些演示实验,存在着这样或者那样的一些缺点,但是经过我们的合理的改进后,就会大大提高演示的效果,同时也可以培养学生的创新精神。
如:八年级上册第二章第3节“大气的压强”这一课中,有一个这样的活动:在玻璃杯里盛满水,在杯口覆盖一张硬纸片。先用左手托住纸片,将杯子倒转过来。当左手拿开后,水是否会流出来?为什么?这个实验的本意是要告诉我们,大气压强把纸给托住了。但是很多学生认为纸片是被水给黏住了,教师为了验证水是被大气压托住而不是被水黏住,往往会把里面的水倒掉,再把纸片扣上去做一次,很不巧的是,由于纸片很轻巧,很容易在这次实验中被水黏住了。虽然教师会给予解释,但学生往往不是很信服。怎么解决这个问题呢,师生之间通过讨论想到了玻璃钟罩和抽气机。具体的做法是:把杯子的底部穿过一根线,用蜡做好密封,然后装满水,放上纸片,然后倒扣过来,在绳子的另一端系上吸盘,吸盘倒吸在玻璃钟罩的顶部。纸片没有掉下来。然后用抽气机给玻璃钟罩抽气,随着里面气压的降低,纸片就会掉了下来。这样就可以充分的证明纸片是被大气压托住的,而不是被水黏住的。
3.充分利用趣味实验,激发学习积极性
“兴趣是最好的老师”,学生的兴趣一旦被激发,教学的进展将大大提高。而实验课上能引起学生学习兴趣的方法很多,只要我们教师时刻想到要引导学生的兴趣,挖掘教材中的实验趣味因素,不难设计出巧妙的趣味实验。在课堂教学中引入趣味实验,有利于控制学生的注意力,激发学生的学习兴趣。
如:八年级上册第一章第2节“水的组成”这一课中,有一个水的电解实验。在一般情况下,这是一个演示实验,由老师用水电解器做给学生看,然后再告诉学生哪个是氧气,哪个是氢气,以及区分它们的方法。实际上对于这个实验,我们只要稍微加以改进是可以把它做成趣味实验的,而且还能做成学生实验,让学生分组来完成。改进的实验用到这些器材:干电池四节、输液软管一条、大头针两枚、开关一个、培养皿一个、水、导线若干,依次连接在一起。闭合开关后,输液管中的水就会开始电解,产生氧气和氢气,将输液管另一端放在装有水的培养皿中,就会看到大量的气泡产生,这样就可以解释水电解生产了气体。同时,如果把燃着的火柴放在气泡上方的话,还会产生爆鸣声,这就是氢气不纯燃烧的现象。这样的实验,充满了趣味性,同时又可以对学生进行安全教育。
4.适当拓展课外实验,提高学生实践性
美国教育家杜威就曾提出这样的观点:“‘从做中学’也就是‘从活动中学’‘从经验中学习’,它使得学校里知识的获得与生活过程中的活动联系了起来。由于儿童能从那些真正有教育意义和有兴趣的活动中进行学习,那就有助于儿童的生长和发展。”科学中的概念、原理都比较抽象枯燥。但是,如果我们能启发学生把理论知识升华,并运用到现实生活中,将能起到更好的教学效果,也能激起学生强烈的求知欲望,而且还可培养学生的创造性思维。
如:八年级下册第二章第3节“化学反应与质量守恒”这一课中,有这样一个问题:“蜡烛燃烧完后,什么都没有了,难道这符合质量守恒定律吗?”如果教师仅仅从口头上分析一下质量守恒的原因,学生肯定是不感兴趣也是不深刻的。我就根据这个问题,组织学生讨论:蜡烛燃烧后真的什么都没有了吗?然后从生活的经验出发,让学生说说是否观察到蜡烛燃烧有没有什么现象,会不会蕴含着哪些科学原理,最后布置学生设计一个课外小实验,把蜡烛燃烧后的产物收集起来,并设计实验判断产物,根据产物推断蜡烛由哪些元素组成的。通过这一课外实验,使学生理解了如何用质量守恒定律来分析蜡烛燃烧现象,体会到学习的内容与日常生活有着千丝万缕的联系,激发了学生的学习兴趣,增强了学习的积极性和主动性。
还比如说,在八年级上册第三章第1节“环境对生物行为的影响”这一课中,有一个植物的向性实验。由于实验的时间较长,我们是没有办法在课堂上完成的。学到这里时,教师可以布置这样的课外实验,让学生来做,来研究玉米的生长情况。当然,为了取材的方便,我们是可以把它换成黄豆来做的。让学生从实践中观察根是向地生长、茎是背地生长;同时,我们还可以对这个实验做下扩展,让学生研究下种子萌发的条件,做到一举两得。
三、结语
优化初中科学实验教学,使学生像科学家发现真理一样,通过动手和动脑去获取知识,这样既培养了学生的兴趣爱好和特长,也有利于开发学生的智力。因此,我们教师要不断研究实验课的教法和学法,培养学生的兴趣,发挥学生的主体作用,使实验课成为培养学生创新意识的重要场所。学生在实验活动中启动了思维,激发了学习的主动性,而教师则真正成为学生学习的引路人。
参考文献:
1.中华人民共和国教育部制定.国家科学课程标准(实验)[S].北京:北京师范大学出版社,2001.
