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电解加工研究论文

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电解加工研究论文

电解机械复合加工与传统的机械加工的异同论?HI P

特种加工技术的发展可以追溯到20世纪50年代。20世纪以来,科学技术发展到了一个崭新阶段,特别是在新技术革命浪潮推动下,生产和科学技术的发展更为迅速。在许多工业部门特别是国防工业部门,高技术产品要求向高精度、高速度、高温、高压、大功率和小型化方向发展,对材料的要求越来越来高。相应地涌现出大量的具有高熔点、高强度、高硬度、高脆性和高纯度等特殊性能的材料。为了满足高技术产品的高性能要求,零件的结构形状愈来愈复杂,对精度、表面粗糙度和表面质量的特殊要求愈来愈高,特别是对表面完整性提出了更加严格的要求。50年代以来,航空航天技术迅猛发展,高性能的航空产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比,而且要求在高温、高压、高速、大载荷和强腐蚀等苛刻的条件下长期而可靠的工作。飞机、航空发动机、航空电子及仪表设备以及其他高技术武器装备的工作条件随着性能的提高而不断恶化。为此高性能的飞机、航空发动机等高新武器装备,必须不断发展和采用新结构和新材料。现代高性能的飞机和航空发动机上大量采用了钛合金、复合材料、粉末冶金和定向凝固高温合金材料。在高性能 战斗机上钛合金用量已经达到30%以上如F-22战斗机钛合金用量已经达到36%、碳纤维增强树脂基复合材料用量达到25%,而且先进复合材料的用量在先进战斗机上有不断增加的趋势。预计到2000年的高性能航空发动机的结构材料中超级合金、粉末冶金和定向凝固合金的结构重量约占55%,复合材料用量约占20%,钛合金重量约占10%高强度结构钢用量占15%,陶瓷材料占2%。航空发动机的热端部件将继续发展高温高强高韧合金特别是各向异性的超级耐热合金、热障陶瓷涂层材料、陶瓷结构材料。涡轮叶片已广泛采用定向凝固、单晶合金、快速凝固合金、粉末冶金合金和陶瓷材料;正在研制陶瓷和陶瓷基复合材料的涡轮叶片。为了提高和确保现代飞机和航空发动机的性能、可靠性和严格的质量要求采用了大量的新型结构。如根据高性能航空发动机对结构效率的要求,发动机的结构发生了重大变化,大量采用整体结构、蜂窝结构、钣金焊接结构和复杂的冷却结构。推重比20发动机将采用整体鼓筒式全复合材料压气机转子结构,以减轻结构重量;上述新材料和新结构的大量采用使得高性能飞机、航空发动机等现代武器装备的可加工性和可生产性急剧恶化,对制造技术提出更加苛刻的要求。许多新型材料和新型结构采用常规加工方法是难以加工甚至是根本无法加工的。为此必须解决:①难加工材料的加工;②复杂型面的加工;③高精密表面的加工(微米级、纳米级精度;表面粗糙度Ra≤0.01μm);④特殊要求零件的加工(壁厚≤0.1mm薄壁和弹性零件等)。20世纪50年代以来国外工业界通过各种渠道,借助各种能量形式,探寻新的加工途径,相继推出了多种与传统加工方法截然不同的新型的特种加工方法,如电火花加工、电解加工、化学加工、超声波加工以及高能束加工等。20世纪70年代以来,以激光、电子束、离子束等高能束流为能源的特种加工技术获得了迅速发展和广泛应用。目前以高能束流为能源的特种加工技术和数控精密电加工技术已成为航空产品制造技术群中不可缺少的分支。在难加工材料、复杂型面、精密表面、低刚度零件及模具加工等领域中已成为关键制造技术。特种加工技术的发展和扩大应用大大促进了航空产品的发展,使一些先进的高性能飞机、发动机和机载设备的制造和生产得到可靠的保证。国内外经验表明,没有先进的特种加工技术,现代高性能航空产品难以制造和生产。因此先进的特种加工技术的开发和应用是与现代航空技术的发展息息相关,国外对此项技术的发展和应用给予了高度重视。特种加工技术的发展趋势:随着现代航空技术的发展,特种加工技术在现代航空武器装备的发展中起着愈来愈重要的作用,已经成为现代航空武器装备的关键制造技术.工业发达国家国防工业部门和国防军事部门高度重视先进特种加工技术的发展。70年代以后,先进特种加工技术有了长足的发展,到了80年代已经成为先进飞行器制造中定型的制造技术,从而解决了先进飞行器制造中难加工材料和复杂结构稳定的高质量加工问题。目前为了加速先进技术战斗机和高性能民用客机的发展,对特种加工技术的技术水平、经济性和自动化程度(降低成本、提高质量)提出了更高的要求,从而促进了先进特种加工技术的发展。先进加工技术的总体发展趋势是:①广泛采用自动化技术,实现计算机数控化。充分利用计算机数控技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化,建立综合参数自适应控制装置和数据库等,进而建立特种戛的CAD/CAM和FMS系统,这是当前特种加工技术的主要发展趋势;②开发应用复合工艺和新工艺方法。现代高性能航空器的发展新型结构材料和高精密复杂结构的大量采用,进一步加剧了结构工艺性的恶化,单一的特种加工方法难以达到高精度、高质量、高效率和低成本综合技术与经济指标要求,因而进一步加速开发和应用新型特种加工技术和由多种能源组成的复合工艺。目前由二种能源复合的特种加工技术,如电解电火花加工(ECDM)、电解电弧加工(ECAM)、电火花机械复合加工、机械超声波复合加工等复合工艺已成为国外国防工业和机械工业着力发展的特种加工技术。由于复合工艺可以扬长避短, 经济高效,可取得明显的技术经济效果,因此受到先进工业国家的工业部门的普遍关注。③大力开展精密化研究。高技术的发展促使高技术产品在向小型化和精密化方向发展,对产品零件的精度和表面粗糙度提出更高更严格的要求。如飞机惯性仪表中关键零件的制造要求达到微米级以上。气浮陀螺和静电陀螺的内外支承面的球度达到0.5--0.05μm,尺寸精度为0.6μm,表面粗糙度为0.025-0.012μm;激光陀螺的平面反射镜平面度为0.03-0.06μm,表面粗糙度小于0.012μm。飞机控制系统的23%零件精度达到微米级以上。随着高新技术的发展,超精密加工技术有了很大的发展,正从亚微米级向毫微米(10-9m)和纳米级(10-15m)发展。为适应这一发展趋势的需要,以高能束流加工技术为代表的先进特种加工技术的精密化研究引起工业界的高度重视。因此大力发展超精加工的特种加工技术是今后相当长的时期内的重要发展方向。

