第一篇：小麥在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

養(yǎng)豬生產(chǎn)中小麥的作用

玉米現(xiàn)在已經(jīng)成為工業(yè)加工當(dāng)中的重要原料，并且隨著我國工業(yè)化社會的步伐不斷加快，玉米已成為糧食中的新貴，許多行業(yè)對玉米地需求量越來越大，如乙醇、賴氨酸、淀粉等等。而在養(yǎng)豬生產(chǎn)中以玉米和豆粕為主的飼料原料缺口也越來越大，九月中旬在河南的部分地區(qū)玉米2.9元/kg依然不好采購。利用其它原料代替飼料中的能量飼料玉米，已變得尤為重要?，F(xiàn)將本人多年來在豬場中應(yīng)用小麥的技術(shù)與效果跟各位同仁一起分享.小麥。

養(yǎng)豬生產(chǎn)； 玉米； 對比； 應(yīng)用 華北黃淮地區(qū)以及東北地區(qū)是我國玉米的主要產(chǎn)區(qū)。今天，作為一種非常重要的能量飼料，玉米在養(yǎng)殖領(lǐng)域獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。以養(yǎng)豬業(yè)為例，目前玉米在豬飼料中的配方一般維持在2/5左右。小麥也是非常重要的能量飼料，我國的華北黃淮地區(qū)是小麥的重要產(chǎn)區(qū)。一項(xiàng)調(diào)查顯示，我國北方民間的小麥余糧存貯量非常之大，而且在夏季小麥?zhǔn)崭钔戤呏笮←湹氖召弮r(jià)格常常會低于玉米收購價(jià)格不少。從養(yǎng)殖成本方面考慮，目前已經(jīng)有一部分養(yǎng)豬企業(yè)開始嘗試著用小麥來代替玉米作為飼料原料。如果小麥的收購價(jià)格低于玉米收購價(jià)格，則采用小麥來代替玉米作為飼料具有很高的可行性。另外，小麥也具有很高的營養(yǎng)成分，用來養(yǎng)豬能夠加快豬的生長速度，縮短其生長周期，節(jié)約成本，提高養(yǎng)殖效益。充分利用今天的技術(shù)優(yōu)勢，將生物技術(shù)、高效加工手法應(yīng)用于小麥型預(yù)混料的加工之中，能夠有效提升小麥的飼用價(jià)值。除此之外，在生豬不同的生長階段采用不同的飼料比例也非常重要，是一個(gè)非常值得研究的課題 1玉米與小麥的主要營養(yǎng)成分 1.1玉米的主要成分在各種常見谷物當(dāng)中，玉米是其中能量最高的一種飼料原料，也是非常重要的能量飼料。玉米富含油脂，其含量大約高出小麥、大麥等一倍，但是相對于后者，其蛋白質(zhì)含量、纖維含量以及礦物質(zhì)含量則比較少。在谷實(shí)類飼料當(dāng)中，玉米的亞油酸含量最高，高達(dá)2％。如果玉米在日糧中的配比達(dá)50％以上。僅玉米即可滿足豬對亞油酸的需要量。氨基酸不平衡，賴氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量不足。維生素中脂溶性維生素E較多。1.2小麥的主要成分小麥的消化率

第二篇：小麥在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用

小麥在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用[2]

2009-05-03 04:03:00來源：我要投稿評論：0 點(diǎn)擊：16

四、制麥工藝

斗提機(jī)→粗選機(jī)→小麥分級機(jī)→暫存箱→斗提機(jī)→埋刮板輸送機(jī)→浸麥槽→發(fā)芽箱→液壓刮板出箱機(jī)→膠帶輸送機(jī)→斗提機(jī)→埋刮板輸送機(jī)→烘干箱→機(jī)械刮板出箱機(jī)→干麥芽暫存箱→斗提機(jī)→除根機(jī)→自動(dòng)縫包機(jī)（人工包裝）→成品小麥麥芽→出售或轉(zhuǎn)運(yùn)

1.流程說明

原料小麥經(jīng)提升機(jī)入粗選機(jī)，粗選后自然流入分級篩，分級后流入暫存箱。投料時(shí)，由提升機(jī)提至浸麥槽上部埋刮板輸送機(jī)到浸麥槽，浸麥后自然流入發(fā)芽箱。發(fā)芽采取薩拉丁箱式通風(fēng)發(fā)芽。綠麥用液壓刮板出箱機(jī)出箱，出箱后進(jìn)入膠帶輸送機(jī)輸送至提升機(jī)，提升機(jī)提至烘庫后，刮平，用翻麥機(jī)翻麥，用出箱機(jī)出箱烘干。干燥前期，麥芽水分要降至12%以下，出爐水分控制在5%以下。

2.工藝說明

小麥在發(fā)芽期間的生化變化與大麥非常相似。首先由胚產(chǎn)生赤霉素并輸送至糊粉層。后者在赤霉素的刺激下生成并分泌了大量的胚乳降解酶類，使胚乳中的淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)得以充分分解。因此，小麥芽生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵，在于以小麥的制麥特性為中心，深入了解胚、糊粉層、胚乳這三個(gè)重點(diǎn)區(qū)域在發(fā)芽期間的生化變化情況及其相互間的聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，尋求浸麥度、發(fā)芽時(shí)間、溫度、通風(fēng)條件、干燥條件等工藝因素的最佳組合。

由于無外層皮殼，小麥發(fā)芽比大麥旺盛，容易內(nèi)層溫度過高而產(chǎn)生較高的制麥損失，以及麥芽的溶解過度現(xiàn)象。所以應(yīng)采用低溫（14—180℃）、短時(shí)（3—4d）的發(fā)芽工藝。此外，由于谷皮層較薄，小麥只需要較少的浸水時(shí)間就能達(dá)到發(fā)芽所必需的浸麥度（41%—42%左右）。過度浸麥會使小麥生長滯后并影響發(fā)芽。小麥浸麥時(shí)間較大麥芽縮短1/3，浸麥度達(dá)到37—38%就可以結(jié)束浸麥。在發(fā)芽時(shí)，將水分升至44—46%。麥層的通風(fēng)要求則高于大麥。因此，大膽采用短浸水、長通風(fēng)的浸麥工藝是有必要的。

