第一篇：不銹鋼在太陽能行業(yè)的應(yīng)用

調(diào)查統(tǒng)計表明，目前，全國有太陽能熱水器生產(chǎn)廠家近3000家，規(guī)模也參差不齊，年產(chǎn)量從幾百臺到十幾萬臺不等。太陽能熱水器市場對產(chǎn)品的吞吐能力約為700萬臺/年，每臺需不銹鋼均量7—10公斤計算，整個太陽能熱水器行業(yè)對不銹鋼的需求總量約為8萬噸，用量相當(dāng)可觀。太陽能熱水器行業(yè)使用的不銹鋼管大多為200系列，主要是不銹鋼焊接管，占不銹鋼總用量的10%左右。

目前，家裝熱水器市場主要有三類主題產(chǎn)品，分別為燃?xì)鉄崴鳌㈦姛崴?、太陽能熱水器。太陽能熱水器通常由集熱器、絕熱貯水箱、連接管道、支架和控制系統(tǒng)組成。而支架是用于支起太陽能熱水器集熱真空管、水箱、以及其他附件的架子，多為矩形管，材質(zhì)不固定。豪華型產(chǎn)品支架一般為200系列管材。

在區(qū)域產(chǎn)能分布排名上，從高到底的依次為：江浙滬，山東和西部并列，北京地區(qū)，豫皖地區(qū)，云南地區(qū)，其他地區(qū)總量加起來排第二。

據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計：2004年底，我國太陽能熱水器生產(chǎn)量已突破1200萬平方米，增幅為18%，保有量突破6000萬平方米。使用真空管數(shù)估計在560萬臺上下，行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)120個億。2006年市場增長27%左右，市場銷量達(dá)到1900萬平方米。到2015年，我國太陽能熱水器普及率將達(dá)到20%～30%，約2.32億平方米的市場擁有量，年產(chǎn)值438億元。到2020年，太陽能熱水器集熱面積，將由現(xiàn)在的6400萬平方米發(fā)展到3億平方米。以下是不同的太陽能企業(yè)對不銹鋼管使用情況：

1)明星企業(yè)(如皇明、清華陽光年產(chǎn)在十萬臺以上，目前，全國范圍內(nèi)只有15家)明星企業(yè)對不銹鋼的需求量大，大部分此類企業(yè)都有自己固定的采購渠道，部分企業(yè)可以與鋼廠的銷售部門直接聯(lián)系，采用直購的形式，降低采購成本。

明星企業(yè)對不銹鋼管的用量較多，年用量在150噸—200噸之間。

2)大型企業(yè)(如上海七喜陽光、南京寧志年產(chǎn)三萬臺以上，目前，全國氛圍內(nèi)約有近60家)此類企業(yè)已初具規(guī)模，對材料的要求也比較嚴(yán)格，甚至為樹立品牌自身形象而不惜打壓自身的利潤空間。此類企業(yè)部分有自己固定的采購渠道，但也不是一成不變的，他們也會在質(zhì)量要求允許的條件下，有效的氛圍之內(nèi)，合理地降低采購成本。

采購清單：內(nèi)膽：為進(jìn)口304/2B，厚度不低于0.31mm。

外桶：進(jìn)口304/2B、或430/2B，有光澤度要求。

豪華型產(chǎn)品支架：為200系列管材，反光板為430/BA。

此規(guī)模企業(yè)年需不銹鋼管在20噸—100噸之間，20噸-40噸范圍數(shù)目較多。3)中型企業(yè)(此規(guī)模企業(yè)數(shù)目眾多，約400—500家，年產(chǎn)量在一萬臺左右)此規(guī)模企業(yè)的特點不是很鮮明，目前在全國范圍內(nèi)約有400—500家，總銷量占市場總份額的60%左右。此類企業(yè)經(jīng)營模式也比較靈活，選用材料時相對較謹(jǐn)慎，大多有自己的采購渠道，但變動性很強。

此類廠家年消費不銹鋼管數(shù)量不大，一般情況下在50噸左右，規(guī)模略大點的，或許會突破100噸/年。

4)小型企業(yè)(此規(guī)模企業(yè)數(shù)目十分龐大，占整個行業(yè)三分之二，年產(chǎn)量均在一萬臺以下)此等規(guī)模企業(yè)采購缺少行業(yè)規(guī)范，隨意性強，使用不銹鋼的型號也多有變動，部分企業(yè)甚至?xí)榱双@得更大的利潤而以犧牲產(chǎn)品的質(zhì)量為代價。

此類廠家對不銹鋼管的選用沒有固定的要求，特別是一些的小的作坊加工式企業(yè)，采購更是隨意，部分企業(yè)有以次充好、以劣代優(yōu)、用含鎳、鉻量底的規(guī)格代替高鎳、鉻不銹鋼管規(guī)格的采購現(xiàn)象。

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第二篇：太陽能應(yīng)用

淺析太陽能在建筑上利用

摘要：能源危機成為地區(qū)政治動蕩和戰(zhàn)爭根源之一，化石能源的有效性、不可再生性及對環(huán)境的危害性越來越突出，人類面臨著巨大的挑戰(zhàn)和威脅，而建筑業(yè)是諸行業(yè)中的能源大戶。為使人類社會得以可持續(xù)發(fā)展，必須需求新的能源。因此，太陽能應(yīng)用于建筑中的采暖及生活熱水是人類賴以生存和保證社會可持續(xù)發(fā)展的能源。太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛、積極推廣和使用新能源和可再生能源，對減少化石能源大氣帶來的污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境有著重大意義。關(guān)鍵字：太陽能 利用 建筑 意義 1.太陽能的簡述

