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钢铁材料研究进展论文

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钢铁材料研究进展论文

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()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

焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。这是我为大家整理的材料焊接技术论文,仅供参考!

高强材料的焊接浅析

摘要:在现代工业中,高强材料越来越占有重要的地位,但其焊接时的焊接裂纹、脆化、软化等现象,给安全生产与产品的使用效率带来了隐患。为此,笔者根据自身学习与实践经历,就高强材料尤其是高强钢的焊接特性进行分析阐述。

关键词:高强材料;焊接;特性

一、高强材料概况

在当前的管道、容器中,高强材料越来越占有重要的地位。当中最重要的,是将钢里除碳意外添加一类或多类合金成分(合金成分的比例低于百分之五),用来加强钢的强度,将钢的强度提高到275MPa或更高,并产生更优的综合质量,此种钢被称为高强钢,它的基本优点为强度高、塑性与韧性也优于普通钢。根据钢的屈服强度的程度和热处理时的特性,高强钢总体上有两种。

热轧、正火钢,其屈服强度处于294Mpa~490MPa间,而利用状态是热轧、正火与控轧,在类别上是非热处理强化钢,该种钢的现实中使用的最为常见。

调质钢,其屈服强度处于490Mpa~980Mpa间,通常在调质状态中应用,在类别上是热处理强化钢。该种刚的特性是不烦强度高,而且塑性与韧性比较好,能够直接于调质时进行焊接。所以,这中调质钢在使用中越来越普及。

现在常使用的高强钢,钢板牌号包含以下几种:16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR、18MnMoNbR;锻件牌号包含以下几种:16Mn、15MnV、20MnMo、20MnMoNb。

二、高强钢的焊接特性

高强钢中碳含量通常不高于,合金成分的总量通常不高于5%。因为高强钢包含一些的合金成分,使它的焊接性和别的材料有一些不同,具体焊接特性有以下几点:

1、焊接时的焊接裂纹

(1).高强钢因为使用了让钢强度增加的碳、锰等元素成分,当焊接的时候往往产生淬硬,而产生的硬化部分往往很敏感,所以,当刚性过强与拘束应力较强的状态下,如果焊接方式有问题,就会造成冷裂纹。加上这中裂纹存在较长的延迟,容易造成较大的危害。

(2).再热裂纹为在焊作业完成后,慢慢去掉应力热的过程中,或较长时间在高温状态下于临近熔合线粗晶部位造成的沿晶开裂。通常认为,此类裂纹造成的原因,是因为焊接高温导致HAZ旁边的V、Nb、Cr、Mo等元素固溶在了奥氏体内,焊接完成后进行,但没有完全析出,而是在PWHT的时候呈弥散状态析出,所以强化了晶内,将应力在松弛的时候产生的蠕变变形汇聚在了晶界。

高强钢在焊接的时候,通常不会造成再热裂纹,例如16MnR、15MnVR之类。然而对Mn-Mo-Nb与Mn-Mo-V等类别的高强钢,因为Nb、V、Mo等成分比较敏感,是造成再热裂纹的常见因素,所以这些高强钢与焊接完成后实施热处理时,需要特别回避容易造成再热裂纹的温度范围,以免造成再热裂纹。

2、焊接部位的脆化与软化

(1).应变时效脆化。焊接部位于焊接前要进行各种冷处理(如钢板的剪切、管道筒罐的卷圆),材料会导致有所变形,要是变形的部位再收到200至450℃的热作用,可能造成应变时效,继而产生脆化,往往导致材料的塑性减弱,因此造成钢材的脆断。

PWHT能够减弱焊接时产生应变时效,将韧性一定程度上恢复。1998年制定的《钢制压力容器》中明确规定,筒状钢材的厚度要达到下列标准:碳素钢达到的的厚度不能低于圆筒内部直径的百分之三;别的钢的达到的厚度不能低于内部直径的百分之二点五。而且,那些冷成形与中温成形中制作的受压产品,要在成形之后实施热处理。

(2).焊缝与热影响区产生的脆化。对材料进行焊接时,加热与冷却往往不会十分均匀,便会产生不均匀的结构。焊缝与热影响区具有一定的脆性,这是是焊接接头里最薄弱的地方。焊接线的能量强度会对高强钢WM与HAZ性能产生较大影响,高强钢容易淬硬,线能量如果不高,HAZ会产生马氏体造成裂纹;线能量如果过高,WM与HAZ产生粗糙的晶粒,会造成焊接部位的脆化。线能量如果过高,调质钢而造成的HAZ脆化现象尤其明显。因而焊接作业时,要把线能量控制于合适的度量。

(3).焊接部位的热影响区产生的软化。因为焊接时的热作用,会造成部分地区强度降低,形成了一定的软化带。HAZ区的结构软化会因为焊接线热度的提升与预热温度的提升而恶化,不过通常的软化区的性能还是能够达到规定标准值的最低标准,因而这些钢材地热影响部位产生的软化现象,如果做到工艺合适,就不会降低焊接部位的正常使用。

三、当代新式高强材料的焊接特性

1、高强管线钢

高强管线钢指X70以上的钢级,至尽为止,X80是已建管线钢中使用的强度最高的管线钢。加拿大Ipsco钢铁公司在1998年年报中明确指出,该公司已成功进行了X90和X100SSAW钢管试生产,最终目标是生产各种规格的X100钢管。日本NKK、住友金属、新日铁、川崎制铁及欧洲钢管公司也相继研制成功X90和X100UOE钢管,正在研制X120钢管。

为保障管线的安全可靠性,在提高强度的同时,必须相应提高韧性。特别是高压输气用钢管,必须有很高的CVN。超贝氏体和超马氏体被誉为21世纪的管线钢,其钢级为X80~X100(贝氏体)、X100~X120(马氏体)。在成分设计上,大体上都是(超)的Mn-Nb-Ti系或Mn-Nb-V(Ti)系,有的还加入Mo、Ni、Cu等元素,因此,热影响区的韧性不会比较低强度的管线钢差,冷裂纹敏感性不大。对于强度高于600MPa的钢,焊接时要特别关注WM冷裂纹问题,尤其是现场对接环焊缝必须采用超低氢焊接材料。

2、超细晶粒钢

上世纪90年代,世界主要产钢国相继开展了新一代钢铁材料的研究,其中,尤以日本的“超级钢“计划、中国的“新一代钢铁材料重大基础研究”和韩国的“21世纪高性能结构钢”引起世界钢铁界的瞩目和热情参与。

在新一代钢铁材料的研究中,最引人注目的是超细晶粒的研究,通过超细晶粒(最小1mm)实现强度翻番的目标。超细晶粒钢焊接的最大问题就是HAZ的晶粒长大倾向,为解决这一问题,须采用激光焊、超窄间隙MAG焊、脉冲MAG焊等低热输入焊接方法。

参考文献

[1]王建利.高强钢的焊接工艺评定[J].云南水力发电,2007,(02).

[2]李明.高强钢的焊接[J].现代焊接,2005,(03).

[3]栗卓新,刘秀龙,李虹,李国栋.高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J].新技术新工艺,2007,(05).

试论焊接技术

摘 要:焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。今天,随着焊接机器人在工业应用中的广泛应用,研究人员仍在深入研究焊接的本质,继续开发新的焊接方法,以进一步提高焊接质量。

关键词:焊接;金属;能量;技术

1、焊接技术概论

焊接过程的物理本质

焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压。

焊接的分类

金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。

压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。

焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。

现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。

搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。

未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。

2、焊接-工业艺术

焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。本文对这一技术的出现与运用进行了分析。

艺术创造与工艺方法永远是密不可分的。作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新的工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。金属焊接艺术可以作为一种相对独立的艺术形式以分支的方式从传统的金属艺术中分离出来,这是因为焊接具有艺术性。

焊接可以产生丰富的艺术创作的表现语言。

焊接通常是在高温下进行的,而金属在高温下会产生许多美妙丰富的变化。金属母材会发生颜色变化和热变形(即焊接热影响区) ;焊丝熔化后会形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接艺术中更是经常被应用。焊接缺陷是指焊接过程中,在焊接接头产生的不符合设计或工艺要求的缺陷。其表现形式主要有焊接裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合、夹渣、焊瘤、塌陷、凹坑、烧穿、夹杂等。这是个十分有趣的现象 :焊接的艺术性通常体现在一些工业焊接的失败操作之中,或者说蕴藏于一些工业焊接极力避免的焊接缺陷之中。其次,焊接艺术语言是独特的。选用不同的金属材料,使用不同的焊接工艺,焊接的艺术性可以在不同的金属艺术形式中发挥得淋漓尽致。

