第一篇：桂電信息技術(shù)前沿講座結(jié)課論文

信息技術(shù)前沿講座

學(xué)院：

專業(yè)： 學(xué)號(hào)： 姓名：

結(jié) 課 論 文

年月日

無(wú)線通信技術(shù)的初步認(rèn)識(shí)

摘要

目的：作為大一新生，了解自己所學(xué)的專業(yè)是必須的。借由學(xué)校開展的信息技術(shù)前沿講座，我們可以更好的了解自己所學(xué)的專業(yè)，為四年的學(xué)習(xí)生活打些基礎(chǔ)。

研究方法：網(wǎng)上資料，圖書館閱覽，聽講座等形式。

成果和結(jié)論：初步了解了通信工程的一個(gè)分支——無(wú)線通信技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。更好的幫助理解本專業(yè)的就業(yè)前景和研究方向。激發(fā)了對(duì)專業(yè)學(xué)科的興趣，開闊了眼界。

關(guān)鍵字：無(wú)線通信、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信技術(shù)。

前言

無(wú)線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播 的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年，在信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展 最快、應(yīng)用最廣的就是無(wú)線通信技術(shù)。無(wú)線通信技術(shù)自身有很多優(yōu)點(diǎn)，成 本較低，無(wú)線通信技術(shù)不必建立物理線路，更不用大量的人力去鋪設(shè)電纜，而且無(wú)線通信技術(shù)不受工業(yè)環(huán)境的限制，對(duì)抗環(huán)境的變化能力較強(qiáng)，故障 診斷也較為易，相對(duì)于傳統(tǒng)的有線通信的設(shè)置與維修，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的維修可 以通過遠(yuǎn)程診斷完成，更加便捷；擴(kuò)展性強(qiáng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)展時(shí)，無(wú)線通 信不需要擴(kuò)展布線；靈活性強(qiáng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不受環(huán)境、地形等限制，而且在 使用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)只需要做很少的調(diào)整，就能適應(yīng)新環(huán)境的 要求。

正文

第一章常用的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信技術(shù)

目前偏遠(yuǎn)地區(qū)廣泛應(yīng)用的無(wú)線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò) 頻微波、無(wú)線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。它主要使用在較為偏遠(yuǎn) 或不宜鋪設(shè)線路的地區(qū)，如：煤礦、海上、有污染或環(huán)境較為惡劣地區(qū)等。

§1.1、GPRS/CDMA 碼分多址(CDMA)是在數(shù)字技術(shù)的分支—擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的

窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。CDMA是指一種擴(kuò)頻多址數(shù)字式通信技術(shù)，通過獨(dú)特的代碼序列建立信道，可用于二代和三代無(wú)線通信中的任何一種協(xié)議。CDMA是一種多路方式，多路信號(hào)只占用一條信道，極大提高帶寬使用率，應(yīng)用于800MHz和1.9GHz的超高頻(UHF)移動(dòng)電話系統(tǒng)。CDMA使用帶擴(kuò)頻技術(shù)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)，輸入音頻首先數(shù)字化為二進(jìn)制元。傳輸信號(hào)頻率按指定類型編碼，因此只有頻率響應(yīng)編碼一致的接收機(jī)才能攔截信號(hào)。由于有無(wú)數(shù)種頻率順序編碼，因此很難出現(xiàn)重復(fù)，增強(qiáng)了保密性。CDMA通道寬度名義上1.23MHz，網(wǎng)絡(luò)中使用軟切換方案，盡量減少手機(jī)通話中信號(hào)中斷。數(shù)字和擴(kuò)頻技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用使得單位帶寬信號(hào)數(shù)量比模擬方式下成倍增加，CDMA與其他蜂窩技術(shù)兼容，實(shí)現(xiàn)全國(guó)漫游。最初僅用于美國(guó)蜂窩電話中CMDAOne標(biāo)準(zhǔn)只提供單通道14.4Kbps和八通道115Kbps的傳輸速度。CDMA2000和寬帶CDMA速度已經(jīng)成倍提高。

§1.2、數(shù)傳電臺(tái)

數(shù)傳電臺(tái)（radio modem），又可稱為“無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)”、“無(wú)線數(shù)傳模塊”。是指借助DSP 技術(shù)和軟件無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。

§1.3、無(wú)線擴(kuò)頻微波

在無(wú)線接入系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)；頻點(diǎn)問題容易處理；價(jià)格比較便宜。而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相比有線接入技術(shù)來(lái)說，以其低成本、建設(shè)靈活、快捷的優(yōu)勢(shì)在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用。

擴(kuò)頻微波在以下幾個(gè)方面

（1）數(shù)據(jù)接入：采用擴(kuò)頻Modem和復(fù)用器，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，再逐級(jí)匯集，也可組成很大的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，例如銀行的同城結(jié)算,可應(yīng)用于ISDN和DDN、FR網(wǎng)

（2）視頻接入：采用N×64kb/s或2Mb/s的擴(kuò)頻Modem加上會(huì)議電視終端可傳會(huì)議電視信息。若將多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)擴(kuò)頻信道和MCU相連，可以組成良好的多點(diǎn)擴(kuò)頻會(huì)議電視系統(tǒng)。采用每秒可輸出22～25幀的圖像編解碼器（Codec），利用擴(kuò)頻E1，就可傳送實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)電視圖像。

（3）多媒體接入：采用復(fù)用器，可在擴(kuò)頻信道上同時(shí)傳送語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻圖像等多媒體信息?，F(xiàn)在已有的擴(kuò)頻Modem與當(dāng)前的多媒體通信發(fā)展水平相適應(yīng)，設(shè)備輕巧，易安裝，是較好的無(wú)線多媒體接入手段。

（4）因特網(wǎng)接入：采用小型擴(kuò)頻發(fā)射器和全向天線，用戶終端只需配備一個(gè)很小的Modem即可實(shí)現(xiàn)無(wú)線上網(wǎng)，甚至是在一定范圍內(nèi)的可移動(dòng)上網(wǎng)（如 WIFI）。

（5）語(yǔ)音接入：現(xiàn)有的擴(kuò)頻微波，速率為64kb/s～8Mb/s，可傳1～120路（PCM）語(yǔ)音。特別是E1、2×E1和4×E1可取代常規(guī)的30路、60路和120路中小容量微波，抗干擾性極強(qiáng)，誤碼率可低到10-10（10的負(fù)10次方）量級(jí)，準(zhǔn)光纖水平。時(shí)分雙工（TDD）E1，距離近些；頻分雙工（FDD）E1，距離還可遠(yuǎn)些，在視距通信范圍擴(kuò)頻微波可取代超短波（VHF/UHF）、常規(guī)小微波，以及電纜和光纖。它可以單獨(dú)或與各種復(fù)用設(shè)備結(jié)合，用于衛(wèi)星通信最后“一公里”、局間中繼、GMS系統(tǒng)基站到交換機(jī)間通信等很多場(chǎng)合。

§1.4、無(wú)線網(wǎng)橋

無(wú)線網(wǎng)橋顧名思義就是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的橋接，它利用無(wú)線傳輸方式實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間搭起通信的橋梁；無(wú)線網(wǎng)橋從通信機(jī)制上分為電路型網(wǎng)橋和數(shù)據(jù)型網(wǎng)橋。具體方式如下

(1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式；(2)中繼方式；

(3)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸?shù)龋?無(wú)線網(wǎng)橋的典型應(yīng)用：

§1.5、衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信簡(jiǎn)單地說就是地球上（包括地面和低層大氣中）的無(wú)線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是：通信范圍大；只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi)，從任何兩點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信；不易受陸地災(zāi)害的影響（可靠性高）；只要設(shè)置地球站電路即可開通（開通電路迅速）；同時(shí)可在多處接收，能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)廣播、多址通信（多址特點(diǎn)）；電路設(shè)置非常靈活，可隨時(shí)分散過于集中的話務(wù)量；同一信道可用于不同方向或不同區(qū)間（多址聯(lián)接）。

§1.6、短波通信技術(shù)

短波通信發(fā)射電波要經(jīng)電離層的反射才能到達(dá)接收設(shè)備，通信距離較遠(yuǎn)，是遠(yuǎn)程通信的主要手段。由于電離層的高度和密度容易受晝夜、季節(jié)、氣候等因素的影響，所以短波通信的穩(wěn)定性較差，噪聲較大。但是，隨著技術(shù)進(jìn)步，特別是自適應(yīng)技術(shù)、猝發(fā)傳輸技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、差錯(cuò)控制技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)，超大規(guī)模集成電路技術(shù)和微處理器的出現(xiàn)和應(yīng)用，使短波通信進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，在1988年短波通信設(shè)備的銷售額達(dá)到了其歷史最高水平。同時(shí)短波通信設(shè)備使用方便，組網(wǎng)靈活，價(jià)格低廉，抗毀性強(qiáng)等固有優(yōu)點(diǎn)，仍然是支撐短波

通信戰(zhàn)略地位的重要因素。

第二章無(wú)線通信模塊

無(wú)線通信有編碼模塊和高頻發(fā)射模塊組成。編碼模塊：調(diào)制解調(diào)

調(diào)制解調(diào)，即我們常說的Modem，其實(shí)是Modulator（調(diào)制器）與Demodulator（解調(diào)器）的簡(jiǎn)稱，中文稱為調(diào)制解調(diào)器。也有人跟據(jù)Modem的諧音，親昵地稱之為“貓”。

調(diào)制的目的是把要傳輸?shù)哪M信號(hào)或數(shù)字信號(hào)變換成適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，這就意味著把基帶信號(hào)（信源）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常高的帶通信號(hào)。該信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)，而基帶信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)。調(diào)制可以通過使高頻載波隨信號(hào)幅度的變化而改變載波的幅度、相位或者頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)制過程用于通信系統(tǒng)的發(fā)端。在接收端需將已調(diào)信號(hào)還原成要傳輸?shù)脑夹盘?hào)，也就是將基帶信號(hào)從載波中提取出來(lái)以便預(yù)定的接受者（信宿）處理和理解的過程。該過程稱為調(diào)制解調(diào)。

一般來(lái)說，根據(jù)Modem的形態(tài)和安裝方式，可以大致可以分為以下四類： 外置式

外置式Modem放置于機(jī)箱外，通過串行通訊口與主機(jī)連接。這種Modem方便靈巧、易于安裝，閃爍的指示燈便于監(jiān)視Modem的工作狀況。但外置式Modem需要使用額外的電源與電纜。

內(nèi)置式

內(nèi)置式Modem在安裝時(shí)需要拆開機(jī)箱，并且要對(duì)中斷和COM口進(jìn)行設(shè)置，安裝較為繁瑣。這種Modem要占用主板上的擴(kuò)展槽，但無(wú)需額外的電源與電纜，且價(jià)格比外置式Modem要便宜一些。

PCMCIA插卡式

插卡式Modem主要用于筆記本電腦，體積纖巧。配合移動(dòng)電話，可方便地

實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。

機(jī)架式

機(jī)架式Modem相當(dāng)于把一組Modem集中于一個(gè)箱體或外殼里，并由統(tǒng)一的電源進(jìn)行供電。機(jī)架式Modem主要用于Internet/Intranet、電信局、校園網(wǎng)、金融機(jī)構(gòu)等網(wǎng)絡(luò)的中心機(jī)房。

除以上四種常見的Modem外，現(xiàn)在還有ISDN調(diào)制解調(diào)器和一種稱為Cable Mod

EM的調(diào)制解調(diào)器，另外還有一種ADSL調(diào)制解調(diào)器。Cable Modem利用有線電視的電纜進(jìn)行信號(hào)傳送，不但具有調(diào)制解調(diào)功能，還集路由器、集線器、橋接器于一身，理論傳輸速度更可達(dá)10Mbps以上。通過Cable Modem上網(wǎng)，每個(gè)用戶都有獨(dú)立的IP地址，相當(dāng)于擁有了一條個(gè)人專線。目前，深圳有線電視臺(tái)天威網(wǎng)絡(luò)公司已推出這種基于有線電視網(wǎng)的Internet接入服務(wù)，接入速率為2Mbps-10Mbps！

無(wú)線收發(fā)模塊：用于傳感器節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信,解決無(wú)線通信中載波頻段選擇、信號(hào)調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率,編碼方式等,并通過天線進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間、節(jié)點(diǎn)與基站間數(shù)據(jù)的收發(fā)。與一般的網(wǎng)絡(luò)通信類似,傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議也包括了物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,與節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái)有關(guān)的主要是物理層和鏈路層。

編碼調(diào)制一體化模塊體積小功耗低，完全符合DVB-T標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的COFDM調(diào)制和標(biāo)準(zhǔn)MPEG2編碼，支持標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)輸入模式，平衡的立體聲輸入，各種電氣性能完全符合ETSIEN300744的標(biāo)準(zhǔn)要求。

SK-182ACOFDM編碼調(diào)制一體化調(diào)制板的優(yōu)良設(shè)計(jì)可以幫助您更方便快捷的完成COFDM調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線圖像傳輸設(shè)備，提供給數(shù)字廣播,安防系統(tǒng)，公安、武警、消防等領(lǐng)域應(yīng)用。

高頻收發(fā)：模塊廣泛地運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測(cè)、小型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無(wú)線標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸

RF智能卡、小型無(wú)線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無(wú)線遙控系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無(wú)線232數(shù)據(jù)通信、無(wú)線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中

