是可以的，抽空闲时间写是可以的
部队（army）是指军队中团及团以上建制单位的通称。军队中团及团以上建制单位的通称。授予番号、代号、军旗，设有领导指挥机关，编有作战和战斗、勤务保障单位。也泛指军队军队中团及团以上建制单位的通称。授予番号、代号、军旗，设有领导指挥机关，编有作战和战斗、勤务保障单位。也泛指军队。部队按军种分，可分为陆军部队、海军部队、空军部队等；按兵种分，可分为步兵部队、炮兵部队、装甲兵部队、水面舰艇部队、潜艇部队、航空兵部队、歼击航空兵部队等；按任务分，可分为野战部队、地方部队、卫戍部队、边防部队、守备部队等，也可分为战斗部队、战斗保障部队、后勤和装备保障部队等
本科毕业设计（论文） 本科毕业设计（论文）文献综述的写作指导 为了促使学生熟悉更多的专业文献资料, 进一步强化学生搜集文献资料的能 力,提高对文献资料的归纳、分析、综合运用能力及独立开展科研活动的能力, 现对本科学生的毕业设计（论文）中文献综述的写作提出一些指导,供教员和学 生参考. 一、文献综述的概念文献综述是针对某一研究领域或专题搜集大量文献资料的基础上, 就国内外 在该领域或专题的主要研究成果、最新进展、研究动态、前沿问题等进行综合分 析而写成的, 能比较全面地反映相关领域或专题历史背景、 前人工作、 争论焦点、 研究现状和发展前景等内容的综述性文章,是高度浓缩的文献产品.“综”是要 求对文献资料进行综合分析、归纳整理,使材料更精练明确、更有逻辑层次； “述”就是要求对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的 评述. 文献综述根据其涉及的内容范围不同, 综述可分为综合性综述和专题性综述 两种类型.所谓综合性综述是以一个学科或专业为对象的,而专题性综述则是以 一个论题为对象的.本科毕业设计（论文）文献综述主要为专题性综述. 二、撰写文献综述的基本要求文献综述主要用以介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以 上方面的评述.除综述题目外,其内容一般包含前言、主题、总结、参考文献四 个部分,撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,再根据提纲进行撰写工作. 前言部分, 前言部分,主要说明写作的目的,介绍有关的概念、定义以及综述的范围, 扼要说明有关主题的现状或争论焦点, 使读者对全文要叙述的问题有一个初步的 轮廓. 主题部分, 主题部分,是综述的主体,其写法多样,没有固定的格式.可按年代顺序综 述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述,不管用那一 种格式综述,都要将所搜集到的文献资料进行归纳、整理和分析比较,阐明有关 主题的历史背景、现状、发展方向以及对这些问题的评述.主题部分应特别注意 代表性强、具有科学性和创造性文献的引用和评述. 总结部分, 提出自己的见解并对进一步的发展方 总结部分,将全文主题进行扼要总结, 向做出预测. \x0c参考文献, 而且也 参考文献,它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据, 为评审者审查提供查找线索.参考文献的编排应条目清楚,查找方便,内容准确 无误.参考文献的书写格式与毕业设计（论文）相同. 三、撰写文献综述的基本注意事项 1．在文献综述时,应系统地查阅与自己的研究方向直接相关的国内外文献. 搜集文献应尽量全,尽量选自学术期刊或学术会议.掌握全面、大量的文献资料 是写好综述的前提. 2．文献综述的题目不宜过大、范围不宜过宽,这样撰写时易于归纳整理. 3．在引用文献时,应注意选用代表性、可靠性和科学性较好的文献. 4．在文献综述中,应说明自己研究方向的发展历史、前人的主要研究成果、 存在的问题及发展趋势等.文献综述在逻辑上要合理,即做到由远而近先引用关 系较远的文献,最后才是关联最密切的文献.要围绕主题对文献的各种观点作比 较分析, 不要教科书式地将有关的理论和学派观点简要地汇总陈述一遍. 评述(特 别是批评前人不足时)要引用原作者的原文,防止对原作者论点的误解. 5．文献综述要条理清晰,文字通顺简练.采用的文献中的观点和内容应注 明来源,模型、图表、数据应注明出处. 6．文献综述中要有自己的观点和见解.鼓励学生多发现问题、多提出问题, 并指出分析、解决问题的可能途径. 7．毕业设计（论文）的文献综述主要是为自己进行毕业设计（论文）提供 文献方面的帮助和指导,所以,只要把自己所作题目的相关文献找准、找全,然 后对这些文献中的观点、方法、原理、材料等进行归纳和总结,形成文字就可以 了.总之,一篇好的文献综述,应有较完整的文献资料,有评论分析,并能准确 地反映主题内容. 附件：毕业设计（论文）文献综述格式模板 \x0c装甲兵学院机电系 毕业设计（论文） 文献综述 设计（论文）题目： 专 学 指 生 导 姓 教 业： 名： 员： 学号： 20XX 年 XX 月 XX 日 \x0c一、前言 （前言部分,主要是说明写作的目的,介绍有关的概念及定义以及综述 的范围,扼要说明有关主题的现状或争论焦点,使读者对全文要叙述的问题 有一个初步的轮廓.前言部分要写清： (1)首先要说明写作的目的. (2)有关概念的定义. (3)规定综述的范围、包括：“专题涉及的学科范围”,综述范围切忌过宽、 过杂,“时间范围”,必须声明引用文献起止的年份. (4)扼要说明有关问题的现况或争论焦点,引出所写综述的核心主题,这 是广大读者最关心而又感兴趣的,也是写作综述的主线. ） 二、主体部分 （主题部分,是综述的主体,其写法多样,没有固定的格式.可按年代 顺序综述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述, 不管用那一种格式综述,都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较, 阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向,以及对这些问题的评述,主题 ） 部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述. 三、总结 （总结部分,与研究性论文的小结有些类似,将全文主题进行扼要总结, 对所综述的主题有研究的作者,最好能提出自己的见解. ） \x0c四、参考文献 （参考文献虽然放在文末,但却是文献综述的重要组成部分.因为它不 仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据,而且为读者深入探讨有 关问题提供了文献查找线索.因此,应认真对待.