铜合金研究生论文

高铝矾土感应炉衬的研究与应用 (XXXXXXX 材料工程系 内蒙古 包头 014030) XX XXX XXX[提要] 阐述了高铝矾土炉衬较高的耐火度、优良的热稳定性、较好的抗渣性、良好的抗蚀性、炉衬的致密化烧结。适用于多种有色金属，普通铸铁、球墨铸铁、及多种合金铸铁，碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。熔炼中金属合金元素烧损低，可超装一倍的金属炉料。炉衬采用低温烘烤、快速升温、高温短时间致密烧结的工艺措施。炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达200炉次。关键词：高铝矾土 炉衬 感应炉 致密烧结一、前言本文研究的高铝矾土炉衬从冶金反应上，不仅适用于各种有色金属、普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。用高铝矾土炉衬熔炼金属合金其元素烧损要比石英砂、镁砂炉衬低，不仅提高了合金的利用率，而且大大增强了抵抗合金、溶渣对炉衬的侵蚀能力。高铝矾土炉衬的另一大优点是耐热度高、寿命长、线膨胀系数小、仅是酸性、碱性炉衬的 1/2～1/3, 大大提高了炉衬在间歇生产生条件下的使用寿命。炉衬的热稳定性好，耐急冷急热性强，高温荷重大，抵抗金属冲蚀作用强及合金元素烧损少，是石英砂、镁砂炉衬所不及的。高铝矾土炉衬的壁厚可做得较薄 , 在生产中几乎能超装一倍的金属炉料。此外，炉衬的结烧工艺采用低温烘烤、快速升温、高温短时间烧结的工艺措施。采用这一新工艺所用的时间仅为旧工艺的 2/3～1/2。省时省电炉衬烧结良好。高铝矾土炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达200炉次。二、高铝矾土炉衬的性能1、物理性能（1） 较高的耐火度高铝矾土化学成份AL2O3 80～90% ；Si02 7～15% ；Fe203 0.8～1.7% ；Ca0 0.2～0.5% ；MgO 0.15～0.5%； K20 0.180～.5%；Na20 0.1～0.3% ；Ti02 1.5～4.3% 。耐火度 1750℃～1800 ℃，可在 1650 ℃1～750 ℃下稳定工作。能减轻钢水对炉衬的冲涮损耗，延长炉衬寿命。而较纯的石英砂耐火度为 1710 ℃。（2）优良的热稳定性高铝矾土用作炉衬,烧结后的矿物组成相中多为莫来石,其次为刚玉及少量方石英和玻璃相。莫来石的线胀系数 (4.5-5.3 × 10-6mm/mm•℃ ) 大约只有镁砂和石英砂的 1/3，刚玉的线胀系数 (8.O× 10-6mm/mm •℃ ) 也比镁砂和石英砂低。当 属于硅线石组成时 (含AL2O3 62.9%), 其线胀系数可低为 3.2× 10-6mm/mm•℃。因 此，高铝矾土炉衬较镁砂和石英砂炉衬的抗热冲击性能优良得多，有助于减轻热应力，使它的耐急冷急热性较好。在使用中即使产生裂纹也极小，若配料、打结得当，就是采用问歇式熔炼，也不会产生裂纹。石英砂、镁砂炉衬线膨胀系数大，工作时内外温差大，炉衬易产生裂纹和开裂。石英砂炉衬其寿命一般只有几十次 , 而镁砂炉衬的寿命则更低。镁砂、石英砂炉衬在烘炉升温时，体积发生较大膨胀，不得不采取缓慢升温延长烘炉时间的操作，以尽量减少裂纹和防止塌炉。而高铝矾土炉衬就无上述问题，可大大缩短烘炉时间，又不会产生裂纹，从而既保证了炉衬质量又降低了能耗。（3）耐压强度 30-40N/mm2( 经5小时1000℃煅烧 )是普通粘土砖的3-4倍。炉衬的机械强度好、壁厚可以减薄，可超装一倍的金属炉料。在固定的感应器条件下，壁厚薄则增揭容量就相对大些；同时减少了感应器内部不导磁的空间，漏磁减少，能得到较高的电效率。这样，生产率较高且耗电量又低。（4）导热系数 1.7-2W/mK。（5） 松容重 1600kg/m3。（6）显微孔隙率 18-22%。（7）烧结后的容重 1750-1770kg/m3。2．较好的抗渣性能高铝矾土炉衬抗碱性渣的能力优于石英砂炉衬, 高铝矾土炉衬中 AL203比 MgO更稳定,两者反应较弱可生成铝镁尖晶石，其熔点 2135 ℃ ,AL203 与MnO 作用生成锰尖晶石，其熔点1560℃, AL2O3与 FeO 作用生成铁尖晶石，其熔点 1780 ℃ 。AL203与MnO、Fe2O3复合作用生成熔点为 1520 ℃的共晶体，与 Cr203 形成固溶体 , 此固溶体对炉衬有增强作用。