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腾讯科学讯（悠悠/编译） 据美国连线杂志报道，钻石并不是世界上最坚硬的材料，目前，1月份出版的《自然》杂志撰文指出一种最新材料已超越了钻石的硬度。科学家最新人工合成纳米等级的立方氮化硼，其硬度已超越钻石，成为世界上最硬的物质来自燕山大学等多所高校科学家组建的一支研究小组指出，超硬材料立方氮化硼是将氮化硼微粒压缩成一种超坚硬物质形式。科学家测试结果显示，这种透明的材料甚至超越了钻石的硬度，其维氏硬度达到108 GPa，而合成钻石的维氏硬度为100 GPa，并且该材料是商用立方氮化硼硬度的两倍。这种材料的最大秘密在于纳米结构，田永君和其它研究人员开始使用类似洋葱结构的氮化硼微粒(像俄罗斯套娃玩偶结构)在1800摄氏度高温下压缩至15GPa，大约承受汽车轮胎压力值的68000倍，这种晶体材料将重组，形成纳米结构。在纳米晶体结构下，邻近的原子共享一个边界，这就像是一些公寓住宅。为了使这种材料变得更加坚硬，科学家降低了这些微粒的体积，从而使它变得更加坚硬，无法被刺穿。田永君解释称，这种纳米结构可以使物质变得更坚硬，难以被刺穿，对于氮化硼而言，维持特征强度的平均尺寸是4纳米，但相应的结果立方氮化硼在高温环境下非常稳定。未来这种超硬材料与当前商用较低硬度的立方氮化硼价格相当，或许未来可用于机械加工、碾磨、钻探、切削工具，以及用于制造科学仪器。
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呵呵 这个很简单啊 只要写1500字就好了啊 “这个CVD金刚石涂层刀具的热力研究”你去网上查下他的用处 怎么做出来的。。。然后在说明哪里哪里设计的好 哪里哪里设计的不好（说不好的时候一定要加个我认为） 再提出改进方案 这样就OK了啊 1500个字一定超的了呵呵~~ 还有就是你在网络上“借鉴”网络资源时要小心哦 国家规定两篇论文里面有连续500个字不变动（不包括标点符号）的话 你的论文就当抄袭的。。呵呵不过一般学校也不会怎么在意你的论文的。。楼主如果是转科毕业 只要你填好了就业协议书 就基本能过了 不需要太担心的 。。。。毕业论文可以赶时间赶出来的 一先开始是这样的 你不会人家也都不会的啊 学校一定会给你某个时间段。。和同学。指导老师一起把这项艰巨的任务完成的 呵呵 （本文纯属笔录 绝无抄袭 谢谢） 不想从网上找来的资料来回答你的问题 我觉得楼主既然知道从百度上发布问题就应该知道从这里找到答案 而且学。。要学习方法
氮化硼（BN）晶体有多种相结构。
六方相氮化硼是通常存在的稳定性，是正八面体，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。
问题出在了N的电负性上，由於N的电负性非常大，所以电子基本上不会像石墨那样游离在层与层之间而是被N束缚著，所以无法导电。
六方氮化硼是原子化合物，普通的金属也是原子化合物，而硼是半导体元素，六方氮化硼为什么不导电，简单的说，没有多余的可以自由移动的电子，也没有可以容纳电子的空轨道。
氮化硼和石墨很相似，N和B同为sp2杂化形成平面的大π键，时N-B键键长缩短。但N的电负性远高于B，因此N对π电子的吸引力更强一些，π电子云向N收缩，不易沿π键转移。
晶型
六方型氮化硼(与石墨相像，又称石墨型氮化硼，白石墨)。相对密度。莫氏硬度约2。为白色粉末，在高压下大约3000℃熔融。具有良好的电绝缘性、导热性、抗腐蚀性和良好的润滑性。化学稳定性较好，常温下不与水、酸、碱反应。
与水共煮缓慢水解生成硼酸和氨。与热浓或熔融碱以及热的氯气发生反应。可耐2000℃高温。具有很强的吸电子能力。可用硼砂和氯化铵在氨气流中加热制得。
据外媒报道， 六方氮化硼(h-BN)是2D材料中的“铁人”，它非常抗裂，以至于可以违背一个世纪以来工程师们仍用其来测量韧性的理论描述。 “我们在这种材料中观察到的东西是了不起的，”来自莱斯大学、这项研究的论文通讯作者Jun Lou指出，“没有人会想到在2D材料中会出现这种情况。这就是为什么它如此令人兴奋。”
Lou通过比较h-BN及其表亲石墨烯的断裂韧性解释了这一发现的重要意义。石墨烯和h-BN在结构上几乎相同。在每一种结构中，原子排列在相互连接的六边形平面晶格中。在石墨烯中，所有的原子都是碳原子，而在h-BN中，每个六边形包含三个氮原子和三个硼原子。
石墨烯中的碳碳键是自然界中最强的，这应该能使石墨烯成为周围最坚硬的材料。但这里却存在一个陷阱。即使只有几个原子不正常，石墨烯的表现也会从非凡变成平庸。在现实世界中，没有一种材料是无缺陷的，Lou指出，这就是为什么断裂韧性--或抗裂缝增长--在工程中如此重要。
“我们在七年前测量了石墨烯的断裂韧性，它实际上并不是很抗断裂，”Lou说道，“如果晶格上有裂纹，一个小载荷就会破坏这种材料。”
总之石墨烯是非常脆的。英国工程师曾在1921年发表了一项开创性的断裂力学理论研究，其描述了脆性材料的失效。Griffith的工作描述了材料中裂纹的大小和使裂纹增长所需的力之间的关系。
Lou在2014年的研究表明，石墨烯的断裂韧性可以用Griffith的时间检验标准来解释。考虑到氢氮化硼的结构跟石墨烯相似，人们预计它也会很脆。
然而事实并非如此。六方氮化硼的抗断裂性能约是石墨烯的10倍，由于这种材料在断裂测试中的表现是如此得出人意料，以至于无法用Griffith公式来描述。
“让这项工作如此激动人心的是，它揭示了一种被认为是完美脆性材料的内在增韧机制，”来自新加坡南洋理工大学、这项研究的论文合著者Huajian Gao表示，“显然，即使是Griffith也无法预见到两种具有相似原子结构的脆性材料的断裂行为会如此截然不同。”
Lou、Gao及他们的同事们追踪了各种不同的材料行为，结果发现，由于h-BN含有两种元素而非一种元素而出现了轻微的不对称现象。“硼和氮是不一样的，所以即使你有这个六边形，它也不完全像碳六边形，因为这种不对称的排列，”Lou说道。
另外他还指出，理论描述的细节是复杂的，但结果是h-BN的裂缝有分支和转弯的趋势。在石墨烯中，裂缝的尖端直接穿过材料。但h-BN的晶格不对称产生了一个可以形成分支的“分叉”。
“如果裂缝分叉了，那就意味着它正在转向。如果你有这种转向裂缝，它基本上需要消耗额外的能量来进一步驱动裂缝。因此，通过使裂纹更加难以扩展，材料有效地变韧了，”Lou说道。
Gao则指出：“固有的晶格不对称使h-BN具有一种永久性的倾向，即移动的裂缝会偏离其路径，就像一个滑雪者失去了保持平衡的姿势以直线前进的能力。”
由于其耐热性、化学稳定性和介电特性，六方氮化硼在2D电子和其他应用中已经成为了一种极其重要的材料，这使得它既可以作为支撑基础又可以作为电子元件之间的绝缘层。Lou指出，h-BN惊人的韧性也使其成为2D材料制成的柔性电子产品的抗撕裂性能的理想选择，这种材料往往非常脆。