特种加工技术论文篇二 特种加工技术的研究与应用 摘要:本文论述了特种加工技术的产生和发展,并就快速成型加工、超声加工、电子束和离子束加工以及激光加工进行展开阐述,讨论了各个加工方法的工艺原理和在生产实践中的具体应用。最后,对特种加工技术的发展方向进行了展望。 关键词:特种加工;快速成型技术;超声加工;电子束和离子束加工;激光加工 1.特种加工技术的产生和发展 机械加工作为一种有着悠久历史的加工方法,对人类的物质文明和生产活动起到了极大的推动作用。对于工业部门而言,设计出来的零件或者机器必须依赖于加工方法来实现,如果没有行之有效的加工方法,再好的设计思路也无法转化为产品。例如18世纪70年代就有人发明了蒸汽机,但是由于当时的生产设备制造不出有着较高精度和配合要求的蒸汽机气缸,所以一直无法生产出可以正常工作的蒸汽机[1]。直到气缸镗床的出现,才解决了这一生产上的难题,使得蒸汽机获得了广泛的应用,引起了第一次工业革命。因此,我们可以发现,加工方法对于设计思想的实现和社会经济的发展起着多么重大的作用。 随着生产的发展和科学实验的需要,对于产品的要求越来越高,未来的技术产品向着高精度、高速度、重载、高温高压、小型化和高可靠性等方向发展,为了实现这些新的要求,就需要使用新材料和新结构,因此,对机械制造部门也提出了很多新的要求。特种加工正是在这种强烈的社会需求下产生和发展起来的,而它所具有的优于传统机械加工的特点又进一步促使人们对它进行研究和应用,因此,到目前为止,特种加工技术已经有了很多种类,所能达到的加工精度和生产效率也越来越高。可以说,特种加工技术已经成为现代机械制造行业必不可少的一种加工方法。 传统的机械加工利用机械能和切削力对金属进行加工,而特种加工主要利用电能、化学能、光能、声能和热能等能量来去除金属,因此特种加工技术可以用来加工各种高硬度、高强度、高脆性和高韧性的金属或者非金属材料。由于特种加工采用广义上的刀具,例如激光、超声波、电子束和离子束等,所以易于实现加工过程的全自动化,这对于现代化生产的组织和管理有着很重要的意义。 从1943年前苏联鲍﹒洛﹒拉扎林柯夫妇开始研究火花放电腐蚀开关触点的现象开始,特种加工技术已经经历了六十多年的发展。目前,很多特种加工方法都已经发展成熟,例如电火花加工、电火花线切割加工、电化学加工和激光加工等。现在,人们也研究了将特种加工的理论应用于传统的机械加工方法中去的复合加工方法,如振动切削和振动铣削。由于特种加工技术尤其适用于对难加工材料、复杂型面和精密微细表面的加工,所以特种加工有很大的适用性和发展潜力,在刀具、模具、量具、仪器仪表、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。在未来,特种加工将向着提高加工精度和表面质量、提高生产效率和自动化程度、发展复合加工和超精密加工等方向发展。 2.快速成型技术 快速成型技术(RP)是一种增材加工方法,主要用来制造样件,从而可以对新产品的设计进行快速评估、修改和功能实验,能够较大地缩短产品的研制周期。快速成型技术集机械工程、CAD、数控技术、激光技术和材料科学技术于一体,易于实现生产过程的自动化,且高效便捷,因此这种样件制造工艺日益在生产实践中获得应用。按照快速成型技术使用的材料和工艺原理,可以分为四种类型:光敏树脂液相固化成型法(SL)、选择性激光粉末烧结成型(SLS)、薄片分层叠加成型(LOM)、熔丝堆积成型(FDM)。 3.超声加工技术 频率超过16000Hz的声波称为超声波,它是一种纵波,能够传递很强的能量,且当它经过液体介质传播时,会产生液压冲击现象。超声加工技术(USM)利用工具端面作超声频振动,通过磨料悬浮液使得磨粒在超声振动的作用下产生机械撞击、抛磨作用以及超声空化作用来加工脆硬材料。由于超声加工技术的工艺原理和特点,超声加工有很多特殊的应用。例如加工深小孔、拉丝模及型腔模具研磨抛光、对难加工材料的加工、超声振动切削、超声电解复合加工、超声电火花复合加工、超声清洗、超声切割等。超声加工技术与新材料的发展是相辅相成的,在未来,超声加工一定会有更多的应用和发展。 4.电子束和离子束加工 电子束加工(EBM)利用能量密度极高的电子束,以极高的速度冲击工件表面,使动能大部分转化为热能,使得被冲击的工件材料局部熔化和气化,从而达到改变被加工工件材料表面物理化学性质和形状尺寸位置的目的。电子束加工装置包括电子枪、真空系统、控制系统和电源,电子束是由钨或钽制成的发射阴极在加热状态下得到的。由于电子束加工的工艺原理和特点,EBM技术可以用来加工型孔和特殊表面、刻蚀、焊接、热处理以及电子束光刻等。 离子束加工(IBM)利用具有较高能量的离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注入效应来进行不同的加工。由于离子束轰击材料是逐层去除原子,所以可以达到纳米级的加工精度。离子束加工按其工艺原理和目的的不同可以分为三种:用于从工件上去除材料的刻蚀加工、用于给工件表面涂覆的镀层加工以及用于表面改性的离子注入加工。由于电子束和离子束易于实现精确的控制,所以可以实现加工过程的全自动化,但是电子束和离子束的聚焦、偏转等方面还有许多技术问题尚待解决。 5.激光加工 激光技术起始于20世纪60年代,可用于打孔、切割、焊接、热处理以及激光存储等方面。激光的产生源自物质的受激辐射,即某些具有亚稳态能级结构的物质,在一定外来光子能量的激发下,产生所谓的粒子束反转现象,在粒子束反转的状态下,如果有一束能量等于基态与亚稳态能量之差的光子照射该物质,就会产生受激辐射,输出大量的光能。由于激光具有强度高、单色性好、相干性好和方向性好等特点,因此几乎可以用来加工任何材料。目前常用的激光器有固体激光器(红宝石激光器、铷玻璃激光器和掺铷钇铝石榴石激光器)和气体激光器(二氧化碳激光器和氩离子激光器),在生产实践中,对影响激光加工的各个因素还需要进行更加深入的研究,以便更加充分地利用激光加工技术。 6.结束语 近年来,随着新材料、新结构、复杂型面零件、特殊要求零件的需求越来越大,特种加工技术得到了越来越广泛的应用,在未来,随着机电控制技术的进一步提高,特种加工技术将会更加趋于自动化,充分利用计算机技术,可以使得特种加工向着自动化和柔性化方向发展[2]。而在未来,特种加工技术将越来越多的应用于精密微细加工、复合加工和绿色加工。 参考文献 [1]刘晋春,白基成,郭永丰.特种加工[M],北京:机械工业出版社,2011:1~6. [2]王杰,樊军,等.特种加工技术的新进展[J],轻工机械,2008,26(4):5~7. 看了“特种加工技术论文”的人还看: 1. 超精密加工技术论文 2. 超声波加工技术论文 3. 精密与超精密加工技术论文 4. 机械先进制造技术论文 5. 超精密制造技术论文

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新能源电池加热工艺研究论文

你是鄞中的吗?我是喵~

由于中国和印度的经济持续强劲增长,在2006年至2030年期间,其一次能源需求的增长将占世界一次能源总需求增长量的一半以上。中东国家占全球增长量的11%,增强了其作为一个重要的能源需求中心的地位。总的来说,非经合组织(Non-OECD)国家占总增长量的87%。因此,它们占世界一次能源需求比例从51%上升至62%,它们的能源消费量超过经合组织(OECD)成员国2005年的消费量。 全球石油需求(生物燃料除外)平均每年上升1% ,从2007年8500万桶/日增加到2030年1.06亿桶/日。然而,其占世界能源消费的份额从34%下降到30% 。 现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。非水电可再生能源在总发电量所占比例从2006年的1%增长到2030年的4%。尽管水电产量增加,但其电力的份额下降两个百分点至14%。经合组织(OECD)国家可再生能源发电的增长量超过化石燃料和核发电量增长的总和。 目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。 目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。 我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。 新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。 太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。 风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。 再生能源和非再生能源 人们对一次能源又进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源,反之称为非再生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤、石油和天然气等是非再生能源。地热能基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量来看,又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增殖的性质。核聚变的能比核裂变的能可高出 5~10倍,核聚变最合适的燃料重氢(氘)又大量地存在于海水中,可谓“取之不尽,用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。 随着全球各国经济发展对能源需求的日益增加,现在许多发达国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究;同时我们也相信随着人类科学技术的不断进步,专家们会不断开发研究出更多新能源来替代现有能源,以满足全球经济发展与人类生存对能源的高度需求,而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与研究。 中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。 现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。非水电可再生能源在总发电量所占比例从2006年的1%增长到2030年的4%。尽管水电产量增加,但其电力的份额下降两个百分点至14%。经合组织(OECD)国家可再生能源发电的增长量超过化石燃料和核发电量增长的总和。 目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。 目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。 我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。 新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。 太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。 风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。