直得注意的是若熔炼完高铬合金后最好不要熔炼无铬或低铬合金，否则会造成 Cr203 脱溶使炉衬表面疏松、强度下降。高铝矾土炉衬与 C、Fe203、SiO2基本不反应,而与 ZnO 生成尖晶石与B203、P205、CaO生成难溶的铝酸盐。CaO、AL203、Fe203 复合作用对炉衬的侵蚀作用要比单独作用强一些。与 Na20、K20 作用生成易溶化的共晶体及化合物。故溶渣中 Na20、K20、CaO 对高铝矾土炉衬侵蚀较大，而石英砂炉衬对溶渣中的 MgO、Zn0、PbO、CaO、Na20、K20反应激烈更易造成炉衬的侵蚀，CaO、Si02、FeO复合作用形成易溶化合物，特别是ZnO、PbO对炉衬侵蚀极大。石英砂炉衬中 Fe203 含量要求严格控制、由机械破碎，研磨的石英砂( 碱性炉衬中的镁砂 )应严格磁选 , 否则会造成炉衬漏电，产生炉衬的烧穿事故。3、良好的抗蚀性能高铝矾土炉衬因其矿物组成主要是莫来石其次是刚玉及少量方石英和玻璃相，其化学稳定性高，在高温下呈弱碱性与AL、Mn、Fe、Si、Sn、Go、Cr、Ni基本不发生化学反应。与Zn、Pb、Mg、Ti等反应微弱与Cu反应较明显( 熔炼铜合金时 )。而石英砂炉衬与Al、Mg、Pb、Zn、Mn等均有明显反应。Zn、Pb ( 黄铜 ) 会使炉衬严重侵蚀，甚至常常在短时间内将炉衬烧穿，Al、Mg、Ca等均会使炉衬严重侵蚀。在熔炼低硅铸铁时，碳对炉衬的侵蚀，炉衬裂纹的扩展影响也较大。一般来讲高铝矾土炉衬比石英砂炉衬对合金的收得率高 1.4%, 而总烧损不可回收损失低 1. 4%。其原因是高铝矾土炉衬造渣作用小，液体不易氧化而且从渣中还原金属的反应较强。高铝矾土炉衬在 1500 ℃以上长时间保温对Cr、Ni、Al、Cu几乎没有烧损 ,1350 ℃以下C、Si无变化，1400 ℃-1500 ℃C、Si每小时烧损 0.04-0.06% ；Si每小时烧损 0.013-0.017%；1500 ℃保温 3 小时Mn的相对烧损仅为 2.7%。石英砂炉衬熔炼耐蚀铸铁时其元素烧损为：C 2.9%、Si 5.18%、Mn11.5%、Cr 1.16%、Ni0.12%、Fe0.8% 、S 0.38% 。对可锻铸铁其元素平均烧损为：C 2.9%、Si 8%、Mn 7%。对高强度铸铁元素烧损为：C 2%、Si 5.25%、Mn 5.09%、P 2.8%、Fe0.24% 、S9.2% 。由于高温下高铝矾土比镁砂更稳定，在一般条件下与Cr、C、Mn元素的作用较弱，故炉衬浸蚀轻微。由此可知，高铝矾土炉衬不仅适用于多种有色金属、普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。 三、高铝矾土炉衬的致密化烧结感应炉炉衬烧结的目的是把打结好的靠近 融熔金属一面一定厚度的耐火材料转变为致密体。只有致密化烧结的坩埚才能承受高温钢(铁)水的冲刷和熔渣的侵蚀。坩埚烧结的致密化程度与耐火材料的化学组成、粒度配比、烧结工艺和烧结温度等因素有关。1、粒度配比合理的粒度配比可获得烧结前的最小气孔率。如果粒度配比不合理，打结后炉衬内的气孔率较高。烧结过程是由颗粒重排、气孔充填和晶粒长大等阶段组成。如果气孔率较高，在烧结过程中难以使绝大部分气孔被充填而影响其致密化。另外，合理的粒度配比还可获得最大抗热冲击性。为兼顾低的气孔率和高的抗热冲击性，粒度的配比是：粗（3～5mm）：中（0.5～1mm）: 细（﹤0.1mm）＝60:10:30。2、粘结剂在高温下,少量的添加剂,与主晶相生成少量液相，可加速烧结过程的进行, 并能起到 -定的粘结作用。高铝矾土熟料中含有均匀分布的 Fe203、CaO、MgO、TiO2等微量杂质，在高温下它们与主晶相生成少量液相, 能够满足烧结过程中扩散传质的需要Fe203、CaO 和MgO在烧结过程中还是莫来石化的促进剂。故 -般情况下不需加入任何粘结剂。但对小容量感应炉,因打结完毕后胎具要取出,为防止烘烤过程骨料颗粒散落,故要加入1～1.5%工业硼酸 (H3B03 )。3、烧结温度由烧结机理可知，只有体积扩散才能导致坯体致密化。表面扩散只能改变气孔形状而不 能引起颗粒中心距逼近，因而不发生致密化过程。在高温烧结阶段主要以体积扩散为主，而在低温阶段以表面扩散为主。在坩埚的烧结过程中，如果在低温停留时间较长则不仅不发生致密化反而因表面扩散使气孔封闭，内部气体难以排出遗留在烧结层中。这样将会使坩埚的使用性能降低。通常取 Ts=0.8～O.9Tm (Ts为烧结温度 ,Tm 为熔融温度 )。