“基于2D的电子产品的利基领域是柔性设备，”Lou说道。他表示，除了像电子纺织品这样的应用外，2D电子设备也足够薄，这样可以用于更奇特的应用如电子纹身和可以直接连接到大脑的植入物。
“对于这种类型的配置，你需要确保材料本身在弯曲时具有机械上的坚固性，”Lou指出，“h-BN的抗断裂性能对2D电子领域来说是个好消息，因为它可以使用这种材料作为一种非常有效的保护层。”
Gao则称这些发现也可能为通过工程结构不对称制造坚韧的机械超材料指明了一条新途径。
“在极端载荷下，断裂可能是不可避免的，但它的灾难性影响可以通过结构设计减轻，”Lou说道。
1.氮化铝粉末纯度高，粒径小，活性大，是制造高导热氮化铝陶瓷基片的主要原料。2.氮化铝陶瓷基片，热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。工艺路线：氮化铝粉末采用碳热还原氮化法；高导热氮化铝陶瓷基片采用氛常压烧结法。
收录氮化铝相关专利文献氮化铝专利技术集1、采用碳氮共渗处理氧化铝连续制备氮化铝的方法2、从熔体中生长氮化铝大直径单晶3、氮化铝、碳化硅及氮化铝 碳化硅合金块状单晶的制备方法4、氮化铝单晶薄膜及其制备方法5、氮化铝粉体的反应合成方法6、氮化铝和氧化铝或氮化铝栅介质叠层场效应晶体管及形成方法7、氮化铝晶须的制备方法8、氮化铝块状单晶的制造方法9、氮化铝烧结坯、金属化基片、加热器、夹具以及制造氮化铝烧结坯的方法10、氮化铝烧结体及其制备方法11、氮化铝烧结体及其制造方法12、氮化铝纤维的合成方法13、氮化铝一维纳米结构阵列及其制备方法14、氮化铝与铜的高温钎焊方法15、低含量氮化铝陶瓷粉末制备方法16、放电等离子烧结法制备氮化铝透明陶瓷17、高热导氮化铝陶瓷的制备方法18、高热导率氮化铝陶瓷19、高热导率氮化铝陶瓷的制造方法20、含碳的氮化铝烧结体，用于半导体制造或检测设备的基材21、含碳的氮化铝烧结体以及用于半导体制造或检测设备的陶瓷基材22、含氧氮化铝的耐火材料,滑动水口耐火材料及连续铸钢水口23、经氧化铝碳氮化连续制氮化铝的方法24、具有氮化铝涂层的碳纤维及其制备方法25、具有宽频谱的氮化铝铟镓发光二极管及固态白光器件26、具有钨或氮化铝的稳定高温传感器或加热器系统和方法27、生产氮化铝的方法以及氮化铝28、生产氮化铝基片的方法29、使用超高取向氮化铝薄膜的压电元件及其制造方法30、水基流延法制备高热导率氮化铝陶瓷基片的方法31、梯度分布燃烧合成高性能氮化铝粉体方法32、通过受控燃烧氮化制备氮化铝粉的方法33、通过碳热还原制氮化硅和氮化铝粉末的方法34、铜铬-氮化铝复合材料的制备方法35、透明氮化铝陶瓷的制备方法36、氧氮化铝耐火材料的制造方法37、一种氮化铝与铜的结合方法38、一种低温烧结氮化铝基复相材料及其制备方法39、一种低温烧结制备氮化铝陶瓷的方法40、一种含氮化铝复合金属粉末的制备方法41、一种合成高性能氮化铝粉体的新方法42、一种六方相纳米氮化铝粉体的制备方法43、一种燃烧合成制备高性能氮化铝粉体的方法44、一种碳热还原法制备氮化铝粉体的方法45、一种用流延法制造高热导率集成电路氮化铝陶瓷基片的方法46、一种在高声速材料衬底上生长氮化铝压电薄膜的方法47、以氮化铝为绝缘埋层的绝缘体上的硅材料制备方法48、用氧化铝的碳-氮共渗连续生产高纯度超细粒的氮化铝粉末的方法49、用移动床反应器由氧化铝的碳氮共渗连续制备氮化铝方法50、用于氮化铝衬底的厚膜导体浆料组合物51、用于氮化铝衬底的无铅厚膜导体浆料组合物52、用于氮化铝基片上的厚膜导体组合物53、用于透光陶瓷的γ－氧氮化铝粉末的制备方法54、用自蔓延合成超细氮化铝的方法55、用自蔓延合成超细氮化铝基复相陶瓷粉末的方法56、在基于氮化镓的盖帽区段上有栅接触区的氮化铝镓或氮化镓高电子迁移率晶体管及其制造方57、制备氮化铝的方法与装置58、制备氮化铝粉末的径向反应器59、制备钠米氮化铝陶瓷粉体的方法60、准氮化铝和准氮化镓基生长衬底及在氮化铝陶瓷片上生长的方法61、自蔓延高温合成氮化铝粉末的制备方法62、自蔓延高温合成高纯超细氮化铝粉末的制备方法 氮化铝期刊文献集1、〈101〉取向织构氮化铝薄膜的制备研究2、c轴定向氮化铝薄膜的制备3、MCM用氮化铝共烧多层陶瓷基板的研究4、MEMS封装用氮化铝共烧基板研究5、SiC晶须－氮化铝分散工艺的研究6、Y_2O_3对氮化铝陶瓷燃烧合成致密化及组织性能的影响7、不同铝源对碳热还原法合成氮化铝粉末的影响8、步进升温测定低碳铝镇静钢中氮化铝的氮9、超细氮化铝颗粒改性环氧树脂冲击断口分析10、冲击波对氮化铝粉体的活化及烧结11、磁控溅射制备择优取向氮化铝薄膜12、粗化对氮化铝陶瓷表面镀铜层附着力的影响13、氮和碳等离子体基离子注入铝合金表面氮化铝类金刚石碳膜改性层的摩擦学特性14、氮化硅和氮化铝粉末表面化学的质谱研究15、氮化铝A1N粉末的合成与高热导率A1N基片的研制16、氮化铝AIN薄膜的光学特性研究17、氮化铝AIN粉末的合成与高热导率AIN基片的研制18、氮化铝AlN晶须碳热还原法合成研究19、氮化铝AlN陶瓷的特性、制备及应用20、氮化铝薄膜的低温沉积21、氮化铝薄膜的组成分析22、氮化铝薄膜及其掺锰的光致发光23、氮化铝薄膜结构和表面粗糙度的研究24、氮化铝薄膜织构的极图法研究25、氮化铝薄膜中的二次谐波产生26、氮化铝超微细粉制备规律的研究27、氮化铝超细粉微波合成机理研究28、氮化铝瓷金属化方法研究进展29、氮化铝瓷烧结方法进展30、氮化铝单晶薄膜的ECR_PEMOCVD低温生长研究31、氮化铝的室温热导率32、氮化铝的研究进展33、氮化铝对 Sialon 陶瓷性能的影响34、氮化铝粉末的研究35、氮化铝粉末的制备方法与机理36、氮化铝粉末制备方法研究进展37、氮化铝粉末制备中的热力学分析38、氮化铝粉体合成研究的最新进展39、氮化铝高温下的挥发及其晶须生长40、氮化铝共烧基板金属化及其薄膜金属化特性研究41、氮化铝光波导的特性研究42、氮化铝和氮化铝陶瓷43、氮化铝和莫来石陶瓷衬底的SIMS和XRD研究44、氮化铝基板与 