第一篇：除塵器的類型與性能解析

除塵器的類型與性能解析

各類除塵器的原理主要是利用作用于塵粒上的各種作用力的一種或同時利用幾種進行除塵的有． ① 重力除塵器 ② 慣性除塵器 ③ 旋風(fēng)除塵器 ④ 過濾式除塵器 ⑤ 電陳塵器

不對含塵氣體或分離的塵粒進行潤濕的除塵設(shè)備，稱為干式除塵設(shè)備。

用水或其他液體，使含塵氣體或分離的塵粒進行潤濕的除塵設(shè)備，稱為濕式除塵設(shè)備。可分為：

① 貯水式：如自激型除塵器和螺旋水膜除塵器等。② 加壓式：如文氏管洗滌器和噴霧洗滌器等。③ 旋轉(zhuǎn)式：如泰森洗滌器等。

各種類型除塵設(shè)備的性能、選擇和應(yīng)用在后面有介紹，現(xiàn)僅就各類常用除塵設(shè)備的適用范圍和概略的性能，進行分述。重力除塵器

重力除塵器的沉降速度太小，僅為離心沉降速度的幾十分之一，因此一般只用于分離50um以上的塵粒。所以重力沉降室通常主要是用于除去粗塵粒的預(yù)除塵上。但是在配管途中及其他型式的除塵器內(nèi)，借重力而分離捕集的粒子量也相當(dāng)多。這種場合，要消除沉降堆積的粉塵是困難的，應(yīng)予注意。圖是以低速輸送粉塵的圖示。管道傾斜的角度要比粉塵沿壁面滑下的角度大些，這樣，粉塵氣流和沉積在管道里的粉塵可以順利地向最下部的粉塵取出口滑落。這種低速排氣管路系統(tǒng)，在同樣氣量、相同距離的情況下，管路的壓力損失小，具有運行費用少的優(yōu)點，但其管徑較粗，設(shè)備費用高。慣性除塵器

慣性除塵裝置種類很多，可以分為碰撞式和回轉(zhuǎn)式。慣性除塵器可以處理高溫含塵氣體，適宜安裝在煙道、管道內(nèi)使用。一般用于除去十幾um到數(shù)十um的比較粗大的塵粒，或作為預(yù)除塵器。其阻力因形式不同而有很大差異，通常為20～100mmH2O。

在一些迷宮型除塵裝置中，容易引起粉塵堵塞，因此，要充分掌握粉塵的性質(zhì)，并考慮用沖擊、洗滌等方法來清除粉塵。慣性除塵器

慣性除塵器是利用粉塵在運動中慣性力大于氣體慣性力的作用，將粉塵從含塵氣體中分離出來的設(shè)備。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡單，阻力較小，但除塵效率較低，一般常用于一級除塵。

一、工作原理

圖所示是含塵氣體沖擊在兩塊擋板上時的除塵原理。含塵氣體以一定的進口速度沖擊到擋板1上，具有較大慣性力的大顆粒也撞擊到擋板1上而被分離捕集。小顆粒則隨著氣流以R1的半徑繞過擋板1，由于擋板2的作用，使氣流方向發(fā)生轉(zhuǎn)變，小顆粒以借助離心力被分離捕集。如氣流的旋轉(zhuǎn)半徑為R2，圓周切向速度為U,這時小顆粒也的離心力與成正比。因此，粉塵粒徑越大，氣流速度越大，擋板板數(shù)越多和距離越小，除塵效率就越高，但壓力損失也越大。常見的慣性除塵器形式見圖。一般都設(shè)置某種形式的障礙物。這類除塵器分離臨界粒徑為20～30um以上，壓力損失以考慮氣流動壓部分為宜，通常為10～100mm。旋風(fēng)除塵器

旋風(fēng)除塵器應(yīng)用最廣泛，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，除塵效率較高，操作簡易，價格低廉。為了提高除塵效率，降低阻力，己出現(xiàn)各種型式的旋風(fēng)除塵器，如螺旋型、蝸旋型、擴散型、旁路型、旋流型和多管式除塵器等。

目前在粉塵粒子較粗、含塵濃度較大、要求除塵效率不太嚴格和高溫高壓條件下或是在流化床反應(yīng)器內(nèi)以及作為高效除塵器的預(yù)除塵器等方面，旋風(fēng)除塵器仍不失為良好的除塵設(shè)備。對數(shù)微米以上(如>5pm)的塵粒使用小型高效旋風(fēng)除塵器有著良好的性能，對大氣量可以采用數(shù)個至數(shù)十個并聯(lián)設(shè)置的多管式除塵器。當(dāng)然設(shè)計與管理這種小型旋風(fēng)除塵器(如直徑<0.3m)或 多管旋風(fēng)除塵器須注意其結(jié)構(gòu)應(yīng)與處理的氣體和粉塵的特性相適應(yīng)，否則也可能導(dǎo)致不良后果(如堵塞與磨損等)。

但另一方面，它對細微塵粒(如<5um)的分離效率仍很低，而這種數(shù)微米以下的粉塵顆粒正是污染大氣的主要危害。為了保護環(huán)境以及進一步提高化工等產(chǎn)品的質(zhì)量和降低成本，顯然單純使用旋風(fēng)除塵器分離含塵氣體是不能滿足要求的。靜電除塵器

各種電除塵器由于具有效率高、阻力低，能適用于高溫(＜400度)和除去細微粉塵等優(yōu)點，獲得了比其它除塵器更快的發(fā)展。其缺點主要是初投資大。但日常操作費用較低。除塵器的投資費用與要求達到的除塵教率有關(guān)，因此以按要求達到的除塵效率來比較經(jīng)濟效果較為合理。例如某一用于水泥回轉(zhuǎn)窯的除塵器，氣體處理量為170000m3/h，當(dāng)要求效率為99%時，電除塵器的初投資高于布袋除塵器；而要求效率為97%時，電除塵器的初投資就低于袋式除塵器了。當(dāng)然在作經(jīng)濟比較時，還得考慮各單位的具體情況，不能照套。此外，各種除塵器有它適用的技術(shù)條件，例如當(dāng)處理氣量大于170000m3/h時，采用電除塵器較為經(jīng)濟，而對于比電阻低于10或高于10的粉塵，由于其電除塵效果將惡化，故不宜選用電除塵器，或者需要采用某種預(yù)處理后才能應(yīng)用靜電除塵器。

關(guān)于減少電除塵器的耗電量，運用空調(diào)技術(shù)使高電阻含塵氣體也能獲得很好效果，使除塵操作處于最佳條件和提高除塵率等問題也正在開展研究。濕式除塵器

濕式除塵器類型很多，但最具有代表性的是文氏管洗滌器。各種干式除塵器如能進行濕法操作(如濕式電除塵、濕式旋風(fēng)除塵器等)除塵效率也都有明顯提高。

濕式除塵器具有投資低，操作簡單，占地面積小，能同時進行有害氣體的凈化、含塵氣體的冷卻和加濕等優(yōu)點。特別適用于處理高溫高濕和有爆炸性危險的氣體的凈化。

文氏管洗滌囂主要用于凈化細微粉塵，能除去1～5um的塵粒，效率高，而且不會產(chǎn)生二次飛揚，特別對粒徑在1um以下具有粘附性和潮解性的粉塵，更是適宜，因而在很多部門都得到采用。但是它有比較大的缺點，首先是壓降大。當(dāng)除去1um以上的塵粒時，壓降為200mmH2O左右，效率約為98%；當(dāng)粉塵粒徑小于0.5um時，壓降要高達1000mmH2O，效率也較低。其次是含塵污水的處理。文氏管洗滌器由于用水量較大，在設(shè)計與選用時必須充分考慮污水處理，以免造成水源的污染。