从烧结理论上讲，在烧结过程中应尽快地从低温升到高温，以便为体积扩散创造条件。因此，采用高温短时间烧结是获得致密坩埚的有效手段。烧结温度一般控制在1450℃～1500℃较为合理，过高的烧结温度将导致晶界迅速移动而使处于晶界上的气孔来不及向外扩散就被包入大 晶粒内，其结果必然产生晶体缺陷。因此，必须控制烧结温度，使晶界缓慢移动，最大限度地消除气孔，从而获得较致密的坩埚烧结体。4、烧结工艺在烧结坩埚过程中的具体做法是：炉衬打结完毕后，自然风干24小时，以5～30% 的功率烘烤。间断送电让炉衬保持初期红色（≤500 ℃）, 直至烘干（4～5小时即可）。随之加入 1/3 的炉料并以大功率全负荷运行使炉料快速熔清，在熔化温度保温一小时。接着进入后期的熔炼工序。这就是所谓的低温烘烤、快速升温、高温短时间烧结的工艺措施。采用这一新工艺所用的时间仅为旧工艺的 2/3～1/2。省时省电操作方便且烧结良好。使用中未发现裂纹和其他不良现象。炉衬使用寿命可超过150炉次。最高可达 200 炉次。四、结论1、 适用于多种有色金属 , 普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。2、 用高铝矾土炉衬熔炼金属合金其元素烧损要比酸性、碱性炉衬低，不仅提高了合金的利用率，而且大大增强了抵抗合金、溶渣对炉衬的侵蚀能力。3、 耐热度高 , 寿命长，线膨胀系数小，仅是酸性、碱性炉衬的 1/2-1/3, 大大提高了炉衬在间歇生产生条件下的使用寿命。4、 高铝矾土炉衬的壁厚可做得较薄 , 在生产中几乎能超装一倍的金属炉料。5、炉衬采用低温烘烤、高温短时间快速烧结工艺，时间仅为原工艺的 2/3~I/2, 致密化速率为原工艺 的 2 倍以上。不仅节省了烘干烧结的时间， 而且也节省了电力。6、炉衬烧结良好、致密，使用中未发现裂纹和其他不良现象，高铝矾土炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达 200 炉次。参考文献1 李景仁。高铝矾土感应炉坩埚的致密化烧结。铸造 1991。32 詹国祥。熔炼络系铸铁的感应炉炉衬。铸造 1995。53 《熔模精密铸造》编写组。熔模精密铸造 国防工业出版社 19844Research and application of induction furnace lining of high bauxite(Baotou vocation technology college, Department of material engineering, Inner Mongolia Baotou 014030)SunMin WangShuTian ShiJiDongAbstract：Furnace lining of high bauxite have get high refractoriness, fine heat resistance, better resist press residues, and well resist corrosion .By means of Tight agglutination used for smelting of many kinds of non-ferrous metals, ordinary cast iron, cast iron with graphite, cast alloy iron, carbon and alloy steel, stainless steel and heat resisting steel. Alloy element loss by burning is lower in smelting; Furnace material can be loading one multiple. Techniques measures of hypothermia bake, quick lift temperature and short time high temperature tight agglutination are applied in Furnace lining. The life period of furnace lining usually are 150 times and200 times in max.Key words ：High bauxite; Furnace lining; Induction furnace; Tight agglutination