参考文献的编排应条目清 楚,查找方便,内容准确无误. ） \x0c工 学 学 士 学 位 论 文 开 题 报 告 书 论文题目 专业名称 指导教员 入学年月 毕业年月 开题时间 报 告 人 物流信息网 计算机科学与技术 鲁娜 2008 年 9 月 2012 年 卢松 装 甲 兵 学 院 二○○ 年 月 \x0c装甲兵学院学士学位论文开题报告论文撰写的目的意义：随着物流行业的兴起,信息资源被看作是获得未来物流竞争优势的关键因素之一, 所以物流信息网的广泛兴起,一方面降低物质消耗,另一方面提高了劳动生产率,本文 就是在这种背景下主要以 Jsp,SQL2000,WEB 服务器 Apache Tomcat 6.0,Myeclipse 开 发了一个物流管理系统,实现了用户注册、登陆、注销、信息修改,信息管理等功能, 给现代物流企业的管理带来了很大的帮助. 近五年国（国）内外的研究现状和发展趋势：伴随着互联网技术的日趋成熟,信息在物流中的作用日渐突出,进入信息物流的 时代.作为一个物流系统,它的高效率的运作,或者是成功运作,必须要开始依托整个 信息系统,因为良好的信息系统能提供极好的物流服务,赢得客户的信赖.通过有效客 户信息反馈系统（ECR）和准时制生产系统（JIT） ,大型物流公司可以完全按照客户的 需要生产产品,并从零售商店很快得到销售的反馈信息,不仅实现了内部的信息网络化, 而且增加了配送货物的跟踪信息,提高了物流企业的服务水平,降低了成本,增强了竞 争力.而网络技术也正在改造着企业的经营方式和传统的商业模式.网络优化了物流, 它支撑、优化、改造、提升企业的物流实体和物流流程,整合企业的物流资源、物流线 \x0c路,在提高物流效率的同时降低物流成本,增加利润,使物流成为新的经济增长点. 供应链管理使物流服务趋向集成化.物流的最新发展正在于它的集成化、高级化,这 种集成的高级物流的重点体现在新的经营理念、新的经营方式、新的物流技术和新的管 理手段上,它并不是对传统物流的完全否定,而是基于电子信息技术之上的物流业务集 成和产业结构的升级.这种物流新体系的建立和实现,能够准确、有效、灵活、科学地 满足客户的物流需求.例如,第三方物流支持客户的供应链管理.供应链管理是在满足 服务水平需要的同时,为了使得系统成本最小而采用的把供应商、制造商、仓库和商店 有效地结合成一体来生产商品,并把正确数量的商品在正确的时间配送到正确地点的一 套方法.作为一种战略概念,供应链也是一种产品,而且是可增值的产品,其目的不仅 是降低成本,更重要的是提供超过客户期望的增值服务,使物流达到最优化.而在物流 业发达的国家和地区,第四方物流的概念也已出现.它的应运而生是为了对第三方物流 提供商、技术服务提供商和业务流程管理者的能力进行平衡,通过一个集中的接触点, 提供全面的供应链解决方案. 在我国,经营观念落后制约传统物流向现代物流的转变.现代的物流服务理念是调配 和管理组织自身的及具有互补性的服务提供商的资源、能力与技术,来提供全面的供应 链解决方案.虽然我国不少企业开始建立物流业务网络,但他们大多数只提供运输、仓 储服务,或是物流服务中某一局部的服务,而不能提供有关咨询、计划及全过程的物流 服务.在国内物流同行的竞争中,还经常出现无视服务的重要性而进行恶性价格竞争局 面,导致服务的不到位.这些使我国物流服务水平离世界先进的物流服务理念还有很大 差距. 条块分割的物流体制阻碍物流业整体发展水平的提高.目前,国际贸易与物流业呈现 出全球化发展的趋势,美欧物流企业正在掀起并购热潮——德国邮政公司收购美国物流 运输企业 AEI； 美国联邦快递公司将欧洲 38 个城市的陆空物流联为一体等等.而我国 的物流行业管理仍沿用着计划经济时期的部门分割体制.与物流相关的各部分分别由铁 道、交通、民航、内贸等不同政府部门进行管理,形成了自上而下的纵向隶属和管理格 局,严重制约着在全社会范围内经济合理地对物流进行统筹和规划,妨碍着物流的社会 化进程,制约着电子商务的进一步推广. 物流是涉及信息、运输、存货、仓储、物料搬运和包装等多项服务的集成.对于物流 企业来说,它需要进行物流方案策划、咨询、设计,将现有的资源加以重组.目前,我 国物流业所需的资源正处于供给不足且分布不均衡的状态.由于我国物流业缺乏大型物 \x0c流企业对全国性的信息流、商流与资金流进行有效支持,因此在一段时间内我国物流业 将不可避免地出现对现有资源的争夺与竞争.另外,我国在物流方面的教育比较滞后, 造成了物流人才资源的缺乏；同时由于缺乏有效的从业认证制度,物流从业人员的素质 也无法得到普遍提高. 研究设计的初步结果和预期方案（至少列至三级提纲） ： (1)系统的需求分析 ①系统需求分析 1. 通过该题目的实施,使学生掌握设计与实现“物流信息网管理系统”的 全过程,达到检验学生对专业理论知识理解与掌握的程度以及综合运用所学知 识,分析问题、解决问题的能力. . 2. 开发一个功能齐全、具有实用价值的“物流信息网管理系统” ②功能需求分析 1、实现在线在途物流单跟踪功能以及配送成功物流单历史记录查询功能 2、对指定城市可实现按路段查询配送情况 3、后台信息管理功能 ③性能需求分析 1.具有实用性,界面美观,操作简便,条理清晰 2.具有可维护性和扩展性 3.安全性：应用软件与数据库系统的设计要做到安全可靠,防止非法用户 的入侵. (2)总体设计 ①系统的处理流程:用户登陆---主界面---选择各项功能. 系统的处理流程:用户登陆---主界面---选择各项功能. ---主界面-前台页面任何人可以进入查看,但是部分管理系统根据权限不同可以拒 绝未登录或权限不够的人查看.任何人可以进行相关. 后台管理页面必须先登录才能进入,超级管理员享有管理（添加、修改、 \x0c删除）订单、管理（添加、修改、删除）存货、管理（回复、修改回复、删 除）采购、管理（添加、修改、删除）管理员的权限.对于删除的订单、存 货、管理员等不会立即从数据库中删除,将留在垃圾箱中等待第二次确认删 除或恢复.对订单可进行权限认定,每个订单都有权限要求,默认为 public, 即任何人可见,也可设置其他权限,并可对订单进行分类管理. ②系统层次模块物流管理系统 物流管理系统 业 务 管 理 子 系 统 订 单 管 理 理 管 理 理 货 管 管 理 存 购 货 管 询 采 配 输 查 询 运 储 查 仓 订 单 查 询 分 析 子 系 统 客 户 查 询 询 查 辆 车 ③数据库设计(初步) 数据库设计(初步) 本系统采用微软的 SQL Server 2000 sp4 数据库,包括用户表、试题表、 统计表、等表.按照要实现的功能将实现若干视图和存储过程. (3)详细设计 框架的建立,即数据库的建立. 模块的建立,即表单的建立. 菜单的制造. 代码编写. 模块测试. 总体测试. (4)系统的编码 本系统将采用 JSP 语言作为后台管理语言, DIV＋CSS 作为前台布局方式. 争取实现现代软件的模块化方向,实现各模块之间的松耦合. (5)软件测试 本系统将通过两周左右时间进行相关测试工作,尽量减少 BUG,对测试中 出现的问题将积极解决,尽可能完美地完成毕业设计,为将来工作积累经验. \x0c目前已做的工作： 收集好资料并完成需求分析；查阅相关资料,对物流信息网的发展有了 相当的了解.开发工具都已准备好,基本架构也已完成. 需突破的难点及措施： 对物流的概念不够了解,数据库的构建有点困难. 