第一篇：金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀與展望

金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀與

展望

學(xué)院：萍鄉(xiāng)學(xué)院 專業(yè)：無機非金屬材料 學(xué)號：13461001 姓名：蔣家桐

摘 要 綜述了金屬基復(fù)合材料的進展情況,重點闡述了顆粒增強金屬基復(fù)合材料和金屬基復(fù)合 涂層的進展,包括其性能、現(xiàn)有品種、制備工藝、應(yīng)用情況.同時報道了目前本領(lǐng)域研究存在的問 題,如:力學(xué)問題、界面問題、熱疲勞問題,并在此基礎(chǔ)上展望發(fā)展前景.關(guān)鍵詞 顆粒增強金屬基復(fù)合材料,復(fù)合涂層材料,界面,熱疲勞,功能梯度材料

隨著近代高新技術(shù)的發(fā)展,對材料不斷提出多方面的性能要求,推動著材料向高比強度、高比剛度、高比韌性、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞等多方面發(fā)展[1 ].復(fù)合材料的出現(xiàn)在很大程度上解決了材料當(dāng)前面臨的問題,推進了材料的進展.金屬基復(fù)合材料(MMC)是以金屬、合金或金屬間化合物為基體,含有增強成分的復(fù)合材料.這種材料的主要目標是解決航空、航天等高技術(shù)領(lǐng)域提高用材強度、彈性模量和減輕重量的需要,它在60 年代末才有了較快的發(fā)展,是復(fù)合材料一個新的分支.目前尚遠不如高聚物復(fù)合材料那樣成熟,但由于金屬基復(fù)合材料比高聚物基復(fù)合材料耐溫性有所提高,同時具有彈性模量高、韌性與耐沖擊性好、對溫度改變的敏感性很小、較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,以及無高分子復(fù)合材料常見的老化現(xiàn)象等特點,成為用于宇航、航空等尖端科技的理想結(jié)構(gòu)材料.1 進展情況

目前,金屬基復(fù)合材料基本上可分為纖維增強和顆粒增強兩大類,所用的基體包括Al , Mg ,Ti 等輕金屬及其合金以及金屬間化合物等,也有少量以鋼、銅、鎳、鈷、鉛等為基體.增強 纖維主要有碳及石墨纖維、碳化硅纖維、硼纖維、氧化鋁纖維等,增強顆粒有碳化硅、氧化鋁、硼

化物和碳化物等.用以上的各種基體和增強體雖可組成大量金屬基復(fù)合材料的品種,但實際上 只有極少幾種有應(yīng)用前景,多數(shù)仍處在研究開發(fā)階段,甚至也有不少品種目前尚看不到其應(yīng)用 前景[2 ].1.1 纖維增強金屬基復(fù)合材料

纖維增強金屬基復(fù)合材料,由于具有高溫性能好、比強度、比模量高、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好等優(yōu) 點,而成為復(fù)合材料的主要類型.1.2 顆粒增強金屬基復(fù)合材料

