第一篇:同軸電纜結構與材料.
同軸電纜結構與材料 2006-11-22 11:15
選擇某一用途的同軸電纜的主要技術依據是其電氣性能、機械性能和環(huán)境特性等。
電纜最重要的電氣性能是衰減低、阻抗均勻、回波損耗高,對于漏泄電纜還有很關鍵的一點是其最佳的耦合損耗。電纜的主要作用是傳輸信號,因此,應使電纜結構和材料保證在電纜整個使用期限內都有很好的傳輸特性,這一點非常重要.1、內導體
銅是內導體的主要材料,可以是以下形式:退火銅線、退火銅管、銅包鋁線。通常,小電纜內導體是銅線或銅包鋁線,而大電纜用銅管,以減少電纜重量和成本。對大電纜外導體進行軋紋,這樣可獲得足夠好的彎曲性能。
內導體對信號傳輸影響很大,因為衰減主要是內導體電阻損耗引起的。其電導率,尤其是表面電導率,應盡可能高,一般要求是58MS/m(+20℃),因為在高頻下,電流僅在導體表面的一個薄層內傳輸,這種現象稱為趨膚效應,電流層的有效厚度稱為趨膚深度。表1表示銅管和銅包鋁線作為內導體時在特定頻率下的趨膚深度值。
內導體用的銅材質量要求很高,要求銅材應無雜質,表面干凈、平整、光滑。內導體直徑應穩(wěn)定且公差很小。直徑的任一變化都會降低阻抗均勻性和回波損耗,因此應精確控制制造工藝。
2、外導體
外導體有兩個基本的作用:第一是回路導體的作用,第二起屏蔽作用。漏泄電纜的外導體還決定了其漏泄性能。同軸饋線電纜和超柔電纜的外導體是由軋紋銅管焊接而成的,這些電纜的外導體完全封閉,不允許電纜有任何輻射。
外導體通常由銅帶縱向包覆而成。在外導體層上,開有縱向或橫向的槽口或小孔。
外導體開槽在軋紋型電纜中比較常見。通過沿軸向方向對軋紋波峰進行等距離切削開槽形成。削去的部分所占比例很小,且槽孔間距遠遠小于傳輸的電磁波長。
顯然,將非漏泄型電纜按以下方法加工可制成漏泄電纜:以120度夾角對非漏泄型電纜中常見的普通皺紋型電纜的外導體波峰進行切削,獲得一組合適的槽孔結構。漏泄電纜的外形、寬度及槽孔結構決定了其性能指標。
外導體用的銅材也應質量很好,導電率高,無雜質。外導體尺寸應嚴格控制在公差范圍內,以保證均勻的特征阻抗和高的回波損耗。
3、絕緣介質
射頻同軸電纜介質遠不只是起絕緣作用,最終的傳輸性能主要是在絕緣之后才確定的,因此介質材料的選擇和其結構非常重要。所有重要的性能,如衰減、阻抗和回波損耗,都與絕緣關系很大。對絕緣最重要的要求有:
相對介電常數低,介質損耗角因子小,以保證衰減小
結構一致,以保證阻抗均勻,回波損耗大
機械性能穩(wěn)定以保證壽命長
防水防潮
物理高發(fā)泡絕緣可以達到以上所有要求。用先進的擠塑和注氣工藝及特殊的材料,發(fā)泡度可以達到80%以上,這樣的電氣性能與空氣絕緣電纜比較接近。注氣方法中,氮氣直接注入擠塑機內的介質材料中,該工藝也稱為物理發(fā)泡方法。與此相對的化學發(fā)泡方法,其發(fā)泡度只能達到50%左右,介質損耗較大。注氣法得到的發(fā)泡結構一致,意味著其阻抗均勻,回波損耗大。
我們的RF電纜因絕緣材料的介質損耗角小、發(fā)泡度大而具有非常好的電氣性能。發(fā)泡介質特性在高頻下更加重要,正是這種特殊的發(fā)泡結構決定了電纜高頻下非常低的衰減性能。
獨特的多層絕緣(內薄層-發(fā)泡層-外薄層)共擠工藝可以得到均勻、密閉的發(fā)泡結構,具有機械性能穩(wěn)定、強度高以及很好的防潮性能等特點。為使電纜在潮濕的環(huán)境中仍保持很好的電氣性能,我們特意設計了一種電纜:在發(fā)泡絕緣層外表面加一層薄的實芯PE。這種外薄層可以有效防止潮氣入侵,從一開始生產就保護電纜電氣性能,這種設計對于外導體開孔的漏泄電纜尤其重要。另外,絕緣層通過內薄層緊緊地包在內導體上,進一步提高了電纜的機械穩(wěn)定性。而且,薄層中含有特殊的穩(wěn)定劑,即能保證和銅的相容性,又能保證我們電纜的長期使用壽命。選用合適的內薄層材料,完全可以獲得滿意的性能,如:防潮、粘接和穩(wěn)定性。