在焊接雕塑作品中,焊缝和割痕不是作为一种技术加工的痕迹被动地存在,而是以一种精彩的、不可或缺的表现语言着力地加以体现的。一件焊接雕塑,粗的焊缝裸露在雕塑表面,各种不规则的切割痕迹也变成了艺术家优美的艺术语言在很多情况下,由于焊接雕塑所追求的粗糙质朴的风格,金属的锈蚀、瑕疵也大多根据作品的需要特意保留,因此,在焊接雕塑中常常可以感觉到一种非雕琢的、原始的美。雕塑下部的钢板拼接处的焊缝很粗大,从焊接工艺的牢固性来看,这显然不仅仅是出于对雕塑结实程度的考虑,在这件雕塑中,下部几条扭曲的焊缝已经作为雕塑整体审美的一个重要因素而成为其不可缺少的一部分。从雕塑整体来看,不论是上半部分的文字造型,还是下半部分的肌理处理,到处有扭曲的焊接痕迹的出现,整个作品达到了整体视觉语言的统一。 手工等离子切割的方法,利用切割时电流的热量,使切割边缘产生热影响区,这样就给亮白色的不锈钢“染”上了一圈略带渐变的色彩。同时,通过对焊接规范的调节,割枪喷出的强烈气流会在切割钢板熔化的瞬间在切割边缘“吹”起一圈随机形成的肌理,在切割完成金属冷却后,固化为一道美丽的割痕,与中间平坦光亮的不锈钢板材形成了质感的对比。这种随机效果的形成过程带有一定的偶然性,但又是在一定的焊接规范下必然产生的现象。从尺寸的角度考虑,尺寸较大的焊接艺术壁饰可采用半自动CO2气体保护焊,较小的可采用手工钨极氩弧焊。

如果把一幅壁饰作品看成一幅画的话,画面中的点、线、面、黑、白、灰甚至颜色的处理都可以通过焊接的方法来实现。各种型号、各种材质的金属丝,应用不同的焊接工艺会在画面上以不同的形式出现。不同金属的颜色不同,不锈钢的亮银色、铝材的亚银色、碳钢的乌亮色,钛钢、青铜、紫铜、黄铜而且就钢材来说,不同的钢材在高温受热时会出现不同的颜色变化,即焊接热影响区不同。另外,切割也是焊接艺术壁饰创作的方法之一,既可以与焊接结合使用,也可以单独使用,这完全取决于创作者的创作意图和对工艺与效果的掌握程度。以上所述的这些方法综合起来,变化的丰富可想而知。

3、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的原因

焊接切割作业时,尤其是气体切割时,由于使用压缩空气或氧气流的喷射,使火星、熔珠和铁渣四处飞溅(较大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5m以外的地方),当作业环境中存在易燃、易爆物品或气体时,就可能会发生火灾和爆炸事故。

在高空焊接切割作业时,对火星所及的范围内的易燃易爆物品未清理干净,作业人员在工作过程中乱扔焊条头,作业结束后未认真检查是否留有火种。

气焊、气割的工作过程中未按规定的要求放置乙炔发生器,工作前未按要求检查焊(割)炬、橡胶管路和乙炔发生器的安全装置。

4、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的防范措施

焊接切割作业时,将作业环境lOm范围内所有易燃易爆物品清理干净,应注意作业环境的地沟、下水道内有无可燃液体和可燃气体,以及是否有可能泄漏到地沟和下水道内可燃易爆物质,以免由于焊渣、金属火星引起灾害事故。

高空焊接切割时,禁止乱扔焊条头,对焊接切割作业下方应进行隔离,作业完毕应做到认真细致的检查,确认无火灾隐患后方可离开现场。

应使用符合国家有关标准、规程要求的气瓶,在气瓶的贮存、运输、使用等环节应严格遵守安全操作规程。

对输送可燃气体和助燃气体的管道应按规定安装、使用和管理,对操作人员和检查人员应进行专门的安全技术培训。

焊补燃料容器和管道时,应结合实际情况确定焊补方法。实施置换法时,置换应彻底,工作中应严格控制可燃物质的含影实施带压不置换法时,应按要求保持一定的电压。工作中应严格控制其含氧量。要加强检测,注意监护,要有安全组织措施。

作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。

上述种种焊接缺陷的表现形式以及焊接热影响区,是通过一定规范下的焊接操作形成的,也只有通过焊接的方式才会产生这些艺术语言。焊接艺术作品的表面效果是其它金属加工工艺无法或者很难实现的,因而说焊接艺术具有独特的艺术性。