Cu和Al的接合及其表面改质效果45、氮化铝基片超精密加工的实验研究46、氮化铝镓纳米固体材料的合成及其拉曼光谱47、氮化铝结构的高温Raman光谱分析48、氮化铝晶体的生长惯习面和晶体形态49、氮化铝晶须的形态和结晶方向50、氮化铝晶须研究进展51、氮化铝抗水化性能及其在浇注料中的应用52、氮化铝颗粒表面镀铜及其增强铜基复合材料53、氮化铝孔状材料的溶液法合成及其光致发光54、氮化铝纳米粉末的氧化特性研究55、氮化铝纳米晶和纳米线的研究进展56、氮化铝陶瓷57、氮化铝陶瓷表面化学镀铜58、氮化铝陶瓷表面钛金属化的研究59、氮化铝陶瓷材料60、氮化铝陶瓷材料的开发和应用61、氮化铝陶瓷材料的烧结机理62、氮化铝陶瓷材料制备工艺与应用63、氮化铝陶瓷的热导率研究进展64、氮化铝陶瓷的微波烧结研究65、氮化铝陶瓷的研究与应用66、氮化铝陶瓷的研制及应用67、氮化铝陶瓷的制备及其在复合材料中的应用研究68、氮化铝陶瓷的制造与应用69、氮化铝陶瓷低温热导率的实验研究70、氮化铝陶瓷低温烧结过程中的液相迁移与表层晶粒生长71、氮化铝陶瓷覆铜基板的研制72、氮化铝陶瓷化学镀铜工艺研究73、氮化铝陶瓷基板的开发研究74、氮化铝陶瓷基片的传热机理研究75、氮化铝陶瓷基片热导率的分析英文76、氮化铝陶瓷基片热导率的理论分析77、氮化铝陶瓷及其用途78、氮化铝陶瓷研究和发展79、氮化铝陶瓷与铜界面热阻回归分析仿真模型80、氮化铝陶瓷直接覆铜技术81、氮化铝为军用短波发光二极管打基础82、氮化铝压电薄膜的晶面择优取向83、氮化铝与无氧铜低温界面热阻的实验研究84、氮化铝在1600℃的低温烧成技术85、等离子法制备氮化铝粉末原料的研究86、等离子体法制备超细粉体氮化铝的研究87、低温共烧氮化铝复合材料基板的银金属化研究88、低温碳热还原法合成氮化铝陶瓷超细粉末89、多弧镀氮化铝钛薄膜的铝靶稳弧90、反应淀积氮化铝薄膜及其性质的研究91、放电等离子烧结氮化铝透明陶瓷92、放电等离子烧结氮化铝透明陶瓷的研究93、复合助剂对氮化铝陶瓷低温烧结的影响94、钢中氮化铝的测定95、钢中的氮化铝及其对锻造裂纹的影响96、钢中硫化锰和氮化铝析出相标准样品的研制97、高导热性能的氮化铝陶瓷的研究98、高密度封装用氮化铝AIN玻璃复合材料低温共烧研究99、高能球磨对碳热还原合成氮化铝的作用100、高热导率氮化铝陶瓷的制备和研究101、高热导率氮化铝陶瓷制备技术进展102、高压氮气中自蔓延燃烧合成氮化铝103、高压氮气中自蔓延燃烧合成氮化铝的显微结构研究104、高压氮气中自蔓延燃烧合成氮化铝及其显微结构105、功率电路基片首推氮化铝陶瓷106、关于氮化铝陶瓷导热性的讨论107、规则结晶形态氮化铝颗粒的自蔓延高温合成108、含磷钢中磷和氮化铝对相变点的影响109、化学气相淀积法合成氮化铝薄膜及其工艺设计110、环氧树脂氮化铝复合材料冲击性能的研究111、机械力活化合成纳米晶氮化铝研究112、聚合物先驱体法制备氮化铝113、离子镀氮化铝钛TiAlN的微观组织结构及特性研究114、离子束增强沉积氮化铝薄膜的电绝缘性能研究115、立方氮化铝纳米晶的溶剂热合成及其对二甲苯催化性质的研究116、利用反应低压离子镀膜法和反应直流磁控溅射法制作氮化硅氮化铝膜117、利用硅烷改善氮化铝粉末抗水解性的研究118、利用热歧化反应进行氮化铝陶瓷表面钛金属化工艺及正交实验研究119、利用水引发固相反应方法合成氮化铝纳米粉120、令人瞩目的氮化铝陶瓷材料121、笼状氮化铝团簇的结构特征122、铝氮化铝电子陶瓷基板的制备及性能的研究123、铝-氮化铝结合刚玉质滑板的抗氧化性能124、铝粉在高压氮气中自蔓延燃烧合成氮化铝125、铝合金直接氨化生长氮化铝反应机制研究126、铝中注N～＋后氮化铝的合成及Cu杂质偏析的研究127、纳米氮化铝常压溶剂热合成及其光致发光128、纳米氮化铝的PL谱研究129、纳米氮化铝的氨热合成及其光致发光130、纳米氮化铝的制备方法及其应用研究131、尿素对前驱物及氮化铝粉末粒度形貌的影响132、尿素对以硝酸铝和葡萄糖为原料合成氮化铝粉末反应过程中相变及反应速率的影响133、气溶胶反应器分解叠氮二乙基铝制备氮化铝纳米粉体134、气体压力对铝基体上氮化铝薄膜残余应力的影响135、球磨促进碳热还原反应合成氮化铝研究136、球磨对碳热还原氮化法制备氮化铝粉末的作用137、热处理对氮化铝粉末抗水性的影响138、热退火对射频反应溅射氮化铝薄膜场电子发射的影响139、溶胶_凝胶工艺制备氮化铝陶瓷超细粉末140、射频溅射薄膜改善氮化铝陶瓷与金属连接性研究141、世界首款纳米级氮化铝粉体产品在皖问世142、碳化硅晶须增强氮化铝复合材料的机械性能和界面研究143、碳热还原法合成氮化铝的机理与热力学条件144、碳热还原法制备氮化铝反应机制的研究进展145、碳热还原法制备氮化铝粉末146、碳热还原反应法合成氮化铝的研究147、碳热还原反应制备氮化铝粉末工艺研究148、铜_氮化铝陶瓷键合机理的探讨149、铜-氮化铝陶瓷键合机理的探讨150、透明氮化铝陶瓷的制备151、透明氮化铝陶瓷研究的新进展152、涂覆草酸钇薄膜改善氮化铝粉耐水性及其机理153、微波等离子体化学气相淀积法生长取向性纳米氮化铝薄膜154、稳健估计用于氮化铝金属化工艺的研究155、钨_氮化铝太阳能选择性吸收表面的研制156、钨-氮化铝太阳能选择性吸收表面的研制157、新型氮化铝埋层上硅结构的应力特性158、新型电子陶瓷材料氮化铝工艺进展与应用前景159、新型功率混合集成电路材料——氮化铝AlN160、氧氮化铝陶瓷的合成与应用161、液晶聚酯与氮化铝复合基板材料的研究162、以氮化铝陶瓷为基板的倒扣封装工艺研究163、以氮化铝陶瓷为基板的倒装式封装工艺研究164、银基多层氮化铝陶瓷基板低温共烧的工艺研究165、影响氮化铝陶瓷热导率的因素及改善途径166、用电子束和俄歇微区分析技术检测镀铝钢板中氮化铝保护层167、用脉冲激光沉积方法制备氮化铝薄膜168、用于氮化铝陶瓷基片的电子浆料169、用作基片材料的氮化铝陶瓷的现状与展望170、原料对碳热还原法合成氮化铝粉末的影响171、原位反应自生成氮化铝的研究172、支持向量机算法在氮化铝薄膜生长过程控制中的应用173、直流电弧热等离子体法制备超细粉体氮化铝的研究174、制备氮化铝粉的新方法175、中频脉冲磁控溅射制备氮化铝薄膜176、自蔓延高温合成SHS氮化铝反应机制的研究177、自蔓延高温合成氮化铝晶须形态和生长机理研究1178、自蔓延高温合成氮化铝晶须形态和生长机理研究2179、自蔓延燃烧合成氮化铝的产物特征及表面处理请参考.
氮化铝中文名称:氮化铝拼音:danhualv英文名称：alumin(i)um nitride分子式:AlN分子量:密度:说明:AlN属类金刚石氮化物，最高可稳定到2200℃。室温强度高，且强度随温度的升高下降较慢。导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。氮化铝还是电绝缘体，介电性能良好，用作电器元件也很有希望。砷化镓表面的氮化铝涂层，能保护它在退火时免受离子的注入。氮化铝还是由六方氮化硼转变为立方氮化硼的催化剂。室温下与水缓慢反应.可由铝粉在氨或氮气氛中800~1000℃合成，产物为白色到灰蓝色粉末。或由Al2O3-C-N2体系在1600~1750℃反应合成，产物为灰白色粉末。或氯化铝与氨经气相反应制得.涂层可由AlCl3-NH3体系通过气相沉积法合成。 氮化铝的特性因其符合：(1)低原子量；(2)原子间键结强；(3)结晶结构简单；(4)晶格振荡谐和性高等四项通则，为少数具有高热传导率的非金属固体，氮化铝单晶的理论热传导率可达320W/m‧K。氮化铝的硬度亦高，其破坏强度达5000kg/cm2，维氏硬度约为1200kg/cm2。另外氮化铝具有直接能带，其能带宽(Energy Band Gap)为故高纯度氮化铝晶是无色而透光的(室温之吸收波长为2000Å)，但在氮化铝中如存有氧或金属不纯物则会失去其透光性，其物理及化学特性如表1。
