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tcp性能及拥塞控制研究论文

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tcp性能及拥塞控制研究论文

以下资料参考:为了防止网络的拥塞现象,TCP提出了一系列的拥塞控制机制。最初由V. Jacobson在1988年的论文中提出的TCP的拥塞控制由“慢启动(Slow start)”和“拥塞避免(Congestion avoidance)”组成,后来TCP Reno版本中又针对性的加入了“快速重传(Fast retransmit)”、“快速恢复(Fast Recovery)”算法,再后来在TCP NewReno中又对“快速恢复”算法进行了改进,近些年又出现了选择性应答( selective acknowledgement,SACK)算法,还有其他方面的大大小小的改进,成为网络研究的一个热点。TCP的拥塞控制主要原理依赖于一个拥塞窗口(cwnd)来控制,在之前我们还讨论过TCP还有一个对端通告的接收窗口(rwnd)用于流量控制。窗口值的大小就代表能够发送出去的但还没有收到ACK的最大数据报文段,显然窗口越大那么数据发送的速度也就越快,但是也有越可能使得网络出现拥塞,如果窗口值为1,那么就简化为一个停等协议,每发送一个数据,都要等到对方的确认才能发送第二个数据包,显然数据传输效率低下。TCP的拥塞控制算法就是要在这两者之间权衡,选取最好的cwnd值,从而使得网络吞吐量最大化且不产生拥塞。由于需要考虑拥塞控制和流量控制两个方面的内容,因此TCP的真正的发送窗口=min(rwnd, cwnd)。但是rwnd是由对端确定的,网络环境对其没有影响,所以在考虑拥塞的时候我们一般不考虑rwnd的值,我们暂时只讨论如何确定cwnd值的大小。关于cwnd的单位,在TCP中是以字节来做单位的,我们假设TCP每次传输都是按照MSS大小来发送数据的,因此你可以认为cwnd按照数据包个数来做单位也可以理解,所以有时我们说cwnd增加1也就是相当于字节数增加1个MSS大小。慢启动:最初的TCP在连接建立成功后会向网络中发送大量的数据包,这样很容易导致网络中路由器缓存空间耗尽,从而发生拥塞。因此新建立的连接不能够一开始就大量发送数据包,而只能根据网络情况逐步增加每次发送的数据量,以避免上述现象的发生。具体来说,当新建连接时,cwnd初始化为1个最大报文段(MSS)大小,发送端开始按照拥塞窗口大小发送数据,每当有一个报文段被确认,cwnd就增加1个MSS大小。这样cwnd的值就随着网络往返时间(Round Trip Time,RTT)呈指数级增长,事实上,慢启动的速度一点也不慢,只是它的起点比较低一点而已。我们可以简单计算下: 开始 ---> cwnd = 1 经过1个RTT后 ---> cwnd = 2*1 = 2 经过2个RTT后 ---> cwnd = 2*2= 4 经过3个RTT后 ---> cwnd = 4*2 = 8如果带宽为W,那么经过RTT*log2W时间就可以占满带宽。拥塞避免:从慢启动可以看到,cwnd可以很快的增长上来,从而最大程度利用网络带宽资源,但是cwnd不能一直这样无限增长下去,一定需要某个限制。TCP使用了一个叫慢启动门限(ssthresh)的变量,当cwnd超过该值后,慢启动过程结束,进入拥塞避免阶段。对于大多数TCP实现来说,ssthresh的值是65536(同样以字节计算)。拥塞避免的主要思想是加法增大,也就是cwnd的值不再指数级往上升,开始加法增加。此时当窗口中所有的报文段都被确认时,cwnd的大小加1,cwnd的值就随着RTT开始线性增加,这样就可以避免增长过快导致网络拥塞,慢慢的增加调整到网络的最佳值。上面讨论的两个机制都是没有检测到拥塞的情况下的行为,那么当发现拥塞了cwnd又该怎样去调整呢?首先来看TCP是如何确定网络进入了拥塞状态的,TCP认为网络拥塞的主要依据是它重传了一个报文段。上面提到过,TCP对每一个报文段都有一个定时器,称为重传定时器(RTO),当RTO超时且还没有得到数据确认,那么TCP就会对该报文段进行重传,当发生超时时,那么出现拥塞的可能性就很大,某个报文段可能在网络中某处丢失,并且后续的报文段也没有了消息,在这种情况下,TCP反应比较“强烈”:1.把ssthresh降低为cwnd值的一半2.把cwnd重新设置为13.重新进入慢启动过程。从整体上来讲,TCP拥塞控制窗口变化的原则是AIMD原则,即加法增大、乘法减小。可以看出TCP的该原则可以较好地保证流之间的公平性,因为一旦出现丢包,那么立即减半退避,可以给其他新建的流留有足够的空间,从而保证整个的公平性。其实TCP还有一种情况会进行重传:那就是收到3个相同的ACK。TCP在收到乱序到达包时就会立即发送ACK,TCP利用3个相同的ACK来判定数据包的丢失,此时进行快速重传,快速重传做的事情有:1.把ssthresh设置为cwnd的一半2.把cwnd再设置为ssthresh的值(具体实现有些为ssthresh+3)3.重新进入拥塞避免阶段。后来的“快速恢复”算法是在上述的“快速重传”算法后添加的,当收到3个重复ACK时,TCP最后进入的不是拥塞避免阶段,而是快速恢复阶段。快速重传和快速恢复算法一般同时使用。快速恢复的思想是“数据包守恒”原则,即同一个时刻在网络中的数据包数量是恒定的,只有当“老”数据包离开了网络后,才能向网络中发送一个“新”的数据包,如果发送方收到一个重复的ACK,那么根据TCP的ACK机制就表明有一个数据包离开了网络,于是cwnd加1。如果能够严格按照该原则那么网络中很少会发生拥塞,事实上拥塞控制的目的也就在修正违反该原则的地方。具体来说快速恢复的主要步骤是:1.当收到3个重复ACK时,把ssthresh设置为cwnd的一半,把cwnd设置为ssthresh的值加3,然后重传丢失的报文段,加3的原因是因为收到3个重复的ACK,表明有3个“老”的数据包离开了网络。 2.再收到重复的ACK时,拥塞窗口增加1。3.当收到新的数据包的ACK时,把cwnd设置为第一步中的ssthresh的值。原因是因为该ACK确认了新的数据,说明从重复ACK时的数据都已收到,该恢复过程已经结束,可以回到恢复之前的状态了,也即再次进入拥塞避免状态。快速重传算法首次出现在的Tahoe版本,快速恢复首次出现在的Reno版本,也称之为Reno版的TCP拥塞控制算法。可以看出Reno的快速重传算法是针对一个包的重传情况的,然而在实际中,一个重传超时可能导致许多的数据包的重传,因此当多个数据包从一个数据窗口中丢失时并且触发快速重传和快速恢复算法时,问题就产生了。因此NewReno出现了,它在Reno快速恢复的基础上稍加了修改,可以恢复一个窗口内多个包丢失的情况。具体来讲就是:Reno在收到一个新的数据的ACK时就退出了快速恢复状态了,而NewReno需要收到该窗口内所有数据包的确认后才会退出快速恢复状态,从而更一步提高吞吐量。SACK就是改变TCP的确认机制,最初的TCP只确认当前已连续收到的数据,SACK则把乱序等信息会全部告诉对方,从而减少数据发送方重传的盲目性。比如说序号1,2,3,5,7的数据收到了,那么普通的ACK只会确认序列号4,而SACK会把当前的5,7已经收到的信息在SACK选项里面告知对端,从而提高性能,当使用SACK的时候,NewReno算法可以不使用,因为SACK本身携带的信息就可以使得发送方有足够的信息来知道需要重传哪些包,而不需要重传哪些包。

在计算机网络中的链路容量(即带宽)、交换节点(如路由器)中的缓存和处理机等,都是网络的资源。在某段时间内,若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分,网络的性能就要变坏,从而导致吞吐量将随着输入负荷增大而降低。这种情况就叫做 拥塞 。通俗来说,就跟交通拥堵性质一样。

网络拥塞的原因有很多,如交换节点的 缓存容量太小、输出链路的容量和处理机的速度 。

拥塞控制就是防止过多的数据注入网络中,这样可以使网络中的路由器或链路不致于过载 。拥塞控制是一个 全局性的过程 。涉及网络中所有的主机、所有的路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素。

拥塞控制和流量控制的关系密切,但是 流量控制往往是指点对点的通信量控制 ,是个 端对端 的问题。流量控制所要做的就是抑制发送方发送数据的速率,以便使接收端来得及接收。

TCP进行拥塞控制的算法有四种,即 慢开始(slow-start)、拥塞避免(congestion-avoidance)、快重传(fast retransmit)、快恢复(fast recovery) 。

为了讨论问题方便,提出以下假定:

拥塞控制也叫做 基于窗口 的拥塞控制。为此,发送方维持一个叫作 拥塞窗口cwnd (congestion window)的状态变量。 拥塞窗口的大小取决于网络的用谁程度,并且动态的变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口 。

接收方窗口值rwnd和拥塞窗口值cwnd的区别:

发送方控制拥塞窗口的原则是:只要网络没有出现拥塞,拥塞窗口就可以再扩大一些,以便让更多的分组发送出去,如果网络出现了拥塞,就必须将拥塞窗口减小一些,以减少分组的发送。 判断网络拥塞的依据就是出现了超时 。

慢开始算法的思路:刚开始发送数据时,不一下向网络中注入大量数据,而是先探测一下,即 由小到大逐渐增大发送窗口 ,也就是说, 由小到大逐渐增大拥塞窗口数值 。

慢开始算法具体规定:刚开始发送数据时,先把拥塞窗口cwnd根据 发送方的最大报文段SMSS (Sender Maximum Segment Size)数值的大小设置为不超过2-4个SMSS的数值。在 每收到一个对新的报文段的确认后,可以把拥塞窗口增加最多一个SMSS的数值 。用这样的方法逐步增大发送方的拥塞窗口rwnd,可以使分组注入到网络中的速率更加合理。

下面举例说明一下,虽然实际上TCP是用字节数作为窗口大小的单位,但为了方便描述,下面使用报文段的个数来作为窗口的大小的单位,并且假设所有的报文段大小相等。

所以, 慢开始算法每经过一个传输轮次(transmission round),拥塞窗口cwnd就加倍 。

注:在TCP实际运行时,发送方只有收到一个确认就可以将cwnd加1并发送新的分组,并不需要等一个轮次所有的确认都收到后再发送新的分组。

从上面可以看出,慢开始算法虽然起始的窗口很小,但是每过一个轮次,窗口大小翻倍,呈指数爆炸增长,所以必须要对其进行一个限制,防止其增长过大引起网络拥塞。这个限制就是 慢开始门限ssthresh 状态变量。慢开始门限ssthresh的用法如下:

拥塞避免算法的思路是让拥塞窗口cwnd缓慢增大,即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1,而不是像慢开始阶段那样加倍增长。因此在拥塞避免阶段就有 “加法增大”AI (Additive Increase)的特点。这表明在拥塞避免阶段,拥塞窗口cwnd 按线性规律增长 ,比慢开始算法的拥塞窗口增长速率缓慢得多。

下面用一个具体的例子来说明拥塞控制的过程,下图假设TCP发送窗口等于拥塞窗口,慢开始初始门限设置为16个报文段,即ssthresh = 16。

在拥塞避免阶段,拥塞窗口是按照线性规律增大的,这常称为 加法增大AI 。无论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段,只要出现一次超时(即出现一次网络拥塞),就把慢开始门限值 ssthresh 设置为当前拥塞窗口的一半,这叫做 乘法减小 MD (Multiplication Decrease)。

当网络频繁出现拥塞时,ssthresh 值就下降的很快,以大大减少注入网络中的分组数。

快恢复算法 ,如果发送方连续接收到3个冗余ACK,发送方知道现在只是丢失了个别的报文段,此时调整门限值 ssthresh为当前拥塞窗口的一半,同时设置拥塞窗口 cwnd为新的门限值(发生报文段丢失时拥塞窗口的一半),而不是从1开始。

TCP对这种丢包事件的行为,相比于超时指示的丢包,不那么剧烈 ,所以对于连续收到3个冗余ACK,拥塞窗口不会从1开始开始。

上文 浅谈TCP(1):状态机与重传机制 介绍了TCP的状态机与重传机制。本文介绍 流量控制 (Flow Control,简称流控)与 拥塞控制 (Congestion Control)。TCP依此保障网络的 QOS (Quality of Service)。

根据前文对TCP超时重传机制的介绍,我们知道Timeout的设置对于重传非常重要:

而且,这个超时时间在不同的网络环境下不同,必须动态设置。为此,TCP引入了 RTT (Round Trip Time,环回时间):一个数据包从发出去到回来的时间。这样,发送端就大约知道正常传输需要多少时间,据此计算 RTO (Retransmission TimeOut,超时重传时间)。 听起来似乎很简单:在发送方发包时记下t0,收到接收方的Ack时记一个t1,于是RTT = t1 – t0。然而,这只是一个采样,不能代表网络环境的普遍情况。

RFC793 中定义了一个 经典算法 :

经典算法描述了RTO计算的基本思路,但还有一个重要问题:RTT的采样取“ 第一次 发Seq+收Ack的时间”,还是“ 重传 Seq+收Ack的时间”?

