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雷达资料同化研究进展论文

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雷达资料同化研究进展论文

资料同化观测的假定条件要以假设观测误差服从高斯分布为基础。资料同化其实就是将不同时刻,不同地区,不同性质的气象资料(比如常规资料,以及非常规资料(雷达、卫星资料))放入我们的数学模型中(这里的模型指的就是各种模式)所进行的天气预报或者气候的预测及其分析。 资料同化是数值天气预报中极为重要的一块。如果我们直接将初始资料运用于模式中(也就是说用未经处理的观测值或者分析值)做初始场,特别容易引起高频振荡,导致预报失败。而资料同化研究的就是如何最优的导入数据。

探地雷达,英文缩写GPR,又称地质雷达,透地雷达,通过发射天线向地下发射高频电磁波,通过接收天线接收反射回地面的电磁波,电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的界面时发生反射,根据接收到电磁波的波形、振幅强度和时间的变化特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。探地雷达主要用途:工程地质勘察:用于查明工程区域内地下地质隐患如岩溶、塌陷、地下空洞、破碎带等的信息,解决地质分层、地质与环境评价等市政管线:用于城市建设过程中查明地下金属或非金属管线分布情况道路桥梁:用于查明道路或桥梁选址过程中不良地质体调查,公路工程施工阶段质量检测、公路维护保养隧道检测:用于隧道超前预报、隧道工程质量检测(隧道初衬、支护的厚度和二次衬砌的厚度、钢筋分布等)国内探地雷达需符合规范:《水电水利工程物探规程》DL/T 5010-2005《水电水利工程物探规程》DL/T 5010-2005《电力工程物探技术规程》DL/T 5159-2012《公路工程物探规程》JTG/T C22-2009《公路工程物探规程》JTG/T C22-2009

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探地雷达是一种既古老而又年轻的物探技术,90年代以后才在我国得到较多的应用。

早在90多年以前,国外就曾利用该技术作过不可见目标的探测试验,但是直到70年代美国地球物理勘查设备公司(GSSI)才第一次研制成功SIR探地雷达系列,并取得一批实用成果。由于GPR技术具有其他物探方法无与伦比的浅层高分辨率的特点,20多年来该项技术已取得长足的进展。仪器不断更新换代,资料采集、处理、显示和解释方法不断革新,应用领域不断扩大。目前,GPR技术已成为地质调查的一种重要技术。

一、基本原理简介

GPR技术是一种高频(10~1000MHz)电磁技术。但是,它的工作方法却与地震相似。通过GPR天线向地质体内发射一短脉冲信号。信号在地质体内的传播主要取决于地质材料的电特性。当这种电特性发生变化时,GPR信号将发生反射、折射等现象。利用放置在相应位置上的接受器将信号接受下来,经放大、数字化处理和显示,为解释提供必要的数据和图像。除人们熟悉的反射工作方式外,GPR还有多种工作方式,如共中心点、广角反射、折射和透射等。各种方式都可以用于探测信号在地下的传播速度和能量衰减。影响GPR探测深度的因素主要有雷达系统的本身性能(如频率、能量等),被探测材料的物理特性。

二、仪器的发展

1.国外的主要进展

(1)70年代中期,GSSI公司的SIR探地雷达系列代表了首批可在商业上使用的仪器系统。日本的OYO公司推出了GeoRadar系列;微波公司推出了MK探地雷达系列。80年代中期,A-Cubed公司与加拿大地调所(GSC)合作,推出了高性能的Pulse EKKO数字雷达;瑞典地质公司及日本公司等还研制了可用于跨孔测量的孔中透视雷达系列。

(2)90年代以后,GPR仪器又有了一些新发展,相继推出了多态雷达系统、层析雷达系统。三维雷达技术具有明显提高解决浅层地质问题的能力,但却因耗时费力得不到普遍的应用。为此,Frank Lehman等研制出全自动的组合地质雷达激光经纬仪系统。利用该系统,一人可在2h内完成25m×25m范围的三维数据采集。三个方向上的定位精度为±。数据处理、成图可在1h内完成,比传统方法的效率提高5~10倍。

(3)仪器轻便、结实、通用是仪器厂商和用户追求的目标之一。为实现该目标,1998和1999年加拿大的SSI公司先后推出了NogGin250、500型GPR仪器,将该公司生产的Pulse EKKO系统的全部雷达功能压缩在一个简单的NogGin轻便仪器箱内。但该仪器不仅是对原仪器进行简单的压缩,而是从基本设计原理上进行了改进。将NogGin与该公司研制的软件“SPIView”配合使用,用户则可以通过简单的操作在无限卷图上查看数据图像。

2.国内的进展

90年代我国引进了一批地质雷达仪器并将它们用于工程和灾害地质调查。近年来,国内地质雷达仪器的研制也取得了较大的进展。煤炭科学院西安分院物探所研制成功了适用于矿山防爆要求的DVL防爆型矿井雷达系列。原电子工业部第二十二研究所相继研究成功了LT-1,2,3型探地雷达。航天工业总公司爱迪尔国际探测技术公司推出了商品化的探地雷达系列产品。国内外生产的多种类型的GPR仪器,一般都具有较好的性能,可供不同探测目标选用。

三、资料采集、处理和显示技术的进展

(1)90年代初,GPR资料由单点采集过渡到连续采集,使GPR技术的应用向前迈进了一大步。

(2)地震资料处理的方式基本适用于GPR资料的处理。为了更好地将石油地震的先进技术引进到GPR领域,一些公司之间开展了合作。比如,1990年后SSI公司与地震图像软件公司(SISL)达成协议,SSI公司按地震资料输出格式设计Pulse EKKO探地雷达系统,将SISL公司开发的地震资料处理软件用于GPR资料的处理。这些软件包括各类滤波、反褶积及资料显示等。

(3)近几年来,国内外专家对各类模拟方法作了研究,如How-Wei Chen等利用时间域交叉网格有限差分数值法,在二维介质内研究、试验、补充了数值探地雷达波传播的模拟。出现了一些利用GPR信号能量衰减层析成像的方法,如应用频率漂移法的电磁波衰减层析成像法、利用形心频率下移的雷达衰减成像方法等。

(4)据SSI公司1998年底披露,该公司即将发行改进型的软件-EKKO三维2型软件。采用2型三维软件,用户可以在方便的条件下试验下述不同软件的组合处理,以便提高数据的立体特征。该三维软件包括去频率颤动、噪声滤波、背景清除、包络线和偏移。在资料显示方面,有的学者提出了将石油工业的四维技术用于时空域内采集的GPR资料,这样就有可能制成流体(如污染物羽状流)在地下传播的电影图像。

(5)透射法取得的资料必须经过处理才能显示成解释所需的资料。SSI公司于1997年开发出可用于将GPR透射资料变换成可用于解释图像的软件。实施步骤包括:原始资料编辑和归类、采集波至、利用美国矿业局的地震层析软件对资料进行层析成像处理,绘制速度、衰减及波散图件以及图像处理等。

(6)针对当前GPR技术的应用研究中,只侧重探测能力试验和数字模拟研究而对GPR资料解释研究不够的现状,雷林源提出了与GPR资料解释工作有关的基本理论和方法以及一些基本问题的求解。提出的基本问题包括电磁波在地层中传播的波阻抗;地层分界面上电磁波场强的反射与透射系数;地层中电磁波速度和反射波的相位以及GPR探测深度等。

四、应用及应用研究实例

GPR技术经过多年的发展,证明具有多方面的用途。国内刊物对一些普通的应用已给予了较多的介绍。这些应用包括:在水文地质方面可以用于浅部地下环境调查,土壤-基岩面探测,基岩节理、裂隙和层理的确定;在工程地质勘察方面可用于调查地下埋藏物,隧道、岩溶、建筑地基评价,道路、桥梁、水坝探测和质量无损检测;在灾害地质勘察方面可以用于滑坡、隐伏洞穴的探测以及考古方面的用途等。本文谨就GPR在地质环境污染、农业、军事等方面的应用实例作一简单的介绍。

1.调查地质环境污染

(1)一座建立在石灰岩地区的硝化纤维厂,由于污水的泄漏导致硝化纤维对地质环境的污染。为了探测地表至潜水面(约60m)岩溶结构可能捕获的硝化纤维,在18个30米深和7个50m深的钻孔中作了井中雷达探测。对收集到的资料作常规处理后,采用惠更斯-基尔霍夫(HK)叠加法绘制出三维雷达图。从深度为10m的重建图像上可以看出几个受硝化纤维污染的位置。在后来的开挖中,证示了GPR的探测成果。

(2)探测碳氢污染物试验。多年来的野外工作和试验已证明GPR具有调查地质环境污染的能力。国外专家在1m××箱体中作了精心的试验,试图再一次验证GPR探测污染的能力,并用相关模型说明雷达响应与一些水文参数间的关系。通过试验和GPR数据的处理和解释得出结论:在污染物达到饱和时,利用GPR探不到潜水面;在相邻未受污染区可探到潜水面时,GPR可用于监测潜水面上的污染物;小型实验有助于探测或验证砂质土壤的水文地质参数,如毛细作用水头、污染物羽状流的传播速度;GPR能成功探测石油污染。

2.农业方面的应用

(1)沙漠中的沙丘和沙席是雨水良好的储集层,有可能成为灌溉的水源。利用GPR在沙特东部沙漠区作了探测。探测结果划出了圆顶形沙丘上部与其下部盐层间的界面、沙丘内的交错层理及潮湿带;探测还指出,圆顶沙丘可能是新月形沙丘的演变结果。在另一个沙漠场地的调查成果指出了沙丘内水流传播的两条可能途径。

(2)探测土壤含水量。自然土壤中的含水量是影响介电常数变化的主要因素。等利用地面和空中两种方式的GPR试验,证明GPR测量数据与土壤含水量间具有很强的联系。可以用GPR技术探测土壤中的含水量。

(3)美国正在形成现代化的农业生产,GPR技术被用于探测特殊农业场地的土层、上层滞水、脆盘土、水文优先流径和压实土壤等与现代化农业有关的土壤信息。

3.探测古灰岩洞

前几年已有一些介绍利用GPR技术探测一般洞穴的文章,但未见到探测古灰岩洞及其塌陷特征的报道。为了配合开发美国得克萨斯州老灰岩洞的地下水,对该区的溶洞系统作了详细的研究。GPR资料显示了未扰动的主岩、过渡构造(如张性裂隙、古溶洞壁及洞顶等)和各种规格的角砾岩的分布。本探测成果证明,GPR技术是调查与近表灰岩系统及塌陷古溶洞有关特征的有效方法。