2.朱清时.科学第3册课本[M].浙江:浙江教育出版社,2006(6).
3.朱清时.科学第4册课本[M].浙江:浙江教育出版社,2005(11).
4.郑康春.谈初中科学实验教学的优化[J].中学课程辅导.教学研究,2009(8).
初一科学小论文范文篇2
浅论初中科学概念教学策略
[摘要] 科学概念教学对于科学教学具有重要意义。当前,科学概念教学过程中还存在一些不符合科学课程理念的教学方法、策略,影响教学质量。本文以文献研究成果为基础,依据概念转变学习理论提出了提高科学概念教学有效性的具体操作策略:(1)探测前概念,制造认知冲突;(2)“架桥”前概念,切合科学概念;(3)加强实验创新,推动概念转变。
[关键词] 前概念 概念转变 科学概念 教学策略
一、问题的由来
科学概念是自然界客观事物的本质属性在人脑中的反映,不仅包括一般的科学事实和概念,还包括科学的观念和对科学的看法。科学概念是科学思维的基本单位,学生掌握科学概念是发展科学能力的必要前提。科学概念教学是形成学生科学概念的基本途径,也是科学教学的基本环节,提高科学概念教学的有效性至关重要。目前,科学概念教学主要存在以下问题:
1.受教学评价体制、落后教学观念等因素的影响,教师喜欢以自身概念体系为标准,运用机械训练的策略,导致学生概念学习水平停留在陈述性知识层面,对概念缺乏实质的理解,无法实际应用。
2.科学教材中许多概念和规律是以探究的方式呈现的,也有单独设立的探究活动。但有些教师不了解学生科学概念形成的心理机制,缺乏多样化的教学策略,科学概念探究只注重结论而不是有意义的探究过程,缺乏对科学概念本质内涵的揭示,学生无法真正建构概念。
以上第2个问题的解决对于教学更具有现实意义,本文着重探讨如何运用教学策略提高基本探究的科学概念教学有效性。
二、概念转变学习理论
认知心理学研究表明,科学概念学习之前学生已形成许多日常概念,称为前概念,有些前概念近似科学概念,而有些却是“错误概念”或“相异概念”,与科学概念不相容。以建构主义为基础的概念转变学习理论认为科学学习就是学生原有概念的改变、发展和重建过程,是学生前概念向科学概念的转变过程;强调学生对科学新概念同化、顺应式“自我建构”,重视学生情感态度和元认知等因素在概念学习中的作用。基于这种观点,科学概念教学要以前概念为前提,以小组合作学习为基本组织形式,以科学探究为基本方式,以促进概念转变为根本目的。
三、促进科学概念转变的教学策略
教学策略是为了达成教学目的、完成教学任务,而在对教学活动清晰认识的基础上,对教学活动进行调节和控制的一系列执行过程。科学概念教学是一场发生在有限时间、空间里的师生互动,有效组织承载概念内涵的活动,帮助学生从活动中整理获取重要信息,促进学生思维的活跃等都要依赖教学策略合理运用。下文以文献查阅为基础、结合案例分析的形式,探讨提高科学概念教学过程有效性的教学策略,这些教学策略都基于“概念学习就是概念转变”这一观点。
(一)探测前概念,引发认知冲突
前概念泛指学生原有经验基础上的一些观点和看法,因人而异植根于学生原有的认知结构中,具有隐憋性、长期性、稳定性、缺乏概括性、牢固性等特点,师生都不易察觉。概念转变的起点是前概念,教师要借助一些方法了解学生的前概念,借机引发学生认知冲突,提升探究动机,进入意义建构概念的状态。
策略分析:
1.教师可以利用学生原有经验匹配的熟悉情景来“唤醒”前概念,再设置挑战性问题,激发学习兴趣,提高参与动机;
2.借助概念图、概念层、关健概念、连接、层级、连接词关系来探测学生的前概念,暴露学生学习相关前概念;