如图:

问题的本质是: 发送方无法区分收到的Ack对应第一次发的Seq还是重传的Seq (进入网络就都一样了)。针对该问题, Karn / Partridge 算法选择回避重传的问题: 忽略重传的样本,RTT的采样只取未产生重传的样本 。

简单的忽略重传样本也有问题:假设当前的RTO很小,突然发生网络抖动,延时剧增导致要重传所有的包;由于忽略重传样本,RTO不会被更新,于是继续重传使网络更加拥堵;拥堵导致更多的重传,恶性循环直至网络瘫痪。Karn / Partridge算法用了一个取巧的办法: 只要一发生重传,就将现有的RTO值翻倍(指数回退策略),待网络恢复后再仿照经典算法逐渐平滑以降低RTO 。

该算法已经做到可用,然而网络抖动对性能的影响比较大。

前面两种算法均使用加权移动平均算法做平滑,这种方法的最大问题是:很难发现RTT值上的较大波动,因为被平滑掉了(1 - a比较小,即最新RTT的权重小)。针对该问题, Jacobson / Karels 算法引入了最新采样的RTT值和平滑过的SRTT值的差距做因子,即 DevRTT (Deviation RTT,RTT的偏离度),同时考虑SRTT带来的惯性和DevRTT带来的波动:

Linux 采用该算法计算RTO,默认取α = , β = , μ = 1, ∂ = 4(玄学调参,你懂的)。

TCP使用 滑动窗口 (Sliding Window)做流量控制与 乱序重排 。乱序重排在TCP的重传机制中已经介绍,下面介绍流量控制。

TCP头里有一个字段叫Window(或Advertised Window), 用于接收方通知发送方自己还有多少缓冲区可以接收数据 。 发送方根据接收方的处理能力来发送数据,不会导致接收方处理不过来,是谓流量控制 。暂且把Advertised Window当做滑动窗口,更容易理解滑动窗口如何完成流量控制,后面介绍拥塞控制时再说明二者的区别。

观察TCP协议的发送缓冲区和接收缓冲区:

假设位置序号从左向右增长(常见的读、写缓冲区设计),解释一下:

据此在接收方计算 AdvertisedWindow ,在发送方计算 EffectiveWindow :

AdvertisedWindow衡量接收方还能接收的数据量,发送方要根据AdvertisedWindow决定接下来发送的数据量上限,即EffectiveWindow(可能为0)。

由于乱序问题的存在,LastByteRcvd可能指向Seq(LastByteSent),而Seq(LastByteAcked + 1)至Seq(LastByteSent - 1)都还在路上 ,即将到达接收方,最好的情况是不丢包(丢包后会重传), 则LastByteRcvd之后、接收缓冲区边界之前的空间就是发送方下一次发送数据的长度上限 (重传不属于下一次发送),因此, AdvertisedWindow = MaxRcvBuffer – (LastByteRcvd - LastByteRead) 。

LastByteRcvd还可能指向Seq(LastByteAcked)(一个新包都没有收到) ,显然AdvertisedWindow的公式不变, 而Seq(LastByteAcked + 1)至Seq(LastByteSent)都还在路上 ,未来将到达接收方,进入接收缓冲区,则“还在路上的Seq(LastByteAcked + 1)至Seq(LastByteSent)”不应超过接收缓冲区的剩余空间AdvertisedWindow(目前等于MaxRcvBuffer),这要求的是上一次发送满足LastByteSent - LastByteAcked ≤ AdvertisedWindow, 那么LastByteSent之后、接收缓冲区剩余空间边界之前的空间就是发送方窗口内剩余可发送数据的长度上限 ,因此, EffectiveWindow = AdvertisedWindow - (LastByteSent - LastByteAcked) 。

以下是一个发送缓冲区的滑动窗口:

上图分为4个部分:

其中, #2 + #3 组成了滑动窗口,总大小不超过AdvertisedWindow,二者比例受到接收方的处理速度与网络情况的影响(如果丢包严重或处理速度慢于发送速度,则 #2:#3 会越来越大)。

以下是一个AdvertisedWindow的调整过程,EffectiveWindow随之变化:

上图,我们可以看到一个处理缓慢的Server(接收端)是怎么把Client(发送端)的发送窗口size给降成0的。对于接收方来说,此时接收缓冲区确实已经满了,因此令发送方的发送窗口size降为0以暂时禁止发送是合理的。那么,等接收方的接收缓冲区再空出来,怎么通知发送方新的window size呢?

针对这个问题,为TCP设计了ZWP技术(Zero Window Probe,零窗通告):发送方在窗口变成0后,会发ZWP的包给接收方,让接收方来Ack他的Window尺寸;ZWP的重传也遵循指数回退策略,默认重试3次;如果3次后window size还是0,则认为接收方出现异常,发RST重置连接( 部分文章写的是重试到window size正常??? )。

注意:只要有等待的地方都可能出现DDoS攻击,Zero Window也不例外。一些攻击者会在和服务端建好连接发完GET请求后,就把Window设置为0,于是服务端就只能等待进行ZWP;然后攻击者再大量并发发送ZWP,把服务器端的资源耗尽。( 客户端等待怎么耗服务端???

为什么要进行拥塞控制?假设网络已经出现拥塞,如果不处理拥塞,那么延时增加,出现更多丢包,触发发送方重传数据,加剧拥塞情况,继续恶性循环直至网络瘫痪。可知,拥塞控制与流量控制的适应场景和目的均不同。

拥塞发生前,可避免流量过快增长拖垮网络;拥塞发生时,唯一的选择就是降低流量 。主要使用4种算法完成拥塞控制:

算法1、2适用于拥塞发生前,算法3适用于拥塞发生时,算法4适用于拥塞解决后(相当于拥塞发生前)。

在正式介绍上述算法之前,先补充下 rwnd (Receiver Window,接收者窗口)与 cwnd (Congestion Window,拥塞窗口)的概念:

介绍流量控制时,我们没有考虑cwnd,认为发送方的滑动窗口最大即为rwnd。实际上, 需要同时考虑流量控制与拥塞处理,则发送方窗口的大小不超过 min{rwnd, cwnd} 。下述4种拥塞控制算法只涉及对cwnd的调整,同介绍流量控制时一样,暂且不考虑rwnd,假定滑动窗口最大为cwnd;但读者应明确rwnd、cwnd与发送方窗口大小的关系。

慢启动算法 (Slow Start)作用在拥塞产生之前: 对于刚刚加入网络的连接,要一点一点的提速,不要妄图一步到位 。如下:

因此,如果网速很快的话,Ack返回快,RTT短,那么,这个慢启动就一点也不慢。下图说明了这个过程:

前面说过,当cwnd >= ssthresh(通常ssthresh = 65535)时,就会进入 拥塞避免算法 (Congestion Avoidance): 缓慢增长,小心翼翼的找到最优值 。如下:

慢启动算法主要呈指数增长,粗犷型,速度快(“慢”是相对于一步到位而言的);而拥塞避免算法主要呈线性增长,精细型,速度慢,但更容易在不导致拥塞的情况下,找到网络环境的cwnd最优值。

慢启动与拥塞避免算法作用在拥塞发生前,采取不同的策略增大cwnd;如果已经发生拥塞,则需要采取策略减小cwnd。那么,TCP如何判断当前网络拥塞了呢?很简单, 如果发送方发现有Seq发送失败(表现为“丢包”),就认为网络拥塞了 。

丢包后,有两种重传方式,对应不同的网络情况,也就对应着两种拥塞发生时的控制算法:

可以看到,不管是哪种重传方式,ssthresh都会变成cwnd的一半,仍然是 指数回退,待拥塞消失后再逐渐增长回到新的最优值 ,总体上在最优值(动态)附近震荡。

回退后,根据不同的网络情况,可以选择不同的恢复算法。慢启动已经介绍过了,下面介绍快速恢复算法。

如果触发了快速重传,即发送方收到至少3次相同的Ack,那么TCP认为网络情况不那么糟,也就没必要提心吊胆的,可以适当大胆的恢复。为此设计 快速恢复算法 (Fast Recovery),下面介绍TCP Reno中的实现。

回顾一下,进入快速恢复之前,cwnd和sshthresh已被更新:

然后,进入快速恢复算法:

下面看一个简单的图示,感受拥塞控制过程中的cwnd变化:

涂层的制备及其性能研究论文

快速凝固技术一般指以大于105 K/s~106 K/s 的冷却速率进行液相凝固成固相,是一种非平衡的凝固过程,下面是我为大家精心推荐的快速凝固技术论文,希望能够对您有所帮助。

浅析金属材料快速凝固激光加工成形

【摘要】快速凝固加工技术能使微晶、非晶、准晶等非平衡新型结构及 其它 功能材料快速凝固。该技术不仅能提高传统金属的材料性能,还能挖掘现存材料的性能加以利用,并且研究其他高性能材料。如今,快速凝固非平衡材料的理论研究及其技术都已经成为了材料科学与凝聚态物理的重点研究领域之一。实现金属材料快速凝固的基本 方法 就是激光表面快速凝固,这也是在实现凝固冷却方法中速度最快的一种方法。

【关键词】金属材料;快速凝固;激光;

利用激光熔化金属材料表面,可以得到快速凝固后的表面材料,并且还能带有组织特征。例如枝晶及组织细化、低偏析或无偏析、准晶、溶质元素高度过饱和固溶等,并且还能获得具有物理性能、化学性能或力学性能的表面材料。此外,在利用激光将材料表面快速熔化的过程中,向熔池内添加合金元素,还能获得许多零件基材,并且这些零件基材的成分、组织及性能都完全不同,是特种表面冶金涂层材料,具有细小、均匀等特点。