第三章通信技術(shù)展望

未來(lái)通信技術(shù)會(huì)更多地向更快，更穩(wěn)定發(fā)展?，F(xiàn)有的4G技術(shù)已不能滿足人們對(duì)于數(shù)據(jù)的索取需求。5G已經(jīng)在萌芽。相信不久的將來(lái)會(huì)有更快的無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

通信行業(yè)更是個(gè)需要不斷學(xué)習(xí)，不斷汲取新鮮知識(shí)的行業(yè)。本科生更需要學(xué)好書本知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力，緊跟時(shí)代步伐，不斷創(chuàng)新。

參考資料：維基百科、百度百科

《基于無(wú)線通信技術(shù)的移動(dòng)支付業(yè)務(wù)的研究》

——鄭雪苓

電子與信息學(xué)報(bào)《140GHz 高速無(wú)線通信技術(shù)研究》

——王成，林長(zhǎng)星，鄧賢進(jìn)，肖仕偉

第二篇：前沿材料科學(xué)結(jié)課論文

對(duì)前沿材料世界的認(rèn)識(shí)及思考

摘要：上一個(gè)世紀(jì)，人類的認(rèn)識(shí)向外延伸到了外層宇宙，向內(nèi)深入到了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的更微觀層次，引發(fā)了物理學(xué)一場(chǎng)大革命。這場(chǎng)革命推動(dòng)了包括化學(xué)、生命科學(xué)在內(nèi)的整個(gè)自然科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)的偉大變革，為材料科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步提供了新的知識(shí)基礎(chǔ)和活力。材料科學(xué)的根本任務(wù)是揭示材料組分、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系，設(shè)計(jì)、合成并制備出具有優(yōu)良使用性能的材料。進(jìn)入21世紀(jì)，回顧一下材料學(xué)的主要進(jìn)展，估計(jì)未來(lái)的可能發(fā)展趨勢(shì)，是非常必要和很有意義的。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)

現(xiàn)狀

發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)材料

新材料

挑戰(zhàn)

一、傳統(tǒng)材料的發(fā)展現(xiàn)狀和地位

傳統(tǒng)材料是生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟而又大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的一類材料，如鋼鐵、銅、鋁、橡膠、塑料、玻璃和水泥等金屬、高分子和非金屬無(wú)機(jī)化合物，這類材料量大面廣，占材料生產(chǎn)總量的90％以上。在世界范圍內(nèi)，上個(gè)世紀(jì)末20～30年間傳統(tǒng)材料的產(chǎn)量、生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)量，超過以前數(shù)百年，成為人類經(jīng)濟(jì)生活的支柱。但能耗大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，環(huán)境污染等問題已成為制約傳統(tǒng)材料發(fā)展的瓶頸，因此改進(jìn)傳統(tǒng)材料的合成、加工技術(shù)，控制微觀組織結(jié)構(gòu)，提高使用性能，降低成本和環(huán)境污染的任務(wù)十分迫切、繁重。

二、新材料及其發(fā)展趨勢(shì)

新材料又稱先進(jìn)材料。它不以生產(chǎn)規(guī)模，而以優(yōu)異性能、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性取勝的高知識(shí)、高技術(shù)密集形為特點(diǎn)。新材料有結(jié)構(gòu)材料和功能材料之分，前者主要利用它的力學(xué)性能，而后者以其各種物理、化學(xué)效應(yīng)為主。當(dāng)前新材料的發(fā)展方向有高性能化、高功能化、高智能化和復(fù)合化、極限化、仿生化、環(huán)境友好化幾方面。

1．金屬材料：金屬材料，特別是鋼、銅、鋁等，仍是21世紀(jì)的主要結(jié)構(gòu)材料和電能傳輸材料。金屬材料已有成熟的生產(chǎn)工藝，相當(dāng)多的配套設(shè)施和工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，價(jià)格低廉、性能可靠，已成為涉及面廣、市場(chǎng)需求大的基礎(chǔ)材料。金屬材料雖然今后會(huì)部分被高分子材料、陶瓷材料及復(fù)合材料所代替，由于它有比高分子材料高得多的彈性模量，比陶瓷高得多的韌性和良好的導(dǎo)電性能，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)改變不了它在材料中的主導(dǎo)地位，即使在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中也不例外。隨著航天航空和其它尖端技術(shù)的飛躍的發(fā)展，在改善和提升傳統(tǒng)材料品質(zhì)的同時(shí)，金屬功能材料、非平衡態(tài)金屬，特別是高比強(qiáng)、高模量、耐高溫、抗氧化，抗腐蝕、耐磨損合金和金屬基復(fù)合材料會(huì)有快速的發(fā)展，如金屬超導(dǎo)材料、鈦及其合金、鋁基增強(qiáng)復(fù)合材料，金屬間化合物、形狀記憶合金和納米晶塊體材料等。

２．先進(jìn)陶瓷材料：陶瓷是人類最早使用的人造材料，質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨損、抗腐蝕、膨脹系數(shù)低，可經(jīng)受1400—1600℃的高溫，比金屬間化合物有更高的比強(qiáng)度和比剛度，是很好的高溫結(jié)構(gòu)材料；部分陶瓷還具有壓電、鐵電，半導(dǎo)體、濕敏和氣敏等特殊功能，廣泛用于電子、計(jì)算機(jī)、激光、核反應(yīng)、宇航等現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。近20年來(lái)，通過多種增韌手段和原始粉末超細(xì)化、納米化技術(shù)，在消除陶瓷本征脆性的研究方面取得了重大突破；傳統(tǒng)的落后制備成型工藝已逐漸被先進(jìn)的注射成型技術(shù)、高溫?zé)岬褥o壓和微波燒結(jié)等技術(shù)所替代；在反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、表面特征、相平衡、燒結(jié)機(jī)理等基礎(chǔ)研究方面也取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。主要趨勢(shì)是根據(jù)使用性能要求對(duì)陶瓷結(jié)構(gòu)作一定程度的剪裁和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)陶瓷結(jié)構(gòu)納米化和組分的復(fù)相結(jié)構(gòu)，包括纖維或晶須增韌和有機(jī)、無(wú)機(jī)復(fù)合等。

３．高分子材料：高分子材料是指分子量從幾百到幾萬(wàn)，由可加聚或縮聚鏈條狀官能團(tuán)構(gòu)成的有機(jī)化合物。上世紀(jì)90年代，世界的高分子材料年產(chǎn)量超過1億噸，其中塑料8000一9000萬(wàn)噸，合成橡膠700—800萬(wàn)噸，合成纖維1000萬(wàn)噸；僅塑料的產(chǎn)量以體積計(jì)算就相當(dāng)于5.6億噸鋼的體積，是發(fā)展最為迅速的材料之一。這些材料品種繁多，并且正以每年10％的速率遞增。高分子材料80％以上作為包裝、建筑、交通運(yùn)輸和紡織行業(yè)的結(jié)構(gòu)材料和原料。功能高分子材料所占比例相對(duì)較低，主要有離子交換樹脂、催化劑、固化酶，用于印刷、電子工業(yè)、集成電路、微細(xì)加工的感光樹脂，用于薄膜電磁、靜電復(fù)印及全息記錄的電功能離子材料和生物功能材料等。高分子合成理論與技術(shù)對(duì)于高分子材料的制取、改性、設(shè)計(jì)越來(lái)越重要，對(duì)發(fā)展高分子新材料有著不可忽視的開拓作用。接枝共聚、共混、縮合聚合、開環(huán)聚合和縮合，是合成高分子材料的主要手段。發(fā)展先進(jìn)的樹脂基、有機(jī)、無(wú)機(jī)和異質(zhì)材料連接技術(shù)，研究高分子材料的老化、降鰓機(jī)制和控制技術(shù)，制備綜合性能更好的新材料，是高分子材料發(fā)展的主要趨勢(shì)。

４．光電信息功能材料：信息材料是指與信息獲取、傳輸、存儲(chǔ)、顯示及處理有關(guān)的材料。目前光和電是信息的主要傳遞媒介，又稱光電信息材料。這類材料有半導(dǎo)體材料，各種記錄材料，信息傳輸、顯示、激光、非線性光學(xué)、傳感和壓電、鐵電材料，幾乎包括了現(xiàn)代所有的先進(jìn)功能材料。其中集成電路是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，從材料角度看，集成電路的主要材料仍然是單晶硅。上一世紀(jì)80年代出現(xiàn)的光導(dǎo)通訊系統(tǒng)的相對(duì)信息容量比同軸電纜、微波系統(tǒng)和衛(wèi)星通訊都有數(shù)量級(jí)的提高，不但節(jié)省材料，而且保密性強(qiáng)、抗干擾、損耗小，主要材料是高純石英；目前正在研究損耗僅為0.001～0.01分貝／公里的多組分玻璃信息功能材料，高品質(zhì)傳感器與敏感材料，激光材料、顯示材料，它們均系一批金屬氧化物陶瓷。信息技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最為迅速的高技術(shù)領(lǐng)域，它打破了地域和種族的界限，使人類能夠快速地分享共同的知識(shí)財(cái)富，極大地促進(jìn)了社會(huì)迸步。

５．能源材料：能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要條件。20世紀(jì)以來(lái)科學(xué)與工業(yè)的發(fā)展使能源消耗量大幅度上升，全球年耗量超過1012 瓦。能源種類繁多，屬于一次能源有核能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能及海洋能等。就大規(guī)模應(yīng)用而言，一次能源利用還需要克服許多科學(xué)和技術(shù)難關(guān)，其中材料就是一個(gè)帶共性的關(guān)鍵問題。太陽(yáng)能是一種取之不盡最為潔凈的天然能源，每年到達(dá)地球的太陽(yáng)能達(dá)60億億度，比全球年耗能的總量還大一萬(wàn)倍。原理上所有的光電轉(zhuǎn)換材料均可作為太陽(yáng)能材料，但考慮到效率、價(jià)格比和使用壽命，GaAs之類的材料近期內(nèi)發(fā)展前途不大，多晶硅效率雖低，但廉價(jià)、性能穩(wěn)定，仍有發(fā)展前途。除了光、電轉(zhuǎn)換之外，目前人們還在尋找其它太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換機(jī)制。氫燃料電池的核心是儲(chǔ)氫材料。這類材料包括鈦、鎳為基的含鐵、銅、錳材料。這些過渡族金屬、合金、金屬間化合物，由于特殊的晶體結(jié)構(gòu)，氫原子比較容易透入金屬晶格的四面體或八面體間隙位中形成金屬氫化物，儲(chǔ)氫體積可比其體積大1000～1300倍。此外，正在開發(fā)中的核聚變能和磁流體發(fā)電機(jī)，可望在2l世紀(jì)投入實(shí)際應(yīng)用。它們需要能在更高的溫度、磁場(chǎng)和耐蝕條件下長(zhǎng)期工作。

６．生物醫(yī)學(xué)材料：生物醫(yī)學(xué)材料是一類合成物質(zhì)，或天然物質(zhì)與合成物的組合體。它能作為一個(gè)系統(tǒng)的整體或部分，在一定時(shí)限內(nèi)，治療、增進(jìn)或替代機(jī)體的組織、器官或功能的材料。生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展趨勢(shì)是利用生物學(xué)原理，設(shè)計(jì)、制造真正仿生物的材料，并且注重可降解吸收、最終形成與生物體完全相容的材料；在加工技術(shù)方面發(fā)展在微米或納米級(jí)尺寸上進(jìn)行三維組織結(jié)構(gòu)控制、設(shè)計(jì)與制造仿生材料。７．納米材料：納米材料是由數(shù)百或幾千個(gè)原子組成的超細(xì)微?；蛴蛇@些微粒組成的納米晶塊體材料的總稱。納米微粒是保留材料特性的最小單元，它既不同于常規(guī)材料，也不同于單個(gè)的原子和分子，具有許多與相同組分一般材料完全不同的奇異特性，研究表明，上述奇異特性與納米材料特殊的內(nèi)部電子結(jié)構(gòu)和原子排序密切相關(guān)。這些特殊的物理效應(yīng)和功能，為新材料的發(fā)展開辟了一條嶄新的研究領(lǐng)域。很有可能使21世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)生革命性的在飛躍，極大地改變?nèi)祟惖纳尜|(zhì)量。

８．超導(dǎo)材料：超導(dǎo)材料是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。超導(dǎo)體具有零電阻和完全抗磁性的特點(diǎn)，對(duì)電流傳輸無(wú)能量損耗，是一種理想的導(dǎo)體材料。超導(dǎo)材料有低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)材料之分。低溫超導(dǎo)材料要在液氦溫度(4．2K)才能顯示超導(dǎo)性，目前已發(fā)現(xiàn)有近70種單質(zhì)元素和5千多種合金、化合物具有超導(dǎo)性，其中NbTi合金和Nb3Sn化合物的超導(dǎo)性能最好，已經(jīng)用于大型工程項(xiàng)目。高溫超導(dǎo)材料是1986年才發(fā)現(xiàn)的一種新型超導(dǎo)體，在液氮溫度(77K)就顯現(xiàn)超導(dǎo)特性。液氮比液氦資源豐富，容易制取，因此高溫超導(dǎo)材料比低溫超導(dǎo)材料更易被工程使用接受，倍受各國(guó)企業(yè)界和政府部門的高度重視。高溫超導(dǎo)材料多數(shù)是含銅的氧化物陶瓷。在已發(fā)現(xiàn)的數(shù)十種高溫超導(dǎo)材料中，YBa2cu3西和Bi2％ca2cu308具有最好的綜合超導(dǎo)性能，已經(jīng)在工程項(xiàng)目中開始試用。我國(guó)超導(dǎo)材料研究在加工合成和組織控制方面處于國(guó)際先進(jìn)行列。在Bi系長(zhǎng)帶研究和Y系塊材制備技術(shù)上占有一定優(yōu)勢(shì)。繼續(xù)尋找更高轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)材料，加強(qiáng)對(duì)氧化物高溫超導(dǎo)體的組織結(jié)構(gòu)控制和成型方法研究，提高現(xiàn)有材料在磁場(chǎng)中的工程臨界電流密度，擴(kuò)大和開拓應(yīng)用領(lǐng)域，加強(qiáng)功能元器件制備工藝研究，是當(dāng)前超導(dǎo)材料研究的主要任務(wù)。