由于纖維增強金屬基復(fù)合材料存在上述缺點,從而未能得以大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用,只有美國、日本等少數(shù)發(fā)達國家用于軍事工業(yè).為此,近年來國際上又將注意力逐漸轉(zhuǎn)移到顆粒增強金屬 基復(fù)合材料的研究上.這一類金屬基復(fù)合材料與纖維增強金屬基復(fù)合材料相比制備工藝簡單, 成本低,可采用常規(guī)金屬加工設(shè)備來制造,這樣有利于其開發(fā)和應(yīng)用.可見,顆粒增強金屬基復(fù) 合材料是非常有發(fā)展前途的.金屬基顆粒復(fù)合材料通常是作為耐磨、耐熱、耐蝕、高強度材料開發(fā)的,目前用于顆粒增強 復(fù)合材料的顆粒有數(shù)十種,常用的有石墨、SiC、SiO2、TiC、BN、α-Al2O3、TiO2、WC ,它們大多是無機化合物.目前已有鋁基、鉬基、鋼基、Fe 基、Co 基、Ni 基、Mg 基等顆粒復(fù)合.但隨著宇航事業(yè)的發(fā)展,高溫耐熱金屬基復(fù)合材料,如以銅、鉬、鎳、鈷等為基體的金屬基復(fù)合材料越來越受到人們的重視.池野等[4 ]對Al2O3 顆粒增強純鋁復(fù)合材料的性能進行了研究,發(fā)現(xiàn)隨著Al2O3 顆粒體積分數(shù)增加,強度不斷上升.陶瓷顆粒增強鋁基復(fù)合材料具有高的比強度和比模量,并且具有原材料成本低廉,復(fù)合材料制備工藝簡單的特點而受到重視.Hosking 等[5 ]的研究結(jié)果表明,隨著Al2O3 或SiC 顆粒的體積分數(shù)增加,不但塑性下降,而且強度也下降.在AlCoCo、金屬陶瓷等.由于WCCo 復(fù)合材料進行了熱疲勞裂紋擴展的研究,結(jié)果指出其機理主要是WC 粒與Co 粘結(jié)相之間的熱膨脹系數(shù)有很大差異,而引起高應(yīng)力,導(dǎo)致裂紋萌生與擴展,疲勞裂紋優(yōu)在WCCo 相界上擴展.明文龍[18 ]等在研究Ti(C ,N)基金屬陶瓷熱疲勞性能時也提出了熱疲勞裂紋具有沿相界面開裂的特征.對于涂層材料,盡管它發(fā)展較晚,但也有人對其熱疲勞性能進行了研究.彭其鳳等[19 ]對激光敷陶瓷涂層的熱疲勞行為進行了研究,發(fā)現(xiàn)陶瓷與鋼的熱膨脹系數(shù)差異及陶瓷內(nèi)部微小裂紋的應(yīng)力集中是陶瓷涂層熱疲勞破壞的主要原因.W.C.REVELOS 等[20 ] ,N.Czech 等[21 ]和劉北興等[22 ]則認為在熱疲勞過程中,隨循環(huán)上限溫度升高,循環(huán)數(shù)增加,熱疲勞抗力明顯降低.目前對熱疲勞性能的研究多采用試驗法.隨著電子計算機和數(shù)值分析技術(shù)的發(fā)展,用有限元模擬熱疲勞過程的力學(xué)行為已開始受到人們的重視[23 ] ,但熱疲勞過程本身就是一個復(fù)雜的力學(xué)行為過程,在這個過程中,既有彈性力學(xué)問題,又有塑性力學(xué)、熱力學(xué)問題,而涂層材料的熱疲勞問題就在此基礎(chǔ)上進一步復(fù)雜化.所以目前對涂層材料熱疲勞的研究多限定在定性分析,對其力學(xué)行為有待于人們進一步研究.4 金屬基復(fù)合材料的發(fā)展前景

由上述可知,金屬基復(fù)合材料要在未來取得進一步的發(fā)展,并列入規(guī)模生產(chǎn)品種的行列,還有一段艱難的路程,但是由于它性能優(yōu)勢的存在,是有明確發(fā)展前景的.就當(dāng)前的實際情況來看,顆粒和短纖維增強的復(fù)合材料是有生命力的,并已在汽車工業(yè)等方面初步獲得應(yīng)用.隨著涂層技術(shù)的發(fā)展,利用先進的涂層制作方法,如熱噴涂、等離子噴焊、激光熔敷等,以金屬基復(fù)合材料作為涂層材料,在鋼或其它金屬表面制成涂層,用以提高材料的表面強度,已越來越受到重視,它在提高性能與節(jié)材方面達到很好的結(jié)合,具有廣闊的應(yīng)用前景.另外,對于涂層材料需指出的是,由于涂層與基體之間存在一個性能突變的界面,尤其是熱膨脹系數(shù)相差較大,難以得到足夠的結(jié)合強度,并在高溫下內(nèi)外溫差較大的使用環(huán)境中,界面處易產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力而引起涂層的剝落.這也是引起熱疲勞破壞的一個主要原因.在功能梯度材料研究基礎(chǔ)上開展的功能梯度薄膜的研究,就很好地解決了這一問題.功能梯度薄膜材料就是使成分、組織、性能從基體到表面呈無界面連續(xù)變化,這一材料具有表面改性技術(shù)的優(yōu)點和功能梯度材料的特殊性能,有廣闊的研究和應(yīng)用前景.相信經(jīng)過艱苦的努力,在不遠的將來,金屬基復(fù)合材料作為復(fù)合材料的一個分支,會有舉足輕重的地位,并在眾多材料行列中占有一席之地.參考文獻 Latanish R M.Corrosion Science Corrion Engineering and Advanced Technologies.CORROSION SCIENCE , 1995 ,51(4): 270～283 2 肯尼思.G.克雷德,金屬基復(fù)合材料.北京:國防工業(yè)出版社,1982 3 風(fēng)儀.纖維強化金屬基復(fù)合材料及其應(yīng)用.機械工程材料,Fcb.1995 4 池野進等.輕金屬(目).1987 :37(6)5 Singer A R E et al.Powder Metall , 1985 ,28(2):72 6 蘇瑩.非連續(xù)物增強鎂基復(fù)合材料.機械工程材料,1996(2):6～8 7 Hunt M.高溫金屬基復(fù)合材料.國外金屬材料,1991 ,4 :8～10 8 林化春,丁潤剛.鎳基合金-碳化鉻復(fù)合涂層顯微組織和相結(jié)構(gòu)分析.金屬熱處理學(xué)報,1996(6):55～58 9 Stefanescu D M.Key Eng Mater , 1993 ,79-80 :74 10 謝國宏.材料工程,1994(12):5