貯水式除塵器(如自激式、水膜式等)雖然它的除塵效率不如文氏管洗滌器高，但因其用水量少，阻力較低，因而也得到了比較廣泛的應(yīng)用。

我國有的化工廠，向半水煤氣鼓風(fēng)機(5200rpm)內(nèi)直接噴水，對除塵降溫皆起了明顯的效果。除塵效率達80～90%，氣體出口溫度顯著下降，以致省去了原有的冷卻塔，鼓風(fēng)機的運轉(zhuǎn)周期也由500～600小時提高到3000～5000小時，同時變換觸媒的壽命也大大延長，有力促進了生產(chǎn)。袋式除塵器

袋式除塵器是一種較老的除塵器，早期用人工或機械振打清灰，因而其應(yīng)用受到限制。1950年以來，由于逆向噴吹型和脈沖噴吹型的發(fā)明與應(yīng)用，使 袋式除塵器的除塵與清灰實現(xiàn)了連續(xù)操作，而且阻力穩(wěn)定，氣速高，內(nèi)部無運動機件和設(shè)計簡單等。隨著新型耐用、耐腐蝕、耐高溫(達300度)、低壓降、易清灰的濾材的應(yīng)用，特別是非織物的聚合物濾材和金屬絲—織物混合物濾材的發(fā)展，應(yīng)用日益廣泛，成為主要的高效除塵器。它對細微粒(1～5um)的效率在99%以上，還可以除去1um甚至0.1um的塵粒。袋式除塵器的適應(yīng)性也比較強，不受粉塵比電阻的影響，也不存在水的污染問題。在選取適當(dāng)?shù)闹鸀V劑條件下，能同時脫除氣體中的固、氣兩相污染質(zhì)。由于這些特點，預(yù)料在今后的除塵操作中，布袋除塵器可能居于比較領(lǐng)先的地位。但其過濾速度低，壓降大，占地面積大，換袋麻煩等缺點，極需進行改進。

評價除塵器的技術(shù)經(jīng)濟性主要依據(jù)是年成本費用。美國環(huán)境研究公司J D等人，以燒煤鍋爐為對象，進行了布袋除塵器的中間試驗。選定120000Nm3/h，130度的燒煤鍋爐煙氣(含硫0.6%)作出三種高效除塵方法的技術(shù)經(jīng)濟對比，如圖所示。由圖或表可知，從三種除塵設(shè)備的最高除塵效率的基建費(初投資)看，以袋濾器最低，電除塵器次之，而文氏管洗滌器則最高，而其效率又最低。從年操作費看，在相同效率(99.5%)下，靜電除塵器要比脈沖布袋除塵器低25%左右，而文氏管洗滌器則由于動力消耗大就更大。作為全面衡量的技術(shù)經(jīng)濟指標的年成本費，脈沖布袋除塵器大概要比電除塵器便宜20～25%，而且在除細微塵粒方面具有更大的效率。文氏管洗滌器的年成本費表明，它沒有競爭能力。

脈沖袋式除塵器的發(fā)展和推廣應(yīng)用一個重要條件是它的除塵布袋問題(即制成濾布的纖維材質(zhì))。五十年代以前使用的除塵濾袋主要是棉、毛織品，以后由于應(yīng)用合成纖維(特別是耐高溫、耐腐蝕纖維)取得成功，為推廣應(yīng)用袋式除塵器提供了非常有利的條件。也因此打破了二十多年前處理200度以上高溫含塵氣體時只能使用電除塵器和洗滌器的局面，使布袋式除塵器的應(yīng)用進入高溫領(lǐng)域。

玻璃纖維濾料已有二十多年的歷史，它的成本低，耐溫性能高，是主要的耐高溫濾料。為了提高其抗彎折及耐腐蝕性能，在處理方法上除了采用硅酮、硅酮+聚四氟乙烯、硅酮+聚四氟乙烯+石墨外，同外又發(fā)展了以特殊化學(xué)劑為基質(zhì)的第四代處理方法(代號Q70、Q75)，耐溫可達330度。我國也在積極進行研制，如經(jīng)石墨—聚四氟乙烯紗線浸漬處理織成的圓筒玻璃布，在制酸工藝200～300度的腐蝕性煙氣中使用，壽命可達一年以上。

在合成纖維方面，聚酯纖維已廣泛用于各工業(yè)部門。高溫尼龍(聚脂亞胺纖維，國外的商品名稱為Nomex)，耐溫220度，使用壽命比玻璃釬維高2～10倍，從1965年甩于工業(yè)以來，發(fā)展迅速，已成為一種通用的耐高溫濾科。

為了耐更高的溫度，工業(yè)中也有應(yīng)用聚四氟乙烯纖維(Teflon)甚至金屬纖維(不銹鋼)作濾料，但由于造價高其應(yīng)用受限制。

為了進一步提高過濾效率，近年來用短纖維Glamex作底層，以針刺法刺入細玻璃纖維制成氈，稱為Glamex濾料。1970年以來用于瀝青、炭黑等工業(yè)的煙氣凈化，獲得良好效果。作為高溫袋式除塵器的濾料，國內(nèi)已試制出較好的針刺滌綸氈，預(yù)計將以此來代替目前使用的208單面滌綸布。

從清灰方式來看，氣環(huán)式袋式除塵器，雖然具有連續(xù)操作、壓力損失穩(wěn)定、過濾速度高等優(yōu)點，但存在著袋子壽命短，傳動機構(gòu)維修頻繁等問題，使其發(fā)展受到限制。而脈沖噴吹型袋式除塵器與前者相比由于內(nèi)部無運動部件，故濾袋壽命長(一般在1～3年)，維修簡單，應(yīng)用廣泛。

泊頭市科盛環(huán)保有限公司

第二篇：溫室類型、結(jié)構(gòu)和性能教案

《溫室類型、結(jié)構(gòu)和性能》教案

一、教學(xué)目標：

1.描述各種具體的溫室類型，說明各種溫室結(jié)構(gòu)的優(yōu)點、局限性。2.形成關(guān)心設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的情感。

二、教學(xué)重點和難點

1.教學(xué)重點：

①、玻璃溫室的特點。

②、說明各種溫室的優(yōu)點、局限性。2.教學(xué)難點

智能溫室

三、教學(xué)方法和手段

主要以講授為主，提問、討論互動為教學(xué)為輔

四、教學(xué)導(dǎo)入

作為高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分，溫室大棚的使用范圍越來越廣，技術(shù)也越來越發(fā)達，基建硬件和內(nèi)部軟件上都出現(xiàn)了新的趨勢。因而，詳細了解溫室大棚的多樣化類型，功能不一的運營系統(tǒng)以及如何更好地提高效率，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。

五、教學(xué)內(nèi)容

作為高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分，溫室大棚的使用范圍越來越廣，技術(shù)也越來越發(fā)達，基建硬件和內(nèi)部軟件上都出現(xiàn)了新的趨勢。因而，詳細了解溫室大棚的多樣化類型，功能不一的運營系統(tǒng)以及如何更好地提高效率，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。那么首先我們對溫室的概念做一下簡單了解。