三、材料設(shè)計(jì)、合成與加工成形技術(shù)

材料設(shè)計(jì)的設(shè)想始于20世紀(jì)50年代，其目的是淘汰傳統(tǒng)的“炒菜”法，按指定性能“定做”新材料，按生產(chǎn)要求“設(shè)計(jì)”最佳的制備和加工方法。物理學(xué)和化學(xué)的發(fā)展，特別是凝聚態(tài)理論、量子化學(xué)和化學(xué)成鍵理論的發(fā)展，使人們對(duì)材料的結(jié)構(gòu)與性能，制備與加工之間的變化規(guī)律有了較深的認(rèn)識(shí)，為材料設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)：計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，尤其是人工智能、模式識(shí)別、知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，使物理、化學(xué)理論和大批雜亂的實(shí)驗(yàn)資料溝通起來(lái)，使人們可以用歸納、演繹相結(jié)合的方式對(duì)新材料研究做出決策并提供行之有效的技術(shù)和方法，很多過去不能制備的人造材料，如超晶格、納米晶固體、亞穩(wěn)相準(zhǔn)晶、復(fù)合材料和一大批人工裁剪、縮合或聚合而成的高分子材料都是預(yù)先設(shè)計(jì)并制造出來(lái)的。現(xiàn)代意義上的材料的合成與加工，指的是按設(shè)計(jì)要求建立原子、分子和分子團(tuán)的新排列，在所有尺度上，包括從原子尺度到宏觀尺度對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，高效、經(jīng)濟(jì)地制造材料和零件的過程。材料設(shè)計(jì)、合成和加工是制造和生產(chǎn)高質(zhì)量、低成本產(chǎn)品的關(guān)鍵，是融合人類物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)、技術(shù)進(jìn)步與工程基礎(chǔ)科學(xué)的一個(gè)很大交叉領(lǐng)域。長(zhǎng)期以來(lái)，不僅在中國(guó)，甚至包括美國(guó)等許多先進(jìn)國(guó)家都把材料合成與加工看成是服務(wù)性的，缺乏應(yīng)有的支持與關(guān)注，削弱了它與材料工程其它要素之間的聯(lián)系，在基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)和教育部門尤其如此，致使這一領(lǐng)域缺乏合格的科學(xué)家和工程師，出現(xiàn)了合成加工落后于基礎(chǔ)研究的局面，這種狀況應(yīng)該得到盡快的改變和糾正。

四、結(jié)束語(yǔ)

在上一世紀(jì)里，世界的變化比過去任何時(shí)候都要大，其原因在于技術(shù)直接緊隨基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步而發(fā)展，這為材料科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。在結(jié)構(gòu)材料方面，除了繼續(xù)對(duì)傳統(tǒng)材料進(jìn)行改造升級(jí)之外，應(yīng)該特別重視發(fā)展耐高溫、抗腐蝕、高比強(qiáng)、高韌、高剛度新材料及復(fù)合材料：對(duì)于功能材料，應(yīng)特別重視多功能，高集成度、高效率的信息功能材料；大力加強(qiáng)能源材料、超導(dǎo)材料和生物醫(yī)用材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，擴(kuò)大它們的應(yīng)用領(lǐng)域；加強(qiáng)材料的設(shè)計(jì)、合成與加工的基礎(chǔ)研究和技術(shù)、裝備研究，把21世紀(jì)的材料科學(xué)與工程推進(jìn)到一個(gè)新的水平。參考文獻(xiàn)：

[1]周廉.材料科學(xué)與工程發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].科技信息,2000(5):10—13.[2]國(guó)家新材科產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì).中國(guó)新材科發(fā)展報(bào)告.納米科技2005.4． [3]張鈞林,材料科學(xué)與工程的學(xué)科發(fā)展、現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)[J].甘肅科技,2008,24(15).[4]楊耀武.未來(lái)世界科技發(fā)展趨勢(shì)及特點(diǎn)[J].世界科學(xué),2004(12).[5]趙玉嶺.納米材料性質(zhì)及應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2009(8).[6]師昌緒.21世紀(jì)初的材料科學(xué)技術(shù)(一)、(二)、(三)、(四)[J].金屬世界,2002(3)． [7]孫亞麗,胡維新.材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展與社會(huì)相互作用的思考[J].中國(guó)建材科技,2005,14(2).李世普,Li Shipu.材料科學(xué)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及其發(fā)展方向[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào),2006,22(3).[9]才磊,CAI Lei.材料是21世紀(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[J].中國(guó)科技術(shù)語(yǔ),2010,12(4).

第三篇：電子信息技術(shù)前沿講座

《電子信息技術(shù)前沿講座》心得體會(huì)

姓名：廖如晟

學(xué)號(hào)：2012029130020

通過這一學(xué)年的前沿技術(shù)講座的學(xué)習(xí)，雖然每節(jié)課都是由不同老師來(lái)給我們上課，但對(duì)于我而言，我上的這十一次講座令我受益匪淺，讓我對(duì)這個(gè)學(xué)科的目前的發(fā)展趨勢(shì)以及相關(guān)知識(shí)有了一定的了解。同時(shí)，也令我對(duì)身邊的生活細(xì)節(jié)產(chǎn)生了一定的思考。

由于時(shí)間限制和我們有限的知識(shí)水平，老師們都從大處著眼，為我們大概介紹了他們的研究方向和內(nèi)容，同時(shí)還簡(jiǎn)單向我們介紹這些研究將來(lái)的實(shí)際意義，以及和我們模具鍛壓專業(yè)的聯(lián)系?？傮w來(lái)說，也許理論上邏輯上的很專業(yè)的知識(shí)，我們沒有學(xué)到多少，但老師們利用不到兩個(gè)小時(shí)的時(shí)間，就基本上將一個(gè)新的領(lǐng)域在我們的腦海中勾勒了出來(lái)，使我們這些只知在學(xué)校死啃書本的同學(xué)也有機(jī)會(huì)現(xiàn)實(shí)了一回，真正了解到與百姓的生活有直接聯(lián)系的科學(xué)研究。各位老師不僅在學(xué)術(shù)領(lǐng)域給我們打開了新的窗戶，使我們眼前一亮，也為我們介紹他們?cè)诠ぷ鲗W(xué)習(xí)中切身的體會(huì)及經(jīng)驗(yàn)，提前向我們預(yù)警就業(yè)道路及工作生涯可能遇到的問題。

我印象最深刻的電子與信息技術(shù)前沿講座是在2014年9月11日下午由我們學(xué)院的楊建宇教授為我們開展的第一次的前沿技術(shù)講座。楊教授是我們學(xué)院雷達(dá)探測(cè)與成像技術(shù)這一領(lǐng)域的大牛，能有幸聽到他的報(bào)告，我感到十分榮幸。楊教授這次講座的題目是《合成孔徑雷達(dá)成像》。講座過程中，楊教授主要為我們介紹了合成孔徑雷達(dá)的相關(guān)知識(shí)及原理，知識(shí)新穎，具有前瞻性，開拓了我們的視野。聽取了楊教授的講座，使我對(duì)合成孔徑雷達(dá)成像技術(shù)有了初步的認(rèn)識(shí)。合成孔徑雷達(dá)與微波成像屬于遙感技術(shù)的一種，利用雷達(dá)等對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行掃描，通過計(jì)算回波特性來(lái)得到地面目標(biāo)的物理特性，能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能的雷達(dá)叫做合成孔徑雷達(dá)（SAR）。合成孔徑雷達(dá)在軍事上的最大作用就是可以全天候監(jiān)控地面目標(biāo)，可用于偵查、導(dǎo)航、精確打擊等多種任務(wù)。目前先進(jìn)的飛機(jī)雷達(dá)均有合成孔徑能力，很多作戰(zhàn)飛機(jī)也裝備了SAR吊艙，從而具備精確打擊能力。近年來(lái)還發(fā)展出了專門的SAR飛機(jī)，例如美國(guó)空軍的E-8“聯(lián)合星”空中指揮機(jī)，就擁有強(qiáng)大的合成孔徑能力，可指揮作戰(zhàn)飛機(jī)對(duì)預(yù)定地面目標(biāo)進(jìn)行打擊。它的基本原理是把很多小天線單元疊加在一起，構(gòu)成一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的天線。由于雷達(dá)天線大小和分辨率高低成正比關(guān)系，所以天線一般做得很大，有的達(dá)10米長(zhǎng)。于是，人們研制出了合成孔徑雷達(dá)，它利用電子掃描的方式來(lái)代替機(jī)械式的天線單元輻射，讓小天線也能起到大天線的作用。并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，SAR技術(shù)正朝著能夠?yàn)槿藗兲峁└鼜V、更豐富的目標(biāo)信息的方向發(fā)展。未來(lái)SAR技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)主要有：高分辨率和超高分辨率成像；多波段，多極化，可變視角和多模式；能夠產(chǎn)生目標(biāo)三維圖像的干涉SAR；動(dòng)目標(biāo)成像；實(shí)時(shí)SAR成像處理器。其中追求更高分辨率成像是SAR技術(shù)發(fā)展的核心。這項(xiàng)技術(shù)是值得我們?nèi)パ芯堪l(fā)展的。最后，再次感謝楊教授為我們帶來(lái)的精彩的講座。學(xué)科前沿講座課程已經(jīng)結(jié)束了，通過多次的講座學(xué)習(xí)，我在其中收獲了很多，包括了電子信息與技術(shù)學(xué)科內(nèi)許多領(lǐng)域的一些基本知識(shí)、應(yīng)用以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。并且在最后一段的各個(gè)專業(yè)科研團(tuán)隊(duì)介紹講座中，跟上入的了解到了許多的團(tuán)隊(duì)，包括團(tuán)隊(duì)的成員構(gòu)成、主要的研究領(lǐng)域方向、研究的成果以及研究生的招收和培養(yǎng)方法。其中我對(duì)電子工程系的雷達(dá)與定位團(tuán)隊(duì)有了濃厚的興趣，他們的團(tuán)隊(duì)方向和研究目標(biāo)：雷達(dá)系統(tǒng)和無(wú)線定位技術(shù)。這給了想考研究生的我許多的方向和目標(biāo)，讓我有了想要加入他們的沖動(dòng)與決心。十分感謝各位導(dǎo)師能夠來(lái)開展講座。

最后，我認(rèn)為聽取專業(yè)前沿講座是我們學(xué)習(xí)知識(shí)和拓寬視野的一種途徑，是導(dǎo)師們向我們傳授專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的一種方式。導(dǎo)師們的講解思路條理清晰、語(yǔ)言生動(dòng)有序，道理深入淺出，我們都被深深的吸引。通過聆聽這些講座，我了解到了自己未來(lái)的就業(yè)與深造方向，讓我更有目標(biāo)的進(jìn)行學(xué)習(xí)，我相信自己的未來(lái)是精彩的，是有前途與希望的。雖然講座活動(dòng)已告一段落，但我不會(huì)停止學(xué)習(xí)探索的腳步，高度的責(zé)任感和使命感時(shí)刻提醒著我們不斷攀巖知識(shí)的高峰，努力去實(shí)現(xiàn)自己的理想！

第四篇：冶金科學(xué)前沿結(jié)課論文

冶金工程科學(xué)前沿

講座作業(yè)

姓名：楊毛毛 學(xué)號(hào)：G20158235 班級(jí)：冶碩4班 學(xué)院：冶金與生態(tài)工程

目錄

第一部分概述.........................................................................................3 第二部分課程內(nèi)容小結(jié)..........................................................................3

2.1 轉(zhuǎn)型發(fā)展情況下轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步（王新華）......................................3 2.2 中國(guó)鋼鐵冶金現(xiàn)狀與非金屬夾雜物研究（張立峰）.....................................4 2.3 煉鐵新技術(shù)及前沿（吳勝利）.........................................................................6 2.4 高品質(zhì)特殊鋼大斷面連鑄關(guān)鍵技術(shù)和裝備開發(fā)與應(yīng)用（張家泉）.............7 2.5 生物冶金（李宏煦）........................................................................................7 2.6 冶金流程工程理論及其應(yīng)用（徐安軍）.........................................................9 2.7 鋁冶金技術(shù)現(xiàn)狀（薛濟(jì)來(lái)）...........................................................................10 2.8 金屬材料的強(qiáng)化以及高強(qiáng)鋼的開發(fā)（王福明）...........................................10 2.9 冶金固廢及二次能源利用新技術(shù)（郭占成）...............................................11 2.10 鋼鐵生命周期的集約化控制技術(shù)（李素琴）.............................................12 2.11 高爐煉鐵的若干前沿技術(shù)（張建良）.........................................................14 2.12 吹氬精煉鋼包內(nèi)非金屬夾雜物去除機(jī)理探究（李京社）.........................16 2.13 電弧爐煉鋼復(fù)合吹煉技術(shù)的研究于應(yīng)用（朱榮）.....................................17 第三部分課后感想...............................................................................19