我国新能源的发展历程及现状 自1973年发生的石油危机以来,西方国家为减少对世界不稳定地区石油供应的过分依赖和出于环境保护的要求,都把提高能源系统的效率、节约能源作为其能源战略的重要目标和措施。在这一过程中,信息通信技术始终作为一个重要的辅助手段被应用于节能的方方面面。为了避免污染,同时为了避免未来的能源危机,人们开始寻找更清洁、可再生的能源。国家在“十一五”期间将把新能源作为重点产业加以发展,中共中央在《十一五规划建议》中明确提出:“加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源。”80年代起步阶段新能源的发展从国家的支持来讲,是从我国的“六五”计划期间,也就是上世纪80年代初期,新型可再生能源技术开始列入国家重点科技攻关计划,由中央政府拨给资金。这是在国家科委组织的能源战略研究中第一次把新能源、可再生能源作为未来国家发展的一个战略组成部分。虽然中国也把新能源作为我国的一个能源发展战略,但是由于中国当时的煤炭等整个的资源和能源相对来讲还比较丰富,再加上当时新能源的开发还处在研究开发的起步阶段,技术还不成熟,成本也比较高,无法实现大规模应用。在当时还很难对经济和社会产生重要影响,主要处在研究开发和应用示范的阶段。当时我们提出要“近有实效、远有前景”,所谓“近有实效”主要是指发展农村的小沼气、小水电,特别是生物质能。这对解决当时我国农村的好多地区,特别是缺少商品能源供应的地区起到了很大作用。当时新能源的发展规模,由于财力有限而没有发展大型项目。国家“六五”计划的第一个攻关项目,仅拨给新能源部300万人民币。由于经费有限,技术力量薄弱,所以风电主要是发展小型风力发电机,目标是解决内蒙流动的蒙古包的用电问题,围绕这个组织攻关。而当时国际上已经开发了相当大的风电设备。生物质能方面主要是开发沼气,进一步提高它的商品化程度,提高产气率。当时也开发了一些像沼气发电这样的技术,以及后来的沼气汽化技术。当时太阳能电池厂全国只有两家,分别位于开封和宁波,这两家的生产能力加在一起还不到一个兆。这是很低的生产水平,而且当时也没有什么应用,其原料就是用半导体厂的废旧单晶硅来做。热用当时与德国政府开展了国际合作,在北京大兴区建立了中国第一个新能源村,在这项中德科技合作计划里,第一个合作的项目就是建立新能源示范村,就是把德国的技术综合地拿到这个村,做了新能源的示范点,通过这个村让人们了解新能源具体能发挥什么样的作用、怎么来应用。可持续发展阶段随着我国科技的不断进步和经济实力的不断增强,进入九十年代,国家在这方面的投入力度也越来越大。这个阶段的显著标志是在1992年召开的联合国环境与发展大会上,第一次提出了可持续发展的问题,提出了环境与发展二者的关系问题是人类面临的一个重要挑战,而要解决可持续发展就要改变能源的结构,并再次提出发展清洁能源、发展可再生能源。由于第一次提出后国际上石油危机得到缓解,油价很低,所以人们就不可能再去搞高成本的可再生能源,而只停留在研究阶段。到了1992年第二次提出是从可持续发展的角度,不仅是解决当前的能源问题,还要实现人类的可持续发展,解决由能源和发展带来的环境问题。可再生能源是清洁的、没有污染的能源,因此各个国家都在加大发展力度。特别在1997年旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》通过后,欧美等发达国家由于承担了减排的义务,因此,他们必须把发展可再生能源作为常规能源的替代品,这样除了在减排上就起到了明显的效果,同时这样做也在客观上推动了西方国家的再生能源技术发展。在此期间,我国通过国内研发、组织国际合作等方式积极发展可再生能源,与美国、欧洲等很多国家合作,在中国建立了再生能源试验项目,如内蒙的风能、太阳能等做了很多研究,也引进了一些国外先进技术,包括我国在与欧盟委员在浙江大陈岛成功建成的风能、太阳能、潮汐能和生物质能的综合性可再生能源示范基地。21世纪发展现状到了二十一世纪,我们面临的能源问题更加凸显,也就是能源环境问题已成为制约未来经济发展的一个重大因素。在这种情况下,国家就更加把再生能源放在一个战略地位。2006年中国通过并实施了《可再生能源法》,通过立法形式确立了可再生能源在未来中国经济发展、可持续发展和能源发展的战略地位,也确定了它发展的重点和配套的相应的政策法规。在此之后,发改委和相关政府部门也陆续制定了一些配套政策,来完善和实施这项法律。另外,在2007年国家也制定了相应的《可再生能源中长期发展规划》,规定了我国可再生能源发展的目标,即力争到2010年使可再生能源消费量占到能源消费总量的10%,2020年提高到15%。具体目标包括到2020年建成水电3亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。在节能减排及应对全球环境变化方面,我国也把发展可再生能源作为一项重点任务,比如我们的节能工程,其实质就是通过节能来实现减少化石能源的消耗。特别是党的十七大报告中提出的2020年全面小康社会目标,其中一条就是要建设生态文明。建设生态文明的一个具体内容就是显著提高可再生能源的比重,进一步大力发展可再生能源。在节能减排方面也明确了要积极利用可再生能源,所以十七大报告也在事实上再次确立了可再生能源的地位。在这些政策前提下,从党中央国务院到发改委、财政部和地方各部门都相应制定了很多政策,包括财政部建立了可再生能源发展基金,确定一些基金的管理使用办法,来鼓励企业、地方政府和各方面更多地利用可再生能源。发改委也在大的产业项目上减免税收等。因此这几年我国的新能源产业发展很快,我们现在风能的发电装机到目前已超过600万千瓦,到今年年底有可能达到一千万千瓦,提前实现“十一五”计划的目标。在太阳能方面,中国目前是世界上生产真空管太阳能热水器最多的国家,我们一年大概生产能力超过一千八百万平方米。在太阳能发电方面,我国已成为世界上最大生产光伏电池的国家。生物质能方面,我国提出“不与人争粮,不与粮争地”的方针。在这个基础上,进一步开发生物燃料。通过发展非粮作物和植物发展生物燃料,做到不占用粮田,不影响粮食安全。以上大体是我国目前可再生能源的现状:我们确定了中长期发展计划和相应的正在完善中的政策,并形成了一些科技成果,但总体来讲,创新能力还不足,许多核心技术仍没有掌握,还走在发达国家后头。另外各项具体新能源的政策体系还不健全、很多大型设备还需要进口、人才缺乏,教育还没有为再生能源的发展提供强有力的支撑。综上,我们在政策、培养人才、国际合作和组织好示范这些方面应该加强。新能源产业化离不开信息技术在信息技术的应用方面,虽然信息化技术已经在规模较大的企业中应用,但目前整体上在可再生能源产业的应用还相对滞后于其他成熟的产业。从长远来讲,可再生能源的发展离不开信息技术,如风力发电。因为现在大部分的风力发电都是无人值守自动运行的,它怎么并网与电网更好地匹配,就需要采用控制技术和网络管理技术。在太阳能光电方面,特别是进入电缆的数据采集、整理、分析都需要采用IT手段。另外,太阳能电池制造过程中也需要设计开发的系统软件。新能源产业化,离不开IT技术,离不开信息化手段。“智能电网”是目前电力企业说得比较多的词。它的意义并不限于优化电力公司的管理那么简单。事实上,它还对“清洁科技”有着重要的作用。由于各国政府对于环境的日益重视,以及能源紧缺的压力,通过“清洁科技”生产的可再生的“清洁能源”有着广阔的发展前景,如风能、太阳能、燃料电池等等。而有了各种各样的清洁能源,原来的电网要和这些能源有机地结合,就需要电网网络更加智能化,使得能源从生产、传送到最后使用的过程受到集中监控和管理。如果能通过成本核算进行更好的定价,清洁能源就能从中获益,从而更快地发展。而要进行更好的定价,就得依赖于更多的数据收集和更好的数据分析处理,这里智能技术就有了用武之地。

加密与解密算法研究论文pdf

信息安全的密码学与密匙管理一 摘要:密码系统的两个基本要素是加密算法和密钥管理。加密算法是一些公式和法则,它规定了明文和密文之间的变换方法。由于密码系统的反复使用,仅靠加密算法已难以保证信息的安全了。事实上,加密信息的安全可靠依赖于密钥系统,密钥是控制加密算法和解密算法的关键信息,它的产生、传输、存储等工作是十分重要的。二 关键词:密码学 安全 网络 密匙 管理三 正文:密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。研究密码变化的客观规律,应用于编制密码以保守通信秘密的,称为编码学;应用于破译密码以获取通信情报的,称为破译学,总称密码学。密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。依照这些法则,变明文为密文,称为加密变换;变密文为明文,称为脱密变换。密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换,随着通信技术的发展,对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的,并随着先进科学技术的应用,已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。它的现实研究成果,特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。密码学包括密码编码学和密码分析学。密码体制设计是密码编码学的主要内容,密码体制的破译是密码分析学的主要内容,密码编码技术和密码分析技术是相互依相互支持、密不可分的两个方面。密码体制有对称密钥密码体制和非对称密钥密码体制。对称密钥密码体制要求加密解密双方拥有相同的密钥。而非对称密钥密码体制是加密解密双方拥有不相同的密钥,在不知道陷门信息的情况下,加密密钥和解密密钥是不能相互算出的。对称密钥密码体制中,加密运算与解密运算使用同样的密钥。这种体制所使用的加密算法比较简单,而且高效快速、密钥简短、破译困难,但是存在着密钥传送和保管的问题。例如:甲方与乙方通讯,用同一个密钥加密与解密。首先,将密钥分发出去是一个难题,在不安全的网络上分发密钥显然是不合适的;另外,如果甲方和乙方之间任何一人将密钥泄露,那么大家都要重新启用新的密钥。通常,使用的加密算法 比较简便高效,密钥简短,破译极其困难。但是,在公开的计算机网络上安全地传送和保管密钥是一个严峻的问题。1976年,Diffie和Hellman为解决密钥管理问题,在他们的奠基性的工作"密码学的新方向"一文中,提出一种密钥交换协议,允许在不安全的媒体上通讯双方 交换信息,安全地达成一致的密钥,它是基于离散指数加密算法的新方案:交易双方仍然需要协商密钥,但离散指数算法的妙处在于:双方可以公开提交某些用于运算的数据,而密钥却在各自计算机上产生,并不在网上传递。在此新思想的基础上,很快出现了"不对称密钥密码体 制",即"公开密钥密码体制",其中加密密钥不同于解密密钥,加密密钥公之于众,谁都可以用,解密密钥只有解密人自己知道,分别称为"公开密钥"和"秘密密钥", 由于公开密钥算法不需要联机密钥服务器,密钥分配协议简单,所以极大地简化了密钥管理。除加密功能外,公钥系统还可以提供数字签名。目前,公开密钥加密算法主要有RSA、Fertezza、EIGama等。我们说区分古典密码和现代密码的标志,也就是从76年开始,迪非,赫尔曼发表了一篇叫做《密码学的新方向》的文章,这篇文章是划时代的;同时1977年美国的数据加密标准(DES)公布,这两件事情导致密码学空前研究。以前都认为密码是政府、军事、外交、安全等部门专用,从这时候起,人们看到密码已由公用到民用研究,这种转变也导致了密码学的空前发展。迄今为止的所有公钥密码体系中,RSA系统是最著名、使用最广泛的一种。RSA公开密钥密码系统是由R.Rivest、A.Shamir和L.Adleman三位教授于1977年提出的,RSA的取名就是来自于这三位发明者姓氏的第一个字母。RSA算法研制的最初目标是解决利用公开信道传输分发 DES 算法的秘密密钥的难题。而实际结果不但很好地解决了这个难题,还可利用 RSA 来完成对电文的数字签名,以防止对电文的否认与抵赖,同时还可以利用数字签名较容易地发现攻击者对电文的非法篡改,从而保护数据信息的完整性。在网上看到这样一个例子,有一个人从E-mail信箱到用户Administrator,统一都使用了一个8位密码。他想:8位密码,怎么可能说破就破,固若金汤。所以从来不改。用了几年,没有任何问题,洋洋自得,自以为安全性一流。恰恰在他最得意的时候,该抽他嘴巴的人就出现了。他的一个同事竟然用最低级也是最有效的穷举法吧他的8位密码给破了。还好都比较熟,否则公司数据丢失,他就要卷着被子回家了。事后他问同事,怎么破解的他的密码,答曰:只因为每次看他敲密码时手的动作完全相同,于是便知道他的密码都是一样的,而且从不改变。这件事情被他引以为戒,以后密码分开设置,采用10位密码,并且半年一更换。我从中得出的教训是,密码安全要放在网络安全的第一位。因为密码就是钥匙,如果别人有了你家的钥匙,就可以堂而皇之的进你家偷东西,并且左邻右舍不会怀疑什么。我的建议,对于重要用户,密码要求最少要8位,并且应该有英文字母大小写以及数字和其他符号。千万不要嫌麻烦,密码被破后更麻烦。密码设的越难以穷举,并不是带来更加良好的安全性。相反带来的是更加难以记忆,甚至在最初更改的几天因为输人缓慢而被别人记住,或者自己忘记。这都是非常糟糕的,但是密码难于穷举是保证安全性的前提。矛盾着的双方时可以互相转化的,所以如何使系统密码既难以穷举又容易记忆呢,这就是门科学了。当然,如果能做到以下几点,密码的安全还是有保障的。1、采用10位以上密码。对于一般情况下,8位密码是足够了,如一般的网络社区的密码、E-mail的密码。但是对于系统管理的密码,尤其是超级用户的密码最好要在10位以上,12位最佳。首先,8位密码居多,一般穷举工作的起始字典都使用6位字典或8位字典,10位或12位的字典不予考虑。其次,一个全码8位字典需要占去4G左右空间,10位或12位的全码字典更是天文数字,要是用一般台式机破解可能要到下个千年了,运用中型机破解还有有点希望的。再次,哪怕是一个12个字母的英文单词,也足以让黑客望而却步。2、使用不规则密码。对于有规律的密码,如:alb2c3d4e5f6,尽管是12位的,但是也是非常好破解的。因为现在这种密码很流行,字典更是多的满天飞,使用这种密码等于自杀。3、不要选取显而易见的信息作为口令。单词、生日、纪念日、名字都不要作为密码的内容。以上就是密码设置的基本注意事项。密码设置好了,并不代表万事大吉,密码的正确使用和保存才是关键。要熟练输入密码,保证密码输人的速度要快。输人的很慢等于给别人看,还是熟练点好。不要将密码写下来。密码应当记在脑子里,千万别写出来。不要将密码存人计算机的文件中。不要让别人知道。不要在不同系统上使用同一密码。在输人密码时最好保证没有任何人和监视系统的窥视。定期改变密码,最少半年一次。这点尤为重要,是密码安全问题的关键。永远不要对自己的密码过于自信,也许无意中就泄漏了密码。定期改变密码,会使密码被破解的可能性降到很低的程度。4、多方密钥协商问题当前已有的密钥协商协议包括双方密钥协商协议、双方非交互式的静态密钥协商协议、双方一轮密钥协商协议、双方可验证身份的密钥协商协议以及三方相对应类型的协议。如何设计多方密钥协商协议?存在多元线性函数(双线性对的推广)吗?如果存在,我们能够构造基于多元线性函数的一轮多方密钥协商协议。而且,这种函数如果存在的话,一定会有更多的密码学应用。然而,直到现在,在密码学中,这个问题还远远没有得到解决。参考文献:[1]信息技术研究中心.网络信息安全新技术与标准规范实用手册[M].第1版.北京:电子信息出版社.2004[2]周学广、刘艺.信息安全学[M].第1版.北京:机械工业出版社.2003[3]陈月波.网络信息安全[M].第1版.武汉:武汉工业大学出版社.2005[4]宁蒙.网络信息安全与防范技术[M].第1版.南京:东南大学出版社.2005