氮化铝作为一种理想的半导体基片材料和电子器件封装材料，不仅导热性能好，线膨胀系数与硅接近，体积电阻率高，介电常数和介电损耗小。
数控技术和装备发展趋势及对策 摘要：简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。 关键词：数控，技术，装备，发展趋势，对策 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。 1 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。 1．1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(μm)。 在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。 为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。 在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 论文其他部分请参考下面的网址：
数控技术和装备发展趋势及对策 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。1 数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。1．1 高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(μm)。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 5轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 重视新技术标准、规范的建立 关于数控系统设计开发规范如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
数控铣刀的分类及应用的研究 摘共l数控行业的空前发展，使数控铣刀样式萦多，对其进行合理划分和对其应用条件和场合的分析是很有实际惫义的. 「关扭询〕数控铣刀分类应用 近年来，随着数控机床的不断发展，数控机床刀具种类越来越 多，其划分也越来越细，但无论样式如何改变，从总体上看，数控加工 刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，而数控刀具 中又以数控铣刀应用最为广泛，现就目前数控刀铣刀的类型总结如下。 一、.挂.刀的分共 (一)按制造铁刀所用的材料可分为 1.高速钥刀具; 2.硬质合金刀具: 3.金刚石刀具; 4.其他材料刀具，如立方氮化翩刀具、陶瓷刀具等. (二)按铁刀结构形式不同可分为 1.整体式:将刀具和刀柄制成一体。 2.镶嵌式:可分为焊接式和机夹式。 3.减振式当刀具的工作胃长与直径之比较大时，为了减少刀具 的振动，提高加工精度，多采用此类刀具。 4.内冷式:切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部; 5.特殊型式:如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等. (三)按铁刀结构形式不同可分为 1.面铣刀(也叫端铣刀):面铣刀的回周表面和端面上都有切削 刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可 转位结构，刀齿材料为高速钥或硬质合金，刀体为4ocr。钻削刀具，包 括钻头、铰刀、丝锥等: 2.模具铣刀:模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为回锥形立铣 刀、回柱形球头立铣刀和回锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平 型直柄和莫氏锥柄.它的结构特点是球头或端面上布满切削刃，圆周刃 与球头刃圃弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钥或 硬质合金制造。 键槽铣刀:用于铣削键槽. 成形铣刀:切削刃与待加工面形状一致。 二、，用.挂位刀 现就几种目前比较常用的铣刀类型就其应用场合加以说明。 (一)单刃铁刀 该刀具加工效率高，采用优质的硬质合金作刀体，一般采用刃口 锐磨工艺，以及高容l的排屑，使刀具在高速切割中有不粘屑，低发 热，光洁度高等特点。它广泛应用于工艺品、电子、广告、装饰和木业 加工等行业，适合工厂批量加工以及高要求的产品。 (二)两刃立铁刀和四刃立铁刀 该类刀具一般采用整体合金结构，其特点是拥有很强的稳定性， 刀具可在加工面上稳固地工作，使加工质量得以有效的保证。适用材料 范围广，如碳素钢、模具钢、合金钢、工具钢、不锈钢、钦合金、铸 铁、适用于一般模具、机械零件加工. (三)峨纹铁刀 随着中国数控机床的发展，螺纹铣刀越来越得到人们的认可，它 很好的加工性能，成为降低螺纹加工成本、提高效率、解决姗纹加工难 题的有力加工刀具.由于目前娜纹铣刀的制造材料为硬质合金，加工线 速度可达80一20(ha/毗n，而高速钢丝锥的加工线速度仅为10~ 3如/耐n，故螺纹铣刀适合高速切削，加工螺纹的表面光洁度也大幅提 高。高硬度材料和高温合金材料，如钦合金、镶基合金的姗纹加工一直 是一个比较困难的问题，主要是因为高速钢丝锥加工上述材料姗纹时， 刀具寿命较短，而采用硬质合金姗纹铣刀对硬材料螺纹加工则是效果比 较理想的解决方案.可加工硬度为HRC58一62。对高温合金材料的拐纹 加工，螺纹铣刀同样显示出非常优异的加工性能和超乎预期的长寿命。 对于相同绷距、不同直径的娜纹孔，采用丝锥加工需要多把刀具才能完 成，但如采用螺纹铣刀加工，使用一把刀具即可.在丝锥磨损、加工姗 纹尺寸小于公差后则无法继续使用，只能报废;而当螺纹铣刀磨损、加 工燎纹孔尺寸小于公差时，可通过数控系统进行必要的刀具半径补偿调 整后，就可继续加工出尺寸合格的螺纹.