太陽能一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進(jìn)一步發(fā)展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢能等等。1.1太陽能的優(yōu)點

(1)普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，且無須開采和運輸。

(2)無害：開發(fā)利用太陽能不會污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天，這一點是極其寶貴的。

(3)巨大：每年到達(dá)地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。

(4)長久：根據(jù)目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

2.太陽能在建筑上的應(yīng)用 2.1建筑的利用

太陽能產(chǎn)品通過近幾年的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大.建筑的使用功能與太陽能產(chǎn)品的利用有機的結(jié)合在一起，形成了一批有特色的太陽能功能性建筑。

(1)太陽能熱水

太陽能熱水主要是通過太陽能熱水器將太陽的輻射能轉(zhuǎn)化為可直接利用的熱能，對建筑進(jìn)行生活熱水的供給。太陽能產(chǎn)品具有運行費用低、環(huán)保節(jié)能、提升建筑品位等突出優(yōu)點，除了在建筑屋頂安裝太陽能外，還可以利用建筑物的南立面，作為安裝集熱器的有利位置，從而充分利用建筑外表面，安裝更多的太陽能熱水器，以提供不同使用群體對熱水的需求。

(2)太陽能光伏發(fā)電

太陽能光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電一般應(yīng)用在三個方面：一是太陽能日用電子產(chǎn)品；二是為無電場合提供電源；三是并網(wǎng)發(fā)電。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

(3)太陽能制冷

用太陽能進(jìn)行制冷有兩種方法，一是先實現(xiàn)光一電轉(zhuǎn)換，再以電力推動常規(guī)的壓縮式制冷機制冷；二是進(jìn)行光一熱轉(zhuǎn)換，以太陽能產(chǎn)生的熱能為空調(diào)機組進(jìn)行制冷。前者系統(tǒng)比較簡單，但以目前的價格計算，其造價約為后者的3～4 倍。而后者與光一熱轉(zhuǎn)換直接利用不同，太陽能制冷空調(diào)是一個光一熱一冷的轉(zhuǎn)換過程，實際上是太陽能的間接利用。它不象太陽能熱水、干燥等低溫直接利用那樣容易實現(xiàn)，在技術(shù)上比較復(fù)雜，一般為采用溴化鋰制冷機組，利用太陽能提供的熱能驅(qū)動機組進(jìn)行制冷，太陽能制冷機組COP 為0.7~1.3。

(4)太陽能采暖

太陽能采暖技術(shù)即利用太陽能產(chǎn)生的熱能提供建筑所需的熱負(fù)荷，該技術(shù)一般采用太陽能與地板輻射或吊頂輻射采暖結(jié)合的方式進(jìn)行供暖。太陽能采暖與常規(guī)能源采暖相比，前者初投資較高，但日常運行費用低，一般3～5 年可收回成本。

(5)太陽能遮陽 在夏熱冬冷地區(qū)，遮陽對降低建筑能耗，提高室內(nèi)居住舒適性有顯著的效果。而太陽能產(chǎn)品作為潔能源應(yīng)用的典范，在建筑節(jié)能、建筑外遮陽等領(lǐng)域中的應(yīng)用，無疑有著舉足輕重的作用。太陽能產(chǎn)品作為一種有效的綠色節(jié)能產(chǎn)品，主要功能是為建筑提供能源，以能源產(chǎn)品和遮陽產(chǎn)品結(jié)合，成為建筑的構(gòu)件，應(yīng)該是建筑節(jié)能的一個重要的發(fā)展方向。

(6)太陽能通風(fēng)

在太陽能建筑中，春秋季為了平衡太陽能的利用，采用太陽能煙囪拔風(fēng)，加強室內(nèi)通風(fēng)。太陽能煙囪即利用太陽能產(chǎn)品提供的熱量加熱安裝在煙囪內(nèi)盤管中的水，通過熱傳遞，使煙囪內(nèi)溫度升高。利用熱空氣上升的原理，使煙囪內(nèi)空氣向上流動，達(dá)到室內(nèi)強制通風(fēng)，來調(diào)節(jié)室內(nèi)氣候。2.2太陽能的意義

(1)太陽能作為清潔環(huán)保的可再生能源，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于民用建筑當(dāng)中，研究表明，在太陽能利用方面具有經(jīng)濟(jì)價值的地區(qū)是年輻射總量高于2200h的地區(qū)。因此，我國在大部分地區(qū)的建筑物中推廣應(yīng)用太陽能熱利用技術(shù)已具備了良好的條件，特別是對電力緊缺地區(qū)具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，太陽能廣泛應(yīng)用于建筑物采暖不但節(jié)省大量的石化能源，而且減少了對不可再生能源的消耗。

(2)經(jīng)濟(jì)上，民用建筑采暖的迅速發(fā)展，導(dǎo)致了居民生活用電量迅速增加，由于我國電力系統(tǒng)本身特點(火力發(fā)電占絕大部分)，調(diào)解性能較差，且已經(jīng)存在著很大的高峰低谷負(fù)荷差異，隨著我國居民住宅采暖的發(fā)展，雖然其耗電量不大，但卻進(jìn)一步加大了這種峰谷差異，使得電力系統(tǒng)的發(fā)展越來越不平衡，高峰負(fù)荷日益增加。因此這樣會造成巨大的能源消耗和嚴(yán)重污染，太陽能采暖將會給個人，國家都帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)提高人民生活質(zhì)量：隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高，人們對生活舒適度的追求越來越強烈，尤其是偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，能源短缺，太陽能在民用建筑采暖和熱水供應(yīng)，有效地減少了能源短缺的現(xiàn)狀，提高人們的生活舒適度，改善居住條件及周邊環(huán)境。3.總結(jié)