快速凝固激光加工的过程十分迅速、灵活,且易于自动化、热影响区小,因此利用该技术将金属材料表面改性的应用基础与研究都得到了迅速发展。并且,以快速凝固理论作为研究基础,在其发展之上演变而来的激光表面合化金技术与激光表面工程技术也成为了现代表面工程的新技术之一,这两种技术都能将特征先进涂层材料与优质零件进行设计合成。近年来,随着快速原型制造技术的发展,快速凝固激光材料的加工基本原理不断发展,两者相结合之后使高性能金属零件激光添加技术也得到迅速发展。高性能金属零件激光添加技术成为了激光技术、材料学科、材料加工工程等学科的重点研究对象。该技术是将材料设计、材料合成与近净形复杂金属零件快速成形相结合的制造技术,具有先进性、知识化、数字化等特点。

一、将钛合金快速凝固的激光熔覆技术

在金属材料中,钛合金的优点十分多,例如密度低、耐蚀性高、生物相容性好、比强度高等,而航天、航空、兵器、船舶等领域又十分需要这种材料,因此钛合金得到了广泛应用。但是钛合金也有一些缺点,如耐磨性低、易粘着、摩擦系数高、高温高速摩擦易燃等。但是同时,钛合金在这些领域大多是作为摩擦磨损运动副零部件,不能让其自身的缺点影响到应用效果。而想要使钛合金的耐磨性增高、阻燃性增高、摩擦系数降低,达到完美摩擦磨损运动副零部件的效果,就必须采用先进的表面工程技术改变钛合金表面缺点。最经济灵活的方式是将钛合金零件基材与牢固的冶金结合,形成具有高温耐磨、耐腐蚀、阻燃性强的特殊材料。

利用激光表面所含的合金化与激光熔覆技术结合耐磨材料表面改性层,可以将钛合金的耐磨性能大幅提高。此外,将快速凝固激光表面合金化技术与激光熔覆技术相结合,利用难熔金属化合物能增强钛合金表面的高温耐磨涂层,并且达到快速凝固效果。此种方法还可以应用于TC4、BT9、TA15等钛合金采研制出 、 、 等高硬度且十分耐磨的金属间化合物耐磨涂层新材料。在上述的涂层组织中,都是金属间化合物,它们的硬度较高,并且温度与硬度关系反常,有金属键与共价键共存现象。经过研究,发现这些金属间化合物在室温条件或高温条件下,摩擦系数、磨料磨损率、滑动磨损率及微动磨损率都非常低,并且其耐磨性还能继续提高,甚至达到钛合金基材的100至700倍,而其摩擦系数可降低整整一半。这些研究为作为摩擦副机械零部件的钛合金应用提供了新的方法。

二、金属材料快速凝固激光制备特种涂层新材料

一般而言,高温运动副零部件应用环境都是十分恶劣的,大多应用于航空及航天发动机、石油采集设备、电力工程等方面,因此对这些高温运动副零部件组成材料的性能要求极高,不仅需要强大的耐高温性能、耐腐蚀性能、抗氧化性能、低摩擦系数,还需要较强的生物相容性。而这样的多功能材料新涂层需要非常优质的涂层制备技术。因此,近年来许多研究人员将涂层制备技术和快速凝固激光熔覆技术相结合,研究出具有强大功能的涂层新材料,不仅这些新材料的各种性能都大大提高,同时也进一步发展了凝固激光熔覆涂层制备技术。

在航空装置、航天装置、石油采集设备等先进技术装备的发动机中都需要用到许多高温高速副零部件,而具有多功能的涂层新材料都具有耐高温、耐磨损、抗氧化、低摩擦、摩擦相容等特点,因此十分适合航空发动机等先进装置的条件。此外,将快速凝固激光熔覆涂层制备技术与耐磨材料的设计原理相结合,还可以得到性能更加优异的激光熔覆涂层新材料,例如超高碳 。其工艺性能良好、碳含量在9%-12%之间,并且内部显微组织呈孤立分布的状态。此种激光熔覆涂层新材料已经应用到我国的先进航空发动机中,作为关键高温高速滑动摩擦副部件使用。

随着高温耐磨运动副零部件的应用环境越来越恶劣,对其性能要求也越来越高。此时对于过渡金属硅化物的化学性质也提出了更高要求,因为难熔金属硅化物在摩擦学、耐磨材料、表面工程等领域都能表现出其众多的优点,所以难熔金属硅化物成为了多功能涂层新材料的又一研究领域。经过研究人员坚持不懈的探索,终于成功研究出 、 、 、 等多功能涂层新材料,这些金属硅化物的高温耐磨性优异、抗热性能和抗腐蚀性能极高、低摩擦系数及其摩擦相容性更是符合标准,并且各性能之间还能相互配合,优化其涂层激光熔覆制备技术。在常温金属及高温金属干滑动试验中, 、 等金属硅化物涂层具有反常载荷、反常温度、与金属摩擦完全不粘着等特性。

三、金属材料小平 面相 液-固界面结构及其生长机制

在凝固理论研究中,小平面相的液-固界面结构、生长形态、生长规律及生长机制一直都是重点研究课题。笔者在研究增强金属及金属间化合物的复合涂层材料时,以 作为研究对象,研究在不同的凝固冷却速度下,它的小平面相的液-固界面结构、生长形态、生长规律及生长机制有何不同。

结果表明,在冷却速度为 发非平衡凝固条件下,小平面相 的生长形态十分分度,在没有达到最快速凝固条件时, 小平面相液-固界面结构为三维网络树枝状;而在达到最快速凝固条件时, 小平面相液-固界面结构为小平面花瓣状分枝团族树枝晶状。可是,不论凝固冷却速度条件是否达到标准,即使其凝固形态不同,但其生长界面始终具有小平面特征,说明类似 晶体的高因子小面晶体在较宽的凝固冷却速度范围以内,其小平面相液-固界面结构及其生长机制的基本特征都不会随着凝固冷却速度的变化而产生变化。

四、高性能金属材料激光快速成形

高性能金属材料激光快速成形技术是近年来随着材料科学不断发展形成的新技术,也属于快速凝固技术的一种,由新材料制备技术结合先进制造技术研发而来。该技术的核心是快速凝固激光材料制备加工技术,利用快速原型制造技术在没有任何模具与工装条件下即可快速成形任意形状的零件。高性能金属零件激光快速成形技术具有高度的柔性、适应性及快速响应性,应用面十分宽广。

结束语

随着高温耐磨运动副零部件的应用环境越来越恶劣,对其性能要求也越来越高。利用激光熔化金属材料表面,可以得到快速凝固后的表面材料,并且还能带有组织特征。快速凝固激光加工成形技术是利用金属快速凝固效应进行新材料制备的新型技术,也可以进行高性能金属材料的直接成形。该技术在许多先进航空材料的表面改性、发动机涂层新材料合成、优质涂层制备等方面都具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]樊熊.金属材料加工工艺中激光技术应用分析[J].企业技术开发,2013,15:23-24.

[2]田延龙.激光技术在金属材料加工工艺中的应用探析[J].科技创新与应用,2013,(10).

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摘 要:本文为了消除宽带激光熔覆制备稀土活性梯度陶瓷涂层中产生的非晶相和杂相,分别采用了热处理法、类模拟体液中的电沉积处理、碱液环境中的电极化处理三种后处理方法对涂层进行了后续处理。结果表明热处理法能够使非晶相向晶相转化,但不能使杂相向HA转变;类模拟体液中电沉积法能在陶瓷涂层表明沉积少许的HA,但HA量较少;碱液环境下电极化处理不仅能够促使非晶相向晶相转化,还能够使α-TCP等杂相向羟基磷灰石(HA)相转换,具有最佳的处理效果。 关键词:宽带激光熔覆制备;热处理;电沉积处理;电极化处理 中图分类号:TG174; TB39;TN249 文献标识码:A 1 引言 激光熔覆技术具有加热速度快、熔覆层与基材之间结合牢固、涂层稀释率低等优点,已成为制备各种功能涂层材料的有效手段之一,在生物活性陶瓷涂层的制备方面有着广阔的应用前景。但是,激光熔覆具有快速加热快速冷却的特点,熔覆过程中可能会产生非晶相和杂相,这将影响生物活性陶瓷涂层的生物学及力学性能[1-6]。因此,对激光熔覆制备涂层进行一定的后处理以改善涂层的性能是非常必要的。本文主要通过研究热处理法、类模拟体液中的电沉积处理、碱液环境中的电极化处理对梯度生物活性陶瓷涂层相结构的影响。 2 不同后续处理法XRD图谱分析 热处理法后续处理 图2-1是未经任何处理与经500℃保温2h后随炉冷却的生物活性陶瓷涂层的XRD图谱。由图可见,处理前整个图谱中存在较多的弥散包,说明涂层中较多的非晶相。处理后,CaTiO3、TiO2的峰值变高变尖锐,先前的弥散包基本消失,这表明,经过热处理后涂层的结晶度变好,非晶相向晶相转变。但是,HA和β-TCP活性相对应的峰值并没有发生多大的变化,这说明热处理不能够使杂相向HA活性相转变。 类模拟体液中电沉积后续处理 图2-2是未经任何处理与用NaCl、K2HPO4、CaCl2按模拟体液(SBF)各离子浓度配比配制的类仿生溶液,HCl和三羟甲基氨基甲烷调节PH为的类模拟体液中电沉积生物活性陶瓷涂层的XRD图谱。由图中可知,处理前后XRD图谱的大体形貌并没有发生大的变化,较多的弥散包仍然存在,这说明电沉积处理不能够使非晶相向晶相的转变。HA对应的衍射峰有升高的趋势(图中箭头所示),但不是很明显,这是因为在电沉积过程中生成了少量的HA活性相,不过由于陶瓷涂层导电性能差等原因使电沉积很难进行[7-9]。综合来说,电沉积的效果并不理想。 碱液环境中电极化后续处理 由图2-3可知,经碱液环境电极化处理后,衍射峰都变得尖锐,一些弥散包消失,这说明非晶相得到了转变。α-TCP的峰值有下降的趋势,HA的峰值有上升的趋势(图中的箭头所示),这说明此后续处理方法使α-TCP向HA发生了转化。这是因为涂层在碱液环境中进行电极化处理过程中,产生的大量热量与碱液的共同作用下,发生了杂相向HA活性相的转变,同时HA在碱液环境是最稳定的相,这也有利于杂相向HA的转变[10]。 3 结论 (1)热处理后续处理能够使非晶相向晶相转化,但不能使杂相向HA转变。 (2)类模拟体液中电沉积能在陶瓷涂层表明沉积少许的HA,但效果不明显。 (3)碱液环境中电极化处理不仅能促使涂层中非晶相向晶相转化,还能够使α-TCP等杂相向羟基磷灰石(HA)相转换,具有最佳的处理效果。

纳米流体的制备及性能研究论文

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。下面是我整理的纳米材料科技论文,希望你能从中得到感悟!

纳米材料综述

【摘要】 本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景,并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。

【关键词】 纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构

1 引言

著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。”[1]

1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。[2]

2 纳米技术

纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。

3 纳米材料

纳米材料的概念

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在微米以下,即100纳米以下。因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。

纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。

纳米材料的分类

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。

(1)纳米粉末

纳米粉末又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于:高密度磁记录材料;吸波隐身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷发动机等);人体修复材料;抗癌制剂等。

(2)纳米纤维

纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于:微导线、微光纤(未来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。

(3)纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。

(4)纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为:超高强度材料;智能金属材料等。

4 纳米材料的应用

由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性[8]、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。

5 纳米材料的前景

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。纳米材料的应用涉及到各个领域,21世纪将是纳米技术的时代。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。

6 结束语

纳米材料在21世纪高科技发展中占有重要地位。纳米材料由于其无可挑剔的优越性,已成为世界各国研究的热点。其应用已渗透到人类生活和生产的各个领域,促使许多传统产业得到改进。世界发达国家的政府都在部署未来10~15年有关纳米科技研究规划。我国对纳米材料的研究也取得了令世界瞩目的、具有前沿性的科技成果。纳米技术的开发,纳米材料的应用,推动了整个人类社会的发展,也给市场带来了巨大的商业机遇。

参考文献

[1]孙红庆.科技天地―计划与市场探索[M],2001/05

[2]肖建中.材料科学导论[M].北京:中国电力出版社,2001,43~50.