溫室是以有透光能力的材料作為全部或部分圍護結(jié)構(gòu)材料建成的一種特殊建筑，能夠提供適宜植物生長發(fā)育的環(huán)境條件，我們根據(jù)透光材料的不同，可以分為薄膜溫室、玻璃溫室和PC板溫室。

一、薄膜溫室

俗稱塑料大棚，是指用各種類型的塑料薄膜作為透光覆蓋材料（如長壽膜、高強編織膜、抗結(jié)露膜、雙層充氣門膜等），內(nèi)部無環(huán)境調(diào)控設(shè)備的單跨結(jié)構(gòu)設(shè)．．施。優(yōu)點是前期投入低、易操作、簡單方便，因而在單個農(nóng)戶或農(nóng)村合作社中廣泛應(yīng)用。主要適用于生產(chǎn)各種瓜果類農(nóng)作物。缺點是由于薄膜容易老化，存在薄

膜定期更換等問題，所以后期會有持續(xù)投入。依據(jù)建筑材料和結(jié)構(gòu)特點，薄膜溫室又可以分為竹木結(jié)構(gòu)溫室和鋼結(jié)構(gòu)溫室。

（一）竹木結(jié)構(gòu)溫室

竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚即為由竹木作為骨架，塑料薄膜作為覆蓋材料的大棚。竹木結(jié)構(gòu)大棚通常只能建造單棟大棚，跨度一般為6-12米、長度50—60米、肩高1一1．5米、脊高1.8—2．5米；按棚寬(跨度)方向每2米設(shè)一立柱，立柱粗6—8厘米，頂端形成拱形，地下埋深50厘米，墊磚或綁橫木，夯實，將竹片（竿）固定在立柱頂端成拱形，兩端加橫木埋入地下并夯實；拱架間距1米，并用縱拉桿連接，形成整體；拱架上覆蓋薄膜，拉緊后膜的端頭埋在四周的土里拱架間用壓膜線或8號鉛絲、竹竿等壓緊薄膜。竹木結(jié)構(gòu)溫室的優(yōu)點是取材方便，造價較低，建造容易；缺點是棚內(nèi)柱子多，遮光率高、作業(yè)不方便，壽命短，抗風(fēng)雪荷載性能差。

（二）鋼結(jié)構(gòu)溫室

鋼結(jié)構(gòu)溫室采用鋼筋、鋼管或兩種結(jié)合焊接而成平面桁架，上弦用16毫米鋼筋或6分管，下弦用12毫米鋼筋，縱拉桿用9—12毫米鋼筋。

跨度8—12米，脊高2．6—3米，長30—60米。縱向各拱架間用拉桿或斜交式拉桿連接固定形成整體。拱架上覆蓋薄膜，拉緊后用壓膜線或8號鉛絲壓膜，兩端固定在地錨上。

鋼結(jié)構(gòu)溫室的骨架堅固，無中柱，棚內(nèi)空間大，透光性好，作業(yè)方便，但是大棚骨架依靠涂刷油漆防銹，1—2年需要涂刷一次，如果維護得好，使用壽命可達6-7年。

之前所說的薄膜溫室屬于溫室最初級的結(jié)構(gòu)，以下所介紹的是已經(jīng)在歐美廣泛使用，逐漸在我國興起的較為先進的玻璃溫室。

二、玻璃溫室

玻璃溫室是指以玻璃為主要透光材料的溫室，因其較高的透光性，適合于高光作物的種植，因而多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、中藥材花卉和林木等植物栽培或育苗。標準的現(xiàn)代化溫室大棚設(shè)備主要包括：基礎(chǔ)部分、骨架部分、頂部覆蓋、四周覆蓋、通風(fēng)系統(tǒng)、外網(wǎng)部分、內(nèi)部保溫遮陽幕、降溫部分、上噴溉系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)、活動植床、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等。

玻璃溫室常見的有文洛型溫室、人字梁大跨度玻璃溫室和屋面全開型玻璃溫室。下面我們重點了解一下文洛型和屋面全開型玻璃溫室。

1、Venlo文洛型溫室

取名于荷蘭叫做文洛的城市，溫室每跨2-4個小屋脊，屋面上采用從屋脊直接鋪設(shè)到天溝的整塊玻璃，最大限度地提高了溫室采光效率,這種桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計 2

方便了懸掛種植籃、噴灌設(shè)備以及其他各種必須設(shè)備，亦可安裝遮陽保溫幕，夏季減少光照和冬季減少熱量損失，從而提高能效。文洛型溫室通常采用單面通風(fēng)或雙面通風(fēng)，使得選擇更為靈活。人字梁結(jié)構(gòu)設(shè)計挑高了屋頂，增加了空氣體量，因此減少了溫室內(nèi)部溫度的波動。

2、屋面全開型玻璃溫室

可以通過屋頂?shù)拈_窗控制系統(tǒng)，根據(jù)室外環(huán)境變化打開或者閉合屋頂通風(fēng)，從而實現(xiàn)最為靈活的環(huán)境控制，且運行費用相對較低，優(yōu)點是可最大化采光和通風(fēng)、節(jié)水、模擬室外生長環(huán)境減少花卉生長過程中的二次搬運。因此，屋頂全開型溫室已經(jīng)成為高效節(jié)能溫室的先鋒。

三、PC板溫室

是指以聚碳酸脂板為覆蓋材料的溫室。

其主體主要采用熱浸鍍鋅鋼制骨架，頂部及四周覆蓋的材料主要采用進口或者國產(chǎn)聚碳酸脂中空板或波浪板。

PC板溫室適合于花卉種植、種苗繁育、花卉市場、生態(tài)酒店、科研教學(xué)等。PC板溫室的優(yōu)點是，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能優(yōu)越；抗沖擊強度高，安全系數(shù)大；重量輕，可減少溫室鋼結(jié)構(gòu)用量；柔韌性好，安裝簡便，可冷彎成各種造型，施工簡單；防結(jié)露與抗冰雹功能好；不易燃燒，有自熄性。

缺點是，PC板易老化，又容易沾附空氣中的粉塵，透光性與玻璃溫室相比還是略為遜色，；透光率衰減快，對日照時間短的地區(qū)及光照要求高的植物不適宜；且造價相對較高。

四、現(xiàn)代化溫室——智能溫室——植物工廠

智能溫室也稱作自動化溫室，是指配備了由計算機控制的可移動天窗、遮陽系統(tǒng)、保溫、濕窗簾/風(fēng)扇降溫系統(tǒng)、噴滴灌系統(tǒng)或滴灌系統(tǒng)、移動苗床等自動化設(shè)施，基于農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境的高科技“智能”溫室。智能溫室的控制一般由信號采集系統(tǒng)、中心計算機、控制系統(tǒng)三大部分組成。

溫室自動化控制系統(tǒng)是以PLC為核心，采用計算機集散網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)對溫室內(nèi)的空氣溫度、土壤溫度、相對濕度、CO濃度、土壤水份、光照強度、水流量以及PH值、EC值等參數(shù)進行實時自動檢測、調(diào)節(jié)，創(chuàng)造植物生長的最佳環(huán)境，使溫室內(nèi)的環(huán)境接近人工設(shè)想的理想值，以滿足溫室作物生長發(fā)育的需求。適用于種苗繁育、高產(chǎn)種植、名貴珍稀花卉培養(yǎng)等場合，以增加溫室產(chǎn)品產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率。