太陽能作為一種新型能源已經(jīng)進(jìn)入到了我們的生活的各個方面，以其環(huán)保、節(jié)能、高利用率為大眾所廣泛使用。太陽能與建筑結(jié)合問題是多科學(xué)，多層面參與和合作的綜合性事業(yè)，應(yīng)根據(jù)不同的類型，技術(shù)要求，使用目的以及不同地理緯度和氣候特點，建筑類型等，對建筑的造型，平面布局和功能等進(jìn)行綜合考慮。只有這樣才能使太陽能設(shè)備的設(shè)計和利用與建筑的使用達(dá)到完美的統(tǒng)一，推動太陽能在建筑上的運用。參考文獻(xiàn)：

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第三篇：太陽能簡介及其應(yīng)用

太陽能簡介及其應(yīng)用

姓名：活下當(dāng)下灬夢

現(xiàn)代社會是節(jié)約型社會，而社會生活也應(yīng)該是節(jié)約能耗的生活。但是，人類目前使用的能源主要是化石能源。這不僅僅導(dǎo)致的是化石能源的迅速消失，更引起嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。而太陽能取之不盡，用之不竭，對環(huán)境無害，這是人類未來能源最佳選擇之一。

太陽能（Solar Energy），一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進(jìn)一步發(fā)展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢能等等。

太陽能從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發(fā)明第一臺太陽能驅(qū)動的發(fā)動機算起經(jīng)歷了300多年的發(fā)展歷史到現(xiàn)在，已經(jīng)極大融入進(jìn)人們的生活之中。尤其表現(xiàn)在太陽能電池、太陽能交通工具、太陽能建筑、太陽能海水淡化，太陽能制氫等等。

將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，一直是人類美好的理想．1954年美國貝爾實驗室制成了世界上第一塊單晶硅太陽能電池，從此，人類這一理想就逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實．太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是由各種具有不同電子特性的半導(dǎo)體材料制成的平面器件，具有強大的內(nèi)部電場．內(nèi)部電場在太陽光的照射下，發(fā)生了電子和空穴的分離，電子和空穴分別向兩個相反的方向移動，正、負(fù)電荷分別聚集而產(chǎn)生電動勢rtl，即在太陽能電池的正面和背面之間產(chǎn)生電壓，接通外電路后就能輸出直流電流．例如以N半導(dǎo)體砷化掠和碳組成的電池(N。GaAs[K2Se—KzSe《OH[C]就是一種典型的太陽能電池．近年來，太陽能電池得到飛速發(fā)展，20世紀(jì)80年代以來，發(fā)展為以硫化鎬、砷化掠等新型半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的無機太陽能電池和以份普(又稱都花普)、酞普及葉綠素等為基材的有機太陽能電池．太陽能電他的效率(即光能轉(zhuǎn)化為電能的比例)也得到很大的提高，例如單晶硅太陽能電池的效率從最初的6．0％提高到24．7％；薄膜蹄化錦太陽能電他的效率為16．4％；在單晶硅片上、下表面分別沉積P型和N型非晶硅薄膜制成的HIT型電池，效率已達(dá)21．0％．當(dāng)今世界上光電轉(zhuǎn)化效率最高的當(dāng)屬砷化掠多結(jié)太陽能電池，它在聚油船倍的陽光條件下，光電轉(zhuǎn)化效率已高達(dá)35．0％，并向40．0％的高峰攀升。

太陽能電池應(yīng)用非常廣泛，也能較好地應(yīng)用于交通工具．最近，美國研制了一種新型的太陽能電池驅(qū)動的飛行器，稱“太陽神原型機”．該機質(zhì)量只有700kg，翼展74m，機翼上面裝有6．5萬塊太陽能電池板，首次試飛就成功地升到24．7km的高空，理論飛行高度可達(dá)30．9km*該飛行器的研制是航天航空技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，顯示了太陽能電池在飛行器上的廣闊應(yīng)用前景*太陽能電池在車、船上的應(yīng)用研究也相當(dāng)成功，例如，日本京都陶瓷公司和Kitami理工學(xué)院共同研制開發(fā)的太陽能汽車“藍(lán)鷹”號，在第五屆世界太陽能汽車技力賽上表現(xiàn)非常突出．澳大利亞的太陽能汽車Auroral01，外型新穎別致，像個飛碟，行程3*010Mm，僅耗時41*1h，平均速度達(dá)72*96knVh*1996年日本人肯尼茲·霍維也號駕駛一條由回收廢罐頭盒制成的太陽能光電動船，整條船上的船篷都裝有太陽能電池，從厄瓜多爾航行到日本，航程16Mm，歷時120d，此舉充分顯示了太陽能電池的廣闊應(yīng)用前景．

太陽能再建筑上的應(yīng)用也是極其成功的。從1941年美國麻省理工學(xué)院就建立了第一批太陽能建筑并取得專利后．澳大利亞悉尼市政府為了舉辦2000年奧運會，建筑了665套永久性太陽能住宅和500座太陽能活動房，供各國運動員下塌，并且在悉尼奧運村中的宴會廳和自助餐廳的屋頂上安裝了太陽能電池，此舉開創(chuàng)了“綠色奧運”的先河．此外在悉尼奧林匹克林蔭大道上，排列著19座太陽能燈塔，燈塔上的太陽能電池，白天將陽光的光能轉(zhuǎn)化為電能，貯存于蓄電池中；當(dāng)暮色降臨時，蓄電池中的電能自動釋放，將路燈點亮．這項技術(shù)在航海燈塔上也已得到應(yīng)用．