3.利用学生不同背景差异这种宝贵的学习资源,引导加强协商对话的小组合作,让学生不同的观点自由碰撞,自行暴露“错误概念”并意识到原有的认知结构与现有情景存在冲突,产生进一步探究的动机,进入有意义的学习状态。
概念图是探测前概念和评价概念转化的知识管理工具,适用于概念层级联系比较明显的知识章节。教师还可以通过提问、课前调查、访谈等方法了解学生的前概念。
(二)“架桥”前概念,切合科学概念
布朗和克莱门特提出并验证了“架桥”策略在概念转变教学的应用问题。“架桥”策略是通过生活事例与目标概念之间做出明确类比建立类比关系。初中学生思维抽象逻辑思给尚未发展完善,具体的形象成分在思维过程中仍起着重要作用,难以直接理解许多抽象科学概念。抽象的科学概念需要通过“架桥”类比策略帮助学生建立前概念与科学概念之间的关系,促成概念理解。“架桥”策略符合维果斯基的“最近发展区”理论观点,能有效得促成概念的转变。
策略分析:
1.学生对于抽象科学概念缺乏感性认识,教师直接介入教学,学生的兴趣与注意程度难以保证,需要一些熟悉情境来激活学生的有用经验,提取与科学概念学习相关的前概念。
2.学生难以由当前情境建构科学概念时,教师可以利用生活事例进行类比铺垫激活学生形成相似前概念情景,促进情景迁移,理解科学概念。
3.选择的事例与科学概念的内部逻辑关系必须一致,否则会让学生思维陷入混乱。
(三)加强实验创新,推动概念转变
新概念的可理解性、合理性、有效性是实现概念转变的条件。在科学教材中,许多概念和规律是以探究的方式呈现的,但不一定符合学生的认知能力水平。教师要根据学生实际能力水平,利用现有实验设备、器材,组织安排实验探究的顺序,精巧设计成本低、趣味浓、创意新的“差异性实验”,有违学生“常识”的实验,吸引学生的注意力,激活学生的思维。注重掌握科学方法、发展科学能力的同时体验科学概念的合理性、有效性,从根本上动摇并推翻学生错误的前概念,为科学概念的建构奠定坚实基础。
策略分析:
1.在开展探究之前,教师利用相关事例,暴露学生前概念的同时,又造成学生原有经验和实验结果相违背的认知冲突,增强了学生自主探究的欲望,明确了探究的定向目标。
2.学生感受到进行了“有意义”的自主探究,同时自主讨论、汇报、分析、比较得出的结论所建立的密度概念合情合理,更为有效;
3.实验创新不是要求追求科学家探究的精度,而主要是指实验组织出现的排序,还有尽量充分地利用生活的实验素材,会让学生觉得科学就在身边。
本文对于科学概念教学策略的探讨局限于教学实施过程中,要更加有效地促进概念转变需要结合概念教学前的准备策略和教学后的评价策略进行系统思考,我们期待更多相关的研究。
参考文献:
[1]胡卫平,刘建伟.概念转变模型:理论基础、主要内容、发展与修正[J].学科教育,2004,(6):34.
[2]袁维新.科学概念的建构性教学模式与策略探析[J].教育科学,2007,23(1):25.
[3]和学新.教学策略的涵义、结构及其类型[J].教学与管理,2005,(2):5-7.
[4]李高峰,刘恩山.前科学概念的研究进展[N].内蒙古师范大学学报(哲学社会科学版),2007-7 (46).
[5]唐小俊.促进概念转变的教学策略研究[J].教育探索,2008,(6) :12.
[6]袁维新.西方科学教学中概念转变学习理论的形成与发展[J].比较教育研究,2004,(3):35.
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电子电工技术论文例文
年终 工作 总结 的写作过程,既是对自身 社会实践 活动的回顾过程,下面就让我带你去看看维修电工技术工作总结 报告 范文 5篇,希望能帮助到大家!