化学与人类的关系这样做嘛，应该是出现在化学系他们写的论文，如果你想要找的话，你可以到我们百度文库里面自己去搜索一下，应该会有很多你需要的。

摘 要：人类的生活离不开衣、食、住、行，衣、食、住、行离不开物质，任何物质与化学都有着千丝万缕的联系，因此化学与人类生活的关系十分密切，化学在人类的生活中发挥着不可估量的作用。认识和探究化学与人类生活的关系，明确人类对化学在农业、食品、能源、材料和医药等方面的有效利用，是更好地驾驭生活，提高生活质量，实现人类社会可持续发展的重要科学文化基础。关键词：化学与人类生活、密切关系、认识和探究中国科学院院长、著名化学家白春礼院士指出：“化学是研究物质的结构、性能和转化过程的科学，是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。对人类物质生活质量的不断改善发挥了不可替代的作用。”作为一门历史悠久而又富有活力的学科，化学与人类的生活有着直接而密切的关系，影响到我们生活的方方面面。充分认识这些关系，对于人类利用化学改造客观世界，创造美好生活，促进社会物质文化生活的可持续发展意义非凡。本文仅从一下几个方面认识和探究化学与人类生活的密切关系。 一、化学与农业的关系 人类对化学的认识和利用始于农业。两千多年前，人类就能够通过腐殖或燃烧植物获得肥料，通过用石灰对酸性土壤的改良，争取粮食的丰产丰收。20世纪初，人类发明了合成肥料，而后又创造了各种农药、高效饲料、肥料添加剂。特别是20世纪中叶，以土壤为基础，以植物营养为中心，以肥料为手段综合研究三者之间关系的农业化学的出现，将盆栽试验、田间试验、农业化学分析、作物营养诊断、同位素技术、仪器分析技术等化学技术应用于农业，开辟了农业生产的新天地。无论在任何时候，农业都离不开化学的支持。比如：要使农作物优质高产，就必须防治病虫害，防治病虫害在目前的条件下首选就是使用农药，而研制高效低残毒的农药必须应用化学知识。为了使农作物的果实色泽、大小、品质、风味及抗逆能力符合人们的要求，就必须对作物的生长发育过程实施人工调控，而植物生长调控剂的研究也需要化学。随着人们对生活品质的要求越来越高，对农产品的深加工，提高其附加值，便于人们对其营养成分的吸收，更是化学的功劳。 二、化学与食品的关系 食品中的三大主要营养素是糖、脂肪和蛋白质。在人体内，糖被氧气氧化后，产生足够的热量，供人们进行各种活动的需要；脂肪供给人体热量以维持体温；蛋白质是人类细胞原生质的组成部分，能够促进人体组织的生长和修补。除此之外，食品还含有多种维生素、纤维素、矿物质和微量元素，使人体得到均衡发展，增强抵抗力，抵御各种传染病。为了增强食品的营养成分，改善食品的品质，延长食品的保存期，人们往往要通过化学的手段，达到既定的目的。比如：生柿子含有鞣质，不仅涩口，还对胃肠有刺激。我们就可以把生柿子密闭在一个室内，增加室内二氧化碳的浓度，降低氧气的浓度。使生柿子在缺氧呼吸的条件下，内部产生乙醛、丙酮等有机物。而这些有机物能将溶解于水的鞣质变成难以溶解于水的物质，于是柿子吃起来没有涩味，又香又甜。在我们的生活中，制作糕点、馒头等的面团一般都要添加酵母或发醇粉进行发酵，使制成的糕点、面包疏松可口。这实质是在食品制做中应用了化学反应。酵母中的酶促进面粉中原含有的微量蔗糖以及新产生的麦芽糖发生水解；发酵粉受热时就产生出二氧化碳气体，使面制品成为疏松、多孔的海绵状。可以说没有化学就没有现代食品的色香味俱全。 三、化学与能源的关系 能源问题关系到一个国家、一个民族的长远发展。随着社会经济规模的不断扩大，以煤、石油、天然气为主的化石能源需求持续增加，给人类带来了巨大的能源压力，化学则提供了一些解决能源问题的途径。一是通过化学手段提高能源的利用率。包括：①提高石油的利用率。西德汉堡大学卡密斯库教授发现的一种新型石油化工催化剂——由钴化物和铝氧烷络合而成的固相钴催化剂，具有活性高、能迅速形成大聚合物链、可将丙烯或高级α—烯烃生成高分子量的无规聚合物、与淀粉或纤维素以及其他填料生成均匀聚烯烃复合材料、寿命长、易长期保存等优点，提高了石油化工装置的经济效益。②带动了新型煤化工。