第一部分概述

一個(gè)半月以來(lái)，通過對(duì)冶金工程科學(xué)前沿講座這門課程的學(xué)習(xí)，使我明白了本專業(yè)的重要價(jià)值和基礎(chǔ)地位。冶金技術(shù)就是從礦石中提取金屬和金屬化合物，然后用各種方法制成具有一定性能的金屬材料。從遠(yuǎn)古時(shí)代以來(lái)，在銅金屬被提煉出來(lái)之后，人類的生產(chǎn)生活與金屬及其制品的關(guān)系就變得日益密切。在現(xiàn)代社會(huì)，人們的衣食住行更是離不開金屬材料，生產(chǎn)活動(dòng)的工具與設(shè)施也都要使用金屬材料?？梢哉f，沒有金屬材料便沒有人類今天的物質(zhì)文明。

冶金工程為經(jīng)濟(jì)提供強(qiáng)有力的生產(chǎn)資料保障，涉及的是商業(yè)性的應(yīng)用，因此是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，她會(huì)不斷吸取自然科學(xué)，特別是物理學(xué)、化學(xué)、力學(xué)等方面的新成就，指導(dǎo)冶金生產(chǎn)技術(shù)向廣度和深度發(fā)展；在另一方面，冶金工程又以豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，反過來(lái)充實(shí)了上述學(xué)科的內(nèi)容。雖然我國(guó)鋼鐵工業(yè)已取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但還有許多類型的鋼鐵和金屬材料有待突破，因此加強(qiáng)對(duì)冶金前沿技術(shù)的研究對(duì)于國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展尤為重要。

下面對(duì)冶金工程科學(xué)前沿講座這門課程老師的部分講課內(nèi)容和本人的觀后感想進(jìn)行小結(jié)。

第二部分課程內(nèi)容小結(jié)

2.1 轉(zhuǎn)型發(fā)展情況下轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步（王新華）

轉(zhuǎn)爐煉鋼作為目前最主要的煉鋼方法，其技術(shù)上的進(jìn)步對(duì)我國(guó)煉鋼生產(chǎn)的發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用。王新華老師主要從轉(zhuǎn)爐內(nèi)部脫磷反應(yīng)原理、新形勢(shì)下各國(guó)轉(zhuǎn)爐采取的不同生產(chǎn)工藝、優(yōu)質(zhì)汽車板的生產(chǎn)要求、保護(hù)渣卷入形成的缺陷以及底吹攪拌和雙渣法冶煉的優(yōu)缺點(diǎn)等方面為我們介紹了我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼的現(xiàn)狀，在分析國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上又詳細(xì)闡述了轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)上的創(chuàng)新，分析討論了目前國(guó)內(nèi)煉鋼生產(chǎn)中所存在的主要技術(shù)問題，并對(duì)今后我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提出了一些建議。

目前國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐的基本經(jīng)驗(yàn)可概括為以下幾點(diǎn)：(1)根據(jù)冶煉鋼種和生產(chǎn)工藝的不同，選擇恰當(dāng)?shù)臑R渣工藝；(2)提高氮?dú)鈮毫?，?yōu)化濺渣工藝；(3)合理 選擇開始濺渣時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)爐襯的“零侵蝕”；(4)濺渣與補(bǔ)爐相結(jié)合，嚴(yán)格控制濺渣后轉(zhuǎn)爐爐型；(5)加強(qiáng)煙罩水冷爐口等設(shè)備的維護(hù)及檢修，延長(zhǎng)其使用壽命。長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)的開發(fā)成功，對(duì)煉鋼技術(shù)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響，不僅降低了轉(zhuǎn)爐煉鋼成本，提高了作業(yè)率，還改變了轉(zhuǎn)爐操作制度，使我國(guó)煉鋼廠均不再采用“三吹二”或“二吹一”的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了“三吹三”，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，提高轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度受爐容比限制，但采用以下技術(shù)有利于進(jìn)一步提高供氧強(qiáng)度，從而使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率提高：(1)大幅減少渣量，對(duì)于少渣冶煉轉(zhuǎn)爐由于渣量減少可大幅提高供氧強(qiáng)度；(2)優(yōu)化改進(jìn)氧槍結(jié)構(gòu)，提高噴槍化渣速度，減少熔池噴濺和避免產(chǎn)生大量FeO粉塵是大幅提高供氧強(qiáng)度的關(guān)鍵；(3)采用底吹強(qiáng)攪拌工藝，促進(jìn)初渣熔化，實(shí)現(xiàn)渣鋼反應(yīng)平衡，是提高熔池供氧強(qiáng)度的重要基礎(chǔ)；(4)采用計(jì)算機(jī)終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼及提高出鋼口壽命，縮短出鋼時(shí)間，進(jìn)而縮短轉(zhuǎn)爐輔助作業(yè)時(shí)間，也是提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率的重要技術(shù)措施。

煉鋼作為鋼鐵生產(chǎn)的重要工序，對(duì)降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量等具有決定性影響。目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法，而中國(guó)相對(duì)便宜的勞動(dòng)力，緊缺的廢鋼資源以及昂貴的電價(jià)等又進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)中期，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的誕生不僅推動(dòng)了煉鋼技術(shù)的進(jìn)步，而且在其后的發(fā)展過程中也帶動(dòng)了高爐大型化、連鑄及爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，奠定了 現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，鋼鐵產(chǎn)能過剩，導(dǎo)致鋼材價(jià)格下降，殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將使一些落后的鋼鐵廠倒閉，同時(shí)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展也受到資源、環(huán)境等因素的限制，原、燃料漲價(jià)也不斷壓縮鋼鐵廠的利潤(rùn)空間。面對(duì)挑戰(zhàn)，鋼鐵企業(yè)必須努力發(fā)展高效生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量并大力推廣清潔生產(chǎn)工藝和節(jié)能新技術(shù)，只有這樣才 可能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

2.2 中國(guó)鋼鐵冶金現(xiàn)狀與非金屬夾雜物研究（張立峰）

潔凈鋼已廣泛用于汽車、家電、食品工業(yè)及至海洋結(jié)構(gòu)、耐酸管線以及在嚴(yán)格條件下的其它某種用途。關(guān)于潔凈鋼的概念，E.K.Holappa認(rèn)為有兩點(diǎn)：顧名思義一是鋼中雜質(zhì)要超低量，即鋼中S、P、O、N、H甚至包括C應(yīng)超低量，二是嚴(yán)格控制鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量和形態(tài)。潔凈鋼的概念應(yīng)隨工藝的發(fā)展，鋼的級(jí)別和用途而異。2.2.1 鋼中氧的控制

控制鋼中氧的方法甚多，其重點(diǎn)之一是防止鋼水二次氧化。首先是防止出鋼過程中高FeO、MnO的爐渣帶入鋼包。有人提出兩種解決辦法：一是提高渣中(MgO)含量到10%；二是提高CaO/SiO2到5以上，這樣可使轉(zhuǎn)爐渣中(TFeO)含量降到 13%～14%，此外，并使用機(jī)械擋渣法，如擋渣球，擋渣帽等。2.2.2 鋼中氮的控制

當(dāng)壓力為1mbar時(shí)，N2在鋼中的溶解度為14×10-4%，鋼中[N]是難于去除的，一是因?yàn)榈阡撘褐袛U(kuò)散系數(shù)小，反應(yīng)速度慢；二是在煉鋼出鋼到連鑄過程中吸氮常常發(fā)生。因此精煉之前鋼中氮盡量低；此外應(yīng)盡量減少吸氮來(lái)源。入爐鐵水比與吹煉終點(diǎn)[N]含量有一定關(guān)系，全鐵水煉鋼是十分重要的。鋼中氮主要通過煉鋼初期 CO的沸騰排出，轉(zhuǎn)爐吹煉后期，CO氣體減少，表面氣體壓力大大降低，鋼液將從大氣中吸氮，為解決這個(gè)問題有人指出，此時(shí)添加白云石以產(chǎn)生大量的CO2氣體，形成一個(gè)正壓層來(lái)阻止鋼液從大氣中吸氮。2.2.3 鋼中硫的控制

鋼中的線性硫化物是裂紋源而使產(chǎn)品易于斷裂，對(duì)于中厚板易于產(chǎn)發(fā)SSC裂紋和HIC裂紋。當(dāng)鋼中[S]>0.025%時(shí)，連鑄坯產(chǎn)生裂紋的傾向性大為增加，[S]低則有很好的抗層狀斷裂的能力，所以對(duì)鋼中[S]的要求一向十分嚴(yán)格。脫硫主要是鐵水預(yù)脫硫。預(yù)脫硫鐵水應(yīng)強(qiáng)調(diào)：高爐鐵水[S]盡量低，處理后強(qiáng)強(qiáng)調(diào)扒渣，防止回硫。鐵水預(yù)脫硫最好水平是把[S]脫至10×10-4%；此外是爐外精煉脫硫。爐外精煉脫硫應(yīng)注意三點(diǎn)：鋼液及渣中氧含量要低；使用高堿性渣；鋼包混合要均勻。爐外精煉脫硫的方式有出鋼過程脫硫、鋼包吹A(chǔ)r攪拌脫硫、RH處理脫硫。脫硫劑則主要以CaO+CaF2為主，E.T.R.Jones還提出了Mg基熔劑脫硫的概念。

2.2.4 鋼中磷的控制

鋼中[P]過高，在凝固時(shí)會(huì)嚴(yán)重偏析而導(dǎo)致產(chǎn)品脆裂。高爐是不能脫磷的，高爐出來(lái)的鐵水一般在700～1000×10-4%之間。脫[P]需要高氧位、高堿度渣、低溫、攪拌條件好。鋼中[P]的除去一般有三種方式：一是鐵水預(yù)處理脫[P]，這在日本已經(jīng)開始使用，脫磷后[P]可達(dá)100～180×10-4%；二是轉(zhuǎn)爐或電爐精煉脫[P]，脫磷是在煉鋼初期氧化脫碳過程的同時(shí)進(jìn)行吹煉終點(diǎn)；三是爐外精煉脫磷：鋼包中脫磷可以達(dá)到[P]<30×10-4%的水平。一些廠家，在出鋼過程中以“CaO+ CaF2+鐵礦石”為脫磷劑脫[P]，達(dá)到了鋼中[P]20～30×10-4%的水平。2.2.5 鋼中氫的控制

鋼中[H]含量過多，易于產(chǎn)生氫發(fā)裂和白點(diǎn)，導(dǎo)致鋼的嚴(yán)重缺陷。有關(guān)研究得出結(jié)論，若鋼中[S]<10×10-4%，則[H]<1×10-4%。當(dāng)壓力為1毫巴時(shí)，氫氣在鋼中溶解度為0.91×10-4%。實(shí)際上，通常要求鋼中[H]<2×10-4%。為了達(dá)到此目標(biāo)，保持鋼液處于非常低的壓力是非常重要的。脫[H]主要靠轉(zhuǎn)爐煉鋼初期通過CO的激烈沸騰脫氫和RH處理過程中脫氫。其余各階段均是增氫的，所以脫[H]的重點(diǎn)在于防止脫氣處理后連鑄過程各階段的增氫，應(yīng)該嚴(yán)格控制渣成分和狀態(tài)。由于造渣劑，合金料的潮濕以及新砌中間包未干，大氣吸入所引起的增氫等等。

2.3煉鐵新技術(shù)及前沿（吳勝利）

吳勝利老師主要圍繞鋼鐵工業(yè)的地位及其存在問題、煉鐵生產(chǎn)現(xiàn)狀及面臨的新挑戰(zhàn)、煉鐵工藝節(jié)能減排的技術(shù)方向、鐵礦資源高效使用原理及技術(shù)以及資源環(huán)保型煉鐵工藝研發(fā)動(dòng)向等角度并采用了大量的最新宏觀數(shù)據(jù)向我們介紹了煉鐵工藝的主要問題：

1、節(jié)能減排問題：煉鐵工序能搞占鋼鐵企業(yè)能耗的70%左右，SOX，NOX等總量大、濃度低（捕捉困難）；

2、鐵礦資源問題：鐵礦資源對(duì)外依存度高達(dá)70%，資源劣質(zhì)化趨勢(shì)明顯；

3、鋼鐵企業(yè)處于絕對(duì)低價(jià)位而虧損壓力大，煉鐵成本占鋼鐵生產(chǎn)成本的2/3。鐵礦石原礦含鐵品位低，平均含鐵量?jī)H為31.30%，比世界鐵礦石平均品位低12個(gè)百分點(diǎn)，且貧礦約占儲(chǔ)藏總量的97.7%，按金屬鐵量計(jì)算，我國(guó)鐵礦石資源僅占世界的6%。雖然經(jīng)過選礦工序，可以將精礦的含鐵品位提高至60%以上，但“剝采比”和“選礦比”高，前者接近3，后者約為2.6，生產(chǎn)1噸成品精礦需要完成約8噸的采剝總量，鐵礦生產(chǎn)成本高。鐵礦石類型復(fù)雜，多組分共生或伴生的復(fù)合礦多給選礦和冶煉工藝帶來(lái)一定的困難。國(guó)外鐵礦石儲(chǔ)量為1542億t，基礎(chǔ)儲(chǔ)量為729億t，鐵金屬儲(chǔ)量基礎(chǔ)為1592億t。按原礦儲(chǔ)量多少排序有：烏克蘭、俄羅斯、澳大利亞、巴西、哈薩克斯坦、美國(guó)、印度、委內(nèi)瑞拉、瑞典、伊朗、加拿大、南非、毛里塔尼亞、墨西哥。鐵的儲(chǔ)量多少排序有：俄羅斯、澳大利亞、巴西、印度、哈薩克斯坦、委內(nèi)瑞拉、瑞典、美國(guó)、加拿大、伊朗、南非、毛里塔尼亞、墨西哥。煉鐵生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于“鋼鐵比”高的我國(guó)而言，煉鐵工序必不可少。煉鐵不僅為煉鋼提供原料，而且是整個(gè)鋼鐵企業(yè)能源（煤氣）平衡的最重大貢獻(xiàn)者。