[3]吴润,谢长生.粉状纳米材料的表面研究进展与展望[J].材料导报.2000,14(10):43~46.

纳米材料与应用

摘要 :简要介绍了纳米材料的分类以及它的基本效应,讲解了纳米材料的特殊性能。分析了新型能源纳米材料中光电转换、热点转换、超级电容器及电池电极的纳米材料;环境净化纳米材料中的光催化、吸附、尾气处理等;较具体的讲述了纳米生物医药材料中纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料。

关键词 :纳米材料 性能 应用

纳米是一个长度单位,1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料,纳米尺度一般是指1~100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。

按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。

悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果,例如在水中添加5%的铜纳米颗粒,热导率可以增大约倍,这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性,例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象,从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。

纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性,纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小,表面原子所占比例很大,表面原子拥有剩余的化学键合力,表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气,能进行剧烈氧化反应或发光燃烧(贵金属除外)。

纳米材料还广泛应用于环境保护中,它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用,用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来,方法简便,成本低廉,并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求,近年来获得迅速的发展。目前,越来越多的人工纳米材料已被投放市场,给人们的生活带来巨大的变化和进步。

来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作,将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料,并将该复合材料应用到超级电容器的电极上,获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的,包含复合材料的阳极和传统的阴极,以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多,可以达到100微米上,从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似,研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时,他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。

通过先进碳材料的应用,综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点,克服了它们各自存在的缺点,是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点:微观结构稳定性好,适合大电流充放电;表观性状相容性好,适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强,适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池(液态、聚合物)对下列性能的要求:更高的比能量(体积比、重量比);更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。

应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料,以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构,提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有:空隙加大,一般大于96%;通透性好,流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上,从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质,它具有高度发达的空隙构造,是一种优良的空气中异味吸附剂。

纳米TiO2具有巨大的比表面积,与废水中有机物更充分地接触,可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外,在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。

常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响,存在着低温脆性的缺点,它的弹性模量远高于人骨,力学相容性欠佳,容易发生断裂破坏,强度和韧性都还不能满足临床上的高要求,使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少,材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加,有助于晶粒间的滑移,使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料,在临床上已有多方面应用,主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿,以及牙种植体、耳听骨修复体等等。

由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外,还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点,这些超常特性和良好的生物相容性,使它在医学领域中有广泛的应用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外,利用纳米碳材料的高效吸附特性,还可以将它用于血液的净化系统,清除某些特定的病毒或成份。

目前,纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法,在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上,以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物,将含有分析对象的溶液与载体温育,通过显微技术检测自由载体量,就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中,载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子,尤其是某些具有亲水性表面的粒子,对非特异性蛋白的吸附量很小,因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。

近年来,组织工程成为一个崭新的研究领域,吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中,用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素,能否使种植的细胞保持活性和增殖能力,是支架材料应用的重要条件。据报道,将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料,与以往的胶原蛋白支架相比,其力学强度得到增强,孔径尺寸增大,表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架,在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中,纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架,这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化,形成纳米结构的复合材料,研究发现,这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。

参考文献:

[1] 陈飞. 浅谈纳米材料的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(03)

[2] 张桂芳. 纳米材料应用与发展前景概述[J]. 黑龙江科技信息. 2009(16)

研究方向一:强化传热研究研究不同的传热介质在特殊传热表面上的流动与传热性能,分析强化传热机理,建立传热模型,并将实验研究与数值模拟相结合,指导开发高效的换热器,并在化工、石化、制冷、电子冷却、燃气热水器等领域应用。该方向先后获得国家自然科学基金、科技部863计划、广东省自然科学基金、广州市科技计划项目、粤港招标项目的资助。研究方向二:复合相变储热材料的制备及性能研究采用“吸附法”、“溶胶-凝胶法”等制备有机/无机复合相变储热材料,研究复合相变储热材料的构效关系,获得储热密度大、导热系数高且具有定型特性的新型复合相变储热材料,并应用于太阳能热利用,建筑物节能等领域。该方向先后获得国家自然科学基金、973子项目、广东省科技计划项目、教育部留学回国人员基金资助。研究方向三:潜热型纳米流体的制备及传热性能研究采用微乳液聚合等方法制备微(纳)米相变胶囊粒子,并将其添加到纳米流体中,制备出潜热型纳米流体,研究潜热型纳米流体的物性参数及传热性能。本方向先后获得广州市科技计划项目、广东省自然科学基金的资助。

具有组织状柔软度的富水水凝胶,尤其是具有类似于生物领域的离子信号传输系统的离子导电水凝胶,是很有前途的软电极材料,但由于引入高浓度导致无法控制的膨胀和生物相容性问题,导致机械性能太差或不稳定。离子是实际应用中的严重障碍。

图 1 制造 ABCH 的示意图。 通过化学交联从 BC 的受控溶解过程中获得的富含纳米纤维的悬浮液,拉伸所得的 BCG 以对齐纳米纤维,然后进行石化处理。将获得的 BC 干凝胶浸泡在水中以构建 ABCH。

最近, 东华大学科研团队 首次报道了一种制备坚固、稳定、离子导电、各向异性细菌纤维素水凝胶 (ABCH) 的简单方法。 依靠细菌纤维素(BC)中具有高纵横比的纳米纤维,通过受控溶解构建定制的纳米纤维网络增强结构,然后通过拉伸下的简单石化过程将它们很好地对齐。因此,可以实现可调的高机械性能, 最大拉伸强度可以达到 MPa,含水量为 70%。值得注意的是,ABCHs在水中30天不会膨胀并保持93%的拉伸强度 。最重要的是,纳米纤维中纳米通道的独特纳米流体行为允许仅依赖体液中低浓度离子(<300 mM)在 ABCH 中进行有效离子传输,避免牺牲生物相容性来实现有用的导电性。这种简便的策略在制造高强度、不膨胀、生物离子导电纤维素水凝胶以用于下一代生物接口和柔性可植入设备方面可能具有很大的可扩展性。

相关论文以题为 Anisotropic bacterial cellulose hydrogels with tunable high mechanical performances, non-swelling and bionic nanofluidic ion transmission behavior 发表在《 Nanoscale 》上。 通讯作者 是 东华大学 陈仕艳副研究员 ,和 王华平教授 。

参考文献:

硬碳的制备及其储锂性能研究论文

1、软碳是指在2500℃以上的高温下能石墨化的无定型碳;硬碳是高分子聚合物的热解碳。这类碳在 2500℃以上的高温也难以石墨化。

2、常见品种不同:常见的软碳有石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等;常见的硬碳有树脂碳、有机聚合物热解碳、碳黑。

3、优点不同:软碳负极材料具有低而平稳的充放电电位平台,充放电容量大且效率高、循环性能好的优点;硬碳结构稳定且充放电循环寿命长,且碳锂电位能够高于,安全性能更好。

扩展资料

毒理性质:

1、纯碳具有极低的对人体的毒性,并可以处理,甚至可以以石墨或活性炭的形式安全地摄取。碳可以抵抗溶解或化学侵蚀,例如,即使是面对消化道内的酸性物质。因此它一旦进入人体组织后可能会无期限存留。

2、碳对地球上几乎所有生物都是低毒的,然而对某些生物是有毒的,例如碳纳米颗粒对果蝇是致命的。碳化合物种类繁多,既有致命毒素如河豚毒素、从蓖麻种子中提取的蓖麻毒素、氰化物和一氧化碳等,也有生命必需物种如葡萄糖、蛋白质。

参考资料

百度百科-软碳

百度百科-硬碳

1、定义不同

硬碳是指难以被石墨化的碳,是高分子聚合物的热分解。

软碳:经过热处理,易石墨化的炭。

2、形成条件

硬碳:将具有特殊结构的交联树脂在1000℃左右热分解可得硬碳。

软碳:达到石墨化温度后,材料具有较高的石墨化程度。热处理温度越高,其石墨化程度也就越高。目前工业生产的人造石墨,其石墨化程度通常低于90%。

扩展资料:

软碳石墨化可以得到人造石墨。一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨,如炭纤维、热解炭、泡沫石墨等。可用做电池负极材料,分类有:普通功率石墨电极抗氧化涂层石墨电极、高功率石墨电极、超高功率石墨电极。

低或非石墨化的硬碳也是动力型锂离子电池的负极材料,硬碳结构稳定且充放电循环寿命长,且碳锂电位能够高于,安全性能更好。可以克服石墨化炭充电成锂化石墨反应活性性高,一旦发生内短会引起严重放热反变,产生爆炸的风险。

参考资料来源:百度百科-人造石墨

参考资料来源:百度百科-软碳

参考资料来源:百度百科-硬碳

淀粉基硬碳是一种新型的负极材料,其首次放电效率较高。根据相关研究数据显示,淀粉基硬碳在常温下进行首次充放电时,其平均首次放电效率可以达到70%以上。这主要得益于淀粉基硬碳具有良好的导电性、储锂能力和稳定性等特点。此外,在制备过程中还采用了多种改进措施来提高其结构稳定性和循环寿命。需要注意的是,不同厂家生产的淀粉基硬碳材料可能存在差异,并且实际使用情况也会受到多种因素影响(如工作条件、充放电速率等),因此具体的首次放电效率可能会有所不同。