發(fā)芽時(shí)間140小時(shí)，麥溫控制在14—180℃。發(fā)芽前72小時(shí)，麥溫控制在 14—160℃；發(fā)芽72小時(shí)后，麥溫升至16—180℃。麥芽下到發(fā)芽箱72小時(shí)后，萌芽率超過70％，綠麥芽生長旺盛。發(fā)芽72小時(shí)內(nèi)通新風(fēng)，72小時(shí)后回風(fēng)。每8小時(shí)翻麥一次。為防止纏根，在發(fā)芽過程中要經(jīng)常翻麥，但小麥沒有皮殼，葉芽暴露在麥粒外容易斷裂。葉芽在被破壞以后，溶解就會停止，因此在小麥制

作過程中要特別小心。在16小時(shí)、32小時(shí)翻麥時(shí)添加赤霉素0.10g/t。小麥發(fā)芽溫度比大麥要低一些。發(fā)芽中期，水分控制在45—46％。在發(fā)芽最后一天，為促進(jìn)細(xì)胞壁溶解，發(fā)芽溫度可升至17—20℃。排潮時(shí)間一般為12小時(shí)，進(jìn)風(fēng)溫度50—650℃；干燥3小時(shí)，進(jìn)風(fēng)溫度65—750℃；焙焦2小時(shí)，進(jìn)風(fēng)溫度80—850℃。

采取低浸麥度、低溫發(fā)芽、分級干燥、焙焦等生產(chǎn)工藝上的調(diào)整生產(chǎn)出的小麥芽，其糖化力可達(dá)350wk以上，α－淀粉酶活力可達(dá)80－100u，α－N可達(dá)150mg/L以上，浸出率可達(dá)82%以上，完全可以用于釀制啤酒。

五、糖化工藝

1.原料選擇

小麥芽一般蛋白質(zhì)含量較高，色度偏深，沒有皮殼，因而在釀造過程中會帶來許多不便。一般宜選用蛋白質(zhì)含量低、色度和粘度較低的原料。

2.添加比例

小麥芽由于沒有皮殼，添加過多會出現(xiàn)過濾困難。同時(shí)小麥芽中含氮量較高，添加過多會影響產(chǎn)品保質(zhì)期。由于以上原因，通常小麥芽的添加量以不超過50%為宜，一般控制在30%以下。

3.小麥芽粉碎

由于小麥芽沒有谷皮，粉碎可適當(dāng)細(xì)些，以增加酶與底物的接觸面積，提高糖化反應(yīng)速度?？紤]到大麥芽粉碎時(shí)應(yīng)做到皮殼破而不碎，以提高過濾效率，故要盡量使用濕法粉碎或增濕粉碎，以保持小麥麥芽種皮和果皮的完整性。粉碎輥筒之間的輥間距應(yīng)縮小到0.3—0.35mm。實(shí)際操作中（以過濾槽過濾為例），小麥芽粉碎時(shí)，粗粉占30—40%，細(xì)粉占60—70%。大麥芽粉碎時(shí)，谷皮25— 30%，粗粒8—12%，細(xì)粒30—35%，細(xì)粉20—25%。

4.糖化

糖化工藝必須考慮加強(qiáng)蛋白質(zhì)的分解。小麥芽含有大量的高分子氮，投料溫度宜采用35—40℃。使用中性蛋白酶，促進(jìn)蛋白質(zhì)分解，既提供足夠的低分子氮，滿足酵母的生長需求，又降低了麥汁中高分子氮的含量，特別是可凝固氮的含量。同時(shí)，蛋白質(zhì)休止分階段進(jìn)行，增加45℃溫度段，并適當(dāng)延長休止時(shí)間。小麥芽中含有較高β－葡聚糖和戊聚糖，因此，糖化時(shí)應(yīng)添加適量的β－葡聚糖酶和木聚糖酶，以加強(qiáng)β－葡聚糖和戊聚糖的分解。為了照顧實(shí)際生產(chǎn)，最好

有針對性地選用β－葡聚糖酶、木聚糖酶和中性蛋白酶活力較高的小麥專用復(fù)合酶，以降低麥汁粘度，提高麥汁澄清度，改善過濾效果。

小麥麥芽的比例越大，過濾時(shí)間就越長，尤其是頭道麥汁的過濾，一般需要60—120分鐘。麥汁要盡量清亮，以減少后序過程中沉淀物的含量。如果條件允許，可以采用麥汁壓濾機(jī)。

麥汁煮沸階段，應(yīng)提高煮沸強(qiáng)度（10—12%），延長煮沸時(shí)間（100— 120min）。如采用外加熱煮沸，在108—110℃的溫度下，只需煮沸60—80分鐘。酒花應(yīng)選用富含多酚物質(zhì)的酒花制品,以加強(qiáng)麥汁中高分子蛋白質(zhì)的凝聚，并且適量增加麥汁澄清劑，使多量的熱凝固物較好地沉積，以提高麥汁清亮度，降低麥汁的可凝固性氮含量，從而提高啤酒的抗冷能力。

5.麥汁處理

試驗(yàn)添加小麥芽的麥汁較全部使用大麥芽麥汁有更多的熱、冷凝固物，故需分離，以除去麥汁中的熱、冷凝固物。這樣不僅有利于酵母發(fā)酵，而且有利于提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。

6.發(fā)酵

利用現(xiàn)有發(fā)酵大罐設(shè)備，按照現(xiàn)行工藝主酵6天左右即可開始回收酵母。零度時(shí)及零度后，每兩天各排渣一次，以防止酵母自溶。零度后約3天左右進(jìn)行倒罐，以去除過多的蛋白、多酚。倒罐輔料添加數(shù)量依據(jù)原料及糖化情況而定。倒罐完畢后，嚴(yán)格控制貯酒溫度、壓力，每天進(jìn)行排渣一次。啤酒冷貯的溫度和時(shí)間對啤酒的冷穩(wěn)定性影響較大。啤酒的冷貯溫度為0—-10℃，冷貯時(shí)間至少在3天以上，同時(shí)在貯酒過程中溫度不得回升。

7.過濾

為提高啤酒的非生物穩(wěn)定性，延長產(chǎn)品保質(zhì)期，過濾前先將酒液進(jìn)行急冷處理，同時(shí)過濾過程中添加澄清劑（如PVPP、硅膠）和抗氧化劑（如偏重、雙抗、異VC－Na等），以除去多酚、蛋白質(zhì)等易混濁物質(zhì)，防止較早出現(xiàn)口感老化。