维修电工技术 总结报告 1
20____年,也是本人在____物业有限公司工程部工作的第二年,在这一年的时间里,本人能够遵纪守法,认真学习,努力钻研,扎实工作,以勤勤恳恳,兢兢业业的态度对待本职工作,在运维岗位上发挥了应有的作用,作出了贡献,总结主要如下几方面:
一、 爱岗敬业 ,扎实工作,协助领导完成接收工作
今年,根据公司工作的按排,本人在____月份由____调至____新闻中心运维组,从事电工维修。在岗位变动过程中,本人能够顾全大局,服从领导按排;接收期间,执行领导的指示,对所负责的交接项目进行认真检查,对异常,损坏,故障等有问题的设备第一时间上报,要求原单位物业及时处理,协助领导做好接收工作。
二、熟悉地理位置以及各区域机房,电房设备
初来新闻中心,对这里的环境,设备都是完全不熟悉,而原百花物业也不配合,所以很多东西都是靠自己以往的 经验 通过摸索,思考和总结,再加上____主管、____主管的亲自讲解,培训以及按排一些有非常丰富经验的师傅前来讲解,现在对这里的地理位置、中央空调系统、高低压电路系统、消防系统、生活用水和园林绿化系统、电梯系统等都相当熟悉,可以独立上岗。
三、做好中央空调和高低压电路系统的运行和保养工作
中央空调方面,根据客户的需求,季节、天气情况,合理控制中央空调,并做好运行记录工作,对各项参数认真看,发现异常认真分析原因并上报,通知保养单位迅速前来处理。保养方面,因原物业公司对以前的中央空调系统完全没有做保养工作,致使冷却系统内壁生锈,损坏,根据领导的按排,严格执行领导的要求,加强外单位的保养监督工作,按排班员专人监督跟进,要求做到每星期定期清洗,每月定期加药水,有保养不到位的地方要求其立刻处理,防止外单位保养人员,马虎了事,致使冷却系统进一步损坏,保证空调主机正常运行。
而另一方面,在____主管的制定下,每月按排班员对机房地面、空调主机,冷却泵,冷冻泵的表面进行了清洁,并定期对冷却泵,冷冻泵轴承进行加雪油等保养工作。高低压系统方面,加强了高压保养单位的保养工作,要求每星期进行检查俩次,发现问题及时前来处理,低压方面刚接手时,公用电房2号电容补偿柜接触器曾出现线路松脱,致使相线触碰电柜外壳对地烧毁接触器现象,根据领导的按排,严格执行领导要求,对所有电房的电容补偿柜内所有的触点进行了全面加固处理,对有问题的电容进行更换,对公用电房(没有空调)的电容柜作开门并用风扇散热。以及对各楼层的电井进行清洁,触点加固,更换损坏的指示灯等全面排查,还对所有电房的地面卫生定期清洁,保证设备在良好的环境下运行。
四、对运维组人员进行中央空调培训
在领导的按排和支持下,本人对运维组人员进行了简单的中央空调讲解,一些对空调不熟或者部分完全没有接触过空调的员工都收到了少少效果,而自己在表达能力,自信心等方面都得到了较大的提升,也对自己的空调知识进一步加固,在此多谢____主管、____主管等领导对本人的信任和支持。
五、做好班员的管理工作、做好上级按排的任务和新闻单位的来电报修工作
本人以身作则,要求班员遵纪守法,遵纪公司的 规章制度 ,做到不迟到,不早退,加强班员的责任心培训,认真做好设备的检查工作和运行记录工作。对上级按排的工作,合理按排,调动班员,迅速处理。对新闻中心的来电报修,认真听讲,记录来电的单位,报修内容以及故障的位置等,迅速调动班员迅速处理,对较大的故障或不能处理的问题认真向客户解释并上报处理。
以上主要是这一年来的主要工作情况,有可喜的也有需要提高的,喜的是在这里做了班组的负责人,得到了少少的管理经验,而且在这个接收过程中也学会了很多知识,技能也得到了进一步的提升,而需要提高的是管理的水平,人际关系处理以及技术技能也需要进一步提高,所以我一定会更加努力,争取明年更上一层楼。
维修电工技术总结报告2
维修电工工作总结本人自年月参加工作,经厂三级 教育 后分到电器车间维修班,从事电器维修工作,工作中严格要求自己,虚心向师傅、同事请教,并能通过理论结合实践,使自己的业务水平不断提高,曾多次参加或独立承接电器设备的安装改造项目,并连续多年被单位授予先进工作者、 安全生产 者等荣誉。
1992年因生产需要厂内新上两台氮氢压缩机,电器部分是1250kw/6kv同步电机,我很荣幸地参加了工程安装的全过程,从线槽的定位、铁件的制作到高低电缆的布线,从电机的检测、接线,到高压开关柜的安装调试,以及现场控制柜的机械调试,辅助开关的调整以及高压电缆头的制作,首次接触到kglf-11型励磁柜的安装调试,并从中学到了一些同步电机安装的技术要点,使自己有了新的提高。