钢壳/铝壳系列:(1)电池上下盖(2)正极——活性物质一般为氧化锂钴(3)隔膜——一种特殊的复合膜(4)负极——活性物质为碳(5)有机电解液(6)电池壳(分为钢壳和铝壳两种)软包装系列(1)正极——活性物质一般为氧化锂钴(2)隔膜——PP或者PE复合膜(3)负极——活性物质为碳(4)有机电解液(5)电池壳——铝塑复合膜原理解构[1]锂系电池分为锂电池 和锂离子电池 。目前手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,通常人们俗称其为锂电池。目前手机等使用的锂离子电池,而真正的锂电池由于危险性大,没有应用于日常电子产品。锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。锂离子电池能量密度大,平均输出电压高。自放电小,每月在10%以下。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃~60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%,而且输出功率大。使用寿命长。没有环境污染,被称为绿色电池。充电是电池重复使用的重要步骤,锂离子电池的充电过程分为两个阶段:恒流快充阶段(指示灯呈红色或黄色)和恒压电流递减阶段(指示灯呈绿色)。恒流快充阶段,电池电压逐步升高到电池的标准电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升高以确保不会过充,电流则随着电池电量的上升逐步减弱到0,而最终完成充电。电量统计芯片通过记录放电曲线可以抽样计算出电池的电量。锂离子电池在多次使用后,放电曲线会发生改变,锂离子电池虽然不存在记忆效应,但是充电不当会严重影响电池性能。锂离子电池过度充放电会对正负极造成永久性损坏。过度放电导致负极碳片层结构出现塌陷,而塌陷会造成充电过程中锂离子无法插入;过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构,而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。充电量等于充电电流乘以充电时间,在充电控制电压一定的情况下,充电电流越大(充电速度越快),充电电量越小。电池充电速度过快和终止电压控制点不当,同样会造成电池容量不足,实际是电池的部分电极活性物质没有得到充分反应就停止充电,这种充电不足的现象随着循环次数的增加而加剧。锂离子电池-种类[2][3]不可充电的锂电池有多种,目前常用的有锂-二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。1?锂-二氧化锰电池(Li?MnO2)锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极,并采用有机电解液的一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高,额定电压为3V(是一般碱性电池的2倍);终止放电电压为2V;比能量大(见上面举的例子);放电电压稳定可靠;有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2%);工作温度范围-20℃~+60℃。该电池可以做成不同的外形以满足不同要求,它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。可充电锂离子电池可充电锂离子电池是目前手机中应用最广泛的电池,但它较为“娇气”,在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。因此,在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。 锂离子电池充电要求很高,要保证终止电压精度在1%之内,目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子电池充电的IC,以保证安全、可靠、快速地充电。现在手机已十分普遍,手机中一部分是镍氢电池,但灵巧型的手机则是锂离子电池。正确地使用锂离子电池对延长电池寿命是十分重要的。锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池,它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式,并且有由几个电池串联在一起组成的电池组。 锂离子电池的额定电压为(有的产品为)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关:阳极材料为石墨的;阳极材料为焦炭的。不同阳极材料的内阻也不同,焦炭阳极的内阻略大,其放电曲线也略有差别,如图1所示。一般称为锂离子电池及锂离子电池。现在使用的大部分是的,锂离子电池的终止放电电压为~(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压,各参数略有不同)。低于终止放电电压继续放电称为过放,过放对电池会有损害。锂离子电池不适合用作大电流放电,过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量)。因此电池生产工厂给出最大放电电流,在使用中应小于最大放电电流。 锂离子电池对温度有一定要求,工厂给出了充电温度范围、放电温度范围及保存温度范围。 锂离子电池对充电的要求是很高的,它要求精密的充电电路以保证充电的安全。终止充电电压精度允差为额定值的±1%(例如:充的锂离子电池,其允差为±),过压充电会造成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议,并要求有限流电路以免发生过流(过热)。一般常用的充电率为~1C(C是电池的容量,如C=800mAh,1C充电率即充电电流为800mA)。在大电流充电时往往要检测电池温度,以防止过热损坏电池或产生爆炸。锂离子电池充电分为两个阶段:先恒流充电,到接近终止电压时改为恒压充电,其充电特性如图2所示。这是一种800mAh容量的电池,其终止充电电压为。电池以800mA(充电率为1C)恒流充电,开始时电池电压以较大的斜率升压,当电池电压接近时,改成恒压充电,电流渐降,电压变化不大,到充电电流降为1/10C(约80mA)时,认为接近充满,可以终止充电(有的充电器到1/10C后启动定时器,过一定时间后结束充电)。 锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时,会造成电池的损坏或降低使用寿命。充电第一次充电,如果时间能较长,那么可以使电极尽可能多的达到最高氧化态,如此能增长电池使用寿命。[编辑本段]锂离子电池优缺点锂离子电池具有以下优点:1) 电压高,单体电池的工作电压高达,是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍2) 比能量大,目前能达到的实际比能量为100-125Wh/kg和240-300Wh/L(2倍于Ni-Cd,倍于Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L3) 循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次以上.对于小电流放电的电器,电池的使用期限 将倍增电器的竞争力.4) 安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。5) 自放电小,室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。6)可快速充放电,1C充电是容量可以达到标称容量的80%以上。7)工作温度范围高,工作温度为-25~45°C,随着电解质和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。锂离子电池也存在着一定的缺点,如:1) 电池成本较高。主要表现在正极材料LiCoO2的价格高(Co的资源较少),电解质体系提纯困难。2) 不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度,一般放电电流在以下,只适合于中小电流的电器使用。3) 需要保护线路控制。A、 过充保护:电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命;同时过充电使电解液分解,内部压力过高而导致漏液等问题;故必须在的恒压下充电;B、 过放保护:过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制。摘要:综述了锂离子电池的发展趋势,简述了锂离子电池的充放电机理理论研究状况,总结归纳了作为核心技术的锂电池正负电极材料的现有的制备理论和近来发展动态,评述了正极材料和负极材料的各种制备方法和发展前景,重点介绍了目前该领域的问题和改进发展情况。材料电子信息时代使对移动电源的需求快速增长。由于锂离子电池具有高电压、高容量的重要优点,且循环寿命长、安全性能好,使其在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面具有广阔的应用前景,成为近几年广为关注的研究热点。锂离子电池的机理一般性分析认为,锂离子电池作为一种化学电源,指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。当电池充电时,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入,放电时反之。锂离子电池是物理学、材料科学和化学等学科研究的结晶。锂离子电池所涉及的物理机理,目前是以固体物理中嵌入物理来解释的,嵌入(intercalation)是指可移动的客体粒子(分子、原子、离子)可逆地嵌入到具有合适尺寸的主体晶格中的网络空格点上。电子输运锂离子电池的正极和负极材料都是离子和电子的混合导体嵌入化合物。电子只能在正极和负极材料中运动[4][5][6]。已知的嵌入化合物种类繁多,客体粒子可以是分子、原子或离子.在嵌入离子的同时,要求由主体结构作电荷补偿,以维持电中性。电荷补偿可以由主体材料能带结构的改变来实现,电导率在嵌入前后会有变化。锂离子电池电极材料可稳定存在于空气中与其这一特性息息相关。嵌入化合物只有满足结构改变可逆并能以结构弥补电荷变化才能作为锂离子电池电极材料。控制锂离子电池性能的关键材料——电池中正负极活性材料是这一技术的关键,这是国内外研究人员的共识。1 正极材料的性能和一般制备方法正极中表征离子输运性质的重要参数是化学扩散系数,通常情况下,正极活性物质中锂离子的扩散系数都比较低。锂嵌入到正极材料或从正级材料中脱嵌,伴随着晶相变化。因此,锂离子电池的电极膜都要求很薄,一般为几十微米的数量级。正极材料的嵌锂化合物是锂离子电池中锂离子的临时储存容器。为了获得较高的单体电池电压,倾向于选择高电势的嵌锂化合物。正极材料应满足:1)在所要求的充放电电位范围内,具有与电解质溶液的电化学相容性;2)温和的电极过程动力学;3)高度可逆性;4)全锂化状态下在空气中的稳定性。研究的热点主要集中在层状LiMO2和尖晶石型LiM2O4结构的化合物及复合两种M(M为Co,Ni,Mn,V等过渡金属离子)的类似电极材料上。作为锂离子电池的正极材料,Li+离子的脱嵌与嵌入过程中结构变化的程度和可逆性决定了电池的稳定重复充放电性。正极材料制备中,其原料性能和合成工艺条件都会对最终结构产生影响。多种有前途的正极材料,都存在使用循环过程中电容量衰减的情况,这是研究中的首要问题。已商品化的正极材料有Li1-xCoO2(01000次循环寿命 (100%DOD):>200次其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见,可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些,但前面网友的那个说法要做一些修正:在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电,当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把电池的电量用完”。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免记忆效应发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。个人建议手机电池的电量保持在满格的状态,当电量不满的时候就开始充电,2-3小时以内为宜。锂离子电池按电解液分可以分成液态锂离子电池和聚合物锂离子电池,聚合物锂离子电池的电解液是胶体,不会流动,所以不存在泄漏问题,更加安全。