8.保質(zhì)期預(yù)測

筆者選擇了兩組添加小麥芽的試驗(yàn)酒與不添加小麥芽的正常酒對照，做強(qiáng)化試驗(yàn)。從強(qiáng)化試驗(yàn)的結(jié)果來看，添加小麥芽的試驗(yàn)酒，保質(zhì)期較正常，完全能夠達(dá)到保質(zhì)期180天的要求。

9.感官品評

添加部分小麥芽釀造的酒，酒液清亮、透明，泡沫潔白、細(xì)膩、持久掛杯，有特殊的小麥芽香氣，口味純正、口感柔和，有明顯的殺口力。

10.技術(shù)總結(jié)

通過對幾輪試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)，在質(zhì)量技術(shù)層面上，使用部分小麥芽代替大麥芽釀造啤酒是完全可行的。

11.成本分析

若按國產(chǎn)麥芽3800元/噸、小麥芽2700元/噸計(jì)算，使用20%小麥芽釀造啤酒，噸酒可節(jié)約成本27.72元。以年產(chǎn)量10萬千升計(jì)算，除去酶制劑的費(fèi)用，預(yù)計(jì)全年可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益超過250萬元。由此可見，使用部分小麥芽代替大麥芽釀造啤酒勢在必行。

第三篇：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

學(xué) 專 姓

院

材料科學(xué)與工程 稱

防腐131班

名

藍(lán) 文 程

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作,簡稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD（Computer Aided Design）在生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，本文主要從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料生產(chǎn)中的應(yīng)用等方面闡述了其在材料計(jì)中的顯著優(yōu)勢，并對目前國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程三維CAD系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 三維CAD 應(yīng)用 緒 論

開始于上世紀(jì)50年代后期的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，從最初的僅僅被簡單的作為圖板的替代品到70年代的二維制圖過度到三維建模再到現(xiàn)在的集產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造、數(shù)據(jù)管理于一體的智能CAD技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)經(jīng)歷了一個(gè)漫長又曲折的發(fā)展歷程。在今天，CAD技術(shù)越來越廣泛的用于生產(chǎn)中。CAD技術(shù)從二維CAD向三維CAD的過渡

2.1 CAD簡介

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來，已廣泛地應(yīng)用于材料、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高?，F(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Computer Aided Manufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（Product Data Management，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated manufacturing system，CIMS）集于一體。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。

以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過程，采用單一知識領(lǐng)域的符號推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。

CAD技術(shù)正從二維CAD向三維CAD過渡。三維設(shè)計(jì)軟件具有工程及產(chǎn)品的分析計(jì)算、幾何建模、仿真與試驗(yàn)、繪制圖形，工程數(shù)據(jù)庫的管理，生成設(shè)計(jì)文件等功能。三維CAD技術(shù)誕生以來，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率得以迅速提高。我國CAD技術(shù)的研究、開發(fā)和推廣已取得較大進(jìn)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)已全面完成二維CAD技術(shù)的普及，結(jié)束了手工繪圖的歷史，對減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高經(jīng)濟(jì)效益起到了明顯的作用。有相當(dāng)一部分CAD應(yīng)用較早的企業(yè)已完成了從二維CAD向三維CAD轉(zhuǎn)換，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著市場經(jīng)濟(jì)的逐步深入，市場競爭日趨激烈，加強(qiáng)自身的設(shè)計(jì)能力是提高企業(yè)對市場變化和小批量、多品種

要求的迅速響應(yīng)能力的關(guān)鍵。2.2 三維CAD的優(yōu)勢

首先CAD技術(shù)以實(shí)用的零件實(shí)體建模優(yōu)勢和簡便的產(chǎn)品造型修改和實(shí)體裝配圖的生成被用在機(jī)械設(shè)計(jì)的多個(gè)方面設(shè)計(jì)軟件為三維建模提供了多種工具，包括最基本的幾何造型如球體、圓柱等，對簡單的零件，可通過對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，將其分解成若干基本體，對基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型，之后再對其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算，便可得出零件的三維實(shí)體模型。對于較復(fù)雜的圖形，軟件提供了草圖工具，設(shè)計(jì)人員可以通過它先勾勒出截面，再拉伸出較復(fù)雜的幾何形體。為了滿足人們不斷提高的審美要求，目前主要流行的幾款三維設(shè)計(jì)軟件基本上都提供面片模塊，該模塊為設(shè)計(jì)人員提供了非常方便的曲面設(shè)計(jì)工具。對于具有大塊曲面的零件，設(shè)計(jì)師可以方便地對單個(gè)面或片體進(jìn)行變形處理，以達(dá)到需要的曲面。

企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品往往是按系列區(qū)分，各系列中每一代產(chǎn)品與上一代產(chǎn)品之間的區(qū)別較小，也許只是增加了一個(gè)功能部件或是產(chǎn)品造型尺寸上有所改動(dòng)。三維CAD可以方便地修改一些參數(shù)就能達(dá)到設(shè)計(jì)師更改造型的目的。三維CAD在建模中一般使用參數(shù)化建模，整個(gè)建模的步驟和產(chǎn)品的外型尺寸被參數(shù)化，這些參數(shù)是與產(chǎn)品的造型直接關(guān)聯(lián)的。若要對尺寸或造型進(jìn)行局部的更改，只需要更改相關(guān)參數(shù)，整個(gè)造型將被自動(dòng)更新。這樣不僅大大減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，還保證了產(chǎn)品外造型的延續(xù)性。

實(shí)體裝配不僅能讓設(shè)計(jì)人員直觀地看到各零件裝配后的狀態(tài)，還可以測量各零件之間的空間大小，方便零件的布置。在裝配完成后，零件可以被隱藏或設(shè)置成半透明的狀態(tài)，方便設(shè)計(jì)人員觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此外，在裝配狀態(tài)下，軟件提供的標(biāo)準(zhǔn)件庫，也方便了設(shè)計(jì)人員對標(biāo)準(zhǔn)件型號的選擇。裝配狀態(tài)下的干涉分析也是常用的功能，計(jì)算機(jī)通過計(jì)算各裝配零件的體積的大小和位置來確定是否有相交的部分，并確定各零件是否干涉，自動(dòng)生成分析報(bào)告，明確指出互相干涉零件的名稱和干涉的尺寸。方便設(shè)計(jì)師修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸。