措施：多收集有关物流的资料,了解这方面的相关数据,方便构建数据 库 所需条件： 相关的开发工具及开发环境,物流方面的相关资料. \x0c论文撰写各阶段任务及完成时间： 导师意见： 指导教员（签字） ：教研室意见： 教研室领导（签字） ：开题导师组意见： \x0c开题导师组组长（签字） ： \x0c附：应该如何撰写文献综述 一、什么是文献综述 1、文献综述的概念 文献综述是对某一学科、专业或专题的大量文献进行整理筛选、分析研究和 综合提炼而成的一种学术论文, 是高度浓缩的文献产品.根据其涉及的内容范 围不同,综述可分为综合性综述和专题性综述两种类型.所谓综合性综述是以一 个学科或专业为对象,而专题性综述则是以一个论题为对象的. 文献综述反映当前某一领域中某分支学科或重要专题的历史现状、最新进 展、学术见解和建议,它往往能反映出有关问题的新动态、新趋势、新水平、新 原理和新技术等等. 文献综述是针对某一研究领域分析和描述前人已经做了哪些 工作,进展到何程度,要求对国内外相关研究的动态、前沿性问题做出较详细的 综述,并提供参考文献.作者一般不在其中发表个人见解和建议,也不做任何评 论,只是客观概括地反映事实. 2、文献综述的作用 文献综述在于高度浓缩了几十篇甚至上百篇散乱无序的同类文献之成果与 存在问题或争论焦点, 对其进行了归纳整理, 使之达到了条理化和系统化的程度. 它不仅为科研工作者完成科研工作的前期劳动节省了用于查阅分折文献的大量 宝贵时间,而且还非常有助于科研人员借鉴他人成果、把握主攻方向以及领导者 进行科学决策. 3、要求同学们学写综述的意义 1) 通过搜集文献资料过程,可进一步熟悉文献的查找方法和资料的积累 方法,在查找的过程中同时也扩大了知识面； 2) 查找文献资料、写文献综述是科研选题的第一步,因此学习文献综述 的撰写也是为今后科研活动打基础的过程； 3) 通过综述的写作过程,能提高归纳、分析、综合能力,有利于独立工 作能力和科研能力的提高. 二、文献综述的选题与文献资料的搜集 （一）选题原则 1．结合所学知识选自己专长的或有基础的题目,否则难以写出水平较高的 综述. 2．根据所占有文献资料的质和量选题. 3．选题一定要能反映出新的学科矛盾的焦点、新成果、新动向. 4．题目不宜过大、范围不宜过宽.这样查阅文献的数量相对较小,撰写时 易于归纳整理,否则,题目选得过大,查阅文献花费的时间太多,影响实习,而 且归纳整理困难,最后写出的综述大题小作或是文不对题. （二）文献资料的搜集 1、文献资料的搜集途径 \x0c（1）利用有关的检索工具（包括目录、文摘和索引等）搜集文献资料. （2）利用国际联机检索系统搜集文献资料. （3）利用原始文献（包括专业期刊、科技报告、专利文献、学位论文、会 议文献、专著和标准等）搜集文献资料. （4）利用三次文献（包括综述、述评、百科全书、年鉴和手册等）搜集文 献资料. （5）通过 Interent 网和光盘数据库搜集文献资料. 2、文献资料的搜集方法 将文献资料储存在大脑中或其他载体上形成不时取用的“资料库”的过程称 作文献资料搜集法.它包括阅读法、剪报法、笔记法和现代化技术存贮法（如复 印、电脑存贮、光盘存贮等） . 三、格式与写法 文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同. 这是因为研究性的论文 注重研究的方法和结果,而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料、动 态、进展、展望以及对以上方面的评述.因此文献综述的格式相对多样,但总的 来说,一般都包含以下部分具体格式：前言、主题部分、总结部分及参考文献. 撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,再根据提纲进行撰写工. (一) 前言部分 前言部分, 主要是说明写作的目的, 介绍有关的概念及定义以及综述的范围, 扼要说明有关主题的现状或争论焦点, 使读者对全文要叙述的问题有一个初步的 轮廓.前言部分要写清： (1)首先要说明写作的目的. (2)有关概念的定义. (3)规定综述的范围、包括：“专题涉及的学科范围”,综述范围切忌过宽、 过杂,“时间范围”,必须声明引用文献起止的年份. (4)扼要说明有关问题的现况或争论焦点,引出所写综述的核心主题,这是 广大读者最关心而又感兴趣的,也是写作综述的主线. (二) 主题部分 主题部分,是综述的主体,其写法多样,没有固定的格式.可按年代顺序综 述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述,不管用那一 种格式综述,都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较,阐明有关主题 的历史背景、现状和发展方向,以及对这些问题的评述,主题部分应特别注意代 表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述. (三) 总结部分 总结部分,与研究性论文的小结有些类似,将全文主题进行扼要总结,对所 综述的主题有研究的作者,最好能提出自己的见解. (四) 参考文献 参考文献虽然放在文末,但却是文献综述的重要组成部分.因为它不仅表示 \x0c对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据, 而且为读者深入探讨有关问题提供 了文献查找线索.因此,应认真对待.参考文献的编排应条目清楚,查找方便, 内容准确无误. 四、注意事项 由于文献综述的特点,致使它的写作既不同于“读书笔记”“读书报告”,也不 同于一般的科研论文.因此,在撰写文献综述时应注意以下问题： 1. 搜集文献应尽量全.掌握全面、大量的文献资料是写好综述的前提,否 则,随便搜集一点资料就动手撰写是不可能写出好多综述的,甚至写出的文章根 本不成为综述. 2. 注意引用文献的代表性、可靠性和科学性.在搜集到的文献中可能出现 观点雷同,有的文献在可靠性及科学性方面存在着差异,因此在引用文献时应注 意选用代表性、可靠性和科学性较好的文献. 3. 要围绕主题对文献的各种观点作比较分析,不要教科书式地将有关的理 论和学派观点简要地汇总陈述一遍. 4. 文献综述在逻辑上要合理,即做到由远而近先引用关系较远的文献,最 后才是关联最密切的文献. 5. 评述(特别是批评前人不足时)要引用原作者的原文(防止对原作者论点的 误解),不要贬低别人抬高自己,不能从二手材料来判定原作者的“错误”. 6. 文献综述结果要说清前人工作的不足,衬托出作进一步研究的必要性和 理论价值. 7. 采用了文献中的观点和内容应注明来源,模型、图表、数据应注明出处, 不要含糊不清. 8. 文献综述最后要有简要总结,表明前人为该领域研究打下的工作基础. 9. 所有提到的参考文献都应和所研究问题直接相关. 10. 文献综述所用的文献,应主要选自学术期刊或学术会议 11. 所引用的文献应是亲自读过的原著全文,不可只根据摘要即加以引用, 更不能引用由文献引用的内容而并末见到被引用的原文, 因为这往往是造成误解 或曲解原意的重要原因,有时可给综述的科学价值造成不可弥补的损失. 总之,一篇好的文献综述,应有较完整的文献资料,有评论分析,并能准确 地反映主题内容.