在工作中不墨守成规,敢于创新是一个优秀维修工必须具备的优点,我所在的合成维修班所负责的电器设备的供电负荷大约占全厂总负荷量的60%左右,光是6kv的高压同步电机620kw至3100kw大小不等的电机就有15台,再加上为之匹配的各种异步电动机等200多台,这对于只有六、七个人的维修班来说,每天的工作量可想而知,特别是到夏天因环境温度升高而造成的同步励磁柜故障,经常困扰着我们,在繁琐重复的工作中,我注意到同步机励磁柜中的变压器运行时,散发出的高温是使励磁控制电路电子元件参数发生变化的主要原因,从而导致系统失控,引起设备故障,因此我向车间领导提出了改造励磁柜的想法,经领导反复论证后进行了整改,把原有励磁柜中的变压器从柜子中分离出来,放置在一个专门的变压器室内进行统一散热,控制回路中用38w的轴流风机取代原来800w的风机进行降温,这样既降低了噪音,又优化了操作环境,这样困扰我们多年的难题迎刃而解了,到现在为止,我们已经完成了用智能模块控制器取代原有的电子插件模拟控制,彻底解决了设备运行中存在的问题,稳定了生产。
业务水平的不断提高,来源于实际工作中经验积累的过程。____年至____年企业因扩大生产,我先后参加了75吨锅炉电器高压部分的安装、4.4米变换项目、1200kwa变压器及低压配电室的安装项目、1.6米合成1300kw电炉的安装项目等,在安装合成塔电炉的项目中我经反复试验,摸索出组装合成塔小盖电极杆的一套成功经验,用我们预先制造好的模具放入装有云母管的电极杆小盖,绕上细石棉绳抹上硅胶(耐高温)在模具与电极杆之间用5吨千斤顶一次压制成型,而后烘干,这样用顶压法取代螺母拧压法。保证了电极杆组装过程中的稳定性,从而在使用中既经受的起320公斤高压其他的冲击,又能耐受490°高温的考验,我们厂也从此结束了聘请外来技术人员解决难题的历史。
____年9月因工作表现突出,我被调到尿素维修班担任班长,这期间,我先后组织安装了6kv/850kv高压电机项目,____年我们班先后承接了厂里新上变压吸附配电室,包括1600kva变压器在内的全套工程项目以及新上620kv/6kv变脱泵电机的安装调试,空压站90kw空压机plc的安装与调试等,由于尿素工序环境腐蚀性强、电气设备散乱,____年我组织人员对一、二尿配电室内所有变频器进行了整改,分别组建了专门的变频器室,净化了环境,也减少故障,并实现了总控室操作人员的屏面检测与集中控制,使原有的操作简单易行,一目了然,还方便了维修人员的检修、维护。
企业生产,安全第一。这特别对我们从事危险行业的工作人员来说,意义更为重大。运用所掌握的技术来解决生产中存在的问题,是一个技术人员义不容辞的责任。____年夏天,我在尿素包装工段巡检时发现操作工脚下的缝包机控制开关是380v的电源电压,于是我萌发了把原来380v控制回路改成36v安全电压的控制,改造后解决了潜在的安全隐患,达到了安全生产的目的。
二十多年的工作经验告诉我,做一个优秀的技术人员,不仅要有吃苦耐劳、精益求精、不断进取的精神,还必须具备胆大心细、灵活多变、敢于创新的性格,我为自己成为一名优秀的技术工人而深感自豪。
维修电工技术总结报告3
维修电工技术总结转眼件,____年已经过去,回想来敬业工作中的这段时间,使我认识到了供电车的重要性和自己业务技能欠缺的主观事实,让我从心里认识到了自己只有学好专业技能才能保证生产的正常用电、安全用电。
记得出徒考试那天,敬业站4#变突然停电,造成了南区班组管辖范围内的:65㎡带烧1段、7#8#炉2段及新1#炉配电室的1段2段母线全部停电。这次停电事故不紧影响了大面积正常生产,最严中的是因为停电在新1#炉发生了安全事故,这次事故充分证明了供电的重要性,所以作为供电的维修工的自己,要有高度的责任心,来保证供电系统的正常运行。
在每次设备检修时,看到每位师傅胸有成竹的样子,使自己感觉到自己知识浅薄,为不能做好师傅的帮手感到内疚。所以,我因该加强学习,争取在短时间内赶上去,在工作中做上级领导和师傅的好帮手。
这几个月的工作中,其实还发现自己还有很多问题,如:做事标准底、责任心欠缺、做事懒散等能直接影响工作的问题,所以,在以后的工作和生活中要加劲努力,改掉自己不足,让自己的工作上个新台阶。
维修电工技术总结报告4
一、目的和意义
通过实训,为学生今后的专业实验、 毕业 设计准备必要的工艺知识和操作技能,同时培养学生严谨的工作作风和良好的工作习惯。既是基本技能和工艺知识的入门向导,又是创新实践的开始和创新精神的启蒙。
