第一篇：CVD技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.2.1、CVD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與其他沉積方法相比, CVD技術(shù)除了具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)外,還具有以下優(yōu)勢(shì):

(1)在中溫和高溫下,通過(guò)氣態(tài)的初始化合物之間的氣相化學(xué)反應(yīng)而沉積固體;

(2)可以在大氣壓(常壓)或者低于大氣壓下進(jìn)行沉積,一般說(shuō)低壓效果更好些;

(3)采用等離子和激光輔助技術(shù)可以顯著促進(jìn)化學(xué)反應(yīng),使沉積可在較低的溫度下進(jìn)行;

(4)鍍層的化學(xué)成分可以改變,從而獲得梯度沉積物或者得到混合鍍層;

(5)可以控制鍍層的密度和純度;

(6)繞鍍性好,可在復(fù)雜形狀的基體上以及顆粒材料上沉積;

(7)氣體條件通常是層流的,可在基體表面形成厚的邊界層;

(8)沉積層通常具有柱狀晶結(jié)構(gòu),不耐彎曲,但通過(guò)各種技術(shù)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行氣相擾動(dòng),可以得到細(xì)晶粒的等軸沉積層;

(9)可以形成多種金屬、合金、陶瓷和化合物鍍層。只要原料氣稍加改變,采用不同的工藝參數(shù)便可制備性能各異的沉積層;可涂覆各種復(fù)雜形狀工件,如帶槽、溝、孔或盲孔的工件;涂層與基體間結(jié)合力強(qiáng)等。

1.2.2、CVD 技術(shù)的缺點(diǎn)

(1)主要缺點(diǎn)是反應(yīng)溫度較高,沉積速率較低(一般每小時(shí)只有幾μm到幾百μm),難以局部沉積;

(2)參與沉積反應(yīng)的氣源和反應(yīng)后的余氣都有一定的毒性;

(3)鍍層很薄,已鍍金屬不能再磨削加工,如何防止熱處理畸變是一個(gè)很大的難題,這也限制了CVD法在鋼鐵材料上的應(yīng)用, 而多用于硬質(zhì)合金。

第二篇：液壓技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

液壓技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

液壓技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)

1、功率重量比大。即以較輕的設(shè)備重量產(chǎn)生較大的輸出力或力矩。并且慣性小，頻率響應(yīng)高。

2、啟動(dòng)、制動(dòng)迅速。

3、能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，低速性穩(wěn)定性好。

4、很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)機(jī)械傳動(dòng)較難，對(duì)電力傳動(dòng)更難實(shí)現(xiàn)。

5、易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，工作安全。

6、與機(jī)械傳動(dòng)相比，其執(zhí)行元件與動(dòng)力源能方便地分離且工作時(shí)容許位置的變動(dòng)。

7、工作介質(zhì)有一定的彈性和吸振能力，使液壓傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可自潤(rùn)滑且易于散熱。

液壓技術(shù)的主要缺點(diǎn)

1、油液的泄漏和排放易污染環(huán)境，且易引發(fā)火災(zāi)，廢油處理困難。

2、油液的粘度受溫度影響較大。油液特性變化引起系統(tǒng)性能改變。且有工作溫度范圍限制。

3、傳動(dòng)效率較低。機(jī)械能 液壓能 機(jī)械能。存在機(jī)械摩擦損失、壓力損失及泄漏損失等。

4、工作可靠性有待提高。較高的PV值以及污染易使元件和系統(tǒng)發(fā)生故障。

5、液壓元件的制造精度高，使用維護(hù)要求較高。

6、液壓能的獲得及傳遞不如電能方便，遠(yuǎn)距離傳輸受到限制。

7、故障征兆難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，故障原因識(shí)別困難

第三篇：OFDM技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

OFDM技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

摘 要

OFDM技術(shù)是一種多載波調(diào)制技術(shù)，最初用于軍事通信，由于采用DFT實(shí)現(xiàn)多載波調(diào)制，同時(shí)LSI的發(fā)展解決了IFFT/FFT的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題以及其他關(guān)鍵技術(shù)的突破，OFDM開始向諸多領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用轉(zhuǎn)化，現(xiàn)在成為一種很有發(fā)展前途的調(diào)制技術(shù)。本文首先分析了OFDM的基本原理，并說(shuō)明其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，然后提及有關(guān)OFDM技術(shù)發(fā)展方面的一些信息。現(xiàn)在，OFDM在許多領(lǐng)域取得成功應(yīng)用，這里對(duì)OFDM的應(yīng)用前景也作了展望。

關(guān)鍵詞：正交頻分復(fù)用（OFDM），原理，特點(diǎn)，發(fā)展，應(yīng)用

Abstract

Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)is a kind of technology of Multi-Carrier Modulation(MCM).Depending on Discrete Fourier Transform(DFT)to realize MCM and the quick development of Large Scale Integration(LSI)to solve the question of the solution of IFFT/FFT,OFDM began to be using practically in many fields and is becoming a prosperous MCM-technique.In this paper,firistly the principles of OFDM are analyzed and its characters(merit and defect)are reviewed,then some information about the development of OFDM is introduced.At current time,OFDM has succeeded in many fields, finally the prospect of using OFDM is imaged.Keywords:OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM);Character;Development;Present Situation and Prospect of Application