坦克依然是地面战争中最好的进攻性武器，装甲兵仍然是现代战争中陆军的主要突击力量。坦克本身又是重要的反坦克武器。
随着武装直升机大量应用于战场，于是有人认为装甲兵的地位和作用要大大降低，甚至提出可以超越陆军装甲化的阶段，大量发展战斗直升机。我们认为，按照辩证唯物主义和历史唯物主义的观点，矛和盾是对立统一的，是在竞相斗争中不断向前发展的，既不能因为有了矛就否定盾，也不能因为盾发展就否定矛。这是有战争以来武器装备发展的历史所证实了的。正像有了高射武器并不能否定飞机一样，武装直升机的出现也不能否定坦克的地位作用，更不能否定陆军装甲化的发展方向。当然，随着新式反坦克武器的不断出现和发展，今后肯定还会发生新的争论。
从一定意义上讲，装甲兵的历史就是坦克与反坦克武器互相竞争、互相促进、交替发展的历史，而每次新式反坦克武器的出现，都引起一场对坦克乃至装甲兵在战争中的地位及其发展前途的争论。坦克和装甲兵就是在这种争论中不断发展、趋于完善的。事实证明，坦克作为一种新的技术兵器登上战争舞台，一再显示了强大的威力，他绝不会因为一两件新式反坦克武器而丧失其生命力。相反，新式反坦克武器的出现，只会促进各种对付反坦克武器的进一步发展，坦克及以坦克为主组成的装甲兵将在不断提高自己的战斗效能。
现代高技术条件下的战争，战场更为广阔，情况变化急剧，战役战斗的突然性、立体性、连续性、速决性空前增大，突击与反突击、机动和反机动的斗争异常激烈。因此，不论是对付高速度大纵深的进攻战还是纵深打击，不论是打核战争还是常规战争，不论是进攻还是防御，指挥员直接掌握足够数量的反应能力强的机动力量，并使用在关键的时期、方向和适当地点，对夺取和保持战场主动性，取得作战胜利具有极端重要的意义。
装甲兵所具有的特点决定了它最适于充当这种力量。战争经验也表明，现代战争中陆军如果没有强大的装甲兵团、军团作为主要突击力量，任何大规模的歼灭战（合围敌军重兵集团、战略决战等）都是不可能取得胜利的。
数控机床可维修性设计及其
关键技术研究
摘 要] 故障作为随机事件是不可避免的,而可靠性设计从某种意义上讲又是靠大量的可靠性测量
分析与储备。为此人们在设计中,在对关键的零部件进行适当的可靠性储备的同时,应更多地注重于产
品的可维修性设计,可维修性设计虽然会使成本有所增加,但较之在产品开始产生之后,再对设计进行
修改而带来的经济损失和声誉损失,仍然是相当经济的。本文重点从设计措施入手研究提高数控设备
维修性的新途径,使数控产品的故障诊断和维修既方便又快捷,并在此基础分析冗余设计的维修性设计
技术。
[关键词] 数控机床;可维修性设计;设计准则;技术分析;冗余设计
设计质量对于产品而言至关重要,而以最少的成本获
得高质量的产品已经成为当今产品设计的主要追求。可维
修性设计就是其中一个非常重要的内容,可维修性设计就
是把维修性纳入产品设计过程,通过设计与验证实现维修
性要求,这不仅是提高产品质量水平的客观需要,也是用户
的迫切需求。因为一件产品的维修工作越简单,那么它对
顾客的吸引力也就越大。
随着数控技术的发展,设计人员在产品设计中引入了
大量的电子技术元件,这一方面改善了数控产品的性能,而
另一方面给产品的可靠性设计也带来了新问题。因为故障
作为随机事件是不可避免的,而可靠性设计从某种意义上
讲又是靠大量的可靠性测量分析与储备。为此人们在设计
中,在对关键的零部件进行适当的可靠性储备的同时,应更
多地注重于产品的可维修性设计,使产品的故障诊断和维
修既方便又快捷。
1 维修性方案
人们现在所关心的已不仅仅是产品的初始性能,而是
产品在整个生命周期中的性能变化。而产品的使用性能受
到其使用方法的影响。因此一方面,我们需要知道产品是
如何被使用的,这些信息可以从它的前代产品中得到。另
一方面,设计者在设计时可以采取一定措施来改变产品将
来被使用以及维修的方式。例如,设计者需要判断那种零
件更加耐磨,以及零件的替换方式等等,这些都将直接关系
到产品的拆卸性能、维修性能。因此我们需要做的不仅仅
是预测产品或部件的故障发生率,则是要求以最少的操作
和成本完成一件产品或一个系统的维修工作。现在,制造
商们已经意识在产品设计和制造过程中考虑产品的可维
修性。
现代设计的数控设备不仅要功能佳,而且也要使用、维
修方便,这样整台设备的综合效率才高。在产品论证、方案
设计时,设计者要有现代设计意识,采用并行工程的原理,
考虑到从产品概念到投入使用过程中的整个寿命周期中所
有的因素,包括设计、制造、安装、调试、使用、维修等阶段。
因此,设计者在产品设计建模时,就应当考虑到产品拆卸的
可能性及修理的结构工艺性,整台设备不能有不可到达的
死角,所有部件尽量采用快速解脱装置,以便拆装。
2 维修性设计与分析
2. 1 可达性设计
可达性就是在进行设备维修、更换时,能够方便地接近
维修部位和进行维修作业,是一种设计布局与装配特性。
可达性又分为:安装场所可达性;设备外部可达性;内部可
达性三类。良好的可达性,能减少维修牵连和差错,使维修
作业方便舒适。在进行可达性设计过程中,可以重点从以
下几个方面去把握:
(1)所有的零部件都应在不拆卸其他零部件的情况下
也能直接看到或碰到; (2)更换零部件时间:为了缩短更换
零部件的时间,从布局观点应考虑,把故障出现频数多的零
部件、更换时间长的零部件,放在可达性好的部位; (3)零
部件的尺寸与质量:对于大的、重的零部件等,在布局时应
考虑尽可能放置在开口部分近旁;并且在更换时不致损坏
其他零部件的部位; (4)诊断的难易:机器内零部件配置应
多考虑进行诊断的程序,即维修人员一边直接检查零部件,
一边判定故障位置。一般来说,零部件的配置方法可分为
下面四类:A标准配置:配置零部件时,要考虑其重量、热分
布、工作性能等方面,也要考虑其强度、耐久性和制造工艺
性,但对下述方法不作考虑; B零部件的分类配置:把同类
的结构单元、零部件(例如继电器)等安装在一起,这种方
法对定期的预防维修(定期检果、定期更换等)是方便的; C
电路的分类配置:这是电子设备中常用的一种方法,它是把
由多个零部件组成的结构单元(用途不同也可以)集中在
一处。这样,有利于实现元部件的标准化,并可简化测试程
序和缩短测试时间;D逻辑式配置:按照功能方框图的各方
框来进行配置。维修人员在理解了工作原理之后,就能很
容易地对照框图来寻求故障位置。(5)设整检查的难易:
最现想的零部件配置是,不用打开机器就能检查或设整机
器。即使机器内有调整处,也必须使其不停机就能进行调
整; (6)零部件周围的空间:在更换零部件时,如无适当的
空间,就会严重妨碍作业。(7)目视:在配置零部件时为了
能用目视,应考虑以下几点:A、拆下盖板时,要能以正常的
视角看到所有的零部件; B、取放零部件时,要能从开口部
分看到零部件; C、配置零部件时,要使零部件上的金属件、
螺丝等能看到清而不受其他零部件遮蔽,也不受工作人员
的手和工具的遮蔽; D、为了能识别,要在机体上和零部件
上作出标记; E、需要调整的零部件,既要看得见调整外,又
要在机体上或对应的显示器上显示其调整范围。
2. 2 模快化设计
在整体式结构中,失效的零部件或元器件是分立而离
散分布的,判明故障点比较困难,在维修中往往需大拆大
卸,并受工具、测试设备、操作空间等维修条件的限制,不仅
修复和更换速度慢,而且易影响维修后的质量,并且对维修
人员的技术和技能要求比较高。
模块是将一个单元体、组件、部件或零部件,设计成一
个可以单独处理的单元,使其便于供应和安装、使用、维修。
由于整机中的模块便于拆装、测试,所以模块化对维修有特
别重大的意义,它使维修工作产生了革命性的变化,或者
说,模块化带来了维修工作的革命。
(1)简化维修,缩短维修时间:从维修着眼,模块是以
从整机上整个地拆下来的设计部件,维修是以模块为单位
进行的。由于模块易于从整机中拆卸和组装,简化了维修
工作,缩短了维修时间。(2)易于测试诊断:模块间有明确
的功能分割,能单独调试,且常有故障指示,出现故障后易
于判断,并迅速找到有故障模块,缩短了故障诊断、定位时
间。(3)降低对维修人员水平的要求:由于维修方式和维
修条件和改善,可大大降低对维修人员的技术水平和技能
的要求,并易于保证维修质量。如有备用模块、甚至设备的
操作者就可及时进行快速更换。(4)减少预防性维修工作
量:由于模块易于与产品剥离,许多模块可以拆下来,拿回
到维修室进行维修,维修环境良好,维修工具齐全,可减少
或避免现场维修;有时由于机器已装上备用模块而正常运
转,对损坏的模块可从容不迫地进行维修,有助于保证修复
性维修的质量。(5)有助于实施改进性维修:由于模块是
“黑箱”型部件,有确定的功能和输入、输出接口,新技术模
块只要功能与接口能相兼容,就可方便地用于改造老产品。
(6)有助于售后服务(维修):现代企业都有一支数量不小