二、实训内容
实训项目一:安全用电
(一)必须认识到安全用电的重要性
安全用电知识是关于如何预防用电事故及保障人身、设备安全的知识。在电子装焊调试中,要使用各种工具、电子仪器等设备,同时还要接触危险的高电压,如果不掌握必要的 安全知识 ,操作中缺乏足够的警惕,就可能发生人身、设备事故。所以必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上,掌握一些安全用电知识,做到防患未然。
(二)触电及相关防护策施
1.触电的种类:(1)电伤,电伤通常有灼伤、电烙伤、皮肤金属化三种。电伤对人体造成的危害一般是非致命的。(2)电击,是指电流流过人体,严重影响人体呼吸、心脏和神经系统,造成肌肉痉挛、神经紊乱,导致呼吸停止,严重危害生命的触电事故。触电死亡大部分是电击造成的。决定电击强度的是流经人体的电流,而非电压。
2.影响触电造成人体伤害程度的因素:电流的大小、电流种类、电流作用时间、电流途径、人体电阻。人体电阻会随着人体皮肤的干燥程度和人的年龄而变化。干燥时可呈现100 000欧姆以上,二潮湿时,电阻可降到1000欧姆以下,并且随着人的年龄的增加而变大。
3.触电原因:直接触电、间接触电、静电触电、跨步电压引起的触电。4.防止触电的技术 措施 :(1)保护接地和保护接零(2)触电保护装置
还有一点比较重要就是若真的看到别人发生触电,该采取些什么样的措施。先保证把电源断开或用绝缘体把电线从触电者身上移开,若触电者呼吸停止但有心跳,应对其进行人工呼吸或胸外心脏挤压。
实训项目二:常用工具的使用(一)、照明电路的组装
常用工具(一)的实训内容:熟悉和掌握常用电工电子工具的结构、性能、使用 方法 和操作规范。有螺丝刀、钳子、电工刀等。照明电路的组装的实训内容:(一)一灯一开关控制的白炽灯照明电路组装。线路上依次火线接开关,白炽灯、之后接零线,便构成回路。(二)日光灯照明电路的组装:其主要由开关、启辉器、镇流器和日光灯等部分组成。(三)双控照明电路的组装:两个开关中的任何一个无论处于什么状态,另一个开关都能独立地控制电灯的开、关。
实训项目三:常用电子仪器的使用
1.实训项初步掌握SS4323直流稳压电源的使用方法 2.初步掌握UT58D数字万用表的使用方法 3.初步掌握AS101E函数信号发生器的使用方法 4.初步掌握SS-7802A模拟示波器和TDS1012数字存储示波器的使用方法。
实训项目四:常用电子元器件的认识与检测
(一)通过静态和动态的方法,初步认识电阻及掌握其检测方法(二)通过静态和动态的方法,初步认识电位器及掌握其检测方法(三)通过静态和动态的方法,初步认识电容及掌握其检测方法(四)通过静态和动态的方法,初步认识电感及掌握其检测方法(五)通过静态和动态的方法,初步认识二极管及掌握其检测方法(六)通过静态和动态的方法,初步认识三极管及掌握其检测方法。
实训项目五:常用工具的使用(二)、焊锡训练
常用工具的使用(二)的实训内容:继续来熟悉和掌握常用电工电子工具的结构、性能、使用方法和操作规范:电烙铁。焊锡训练的实训内容:印制电路板的焊接练习。其内容:在万用板上焊接一个如书上的图的无稳态多谢振荡电路并通电测试,若两个发光二极管能轮流发光,则表明电路焊接正确。
实训项目六:印刷电路板(PCB)的制作与电路调试,制作一个555振荡电路。
三、实训总结或体会
第一周的时候我进行了电子电工的实训,师傅给我们讲了安全用电的有关知识,这个跟我们的日常生活都有关,而且让我们对如何安全用电等的知识在原有的基础有了进一步的了解,通过师傅的讲解,我学习到了安全用电的基本知识,懂得安全用电的重要意义,并且这为电工电子实训和以后的学习、工作、生活中安全用电奠定基础。为期一周的电子电工实训,师傅也大致的向我们叙述了一下今后的实训计划并且说明了一些要求和注意事项,这也让我对往后的实训充满期待和好奇。
第二周我们进行了照明电路的组装,在听师傅介绍我们这节课的内容后,我们开始动手。我们是两个人一组,自己动手把线路连接好,然后接通电路,让电灯亮。看到自己组装的灯亮了,很开心,师傅过来签名时也许也觉得我们像个小孩,分享着我们的喜悦,微笑着帮我们签了名。这次我们组进行的很顺利,虽然过程中也有遇到一些些小难题,但在师傅的耐心并且细心的讲解下我们及时改正也是不成阻碍,师傅总是能一针见血的指出我们的问题所在,并且给与我们正确的引导,并且同时教会了我们如何去找出出错的地方。在这次实操过程中让我初步亲身体验到电子电工是怎样的。通过这次的组装让我们了解到了什么是白炽灯、日光灯以及白炽灯、日光灯照明电路的基本组成。