4.南极永冻场地安全检查

在一个南极考查计划利用的场地内,发现地下~位置的冰内有一些融水坑(据2000年初中央电视台报道,我国南极科考队也发现了与此相似的冰水湖),它们将给场地的利用带来负面的影响。为此,利用GPR对场地进行了调查。通过对记录的绕射波结构及其他信息的分析,在左右深度发现一些有40m长、含分散水的冰层带,但含水量较少。另外,根据GPR资料显示,咸水层以上各层次的振幅没出现异常,说明场地下不可能存在其他融水坑。后来经重车和飞行器作了大量荷载试验,场地没出现任何与冰密度有关的事故。由此可见,GPR可作为南极冰盖场地安全检查的工具。

5.军事用途

瑞士科学家正在研制一种可用于排除地雷的GPR探测系统。该系统以探地雷达和用于成像的金属探测器为基础。探测器可以区别那些与GPR信号相似而金属含量不同的目标(如同样大小的地雷和石头);而GPR则可以将探测器给出的相似结果(如地雷和金属垃圾)区分开来。另外,据SSI公司1999年10月披露,利用GPR散射能量平面图可以发现塑料性地雷。

6.区域水文地质调查

雷达相图被定义为某一特定地层产生的雷达反射图像特征的总和,指的是雷达剖面资料上肉眼可见的反射波的不同组合形式。雷达资料观测中,地质体的构造和结构特征会影响雷达响应并产生特征效应。这些特征效应被称为雷达相图元素。自1990年以来,荷兰TNO应用地学研究所在荷兰30多个适合于GPR调查试验的点上作了测量,用于评价GPR对不同水文地质目标成像和描述目标特征的可能性。探查成果揭示出荷兰不同沉积环境下雷达相图元素的特征,将具有代表性的反射图像编成简要的“雷达相图集”,该相图集对确定地下水文地质层序的位置有益。据悉,美国也利用GPR对多个州做了类似的调查。

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高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。下文是我为大家整理的有关高分子材料毕业论文的范文,欢迎大家阅读参考! 有关高分子材料毕业论文篇1 浅析高分子材料成型加工技术. 【摘要】高分子材料成型加工技术在工业上取得的飞速发展,介绍高分子材料成型加工技术的发展情况,探讨其创新研究,并详细阐述高分子材料成型加工技术的发展趋势。 【关键词】高分子材料;成型加工;技术 近年来,某些特殊领域如航空工业、国防尖端工业等领域的发展对聚合物材料的性能提出了更高的要求,如高强度、高模量、轻质等,各种特定要求的高强度聚合物的开发研制越来越显迫切。 一、高分子材料成型加工技术发展概况 近50年来,高分子合成工业取得了很大的进展。例如,造粒用挤出机的结构有了很大的改进,产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒,产量约为3t/h;70年代至80年代中期,采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒,产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒,产量可以达到40-45t/h,今后的发展方向是产量可高达60t/h。 在l950年,全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为,2000年增加至亿t至2010年,全世界塑料产量将达3亿t,此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构,加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展,节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷,提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。 据悉,目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料(如钢铁等)。因此,汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外,汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具,在美国、日本等汽车制造业发达的国家,模具产业超过50%的产品是汽车用模具。 目前,高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面,从大规模向较短研发周期的多品种转变,并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。 二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究 (一)聚合物动态反应加工技术及设备 聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机,可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段,但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备,我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。 目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品,都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。 该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题,同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点,这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿,并在该领域处于技术领先地位。 (二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术 1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题,将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体,结合动态连续反应成型技术,研究酯交换连续化生产技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。 2.聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计),在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下,利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散,实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。 3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化反直进程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,提高我国TPV技术水平。 三、高分子材料成型加工技术的发展趋势 近年来,各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了国家级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时,非常注重科技成果转化与产业化,完成产业化工程配套项目20多项,创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司,使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列,近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过亿元,还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。 例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元,每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列,投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成,目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好,聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合,引入新的管理、市场等机制,争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO,各个行业都将面临严峻挑战。 综上所述,我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路,打破国外的技术封锁,实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿,培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合,加快成果转化为生产力的进程,加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。 参考文献: [1]Chris Rauwendaal,Polymer Extrusion,Carl Hanser Verlag,Munich/FkG,l999. [2]瞿金平,聚合物动态塑化成型加工理论与技术[M].北京:科学出版社,2005 427435. [3]瞿金平,聚合物电磁动态塑化挤出方法及设备[J].中国专利,I990;美国专利5217302,1993. 有关高分子材料毕业论文篇2 浅论高分子材料的发展前景 摘要:随着生产和科技的发展,以及人们对知识的追求,对高分子材料的性能提出了各种各样新的要求。现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料。本文主要分析了高分子材料的发展前景和发展趋势。 关键词:高分子材料;发展;前景 一 高分子材料的发展现状与趋势 高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说, 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。 鉴于此, 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向:工程塑料,复合材料,液晶高分子材料,高分子分离材料,生物医用高分子材料。近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进? 步的发展, 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃,并取得了重大突破。 二 高分子材料各领域的应用 1高分子材料在机械工业中的应用 高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛, “ 以塑代钢” ,“ 塑代铁” 成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围,使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体,聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出, 在某些有机溶剂 如煤油、砂浆混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板, 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 对金属的同比磨耗量比尼龙小, 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性, 其摩擦系数和磨耗量更小, 由于其良好的机械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属, 还能取代铸铁和钢冲压件。 2 高分子材料在燃料电池中的应用 高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响, 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻, 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换 膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是电池运转时保水率降低, 又要影响电解质膜的导电性, 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术, 保证了膜的优良导电性, 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。现在一批新的高分子材料如增强型全氟磺酸型高分子质子交换膜耐高温芳杂环磺酸基高分子电解质膜纳米级碳纤维材料新的一导电高分子材料等等, 已经得到研究工作者的关注。 3 高分子材料在现代农业种子处理中的应用及发展 高分子材料在现代农业种子处理中的应用:新一代种子化学处理一般可分为物理包裹利用干型和湿形高分子成膜剂, 包裹种子。种子表面包膜利用高分子成膜剂将农用药物和其他成分涂膜在种子表面。种子物理造粒将种子和其他高分子材料混和造粒, 以改善种子外观和形状, 便于机械播种。高分子材料在现代农业种子处理中研究开发进展:种子处理用高分子材料已经从石油型高分子材料逐步向天然型以及功能型高分子材料的方向发展。其中较为常见和重要的高分子材料类型包括多糖类天然高分子材料, 具有在低温情况下维持较好膜性能的高分子材料, 高吸水性材料, 温敏材料, 以及综合利用天然生物资源开发的天然高分子材料等, 其中利用可持续生物资源并发的种衣剂尤为引人关注。 4 高分子材料在智能隐身技术中的应用 智能隐身材料是伴随着智能材料的发展和装备隐身需求而发展起来的一种功能材料,它是一种对外界信号具有感知功能、信息处理功能。自动调节自身电磁特性功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料/系统。区别于传统的外加式隐身和内在式雷达波隐身思路设计,为隐身材料的发展和设计提供了崭新的思路,是隐身技术发展的必然趋势 ,高分子聚合物材料以其可在微观体系即分子水平上对材料进行设计、通过化学键、氢键等组装而成具有多种智能特性而成为智能隐身领域的一个重要发展方向。 三 高分子材料的发展前景 1高性能化 进一步提高耐高温,耐磨性,耐老化,耐腐蚀性及高的机械强度等方面是高分子材料发展的重要方向,这对于航空、航天、电子信息技术、汽车工业、家用电器领域都有极其重要的作用。高分子材料高性能化的发展趋势主要有创造新的高分子聚合物,通过改变催化剂和催化体系,合成工艺及共聚,共混及交联等对高分子进行改性,通过新的加工方法改变聚合物的聚集态结构,通过微观复合方法,对高分子材料进行改性。 2高功能化 功能高分子材料是材料领域最具活力的新领域,目前已研究出了各种各样新功能的高分子材料,如可以像金属一样导热导电的高聚物,能吸收自重几千倍的高吸水性树脂,可以作为人造器官的医用高分子材料等。鉴于以上发展,高分子吸水性材料、光致抗蚀性材料、高分子分离膜、高分子催化剂等都是功能高分子的研究方向。 3复合化 复合材料可克服单一材料的缺点和不足,发挥不同材料的优点,扩大高分子材料的应用范围,提高经济效益。高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向,目前主要用于航空航天、造船、海洋工程等方面,今后复合材料的研究方向主要有高性能、高模量的纤维增强材料的研究与开发,合成具有高强度,优良成型加工性能和优良耐热性的基体树脂,界面性能,粘结性能的提高及评价技术的改进等方面。 4智能化 高分子材料的智能化是一项具有挑战性的重大课题,智能材料是使材料本身带有生物所具有的高级智能,例如预知预告性,自我诊断,自我修复,自我识别能力等特性,对环境的变化可以做出合乎要求的解答;根根据人体的状态,控制和调节药剂释放的微胶囊材料,根据生物体生长或愈合的情况或继续生长或发生分解的人造血管人工骨等医用材料。由功能材料到智能材料是材料科学的又一次飞跃,它是新材料,分子原子级工程技术、生物技术和人 工智能诸多学科相互融合的一个产物。 5绿色化 虽然高分子材料对我们的日常生活起了很大的促进作用,但是高分子材料带来的污染我们仍然不能小视。那些从生产到使用能节约能源与资源,废弃物排放少,对环境污染小,又能循环利用的高分子材料备受关注,即要求高分子材料生产的绿色化。主要有以下几个研究方向,开发原子经济的聚合反应,选用无毒无害的原料,利用可再生资源合成高分子材料,高分子材料的再循环利用。 四 结束语 高分子材料为我国的经济建设做出了重要的贡献,我国已建立了较完善的高分子材料的研究、开发和生产体系,我国虽然在高分在材料的开发和综合利用方面起步较晚,但目前来看也取得了不错的进步,我们应提高其整体技术水平,致力于创新的高分在聚合反应和方法,开发出多种绿色功能材料和智能材料,以提高人类的生活质量,并满足各项工业和新技术的需求。 参考文献: [1]金关泰.《高分子化学的理论和应用》,中国石化出版社,1997 [2]李善君 纪才圭等.《高分子光化学原理及应用》复旦大学出版社2003 6. [3]李克友, 张菊华, 向福如. 《高分子合成原理及工艺学》,科学出版社,1999 猜你喜欢: 1. 全国高分子材料学术论文报告 2. 全国高分子材料学术论文 3. 全国高分子材料学术论文 4. 全国高分子材料学术论文报告 5. 关于材料学方面论文