計算機操作人員根據(jù)種植作物所需求的數(shù)據(jù)及控制參數(shù)輸入計算機，系統(tǒng)即可實現(xiàn)無人自動操作，計算機采集的各項數(shù)據(jù)準確的顯示、統(tǒng)計，為專家決策提供可靠依據(jù)?？刂乒裨O(shè)有手動／自動切換開關(guān)，必要時可進行手動控制操作。

2六、作業(yè)

問題：

1、如何提高空氣中CO2的濃度？

2、溫室中缺乏病蟲害的天敵，若不用農(nóng)藥，該怎么辦？

3、溫室環(huán)境是不利于傳粉的（無論是風(fēng)媒還是蟲媒），如何才能解決這一問題？

參考答案：

1、二氧化碳施肥：空氣中二氧化碳含量很低，約為325～345ppm（0.0325～0.0345％），普遍認為二氧化碳體積分數(shù)達到0.1%時幾乎對各種作物都有增產(chǎn)的效果。

2、無土栽培：生長快、產(chǎn)量高、質(zhì)量好、清潔衛(wèi)生

3、熊蜂個體大，壽命長，渾身絨毛，有較長的吻，對一些深冠管花朵的授粉特別有效。熊蜂具有旺盛的采集力，能抵抗惡劣的環(huán)境，對低溫、低光密度適應(yīng)力強，在蜜蜂不出巢的陰冷天氣，熊蜂可以繼續(xù)在田間采集。而且，熊蜂不像蜜蜂那樣具有靈敏的信息交流系統(tǒng)，它能專心地在溫室內(nèi)作物上采集授粉而不去碰撞或從通氣孔飛出去。因而，熊蜂成為溫室中比蜜蜂更為理想的授粉昆蟲，尤其為溫室內(nèi)蜜蜂不愛采集的具有特殊氣味的番茄授粉，效果更加顯著，增產(chǎn)幅度高達30%以上。用熊蜂給溫室蔬菜授粉，不但可以提高產(chǎn)量，而且可以改善果菜品質(zhì)，養(yǎng)活畸形果菜的比率，解決運用化學(xué)授粉所帶來的激素污染等問題。

第三篇：廣西儲糧糧倉類型與性能探討研究-論文

畢業(yè)生論文

題 目：廣西儲糧糧倉類型與性能探討研究

自從廣西糧食部門改革以后，至今全區(qū)儲糧糧倉沒有根本的改變，不論是區(qū)直庫還是各市、縣糧庫（所），絕大部分高大、小型平房倉是上世紀八十、九十年代所建，有的瓦房倉還是上世紀六十、七十年代所建，如何利用好這些糧倉，確保儲糧安全，是全區(qū)每位糧食工作者所面臨的一大挑戰(zhàn)。

自2000年以來，廣西區(qū)糧食局在部分區(qū)直庫新建、擴建和改建部分糧倉，新建糧倉均為高大平房倉，這些新倉庫倉儲設(shè)備、功能較齊全，為改善全區(qū)倉儲設(shè)備落后狀況，緩解儲備糧倉容緊張局面，起到了很大的作用。

目前，全廣西儲糧糧倉類型主要是以高大和小型平房倉為主，不管是新建的高大平房倉還是舊的高大、小型平房倉都普遍出現(xiàn)倉頂隔熱性能差，倉頂、倉墻、門窗氣密性能差的問題。為了改善倉房的隔熱性和氣密性，使四項新儲糧技術(shù)能順利地在新、舊糧倉中推廣應(yīng)用，全區(qū)各糧庫（所）不得不對新倉和舊倉進行隔熱和氣密性改造，經(jīng)過多年的努力，相當(dāng)數(shù)量的新舊平房倉已改造完畢，想出了不少好的辦法和好的措施，為此本人收集一些資料并結(jié)合田東糧食儲備庫（以下簡稱田東糧庫）的一些做法和成果進行分析和總結(jié)，供探討。高大平房倉的隔熱

1.1平房倉倉頂結(jié)構(gòu)與隔熱性的關(guān)系

倉房的外圍結(jié)構(gòu)，特別是房式倉的屋面是外界熱量傳入倉內(nèi)的主要途徑。據(jù)有關(guān)文獻報道，倉頂傳入的熱量比墻身大16倍，370mm厚倉墻傳入的熱量為9.84kJ／h·m2，平房倉倉頂（瓦）傳入的熱量為159.7kJ／h·m2，而且倉頂?shù)谋砻娣e一般要比倉墻大1.4倍左右。

1.2 倉房的隔熱性與低溫儲糧技術(shù)的實施密切相關(guān)

低溫儲糧無論是對保持儲糧品質(zhì)還是有效控制有害生物對糧食的危害都是行之有效的措施，在當(dāng)前推廣的綠色儲糧工程中低溫儲糧技術(shù)為首選的方法。高大平房倉中采用低溫儲糧技術(shù)，首先要對倉房進行隔熱處理。1.3 隔熱主要材料

目前我國糧庫常用的低溫隔熱材料主要有消毒礱糠、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、鋁箔波紋紙板。其中消毒礱糠、膨脹珍珠巖、聚苯乙烯泡沫塑料、鋁箔波紋紙板價格比較低，為更多糧庫采用。1.4 屋頂隔熱結(jié)構(gòu)

低溫糧庫的屋頂隔熱結(jié)構(gòu)最常見的有直貼式和閣樓式。

直貼式。在原有倉頂?shù)幕A(chǔ)上直接將防潮層和隔熱層粘貼或連接固定上去，因通常倉庫屋頂均具備防潮層，所以一般只將隔熱材料固定在倉頂內(nèi)表面即可，工程量較小，如果選用板型隔熱材料如聚苯乙烯泡沫塑料，則施工更方便。

閣樓式。利用閣樓使屋頂與倉房隔開，并且兩者之間留有空氣隔熱層。這樣進一步降低了由于倉外溫度影響和太陽輻射進入倉內(nèi)的熱量，提高了隔熱效果。閣樓式是目前倉房隔熱改造常采用的形式，且隔熱效果優(yōu)于直貼式。

高大平房倉的氣密性

2.1 新建平房倉氣密性差，影響新儲糧技術(shù)推廣

我國有關(guān)規(guī)程規(guī)定新建高大平房倉壓力從500Pa降到250Pa時半衰期應(yīng)≥40s，這標準遠低于發(fā)達國家的標準。實踐證明，該標準不能滿足科學(xué)儲糧對倉房的要求。然而即使如此我國新建高大平房倉中有相當(dāng)數(shù)量的倉房氣密性仍不達標。2.2 倉房氣密性是環(huán)流熏蒸的關(guān)鍵

對蟲糧的熏蒸，倉房的氣密性尤為重要。氣密性差的倉房，熏蒸劑在未達到要求的密閉時間前就大量泄露，導(dǎo)致害蟲未致死而產(chǎn)生抗藥性，倉房周圍因毒氣泄漏，而造成因環(huán)境污染對人類健康構(gòu)成危脅，因此倉房密閉事關(guān)重大

2.3 倉房密閉性能指標

倉房密閉處理質(zhì)量應(yīng)達到堅固耐久、不漏氣、不開裂，外觀光潔、平整、無裂紋、無皺、無脫皮、密閉所在部位與原平房倉各部位于糧面應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，盡可能不出現(xiàn)明顯痕跡。