這種多層絕緣設計(內薄層-發(fā)泡層-外薄層)可以同時獲得極好的電氣性能和穩(wěn)定的機械性能,從而提高了我們的RF電纜的長期使用壽命和可*性。
4、護套
戶外電纜最常用的護套材料是黑色線性低密度聚乙烯,它密度與LDPE相近,但強度與HDPE相當。相反,在某些情形下,我們傾向用HDPE,它可為護套提供更好的機械性能和耐摩擦、化學、潮氣及不同環(huán)境條件的性能。
防紫外線的黑色HDPE能承受如極高溫度和極強紫外線引起的氣候應力。當強調電纜的防火安全性時,應使用低煙無鹵阻燃材料。在漏泄電纜中,為減小火的蔓延,可在外導體和護套之間使用防火阻燃帶,使容易熔融的絕緣層保留在電纜內。
第二篇:簡易檢測同軸電纜質量的方法
簡易檢測同軸電纜質量的方法
1、察絕緣介質的整度
標準同軸電纜的截面很圓整,電纜外導體、鋁泊貼于絕緣介質的外表面。介質的外表面越圓整,鋁箔與它外表的間隙越小,越不圓整間隙就越大。實踐證明,間隙越小電纜的性能越好,另外,大間隙空氣容易侵入屏蔽層而影響電纜的使用壽命。
2、測同軸電纜絕緣介質的一致性
同軸電纜緣介質直徑波動主要影響電纜的回波系數,此項檢查可剖出一段電纜的絕緣介質,用千分尺仔細栓查各點外徑,看其是否一致。
3、測同軸電纜的編織網
同軸電纜的紡織網線對同軸電旨的屏蔽性能起著重要作用,而且在集中供電有線電視線路中還是電源的回路線,因此同軸電纜質量檢測必須對紡織網是否嚴密平整進行察看,方法是剖開同軸電纜外護套,剪一小段同軸電纜編織網,對編織網數量進行鑒定,如果與所給指標數值相符為合格,另外對單根紡織網線用螺旋測微器進行測量,在同等價格下,線徑越粗質量越好。
4、查鋁箔的質量
同軸電纜中起重要屏蔽作用的是鋁箔,它在防止外來開路信號干擾與有線電視信號匯露方面具有重要作用,因此對新進同軸電旨應檢查鋁箔的質量。首先,剖開護套層,觀察編織網線和鋁箔層表面是否保持良好光澤;其次是取一段電纜,緊緊繞在金屬小軸上,拉直向反向轉繞,反復幾次,再割開電纜護套層觀看鋁箔有無折裂現象,也可剖出一小段鋁箔在手中反復揉搓和拉伸,經多次揉搓和拉伸仍未斷裂,具有一定韌性的為合作嘔,否則為次品。
5、查外護層的擠包緊度
高質量的同軸電纜外護層都包得很緊,這樣可縮小屏蔽層內間隙,防止空氣進入造成氧化,防止屏蔽層的相對滑動引起電性能飄移,但擠包太緊會造成剝頭不便,增加施工難度。檢查方法是取1m長的電纜,在端部肅去護層,以用力不能拉出線芯為合適。
6、察電纜成圈形狀
電纜成圈不僅是個美觀問題。而且也是質量問題。電纜成圈平整,各條電纜保持在同一同心平面上,電纜與電纜之間成圓弧平行地整體接觸,可減少電纜相互受力,堆放不易變形損傷,因此在驗收電纜質量時對此不可掉以輕心。
第三篇:結構與語言
布局(結構)
一、結構的含義
所謂結構,就是文章的內部構造,通常稱之為謀篇布局。它是指文章中整體與部分,部分與部分之間的關系,是一種組“分”為“合”,組“局部”為“整體”的藝術。
結構是文章表現形式的一個重要問題,動筆之先,要匠心獨運;寫作之中,要慘淡經營?!靶涫钟谇?,始能疾書于后?!?/p>
二、文章結構的原則
1. 聽將令
即服從并服務于表達主題的需要
主題是文章的“靈魂”,是統(tǒng)領全篇的“綱”,因而無論形成多么復雜的格局,都必須以綱統(tǒng)目,尊卑就序。離開了表現主題的需要,所謂輕重、遠近、大小、詳略,就一律失去了依據,結構文章就沒有了準繩。
例:魯迅的《一件小事》,主要運用了“對比”這種結構手法。我——車夫
一件小事——國家大事
對比的目的(主題):所謂的“國家大事”不過是政客們的丑惡表演,看那些“大事”多了,只會讓人的靈魂變得更加卑下,而車夫這一件“小事”所表現出來精神,卻能使人變得崇高偉大。普通的勞動人民是遠比那些道貌岸然的政客“君子”們高尚的。