隨著通信技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，如今的通信傳輸方式可以說(shuō)多種多樣，變化日新月異，從最初的有線通信到無(wú)線通信，再到現(xiàn)在的光纖通信。然而，從通信技術(shù)的實(shí)質(zhì)來(lái)看，上面所述基本上都是傳輸介質(zhì)和信道的變化，突破性的進(jìn)展并不多。近年來(lái)，隨著DSP芯片技術(shù)的發(fā)展，傅立葉變換／反變換、高速M(fèi)odem采用的64／128／256QAM技術(shù)、柵格編碼技術(shù)、軟判決技術(shù)、信道自適應(yīng)技術(shù)、插入保護(hù)時(shí)段、減少均衡計(jì)算量等成熟技術(shù)的逐步引入，OFDM作為一種可以有效對(duì)抗信號(hào)波形間干擾的高速傳輸技術(shù)，引起了廣泛關(guān)注。人們開始集中越來(lái)越多的精力開發(fā)OFDM技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用，第三代以后的移動(dòng)通信的主流技術(shù)將是OFDM技術(shù)。.OFDM技術(shù)

1.1 OFDM技術(shù)簡(jiǎn)介

OFDM是一種高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，該技術(shù)的基本原理是將高速串行數(shù)據(jù)變換成多路相對(duì)低速的并行數(shù)據(jù)并對(duì)不同的載波進(jìn)行調(diào)制。這種并行傳輸體制大大擴(kuò)展了符號(hào)的脈沖寬度，提高了抗多徑衰落等惡劣傳輸條件的性能。傳統(tǒng)的頻分復(fù)用方法中各個(gè)子載波的頻譜是互不重疊的，需要使用大量的發(fā)送濾波器和接受濾波器，這樣就大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。同時(shí)，為了減小各個(gè)子載波間的相互串?dāng)_，各子載波間必須保持足夠的頻率間隔，這樣會(huì)降低系統(tǒng)的頻率利用率。而現(xiàn)代OFDM系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，各子載波的產(chǎn)生和接收都由數(shù)字信號(hào)處理算法完成，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。同時(shí)為了提高頻譜利用率，使各子載波上的頻譜相互重疊，但這些頻譜在整個(gè)符號(hào)周期內(nèi)滿足正交性，從而保證接收端能夠不失真地復(fù)原信號(hào)。

當(dāng)傳輸信道中出現(xiàn)多徑傳播時(shí)，接收子載波間的正交性就會(huì)被破壞，使得每個(gè)子載波上的前后傳輸符號(hào)間以及各個(gè)子載波間發(fā)生相互干擾。為解決這個(gè)問(wèn)題，在每個(gè)OFDM傳輸信號(hào)前面插入一個(gè)保護(hù)間隔，它是由OFDM信號(hào)進(jìn)行周期擴(kuò)展得到的。只要多徑時(shí)延超過(guò)保護(hù)間隔，子載波間的正交性就不會(huì)被破壞。

1.2 OFDM技術(shù)特點(diǎn)

OFDM盡管還是一種頻分復(fù)用(FDM)，但已完全不同于過(guò)去的FDM, OFDM的接收機(jī)實(shí)際上是通過(guò)FFT來(lái)實(shí)現(xiàn)的一組解調(diào)器。它將不同載波搬移至零頻，然后在一個(gè)碼元周期內(nèi)積分，其他載波信號(hào)由于與所積分的信號(hào)正交，因此不會(huì)對(duì)信息的提取產(chǎn)生影響。OFDM的數(shù)據(jù)速率也與子載波的數(shù)量有關(guān)。

OFDM每個(gè)載波所使用的調(diào)制方法可以不同。各個(gè)載波能夠根據(jù)信道狀況的不同選擇不同的調(diào)制方式，比如BPSK,QPSK,8PSK,16QAM ,64QAM等，以取得頻譜利用率和誤碼率之間的最佳平衡為原則，通過(guò)選擇滿足一定誤碼率的最佳調(diào)制方式就可以獲得最大頻譜效率。無(wú)線多徑信道的頻率選擇性衰落會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)功率大幅下降，經(jīng)常會(huì)達(dá)到30dB之多，信噪比也隨之大幅下降。為了提高頻譜利用率，應(yīng)該使用與信噪比相匹配的調(diào)制方式。可靠性是通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本考核指標(biāo)，所以很多通信系統(tǒng)都傾向于選擇BPSK或QPSK調(diào)制，以確保在信道最壞條件下的信噪比滿足要求，但是這兩種調(diào)制方式的頻譜效率很低。OFDM技術(shù)使用了自適應(yīng)調(diào)制，可以根據(jù)信道條件來(lái)選擇使用不同的調(diào)制方式。比如在終端靠近基站時(shí)，信道條件一般會(huì)比較好，調(diào)制方式就可以由BPSK(頻譜效率1 bit/(s.Hz)轉(zhuǎn)換成16～64QAM(頻譜效率4～6 bit/(s.Hz)，整個(gè)系統(tǒng)的頻譜利用率就會(huì)得到大幅度的改善。自適應(yīng)調(diào)制能夠擴(kuò)大系統(tǒng)容量，但它要求信號(hào)必需包含一定的開銷比特，以告知接收端發(fā)射信號(hào)所應(yīng)采用的調(diào)制方式。終端還須定期更新調(diào)制信息，這也會(huì)增加開銷比特。