第二篇：金屬基復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀及展望

《復(fù)合材料》課程論文

任課教師 曹鵬軍

題目：金屬基復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀及展望

班級: 金屬材料工程 學(xué)號: 2010444174 姓名: 耿坤峰 成績:

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金屬基復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀及展望

耿坤峰

（重慶科技學(xué)院冶金與材料工程院系

401331）

摘要：金屬基復(fù)合材料【1】是以金屬或合金為基體，并以纖維、晶須、顆粒等為增強體的復(fù)合材料。其特點在力學(xué)方面為橫向及剪切強度較高，韌性及疲勞等綜合力學(xué)性能較好，同時還具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐磨、熱膨脹系數(shù)小、阻尼性好、不吸濕、不老化和無污染等優(yōu)點。介紹了金屬基復(fù)合材料的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀。介紹了金屬基復(fù)合材料的分類、性能特點，并總結(jié)了其主要應(yīng)用。對于大批量生產(chǎn)的復(fù)合材料來講，軋制方法復(fù)合具有比其它方法有更多的適用性和經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：金屬基復(fù)合材料；分類；性能；制備工藝；發(fā)展趨勢；應(yīng)用

1前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,單一的金屬或合金已很難完全滿足其對材料綜合性能的要求,因而近年來新型復(fù)合材料

【2】

受到世界各國的普遍重視。自20世紀80年代以來,美國每年耗資10億美元專門用于研究開發(fā)新材料,其重點之一就是金屬復(fù)合材料。目前美國復(fù)合材料的研制和生產(chǎn)居世界領(lǐng)先的地位。金屬復(fù)合材料是利用復(fù)合技術(shù)使兩種或兩種以上物理、化學(xué)、力學(xué)性能不同的金屬材料結(jié)合成一體制備的。金屬復(fù)合材料在保持母材金屬特性的同時還具有“相補效應(yīng)”可以彌補各自的不足,經(jīng)過恰當(dāng)?shù)慕M合從而獲得優(yōu)異的綜合性能。復(fù)合材料的力學(xué)性能和功能,可以根據(jù)實際需要,通過適當(dāng)選材和優(yōu)化設(shè)計來獲得。復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、運輸、橋梁、民用建筑、體育設(shè)施及國防建設(shè)等諸多領(lǐng)域。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對現(xiàn)代新型材料的強韌性，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，耐高溫性，耐磨性等性能都提出了越來越高的要求。與傳統(tǒng)的金屬材料相比，金屬基復(fù)合材料具有較高的比強度與比剛度，而與高分子基復(fù)合材料相比，它又具有優(yōu)良的導(dǎo)電性而耐熱性，與陶瓷材料相比，它又具有較高的韌性和較高的抗沖擊性能。這些優(yōu)良的性能決定了它從誕生之日起就成了新材料家庭中的重要一員。

2金屬基復(fù)合材料的發(fā)展歷史

金屬基復(fù)合材料(MMC)