太陽能電池向建筑供電的形式非常靈活，既可安裝太陽能電池屋頂，也可將房屋的墻壁做成太陽能幕墻，或?qū)⒋芭_做成太陽能窗沿．安裝在美國紐約第四時代廣場35—48層的太陽能幕墻為整棟大樓提供了1*5％的電力，而目前太陽能利用最常見的形式是將太陽能電池鋪設(shè)在傾斜的屋頂上．世界上最大的太陽能屋頂位于德國Hema，功率為1MW．

上海交通大學(xué)太陽能研究所在該校閱行校區(qū)建設(shè)的生態(tài)能源房，為單層建筑，建筑面積245m2，內(nèi)設(shè)展示廳、休息室、物品存放室、廁所和太陽能浴室等．該生態(tài)能源房安裝了功率4kW的太陽能電池、1kW的風(fēng)能發(fā)電機、10m2的太陽能集熱器和2kW的地?zé)岜玫仍O(shè)施．由這些綠色能源系統(tǒng)向生態(tài)能源房供電、供熱和供冷*其中太陽能和風(fēng)能發(fā)出的電能充入蓄電池，轉(zhuǎn)變成220V交流電后，向室內(nèi)的電燈、電視、空調(diào)、傳真機、計算機和洗衣機等供電，2kW的地?zé)岜糜镁h(huán)，可對室內(nèi)供冷、供熱，而10m2的太陽能集熱器可為室內(nèi)24喉供熱水．這對未來住房設(shè)計是一種有益的探索.眾所周知，淡水資源的緊缺一直是人類發(fā)展所要迫切解決的問題，而利用太陽能獲取淡水一直是專家學(xué)者積極研究的課題之一。太陽能海水淡化一般都采用蒸餾法，目前太陽能蒸餾裝置主要有被動式蒸餾系統(tǒng)和主動式蒸餾系統(tǒng)．被動式蒸餾系統(tǒng)最典型的例子是盤式太陽能蒸餾器，其結(jié)構(gòu)簡單，取材方便，人類對其應(yīng)用研究已有近100瀝史．目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中在新材料的選用、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用等方面*現(xiàn)在較為理想的盤式太陽能蒸餾器的日產(chǎn)水量一般為3—4kdm2r4I*若在海水中添加木炭等黑色吸熱物質(zhì)，產(chǎn)水量還有很大提高．被動式太陽能蒸餾系統(tǒng)一個嚴(yán)重的缺點是工作溫度低，產(chǎn)水量不高，也不利于在夜間、陰雨天工作及利用其他余熱*1976年由S01iman等人最先提出主動式太陽能蒸餾器的設(shè)想，經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，目前的主動式太陽能蒸餾系統(tǒng)有多種*總而言之，是在被動式太陽能蒸餾系統(tǒng)中增加一些其他附屬設(shè)備，使其運行溫度得以大幅度提高，其內(nèi)部傳質(zhì)過程得以改善，并且大部分設(shè)備都能主動回收蒸汽在冷凝過程中釋放的潛熱，使其能得到比傳統(tǒng)太陽能蒸餾器高出一倍甚至數(shù)倍的產(chǎn)水量，因而目前受到廣泛重視。

同樣的太陽能制氫也是我們未來努力的方向之一。氫是一種二次能源，也是未來的新能源，干凈無毒，對環(huán)境無污染，可用于不同的能量轉(zhuǎn)換器．氫燃燒生成水，水可再經(jīng)過光解產(chǎn)生氫，以取之不盡的水為原料，以太陽能為初次能源，從而構(gòu)成一個對環(huán)境無污染的能源利用循環(huán)[5I．氫是氫燃料電池的燃料，我國己研制出加一次氫可行駛300km的可乘坐9人的氫燃料電池車．這是一種完全無污染的環(huán)保型車，但目前制氫的方法主要是烴—蒸汽催化轉(zhuǎn)化，這樣生產(chǎn)氫會影響環(huán)境，而用電解水的方法制氫又成本太高，使用太陽能電池就能解決這一問題．目前，在利用太陽能制氫方面除電解水制氫外，特別引入注目的是金屬有機化合物用于光解水的研究，近年已取得不少令人鼓舞的重要結(jié)果，但距離高效產(chǎn)氫和達(dá)到實用階段，尚有較大差距L61，相信在研究人員的努力下，會有新的突破．最近，科研人員利用生物技術(shù)迫使藻類植物在光合作用下吸收C02，放出02．目前，這一研究己取得很大的進(jìn)展，在不久的將來可望實現(xiàn)實用化.太陽能作為一種熱輻射能源，是一種無污染的清潔能源，對于太陽能的開發(fā)利用已經(jīng)成為世界各國索取和利用新能源，進(jìn)行節(jié)能、環(huán)保的重要探究項目之一，取得了較大的進(jìn)展并已進(jìn)入實用階段。近幾年隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對環(huán)境保護(hù)的重視，非凡是在今年提出的建設(shè)節(jié)約型社會的方針后，太陽能作為一種取之不盡用之不竭的新型環(huán)保新能源，一種較為簡單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可靠的改善建筑環(huán)境的方法，一種很適合我國經(jīng)濟(jì)目前狀況的采暖及供熱方式，在我國得到了大力的推廣和廣泛的使用。