OFDM還采用了功率控制與自適應(yīng)調(diào)制相協(xié)調(diào)的工作方式。信道條件好的時(shí)候，發(fā)射功率不變就可以采用高調(diào)制方式(如64QAM)，或者在低調(diào)制方式(如QPSK)時(shí)降低發(fā)射功率。如果在差的信道上使用較高的調(diào)制方式，就會(huì)產(chǎn)生很高的誤碼率，影響系統(tǒng)的可用性。自適應(yīng)調(diào)制要求系統(tǒng)必須對(duì)信道的性能有及時(shí)和準(zhǔn)確的了解，OFDM系統(tǒng)可以用導(dǎo)頻信號(hào)或參考碼字來(lái)測(cè)試信道的好壞，發(fā)送一個(gè)已知數(shù)據(jù)的碼字，測(cè)出每條信道的信噪比，根據(jù)這個(gè)信噪比來(lái)確定最適合的調(diào)制方式。

實(shí)現(xiàn)OFDM 的關(guān)鍵技術(shù)包括：同步技術(shù)、降低PAPR（功率峰均值比）技術(shù)、信道估計(jì)與均衡、信道編碼與交織等。

1.3 OFDM技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

首先，抗衰落能力強(qiáng)。OFDM把用戶信息通過(guò)多個(gè)子載波傳輸，在每個(gè)子載波上的信號(hào)時(shí)間就相應(yīng)地比同速率的單載波系統(tǒng)上的信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)很多倍，使OFDM對(duì)脈沖噪聲（ImpulseNoise）和信道快衰落的抵抗力更強(qiáng)。同時(shí)，通過(guò)子載波的聯(lián)合編碼，達(dá)到了子信道間的頻率分集的作用，也增強(qiáng)了對(duì)脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力。因此，如果衰落不是特別嚴(yán)重，就沒(méi)有必要再添加時(shí)域均衡器。

其次，頻率利用率高。OFDM允許重疊的正交子載波作為子信道，而不是傳統(tǒng)的利用保護(hù)頻帶分離子信道的方式，提高了頻率利用效率。

再者，適合高速數(shù)據(jù)傳輸。OFDM自適應(yīng)調(diào)制機(jī)制使不同的子載波可以按照信道情況和噪音背景的不同使用不同的調(diào)制方式。當(dāng)信道條件好的時(shí)候，采用效率高的調(diào)制方式。當(dāng)信道條件差的時(shí)候，采用抗干擾能力強(qiáng)的調(diào)制方式。再有，OFDM加載算法的采用，使系統(tǒng)可以把更多的數(shù)據(jù)集中放在條件好的信道上以高速率進(jìn)行傳送。因此，OFDM技術(shù)非常適合高速數(shù)據(jù)傳輸。

此外，抗碼間干擾（ISI）能力強(qiáng)。碼間干擾是數(shù)字通信系統(tǒng)中除噪聲干擾之外最主要的干擾，它與加性的噪聲干擾不同，是一種乘性的干擾。造成碼間干擾的原因有很多，實(shí)際上，只要傳輸信道的頻帶是有限的，就會(huì)造成一定的碼間干擾。OFDM由于采用了循環(huán)前綴，對(duì)抗碼間干擾的能力很強(qiáng)。

1.4 OFDM技術(shù)缺點(diǎn)

（1）對(duì)頻率偏移和相位噪聲很敏感。

（2）峰值與均值功率比相對(duì)較大，這個(gè)比值的增大會(huì)降低射頻放大器的功率效率。

不過(guò)近年來(lái)，圍繞OFDM存在的兩個(gè)缺陷，業(yè)內(nèi)人士進(jìn)行了大量研究工作，并且已經(jīng)取得了進(jìn)展。OFDM技術(shù)既可用于移動(dòng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，也可以用于固定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它通過(guò)在樓層、使用者、交通工具和現(xiàn)場(chǎng)之間的信號(hào)切換，有效地解決了其中的信息沖突問(wèn)題。

盡管OFDM技術(shù)已經(jīng)是比較成熟，并在一些領(lǐng)域也取得成功的應(yīng)用，但尚有許多問(wèn)題須待深入研究以進(jìn)一步提高其技術(shù)性能。多年來(lái)，圍繞基于DFT（或FFT）的OFDM的關(guān)鍵技術(shù)，如同步、信道估計(jì)、均衡、功率控制等方面一直在探索更優(yōu)的方案，這些研究使OFDM技術(shù)欲加成熟和完善。

另一方面，由于DFT－OFDM在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中采用插入CP（循環(huán)前綴）來(lái)消除ISI（碼間干擾），所以進(jìn)一步提高頻譜利用率仍有較大余地，另外，為降低插入CP帶來(lái)的頻譜損失，通常采用較長(zhǎng)的DFT變換塊，但是，如此將會(huì)造成系統(tǒng)對(duì)載頻誤差及Doppler頻移非常敏感，引起系統(tǒng)性能下降，同時(shí)對(duì)信道估計(jì)帶來(lái)難度。針對(duì)這一點(diǎn)，有人提出基于小波/小波包的正交多載波調(diào)制技術(shù)，作為對(duì)基于DFT的多載波調(diào)制技術(shù)OFDM的發(fā)展和改進(jìn)。小波函數(shù)/小波包函數(shù)具有良好的尺度與平移正交性，因而可將其作為多載波調(diào)制的在載波，這種多載波調(diào)制方案被稱為基于小波/小波包的正交多載波調(diào)制。理論分析和仿真表明，小波/小波包調(diào)制技術(shù)具有與其他調(diào)制技術(shù)相同或更好的性能參數(shù)，同時(shí)具有更好的抗干擾性能。小波/小波包調(diào)制與多址技術(shù)結(jié)合，如基于小波包變換的多載波碼分多址系統(tǒng)（WPDM－CDMA）,更貼近于現(xiàn)代無(wú)線多址通信系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，從而進(jìn)一步表明小波/小波包調(diào)制技術(shù)的可行性與先進(jìn)性，具有廣闊的發(fā)展前景。同時(shí)作為一個(gè)充滿希望與潛力的新研究領(lǐng)域關(guān)于小波/小波包調(diào)制技術(shù)有許多問(wèn)題尚待進(jìn)一步研究