2.4 高品質(zhì)特殊鋼大斷面連鑄關(guān)鍵技術(shù)和裝備開發(fā)與應(yīng)用（張家泉）

2005年項(xiàng)目立項(xiàng)之初，高品質(zhì)特殊鋼大斷面產(chǎn)品全球短缺、生產(chǎn)工藝多為傳統(tǒng)模鑄工藝，高端產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量無(wú)法滿足使用要求。目前生產(chǎn)大斷面鑄坯的首選工藝為全弧形連鑄，該工藝具有產(chǎn)量高，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)。當(dāng)時(shí)的高品質(zhì)特殊鋼大斷面連鑄存在著一系列的技術(shù)難點(diǎn)：初期傳熱和凝固控制難度大；中心易產(chǎn)生疏松和偏析，裂紋傾向大；鑄坯下滑力大，矯直與過程控制難；鋼種差異性大，工藝復(fù)雜。

通過十余年的持續(xù)攻關(guān)創(chuàng)新，建立了大斷面特殊鋼連鑄內(nèi)部疏松和成分偏析控制理論與方法創(chuàng)新提出來(lái)了鋼水注流動(dòng)量與凝固過熱度強(qiáng)化好散理論，開發(fā)出旋流澆鑄工藝技術(shù)，建立了連鑄電磁流體-熱-溶質(zhì)傳輸耦合模型，解釋了連鑄過程宏觀偏析形成與分布規(guī)律，奠定了大斷面連鑄工藝與產(chǎn)品內(nèi)部均質(zhì)性控制的理論基礎(chǔ)；解決了特殊鋼大斷面連鑄生產(chǎn)與熱裝過程裂紋控制難題，開發(fā)出大斷面小曲率、超弱冷和高溫低應(yīng)變連鑄矯直技術(shù)，以及下線控溫?zé)嵫b等成套先進(jìn)工藝，為消除特殊鋼大斷面連鑄與熱裝過程裂紋提供了可靠技術(shù)保障，首創(chuàng)世界最大規(guī)格全弧形特殊鋼連鑄裝備，并建立了基于CAE的鑄機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范；開發(fā)了大斷面高品質(zhì)特殊鋼連鑄化生產(chǎn)成套工藝與專有技術(shù)。本項(xiàng)成果打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，引領(lǐng)了大斷面特殊鋼連鑄化生產(chǎn)方向。

隨著大斷面連鑄產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，不僅給各個(gè)單位和企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，縮短了下游制造業(yè)的加工流程，形成了高效低成本的新產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)了我國(guó)鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)，還有力地推動(dòng)了國(guó)家清潔能源行業(yè)的發(fā)展。

2.5生物冶金（李宏煦）

生物冶金技術(shù)，又稱生物浸出技術(shù)，通常指礦石的細(xì)菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物進(jìn)行。這些微生物被稱作適溫細(xì)菌，靠無(wú)機(jī)物生存，對(duì)生命無(wú)害。這些細(xì)菌靠黃鐵礦、砷黃鐵礦和其他金屬硫化物如黃銅礦和銅鈾云母為生。適溫 細(xì)菌和其他細(xì)菌通常生活在因硫氧化而產(chǎn)生的酸性環(huán)境中，如溫泉、火山附近地區(qū)和富含硫的地區(qū)。

由澳大利亞一家公司培養(yǎng)的適溫細(xì)菌最早是在西澳的一礦山中發(fā)現(xiàn)的，在含硫的酸性環(huán)境中，在高溫條件下對(duì)可溶性金屬有很好的聚積作用。適溫細(xì)菌和其他“靠吃礦石為生”的細(xì)菌如何氧化酸性金屬的機(jī)理不得而知?；瘜W(xué)和生物作用將酸性金屬氧化變成可溶性的硫酸鹽，不可溶解的貴金屬留在殘留物中，鐵、砷和其他金屬，如銅、鎳和鋅進(jìn)入溶液。溶液可與殘留物分離，在溶液中和之前，采取傳統(tǒng)的加工方式，如溶劑萃取，來(lái)回收賤金屬，如銅。殘留物中可能存在的貴金屬，經(jīng)細(xì)菌氧化后，通過氰化物提取。

常規(guī)冶金技術(shù)在品位低的礦物加工過程中，成本比較高，污染非常大，使用生物冶金技術(shù)，通俗的講就是用含細(xì)菌的菌液進(jìn)行浸泡，這些微生物大多是一些化能自養(yǎng)菌，它們以礦石為食，通過氧化獲取能量，這些礦石由于被氧化，從不溶于水變成可溶，人們就能夠從溶液中提取出礦物。

微生物浸礦是指用含微生物的溶劑從礦石中溶解有價(jià)金屬的方法。用微生物處理的礦石多為用傳統(tǒng)方法無(wú)法利用的低品位礦、廢石、多金屬共生礦等。微生物浸礦過程機(jī)理的研究已有很長(zhǎng)的歷史，在細(xì)菌的生長(zhǎng)、硫化礦分解等方面已有較深刻的認(rèn)識(shí)。細(xì)菌浸礦過程是細(xì)菌生長(zhǎng)及包括化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)、動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的硫化礦氧化分解的復(fù)雜過程。2.5.1 微生物浸礦工藝

包括堆浸法、地浸法、槽浸法以及攪拌浸出法等。2.5.2 生物濕法冶金

生物濕法冶金是一種很有前途的新工藝，它不產(chǎn)生二氧化硫，投資少，能耗低，試劑消耗少，能經(jīng)濟(jì)地處理低品位、難處理的礦石。目前，這種方法仍處于發(fā)展之中，它還必須克服自身的一些局限性，如反應(yīng)速度慢、細(xì)菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差，超出了一定的溫度范圍細(xì)菌難以成活，經(jīng)不起攪拌，等等。2.5.3 生物浸出

生物浸出是指利用細(xì)菌對(duì)含有目的元素的礦物進(jìn)行氧化，被氧化后的目的元素以離子狀態(tài)進(jìn)入溶液中，然后對(duì)浸出的溶液進(jìn)一步進(jìn)行處理，從中提取有用元素，浸渣被丟棄的過程。如細(xì)菌對(duì)銅、鋅、鈾、鎳、鈷等硫化礦物的氧化，即屬于生物浸出。2.5.4 尾礦現(xiàn)狀 當(dāng)前，我國(guó)鐵尾礦的排放量增長(zhǎng)迅速，堆存量日益增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1949-2009年，全國(guó)鐵尾礦排放量大約為62億t。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)累計(jì)堆存的鐵尾礦量高達(dá)50億t左右，而且隨著鐵尾礦排放量的提高，其堆存量日益增大。2010年我國(guó)大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用率在40%左右，其中粉煤灰的綜合利用率為68 %煤研石的綜合利用率為61%，冶煉渣的綜合利用率為60 %，相比之下尾礦的綜合利用率大大滯后，僅為14%，尤其鐵尾礦的利用率更低為10%以下，與發(fā)達(dá)國(guó)家綜合利用率為60%相比還存在很大的差距。

2.6 冶金流程工程理論及其應(yīng)用（徐安軍）

通過鋼鐵流程的優(yōu)化和物質(zhì)流、能量流、信息網(wǎng)絡(luò)集成構(gòu)建，對(duì)鋼鐵工業(yè)長(zhǎng)流程和短流程關(guān)鍵界面匹配、二次能源高效轉(zhuǎn)化、低品質(zhì)余熱回收利用、低碳綠色制造、鋼鐵鑄造流程三個(gè)功能價(jià)值提升等模式優(yōu)化與關(guān)鍵技術(shù)深度開發(fā)。實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料與其流程的高效化、綠色化制造。高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)

特殊鋼新型強(qiáng)韌化機(jī)制與高可靠長(zhǎng)壽命機(jī)理；耐高溫、應(yīng)力、腐蝕等服役環(huán)境適應(yīng)性材料設(shè)計(jì)技術(shù)；高潔凈度冶煉、夾雜物精確控制、均質(zhì)化與組織精細(xì)化控制、精確成型與加工等產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定控制技術(shù)；低成本制造及簡(jiǎn)化流程技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

高性能耐蝕鋼制造關(guān)鍵技術(shù)

基于產(chǎn)品全生命周期概念的材料設(shè)計(jì)方法，研發(fā)不同腐蝕機(jī)理的耐蝕鋼合金成分設(shè)計(jì)、冶煉、連鑄、控軋控冷、焊接、機(jī)械加工等技術(shù)，形成具有我國(guó)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的耐蝕鋼材料體系。低品位難選礦綜合選別和利用技術(shù)

低品位難選鐵礦石磨礦-重磁-反浮選技術(shù)；釩鈦磁鐵礦綜合利用技術(shù)；尾礦細(xì)磨-選別綜合再利用技術(shù)；復(fù)雜難選鐵礦石流態(tài)化（閃速、流化床、懸浮焙燒）-磁選關(guān)鍵技術(shù)；弱還原氣氛形成及控制技術(shù)；易氧化粉料冷卻和余熱利用技術(shù)及裝備。鋼鐵制造流程余熱減量化與深度化利用技術(shù) 2.7 鋁冶金技術(shù)現(xiàn)狀（薛濟(jì)來(lái)）

本部分薛老師主要對(duì)鋁冶金的生產(chǎn)工藝流程、其技術(shù)發(fā)展以及目前世界上各國(guó)家的前沿技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并仔細(xì)的分析了我國(guó)與美日等國(guó)家在輕金屬冶金前沿技術(shù)領(lǐng)域的差距以及存在的一些問題。

金屬鋁是性能優(yōu)異、用途廣泛、關(guān)聯(lián)度大的基礎(chǔ)輕金屬材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有不可替代的重要作用。它具有密度小、塑性高、優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和抗蝕性等優(yōu)點(diǎn)，而大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、軍事工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和航空航天等領(lǐng)域。目前世界上鋁的冶煉主要采用冰晶石氧化鋁熔鹽電解法煉鋁工藝，然而該法所存在的問題長(zhǎng)期以來(lái)未能從根本上得到解決，其他煉鋁新工藝的探索研究從未停止過。近些年來(lái)，人們對(duì)常壓碳熱還原法煉鋁研究較多，然而該法需在2000攝氏度以上才能將金屬鋁還原，且產(chǎn)物金屬鋁與渣相難以分離，最終得到鋁的合金。而氧化鋁真空碳熱還原氯化法煉鋁作為一種新的煉鋁法，理論上真空條件可降低生成金屬鋁的熱力學(xué)溫度，工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，且產(chǎn)物金屬鋁與渣相容易分離。

氧化鋁真空碳熱還原氯化法煉鋁過程分三步進(jìn)行:

1、氧化鋁碳熱還原過程(50150 Pa，高于1753 K)，Al4O4C+ 3C+ 2AlCl3(g)= 6AlCl(g)+ 4CO(g)

Al4C3+ Al2O3+ 3AlCl3(g)= 9AlCl(g)+ 3CO(g)

Al4O4C+ Al4C3+ Al2O3+ 3C+ 5AlCl3(g)= 15AlCl(g)+ 7CO(g)

3、低價(jià)氯化鋁AlCl(g)低溫歧化分解過程(50-200 Pa，低于933 K)，3AlCl(g)= 2Al+ AlCl3(g，s)2.8金屬材料的強(qiáng)化以及高強(qiáng)鋼的開發(fā)（王福明）

王福明老師首先向我們介紹了鋼鐵材料將向著高強(qiáng)化、純凈化以及均勻化（成分，組織等），實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽化，達(dá)到節(jié)能減排的發(fā)展方向，并通過合金化和熱處理工藝等來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)韌化（固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、相變強(qiáng)化以及細(xì)晶強(qiáng)化，從而實(shí)現(xiàn)將金屬學(xué)、冶金學(xué)與鋼鐵材料研發(fā)、品質(zhì)提高、生產(chǎn)工藝優(yōu)化等聯(lián)系起來(lái)。2.8.1 金屬材料的強(qiáng)化機(jī)理

金屬材料塑性變形的微觀原理是存在位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)

1、位錯(cuò)是實(shí)際晶體中存在的真實(shí)缺陷

2、位錯(cuò)在作用力τ的作用下享有的滑移，最終移除表面而消失。工程結(jié)構(gòu)材料主要在彈性范圍內(nèi)使用，因此，流變應(yīng)力的重要性更為突出； 流變應(yīng)力組成

（1）抑制位錯(cuò)源開動(dòng)的應(yīng)力，稱之為源硬化。

（2）阻力是錯(cuò)位開始運(yùn)動(dòng)之后才起作用的，對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)起妨礙的作用，稱之為摩擦阻力。

