陶瓷机械范文

导语：如何才能写好一篇陶瓷机械，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：转锈剂；锈蚀钢板；红外光谱

1 前言

世界上每年因腐蚀而报废的钢铁量占钢铁总产量的20%以上，而据我国有关部门不完全统计，我国因钢铁腐蚀所造成的损失大约为GDP的4%。为了减缓腐蚀的发生，最简单有效且经济的方法就是在钢铁表面采用防腐蚀涂料涂装。在陶瓷机械中，金属材料使用量也很大，而金属的腐蚀是金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。转锈剂的应用可以克服金属表面处理技术中施工对象所处的位置、施工对象的形状和尺寸大小（尤其是复杂的几何结构）等的不便，能使锈稳定、钝化或转化，使活泼的铁锈转变成无害的物质。它作用在锈蚀的金属表面，形成一个转化层，然后将涂料体系应用在该转化层上[1]；也可以先将其与涂料体系混合后刷涂于锈蚀的金属表面，使其在转变锈蚀的同时参与成膜[2]，以达到既除锈又保护的双重目的。

陶瓷机械处于高温、高湿、高酸等环境，防锈任务十分严峻。

2 实验

2.1 实验仪器和药品

2.1.1实验仪器

本实验所使用的主要实验仪器及其型号、产地见表1。

2.1.2实验药品

本实验所使用的主要原料的名称、规格和生产厂家详见表2。

2.2 实验方法

2.2.1转锈剂的制备

在四口圆底烧瓶中加入3，4，5-三羟基苯甲酸（没食子酸）、顺丁烯二酸酐、乙二醇及对甲苯磺酸，升温至回流温度；当反应物变透明后，恒温反应一定时间，将反应装置改变为蒸馏装置，将温度降至80℃；然后在0.08～0.09MPa真空度下抽除溶剂，得到产物。

2.2.2试片准备

本实验采用的试片为在自然环境下腐蚀生锈的钢板。电化学测量的试片除工作表面外，其余表面用环氧树脂封闭，环氧树脂固化按环氧树脂E44：丙二醇丁醚：乙二胺=40：4：2.8的比例（质量比）配制。

试片的处理过程：

（1） 用钢丝刷清洁试片表面，将浮锈和赃物除去，然后用棉布将试片表面粉末抹掉；

（2） 用去离子水冲洗试片表面，然后用电吹风将其吹干；

（3） 将合成的转锈剂用去离子水1：1稀释后，涂覆于试片表面，室温干燥3天后待测。

2.3 测试

2.3.1分子量测试

采用Waters公司的组合型GPC仪，以THF为流动相，流速为1mL/min，柱温箱温度为40℃。

2.3.2红外测试

液体样品的制备：将少量合成的转锈剂溶于四氯化碳，充分溶解后涂于溴化钾片上，待其成膜后进行测试（样品1）。

2.3.3电化学测试

采用上海辰华仪器有限公司的电化学工作站CHI660A进行测试。测量温度保持室温，工作液选用3.5%的氯化钠溶液。扫描率在0.5mV/s，扫描范围为-200～300mV。

2.3.4电子扫描电镜（SEM）

采用日本电子公司的JSM-6700F场发射扫描电子显微镜进行形貌测试。

3 结果与讨论

3.1 没食子酸与顺丁烯二酸酐比值（n值）的确定

3.1.1 n值对反应现象及转锈剂外观的影响

在转锈剂的制备过程中，n值对反应现象的影响较明显。当n值为1：2时，100℃下反应不到1h，反应物就由鹅黄色变透明，即反应接近终点；随着n值的逐渐增大，反应物变透明的时间逐渐增长，反应所需的温度也越高。当n值为2：1时，反应物要在115℃条件下反应5h，才开始变透明；而大于这个比值，反应物在更高温度下长时间反应也很难变透明，说明此时反应体系中没食子酸已经大大过量。表3为n值对外观的影响，由表可知，在合成转锈剂时，n值应小于2：1。

3.1.2 n值对产物分子量及其分布系数的影响

对不同n值得到的反应产物进行GPC测试，其分子量及其分布情况见表4。由表可知，随着n值的增大，产物的分子量相应减小，其分布系数D也略有变化。当n值为1.6：1时，分子量分布系数最小。

3.2 转锈剂的转锈效果分析

图1是未经转锈剂处理的锈蚀钢板（a1和a2）和经过转锈剂处理的锈蚀钢板（b1和b2）的表面形貌图，表5为不同点处的元素及其含量。从图1（a1）可以看出，钢板试样表面的铁锈主要为一些形状大小不一的块状结构和小的颗粒结构。表5对块状结构进行元素分析发现，其主要元素为Ca、O和C，说明块状结构可能是钢板表面未完全清除的污物。图1（a2）对小的颗粒结构进行放大处理，可以看到这些小颗粒是多孔隙的，这表明试样表面的锈蚀含有纤铁矿和针铁矿，其中以纤铁矿为主要成分。

经转锈剂处理的锈蚀钢板表面转化膜主要分为两个区（见图1（b1）），亮区和暗区，该现象产生的原因可能是钢板表面锈蚀不均匀。其中暗区是钢板上无锈蚀部位或锈蚀极少的部位，亮区则是锈蚀较多的部分。图1（b2）为对亮区放大的表面形貌，发现该区的锈蚀在转锈剂的作用下转化成片状结构的晶体，这些片状结构晶体相互重叠，紧密地覆盖在金属表面，可有效防止外层腐蚀介质到达金属基体表面产生腐蚀。

图2是与图1中#1、#2、#3处相对应的EDX谱图，其主要元素及含量见表5。由表可知，经转锈剂处理的锈蚀钢板表面与未经转锈剂处理的锈蚀钢板表面主要元素并没有发生变化，主要都含有C、O和Fe；但是经转锈剂处理后，C的含量明显增大，Fe的含量明显减小。由图2和表5可知，本实验合成的转锈剂可有效地转变锈蚀，且不含任何对环境有害的物质。

4 结论

（1） 在转锈剂的制备过程中，没食子酸与顺丁烯二酸酐比值（n值）为1.6：1时，反应时间较短，得到的产物分子量分布系数窄、水溶性好，其转化膜耐腐蚀性能佳。

（2） 转锈剂与铁锈反应可将铁锈中形状和排布不规则的纤铁矿、针铁矿和磁铁矿的颗粒转变成紧密排布的片状结构晶体，且该转锈剂不会给环境带来任何有害物质。

（3） 本实验制备的转锈剂含多酚结构，其转锈机理主要是多酚结构与锈蚀中的铁离子反应形成稳定的络合物，该络合物对底层金属起到保护作用。

参考文献

[1] Dario A Emeric.Protective coating for steel surfaces and method of application[J].USP 5011551， 1991，4.

[2] Adolf Heiss.Rust converting-and-inhibiting water-thinnable paint primer[J].USP 5476890， 1995，12.

[3] Favre M， Landolt D.The influence of gallic acid on the reduction of rust on painted steel surfaces[J].Corrosion Science， 1993， 34： 1481-1494.

[4] Favre M， Landolt D， Hoffman K， Stratmann M.Influence of gallic acid on the phase transformation in iron oxide layers below organic coatings studied with moessbauer spectroscopy[J].Corros，Sci. 1998， 40： 793-803.

[5] Rahim A A， Rocca E， Steinmetz J， Kassim M J， et al.Mangrove tannins and their flavanoid monomers as alternative steel corrosion inhibitors in acidic medium[J]. Corrosion Science， 2007， 49： 402-417.

[6] Collazo A， Nóvoa X R， Pérez C， Puga B.EIS study for the rust converter effectiveness under different conditions[J].Electrochimica Acta，2008， 53： 7565-7574.

[7] García K E， Morales A L， Barrero C A， Greneche J M.New contributions to the understanding of rust layer formation in steels exposed to a total immersion test[J].Corrosion Science， 2006， 48： 2813-2830.

[8] Rémazeilles C， Refait Ph.On the formation of β-FeOOH （akaganéite）in chloride-containing environments[J].Corrosion Science， 2007， 49： 844-857.

[9] Almeida E， Pereira D， Figueiredo M O， Lobo V M M， Morcillo M. The influence of the interfacial conditions on rust convertion by phosphoric acid[J].Corrosion Science， 1997， 39： 1561-1570.

[10] Arpad M Magyar.Rust converting and removing compositions[J].USP 4824589， 1989，4.

[11] Raman A， Kuban B， Razvan A.The application of infrared spec troscopy to the study of atmospheric rust systems-I. Standard spectra and illustrative applications to identify rust phases in natural atmospheric corrosion products[J].Corrosion Science， 1991， 32： 1295-1306.