密閉處理材料以固邦中性粘膠、密封膠、塑料布、無紡布、丙酮。倉頂隔熱改造實例

田東糧庫現(xiàn)有1994年建成使用的糧倉一棟，2002年建成使用的糧倉二棟，2003年建成使用的糧倉一棟，四棟13厫間均為高大平房倉，另有4千噸倉容的瓦房倉（上世紀七十年代所建），全庫總倉容３．３萬噸。新建的高大平房倉系我區(qū)首次選用的倉型，倉儲設(shè)備、功能較齊全，但安全儲糧問題尚無完整的實踐經(jīng)驗，也無成形的可借鑒的儲糧技術(shù)規(guī)范，糧倉設(shè)計人員在設(shè)計時從土建角度考慮較多，對糧倉的儲糧功能考慮較少，對新倉擬采用的新儲糧技術(shù)考慮更少，因此，新建高大平房倉普遍出現(xiàn)倉頂隔熱性差，倉頂、倉墻、門窗氣密性差的問題。

針對以上問題，田東糧庫從2004年開始對高大平房倉倉頂進行隔熱處理，經(jīng)過多次試驗，最后采取的方法是用4㎝厚的聚苯乙烯泡沫塑料平放在倉頂，用鐵線、螺釘堅固，最后用白水泥、膩子粉、石灰膏，按１：１：１比率做成糊狀膠漿，涂刷厚度０．１５㎜，涂刷要均勻，隔熱效果良好。當(dāng)外溫達到３８℃時，對照倉供板隔熱層溫度為５２℃，倉溫為３９℃，上層糧溫為３５℃，試驗倉供板隔熱層為３９℃，倉溫為３３℃，上層平均糧溫為２8℃。從以上的對比結(jié)果得出結(jié)論，主要是減少了太陽對倉房的熱傳遞。

４

采用環(huán)流熏蒸的高大平房倉密封實例

田東糧庫把舊倉庫的門改造為密閉保溫門，還把新舊倉庫全部的鋁合金玻璃推拉窗改造為密閉保溫窗，在門、窗內(nèi)墻框沿用手割機割出一條槽，把薄膜槽釘上，然后補平密封，待干后壓入薄膜密封。

田東糧庫的環(huán)流熏蒸系統(tǒng)與機械通風(fēng)系統(tǒng)是合用的，新舊糧倉通風(fēng)系統(tǒng)全部是地上籠，全部地上籠口已改造為不繡鋼密閉籠口，密封性能良好。

田東糧庫的儲糧倉庫，均為散裝糧倉，因為單靠密封門窗要想獲得很好的環(huán)流熏蒸效果是較難的，所以采用塑料薄膜密封糧面的“常規(guī)投藥膜下環(huán)流熏蒸技術(shù)”，熏蒸效果大大提高，用藥量比一般熏蒸大大減少，全庫各儲糧糧倉年熏蒸次數(shù)均為一次。

５ 機械通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用實例

機械通風(fēng)是目前廣泛采用的一種儲糧技術(shù)，在安全儲糧中起著重要的作用，不僅可以降溫降水，還可以對儲糧進行調(diào)質(zhì)。田東糧庫的儲糧糧倉全部安裝有地上籠通風(fēng)系統(tǒng)。為機械通風(fēng)的實施提供了很好的自身優(yōu)勢。幾年來，田東糧庫對夏季新收購的溫度高、水分超過安全標準的糧食，高大平房倉每個倉均采用單管風(fēng)機配合三臺５．５ｋｗ離心風(fēng)機進行及時通風(fēng)降溫降水（舊瓦房倉每個倉使用一臺），每天晚上開機六個小時，連續(xù)通風(fēng)三至五個晚上，使平均糧溫降至最低，同時避免因溫差過大而產(chǎn)生的結(jié)露。

因為全年高溫天氣時間較長，所以一定要抓住冬季外溫低的有利時機進行機械通風(fēng)，降低糧溫。田東糧庫的方法是：每年十二月降溫前對蟲糧倉庫進行熏蒸，根據(jù)各倉不同糧情，選擇不同通風(fēng)時機、通風(fēng)時間和通風(fēng)方式。為了減少水分減量和控制糧溫回升速度，一般啟用單管風(fēng)機配合軸流風(fēng)機（排風(fēng)扇）通風(fēng)的方式進行降溫，盡量少用大功率的離心風(fēng)機，在降低成本的同時，也改善了儲糧工藝。夏季利用晚上溫度較低的時候啟用軸流風(fēng)機降倉溫（沒有冷卻機）。微機糧情測控系統(tǒng)運用實例

田東糧庫的微機糧情測控系統(tǒng)在2007年已安裝使用，效果很好。能快速、準確測到倉內(nèi)外的溫度、濕度和各測糧點溫度情況，即減輕了保管員的工作難度，也為管理人員第一時間掌握儲糧情況提供了方便，為確保儲糧安全提供了準確的數(shù)據(jù)。結(jié)論

廣西各糧庫（所）每年一定要投入一定的資金，對高大、小型平房倉特別是瓦房倉的隔熱性能和密閉性能進行改造。

環(huán)流熏蒸系統(tǒng)為確保儲糧安全起到很大作用，不僅能快速、均勻、有效的一次性致死害蟲，還可以對糧堆進行內(nèi)環(huán)流調(diào)節(jié)糧溫、水分等調(diào)質(zhì)功能。在資金不足時，可以安裝一套簡易的環(huán)流熏蒸系統(tǒng)。

機械通風(fēng)主要有降低糧溫、處理發(fā)熱糧或高溫糧、降低糧食水分和在出庫前對糧食調(diào)質(zhì)通風(fēng)等功能。在資金不足時，可以安裝豬籠式或隧道式通風(fēng)系統(tǒng)。

微機糧情測控系統(tǒng)是目前最理想的一套測溫系統(tǒng)，值得推廣。

第四篇：溫室的類型、結(jié)構(gòu)和性能教案

溫室的類型、結(jié)構(gòu)和性能

各位評委、老師們，上午好！今天和大家一起學(xué)習(xí)的內(nèi)容是溫室的類型、結(jié)構(gòu)和性能。作為高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分，溫室大棚的使用范圍越來越廣，技術(shù)也越來越發(fā)達，基建硬件和內(nèi)部軟件上都出現(xiàn)了新的趨勢。因而，詳細了解溫室大棚的多樣化類型，功能不一的運營系統(tǒng)以及如何更好地提高效率，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。首先我們對溫室的概念做一下簡單了解。

溫室是以有透光能力的材料作為全部或部分圍護結(jié)構(gòu)材料建成的一種特殊建筑，能夠提供適宜植物生長發(fā)育的環(huán)境條件，根據(jù)透光材料的不同，可以分為薄膜溫室、玻璃溫室和PC板溫室。

一、薄膜溫室

俗稱塑料大棚，是指用各種類型的塑料薄膜作為透光覆蓋材料，如長壽膜、高強編織膜、抗結(jié)露膜、雙層充氣門膜等內(nèi)部無環(huán)境調(diào)控設(shè)備的單跨結(jié)構(gòu)設(shè)施。優(yōu)點是前期投入低、易操作、簡單方便，因而在單個農(nóng)戶或農(nóng)村合作社中廣泛應(yīng)用。主要適用于生產(chǎn)各種瓜果類農(nóng)作物。缺點是由于薄膜老化的問題，存在薄膜定期更換等問題，所以后期會有持續(xù)投入。依據(jù)建筑材料和結(jié)構(gòu)特點，薄膜溫室又可以分為竹木結(jié)構(gòu)溫室和鋼結(jié)構(gòu)溫室。