強(qiáng)化金屬材料的思路

點(diǎn)陣阻力：移動(dòng)位錯(cuò)使它從一個(gè)平衡位置滑移到下一個(gè)平衡位置之間的位壘所需要的力，也就是在完整晶體中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦阻力；點(diǎn)陣阻力對(duì)組織部敏感，它的大小主要決定于鍵合強(qiáng)度和點(diǎn)陣類型；共價(jià)鍵的點(diǎn)陣阻力最高，成為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)主要障礙；對(duì)于金屬鍵結(jié)合的晶體，點(diǎn)陣阻力小，不是主要妨礙，可忽略；除點(diǎn)陣阻力外，金屬材料中位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力是隨組織變化而大幅度變化的。提高金屬材料強(qiáng)度的方法是阻止金屬晶體中位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，設(shè)法在金屬中引入大量的晶體缺陷，大大增加位錯(cuò)之間，位錯(cuò)和其他晶體缺陷之間的交互作用，從而阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致金屬抗變形能力大大提高。這就是通常強(qiáng)化的思路和方法。2.8.2金屬材料強(qiáng)化的方法

1、形變強(qiáng)化

2、固溶強(qiáng)化

3、分散強(qiáng)化

4、晶界強(qiáng)化

5、相變強(qiáng)化 2.8.3超低碳貝氏體鋼 為達(dá)到超細(xì)化要考慮：

1、充分?jǐn)U大的非再結(jié)晶區(qū)溫度范圍；

2、變形后有很快的應(yīng)變誘導(dǎo)析出；

3、冷卻時(shí)在貝氏體相變開始前形成較多針狀鐵素體；

4、鋼種高強(qiáng)化后仍有很好的韌性和可焊性；

2.9冶金固廢及二次能源利用新技術(shù)（郭占成）

超重力技術(shù)是強(qiáng)化多相流傳遞及反應(yīng)過程的新技術(shù)，上個(gè) 世紀(jì)問世以來(lái)，在國(guó)內(nèi)外受到廣泛的重視，由于它的廣泛適用性以及具有傳統(tǒng)設(shè)備所不具有的體積小、重量輕、能耗低、易運(yùn)轉(zhuǎn)、易維修、安全、可靠、靈活以及更能適應(yīng)環(huán)境 等優(yōu)點(diǎn)，使得超重力技術(shù)在環(huán)保和材料生物化工等工業(yè)領(lǐng)域中有廣闊的商業(yè)化應(yīng)用前景。

溶劑 焦煤 超重力除塵 鋼水精煉 共生礦冶煉渣 二次超重力鑄造 連鑄 軋機(jī) 產(chǎn)品 燒結(jié)機(jī) 高爐 焦?fàn)t 轉(zhuǎn)爐 冶煉 產(chǎn)品深加工--電鍍，電泳 焦化廢水處理 鋼渣處理： 分離金屬鐵 富集鎂酸鈣 富集磷酸鈣 酸化與熱回酸洗液-電化學(xué)處理 傳統(tǒng)流程技術(shù)進(jìn)步—超重力冶金

超重力工程技術(shù)的基本原理是利用超重力條件下多相流體系的獨(dú)特流動(dòng)行為，強(qiáng)化相與相之間的相對(duì)速度和相互接觸，從而實(shí)現(xiàn)高效的傳質(zhì)傳熱過程和化學(xué)反應(yīng)過程。超重力工程技術(shù)是一項(xiàng)突破性地強(qiáng)化“三傳一反”過程的新技術(shù)，是適用于能源、材料、石油、化工、環(huán)境、生物等多個(gè)部門并可帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的新技術(shù)。獲取超重力的方式主要是通過轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備整體或部件形成離心力場(chǎng)，涉及的多相流體系主要包括氣-固體系和氣-液體系。

CaseWesternReserve大學(xué)的N.C.Gardner教授從1984年開始，先后在Norton公司，Dow公司支持下對(duì)煙氣脫硫和聚和物脫單體進(jìn)行研究。將超重力技術(shù)與冶金工業(yè)運(yùn)用在一起將會(huì)是打開一種新的局面。

2.10鋼鐵生命周期的集約化控制技術(shù)（李素琴）

2.10.1 研究背景

綠色冶金方興未艾以及環(huán)境生態(tài)問題已經(jīng)越來(lái)越嚴(yán)重，是我們今天研究問題的重要方向。

李素琴老師首先從身邊的問題說起，給我們介紹了霧霾的產(chǎn)生原因：霧霾，顧名思義是霧和霾，但是霧和霾的區(qū)別很大。空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。霾就是灰霾（煙霞），空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ右材苁勾髿饣鞚?。將目?biāo)物的水平能見度在 1000－10000米的這種現(xiàn)象稱為輕霧或靄（Mist）。形成霧時(shí)大氣濕度應(yīng)該是飽和的（如有大量凝結(jié)核存在時(shí)，相對(duì)濕度不一定達(dá)到100%就可能出現(xiàn)飽和）。由于液態(tài)水或冰晶組成的霧散射的光與波長(zhǎng)關(guān)系不大，因而霧看起來(lái)呈乳白色或青白色和灰色。

鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)過程是化學(xué)、物理的變化過程，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，被列為污染危害最大的三大部門（冶金、化工和輕工）、六大企業(yè)（鋼鐵、煉油、火電、化工、有色金屬冶煉和造紙）的首位。環(huán)境污染主要反映在氣、水、渣三個(gè)方面。廢氣主要是從燃燒系統(tǒng)排出的。污染過程很復(fù)雜，污染也是多方面的，有毒成分主要有二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、烴、粉塵等。附近居民受二氧化硫的影響易引起慢性呼吸道系統(tǒng)的病癥。廢水主要有焦化廠的廢水，它含有酚、氰化物、氯化物和硫化物等有害物質(zhì)。廢水就地浸透污染地下水；排入江河、湖泊則污染地面水，使生活飲用水和水生生物含有害物質(zhì)，對(duì)人體引起不良后果。2.10.2 轉(zhuǎn)型升級(jí)新思路

面對(duì)鋼鐵污染的嚴(yán)重形式我們必須轉(zhuǎn)型升級(jí)新思路，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，依據(jù)工業(yè)生態(tài)學(xué)的原理，進(jìn)行鋼鐵工業(yè)的生命周期管理集約化技術(shù)控制，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，帶動(dòng)生態(tài)服務(wù)也發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，污染排放的最小化。

采用生態(tài)重組的手段，從微觀、中觀和宏觀角度入手進(jìn)行物質(zhì)的集成，能量的集成，水系統(tǒng)的集成，技術(shù)的集成以及設(shè)施的集成與共享，降低資源，能源的消耗，減少萬(wàn)元GDP的排放量，開發(fā)環(huán)境友好型產(chǎn)品，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，提高環(huán)境效益和生態(tài)效益。

1、源頭——微觀層次

通過改變化學(xué)產(chǎn)品或者過程的內(nèi)在本質(zhì)來(lái)減少或消除有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生；設(shè)計(jì)或重新設(shè)計(jì)化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，使其具備所需的特性有避免或減少有毒基團(tuán)的使用與產(chǎn)生；高選擇化學(xué)反應(yīng)，減少副產(chǎn)品，甚至達(dá)到原子的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)零排放。

2、生命周期管理

一種產(chǎn)品從原料開采開始，經(jīng)過原料加工，產(chǎn)品制造，產(chǎn)品包裝，運(yùn)輸和銷售，然后由消費(fèi)者使用，回用和維修，在最終循環(huán)或作為廢棄處理，這一整個(gè)過程稱為產(chǎn)品的生命周期，期間進(jìn)行全過程管理叫做生命周期管理。

3、集約化控制 鋼鐵工業(yè)的集約化控制是指在以資源優(yōu)化配置為原則，以社會(huì)福利最大化為目的，組織結(jié)構(gòu)高度集中，大，中，小企業(yè)共同互利共生，使鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的過程。

將具有某種共同特性的企業(yè)構(gòu)成集合或系統(tǒng)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和產(chǎn)品優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，增強(qiáng)活力及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；采用循環(huán)連接技術(shù)進(jìn)行資源優(yōu)化配置，提高資源利用效率和勞動(dòng)效率，增加產(chǎn)出；在集約型發(fā)展方式下，依靠技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新以及職工素質(zhì)培養(yǎng)和生產(chǎn)力合理組織和配置，實(shí)現(xiàn)和持續(xù)發(fā)展。2.10.3結(jié)語(yǔ)

可以考慮海洋以及軍工產(chǎn)業(yè)對(duì)鋼鐵的需求方向，新型城鎮(zhèn)化和工業(yè)的消費(fèi)要求，京津冀一體化，北京第二機(jī)場(chǎng)用鋼以及建材需求以及出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與區(qū)域布局，生產(chǎn)高附加值鋼種。上下游產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，包括鋼鐵，渣，塵，尾礦與焦化等，實(shí)現(xiàn)高附加值產(chǎn)品開發(fā)，帶來(lái)更大經(jīng)濟(jì)效益。

脫硫，脫氮以及除塵的高效新技術(shù)開發(fā)，能源診斷技術(shù)與節(jié)能技術(shù)的開發(fā)以及綠色水處理技術(shù)研發(fā)等集成與優(yōu)化，會(huì)大大降低污染物的排放，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，帶來(lái)生態(tài)效益和社會(huì)效益。

鋼鐵工業(yè)生態(tài)化的轉(zhuǎn)型是必然趨勢(shì)。

2.11高爐煉鐵的若干前沿技術(shù)（張建良）

張建良老師主要為我們簡(jiǎn)要介紹了高爐煉鐵前沿問題，高爐作為鋼鐵企業(yè)流程的基礎(chǔ)步驟，對(duì)于鋼鐵冶金來(lái)說至關(guān)重要。張老師主要從中國(guó)煉鐵情況與發(fā)展形勢(shì)；高爐噴吹固體燃料；高爐系統(tǒng)中的有害元素；鋼鐵廠的粉塵處理幾個(gè)方面開啟了他的講座課程。

2.11.1 中國(guó)煉鐵情況與發(fā)展形勢(shì)

中國(guó)煉鐵的發(fā)展情況及形勢(shì)大體沒有變化，2014年中國(guó)生鐵產(chǎn)量7.11億噸，而世界的生鐵產(chǎn)量11.79億噸。我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)最多的四個(gè)省份，分別是河北，山東，江蘇以及遼寧。鋼鐵對(duì)環(huán)境的影響已然很嚴(yán)峻?？偨Y(jié)起來(lái)大致分為三個(gè)問題，資源問題，環(huán)境問題和市場(chǎng)問題。目前中國(guó)的鋼鐵需要不斷創(chuàng)新，注重資源環(huán)保，追尋綠色低成本之路。2.11.2 高爐噴吹固體燃料

國(guó)內(nèi)外固體燃料發(fā)展急劇加速，主要的固態(tài)燃料依然是煤粉，焦粉，碳質(zhì)粉 塵；液態(tài)燃料主要是重油，柴油以及煤焦油；氣態(tài)燃料主要是天然氣，焦?fàn)t煤氣，高爐循環(huán)煤氣。其中：煤粉分為煙煤、無(wú)煙煤、貧瘦煤、褐煤；碳質(zhì)粉塵分為高爐除塵灰、焦化除塵灰、轉(zhuǎn)爐除塵灰；煤化工半焦分為蘭炭、提質(zhì)煤；城市廢棄物主要包括廢塑料、廢輪胎等。

國(guó)內(nèi)噴吹固體燃料的熱點(diǎn)技術(shù)主要有：高爐經(jīng)濟(jì)噴煤比的探索、高爐煤粉有效發(fā)熱值、煤化工半焦用于高爐噴吹、高比例低階煤高爐噴吹、生物質(zhì)用于高爐噴吹。

中國(guó)高爐噴吹固體燃料的發(fā)展方向：

1、合理采購(gòu)噴吹煤，優(yōu)化噴煤結(jié)構(gòu)。

2、結(jié)合冶金條件探索經(jīng)濟(jì)噴煤量。

3、繼續(xù)拓展高爐噴吹資源。

4、研發(fā)生物質(zhì)、城市廢棄物噴吹工藝。

5、努力提高煤粉燃燒速率。2.11.3 高爐系統(tǒng)中的有害元素

1、堿金屬：增堿后焦炭的強(qiáng)度降低，堿金屬能提高焦炭的CRI，強(qiáng)化焦炭的氣化反應(yīng)，是焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度急劇降低而粉化，弱化焦炭骨架作用。

2、鋅：侵蝕爐襯，高爐結(jié)瘤，破壞鐵礦石和焦炭冶金性能，燒損風(fēng)口等冷卻設(shè)備等。

3、鉛：在高爐中幾乎被全部還原，由于密度高達(dá)11.34t/m3，故沉積于死鐵層之下，易破壞爐底磚縫，有可能會(huì)造成爐底燒穿。2.11.4鋼鐵廠粉塵處理

含鐵塵泥主要來(lái)源于冶煉、軋制等各工序的除塵和廢水處理工藝，一般TFe含量為30%~70%。粉塵主要分一下幾類：鋼鐵工藝中的粉塵主要有：原料準(zhǔn)備基塵，燒結(jié)、球團(tuán)塵泥，高爐塵泥，煉鋼塵泥，軋鋼塵泥。按照鐵含量可以分為:低含鐵塵泥（TFe < 30%），中含鐵塵泥（TFe = 30~50%），高含鐵塵泥（TFe >50%）。按照固定碳含量可分為：低碳含鐵塵泥（FC<2%），中碳含鐵塵泥（FC=2~50%）以及高碳含鐵塵泥（FC>50%）。按照Z(yǔ)n元素含量可分為：低鋅含鐵塵泥（Zn<1%），中鋅含鐵塵泥（1%≤Zn≤8%），高鋅含鐵塵泥（Zn >8%）。按照堿金屬含量可分為：低堿含鐵塵泥（K2O+Na2O <0.5%），中堿含鐵塵泥（K2O+Na2O =0.5~1%）以及高堿含鐵塵泥（K2O+Na2O >1%）。