同样，为了获得商精度的娜纹 孔，采用螺纹铣刀调整刀具半径的方法，比生产高精度丝锥要容易得 多。对于小直径螺纹加工，特别是高硬度材料和高温材料的姗纹加工 中，丝锥有时会折断，堵塞螺纹孔，甚至使零件报废;采用螺纹铣刀， 由于刀具直径比加工的孔小，即使折断也不会堵塞螺纹孔，非常容易取 出，不会导致零件报废;采用姗纹铣削，和丝锥相比，刀具切削力大幅 降低，这一点对大直径螺纹加工时，尤为重要，解决了机床负荷太大， 无法驱动丝锥正常加工的问题。 螺纹铣刀作为一种采用数控机床加工姗纹的刀具，成为一种目前 广泛被采用的实用刀具类型. 三、绪论 数控铣刀的种类多种多样，随着数控行业的日益发展，数控铣刀 的类型和应用条件和场合也必将发生变化，我们仍要继续对其动态进行 关注和研究，这是很有现实意义的。 .考文傲: 【1]梁海、黄华剑，螺纹铣刀在数控加工中心上的应用〔J] . 现代制造工程 . 2(KI6，10:2931. 【2]陈小峰.姗纹铁刀在加工中心上的应用〔J] . 机械工人(冷加工)，2006 (11):1517 . 【3]张新、张萍，数控机床刀具的分类特点及合理选择[J] . 林业机械与木工 设备 . 2007，6:3335 .
呵呵 这个很简单啊 只要写1500字就好了啊 “这个CVD金刚石涂层刀具的热力研究”你去网上查下他的用处 怎么做出来的。。。然后在说明哪里哪里设计的好 哪里哪里设计的不好（说不好的时候一定要加个我认为） 再提出改进方案 这样就OK了啊 1500个字一定超的了呵呵~~ 还有就是你在网络上“借鉴”网络资源时要小心哦 国家规定两篇论文里面有连续500个字不变动（不包括标点符号）的话 你的论文就当抄袭的。。呵呵不过一般学校也不会怎么在意你的论文的。。楼主如果是转科毕业 只要你填好了就业协议书 就基本能过了 不需要太担心的 。。。。毕业论文可以赶时间赶出来的 一先开始是这样的 你不会人家也都不会的啊 学校一定会给你某个时间段。。和同学。指导老师一起把这项艰巨的任务完成的 呵呵 （本文纯属笔录 绝无抄袭 谢谢） 不想从网上找来的资料来回答你的问题 我觉得楼主既然知道从百度上发布问题就应该知道从这里找到答案 而且学。。要学习方法
张玉君李杏彬宋林山
（地矿部地球物理地球化学勘查研究所）
袁玲陈保观
（中科院原子能研究所）
陈冰如王玉琦孙景信
（中科院高能物理研究所）
在现代分析方法中，中子活化分析方法以其高灵敏度而著称，它对于许多痕量元素的测定具有高准确度；除了高灵敏度和高准确度外，中子活化分析的另一优点是非破坏性，不经化学处理在许多情况下即可同时进行多元素测定，国内外纯仪器中子活化分析通常均可测定25种以上元素。在地质领域的众多方面：岩石分析、地质标准参考物分析、新矿物的发现和鉴定、采自月球或登山等方面珍贵样品分析，地质理论研究中的稀土分量分析，化探采样分析等等均已使用中子活化分析技术，已完成了大量高质量的分析工作，中子活化分析在地学样品的分析工作中占有重要地位。
作为我国全国区域化探扫面样品分析一级监控用的首批水系沉积物标准参考样GSD1—8的定值分析引起了活化分析界的高度重视。中国科学院原子能研究所（以下简称原子能所）、中国科学院高能物理研究所（以下简称高能所）及地矿部地球物理地球化学勘查研究所（以下简称物探所）通过堆照射中子活化分析，测定了GSD1—8中的36个元素，采取了短照（数分钟）、长照（10～20h）、加长照射（数天）、超热中子照射、照射前富集金、照射前富集稀土元素、锗（锂）探测器测量及高纯锗探测器测量等多种方法技术。物探所研制了一个补充软件包（SPCSUP），实现了活化分析数据处理全过程计算机化。大多数元素测定结果的相对标准偏差小于15%，三个实验室均利用国际标准参考物质GXR1—6、AGV—1、SY2—3、SRM—1362a等，验证了分析方法的可靠性，大多数元素的活化分析结果与鉴定值吻合良好。
在GSD1—8的制备过程中，中子活化分析还承担了颗粒度影响、振动影响和均匀度检查的测定。
GSD1—8样品中子活化分析方法的研究，展示了中子活化分析在化探标样定值工作中的有效性及其对于地质样品分析的巨大潜力。同时由于有众多个国内有经验的实验室及数个国际实验室投入GSD1—8的定值分析，所采用的分析方法种类繁多，在这样广泛的比对工作中，我国活化分析水平受到了一次极好的检验。
一、方法原理
多种稳定同位素经中子照射后生成人工放射性同位素，测定其 γ射线的能量和强度可以对元素进行定性和定量分析。中子活化分析的基本公式如下[1]：
张玉君地质勘查新方法研究论文集
式中：S（t）—在时间t的放射性强度；
NA—阿弗加德罗常数，为×1023;
A—待测元素的克原子量；
P—样品重量；
W—待测元素的浓度；
m—被激活同位素的丰度；
样品中靶核数；
Φ—中子通量；
σ—靶核活化截面；
T—激活核素的半衰期；
t1—照射时间
称为饱和因子；
td—冷却时间；
E—探测系数。
式中W为待定值，其余各个参数或为已知或可测出，故原则上讲可利用上式进行绝对法中子活化分析；但实际上Φ、σ、E等参数测得准确值相当困难，故通常采用相对比较法，此时活化公式便简化为：
张玉君地质勘查新方法研究论文集
式中：S0（W）—待测核素特征γ射线能峰净峰面积的归一化值；
S0（C）—标准中同一核素的同一能峰净峰面积的归一化值；
W—样本中待测元素的含量；
C—标准中同一元素的含量。
二、分析技术
原子能所、高能所及物探所在进行GSD1—8的分析时所采用的方法技术基本相同，但具体在制样、照射、测量、照射前富集及数据处理等方面各有差异，简要列入表1:
1.制样及照射
长照是中子活化分析主要的方法，通常照射10～20h，样品用高纯铝箔包装，开包和首次测量一般在出堆三天以后，铝的活性已衰减，不会使操作者受到大剂量。而在短照时，由于目的在于测定短寿同位素，样品包装不宜用铝箔，而代之为电容纸或玻璃纸。超热中子照射时，样品用铝箔包好后，装入氮化硼制成的小筒内，它的壁厚为，硼对于热中子吸收截面很大，有些元素（如Ga、W、K等）对超热中子有共振吸收，故超热中子照射有利于这些元素的测定。照射在一个重水型反应堆和两个游泳池型反应堆上进行。物探所和原子能所利用该所的自动化快速“跑兔”系统进行了短照试验，高能物理所是在小堆上进行短照，然后快速运回实验室测量。
表1三个实验室的方法技术特点
三个实验室均采用相对比较法，为此需将标准与样品同时在一个照射筒中伴照。所采用的标准有单元素或人工合成多元素化学标准，也有数种国际标准参考物质（SRM）。化学标准用滤纸或塑料薄膜做衬垫；粉末标准参考物质与粉末样晶的照前制备采用相同的方法，都经过烘干再称样。
2.照射前富集