另外隨著技術(shù)發(fā)展，為了減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品的精度，制造行業(yè)裝備從普通機(jī)床逐步到數(shù)控機(jī)床和加工中心，模具激光快速成型技術(shù)（RPM）等，幾乎應(yīng)用到整個(gè)制造行業(yè)。這些數(shù)控加工裝備基本都具有與各三維設(shè)計(jì)軟件的接口。當(dāng)產(chǎn)品模型在三維CAD軟件中完成后，再由CAD軟件模擬出加工刀具路徑，隨后生成數(shù)控語言，通過接口輸入數(shù)控設(shè)備中，再由數(shù)控設(shè)備按照模擬出的加工路徑加工產(chǎn)品。

2.3 CAE簡介

CAE是三維CAD軟件的重要模塊，CAE功能包括工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在建模模塊完成產(chǎn)品造型后，才能由CAE模塊針對設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問題和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析。CAE技術(shù)在我國也得到了廣泛應(yīng)用，以汽車制造業(yè)為例，國內(nèi)多家主車廠和汽車設(shè)計(jì)公司在使用三維CAD軟件完成新車型的設(shè)計(jì)后，進(jìn)行CAE分析，如干涉檢查、鈑金成型分析、塑料件拔模角分析、車身強(qiáng)度剛度的測試，在車窗、車門、雨刮器等運(yùn)動(dòng)部件上廣泛采用CAE模塊中的運(yùn)動(dòng)仿真功能，計(jì)算出零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，以及零部件在運(yùn)動(dòng)中的狀態(tài)，為設(shè)計(jì)人員提供直觀的參考。這些分析工作大大提高了新車型的可靠度，縮短了新車型的開發(fā)周期，減少了返工，節(jié)約了研發(fā)成本。采用三維CAD技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3。同時(shí)，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力，能通過快速重構(gòu)，得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品，大大提高了工作效率。

3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料加工中的應(yīng)用

材料加工CAD技術(shù)是傳統(tǒng)材料加工技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息處理技術(shù)等相結(jié)合的產(chǎn)物，是材料加工和技術(shù)進(jìn)步和標(biāo)志。材料加工CAD又可分為鑄造成形CAD、塑性成形CAD、焊接成形CAD、注射成型CAD以及模具CAD等幾個(gè)方面：

3.1 鑄造成形CAD

包括鑄造工藝CAD以及鑄造工裝（模具/模板）CAD。前者的主要功能有鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，冒口補(bǔ)縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)，冷鐵的設(shè)計(jì)，砂芯的設(shè)計(jì)，鑄造分型面的確定，加工余量的確定，起模斜度的確定，開放澆注系統(tǒng)庫、冒口庫、冷鐵庫、芯頭庫的建立，工藝圖的標(biāo)注與打印等，可以實(shí)現(xiàn)鑄造工藝的快速準(zhǔn)確設(shè)計(jì)。另外，基于有限分析的優(yōu)化技術(shù)在CAD系統(tǒng)配套使用，例如充型過程模擬、凝固過程模擬、應(yīng)力應(yīng)變分析、微觀組織模擬等，為制定合理的鑄造工藝起到了有力的指導(dǎo)作用。

鑄件棄型流動(dòng)與凝固過程數(shù)值模擬在短短十余年的發(fā)展過程中，由二維到三維，由簡單到復(fù)雜，由工作站到微機(jī)，由實(shí)用化到商品化，為鑄造生產(chǎn)提供越來越重要的指導(dǎo)作用。華中科技大學(xué)推出的商品化三維模擬軟件華鑄CAD。這些鑄造模CAD軟件在鑄造生產(chǎn)中取得了顯著的效益。已覆蓋了鑄鋼、球墨鑄鐵、灰鑄鐵、鑄鋁和鑄銅等各類鑄件，大到一二百噸，小到幾千克，無論是解決縮孔和縮松，還是優(yōu)化澆冒口結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率，改進(jìn)浮渣等方面，都發(fā)揮了明顯的作用。

3.2 塑性成形CAD

包括冷沖模、沖裁模、彎曲模、拉伸模以及鍛造模設(shè)計(jì)CAD。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品對模具的需求愈來愈多。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品及時(shí)更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。因此，國外先進(jìn)工業(yè)國家對模具CAD/CAM技術(shù)的開發(fā)非常重視。早在20世紀(jì)60代的初期，國外一些飛機(jī)和汽車制造公司就開始了CAD/CAM的研究工作，投入了大量人力和物力。各大公司都先后建立了自己的CAD/CAM系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造。目前，應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)較普遍的為美、日、德等國。日本豐田汽車公司于1965年將數(shù)控用于模具加工。20世紀(jì)80年代初期開始用覆蓋件沖模CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)覆蓋件的NTDFB和CADET軟件和加工凸、凹模的TINCA軟件。利用坐標(biāo)測量儀測量粘土模型，并將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。將所得圖形經(jīng)平滑處理后，再把這些數(shù)據(jù)用于覆蓋件設(shè)計(jì)、沖模的設(shè)計(jì)與制造。該系統(tǒng)有較強(qiáng)的三維圖形功能，可在屏幕

上反復(fù)修改曲面形狀，使工件在沖壓成形時(shí)不致產(chǎn)生工藝缺陷，從而保證了模具和工件的質(zhì)量。模具型面的模型保存在數(shù)據(jù)庫中，TINCA軟件可利用這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行模具型面的數(shù)控加工。美國的Diecomp公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助級進(jìn)模設(shè)計(jì)系統(tǒng)PDDC，可以完成冷沖模設(shè)計(jì)的全過程，包括從輸入產(chǎn)品和技術(shù)條件開始設(shè)計(jì)出最佳樣圖，確定操作順序、步距、空位、總工位數(shù)，繪制帶料排樣圖，輸入模具裝配圖和零件圖等，比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)提高功效8倍以上。在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，利用有限元技術(shù)的應(yīng)力應(yīng)變分析在塑性成形CAD中已獲得較為普遍應(yīng)用。