如果離開了這樣的主題,就很難說這種“對比”的結構手法有什么好處。
2. 合規(guī)律
即準確反映客觀事物的發(fā)展規(guī)律及其內部聯(lián)系
記敘文:(1)寫人狀物,多以時間推移、空間變化、人物思想感情的發(fā)展為線索
(2)描述事件,則以發(fā)生、發(fā)展、高潮、結局為脈絡
議論文、科技文:提出問題、分析問題、解決問題
3、適體裁 即結構要適應不同體裁的特點和要求
記敘文——線索分明,連貫完整 議論文——條理清晰,邏輯嚴密 詩
歌——分行、分節(jié),音樂性和節(jié)奏感要強烈 戲
劇——分幕、分場,要有貫穿全劇的矛盾沖突 新
聞——導語、主體、結語
總結材料——基本情況、具體做法、幾點體會(經驗)、存在的不足、努力的方向
三、文章結構的基本內容
(一)層次與段落
層次,又叫“結構段”、“意義段”或“部分” 段落,就是自然段。
層次著眼于思想內容的劃分;段落則側重于文字表達的需要。記敘類的分層方式:
1. 以時間的推移為順序。例:《失街亭》、《空城計》、《斬馬謖》 2. 以空間的變換為標志。例:周定舫的散文《人民英雄永垂不朽》
3. 以時間為經、地點為緯,縱橫交叉式來安排層次。例:《為了六十一個階級弟兄》
4. 以材料的性質來安排層次。例:《誰是最可愛的人》 5. 以人物感情變化來安排層次。例:《我的第一個上級》 議論類的分層方式 1. 并列式
例:魯迅《答北斗雜志社問》;毛澤東《論十大關系》 2. 遞進式 第一個問題說完,恰好進入第二個問題,一層比一層深刻。例:墨子《非攻》
3. 分總式或總分式:各層次間表現為先分后總或先總后分的關系。
例:毛澤東《中國社會階級的分析》(先分后總)
鄧小平《建設有中國特色的社會主義》(總分總)
(二)開頭和結尾
常見的開頭方法:
1. 開篇點題法
A、開宗明義,直接揭示文章主題
例:
“在階級社會中,人的階級性就是人的本性,本質?!保▌⑸倨妗度说碾A級性》)
“白楊樹實在是不平凡的,我要高聲贊美白楊樹!”(茅盾:《白楊禮贊》)B、落筆入題,說明寫作緣由 例:魯迅《為了忘卻的紀念》“我早已想寫一點文字??” C、言歸正傳,即速開講故事
例:趙樹理《登記》:“諸位朋友,今天來讓我說個新故事。這故事題目叫‘登記’,要從一個羅漢錢說起?!?D、單刀直入,挑明論敵謬說
例:魯迅:《論費厄潑賴應該緩行》 2. 形象導入法
A、描寫環(huán)境,引出人物
例:《人生》 B、抒發(fā)感情,渲染氣氛
例:《誰是最可愛的人》 C、回憶聯(lián)想,引起下文
例:《燈下漫筆》 D、先說故事,再闡釋道理 例:《阮玲玉之死》 E、引用傳說、詩詞,增添色彩
常見的結尾方法:
1、總結全文,揭示主題
例:莊子《逍遙游》
2、指明方向,鼓舞斗志
例:社論《東方風來滿眼春》
3、包含哲理,發(fā)人深省
例:魯迅《故鄉(xiāng)》
4、委婉含蓄,余味無窮
例:楊朔《荔枝蜜》
5、戛然而止,干凈利落
例:小小說《遠大理想》
概括:起句當如爆竹,驟響易徹;
結句當如撞鐘,清音有余?!鳌ぶx榛
(三)過渡和照應
過渡即層次之間的自然銜接。有兩種情況:
1、內容轉換時需要過渡;
2、表達方式、表現方法變動時需要過渡。
過渡的方法:
1、論說文——由總到分,或由分到總的開合關鍵處要過渡;
2、記敘文——時間、地點轉換時要過渡
3、插敘結束,重新轉為順敘時,也要過渡
照應就是文章前后內容的關照和呼應 照應的方法:
1、正文與標題照應
《誰是最可愛的人》
2、正文前后照應
《百合花》
3、文章首尾照應
《白楊禮贊》(四)詳寫和略寫
這實際是分清主次輕重來剪裁材料的問題.安排詳略的原則: 1.根據主題的需要
(《祝?!分邢榱稚┡c賀老六結婚時的詳略)2.根據體裁的需要
(小說《紅樓夢》與電視劇本)3.根據讀者對象的需要(少兒讀物與成人讀物等)
特別提醒:列提綱!