为了改善样品的代表性，压制干扰并提高对Au和REE的分析灵敏度，进行了金和REE的照射前富集试验。金的照射前富集取样10g，用30%浓度的王水溶矿，又经装有活性炭纸浆的布氏漏斗抽滤吸附，吸附有金的活性炭纸浆饼经炭化后，全都包入高纯铝箔做成的小袋待照。稀土元素的照前富集取样1g，经过氧化钠高温熔矿，又经草酸沉淀并灰化后，用盐酸热溶，经 PMBP苯萃取液振荡萃取。所得10～15ml稀土溶液保存在试管中。当进行稀土长照试验时，根据样品中稀土总量的高低取1～4ml稀土溶液，倒入瓷坩埚中，加入直径为10mm的滤纸片10层，水浴蒸干，将滤纸片用高纯铝箔包好待照。当进行稀土短照试验时，取5～6ml稀土溶液，用E105型强酸性均相阳离子交换薄膜提取48h，用电容纸包好备用。为了对稀土元素进行相对转移系数的计算，每一个经处理的样品均同时伴照其粉末样品，利用粉末样品显示准确的稀土分量如La、Sm、Ce、Eu、Yb等，与经前处理样品中这些元素的异常做比较，求出该样品的稀土平均转移系数，用它求出其他稀土元素的含量。
3.测量
三个实验室所用测量设备水平接近。物探所的测量系统为Jupiter系统，Ge（Li）探测器的探测效率为25%，其分辨率对60Co的峰FWHMFWHM为半峰值处的全峰宽为探测器的分辨率对57Co的122keVFWHM为155eV。原子能所的测量系统为SCORPIO—3000系统，Ge（Li）探测器的探测效率为30%，其分辨率对60Co的峰FWHM为。高能所的测量系统也为SCORPIO—3000系统，Ge（Li）探测器的探测效率为28%，其分辨率对60Co的峰FWHM为。
仪器中子活化分析的定性分析基本办法是“躲避”，充分使用时间和能量两个参数来达到同位素识别正确。不仅采用不同的照射时间，而且还采用不同的冷却时间，以突出不同半衰期的核素。多数元素的分析结果靠长照获得，长照出堆后测量3～4次，冷却时间分别取四天、两周、一个月及三个月。定性解释时尽量选用相互干扰较小的γ射线峰，以干扰最少的峰做为主峰，而辅之以一个或数个确认峰。在做定性解释时还需充分考虑各元素活化截面的大小及其在地样中的可能浓度。根据核参数[2-4]及地质的实际情况重新编辑了峰库和分析库。三个实验室所采用的主要测量参数列入表2中。
现代高分辨率探测器谱仪在结合使用时间参数的条件下，常常能正确地判断多核素。例如，110MAg的峰与76As的峰能量接近，但它们的半衰期相差悬殊，前者为253d，后者仅，在冷却足够时间后，110MAg的657keV峰可以不受76As的干扰，又例如182Ta的峰干扰46Sc的峰，而且它们的半衰期都很长，分别为115d和，故Sc的测定仅用峰。
利用高纯锗探测器可以更好地区分低能区γ峰。例如在测定Gd时，主峰为153Gd的峰，受182Ta的峰、153Sm的峰及75Se的峰的干扰，其中153Sm的半衰期仅为，冷却一定时间即可避开它对153Gd的干扰，75Se的半衰期为120d，故183Ta及75Se对153Gd的干扰不能利用时间参数避开；利用高纯锗探测器可以改善此问题，但当75Se含量可观时，应采用其他补充手段消除75Se对153Gd的干扰。例如：从75Se主峰与峰的比例计算应扣除的干扰值，或通过照射前富集将稀土元素加以浓缩再进行活化。
表2中子活化分析主要参数
续表
续表
地质样品种类繁多，基质复杂，各类样品对中子活化分析的适应性不同，所能分析出来的元素数量各不相同，这主要取决于有多少弱峰能被分辨出来。物探所通过实验了解了相邻峰、康普顿边及康普顿连续线对弱峰分辨的影响。用137Cs获取一条统计性足够的谱线，设其峰为强峰，用offset将其位移，并按比例衰减，再与强峰合成，对比独立峰及合成谱的分析结果，弱峰峰位的变化如图1所示。实验结果表明：
（1）两峰相距1OkeV即5倍于FWHM时，弱峰衰至强峰幅度的，仍不受干扰。
（2）两峰相距5keV即倍于FWHM时，可分辨的最低弱峰幅度为强峰的1%，此时误差为12%。
（3）两峰相距2keV即一个FWHM时，可分辨的弱峰为强峰的1/20，误差为。
（4）两峰相距1keV即1/2FWHM时，无论两峰幅度比例如何均不可分辨，分析程序均认作为一个峰。
（5）当弱峰位于强峰的康普顿连续线上时，可分辨的最低弱峰为强峰的，误差为。
（6）当弱峰位于强峰的康普顿边时，可分辨的最低弱峰仅为强峰的，误差为。
图1强峰对弱峰干扰试验，弱峰峰位及峰强变化示意图
此实验表明地质样品经活化后常常存在的某些强放射性同位素如24Na、59Fe、40Sc等，它们的γ能谱峰及康普顿边都将影响低含量元素的分析灵敏度和精度。
仪器的死时间是造成分析误差的另一主要原因，无论SCORPIO—3000系统或是Jupiter系统均采用了死时间自动补偿；测量时予置活时间，实验证明死时间的补偿是按照下式进行的：
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式中：TR—实际测量时间；
TL—予置测量活时间；
D—死时间的百分值。
尽管采取了这样的死时间补偿，实验发现计数损失的补偿仍然是不足的，不仅如此，计数丢失的程度还与计数率本身的大小有关，计数率越弱丢失或欠补偿越严重。40K的1460keV峰是环境本底中一个稳定的峰，图2是在不同死时间条件下，予置测量活时间为500s时，该峰的净峰面积变化情况。
为了验证死时间的补偿对于不同强度的峰是不均等的，取60Co源和137Cs源，调整源距，使137Cs的661 kev峰、60Co的1332keV峰及40K的1460keV峰的净峰面积比例为500∶50∶1，死时间为，此时各峰包括40K在内较单独测量（源距不变）的计数损失都未超过5%。然后再调整源距，仍保持137Cs与60Co的比值为500∶50，但使死时间增至，此时三者的计数损失与单独测量相比较分别为、和。即峰强越小，欠补偿越严重。故为了保证弱峰的测量精度，控制源距，使最强的样品测量死时间也不超过10%。
图2环境本底中40K峰面积随死时间变化图
活化截面大含量又可观的元素中子活化分析的精确度是相当高的。但那些由于活化截面小或含量太低的元素分析精度则降低，从上述分析可知，弱峰测量的误差来源主要有4：
σ1—统计误差，假设在弱峰测量时为10%；
σ2—由于死时间欠补偿而带来的误差，设为5%；
σ3—由于强峰干扰引起的误差设为5%；
σ4—其他来源的误差，如称样、中子流梯度、测量几何条件变化等造成的误差，也设为5%。
那么总体测量误差σ就以下式表达：
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将σ1、σ2、σ3、σ4之值代入，
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这一估算和实际情况是一致的，对于弱峰的分析精度通常在15%以内。
4.数据处理