篇2

关键词：加减速；施釉机械手；实时

1 引 言

目前，我国卫生陶瓷产品与国外的高档陶瓷产品相比较，釉面质量是最大的差距，如何提高釉面质量，是产品跻身于高档产品的重要措施。采用机械手施釉可使卫生陶瓷产品施釉高效连续化，并为提高施釉质量提供先进的控制手段[1]。

除了保证施釉机械手位置精度以外，定位时间也已成为衡量施釉机械手性能好坏的一个重要指标。施釉机械手对位置误差的精确控制是控制系统设计的关键，直线减速模式是最常用的一种减速模式。传统的直线加减速算法[2]有一定的局限性,即这种算法只能适应于加工长度固定的情况，并没有考虑加工长度是一个动态变化的情况，而机械手实际工作状态往往又是在连续手动方式下进行，其机械手的进给量是一个动态变化的过程，因此，若按照上述算法，“尾巴”现象仍会在减速区出现。另外，由于伺服电机存在一个“死区”[3]，当速度低于伺服电机的“死区”速度后，伺服电机将不再转动，又将导致位置误差。为了消除减速过程中出现的“尾巴”现象，提高位置精度，本文提出一种实时直线加减速算法，以传统的直线加减速算法相比，此算法不仅可消除减速过程中出现的“尾巴”现象，而且能使系统性能得到明显改善。

2实时直线加减速算法

2.1减速点的计算

插补系统是一个离散的采样系统，所以计算减速点需要采用离散的方法来求取[3]。假设Vmin为伺服电机的“死区”速度，根据（1）、（2）式可得到减速段的时间系数n。

通过（2）式求解得出n值。在离散采样系统中，n必须是一个整数，所以需要根据（3）式把n化成整数。

然后根据（1）、（2）、（3）、（4）式推出（5）式，算出减速点的距离[4] [5]。

2.2加速度的计算

假设ai为第i个插补周期加速度， Vt为第i个插补周期的速度，利用公式（6）、（7）可以实时求出在减速段每个插补周期的加速度值。

本算法的关键就在于抓住了减速区长度Sd是一个动态变化值，必须在每一个周期都重新计算加速度值，所以在减速区是一个变减速运动。

3 判断条件的设置

根据实验结果发现，通过计算减速点和加速度，还不能完全解决直线加减速的“尾巴”现象。所以在减速阶段设置一个判断条件：当剩下的距离小于或等于某个定值时，就在一个周期内匀速走完剩下的距离。

4 实时直线加减速算法的实现

4.1程序框图

图1给出了实时直线加减速算法的程序框图。其中L为剩下的距离，S0为一个周期走完的标准距离， V是当前速度，Vcmd是目标速度，S1是以初速度为零、给定的加速度匀加速至Vcmd的时间内所运动的距离。

4.2仿真与实验结果

为了检验所提出算法的有效性，由上海交通大学机器人研究所提供开发平台上进行实验。系统的硬件平台由ARM公司的PXA270作为中央控制器和基于DSP6713的插补运动控制器等几部分组成。在手轮方式下,采用两种不同算法进行对比实验，实验结果如表1所示。实验所采用的参数如下：匀速时的速度Vp＝120mm/s,最大加速度a=1500mm/s，

5 结束语

本文采用了一种实时直线加减速算法，提出了减速点计算和实时加速度计算的方法，在减速最后阶段以一个周期插补完为条件，实现精确定位，同时减少了定位时间。该算法消除了在任何模式下速段的“尾巴”现象。目前，上述理论方法开发的施釉机械手已经成功应用于广东西玉陶瓷有限公司施釉生产线上，经过一段时间的生产实践表明：该机械手施釉轨迹重复性好，容易保证釉层厚度均匀，釉面质量稳定，大大降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。

参考文献

[1] 汪用瑜，张淋.单片机在卫生陶瓷施釉机械手上的开发应用[J].

中国陶瓷，2009,45（3）：44-46.

[2] 李曦，唐小琦，陈吉红等.NC伺服的加减速控制算法的研究与

实现[J].机床与液压，2000,（3）：3-4。

[3] 陈友东，王田苗，魏洪兴.数控系统的直线和S形加减速研究[J].

中国机械工程，2006,（15）：1600-1604.

[4] Jae Wook Jeon.Efficient acceleration and deceleration technique

for short distance movement in CNC machine tools[J]. Electronics

Letters.2000,36(8)：766-768.

篇3

2、在沐浴完以后可以把水留在浴缸内或者是重新注水至最高喷嘴2寸以上的位置，接着再放入适量的低泡沫洗洁精和漂白粉静置10分钟左右。然后在把浴缸的水放掉，再用清水冲干净即可。

3、因为陶瓷浴缸是用来储水沐浴的，在使用中比较容易滋生细菌。所以在平时可以用开水来擦拭浴缸，但是只能用软的棉布来擦拭。

4、要经常对陶瓷浴缸的水垢进行处理，比如可以把柠檬切开后再沾上盐巴来进行擦拭，这样不仅不会损坏陶瓷釉面，而且还有很好的清洁效果。

篇4

同步圆筒式磁力联轴器，其结构如图1所示。内、外转子的圆周上布置有体积大小相同的小块永磁体，这些永磁体按南、北极交替均匀的周向排列。此种磁力联轴器运用了磁极之间同性相斥，异性相吸的工作原理。其工作过程为：电机驱动外转子旋转，外转子上的永磁体相对于内转子永磁体有一个转角，两组永磁体产生推拉磁力作用，在此磁力的作用下使内转子转动。此种磁力联轴器能够获得较高的输出扭矩，并且运行稳定，效率高，无需使用轴封，因此不存在泄漏问题，可以很好的应用到一些危险领域中。同步圆筒式磁力联轴器的研究已较成熟，并且已经产品化，得到了广泛应用，国内也已有很多生产同步磁力联轴器的企业。

异步平盘式磁力联轴器是一种涡流转动式磁力联轴器，其结构特点为安装磁体的元件为平盘结构，主、从动盘横向排列。此种磁力联轴器是由美国俄勒冈国家大学等于1995年开始开发和研究的，主要用于连接电机和负载，其传动效率较高。目前对此种联轴器的研究主要有采用层分析理论对此种磁力联轴器的磁场、扭矩和传递性能进行研究，并对此种磁力联轴器进行分析优化设计。近年，对此种联轴器的可调速型研究较多，发展也较迅速，已在生产领域得到了广泛应用。目前，吉林大学等已对此种磁力联轴器做了相关的研究，其中主要的研究类型有固定气隙式、延迟型、扭矩限制型等。

永磁体是磁力联轴器的重要构成部分，永磁体材料一般采用铁钕錋材料，此种永磁材料具有热稳定性差、高温会产生退磁现象。当磁力联轴器应用于需要输送高温介质的场合时，介质的高温以及涡流产生的热量达到永磁体的高温退磁温度时，就会影响磁力联轴器的输送扭矩及效率，并且减短磁力联轴器的使用寿命。这一局限性限制了同步磁力联轴器应用范围。江苏大学许士芬研究所为了解决同步磁力联轴器高温退磁的现象，拓宽磁力联轴器的应用范围，从结构、原理上进行改革，根据电磁感应原理，研制出了多种耐高温的磁力联轴器，其最大的结构特点是只在外转子上布置永磁体。以下介绍三种耐高温的异步圆筒式磁力联轴器。

鼠笼式异步磁力联轴器，其结构如图2所示。外转子上布置有永磁体，内转子的结构设计则是借鉴了异步电机的鼠笼式转子。由于结构的相似性，因此，它的工作原理也与鼠笼式异步电机的相似，即电磁感应原理。其结构特点是内转子的周向无永磁体，内转子由实心转子基体与端环以及导条组成，而只在外转子的周向布置有永磁体，并且用隔离套密封住泵输送的高温介质，使得外转子上的永磁体与高温介质无直接接触，若隔离套采用非导体材料制作，能隔绝或者减缓介质温度的扩散，从而降低了介质温度对永磁体高温退磁的影响，因此此种磁力联轴器对输送介质的温度没有严格的要求，它可用于输送高温介质的场合。

普通实心异步磁力联轴器，其结构如图3所示。其结构特点是内转子采用普通的实心转子，实心转子上无永磁体布置，而在外转子的周向均匀镶嵌有同等大小的永磁体，其工作原理为电磁感应原理。普通实心磁力联轴器采用实心转子具有启动性能好、结构简单、加工方便等优点，但是其电磁转矩、传动效率偏低，因此在此基础上提出了双层实心异步磁力联轴器。双层实心磁力联轴器在普通实心异步磁力联轴器的结构基础上，在内转子的表面增加了一层良导体，其工作原理与普通实心磁力联轴器基本一样。

双层实心异步磁力联轴器也具有启动特性好等特点。在普通实心异步磁力联轴器基础上改良的双层实心异步磁力联轴器，具有较高的传动性能，通过实验已经证明了其传递扭矩及传递效率明显高于普通实心异步磁力联轴器。