我國模具CAD/CAM的研究與開發(fā)始于20世紀(jì)70年代末，發(fā)展也很迅速。到目前為止，先后通過國家有關(guān)部門鑒定的有精沖模、普遍沖裁模、級進(jìn)模、汽車覆蓋模、輥鍛模、錘鍛模和注塑模等CAD/CAM系統(tǒng)。但直到現(xiàn)在有些系統(tǒng)仍處于試用階段，尚未在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。為迅速改變我國模具生產(chǎn)的落后面貌，今后應(yīng)繼續(xù)加速模具CAD/CAM的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用工作。

3.3焊接成形CAD 目前，在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中計(jì)算機(jī)得到廣泛應(yīng)用。90年代初，國際焊接學(xué)會將這類應(yīng)用概括為“計(jì)算機(jī)輔助焊接技術(shù)”（CAW）。現(xiàn)在CAW已不限于焊接結(jié)構(gòu)和接頭的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、焊接工裝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、焊接工藝計(jì)算機(jī)輔助計(jì)劃、焊接工藝過程計(jì)算機(jī)輔助管理等以計(jì)算機(jī)軟件為主的許多方面，而且還涵蓋了焊接過程模擬、焊接工藝過程控制、傳感器以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化等與計(jì)算機(jī)應(yīng)用有關(guān)的方面。

20世紀(jì)80年代提出了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的概念?？梢哉J(rèn)為，CIMS是從訂貨到加工、直至發(fā)貨的全部過程的各個(gè)步驟都可以從計(jì)算機(jī)中及時(shí)得到必需的信息集成系統(tǒng)。焊接CIMSA系統(tǒng)，自20世紀(jì)90年以來在造船、橋梁、建筑、汽車等行業(yè)中得到了一些應(yīng)用。以船舶生產(chǎn)為例，設(shè)計(jì)人員首先要根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，然后在對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度分析的基礎(chǔ)上，還要考慮制造能力，再進(jìn)行分段的詳細(xì)設(shè)計(jì)。這些工作可運(yùn)用CAD、CAE等軟件來實(shí)現(xiàn)。焊接生產(chǎn)的計(jì)劃管理與裝配焊接過程設(shè)計(jì)，則通過計(jì)算機(jī)的CAPM和CAPP系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

3.4 注射成型CAD 包括產(chǎn)品圖模具型腔圖的尺寸轉(zhuǎn)換、標(biāo)準(zhǔn)模架與典型結(jié)構(gòu)的生成、模具零件圖和總培育圖的生成、模具剛度與強(qiáng)度校核、設(shè)計(jì)進(jìn)程管理、模具成本分析與計(jì)算等。注射模工藝分析已成熟的商品化軟件，可以預(yù)測注射成型流動(dòng)和保壓階段的壓力場、溫度場、應(yīng)

力應(yīng)變場和凝固層的生成，從而有效地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

在西方先進(jìn)工業(yè)國家，注射模CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用已非常普遍。公司之間模具訂貨所需的塑料制品資料已廣泛使用電子文檔，能否具有接受電子文檔的模具CAD/CAM系統(tǒng)已成為模具企業(yè)生存的必要條件。當(dāng)前代表國際先進(jìn)汪洋的注射模CAD/CAE/CAM的工程應(yīng)用具體表現(xiàn)在如下方面：

（1）基于網(wǎng)絡(luò)的模具CAD/CAE/CAM集成化系統(tǒng)開始使用。英國Delcam公司在原有軟件DUCT5的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)最新軟件發(fā)展及實(shí)際需求，向模具行業(yè)推出了可用于注射模CAD/CAM的集成化系統(tǒng)。該系統(tǒng)覆蓋了幾何建模、注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、反求工程、快速原型、數(shù)控編程及測量分析等領(lǐng)域。系統(tǒng)的每一個(gè)功能既可獨(dú)立運(yùn)行，又可通過數(shù)據(jù)接口作集成分析。

（2）微機(jī)軟件在模具行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。在90年代初，能用于注射制品幾何造型和數(shù)控加工的模具CAD/CAM系統(tǒng)主要是在工作站上采用UNIX操作系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用，如在模具行業(yè)中應(yīng)用較廣的美國Pro/E、UGII、CADDS5，法國CATIA、EUCLID和英國的DUCT5等。隨著微機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，在90年代后期，基于Windows操作系統(tǒng)的新一代微機(jī)軟件，如Solid Works、Solid Edge、MDT等嶄露頭角。這些軟件不僅在采用NURSB曲面三維參數(shù)化特征造型等先進(jìn)技術(shù)方面繼承了工作站級CAD/CAM軟件的優(yōu)點(diǎn)，并且在Window風(fēng)格、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、特征樹、面向?qū)ο蟮确矫婢哂泄ぷ髡炯壾浖荒鼙葦M的優(yōu)點(diǎn)，深得使用者的好評。

（3）模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的智能化程度正逐步提高。當(dāng)前，面向制造、基于知識的智能化功能現(xiàn)已成為衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。許多軟件都在智能化方面做了大量的工作。如以色列Cimatron公司的注射模專家系統(tǒng)，能根據(jù)脫模方向優(yōu)化成分模面，其設(shè)計(jì)過程實(shí)現(xiàn)了加工參數(shù)的優(yōu)化等，這些具有智能化的功能可顯著提高注射模的生產(chǎn)率和質(zhì)量。

（4）三維設(shè)計(jì)與三維分析的應(yīng)用和結(jié)合是當(dāng)前注射模技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的方法是采用二維設(shè)計(jì)，即先將三維的制品幾何模型投影為若干二維視圖后，再按二視圖進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這種沿襲手工設(shè)計(jì)的方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的集成化技術(shù)的要求，在國外已有越來越多的公司采用基于實(shí)體模型的三維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與此相適應(yīng)，在注射過程模擬軟件方面，也開始由基于中性層面的二維分析方工式向基于實(shí)體模型的三維分析方式過渡，使三維設(shè)計(jì)與三維分析的集成得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王先逵．計(jì)算機(jī)輔助制造[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008 [2]蔡漢明，陳清奎．機(jī)械CAD/CAM技術(shù)[M].北京：工業(yè)出版社，2005 [3]姚英學(xué)，蔡穎.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造[M].北京：高等教育出版社，2002 [4]唐承統(tǒng), 閻艷.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造[M].北京：北京理工大出版社，2008 [5]劉德平，劉武發(fā).計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007 [6]李超.CAD/CAM實(shí)訓(xùn)—CAXA軟件應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2003 [7] Zeid，Ibrahim.CAD/CAM theory and practice[M]: McGraw-Hill College,1991 [8]Brahim Rekiek,Alian Delchambre.Assembly Line Design[M].Springer,2006