“思想在腦子里時是氣體,說出來是液體,只有寫到紙上,才成為固體。”
語言(語意與表達)
語言是文章的細胞。對于每一個學習寫文章的人來說,準確而熟練地掌握語言這個表情達意、交流思想的主要工具,乃是學習寫作最生要的基本功。
“意立而詞從之以生,詞具而意緣之以顯。二者相依,不可或離?!保ɡ顫O)
高深的思想和精當的語言,二者互為表里,相得益彰。
運用語言的基本要求
1、用詞準確
如果描寫一個事物,就只有一個名詞最準確;如果描寫一個動作,就只有一個動詞最準確。你必須尋找出那‘一個’來,才是最準確的表達。
——福樓拜語
2、造句通順
一要合乎語法規(guī)范
例1:我們中國人民解放軍戰(zhàn)士,一定要有一個良好的姿態(tài),走出門去,一定要趾高氣揚。
例2:王排長和小王到山里去執(zhí)行任務,不料突遇暴風雪,兩人不幸一命嗚呼。二要合乎邏輯
例1:藍藍的天空,萬里無云,一絲微風也沒有,只見樹梢輕輕地擺動著,天空飄著朵朵白云。例2:今年,我們家鄉(xiāng)的糧食和小麥又獲得了大豐收。例3:在這兩個地方,我一定有碰到他的可能。
例4:讀寫能力的提高是完全可能的,這是由于讀寫能力是人人需要的,它是學習其它知識和技能的基礎。例5:有人說《滿江紅》“怒發(fā)沖冠憑欄處??”這首詞是岳飛寫的,有人說根本不是岳飛寫的,我認為他們說的都不對。
3、語言生動
(1)形象——有聲響,有光澤,有立體感(2)新鮮——不人云亦云,不拾人牙慧(3)優(yōu)美——
A、整齊之美(對偶、排比、疊字)B、抑揚之美(平仄、聲調)
C、參差之美(富于變化,錯落有致)(《岳陽樓記》、《滕王閣序》
(4)幽默
孩子初學步的第一步,在成人看來,的確是幼稚、危險,不成樣子,或者簡直是可笑的。但無論怎樣的愚婦人,卻總以懇切的希望的心,看他跨出這第一步去,絕不會因為他的走法幼稚,怕要阻礙闊人的路線而“逼死”他;也絕不至于將他禁在床上,使他躺著研究到能夠飛跑時再下地。因為她知道,假如這么辦,即使長到一百歲,也還是不會走路的。
4文字簡練
以盡可能少的文字表達盡可能多的內容,言簡意賅,文約而事豐。5樸素自然
不故意修飾,明白如話,通俗易懂又含義雋永。
自我鑒定
自我鑒定是指個人對自己過去某一時期工作、學習和生活等方面德、能、勤、績等方面情況的自我評價。
自我鑒定一般由標題、正文、落款三部分組成。
標題:
“自我鑒定”
“我的鑒定”
“我的+事由+鑒定
正文:
一般前言交待鑒定時期的自然背景情況和鑒定緣由,正文主要寫明這個時期的主要優(yōu)點、存在缺點和今后態(tài)度。
落款:姓名+日期
寫作要領:一要根據鑒定的不同目的,確定寫作內容和重點。而在表述上既要概括,又要具體,切忌籠統(tǒng)抽象。
注意:在寫自我鑒定時既要做到謙虛謹慎,又要實事求是,對成績不夸大,對問題不掩飾,公正客觀的評價自己。例文:
自我鑒定
在海政院輪訓,一轉眼就要結束了。回顧五個月的學習和生活,感到收獲很大。現根據學員和對立的要求,結合本人的實際,作自我鑒定如下。
一、基本(自然)情況
***,男,漢族,1972年6月生于湖南省長沙市。1989年入伍,1991年入黨。歷任航海兵、航海班長、副班長、指導員等職,現為海政院學員6隊5班班長,1998三月初到7月底在海軍政治學院基層政工班接受培訓。
二、主要優(yōu)點
1、講政治,入學動機正。進校后,及時進行心理調適,有干部向學員轉變較快。重視學習鄧小平理論,進一步提高認識,由單純學一點知識,轉變?yōu)榉e極爭創(chuàng)一流,努力把自己塑造成一個復合型人才。
2、講學習,考試成績好。上課集中精力聽講,筆記做得較全面,能夠帶著問題去學、去問、去思考。在學好專業(yè)課的同時,能夠積極參加隊里組織的“第二課堂”活動,并利用業(yè)余時間,翻閱了大量的政工資料,做了三大本筆記,吸取了大量的營養(yǎng)。在校期間,通過刻苦學習政工理論,努力提高自己各方面的素質,各科考試成績均在良好以上,為恢部隊任職打下了堅實的基礎。
3、講正義,表率作用強。要求班里做到的自己首先做到,積極配合隊里出謀獻策做好班里的工作,使五班各項工作都能走到前面。
4、講團結,尊重領導、教員好。平時注重搞好班與班的關系,協(xié)調好同學之間的感情,尊重對干,特別注意尊重教員的勞動成果。
三、主要缺點
1、理論學習深度不夠,對教育講授的有些知識點深鉆細研不夠。
2、對學員快節(jié)奏的生活不太適應,有時有拖拉現象。
四、今后努力的方向
保持和發(fā)揚優(yōu)點,克服不足,進一步挖掘自身潛力,把學到的知識盡快用到提高部隊戰(zhàn)斗力上來。
鑒定人:***
年月日
第四篇:材料結構與性能
材料結構與性能報告(1)
論文題目:塊狀非晶合金材料的研究進展
姓名: 學號: 學科專業(yè): 指導教師: 入學日期: 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
材料結構與性能報告(1)1概述