2.結(jié)論

OFDM技術(shù)由于其頻譜利用率高、成本低等原因越來(lái)越得到人們的關(guān)注，為滿足未來(lái)無(wú)線多媒體通信需求，人們?cè)诩泳o實(shí)現(xiàn)3G系統(tǒng)商業(yè)化的同時(shí)，已經(jīng)開始進(jìn)行4G(Beyond 3G)的研究。隨著人們對(duì)于通信數(shù)據(jù)化、寬帶化、個(gè)人化和移動(dòng)化的需求，OFDM技術(shù)在固定無(wú)線接入領(lǐng)域和移動(dòng)接入領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越得到廣泛的應(yīng)用。許多大學(xué)、著名公司已充分認(rèn)識(shí)到OFDM技術(shù)的應(yīng)用前景。紛紛開展了對(duì)無(wú)線OFDM的研究工作，除了解決OFDM的同步、峰平比高等傳統(tǒng)難題外，還包括OFDM與空時(shí)碼、聯(lián)合發(fā)送、聯(lián)合檢測(cè)、智能天線、動(dòng)態(tài)分組分配等相結(jié)合的研究工作。目前一些研究結(jié)果表明，它們能提高無(wú)線OFDM系統(tǒng)的性能，將形成未來(lái)OFDM系統(tǒng)的核心技術(shù)。對(duì)這些方面的研究是當(dāng)前一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域，有許多課題需要我們做進(jìn)一步的深入研究。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：CVD的熱力學(xué)原理及研究進(jìn)展

化學(xué)氣相沉積的熱力學(xué)原理及研究進(jìn)展

姓名：韓瑞山

指導(dǎo)教師：郭領(lǐng)軍

摘要：本文主要介紹了制備碳/碳復(fù)合材料優(yōu)秀的材料特性及其化學(xué)氣相沉積制備工藝，并分析比較了化學(xué)氣相沉積各操作工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，分析解釋了化學(xué)氣相沉積過(guò)程中的復(fù)雜反應(yīng)的原因，包括用熱力學(xué)的方法對(duì)化學(xué)氣相沉積工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇，及運(yùn)用熱力學(xué)基本原理對(duì)化學(xué)氣相沉積過(guò)程中復(fù)雜反應(yīng)路徑的確定，最后總結(jié)了應(yīng)用熱力學(xué)來(lái)研究化學(xué)氣相沉積的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：碳/碳復(fù)合材料，化學(xué)氣相沉積，化學(xué)熱力學(xué)，熱解機(jī)理 前言

1.1 碳/碳復(fù)合材料及制備工藝介紹

碳/碳（C/C）復(fù)合材料是以碳作基體的碳纖維（CF）增強(qiáng)復(fù)合材料，它綜合了炭材料的高溫性能和復(fù)合材料優(yōu)異的力學(xué)性能[1]。由于碳原子獨(dú)特的電子和類石墨結(jié)構(gòu)以及良好的生物相容性等特點(diǎn)，碳/碳復(fù)合材料不僅具有復(fù)合材料的優(yōu)良的力學(xué)性能，而且碳/碳復(fù)合材料具有高溫下強(qiáng)度和剛度高，耐燒蝕、腐蝕，尺寸穩(wěn)定性好，化學(xué)惰性，高導(dǎo)電、導(dǎo)熱率，低熱膨脹系數(shù)以及生物相容性等優(yōu)良特點(diǎn)，所以被認(rèn)為是理想的導(dǎo)電材料、高溫復(fù)合力學(xué)材[2]料和生物材料。目前碳/碳復(fù)合材料已經(jīng)成功地應(yīng)用于導(dǎo)彈的頭錐，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、喉襯，航天飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部件、商用飛機(jī)、軍用飛機(jī)、汽車的剎車裝置，人工關(guān)節(jié)、心臟瓣膜等生物材料。

目前國(guó)內(nèi)外碳/碳復(fù)合材料的制備普遍采用的是化學(xué)氣相滲透（CVD）工藝，碳/碳復(fù)合材料化學(xué)氣相沉積工藝是將炭纖維預(yù)成型體置于高溫化學(xué)氣相沉積爐中，氣態(tài)碳?xì)浠衔锴膀?qū)體通過(guò)擴(kuò)散、流動(dòng)等方式進(jìn)入預(yù)成型體內(nèi)部，在一定溫度和壓力下裂解生成熱解炭并沉積在炭纖維的表面，逐步沉積到多孔預(yù)制體骨架的孔隙中。

在化學(xué)氣相沉積熱解炭的過(guò)程中，包含復(fù)雜的氣相反應(yīng)、表面反應(yīng)和擴(kuò)散傳質(zhì)的物理化學(xué)過(guò)程，包括碳?xì)浠衔餁怏w裂解、聚合，碳-碳鍵的斷裂，脂肪族或芳香族碳?xì)浠衔锏男纬梢约八鼈兊拿摎?、環(huán)化反應(yīng)等化學(xué)過(guò)程，和反應(yīng)物的擴(kuò)散、吸附、反應(yīng)縮聚成炭、副產(chǎn)物的脫附、炭沉積等物理過(guò)程[2]。如Glasier等[3]通過(guò)液相色譜、氣相色譜及質(zhì)譜在以乙烷為碳源的化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)檢測(cè)到70多種碳?xì)浠衔?。由上述可見，化學(xué)氣相沉積碳/碳復(fù)合材料過(guò)程復(fù)雜，影響因素較多。