（一）竹木結(jié)構(gòu)溫室

竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚即為由竹木作為骨架，塑料薄膜作為覆蓋材料的大棚。竹木結(jié)構(gòu)大棚通常只能建造單棟大棚，跨度一般為6-12米、長度50—60米、肩高1一1．5米、脊高1.8—2．5米；按棚寬(跨度)方向每2米設(shè)一立柱，立柱粗6—8厘米，頂端形成拱形，地下埋深50厘米，墊磚或綁橫木，夯實，將竹片（竿）固定在立柱頂端成拱形，兩端加橫木埋入地下并夯實；拱架間距1米，并用縱拉桿連接，形成整體；拱架上覆蓋薄膜，拉緊后膜的端頭埋在四周的土里拱架間用壓膜線或8號鉛絲、竹竿等壓緊薄膜。竹木結(jié)構(gòu)溫室的優(yōu)點是取材方便，造價較低，建造容易；缺點是棚內(nèi)柱子多，遮光率高、作業(yè)不方便，壽命短，抗風(fēng)雪荷載性能差。

（二）鋼結(jié)構(gòu)溫室

鋼結(jié)構(gòu)溫室采用鋼筋、鋼管或兩種結(jié)合焊接而成平面衍架，上弦用16毫米鋼筋或6分管，下弦用12毫米鋼筋，縱拉桿用9—12毫米鋼筋?？缍?—12米，脊高2．6—3米，長30—60米，拱眨1—1.2米?？v向各拱架間用拉桿或斜交式拉桿連接固定形成整體。拱架上覆蓋薄膜，拉緊后用壓膜線或8號鉛絲壓膜，兩端固定在地錨上。

鋼結(jié)構(gòu)溫室的骨架堅固，無中柱，棚內(nèi)空間大，透光性好，作業(yè)方便，但是大棚骨架是涂刷油漆防銹，1—2年需涂刷一次，如果維護得好，使用壽命可達6-7年。

二、玻璃溫室

之前所說的薄膜溫室屬于溫室最初級的結(jié)構(gòu)，以下所介紹的是已經(jīng)再歐美廣泛使用，逐漸在我國興起的較為先進的玻璃溫室。

（一）玻璃溫室

是指以玻璃為主要透光材料的溫室，因其較高的透光性，適合于高光作物的種植，因而多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、中藥材花卉和林木等植物栽培或育苗。標準的現(xiàn)代化溫室大棚設(shè)備主要包括：基礎(chǔ)部分、骨架部分、頂部覆蓋、四周覆蓋、通風(fēng)系統(tǒng)、外網(wǎng)部分、內(nèi)部保溫遮陽幕、降溫部分、上噴溉系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)、活動植床、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和室內(nèi)照明系統(tǒng)等。

玻璃溫室常見的有文洛型溫室、人字梁大跨度玻璃溫室和屋面全開型玻璃溫室。

1、Venlo文洛型溫室

取名于荷蘭叫做文洛的城市，溫室每跨2-4個小屋脊，屋面上采用從屋脊直接鋪設(shè)到天光的整塊玻璃，最大限度地提高了溫室采光效率,這種桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計方便了懸掛種植籃、噴灌設(shè)備以及其他各種必須設(shè)備，亦可安裝遮陽保溫幕，夏季減少光照和冬季減少熱量損失，從而提高能效。文洛型溫室通常采用單面通風(fēng)或雙面通風(fēng)，使得選擇更為靈活。人字梁結(jié)構(gòu)設(shè)計挑高了屋頂，增加了空氣體量，因此減少了溫室內(nèi)部溫度的波動。

2、人字梁大跨度玻璃溫室

①結(jié)構(gòu)特點與文洛型溫室差不多，都采用桁架結(jié)構(gòu)。②可選配系統(tǒng)有：

外遮陽系統(tǒng)、內(nèi)保溫系統(tǒng)、頂開窗系統(tǒng)、側(cè)開窗系統(tǒng)、濕簾風(fēng)機系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、雨水回收系統(tǒng)、計算機自動控制系統(tǒng)、栽培系統(tǒng)（苗床等）、補光系統(tǒng)、加溫系統(tǒng)等。

3、屋面全開型玻璃溫室

可以通過屋頂?shù)拈_窗控制系統(tǒng)，根據(jù)室外環(huán)境變化打開或者閉合 屋頂通風(fēng)，從而實現(xiàn)最為靈活的環(huán)境控制，且運行費用相對較低，優(yōu)點是可最大化采光和通風(fēng)、節(jié)水、模擬室外生長環(huán)境減少花卉生長過程中的二次搬運。因此，屋頂全開型溫室已經(jīng)成為高效節(jié)能溫室的先鋒。

（二）PC板溫室

是指以聚碳酸脂板為覆蓋材料的溫室。其主體主要采用熱浸鍍鋅鋼制骨架，頂部及四周覆蓋的材料主要采用進口或者國產(chǎn)聚碳酸脂中空板或波浪板。

PC板溫室適合于花卉種植、種苗繁育、花卉市場、生態(tài)酒店、科研教學(xué)等。

PC板溫室的優(yōu)點是，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能優(yōu)越；抗沖擊強度高，安全系數(shù)大；重量輕，可減少溫室鋼結(jié)構(gòu)用量；柔韌性好，安裝簡便，可冷彎成各種造型，施工簡單；防結(jié)露與抗冰雹功能好；不易燃燒，有自熄性。

缺點是，PC板易老化，又容易沾附空氣中的粉塵，透光性與玻璃溫室相比還是略為遜色，；透光率衰減快，對日照時間短的地區(qū)及光照要求高的植物不適宜；且造價相對較高。

三、現(xiàn)代化溫室——智能溫室——植物工廠 智能溫室也稱作自動化溫室，是指配備了由計算機控制的可移動天窗、遮陽系統(tǒng)、保溫、濕窗簾/風(fēng)扇降溫系統(tǒng)、噴滴灌系統(tǒng)或滴灌系統(tǒng)、移動苗床等自動化設(shè)施，基于農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境的高科技“智能”溫室。智能溫室的控制一般由信號采集系統(tǒng)、中心計算機、控制系統(tǒng)三大部分組成。

溫室自動化控制系統(tǒng)是以PLC為核心，采用計算機集散網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)對溫室內(nèi)的空氣溫度、土壤溫度、相對濕度、CO2濃度、土壤水份、光照強度、水流量以及PH值、EC值等參數(shù)進行實時自動檢測、調(diào)節(jié)，創(chuàng)造植物生長的最佳環(huán)境，使溫室內(nèi)的環(huán)境接近人工設(shè)想的理想值，以滿足溫室作物生長發(fā)育的需求。適用于種苗繁育、高產(chǎn)種植、名貴珍稀花卉培養(yǎng)等場合，以增加溫室產(chǎn)品產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率。

計算機操作人員根據(jù)種植作物所需求的數(shù)據(jù)及控制參數(shù)輸入計算機，系統(tǒng)即可實現(xiàn)無人自動操作，計算機采集的各項數(shù)據(jù)準確的顯示、統(tǒng)計，為專家決策提供可靠依據(jù)?？刂乒裨O(shè)有手動／自動切換開關(guān)，必要時可進行手動控制操作。

第五篇：材料結(jié)構(gòu)與性能

材料結(jié)構(gòu)與性能報告(1)

論文題目：塊狀非晶合金材料的研究進展

姓名： 學(xué)號： 學(xué)科專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 入學(xué)日期： 報告日期： 報告地點：