的售后服务队伍,以便让用户满意。模块化产品不仅易于
测试、诊断,并且由于模块通用性大、寿命长、生产批量大,
大多数备件都是新产品上还在使用的零部件,易于取得,甚
至可在市场上购得。(7)模块化设计对维修除有上述的技
术性好处外,还可大大简化维修管理。
2. 3 测试诊断设计
最基本的要求就是,测试诊断应准确、迅速、简捷。
(1)对测试点配置的要求:A、测试点的种类与数量应
适应各维修级别的需求,并考虑到测试技术不断发展的要
求。B、测试点的布局要便于检测,并尽可能集中或分区集
中,且可达性良好。其排列应有利于进行顺序的检测与诊
断。C、测试点的选配应尽量适应原位检测的需要。产品
内部及需修复的可更换单元还应配备适应数量供修理使用
的测试点。D、测试点和测试基准不应设置在易损坏的部
位。(2)对测试方式和设备的要求:A、应尽量采取原位(在
线,实时与非实时的)测试方式。重要部位应尽量采用性能
监测(视)和故障报警装置。对危险的征兆应能自动显示,
自动报警。B、对复杂的设备系统,应采用机内测试(BIT),
外部自动测试设备,测试软件,人工测试等,形成高的综合
诊断能力,保证能迅速,准确地判明故障部位。要注意被测
单元与测试设备的接口匹配。C、在机内测试、外部自动测
试与人工测试之间要进行费用、效能的综合权衡,使系统诊
断能力与费用达到最优化。D、测试设备应与主装备同时
进行选配或研制、试验、交付使用。研制时应优先选用现行
系统中适用的或通用的测试设备;必要时考虑测试技术的
发展,研制新的测试设备。E、测试设备要求体积和质量
小、在各种环境条件下可靠性高、操作方便、维修简单和通
用化、多功能化。(3)故障诊断的一般要求:对于一个系统
来说,故障诊断应该满足以下要求:A、对系统在各种方式
和状态下均能可靠地进行检测,并能指出系统在各种方式
下处于正常工作、发生故障、抑或性能退化的状态。B、能
检测显示95%的系统故障,并能把其中90%的故障定位到
更换单元。C、避免或尽量少使用外部测试仪器。D、故障
检测和定位电路的失效率,不超过系统总失效率的5%。
E、错误告警概率应小于1%。错误告警包括: a虚警:监控
电路指示有故障,而实际上并不存在功能性故障; b故障没
有被发现:发生了故障,但未显示出来; c故障识别错误:故
障部位或性质显示的错误。(4)测试性设计一般准则:测
试性是指产品(系统、子系统、设备或模块)能及时准确地
确定其状态(可工作、不可工作、性能下降)和隔离其内部
故障的一种设计特性。也就是须在产品设计时就考虑测试
要素,使产品方便测试和(或)产品本身就能完成某些测试
功能。测试性设计的一般要求如下: A、合理划分功能单
元:只要有可能,应根据结构表示物理和电气的划分。因为
实际维修单元是结构分解所得的模块。B、应为诊断对象
配置内部和外部测试装置,并应确保BITE(内部测试装置)
性能的修复和校准。C、测试过程(程序)和外部激励源,对
部件本身及有关设备或整个系统不产生有害效果。尤其需
注意检查会否构成影响安全的潜在通路。D、所有的总线
系统对各种测量应都是可访问的。E、对于通用功能,应设
计和编写诊断应用软件,以便维修人员可以迅速进行检测。
F、应考虑维修中所需使用的外部设备及其测量过程,应考
虑与外部设备的兼容性和配备必要的测试点。G、诊断系
统应能通过相应的测量,对产品的使用功能、设计单元的状
态和输出特性作出评价。H、测试方式的转换:每个诊断系
统都不可能是完美无缺的,有时会造成对被测件(UUT)的
测试不准;此时,可应用常规的、功能定位的测试方法,在可
替换模块级确定故障位置,这些维修接口(测试点)也可用
来检测模块的运行数据。
2. 4 防差错的设计
防差错设计的一般要求如下: (1)设计时,应避免或消
除在使用操作和维修时造成人失误的可能,即使发生失误
也应不危机人机安全,并能立即发觉和纠正。(2)外形相
近而功能不同的零部件,重要连接部位和安装时容易发生
差错的零部件,应从构造上采取防差错措施或有明显的防
止差错识别标志。(3)产品上应有必要的为防止差错和提
高维修效率的标志。(4)测试点和与其他有关设备的连接
点处,均应标明名称或用途以及必要的数据等,也可标明编
号或代号。(5)需要进行注油保养的部位应设置永久性标
志,必要时应设置标牌。(6)对可能发生操作差错的装置
应有操作顺序号码和方向的标志。(7)对间隙较小,周围
产品较多且安装定位困难的组合件、零部件等应有定位销、
槽或安装位置的标志。(8)标志应根据产品的特点、使用、
维修的需要,按照有关标准的规定采用规范化的文字,数
字,颜色或光,图案或符号等表示。标志的大小和位置要适
当,鲜明醒目,容易看到和辨认。(9)标牌和标志在装备使
用、存放和运输条件下都必须是经久耐用的。
3 冗余设计
容错技术的关键是冗余技术,即采用备用的硬件或软
件参与系统的运行或处于准备状态,一旦系统出现故障,能
自动切换,保持系统不间断地正常工作。冗余控制的概念,
严格来讲是采用一定或成倍量的设备或元器件的方式组成
控制系统来参加控制。当某一设备或元器件发生故障而损
坏时,它可以通过硬件、软件或人为方式,相互切换作为后
备设备或元器件,替代因故障而损坏的设备或元器件,保持
系统正常工作,使控制设备因意外而导致的停机损失降到
最低。提到冗余,这里还有一个概念———同步(synchroniza-
tion)。它是指冗余系统的两个或多个处理器之间要经常比
较各自的状态,根据一定的规则以决定系统是否工作在正
常的状态。这种状态比较和系统可靠性的判定被称作
同步。
冗余控制的方式在工控领域根据不同的产品和客户不
同的需求有多种多样,采用的方式也不尽相同。
一般根据产品应用和客户需求的不同,冗余控制可分
为: (1)处理器冗余(CPU冗余); (2)通信冗余(网络冗
余); (3)I/O冗余; (4)电源冗余。
按冗余的实现方式来分大致可分为: (1)硬冗余(hard
-redundancy),即采用特殊的硬件模块或PLC中固化的程
序来实现PLC同步、故障切换的冗余方式。(2)软冗余
(soft-redundancy),即采用编程的方式来实现PLC同步、
故障切换的冗余方式。
按冗余的切换方式来分大致可分为: (1)热冗余(热备
hot-back),即硬冗余方式,当主设备故障时,通过特定硬
件判别、备份方式无间隙地自动切换到备用设备上,保持系
统正常运行。(2)暖冗余(暖备或温备warm-back),即软
冗余方式,主要通过编程方式来实现冗余。由于软冗余的
实现受多方因素制约,系统切换的时间较硬冗余稍长,因此
部分软冗余可能会使主设备在发生切换时有间隙或需要人
为简单干预或预置才得以完善。(3)冷冗余(冷备cold-
back),即一套或部分冗余的设备(如: CPU)不通电、不工
作,准备待命(人为预置好)。当主设备故障时需要人工恢
复系统运行。按照现在的严格定义,这种方式,并不算是冗
余,只作备件理解。这种冗余一般应用于实时性不强、工艺
连续性要求不高的场合。
I/O冗余、电源冗余大多数属于硬冗余范畴,而处理器
冗余、通信冗余(网络冗余)既可采用硬冗余实现也可以采
用软冗余实现。一般硬冗余与软冗余相比,硬冗余投入较
大,冗余实现和系统维护相对简单,系统性能较可靠,系统
的切换速度会较快。适合于生产工艺要求较高、反应速度
较快的装置和生产线。软冗余投入的成本比硬冗余小,软
冗余不需要特殊的冗余模块或软件支持,但在冗余实现和
系统维护方面比较繁琐并且一般的软冗余切换的速度稍
慢,系统性能主要取决于编程者的编程水平和所选硬件的
品质,这类冗余方式比较适用于生产工艺流程要求不太高、
反应速度较慢、开停要求不严的装置和生产线。
为了提高设备的可靠性,降低故障率,在设计时,对关
键的部件或分系统,可采取额外附加部件或采取其他手段。
其优点在于设备的一部分发生故障时,整个系统仍能正常
工作,改变传统的一坏就修的弊端。
冗余性设计有以下3种形式: (1)工作储备设计:对某
一关键部件,采用2个以上与其相同的单元,共同完成某一
功能的设计,并联、并串联、串并联等就是其常见的形式
(2)表决储备设计: n个相同的单元中,只要有k个以上的
单元不发生故障,系统就能正常工作,又称“n中取k”储备
设计。(3)非工作储备设计:当设备的一个单元(或分系
统)发生故障时,另一个未工作的单元(或分系统)通过故
障监测装置及转换进入工作状态的设计。这样设计的优点
是系统的可靠性高,缺点是增加了转换装置,若采用手动转
换,可能会造成暂短的停机损失;若采用自动转换,则会增
加设备的制造成本,因此,采用这种设计时,要在设备的高
性能与其生产成本之间求得平衡。
4 结束语
在生产过程开始之后再对设计进行修改必将会带来成
本的增加,因此设计者如果在设计的初始阶段就考虑到产