第四篇：波爾多液在果樹生產(chǎn)中的應(yīng)用

波爾多液在果樹生產(chǎn)中的應(yīng)用

波爾多液是由硫酸銅、石灰和水配制成的天藍(lán)色懸膠體，其有效成分是堿式硫酸銅，是一種常用的保護(hù)性殺菌劑，具有藥效持久、耐雨水沖刷、原料便宜、病菌不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于果樹病害防治。但如果配制、使用不當(dāng)，也會給果樹生產(chǎn)造成損失，因此，使用時(shí)應(yīng)注意一些事項(xiàng)。1 波爾多液的成分

波爾多液成分為硫酸銅、石灰和水，因噴施對象不同，硫酸銅和石灰的比例不同，根據(jù)二者比例，波爾多液可分為等量式（1：1）、倍量式（1：2）、半量式（1：0.5）、少量式（1：0.25～0.4）和多量式（1：3～4）五種。波爾多液中硫酸銅越多，石灰越少，殺菌力越強(qiáng)，抵抗雨水沖刷力越弱，殘效期越短;反之，殺菌力越弱，抵抗雨水沖刷力越強(qiáng)，殘效期越長。2 波爾多液的配制方法 2.1 兩液法

用一半水溶解硫酸銅，一半水溶解生石灰，然后將二者同時(shí)倒入第三容器，邊倒邊攪拌。2.2 稀銅濃灰法

用大量水溶解硫酸銅，少量水溶解石灰，再將稀硫酸銅緩緩倒入濃石灰中，邊倒邊攪拌。質(zhì)量好的波爾多液應(yīng)呈懸膠體狀態(tài)，天藍(lán)色，微堿性，PH值7.5左右。3 配制時(shí)注意事項(xiàng) 3.1 選擇優(yōu)質(zhì)的原料

石灰要選用色白、質(zhì)輕、塊狀的優(yōu)質(zhì)生石灰，若用消石灰，用量要增加30%；硫酸銅要選用藍(lán)色、有光澤的硫酸銅結(jié)晶體,含有紅色或綠色雜質(zhì)的粉末狀硫酸銅不能使用。3.2 選擇合適的容器

配制波爾多液時(shí)不能使用鐵、鋁等金屬器皿，以免發(fā)生置換反應(yīng)，可選用木制或水泥等非金屬器皿。

3.3選擇正確的配制程序

配制波爾多液時(shí)，兩液溫度不能高于氣溫；用稀銅濃灰法配制時(shí)，嚴(yán)禁將濃石灰倒入稀硫酸銅中，否則，易產(chǎn)生藥害。另外，波爾多液要隨配隨用，不可久置，更不能過夜。無論用哪種方法配制波爾多液，都要將硫酸銅和石灰溶解后的殘?jiān)^濾干凈，以免發(fā)生藥害。4 使用時(shí)注意事項(xiàng)

4.1 根據(jù)樹種、品種選擇合適的波爾多液配方比例

在各類果樹中核果類、柿、蘋果、梨等對銅離子較敏感，其中柿最敏感，應(yīng)選用多量式高倍波爾多液，硫酸銅:石灰:水為1：3～4:400～600;蘋果、梨一般用多量式波爾多液，硫酸銅:石灰:水為1：3:200～250；棗樹上用倍量式波爾多液，硫酸銅:石灰:水為1：2:150～200；蘋果中的金冠、紅玉、喬納金使用波爾多液易產(chǎn)生果銹；桃、李、杏等核果類果樹生長期不能使用波爾多液，否則導(dǎo)致早期落葉；葡萄對石灰較敏感，一般用半量式或少量式波爾多液，硫酸銅:石灰:水為1：0.5～0.7:200～240。

4.2 根據(jù)果樹生育期、天氣狀況確定是否使用波爾多液

波爾多液為保護(hù)性殺菌劑，應(yīng)在果樹發(fā)病前噴施，在果實(shí)采收前20-25天停止施用，以免污染果面；幼果期不能使用，可用鋅銅波爾多液代替，其配比為硫酸鋅：硫酸銅：石灰:水為0.5：0.5：1:180～200；有霧天氣、或葉片上露水未干時(shí)、或雨前不能使用，夏季應(yīng)在晴朗天氣、下午5時(shí)以后噴施。4.3 注意藥劑的合理混用

波爾多液為堿性農(nóng)藥,不能與克螨特、多菌靈、托布津、三氯殺螨醇、代森銨、代森鋅、代森錳鋅、甲霜靈、殺螟松等絕大多數(shù)農(nóng)藥混用；不能與防落素、赤霉素、多效唑、2,4-D、矮壯素、乙烯利等植物生長調(diào)節(jié)劑混用；不能與硼砂(酸)、磷酸二氫鉀等葉面肥混用。與上述藥劑和肥料交替使用如間隔期過短,會發(fā)生反應(yīng)而降低藥效或完全失效。波爾多液能與0.2%～0.3%尿素混用,但應(yīng)隨配隨用；與馬拉硫磷、對硫磷、水胺硫磷、殺螟硫磷混用時(shí)，也應(yīng)隨混隨用；還能與敵百蟲混用。4.4 一旦產(chǎn)生藥害，及時(shí)挽救

蘋果中的金冠、紅玉、喬納金幼果期使用易產(chǎn)生果銹，誤噴后應(yīng)立即噴施防銹靈解救；若噴后遇雨，應(yīng)在雨后加噴一次稀石灰水；如已產(chǎn)生藥害，首先要進(jìn)行葉面噴肥或噴施植物生長調(diào)節(jié)劑，濃度低于常規(guī)濃度，要立即澆水施肥，中耕松土，為根系創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，增強(qiáng)根的吸收能力，并且在秋季增施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。

第五篇：金屬材料在軍工生產(chǎn)中的應(yīng)用

金屬材料在軍工生產(chǎn)中的應(yīng)用

人類文明的發(fā)展和社會的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時(shí)代之后出現(xiàn)的銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時(shí)代的顯著標(biāo)志?，F(xiàn)代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