王楚 31605051 材料工程 林莉 2016.11

研究生院制表

材料結(jié)構(gòu)與性能報告(1)1概述

一般認為，凝聚態(tài)的物質(zhì)大致可以分為三類：晶態(tài)物質(zhì)、準晶態(tài)物質(zhì)和非晶態(tài)物質(zhì)。非晶態(tài)合金是指固態(tài)時其原子的三維空間呈拓撲無序排列，并在一定溫度范圍保持這種狀態(tài)相對穩(wěn)定的合金。最早有關(guān)非晶態(tài)合金的文獻是由融Kamer于1934年首次報道的。而后，1960年，Duwez[1]等首先采用噴槍法在Au．Si合金中獲得非晶態(tài)合金，從而開創(chuàng)了材料研究的新領(lǐng)域一非晶態(tài)合金材料。非晶合金具有優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能，特別是優(yōu)良的軟磁性能，在許多領(lǐng)域中己得到應(yīng)用。一般說來，非晶態(tài)合金均需要通過熔體快淬的方法來獲得，它需要非常高的冷卻速率(10 6 /s 以上)。由于臨界冷卻速率的限制，非晶態(tài)合金的三維尺寸受到很大的限制，只能獲得很薄或很細的片、絲和粉末狀非晶合金。

大塊非晶合金材料是近年來采用現(xiàn)代冶金技術(shù)合成的一種具有特殊性能的新型先進金屬材料。對大塊非晶的研究無論在理論上還是在應(yīng)用上都有重要意義。首先，大塊非晶體系是一些全新的多組元體系，其合金熔體具有極大的熱力學(xué)過冷度，過冷液體的動力學(xué)行為類似于氧化物玻璃，這使得人們重新思考傳統(tǒng)的非晶形成理論。另外，大塊非晶合金大都具有明顯的玻璃轉(zhuǎn)變和寬的過冷液相區(qū)，這為深人研究非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變特征和過冷液態(tài)的結(jié)構(gòu)和物性提供了理想材料。在應(yīng)用上，由于具有奇特的物理、力學(xué)及化學(xué)性能, 適合于用來制造電子器件、磁性器件、精密光學(xué)器件、精密機械結(jié)構(gòu)件、電池材料、體育用品、生物醫(yī)學(xué)植人物以及軍工先進武器構(gòu)件(如穿甲武器、飛行器的構(gòu)件、裝甲板等)等。塊狀非晶合金的發(fā)展歷程

非晶合金的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個階段。第l階段為1960年(Duwez首次采用快淬方法制得Au70Si30非晶合金薄帶)-1989年。這段時期，人們主要通過提高冷卻速率(>104列s)來獲得非晶合金，因而得到的基本是非晶合金薄膜、薄帶或粉末。所研究和制備的主要是二元合金。主要研究體系可分為3大合金系：第l類合金系由過渡族金屬或貴金屬與類金屬組成，如Pd2Si、Fe2B等。；類金屬的含量為10%-30%,恰好在低共晶點組分附近。2類合金系是以LTM-ETM為基的體系，其中ETM和LTM分別代表前、后過渡族金屬，LTM包括Fe、Co、Ni、Pd和Cu等，ETM包括Ti、Zr、Nb、Ta、Hf等。LTM的含量一般在20％-40％，如Zr70(Ni、Fe、Co、Pd、Rh)30、Nb60Rh40等，該體系可以在非常寬的低共晶組分范圍內(nèi)形成非晶，這類非晶合金發(fā)現(xiàn)得比較晚，1977年才首次發(fā)現(xiàn)屬于這一類的合金,以后又逐步發(fā)現(xiàn)了在Ca或Sr中加入AI、Zn等組成的非晶合金[2,3]。第3類為以A族金屬元素(Mg、Ca、Sr)為基體，B族金屬元素(Al、Zn、Ga)為溶質(zhì)的

塊狀非晶合金的研究進展

少冷卻過程中的非均勻形核, 因而各種制備方法都有以下兩個共同持征：(1)對合金母材反復(fù)熔煉, 以提高熔體的純度, 消除非均勻形核點。(2)采用高純惰性氣體保護，盡量減少氧含量。目前，大塊非晶態(tài)合金的制備方法主要有以下幾類：

(l)懸浮熔煉： 將試樣置于特定的線圈中，線圈中的電磁場使試樣產(chǎn)生與外界相反的感生電動勢，該感生電動勢與外磁場間的斥力與重力相抵消，從而使試樣懸浮在線圈中。同時, 試樣中的渦流使自身加熱熔化。再向試樣吹人惰性氣體，使其冷卻、凝固；或利用通電極板間的靜電場使試樣懸浮，用激光加熱熔化，當(dāng)激光停止照射時，試樣于原位冷卻。試樣溫度可用非接觸法測量。懸浮熔煉的優(yōu)點是試樣沒有在容器中熔煉，避免了容器壁引起的非均質(zhì)形核，可減小臨界冷卻速度。其缺點是，試驗的懸浮與加熱是同時通過試樣中的渦流實現(xiàn)的，當(dāng)試樣冷卻時也必須處于懸浮狀態(tài)，即試樣在冷卻時還必須克服懸浮渦流帶來的熱量，所以冷卻速度不可能很快, 增加了制備難度，制備的塊狀非晶合金尺寸較小。

(2)深過冷液淬法：此方法是將試樣用低熔點氧化物(如B2O3)包裹起來，在石英管中感應(yīng)加熱熔化，最后淬入水中得到非晶態(tài)合金試樣。低熔點氧化物的作用一是用來吸取合金冶煉中的雜質(zhì)顆粒，避免這些顆粒成為形核的核心，二是將合金熔液與容器壁隔離開來。由于包裹物始點低于熔體熔點，因而可避免合金母材與容器壁直接接觸，最大限度地避免了非均質(zhì)形核。

(3)高壓模鑄法：該方法是將母合金放人套筒內(nèi)，在高頻感應(yīng)線圈中熔化，再用高 壓快速將合金液壓人銅模內(nèi)，銅模外通水使試樣快速冷卻。由于該方法的冷卻速率很大，可以獲得較大體積的非晶態(tài)合金。

此外還有定向凝固、射流成形、壓實成型等多種大塊非晶合金制備工藝。國內(nèi)關(guān)于大塊非晶合金的研究開展不多，主要采用落管、氧化物包裹、磁懸浮、射流成形及水淬 等技術(shù)制備大塊非晶合金。國內(nèi)制備的大塊非晶合金的最大直徑為90mm。由于目前制備的非晶合金的尺寸較小，影響了非晶合金作為結(jié)構(gòu)材料的使用范圍。塊狀非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)

非晶合金的原子在三維空間呈拓撲無序狀排列，不存在長程周期性，但在幾個原子間距的范圍內(nèi)，原子的排列仍然有著一定的規(guī)律，因此可以認為非晶態(tài)合金的原子結(jié)構(gòu)為“長程無序，短程有”。通常定義非晶態(tài)合金的短程有序區(qū)小于1.5nm，即不超過4-5個原子間距，從而與納米晶或微晶相區(qū)別，短程有序可分為化學(xué)短程有序和拓撲短程有序兩類。