信息加密在网络安全中的应用摘要:由于网络技术发展,影响着人们生活的方方面面,人们的网络活动越来越频繁,随之而来的安全性的要求也就越来越高,对自己在网络活动的保密性要求也越来越高,应用信息加密技术,保证了人们在网络活动中对自己的信息和一些相关资料的保密的要求,保证了网络的安全性和保密性。本文通过对信息加密技术的介绍,提出了对RSA算法的一个改进设想,并列举了一些应用信息加密技术的一些实例,强调了信息加密技术在维护网络安全里的重要性。关键字:信息加密技术,网络安全,RSA,加密算法1、 引言信息加密技术是信息安全的核心技术。尤其是在当今像电子商务、电子现金、数字货币、网络银行等各种网络业务的快速的兴起。使得如何保护信息安全使之不被窃取、不被篡改或破坏等问题越来越受到人们的重视。解决这问题的关键就是信息加密技术。所谓加密,就是把称为“明文”的可读信息转换成“密文”的过程;而解密则是把“密文”恢复为“明文”的过程。加密和解密都要使用密码算法来实现。密码算法是指用于隐藏和显露信息的可计算过程,通常算法越复杂,结果密文越安全。在加密技术中,密钥是必不可少的,密钥是使密码算法按照一种特定方式运行并产生特定密文的值。[1]使用加密算法就能够保护信息安全使之不被窃取、不被篡改或破坏。2、 信息加密技术2.1加密模式可把加密算法看作一个复杂的函数变换,x=(y,k)x代表密文,即加密后得到的字符序列,y代表明文即待加密的字符序列,k表示密钥,当加密完成后,可以将密文通过不安全渠道送给收信人,只有拥有解密密钥的收信人可以对密文进行解密即反变换得到明文。[2]2.2 加密算法对称算法有时又叫做传统密码算法,就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来,反过来也成立。在大多数对称算法中,加/解密密钥是相同的。这些算法也叫秘密密钥或单密钥算法,它要求发送者和接收者在安全通信之前,商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥,泄露密钥就意味着任何人都能对消息进行加/解密。只要通信需要保密,密钥就必须保密。因此对称算法就是指加密和解密过程均采用同一把密钥,如 DES, 3DES, AES等算法都属于对称算法。非对称算法也叫做公钥密钥算法,用作加密的密钥不同于用作解密的密钥,而且解密密钥不能根据加密密钥计算出来(至少在合理假定的长时间内)。之所以叫做公开密钥算法,是因为加密密钥能够公开,即陌生者能用加密密钥加密信息,但只有用相应的解密密钥才能解密信息。但是从公钥中推导出私钥是很难的。RSA[1]、DSA等算法属于非对称算法,其中以RSA的应用最为广泛,不仅能用于加密同时又可以数字签名。[3]2.3 对非对称加密算法RSA的一个改进非对称加密算法RSA的安全性一般主要依赖于大数,,但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明, 因为没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。因此分解模数十最显然的攻击方法,因此人们为了安全性选择大于10100的模数,这样无疑降低了计算公要和密钥的算法的事件复杂度。因此,在RSA算法的基础上,提出了一个RSA算法的变种,具体思路如下:用户x的公开加密变换Ex和保密的解密变换Dx的产生:(1)随机选取N个素数p1、p2……pn;(2)计算nx= p1*p2……*pn,Ф(nx)=(p1-1)*(p2-1)*……*(rj-1);(3)随机选取整数ex满足(ex,Ф(nx)) =1;(4)利用欧几里得算法计算dx,满足ex*dx≡1 MOD Ф(nx);(5)公开nx,ex作为Ex,记为Ex=< nx,ex>,保密p1,p2,……,pn,Ф(nx)作为Dx,记为Dx=。加密算法:c = Ex(m) = mex(MOD nx),解密算法:m = Dx(c) = cdx(MOD nx),在RSA算法中,包含两个密钥:加密密钥PK和解密密钥SK,加密密钥公开。通过证明程序在二进制情况下计算8*8的速度明显大于2*2*2*2*2*2的速度,证明了这个RSA算法的先进性,由于RSA算法的变种还是在原来的算法的基础上应用费尔马小定理得出的加密算法,由数学归纳法可证明这个算法成立,在根本上没有违背RSA算法的安武安性,因此也就保证了RSA算法变种的安全性。3、信息加密技术保障了网络安全3.1信息加密技术在电子商务中的应用电子商务正在改变着人们的生活以及整个社会的发展进程,网络贸易将引起人们对管理模式、工作和生活方式,乃至经营管理思维方式等等的综合革新。同时,稳健的网络安全环境对电子商务的健康和持续发展是至关重要的。电子商务的安全性主要是网络平台的安全和交易信息的安全。交易信息的安全是指保护交易双方的不被破坏、不泄密,和交易双方身份的确认。[4]因此在电子商务中应用数据加密、数字签名、数字证书、ssl、set安全协议等技术来保证电子商务的交易信息的安全,电子商务和信息加密技术的结合必将会促进电子商务的稳定发展。3.2 对反病毒和杀毒软件进行加密一旦加密程序本身被感染了计算机病毒.那么它就检查不出程序或数据是否加过密或是否有数字签名。在每次开始执行加密程序时,都要检查一下其本身是否被病毒感染,对需要加、解密的文件也要做这种检查。这种检查的机制应该是保密的,因此,在一些反病毒或杀病毒软件中也同样使用加密技术。[5]3.3 对网络数据库的加密传输中的公共信道和计算机存储系统非常脆弱,只要用一台PC机上网,就可以通过一定的方式窃取到许多别人的有用信息,甚至包括各种密码,因此很有必要采取措施对数据进行保护。用户自身需要对关键数据进行有效保护。因为传统的数据库保护方式是通过设定口令字和访问权限等方法实现的。解决这一问题的关键是要对数据本身加密,这样即使数据不幸泄露或丢失也难以被第三者破译。大型数据库管理系统的运行平台一般是Windows NT或则Unix,这些操作系统的安全级别通常为C1、C2级。它们具有用户注册、识别用户、任意存取控制、审计等安全功能。虽然DBMS在OS的基础上增加了不少安全措施,但OS和DBMS对数据库文件本身仍然缺乏有效的保护措施。由此可见,数据加密对于系统外部或者系统内部的安全管理都是必要的。[6]3.4 信息加密技术与VPN的结合现在,越来越多的公司走向集团化,一个公司可能在不同的地域都有子公司或者办事处,每一个机构都有自己的局域网,但是局域网用户希望将这些局域网联结在一起组一个广域网,应用VPN技术就已经能够解决这个问题,事实上,很多公司都已经这样做了,但他们一般使用租用专用线路来联结这些局域网,他们顾虑的问题就是文件传输的安全性和保密性,现在具有信息加密功能的路由器已经随处可见,这就使人们通过互联网连接这些局域网成为可能,当数据离开发送者所在的局域网时,该数据首先被用户端连接到VPN的路由器进行硬件加密,数据在互联网上是以密文形式传送的,当达到目的局域网的路由器时,该路由器就会对数据进行解密,这样目标的局域网络中的用户就可以看到明文。4、结论本文介绍了信息加密技术的相关概念,对各种加密算法给与简单的陈述,并对RSA算法提出了自己的改进意见,但是由于个人能力有限,对给出了RSA改进算法的周密性论证不足。并列举了几个应用信息加密技术维护网络和谐的实例,论述信息加密技术对网络安全的维护的重要性,证实了信息加密技术在网络安全方面是不可或缺的一部分。