第四篇：不銹鋼在模具制造中的應(yīng)用

不銹鋼在模具制造中的應(yīng)用

發(fā)布時間： 2010-6-5 11:11:38 中國廢舊物資網(wǎng)

一、引言

不銹鋼市一種特殊材料，其特點是不銹鋼、耐熱、耐蝕，廣泛應(yīng)用于工業(yè)及民用的眾多領(lǐng)域。當(dāng)前我國不銹鋼生產(chǎn)正在飛速發(fā)展，生產(chǎn)的品種已經(jīng)從建國初期的幾種，到目前已經(jīng)納入國家標(biāo)準(zhǔn)的143種（GB/T20878-2007），不銹鋼產(chǎn)量也從1988年的21.7萬噸發(fā)展到2008年的900多萬噸。

過去，不銹鋼在化工、航天、航空、原子能以及民用工業(yè)應(yīng)用較多，在模具制造中應(yīng)用較少，但是由于模具工業(yè)的發(fā)展，模具工作的環(huán)境對模具材料的性能要求越來越高，在生產(chǎn)具有化學(xué)腐蝕的塑料為原料的塑料制品時，模具必須具有防腐蝕性能；在強磁場中工作的模具不應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)；一些耐高溫、耐蝕、抗氧化性的熱處理模具以及一些精密耐蝕模具需要通過時效來提高模具硬度，以上幾類模具都要求模具具有特殊性能。而各類不銹鋼正是具有以上性能并能滿足以上需要，從而解決了生產(chǎn)中的難題。

根據(jù)模具的工作條件，選擇了幾種不同類型的不銹鋼，并簡要的介紹了其熱處理工藝。

二、馬氏體不銹鋼的應(yīng)用

在具有化學(xué)腐蝕性環(huán)境中工作的模具，必須具有耐腐蝕性，而且還要求具有一定的硬度、強度和耐磨性能等。這類要求高硬度的模具一般選用馬氏體不銹鋼制造，常用的馬氏體不銹鋼有：2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr17Mo、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2等。下面根據(jù)硬度的要求介紹了幾種不銹鋼：

（1）中碳高鉻耐蝕馬氏體不銹鋼應(yīng)用

這類鋼要求硬度在50—55HRC左右。典型的不銹鋼為4Cr13，該鋼為中碳馬氏體不銹鋼，熱處理后有較高的硬度和耐磨性，且抗大氣和水蒸汽腐蝕，可用于制造要求具有一定耐蝕性能的塑料模具。該鋼的淬火溫度一般選擇1050℃，該鋼淬透性好，對于小型塑料模具，淬火時可用空氣冷卻，以減少模具的熱處理變形；而對于尺寸較大的模具可采用油淬，淬火后的模具一般采用200-300℃回火，回火后硬度為50—53HRC。適宜制造承包商負(fù)荷、高耐磨及腐蝕介質(zhì)作用下的塑料制品的模具。

（2）高碳高鉻性不銹鋼應(yīng)用

對于要求較高硬度、較高耐磨性的耐蝕塑料模具可選擇高碳高鉻型不銹鋼，如9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV等。以Cr14MoV為例，其含碳量為1.0%—1.15%，該鋼具有較好的淬透性，淬火溫度一般選擇為1100—1120℃油冷，硬度大于或等于58 HRC，回火溫度為500℃，保溫2h，回火4次，其硬度大于或等于60 HRC。該鋼具有高硬度、高耐磨性和良好的耐腐蝕性，高溫硬度也較高，適宜制造在腐蝕介質(zhì)作用下承受高負(fù)荷、高耐磨的塑料模具。

（3）低碳鉻鎳型耐蝕不銹鋼的應(yīng)用

1Cr17Ni2鋼屬于馬氏體型不銹鋼耐酸鋼，對于氧酸類（一定溫度、濃度的硝酸，大部分的有機酸）以及鹽類的水溶液有良好的耐蝕性；該鋼有較高的強度和適宜的硬度，乃是性能比4Cr13鋼好，因此要求耐蝕性能高的塑料模具，仍然有一部分采用該型號的不銹鋼制造。

1Cr17Ni2鋼淬火溫度范圍為950—1050℃油冷。淬火后低溫回火或高溫回火性能均有較好的耐腐蝕，淬火后經(jīng)200—300℃回火，鋼的硬度為38—40HRC，如通過冷處理，可使奧氏體繼續(xù)轉(zhuǎn)化為馬氏體，硬度可提高到42—48HRC，鋼的強度、硬度較高，耐磨性好，而且有較高的耐腐蝕性能?；鼗饻囟仍?00—700℃，鋼的基本組織為回火索氏體，具有較好的強度和韌度配合，而且也有較高的耐蝕性能。該類鋼還可以通過滲氮處理，提高耐磨性、抗咬合能力和模具的使用壽命。

1Cr17Ni2鋼主要用于耐腐蝕、高精度的塑料模具。

三、沉淀硬化型不銹鋼的應(yīng)用

馬氏體不銹鋼模具在熱處理過程中會產(chǎn)生變形，這是模具熱處理三大難題之一（變形、開裂、淬硬），如何既保持模具的加工精度，又使模具具有較高硬度。對于復(fù)雜、精密、長壽命面臨的一個重要課題，國內(nèi)研制和發(fā)展了一系列的沉淀硬化不銹鋼解決了這道難題，常用的此類不銹鋼有：0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17NiAl、0Cr12Ni4Mn、0Cr15Ni7Mo4Al、1Cr14Co13Mo5V、5Mo3Al等。