碳/碳CVD的方法有很多種，如等溫法、壓差法、熱梯度法。但每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)和最佳的應(yīng)用環(huán)境。

（1）等溫法：是一種最通用的方法，該法工藝穩(wěn)定，同一爐內(nèi)可制備形狀大小各異的各種部件。此外，采用大爐沉積，可形成規(guī)模效益。但由于氣體在坯體表面的輸送狀態(tài)遠(yuǎn)好于內(nèi)部，使得熱解炭在表面優(yōu)先沉積下來(lái)，過(guò)早的封閉了空洞，切斷了內(nèi)部氣體的輸送通道，造成明顯的密度不均勻。

（2）熱梯度法：一般沉積速度隨溫度呈指數(shù)變化，內(nèi)部的溫度高，大量的氣體首先在內(nèi)部沉積。此法能避免表面封孔現(xiàn)象，沉積速率快，密度較高。但由于存在較大的溫度梯度，制品各部位會(huì)存在一定差異，對(duì)性能會(huì)有一定的影響。熱梯度工藝是俄羅斯率先開發(fā)的。

（3）壓差法：是對(duì)等溫法的改進(jìn)，與等溫法相比，坯體內(nèi)部的輸氣狀況有所改善，沉積較快，制品的密度較高。但由于坯體進(jìn)氣面的氣體濃度仍高于內(nèi)部，還是會(huì)出現(xiàn)表面封孔現(xiàn)象。此法應(yīng)用于沉積筒狀件能得到很好的效果。（4）強(qiáng)制氣流熱梯度法（FCVD）：它是結(jié)合了熱梯度法和壓差法的優(yōu)點(diǎn)。上端面加熱，下端面冷卻，反應(yīng)氣體由下端向上輸送。高溫區(qū)因溫度效應(yīng)而沉積快，低溫區(qū)則因濃度效應(yīng)而使沉積加速，通過(guò)調(diào)整工藝條件，有可能使沉積在整個(gè)坯體范圍內(nèi)同步進(jìn)行，能大大提高沉積速率，且保證密度的均勻性。FCVD法因沉積效率高，制品性能好，發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>

1.2 化學(xué)熱力學(xué)內(nèi)容及其相關(guān)介紹

化學(xué)熱力學(xué)是物理化學(xué)中最早發(fā)展起來(lái)的一個(gè)分支學(xué)科，主要應(yīng)用熱力學(xué)原理研究物質(zhì)系統(tǒng)在各種物理和化學(xué)變化中所伴隨的能量變化、化學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，依據(jù)系統(tǒng)的宏觀可測(cè)性質(zhì)和熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、變化的方向和限度[4]。

化學(xué)熱力學(xué)的基本特點(diǎn)是其原理具有高度的普適性和可靠性。對(duì)于任何體系，化學(xué)熱力學(xué)性質(zhì)是判斷其穩(wěn)定性和變化方向及程度的依據(jù)。也就是說(shuō)，相平衡、化學(xué)平衡、熱平衡、分子構(gòu)象的穩(wěn)定性、分子間的聚集與解離平衡等許多重要問(wèn)題都可以用化學(xué)熱力學(xué)的原理和方法進(jìn)行判斷和解決[5]。

化學(xué)熱力學(xué)主要是研究物質(zhì)系統(tǒng)在各種條件下的物理和化學(xué)變化中所伴隨著的能量變化，從而對(duì)化學(xué)反應(yīng)的方向和進(jìn)行的程度作出準(zhǔn)確的判斷。它具有如下特點(diǎn)：

一、它研究的對(duì)象是具有足夠大量質(zhì)點(diǎn)的宏觀體系，討論具體對(duì)象的宏觀性質(zhì)，不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。

二、熱力學(xué)只需要知道體系的始態(tài)和終態(tài)以及外界條件，就可進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，不需要知道過(guò)程進(jìn)行的機(jī)理。

三、熱力學(xué)還能告訴我們一個(gè)反應(yīng)能不能進(jìn)行、進(jìn)行的條件、能進(jìn)行到什么程度。故而使用化學(xué)熱力學(xué)原理來(lái)進(jìn)行化學(xué)氣相沉積技術(shù)的研究就可避免其復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程對(duì)研究的干擾，從而提高研究的效率，增加研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。熱力學(xué)原理在化學(xué)氣相沉積技術(shù)中的研究進(jìn)展

化學(xué)熱力學(xué)研究的是化學(xué)反應(yīng)的可能性、方向性及其限度和化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換及其轉(zhuǎn)移。這就決定了該學(xué)科具有四個(gè)方面的重要用途：（1）在某種條件下，系統(tǒng)中物質(zhì)是以什么狀態(tài)存在的；（2）為了獲得某些反應(yīng)產(chǎn)物，應(yīng)該如何控制外部反應(yīng)條件；（3）某種反應(yīng)條件下，化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生；（4）某種化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)，和外界有何相互作用，做了多少功，產(chǎn)生多少熱等等。由上述用處就可以解決實(shí)際的應(yīng)用問(wèn)題，如：通過(guò)使反應(yīng)的吉布斯自由能最小來(lái)確定反應(yīng)的最優(yōu)條件，研究反應(yīng)各步驟吉布斯自由能大小來(lái)確定那些是反應(yīng)的主要步驟。