一般認為,凝聚態(tài)的物質大致可以分為三類:晶態(tài)物質、準晶態(tài)物質和非晶態(tài)物質。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、化學性能和力學性能,特別是優(yōu)良的軟磁性能,在許多領域中己得到應用。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代冶金技術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過冷度,過冷液體的動力學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變和寬的過冷液相區(qū),這為深人研究非晶合金的玻璃轉變特征和過冷液態(tài)的結構和物性提供了理想材料。在應用上,由于具有奇特的物理、力學及化學性能, 適合于用來制造電子器件、磁性器件、精密光學器件、精密機械結構件、電池材料、體育用品、生物醫(yī)學植人物以及軍工先進武器構件(如穿甲武器、飛行器的構件、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形成非晶,這類非晶合金發(fā)現得比較晚,1977年才首次發(fā)現屬于這一類的合金,以后又逐步發(fā)現了在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的,當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形核。
(3)高壓模鑄法:該方法是將母合金放人套筒內,在高頻感應線圈中熔化,再用高 壓快速將合金液壓人銅模內,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。國內關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 等技術制備大塊非晶合金。國內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構材料的使用范圍。塊狀非晶合金的微觀結構
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,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)合金的原子結構為“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短程有序和拓撲短程有序兩類。
材料結構與性能報告(1)4.1化學短程有序
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)定相結構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?;瘜W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短程有序參數,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,Z是原子總配位數。cA和cu分別是A與B原子在合金中的平均濃度。當A和B兩種原子直徑明顯不同時,A原子的總本位數ZA與B原子的總配位數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構的短程有序。常用幾種不同的結構參數描述非晶態(tài)與合金的結構特征,主要有原子分布函數、干涉函數、近鄰原子距離與配位數和質量密度。原子分布函數,設非晶態(tài)結構是各向同性的均勻結構,其平均原子密度Po為--定體積y中包含的原子數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的球殼內的原子數,從而RDF(r)=dN/dr表示原子數目(密度)隨距離增加的變化。
定義約化徑向分布函數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如圖8-1所示,函數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g(r): z(r)=p(r)/p。
當合金中包含幾種不同類原子時,引入偏徑向密度函數pii(r)、偏雙體分布函數gii(r)、偏約化徑向分布函數GO(r)等參數描述原子之間的結構關系。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類原子的數目。上述各個原子分布函數中,原子密度p(r)和原子徑向分布函數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)結構特征,對體系作x射線衍射測量得到結構因數S(Q),塊狀非晶合金的研究進展