第三周我们进行常用电子仪器的使用这个项目。我们在师傅的讲解下了解了直流稳压电源、万用表、信号发生器、示波器等常用电子仪器的功能后开始操作。我在使用示波器提进行校准信号方波的测量得到以下数据:峰值为0.44V,周期为10.4mA,频率为0.096Hz;测得1.5KHz、10dB的正弦波的峰峰值为5.5V,则峰值为2.75V,周期为17mA,则由周期计算出频率,与显示的频率比较相差较小。通过这节课我掌握了直流稳压电源、万用表、信号发生器、示波器的基本使用方法,这也为我后续的实训打下了基础。f为2.75Hz
实训的第四周我们进行的是常用电子元器件的认识与检测。在一开始通过师傅的讲解我们简单的了解了电阻、电位器、电容、电感二极管、三极管、集成电路路芯片等元器件的功能以及与它们相关的一些 其它 知识。在实训的过程中我通过实物认识各种常用的电子元器件并且掌握了常用电子元器件参数的识读方法以及使用万用表测量常用电子元器件参数的方法。在色环阻值识读中我识读了一个其色环为橙黑红银的四环电阻的阻值为30__100±5%并且用万用表测得其阻值为2.9千欧姆,则可以比较得出相差不多,也就证明前面的读数是正确的;然后用万用表测得电位器的最大阻值为0.01毫欧姆;用万用表和多用转接插头座测得电容得电容量为0.01毫欧姆,并且 我在这节课学会了二极管与三极管管脚的判别。做完上述步骤后,我们又制备了一个二极管的实验线路,我连接好线路,接通电源,二极管就亮了,所以电路的连接是成功的。通过这个简单的实验,让我了解了常用电子元器件的功能并且加深了对线路连接的认识。第二大节课我们在第一大节课的基础上开始我们的焊接工艺与焊接训练。同样在师傅的详细认真的讲解下。我们熟悉了电子装焊工艺的基础知识和要求后开始动手操作。我们要进行的是印制电路板的焊接练习。我们在万用电路板上按照电路图进行元器件的焊接,我刚开始焊接第一个元器件是二极管,手拿着那个电烙铁和锡一直不受控制的抖动,我一直对自己说要稳,可还是手很抖,也许是第一次接触紧张在所难免。我的第一次焊接尝试就在我手不停的抖动下结束了。但是也许是真正了解到焊接是怎么一回事了,知道了心里有底了,第二次焊我就焊得好多有了,手也不多抖了,并且越焊越熟手。有经验后,之后的我都焊接的很好。上午时间到时,同事们都还没有焊完,我也一样,师傅说先回去,下午来再继续。
第五周我们继续焊接工艺与焊接训练,同时老师也讲了AS-06FM收音机的制作,做完上一个项目的同事就可以接着去做这个项目。下午我们都提早到了,一到就坐下来继续进行上午的焊接,没有了上午的害怕和紧张,这次我一拿起电烙铁就上手了,别说还真的`是还有模有样的,这时的我们经过这些天的实训都有电工的架势了,我们来到时看到还有比我们早到的同事在焊接时都觉得仿佛进了电工厂了,这跟刚开始的感觉是不一样的。课上了不太久,
我还在努力认真的焊接着,就有同事成功了。虽然我比其它同事慢了点,但我还是很稳的,我想不能在最后的时候没弄好才来出差错啊,所以我不紧不慢的一点点的认真的焊着。经过差不多一下午的努力我终于焊接好了无稳态多谐振荡电路的焊接,这时候最关键的时刻到来了,因为然后就是要用先前学习使用过的直流稳压电源进行通电测试,我带着紧张和期待的心情接通连接电路,按下output键,这时我看到两个发光二极管在轮流放光,一闪一闪的,我觉得真是很好看啊,我这时的心情真的可以用心花怒放来形容。那种认真努力得到收获的感觉那种成就感真的都很好。这个实训内容较之前面的内容花费的时间较多收获也较多。我觉得经过这次焊接以后叫我焊什么我都不怕了。并且呢我对电子装焊工艺及常用焊接、装配工具有了一个初步的认识,掌握了焊接工具及常用工具的正确使用以及手工电子焊接技术,为以后的制备收音机的实训产品安装打下了基础。
电子电工实训第六周也是实训的最后一周。今天我们实训的内容是印刷电路板(PCB)的制作与电路调试,在师傅的讲解下我们了解了制作PCB板电路图的基本流程,按照师傅所说的流程,我们顺利而且成功的完成了任务,让那我熟悉了制作PCB板的基本操作,掌握了使用热转印来制作PCB板的操作。
最后在我怀着留恋的情绪下这次的就这样结束了。在师傅的精心指导和同事们的积极帮助和我的认真努力下,实训圆满结束。接得进入工作岗位!