煤的直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术是将煤在450 ℃高温和10～30MPa高压下催化加氢，获得液化油，并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。也可以对煤间接液化。将煤气化并制得合成气(CO、H2) ，然后通过F - T 合成，得到发动机燃料油和其它化工产品。二是通过化学手段发掘新能源。包括：①燃料电池。将储存于燃料(H2、甲醇等) 中的化学能转化为电能。②开发金属氢化物中以原子形式存储的氢。③研制单晶硅、多晶硅和非晶硅系列太阳能电池。 四、化学与材料的关系 材料与粮食一样，是人类赖以生存和发展的物质基础。化学是新材料的“源泉”，每一种新材料的出现，都是人类文明的一件大事，也是化学学科的一件大事。早在2500年前，文明的祖先就开始了金属合金的研究，1965年在湖北望山一号楚墓出土的越王勾践的宝剑和青铜编钟，表明当时的铜合金技术已经达到非常成熟的境界。盛行于唐宋时期的唐三彩体现了化学工艺在陶瓷烧结中的高超造诣。现代工业中的钢铁冶炼技术，应用了化学中的氧化还原反应原理；金属防腐技术，运用了化学中的置换反应原理。20世纪中期科学家在电子信息材料的基础上实现了电子元件的大型集成化，为电子产品的微型化、智能化、低耗能、高品质创造了条件。21世纪，人类进入了纳米材料时代，比如由4.6%的光肽纤维、40.2%的竹纤维、37%的纳米硒纤维、18.2%的纯棉纤维科学配置成的纳米服饰就是化学在服装领域应用的新成果。这种纳米服饰抗菌、阻挡紫外线，还含有人体必需的、体内不能生成的以纳米硒为主体的多种微量元素，具有保肝护肝、预防多种疾病的功能。化学还广泛应用于现代建筑材料的研究，08年北京奥运会的“水立方”外层覆盖的蓝膜就是材质为“ETFE”（即“乙烯-四氟乙烯共聚物”）的环保节能透明膜。这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳，自清洁能力强，抗压能力强，且能起到遮光、降温的作用。 五、化学与医药的关系 化学是医药健康的基础。在中国，2000多年前人们就知道了在发生汞、铂、铬等重金属中毒时，利用牛奶、生鸡蛋白、豆浆等食物中丰富的蛋白质与重金属离子作用，减轻人体器官和血液的蛋白质发生沉淀，缓解中毒的毒性（《神农本草》）。现代医药（无论是中药还是西药）的研究几乎都离不开化学，化学遍及与医药相关的所有领域。许多医疗器材的工作原理与化学密切相关，供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧；大多数医疗习惯与化学有关，最常见的就是用酒精杀毒、灭菌。化学在医药领域最具影响力的莫过于青霉素的发明。当常规消炎药物对葡萄球菌感染束手无策时，英国细菌学家弗莱明培养这种霉菌进行了多次试验，发明了葡萄球菌的克星—青霉素。生物化学家钱恩、弗罗里、瓦尔特深化了青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化，使其抗菌力提高了几千倍同，并大规模生产出实用的青霉素。青霉素的开发成功，挽救了数以亿计人的生命。因此，弗莱明、钱恩、弗罗里、瓦尔特四人一起获得1945年的诺贝尔医学奖。目前，无数的化学家正在为人类和动物的健康从事药物化学研究，以化学为武器向癌症、艾滋病等不治之症发起冲锋。 当然，我们必须认识到，与如何事物一样，化学在人类生活中也表现出其双刃剑的属性。化学发展带来的最突出问题是对环境的污染和破坏，主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等。这些污染造成的恶果，关系到人类的延续和发展。我们应当认真研究化学这门科学，以环境保护和对人体安全无害为标准，选用无公害原料，采用无污染工艺，使化学更好地为我们的生产和生活服务。 参考文献： [1]王承静 把化学和生活联系在一起《中国教育发展研究杂志》2009年 第12期 [2]汪家全 浅谈化学知识与生活《成才之路·教育教学版》2011年第03期 [3]白春礼 化学创造美好生活——写在化学年百年纪念《知识就是力量》2011年