我国是世界上主要的“气候脆弱区”之一,自然灾害频发、分布广、损失大,是世界上自然灾害最为严重的国家之一。20世纪的观测事实已表明,气候变化引起的极端天气气候事件(厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等)出现频率与强度明显上升,直接危及我国的国民经济发展。因此,我认为,现在应该非常重视防灾减灾的问题。在防灾减灾中应该坚持“预防为主”的基本原则,把灾害的监测预报预警放到十分突出的位置,并高度重视和做好面向全社会,包括社会弱势群体的预警信息发布。 气象灾害是可以有较长预警时效、较高预测预报准确率的一类突发公共事件,加强灾害性天气的短时、临近预报,加强突发气象灾害预警信号制作工作,加强气象预警信息发布工作,是提高防灾减灾水平的重要科技保障。要依靠科技,提高防灾减灾的综合素质。通过加强防灾减灾领域的科学研究与技术开发,采用与推广先进的监测、预测、预警、预防和应急处置技术及设施,并充分发挥专家队伍和专业人员的作用,提高应对自然灾害的科技水平。 政府与社会团体应组织和宣传灾害知识,培训灾害专业人员或志愿者。有关部门通过图书、报刊、音像制品和电子出版物、广播、电视、网络等,广泛宣传预防、避险、自救、互救、减灾等常识,增强公众的忧患意识、社会责任意识和自救、互救能力。 通过开展“防灾减灾进社区、进校园、进企业、进村庄”行动,使最基层的社区居民、广大中小学生、企业员工、广大农村特别是偏远地区的农民、社会弱势群体增强防灾减灾意识,掌握基本的避灾、自救、互救技能,达到减灾目的。防灾减灾需要从娃娃抓起,把灾害、灾害应急知识纳入中小学教学内容。 有关部门应编写自然灾害防御宣传手册与宣传材料,广泛宣传与普及灾害知识、应急管理知识、防灾减灾知识,提高基层群众参与应急管理能力与自救能力。 会公众要充分认识灾害预警信息的重要作用,了解各类预警信息含义,在收到灾害预警信息时,根据不同预警信息、不同的预警级别,采取积极有效的应对。需要建立广泛、畅通的预警信息发布渠道。利用广播、电话、手机短信、街区显示屏和互联网等多种形式发布预警信息,重要预警信息在电视节目中能即时插播和滚动播出。有关部门能确保灾害预警信息在有效时间内到达有效用户手中,使他们有机会采取有效防御措施,达到减少人员伤亡和财产损失的目的。 自然灾害风险指未来若干年内可能达到的灾害程度及其发生的可能性。开展灾害风险调查、分析与评估,了解特定地区、不同灾种的发生规律,了解各种自然灾害的致灾因子对自然、社会、经济和环境所造成的影响,以及影响的短期和长期变化方式,并在此基础上采取行动,降低自然灾害风险,减少自然灾害对社会经济和人们生命财产所造成的损失。自然灾害的风险评估包括灾情监测与识别、确定自然灾害分级和评定标准、建立灾害信息系统和评估模式、灾害风险评价与对策等

家乡遭受的自然灾害实例中国东北地区的主要自然灾害为地震、农业气象灾害和农作物病虫害、森林病虫害和森林火灾。地震是最严重的灾害,1975年2月4日辽宁省海城、营口地区发生的级强烈地震即为一例。地震发生在人烟稠密、工业发达地区,虽经我国地震工作部门对这次地震作了预报,当地采取了有力的防灾措施.极大地减轻了地震所造成的人身伤亡。但房屋建筑和其他工程却遭受到不同程度的破坏和损失。这次地震所出现的沙土液化区,其面积就达3千平方公里.沙土液化造成河岸滑坡、桥梁破坏、排酒站倾斜以及地下管道弯曲等许多严重灾害。其中下辽河油田与农田的破坏比较突出。 中国东北地区其他自然灾害最突出的是1987年大兴安岭地区所发生的森林火灾.这次火灾所造成的过火面积为101万公顷.森林损失为70万公顷,合林木3000万立方米以上,受灾人数5.6万以上,直接经济损失达5亿元(不含林木损失)。 除上述灾害外,辽宁、吉林及黑龙江等地尚有早涝、夏季冷害、冰霜等气象灾害和恶性杂草的危害。自然灾害及其防治(1)了解自然灾害的基本概念。 自然灾害是指在自然界发生的,对人类生命和财产构成危害的事件。对人类影响较大的自然灾害包括台风、洪水、干旱、地震、火山、滑坡、泥石流等。自然灾害严重影响 生产和生活的正常秩序,威胁人类和的安全。 (2)以某种自然灾害为例,说明其发生的主要原因及危害,并了解对该灾害的监测和防治措施。 以洪灾为例 ①.洪灾的形成原因 强降水、冰雪融化、冰凌阻塞河道;滑坡、泥石流阻塞河道;自然或认为原因导致的堤坝溃决;流域的汇水速度和河道的排水速度;人类不确当的经济活动等。 ②.洪灾的危害 直接损失:工业、农业的财产损失;人畜的伤亡;瘟疫和传染病的暴发等 间接损失:水、电力、交通、能源等供应中断;城乡商业活动的停止;生活秩序混乱等 ③.洪灾的防治措施 工程措施:兴建水库,退耕还湖,提高对洪水的调蓄能力;修筑堤坝;防止洪水漫溢;疏浚河道,加快排洪速度;开辟分洪区,降低洪水水位等。 非工程措施:增强人们对灾害问题的认识,提高人们防灾减灾的意识;严格控制滥砍乱伐,提高森林覆盖率,减少水土流失等。

多轴雷达图研究论文

通用坐标图是针对于查询具体地点,雷达图是针对区间范围。通用坐标图是针对于查询具体地点的图,而雷达图是针对区间范围的图。雷达图评价是在设计评价中以多条坐标轴相结合的形式呈现产品的评价结果的一种方式。

化学论文格式及要求7.在关键词的下一行,标著本文的中图分类号。请用《中国图书馆分类法》第4版中的分类号。(可上网查询) 8.请写作者简介,包括:作者姓名(出生年-)、性别、民族(汉族可省略)、籍贯(省、县)、职称、学位、研究方向。(可写在论文首页地脚处或文末) 9. 特别注意:外文字母的正斜体、黑白体、大小写和上下角标的表示。 ① 外文正体的常用场合: a.计量单位的符号和SI词头符号。如:牛顿N、安培A、毫安mA等; b.数学式中的运算符号和编写号,如:微分号d,极限lim,行列式det,极大值max,极小值min, 对数号ln, 三角函数号sin, cos,等。又如:其它运算符号∑,∏,∪,∩,∈ 等; c.其值不变的数学常数符号,如圆角率π,自然对数的底e,虚数单位i(电工中常用j); d.仪器、元件、样品等的型号、代号; e.生物学中表示拉丁文学名的定名人和亚族以上(含亚族)的拉丁文学名; f.下角标如为说明性符号; g.化学元素、粒子、射线符号,如:H(氢)、Cu(铜)、e(电子)、α射线等。 ② 外文斜体的常用场合: a.用字母代表的数、一般函数式以及统计学符号等,如x,f(x)=4x-5; b.量符号、量符号中代表量或变动性数字、坐标符号的角标字。如力F、电流I、力的分量Fx等; c.文中及公式中的矩阵和矢量,其符号字母用“黑斜体”表示; d.下角标如为变量则用斜体; e.化学物的旋光性、分子构型和取代基位置等符号用斜体,d- (右旋)、L-(左型)、Z-(顺式)、p-(对位)等 ③ 正确使用有关符号: a.有关符号的使用应符合国家标准,例如:sin-1应为arcsin, ctg应为cot, tg应为tan等; b.停止使用废弃的符号,如 ∵ , ∴ , ppm等; c.除Re, Ma(其中e, a不是下标)等几个特征数外,变量应使用单个字母表示(或带下标的单字母,否则由多个字母表示单个变量,易被误解为多个变量相乘)。 10. 图、表描述应标准化。 ①所有的插图均需标注中英文图序和图题。对于函数曲线图,请注意检查横纵坐标的变量符号、单位、刻度值是否完整(对于无量纲或无单位的,请注明“无单位”)。特别注意说明坐标轴物理意义的标目,要求由物理量的名称或符号和相应的单位组成。物理量的符号用斜体字母标注,尽量避免使用中、外文的文字段 (或缩写字母) 来代替符号。单位符号应该使用正体字母标注。量与单位之间用斜线“/’’隔开,如I/A,p/Pa,V/ms-1,等。标目应该与被标注的坐标轴平行,居中放置在坐标轴与标值的外侧。 ②所有的表均需标注中英文表序和表题,表中的各栏均应标明“量和测试项目、标准规定的符号及单位”。尽量用三线表。 ③图、表的宽度尽可能小于8cm,以满足分栏排版的要求。图、表若通栏排版,其宽度要小于16 cm。 11.参考文献代表论文的起点和层次,请严格参照以下格式将所有项目著录完全,并按其在正文中被引用的顺序排列,且在正文中标注出各自的引证地。各类文献的著录格式(含标点)为: ①期刊论文——[序号]作者. 题名[J]. 刊名,出版年,卷(期)号:引文起止页码. 示例: [1]叶晓东,朱兆达. 一种分块处理斜视SAR成像方法[J]. 现代雷达,1997,19(5): 23-29. [2]Moustafa G H. Interaction of axisymmetric supersonic twin jets[J]. AIAA J, 1995,3(5): 871-875. ②专著——[序号]著者.书名[M].版次.出版地:出版者,出版年.引文起止页码. 示例: [1]刘谋 佶 , 吕志咏, 丘成昊, 等. 边条翼与旋涡分离流[M]. 北京: 北京航空学院出版社, 1988. 24-27. [2]Isidori A. Nonlinear control systems[M]. New York: Springer Press,1989:32-33. ③文集中析出文献——[序号]作者.题名[A]. 文集编者. 文集名[C].出版地:出版者,出版年.引文起止页码. 示例: [1]陈永康,李素循,李玉林. 高超声速流绕双椭球的实验研究[A]. 北京空气动力研究所. 第九届高超声速气动力会议论文集[C]. 北京:北京空气动力研究所,1997:9-14. [2]Peng Jin, Luo Xiang Zeng, Jin Cong Jing. The study about the dynamics of the approach glide-down path control of the carrier aircraft[A]. Gong Yaonan . Proceedings of the Second Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and Science[C]. Beijing: Chinese Society of Aeronautics and Astronautics, 1997. 236-241. ④会议论文——[序号]作者.题名[A]. 文集编者(主办单位).文集名[C],会议名称,会议地点,会议日期.出版地:出版者,出版年. 引文起止页码. 示例: [1]辛希孟. 基于局部 熵 的红外图像小目标检测[A].信息技术研究所.信息技术与信息服务国际研讨会论文集:A集[C].北京:中国社会科学出版社,. ⑤ 学位论文——[序号]作者. 题名[D]. 出版地:出版者,出版年. 示例: [1]朱刚. 新型流体有限元法及叶轮机械正反混合问题[D]. 北京:清华大学,1996. [2]Sun Ming. A study of helicopter rotor aerodynamics in ground effect[D]. Princeton: Princeton Univ, 1983. ⑥科技报告——[序号]作者.题名[R].报告名称及编号,出版地:出版者,出版年.示例: [1]孔祥福. FD-09风洞带地面板条件下的流场校测报告[R]. 北京空气动力研究所技术报告 BG7-270,北京:北京空气动力研究所,1989. [2]Carl E J. Analysis of fatigue, fatigue-crack propagation and fracture data[R]. NASA CR-132332, 1973. ⑦专利——[序号]专利权人.专利题名[P].专利国别:专利号,公告或公开日期. 示例: [1]黎志华,黎志军. 反馈声抵消器[P].中国专利:85100748, 1986-09-24. ⑧标准——[序号]标准编号, 标准名称[S].出版地:出版者,出版年. 示例:

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。

汽车涂料研究进展论文

纳米材料技术作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。下面我给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文, 希望能对大家有所帮助!纳米材料与技术3000字论文篇一:《试谈纳米复合材料技术发展及前景》 [摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高,因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性,具有许多常规材料不可能具有的性能。纳米材料由于其超凡的特性,引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一,纳米技术将成为21世纪的主导技术。 [关键词]高聚物纳米复合材料 一、 纳米材料的特性 当材料的尺寸进入纳米级,材料便会出现以下奇异的物理性能: 1、尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小,导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。如当颗粒的粒径降到纳米级时,材料的磁性就会发生很大变化,如一般铁的矫顽力约为80A/m,而直径小于20nm的铁,其矫顽力却增加了1000倍。若将纳米粒子添加到聚合物中,不但可以改善聚合物的力学性能,甚至还可以赋予其新性能。 2、表面效应 一般随着微粒尺寸的减小,微粒中表面原子与原子总数之比将会增加,表面积也将会增大,从而引起材料性能的变化,这就是纳米粒子的表面效应。 纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044××1028013099从表1中可以看出,随着纳米粒子粒径的减小,表面原子所占比例急剧增加。由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,很容易与 其它 原子结合。若将纳米粒子添加到高聚物中,这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。 3、量子隧道效应 微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化,这称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。它的研究对基础研究及实际 应用,如导电、导磁高聚物、微波吸收高聚物等,都具有重要意义。 二、高聚物/纳米复合材料的技术进展 对于高聚物/纳米复合材料的研究十分广泛,按纳米粒子种类的不同可把高聚物/纳米复合材料分为以下几类: 1、高聚物/粘土纳米复合材料 由于层状无机物在一定驱动力作用下能碎裂成纳米尺寸的结构微区,其片层间距一般为纳米级,它不仅可让聚合物嵌入夹层,形成“嵌入纳米复合材料”,还可使片层均匀分散于聚合物中形成“层离纳米复合材料”。其中粘土易与有机阳离子发生交换反应,具有的亲油性甚至可引入与聚合物发生反应的官能团来提高其粘结。其制备的技术有插层法和剥离法,插层法是预先对粘土片层间进行插层处理后,制成“嵌入纳米复合材料”,而剥离法则是采用一些手段对粘土片层直接进行剥离,形成“层离纳米复合材料”。 2、高聚物/刚性纳米粒子复合材料 用刚性纳米粒子对力学性能有一定脆性的聚合物增韧是改善其力学性能的另一种可行性 方法 。随着无机粒子微细化技术和粒子表面处理技术的 发展 ,特别是近年来纳米级无机粒子的出现,塑料的增韧彻底冲破了以往在塑料中加入橡胶类弹性体的做法。采用纳米刚性粒子填充不仅会使韧性、强度得到提高,而且其性价比也将是不能比拟的。 3、高聚物/碳纳米管复合材料 碳纳米管于1991年由 发现,其直径比碳纤维小数千倍,其主要用途之一是作为聚合物复合材料的增强材料。 碳纳米管的力学性能相当突出。现已测出碳纳米管的强度实验值为30-50GPa。尽管碳纳米管的强度高,脆性却不象碳纤维那样高。碳纤维在约1%变形时就会断裂,而碳纳米管要到约18%变形时才断裂。碳纳米管的层间剪切强度高达500MPa,比传统碳纤维增强环氧树脂复合材料高一个数量级。 在电性能方面,碳纳米管作聚合物的填料具有独特的优势。加入少量碳纳米管即可大幅度提高材料的导电性。与以往为提高导电性而向树脂中加入的碳黑相比,碳纳米管有高的长径比,因此其体积含量可比球状碳黑减少很多。同时,由于纳米管的本身长度极短而且柔曲性好,填入聚合物基体时不会断裂,因而能保持其高长径比。爱尔兰都柏林Trinity学院进行的研究表明,在塑料中含2%-3%的多壁碳纳米管使电导率提高了14个数量级,从10-12s/m提高到了102s/m。 三、前景与展望 在高聚物/纳米复合材料的研究中存在的主要问题是:高聚物与纳米材料的分散缺乏专业设备,用传统的设备往往不能使纳米粒子很好的分散,同时高聚物表面处理还不够理想。我国纳米材料研究起步虽晚但 发展 很快,对于有些方面的研究 工作与国外相比还处于较先进水平。如:漆宗能等对聚合物基粘土纳米复合材料的研究;黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究都在学术界很有影响;另外,四川大学高分子 科学 与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的手段。尽管如此,在总体水平上我国与先进国家相比尚有一定差距。但无可否认,纳米材料由于独特的性能,使其在增强聚合物 应用中有着广泛的前景,纳米材料的应用对开发研究高性能聚合物复合材料有重大意义。特别是随着廉价纳米材料不断开发应用,粒子表面处理技术的不断进步,纳米材料增强、增韧聚合物机理的研究不断完善,纳米材料改性的聚合物将逐步向 工业 化方向发展,其应用前景会更加诱人。 参考 文献 : [1] 李见主编.新型材料导论.北京:冶金工业出版社,1987. [2]都有为.第三期工程科技 论坛 ——‘纳米材料与技术’ 报告 会. [3]rohlich J,Kautz H,Thomann R[J].Polymer,2004,45(7):2155-2164. 纳米材料与技术3000字论文篇二:《试论纳米技术在新型包装材料中的应用》 【摘 要】作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。进入20世纪90年代,纳米科学得到迅速的发展,产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学及纳米生物学等,由此产生的纳米技术产品也层出不穷,并开始涉及汽车行业。 【关键词】纳米技术 包装材料 1 纳米技术促进了汽车材料技术的发展 纳米技术可应用在汽车的任何部位,包括发动机、底盘、车身、内饰、车胎、传动系统、排气系统等。例如,在汽车车身部分,利用纳米技术可强化钢板结构,提高车体的碰撞安全性。另外,利用纳米涂料烤漆,可使车身外观色泽更为鲜亮、更耐蚀、耐磨。内装部分,利用纳米材料良好的吸附能力、杀菌能力、除臭能力使室内空气更加清洁、安全。在排气系统方面,利用纳米金属做为触媒,具有较高的转换效果。 由于纳米技术具有奇特功效,它在汽车上得到了广泛的应用,提升汽车性能的同时延长使用寿命。 2 现代汽车上的纳米材料 (1)纳米面漆。汽车面漆是对汽车质量的直观评价,它不但决定着汽车的美观与否,而且直接影响着汽车的市场竞争力。所以汽车面漆除要求具有高装饰性外,还要求有优良的耐久性,包括抵抗紫外线、水分、化学物质及酸雨的侵蚀和抗划痕的性能。纳米涂料可以满足上述要求。纳米颗粒分散在有机聚合物骨架中,作承受负载的填料,与骨架材料相互作用,有助于提高材料的韧性和其它机械性能。研究表明,将10%的纳米级TiO2粒子完全分散于树脂中,可提高其机械性能,尤其可使抗划痕性能大大提高,而且外观好,利于制造汽车面漆涂料;将改性纳米CaCO3以质量分数15%加入聚氨酯清漆涂料中,可提高清漆涂料的光泽、流平性、柔韧性及涂层硬度等。 纳米TiO2是一种抗紫外线辐射材料,加之其极微小颗粒的比表面积大,能在涂料干燥时很快形成网络结构,可同时增强涂料的强度、光洁度和抗老化性;以纳米高岭土作填料,制得的聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料不仅透明,而且吸收紫外线,同时也可提高热稳定性,适合于制造汽车面漆涂料。 (2)纳米塑料。纳米塑料可以改变传统塑料的特性,呈现出优异的物理性能:强度高,耐热性强,比重更小。随着汽车应用塑料数量越来越多,纳米塑料会普遍应用在汽车上。主要有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。阻燃塑料是燃烧时,超细的纳米材料颗粒能覆盖在被燃材料表面并生成一层均匀的碳化层,起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用,从而起到阻燃作用。 目前汽车设计要求规定,凡通过乘客座舱的线路、管路和设备材料必须要符合阻燃标准,例如内饰和电气部分的面板、包裹导线的胶套,包裹线束的波纹管、胶管等,使用阻燃塑料比较容易达到要求。增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等,这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用,可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度、抗冲击韧性和弹性模量上升,使塑料的物理性能得到明显改善。 抗紫外线老化塑料是将纳米级的TiO2、ZnO等无机抗紫外线粉体混炼填充到塑料基材中。这些填充粉体对紫外线具有极好的吸收能力和反射能力,因此这种塑料能够吸收和反射紫外线,比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上。据报道这类材料经过连续700小时热光照射后,其扩张强度损失仅为10%,如果作为暴露在外的车身塑料构件材料,能有效延长其使用寿命。抗菌塑料是将无机的纳米级抗菌剂利用纳米技术充分地分散于塑料制品中,可将附着在塑料上的细菌杀死或抑制生长。这些纳米级抗菌剂是以银、锌、铜等金属离子包裹纳米TiO2、CaCO3等制成,可以破坏细菌生长环境。据介绍无机纳米抗菌塑料加工简单,广谱抗菌,24小时接触杀菌率达90%,无副作用。 (3)纳米润滑剂。纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的纯石油产品,它不会对润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂和减磨剂等产品产生不良作用,只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。由于这些微小烃类分子间的相互吸附作用,能够完全填充金属表面的微孔,最大可能地减小金属与金属间微孔的摩擦。与高级润滑油或固定添加剂相比,其极压可增加3倍-4倍,磨损面减小16倍。由于金属表面得到了保护,减小了磨损,使用寿命成倍增加。 另外,由于纳米粒子尺寸小,经过纳米技术处理的部分材料耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍。目前纳米陶瓷轴承已经应用在奔驰等高级轿车上,使机械转速加快、质量减小、稳定性增强,使用寿命延长。 (4)纳米汽油。纳米汽油最大优点是节约能源和减少污染,目前已经开始研制。该技术是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂。它能对汽油品质进行改造,最大限度地促进汽油燃烧,使用时只要将微乳化剂以适当比例加入汽油便可。交通部汽车运输节能技术检测中心的专家经试验后认为,汽车在使用加入该微乳化剂的汽油后,可降低其油耗10%~20%,增加动力性能25%,并使尾气中的污染物(浮碳、碳氢化合物和氮氧化合物等)排放降低50%~80%。它还可以清除积碳,提高汽油的综合性能。更令人注意的是,纳米技术应用在燃料电池上,可以节省大量成本。因为纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力。根据实验结果,在室温常压下,约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放,故其能替代昂贵的超低温液氢储存装置。 (5)纳米橡胶。汽车中橡胶材料的应用以轮胎的用量最大。在轮胎橡胶的生产中,橡胶助剂大部分成粉体状,如炭黑、白炭黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言,纳米化是现阶段橡胶的主要发展趋势。新一代纳米技术已成功运用其它纳米粒子作为助剂,而不再局限于使用炭黑或白炭黑,汽车中最大的改变即是,轮胎的颜色已不再仅限于黑色,而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化等性能上,新的纳米轮胎均较传统轮胎都优异,例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10万次提高到50万次。 (6)纳米传感器。传感器是纳米技术应用的一个重要领域,随着纳米技术的进步,造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在社会生活的各个方面。半导体纳米材料做成的各种传感器,可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,这在汽车尾气和大气环境保护上已得到应用。纳米材料来制作汽车尾气传感器,可以对汽车尾气中的污染气体进行吸附与过滤,并对超标的尾气排放情况进行监控与报警,从而更好地提高汽车尾气的净化程度,降低汽车尾气的排放。我国纳米压力传感器的研制已获得成功,产品整体性能超过国外的超微传感器,缩小了我国在这一技术领域与世界先进国家存在的差距。有专家认为,到2020年,纳米传感器将成为主流。 (7)纳米电池。早在1991年被人类发现的碳纳米管韧性很高,导电性极强,兼具金属性和半导体性,强度比钢高100倍, 密度只有钢的1/6。我国科学家最近已经合成高质量的碳纳米材料,使我国新型储氢材料研究一举跃入世界先进行列。此种新材料能储存和凝聚大量的氢气,并可做成燃料电池驱动汽车,储氢材料的发展还会给未来的交通工具带来新型的清洁能源。 结语 随着材料技术的发展,纳米技术已成为当今研究领域中最富有活力,对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。纳米科技正在推动人类社会产生巨大的变革,未来汽车技术的发展,有极大部分与纳米技术密切相关,纳米材料和纳米技术将会给汽车新能源、新材料、新零部件带来深远的影响。对于汽车制造商而言,纳米技术的有效运用,有效地促进技术升级、提升附加价值。相信在不久的将来,纳米技术必将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。 参考文献 [1]肖永清.纳米技术在汽车上的应用[J].轻型汽车技术,. [2]潘钰娴,樊琳.纳米材料的研究和应用[J].苏州大学学报(工科版),2002. [3]周李承,蒋易,周宜开,任恕,聂棱.光纤纳米生物传感器的现状及发展[J].传感器技术,2002,(1):18~21 纳米材料与技术3000字论文篇三:《试谈纳米技术及纳米材料的应用》 摘要:本文主要论述了纳米材料的兴起、纳米材料及其性质表现、纳米材料的应用示例、纳米材料的前景展望,以供与大家交流。 关键词:纳米材料;应用;前景展望 1.纳米技术引起纳米材料的兴起 1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。80年代初,德国科学家成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后,纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应,使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能,使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的 热点 。1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2.纳米材料及其性质表现 纳米材料 纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。 3.纳米材料的应用示例 目前纳米材料主要用于下列方面: 高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料 纳米结构的WC-Co已经用作保护涂层和切削工具。这是因为纳米结构的WC-Co在硬度、耐磨性和韧性等方面明显优于普通的粗晶材料。其中,力学性能提高约一个量级,还可能进一步提高。高能球磨或者化学合成WC-Co纳米合金已经工业化。化学合成包括三个主要步骤:起始溶液的制备与混和;喷雾干燥形成化学性均匀的原粉末;再经流床热化学转化成为纳米晶WC-Co粉末。喷雾干燥和流床转化已经用来批量生产金属碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氢气氛下液相烧结成块体材料。VC或Cr3C2等碳化物相的掺杂,可以抑制烧结过程中的晶粒长大。 纳米结构软磁材料 Finemet族合金已经由日本的Hitachi Special Metals,德国的Vacuumschmelze GmbH和法国的 Imply等公司推向市场,已制造销售许多用途特殊的小型铁芯产品。日本的 Alps Electric Co.一直在开发Nanoperm族合金,该公司与用户合作,不断扩展纳米晶Fe-Zr-B合金的应用领域。 电沉积纳米晶Ni 电沉积薄膜具有典型的柱状晶结构,但可以用脉冲电流将其破碎。精心地控制温度、pH值和镀池的成份,电沉积的Ni晶粒尺寸可达10nm。但它在350K时就发生反常的晶粒长大,添加溶质并使其偏析在晶界上,以使之产生溶质拖拽和Zener粒子打轧效应,可实现结构的稳定。例如,添加千分之几的磷、流或金属元素足以使纳米结构稳定至600K。电沉积涂层脉良好的控制晶粒尺寸分布,表现为Hall-Petch强化行为、纯Ni的耐蚀性好。这些性能以及可直接涂履的工艺特点,使管材的内涂覆,尤其是修复核蒸汽发电机非常方便。这种技术已经作为 EectrosleeveTM工艺商业化。在这项应用中,微合金化的涂层晶粒尺寸约为100nm,材料的拉伸强度约为锻造Ni的两倍,延伸率为15%。晶间开裂抗力大为改善。 基纳米复合材料 Al基纳米复合材料以其超高强度(可达到)为人们所关注。其结构特点是在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a-Al粒子,合金元素包括稀土(如Y、Ce)和过渡族金属(如 Fe、Ni)。通常必须用快速凝固技术(直接淬火或由初始非晶态通火)获得纳米复合结构。但这只能得到条带或雾化粉末。纳米复合材料的力学行为与晶化后的非晶合金相类似,即室温下超常的高屈服应力和加工软化(导致拉神状态下的塑性不稳定性)。这类纳米材料(或非晶)可以固结成块材。例如,在略低于非晶合金的晶化温度下温挤。加工过程中也可以完全转变为晶体,晶粒尺寸明显大干部份非晶的纳米复合材料。典型的Al基体的晶粒尺寸为100~200nm,镶嵌在基体上的金属间化合物粒子直径约50nm。强度为~1GPa,拉伸韧性得到改善。另外,这种材料具有很好的强度与模量的结合以及疲劳强度。温挤Al基纳米复合材料已经商业化,注册为Gigas TM。雾化的粉末可以固结成棒材,并加工成小尺寸高强度部件。类似的固结材料在高温下表现出很好的超塑性行为:在1s-1的高应变速率下,延伸率大于500%。 4.纳米材料的前景趋向 经过我国材料技术人员多年对纳米技术的研究探索,现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子,纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测:不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生;用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用;分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。 近年来还有一些引人注目的发展趋势新动向,如:(1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头;(2)巨电导的发现;(3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力;(4)纳米组装体系设计和制造有新进展。