外殼等商業(yè)產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將99%的能量傳遞到球上。
在化學方面,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)和能源方面得到應用。塊體非晶合金在結構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)的生產效率,降低生產成本,由此所產生的經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率,比硅鋼片材料及傳統(tǒng)晶體結構的磁性材料15倍,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室也已經制備出了直徑達到以上的低磁能損耗的大塊基軟磁產品專家預測,大塊非晶合金軟磁材料制品將很快應用于電子信息,如計算機、通訊設備和工業(yè)自動化等高技術產業(yè)和電力等傳統(tǒng)產業(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結束語
非晶合金,因特殊的結構和優(yōu)異的性能自產生以來一直是材料學界的熱點研究領域之一。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,這為其實際應用創(chuàng)造了條件,如今工程應用也已逐步興起。但作為一類新型的材料, 非晶合金仍處于研究探索階段,在基礎理論、制備工藝和實際應用中還有許多問題亟待解決,主要體現在以下幾個方面。
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, 因此需要加強對非晶合金物理轉變過程的研究。
材料結構與性能報告(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構材料的廣泛應用,因而需要我們在理解非晶合金形成本質的基礎上,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,必須設法提高塊體非晶的熱穩(wěn)定性,以拓寬其應用范圍。
(4)任何材料都有其自身的缺陷,雖然發(fā)現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用開辟更廣闊的空間。
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第五篇:高結構材料與
高結構材料與
材料實錄1在沙堆“可愛的幼兒園”的活動中第一組幼兒在堆幼兒園大門時用木制的拱形積木拼放在沙子上面作為大門的門料。四分鐘后周仲逸和嚴海兵已經完成了他們就無所事事了。
實錄2第二組活動時馮佳逸和徐子伊被分工堆幼兒園的大門。馮說大門上面是拱行的有點歪歪的用什么來做呢她們倆到沙池旁的材料盒里去找找到了幾根粗粗的的樹枝“就用這樹枝吧”徐說。于是她倆把樹枝二端插在沙子里有點像拱形門了可旁邊堆“海盜船”的張趙霏說這大門也太小了吧。馮說那找根長樹枝吧??煞榱瞬牧虾幸矝]找到只找到了幾根與第一根差不多長短的樹枝。馮建議在園內找長樹枝徐說不行幼兒園里的樹枝都是活的不能折下來的。她們倆來求助我。我建議她們再到材料盒去找找吧在這之前我已在材料盒里放了繩子與剪刀無意間馮發(fā)現了一根繩子說我們把連根短樹枝綁起來。于是她倆在交接處綁住了在綁時馮說媽媽給我扎辮子時斜著繞線的。她學著繞了起來一會兒就接住了看上去很好看繞線很有規(guī)律。整個過程為18分鐘。
分析在活動中第一組幼兒能力較差為他們提供了“高結構”的木枝拱形積木。第二組幼兒能力較強。我就把木制積木換成樹枝、繩子、剪刀等滿足了他們探索欲望在運用零碎的低結構材料時我根據幼兒探索進程補充必要的材料。
“高結構”材料與“低結構”材料有不同的特點因此導致了它們在探索型主題活動中所起的作用也各自不同。
“高結構”材料有自己固有的形狀、結構操作時有一定的規(guī)律可循。幼兒一旦掌握了材料的使用規(guī)則就能較快地按自己的構思完成作品容易獲得成功感。但是由于“高結構”材料的定性結構使幼兒的隨意想象和創(chuàng)造力受到一定的限制所以往往無法滿足幼兒探索想象的需求。
“低結構”材料是一些無規(guī)定玩法、無具體形象特征的材料。幼兒可以根據自己的興趣和當時想法隨意組合并可以一物多用從而為幼兒的想象提供了廣闊的空間。如類似于枯枝繩子等這些原始的廢舊的材料其可塑性大可讓幼兒在活動的過程中通過一次次的擺弄不斷探索、不斷發(fā)現新問題調整操作。如樹枝太短把兩根綁起來綁繩時很有規(guī)律幼兒通過對低結構材料的運用有一段較長時間的探索過程并在此過程中滿足了自己的探索欲望。
進一步思考的問題在投放材料時是否低結構的材料多些有利于幼兒的探索