根据以上各类磁力联轴器的介绍，对同步圆筒式磁力联轴器与异步圆筒式磁力联轴器进行比较，总结如下：

（1）结构异同：前者内外转子上都布置有永磁体，后者只在外转子上布置有永磁体，即两者外转子结构相同，内转子结构不同。

（2）工作原理不同：前者根据永磁体同性相斥，异性相吸的原理工作；后者根据电磁感应原理工作。

（3）输送介质温度限制范围不同：在没有冷却装置以及特殊设计情况下，同步圆筒式磁力联轴器对输送的高温介质的温度高低限制较大，而异步圆筒式磁力联轴器对介质的温度高低限制较小。

（4）产生涡流的位置不同：前者只有隔离套上存在涡流，而后者在内转子及隔离套上都存在涡流。

（5）实用性：前者因传动效率高目前已广泛应用于各个领域，而目前开发的异步圆筒式磁力联轴器虽已具备了实用化的条件，但其传动性能还稍逊于同步圆筒式。

将异步圆筒式磁力联轴器与异步平盘式磁力联轴器进行比较：

（1）结构不同：前者为圆筒式结构，内外转子之间由隔离套隔开；后者为平盘式结构，两侧转子之间无隔离套隔开。

（2）工作原理相同：两种磁力联轴器都是根据电磁感应原理工作。

篇5

[关键词] 急性冠脉综合征；PCI；上消化道出血；因素分析

[中图分类号] R473.5 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2017）01（b）-0065-03

[Abstract] Objective To analyze the upper gastrointestinal hemorrhage risk factors of patients with acute coronary syndrome after the PCI operation. Methods Group selection 474 cases of operative patients with ACS and PCI operation in the department of cardiovascular medicine in the Qilu Hospital of Shandong University from January 2013 to May 2016 were retrospectively analyzed and the patients with gastrointestinal hemorrhage were included as the case group（194 cases）， and the other were included as the control group（280 cases）， and the factors were analyzed. Results The incidence rate was 40.93% （194/474）， and the age， peptic ulcer history， joint anticoagulant， nonsteroidal antiinflammatory drugs and drinking history were the independent risk factors， and the difference had statistical significance（P

[Key words] Acute coronary syndrome； PCI； Upper gastrointestinal hemorrhage； Analysis of factors

ACS是一N常见心血管急症，PCI是治疗ACS的重要方法，成功率在95.00%以上[1]。上消化道出血是ACS患者PCI术后常见并发症，与术后心律失常、心力衰竭等心血管事件关系密切，是患者住院死亡的重要原因之一[1-2]。分析ACS患者PCI术后上消化道出血危险因素，分析其临床特征，对于该并发症的防治具有重要意义。2013年1月―2016年5月，医院介入科共收治ACS并采用PCI手术治疗患者474例，以此作为研究对象，分析消化道出血危险因素、临床特征，总结防治经验，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

整群选取该组474例为研究对象，其中男362例、女112例，年龄38～86岁，平均（70.0±7.5）岁。纳入标准：①临床资料完整；②术前凝血功能正常，无手术禁忌证；③术前3个月无消化道出血病史，无胃部手术史；④术前未合并心房颤动等需服用华法林等抗凝药物的疾病。

1.2 方法

采用回顾性分析方法，将发生消化道出血患者纳入病例组，余者纳入对照组，进行因素分析。

1.3 统计方法

采用SPSS 18.0统计学软件进行数据处理，计量资料以均数±标准差（x±s）描述统计，服从正态分布组间比较采用t检验，计数资料以[n（%）]描述统计，组间比较采用χ2检验，以P

2 结果

2.1 消化道出血基本情况

共出现上消化道出血患者194例，发生率40.93%。发生在术后2 h～6 d，平均（5.6±1.4）h。在24 h内患者164例，占84.54%。34例（7.17%）患者同时伴血量过多症状表现。21例（4.43%）输血治疗。活动性出血控制时间（4.4±2.5）h。

2.2 消化道出血危险因素

2.2.1 单因素分析 计数资料单因素分析显示，病例组与对照组多支病变、合并原发性高血压病、消化道溃疡、吸烟等比重差异有统计学意义（P

计量资料单因素分析显示，病例组年龄、手术时间、使用抗凝药物天数、入院血小板计数分别为（72.3±11.5）岁、（79.4±53.1）min、（4.4±3.1）d、（220.3±54.0）高于对照组（68.4±11.2）岁、（67.2±31.9）min、（3.2±3.4）d、（208.1±48.3），差异有统计学意义（r=2.567、2.361、1.861、14.317，P0.05）。

2.2.2 多因素Losgtisc回归性分析 多因素Logistic回归分析，结果显示，年龄[OR=1.174，95%CI（1.476～1.752）]、消化道溃疡病史[OR=3.476，95%CI（1.462～20.576）]、联合抗凝剂[OR=1.472，95%CI（1.874～6.271）]、非甾体抗炎药物[OR=2.064，95%CI（1.980～6.236）]、饮酒史[OR=1.475，95%CI（1.554～7.160）]成为独立危险因素，差异有统计学意义（P

3 讨论

3.1 ACS患者PCI术后合并上消化道出血基本情况

该组对象ACS患者PCI术后合并上消化道出血发生率约为发生率40.93%，其它学者调查统计约为50%左右[2-3]。从发生的时间来看，多见于PCI术后24 h内。该组对象发生在术后2 h～6 d，平均（5.6±1.4）h，即一周内均可出现出血，在24 h内患者占84.54%（164/194）。在PCI术后早期留置胃管，进行胃酸检测有助于及早发现诊断出血。该次研究中，严重出血表现发生率7.17%（34/474），输血治疗率4.43%（21/474），绝大多数患者出血较少，易于控制，发现处理较及时。

3.2 ACS患者PCI术后合并上消化道出血危险因素

该次研究显示，ACS患者PCI术后上消化道出血危险因可分为原发病、用药、季节、既往治疗情况、病情、年龄等几大类，与溃疡合并上消化道出血危险因素较类似[3]。有报道显示糖尿病、大剂量应用阿司匹林是主要危险因素[4]。该次研究未得出类似的结论，研究中出血者大剂量应用阿司匹林占5.67%，未出血者占6.43%（χ2=0.115，P=0.735>0.05）。可能c大剂量应用阿司匹林患者较少、药物管理水平较高。董干等尝试采用CRUSADE评分系统预测PCI术后消化道出血发生率，结果信效度较好，今后也有必要构建地区医院消化道出血预测指标系统[5-6]。从多因素分析来看，年龄、消化道溃疡病史、联合抗凝剂、非甾体抗炎药物、饮酒史成为独立危险因素（P

3.3 小结

ACS患者PCI术后合并上消化道出血风险较高，需做好术后早期病情观察、指标监测，积极预防性用药，慎重应用可能增加出血的药物，及早诊断。

[参考文献]

[1] 卫生部心血管病防治研究中心.中国心血管病报告2014-2015[M].北京：中国大百科全书出版社，2016：1-2.

[2] 黄伟杰，肖文星.PCI术后上消化道出血的研究进展[J].实用心脑肺血管病杂志，2012，20（7）：1253-1254.

[3] 李晓.消化性溃疡合并上消化道出血的影响因素分析[J].临床合理用药，2014，7（4）：12-14.

[4] 孙滨，季和平，王辉，等.阿司匹林在社区心脑血管血栓性疾病中的应用现状及影响因素分析[J].中华脑血管病杂志：电子版，2013，7（6）：319-320.

[5] 董干，裴小锐，，等.CRUSADE评分系统在PCI术后上消化道出血基线评估中的价值[J].西南国防医药，2011， 21（2）：146-149.

[6] 牛丽红. 急性冠脉综合征患者合并上消化道出血的临床护理分析[J]. 中西医结合心血管病电子杂志，2015（29）：187-188.

篇6

关键词　压电陶瓷，大功率，低损耗

1压电学的发展

19世纪80年代居里兄弟在石英晶体上发现压电效应，美国、日本和前苏联于二战中期几乎同时发现钛酸钡（BaTiO3）具有高介电常数。1894年沃伊特指出[1]，32种点群中仅无对称中心的20种点群的晶体才可能具有压电效应。这20种点群晶体，只要是绝缘体都是压电体，而其中具有单一极轴的10种点群压电晶体中某些压电晶体在一定的温度范围内能自发极化，其自发极化方向因外电场方向反向而反向，晶体的这种性质称为铁电性，具有该特性的物质称为铁电体。不久之后，于1947年发现了钛酸钡的压电性，并成功研制出钛酸钡压电陶瓷，美国于1954年公布了压电体锆钛酸铅Pb(Zr,Ti)O3（即PZT），实现了压电陶瓷发展史上的巨大飞跃。

2压电材料的体系结构

压电材料的体系结构[2]如图1所示。其中钛酸铅的居里温度为490℃，温度稳定性好；介电常数εTr小，适于高频下工作；Kt/Kp值大，可以有效抑制横向寄生模式的干扰，提高器件的工作效率，适合多层压电降压变压器的制作，但其压电性能d33、Kp较低。

锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷具有表4所示的优良性能，但机电耦合因素Kp和机械品质因素Qm难以实现双高[3]。PZT基的三元系压电陶瓷具有烧结温度低、气孔率小及微观结构均匀致密的特点。对它的研究主要包括两方面：一是在准同型相界附近找到合适的锰、锑、锆、钛的比例[4]；二是进行掺杂取代改性。这方面的研究有稀土元素(Lu2O3，CeO2，Yb2O3，Eu2O3等)掺杂、NiO、Fe2O3、Nb2O5等掺杂，还有Sr2+，Mg2+等取代[5]。

3压电陶瓷的应用分类

压电陶瓷的应用可分为两大类：压电振子和压电换能器。

3.1 压电振子的应用

压电陶瓷作为压电陶瓷振子的应用如表2所示，它利用压电振子本身的谐振特性，将电能转换为振动的机械能。

（1） 陶瓷压电变压器

陶瓷变压器属于压电陶瓷振子的一种，其输入压电陶瓷片的电振动能量通过逆压电效应转换成机械振动能，再通过正压电效应转换成电能，在能量的这两次转换中实现阻抗变换，从而在陶瓷片的谐振频率上获得高的电压输出，它要求材料具有较高的径向耦合系数Kp、机械品质因数Qm；低的介电损耗；压电、介电、弹性等性能参数具有较好的频率、温度、时间稳定性。

压电变压器与传统电磁变压器相比，具有体积小、质量轻、无电磁噪声、高升压比、高能量密度、高效率、耐高压高温与短路烧毁、耐潮湿、节约有色金属等优异性能，特别适应电子电路向集成化、片式化发展的趋势[6]。随着IT产业的快速发展，压电变压器已广泛应用于笔记本电脑、数码相机、掌上电脑、移动电话、传真机、复印机等电子信息类产品。最大能量转换效率大于95%、最大能量密度大于57.3W/cm3的压电变压器已有报道[7]。

（2） 陶瓷滤波器

陶瓷滤波器在交变电场作用下，压电陶瓷振子会产生机械振动，当外加交变电场增加到最小阻抗频率(fm)时，振子的阻抗变得最小，输出电流最大。当频率继续升高达到最大阻抗频率(fn)时，振子阻抗变得最大，输出电流最小，由此实现滤波功能。其制备材料要求各个参数的经时稳定性和温度稳定性要好，材料的机械品质因素要高、介质损耗小，机电耦合系数Kp能按滤波器对带宽的要求而定。

压电振子和压电变压器等器件在大功率工作状态下往往会因谐振时振动幅度大而引起应力破坏，振动时间长则会导致疲劳性破坏；振动时由于内摩擦和介质损耗产生的大量热而带来性能的恶化[8]，这就要求相应的压电陶瓷材料具有高的力学强度、低的介电损耗。

3.2 压电换能器的应用

如表3所示，压电换能器主要利用正逆压电效应进行机械能和电能的转换。

（1） 超声马达

压电陶瓷换能器是超声马达的核心，对于工作在谐振状态的超声马达来说，要求压电陶瓷材料具有高 Qm和较小的 tanδ以提高器件的效率和降低发热；具有尽可能大的 Kp和d33，以实现低电压驱动和大的输出力矩[10]。此外，宽响应频率、高居里点、良好的时间和温度稳定性也是它高效工作的需要。国内外基本上都采用大功率压电陶瓷材料，如PZT-4、PZT-8、PCM-5、PCM-80、PCM-88制备超声马达，其材料性能如表4所示。

（2） 水声换能器

制备水声换能器的材料，除了要满足换能器的一般性能要求外，还应具体考虑换能器属于接受型、发射型还是接受发射型，以满足不同的具体要求。例如对于接收发射一体的换能器材料则要求高Kp值与适中的Qm和ε值；对接受型来说，要求压电常数g33或g31大，机电耦合系数Kp要高，材料的Qm较低以利于展宽接收频率范围，但太低Qm的值会使机械损耗增加，降低接收灵敏度；对于发射型，还要求强场下的介电损耗要小，Qm要大，压电性能不能衰退。

PZT压电陶瓷作为水声换能器的换能材料仍占首位，我国声学研究所研制的PZT压电陶瓷，常用的型号为PZT-4、PZT-5和PZT-8，如表4所示。PZT-4因具有较好的激励特性，可制备收发兼用的水声换能器；PZT-5较高的介电常数和机电耦合系数多用于接收型；而PZT-8因其突出的高激励特性而常用于大功率发射型。

4大功率压电材料及器件的研究现状及方法

4.1 大功率压电材料研究现状

至今大功率压电陶瓷材料的三元系列有几个较为成熟的系列：铌镁锆钛酸铅系，其特点为高Kp、介电常数、Qm和较好的稳定性；铌锌锆钛酸铅系，其特点是较优的稳定性、致密性、绝缘性、压电性。碲锰锆钛酸铅系，其特点是其压电性受机械应力和电负载的影响小。锑锰锆钛酸铅系，其特点是Kp和Qm都高，谐振频率受时间和温度的影响小。

而对大功率而言，往往要求PZT陶瓷具有高的介电常数、高的Qm等，故为了寻求更高性能的压电陶瓷材料，人们通过在PZT的基础上添加第三、第四组元制成了三元系、四元系压电陶瓷。1965年，日本松下电气科研人员首先成功制造了三元系压电陶瓷Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PZT (PCM)[12]，它的性能比二元系PZT更加优越，且可通过在PCM中添加MnO2，NiO，CoO，Fe2O3，Cr2O3等改善PCM的烧结性、介电性、弹性性能和机械品质因素等。通过对三元、四元系PZT基压电陶广泛的探索研究表明：四元系压电陶瓷具有高εr 、高机械强度、低损耗、低劣化、低烧结温度、稳定性好、工艺性好等优点[5]。所研制的四元系列具有高Kp、高Qm、高εr、高压电常数、高矫顽场Ec和高机械强度的特点，并且容易烧结，压电常数、耐劣化性好。

如： Pb(Mn1/3Nb2/3)A(Zn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Mg1/3Nb2/3)A(Mn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Li1/2Nb1/2)A(Mg1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Sn1/3Nb2/3)A(Zn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

然而在大功率应用中，依然会产生众多的问题，主要有：谐振频率的漂移；Qm的降低；发热带来的机电耦合系数的减小和热稳定性变差。其中的热产生，会带来升温，当温度上升到一定值时，将使材料去极化，使材料的压电介电体系完全失去功效。故制备介电损耗低、Qm大的硬性材料在大功率器件中尤为重视。

4.2 大功率压电材料的研究方法

4.2.1 掺杂改性

掺杂改性是探索高性能压电材料的有效手段，它们主要通过取代离子的半径和价态的差异来影响材料性能的，如表5[13]所示。

锰是一种常见的硬性掺杂物，它作为稳定性材料，可以大大改善材料的抗老化性能，提高材料的机械品质因数(Qm)，因而是大功率压电功能材料中最常用的添加元素之一[14]。Y.-H.Chen[15]报道，适量的Mn掺杂可显著地提高Qm，但同时降低了Kp。

PMN-PZT材料中掺入CeO2制备压电陶瓷材料，结果表明CeO2的加入，减小材料的晶胞参数，提高材料的机械品质因素Qm和机电耦合系数[16]。而在PMN-PZT材料中加入微量的PNN固溶体，不但可提高材料的相对介电常数和机电耦合系数，还可以降低材料的烧结温度，如Yoo J H等研究出用于驱动28W荧光灯的PNN-PMN-PZT四元材料体系[17]。

通过添加掺杂离子取代A位的Pb或B位的Zr、Ti来改善相应的介电性能和压电性能，如PNW-PMS-PZT系材料中适当调整B位离子和锆钛比可得到性能如下的压电陶瓷：εr=2138、tanδ=0.58%、Kp=0.613、Qm=1275、d33=380pC/N、Tc＝205℃，适于大功率压电器件的制备[5]。

4.2.2 开发新的材料体系

压电单晶在某些方面具有优异的性能[18]，如已发现并研制出的Pb(A1/3B2/3)PbTiO3单晶(A=Zn2+,Mg2+)，其d33max=6000pc/N(压电陶瓷的d33max＝850pC/N)，K33max＝0.95(压电陶瓷的K33max=0.8)，其应变＞1.7%，几乎比压电陶瓷应变高一个数量级，储能密度高达130J/kg（压电陶瓷储能密度小于10J/kg）。压电复合材料在水声换能器方面得到了较好的开发，如PVDF与铅基压电材料相比，除了高的g33外，制备的换能器更易于安装。

铅基压电材料的多元复合也是一种开发新的材料体系的方法。大功率压电材料如果有大的介电常数，则有利于输出较大的功率[19]，而作为一种高介电常数、低烧结温度的驰豫铁电体P(Ni1/2W1/2)O3(PNW)，将它作为第四组元加入到PMS-PZT，可得到了高介电常数材料PMS-PZT-PNW；同时，加入PNW还能起到降低烧结温度的作用。