汽车涂层(coating)是涂料一次施涂所得到的固态连续膜,是为了防护,绝缘,装饰等目的,涂布于金属,织物,塑料等基体上的塑料薄层。涂料可以为气态、液态、固态,通常根据需要喷涂的基质决定涂料的种类和状态。依据所用涂料的种类而有不同的称呼,如底漆的涂层称为底漆层,面漆的涂层称为面漆层。一般涂料所得涂层较薄,约在20~50微米,厚浆型涂料则一次可得厚达1毫米以上的涂层。是为了防护,绝缘,装饰等目的,涂布于金属,织物,塑料等基体上的塑料薄层。高温电绝缘涂层用铜、铝等金属做成的导线外面,或有绝缘漆、或有塑料、橡胶等绝缘包皮。然而,绝缘漆、塑料、橡胶都怕高温,一般超过200℃就会集化,失去绝缘性能。而许多电线正需要在高温下工作,那该怎么办呢?对,让高温电绝缘涂层来帮忙,这种涂层实际上是一种陶瓷涂层,它除了能在高温下保持电绝缘性能外,还能与金属导线紧密“团结”在一起,做到“天衣无缝”,任你将导线七绕八弯,它们也不会分离,这种涂层非常致密,涂上它,两根电压差很大的导线碰在一起,也不会发生击穿现象。高温电绝缘涂层根据其化学成分的不同,可分为许多种类。如石墨导体表面上的氮化硼或氧化铝、氟化铜涂层,到400℃仍有良好的电绝缘性能。金属导线上的搪瓷到700℃,磷酸盐为基的无机粘结剂涂层到1000℃,等离子喷涂氧化铝涂层在1300℃,都仍保持着良好的电绝缘性能。高温电绝缘涂层已在电力、电机、电器、电子、航空、原子能、空间技术等方面获得了广泛的应用。