鋼鐵廠處理灰塵的方法主要分為：干式除塵法，以及濕式除塵法。冶金含鐵塵泥的利用方法一般分為四類：燒結(jié)球團(tuán)法作煉鐵原料、煉鋼粉塵作煉鋼化渣劑、直接還原處理、濕法處理工藝。2.12吹氬精煉鋼包內(nèi)非金屬夾雜物去除機(jī)理探究（李京社）

2.12.1 研究背景

高品質(zhì)鋼的生產(chǎn)過程中，非金屬夾雜物的含量對(duì)其影響非常大，大大減少非金屬夾雜物的含量可以加強(qiáng)鋼的質(zhì)量。李老師向我們介紹了鋼包底吹氬技術(shù)，通過這項(xiàng)技術(shù)來(lái)提高鋼水純凈度，以往研究將其過程的限制環(huán)節(jié)為氣泡作為促進(jìn)夾雜物上浮的主要因素。吹氬鋼內(nèi)在汽泡的驅(qū)動(dòng)下鋼液的平均上升速度的數(shù)量級(jí)可達(dá)0.1m/s，同時(shí)，尺寸小于100um的夾雜隨鋼液的跟隨性好，若以此速度上浮，將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到鋼渣界面去除，而實(shí)際上電磁攪拌鋼包內(nèi)夾雜物的去除效果并不亞于吹氬操作。因此，氣泡作為吹氬鋼包內(nèi)去除夾雜物的主要影響因素還有待商榷。而若夾雜物上浮是去除的限制環(huán)節(jié)，則隨吹氬量增加，底吹氬鋼包內(nèi)的鋼液上升速度越大，越有利于夾雜物的上浮去除。但實(shí)際情況并非如此，夾雜物的去除效果與吹氬量的選擇之間存在十分重要的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致實(shí)際操作中準(zhǔn)確選擇最優(yōu)氣體用量存在困惑。在此研究背景下，提出了用物理模擬方法對(duì)鋼包底吹氬去除夾雜物過程進(jìn)行了探討，以揭示吹氬量對(duì)夾雜物去除過程作用機(jī)理的影響規(guī)律，為底吹氬鋼包中提高鋼液潔凈度的操作優(yōu)化提供依據(jù)和指導(dǎo)。2.12.2 實(shí)驗(yàn)思想

夾雜物的去除過程主要包括上浮和穿過鋼渣界面兩階段，吹氬量不僅決定鋼液上浮速度，同時(shí)也極大影響鋼渣界面行為。為了深入研究理解吹氬量對(duì)這兩個(gè)階段的影響規(guī)律，選擇5個(gè)跨度大的氣量，即0.05Nm3/h、0.25 Nm3/h、0.35 Nm3/h、0.45 Nm3/h、0.55 Nm3/h來(lái)依次實(shí)驗(yàn)測(cè)定。2.12.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

隨著吹氬量增大，鋼包內(nèi)鋼液循環(huán)流速增大，氣泡直徑增加，同時(shí)鋼渣界面的形狀也發(fā)生顯著變化。循環(huán)流速和氣泡尺寸對(duì)夾雜物的上浮過程產(chǎn)生重要影響，而鋼渣界面行為對(duì)夾雜物被頂渣吸收去除過程有重要影響。上浮與被頂渣吸收均是夾雜物去除過程的重要環(huán)節(jié)。

若夾雜物上浮是其限制環(huán)節(jié)，則氣泡尺寸和鋼液上升速度將是關(guān)鍵因素；若頂渣吸收是其限制環(huán)節(jié)，則鋼渣界面行為是其考慮的重要因素。

吹氬量的選擇要兼顧夾雜物的上浮和被頂渣吸附的過程。吹氬量過小時(shí)，夾雜物與頂渣接觸時(shí)間長(zhǎng)，有利于夾雜物穿越鋼渣界面，但夾雜物上浮達(dá)到界面時(shí)間長(zhǎng)，影響其去除效果，此時(shí)夾雜物上浮是其去除過程的限制環(huán)節(jié)。吹氬量過大 時(shí)，夾雜物與頂渣接觸幾率增大，與頂渣接觸時(shí)間變短，降低了夾雜物去除效果，鋼渣界面的穿越成為了夾雜物去除過程的限制環(huán)節(jié)。實(shí)際生產(chǎn)過程中，可通過控制頂渣和夾雜物的物理性質(zhì)來(lái)促進(jìn)夾雜物穿越鋼渣界面，從而改善其去除效果。

2.13 電弧爐煉鋼復(fù)合吹煉技術(shù)的研究于應(yīng)用（朱榮）

2.13.1 研究背景

電弧爐煉鋼是主要煉鋼方法之一，具有流程短，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。近年國(guó)內(nèi)電弧爐受廢鋼資源緊缺及電價(jià)高等影響，生產(chǎn)成本偏高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱。通過配加鐵水，形成廢鋼和鐵水為主的多元爐料結(jié)構(gòu)。但傳統(tǒng)電弧爐冶煉熔池?cái)嚢枞?，?dòng)力學(xué)條件差，造成爐內(nèi)物質(zhì)和能量傳輸慢，抑制了煉鋼反應(yīng)的快速進(jìn)行。對(duì)廢鋼加鐵水為主要原料的電弧爐冶煉研究國(guó)外文獻(xiàn)鮮有報(bào)道；從國(guó)外引進(jìn)相關(guān)裝備在國(guó)內(nèi)使用時(shí)大多水土不服。國(guó)內(nèi)外研究者嘗試采用電弧爐底吹攪拌技術(shù)改善上述問題，但均因底吹安全及壽命等技術(shù)原因難以實(shí)現(xiàn)工程化。2.13.2 研究目標(biāo)

1、技術(shù)難點(diǎn)

（1）爐料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，原料成分波動(dòng)大；（2）供氧方式單一，供氧強(qiáng)度難提高，氧氣利用率低；（3）底吹元件壽命低，不能與爐役同步；（4）供電與供氧如何匹配，能量利用不合理。2007年，為解決以上技術(shù)難題，提出并著手開發(fā) “電弧爐煉鋼復(fù)合吹煉技術(shù)”。

2、研究目標(biāo)

通過對(duì)傳統(tǒng)冶煉工藝進(jìn)行創(chuàng)新，降低電弧爐煉鋼時(shí)原料、能量消耗，提高鋼水質(zhì)量、氧氣利用率和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、低成本生產(chǎn)目標(biāo)，使我國(guó)電弧爐煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2.13.3 研究?jī)?nèi)容

1、電弧爐煉鋼熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度研究

探明了氧氣射流、電弧磁場(chǎng)和底吹流股對(duì)熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度的耦合規(guī)律，確定了爐內(nèi)各區(qū)域的攪拌速度，并獲得影響熔池?cái)嚢杷俣汝P(guān)系式。滿足了不同爐型、爐料結(jié)構(gòu)及冶煉過程對(duì)熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度的要求。

2、集束射流技術(shù)的拓展應(yīng)用（1）爐壁模塊化噴吹技術(shù) 研發(fā)了爐壁噴吹模塊技術(shù)，包括集數(shù)供氧、噴吹燃料及粉劑等多個(gè)單元，具備助熔、脫碳等模式，滿足多種工藝要求。實(shí)現(xiàn)了粉劑噴吹的動(dòng)態(tài)切換，滿足泡沫渣、脫磷及控制鋼水過氧化等要求。（2）爐頂集束供氧噴吹技術(shù)和埋入式供氧技術(shù)

針對(duì)高鐵水比的多元爐料，首次開發(fā)應(yīng)用了電氧切換的爐頂集束供氧噴吹技術(shù)，提高了供氧效率，改蓋了熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度。首次開發(fā)了雙流道埋入式吹氧噴粉工藝，有效地控制了鋼水過氧化，進(jìn)一步提高了脫磷效果，供氧噴吹裝置與爐齡同步。

3、電弧爐煉鋼安全長(zhǎng)壽底吹技術(shù)

采用等靜壓成型技術(shù)，生產(chǎn)出具有高透氣性、耐高溫、抗熱震及剝落的電弧爐底吹透氣元件。開發(fā)了滿足不同爐型及爐料結(jié)構(gòu)的底吹參數(shù)控制模塊，保證了底吹攪拌效果。開發(fā)了電弧爐底吹攪拌安全控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電弧爐底吹壽命與爐齡同步；底吹爐齡壽命超780爐，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

4、復(fù)合吹煉技術(shù)的工程化應(yīng)用

研發(fā)出電弧爐煉鋼復(fù)合吹煉工藝的控制模型及成本控制軟件，保證的冶煉的穩(wěn)定、降低了生產(chǎn)成本；建立了電弧爐煉鋼脫碳和溫度預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)了終點(diǎn)碳和溫度預(yù)報(bào)，碳命中率83.7%（±0.030%），溫度命中率84.0%（±10℃）；建立了“供電-供氧-脫碳-余熱”能量平衡系統(tǒng)，解決了復(fù)合吹煉條件下電弧爐生產(chǎn)和余熱回收的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

2014年該技術(shù)被中國(guó)金屬學(xué)會(huì)列為“冶金與新材料產(chǎn)學(xué)研協(xié)調(diào)創(chuàng)新平臺(tái)”重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，本項(xiàng)目豐富了電弧爐煉鋼技術(shù)，推動(dòng)了冶金科學(xué)及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。

第三部分課后感想

冶金行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要生產(chǎn)部門，使得冶金工程專業(yè)具有良好的發(fā)展前景。舉一個(gè)比較有代表性的例子。我國(guó)是一個(gè)產(chǎn)鋼大國(guó)，每年的鋼鐵總產(chǎn)量位于世界前列。鋼產(chǎn)量的指標(biāo)，當(dāng)然可以作為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要參數(shù)，但產(chǎn)量高并不意味著我們就是鋼鐵冶煉的強(qiáng)國(guó)。因?yàn)?，每年我們還要進(jìn)口不少特種鋼材。在特種鋼材冶煉技術(shù)上同先進(jìn)國(guó)家的差距，表明我們冶金工程的發(fā)展水平并不高。要改變這種狀況，促進(jìn)國(guó)家從產(chǎn)鋼大國(guó)變?yōu)殇撹F強(qiáng)國(guó)，就要加大冶金技術(shù)人才的培養(yǎng)。所以，冶金工程具備很大的發(fā)展?jié)摿?。作為北京科技大學(xué)的研究生，國(guó)家未來(lái)冶金的棟梁之才，我們一定要把握住這個(gè)機(jī)會(huì)，為國(guó)家的冶金技術(shù)貢獻(xiàn)力量，實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值。

第五篇：計(jì)算機(jī)前沿講座論文

計(jì)算機(jī)前沿講座論文

圖書館怎么面對(duì)云計(jì)算

姓名：甘超江 學(xué)號(hào)：20092460

目錄

摘要：...............................................................................................................3 引言：...............................................................................................................4

1.云計(jì)算的概念.........................................................................................5 2.云計(jì)算在圖書館中的五大利.....................................................................5 3.云計(jì)算的四大弊

4.云計(jì)算環(huán)境下的圖書館信息安全策略........................................................7 參考文獻(xiàn)：........................................................................................................9

摘要：

云計(jì)算是一種新型的基于互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)計(jì)算模型，是多種技術(shù)混合演進(jìn)的結(jié)果，具有安全可靠、海量信息存儲(chǔ)、快捷方便等特點(diǎn)。圖書館利用云計(jì)算的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)和與之相關(guān)的虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，能降低存儲(chǔ)和維護(hù)成本，具有所存數(shù)據(jù)安全可靠，輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)共享等特點(diǎn)。關(guān) 鍵 詞：云計(jì)算 圖書館 海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 存儲(chǔ)技術(shù) 虛擬技術(shù)

引言：

2009年被認(rèn)為是“云計(jì)算”（Cloud Computing）元年，融合了計(jì)算設(shè)施、能力和數(shù)據(jù)的“云”正在成為一種網(wǎng)絡(luò)存在方式。在微軟、IBM、Google、Amazon、Sun等IT巨頭的推動(dòng)下，云計(jì)算得到迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外掀起了云計(jì)算熱潮。憑借“云”，蘋果、亞馬遜在線銷售音樂、電視、電影、電子書籍和數(shù)碼報(bào)紙雜志，谷歌免費(fèi)提供檢索、電子郵件、衛(wèi)星圖像、地圖、計(jì)算、數(shù)據(jù)保存等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。而在國(guó)內(nèi)，瑞星，阿里巴巴等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司也相繼邁上發(fā)展云計(jì)算的道路?？梢娫朴?jì)算將對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)作和服務(wù)模式產(chǎn)生深刻影響，而作為信息資源存取中心之一的圖書館，在這種云計(jì)算時(shí)代下，它將面對(duì)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