高中化学 电解质在溶液中的导电性 论文
细说电解质溶液的导电性
电解质溶液导电是因为有自由移动的离子,所以总的说来,离子浓度越高,离子所带的电荷越多,其溶液的导电性就越强。
一、强、弱电解质溶液导电性的比较
1.物质浓度相同的强、弱电解质溶液,由于弱电解质是部分电离,离子浓度低,此时强电解质溶液的导电性强。因此在相同浓度、相同温度下,做导电能力的对比实验就可以判断强弱电解质。
2.强电解质溶液的导电性不一定比弱电解质溶液的导电性强,如:常温下,10克醋酸与10克硫酸钡分别加入100克水中配成的溶液中,醋酸的导电性强。因为硫酸钡难溶于水,只有极小部分溶于水,但溶于水的部分全部发生电离,所以硫酸钡溶液的导电性差,但硫酸钡是强电解质。
3.电解质导电一般要溶于水,如固体氯化钠、纯硫酸是不能导电的。
4.物质溶于水形成的溶液能导电,该物质不一定是电解质,如Cl2、SO2的水溶液导电,但SO2是非电解质,Cl2既不是电解质又不是非电解质。
二、影响电解质溶液导电性的因素
1.加其它电解质
①一般来说,强电解质溶液中加强电解质,导电能力变化不大,如氯化钠溶液中加硝酸钾,但氢氧化钡溶液中加硫酸或硫酸铜时,在增加电解质的过程中会出现难导电的极点,因为它们能相互反应生成沉淀和难电离物质,出现极点后,继续增加电解质,溶液的导电性又会增强。
②一般来说,弱电解质溶液中加弱电解质,导电能力变化不大,如醋酸溶液中冰醋酸,但氨水中加冰醋酸时,溶液的导电性会显著增强,因为它们相互反应生成强电解质醋酸铵;亚硫酸溶液中加入氢硫酸时,溶液的导电性会显著减弱,因为它们相互反应生成弱电解质水和单质硫。
③强电解质溶液中加弱电解质,导电能力变化不大。
④弱电解质溶液中加强电解质,导电能力显著增强。
2.加水稀释:一般来说,加水稀释电解质溶液的导电性是减弱的,但浓醋酸在加水稀释时,有一段时间内导电性会略为增强,因为浓醋酸的电离度很小,加水后的一段时间内,醋酸电离度的增加是主要变化,溶液体积增加是次要变化。
3.升高温度:一般来说,电解质溶液升高温度时,导电能力增强,因为温度高离子运动速率大,其中弱电解质溶液如醋酸溶液变化尤为明显,但不会是温度越高,导电能力越强,因为高温时,弱电解质可能会挥发。值得注意的是,金属的导电性随着温度的升高而减弱,因为温度高时电阻大。
4.亚硫酸溶液中通氯气,导电能力增强,亚硫酸溶液露置于空气中一段时间后,导电性也增强,因为亚硫酸具有还原性,与氯气、氧气反应生成硫酸等。
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论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成
石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.
另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].
作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.
基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.
1实验部分
1.1原材料
苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).
1.2PANIF的制备
PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备
采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.
1.4PANIF/rGO复合材料制备
按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.
1.5仪器与表征
用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.
电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.
比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:
Cs=iΔtΔVm.(1)
式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.
2结果与讨论
2.1形貌表征
图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.
2.2FTIR分析
图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.
2.4电化学性能分析
图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.
图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5
值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.
氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.
3结论
采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.
浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用
1 概述
随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。
发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:
我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:
这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。
2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制
2.1 研制思路
目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。
2.2 试验与研究
2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3,莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:
为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:
2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。
2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。
2.3 产品的性能
2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐
火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。
2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。
2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。
2.4 产品的应用
新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。
3 结论
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