品的可维修性,那么此时更改设计所带来的损失相对较小。
可维修性设计所带来的收益包括:降低操作成本和生命周
期费用。实行可维修性设计的着眼点在于用户产品使用中
(上接第52页)的维修经济性,目的是获取潜在的、长期的
经济和社会效益。可维修性设计虽然会使成本有所增加,
但较之在产品开始产生之后,甚至在用户使用过程中发现
维修性问题,再对设计进行修改而来经济损失和声誉损失,
仍然是相当经济的。
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关键词：超高分子 量聚乙烯 工程塑料
1 引言
UHMWPE是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国上海高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业生产，70年代后期又有广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。限于当时条件，产物分子量约150万左右，随着工艺技术的进步，目前北京助剂二厂的产品分子量可达100万～300万以上。
UHMWPE的发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为8.5%，进入80年代以后，增长率高达15%～20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12，000～12，500吨，而到1990年世界需求量约5万吨，其中美国占70%。
UHMWPE平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且，UHMWPE耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。
UHMWPE优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于UHMWPE优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用。
2 UHMWPE的成型加工
由于UHMWPE熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，UHMWPE的加工技术得到了迅速发展，通过对普通加工设备的改造，已使UHMWPE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。
2.1 一般加工技术
(1)压制烧结
压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低，易发生氧化和降解。为了提高生产效率，可采用直接电加热法〔1〕；另外，Werner和Pfleiderer公司开发了一种超高速熔结加工法〔2〕，采用叶片式混合机，叶片旋转的最大速度可达150m/s，使物料仅在几秒内就可升至加工温度。
(2)挤出成型
挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。
60年代大都采用柱塞式挤出机，70年代中期，日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。北京化工大学于1994年底研制出Φ45型UHMWPE专用单螺杆挤出机，并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。
(3)注塑成型
日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺，并于1976年实现了商业化，之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMWPE的螺杆注塑成型工艺。北京塑料研究所1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造，成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMWPE托轮、水泵用轴套，1985年又成功地注射出医用人工关节等。
(4)吹塑成型
UHMWPE加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象，故为中空容器，特别是大型容器，如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜，从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致，容易造成纵向破坏的问题。
2.2 特殊加工技术
2.2.1 冻胶纺丝
以冻胶纺丝—超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利，随后美国Allied公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究，逐步形成了自己的技术，制得了高性能的UHMWPE纤维〔3〕。
UHMWPE冻胶纺丝过程简述如下：溶解UHMWPE于适当的溶剂中，制成半稀溶液，经喷丝孔挤出，然后以空气或水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中，几乎所有的溶剂被包含其中，因此UHMWPE大分子链的解缠状态被很好地保持下来，而且溶液温度的下降，导致冻胶体中UHMWPE折叠链片晶的形成。这样，通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶，进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链，从而制得高强度、高模量纤维。
UHMWPE纤维是当今世界上第三代特种纤维，强度高达30.8cN/dtex,比强度是化纤中最高的，又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物：防弹背心和衣服、防切割手套等，其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将UHMWPE纤维织成不同纤度的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。UHMWPE纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。
2.2.2 润滑挤出(注射)
润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层，从而降低物料各点间的剪切速率差异，减小产品的变形，同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种：自润滑和共润滑。
(1)自润滑挤出(注射)
UHMWPE的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂，以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切，提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前，首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中，生产时，物料中的润滑剂渗出，形成润滑层，实现自润滑挤出(注射)。
有专利报道〔4〕：将70份石蜡油、30份UHMWPE和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅胶)混合造粒，在190℃的温度下就可实现顺利挤出(注射)。
(2)共润滑挤出(注射)
UHMWPE的共润滑挤出(注射)有两种情况，一是采用缝隙法〔5、6〕将润滑剂压入到模具中，使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层；二是与低粘度树脂共混，使其作为产物的一部分(详见3.2.1)。
如：生产UHMWPE薄板时，由定量泵向模腔内输送SH200有机硅油作润滑剂，所得产品外观质量有明显提高，特别是由于挤出变形小，增加了拉伸强度。
2.2.3 辊压成型〔1〕
辊压成型是一种固态加工方法，即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力，通过粒子形变，