2.1 熱力學(xué)在化學(xué)氣相沉積工藝參數(shù)優(yōu)選中的應(yīng)用

文章中講的是SiC復(fù)合材料的化學(xué)氣相沉積制備方法的熱力學(xué)原理，指的是利用化學(xué)熱力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算分析，從而篩選出能得到最優(yōu)結(jié)果的反應(yīng)條件。文中首先利用量子化學(xué)計(jì)算獲得熱化學(xué)數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用吉布斯自由能最小化原理，計(jì)算在不同反應(yīng)環(huán)境條件下的沉積產(chǎn)物相圖，從而得到其最有條件的選擇[6]。2.1.1 最佳沉積溫度的選擇

對(duì)于某一組設(shè)定的氣體流量和壓力，應(yīng)該采用合適的制備溫度以獲得最佳的產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)成本。在不同氣體流量和壓力條件下，其通過(guò)計(jì)算不同溫度對(duì)沉積產(chǎn)物的摩爾相對(duì)濃度的影響，繪制出圖2-1。

當(dāng)MTS=30ml·min-1，H2=300 ml·min-1，Ar=200 ml·min-1，P=5 kPa時(shí)，由圖2-1（a）可知，從800~1600K整個(gè)溫度區(qū)間，H2和Ar：發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其平衡濃度保持恒定值，產(chǎn)物以β-SiC和HCl為主。圖2-1（b）采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪制，由該圖可知最佳的制備溫度范圍為1200-1400K。低于1200K，則MTS和Si的平衡濃度開始增加，高于1400K，則工藝成本增加且MTS的平衡濃度開始增加。即對(duì)化學(xué)氣相沉積技術(shù)而言獲得純凈β-SiC的最佳溫度區(qū)間為1200-1400K。

圖2-1（a）沉積溫度對(duì)沉積產(chǎn)物平衡濃度的影響

圖2-1（b）沉積溫度對(duì)沉積產(chǎn)物平衡濃度的影響（對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖）

2.1.2 最佳沉積壓力的選擇

圖4，4（b）、（d）和（f）為不同制備壓力條件下，產(chǎn)物濃度與溫度的關(guān)系曲線，由對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪制。由這三幅圖可知，相同溫度條件下，隨著制備壓力的升高，MTS和Si的平衡濃度增大。所以理論上應(yīng)選擇低壓情況比較好，可維持較低壓力也是比較難以做到的事情，并且壓力小的時(shí)候，同時(shí)沉積速率也比較慢，需要花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行沉積，降低了沉積效率，經(jīng)濟(jì)上也并不可取。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓力為5kPa情況下，在1000K以上的制備溫度條件下，雜質(zhì)濃度都降到ppm量級(jí)以下，能以較低的工藝成本獲得較純凈的β-SiC。

圖2-2（a）壓力1Kpa條件下沉積溫度對(duì)沉積產(chǎn)物平衡濃度的影響

圖2-2（b）壓力5Kpa條件下沉積溫度對(duì)沉積產(chǎn)物平衡濃度的影響

圖2-2（c）壓力101.325Kpa條件下沉積溫度對(duì)沉積產(chǎn)物平衡濃度的影響

2.2熱力學(xué)在化學(xué)氣相沉積法熱解機(jī)理的應(yīng)用

文章主要采用Gaussian 03程序中的密度泛函理論（DFT），在UB3LYP/6-31G*水平上對(duì)碳材料用碳源化合物乙苯的初期熱裂解反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。計(jì)算了不同溫度下（298～1573 K）的熱力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明：在298～1573 K下，熱力學(xué)首先支持生成甲苯自由基和甲基自由基的反應(yīng)為主反應(yīng)路徑。低溫下，生成苯乙基自由基（α位脫氫）的反應(yīng)比例大于生成苯基自由基的反應(yīng)，而高溫下（823 K），生成苯基自由基的反應(yīng)比例大于苯乙基自由基（α位脫氫）的反應(yīng)[7]。

已知乙苯在700℃左右分解得到的氣體產(chǎn)物主要為：甲烷（36.6%）、乙烷（4%）、乙烯（9.6%）、氫（49.8%）。為了證實(shí)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并獲得理論上的支持，對(duì)乙苯可能裂解的反應(yīng)路徑進(jìn)行了模擬設(shè)計(jì)（見圖2-3）。

圖2-3 乙苯熱解反應(yīng)路徑的設(shè)計(jì) 采用Gaussian 03程序計(jì)算了不同溫度下（298，823，973，1123，1273，1423，1573K）各熱裂解反應(yīng)路徑的各種標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，列入表2-1中

表2-1 由UB3LYP/6-31G*方法計(jì)算得到的各反應(yīng)路徑的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)量表

由表2-1可以看出，298 K時(shí)標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)量變?chǔ)0θ，ΔEθ，ΔHθ和ΔGθ的數(shù)值由小到大的順序均為：路徑3<路徑2<路徑4<路徑1<路徑5≈路徑6≈路徑7，且路徑5，6，7的相關(guān)熱力學(xué)量變值遠(yuǎn)大于路徑1，2，3，4的熱力學(xué)量變值。從能量的角度考慮，ΔEθ和ΔHθ越小反應(yīng)越容易進(jìn)行；從平衡的角度考慮，ΔGθ越小反應(yīng)越容易進(jìn)行，且反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。所以，無(wú)論從能量還是從平衡的角度考慮，熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果都表明：在298 K時(shí)熱力學(xué)數(shù)據(jù)首先支持生成甲苯自由基和甲基自由基的反應(yīng)，其次是α位脫氫反應(yīng)，第三是生成苯自由基和乙基自由基的反應(yīng)，第四是β位脫氫反應(yīng)，最后是苯環(huán)脫氫反應(yīng)，即乙苯初期熱裂解的熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果支持的主反應(yīng)路徑為路徑3。