铌镁锆钛酸铅PMN-PZT是典型的“软性材料”，其Kp可达0.72，机械强度高，抗张强度在500MPa以上，压电性能稳定[20]；而铌锰锆钛酸铅PMnN-PZT是典型的“硬性材料”，其特征Qm可达6000。谭训彦等综合了二者的特点，研制得到的PMMN-PZT四元系压电陶瓷材料，其Kp=0.518，Qm=3887，tanδ=0.71%，εT33/ε0=701，d33=203pC/N，主要性能与PZT-8接近，基本上满足压电变压器的要求。

4.2.3 探索新的制备工艺

溶盐合成法(MSS)能在保证较优性能的情况下，降低PZT基烧结温度[21]。加入低温共烧助剂能保证较好的压电介电性能[22]。湿化学法[23]得到亚微米粉体；一步合成法较两步合成法好，能得到微细晶粒的材料结构，从而有利于提高材料的机械强度[24]；文献表明较长的球磨时间带来粒径的减小，能得到更好的材料性能，即高振动速度和低发热[25]；热压成形能得到较高的致密度，形成致密的晶界，有利于制备出高Qm的压电材料，同时探索最佳的烧结工艺也是十分有效可行的方法[26]。在烧结气氛方面，F.Xia[27]等报道了1mol%的PbO过量可消除烧绿石相并补偿烧结时候的PbO损失，从而有利于优良介电压电性能的获得。

理论分析表明[28]，压电变压器在工作时本身所受到的机械应力是制约其工作效能的主要因素，所以材料的机械强度要特别高。为了满足这一要求，应选择微细晶粒的材料。适当的“辅加元素”，如锶、铈、铬等，有利于得到细晶的陶瓷。微晶(0.2～2μm)陶瓷不易开裂，而晶粒尺寸大于10μm的陶瓷易开裂[29]，陶瓷晶粒尺寸的减小，从而晶界面积增大，有利于提高抵抗应力的能力，无论低电场还是高电场下，晶粒尺寸对损耗和发热都有作用[30]。

压电变压器已用于个人数字助理器的液晶显示驱动电路，因为PMN-PZT系列具有较高的Qm，而加入PbNW来提高其介电常数，用Nb2O5来提高陶瓷密度和晶粒细化，因为细微晶粒的材料，可使其机械强度提高一倍，由(Pb0.94Sr0.06)[(Ni1/2W1/2)0.02(Mn1/3Nb2/3)0.07(Zr0.51Ti0.49)0.91]O3+0.5wt%PbO+0.5wt%Fe2O3+0.25wt%CeO2+0.3%wt%Nb2O5的配方制备成Rose型，改变负载电阻和驱动频率[6]。当驱动频率为214.4kHz、输入电压为31.78V、输入电流为21.1mA时，变压器输出端的电压为293.2V，电流为2.2mA，能量效率达96.2%，同时变压器只出现3.6℃的温升。其性能如下：介电常数为1704，Kp为0.55，Qm为2041，晶粒尺寸为2.50μm，密度为7.71g/cm3。

5结语

压电陶瓷今后要解决的问题是实现大功率、高效率、高可靠性，为此，需要进一步研究压电陶瓷的组成、结构和制备工艺。锆钛酸铅以其优良的介电压电性能在一定时期内仍将被研究和应用，其掺杂改性、新体系的探索和制备工艺的改进仍将是其优良特性发掘的有效手段。

参考文献

1 G.H.Haertling.Ferroelectric Ceramics[J].J.Am.Ceram.Soc.,1999,82:797～818

2 靳洪允.泡沫陶瓷材料的研究进展[J].陶瓷科学与艺术,2005,3:33～36

3 Kenji M,Daisuke Mabuchi,Takahiro K,et al.Effect of adding various metal oxides on low-temperature sintered Pb(Zr,Ti)O3 ceramics[J]. Jpn J Phys,1996,35(9B):5188～5191

4 张福学，孙 康.压电学[M].国防工业出版社，1984

5 Hong-liang Du,Shaobo Qu,Jun Che,et al.The effect of composition on microstructure and properties of PNW-PMS-PZT ceramics for high-power piezoelectric transformer[J].Materials Science and Engineering A, 2005,393:36～41

6 Lakhoon Hwang,Juhyun Yoo,Eunsung Jang,et al.Fabrication and characteristics of PDA LCD backing driving circuits using piezoelectric transformer[J].Sensors and Actuators A,2004,115:73～78

7 Jinlong Du,Junhui Hu, King Jet Tseng.A plate-shaped high power-density piezoelectric transformer with dual outputs [J].Ceramics International 2004,30:1797～1801

8 Gae-Myoung Lee,Byoung-Hyo Kim.Effects of thermal aging on temperature stability of Pb(ZryTil-y)O3+x(wt%)Cr203 ceramics[J].Materials Chemistry and Physics,2005,91:233～236

9 张卫珂，张 敏，尹衍升等.材料的压电性及压电陶瓷的应用[J].现代陶瓷技术,2005，1:38-41.

10 Lin Shuyu.Load characteristics of high power sandwich piezoelectric ultrasonic transducers[J]. Ultrasonics,2005,43:365～373

11 曾台英，贾叔仕.水声换能器及其研究和发展[J].2002,11:46～48

12 Vladimir K,Carlos,Jaroslav B,et al.Efect of PMN modification on structure and electrical response of xPMN-(1-x)PZT ceramic systems[J].J.Ceram.Soc,2003,23:1157～1166

13 Hwang S M,Yoo J H,Hwang J H,et al.Piezoelectric and dielectric properties of Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3 ceramics for piezoelectric transformer[A].Applications of Ferroelectrics (ESAF2002) 2002 Proceedings of the 2002 13th IEEE International Symposium [C].2002:367～370

14 Yu-Dong Hou,Man-Kang Zhu, et al.Piezoelectric properties of new Mn02-added 0.2 PZN-0.8PZT ceramic [J].Materials Letters,2004,58:1508～1512

15 Y.-H.Chen,S.Hirose,D.Viehland,et al.Jpn.J.Appl.Phys,2000,39 :4843～4852

16 Yoo J.H,Yoon H.S,Yoon K H,et al.Piezoelectric characteristics of PMN-PZT ceramics for piezoelectric transformer[A].Ultrasonics Symposium 1998 IEEE Volume 1[C].1998:981～984

17 Juhyun Yoo,Kwanghee Yoon,et al.Eelectrical characteristics of high power piezoelectric tranformer for 28W fluorescent lamp[J].Sensors and Actuator A,2001,90:132～137

18 刘光聪.压电陶瓷材料的新近走势[J].通用元器件,2001,6:41～43

19 Yoo J.H,Lee Y W,Yoon K H,et al.Microstructural, electrical properties and temperature stability of resonant frequency in Pb(Ni1/2W1/2)O3-Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3 ceramics for high-power piezoelectric transformer[J].Jpn Phys Part1,2001,40(5A):3256～3259

20 田中哲郎等编,陈俊彦,王余君译.压电陶瓷材料[M].科学出版，1982

21 Zupei Yang,Yunfei Chang,Ximei Zong,Jiangkun Zhu. Preparation and properties of PZT-PMN-PMS ceramics by molten salt synthesis[J].Materials Letters,2005,59:2790～2793

22 Cheng Liang Huang, Bing-Huei Chen,Long Wu. Variability of impurity doping in the modified Pb(Zr,Ti)O3 ceramics of type ABO3[J].Solid Statc Communications,2004,130:19～23

23 Kui Yao,Xujiang He,Yuan Xu, Meima Chen. Screen-printed piezoelectric ceramic thick films with sintering additives introduced through a liquid-phase approach[J]. Sensors and Actuators A,2005,118:342～348

24 李建华，孙清池.合成工艺对五元系压电陶瓷性能的影响[J]. 压电与声光,2006,28(2):249～252

25 Baoshan Li,Guorong Li,WangZhong Zhang,AiLi Ding.Influence of particle size on the sintering behavior and high-power piezoelectric properties of PMnN-PZT ceramics[J].Materials Science and Engineering B,2005,121:92～97

26 Z.G.Zhu, B.S.Li,G.R.Li,W.Z.Zhang,Q.R.Yin. Microstructure and piezoelectric properties of PMS-PZT ceramics[J]. Materials Science and Engineering B, 2005,117:216～220

27 F.Xia,X.Yao.J.Mater.Sci.2001,36: 247～253

28 Anita M.Flynn. Fundamental limits on energy transfer and circuit considerations for piezoelectric transformer[C].IEEE Ultrsonics Symposium,1998: 1463～1471