我有啊~~~你们班上学期没写过？？？你不会是要写社会实践吧？？？

关于航空绝缘电线耐动态切通试验影响因素的讨论论文

近年来，我国航空工业持续快速发展，航空用电线电缆的研发和生产也得到长足的进步。目前航空工业中的两大高端线种为辐照交联乙烯-四氟乙烯聚合物绝缘电线和聚四氟乙烯/聚酰亚胺复合薄膜绝缘电线，特别是后者，除了具有优异的电气、机械、耐化学性能外，更以外径小、质量轻等优点而受到市场的青睐。

SAE AS22759 系列产品标准是目前国际上通用的航空用电线产品标准，在其规定的聚四氟乙烯/聚酰亚胺复合薄膜绝缘电线的鉴定试验中包含一些特殊试验项目，其中一项为耐动态切通试验。该试验能模拟室温及工作温度下电线在机械挤压下的受损情况，以此评估电线的安全性能。

本文将描述航空绝缘电线动态切通试验，并就绝缘电线的导体、绝缘以及试验温度等因素对试验结果的影响进行分析。

1 试验介绍

1. 1 试验方法

动态切通试验应按照ASTM D 3032 中第22 章的规定进行，但是切刀端部钢针的直径改为( 0. 254 ± 0. 050 ) mm。

( 1) 试验设备。拉力试验机，上夹具固定标准切刀，下夹具安装一个样品支架，该支架包含一个水平的金属台面用以支撑试样。拉力机配备一个高温箱，高温箱的尺寸能够满足试验过程中拉力机的夹具在箱内正常移动，并将箱内温度控制在标准规定的范围内。此外，拉力机还应配备一个12 V( 直流或交流) 的检验电路，该检验电路两端分别连接试样的导体和标准切刀。试验过程中，当切刀将电线的绝缘切破并与电线的导体导通时，检验电路反馈至拉力机，使其自动停止试验并记录试验过程中的最大应力。