SCORPIO-3000系统的谱分析程序为SCORPIO/SPECTRAN,Jupiter系统的谱分程序为SPECT-RAN-F，其原理相同，所给出的分析结果为每一样品各同位素的活性比度，即单位样品量（体积或重量）中的活性：
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式中：
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λ—为衰变常数，λ＝log（2）/T；
Tc—是实际测量时间，而不是活时间；
C—是对半衰期甚短的同位素在测量过程中衰变明显时，所做的校正；
A—峰面积；
td—冷却时间；
T—同位素半衰期；
t1—活获取时间；
ω—伽玛射线的产额；
V—样品量；
ε—探测效率。
同一台仪器的探测效率ε对于给定同位素的给定峰是个常数，对于比较法活化分析来说，由于总是用标准和样品的同一能峰进行比较的，故ε值没有实际意义。但是程序执行中又需要这个参数，故而采取了虚拟刻度的办法，对不同能量的效率值均打入1，从而简化了效率刻度的过程。
为了计算出元素含量尚需进行一系列繁杂而易出错误的数据整理工作，而且地质样品常常成批并重复若干次活化。为了减少错误、简化数据整理工作，物探所在基本掌握SPECTRAN-F的基础上，研制了一个补充软件包SPCSUP（SPECTRAN-F SUPPLEMENTAL SOFTWARE PACKAGE），实现了数据处理全过程的计算机化。
SPCSUP由10个程序功能块组成：
* ACFL：计算活化强度，用以选择最佳照射和测量时间、制定人工标准的元素配方、估算测量或开包时的安全度。
* TRFL：简化了传谱操作，把键盘问答减至4个。
* CUFL：进行计算程序块的调用及组合，予置初始参数，提供计算所需文件。
* STEDIT：编制标准库文件。
* BMFL：计算含量工作曲线，当有值标准数≥3时，用最小二乘法，当有值标准数≤2时用斜率或斜率平均法。
一元线性回归方程的一般形式为：
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根据三个以上有值标准的含量和放射性比度可以求得回归直线的斜率M和截距B。计算时增加W0=0,I0=0一组数。
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*LTFL：将比度列表，并可计算元素转移系数。列表文件把1—12条谱线的定量分析结果汇总成一个仅占5块空间的文件，而12条谱线所占的空间至少为35块×12=420块。
* CNFL：含量计算，可一次将1—12个样品的全部元素含量都计算出来。在BMFL及CNFL中均设计了自动扣除铀裂变影响。
* AVFL：计算数次测量或数次照射结果为平均值及标准差S。
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* FRFL：总报告列表。
* LIRP：对每个元素的多次照射分析值进行检查，排队并剔除坏值，打出最终报告单。异常值的舍弃依据狄克松检验准则，这些准则也编入了程序。
以上各功能程序块之间的相互关系及与谱分析软件SPECTRAN-F的逻辑关系表示予图3中。
图3中子活化分析软件包框图
SPCSUP补充软件包设计的主要特点是：①采用虚拟效率刻度；②利用SPCLST实现定量分析结果的调用；③标准资料编辑成可调用文件；④中间结果均以文件形式保存；⑤利用BATCH进行文件动态组合；⑥通过BATCH调用EDIT，实现程度入口；⑦利用计算操作软件设计技巧，简化功能块的调用，优化人机关系。
此软件包的使用效果明显，与半手工计算相比，数据处理速度提高十倍以上，特别是避免了手工计算的过失误差，资料便于查阅，结果便于保存和复制。
三、结果和讨论
作为我国全国区域化探扫面样品分析一级监控用的首批水系沉积物标准参考样GSD1—8系列，历经3年研制，于1983年7月通过了部级鉴定，对54个元素提出了推荐值或参考值（本文简称为定值）[6]，全国有41个实验室的上千名分析工作者为此工作做出了贡献，共对68个元素和成分完成了50,000多个测定。加拿大地质调查所和法国地质与矿产研究所也提供了分析数据。投入的分析手段多达26种11类，各类方法的工作量列入表3。
表3各类方法工作量比较
三个中子活化实验室提交了36个元素的分析结果，见表4。从表3可知，中子活化连同质谱所提交的原始数据占总数据量的7%，尽管它在11类方法中列为第7位，但中子活化分析所提交的元素数量（36）却占68个元素总数的53%。36个元素中有31个（Ag、As、Ba、Ce、Co、Cr、Cs、Dy、Eu、Fe、Gd、Hf、K、La、Lu、Mn、Na、Nd、Rb、Sb、Sc、Sm、Sr、Ta、Tb、Th、Tm、U、W、Yb、Zn）均有两个或三个活化实验室的数据。其他5个元素只有一个活化实验室做了分析：物探所通过照射富集测定了Au和Ho，原子能所用超热中子（包氮化硼）照射测定了Ga，高能所在游泳池型反应堆上测定了Br和Ni。
36个元素中Au和Br在1983年召开的鉴定会上尚未给出定值，原子能所用超热中子测定Ga, 8个样品全部偏低，偏出参与定值计算的原始数据集。其余参与定值计算的33个元素的中子活化数据准确性均较好，多数位于原始数据集的中部。这33个元素占已定值元素总数54的61%。可见在各类方法中，就纳入定值计算的元素数量而论，中子活化占有明显的优势。特别是中子活化所分析元素中的As、Ce、Cs、Dy、Eu、Gd、Hf、Ho、La、Lu、Nd、Rb、Sc、Sm、Ta、Tb、Tm、U、Yb等元素，其他方法分析困难较大，中子活化就更为重要。无论就数量或质量而论，三个中子活化实验室对GSD1—8系列的定值分析水平，均可与国外同类工作相比拟（加拿大的SY2—3测定了33个元素，日本的JB—1、JG—1测定了28个元素，美国的GXR系列测定了35个元素）。而且中子活化工作在粒级及均匀度检查中也起了很好的作用。
（1）中子活化分析结果精密度和准确度均良好。以物探所提交的33个元素活化分析结果为例，其精密度表现为：多次（10～20）测定有28个元素的相对标准偏差小于15%；准确度表现为：全部活化结果的与定值的偏离在±20%范围内；如果只取Ge（Li）结果，舍去HPGe结果及照射前富集分析结果，则211个可对比数据中，有154个偏离定值不超过±10%，占211个总数的73%；有183个偏离定值不超过±20%，占。两者差别的原因之一是REE前富集时重稀土较轻稀土提取率偏低。图4即为物探所Ge（Li）探测器211个数据与定值相比较，将相对偏离做频率统计的结果，此图可以直观地展示中子活化分析的准确度。
图4物探所锗（锂）分析结果与定值相对偏离频率统计