材料結(jié)構(gòu)與性能報告(1)4.1化學(xué)短程有序

非晶態(tài)金屬至少含有兩個組元，除了不同類原子的尺度差別、穩(wěn)定相結(jié)構(gòu)和原子長程遷移率等因素以外，不同類原子之間的原子作用力在非晶態(tài)合金的形成過程中起著重要作用。化學(xué)短程有序的影響通常只局限于近鄰原子，因此一般用近鄰組分與平均值之差作為化學(xué)短程有序參數(shù)，對于二元A-B體系為：

up=1-ZAB/(ZcB)=1-ZBA/(ZcA)其中ZAu和ZuA分別代表A(或B)原子近鄰的B(或A)原子配位數(shù)，Z是原子總配位數(shù)。cA和cu分別是A與B原子在合金中的平均濃度。當(dāng)A和B兩種原子直徑明顯不同時，A原子的總本位數(shù)ZA與B原子的總配位數(shù)Zi3不再相同，ZA≠Ze，這時短程有序另一種定義。

4.2拓撲短程有序

指圍繞某一原子的局域結(jié)構(gòu)的短程有序。常用幾種不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)描述非晶態(tài)與合金的結(jié)構(gòu)特征，主要有原子分布函數(shù)、干涉函數(shù)、近鄰原子距離與配位數(shù)和質(zhì)量密度。原子分布函數(shù)，設(shè)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是各向同性的均勻結(jié)構(gòu)，其平均原子密度Po為--定體積y中包含的原子數(shù)N:

Po=N/V 描述某一原子附近的密度變化可用徑向分布函數(shù)RDF(r):

RDF(r)=4*3.14xr2p(r)

其中r是距某中心原子的距離，p(r)是距離r處的密度，由上式可知，RDF(r)dr代表以某個原子為中心，在半徑r處、厚度為dr的球殼內(nèi)的原子數(shù)，從而RDF(r)=dN/dr表示原子數(shù)目(密度)隨距離增加的變化。

定義約化徑向分布函數(shù)G(r)為:

G(r)=4x3.14*r[p(r)-po] 幾種過渡金屬-類金屬非晶態(tài)合金的約化徑向分布函數(shù)如圖8-1所示，函數(shù)值隨著與中心原子的距離增大而呈有規(guī)律的起伏。此外，還定義雙體分布函數(shù)g(r): z(r)=p(r)/p。

當(dāng)合金中包含幾種不同類原子時，引入偏徑向密度函數(shù)pii(r)、偏雙體分布函數(shù)gii(r)、偏約化徑向分布函數(shù)GO(r)等參數(shù)描述原子之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。例如，pji(r)指與某個第i類踩子的距離為r處，單位體積中第j類原子的數(shù)目。上述各個原子分布函數(shù)中，原子密度p(r)和原子徑向分布函數(shù)RDF(r)有明確物理意義，G(r)的物理意義雖然不明確，但它同RDF(r)一樣能反映非晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征，對體系作x射線衍射測量得到結(jié)構(gòu)因數(shù)S(Q)，塊狀非晶合金的研究進展

外殼等商業(yè)產(chǎn)品由于大塊非晶中不存在晶體中的滑移位錯，在較低溫度下具有很好的粘滯流動性，可以較好地發(fā)生超塑應(yīng)變利用這個特性，可以把大塊非晶合金進行各種塑性加工，制成所需的各種形狀由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和較好的熱穩(wěn)定性，大塊非晶合金在軍事方面也得到了應(yīng)用，可以用來制造反坦克的動能穿甲彈。

Zr基大塊非晶合金具有很高的彈性實驗表明,用其做成的小球與同樣大小的鋼球在量筒中從相同高度(15m左右)自由落下后做彈性來回運動，前者比后者的彈動時間足足長了大塊非晶合金具有很高的強度和強度-密度比，以及很好的彈性能，因而具有很好的應(yīng)用潛力。基大塊非晶合金由于抗拉強度高、延展性好、彈性能高、沖擊斷裂性能高和抗腐蝕性高，且具有非常好的能量傳遞性能，已被用來制作高爾夫球桿和其擊球部位(球頭)，使用該材料做成的高爾夫球頭能夠?qū)?9％的能量傳遞到球上。

在化學(xué)方面，由于大塊非晶具有抗腐蝕、儲存能量(吸氫和析氫)和高催化特性，將有可能在海洋業(yè)和能源方面得到應(yīng)用。塊體非晶合金在結(jié)構(gòu)上是原子長程無序而近程有序排列的亞穩(wěn)材料，每個短程有序的原子團可以視為一個高活性點，而這種高活性、高耐蝕性材料是最理想的電極催化材料。如果使用這種材料制作電極, 其催化活性將提高以上，可大大提高制堿工業(yè)的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，由此所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是十分巨大的。

由于新型基非晶合金具有低飽和磁致伸縮，使得它們的軟磁性能可與傳統(tǒng)的Fe-Si-B非晶合金相比擬，甚至更優(yōu)。日本研制的Fe基大塊非晶合金軟磁材料的磁導(dǎo)率，比硅鋼片材料及傳統(tǒng)晶體結(jié)構(gòu)的磁性材料15倍，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室也已經(jīng)制備出了直徑達到以上的低磁能損耗的大塊基軟磁產(chǎn)品專家預(yù)測,大塊非晶合金軟磁材料制品將很快應(yīng)用于電子信息，如計算機、通訊設(shè)備和工業(yè)自動化等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和電力等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)另外，硬磁性大塊非晶合金也將是一種很有潛力的永磁材料。

6結(jié)束語

非晶合金，因特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能自產(chǎn)生以來一直是材料學(xué)界的熱點研究領(lǐng)域之一。近年來對非晶合金進行了廣泛的研究，取得了很大的進展，已突破昔日貴金屬的限制, 許多日常重要的工程合金系統(tǒng)如Fe、Co、NiCu 等都可制備出塊體非晶合金，這為其實際應(yīng)用創(chuàng)造了條件，如今工程應(yīng)用也已逐步興起。但作為一類新型的材料, 非晶合金仍處于研究探索階段，在基礎(chǔ)理論、制備工藝和實際應(yīng)用中還有許多問題亟待解決，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

還沒有一套完整的理論或成熟的物理模型用來指導(dǎo)塊體非晶的研制，目前對于合金系統(tǒng)組元的選擇還只能憑經(jīng)驗規(guī)律，但這些規(guī)律都不具備普適性。這主要是由于還沒有充分理解非晶合金形成的本質(zhì), 因此需要加強對非晶合金物理轉(zhuǎn)變過程的研究。

材料結(jié)構(gòu)與性能報告(1)(2)目前所制備的塊體非晶尺寸還不夠大，只有Zr基、Pd基等少數(shù)幾種合金體系可達較大尺寸，這在很大程度上限制了這種新型結(jié)構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用，因而需要我們在理解非晶合金形成本質(zhì)的基礎(chǔ)上，改進目前塊體非晶制備所需的苛刻工藝條件。因機械合金化在制備非晶合金上的獨特優(yōu)勢，目前可以優(yōu)先發(fā)展機械合金化工藝。

(3)提高塊體非晶的熱穩(wěn)定性。由于塊體非晶屬亞穩(wěn)態(tài)材料，在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的, 只有把這類材料加熱到一定溫度以上才會使其變?yōu)榫B(tài)材料。因此，必須設(shè)法提高塊體非晶的熱穩(wěn)定性，以拓寬其應(yīng)用范圍。

(4)任何材料都有其自身的缺陷，雖然發(fā)現(xiàn)了一系列具有大塑性的塊體非晶合金，但總體來說其塑性都還有待提高，而且非晶合金的拉伸塑性幾乎為零。長期以來，探索同時具有高強度和大塑性的金屬合金材料一直是材料領(lǐng)域追求的目標，非晶合金塑性的進一步提高，必將為非晶合金的應(yīng)用開辟更廣闊的空間。

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