金屬材料的結(jié)構(gòu)及其性能決定了它的應(yīng)用。而金屬材料的性能包括工藝性能和使用性能。工藝性能是指在加工制造過程中材料適應(yīng)加工的性能，如鑄造性、鍛造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。使用性能是指材料在使用條件和使用環(huán)境下所表現(xiàn)出來的性能，包括力學(xué)性能（如強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度等）、物理性能（如熔點(diǎn)、密度熱容、電阻率、磁性強(qiáng)度等）和化學(xué)性能（如耐腐蝕性、抗氧化性等）。

我們對金屬材料的認(rèn)識應(yīng)從以下幾方面開始：

一、分類：

金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。

1、黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90％以上的工業(yè)純鐵，含碳 2％～4％的鑄鐵，含碳小于 2％的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。

2、有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小。

3、特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)合材料等。

金屬材料具有許多優(yōu)良性能，是目前國名經(jīng)濟(jì)各行業(yè)、各部門應(yīng)用最廣泛的工程材料之一，特別是在車輛、機(jī)床、熱能、化工、航空航天、建筑等行業(yè)各種部件和零件的制造中，發(fā)揮了不可替代的作用。

在航空航天中的應(yīng)用。航空航天產(chǎn)品受使用條件和環(huán)境的制約，對材料提出嚴(yán)格要求。采用的結(jié)構(gòu)材料須輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫和耐高溫腐蝕。航空航天材料主要包括航空航天結(jié)構(gòu)材料和航空航天功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要包括運(yùn)載火箭及導(dǎo)彈材料和航天飛行材料。運(yùn)載火箭箭體用金屬材料主要是高強(qiáng)鋁合金，推進(jìn)劑儲存箱用金屬材料主要是高強(qiáng)可焊鋁鋰合金?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)主要使用電壽材料、高溫合金、超低溫鈦合金、高強(qiáng)鈦合金、不銹鋼、金屬間化合物等材料。

二、金屬材料的發(fā)展趨勢 金屬材料，尤其是新型金屬材料在目前的情況下，應(yīng)用較為廣泛，前景依然不錯(cuò)，這種狀況將持續(xù)很長時(shí)間，非金屬材料的研究進(jìn)展將決定這種狀態(tài)的時(shí)間長短。（1）鎂及鎂合金

鎂由于優(yōu)良的物理性能和機(jī)械加工性能，豐富的蘊(yùn)藏量，已經(jīng)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為最有前途的輕量化材料及21世紀(jì)的綠色金屬材料，未來幾十年內(nèi)鎂將成為需求增長最快的有色金屬。汽車、摩托車等交通類產(chǎn)品用鎂合金，鎂作為實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在汽車的減重和性能改善中的重要作用受到人們的重視。世界各大汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造零件作為重要發(fā)展方向。電子及家電用鎂合金，汽車行業(yè)對鎂合金的大量需求，推動(dòng)了鎂合金生產(chǎn)技術(shù)的多項(xiàng)突破，鎂合金的使用成本也大幅度下降，從而促進(jìn)了鎂合金在計(jì)算機(jī)、通訊、儀器儀表、家電、醫(yī)療、輕工等行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。其中，鎂合金應(yīng)用發(fā)展最快的是電子信息和儀器儀表行業(yè)。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上電磁屏蔽、散熱和環(huán)保方面的考慮，鎂合金成了廠家的最佳選擇。另外，鎂合金外殼可使產(chǎn)品更豪華、美觀。在電子信息和儀器儀表行業(yè)的鎂合金制品的單位重量和尺寸不如汽車零部件，但它的數(shù)量大、覆蓋面廣，其用量也是巨大的。所以，近幾年電子信息行業(yè)鎂合金的消耗量急劇增加，成為拉動(dòng)全球鎂消耗量增加的另一重要因素。其它如鋁合金添加劑、鎂犧牲陽極和型材用鎂合金等。鎂犧牲陽極作為有效的防止金屬腐蝕的方法之一，廣泛應(yīng)用于長距離輸送的地下鐵制管道和石油儲罐。（2）、鈦及鈦合金

鈦及鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高和耐蝕性好等優(yōu)良特性。隨著國民經(jīng)濟(jì)及國防工業(yè)的發(fā)展，鈦日漸被人們普遍認(rèn)識，廣泛地應(yīng)用于汽車、電子、化工、航空、航天、兵器等領(lǐng)域。鈦合金所具有的這一系列突出優(yōu)點(diǎn)，使其在飛機(jī)結(jié)構(gòu)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。近年來，世界鈦工業(yè)和鈦材加工技術(shù)得到了飛速發(fā)展，海綿鈦和鈦合金加工材的生產(chǎn)和消費(fèi)都達(dá)到了很高的水平。我國鈦資源豐富，儲量居世界前列，目前已經(jīng)成為世界上繼美國、俄羅斯、日本之后，具有完整工業(yè)體系和生產(chǎn)能力的世界第4大鈦工業(yè)國，加強(qiáng)我國鈦合金材料的研究和應(yīng)用推廣對促進(jìn)我國航空工業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義。伴隨著鈦工業(yè)的發(fā)展，我國鈦及鈦合金的標(biāo)準(zhǔn)從建立、發(fā)展也已經(jīng)歷近40年，現(xiàn)已形較為完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。從鈦的應(yīng)用領(lǐng)域來看，以美國、日本為例，美國鈦的最大應(yīng)用領(lǐng)域是航空航天，占到總消費(fèi)量的58.5%；日本則是火力、核電廠，及板式熱交換器，兩者合計(jì)占總消費(fèi)量的41.9%。從下表可以看出，與美國相比，日本在更多方面使用鈦。在體育用品方面，除了在高爾夫球桿頭上使用鈦以外，還有短距離用跑鞋的銷釘、羽毛球拍及冰杖等登山器具、滑雪滑冰用的冰刀刃、自行車架、輪椅等等。美日兩國在化學(xué)工業(yè)及油氣田鉆探裝置上的用鈦量都在增加。在計(jì)算機(jī)磁盤(真空鍍膜)、纖維紡織機(jī)的框架、餐具、帳篷用具、拐杖和照相機(jī)等方面都巧妙地使用鈦。