（2）三个中子活化实验室所提交的分析结果，总体上看是很一致的，但仔细对比每一个元素，就会发现各实验室对部分元素存在一定系统偏离的趋势。如对Yb的测定，高能所系统偏低10%～19%，物探所则系统偏高7%～20%，对其原因，只有经过仔细的实验研究，方可进一步做出确切的评价，但就目前所采用的设备条件和测量技术而论，可以较有把握地认为活化分析所采用的标准是影响准确性的关键因素。
（3）Sb的全部活化数据均较定值偏高，且三个活化实验室彼此接近。活化分析以测定124Sb的1690keV峰为主，此能峰无干扰，物探所还测定了122Sb的564keV峰，其结果也一致。美国地质调查所1984年5月也用中子活化法测定了GSD1—8,Sb的分析结果相应为、、、、、、，也是系统地偏高，落在我国三个实验室之间。可初步认为中子活化的Sb结果是准确的。
（4）表4中同时还列出了物探所用HPGe探测器测定Ce、Gd、Hf、Ho、Lu、Nd、Sm、Ta、Tm、W、Yb等11个元素的结果，这个探头有助于充分利用低能区的能峰，其中Ho仅有 HPGe探测器的结果，其余10个元素与Ge（Li）结果的一致性较好。
（5）照射前富集中子活化分析能降低检出限、提高抗干扰能力并改善样品代表性，如Au经照射前富集将检出限从10-8降低到10-11。此外REE照射前富集还测出了仪器中子活化分析未测出的Ho。
（6）以GSD—1、2、6为例，用三个中子活化实验室的平均结果（表5）所做稀土模式图（图5）曲线光滑，说明中子活化对REE分析的可靠性。GSD—2的稀土模式曲线有三个明显的特点：高稀土含量，Eu严重亏损，重稀土偏高；这符合该样采样地区属年轻花岗岩发育地区的解释。进一步证实了中子活化分析对于地质理论研究中的稀土分量分析是个有利的手段。
表5稀土元素含量平均值及模式曲线值
图5GSD—1、2、6稀土模式图
（7）均匀性是标准样必须具备的条件。中子活化完成了GSD—2的均匀性检验，表6列出了部分均匀性检验结果。
表6GSD-2中子活化分析均匀度检验部分结果
表6表明，实测值和值均小于其临界值。这说明在显著度为5%时，总变差和分析变差，及代表总体的A组平均值和代表子样的B组平均值之间没有统计学上的明显差别。虽然中子活化分析的取样量仅为数十毫克，但仍未发现显著的取样变差。进一步证明了样品的均匀度是好的。
表7用中子活化分析不同性质元素在GSD—2不同粒级中的变化
图6JUPITER多道能谱仪系统
（8）中子活化测定了GSD—2不同粒级中的元素含量变化，表7列出了Hf、Ta、Ce、Rb、Cs、Co、Zn、Fe等8个元素在GSD—2样品的不同粒级中的分布。此表说明：Rb、Cs、Co、Zn、Fe等元素为主要赋存于易破碎和易风化的矿物及造岩矿物中的元素[5]，在细粒级中富集，且在粗粒级中的变化也较平稳，可以判断这些元素在样品中的均匀性较好。Hf、Ta、Ce（代表稀土）等为主要赋存于稳定耐磨的副矿物或微量矿物如锆英石、独居石中的元素，则富集在较粗的粒级中，故这类元素的取样误差是不能忽视的。
中子活化还分析了模拟运输振动对样品均匀度影响的实验样品，表8列出了这一结果。总体来看并未发现经汽车运输后样品的均匀度明显变坏的情况。
表8GSD—2中子活化分析检查振动对均匀度影响的实验结果
致谢本文所用稀土元素富集方法是由山西省地矿局虞承伟同志制定的。高能所张元吉同志、物探所赵美卓和史鉴文同志均参加了分析工作。在此一并致谢。
参考文献
[1]De Soete D.,Gijbels R,and Hoste J.:Neutron Activation Analysis,1972.
[2]Crouthamel Gamma—ray spcctrometry,Second edition,1970.
[3]Heath —ray spectrum catalogue Ge（Li）and Si（Li）spectrometry, and 2,1975.
[4]核素常用数据表.北京：原子能出版社，1925.
[5]鄢明才等.地球化学水系沉积物标准参考样品的制备，物探与化探，1981,5（6）.
[6]Xuejing XIE ct al:Geostandards Newsletter,.
THE TECHNIQUES OF REACTOR NEUTRON ACTIVATION ANALYSIS FOR
CHINESE GEOCHEMICAL REFERENCE SAMPLES GSD1—8
Zhang Yu jun Li Xing bin Song Lin shan
（Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Ministryof Geology and Mineral Resources of China）
Yuan Ling Chen Bao guan
（Institute of Atomic Energy,Academia Sinica）
Chen Bing ru Wang Yu qi Sun Jin xin
（Institute of High Energy Physics,Academia Sinica）
Abstract Neutron activation analysis has been used to determine the concentrations of 36 elements in geochemical reference samples issued by the Ministry of Geology and Mineral Resources of main variants of the technique, namely, instrumental, epithermal, and preirradiation separation neutron activa-tion analyses（INAA, ENAA and PNAA）were employed in a systematic study of the samples GSD 1—8 by three long and short irradiations and both Ge（Li）and HPGe detectors were sup-plementary software package for data processing has been developed.
说明：表4省略，其内容请查“堆中子活化分析在首批GSD1-8化探标样研制中的重要作用”一文的表2。本文集编辑时，为了使此项工作有一个完整的历史记载，补充了图6（JUPITER多道能谱仪系统）。
原载《勘查地球物理勘查地球化学文集》，第4集。
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