【3】

是多功能復(fù)合材料的一種。它是一類以金屬或合金為基體,以金屬或非金屬線、絲、纖維、晶須或顆粒狀組分為增強相的非均質(zhì)混合物,其共同點是具有連續(xù)的金屬基體。金屬基復(fù)合材料有著悠久的歷史,在土耳其發(fā)現(xiàn)的公元前7000年的銅錐子,在制造過程中經(jīng)過反復(fù)錘打與拓平,非金屬夾雜物被拉長,從而產(chǎn)生類似纖維增強的效果。近代金屬基復(fù)合材料的研究始于1924年Schmit關(guān)于鋁Π氧化鋁粉末燒結(jié)的研究工作。在30年代,又出現(xiàn)了沉淀強化理論,并在以后的幾十年中得到了很快的發(fā)展。到60年代,金屬基復(fù)合材料已經(jīng)發(fā)展成為復(fù)合材料的一個新的分支。到80年代初,日本豐田公司首次將陶瓷纖維增強鋁基復(fù)合材料用于制造柴油發(fā)動機活塞,從此金屬基復(fù)合材料的研制與開發(fā)工作得到了異乎尋常的發(fā)展。土耳其的S.Eroglu等人用等離子噴涂技術(shù)制得了NiCr2Al/MgO2ZrO2功能梯度涂層。目前,盡管在制造成本和工藝上存在很大的問題,但金屬基復(fù)合材料已經(jīng)引起有關(guān)部門的高度重視,特別是航空航天部門推進系統(tǒng)使用的材料,其性能已經(jīng)達到了極限。因此,研制工作溫度更高、比剛度和比強度大幅度增加的金屬基復(fù)合材料,已經(jīng)成為發(fā)展高性能結(jié)構(gòu)材料的一個重要方向。

90年代后期，由于電子產(chǎn)品發(fā)展迅速，要求同時具有高熱傳導(dǎo)能力和低膨脹特性的電子元件構(gòu)造裝配材料的量迅速增加，于是低膨脹、高強化與高熱傳導(dǎo)的金屬基體合理匹配的金屬基復(fù)合材料備受重視；同時也需要強度高，耐電弧沖蝕，導(dǎo)電率高的電接觸用復(fù)合材料。

復(fù)合材料已經(jīng)成為當(dāng)代材料領(lǐng)域中一個重要發(fā)展方向，地位越來越重要。到20世紀90年代初，先進復(fù)合材料的世界總產(chǎn)量已經(jīng)達到300萬噸，在許多領(lǐng)域特別是航空航天領(lǐng)域顯示了極其重要的地位。西方國家把先進復(fù)合材料列為戰(zhàn)略材料，列入為數(shù)有限的國家重點研究和發(fā)展項目，列入不準許輸出的新材料。

3金屬基復(fù)合材料的分類和性能

金屬基復(fù)合材料【4】除力學(xué)性能優(yōu)異外，還具有某些特殊性能和良好的綜合性能，應(yīng)用范圍廣泛。依據(jù)基體合金的種類可分為：輕金屬基復(fù)合材料、高熔點金屬基復(fù)合材料、金屬間化合物基復(fù)合材料。按增強相形態(tài)的不同可劃分為：連續(xù)纖維增強金屬基復(fù)合材料、短纖維增強金屬基復(fù)合材料、晶須增強金屬基復(fù)合材料、顆粒增強金屬基復(fù)合材料、混雜增強金屬復(fù)合材料。以下從基體、增強體以及復(fù)合材料的性能應(yīng)用等方面，分別予以評述。3．1合金基體復(fù)合材料性能

鋁、鎂、鈦、銅合金及金屬間化合物合金是目前應(yīng)用廣泛、發(fā)展迅速的輕金屬合金。用其制成的各種高比強度、高比模量的輕型結(jié)構(gòu)件廣泛地應(yīng)用于航天、航空和汽車工業(yè)等領(lǐng)域。

鋁基復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強、高韌性、導(dǎo)熱性較好的性能特點，且鋁基復(fù)合材料適用的制備方法多，易于塑性加工，制造成本低。與鋁基復(fù)合材料相比，鎂基復(fù)合材料最大的優(yōu)點是質(zhì)量更輕，多用于航天、空間等對構(gòu)件質(zhì)量有嚴格要求的高技術(shù)領(lǐng)域。銅的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和塑性在金屬中名列前茅，屬于廉價金屬，但在銅中加入增強體可提高其強度、剛度、耐熱性和降低熱膨脹系數(shù)，所以銅基復(fù)合材料有良好的導(dǎo)熱性可有效地傳熱散熱，能減少構(gòu)件受熱后產(chǎn)生的溫度梯度，主要用于電力工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)。鋁基復(fù)合材料在溫度高于300℃后，其強度迅速下降，極限工作溫度約350℃，相比之下，鈦基復(fù)合材料比鋁基復(fù)合材料有更高的耐熱性，但成本明顯高于鋁基復(fù)合材料，因此，鈦基復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于飛行器及發(fā)動機的耐熱零部件。3．2增強體金屬基復(fù)合材料