相對于美國、前蘇聯(lián)、德國、英國、法國等工業(yè)化國家在鈦合金工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展而言，我國在鈦合金材料方面的研究和應(yīng)用起步較晚。與上述鈦工業(yè)化強(qiáng)國存在不小的差距。我國生產(chǎn)的熔煉用的海綿鈦的純凈度低，鈦合金鑄錠的雜 質(zhì)含量高，組織均勻性差，熔煉工藝的穩(wěn)定性不高。鈦合金半成品加工設(shè)備的能力普遍偏低，同時(shí)造成鈦合金半成品的質(zhì)量低且不穩(wěn)定。從鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)角度來看，與美國112項(xiàng)AMS宇航專用鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)相比，我國的鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量明顯不能滿足于未來航空工業(yè)的發(fā)展需求。在標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容方面與上述國家的差距則主要體現(xiàn)在鈦合金半成品的規(guī)格、質(zhì)量要求、檢驗(yàn)測試手段及品種類型等。我國鈦合金材料和鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)與這些國家產(chǎn)生差距的原因有兩方面：一是我國鈦工業(yè)化歷史的時(shí)間短，在我國開始鈦合金研究的時(shí)候，上述國家已經(jīng)進(jìn)入鈦的工業(yè)化階段了；二是終端航空武器裝備的差距，各種型號的大型軍用運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)、殲擊機(jī)、武裝直升機(jī)等。為了滿足我國航空武器裝備的需求，更好地服務(wù)于國防事業(yè)，在鈦合金材料的研究和應(yīng)用領(lǐng)域及鈦合金材料的標(biāo)準(zhǔn)化工作領(lǐng)域應(yīng)著手開展以下的工作。（3）、鋁及鋁合金

鋁合金具有密度小、導(dǎo)熱性好、易于成形、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、輕工建材等部門，是輕合金中應(yīng)用最廣、用量最多的合金。隨著電力工業(yè)的發(fā)展和冶煉技術(shù)的突破，其性價(jià)比大為提高，目前交通運(yùn)輸業(yè)已成為鋁合金材料的第一大用戶。

鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、優(yōu)良的低溫性能、良好的耐腐蝕性能和卓越的超塑成型性能，用其取代常規(guī)的鋁合金可使構(gòu)件質(zhì)量減輕15%，剛度提高15%～20%，被認(rèn)為是航空航天工業(yè)中的理想結(jié)構(gòu)材料。在航天領(lǐng)域，鋁鋰合金己在許多航天構(gòu)件上取代了常規(guī)高強(qiáng)鋁合金。鋁鋰合金作為儲箱、儀器艙等結(jié)構(gòu)材料具有較大優(yōu)勢。國外預(yù)測，含鈧鋁-鎂合金及其它系列的鋁合金有可能成為下一代飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作結(jié)構(gòu)材料外，還可以用作超塑性成型的預(yù)成型材料，并用于制作近凈成型航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件及超高速飛行器的翼、殼體等

總之，隨著科技的進(jìn)步，未來將會有大量的金屬及金屬合金產(chǎn)品面世。金屬的應(yīng)用將會應(yīng)用到極致，其發(fā)展趨勢也將一片明朗。（4）、鋁合金材料在航空航天中的應(yīng)用

鋁合金是亞音速飛機(jī)的主要用材，目前民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的用量為70%～80%，其中僅鋁合金鉚釘一項(xiàng)每架飛機(jī)就有40～150萬個(gè)；據(jù)波音飛機(jī)公司的統(tǒng)計(jì)，制造各類民用飛機(jī)31.6萬架，共用鋁材7100千噸，平均每架用鋁22噸。鋁制零部件在先進(jìn)軍用飛機(jī)中的比例雖低一些，但仍占其自身總質(zhì)量的40%～60%。據(jù)預(yù)測，2010年全球航空航天鋁材的消費(fèi)量可達(dá)60萬噸，年平均增長率約為4.5%。

航空航天鋁材的價(jià)格比普通民用鋁材的價(jià)格高得多，為后者的18倍左右，是一個(gè)非常重要的市場，而其政治與軍事意義則尤為重大。2002年美國航空航天鋁材的價(jià)格為33000～44100美元/噸，而普通民用鋁材的價(jià)格只不過2200～3500美元/噸。美國是世界航空航天工業(yè)巨頭，其用鋁約占全球此領(lǐng)域用鋁量的50%強(qiáng)，其他國家如法國、俄羅斯、中國、日本、巴西、加拿大、英國等的用量為50%弱。2002年，全世界航空航天用鋁量約42萬噸，其中美國的用量為21.4萬噸。美國鋁業(yè)公司（Alcoa）是世界航空航天鋁材的主要供應(yīng)者，占全球總供應(yīng)量的35%以上，為了保持其在該領(lǐng)域的世界霸主地位，獲得更大的利潤，經(jīng)過精心的全面的調(diào)查研究與策劃后，于2002年提出了一個(gè)名為“20-20攻關(guān)計(jì)劃（20-20Initiative）”的計(jì)劃。計(jì)劃內(nèi)容與目標(biāo)包括：在20年時(shí)間內(nèi)，開發(fā)一批新的高性能鋁合金，改進(jìn)鋁制零部件的設(shè)計(jì)，采用高技術(shù)制造工藝，使鋁制零部件的質(zhì)量下降20%，使鋁制零部件的制造成本與維護(hù)費(fèi)用減少20%。鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、優(yōu)良的低溫性能、良好的耐腐蝕性能和卓越的超塑成型性能，用其取代常規(guī)的鋁合金可使構(gòu)件質(zhì)量減輕15%，剛度提高15%～20%，被認(rèn)為是航空航天工業(yè)中的理想結(jié)構(gòu)材料。在航天領(lǐng)域，鋁鋰合金己在許多航天構(gòu)件上取代了常規(guī)高強(qiáng)鋁合金。鋁鋰合金作為儲箱、儀器艙等結(jié)構(gòu)材料具有較大優(yōu)勢。

國外預(yù)測，含鈧鋁-鎂合金及其它系列的鋁合金有可能成為下一代飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作結(jié)構(gòu)材料外，還可以用作超塑性成型的預(yù)成型材料，并用于制作近凈成型航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件及超高速飛行器的翼、殼體等。

三、結(jié)語

隨著金屬合金材料日益廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，甚至于軍事武器裝備，勢必對金屬合金材料的研究與開發(fā)創(chuàng)造了更好的機(jī)遇，也對金屬合金材料提出了更嚴(yán)格更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，開創(chuàng)出更多性能優(yōu)異的金屬合金材料勢在必行。