慢性阻塞性肺病研究论文

了解不健康生活方式或生活方式不健康度可为降低和预防心理健康风险、改善和提高心理健康质量从而是提高生活质量。下面是我为你精心整理的关于健康的 议论文 ,希望对你有帮助!关于健康的议论文1000字篇1 随着中国人生活水平的日益增强,人们对于饮食更为关注,单纯吃得饱已经不是我们的唯一目的,如何能吃得好吃的健康已成为我们关注的话题。 科学饮食是非常有讲究,根据现代医学概念,日常生活中的科学饮食 方法 应具备:早餐宜早:人体经过一夜睡眠,肠胃空虚,清晨进食,精神才能振作,因此早餐宜早。 宜细嚼慢咽:这不仅有助于唾液分泌,帮助消化,且能减轻胃的负担。 宜暖:俗话说:“一热三解”,暖食味道好。中医认为,胃喜肯恶寒,寒易伤脾胃。食用生冷食品及瓜果均宜适量,应利于胃的消化、吸收;否则,会造成腹疼、呕吐、腹泻等病症。 宜少:在日常饮食中,少吃多滋味,忌暴饮暴食,要做到善食还要善节。 宜软:坚硬的食物难以消化,尤其是老年人及胃弱者,一日三餐烹煮饭菜应以烂熟为好。 宜淡:中医认为,多食咸,伤心伤骨;多食辣,伤肝伤脉;多食酸,伤脾伤筋;多食甜,伤肾。因此,节制饮食,多吃淡味,于健康大有益处。 宜素:现代医学研究表明,常吃蔬菜、豆制品有利健康,也不易发胖;常吃素食,还具有防癌抗癌作用。 宜坐:饮食保健专家指出,边走边吃,不卫生;蹲着进食,不利于消化。因此,坐着用餐,对身体健康十分有益。 宜静:用餐时,宜安静地品尝美味;而谈笑进食,非常容易呛咳;哭着用餐,或者生气吃饭,对身体健康非常不利。 饮食习惯对人体健康有非常大影响,良好的饮食习惯,是保证健康的重要 措施 。 (l)合理分配三餐一日三餐的食量分配要适应生理状况和工作需要。最好的分配比例应该是3:4:3。如果一天吃l·斤粮食的话,早晚各吃3两,中午吃4两比有些合适。 (2)荤、素搭配适当荤食中蛋白质、钙、磷及脂溶性维生素优于素食;而素食中不饱和脂肪酸、维生素和纤维素又优于荤食。所以,荤食与素食适当搭配,取长补短,才有利于健康。 (3)不挑食和偏食人体所需要的营养物质是由各种食物供给的,没有任何一种天然食品能包含人体所需要的全部营养物质。单吃一种食物;不管吃的数量多大, 营养如何丰富,也不可以维持人体的健康。因此,在饮食中,不可长时间挑食或偏食。 (4)不暴饮暴食俗话说:“若要身体好,吃饭不过饱”,这话是有一定道理的。暴饮暴食不仅能破坏胃肠道的消化吸收功能,引起急性胃肠炎、急性胃扩张和急性胰腺炎,且由于隔肌上升,影响心脏活动,还可诱发心脏病等,如果抢救不及时,会发生生命危险。所以,任何时都不要大吃大喝、暴饮暴食。 一年当中,由于四季的气候不同,存在着春温、夏热、暑湿、秋凉而燥以及冬寒等不同特点,人的生理、病理也会受到这种气候变化的影响。因此,无论是在健康的情况下还是在疾病过程中,都要注意食物的选择应与气候相适应。 春季 阳气生发,人的精力也易于奋发,好像只有外长之势而无内藏之功,易发生热性传染病。因此,春季饮食宜清淡,不宜过食油腻烹煎之物,应当选食一些鸭梨、橘子、甘蔗等果品为辅助。常食绿豆汤、绿豆芽,取其清淡、甘凉,以免积热在内。 夏季 气候炎热,万物华实,身体热量不易外散,有中暑的可能,所以饮食宜甘寒、清淡,多食新鲜蔬菜。暑热兼湿之时,汗出易多,使人常易贪食生冷、寒凉之物,过食则伤脾胃。因此,在炎暑之季,切忌过食生冷,更不可多食油腻厚味,饮食宜利湿、清暑、少油之品,常选食西瓜、冬瓜、绿豆汤、酸梅、冰糖煎水代茶饮等,取其清热、解暑、利湿、养阴益气之功。凉拌苦菜可防止肠炎;海带丝凉拌更适合老年,既化痰去湿又可增加锌、碘,预防癌症。此外,还可常吃绿豆粥、荷叶粥、薄荷粥。在盛夏季节,平日阴虚的人,即使常服参、茸等温补之品者,也应减服停服。 秋季 气候由热转凉,处处有干燥的征兆,人体也同样有燥感,如鼻干、口干、皮肤干,甚至干咳等。此时的饮食不要过分清淡,应适当增加些油腻,常饮银耳汤、梨汁及 其它 果汁,尤其是梨汁。一般多在午饭后或午觉后喝,以养肺阴。 冬季 水冰地冻,万物闭藏,这时就应去寒就温。饮食上宜多食肉、蛋、枣、仁之类。天寒季节,血流缓慢,血液变得粘稠,抗病能力减退,所以少饮些酒和喝些附子羊肉汤是有利于身体的。有高血压的病人,冬季可常服些山楂水。 合理的烹调是增强食欲,保证营养不被破坏的关键。那么正确合理的烹调方法是什么? (l)主食的烹调淘米时要轻洗,不宜次数太多,也不宜用力搓,以减少维生素和无机盐的丢失。对于存放过久的米,则要多淘洗几遍。米的吸水率在浸泡两小时后最大,所以,先将米浸泡两小时,然后再煮饭为好。米浸泡后煮饭,不但时间可节省 4 0%,米中的维生素 B;也只损失 35%。最好采用炯饭或带水蒸饭,如做捞饭,米汤也应当饮用。煮饭、煮粥、煮豆、 炒菜 、都不宜放碱,因为碱容易加速维生素C及维生素B;的破坏。 (2)蔬菜的烹调选购新鲜的蔬菜,含维生素和无机盐有些多,如蔬菜存放过久,则营养素会大量丢失。蔬菜宜先洗后切,烹调之前现切,这样可减少维生素的损失。切菜时一般不宜太碎,可用手拉断者,尽量少用刀,因为铁会加速维生素C的氧化。炒菜时要急火快炒,避免长时间炖煮,且要盖好锅盖,防止溶于水的维生素随蒸汽跑掉。炒菜时应尽量少加水,煮菜时应先将水烧开,然后再放菜。炖菜时在油中先加盐增强温度,或适当加点醋,既可调味,又可保护维生素C少受损失。做肉菜时适当加一点淀粉,可以不可以保护肉中的蛋白质,不至使其过于变硬,既好吃、又容易消化。烹调时尽可能不用钢锅、铜铲。因为铜可以不可以加速维生素c的氧化,用铝锅烹调,维生素c损失最少。 人在成长的不同时期合理的膳食也是非常重要的。 儿童 是长身体、长知识的重要时期,此期生长发育旺盛,身高、体重迅速增长。为了使儿童能健康地发育成长,除了要注意营养要求以外,还要注意培养良好的饮食习惯。儿童的营养要求:儿童活泼好动,肌肉系统发育有些快,故对热能和蛋白质的需要量有些高。在蛋白质中,赖氨酸对生长发育更为重要,要供应充足的钙和磷,同时还应保证维生素C、D、B1和B2的食入量和铁、碘、锌、镁等元素的供给量。 青少年时期,是一生中长身体、长知识的黄金时期。这时期全身各部位、各器官逐渐发育成熟。为使青少年能健康地成长,在饮食中要注意如下特殊要求: (l)热能青少年生长发育快,活动量大,故对热能的需要量有些多,平均每天需要热能大约2800卡。 (2)蛋白质青少年对蛋白质的需要量比成年人多,且在质量上也比成年人要求高,每天大约需要蛋白质80~90克。青少年应多吃一些动物性蛋白,如蛋类、乳类、瘦肉类及动物肝脏。另外,还应将动物性蛋白分配到三餐中吃,不可集中在一顿饭吃,以防增加胃肠道负担。 (3)维生素是人体生长发育中不可缺少的物质,对青少年来说尤为重要。如果长时间缺乏维生素,就会影响生长发育,甚至出现维生素缺乏症。如维生素A缺乏,会患夜盲症、干眼病;维生素B;缺乏,会患神经炎、脚气病;维生素B2缺乏。会患口角炎、舌炎;维生素C缺乏,会患坏血病;维生素D缺乏,则影响其骨能发育等。为此,青少年最好每天吃500克新鲜蔬菜。 (4)无机盐青少年需要有足够的钙、磷、铁、碘等元素。钙和磷是构成骨骼和牙齿的主要材料,青少年缺少了钙和磷,骨骼发育就会出现障碍,严重时可患软骨病。铁是红细胞的重要成分,青少年随着身体的增长,血量逐渐增多,需要的铁也就有些多,如果缺铁就容易发生贫血。碘是甲状腺素的重要成分,甲状腺素能促进机体代谢和神经骨骼的发育。青少年如果食碘不足,就会出现身材矮小,智力迟钝。 人到老年以后,由于消化器官衰退,消化和吸收功能逐渐减弱,再加牙齿脱落,咀嚼有些困难,故应注意以下事项: (1)不要吃得太饱:老年人活动量少,消化功能差,吃得过他不仅会加重胃肠道的负担,引起消化不良,还会造成身体发胖,引起高血压和动脉硬化,增加心脏负担。因此,适当节制饮食,对于老年人尤为重要。 (2)不要吃得太成:老年人的食盐量,以每日不超过10克为宜。食盐过多会加重肾脏负担,引起浮肿,钠盐储留还会引起血压升高,增加高血庄、冠心病、脑溢血的发病率。 (3)不要吃糖和脂肪过多:老年人运动量少,吃糖过多不仅会引起或加重糖尿病,且糖在体内会转化为脂肪使人发胖。老年人胰腺功能有些低,吃多了脂肪易造成消化不良,动物脂肪中胆固醇含量有些高,会造成动脉硬化和肝脏掼害。 (4)要多吃新鲜蔬菜和水果:蔬菜和水果中含有大量的维生素、纤维素和无机盐,纤维素和果胶能促进胃肠蠕动和消化液分泌,防止粪便在肠道内停留,这对预防便秘,肠道肿瘤和动脉硬化有一定作用,维生素有健身、抗衰老和预防癌症的作用。 (5)要合理调整膳食:老年人饮食要多样化,不要偏食,也不宜进食非常干和非常烫的食物。宜多食些易消化的菜泥、羹汤、果汁类食物和含钙、磷、铁有些多的食物。在保证营养要求的基础上,务求清淡。 (6)要少食多餐:老年人对低血糖的耐受性有些差,易感饥饿和头晕,故易少食多餐。每餐可吃七分饱,在睡前或两餐之间酌情进食少量食物,如牛奶、糕点等。 以上谈了这么多饮食与健康的问题,我觉得这些均我们应该了解的。随着科学的发展,我们应该认识健康饮食对于生命的重要作用,让我们都看是关注我们的饮食吧,只有人们健康了,我们的民族才会兴盛,国家才会富强,明天愈来愈美好。 关于健康的议论文1000字篇2 现代社会是一个快节奏的社会,人们为了生活拼命赚钱而不顾及自身的健康,殊不知如果没有了健康的身体,赚那么多钱又如何去享受呢?所以,为了更好的生活,我们应该工作生活两不误,让人生充实而健康!在此我有一些小小的建议,希望对人们的健康有用。 第一:要合理膳食。 首先,来看看我们身边的一些不合理的已是习惯吧。 (1)被忽视的早餐。 进入大学后有很多感慨,比如经常见到有很多学生由于睡懒觉而耽误吃早饭。他们会买几个火烧,亦或是干脆空着肚子去上课。但他们从没有意识到自己的一点点疏忽带来何种后果。众所周知上午是繁忙的,为满足机体需求,早餐应尽量选择既能提供富含蛋白质又能提供适量热量的食物。如果选择不吃早饭或马马虎虎应付一下,不仅导致精力不旺盛,听课效率不高,而且会对一天之内的营养平衡产生影响。长此以往,人的营养供给会产生缺陷,对健康造成伤害。 (2)垃圾食品 大学生乐于尝试新的事物,来自西方的垃圾食品和现代社会其它食品如方便面等自然当仁不让。其实它们所含的营养并不多。例如快餐含有的热量(有的还含有对人类有害的添加剂)非常之高,长期食用,不仅会导致人摄入热量过多,容易发胖,而且会导致营养不均衡,影响健康。更有甚者,有人竟用它们来代替主餐,这自然是非常不可取的。 (3)疯狂的宴饮 另外今天社会上的喝酒吸烟之风早已弥漫于校园之中,经常可以看到几个同学聚于饭店之中举杯痛饮,从白酒到啤酒,不一而足;还有些同学模仿社会上的人抽烟,装出一副成熟的样子。其实这都是非常愚蠢的做法。恐怕大家都知道喝酒伤胃吸烟伤肺吧。随着经济的发展,大学生的腰包也鼓起来了,此时他们似乎跟乐于去尝试山珍海味,而忽略了传统的青菜之类的,这导致他们营养不均,容易产生肥胖。有些人甚至患上了高血脂等富贵病。 由以上我们身边的一些常见的饮食错误可见,错误的饮食对我们身体的摧害是很大的。所以,合理的膳食结构是多么的重要。 1、对于生活中的一些人,按时吃饭是很重要的。一个人不论做什么都是需要能量的,所以只有按时吃饭才能及时补充体力而更好的工作。 2、荤素搭配要合理,不要挑食。人体所您需要的蛋白质、维生素等不是哪一类食物就能完全提供的,要一口肉两口饭三口蔬菜四口水果,总之合理的荤素搭配很重要。 第二:戒烟限酒。 有的人觉得吸烟很酷很帅于是跟着别人吸,还有的人心情不好也会不停的吸烟。要知道,香烟的烟雾中,有两千多种复杂的化学成分,其中尼古丁使人吸烟成瘾,烟焦油是致癌物质,一氧化碳可使血液中 的血红蛋白丧失携带氧气的功能,从而伤害人的内脏。香烟中约有四十多种对人体有害的成分,“二手烟”的烟雾还对周围不吸烟的人群,尤其是对成长中的孩子造成严重危害。尤其是对自身健康: 1、神经系统 吸烟会引致多种脑部疾病,减少脑的供血与供氧,引致脑部血管出血及闭塞。中风原因是吸烟导致脑部血管痉挛,使血液比较容易凝结。吸烟者中风机率较不吸烟者高出2倍。 2、心血管系统 吸烟的最大危害是导致动脉粥样硬化。吸烟与不吸烟者比较,动脉粥样硬化的发病率和死亡率增加2~6倍,且与每日吸烟的支数成正比。 3、呼吸系统 (1)喉:吸烟可导致喉癌。(2)支气管:吸烟是导致慢性阻塞肺病的主要发病因素。吸烟能引致支气管上皮细胞的纤毛变短和不规则及其和运动发生障碍,降低局部性抵抗力,容易受到感染。(3)肺:吸烟使人的肺功能降低,特别是吸烟量大的人,肺功能降低更为明显。吸烟会引致肺癌。吸烟亦会引致肺气肿,据调查,有80%~90%的慢性阻塞性肺疾病的发病和死亡与吸烟有关系。肺部支气管内积聚之有毒物质,会阻碍人体吸入之空气正常呼出,令肺部细胞膨胀或爆裂,导致患病者呼吸困难。 其次就是喝酒。少量的饮酒对健康是有一定益处的,那样可以促进血液循环有利于身体健康。关键要有节制,不要嗜酒成性。否则,过量的饮酒是很伤身的: 1、导致多种营养素缺乏 长期饮酒可以导致体内多种营养素缺乏。过量饮酒第一减少了其它含有多种重要营养素(如蛋白质,维生素,矿物质)食物的摄入;其次,可使食欲下降,摄入食物减少,以及长期过量饮酒损伤肠黏膜,影响肠对营养素的吸收,以上都可导致多种营养素缺乏。 2、伤肝患病 酒中乙醇对肌体的组织器官有直接毒害作用,对乙醇最敏感的器官是肝脏。连续过量饮酒能损伤肝细胞,干扰肝脏的正常代谢,进而可致酒精性肝炎及肝硬化。 3、血脂增高 过量饮酒影响脂肪代谢。乙醇减慢脂肪酸氧化,有利于膳食脂质的储存,肝脏脂肪合成增多,使血清中甘油三酯含量增高,发生甘油三酯血症的可能性增大。这就埋下了动脉粥样硬化和血栓性疾病(脑血栓、心肌梗死)的隐患。 4、酗酒还可引发暴力事件,对个人健康及社会治安都有害。 另外,酒后驾车,酒后工作,都可能发生安全事故,这也是应该高度警惕的。 戒烟限酒好处多这是毋庸置疑的。在当今复杂多变的社会环境中,为了自己的身心健康,应该保持清醒的头脑,不要轻易接受别人递给你的香烟或美酒 第三:适量运动。 体育运动 是促进健康的良策之一。体育锻炼不仅能强健身体、增强体质,还具有完善身体、发展身体、修炼人生、健康心灵、健全人格、提高社会适应能力等功能,其重要价值还在于改善人类的生活方式、生命活力、心理品格和实现人的现代化,使人的本质力量得到体现,不仅从身体上,也从精神上、社会适应上达到人的健全、健康状态。 其次是经常运动,运动能保持一个人的活力,使人精神抖擞。最有益健康的运动就是散步或是慢跑,最好的锻炼时间是上午的八九点,所以我们可以一周中的那时候散步或是慢跑三四次。当然了如果你有自己健康的锻炼方式,你可以根据自己的喜好,做一定的有氧运动,做一个健康有活力的人。尽量避免大雾天气运动,因为那不利于健康。 适量运动是保持脑力和体力协调,预防、消除疲劳,防止亚健康、延年益寿的一个重要因素。切忌在疲劳到极点时参加运动,此时运动对人体有害无益。对待运动的科学态度是“贵在坚持,贵在适度”。就是说,运动不能一曝十寒,运动必须持之以恒,不可中途而废,即使不能每天锻炼,但每周也要锻炼三到五次并延续下去。为了不引起骨关节的损伤和高能量消耗,中老年人通常不宜进行爆发力很强的短时间运动,而应选择低强度的长时间的运动。 第四:心理平衡。 心理平衡与生理平衡同等重要,两者相互联系、相互制约、相辅相成。心理不平衡就会直接影响生理健康,生理不平衡也同样影响心理健康,只有二者都“平衡”才是真正的健康。如果人们能够达到心理平衡,就是把握了自体健康的金钥匙。那么如何做到心理平衡呢?这就要看个人都性格了 1、 坚定信念。 要坚信:正义一定胜邪恶!人要生存就必须信点什么。首先应当相信大自然的公平、公正。其次相信事物都是相对的。既然有不公平、不公正的人事,就一定也有公平、公正的人事!数量多少是另一码事。第三要相信:因果相应。好人一定有好报。而且时间长短与偿报多少成正比。如果没有这个坚定信念,就很难做到心里平衡。这也是各宗教、哲学、科学的共同特点——信任。如果一个人什么都不信,就会绝对化、就会精神崩溃走向灭亡。 2、克己服理。 一事当前反求诸己。控制过度内欲、抵制不当外惑。尊重细节,小错总也改不掉就是大错。 3、坚定不移。锁定目标、坚轫不拔、耐得寂寞。大处着眼小处着手。扎扎实实从小事做起。 对于生活与健康,我也知道的并不多,但养成良好的生活习惯是我一直追求的,因为我知道有好的身体才会有好的生活,希望我的这些小小的建议对大家有点用! 关于健康的议论文1000字篇3 随着社会的飞速发展,人们的生活节奏日益加快,竞争越来越强烈,人际关系也变得越来越复杂;加之科学技术的飞速进步,知识爆炸性地增加,迫使人们不断地进行知识更新;“人类进入了情绪负重年代”,人们的观念意识、情感态度复杂嬗变。作为现代社会组成部分,在大学院校生活和学习的大学生,对社会心理这块时代的“晴雨表”,十分敏感。况且,大学生作为一个特殊的社会群体,还有他们自己许多特殊的问题,如对新的学习环境与任务的适应问题。对专业的选择与学习的适应问题,理想与现实的冲突问题,人际关系的处理与学习、恋爱中的矛盾问题以及对未来职业的选择问题等等。为使他们避免或消除由上述种种心理压力而造成的心理应激、心理危机或心理障碍,增进心身健康,以积极的、正常的心理状态去适应当前和发展的社会环境,预防精神疾患和心身疾病的发生,必须加强对大学生的心理健康的 教育 。 特别是对刚进入大学的大学生而言,每一个大学生所面临的都是一个全新的世界,无论是个人目标还是社会期望,都会发生很大的变化。所以,大学生的心理健康使得人们尤为关注。心理健康教育不仅有利于预防心理疾病,消除心理障碍,而且有利于大学生的良好品质的发展。 有两位来自农村的孩子双双考上了重点大学,在所有人都期望他们能有所作为时,却惊闻其中的一位已退学,为什么呢?原来林同学入校后,由于性格内向,不善于与人交际,因自己来自农村深感自卑,在自我、父母的压力下日渐消沉。最终,精神恍惚,成绩快速下降。在某次考试中,竟有三门功课未及格。于是他不得不向父母提出要求退学。而另一位呢?辰同学性格开朗,待人大方,并且从来不因为自己是农村出身就低人一等,而是奋发努力,不但考试成绩科科优秀,而且还荣获了国家奖学金二等奖,成了同学、父母眼中的骄子。同样的出身,同样的环境,为何二人的境况会截然相反呢?我想这主要是由于两同学的心理差异造成的。林同学由于内心自卑,受到来自各方的压力而不知化解,积压心头,于是造成他精神恍惚,注意力分散,使自己的学习及生活受到严重影响,最终走向了退学,可见心理健康对大学生成长有多么的重要啊! 每个大学生都希望自己是健康的、幸福的、成功的。谁不期望有坚强的体魄和良好的心态呢?然而,健康、幸福绝不是仅靠生活水平的提高、营养的丰富、科学的饮食,甚至体育煅练就能完全做到的,健康更多的取决于人的精神状态,取决于人的心灵世界。现代大学生所处的环境中,社会竞争日益激烈,生存压力越来越大,人的心理越来越紧张,越来越焦虑,困惑也越来越多,因此,越来越多的心理问题也凸显出来,所以每个大学生要想取得成功,获得幸福,就必须塑造自己良好的心理素质,去面对来自各方的压力。 大学生应当充分发挥自己的聪明才智创造出属于自己的幸福生活,无数事实主明,一个身心健康的大学生拥有更多成功的机会,拥有更多的幸福。心理健康是人生最宝贵的财富,每个大学生都希望自己的人生最幸福,最成功,然而没有健康,这一切都只能幻想。所以,健康是幸福的前提,大学生一定要正视心理健康,塑造良好心态。 况且二十一世纪是一个思想 文化 激荡、价值观念多元、新闻舆论冲击、社会瞬息万变、的世纪,面对如此纷繁复杂的世界,未来人才都可能在某一时刻出现心理危机。作为当代大学生的我们心理承受能力将经受更为严峻的考验。为此,就要不断加强对青年大学生的适应性、承受力、调控力、意志力、思维力、创造力以及自信心等心理素质的教育与培养,使他们真正懂得:要想占有未来,不仅要作思想品德、智能、体魄的储备,更要作战胜各种困难挫折的心理准备,从而引导他们科学地走出自我认识的误区,更新观念,突破时空,超越自我,唯有如此,方能在搏击中,翱翔自如,走向成熟,参与国际人才竞争,迎接新世纪的挑战,铸造美丽人生!