中国钢铁企业管理变革之道 文:仁达方略 来源:中国国企改革网 时间:2005-7-20 22:46:43 点击:227【文章级别0】 从老、大、粗、笨到精益生产的转化中国钢铁企业与国外钢铁制造企业一样,许多都具有百年以上的历史,在几乎相同的发展历程中,中国的钢铁制造企业却面临着与众不同管理问题。上个世纪八十年代之前,钢铁企业执行的是全面的计划经济政策,管理与企业作为都直接为国家服务。但到了八十年以后,市场经济不断完善,其间也造就了不少企业的辉煌,这 一切都是中国钢铁企业的历史特征,也代表了中国钢铁企业的过去。上个世纪九十年代是中国钢铁企业管理变革的分水岭,新的管理思想、观念在这阶段涌现,“关注成本管理、技术改造、质量管理 、产品创新”等等,都成为各企业的管理主题与潮流。但是,中国市场经济在这一阶段纳入世界经济步伐也是最快的时间,经济的全球化高潮极大地削弱了中国钢铁企业进行自主管理创新的成绩,作为国民经济的支柱产业,钢铁企业在这一时期面临更严峻的挑战。全球很多钢铁企业都是巨人般地庞大,中国钢铁企业也不例外。但中国钢铁随着新中国的建立,也走了近四十年的计划经济的路子。在此期间,企业的设备、管理、工艺流程一直都在沿用三、四十年代的体系,在计划主宰一切的时期,忽略了管理的创新、工艺、设备的引进等,从而为九十年代中后期的激烈市场竞争留下了隐患。老、大、粗、重、笨极为形象地描述了过去的钢铁企业,在一部分企业中,目前还有上个世纪初期的设备及生产工艺流程,技术改造与创新较为缓慢。作为国有企业的支柱,在过去的发展中,绝大多数企业都在承担着社会的任务,企业办医院、学校、社区等等比比皆是,这样使得每一个国有企业都显得庞大而具有气势。而将主要精力用在技术创新与工艺流程的改造方面,却是很少。当企业真正进入市场,参与市场竞争的时候,就成了“企业的巨人,行动侏儒”,庞大的企、事业机构无一能在此时为其服务,由此就有了九十年代后期全国性的钢铁行业问题。钢铁企业管理创新是现在的热门话题,邯郸钢铁的成本管理、宝钢的客户关系管理、武钢的技术创新、首钢的资本运作及业务转移等等,都各有成效,并成为各自主题。在这样大型企业的管理创新活动中,许多行为都在围绕一个共同的话题:对过去庞大体系的梳理、对企业办社会的思考。成本管理在更多地关注生产链活动,在关注冗员的分流;宝钢的客户关系管理在关注产品的市场链行为:快速交货、产品创新、电子交易平台等等;武钢将资本重组、新技术创新与引进、资本运作等管理创新活动纳入到管理年度中,优化企业资产,提高资产与资本间的转换价值。这一系列的管理创新活动在业内被称为瘦身行为,在不失为行业巨人的前提下,提高了竞争能力。从过去的老、大、粗、重、笨,到今天的轻装前进,中国钢铁企业用了近十五年的时间。在本世纪初期,产品质量管理(品质管理)日益盛行,宝钢集团首先引进全面质量管理体系进行镀锌薄板及彩板生产,在追求精益生产管理的同时将客户交货期压缩到十五天,极大地提高了与国际同类产品的竞争能力。“发展=优势的转化和再造”是宝钢集团在第十三次管理论坛上提出的命题。在前期进行“大瘦身”(裁减冗员、剥离负资产、分解企业办社会的部分)运动之后,进行了大幅度的产品技术及生产工艺创新举动,使自己成为灵活的巨人。钢铁企业精益化生产策略是当今市场发展的必然结果,宝钢集团在应对汽车、家电制造的终端客户的需求时,必须对自身的生产工艺及设备进行较大的技术改造。在这些市场竞争激烈的产品中,成本与价格、生产工艺及交货时间、客户管理与供应链管理,始终都在围绕产品的质量体系,精益化生产管理体系不仅仅保证终端产品的质量,更关注整个生产环节的完好率、成本控制、生产工艺的不断改造与创新等等。因此,在一系列的创新年中,钢铁企业正在逐步地摆脱困境,完善自身。国有企业机制与全面市场化的融合中国国有企业机制为钢铁企业打下了夯实的基础,同时也创建了极其殷实的物质条件,这对钢铁企业现在所参与的市场竞争并获得极大成绩立下了汗马功劳。因此,对国有企业的长期积累不能给以任何方式的否定,而应该以不同的角度进行理解。“一时、一事、一人”是最能解释国有企业在为国家经济做出的贡献,一时、一事、一人就是把人和事放在同一个时期进行比较,这样才能客观公正地对钢铁企业进行评价。传统的国有企业管理机制正在受到挑战,对于上海宝钢集团这样处于市场风顶浪尖的企业,已经不能用老套的管死不放权来经营,而是随着国家对企业管理经营的逐步退出而放开。国有资产正在逐步地退出,国有资本的管理结构已经逐渐地转向资本投资管理与经营管理分离,对过去全部控股也已经在逐渐地退出。这一切举动正是国家在对大型企业逐步地放权,以便使企业更轻松地应对市场。首钢集团在九十年代初期开始大刀阔斧地进行企业改革,在九十年代末期,副营业务首次与主营业务盈利持平,并预期在2005年副营业务超过主营业务。将过去传统制造行业迅速转换为当今一流的高科技企业,这在国内乃至世界同行业中成为领先者。上海宝钢集团在近几年的管理变革过程中,对主、副业务进行了较大的梳理,同时在进行大幅度地技术改造过程;对冗员精简与分流,以提高供货能力与增加产品链效益为主要的创新目标;建立高品质的管理论坛,交流管理经验,并提供决策服务;较完整地建立了电子商务平台及信息化管理体系,并充分利用信息系统进行客户管理,产品交货速度在全球同行业中暂居领先地位。由于国内钢铁行业产品结构的重复性较大,高端产品的市场占有率较小。对此,国家目前依然采用宏观调控机制,指导行业的技术改造与升级。这样,作为国有资产的控制与保值就有了一定的保障,同时,这也是国有企业机制发挥的效用之一。国有企业管理机构通过对资产的控制,极大地放宽了企业管理经营的权利,但绝对不是无度地放宽。武汉钢铁集团通过多年的经营成为一个极大的债权人。在前几年进行三角债清理过程中,房地产企业所欠债务最多,通过近几年的债务置换工作,武钢集团置换回三千多套商品房,并成立房产管理公司进行商品房的开发工作,同时,还开发了武汉市青山区的万套商品房工程,实现了资本的增值。由此可以看出,国有机制下的企业在近几年应对市场经济的时候,已经逐渐成熟。在国有资产进行资本控制与管理经营的剥离过程中,开始尝试将国有资本直接纳入到市场管理体系当中,在保障宏观调控的前提下,中国钢铁企业抗风险的能力越来越强,越来越具有实力参与全球化竞争。发展 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建立一个全新的钢铁文化五十亿规模的企业关注管理,百亿元规模的企业关注文化,这是国际大型企业管理的基本定式。也就是说一家在五十至白以规模的时候,主要依靠管理来要效益,而企业在超过百亿元规模的时候,依靠的时企业的文化来获得长期持续的发展。因此,中国钢铁企业目前阶段管理的主题应该处在依靠文化获得发展的时期,并且应以钢铁文化的管理创新作为主题,参与市场竞争。中国钢铁企业文化有着深厚的积淀,过去曾经传述这许多创业者与以厂为家者的动人轶事,更有当今改革创新者的业绩。这一切都在表述者悠久的行业历史,但是也有市场竞争与管理创新所做出的牺牲:有许多过去的国家劳动模范、五一奖章获得者、技术能手在改革中被作为冗员下岗、分流,或离开自己熟悉的工作岗位。市场竞争的无情在今天钢铁企业中,在这些老的员工中表现得尤为无情,或称之为悲壮。但由此却给钢铁企业建立自身的企业文化带来了新的命题:怎样建立一个竞争型新的企业文化,参与全球化竞争。上海宝钢集团公司,以“办世界一流企业、创世界一流水平”为目标,走新型工业化道路,培育优秀的公司素质和公司形象,建立和提升包括与之相适应的管理体制与制度的企业核心竞争力。这是宝钢新时期的企业文化建设主题,并将文化建设与企业发展战略目标相结合,以企业文化服务于公司未来的发展战略。“追求、比较,苛求、创新”的企业文化和行为实现公司战略与提高综合竞争能力奠定了企业发展基础。“宝钢的阶段性战略目标是:到2005年,钢铁主业保持在中国钢铁业中的领先地位,建成中国最大、最具竞争力的钢铁精品基地和钢铁工业新技术、新工艺、新材料研发基地;集团公司实现销售收入1200亿元,成为世界500强。到2010年,宝钢钢铁主业综合竞争力进入世界前三名;集团公司实现销售收入1500亿元,成为具有自主知识产权和国际竞争力的大型跨国集团”。为实现这一战略目标,宝钢集团建立了自身管理学习创新论坛,在进行的十余期论坛上,“追求、比较,苛求、创新”始终作为主要课题,将竞争能力、核心优势、制度创新等等与企业密切相关的话题进行分析,从而引导出“用户满意(CS)战略,实行全方位满意管理(TSM)”等管理方案。文化即一种行为的习惯。当一个企业把创新作为一种习惯的时候,创新就成为企业发展动力之源。首钢目前成为全球钢铁行业创新的典范,主要得益于对自身文化的清晰定位。基于首钢雄厚丰富的资源,成功地从一家传统的制造企业转变为高科技企业,其创新的根源在对市场的发展形态的充分认识。在继续保持原有产业优势的前提下,对产品进行细分和定位,将优势产品变为强势,将盈利模式由单一化转变为多元化,高科技投资、金融服务等项目将会逐渐超过传统项目的盈利能力。这些转变无疑都在改变着首钢人的价值观与工作习惯,并形成新时期的首钢文化。大型钢铁企业的核心竞争优势绝不仅仅来源新技术的应用与工艺流程的创新,从近几年来中国钢铁企业的管理创新活动中分析得出,建立一个新的管理机制与企业思考习惯,将巨轮灵活掉头也是企业的综合竞争能力的具体表现。对此,通过钢铁企业自身改革的经验,建立一套适应管理创新的文化适应体系就成为下一个发展百年的生存大计。中国钢铁企业管理的未来之路更加具有参与市场竞争的能力,全面地融入全球化经济浪潮中是未来国有钢铁企业的必然发展方向。传统的钢铁企业生产链在极大程度上重复着老套的管理体系,中国钢铁制造的产品同质化、差异化较小,加大了企业产品参与市场竞争的难度,而目前国内钢铁产品的消费市场、生产的饱和度都已经达到平衡状态,市场上新材料的应用也在极大地冲击着钢产品的消费,因此,钢铁企业进行生产链的重组、产品的创新、新材料的研发工作已经势在必行。生产链关系的重组在极大程度上是对生产管理关系的优化工作。上海宝钢集团通过多年的生产链调整,将主要的企业资源直接为生产服务,从矿山管理、运输、生产等一系列程序中进行精简,以专业化路子实现做大、做强。同时,也加快了新产品的研发,投资新材料项目,实现了纵深一体化战略目标。进行生产链重组工作需要付出一定的代价。宝钢集团在近几年的管理实践中,分流人员七万多人,剥离了多个事业机构。同时对与主业关联性不强的企业进行了较大的整合,做到主、辅分离责任明晰,把好钢真正用在了刀刃上。在同样生产2000多万吨产品的情况下,利润率增加了近二成,上缴税收增加近一倍,一线员工的收入也有了较大幅度的增长,这些好处都来自于宝钢集团公司的生产链关系的重组。关注战略管理将是钢铁企业未来管理的重大主题,任何一个管理决策的失当都将导致企业不可挽回的损失,因此,成功的战略管理决策对大型钢铁尤为重要。在行业中,首都钢铁集团成功的战略转型成为行业典范,但并不一定所有的钢铁企业都应该效仿。首钢多元化战略的实施成功是多方面因素构成的,为此,需要通过长期的论证。但在现在市场竞争激烈的情况下,决策程序越来越简化,决策时间也越来越短,处理复杂的市场管理问题成为目前钢铁管理者的日常工作。把握稍纵即逝的市场契机是大企业进行快速反应的一种表现,对企业的战略问题,每时每刻都在刺激着管理者的神经。面对这种管理的两难,管理这绝不仅仅承担着企业的增值与保值义务,而如何使企业顺利地进入到下一个百年才是最根本的问题。保持基业对大型钢铁企业是一件比较容易的事情,但如何常青却是长期战略问题。基业常青的基本原则是建立一套行之有效的管理体系与机制,确定战略管理的执行规则,这是中国钢铁企业管理的未来任务。国有钢铁企业在近五年的创新实践活动中,关注成本管理、文化建设、产品链、客户管理等等的创新较多,这些解决问题临时结的活动在很大程度上帮助企业度过了一些难关,并使企业获得相应的喘息机会。但是,在对目前钢铁企业的多次管理调研活动中发现,解决管理中临时问题方式并不能一劳永逸地实现企业持续发展的目的。邯郸钢铁在前几年引进武汉大学余杭教授进行成本管理时,就没有考虑到行业中管理变革的发展速度,而使其成为昙花一现。在期生产的同类产品中,全国近万家企业的竞争是的成本管理成绩被极大地侵蚀。今天,行业中不再谈起学习邯钢,这就是在中国进行管理创新的弊端,其症结就在于“临时管理”。中国钢铁企业的管理问题决不是一朝一夕产生的结果,而是过去几十年来重计划轻管理的结果。因此,对当前钢铁企业的管理解决之道就是按照市场化企业运作机制,建立企业全面管理体系,建立系统的企业管理观念,只有这样才不会出现管理上因市场因素而产生的较大波动,实现管理的平衡发展,只有这样才能使企业在进入下一个百年时仍然保持“常青”。