电化学加工论文

特种加工技术论文篇二 特种加工技术的研究与应用 摘要:本文论述了特种加工技术的产生和发展,并就快速成型加工、超声加工、电子束和离子束加工以及激光加工进行展开阐述,讨论了各个加工方法的工艺原理和在生产实践中的具体应用。最后,对特种加工技术的发展方向进行了展望。 关键词:特种加工;快速成型技术;超声加工;电子束和离子束加工;激光加工 1.特种加工技术的产生和发展 机械加工作为一种有着悠久历史的加工方法,对人类的物质文明和生产活动起到了极大的推动作用。对于工业部门而言,设计出来的零件或者机器必须依赖于加工方法来实现,如果没有行之有效的加工方法,再好的设计思路也无法转化为产品。例如18世纪70年代就有人发明了蒸汽机,但是由于当时的生产设备制造不出有着较高精度和配合要求的蒸汽机气缸,所以一直无法生产出可以正常工作的蒸汽机[1]。直到气缸镗床的出现,才解决了这一生产上的难题,使得蒸汽机获得了广泛的应用,引起了第一次工业革命。因此,我们可以发现,加工方法对于设计思想的实现和社会经济的发展起着多么重大的作用。 随着生产的发展和科学实验的需要,对于产品的要求越来越高,未来的技术产品向着高精度、高速度、重载、高温高压、小型化和高可靠性等方向发展,为了实现这些新的要求,就需要使用新材料和新结构,因此,对机械制造部门也提出了很多新的要求。特种加工正是在这种强烈的社会需求下产生和发展起来的,而它所具有的优于传统机械加工的特点又进一步促使人们对它进行研究和应用,因此,到目前为止,特种加工技术已经有了很多种类,所能达到的加工精度和生产效率也越来越高。可以说,特种加工技术已经成为现代机械制造行业必不可少的一种加工方法。 传统的机械加工利用机械能和切削力对金属进行加工,而特种加工主要利用电能、化学能、光能、声能和热能等能量来去除金属,因此特种加工技术可以用来加工各种高硬度、高强度、高脆性和高韧性的金属或者非金属材料。由于特种加工采用广义上的刀具,例如激光、超声波、电子束和离子束等,所以易于实现加工过程的全自动化,这对于现代化生产的组织和管理有着很重要的意义。 从1943年前苏联鲍﹒洛﹒拉扎林柯夫妇开始研究火花放电腐蚀开关触点的现象开始,特种加工技术已经经历了六十多年的发展。目前,很多特种加工方法都已经发展成熟,例如电火花加工、电火花线切割加工、电化学加工和激光加工等。现在,人们也研究了将特种加工的理论应用于传统的机械加工方法中去的复合加工方法,如振动切削和振动铣削。由于特种加工技术尤其适用于对难加工材料、复杂型面和精密微细表面的加工,所以特种加工有很大的适用性和发展潜力,在刀具、模具、量具、仪器仪表、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。在未来,特种加工将向着提高加工精度和表面质量、提高生产效率和自动化程度、发展复合加工和超精密加工等方向发展。 2.快速成型技术 快速成型技术(RP)是一种增材加工方法,主要用来制造样件,从而可以对新产品的设计进行快速评估、修改和功能实验,能够较大地缩短产品的研制周期。快速成型技术集机械工程、CAD、数控技术、激光技术和材料科学技术于一体,易于实现生产过程的自动化,且高效便捷,因此这种样件制造工艺日益在生产实践中获得应用。按照快速成型技术使用的材料和工艺原理,可以分为四种类型:光敏树脂液相固化成型法(SL)、选择性激光粉末烧结成型(SLS)、薄片分层叠加成型(LOM)、熔丝堆积成型(FDM)。 3.超声加工技术 频率超过16000Hz的声波称为超声波,它是一种纵波,能够传递很强的能量,且当它经过液体介质传播时,会产生液压冲击现象。超声加工技术(USM)利用工具端面作超声频振动,通过磨料悬浮液使得磨粒在超声振动的作用下产生机械撞击、抛磨作用以及超声空化作用来加工脆硬材料。由于超声加工技术的工艺原理和特点,超声加工有很多特殊的应用。例如加工深小孔、拉丝模及型腔模具研磨抛光、对难加工材料的加工、超声振动切削、超声电解复合加工、超声电火花复合加工、超声清洗、超声切割等。超声加工技术与新材料的发展是相辅相成的,在未来,超声加工一定会有更多的应用和发展。 4.电子束和离子束加工 电子束加工(EBM)利用能量密度极高的电子束,以极高的速度冲击工件表面,使动能大部分转化为热能,使得被冲击的工件材料局部熔化和气化,从而达到改变被加工工件材料表面物理化学性质和形状尺寸位置的目的。电子束加工装置包括电子枪、真空系统、控制系统和电源,电子束是由钨或钽制成的发射阴极在加热状态下得到的。由于电子束加工的工艺原理和特点,EBM技术可以用来加工型孔和特殊表面、刻蚀、焊接、热处理以及电子束光刻等。 离子束加工(IBM)利用具有较高能量的离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注入效应来进行不同的加工。由于离子束轰击材料是逐层去除原子,所以可以达到纳米级的加工精度。离子束加工按其工艺原理和目的的不同可以分为三种:用于从工件上去除材料的刻蚀加工、用于给工件表面涂覆的镀层加工以及用于表面改性的离子注入加工。由于电子束和离子束易于实现精确的控制,所以可以实现加工过程的全自动化,但是电子束和离子束的聚焦、偏转等方面还有许多技术问题尚待解决。 5.激光加工 激光技术起始于20世纪60年代,可用于打孔、切割、焊接、热处理以及激光存储等方面。激光的产生源自物质的受激辐射,即某些具有亚稳态能级结构的物质,在一定外来光子能量的激发下,产生所谓的粒子束反转现象,在粒子束反转的状态下,如果有一束能量等于基态与亚稳态能量之差的光子照射该物质,就会产生受激辐射,输出大量的光能。由于激光具有强度高、单色性好、相干性好和方向性好等特点,因此几乎可以用来加工任何材料。目前常用的激光器有固体激光器(红宝石激光器、铷玻璃激光器和掺铷钇铝石榴石激光器)和气体激光器(二氧化碳激光器和氩离子激光器),在生产实践中,对影响激光加工的各个因素还需要进行更加深入的研究,以便更加充分地利用激光加工技术。 6.结束语 近年来,随着新材料、新结构、复杂型面零件、特殊要求零件的需求越来越大,特种加工技术得到了越来越广泛的应用,在未来,随着机电控制技术的进一步提高,特种加工技术将会更加趋于自动化,充分利用计算机技术,可以使得特种加工向着自动化和柔性化方向发展[2]。而在未来,特种加工技术将越来越多的应用于精密微细加工、复合加工和绿色加工。 参考文献 [1]刘晋春,白基成,郭永丰.特种加工[M],北京:机械工业出版社,2011:1~6. [2]王杰,樊军,等.特种加工技术的新进展[J],轻工机械,2008,26(4):5~7. 看了“特种加工技术论文”的人还看: 1. 超精密加工技术论文 2. 超声波加工技术论文 3. 精密与超精密加工技术论文 4. 机械先进制造技术论文 5. 超精密制造技术论文

现代电力电子技术浅探电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学,是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科,在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面,成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术,可以有效地节约能源。一、电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2、逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3、变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。二、电力电子技术的应用1、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能,给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来,由于电力电子变频技术的迅速发展,使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美,交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机,小到几百W的数控机床的伺服电机,以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置,以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置,这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源,电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。2、交通运输电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制,其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源,因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输,那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统,而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中,电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说,如果离开电力电子技术,电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统,电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等,以进行电能质量控制,改善供电质量。在变电所中,给操作系统提供可靠的交直流操作电源,给蓄电池充电等都需要电力电子装置。4、电子装置用电源各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源,现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中,以前大量采用线性稳压电源供电,由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高,现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源,所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。5、家用电器照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源,通常被称为“节能灯”,它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外,有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。6、其他不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要,用量也越来越大,在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源,载人航天器中为了人的生存和工作,也离不开各种电源,这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后,各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快,燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约,发出的电力质量较差,常需要储能装置缓冲,需要改善电能质量,这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时,也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源,近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式,它需要强大的直流电源供电,这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时,需要大容量的脉冲电源,这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合,常常需要一些特种电源,这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在,在1kW以下,甚至几十W以下的功率范围内,电力电子技术的应用也越来越广,其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势,值得引起人们的注意。总之,电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索,到国民经济的各个领域,再到我们的衣食住行,到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源,因此也可以说,电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面,在使用量十分庞大的照明电源等方面,电力电子技术的节能效果十分显著,因此它也被称为是节能技术。