例如0Cr17Ni4Cu4Nb是一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼，因含碳量低，耐腐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼，而接近于奧氏體不銹鋼。該鋼熱處理工藝簡單，固溶溫度為1040℃，水冷，熱處理后可獲得單一板條狀馬氏體，硬度為32—34HRC，具有良好的切削加工性能，便于模具的硬度可達(dá)到40HRC，由于溫度較低，模具變形較小，硬度和強度皆有提高，同時獲得綜合的力學(xué)性能。為了提高模具的表面硬度和耐磨性，該類鋼制模具可采用離子氮化表面處理，表面硬度可達(dá)900HV以上，大大延長了模具的使用壽命。

沉淀硬化型不銹鋼主要用于制造耐腐蝕、高精度的塑料模具。

四、奧氏體不銹鋼在熱作模具上的應(yīng)用

今年來為了滿足耐高溫、耐蝕、抗氧化要求而引入的奧氏體不銹鋼作為熱作模具材料已經(jīng)逐步獲得了廣泛的應(yīng)用。這類鋼一般都含有Ni、Mn等奧氏體形成元素，同時加入一定量的C、Cr等元素，從而使得奧氏體變形更加穩(wěn)定，且始終保持奧氏體組織，其中0Cr14Ni25Co2V、4Cr14Ni14W2Mo鋼屬于鉻鎳系奧氏體不銹鋼，其優(yōu)點是組織比較穩(wěn)定，在加熱和冷卻過程中均不發(fā)生相變，具有很高的高溫強度和耐熱性。缺點是線脹系數(shù)大，導(dǎo)熱性差，降低了鋼的熱疲勞性能，不適宜作為強烈水冷的模具材料。

4Cr14Ni14W2Mo鋼在650℃以下有良好的機械性能；在600—800℃時，易因強烈的時效而強化；在800℃以下耐熱不起皮；在900℃以下耐氣體腐蝕能力高。該鋼熱處理工藝為：固溶溫度1000—1100℃水冷，組織為奧氏體；時效處理溫度為750℃，空冷，組織為奧氏體。

4Cr14Ni14W2Mo鋼抗氧化性好，可以蠕變成形模、強腐蝕性的玻璃成形模以及壓鑄用型芯等熱作模具。

五、奧氏體不銹鋼在無磁模具中的應(yīng)用

為了適應(yīng)磁性制品的生產(chǎn)，人們用無磁模具鋼制造無磁冷作模具和塑料模具，這種模具在強磁場中不會被磁化，保證了磁性制品在生產(chǎn)過程中即使被磁化，但仍然容易脫模，從而有效的保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

無磁模具鋼包括奧氏體不銹鋼和高猛系鋼。1Cr18Ni9Ti鋼屬于奧氏體型不銹鋼，它具有較高的抗晶間腐蝕性能，在各種狀態(tài)下都能保持穩(wěn)定的奧氏體組織，在強磁場中不產(chǎn)生磁感應(yīng)。該鋼的冷拉坯料退火溫度為970℃，水冷；固溶處理溫度為1030—1160℃水冷，組織為奧氏體；時效溫度為800℃保溫10h或時效溫度700℃保溫20h，組織為奧氏體+磁化物，時效后強度和其他力學(xué)性能均有所提高，但硬度仍然較低（＜200HBW）。為保證其耐磨性，一般還需要進(jìn)行氮化處理。

1Cr18Ni9Ti鋼經(jīng)固溶后呈單相奧氏體組織，因此在強磁中不產(chǎn)生感應(yīng)，適宜制造無磁模具和要耐蝕性能的塑料模具。

六、結(jié)束語

不銹鋼種類較多，有奧氏體不銹鋼、奧氏體—鐵素體（雙相）型不銹鋼鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼，其共同特點是不銹、耐蝕。各類模具的服役條件差異較大，因此各類不銹鋼的選擇和應(yīng)用應(yīng)根據(jù)模具的生產(chǎn)條件和工作環(huán)境的需要，結(jié)合不銹鋼材料的基本性能和相關(guān)因素，選擇符合模具的需要、經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上先進(jìn)的不銹鋼材料，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和模具的使用水平。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不銹鋼材料在模具中的應(yīng)用也將會達(dá)到一個新的水平。

第五篇：太陽能原材料行業(yè)介紹

太陽能原材料行業(yè)介紹

多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。例如，在力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)的各向異性方面，遠(yuǎn)不如單晶硅明顯；在電學(xué)性質(zhì)方面，多晶硅晶體的導(dǎo)電性也遠(yuǎn)不如單晶硅顯著，甚至于幾乎沒有導(dǎo)電性。在化學(xué)活性方面，兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別，但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶面方向、導(dǎo)電類型和電阻率等。

一、國際多晶硅產(chǎn)業(yè)概況

當(dāng)前，晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，其市場占有率在90％以上,而且在今后相當(dāng)長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中，形成技術(shù)封鎖、市場壟斷的狀況。

多晶硅的需求主要來自于半導(dǎo)體和太陽能電池。按純度要求不同，分為電子級和太陽能級。其中，用于電子級多晶硅占55％左右，太陽能級多晶硅占45％，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導(dǎo)體多晶硅的發(fā)展，預(yù)計到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。