當(dāng)溫度分別為823，973，1123，1273，1423和1573K時(shí)，由表2-1亦可看出各熱裂解反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)量變的變化有所不同。由于ΔE0θ僅考慮了ZPE和電子能，所以不隨溫度而變化。而ΔHθ和ΔGθ都是溫度的函數(shù)且ΔEθ與振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等能量有關(guān)，故均隨溫度而變化。隨著溫度的升高，吉布斯自由能ΔGθ逐漸減小，這與反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的結(jié)果相一致。反應(yīng)的內(nèi)能變?chǔ)θ和標(biāo)準(zhǔn)焓變?chǔ)θ隨著溫度的改變而改變，但是變化不大。隨著溫度的升高，各熱裂解反應(yīng)的反應(yīng)活性順序略有所改變。當(dāng)溫度在823 K以上時(shí)，熱力學(xué)支持的主反應(yīng)路徑仍是生成甲苯自由基和甲基自由基的反應(yīng)，第二步則變成生成苯自由基和乙基自由基的反應(yīng)，第三是α位脫氫的反應(yīng)，第四是β位脫氫的反應(yīng)，最后是苯環(huán)脫氫的反應(yīng)。

高溫下的計(jì)算結(jié)果表明主反應(yīng)路徑?jīng)]有改變。我們知道，通常與苯環(huán)相聯(lián)C—C鍵（α鍵）不容易斷裂，而處于其次位置的β鍵容易斷裂。這是因?yàn)榕c苯環(huán)相聯(lián)的C—C鍵和苯環(huán)形成共軛體系，產(chǎn)生一定程度的雙鍵性而不易斷裂。這一點(diǎn)應(yīng)該說(shuō)與我們的計(jì)算結(jié)果一致，同時(shí)亦與Badger等在研究乙苯熱裂解時(shí)甲烷（36.6%）含量最高的結(jié)果一致。

綜上所述，熱力學(xué)研究結(jié)果表明：

（1）在常溫下，乙苯初期熱裂解的7條路徑的反應(yīng)順序是：路徑3>路徑2>路徑4>路徑1>路徑5≈路徑6≈路徑7。

（2）在高溫下（823 K以上），各熱裂解反應(yīng)路徑的順序是：路徑3>路徑4>路徑2>路徑1>路徑5≈路徑6≈路徑7。即隨著溫度的升高，各熱裂解路徑的反應(yīng)順序略有所改變，但主反應(yīng)路徑?jīng)]有變化。

3小結(jié)

由于熱力學(xué)研究的是大量物質(zhì)的宏觀體系，不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，熱力學(xué)只需要知道體系的始態(tài)和終態(tài)以及外界條件，就可進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，不需要知道過(guò)程進(jìn)行的機(jī)理，故而應(yīng)用化學(xué)熱力學(xué)來(lái)進(jìn)行化學(xué)氣相沉積的計(jì)算研究有著廣闊的前景，但又因?yàn)闊崃W(xué)的這些優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也限制了化學(xué)熱力學(xué)的應(yīng)用范圍，如熱力學(xué)只能了解反應(yīng)的可能性，而不能說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的可行性，而動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果才能說(shuō)明反應(yīng)是否可行，故而可以采用熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行對(duì)化學(xué)氣相沉積的研究，增大理論研究的范圍，提高研究計(jì)算的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：各種影像檢查技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

各種影像檢查技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

一、MRI檢查

優(yōu)點(diǎn)：1無(wú)輻射損傷。2多參數(shù)成像與高對(duì)比度3分子生物學(xué)和組織學(xué)診斷的提高4無(wú)骨偽影5任意方位斷層直接成像6心臟、大血管形態(tài)和功能診斷的提高 7對(duì)水敏感性高，高場(chǎng)核磁共振對(duì)小囊腫診斷能力遠(yuǎn)高于其他。8動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描可了解腎臟等臟器的病變的血供特點(diǎn)。9造影劑不含碘，用量少，尤適于碘過(guò)敏或腎功能不全者。

缺點(diǎn)： 1掃描時(shí)間偏長(zhǎng)，對(duì)某些器官和疾病的檢查還有限度。2鈣化、結(jié)石顯示不佳，在MR圖像上的表現(xiàn)比較復(fù)雜3骨性結(jié)構(gòu)顯示相對(duì)較差4偽影相對(duì)較多。5影像受掃描參數(shù)、組織參數(shù)多重影響，圖像解讀難。6信號(hào)復(fù)雜，部分定性困難。7禁忌癥及相對(duì)禁忌癥多

二、CT檢查

優(yōu)點(diǎn)：1密度分辨率高2是橫斷面圖，可連續(xù)掃描若干層，可作冠狀、矢狀重建。3由電子計(jì)算機(jī)重建的圖像，不與鄰近體層的影像重疊。4 CT值可提供診斷參考價(jià)值。5增強(qiáng)掃描能了解腎臟、肝臟等臟器的病變的血液供應(yīng)情況和灌注狀態(tài)，定性價(jià)值高。