陶瓷材料研究进展论文

找到以下这么多,有用的话留邮箱。1 泡沫陶瓷材料的研究进展 ,靳洪允,陶瓷科学与艺术, 2005 查看全文 2 泡沫陶瓷的研究进展 ,焦方方、朱广燕,陶瓷, 2007 查看全文 3 泡沫陶瓷材料制备方法及应用的研究进展 ,董毅峰、王雪瑶、李志宏、刘石、刘长春,陶瓷, 2007 查看全文 4 有机泡沫浸渍法制备SiC泡沫陶瓷的研究进展 ,赵东亮、张玉军、张兰,陶瓷, 2006 查看全文 5 泡沫陶瓷的研究进展 ,靳洪允,佛山陶瓷, 2005 查看全文 6 泡沫陶瓷材料的研究进展 ,靳洪允,现代技术陶瓷, 2005 查看全文

具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。 特性 超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。主要有以下性能。①零电阻性:超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。②完全抗磁性:超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。③约瑟夫森效应:两超导材料之间有一薄绝缘层(厚度约1nm)而形成低电阻连接时,会有电子对穿过绝缘层形成电流,而绝缘层两侧没有电压,即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定值后,绝缘层两侧出现电压U(也可加一电压U),同时,直流电流变成高频交流电,并向外辐射电磁波,其频率为,其中h为普朗克常数,e为电子电荷。这些特性构成了超导材料在科学技术领域越来越引人注目的各类应用的依据。 基本临界参量 有以下 3个基本临界参量。①临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度,以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是钨,为。到1987年,临界温度最高值已提高到100K左右。②临界磁场:使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度,以Hc表示。Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2],式中H0为0K时的临界磁场。③临界电流和临界电流密度:通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态,以Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度,以Jc表示。 超导材料的这些参量限定了应用材料的条件,因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例,从1911年荷兰物理学家H.开默林-昂内斯发现超导电性(Hg,Tc=)起,直到1986年以前,人们发现的最高的 Tc才达到(Nb3Ge,1973)。1986年瑞士物理学家.米勒和联邦德国物理学家.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性,从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间,新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景,米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。 分类 超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。①超导元素:在常压下有28种元素具超导电性,其中铌(Nb)的Tc最高,为。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb,Tc=),已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。② 合金材料: 超导元素加入某些其他元素作合金成分, 可以使超导材料的全部性能提高。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr),其Tc为,Hc为特。继后发展了铌钛合金,虽然Tc稍低了些,但Hc高得多,在给定磁场能承载更大电流。其性能是Nb-33Ti,Tc=,Hc=特;Nb-60Ti,Tc=,Hc=12特()。目前铌钛合金是用于7~8特磁场下的主要超导磁体材料。铌钛合金再加入钽的三元合金,性能进一步提高,Nb-60Ti-4Ta的性能是,Tc=,Hc=特();Nb-70Ti-5Ta的性能是,Tc=,Hc=特。③超导化合物:超导元素与其他元素化合常有很好的超导性能。如已大量使用的Nb3Sn,其Tc=,Hc=特。其他重要的超导化合物还有V3Ga,Tc=,Hc=24特;Nb3Al,Tc=,Hc=30特。④超导陶瓷:20世纪80年代初,米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性,他们的小组对一些材料进行了试验,于1986年在镧-钡-铜-氧化物中发现了Tc=35K的超导电性。1987年,中国、美国、日本等国科学家在钡-钇-铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性,使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。 应用 超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起,就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约,这首先是它的临界参量,其次还有材料制作的工艺等问题(例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题)。到80年代,超导材料的应用主要有:①利用材料的超导电性可制作磁体,应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等;可制作电力电缆,用于大容量输电(功率可达10000MVA);可制作通信电缆和天线,其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件,其运算速度比高性能集成电路的快10~20倍,功耗只有四分之一。 1911年,荷兰物理学家昂尼斯(1853~1926)发现,水银的电阻率并不象预料的那样随温度降低逐渐减小,而是当温度降到附近时,水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物,在温度降到绝对零度附近某一特定温度时,它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象,能够发生超导现象的物质叫做超导体。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。如钨的转变温度为,锌为,铝为,铅为。超导体得天独厚的特性,使它可能在各种领域得到广泛的应用。但由于早期的超导体存在于液氦极低温度条件下,极大地限制了超导材料的应用。人们一直在探索高温超导体,从1911年到1986年,75年间从水银的4.2K提高到铌三锗的23.22K,才提高了19K。 1986年,高温超导体的研究取得了重大的突破。掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象,以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。全世界有260多个实验小组参加了这场竞赛。 1986年1月,美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室科学家柏诺兹和缪勒首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体,将超导温度提高到30K;紧接着,日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K;12月30日,美国休斯敦大学宣布,美籍华裔科学家朱经武又将超导温度提高到40.2K。 1987年1月初,日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K;不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K。中国科学院物理研究所由赵忠贤、陈立泉领导的研究组,获得了48.6K的锶镧铜氧系超导体,并看到这类物质有在70K发生转变的迹象。2月15日美国报道朱经武、吴茂昆获得了98K超导体。2月20日,中国也宣布发现100K以上超导体。3月3日,日本宣布发现123K超导体。3月12日中国北京大学成功地用液氮进行超导磁悬浮实验。3月27日美国华裔科学家又发现在氧化物超导材料中有转变温度为240K的超导迹象。很快日本鹿儿岛大学工学部发现由镧、锶、铜、氧组成的陶瓷材料在14℃温度下存在超导迹象。高温超导体的巨大突破,以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超导体,使超导技术走向大规模开发应用。氮是空气的主要成分,液氮制冷机的效率比液氦至少高10倍,所以液氮的价格实际仅相当于液氦的1/100。液氮制冷设备简单,因此,现有的高温超导体虽然还必须用液氮冷却,但却被认为是20世纪科学上最伟大的发现之一。超导科学研究 1.非常规超导体磁通动力学和超导机理 主要研究混合态区域的磁通线运动的机理,不可逆线性质、起因及其与磁场和温度的关系,临界电流密度与磁场和温度的依赖关系及各向异性。超导机理研究侧重于研究正常态在强磁场下的磁阻、霍尔效应、涨落效应、费米面的性质以及T医学研究等 磁体科学和技术 强磁场的价值在于对物理学知识有重要贡献。八十年代的一个概念上的重要进展是量子霍尔效应和分数量子霍耳效应的发现。这是在强磁场下研究二维电子气的输运现象时发现的(获85年诺贝尔奖)。量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的发现激起物理学家探索其起源的热情,并在建立电阻的自然基准,精确测定基本物理常数e,h和精细结构常数(=e2/h(0c等应用方面,已显示巨大意义。高温超导电性机理的最终揭示在很大程度上也将依赖于人们在强磁场下对高温超导体性能的探索。 熟悉物理学史的人都清楚,由固体物理学演化为凝聚态物理学,其重要标志就在于其研究对象的日益扩大,从周期结构延伸到非周期结构,从三维晶体拓宽到低维和高维,乃至分数维体系。这些新对象展示了大量新的特性和物理现象,物理机理与传统的也大不相同。这些新对象的产生以及对新效应、新现象的解释使得凝聚态物理学得以不断的丰富和发展。在此过程中,极端条件一直起着至关重要的作用,因为极端条件往往使得某些因素突出出来而同时抑制其它因素,从而使原本很复杂的过程变得较为简单,有利于直接了解物理本质。 相对于其它极端条件,强磁场有其自身的特色。强磁场的作用是改变一个系统的物理状态,即改变角动量(自旋)和带电粒子的轨道运动,因此,也就改变了物理系统的状态。正是在这点上,强磁场不同于物理学的其他一些比较昂贵的手段,如中子源和同步加速器,它们没有改变所研究系统的物理状态。磁场可以产生新的物理环境,并导致新的特性,而这种新的物理环境和新的物理特性在没有磁场时是不存在的。低温也能导致新的物理状态,如超导电性和相变,但强磁场极不同于低温,它比低温更有效,这是因为磁场使带电的和磁性粒子的远动和能量量子化,并破坏时间反演对称性,使它们具有更独特的性质。 强磁场可以在保持晶体结构不变的情况下改变动量空间的对称性,这对固体的能带结构以及元激发及其互作用等研究是非常重要的。固体复杂的费米面结构正是利用强磁场使得电子和空穴在特定方向上的自由运动从而导致磁化和磁阻的振荡这一原理而得以证实的。固体中的费米面结构及特征研究一直是凝聚态物理学领域中的前沿课题。当今凝聚态物理基础研究的许多重大热点都离不开强磁场这一极端条件,甚至很多是以强磁场下的研究作为基础。如波色凝聚只发生在动量空间,要在实空间中观察到此现象必需在非均匀的强磁场中才得以可能。又如高温超导的机理问题、量子霍尔效应研究、纳米材料和介观物体中的物理问题、巨磁阻效应的物理起因、有机铁磁性的结构和来源、有机(包括富勒烯〕超导体的机理和磁性、低维磁性材料的相变和磁相互作用、固体中的能带结构和费米面特征以及元激发及其互作用研究等等,强磁场下的研究工作将有助于对这些问题的正确认识和揭示,从而促进凝聚态物理学的进一步发展和完善。 带电粒子象电子、离子等以及某些极性分子的运动在磁场特别是在强磁场中会产生根本性变化。因此,研究强磁场对化学反应过程、表面催化过程、材料特别是磁性材料的生成过程、生物效应以及液晶的生成过程等的影响,有可能取得新的发现,产生交叉学科的新课题。强磁场应用于材料科学为新的功能材料的开发另辟新径,这方面的工作在国外备受重视,在国内也开始有所要求。高温超导体也正是因为在未来的强电领域中蕴藏着不可估量的应用前景才引起科技界乃至各国政府的高度重视。因此,强磁场下的物理、化学等研究,无论是从基础研究的角度还是从应用角度考虑都具有非常重要的科学和技术上的意义,通过这一研究,不仅有助于将当代的基础性研究向更深层次开拓,而且还会对国民经济的发展起着重要的推动作用。