1994年全世界太陽能電池的總產(chǎn)量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在短短的10年里就增長了17倍。專家預(yù)測太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在二十一世紀(jì)前半期將超過核電成為最重要的基礎(chǔ)能源之一，世界各國太陽能電池產(chǎn)量和構(gòu)成比例見表1。

據(jù)悉，美國能源部計劃到2010年累計安裝容量4600MW，日本計劃2010年達(dá)到5000MW，歐盟計劃達(dá)到6900MW，預(yù)計2010年世界累計安裝量至少18000MW。

從上述的推測分析，至2010年太陽能電池用多晶硅至少在30000噸以上，表2給出了世界太陽能多晶硅工序的預(yù)測。據(jù)國外資料分析報道，世界多晶硅的產(chǎn)量2005年為28750噸，其中半導(dǎo)體級為20250噸，太陽能級為8500噸，半導(dǎo)體級需求量約為19000噸，略有過剩；太陽能級的需求量為15000噸，供不應(yīng)求，從2006年開始太陽能級和半導(dǎo)體級多晶硅需求的均有缺口，其中太陽能級產(chǎn)能缺口更大。

據(jù)日本稀有金屬雜質(zhì)2005年11月24日報道，世界半導(dǎo)體與太陽能多晶硅需求緊張，主要是由于以歐洲為中心的太陽能市場迅速擴(kuò)大，預(yù)計2006年，2007年多晶硅供應(yīng)不平衡的局面將為愈演愈烈，多晶硅價格方面半導(dǎo)體級與太陽能級原有的差別將逐步減小甚至消除，2005年世界太陽能電池產(chǎn)量約1GW，如果以1MW用多晶硅12噸計算，共需多晶硅是

1.2萬噸，2005－2010年世界太陽能電池平均年增長率在25％，到2010年全世界半導(dǎo)體用于太陽能電池用多晶硅的年總的需求量將超過6.3萬噸。

世界多晶硅主要生產(chǎn)企業(yè)有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美國的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德國的Wacker公司等，其年產(chǎn)能絕大部分在1000噸以上，其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三個公司生產(chǎn)規(guī)模最大，年生產(chǎn)能力均在3000－5000噸。

國際多晶硅主要技術(shù)特征有以下兩點：

（1）多種生產(chǎn)工藝路線并存，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)封鎖、壟斷局面不會改變。由于各多晶硅生產(chǎn)工廠所用主輔原料不盡相同，因此生產(chǎn)工藝技術(shù)不同；進(jìn)而對應(yīng)的多晶硅產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)、用途、產(chǎn)品檢測方法、過程安全等方面也存在差異，各有技術(shù)特點和技術(shù)秘密，總的來說，目前國際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產(chǎn)的多晶硅的產(chǎn)能約占世界總產(chǎn)能的80％，短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)壟斷封鎖的局面不會改變。

（2）新一代低成本多晶硅工藝技術(shù)研究空前活躍。除了傳統(tǒng)工藝（電子級和太陽能級兼容）及技術(shù)升級外，還涌現(xiàn)出了幾種專門生產(chǎn)太陽能級多晶硅的新工藝技術(shù)，主要有：改良西門子法的低價格工藝；冶金法從金屬硅中提取高純度硅；高純度SiO2直接制取；熔融析出法（VLD：Vaper to liquid deposition）；還原或熱分解工藝；無氯工藝技術(shù)，Al－Si溶體低溫制備太陽能級硅；熔鹽電解法等。

二、國內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)概況

我國集成電路的增長，硅片生產(chǎn)和太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大大帶動多晶硅材料的增長。

太陽能電池用多晶硅按每生產(chǎn)1MW多晶硅太陽能電池需要11－12噸多晶硅計算，我國2004年多晶、單晶太陽能電池產(chǎn)量為48.45MW，多晶硅用量為678噸左右，而實際產(chǎn)能已達(dá)70MW左右，多晶硅缺口達(dá)250噸以上。

到2005年底國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)能達(dá)到300MW，實際能形成的產(chǎn)量約為110MW，需要多晶硅1400噸左右，預(yù)測到2010年太陽能電池產(chǎn)量達(dá)300MW，需要多晶硅保守估計約4200噸，因此太陽能電池的生產(chǎn)將大大帶動多晶硅需求的增加，見表3。

2005年中國太陽能電池用單晶硅企業(yè)開工率在20％－30％，半導(dǎo)體用單晶硅企業(yè)開工率在80％－90％，都不能滿負(fù)荷生產(chǎn)，主要原因是多晶硅供給量不足所造成的。預(yù)計多晶硅生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)后的產(chǎn)量，仍然滿足不了快速增長的需要。

2005年全球太陽能電池用多晶硅供應(yīng)量約為10448噸，而2005年太陽能用硅材料需求量約為22881噸，如果太陽能電池用多晶硅需求量按占總需求量的65%計，則太陽能電池用多晶硅需求量約為14873噸，這樣全球太陽能電池用多晶硅的市場缺口達(dá)4424噸。2005年半導(dǎo)體用多晶硅短缺6000噸，加上太陽能用多晶硅缺口4424噸，合計10424噸，供給嚴(yán)重不足，導(dǎo)致全球多晶硅價格上漲。目前多晶硅市場的持續(xù)升溫，導(dǎo)致各生產(chǎn)廠商紛紛列出了擴(kuò)產(chǎn)計劃，根據(jù)來自國際光伏組織的統(tǒng)計，至2008年全球多晶硅的產(chǎn)能將達(dá)49550噸，至2010年將達(dá)58800噸。預(yù)計到2010年全球多晶硅需求量將達(dá)85000噸，缺口26200噸。從長遠(yuǎn)來看，考慮到未來石化能源的短缺和各國對太陽能產(chǎn)業(yè)的大力支持，需求將持續(xù)增長。根據(jù)歐洲光伏工業(yè)聯(lián)合會的2010年各國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃預(yù)計，屆時全球光伏產(chǎn)量將達(dá)到15GW（1GW=1000MW），設(shè)想其中60%使用多晶硅為原材料，如果技術(shù)進(jìn)步每MW消耗