车身面涂层指涂于工件最外层的涂膜,是涂层组合中唯一可见的部分,起着装饰、标志和保护底材的作用。它直接与各种气候条件(如雨、阳光、雪、寒冷、酷暑等)及有害物质(如酸、碱、盐、二氧化碳、硫化氢)接触,是阻挡这些侵蚀的第一层,配合其他涂层起到对底材的保护作用。当然,不同的汽车涂层质量因等级要求及使用环境等因素,面涂层的装饰性和保护性也会各有侧重,如轿车对装饰性要求高:装载油料、酸、碱化学物品的载货汽车,对面涂层耐油、耐酸、耐碱等化学性的要求很高,将装饰性放到第二位。因此,为适应各种需要,涂料工业也生产出各种性能的面漆,主要可以分为以下几类。 1、用于高级装饰性涂层(高级轿车车身) 属于高级装饰性涂层,涂层要求具有极优良的装饰性、耐候性和耐水性,适用于各种气候条件。涂膜外观要求光滑平整,应无颗粒,光亮如镜,光泽不低于90%。 2、用于中级装饰性涂层(中级轿车) 属于优质装饰保护性涂层,要求具有优良的装饰性、耐候性和耐水性,装饰性要求仅低于高级装饰性涂层。机械强度优于高级装饰性涂层。适用于各种气候条件。 3、用于一般装饰性涂层(公共汽车车身) 涂膜光泽好。硬度、冲击强度、柔韧性、耐候性和附着力都较好,保光、保色性也较好,但耐水性较差。在100℃以上烘烤可提高其耐水性和附着力。 4、用于具有一定的装饰和防护性涂层(湿热地区使用的汽车) 这类涂层有涂膜光亮。干燥较快,能打磨抛光。耐候性、耐湿性和抗老化性好。还具有一定的防湿热、防盐雾、防霉菌的性能,有优良的耐化学性,但其附着力差,不能在60%以上高温长期使用。 5、具有特性要求的涂层 例如:耐酸涂层,聚氯酯漆、氯化橡胶漆、环氧漆等;耐热涂层。有机硅漆、丙烯酸漆(热固性)等;耐磨涂层,聚氯酯漆、酚醛漆等;耐溶剂涂层,聚氯酯漆、环氧漆等;绝缘涂层,沥青漆、醇酸漆、环氧漆等。 汽车涂料的选用,既要重视保护性,又要注意装饰性;既要注意钢铁底材的涂装,也要考虑铝、锌及塑料和木材等底材的涂装。由于各种被涂物面材质和吸附能力不同,与它们相适应的涂料也会不同;因此要根据各种涂料的性质和实际要求,全面考虑各种因素,选用合适的涂料。 保护地球环境,减少大气污染的呼声越来越引起人们的重视,环境问题也非常强烈地左右着汽车和相关工业的发展。因此高固体化、水性化、粉末化,从20世纪60年代末期开始就一直是世界涂料行业开发新产品的基本方针和指导思想,并且在西方发达国家已成为现实,并在继续发展和完善。 水性涂料以水作为溶剂,只有少量的醇、醚做助剂,采用不同的水性树脂配制而成。水性涂料在涂装时易出弊病,使用受到限制。水的表面张力大,颜色分散性差,难以获得高装饰性、耐蚀性好的涂膜性能;水的比热容大,难挥发,要求涂装环境的温度、湿度严格控制在规定范围内,一般不能与溶剂型涂料共用烘干室。 选择面漆的基本原则是: (1)具有一定的装饰性和保护性,并达到产品要求。 (2)面漆与底漆有良好的配套性。 (3)要适合施工的条件。 (4)有利于降低成本,方便施工。 (5)符合劳动保护条例,保障工人身体健康。 一、面涂层分类 汽车车身面涂层的施工一般都由专人操作。面涂层的分类方法很多,按颜色效果可分为纯色漆、金属漆和珍珠漆;按成膜物质种类可分硝基漆、醇酸漆和丙烯酸漆等;按固化机理可分溶剂挥发型、氧化型和交联反应型等。 此外,面涂层的施工也可按施工工序分单工序、双工序和三工序等。而每一种分类方法互相的界线不是绝对的,可以相互交叉。 单工序面涂装指喷涂同一种涂料即形成完整的面涂层的喷涂。 双工序面涂装指喷涂两种不同的涂料才能形成完整的面涂层的喷涂,通常是先喷涂色漆,然后再喷涂罩光清漆,两种涂层结合在一起才能形成有质量保证的完整的面涂层。 三工序则更为复杂,如三工序珍珠漆通常是先喷一层打底色漆,然后喷一层珍珠漆,最后喷罩光清漆,三个涂层结合才能形成完整的面涂层。一般单工序面涂层的颜色比较单调,而三工序面漆的效果比较丰富。但工序越多,施工及修补复杂。 1、单工序面漆的施工 在汽车修补中常用的单工序面涂层主要为双组分纯色漆。 双组分纯色漆的喷涂是目前在汽车修补行业使用最为普及的一类。 喷涂前对被涂面的准备: (1)汽车车体表面要求 车身表面已完成中涂底漆的基础工作,达到平整光滑且无缺陷,表面轮廊外形线清楚准确,用P400-P500砂纸干磨后,符合涂装允许的粗糙度,不涂漆部分应小心用专用封闭纸加胶带封闭。被涂底材要用专用除油剂进行脱脂、除蜡,用黏尘布轻擦整个被涂面以清除浮尘。 (2)对喷涂环境、工具、设备的检查和准备 双组分涂料干燥较慢,易沾尘,故要求施工环境清洁,喷涂工作要在有排风设备的喷漆房内进行。固化剂异氰酸酯对水、油敏感性极强,要求空气压缩机能提供纯净而干燥的压缩空气。喷枪喷出的喷雾流要均匀,注意选用合适口径的喷枪,过大的口径会造成出漆量大,而使被涂面的漆膜产生流挂和橘皮,要用专用过滤网在喷涂前对涂料进行过滤,确保喷涂后的漆膜上无肉眼可见的颗粒。 双组分涂料一般喷2层即可达到要求的厚度。若颜色遮盖力较差,则需喷3~4层,直到全部覆盖。 在喷涂施工中,应该用中涂底漆封闭,以防止新旧漆膜间的不配套问题,并可提供良好的耐久性。并要注意确定旧漆膜的性质,保证全车旧漆膜与新喷涂料不会发生咬底、吸光,起皱等问题。若表面是局部喷涂中涂底漆的情况,应在第一层面漆喷涂前,首先对局部喷涂中涂底漆的涂面先薄喷一层,减少中途底漆与旧涂面之间的色差,为以后的喷涂操作打下基础。 第一层喷涂时以~的喷涂压力,中等湿度薄薄地喷涂一层,检查涂面情况后以确认有无缩孔。一般被涂面如有油、蜡会导致第一层喷涂后立即出现缩孔,若底层涂面与新喷涂料不配套也会立即产生咬底、开裂等现象,这时应立即停止施工,采取相应的补救措施或返工。双组分涂料在施工时,发生缩孔的情况较为多见。这主要是由于涂料中的异氰酸酯对油、蜡、水的敏感性极强。若在次要部位有轻微少量缩孔,可待溶剂挥发且一部分涂面略干后,分2~3次雾喷缩孔部位,第二层喷涂时缩孔会消失。若在主要涂面或缩孔分布面积广,则应停止施工,干燥后视具体情况用砂纸打磨或刮涂腻子后重新喷涂。出现轻微缩孔时,可在底漆或面漆中加入少量抗鱼眼剂来解决,但是根本的解决方法是做好底材的表面预处理。 第一层喷涂后,若无任何不良情况,应静置片刻才喷第二层,静置时间视环境温度、涂料品种而略有长短。一般待涂面不沾尘时是喷涂第二层涂料的最佳时机,具体掌握尺度可用手指轻轻抚摸用胶带封闭部分的漆膜,若湿漆膜已不沾手即可喷涂第二层。一般第二层喷涂后喷涂工作即结束,此层喷涂要求涂面光滑、光亮,无流痕、橘皮。因此在配制涂料时,黏度应比第一层涂料略微降低,喷枪移动速度也略慢,喷涂压力可适应提高~,使漆粒雾化得更细,以得到满意的光滑涂面。 施工中的注意事项: 1、双组分涂料用多少配多少,现配现用,已配制好的涂料要在供应商提供的使用时间内用完。 2、拉开前门喷涂后门时,前门内侧要求用专用的遮护纸加胶带封闭好,以防喷涂时产生的漆尘飞进车内,造成污染。 3、在喷涂车顶和前盖由边缘向中心移动时,注意工作服不要触及边缘已涂部位,以免造成不必要的返工。 4、遮护纸应在喷涂后立即小心去除,注意手和工作服不要触及未干的涂面。若是强制干燥,应在涂面还是微湿的时候及时去除;若漆膜完全干透则胶带较难去除,一是容易留下黏结斑点,二是漆膜可能会被胶带揭起。 5、双组分涂料中的异氰酸酯漆尘对人体有害,喷涂时要在通风良好的环境下进行,并做好个人安全防护,如穿工作服、戴防毒面具等。 6、喷涂完毕后应立即清洗喷涂工具,以免胶结。 7、双组分涂料喷涂后可自干,也可低温烘烤强制干燥,一般在20℃时经16h后(隔夜)可投入使用,60℃(金属温度)时经30min烘烤,冷却后可投入使用,但彻底固化则需一周时间,具体产品严格参照供应商的要求。 二、双工序面漆的喷涂 双工序金属漆喷涂时有以下要点。 1喷涂前对被涂面的准备及对喷涂环境、工具、设备的检查和要求参照双组分纯色漆。 2喷涂前对金属漆要搅拌均匀。按涂料规定比例加入固化剂、稀释剂,一般把涂料黏度调整到15~17s(涂-4杯,20℃),过滤后再喷涂。使用慢干型固化剂和稀释剂要谨慎。 3金属漆一般喷涂2~3层,以全部均匀遮盖为准,每层间隔10~15min,以~喷涂压力,中等湿度均匀喷涂。金属粒子易沉于喷枪罐底,每次加料都要注意搅拌均匀,在喷涂中也要经常晃动喷枪,以防止银粉粒子沉淀。 4最后一层喷涂可适当降低涂料黏度,略提高喷涂气压,薄而均匀地喷涂,以利于银粉粒子分布均匀和提高涂面光泽度。 