探究水处理陶瓷膜制备与应用技术研究进展论文

膜技术被认为是21 世纪最优前景的水处理技术之一,膜材料技术、膜分离技术在近十几年得到很大发展,在水处理领域得到了广泛应用。水处理陶瓷膜的过滤、分离性能与膜孔径大小及其分布、孔隙率、表面形貌等有密切关系。陶瓷膜的活性分离层是颗粒以任意堆积方式形成的,孔隙率通常为30 ~ 35%,且曲折因子调控较为困难,陶瓷膜的水处理效能受到局限。研究陶瓷膜制备、修饰、工艺优化新技术以提高其过滤、分离、抗污染效能是水处理陶瓷膜领域的研究重点。

1. 水处理陶瓷膜制备技术

致孔剂制备技术

致孔剂是提高水处理陶瓷孔隙率简单又经济的方法,致孔剂可分为无机物和有机物两类。无机致孔剂有碳酸铵、碳酸氢铵和氯化铵等高温易分解的盐类或无机碳如石墨、煤粉等;有机致孔剂主要包括天然纤维、高分子聚合物,如锯末、淀粉、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。Yang 等 以Al2O3 为膜基体,以膨润土为烧结助剂,以玉米淀粉作为造孔剂通过挤出、交联、干燥、烧结等过程制备陶瓷膜。研究发现随着淀粉含量的增加,Al2O3 支撑体的最大孔径和平均孔径均有所增大,陶瓷膜的孔隙率可有24% 提高至38%。

模板剂制备技术

模板剂可有效控制所合成材料的形貌、结构和大小,并制备出孔结构有序、孔径均一、孔隙率大的微孔、介孔和大孔材料。模板剂法具有丰富的选材和灵活的调节手段,采用模板剂法制备水处理陶瓷膜极具前景。Xia 等 以有机聚苯乙烯微球为模板剂,采用UV 聚合的方法制备出孔径为100nm 的三维有序聚氨酯大孔材料。Sadakane 等 以PMMA 为模板剂制备出具有三维有序大孔的金属氧化物材料,其孔隙率范围为66 ~ 81%。表面活性剂在溶液中可以形成胶束、微乳、液晶、囊泡等自组装体,也常被用作自组装技术中的有机物模板剂。利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板剂可制备出有序的介孔分子筛MCM41,具有多种对称性能的孔道,孔径在2 ~ 50nm 的.范围内。Choi 等以Tween80 为模板剂制备了具有梯度孔径结构的TiO2-Al2O3 陶瓷膜,陶瓷膜的渗透性能大大提高。

纤维层积制备技术

陶瓷纤维材料在成膜过程中可以迅速在支撑体表面沉积搭桥,明显减少了膜层的内渗,并且容易得到较高的孔隙率和比表面积,对膜材料渗透性能的提高具有显著作用。Ke 等 以TiO2 纤维为原料,通过旋涂法制备出平均孔径在50nm 的陶瓷纤维膜,对球形粒子截留率超过95%,膜通量在900Lm-2h-1 以上。

溶胶- 凝胶制备技术

溶胶- 凝胶技术主要是通过调整材料尺寸控制陶瓷膜分离层的分离精度。溶胶- 凝胶法可形成纳米级别的溶胶,得到的陶瓷膜层孔径小、孔径分布窄,适用于高渗透选择性的超滤膜和纳滤膜的制备。Tsuru 等 利用聚合溶胶路线制备出平均孔径 ~ 的TiO2 纳滤膜,对PEG 的截留分子量为500 ~ 000Da,对Mg2+ 的截留率为88%。

2. 水处理陶瓷膜修饰技术

化学气相沉积修饰技术

采用化学气相沉积法(CVD)在陶瓷膜表面沉积硅氧化物或金属氧化物来改善陶瓷膜孔结构以及过滤性能,是一项非常有效的手段。Lin 等 采用CVD 技术对平均孔径为4nm 的Al2O3 陶瓷膜进行修饰,制备出孔径范围为 ~ 的SiO2 陶瓷膜。CVD 的方法一般需要在高温、真空的环境中进行,并且要求前驱物具有一定的挥发性。

原子层沉积修饰技术

原子层沉积技术(ALD)可将物质以单原子膜形式层层沉积在陶瓷膜表面,从而构建陶瓷膜表面微纳结构。Li 等 在平均孔径50nm 的陶瓷膜表面上通过原子层沉积氧化铝层,通过控制原子层沉积次数来调控膜的平均孔径,改性后陶瓷膜对BSA的截留率由 升至。

表面接枝修饰技术

表面接枝技术常被用来调控膜材料的表面性质,接枝过程将改变膜的孔结构,达到减小孔径的目的。陶瓷膜表面一般会吸附水形成大量羟基,通过接枝有机硅烷的方法在介孔膜表面可以修饰一层有机分子层。通过调控接枝分子的链长与官能团等特性可以实现调控孔径大小的目的,且能获得特殊的表面性质。Singh 等 发现接枝硅烷偶联剂可以使多孔陶瓷膜孔径进一步变小。Cohen 等 将亲水性PVP 接枝在陶瓷超滤膜表面上,改性后的膜孔径减小,截留性能提高,抗污染性能得以改善,可用于油水分离。

3. 水处理陶瓷膜制备与修饰工艺优化

陶瓷膜材料、添加剂选取

水处理陶瓷膜的制备主要集中于原材料及烧结工艺,通过添加烧结助剂以降低烧结温度、采用低成本易烧结原料以降低原料成本,以及利用先进的烧结工艺以达到低成本控制是陶瓷膜的研究重点。陶瓷膜制备过程中常在基膜材料中加入一些液相型或者固相型烧结助剂。高岭土、钾长石等天然硅酸盐黏土矿物在较低温度下便能熔融形成液相,在颗粒间毛细管力的作用下润湿并包裹膜材料基体颗粒,并将颗粒黏结起来,辅以多孔陶瓷膜良好的机械强度。氧化钛、氧化锆等金属氧化物能与陶瓷膜基体形成多元氧化物固熔物而使烧结温度下降,有利于陶瓷膜制备。

陶瓷膜烧制过程优化

多孔陶瓷膜必须经过多次烧结,存在烧结工艺周期长、能耗高的问题。除采用烧结助剂或采用易烧结材料以降低烧结温度外,减少烧结时间或缩短制备周期也能达到降低烧结工艺成本的目的。在减少烧结时间方面,微波烧结技术是一种非接触技术,热通过电磁波的形式传递,可直达材料内部,最大限度地减少了烧结的不均匀性,可在缩短烧结时间的同时,降低烧结温度。微波技术大多用于制备几近致密的陶瓷复合物,同时由于其可改善材料组织、提高材料性能,亦可用于多孔陶瓷复合物的制备。在缩短烧结周期方面,一些研究者借鉴低温共烧陶瓷技术在多层结构陶瓷元器件封装领域的成功应用,提出采用共烧结技术来减少烧结次数,从而降低烧结成本。

4. 结论

水处理陶瓷膜制备技术以提高陶瓷膜整体性能为目的,通过调控陶瓷膜微结构可实现陶瓷膜制备技术的突破。目前,致孔剂制备技术、模板剂制备技术、纤维层积制备技术、溶胶- 凝胶技术、固态粒子烧结技术等陶瓷膜制备技术已日益得到关注。水处理陶瓷膜制备技术研究将引领和推动陶瓷膜技术及产业的发展,缓解水厂升级改造、提升水质品质的瓶颈压力。