摘 要:自剑桥大学D J Fray等人发表以TiO2直接电解提取钛(即FFC法)的论文后,研究由氧化物直接电解制取钛成为热潮。根据国内外已发表的相关研究论文,结合相关的研究成果,对电解法制取钛的研究进展进行简要总结。 关键词:FFC法;OS法;USTB法;EMR/MSE法;PRP工艺 引言 钛具有密度小、比强度大(强度与密度之比)、耐腐蚀、无毒、温度适应范围广的优良性质,而且钛矿藏储量丰富,地壳中钛的含量约为0.46%,在结构金属中居第四位,仅次于铝、铁、镁,它是当代最具技术魅力的金属材料。但钛与氧的亲和力较强,两者之间不仅会生成化合物,而且还能形成多种固溶体。当钛中的氧、氮的含量只为百分之几时,即足以使钛合金变脆,所以工业中对钛的纯度要求很高,导致制备钛的工艺比较复杂,如何在现有技术的基础上发展一种提取钛的经济有效的方法成了国内外专家关注的焦点 1 FFC 法的研究进展 1.1 FFC法简介 英国剑桥大学科学家Fray等人提出了熔融盐电解TiO2制备金属钛的FFC法[1]。方法一经提出便引起世界钛冶金科研工作者的广泛关注[2]。FFC 方法采用直接电化学还原,在无水CaCl2融盐中电解TiO2得到海绵钛,此方法已在实验室取得成功。FFC法有着成本低、产品质量高、周期短应用范围广等特点,是一种清洁的绿色生产工艺。 1.2 FFC法工艺过程 FFC法具体工艺过程是:将TiO2粉末压制成形,烧结后作为融盐电解槽阴极,石墨作阳极,以CaCl2融盐作为电解质,置于钛或石墨坩埚中,在800℃~1000℃下进行电解,所加电压为2.8V~3.2V,当电流通过时,阴极TiO2电离出氧离子,发生还原反应;而在阳极上,发生氧化反应,氧元素与碳结合生成CO2在阳极区放出,金属钛则留在阴极,从而得到的金属钛,其组织结构与镁热法生产的粒状、多孔的海绵钛一样,整个工艺过程中不存在液态钛或离子态钛。 电解反应如下: 阴极还原反应:TiO2+4e=Ti+2O2- 阳极氧化反应:2O2--4e=O2 总反应:TiO2=Ti+O2 电解简图如图1 所示: 1.3 FFC法的优点: (1)工艺过程简单。原料和设备不需要什么特殊要求,流程短易操作。传统方法生产Ti时需要进行真空精练才能得到纯Ti;而采用FFC法生产,可以直接得到纯净的Ti,甚至用它可以直接生产出半成品的Ti产品[3],缩短了生产周期。 (2)反应温度低,一般在800~1000℃。表1列出了一些金属单质和合金的传统制备方法[4],这些方法大部分需要反应物在熔融态开始反应,其反应需要的温度较高。这不仅需要消耗很多的能量,而且高温对设备的要求也很严格,生产成本也会增加。 表1一些金属或合金的传统制备方法 合金应用传统制备方法 Nb3Sn,NbTi超导体熔融法,粉末冶金法 Nd-Fe-B,Sm-Co永磁体熔融法,粉末冶金法 Al,Mg,Be,Ni,Co结构合金熔融法 Ti,Ta,Co医学熔融法,粉末冶金法 Pt,Pd催化剂熔融法 (3)产物纯度高、杂质含量低,产品的形貌和粒度颗粒大小可以控制。如果能控制好电解时的工作电压以及电解时间,就可以使产物的氧含量降到很低,得到产品需要的形貌和颗粒大小。如FFC法制备的Ti产物氧含量仅为:200×10-6[5]。FFC法生产过程中可能污染产物的只有电解质熔盐CaCl2和NaCl,经过水洗可以将熔盐溶掉。 (4)生产成本低,原料易得,电解质廉价。电解所需要的CaCl2和NaCl熔盐廉价易得,而该工艺一般反应的温度低,也是降低成本的一个方面。而且该工艺可以省去铸造、机械加工等昂贵的加工工程,因此可以节省大量的生产成本。据报道,采用FFC法生产钛,其成本可以降低到仅为Kroll法的1 /2[3,6,7~9]。 (5)FFC法可以用于制备其它方法难以生产的金属或合金,如TiNi记忆形状合金。生产这种合金由于原料成分的配比和合金密度很难控制,不易生产。如果采用FFC法则简单多了,只要在制作阴极片时根据所需合金成分来配比原料中TiO2和NiO2的量,通过电解就可以获得事先要求成分的合金。又如W-Al合金,由于钨的熔点高于铝的沸点,所以采用传统方法制备极其困难,而利用FFC法制备这种合金就会变得很简单。 (6)FFC法被称为绿色环保工艺,而且可以实现连续化生产,不像Kroll法制备金属钛过程中出现的Cl2和TiCl4这些强腐蚀性的化学物质,是一种绿色环保工艺。 1.4 FFC法目前还存在一些需要解决的问题: (1)FFC法的电解脱氧机理还不是非常清楚,而且电解过程中的热力学和动力学问题需要进一步研究。要探讨影响电解工艺条件,以及在电解过程中如何控制这些条件使产物达到设计的要求。 (2)FFC法的电解脱氧过程效率很低,如采用FFC法电解一个几克的Nb2O5阴极片需要48h才能使其残余氧含量降低到3000×10-6[10]。如果进行较大规模的电解生产,要使产品中的氧含量降至较低的值,可能就需要更长的时间。所以如何提高电解效率,缩短电解时间是一个关键技术。 (3)在合金制备过程中,还有许多问题需要解决,比如合金中不同金属的脱氧、金属合金化,以及合金成分的均匀化等问题还需要进一步的研究。 (4)最关键的一点就是解决扩大化生产中遇到的问题。虽然工艺比较简单,设备操作方便,但是针对大规模生产能否重现实验室中理想的结果,以及如何生产出合格的产品,还需要更多的资金和人力去研究探索。 2 OS法 2.1 OS法简介 针对FFC法,日本Kyoto大学的One和Suzuki在2002年钛协会年会上首次提出了OS法[11]。其实质仍为CaCl2熔盐电解,是一种在CaCl2熔盐中钙热还原TiO2的工艺。 2.2 OS法工艺过程 其主要反应过程如下:在900℃时,CaCl2可以分别溶解摩尔分数为3.9%和20%的Ca和CaO。当电解电压在CaO分解电压(CaO在CaCl2中的电解电压只有1.66 V )以上并在CaCl2分解电压(CaCl2的电解电压为3.2 V)以下时,Ca2+在阴极被还原为金属Ca,阳极相应产生O2。如果阴极掺入了TiO2颗粒,将会得到含氧量很低的金属Ti。其电极反应为: 阴极反应:Ca2++2e→Ca 阳极反应:C+2O2-→CO2+4e 总反应:TiO2+2Ca→Ti+2O2-+2Ca2+ 据称,此方法可大幅度降低生产成本,并用来生产钛粉,与FFC工艺有相似的优缺点。其实验简图如图2 所示。 3 USTB工艺 3.1 USTB工艺介绍 由北京科技大学(USTB)研究团队提出的可溶阳极熔融盐电解的方式(USTB新型清洁钛提取技术)较好地解决了产品质量、稳定运行和规模扩大的问题(授权专利号:ZL200510011684.6)。这种新型清洁钛提取冶炼新工艺以二氧化钛和碳为原料在1500 ℃左右的温度下碳热还原制备出导电性良好的碳氧化钛(TiCxOy)[13],并以此为阳极在400~1000℃的熔盐体系中电解,阴极上得到的碳和氧含量均低于5×10-4的金属钛(图3) 该方法主要分为TiC·TiO 固溶体的制备与TiC·TiO 固溶体的熔融盐电解制备金属钛两个过程。可溶性固溶体的制备TiO2与C粉或TiO2与TiC按摩尔质量比为1:2充分混合后,在2940~9800N/cm2的压力下压制成型,然后在1273~1673K 温度下真空烧结4h制得[14-15]。电解过程以烧结成型固溶体为阳极,碳钢棒为阴极,NaCl-KCl 共熔盐为电解质,在1073K温度下电解制取金属钛。其反应过程如下: 阳极反应:TiC·TiO→2Ti2++CO+4e 阴极反应:Ti2++2e→Ti 3.2 USTB新型钛提取技术优势 (1)碳热还原工艺简单,还原效率高,以钛物料和碳质还原剂为原料能够实现低成本制备TiCxOy; (2)原料适应性好,钛物料可为各类氧化钛、富钛料及复合矿; (3)TiCxOy为阳极材料,电解过程中碳、氧结合为气体从阳极界面释放,无阳极泥产生,残极回收率高; (4)原料和产品分别在阳极和阴极,可以通过更换电极实现连续化生产。通过USTB新型清洁钛提取技术有望将金属钛的生产成本降低到现行工业化方法(Kroll法)的60%左右,被冶金业内研究者认为是最有希望实现工业化生产金属钛的新方法。 4 EMR/MSE法 4.1 EMR/MSE法简介 EMR/MSE 法是EMR 与MSE 法的联合方法[16]。IIPark 等人[17]为了降低还原产物中杂质的含量,研究出了EMR法;Suzuki在OS法基础上提出制取金属钙的MSE法。 4.2 EMR/MSE法工艺过程 EMR/MSE法是将盛有TiO2粉末或成型体的不锈钢容器沉浸在熔融CaCl2中,采用钙镍液态合金由EMR法制取金属钛,并通过MSE法电解溶解在熔盐中的副产物Ca2+再次合成钙镍合金,为后续反应提供还原剂。其中分别包括还原槽(EMR)反应和电解槽(MSE)反应,在还原槽(EMR)反应中二氧化钛与钙反应生成钛;在电解槽(MSE)反应中钙离子被电解还原成金属钙,还原槽生成的氧离子转移到阳极上与碳生成碳氧化合物。EMR 法工艺流程主要包括以下几步: 1)电解实验前将作为电解质的无水CaCl2在真空装置中干燥12 h(473K); 2)1173K 时将TiO2在氩气保护气氛下电解,TiO2的还原过程主要是通过还原剂合金释放的电子来完成的; 3)还原结束后,将不锈钢容器从反应器中拿出,用蒸馏水浸泡24 h以便溶解CaCl2,实验结束后用用醋酸和盐酸过滤得到钛粉; 4)用蒸馏水、酒精和病酮漂洗,最后在真空容器中干燥,最终可得到金属钛。其电极反应为: 阴极还原反应:TiO2+4e→Ti+2O2- 阳极氧化反应:2Ca→2Ca2++4e 总反应:TiO2+2Ca→Ti+2Ca2++2O2 电解装置简图如图4 所示: EMR/MSE 法的主要特点是TiO2不与还原剂直接进行物理接触,而是通过熔融CaCl2传导还原剂释放的电子给TiO2阴极。这不仅有效控制了杂质在产物中的积累,大大提高了能量利用率,而且还实现了金属钛还原过程与还原剂钙镍合金制备过程的独立进行。与Kroll法相比,EMR/MSE 法可以在保证较低产品杂质含量的情况下实现半连续化生产金属钛粉。但是,EMR/MSE法同样面临着产物与熔盐难以分离的问题。 5 PRP工艺 5.1 PRP工艺介绍 PRP工艺是Okabe在直接气相还原TiO2粉末的基础上提出的一种预成型气相钙热还原制备金属钛的改进方法[18-19]。 实验中,首先将TiO2粉末、助焊剂(CaCl2,CaO)、粘结剂(火胶棉)按适当比例混合充分后预制成一定的形状,在1073 K下烧结成型,然后置于密闭不锈钢容器中,在1073~1273 K温度下用钙蒸气进行还原,最后产品进行酸洗和真空干燥得到金属钛。反应过程钙蒸气渗入预制体中与TiO2反应生成海绵钛与CaO。反应过程见图5 为了更好地优化PRP工艺,科研工作者进行了广泛的研究。贾金刚等人[20]通过研究得出CaCl2对钙蒸气还原TiO2发挥着不可或缺的作用,预制品中的CaCl2在高温烧结过程中有水蒸气逸出并产生气孔,从而促进钙蒸汽进入预制品与TiO2充分接触,有利于还原反应的进行。万贺利等人[21-22]通过对实验影响因素分析得出,当TiO2与CaCl2质量比为4:1、钙蒸气还原时间6 h、反应温度在1273 K时,可得到平均纯度在99.55%的钛粉。PRP工艺的优点在于可有效地控制产物的纯度与形态生产规模可灵活控制,非常适合生产粒径均匀的钛粉。采用钙蒸气还原预制品,且预制品与反应容器无物理接触,使产品杂质沉积少而且更易于分离。但是,还原剂成本较高是PRP 工艺一直未实现工业生产的主要原因。 5 结语 金属钛凭借优异的性能,使其成为可取代铁、铝的21世纪金属,但由于目前世界上普遍采用的Kroll 法存在工艺流程复杂、生产周期长、成本高等缺点,使得钛的应用受到了极大的限制。FFC剑桥法,采用TiO2直接熔融盐电解法,缩短了工艺流程,但存在生产条件苛刻和电解电流效率低的不足,还有待进行深入研究。 EMR/MSE法较OS法提高了产物纯度与能量利用率,但产物与熔盐电解质的分离仍然非常困难。PRP工艺主要缺点是还原剂成本太高,一旦能够实现还原剂的低成本生产,PRP法无疑将成为最有可能实现规模化生产的金属钛制备新工艺。USTB工艺既克服了FFC剑桥法电流效率低的缺点,又充分保证了钛的纯度,仅通过更换电极便可完成产物与熔盐电解质的分离实现连续化生产,是目前最有望实现工业化生产的钛制备工艺。目前,工艺流程短、生产成本低、生产连续化是钛生产工艺的主要发展方向,USTB工艺和PRP工艺实现了实验室条件下低成本、短流程生产,经过工业化放大试验与研究后,很有可能取代传统的Kroll法,实现金属钛制备技术的跨越式发展。参考文献 [1] Chen G Z ,FrayD J , Farthing T W. 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绿豆糕加工工艺研究论文