医学呼吸专业毕业论文可以写呼吸实验研究,论文主要是要加入数据分析,不然都是空谈。但是我也急的不行,还是学长给的雅文网,很快就帮忙搞定啦呼吸机相关性肺炎控制方法的探讨无创呼吸机治疗慢性阻塞性肺疾病合并呼吸衰竭疗效观察双水平正压通气无创呼吸机在呼吸衰竭气管切开患者行有创机械通气的观察与护理呼吸困难血浆N端脑利钠肽前体浓度变化对心力衰竭早期诊断的临床意义成年Sprague-Dawley大鼠的睡眠结构和呼吸暂停分析浅谈朝鲜族舞蹈呼吸的重要性148例呼吸系统重症患者血气分析及临床意义呼吸训练器联合常规呼吸训练在肺叶切除围手术期应用的疗效观察双水平气道正压通气联用呼吸兴奋剂治疗慢性阻塞性肺病急性加重期并发Ⅱ型呼吸衰竭临床分析呼吸波形监测在清理呼吸道分泌物中的应用新生儿呼吸暂停的观察和护理BiPAP呼吸机治疗慢性阻塞性肺疾病合并Ⅱ型呼吸衰竭的效果及护理体会BIPAP呼吸机联合氧气雾化给药治疗COPD并发Ⅱ型呼吸衰竭护理肺癌术后呼吸衰竭的原因分析及防治强化护理教育在预防呼吸机相关性肺炎中的作用肺部围手术期综合呼吸功能训练对术后并发症的影响无创呼吸机治疗慢性阻塞性肺疾病并Ⅱ型呼吸衰竭临床观察双水平无创正压呼吸机治疗阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAS)合并慢性阻塞性肺疾病(COPD)的疗效分析呼吸机在急性呼吸窘迫综合征中的应用吹气球呼吸训练法对术前老年患者呼吸功能的影响呼吸机治疗低氧性呼吸衰竭吸入一氧化氮的作用无创呼吸机治疗COPD并呼吸衰竭的护理研究BiPAP呼吸机治疗COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭的疗效观察麻醉后恢复室患者呼吸异常原因分析及护理措施大剂量皮质激素联合BiPAP呼吸机辅助治疗重症哮喘患者的疗效观察无创正压通气对急性肺损伤早期气体交换和呼吸应答的影响无创机械通气治疗慢性肺源性心脏病合并Ⅱ型呼吸衰竭的临床疗效观察延脑梗死继发自主呼吸衰竭综合征患者的护理家兔呼吸运动重建及其通气效果评价