篇7

关键词 氧化物；陶瓷；铁基；复合材料；润湿性

中图分类号TF12 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0135-02

0引言

氧化物陶瓷/铁基耐磨复合材料，氧化物陶瓷的特性有机械强度高、耐磨性能好、耐腐蚀性好、热稳定性好，缺点是易碎裂、不易加工、骤冷骤热性能不良。金属合金材料加工性能好、韧性好，但耐磨性能不良。如何把陶瓷的优良特性与金属合金材料优良特性结合起来，扬长避短，国内外都做了大量的研究与实践。因此，具有陶瓷的优良特性及耐磨性能，又具有金属材料的优良特性的耐磨复合材料被广泛应用于各种耐磨领域。这就需要把陶瓷与金属复合到一起，但现有的生产制作工艺复杂，对工艺装备要求高，生产成本居高不下，很难被多数生产企业采用，因此，我们要研究一种生产工艺来降低生产成本，能让多数普通企业能用上高硬度、高强度、高耐磨性、高韧性的复合材料。

1背景

磨损是零部件失效的一种基本类型，普遍存在于冶金、矿山、电力、机械、国防、军工、航空航天等许多工业部门，这造成了材料的极大浪费和能源的巨大消耗。据不完全统计，目前国内每年消耗金属耐磨材料高达600万吨以上。以上数据可知，提高机械设备及零部件的耐磨损性能，可以大大减少能源消耗，提高生产效率。众所周知，陶瓷具有很高的耐磨损性能，而金属具有良好的韧性。这些性能很难在同一材料中协调一致，为了解决这一矛盾，使用氧化物陶瓷铁基耐磨复合材料是较好的选择。

2现行生产工艺

现行生产工艺有几大类：1）将制备好的氧化物陶瓷颗粒与自熔性金属合金粉末混合后（按一定比例）用油压机或等静压压制成工艺所需的形状，用高于自熔性金属合金熔点的温度下，进行烧结；2）将制备好的氧化物陶瓷颗粒与自熔性金属合金粉末混合烧结，是利用自熔性金属合金与氧元素结合能力的差异，将金属从其氧化物中置换出来，形成氧化物陶瓷/铁基耐磨复合材料；3）将自熔性金属合金熔液熔渗到陶瓷预制体多孔之中。上述方法只能生产小型复合材料块，无法将复合材料复合到需要耐磨的部位，运用到矿山机械、粉碎设备上难度很大。此工艺经济性稍差。

3研究方向

氧化物陶瓷铁合金复合材料性能优良，但与大型结构件复合复合困难，制备过程比较复杂。虽然，现有工艺解决了一些问题，在制作单个氧化物陶瓷铁合金复合材料上等研究取得了一定的进展，在实际应用领域但仍未开发出适合实际的产品。因此，需要研究开发出适合的新型制备工艺。我们主要研究方向是如何将复合材料复合到需要耐磨的部位，运用到矿山机械、粉碎设备上，重点在能降低成本、实现大规模生产进行研究探讨。

4实施方法

1）合金耐磨预制件制成工艺：将氧化物陶瓷颗粒与自熔性合金粉末按比例用机械进行充分混合，依据用户产品结构不同设计不同的模具，在油压机下将合金耐磨预制件压制制成特定形状，如柱状、条状、块状、蜂窝状等；2）冶金工艺：将耐磨预制件置于用泡沫、塑料等高分子有机材料制作的实体模具内用真空冶金铸造工艺进行复合铸造。利用金属母液的温度将合金耐磨预制件烧制成型并与合金耐磨预制件形成冶金结合面。该工艺设备投资小、工艺简单、金属母体与耐磨预制件冶金结合面良好。

5工艺过程

1）将粒径为8目的氧化物陶瓷颗粒10%、粒径为30目的氧化物陶瓷颗粒39%、粒径为60目的氧化锆陶瓷颗粒48%与自熔性铁基合金粉末7%，使用水溶性树脂4%机械混合均匀得混合物，放入油压机中用模具压制成型然后放入80°C的烘箱中烘干得到耐磨预制件；

2）将耐磨预制件在800℃的箱式炉中进行排胶；

3）将排胶后的耐磨预制件涂抹硬钎剂；

4）将涂抹硬钎剂的耐磨预制件置于用泡沫、塑料等高分子有机材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实体模具内；

5）实体模具经过浸涂强化涂料并烘干后，装入真空造型砂箱中排列好做好浇铸口，然后用干石英砂埋好，经三维振动台振动埋实；

6）用中频感应炼钢炉将耐磨基础件金属母体常用耐磨件的高锰钢、合金钢、高碳铬铁熔化成金属液，用浇包将合金钢水浇铸到真空造型砂箱上的浇铸口中，真空造型砂箱在0.5Pa的负压状态下浇入熔化的合金金属液，使高分子有机材料实体模型受热气化被抽出，被液体合金金属取代冷却凝固后成型，同时利用合金金属母液的温度将耐磨预制件烧制成型并与耐磨预制件形成冶金结合面。

6优点

1）利用合金金属母液的温度将耐磨预制件烧制成型并与耐磨基础件形成冶金结合面。耐磨件基体和氧化物陶瓷不会发生变形；

2）工艺简单、制作材料不需进行热处理就能达到所需

硬度；

3）解决了氧化物金属陶瓷和金属基体结合难的难题，避免了浇注工艺带来的缺陷；

4）耐磨工件表面氧化物陶瓷、金属呈规律分布，既保证了耐磨件的耐磨性，又保证了其抗冲击性能；

5）冶金面结合良好能大幅度降低生产成本，实现大规模生产。

参考文献

[1]万洁，陈小青，王彬.景德镇陶瓷文化创意产业发展政策研究[J].黑龙江对外经贸，2009，2：82-84.

[2]陈维平，杨少锋，韩孟岩.陶瓷/铁基合金复合材料的研究进展[J].中国有色金属学报，2010，2：257-266.

[3]刘均波，王立梅，黄继华.反应等离子熔覆（Cr，Fe）_7C_3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的耐磨性[J].北京科技大学学报，2007，1：50-54.

篇8

关键词:新时期;化工机械;技术;进展

中图分类号:TQ051/056文献标识码:A

机械技术的发展直接影响到国民经济各部门的发展,机械制造业是国民经济发展的支柱产业。纵观20世纪所取得的辉煌成就,小到真空管、晶体管等电子设备,空调、汽车等的发明,大至原子弹、飞机、宇宙飞船,还包括成像技术、激光和光纤、石油技术、核技术和高性能材料等的应用。不难发现,这些成就的取得都离不开机械技术的支撑,当然化工机械技术所起的作用也是不可忽略的。

在我国,化工机械技术影响甚至制约着国民经济诸多领域的发展,例如:炼油、冶金、化工、轻工、医药、环保和军工等领域。随着工业化的发展,化工机械设备及技术的应用越来越广泛,与此同时对其性能、可靠性、设计及制造周期、造价等各方面的要求也越来越高,传统的化工机械技术已不能适应新时代的要求。新的时期,给我们带来了新的机遇与挑战。然而,当人类向着新世纪大步迈进的同时,地球资源也在日益的减少,环境质量也在日益恶化,我们同时也面临着严峻的挑战。因此,探讨化工机械技术的发展趋势以应对新时代的挑战,对我国高新技术的发展将具有重要意义。

一、新时期化工机械技术的进展

(一)先进制造技术的广泛应用

随着市场竞争的日益激烈,产品的更新换代周期将日益缩短,产品的技术含量也将越来越高。产品的竞争也将日益演变为知识、技术的竞争,信息与知识的含量将成为产品竞争力的决定性因素。对于化工机械而言,其所涉及到的知识较多、较复杂。要实现产品的创新,首先要求企业必须具备较强的信息获取和知识集成的能力。能正确的分析市场走势,迅速获取有用的市场信息,及时正确的做出决策。同时在此基础上进行产品的快速设计与制造。产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具,例如计算机辅助设计(CAD)以及工艺过程建模和仿真等,生产设施、装备和工具,甚至整个制造企业都可以采用先进技术更有效地进行设计。不但可以缩短新产品上市的周期,而且还可以将生产过程中产生的废物减少到最低程度,使最终产品成为可回收、可再利用的,因此对实现面向保护环境的制造而言是必不可少的。

(二)化学合成技术的应用

包括:1.新的合成方法:声、电化学合成、微波电介质热效应合成、室温和低热温度下化学合成、力化学固相合成、超临界状态下化学合成、等离子体化学合成、用太阳能进行化学合成、冲击波化学合成及光化学合成等。2.新的催化技术。如:氟离子催化、纳米粒子催化、强酸强碱催化、光催化、相转移催化及非晶态合金加氢催化等。3.生物化工合成法。包括酶工程、细胞工程、发酵工程及基因工程等。4.绿色化学合成法,实现化工清洁生产。

(三)新材料技术的化工机械

新材料技术是按照人的意志,通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术,被誉为“发明之母”和“产业粮食”。材料科学与机械的结合将使得许多高技术过程得以实现,如超临界萃取、生物质能、先进发电工艺等。而化工装备的控制又有赖于新材料的应用。包括无机非金属材料、高分子材料和复合材料等。无机非金属材料的应用主要是陶瓷材料,例如:

1.陶瓷阀门、陶瓷化学泵、陶瓷钢管等的广泛应用。在化工生产中,要求所采用的部件能够耐酸、碱腐蚀,同时还能承受较强的磨损。

2.陶瓷膜技术已被广泛应用在医药、化工、能源、食品、环境保护、粉料输送、放射性废料及污水处理等领域。化工机械设备中最普遍采用的高分子材料是聚氯乙烯和聚四氟乙烯,聚氯乙烯具有阻燃、耐化学药品性高、机械强度及电绝缘性良好,物理化学性质稳定,气体、水汽渗漏性低等优点,被广泛用于中薄膜、膜塑件、管材及中空容器的制造。聚四氟乙烯具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,还具有耐高温的特点,多用于制造换热器。复合材料由于不同的材料具有不同特点的特性,也被广泛采用。包括:碳纤维、陶瓷纤维及增强的轻金属复合材料等。

(四)原料的回收与再利用技术

溶剂回收机利用加热蒸馏的原理,均匀加热脏溶剂,使其达到沸点并气化后,通过冷却系统,回收得到干净的溶剂,达到重复利用的目的。可将用过之后的有机溶剂(如、稀释剂、碳氢、三氯乙烯、丙酮、酒精、汽油、丁酯、乙酯等)通过设备还原成新溶剂,再次投入生产流程中去,实现溶剂的多次循环使用,以节省成本,并达到环保生产的目的。另外,采用新型的化工设备可以在一个设备上实现不同的功能,也可达到高转化率、节能和环保目的。

(五)绿色化学技术

是指用物理或化学技术和方法去设计、研制对人类健康、社会安全、生态环境无害的工艺和化学品,不再使用有毒、有害物质,避免废物的产生,从源头阻止化学污染,从而确保化工清洁生产。

二、结束语

21世纪是信息和技术的时代,给化工机械制造业带来了新机遇的同时,也提出严峻的挑战。面对经济全球化的趋势,化工行业必须主动行动,开发拥有自主知识产权产品,逐步与国际接轨。同时还要加强国际科技合作与交流,利用高新技术对传统的化工制造技术进行技术改造,以创新作为发展动力,尽快融入世界化工潮流中去。未来的发展战略,应积极发展新领域精细化工技术,在纳米材料、薄膜材料、精细陶瓷、智能材料、功能高分子、非晶体材料、光纤材料等方面要进一步形成产业化和系列化。最终实现我国由“化工大国”向“化工强国”迈进的宏伟目标。

参考文献:

[1]涂善东,王正东,顾伯勤.新世纪的化工机械技术展望[J].化工进展,2003(3)

[2]涂善东,王正东,顾伯勤.新世纪的化工机械先进制造技术[J].化工高等教育,2003(3)

[3]乔向东.化工机械虚拟技术及应用[J].江苏技术师范学院学报,2005(2)

[4]那日松.化工机械制造技术课程教学研究与探讨[J].内蒙古石油化工,2007(3)

篇9

关键词：民间陶瓷；生态设计；生态陶瓷

1 中国民间陶瓷的起源与特点

陶瓷从远古时期，便是从民间实用发展而来的。它的设计题材主要来源于当时的人民生活劳动创造的，无论是造型亦或是图案装饰以及功用都和那个时代那个地方的信仰、文化息息相关。是古时候人们对生活、信仰、文化一种反映。它既是一种生活用品，同时又是文化的载体。而民间陶瓷更是一项就地取材、制作，土生土长，能够最大限度地体现地方特性和习俗风格浓重的一种群众性创作。它既有实用型的器具，也有陈设观赏类的陶瓷艺术作品。

“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良。”民间陶瓷作为一种视觉审美意识形态的表现载体，完美地体现了人类与自然、环境、生态密切相关。它是人民群众淳朴的、善良的、理想的愿望的现实反映，也同时能够表达人们对乡土感情和对人生、大自然的深刻情感与思念；“形式大方、朴素、不加修饰、不求形似、只求意到；用笔弄刀，运用自如，活泼、粗犷、洒脱、自然天成；形象处理，高度简炼、概括、夸张、稚拙之美、妙趣横生、耐人寻味。”民间陶艺的选材，往往取之于生活，堪称价廉物美，不求其出身高格，然而这些称得上粗鄙的材料在匠人们的手中化腐朽为神奇。不同于贵族艺术的华丽奢靡的美，民间陶瓷以其独特的，充满生气的美一直延续至今。

2 当代民间陶瓷现状与发展

中国陶瓷生产历史悠久，民间陶瓷作为陶瓷生产的主要组成部分，具有：制作，就地取材；设计，匠心独运；种类，丰富多元；功用：兼具实用性与审美性等特点。它们不仅仅只是劳动人民手工创造为普通民众所使用的物品，更是体现了人民的伟大智慧的集成，表达出人们对于生活，对于艺术，对于美的理解。而经历过工业革命洗礼之后的中国民间陶瓷的现在，又有着怎样的表现呢？

20世纪50年代开始，中国民间此前存在的大批量的以个体或者作坊为单位的生产方式，在政策和经济结构的双重调整下，改造成全民的大规模的、号称十大瓷厂（最大的五千人左右）的方式。于是，千百年来所形成的传统工艺流程，以及许多流传下来的传统手艺，也被随之改造。曾显赫几个世纪，在陶瓷历史上赫赫有功的几十座传统柴窑全部都被倒焰煤窑所取而代之（至今仅保留二座柴窑）。接着人们又注意到机械化的生产带来的巨大经济效益，于是随后，手工淘泥，手工拉坯，修坯，手工绘制民间日用瓷，都用机械精制原料，机械压坯修坯，用花纸贴花，用橡皮印花所代替，几乎凡是用手工的工序，都进行了改造，因为手工被认为是“落后的”。当时景德镇的陶瓷生产者，沉浸在机械化自动化生产带给他们的财富中，丝毫不曾意识到民间陶瓷的没落就此开始了。

比如说自古以来就被称为“中国瓷都”的景德镇，景德镇传统的多品种单件艺术瓷、小配套的日用瓷、釉色以青白瓷为主体的产品结构改造成以高白泥釉、大配套的日用瓷为主体的产品结构。在这样不考虑耗能和排放的产业调整下，景德镇的陶瓷产量扩大了，数量提高了，然而原料单纯了，温度一致了，装饰规范化了，质量降低了，民间陶瓷的特点在机器的轰鸣声中渐渐消亡。原有的手工淘泥、拉坯、修坯，手工绘制民间日用瓷几乎都不见了；更可怕的是这种技艺被淘汰了。记得前两年笔者去景德镇参观瓷器制作时，发现许多传统的技艺变成了一项供人观赏的旅游项目，甚至有的只能靠场景复原来向人们展示曾经的技艺。传统的技艺得不到传承，景德镇的优势和固有特色几乎被消亡了。

3 民间陶瓷生态设计的意义

在近代民间陶瓷的发展过程中，随着生态主义自然观的兴起和发展，本着对人与自然和谐相处的追求，生态设计理念将成为民间陶瓷未来的发展方向。生态主义艺术以生态哲学、生态美学为指导，从人类的生命存在、生态意识的视角把握艺术的意义和内涵，以生态实现艺术的审美作用与社会功能。它重视艺术与自然、环境、社会的互渗与共生，在艺术生态与生态艺术化、艺术生活化与生活艺术化等多向结构中寻求艺术的文明。

近代以来，人类的生产活动异常活跃，对自然资源和能源的消耗速度空前加快，所创造的文明相当于过去长期的历史的总和，但同时也给自然和环境带来了破坏性的伤害。陶瓷产业作为一个高耗能，高排放的传统产业也是首当其冲。在经历了恶劣的人类自己造成的环境恶果之后，人类终于认识到在现代化社会的今天，我们对待自然的态度必须转变。从20世纪60年代开始萌生出如何正确处理人与自然的关系，正确对待人类的生存与发展的关系等理念，逐步确立了陶瓷设计及其产业的可持续发展的概念。

随着现代生活节奏加快，人们面对的精神压力和心理压力日益增大，在这种高强度快节奏的工作生活之余，人们更希望有一片自然的净土，洗涤心灵，回归本真，保持健康以利于更好的投入工作。陶瓷材料取之自然，与人类生活联系紧密，再加上民间陶瓷本身就是反映人们的生活趣味的载体，并兼具了实用性。它的“绿色化”设计就是为了尽可能地降低陶瓷生产对环境造成的不利影响，提高生态效益，从而让人类能够生活得更方便，更健康和更舒适。符合生态设计的“绿色”陶瓷产品将以设计合理、质量过硬、能耗低、工艺好，无公害等优势占据广大市场，成为日用陶瓷产品消费者的新宠儿，同时能够创造良好的经济效益和社会反响，广受大众好评。因此，研究开发“绿色”陶瓷产品具有非常重要的现实意义和长远意义。

4 结语

近年来，“生态设计”，“绿色设计”这样的词越来越多地出现在我们的视野中，显然是人们终于意识到我们对自然无限制的开发，造成了自然环境地严重失调的可怕现状，我们终于开始认识自己，反省自己。“生态设计”，是设计师道德和社会责任心的回归，是人们对于环境最重要最突出的贡献。我们终于不再只片面地注重人的生活需要，开始将对自然环境和社会环境的保护理念贯穿其中。

生态设计的核心是3R（Reduce，Reuse，Recycle），民间陶瓷作为陶瓷最本源的，跟陶瓷土壤最接近的一种拥有巨大的群众消费市场的陶瓷种类，围绕这个核心展开的现代设计是非常必要而且具有极好的发展前景的。

参考文献：

[1] 焦琳.“绿色化”陶瓷产品设计的研究[D].景德镇陶瓷学院，2012：3-4.