缺點(diǎn)： 1圖像空間分辨力不如X線圖像高。2觀看橫斷面圖要有豐富的斷面解剖知識(shí)。3有一定的局限性4病變的密度與正常組織密度相近的病變，平掃易漏診，須增強(qiáng)掃描。5有X線輻射影響6使用血管內(nèi)含碘造影劑，有碘過(guò)敏危險(xiǎn)。

三、X線檢查優(yōu)缺點(diǎn)

X線檢查方法包括：普通X線檢查（熒光透視和攝影）、特殊檢查（體層攝影、軟線攝影等）、造影檢查。1 透視：

1透視的主要優(yōu)點(diǎn)是可轉(zhuǎn)動(dòng)患者體位，改變方向進(jìn)行觀察；了解器官的動(dòng)態(tài)變化。

2透視的主要缺點(diǎn)是熒屏亮度較低，影像對(duì)比度及清晰度較差，難于觀察密度與厚度差別較小的器官以及密度與厚度較大的部位。2 攝影：

1攝影的主要優(yōu)點(diǎn)是成像清晰，對(duì)比度及清晰度均較好；對(duì)于較厚部位以及厚度和密度較小的病變比透視容易顯示；照片可作永久記錄，長(zhǎng)期保存，便于復(fù)查時(shí)對(duì)照和會(huì)診。

2攝影的主要缺點(diǎn)是每張照片僅是一個(gè)方位和一瞬間的X線影像，為建立立體概念，常需作互相垂直的兩個(gè)方位攝影；費(fèi)用比透視稍高，但相較其它影像學(xué)檢查如CT、MRI則相對(duì)低廉。

3體層攝影：常用以明確平片難于顯示、重迭較多和處于較深部位的病變。

4軟線攝影：采用能發(fā)射軟X線的鉬靶管球，用以檢查軟組織，特別是乳腺的檢查。

5造影檢查的最大優(yōu)點(diǎn)：使人體內(nèi)很多缺乏自然對(duì)比的器官和組織如血管、腎盂、輸尿管、胃腸道等于造影后形成明顯對(duì)比，擴(kuò)大了X線檢查范圍。不足之處是造影劑對(duì)少數(shù)病人有副反應(yīng)。

四、超聲檢查

優(yōu)點(diǎn)：1它不但能發(fā)現(xiàn)腹部臟器的病變情況，而且可以連貫地、動(dòng)態(tài)地觀察臟器的運(yùn)動(dòng)和功能；可以追蹤病變、顯示立體變化，而不受其成像分層的限制。2 B超對(duì)實(shí)質(zhì)性器官(肝、胰、脾、腎等)以外的臟器，還能結(jié)合多普勒技術(shù)監(jiān)測(cè)血液流量、方向，從而辨別臟器的受損性質(zhì)與程度。3超聲設(shè)備易于移動(dòng)，沒(méi)有創(chuàng)傷，對(duì)于行動(dòng)不便的患者可在床邊進(jìn)行診斷。4價(jià)格低廉。

缺點(diǎn)：1由于超聲的物理性質(zhì)，使其到達(dá)障礙聲透射的組織界面會(huì)發(fā)生全反射，使其對(duì)這些器官的檢查限制性。2超聲在清晰度、分辨率等方面，明顯弱于CT或MRI，并且由于超聲圖像反映的是組織器官以及病灶的聲阻抗差異，對(duì)病灶的病理性質(zhì)缺乏特異性，因此，診斷時(shí)需密切結(jié)合臨床和其他影像檢查資料。3超聲對(duì)空腔器官病變易漏診，檢查結(jié)果也易受醫(yī)師臨床技能水平經(jīng)驗(yàn)等的影響。

五、影像核醫(yī)學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)

一。單光子發(fā)射型電子計(jì)算機(jī)斷層(SPECT，簡(jiǎn)稱ECT)顯像

優(yōu)點(diǎn)：1三維圖像可以進(jìn)行水平、矢狀及冠狀圖像重建。2能了解機(jī)體物質(zhì)的代謝變化的信息，如短暫性腦缺血發(fā)作、癲癇、老年性癡呆等，ECT能準(zhǔn)確顯示出局部的功能和代謝情況。3親骨性很強(qiáng)的放射性藥物，經(jīng)靜脈注射后用ECT攝影，數(shù)分鐘內(nèi)顯示全身骨像，是探測(cè)骨腫瘤和轉(zhuǎn)移癌的最佳方法，優(yōu)于CT和MRI。4血流、血池快速成像

缺點(diǎn)：1對(duì)人體組織結(jié)構(gòu)及解剖學(xué)的變化的分辨不如CT和MRI。2對(duì)肺、肝、胃腸道腫瘤探查診斷不如CT和MRI。

二。正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層攝影（PECT）

優(yōu)點(diǎn)：1所用的放射性核素如11C、13N、15O等都是人體組織的基本元素，易標(biāo)記各種生命必須的化合物及其代謝產(chǎn)物，且參加人體生理生化代謝過(guò)程。

2圖像能反應(yīng)人體生理、病理異常生化代謝情況，比ECT更清晰、更真實(shí)，對(duì)疾病的早期診斷、確定治療方案、監(jiān)測(cè)療效、判斷愈后等等都有很大的實(shí)用價(jià)值。

缺點(diǎn)：1PECT設(shè)備和檢查費(fèi)高昂。2放射性核素半衰期短，且都是加速器產(chǎn)生，故使用PECT的單位或其附近的機(jī)構(gòu)，應(yīng)有生產(chǎn)這些短半衰期放射性核素的醫(yī)用回旋加速器。