半导体材料研究进展论文

光电信息技术是由光学、光电子、微电子等技术结合而成的多学科综合技术,涉及光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的内容。光电信息技术广泛应用于国民经济和国防建设的各行各业。近年来,随着光电信息技术产业的迅速发展,对从业人员和人才的需求逐年增多,因而对光电信息技术基本知识的需求量也在增加。

摘要 :21世纪是高速发展的信息时代,在这个飞速发展的时代中,光电信息功能得到了前所未有的发展,它在信息的产生,信息的存储以及信息的传输方面扮演着越来越不可或缺的角色。本文就半导体光电 信息功能的研究进展做出了简要分析,希望能对半导体光电信息功能材料的普及发挥作用。

关键词 :半导体;研究与创新;光电信息功能材料

前言

从远古到现代,从石器时代到如今的信息时代,历史的发展表明信息科学技术发展的先导和基础是半导体信息功能材料的进步,伴随着时代发展的特征,我们可以很容易的分析出,光电信息功能材料在方方面面深刻的影响着人类的生产和生活方式。现如今,随着光电信息功能材料的不断普及以及各行各业的的综合应用,其技术得到了光速的更新,例如其信息的存储已不再受低级别的限制,其存储量已被提高到KT级别,当然为了使之更好地适应社会,发挥出更大的作用,生产商与使用者对光电信息功能材料的研究与创新从未停止。光电信息功能材料的发展,同样也与国家生产力的发展有着密切的联系,它是国家经济发展的根本保障之一。对于目前正处在快速发展中的我国来说,大力发展半导体光电信息功能材料十分必要。

一、半导体光电信息材料简述

科学技术之所以得到不断发展的原因之一,便是有着信息研究材料的支持,人类对不同材料的研究与创新,是科学技术飞速发展,科学规律不断修正完善的基础。20世纪60~70年代,光导纤维材料和以砷化镓为基础的半导体激光器的发明,是人们进入了光纤通信,高速、宽带信息网络的时代。半导体光电材料――半导体是一种介于绝缘体导体之间的材料,半导体光电材料可以将光能转化为电能,同样也可以将电能转化为光能,并且可以处理加工和扩大光电信号。在当今社会,其应用正在逐步得到普及。半导体信息光电材料,对于我们来说并不陌生,其存在于我们的日常生活中,并且无时无刻的不在影响着我们,所以我们应正确的认识半导体信息光电材料,并且可以为半导体光电信息材料的发展贡献出自己的力量。

二、半导体光电信息材料研究的必要性

电子材料研究的意义

量子论为人们研究电子在原子中的运动规律提供了重要依据,其主要作用是揭示了原子最外层电子的运动规律方面,正是由于此方面研究取得了初步的进展,从而极大地促进了有色合金,不锈钢等金属材料的发现于研究。此外,半导体材料的开发,是得电子信息技术得大了极大地发展,并且逐步兴盛起来,于是出现了我们现在正在普遍应用的采用电子学器件小型化及电子回路集成化等科学技术制造而成的电器,极大地方便了我们的生活。

光学材料研究的意义

70年代光纤技术的发展,又引起了一轮新的技术浪潮,光学材料的研究正是在此时得到了大力发展,光学材料的研究极大地促进了光纤技术的进步,进而光纤技术的迅速发展,又带动了信息技术的革新,这使得研究材料的范围逐步的被扩大。于是,多媒体电能与光纤通信技术二者逐渐的结合起来,综合应用,从而极大地提高了网络技术的发展速度,大容量的存储,大范围的交流与传输通道,在很大程度上减少了时间与空间对多媒体信息交流的限制。

技术兴国的意义

在当前信息高能时代,发展对半导体光电信息的研究,在大的方面,能在很大的程度上,帮助我国提高科技水平,进而提高国际地位,争取在国际科技方面的话语权,在小的具体方面,它能帮助政府改善人民生活水平,提高人民生活质量,因此不管于大于小,发展对半导体光电信息功能材料的研究十分必要。

三、半导体光电信息材料研究研究进展

虽然当代国际信息技术水平在不断的发展,各国的科技水平都在提高,但是相对于国际水平或者其他发达国家来说,我国在半导体光电信息材料的研究方面还是相对落后的。我国在其功能材料的研究方面的问题主要有以下几个方面

科技水平低技术发展受到阻碍

我国科技水平相对于国际科技水平来说相对落后。我国科技发展方面存在的主要问题是发展滞缓,与国际脱节,更新换代慢。然而,科技水平的高低对于半导体光电信息材料的研究起着决定性的.作用,所以要想更好地促进半导体光电信息材料的发展,我国首先需要做的便是努力提高科技发展水平,紧跟国际科技发展的步伐。提高自身的科技水平,为半导体光电信息功能材料的研究提供强大的科技后盾。

技术型人才需予以增加

受我国应试教育的影响,我国高校培养出的人才过于依赖理论,缺少创新意识。然而,半导体光电信息功能材料的研究需要的不仅仅是拥有渊博理论知识的人,其更需要的是拥有灵活大脑,创新意识的人才。因此,我国应改进相关的教育政策制度,鼓励高校培养出更多拥有创新精神、灵活头脑的人。同时,我国在进行技术型人才培养方面要注重其专业性的提高,注重专业素质的培养。从而让更多的具有专业型的人才满足社会需要,满足半导体光电信息材料研究的需要。

政策缺失

现阶段,处于发展中状态的我国在半导体光电信息材料研究中,各方面政策制度还不够完善,比如在半导体光电信息材料的研究方面,国家并没有明确地提出相应的鼓励措施促进此方面技术的发展。因此,现在国家需要作出努力的便是组织相关部门,制定相关奖励政策,来促进半导体光电信息材料的研究。政策的制定需要立足于我国的现实和实际,相关部门要对半导体光电信息材料进行仔细研究,通过政策的制定很好的指导其发展和拓新。

四、结语

从上文中可以我们可以看出,在当代信息技术高速发展的时期,半导体光电信息功能资料的研究,对一国的生产力发展,经济进步,起着重要的决定性作用,半导体光电信息功能材料普遍存在于一国人民的日常生活当中,每一个人都应当成为半导体光电信息材料研究的推动者,只有全民努力,其材料研究才能得到长足发展。

参考文献:

[1]赵涵斐.几种光电信息功能材料的研究进展[J].计算机光盘软件与应用,2014(06):150+152.

[2]爱孟斯坦.光电信息功能材料与量子物理研究[J].信息与电脑(理论版),2014(02):40-41.

新型半导体材料的研究和突破,常常导致新的技术革命和新兴产业的发展。以氮化镓为代表的第三代半导体材料,是继第一代半导体材料(以硅基半导体为代表)和第二代半导体材料(以砷化镓和磷化铟为代表)之后,在近10年发展起来的新型宽带半导体材料。 以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料,内、外量子效率高,具有高发光效率、高热导率、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等特性,是世界上目前最先进的半导体材料。它的研究开发,不仅会带来IT行业数字化存储技术的革命,也将彻底改变人类传统照明的历史。 氮化镓材料可制成高效蓝、绿光发光二极管LED和激光二极管LD(又称激光器),并可延伸到白光LED,用高效率蓝绿光发光二极管制作的超大屏幕全色显示,可用于室内室外各种场合的动态信息显示,使超大型、全平面、高清晰、无辐射、低功耗、真彩色大屏幕在显示领域占有更大的比重。高效率白光发光二极管作为新型高效节能固体光源,使用寿命超过10万小时,可比白炽灯节电5-10倍,达到了节约资源、减少环境污染的双重目的。蓝光半导体激光器用于制作下一代DVD,可比现在的CD光盘提高存储密度20倍以上。另一方面,氮化镓材料宽带隙的特点也保证了它在高温、大功率以及紫外光探测器等半导体器件方面的应用前景,它具有高可靠性、高效率、快速响应、长寿命、全固体化、体积小等优点,在宇宙飞船、火箭羽烟探测、大气探测、火灾等领域内也将发挥重大作用。

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品 名:超导陶瓷拼音:chao1dao3tao2ci2英文名称:superconductivity ceramics说明:具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零,即抗磁现象或称迈斯纳效应(Meissner effect)。高临界温度(90开以上)的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ,Bi2Sr2Ca2Cu3O10,Tl2Ba2Ca2Cu3O10。超导陶瓷在诸如磁悬浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。奇异的超导陶瓷1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。1986年底,美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度竟然提高了100K以上,这在材料发展史,乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹!高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。

陶瓷材料的研究进展论文

品 名:超导陶瓷拼音:chao1dao3tao2ci2英文名称:superconductivity ceramics说明:具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零,即抗磁现象或称迈斯纳效应(Meissner effect)。高临界温度(90开以上)的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ,Bi2Sr2Ca2Cu3O10,Tl2Ba2Ca2Cu3O10。超导陶瓷在诸如磁悬浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。奇异的超导陶瓷1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。1986年底,美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度竟然提高了100K以上,这在材料发展史,乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹!高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。