有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块，舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力，产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台，经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用，可使加工过程连续化。
2.2.4 热处理后压制成型〔8〕
把UHMWPE树脂粉末在140℃～275℃之间进行1min～30min的短期加热，发现UHMWPE的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的UHMWPE粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较，前者具有更好的物理性能和透明性，制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。
2.2.5 射频加工〔9〕
采用射频加工UHMWPE是一种崭新的加工方法，它是将UHMWPE粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起，用射频辐照，产生的热可使UHMWPE粉末表面发生软化，从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件，其加工效率比目前UHMWPE常规模压加工高许多倍。
2.2.6 凝胶挤出法制备多孔膜〔10〕
将UHMWPE溶解在挥发溶剂中，连续挤出，然后经一个热可逆凝胶/结晶过程，使其成为一种湿润的凝胶膜，蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩，在干燥过程中产生微孔，经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装，也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比，由此法制备的多孔UHMWPE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。
3 UHMWPE的改性
3.1 物理机械性能的改进
与其它工程塑料相比，UHMWPE具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于UHMWPE的分子结构和分子聚集形态造成的，可通过填充和交联的方法加以改善。
3.1.1 填充改性
采用玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼、炭黑等对UHMWPE进行填充改性，可使表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强度、热变形温度得以较好地改善。用偶联剂处理后，效果更加明显。如填充处理后的玻璃微珠，可使热变形温度提高30℃。
玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉等可提高硬度、刚度和耐温性；二硫化钼、硅油和专用蜡可降低摩擦因数，从而进一步提高自润滑性；炭黑或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性等。但是，填料改性后冲击强度略有下降，若将含量控制在40%以内，UHMWPE仍有相当高的冲击强度。
3.2.1 交联
交联是为了改善形态稳定性、耐蠕变性及环境应力开裂性。通过交联，UHMWPE的结晶度下降，被掩盖的韧性复又表现出来。交联可分为化学交联和辐射交联。化学交联是在UHMWPE中加入适当的交联剂后，在熔融过程中发生交联。辐射交联是采用电子射线或γ射线直接对UHMWPE制品进行照射使分子发生交联。UHMWPE的化学交联又分为过氧化物交联和偶联剂交联。
(1)过氧化物交联
过氧化物交联工艺分为混炼、成型和交联三步。混炼时将UHMWPE与过氧化物熔融共混，UHMWPE在过氧化物作用下产生自由基，自由基偶合而产生交联。这一步要保证温度不要太高，以免树脂完全交联。经过混炼后得到交联度很低的可继续交联型UHMWPE，在比混炼更高的温度下成型为制件，再进行交联处理。
UHMWPE经过氧化物交联后在结构上与热塑性塑料、热固性塑料和硫化橡胶都不同，它有体型结构却不是完全交联，因此在性能上兼有三者的特点，即同时具有热可塑性和优良的硬度、韧性以及耐应力开裂等性能。
国外曾报道用2，5-二甲基-2，5双过氧化叔丁基己炔-3作交联剂〔11〕，但国内很难找到。清华大学用廉价易得的过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂进行了研究〔12〕，结果发现：DCP用量小于1%时，可使冲击强度比纯UHMWPE提高15%～20%，特别是DCP用量为0.25%时，冲击强度可提高48%。随DCP用量的增加，热变形温度提高，可用于水暖系统的耐热管道。
(2)偶联剂交联
UHMWPE主要使用两种硅烷偶联剂：乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷，常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶联剂一般要靠过氧化物引发，常用的是DCP，催化剂一般采用有机锡衍生物。
硅烷交联UHMWPE的成型过程首先是使过氧化物受热分解为化学活性很高的游离基，这些游离基夺取聚合物分子中的氢原子使聚合物主链变为活性游离基，然后与硅烷产生接枝反应，接枝后的UHMWPE在水及硅醇缩合催化剂的作用下发生水解缩合，形成交联键即得硅烷交联UHMWPE。
(3)辐射交联
在一定剂量电子射线或γ射线作用下，UHMWPE分子结构中的一部分主链或侧链可能被射线切断，产生一定数量的游离基，这些游离基彼此结合形成交联链，使UHMWPE的线型分子结构转变为网状大分子结构。经一定剂量辐照后，UHMWPE的蠕变性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。
用γ射线对人造UHMWPE关节进行辐射，在消毒的同时使其发生交联，可增强人造关节的硬度和亲水性，并且使耐蠕变性得以提高〔13〕，从而延长其使用寿命。
有研究〔14〕表明，将辐照与PTFE接枝相结合，也可改善UHMWPE的磨损和蠕变行为。这种材料具有组织容忍性，适于体内移植。
3.2 加工性能的改进
UHMWPE树脂的分子链较长，易受剪切力作用发生断裂，或受热发生降解。因此，较低的加工温度，较短的加工时间和降低对它的剪切是非常必要的。
为了解决UHMWPE的加工问题，除对普通成型机械进行特殊设计外，还可对树脂配方进行改进：与其它树脂共混或加入流动改性剂，使之能在普通挤出机和注塑机上成型加工，这就是2.2.2中介绍的润滑挤出(注射)。 3.2.1 共混改性
共混法改善UHMWPE的熔体流动性是最有效、最简便和最实用的途径。目前，这方面的技术多见于专利文献。共混所用的第二组份主要是指低熔点、低粘度树脂，有LDPE、HDPE、PP、聚酯等，其中使用较多的是中分子量PE(分子量40万～60万)和低分子量PE(分子量＜40万)。当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE树脂就会悬浮在第二组份树脂的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。
(1)与低、中分子量PE共混
UHMWPE与分子量低的LDPE(分子量1，000～20，000，以5，000～12，000为最佳)共混可使其成型加工性获得显著改善，但同时会使拉伸强度、挠曲弹性等力学性能有所下降。HDPE也能显著改善UHMWPE的加
工流动性，但也会引起冲击强度、耐摩擦等性能的下降。为使UHMWPE共混体系的力学性能维持在一较高水平，一个有效的补偿办法是加入PE成核剂，如苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐等，可以借PE结晶度的提高，球晶尺寸的微细均化而起到强化作用，从而有效阻止机械性能的下降。有专利〔15〕指出，在UHMWPE/HDPE共混体系中加入很少量的细小的成核剂硅灰石(其粒径尺寸范围5nm～50nm，表面积100m2/g～400m2/g)，可很好地补偿机械性能的降低。
(2)共混形态