论文标题:长期氧疗的护理 内容摘要: 吸氧是治疗各种肺部疾患合并低吸氧是治疗各种肺部疾患合并低氧血症的基本手段。长期氧疗的适应症:为慢性呼衰稳定期的慢性阻塞性肺病患者治疗后PaO27. 33kPa(55mmHg),或Sa(O2)88%,或PaO2 7. 33~9 .33kPa,(50~70mmHg)且伴有继发性红细胞增多症(血细胞比容55%),肺动脉高压、肺心病临床表现之一者。其次是夜间低氧血症患者。长期氧疗可以纠正慢性缺氧患者低氧而不会明显加重CO2潴留,减缓肺功能恶化、降低肺动脉压延缓肺心病进程,疗程4~6周就可使红细胞压积减少、血液粘稠度降低、心肺氧供增加,改善心功能,提高生存率。但是长期氧疗中给患者也造成不适感,主要原因有对氧疗的方式不习惯,对氧气的气味不适应,影响睡眠、行动不方便、家庭经济困难等。所以,我们护理人员在保证准确、迅速、安全、有效的氧疗护理中,增加舒适感、减少噪音、提高和改善氧疗的依从性,给患者心理和生理带来尽可能的满足,使长期氧疗护理更具有重要意义和迫切性. 论文内容: 长期氧疗的护理 吸氧是治疗各种肺部疾患合并低氧血症的基本手段。长期氧疗的适应症:为慢性呼衰稳定期的慢性阻塞性肺病患者治疗后PaO27. 33kPa(55mmHg),或Sa(O2)88%,或PaO2 7. 33~9 .33kPa,(50~70mmHg)且伴有继发性红细胞增多症(血细胞比容55%),肺动脉高压、肺心病临床表现之一者。其次是夜间低氧血症患者。长期氧疗可以纠正慢性缺氧患者低氧而不会明显加重CO2潴留,减缓肺功能恶化、降低肺动脉压延缓肺心病进程,疗程4~6周就可使红细胞压积减少、血液粘稠度降低、心肺氧供增加,改善心功能,提高生存率。[1]但是长期氧疗中给患者也造成不适感,主要原因有对氧疗的方式不习惯,对氧气的气味不适应,影响睡眠、行动不方便、家庭经济困难等。所以,我们护理人员在保证准确、迅速、安全、有效的氧疗护理中,增加舒适感、减少噪音、提高和改善氧疗的依从性,给患者心理和生理带来尽可能的满足,使长期氧疗护理更具有重要意义和迫切性。 1.氧疗的健康宣教 给氧应该属于一种药物治疗,但人们低估了氧气治疗低氧血症的能力,如果给氧不当可致死亡。我们护士要懂得供氧的方法和病员吸氧的目的,还要教会病员如何接受正确、安全、舒适的氧疗,懂得用氧的基本常识、使用时的注意事项、可能遇到的问题加以说明、理解动脉血气分析及动脉血氧饱和度的意义。加强氧疗的科普教育自始至终贯穿整个氧疗护理全过程。 安全指导 要强化患者的安全用氧意识。氧气本身不会燃烧,但它是助燃气体,使用时注意防热、放火、防油、防震,严禁在病区内吸烟。使用氧气筒时随时查看氧气的压力,小于5Mpa时应换瓶,以免充气时发生危险。 给氧的目的 针对呼吸困难的病人,提供合适的氧疗非常重要。某些缺氧的病人如果接受了高浓度的氧可能会死亡,如慢性阻塞性肺部疾病的患者不能吸入高浓度的氧,因为患者对血液中的二氧化碳的敏感性降低,血液中的低氧状态较二氧化碳更能刺激呼吸中枢,如果此时吸入高浓度的氧可抑制呼吸中枢,导致二氧化碳潴留,甚至死亡。 严格执行氧疗浓度和时间 长时间高浓度的会引起氧中毒,呼吸抑制等副作用。有研究表明,控制氧浓度在24%-28%范围内,即使疗程超过10年也不会发生氧中毒。[2 3]对于需要长期氧疗的病员每天接受氧疗的时间越长,疗效越高,但是每天24小时不间断吸氧是不现实的。目前一致认为每天吸氧至少15小时,可使动脉血氧分压大于才能获得氧疗效果[4]护士在夜间巡视病房时,常发现病员擅自将氧流量调高现象,以为这样能改善缺氧症状。有些病员缺氧症状稍有改善后就拒绝氧疗,这重错误的行为要及时制止,使病员理解,所以这方面的宣教尤其重要。 2.给氧导管的选择 一次性单腔吸氧导管(鼻塞式) 这种给氧导管比以往鼻导管给氧法对鼻黏膜的刺激性明显减少,但它不容易固定,用胶布固定影响美观又造成皮肤不适。 一次性单腔吸氧导管(鼻勾式) 这种给氧导管弥补了上述这点,他利用软塑料卡住鼻翼,使导管不容易脱落,缺点是:单腔吸氧导管可使氧气气流集中冲击一侧鼻孔,加上软塑料卡住鼻孔,长期可使鼻黏膜充血、肿胀、降低氧疗。 一次性双腔吸氧导管(耳套式) 它有两个通气孔,将两个鼻塞塞入鼻孔,可使氧气气流分散吸入,鼻导管可用戴眼镜的方式套在耳朵上。活塞可根据病员的脸型长短,调节长度,增加稳固度和舒适度。有研究表明:以上三种给氧方式后呼吸、脉搏、血氧饱和度结果,差别无显著性。[5] 一次性面罩吸氧导管(松紧带式)面罩给氧对患者气道黏膜无刺激、固定好、氧流量大、氧浓度可达较高水平,缺点是清醒患者有憋气感[6]、妨碍交流、咳嗽咳痰不方便。 由上可以看出一次性双腔吸氧导管是长期氧疗患者的首选。 3.减少吸氧带来的噪音 原理:使通到氧气湿化瓶内的管子,鼓出的大水泡变成多个小水泡,而且开口对准瓶壁,受重力的影响,使小水泡撞击瓶壁的力量明显减少,最终消除噪音。 方法:先将开塞露空囊的颈部留取1cm,其余部分剪掉,用7号针头在球囊上刺入小孔(底部除外),大小要均匀,间距2cm,消毒后备用。用长3cm的压脉带将开塞露与湿化瓶内的通气管下端连接在一起,其余按吸氧操作常规进行。[7] 李敏[8]等人也对氧气湿化瓶进行改进:取长截面直径为4cm的圆柱形海绵柱,其中央为长,截面直径为的空心,将其放入湿化瓶内使海绵柱的空心套在湿化瓶内的长管上。海绵每周清洗消毒1次,用2%戊二醛溶液浸泡15min,再用蒸馏水洗净晾干后备用。他们对氧气湿化瓶改进前后不同流量吸氧时噪音均降低。 这样可以消除吸氧带来的噪音,保证长期氧疗患者夜间安静的休息环境。 4.注意氧气的加温、湿化 刁尚芝[9]等人对电子温控氧气湿化器对慢性阻塞性肺病急性期患者疗效的影响,结果表明:加热湿化的氧可湿化气道内分泌物顺利排出,防止小气道阻塞及闭塞性支气管炎的发生或加重,改善临床症状。经湿化的痰液纤毛易于推移,痰液排出明显加快。湿化的黏膜有利于炎症的消退,气道通畅度得以明显改善。 对于要长期氧疗的患者来说吸入的氧气以温度37C,湿度80%左右为宜,在湿化瓶中盛50-70C温水达瓶容积的1/3-1/2,每日更换,也可用暖瓶塞上打两个小孔,在瓶内盛4/5瓶50-70C温开水,按照吸氧装置的湿化瓶形式来安装暖水瓶,使氧气通过后达到加温、湿化的效果,保证适宜的温度、湿度的氧气吸入。

5.长期氧疗的好处,改善氧疗的依从性 好处:(1) 缓解神经疲劳、放松身心、保持旺盛精力、提高工作效率。(2) 改善大脑供氧状况,调节脑神经系统功能,提高记忆力和思维能力,提高学习效率。(3) 在一定程度上可延缓衰老、增强新陈代谢。(4) 减轻低氧血症,满足组织代谢的需要。(5)缓解低氧引起的肺动脉高压,减轻红细胞增多症,降低血液黏稠度,减轻右心室负担,延缓肺心病的发生发展。研究表明,氧疗前肺动脉压平均每年增加,氧疗后几年里75%的患者的肺动脉压逐渐下降,每年下降[10](6) 吸氧可以缓解支气管痉挛、减轻呼吸困难,改善通气功能障碍。(7)、 改善患者体质,改善睡眠和大脑功能,提高运动耐力和生命质量。(8) 改善慢性阻塞性肺疾病,延长生命。(9) 减少住院次数,节约医疗费用。 在长期的氧疗护理中发现,对氧疗知识缺乏的患者有不遵医行为具体原因有:舒适的改变、不愿长时间受约束、对吸氧产生恐惧心理、经济原因、认为吸氧作用不大、在吸氧流速上与临近病员攀比[11],对以上原因护士要加强健康宣教力度,勤巡视病房,多观察,使氧疗顺利进行。 6.评估长期氧疗的有效性 病员情况 在氧疗过程中要观察精神和神志的变化、紫绀和皮肤的变化、呼吸和心率的变化、血压和周围循环的变化、眼球结膜水肿情况、注意是否有喘憋和进行性呼吸困难。根据病情监测血气分析、动脉血氧饱和度,可采用耳测氧计测定SaO2、经皮测定氧和CO2分压、监测肺泡动脉血氧分压差等。 氧气装置情况 检查氧气导管有无扭曲、阻塞、氧气装置有无漏气、氧气流量浮标是否到位准确。每日更换湿化瓶及湿化液,防止院内交叉感染。 7.出院指导 加强营养,增强体质 需要长期氧疗的患者多数是年老体弱,护士要嘱咐患者平时注意保暖,防止着凉感冒,室内要定时通风换气。 务必戒烟 吸烟可增加呼吸道感染的机率,对肺功能损害轻重决定于吸入肺内的烟雾量及烟雾进入肺内的深度,而咳痰症状的发生为烟雾微粒在气道沉积导 致尼古丁大量摄入所致。戒烟能明显减低吸烟相关性慢性阻塞性肺疾病的发生率,减轻肺功能下降程度,提高运动耐受性。戒烟后第一年内肺功能受损速度能有明显减慢,以后逐年减慢,戒烟后慢性阻塞性肺疾病发病率比不吸烟者延迟15-20年[12] 适当的练习呼吸体操 在病情允许的前提下,可以进行呼吸体操的锻炼,增加肺功能的耐受性。 8.定期家庭访视 指导氧疗患者正确使用氧疗装置,说明长期吸氧的重要性,以提高用氧的依从性。指导氧疗装置的消毒。注意患者的病情变化,根据医疗条件嘱咐患者每月或3个月到门诊随诊1次,观察症状、体症、血红蛋白含量、红细胞计数、红细胞压积以及肺功能检查和血气分析等。在欧美等国家,有指定的氧疗机构,对氧疗的患者开氧疗处方,氧疗过程中有医务人员进行随访,同时重视医务人员的教育,根据病情指导患者调整吸氧流量和吸氧时间,对慢性阻塞性肺病患者定期随访肺功能和动脉血气等指标,判断氧疗的效果,并将血氧饱和度作为一种无创伤的检查手段,成为长期氧疗监测的主要指标之一,这些值得我们学习。参考文献 1. 陈萍,赵海涛,氧疗.中国实用内科杂志.2001,21(3):137-138 2. 周新,慢性阻塞性肺疾病患者的自我保健,上海预防医学杂志.1995,7(3):114-116 3. 邢丽娜、孙滨、刘丹,家庭氧疗初步探讨,哈尔滨医科大学学报.1994,28(16):484-486 4. 张岚、杭小华、贾东梅,COPD患者缓解期长期家庭氧疗进展,解放军护理杂志.2002,19(2):25-27 5.金奕,孟宝珍,曹文眉,等三种吸氧方式对心肺疾患患者氧疗效果的临床研究,天津护理.1999,7(2):1-2 6.石敏、刘景.氧气吸入疗法的进展.中华护理杂志.(3):137-139 7.朱萍,消除吸氧噪音方法. 8.李敏、莫桦、许晨,氧气湿化瓶改进及应用,中国医科大学学报.1998,27(1):106-107 9.刁尚芝、赵洪全、高瑞英,等。介绍一种医用电子温控氧气湿化器,中华护理杂志.2001,36(4):262 10.顾月清,慢性阻塞性肺病的长期氧疗.医师进修杂志.2000,23(4):53-55 11.葛敏,氧气疗法的研究及护理进展.护士进修杂志.2002,17(4):247-248 12.王悦虹、蔡映云,吸烟与慢性阻塞性肺病.

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