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钢筋混凝土材料的研究发展论文

摘要:简要介绍了预应力混凝土工程技术发展现状及发展趋势。目前,我国混凝土的年用量约为24

—30亿立方米,用于房屋建筑和土木工程的水利、交通、市政等所有行业,从结构材料类型方面来讲,混凝土及预应力混凝土结构约占全部工程结构的90%以上,混凝土及预应力混凝土将是现阶段乃至未来二十年内我国主导的工程结构材料。

关键词:预应力混凝土;工程技术;发展现状;未来趋势

1.预应力混凝土定义

为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以设法在混凝土结构构件受荷载作用前,预先对受拉区混凝土施加压力后的混凝土就是预应力混凝土。预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而将结构构件的拉应力控制在较小范围,甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展,从而提高构件的抗裂性能和刚度。

2. 预应力混凝土工程技术发展现状综述

近年来,在巨大工程建设任务,特别是重点建设项目和大型工程的带动下,我国的混凝土及预应力混凝土工程技术水平有了很大的提高。目前,我国混凝土的年用量约为24—30亿立方米,用于房屋建筑和土木工程的水利、交通、市政等所有行业,从结构材料类型方面来讲,混凝土及预应力混凝土结构约占全部工程结构的90%以上。混凝土及预应力混凝土将是现阶段乃至未来二十年内我国主导的工程结构材料。

3.预应力混凝土工程技术发展简述

(1)先张预应力技术

目前我国先张预制预应力构件用量逐年减少,先张预应力施工工艺落后,预应力空心板仍使用中低强度预应力筋,没有形成利用高强材料的先张成套技术。但在山东等地预制预应力技术正在复苏,新技术、新工艺正在开发应用。

(2)后张无粘结预应力技术

目前我国已开发并应用了成套无粘结预应力技术,相关标准也已进行了更新,如《无粘结预应力混凝土结构技术规程》、《无粘结预应力钢绞线》和《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》等标准。在工程应用中也取得不少成就,如解决超长结构设计、楼板减轻重量、实现双向大柱网等,目前使用该技术的工程已达数千万平方米。特别是近几年对无粘结筋防腐和耐久性的研究和改进,使该技术可用于二、三类工作环境。我国后张无粘结预应力技术总体上达到国际先进水平。

(3)后张有粘结预应力技术

后张有粘结预应力技术目前在我国建筑、桥梁、特种结构等工程中广泛应用。使用该技术的建筑最大柱网达到42m*34m,最大单体建筑面积达65万㎡,最高的塔式结构达450m。目前我国已成功地开发并应用了多种相关技术,如成孔技术、高强材料生产技术、高强材料张拉锚固技术及相关设备、产品等。我国后张有粘结预应力技术的总体上达到国际先进水平,当然在施工设备配套系列及施工工艺工法细化方面与国外还有一定差距。

4.我国预应力混凝土技术未来发展趋势

(1)新材料技术开发应用

预应力混凝土材料技术的发展从来都是预应力混凝土技术革命的先驱。预应力混凝土钢

浅谈预应力混凝土工程技术发展现状及未来

2

筋除了目前使用的高强度钢材外,未来新型预应力混凝土钢筋都是强度高、自重轻、弹性模量大的聚碳纤维,玻璃纤维和聚醋纤维类非金属预应力混凝土钢筋。

(2)多层大跨结构中预应力混凝土技术发展方向

建筑业是我国国民经济重要支柱产业之一,旺盛的建筑需求,日新月异的生产工艺变革以及人们对物质文化生活需求的迅速提高,使建筑结构正面临新的挑战。近推荐建筑结构正在向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展。人们总是想在有限的建筑面积和空间内获得最好的使用功能和最佳的投资回报。预应力混凝土正以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点。迎合了近代建筑结构的发展趋向。

(3)高层建筑结构中预应力混凝土技术发展方向

近年来,预应力混凝土在高层建筑中的应用于有很大发展,尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力混凝土扁梁用于高层建筑的楼闰,具有降低层高,简化模板,加快施工等明显效果。受到建设单位、设计和施工单位的普遍欢迎。预应力混凝土除用于楼盖外,有时还用来解决大跨度,大空间部位柱网转换时的转换梁,转换桁架,以及复杂柱网情况下的转换板。此外8-18m跨度的预应力混凝土空心板,外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景很广阔。

(4)预制现浇相结合的装配整体式结构将加速发展

随着大柱网、大开间多层建筑和高层建筑迅猛发展,长跨预应力混凝土空心板、T形板、大型预应力混凝土墙板等必将逐步兴起,预制梁板现浇柱,或预制梁、板、柱现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构体系预期会迅速发展,这种结构体系可以把预制与现浇二者的优点结合起来,避免纯装配式建筑对产品尺寸的高精度要求,结构整体性差和节点耗钢量大等缺点,叉避免了现浇结构现场湿作业工程量大,受制于现场施工及气候条件,耗用大量模板、支撑等缺点。

(5)预应力技术在桥梁结构领域的发展趋势

在桥梁结构领域中,预应力技术既是一种结构手段,又是与施工方法结合形成一整套以节段式施工为主体的预应力施工方法或专利,主要有预应力悬臂分段施工技术,分段顶推施工技术,移动模架逐孔施工技术,块体节段拼装技术,大节段预制吊装技术等。这些施工技术与预应力技术是紧密相关的,现有桥梁的改造、加固技术亦是研究开发方向

1.占有材料2.库存材料:当今社会是信息化社会,信息对做什么事情都很重要,也要以信息化来促进教学质量。信息是仓库,有的同学说来说去就那么几句话,就因为摄入的信息量少,所以要善于捕捉信息,占有库存材料。3.运用材料:在写作时,要对储存的材料库进行筛选,提取你所需要的材料。语言表达分析提炼出了观点,又筛选好了材料,接下来就是语言表达了。语言不在华丽,关键是准确、简洁,历来大作家们的作品看起来都不是很华丽,但却读起来琅琅上口,耐人咀嚼,而且能经得起时代的考验,就像如今我们读鲁迅的作品,一样能感到语言很优美。其实,大部分同学语言表达不成问题,主要的问题就是材料少,立意不高。