[2] 刘明玉.陶瓷艺术设计中的生态问题[J].艺术科技，2013（02）：95.

[3] 冼志勇，刘树，曾令可.陶瓷行业应对节能减排的措施[J].佛山陶瓷，2009（06）：13-16.

篇10

关键词： 高压静电除尘器 应用 管理

中图分类号：TU834.6+32文献标识码： A 文章编号：

一.北流市陶瓷行业现状概况

广西北流市素有“陶瓷之乡”的美誉。全市有陶瓷企业52家，每年消耗燃煤30多万吨，130多个大小烟囱排出的浓浓黑烟，为北流市财税作出重大贡献的同时，也给北流市的环境增加了沉重的压力。为了实现节能降耗和污染减排目标, 广西三环企业集团股份有限公司率先在陶瓷隧道窑中应用分电场高压静电除尘器，并取得明显的经济效益和社会效益。

二、陶瓷隧道窑黑烟的性质

陶瓷隧道窑排除的黑烟含有煤的挥发成分和不饱和碳，其中以碳黑、飞灰、焦油和气溶胶的含量为主。这些物质粒径极小，在0.02～0.05um之间，真假比重均很小，粉尘比电阻值不足102Ω/cm，具有憎水性，收集比较困难。在黑烟产生时，尽管烟尘中所含的固体物质重量不大，但碳黑等微粒密度较大，从而影响消烟除尘方式。

三、分电场高压静电除尘器应用与管理的措施

（一）分电场高压静电除尘器的应用

广西三环集团率先采用并将分电场高压静电除尘器安装在公司的一条燃煤陶瓷隧道窑上，用于处理隧道窑排出的黑烟，工艺布置采用方式为窑炉烟气排出－烟道－分电场高压静电除尘器－烟囱排放。在工程施工过程中，窑炉通过原有的地下烟道从烟囱排放烟气，施工过程中不需要停产。当消烟除尘设备安装、调试完毕后，烟气采用快速切换方式转到窑面烟道，经分电场高压静电除尘器到烟囱排放，切换成功。经过调节火位、通风等工艺后，烧成炉温、氧化炉温和还原炉温三个主要炉温参数不变，维持了原生产工艺的要求，使得生产正常进行。

分电场高压静电除尘器投入使用后，经调试设备稳定运行，消烟除尘的参数和效果达到了设计要求。经玉林市环境监测站监测，排放的烟气烟色在林格曼1级以下，粉尘浓度为76mg/m3；达到了国家规定的排放标准。

（二）、 高压静电除尘器的维护

高压静电除尘器投入运行中，正常的维护保养，严格的管理，正确的操作，是保证长期稳定运行的关键。

1、高压静电除尘器投运后，应设专人维护管理，定期检查清理除尘器的电晕极、瓷瓶、绝缘套管、筒壁等主要部位。

2、保温措施。冬季使用高压静电除尘器是否能成功，保温措施是最为重要的，尤其是电场区域的保温更为关键。因此我厂除尘器筒体采用双层外壳，内填充膨胀珍珠岩，厚度为l00mm，保温效果较好。

3、高压硅整流变压器的安置，应设有高压屏蔽室(至少应设安全栏栅)，既安全，又符合技术要求。同时尽量使变压器靠近高压静电除尘器的筒体，以减少二次电压、电流的损耗。

4、含尘气体比电阻率。粉尘介质的比电阻率是影响收尘效果的一个重要因素。通常高压静电除尘器粉尘比电阻率的适用范围为l04～1011Ω/cm。低于104Ω/cm时，会产生电晕封闭；高于l011Ω/cm时，会产生反电晕现象，此二种情况都将使电除尘器的收尘效率大幅下降。

5、清灰装置的正常使用。清灰振打不宜频繁，振打次数和时间可根据粉尘吸附情况，电压电流下降情况来确定，一般情况下尽量减少振打次数，以便减少二次扬尘。

6、建立质量安全技术档案。质量安全技术档案应当包括以下内容：

①高压静电除尘器的设计文件、制造单位、产品质量合格证明、使用维护说明等文件以及安装技术文件和资料；②高压静电除尘器的定期检验和定期自行检查的记录；③高压静电除尘器的日常使用状况记录；④高压静电除尘器及其安全附件、安全保护装置日常维护保养记录；⑤高压静电除尘器运行故障和事故记录。

（三）、加强机械设备保养

1、保养管理

环保机械设备在作业过程中，负荷变化频繁，机械各部件经常受摩擦、冲击、扭转、振动的作用，并遭受自然环境较严重的侵蚀。随着时间的推移，机械内部和外部的工作条件将不断变化，其结果必然使磨损加剧、性能变差和消耗增加，如不及时进行技术保养作业，会使故障不断扩大，使机械设备非正常损坏，影响作业效率和使用效益，严重的还会造成机械和人身事故。

2、维修管理

机械在使用过程中可能会出现各种各样的故障。在这些故障中，有些故障对机械设备的影响可能是很微小的，有些是比较严重的，甚至会造成机毁人亡的大事故。经验表明，严重机械故障往往是由一些较小的故障引发的。究其原因，就在于忽视了对小故障的及时处置。因此，对于机械故障，无论大小都应及时地进行排除，这样才能保持机械的正常性能，减少引发更大故障的可能性。

3、备件管理

为了满足环保机械设备在使用过程中能连续工作并保持良好运转状况，保证机械设备易损件的及时更换以及意外机械故障的及时排除，尽量减少停机待料的损失，保证环保机械设备使用的经济效益，应储备一定量的零部件作为备用件，并建立机械设备的备件(配件)库。备件管理是为了按计划进行设备维修，缩短修理停机时间，减少修理费用而对备件的计划、生产、订货、采购、储存、供应、合理使用等方面进行的业务工作。

（四）、完善企业设备管理制度

1、建立健全设备管理制度，达到管理标准化。要想提高管理水平和质量，严格的管理制度必不可少，而且制度必须覆盖住设备从选型、采购、使用、维修、管理和报废的全过程。要适用、可操作性强。制度一经实施，就要一丝不苟地执行。操作手必须每天认真填写设备运转记录、日常维护记录、日发生费用记录，通过这三个记录，就可以充分了解设备在使用过程中的工作小时、维护、小修项目和故障情况，并能通过日发生费用记录的核查、累计，可以知道设备周或月度费用消耗情况。根据设备运转记录、日常维护记录再结合设备管理人员定期检查、巡视情况，管理人员就可以根据以上实际情况，参照设备使用维护说明书的技术要求，编制下个月度的维护保养计划，安排修理作业。修理作业也要严格执行相应的管理制度，要按照正常的修理工作程序，完成修理之前的技术检验、故障分析判断、制订修复方案，修理过程要认真做好详细记录。

2、完善岗位责任制和工作情况监督考评制度。进行月度设备考核，制定详细的考评程序、奖惩办法，并将考评内容与设备运行工作小时、费用消耗和维修成本等方面进行考核。在每次检查中发现的问题，应及时整改通知单的形式，传达到操作手或维修人员，限期整改，并到现场监督完成，并做整改后的验收。

3、加强岗前技能培训和技能考核，培训和考核要有针对性，合格发证上岗，不合格下岗淘汰，接受再培训，操作人员上岗或转岗之前都必须按照设备操作使用说明书进行专业化、系统化操作、维护保养培训，并进行认真的上岗考核，要确保操作人员操作技能熟练、会维护设备、懂设备的基本原理、熟悉设备容易出现故障的情况及如何处理等。此外，技术管理人员更应该加强学习，不仅要在理论上充分掌握设备的性能、操作、维护规程和维修技巧，而且要他们对重点设备也能熟练操作，在培训时给操作人员进行示范、指导。操作人员素质的好坏，直接影响到设备的使用寿命、施工安全、生产效率，更是企业生存和发展的根本。

四、结束语

分电场高压静电除尘器在广西三环集团的使用表明，分电场高压静电除尘器在陶瓷隧道窑中的应用,设备运行稳定，消烟除尘效果显著，是可以得到充分肯定和推广应用的。为了加强高压静电除尘器的应用与管理，应该完善企业环保机械设备设备的管理制度，注意正确的操作使用及维护保养管理，提高使用和维护水平,使设备在最佳状态下运行,以其达到环境治理的目标，创造出更好的经济效益和社会效益。

参考文献

张国权《气溶胶力学－除尘净化理论基础》，中国环境科学出版社，1987