5喷涂完毕后不能立即去除遮护纸、胶带,应当等烤干之后(一般为60℃时经30min烘烤,具体烤干条件参见油漆供应商的产品说明书),尚未完全冷却之前去除。 以上数据仅供参考,具体产品参照供应商的要求。 三、三工序珍珠漆喷涂 三工序珍珠漆喷涂需喷涂三种不同类型,纯底色漆、纯珍珠漆、清漆,称为三工序珍珠漆喷涂,各工序油漆调配比例参照油漆供应商资料。 1喷涂前吹尘,贴护,使用除油剂清洁喷涂区配备安全措施。 2喷涂三层纯底色漆覆盖底漆,喷枪距离20cm、气压为,每层喷涂间隔时间,需使用黏尘布清洁每层的漆尘。使用黏尘布时,每层纯底色漆需要干燥及避免干喷。 4确保底色漆干燥后约30min左右。然后喷涂3~4层纯珍珠漆,视车体颜色决定,喷枪距离为20cm、气压为~,每层喷涂间隔期间,需使用黏尘布清洁每层的漆尘。使用黏尘布时,每层纯底色漆需要干煤及避免干喷。 4因经过多层纯色漆及纯珍珠漆喷涂后,漆膜厚度增加。从而溶剂挥发减慢,因此喷涂清漆的静置时间延长,确保珍珠漆干燥后约30-60min左右,而且视天气温度决定。天气冷干燥时间更长。 二、车身涂装举例 汽车车身涂装是一个完整的工艺过程。下面以实例说明车身涂装修补的工艺过程。 涂装标准施工流程:肥皂水清洗、脱脂、旧涂层剥除清理、调制填补腻子、打磨(需根据表面情况重复几次)、表面清洁及面涂层准备工作、面涂层、抛光、打蜡。 1打磨及修饰羽状边,羽状边缘的修磨应引起重视,如图1所示。这些部位的弧度、涂层损坏部位的涂层坡度是否合适,将会直接影响涂装完工后涂层的丰满、光泽、折光等,这也是涂装人员的主要操作工艺方法。 2在打磨羽状边的工作中,也要检查车身凹陷平面是否还有明显的突出点。如图2所示,或经涂装仍不能消除的缺陷,如果发现应请车身钣金修复人员整形或修复这些缺陷。 3打磨过羽状边的车身表面必须是经涂装后不能有任何缺陷的表面,打磨羽状边的范围要比车门损坏范围大得多,并且坡度用手摸不能有太明显的高低差落,如图3所示。 4车身清洁,使用除油剂彻底清除车门损坏部位的污渍,并检查及评估被涂物的损坏程度和涂层类型。刷涂有机溶剂进行脱脂、除蜡的清洗,此车门损坏部位结构简单,表面弧形平滑清洁较容易。 5清洁完毕后就可以作底涂层,底涂层的作用主要是提供附着力和防腐蚀。底层一般不具备填补车身表面缺陷的能力,车门的弧度平顺操作相对容易。 调配腻子。先将罐内的主剂调和均匀,底面黏度一致,以利于刮涂和固化。固化剂要先打开管盖将空气挤出,然后拧上管盖,用手掌在管外揉搓使固化剂均匀。调配时用刮刀把主剂拨在托板上,固化剂按主剂的1%~3%的比例加入(参照使用涂料的说明书要求调配)。刮腻子应采用硬刮具,第~层腻子的刮涂主要是填平车门凹陷的制陷,操作时不要反复的刮涂,每刮一层可以薄一些。此车门的损伤并不十分严重,如图4所示。 6刮涂第二层腻子,汽车车身车门因是平面仍用硬刮具刮涂。此层腻子仍以填平为主,该层腻子厚度应比第一层稍薄,局部刮涂时的面积应略大于第一层腻子的面积。满刮时要注意边缘腻子的平直性,与上一层腻子的接口应错开,即不要使各层腻子的接口在同一部位,以免产生缺陷,如图5所示。应顺着流线型(按汽车造型水平方向)方向,并遵循从上到下、从右到左的原则,刮涂时尽可能拉长一些,以减少刮涂接口,注意腻子层的厚度与原涂面基准点平齐。由于补刮腻子层范围逐渐扩大,对邻近的补刮腻子层,视具体情况可在第二层或第三层刮涂腻子层时连成一片,以减少腻子层边缘,利于打磨, 7车门下沿有一个加强肋,在这里刮腻子要特别注意,刮具也要选择软的刮具。刮的腻子应随车门肋的弧形均匀刮涂,如图6所示。 8在车身刮伤损坏中,常有两块并不连在一起的情况,在涂装作业时。应注意在做第一道时就应同时对两块进行涂装,以后每道工序都应同时进行,如图7所示。 9打磨腻子,腻子层彻底干燥后即可打磨,具体干燥条件参见腻子使用注意事项。打磨腻子时注意只能干磨,不能水磨,因为腻子的吸水性很强,当水磨残留水分不能很好地挥发时,会导致漆膜起泡、“痱子”、剥落,金属底材锈蚀等现象。打磨腻子层主要是为了获得平整光滑的表面。打磨腻子层可采用手工或机械干磨,机械打磨适用于修补面积较大以及平整的底材,可降低劳动强度,提高工作效率,如图8所示。手工打磨适用于一些形状复杂的底材,如转角、折口、外形线、弧形,凹形部位等,打磨时两种方法可结合进行。 10腻子层打磨基本要使底材上微小的凹坑、砂孔全部消除,达到既平整又光滑,无缺陷、无砂孔、局部刮涂腻子边缘无接口,外表图形恢复原样,如图9所示。如果车身车门下沿肋的部位弧形较小,可用手工打磨为宜,有利于对弧形面的修正,宜使用P120~P240砂纸。打磨以车身流线型水平方向为主,要注意凸出底材的折线、外形线的平直性,一般不要垂直方向或斜方向打磨,若底材因具体情况需垂直方向打磨,最后也要以车身流线型水平方向打磨修整,以防产生垂直方向的打磨痕迹。流线型水平方向的痕迹与车体的流线型方向一致,它们的有机结合肉眼不易察觉;而垂直的痕迹恰相反,稍有砂磨痕迹即会明显地显示出来。对底材的圆弧、凹角等不宜用手刨砂磨的地方,可用拇指夹住砂纸,四指平压于底材上,然后均匀地来回做修理打磨。 11除尘/清洁/遮护,使用清洁剂清洁被涂物上的油渍和污渍,使用遮护纸。并用反向黏贴遮护被涂物上无需喷涂的部位,如图10所示。 由于施喷中涂底漆所用的空气压力低于施喷面漆的空气压力(以尽可能减少喷涂外逸),所以工件表面的遮护工序比较简单。通常使用反向遮护法,以防止产生喷涂台阶。所谓反向遮护方法是指遮护纸的敷贴时里面朝外,所以沿边界黏有一薄层漆雾。这种方法用于尽可能减小台阶,使边界不太引人注目,如图11所示。 12中间涂层的喷涂,按说明书规定比例混合漆分和固化剂,静置5-10min后喷涂,若喷涂黏度需要调节,应添加配套的稀释剂,施工黏度宜调节至18~21s(涂-4杯,20℃),应选用与喷涂环境温度相适应的快干或慢干型稀释剂,喷涂作业应按技术规范要求进行操作,如图12所示。 13双组分涂料一般喷2层即可达到要求的厚度。若颜色遮盖力较差,则需喷3―4层,直到全部覆盖,如图13所示。 表面进行局部喷涂中涂底漆的情况,应在第一层面漆喷涂前,首先对局部喷涂中涂底漆的涂面先薄喷一层,减少中途底漆与旧涂面之间的色差,为以后的喷涂打下基础。 第一层喷涂时以~的喷涂压力,中等湿度薄薄地喷涂一层,检查涂面情况后以确认有无缩孔或其他缺陷后才继续施工。 第一层喷涂后,若无任何不良情况,应静置片刻才喷第二层,静置时间视环境温度来定,一般待涂面不沾尘时是喷涂第二层涂料的最佳时机,具体掌握尺度可用手指轻轻抚摸用胶带封闭部分的漆膜,若湿漆膜已不沾手即可喷涂第二层,如图14所示。一般第二层喷涂后喷涂工作即结束,此层喷涂要求涂面光滑、光亮,无流痕、橘皮。因此在配制涂料时,黏度应比第一层涂料略微降低,喷枪移动速度也略慢,喷涂压力可适应提高~,使漆粒雾化得更细,以得到满意的光滑涂面。 14中涂层的喷涂是非常仔细的操作,操作时要控制好喷枪的使用,如果没有经验的操作人员可以先进行试喷枪。待调整好各种参数(黏度、气压等)以后。然后进行实际操作,如图15所示。 15中涂层喷涂可以采用重力式喷枪,这样能够更好地控制喷涂的各样参数,如图16所示。重力式喷枪的特性是可以使用低气压,高流量,对一些表面的小缺陷可以起到填充的覆盖作用。 16车门的下沿是特别要注意的地方,困车门的下沿有肋等不平的表面,操作时行别要注意产生流褂、发花等缺陷,如图17所示。 17涂层干燥后,中涂层还需要进行打磨,可用400号砂纸打磨。清洁除尘后就可以进行面涂层的喷涂,如图18所示。面涂层喷涂的次数可根据涂层覆盖的情况决定,直到完全覆盖为止。面涂层的喷涂是涂装作业的最后一道工序,因此各修理厂都非常重视,常采用专人作业的方式,如图19所示。喷涂作业中产生的问题也较多,如果对喷涂工具、操作技术参数(空气压力、涂料黏度、颜色等)没掌握准确,应试喷小样,取得技术参数后,再进行大面积涂装作业。 18车门的喷涂要控制好与原车车身的颜色,如图20所示,涂层干燥后不得产生色差。先喷试样板调整色差,确定颜色后才能在车身上进行大面积喷涂操作。 车身面涂层烘烤完冷却后。进行检查,如果需要可使用P1500~P2000砂纸,采用湿打磨,如果使用干磨,可以采用P1000~P1200号砂纸用干磨机进行;然后就可以进行抛光工序。 涂装完工后应交检验员、主修人员进一步检查,检查内容主要是新修补的涂层与原来的涂层是否存色差。修补平面是否平整,无明显颗粒、流褂,涂层表面是否丰满,是否有飞漆沾在其他构件表面上等,如图21所示,没有任何缺陷后就可以交客户验收。