( 2) 试验步骤。将一端除去足够长度的绝缘电线放在样品支架上，切刀垂直于电线。导体和切刀与检测电路连接。启动拉力机，以5 mm/min 的速度向下移动切刀对试样进行挤压。当切刀切破绝缘并与导体导通时，停止试验并记录试验过程中的最大应力。每测完一个点，将试样向同一个方向旋转90°并向前移动25 mm，测试下一个点。每个试样需要测试8 个点，8 次试验的算术平均值为电线的耐动态切通试验结果。如果需要进行高温下试验，应在试验前将高温箱升至规定的温度并将试样和试验装置预热一段时间以达到热平衡。

1. 2 技术要求

SAE AS22759 系列产品标准规定了三个典型线规( 26 AWG、20 AWG 和16 AWG) 绝缘电线需要测试动态切通试验。根据导体种类的不同，最高试验温度可为( 260 ± 5) ℃( 最高试验温度为电线的额定工作温度) ，8个温度点下测量结果的算数平均值应不低于产品标准的规定。

2 机理分析

试验初期，受到切刀的挤压之后，绞合导体的单线之间产生位移变化甚至变形，为绝缘层提供缓冲，即挤压产生的应力被导体形变吸收。此过程中，虽然电线承受的应力逐渐增加，但是绝缘层并未受到明显的破坏。随着切刀的持续挤压，绞合导体的单线变形达到终点，无法再为绝缘提供缓冲，此时绝缘完全承受切刀施加的应力，迅速破裂从而失效。可以认为，电线的耐动态切通能力由两个分量组成，一个分量为绞合导体形变提供的缓冲应力; 另一个分量则是绝缘层自身承受的挤压应力。

对M22759 /87-20-9 电线( 20 AWG 线规，普通重量的镀镍铜导体) 进行动态切通试验，原始试样的绝缘厚度约为0. 2 mm，外径为1. 3 ～ 1. 4 mm。试验后，受挤压处电线被压扁至0. 4 ～ 0. 5 mm。可见在试验过程中，导体的变形是非常明显的，能够提供较大的缓冲应力。

试验初期，应力缓慢增长，绞合导体的单丝由于压力产生相互之间的位移变化。随着切刀的向下挤压程度的加深，曲线上出现一个波动，此时导体的绞合结构产生崩塌，单丝之间的变形基本结束，切刀挤压产生的应力急剧增加。导体形变结束之后，绝缘直接承受切刀的挤压，短时间内即被切破，从而试验终止。

3 影响因素

导体、绝缘( 包括绝缘的结构以及绝缘薄膜的厚度) 以及试验温度等因素均会对电线的耐动态切通能力产生影响。

3. 1 导体

导体形变提供的缓冲应力是电线的耐动态切通能力的重要组成部分。导体形变的影响因素包括导体结构、镀层厚度以及导体的材质。由于相同规格聚四氟乙烯/聚酰亚胺复合薄膜绝缘电线所用的导体结构基本一致，且过薄的镀层厚度对导体的机械性能影响较小，故导体结构和镀层厚度的影响基本可以忽略，对试验结果产生较大影响的因素主要为导体材质。

航空绝缘电线的导体可以是有镀层的铜导体和有镀层的铜合金导体。铜导体材质较软，在挤压情况下形变的程度更高，所能提供的缓冲分量也就越大，故铜导体电线耐动态切通的能力明显高于铜合金导体电线。对同一厂家生产的M22759 /86-20-9 电线( 20 AWG 线规，普通重量的镀银铜导体) 和M22759 /89-20-9 电线( 20 AWG 线规，普通重量的镀银铜合金导体) 进行动态切通试验，测试结果可知，相同的温度点下，镀银铜导体电线耐动态切通的能力明显高于镀银铜合金导体电线。随着温度的升高，二者之间的差异有被进一步拉大的趋势。