配方1绿豆糕不仅可作糕点,而且可消暑,在我国南北方均有制作,但北方的绿豆糕一般不带馅,南方则有的带馅。原料配方 绿豆粉12.5公斤 白糖13公斤 香油3公斤 桂花1公斤 豆沙馅料27.5公斤 柠檬黄色素5克 香油1.5公斤(做涂料)制作方法 1.制绿豆粉。绿豆进行挑选,筛尽,用清水清洗,滤除泥沙杂物,下锅蒸煮,至皮碎开花,取出用清水冲洗后晒干,上粗磨退除豆皮,再上精磨磨粉,筛除粗粉后即制得绿豆粉。2.调粉。调粉时先在调粉机内放入糖粉,再加入相当于绿豆粉量10%的水和少量柠檬黄色素,搅拌均匀。再加入绿豆粉和香油搅拌混合均匀,使料软硬干湿适当,调好后取出,过16目的筛,使料粉充分松散。3.成模。绿豆糕的成型模子,一般均用硬木制成。可根据需要制成正方形、长方形、六角形、梅花形等。还可以刻上花纹图案。料粉在入模时要撒满木模,带豆沙馅的须预先将馅揪成小块剂子,放在木模中心处,上下四周用普粉填平,翻转印模,用木棒轻敲底面,扣在垫有纸垫的蒸板上。也可先将料粉撒满木模后,用手指轻压印模,去掉1/3左右的料粉,再放入预先制成的豆馅剂子,用手压实后再撒满料粉、刮平。4.蒸煮。扣在蒸板上的绿豆糕生坯、可用高压蒸汽柜,也可用大蒸笼蒸熟。蒸的时间要掌握好,因蒸煮时间过长会产生糊化,若蒸汽过大,时间太短,都会使成品底部变硬。从蒸板上取下蒸好的绿豆糕时,也要同上料时一样,要采用翻转轻敲的方法退出木模,以免造成松散破碎,影响成品质量。为了便于从蒸板上取下成品,通常采用一块与蒸板同样大小的木板盖在绿豆糕上,使绿豆糕夹在蒸板与木板之间,翻转蒸板与木板的上下位置,放在操作案上,揭开蒸板,除去垫纸,过风凉透,即可包装。配方2水绿豆糕水绿豆糕是浙江宁波的传统名点,已有多年的产销历史。过去,水绿豆糕为春季应时茶点,多在清明节至靖午节期间生产。因此点受人欢迎,现在经改革工艺,已全年供应。这种绿豆糕,块型整齐,色泽黑绿,油润光亮,酥软甜香,带有沙性,味美爽口,营养丰富,尤宜老人和儿童食用。原料配方(100公斤成品) 白糖粉29公斤 绿豆粉21公斤 糯米粉7公斤 芝麻油25公斤 豆沙馅16公斤 玫瑰1公斤制作方法 先加工绿豆粉,将绿豆洗净,煮至开花,晒干、去皮后,碾成粉;然后制豆沙馅,将红豆煮熟,轧成糊,再加糖水煮,煮到适当时候加入玫瑰及少许麻油,拌和即成;将白糖粉用麻油拌匀;加入绿豆粉,最后加糯米粉拌匀;准备好糕模,将拌好的绿豆粉筛至模内(中间加豆沙馅),刮平表面,脱模至蒸板上。上炉蒸熟即可(蒸时要控制火候和时间,时间太长要散开,时间短则硬底);出锅冷却后好可装箱,装箱时在糕面上用麻油刷一遍。配方3四川绿豆糕绿豆糕是四川省传统的夏令糕食品种。特点为松软细腻,芳甜甘凉,特别爽口。原料配方 绿豆粉18.25公斤 豆沙10.75公斤 花生油7.25公斤 川白糖12.75公斤 饴糖3.5公斤制作方法 1.制绿豆粉:绿豆用净砂拌砂,炒5分钟左右,豆子成金黄色即可。炒后磨碎成瓣子,筛去豆壳,洒温开水润湿(100公斤绿豆需8~9公斤温开水)。润湿后静置2小时左右,磨成粉子,再用80眼筛子过筛,备用。2.拌糖粉:先将白糖粉、饴糖、花生油放搅拌机内搅拌2~3分钟,再下绿豆粉,并按产品的5~7%加入清水再搅拌7~8分钟,使之融合柔细,成为半成品。3.制豆沙:将饭豆掏净,煮熟,煨制(小火煨制10小时左右),再用纱布或擦筛揉挤(也可以用粉碎机粉破后过滤);然后取浆去渣,浆汁榨干成沙,再同白糖、饴糖、少量花生油(豆沙重量的4%)下锅炒制。边炒边下花生油。花生油分多次自锅边周围淋下,按配方用油量,保持至成品起锅前均有油下锅。在制品温度升到110~115℃,手试不粘手,口尝很滋润时即可起锅,炒制时间约2小时。豆沙配方(豆沙100公斤) 饭豆粉33.3公斤 川白糖33.3公斤 饴糖6.7公斤 花生油16.7公斤 蜜玫瑰3.3公斤4.成型:产品分3层,绿豆粉作底、面,豆沙作心。绿豆粉与豆沙比例为4∶1。具体操作是先将1/2绿豆粉放入印模中,再将豆沙抟成粒,嵌入印模中绿豆粉内,再把1/2绿豆粉加在上面,加盖把绿豆粉压平,即为成品。质量标准 规格:符合印模,大小均匀,无缺角掉边现象。色泽:粉绿色。组织:松软细腻,豆沙隐约可见。口味:细腻爽口,芳甜甘凉,突出绿豆的清香。配方4京式桂花绿豆糕京式绿豆糕与苏式不同,苏式重油、重糖,盛销于初夏;京式全无油分,清凉爽口,行销于夏季,一般与酸梅汤同时出售。原料配方 绵白糖5公斤 甜桂花0.25公斤 绿豆粉6.25公斤 加水0.625公斤制作方法 将糖溶化后加入桂花拌和,与绿豆粉一起和匀,用筛过细,装入木格内略加按实(木格底的竹帘上衬两层纸),放入笼屉内蒸制约30分钟,待糕质带粘性成块即成。配方5亳县绿豆糕原料配方 绿豆1公斤 绵白糖500克 香油100克 蜂蜜0克 饴糖50克制作方法 1.将绿豆过水漂净,倒入锅里煮熟,以末煮破皮为好。出锅摊开晾干,脱去豆皮,碾成绿豆粉。2.将绵白糖掺入绿豆粉中,当中开成坑,倒入香油、蜂蜜或饴糖,搅拌均匀。3.将拌好的绿豆粉填入糕模里,按实后削平,磕出后即为清凉爽口配方6蒸绿豆糕蒸绿豆糕是四川特产之一,以绿豆为主料,辅以油、糖、特制粉等精工制作蒸熟而成。加心料制作的叫夹心绿豆糕。无心料的叫清水绿豆糕。本品糖大油重,清香芳甜,素为夏令佳品。原料配方 绿豆粉24公斤 搅糖14公斤 熟清油7.5公斤 化猪油5公斤工艺流程 制备绿豆粉→称料→合料筛粉→装盆开切→蒸制→翻盆→冷却→成品制作方法 1.制备绿豆粉:将生绿豆煮熟后(不宜煮烂),捞起用冷水冲净,晒干,进行粗磨。去掉绿豆壳后,再磨成粉末,用100眼罗筛过筛,备用。2.称料:按配方配比,将各种原料称准备用。3.合粉:先将绿豆粉在案台上做粉圈,将油脂、搅糖置于中间,用手擦透擦匀。再将周围豆粉加入,混合均匀,立即用80眼罗筛过筛(合粉必须均匀,否则在蒸制后表面会裂口)。4.装盆:将盆框套上盆底,铺上草纸,再将筛过的粉料称3.2公斤装入盆内,用手刨平,然后用铜压子将表面及边缘压平,用规尺开成8×8即64小方块,待蒸。5.蒸装好的糕坯连盆入笼蒸制。约蒸15分钟,检视粉的边缘发松、不粘牙时即出笼(如蒸得过久,会使粉坯松散或缩筋)。6.翻盆:出笼后,待粗坯稍冷时另用一块方木板盖在盆框上,将粉坯翻过面,随即撕去草纸再用木板盖住,翻转过来即为成品。质量标准 规格:正方形,形态完整,无烂边裂口,每个50克。色泽:相似绿豆芯色,色泽均匀。组织:松软、细嫩,不翻粗,不腻口。口味:芳甜滋润,具有绿豆清香味,无异杂味