汽车涂装技术及工艺【摘 要】当今社会汽车工业高速发展,汽车涂装作为汽车生产与维修工艺中重要的一个环节,也在各方面快速发展。但在重视可持续发展的今天,节能环保成为涂装工艺中一项重要指标。本文介绍了当前汽车涂装的操作工艺和一些新技术,以及涂装作用和汽车涂装的材料进行了分析。在汽车产业高速发展的21世纪里.,汽车维修行业更是备受关注。近年来,我国汽车维修企业在轿车钣金修复和整形过程中运用的技术、工艺、材料和设备都较以前有了很大进步,但在基础涂装工艺方面却还显得有些滞后。特别是在防锈措施上方法不是很多,许多只依赖于刷涂防锈漆。这样往往导致在焊接处及修复结合面等部位过早锈蚀,从而降低汽车局部车身的使用寿命,甚至还会影响到整车的安全性。作为一名从事与汽车涂装相关的人来说,他对汽车涂装有着自己独特的见解。从以前的纯人工作业,到现在的半机械化操作以及行业今后的发展趋势,都应有一个全面的认识。不论是从涂装的材料方面还是技术、操作工艺、以及涂装的作用等来讲,其目的均是为了使汽车的车身外表更具有艺术性、提高它的商品价值和使用时间。下面就以我个人的观点来说说汽车涂装的作用、和操作工艺以及汽车涂装的材料发展状况。21世纪被称为面向环境的新世纪,减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。本文阐述了有关汽车涂装技术的常识,探讨了汽车油漆标准工艺流程,并提出了汽车涂装过程中注意事项。一、汽车涂装作用(1保护作用——由于汽车特殊的使用环境:风吹日晒、雨淋石击,要求汽车有一定的防腐性能和使用寿命。(2)装饰作用——由于汽车不停地穿梭在公路、在城乡,人们希望它能给生活带来色彩斑澜,希望汽车美观舒适、色泽诱人。为此汽车涂装就要进行现代化大规模集约化生产,就需要投入大量人力物力建造并管理好现代化大规模涂装生产线(3)特殊标识——通过给车身喷涂不同的油漆颜色,人们便可轻松的辨认出不同颜色的汽车各代表着什么用途。比如:医用车是以白色为主色,加上一个红色的“十 ”字符号,而消防车则是采用全红色涂料涂装而成。(4)特殊作用——由于汽车的具体用途不同,所以在涂装时要考虑这辆车是做什么用。比如:用于运输粮油或是牛奶的必须是要无毒的;运输酸碱物时,一定要防腐蚀。二、汽车涂装工艺汽车涂装工艺,一般可分为两大部分:一是涂装前金属的表面处理,也叫喷涂前处理技术;二是涂装的施工工艺。表面处理主要包括清除车辆表面的油污、尘土、锈蚀、以及进行修补作业时旧涂料层的清除等,以改善工件的表面状态,为下一步作业打下基础。其前处理具体包括,根据各种不同车辆受损情况对车身板件表面进行机械加工和化学处理。如磷化、氧化和钝化处理。1、表面处理工艺 表面处理是防锈涂装的重要工序之一。防锈涂装质量的好坏与表面处理的方式和质量有着很大的联系。据相关资料介绍说, 涂层的使用寿命受 3个方面因素影响:(a) 表面处理 , 占 60%; (b) 涂装施工 , 占 25%; (c) 涂料本身质量 , 占 15% 。薄板冲压件的表面处理称一般用化学表面处理,工艺流程为 : 预脱脂→脱脂→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→中和→冷水洗→表面调整→磷化→冷水洗→热水洗→纯水洗→干燥。上述的薄板件前处理工艺过程也可根据薄板冲压件的油、锈情况作适当调整 , 或不用酸洗工序 , 或不用预脱脂工序。而脱脂和磷化是化学处理工艺中的关键工序 , 这两道工序直接影响工件化学处理的质量和防锈涂层的质量。在表面处理作业中,打磨这一项对最后的质量影响十分大。特别是早期的传统作业---人工水磨,水磨后残留在板件的水分可导致多项油漆缺陷,所以现在行业里取而代之的便是干磨作业。干磨在现在的行业中已经占据了很大的位置,因为他和传统的水磨相比有着明显的优势。比如:工作效率可以提高40%--60%左右;因为干磨不会产生废水,所以对环境的污染很明显要比水磨的轻;员工的劳动强度也减轻了许多;车辆的返修率以及涂膜的质量等均要好于水磨。比如干磨不会由于有残留在板件中的水分而导致漆膜起泡、长痱子、鱼眼、底材生锈等缺陷。干磨工艺在现有的4S店已经得到普遍的推广,所以干磨技术的推广是行业发展的必然趋势。有关工艺参数和相关辅助设备也是影响表面处理质量的不可忽视的因素。2、面漆喷涂工艺(1)整车修补涂装:整车修补涂装是汽车美容修补施工中最有代表性、最为全面的涂装工艺。它的关键是要保持有湿边,同时应尽量减少水平表面上飞漆,以防止漆雾沉积到已干的部位而造成砂状表面。在整车涂装程序中,首先喷涂车顶,然后是发动机前盖和侧面等,这样在尽量减少水平表面上飞漆的同时总能保持“湿边”,可以防止飞漆落到已干区域而产生砂状表面。如果有可能,选用下吸式喷漆室较好。这时由于有气流从车顶流向车底,雾形有所不同。(A) 车顶的喷涂。在车顶与风挡玻璃、后窗交界处采用带状涂装法进行涂装。首先从靠近漆工的车边缘的地方开始喷涂。尽可能保持枪与车顶表面在15~20cm左右等距,从左到右,再从右到左进行喷涂,喷成中等湿度(每层走枪都是从车顶的边缘开始)。由于修补施工时多采用重力式或虹吸式喷枪,受喷枪杯的影响,喷枪的俯角受到一定限制(要尽可能保持垂直,不要把喷枪拿歪)。每层扇幅重叠覆盖面为50%或65%的方法从边缘向中心喷涂,一直喷涂到可以看见明显柔和的光泽时为止。(B) 发动机前盖的喷涂。首先用粘尘抹布把表面擦拭干净(注意:不得采用气枪来消除表面,以免前盖上灰尘吹到刚刚喷过涂料的车顶上)。采用带状喷涂法喷涂风挡玻璃与前盖交界处(在前盖边缘最好不要采用带状喷涂法),扇幅重叠覆盖50%或65%。每层都从边缘到中心进行喷涂,随后中另外一边,从中心开始往边缘移动进行喷涂,每层扇幅的覆盖约10cm。(C) 后盖的喷涂。用粘尘抹布擦干净表面,要准备足够的涂料,避免喷涂中途涂料用完而造成色差。采用带状喷涂法,沿后窗玻璃的底边喷涂一遍,两层扇幅之间覆盖约。随后换到另一边,从中心开始向边缘移动进行喷涂。在整个喷涂过程中,50%或65%涂层要湿,走枪速度要快。每层扇幅的覆盖约10cm。(D)侧面的喷涂。和粘尘抹布擦拭表面,备足涂料,由于汽车侧面较长,需要采用分段喷涂法。在适合于漆工走枪的距离处采用带状喷涂法垂直向直喷涂一层,以此分隔成段。在这一段内从底部或顶部开始走两道枪,先从左到右,再从右到左,采用一道喷涂法继续喷涂下去。每一道枪之间扇幅覆盖50%,直到这一段表面全部被喷涂覆盖完毕。接着转移到下一段,也是先采用带状喷涂法垂直向下喷一枪,划出第二段。重复上述操作,喷涂第二段,如此重复直到该侧面全部喷涂完毕。(2)整板修补涂装:汽车车身的某一部分,如前盖、车门、后盖等整板大面积的涂层遭到破坏时,就要进行整板修补涂装。一般可能出现两种情况:其一是在板面上没有大的变形或裂痕,只需要对整块板面进行面漆涂装;其二就是板面被破坏,需要整修后面再安装到车身上。前者可以在车身清洗后,涂抹封闭隔离漆,再直接喷涂面漆;后者必须在车身清洗后进行除锈、防腐涂底漆、刮腻子填补凹凸不平之处,喷涂中间漆、封闭隔离漆后,才能喷面漆。整板修补与整车修补不同。整车修补时,面漆的颜色不作重点考虑,因为只要保持整车颜色的一致性,与客户指定的颜色色号相符即可。而整板修补必须考虑到这块的颜色与车身上其他部位原厂漆的色差问题,所以,在进行整板修补之前,必须将修补漆的样板与车身上其他原厂漆的部位进行严格比色,待正确无误才能正式开始涂装。三、汽车涂装材料汽车车身面漆是车辆最外层的涂层,它是车辆外观装饰及防腐的直接反映,一般都希望汽车涂层具有极好的光泽度。光泽的优劣除与汽车车身外形设计、车身加工的外表精度以外(如一般感觉圆弧面或凸出面的光泽较平面要好),还与选用的涂料与表面涂层的配套工艺有关。必须进行精心的涂装设计和具备良好的涂装环境条件,才能使表面涂层有优良的装饰性。同时,因为汽车涂装属于高级保护性涂装,所以面漆涂膜必须具有优良的耐腐蚀性、耐候性和耐崩裂性。要想得到色泽鲜艳、光亮度好、防锈能力强的油漆表面,涂料的质量是不可轻视的。在20世纪20~30年代,汽车漆料是比较单一的品种——硝基纤维素涂料。到了20世纪50年代中期,开始使用醇酸树脂涂料。20世纪60年代中期,热塑性两烯酸树脂涂料在国外开始大量进入市场,取代硝基纤维素涂料而成为汽车修补涂料的主导产品。20世纪70年代中期,一系列双组份涂料开始进入市场,如硝基纤维素丙烯酸异氰酸酯、丙烯酸异氰酸酯等。目前丙烯酸聚氨酯树脂涂料、聚酯聚氨酯涂料已在国内外作为汽车修补的主导产品。由于行业的不断发展,当今的涂料品种已是满目琳琅,今后涂料还会有什么样的发展趋势呢?近年来,水性漆的出现使的汽车涂装这个行业又有了一个新的发展方向。首先来说说什么是水性漆,它有何特点呢?水性漆是以水为分散介质,以特殊水性树脂为基料,配以高科技合成的特种助剂,采用新工艺精制而成。水性漆是涂料工业的革命性换代产品。与传统的油性漆相比,水性漆无毒、无味、不燃烧,不用稀料稀释,无需额外的劳保费用,是国际上公认的绿色环保产品。 作为涂装行业里的新型产品,那么它与油性漆比它的好处也就很明显了:1. 环保:水性漆为无公害产品,在生产过程中无废渣、废气、废水排放,不存在环境污染。在使用中无毒无味,无苯系物,重金属含量大大低于国家环保限量标准,对人体无危害,是保护生态环境的新一代绿色产品。2. 经济:水性漆涂刷面积是一般油漆的两倍以上;水性漆防锈漆可直接在锈层上涂刷(需去浮漆和油污)。3. 安全:阻燃、防爆,水性漆可在常温、常压下进行生产、运输、储存和使用。4. 快捷:水性漆漆膜干燥速度快,在常温下是普通油漆的1/5。5. 方便:水性漆直接用自来水稀释即可,施工方便、安全,施工后的工具、设备极易清洗。综上所述,未来的汽车涂装在不断地提高涂膜耐蚀性、抗石击性及装饰性同时,也一定朝着环保、节能的方向发展。因为干磨工艺的突出性能,我相信今后行业所用的干磨将会越来越普遍,利用干磨的优势带给行业的最大利益。随着汽车市场竞争的不断加剧和汽车制造、修理技术的日益更新,基础涂装工艺已经引起了汽车制造商和维修服务人员的高度重视。种类繁多、规格齐全和功能良好的涂装材料,无疑会进一步促进维修质量的提高,促进汽车使用寿命的延长

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