3. 2 绝缘

( 1) 结构

产品标准规定三个规格电线的绝缘绕包搭盖率在50. 5% ～ 54. 0% 之间，即电线的绝缘层大部分区域为2 层聚酰亚胺薄膜和2 层聚四氟乙烯薄膜组成，但是部分区域会存在3 层搭盖的现象。如果切刀与电线的接触点恰好为3 层搭盖区域，则该点测得的动态切通试验结果将明显高于2 层搭盖区域。虽然标准规定测完一个点之后，将试样向同一个方向旋转90°，并向前移动至少25 mm，但是该操作无法保证每个测试点绝缘薄膜厚度的均一性，进而导致不同点所测的动态切通试验结果具有较大的分散性。表2 列出了典型的M22759 /87-20-9 电线( 20AWG 线规，普通重量的镀镍铜导体) 的测试结果。从表2 可以看出，单个点的测试结果分散性较大，甚至可能出现两倍以上的差别。因此，标准规定每个电线均需测试8 个点，并取算数平均值，以此来降低数据偏差过大可能导致的试验误差。

( 2) 薄膜厚度

聚酰亚胺复合薄膜/聚四氟乙烯组合绝缘电线有轻型重量和普通重量两种类型，轻型重量电线所用的聚酰亚胺复合薄膜标称厚度为30 μm，而普通重量电线所用的聚酰亚胺复合薄膜标称厚度为50μm。聚酰亚胺复合薄膜越厚，能承受的机械应力越大，为耐动态切通试验提供的分量也更大。表3 列出了同一厂家生产的M22759 /86-20-9 电线和M22759 /91-20-9 电线( 20 AWG 线规，轻型重量的镀银铜导体) 的试验结果。可以看出，较厚的聚酰亚胺复合薄膜可以提高电线的耐动态切通能力。

3. 3 温度

航空绝缘电线需要测试高温下的耐动态切通试验。一般认为，随着温度升高，绝缘材料的强度下降，故随着温度的增加，产品标准规定的指标逐级降低。但对不同的电线，试验过程中可能存在不同的`结果: ( 1) 绝缘材料抗切刀切割的能力变弱，电线的耐动态切通能力随之下降; ( 2) 绝缘材料强度下降，对导体的束缚能力也有所降低。随切刀挤压，导体位移变化更加容易，导体形变终止之前可以提供更多的缓冲应力。在此情况下，随着温度升高，电线的耐动态切通能力反而会提高。

温度对电线耐动态切通能力的影响可以通过试验结果得到验证。铜合金导体电线，因为导体的刚性过强，形变能力较小，故电线的耐动态切通能力主要由绝缘的机械强度提供。在高温的动态切通过程中，虽然绝缘的束缚力降低，但是导体形变所提供的缓冲分量并无明显提高，而绝缘材料的机械强度则明显下降，导致电线的耐动态切通能力随温度升高而显著降低。铜合金导体电线，因为导体形变能力较大，随着绝缘的束缚力下降，导体形变更加容易，提供的缓冲分量更高，所以高温下测得的动态切通试验结果反而明显高于常温。

4 结束语

产品标准规定的技术指标和试验方法是电线电缆企业开发产品以及进行生产的重要依据。耐动态切通是考核聚四氟乙烯/聚酰亚胺复合薄膜组合绝缘电线性能非常重要的一项技术指标。

除了本文所讨论的导体材料、绝缘材料和结构、温度外，还有其他因素会影响到电线的耐动态切通能力。例如: 适当减少绕包过程中的绝缘薄膜张力可以降低其对导体的束缚能力，可以使得导体在试验过程中的变形更加容易，进而有效提高电线的耐动态切通能力; 但是过低的薄膜张力可能会损伤电线的其他性能，如绝缘剥离力、强迫水解、耐电弧等。因此，企业应通过大量的验证工作以确定合适的生产工艺，在不损伤其他性能的基础上，有效提高电线的耐动态切通能力。