绿豆糕自制法绿豆粉2500克过筛后,加糖2000克、桂花50克拌匀。蒸笼屉内铺上一层纸,将糕粉铺入,压平,撒上细粉,再用油纸压平,切成正方块,蒸熟后冷却即成绿豆糕。如用绿豆制作,需煮烂,去皮挤去水分。各种风味绿豆糕的制作一、普通绿豆糕1.配料比例 绿豆粉13分斤,白糖粉13公斤,炒糯米粉2公斤,面粉1公斤,菜油6公斤,猪油2公斤,食用黄色素适量。2.制作方法(1)顶粉:绿豆粉3公斤,面粉1公斤,白糖粉3.2公斤,猪油2公斤,食用黄色素适量加适量凉开水和成湿粉状。(2)底粉:绿豆粉10公斤,炒糯米粉2 公斤,白糖粉9.8公斤,菜油6公斤,加适量凉开水和成湿粉状。(3)把筛好的面粉撒在印模里,再把顶粉和底粉按基本比例分别倒入印模里,用劲压紧刮平,倒入蒸屉,蒸熟即可。二、京式绿豆糕1.配料比例 绿豆粉13公斤,绵白糖或白糖粉11.7公斤,糖桂花0.25公斤,清水适量。2.制作方法 1拌粉:将糖粉放入和面机里,加入用少许水稀释的糖桂花,搅拌:再投入绿豆粉,搅拌均匀,倒出过80目筛,即成糕粉(以能捏成团为准)。2成型:在蒸屉上铺好纸,将糕粉平铺在蒸屉里,用平板轻轻地推平表面,约1厘米厚;再筛上一层糕粉,然用一张比蒸屉略大一点的光纸盖好糕粉,用糕镜(即铜镜、铜捺)压光;取下光纸,轻轻扫去屉框边上的浮粉,用刀切成4厘米×4厘米的正方块。3蒸制:将装好糕粉的蒸屉四角垫起,依次叠起,放入特制的蒸锅内封严;把水烧开(不宜过开,以免糕色变红),蒸15分钟后取出,在每小块制品顶面中间,用适当稀释溶化的食用红色素液打一点红;然后将每屉分别平扣在操作台上,冷却后即成。三、苏式绿豆糕1.配料比例 (1)豆沙绿豆糕:绿豆粉8.25公斤,绵白糖8公斤,麻油5.75公斤,面粉1公斤,豆沙3公斤。(2)清水绿豆糕:绿豆粉9.15公斤,绵白糖8.65公斤,麻油6.25公斤,面粉1公斤。2.制作方法 1拌粉:将绿豆粉、面粉置于台板上,把糖放入中间并加入麻油的一半搅匀,再掏入豆粉和面粉,搓揉均匀,即成糕粉。2制坯:预备花形或正方形木质模型供制坯用。清水绿豆糕制坯简单,只需将糕粉过80目筛后填入模内(木模内壁要涂一层麻油),按平揿实,翻身敲出,放在铁皮盘上,即成糕坯。夹心即豆沙绿豆糕制坯,是在糕粉放入模中少一半时放入馅心——豆沙,再用糕粉盖满压实,刮平即成。3蒸糕:制成的糕坯连同铁皮盘放在多层的木架上,然后将糕坯连同木架入笼隔水蒸10~15分钟,待糕边缘发松且不粘手即好。若蒸制过久,会使粉坯松散或缩筋。4成品:蒸熟冷却后在糕面刷一层麻油即成。回答者:msblacksnail - 助理 二级 2-20 11:44其他回答 共 1 条绿豆糕是一种以绿豆粉为主要原料制作而成的味道香甜、色泽美观的风味食品。制作绿豆糕工艺简单、易学,实为发家致富的一条好路子。现将其生产技术介绍如下:一、原料配方绿豆粉12.5kg,白糖13kg,香油3kg,豆沙馅27.5kg,桂花1kg,柠檬黄色素5g,涂料用香油1.5kg。二、制作工艺1、制粉。绿豆在制粉前用清水洗净,滤除泥砂杂物,下锅煮至皮破,取出再用清水冲洗后晒干,上磨细磨成粉,筛除粗粉及豆皮即绿豆粉。2、调粉。调粉时,先在调粉机里放些糖粉,再加入相当于绿豆粉量1/10的水及少量柠檬黄色素,搅拌均匀,这时再放入绿豆粉和香油继续搅拌混匀,使坯料干湿软硬适度。坯料和好后即可关闭调粉机,取出坯料过筛(16目筛),使坯粉充分松散。3、入摸。坯粉入模以撒满木模为宜。绿豆糕的成型模具一般均用硬木制成,根据需要可制成正方形、长方形、六角形、梅花形等形状。带豆沙馅的绿豆糕应预先揪成小块剂子放在木模中心位置上,上下周围用坯粉填平,然后刮平,翻印模用木棒轻敲底面,扣在垫有纸垫的蒸板上。也可先用坯粉填满木模后,用手指轻压印模,去掉1/3坯粉放入预先制好的豆沙馅剂子,用手压实后再撒满坯粉,最后刮平。4、蒸糕。把扣在蒸板上的绿豆糕生坯,用高压蒸汽或大蒸笼蒸熟,蒸糕时间应掌握好,蒸的时间长了会糊化,气太足和时间太短会使蒸笼下部变硬。5、取糕。为了便于蒸板上取出成品,通常用一块与蒸板同样大小的木板盖在豆糕上,使豆糕夹在蒸板与木板之间,翻转蒸板与木板上下位置,放在操作案台上,拿开蒸板,揭开底纸,使糕面朝上,过风凉透即可包装入库或出售。注意从蒸板上取出蒸好的绿豆糕也要同上料一样,采取翻转轻敲退模的方法,以避免成品松散破碎而影响成品质量。

自制绿豆糕

一、食材

脱皮绿豆300克 食用油70克 麦芽糖25克 牛奶30克 白砂糖85克 自制红豆沙适量

二、制作工艺

1、脱皮绿豆清净用水浸泡一夜;

2、泡好的绿豆控干水分,平铺在在的浅碗中,放入蒸锅中火蒸40分钟至绿豆酥烂;

3、趁热蒸好的绿豆压成豆蓉;

4、不粘炒锅内加入油、糖、麦芽糖、牛奶,小火熬化加入绿豆蓉翻炒成绿豆沙;

5、红豆沙和绿豆沙分别分成合适的大小(红豆沙10克/个,绿豆沙25克/个);

6、取一份绿豆沙揉圆压扁, 中间放一份红豆沙,轻轻往上边推边包;

7、包好滚圆后放入合适的模具中,压制即变成了美味可口的绿豆糕。

1、将绿豆洗净,放在适量水中浸泡过夜。

2、第二天早上可以看到绿豆已经有些胀发,部分皮已经被胀破。

3、绿豆里加水和绿豆一样高,上锅煮30分钟左右,绿豆全部开花。

4、绿豆放入料理机里加少量清水,打成细腻的绿豆泥倒出,我分了3次打的。

5、在不粘锅里小火融化黄油。

6、倒入绿豆泥,用小火翻炒,防止年粘锅。

7、翻炒至粘稠时下入白砂糖,继续翻炒。

8、将水份渐渐炒干,绿豆泥可以成团时关火。

9、将降温的绿豆泥,平分成每个40克左右的剂子滚圆,取1个滚圆的剂子放入模具里,用手压实。

10、倒扣在案板上,按压出形状后,提起模具即可,依次全部做完。

11、做好的绿豆糕装入密封的保鲜盒,入冰箱冷藏后食用,风味更好。

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