UHMWPE的化学结构虽然与其它品种的PE相近，但在一般的熔混设备和条件下，它们的共混物都难以形成均匀的形态，这可能与组份之间粘度相差悬殊有关。采用普通单螺杆混炼得到的UHMWPE/LDPE共混物，两组份各自结晶，不能形成共晶，UHMWPE基本上以填料形式分散于LDPE基体中。熔体长时间处理和使用双辊炼塑机混炼，两组份之间作用有所加强，性能亦有进一步的改善，不过仍不能形成共晶的形态。
Vadhar发现〔16〕，当采用两步共混法，即先在高温下将UHMWPE熔融，再降到较低温度下加入LLDPE进行共混，可获得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的UHMWPE/LLDPE共混物。
(3)共混物的力学强度
对于未加成核剂的UHMWPE/PE体系，其在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间存在着明显的界面，而在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力，由此会导致裂纹的产生，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度常常有所下降。当受到外力冲击时裂纹会很快地沿球晶界面发展而导致最后的破碎，因此又引起冲击强度的下降。
3.2.2 流动改进剂改性
流动改进剂促进了长链分子的解缠，并在大分子之间起润滑作用，改变了大分子链间的能量传递，从而使得链段位移变得容易，改善了聚合物的流动性。
用于UHMWPE的流动改进剂主要是指脂肪族碳氢化合物及其衍生物。其中脂肪族碳氢化合物有：碳原子数在22以上的n-链烷烃及以其作主成分的低级烷烃混合物；石油分裂精制得到的石蜡等。其衍生物是指末端含有脂肪族烃基、内部含有1个或1个以上(最好为1个或2个)羧基、羟基、酯基、羰基、氮基甲酰基、巯基等官能团；碳原子数大于8(最好为12～50)并且分子量为130～2000(以200～800为最佳)的脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇等。举例来说，脂肪酸有：癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬酯酸、油酸等。
北京化工大学制备了一种有效的流动剂(MS2)〔17〕，添加少量(0.6%～0.8%)就能显著改善UHMWPE的流动性，使其熔点下降达10℃之多，能在普通注塑机上注塑成型，而且拉伸强度仅有少许降低。
另外，用苯乙烯及其衍生物改性UHMWPE，除可改善加工性能使制品易于挤出外，还可保持UHMWPE优良的耐摩擦性和耐化学腐蚀性〔18〕；1，1-二苯基乙炔〔19〕、苯乙烯衍生物〔20〕、四氢化萘〔21〕皆可使UHMWPE获得优良的加工性能，同时使材料具有较高的冲击强度和耐磨损性。
3.2.3 液晶高分子原位复合材料
液晶高分子原位复合材料是指热致液晶高分子(TLCP)与热塑性树脂的共混物，这种共混物在熔融加工过程中，由于TLCP分子结构的刚直性，在力场作用下可自发地沿流动方向取向，产生明显的剪切变稀行为，并在基体树脂中原位就地形成具有取向结构的增强相，即就地成纤，从而起到增强热塑性树脂和改善加工流动性的作用。清华大学赵安赤等采用原位复合技术，对UHMWPE加工性能的改进取得了明显的效果〔22〕。
用TLCP对UHMWPE进行改性，不仅提高了加工时的流动性，采用通常的热塑加工工艺及通用设备就能方便地进行加工，而且可保持较高的拉伸强度和冲击强度，耐磨性也有较大提高。
3.3 聚合填充型复合材料
高分子合成中的聚合填充工艺是一种新型的聚合方法，它是把填料进行处理，使其粒子表面形成活性中心，在聚合过程中让乙烯、丙烯等烯烃类单体在填料粒子表面聚合，形成紧密包裹粒子的树脂，最后得到具有独特性能的复合材料。它除具有掺混型复合材料性能外，还有自己本身的特性：首先是不必熔融聚乙烯树脂，可保持填料的形状，制备粉状或纤维状的复合材料；其次，该复合材料不受填料/树脂组成比的限制，一般可任意设定填料的含量；另外，所得复合材料是均匀的组合物，不受填料比重、形状的限制。
与热熔融共混材料相比，由聚合填充工艺制备的UHMWPE复合材料中，填料粒子分散良好，且粒子与聚合物基体的界面结合也较好。这就使得复合材料的拉伸强度、冲击强度与UHMWPE相差不大，却远远好于共混型材料，尤其是在高填充情况下，对比更加明显，复合材料的硬度、弯曲强度，尤其是弯曲模量比纯UHMWPE提高许多，尤其适用作轴承、轴座等受力零部件。而且复合材料的热力学性能也有较好的改善：维卡软化点提高近30℃，热变形温度提高近20℃，线膨胀系数下降20%以上。因此，此材料可用于温度较高的场合，并适于制造轴承、轴套、齿轮等精密度要求高的机械零件。
采用聚合填充技术还可通过向聚合体系中通入氢或其它链转移剂，控制UHMWPE分子量大小，使得树脂易加工〔23〕。
美国专利〔24〕用具有酸中性表面的填料：水化氧化铝、二氧化硅、水不溶性硅酸盐、碳酸钙、碱式碳酸铝钠、羟基硅灰石和磷酸钙制成了高模量的均相聚合填充UHMWPE复合材料。另有专利〔25〕指出，在60℃，1.3MPa且有催化剂存在的条件下，使UHMWPE在庚烷中干燥的 氧化铝表面聚合，可得到高模量的均相复合材料。齐鲁石化公司研究院分别用硅藻土、高岭土作为填料合成了UHMWPE复合材料〔26〕。
3.4 UHMWPE的自增强〔27、28〕
在UHMWPE基体中加入UHMWPE纤维，由于基体和纤维具有相同的化学特征，因此化学相容性好，两组份的界面结合力强，从而可获得机械性能优良的复合材料。UHMWPE纤维的加入可使UHMWPE的拉伸强度和模量、冲击强度、耐蠕变性大大提高。与纯 UHMWPE相比，在UHMWPE中加入体积含量为60%的UHMWPE纤维，可使最大应力和模量分别提高160%和60%。这种自增强的UHMWPE材料尤其适用于生物医学上承重的场合，而用于人造关节的整体替换是近年来才倍受关注的，UHMWPE自增强材料的低体积磨损率可提高人造关节的使用寿命。
4 UHMWPE的合金化
UHMWPE除可与塑料形成合金来改善其加工性能外(见3.2.1和3.2.3)，还可获得其它性能。其中，以PP
/UHMWPE合金最为突出。
通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合物(如橡塑共混物)，其增韧机理为“多重银纹化机理”。而在PP/UHMWPE体系，UHMWPE对PP有明显的增韧作用，这是“多重裂纹”理论所无法解释的。国内最早于1993年报道采用UHMWPE增韧PP取得成功，当UHMWPE的含量为15%时，共混物的缺口冲击强度比纯PP提高2倍以上〔29〕。最近又有报道，UHMWPE与含乙烯链段的共聚型PP共混，在UHMWPE的含量为25%时，其冲击强度比PP提高一倍多〔30〕。以上现象的解释是“网络增韧机理”〔31〕。
PP/UHMWPE共混体系的亚微观相态为双连续相，UHMWPE分子与长链的PP分子共同构成一种共混网络，其余PP构成一个PP网络，二者交织成为一种“线性互穿网络”。其中共混网络在材料中起到骨架作用，为材料提供机械强度，受到外力冲击时，它会发生较大形变以吸收外界能量，起到增韧的作用；形成的网络越完整，密度越大，则增韧效果越好。
为了保证“线性互穿网络”结构的形成，必须使UHMWPE以准分子水平分散在PP基体中，这就对共混方式提出了较高的要求。北京化工大学有研究发现：四螺杆挤出机能将UHMWPE均匀地分散在PP基体中，而双螺杆挤出机的共混效果却不佳。
EPDM能对PP/UHMWPE合金起到增容的作用。由于EPDM具备的两种主要链节分别与PP和UHMWPE相同，因而与两种材料都有比较好的亲合力，共混时容易分散在两相界面上。EPDM对复合共晶起到插入、分割和细化的作用，这对提高材料的韧性是有益的，能大幅度地提高缺口冲击强度。
另外，UHMWPE也可与橡胶形成合金，获得比纯橡胶优良的机械性能，如耐摩擦性、拉伸强度和断裂伸长率等。其中，橡胶是在混合过程中于UHMWPE的软化点以上进行硫化的。
5 UHMWPE的复合化
UHMWPE可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材，这些片材可进一步与金属板材制成复合材料。除此之外，UHMWPE还可复合在塑料表面以提高耐冲击性能。
在UHMWPE软化点以上的温度条件下，将含有硫化剂的未硫化橡胶片材与UHMWPE片材压制在一起，可制得剥离强度较高的层合制品，与不含硫化剂的情况相比，其剥离强度可提高数十倍。用这种方法同样可使未硫化橡胶与塑料的合金(如EPDM/PA6、EPDM/PP、SBR/PE)和UHMWPE片材牢固地粘接在一起。
参考文献：
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