1.云計(jì)算的概念

云計(jì)算(Cloud Computing)是一種基于internet的計(jì)算，它是在分布式處理.并行處理，網(wǎng)格計(jì)算等基礎(chǔ)上提出的一種新型商業(yè)計(jì)算模型，是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法。它是面對(duì)超大規(guī)模的分布式環(huán)境，其核心思想是通過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序.再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。其最終目的是充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源。建立功能強(qiáng)大的計(jì)算中心。并基于此提供多種多樣的計(jì)算服務(wù)，使用戶能夠在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)便捷的享受各種服務(wù)。對(duì)于圖書館人而言，雖可能不大理解云計(jì)算的內(nèi)涵，但或多或少已經(jīng)體驗(yàn)過或正在使用云計(jì)算服務(wù)，如googleDoes、Facebook等。重要的是理解云計(jì)算實(shí)質(zhì)上是一個(gè)有關(guān)數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算設(shè)備范式如何轉(zhuǎn)變的問題。這些問題與數(shù)字化生活始終緊緊相連。而云計(jì)算，把重點(diǎn)轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)離這些設(shè)備能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和能夠運(yùn)行的應(yīng)用和設(shè)備上，提供了最簡(jiǎn)單的獲取數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，這些存儲(chǔ)在不同的地方的互聯(lián)網(wǎng)上。但這些數(shù)據(jù)怎么放?有相應(yīng)的技術(shù)保證才行，一定不是說把所有的數(shù)據(jù)放到一起才是云計(jì)算!云計(jì)算的“云”最根本的是虛擬化，是虛擬化計(jì)算!虛擬化并不是把所有東西放在一個(gè)地方才叫虛擬化。

2.云計(jì)算在圖書館中的五大利

超強(qiáng)的計(jì)算能力：通過一定的協(xié)調(diào)調(diào)度。云計(jì)算模式可以通過數(shù)萬(wàn)乃至百萬(wàn)的普通計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)合來(lái)提供超強(qiáng)的、可以與超級(jí)計(jì)算機(jī)相抗衡的計(jì)算能力。使用戶完成單臺(tái)計(jì)算機(jī)根本無(wú)法完成的任務(wù)。在“云”中，使用者只要輸入簡(jiǎn)單指令即能得到大量信息。因?yàn)樵谠朴?jì)算模式中，人們不是從自己的計(jì)算機(jī)上，也不是從某個(gè)指定的服務(wù)器上，而是從互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上，通過各種設(shè)備(如移動(dòng)終端等)獲得所需的信息，因此其速度得到了質(zhì)的飛躍。

以用戶為中心：在云計(jì)算模式中，相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在“云”之中，用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以以某種便捷、方便、安全的方式獲得云中的相關(guān)的信息或服務(wù)。雖然在“云”里有成千上萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)為其提供服務(wù)，但對(duì)于“云”外的用戶來(lái)說，他看到只是一個(gè)統(tǒng)一的接口界面，用戶使用云服務(wù)就如通過互聯(lián)網(wǎng)使用本地計(jì)算機(jī)一樣的方便。

3)實(shí)現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)計(jì)算：人們需要監(jiān)管能力更強(qiáng)的計(jì)算模型，來(lái)充分提高計(jì)算效率，不僅僅是計(jì)算資源的利用率，而且是從物理上降低設(shè)備能耗。云計(jì)算的出現(xiàn)大大加快了實(shí)現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)計(jì)算的步伐。

4)降低了數(shù)據(jù)外泄的可能性：這也是云計(jì)算服務(wù)商討論最多的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在云計(jì)算之前，數(shù)據(jù)容易被盜，而隨著云計(jì)算的推廣以后。用戶可以把自己的數(shù)據(jù)放在“云”中，只要用戶能夠接人互聯(lián)網(wǎng)就能夠根據(jù)需要隨時(shí)存取，為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了幾乎無(wú)限多的可能，為存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)提供了幾乎無(wú)限的空間。

5)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠：云計(jì)算中，用戶只需花少量的錢來(lái)租用相關(guān)的云服務(wù)商所提供的相關(guān)服務(wù)即可。它可以讓用戶利用很少的投資獲得較大的回報(bào)。不必?fù)?dān)心自己所購(gòu)買的IT產(chǎn)品被淘汰，因?yàn)榫唧w的硬件配置和更新都是由云服務(wù)提供商來(lái)提供的。用戶所需做的只是通過各種設(shè)備享受云服務(wù)所提供自己需求的信息、知識(shí)、服務(wù)等。

目前國(guó)外諸多圖書館組織與協(xié)會(huì)已在探討圖書館如何使用云計(jì)算，比如圖書館使用云計(jì)算提供用戶個(gè)性化和本地化信息尋求的模式?云可以節(jié)省資金和資源使圖書館利用計(jì)算機(jī)設(shè)備更有效嗎?用戶如何與云交互?我們的服務(wù)可能需要修改，以適應(yīng)新出現(xiàn)的用戶模式?有一點(diǎn)是肯定的，無(wú)論以何種方式，我們認(rèn)為對(duì)圖書館計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施和架構(gòu)均需要改變，以便有效地利用云計(jì)算。云計(jì)算時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，圖書館需要開始思考如何調(diào)整服務(wù)，以便有效地適應(yīng)用戶與圖書館互動(dòng)。

3.云計(jì)算的四大弊

雖然云計(jì)算技術(shù)目前還處于商用的初級(jí)階段.還有許多問題困擾著云計(jì)算服務(wù)提供商。隨著云計(jì)算技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，以及云計(jì)算理念被用戶的廣泛接受，云計(jì)算技術(shù)必將成為最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，基于云計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)用也將成為人們最重要的選擇。作為圖書館工作人員需要認(rèn)真追蹤研究以下幾個(gè)方面：

3.1需要確認(rèn)是否把整個(gè)圖書館資源放到“云”中。從理論上說，利用云計(jì)算技術(shù)，用戶只需要通過本地終端就可以通過互聯(lián)網(wǎng)使用圖書館的相關(guān)資源。但實(shí)際上，為了安全和穩(wěn)定。也為了在“云”服務(wù)中斷或失效時(shí)，圖書館仍然能夠正常地提供相關(guān)的服務(wù)，圖書館顯然不能把所有的數(shù)據(jù)資源都放在”云“中.必然要繼續(xù)在本地保存一些常規(guī)的重要的數(shù)據(jù)依此來(lái)作為“云”數(shù)據(jù)的一個(gè)備份。因此，云計(jì)算模式并不會(huì)完全推翻圖書館現(xiàn)有的數(shù)據(jù)部署模式，而是在保留原有模式的基礎(chǔ)上，使現(xiàn)有的部署模式與云計(jì)算模式進(jìn)行融合，作為現(xiàn)有部署模式的有效補(bǔ)充。圖書館應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，通過研究來(lái)確立哪些數(shù)據(jù)資源可以放到“云”中，哪些數(shù)據(jù)必須在圖書館現(xiàn)有的模式中予以保留，這是值得圖書館員需要認(rèn)真研究的一個(gè)方面。

3.2數(shù)據(jù)據(jù)位置問題。在現(xiàn)在運(yùn)行的系統(tǒng)中，許多用戶并不清楚自己的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在哪里。用戶應(yīng)當(dāng)詢問服務(wù)提供商數(shù)據(jù)是否存儲(chǔ)在專門管轄的位置，以及他們是否遵循當(dāng)?shù)氐碾[私協(xié)議。所以在建設(shè)圖書館這樣的公共服務(wù)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，可以由國(guó)家來(lái)主導(dǎo)，成立專門的機(jī)構(gòu)來(lái)負(fù)責(zé)“云”的建立。

3.3版權(quán)問題。在云計(jì)算模式中，各個(gè)加入云計(jì)算模式的圖書館之間可以通過有關(guān)的協(xié)議共享彼此的信息資源.就像用戶使用本館的電子資源和使用他館的電子資源一樣。因此在這里帶來(lái)了版權(quán)糾紛問題。因此，圖書館界應(yīng)針對(duì)在云計(jì)算模式下的信息資源共享中引起的版權(quán)糾紛問題制定切實(shí)可行的方案，從而方便用戶使用各館信息資源。

4)所網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)問題。由于云計(jì)算也是建立在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，所以網(wǎng)絡(luò)的暢通與否就關(guān)系到圖書館的資源能否順利的利用與共享。這是最基礎(chǔ)，也是最關(guān)鍵的問題。

4.云計(jì)算環(huán)境下的圖書館信息安全策略

針對(duì)上述云計(jì)算的安全風(fēng)險(xiǎn)及數(shù)字圖書館的安全需求，圖書館在云計(jì)算的應(yīng)用過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面的安全策略。

4.1相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及政策法規(guī)的制定與完善 在云計(jì)算應(yīng)用過程中，圖書館界應(yīng)該組織對(duì)于應(yīng)用云計(jì)算所需的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)協(xié)議的研究，形成行業(yè)的應(yīng)用規(guī)范。同時(shí)，由于信息安全和保密問題，更多的是政策層面的問題，云計(jì)算企業(yè)的管理政策、企業(yè)信譽(yù)、甚至國(guó)家政策，都可能對(duì)云計(jì)算信息資源的安全造成極大的影響，所以需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的各利益相關(guān)者(包括圖書館)在發(fā)展過程中不斷磨合、談判和研究，以促成相關(guān)管理章程或政策法規(guī)制度的出臺(tái)，從而對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、責(zé)任追究及各方權(quán)益提供有力保障。

4.2圖書館信息資源的安全存儲(chǔ)與管理 云計(jì)算環(huán)境下為了保證圖書館數(shù)據(jù)的萬(wàn)無(wú)一失，對(duì)于服務(wù)商和圖書館來(lái)說，都應(yīng)該采取更為安全有效的技術(shù)手段。一方面，作為服務(wù)商應(yīng)采用目前最為先進(jìn)的虛擬化海量存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)管理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)資源。虛擬化海量存儲(chǔ)技術(shù)是采用數(shù)據(jù)副本的方式進(jìn)行容錯(cuò)，它不需要冗余設(shè)備，通過對(duì)每個(gè)虛擬盤創(chuàng)建多個(gè)副本來(lái)提高數(shù)據(jù)可用性和訪問性能，更適于在云環(huán)境下的海量存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。另一方面對(duì)于圖書館而言，各館也應(yīng)自行對(duì)館藏各種數(shù)據(jù)資源進(jìn)行及時(shí)、全面的備份并長(zhǎng)期、可靠地保存。

4.3圖書館信息資源的保密性與完整性實(shí)現(xiàn) 云計(jì)算環(huán)境下為了保證“云”中的信息資源在存儲(chǔ)和傳輸過程中不被非法下載或惡意篡改，應(yīng)加快信息安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)其核心內(nèi)容公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI的應(yīng)用。PKI(Public Key infrastructure)是提供公鑰加密和數(shù)字簽名服務(wù)的系統(tǒng)或平臺(tái)，由公開密鑰密碼技術(shù)、數(shù)字證書、證書發(fā)放機(jī)構(gòu)(CA)和關(guān)于公開密鑰的安全策略等基本成分共同組成。PKI的建設(shè)和應(yīng)用，使云環(huán)境下的圖書館可以在各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中方便地使用加密和數(shù)字簽名技術(shù)，從而保證了數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，為圖書館營(yíng)造起一個(gè)安全的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境。

4.4圖書館信息資源的操作權(quán)限管理 云計(jì)算環(huán)境下的圖書館可以根據(jù)用戶信息需求的不同，將用戶從低到高劃分為若干個(gè)層級(jí)，并嚴(yán)格控制用戶對(duì)資源的訪問權(quán)限。目前較為成熟的權(quán)限管理與控制技術(shù)是特權(quán)管理基礎(chǔ)設(shè)施PMI(Privilege Management Infrastructure)，它是基于屬性證書(AC)的授權(quán)管理平臺(tái)，它以PKI體系為基礎(chǔ)，向所有用戶提供與應(yīng)用相關(guān)的授權(quán)服務(wù)，能夠在用戶請(qǐng)求服務(wù)時(shí)進(jìn)行權(quán)限驗(yàn)證，成為用戶和服務(wù)提供者間的安全通信基礎(chǔ)。圖書館通過PMI進(jìn)行授權(quán)管理，使普通用戶登錄進(jìn)入“云”后只能根據(jù)事先指派的角色進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；而承擔(dān)圖書館數(shù)據(jù)維護(hù)工作的用戶登錄系統(tǒng)后，則能夠按照該管理員的角色分派相應(yīng)的操作權(quán)限，完成具體的數(shù)據(jù)維護(hù)工作。

4.5圖書館信息資源的用戶訪問控制 云計(jì)算環(huán)境下的用戶身份認(rèn)證對(duì)于數(shù)據(jù)安全起到至關(guān)重要的作用，只有通過認(rèn)證的授權(quán)用戶才能訪問云中的相應(yīng)的信息資源。由于云計(jì)算環(huán)境的異構(gòu)性、動(dòng)態(tài)性、跨組織性等特點(diǎn)，不可能要求用戶在使用每一個(gè)云資源之前都要進(jìn)行身份認(rèn)證，因此云環(huán)境下的圖書館可采用單點(diǎn)登錄的統(tǒng)一身份認(rèn)證方式，被授權(quán)的圖書館用戶只需主動(dòng)地進(jìn)行一次身份認(rèn)證，隨后便可以訪問其他被授權(quán)的資源。通過單點(diǎn)登錄的統(tǒng)一身份認(rèn)證與PMI權(quán)限控制技術(shù)，能夠根據(jù)不同用戶的層級(jí)對(duì)應(yīng)地設(shè)置不同的資源層級(jí)訪問權(quán)限，二者形成匹配性，從而嚴(yán)格控制用戶對(duì)資源的訪問，以有效地保證數(shù)據(jù)與服務(wù)安全。

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