10噸多晶硅，保守估計全球至少需要太陽能多晶硅5萬噸以上。

我國多晶硅工業(yè)起步于五、六十年代中期，生產(chǎn)廠多達(dá)20余家，生由于生產(chǎn)技術(shù)難度大，生產(chǎn)規(guī)模小，工藝技術(shù)落后，環(huán)境污染嚴(yán)重，耗能大，成本高，絕大部分企業(yè)虧損而相繼停產(chǎn)和轉(zhuǎn)產(chǎn)，到1996年僅剩下四家，即峨眉半導(dǎo)體材料廠（所），洛陽單晶硅廠、天原化工廠和棱光實業(yè)公司，合計當(dāng)年產(chǎn)量為102.2噸，產(chǎn)能與生產(chǎn)技術(shù)都與國外有較大的差距。

1995年后，棱光實業(yè)公司和重慶天原化工廠相繼停產(chǎn)?，F(xiàn)在國內(nèi)主要多晶硅生產(chǎn)廠商有洛陽中硅高科技公司、四川峨眉半導(dǎo)體廠和四川新光硅業(yè)公司、到2005年底，洛陽中硅高科技公司300噸生產(chǎn)線已正式投產(chǎn)，二期擴(kuò)建1000噸多晶硅生產(chǎn)線也同時破土動工，河南省計劃將其擴(kuò)建到3000噸規(guī)模，建成國內(nèi)最大的硅產(chǎn)業(yè)基地。四川峨眉半導(dǎo)體材料廠（所）是國內(nèi)最早擁有多晶硅生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)，2005年太陽能電池用戶投資，擴(kuò)產(chǎn)的220噸多晶硅生產(chǎn)線將于2006年上半年投產(chǎn)，四川新光硅業(yè)公司實施的1000噸多晶硅生產(chǎn)線正在加快建設(shè)，計劃在2006年底投產(chǎn)，此外，云南、揚州、上海、黑河、錦州、青海、內(nèi)蒙、宜昌、廣西、重慶、遼寧、邯鄲、保定、浙江等地也有建生產(chǎn)線設(shè)想。

三、行業(yè)發(fā)展的主要問題

同國際先進(jìn)水平相比，國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化方面的差距主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、產(chǎn)能低，供需矛盾突出。2005年中國太陽能用單晶硅企業(yè)開工率在20％－30％，半導(dǎo)體用單晶硅企業(yè)開工率在80％－90％，無法實現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)，多晶硅技術(shù)和市場仍牢牢掌握在美、日、德國的少數(shù)幾個生產(chǎn)廠商中，嚴(yán)重制約我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2、生產(chǎn)規(guī)模小、現(xiàn)在公認(rèn)的最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模為1000噸/年，最佳經(jīng)濟(jì)規(guī)模在2500噸/年，而我國現(xiàn)階段多晶硅生產(chǎn)企業(yè)離此規(guī)模仍有較大的距離。

3、工藝設(shè)備落后，同類產(chǎn)品物料和電力消耗過大，三廢問題多，與國際水平相比，國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)物耗能耗高出1倍以上，產(chǎn)品成本缺乏競爭力。

4、千噸級工藝和設(shè)備技術(shù)的可靠性、先進(jìn)性、成熟性以及各子系統(tǒng)的相互匹配性都有待生產(chǎn)運行驗證，并需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)。

5、國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力不強，基礎(chǔ)研究資金投入太少，尤其是非標(biāo)設(shè)備的研發(fā)制造能力差。

6、地方政府和企業(yè)項目投資多晶硅項目，存在低水平重復(fù)建設(shè)的隱憂。

四、行業(yè)發(fā)展的對策與建議

1、發(fā)展壯大我國多晶硅產(chǎn)業(yè)的市場條件已經(jīng)基本具備、時機已經(jīng)成熟，國家相關(guān)部門加大對多晶硅產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)，科技創(chuàng)新、工藝完善、項目建設(shè)的支持力度，抓住有利時機發(fā)展壯大我國的多晶硅產(chǎn)業(yè)。

2、支持最具條件的改良西門子法共性技術(shù)的實施，加快突破千噸級多晶硅產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，形成從材料生產(chǎn)工藝、裝備、自動控制、回收循環(huán)利用的多晶硅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，材料性能接近國際同類產(chǎn)品指標(biāo)；建成節(jié)能、低耗、環(huán)保、循環(huán)、經(jīng)濟(jì)的多晶硅材料生產(chǎn)體系，提高我們多晶硅在國際上的競爭力。

3、依托高校以及研究院所，加強新一代低成本工藝技術(shù)基礎(chǔ)性及前瞻性研究，建立低成本太陽能及多晶硅研究開發(fā)的知識及技術(shù)創(chuàng)新體系，獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)。

4、政府主管部門加強宏觀調(diào)控與行業(yè)管理，避免低水平項目的重復(fù)投資建設(shè)，保證產(chǎn)業(yè)的有序、可持續(xù)發(fā)展。

回答者：我是笨蛋-小學(xué)生 一級 2007-6-7 8:33:50

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