摘 要: 建筑结构的现场检测,按结构、材料不同可分为混凝土和钢结构现场检测。通过对混凝土建筑结构、砌体结构及钢结构现场检测方法的总结、分析、评价,结合检测技术的现场应用,提出对结构现场检测技术的展望。 关键词: 建筑结构;检测方法;非破损检测;强度 引言 建筑结构的现场检测,按不同结构、不同材料可分为:混凝土结构现场检测和钢结构的现场检测,本文试对其现状和发展趋势进行分析和展望。 1、混凝土结构现场检测方法 混凝土结构宏观性能试验方法是“试件试验”。这类方法以试件破坏时的实测值,作为判断混凝土性能的依据较为直观,称为破损性实验,由于试件中的混凝土与结构中的混凝土质量、受力状况及各种条件不可能完全一致,而且对于建筑结构的现场检测也不太适用。 20 世纪30 年代混凝土非破损检测方法发展起来了,如回弹法、超声脉冲法等在不破损混凝土的条件下进行现场检测。 1. 1 回弹法 回弹法是用回弹仪弹击混凝土表面,由仪器重锤回弹能量的变化,反映混凝土的弹性和塑性性质,测量混凝土的表面硬度推算抗压强度,是混凝土结构现场检测中常用的一种非破损试验方法,我国已编制了规范。 回弹法的主要优点是:仪器构造简单,方法易于掌握,检测效率高,费用低廉,影响因素较少,但还存在一定不足:回弹值受碳化深度、测试角度的影响,石子种类对其也有影响,要对回弹值进行不同的修正,对存在有质量疑问区域的混凝土,需用其它方法进行进一步检测。 1. 2 超声脉冲法 用超声脉冲法检测混凝土强度是测试超声波在混凝土中的传播参数,找出混凝土抗压强度与这些参数的关系,确定其抗压强度。 混凝土是各向异性的多相复合材料,内部存在广泛分布的砂浆与骨料的界面和各种缺陷,使超声波在混凝土中的传播要比在均匀介质中复杂得多,产生反射、折射和散射现象,并出现较大衰减,因此超声脉冲法检测混凝土强度虽然能够检测出混凝土内部存在的问题,但是对测试仪器、换能器与混凝土的强度和超声传播声速间的定量关系受到混凝土的原材料性质及配合比的影响;测试试件的温度和含水率的影响等,只有综合考虑各种因素和条件,建立高拟合度的专门曲线,使用时才能得到比较满意的精度。 1. 3 超声回弹综合法 超声回弹综合法是建立在超声传播和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系上,以声速和回弹值来综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。 超声回弹综合法在一定程度上克服了以单一指标评定混凝土强度的不足,它把石子和测试面的影响,从检测结果中加以修正,对于多指标综合,能较全面地反映与混凝土强度有关的各种要素的作用,提高了测试精度。 1. 4 钻芯法 钻芯法与前3 种方法不同。它用专用取芯机从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱型的混凝土芯样,并根据芯样的抗压试验强度,推定混凝土的抗压强度,是一种较为直观可靠的检测混凝土强度的方法,由于需要从结构上取样,对原结构有局部损伤,所以是一种现场检测的半破损试验方法。 钻芯法为许多国家所采用,俄罗斯、美国、英国、日本、法国等都制定了各自的标准,国际标准化组织也提出了相应国际标准草案( ISO/ DIS7034) 。 1. 5 拔出法 拔出法试验也是一种半破损检测方法,它是用一金属锚固件预埋入未硬化的混凝土浇筑构件内,或在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一膨胀螺栓,然后测试锚固件或膨胀螺栓被拔出时的拉力,由被拔出时的锥台型混凝土块的投影面积确定混凝土的拔出强度,并由此推算出混凝土的抗压强度。 拔出法在美国、加拿大、丹麦等国家已广泛得到应用,国际标准化组织( ISO) 曾提出关于测定硬化混凝土拔出强度的国际标准草案( ISO/ DIS8046) 。 1. 6 超声脉冲法 超声脉冲法是检测混凝土内部缺陷和操作应用最广泛的方法,当结构混凝土中存在缺陷或损伤时,超声脉冲通过缺陷时会产生绕射,传播的声速要比相同种类材质无缺陷混凝土的传播声速要小,声时偏长;缺陷界面上产生反射,因而能量显著衰减,波幅和频率明显降低,接收信号的波形平缓,甚至发生畸变,因此可判别混凝土的缺陷与损伤,这在工程验收、事故处理和已建建筑物可靠性鉴定工作中,可为结构补强和维修,提供可靠的判别依据。 需要特别注意的是,有波形显示的超声检测仪方可用于探伤,而无波形显示的数字式声速仪,只能提供声时和声速作为唯一的判别依据,容易造成误判。 1. 7 混凝土结构中钢筋位置和钢筋锈蚀检测1. 7. 1 钢筋位置的检测 对已建混凝土结构作可靠性诊断和对新建混凝土结构施工质量鉴定时,要求确定钢筋位置、钢筋情况,当采用钻芯法检测混凝土强度时,为所取部位避开钢筋,也常作钢筋位置检测。常用的电磁感应法检测,比较适用于配筋稀疏和混凝土保护层不太厚的情况,当钢筋位置在同一平面或在不同平面内距离较大时,测得的结果比较满意。 1. 7. 2 钢筋锈蚀的检测 混凝土若质量差、工作环境恶劣或其它原因使结构产生各种裂缝,就会造成钢筋的锈蚀。而钢筋锈蚀则导致混凝土保护层胀裂、剥落,钢筋有效面积削弱等,直接影响结构的承载能力和使用寿命,而对已建结构进行结构鉴定和可靠度诊断时,必须对钢筋锈蚀进行检测。 用半电池法测量钢筋表面与探头之间的电位差,以判断钢筋锈蚀的可能性及锈蚀程度。 2、砌体结构的现场检测方法 砌体结构主要指砖砌体,砌体强度是由砖块和砂浆强度或施工时制做的砌体试块强度来决定的,传统的检测方法是直接从砌体结构上截取试样,进行抗压强度试验而砌体结构的特点导致取样存在较大难度,取样时的扰动又会对试样产生较大损伤,从而影响试验结果。因此,砌体结构的现场原位非破损或半破损试验方法理所当然地受到重视,并广泛开展研究和工程实际应用。 2. 1 砌体强度的间接测定法 砌体强度与砂浆和砖块强度有直接关系。由砂浆和砖块强度等级可确定砌体的抗压强度,间接测定法就是使用专门的仪器和专门的测试方法,测量砂浆和砖块的某一项强度指标或与材料强度有关的某一项物理参数,并由此间接测定砌体强度。 (1) 冲击法。依据物体破碎时所消耗的功与破碎过程中新产生表面积成正比的基本原理、由事先建立的单位功表面积增量和抗压强度之间的经验公式,求得砂浆或砖块试样的强度。 (2) 回弹法。检测砖块和砂浆强度的基本原理与混凝土强度检测的回弹法相同,只是采用专门的砂浆回弹仪,因为砖的表面硬度与强度有良好的相关性,所以,此法精度高,且简单、适用。 (3) 推出法。推出法又称顶推法、剪法,具体称单砖单剪法。即把一单砖的顶面、两侧面砂浆清除,只留底面,用特制的小千斤顶将其“顶出”,在极限状态时,测得砖与砂浆的粘接抗剪强度,并根据抗剪强度与抗压强度的关系,推出抗压强度。 此外尚有筒压法、点荷法等通过测定砂浆的强度来测定砌体强度的方法,都已进行了大量的研究,取得了一定成果。 2. 2 砌体强度直接测定法 (1) 抽样检测法。主要包括切割法与取芯法,切割法切割的试件宠大,搬运过程中扰动大,造成试验结果的离散性大,耗费大量的人力、财力,只限于庞大砌体工程质量事故处理及对其它方法的校准。取芯法是对芯样作抗压和抗剪试验,对砌体扰动也很大,其试验结果不太一致。 (2) 原位检测法。主要包括扁顶法、原位轴压法和原位剪切法。扁顶法是采用扁式液压测力器装入开挖的砌体灰缝中进行砌体强度的原位检测方法,它较好地克服了取样法的不足,但设备复杂,允许的极限应变较小,测定砌体的极限强度受到限制。原位轴压法是对扁顶法的改进,其原理与其一致,测定砌体的极限抗压强度,推算其标准抗压强度,缺点是设备较沉重,使用不便,原位剪切法是在墙体上直接测试砌体通缝的抗剪强度,由于对测试部位有限制,使其应用有一定的局限性。 (3) 动测综合法。动测综合法是振动反演理论在工程上的应用。在脉动、起振机共振、自由释放或冲击等激振方式的作用下,通过测量砌体结构的频率和振型等参数,根据系统识别理论得到层间刚度,推算出各层砌体轴心抗压强度,此法从房屋整体出发,不仅能得到砌体的强度,鉴定房屋的质量,便于对房屋进行安全性评定,随着检测仪器技术的改进,算法的优选,结果的精度不断提高,很有发展前途。 (4) 微观结构法。声、波、射线等在材料中传播时,会因材料的微观结构的判别而不同,由此可推断出材料的强度。我国在砌体房屋检测的方法有应力波法和超声波法。应力波法测低强和高强砂浆砌体时,精度不高,超声波法由于影响因素较多,测试结果不理想,有待进一步提高。 3、钢结构的现场检测方法 在我国的建筑结构形式中,钢结构也是一种重要的结构形式,对已建钢结构鉴定时,检查钢结构材质,了解结构钢材的力学性能,最理想的方法就是在结构上截取试样,由拉伸试验确定其强度,但会损伤结构,影响它的正常工作,因此,常用的方法有表面硬度法、超声法等。 3. 1 表面硬度法 表面硬度法由布氏硬度仪测定,由硬度计端部的钢珠受压时在钢材表面和硬度标准试样上的凹痕直径,测得钢材的强度,换算得到钢材的强度、屈服强度。此法在检测中,由于仪器简单、使用方便、基本无损害而得到广泛的应用。 3. 2 超声法检测钢材和焊缝缺陷 超声法检测钢材,多采用脉冲反射法。超声波脉冲发射进入被测材料传播,无缺陷时,不出现缺陷反射波,反之产生部分反射,由于钢材密度比混凝土大得多,为了能检测到较小的缺陷,要求选用较高的超声频率,此法比磁粉探伤、射线探伤更有利于现场检测。 4 、结构现场检测技术展望 结构现场检测技术对工程质量事故的检测、处理方面,具有重大的应用价值,从国内外的发展状况来看,该项技术涉及到多个学科的应用技术,应进一步研究、完善,应从以下几个方面来努力、创新。 (1) 新参数、新性能指标的测试。随着材料科学的发展,许多新材料被工程所应用,建筑结构设计的不断改进,一些新的参数和新的性能指标能够说明新材料和新结构的可靠性,需要不断研究这些参数指标的测试方法,为工程实践服务,是当前测试技术发展的趋势。 (2) 新思想的引入、对数学模型的创新和改善。在建筑结构检测方法的研究中,引入新思想,不仅要考虑宏观力学,还要考虑微观力学,深入全面地看问题。已有的检测方法中用到的经验公式有一定的局限性、在新的数学模型建立时,应更加注意其边界条件,扩大使用范围,提高拟合程度。 (3) 测量仪器的改进。随着计算机的普及与发展,改进测量仪器成为必然,测量仪小型化、智能化,使测试精度不断提高,以保证现场检测的需要。 (4) 操作方法的改进。结构检测仪器的操作方法要日趋简单化,使其更适合于大面积建筑工程质量的检测。

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