金屬基復(fù)合材料的增強體是一些不同幾何形狀的金屬或非金屬材料。目前，其增強相已有很多，重要的有氧化鋁纖維、硼纖維、石墨(碳)纖維、SiC纖維晶須；顆粒型的有SiC、碳化硼、圖化鈦等；絲狀的有鎢、鈹、硼、鋼等。金屬基復(fù)合材料按其增強材料的幾何形態(tài)可劃分為以下幾類。

3.2.1連續(xù)纖維增強金屬基復(fù)合材料。

纖維增強金屬基復(fù)合材料【5】是利用無機纖維(或晶須)及金屬細線等增強金屬得到質(zhì)量輕且強度高的材料，纖維直徑從3～150μm(晶須直徑小于1μm)，縱橫比(長度／直徑)在102以上。

3.2.2短纖維增強金屬基復(fù)合材料。作為金屬基復(fù)合材料增強體的短纖可分為天然纖維制品和短切纖維。天然纖維主要是一些植物纖維和菌類纖維索等，長度一般為35～150mm；短切纖維一般是由連續(xù)纖維(長纖維)切割而成長度1～50mm，用于金屬基復(fù)合材料短纖維增強體的材料主要有Saffil－Al2O3、Al2O3－SiO2、SiC等。

3.2.3晶須增強金屬基復(fù)合材料。

晶須是指在特定條件下以單晶的形式生長而成的一種高純度纖維，其原子排列高度有序，幾乎不含晶界位錯等晶體結(jié)構(gòu)缺陷，有異乎尋常的力學(xué)性能。作為金屬基復(fù)合材料的增強體使用的晶須使用做多、性能較好的是SiC、SiN4晶須，成本最低的是Al2O3·B2O3晶須。

3.2.4顆粒增強金屬基復(fù)合材料。

顆粒增強金屬基復(fù)合材料是利用顆粒自身的強度，其基體起著把顆粒組合在一起的作用，顆粒平焊接材料均直徑在1μm以上，強化相的容積比可達90％。常用作金屬基復(fù)合材料增強體的顆粒主要有：SiC、Al2O3、TiC、TiB2、NiAl、Si3N4等陶瓷顆粒，以及石墨顆粒、甚至金屬顆粒。

3.2.5混雜增強金屬復(fù)合材料。

對上述四種單一的增強形式進行有機的組合就形成了混雜增強。增強體的混雜組合可分為三種：顆粒－短纖維(或晶須)、連續(xù)纖維－顆粒、連續(xù)纖維－連續(xù)纖維。在短纖維或晶須的預(yù)制件中，易出現(xiàn)增強的粘結(jié)、團聚現(xiàn)象，顆粒的混入可以解決這一問題。

4金屬基復(fù)合材料制備工藝方法

由于金屬材料熔點較高，同時不少金屬對增強體表面潤濕性很差加上金屬原子在高溫狀態(tài)下很活潑，易與多種增強體發(fā)生反應(yīng)，所以金屬基復(fù)合材料【6】的復(fù)合工藝比較復(fù)雜和困難，這也是金屬基復(fù)合材料的發(fā)展受到制約的主要原因。4.1粉末冶金復(fù)合法

粉末冶金復(fù)合法基本原理與常規(guī)的粉末冶金法相同，包括燒結(jié)成形法，燒結(jié)制坯加塑法加成形法等適合于分散強化型復(fù)合材料(顆粒強化或纖維強化型復(fù)合材料)的制備與成型。該方法在鋁基復(fù)臺材料的制備方面應(yīng)用較廣，但其主要缺點是基體金屬與強化顆粒的組合受限制。4.2鑄造凝固成型法

鑄造凝固成型法是在基體金屬處于熔融狀態(tài)下進行復(fù)合。主要方法有攪拌鑄造法、液相滲和法和共噴射沉積法等。鑄造凝固成型鑄造復(fù)合材料具有工藝簡單化、制品質(zhì)量好等特點，工業(yè)應(yīng)用較廣泛。

4.2.1原生鑄造復(fù)合法

原生鑄造復(fù)合法(也稱液相接觸反應(yīng)合成技術(shù)Liquid Contact Reaction:LCR）是將生產(chǎn)強化顆粒的原料加到熔融基體金屬中，利用高溫下的化學(xué)反應(yīng)強化相，然后通過澆鑄成形。

4.2.2攪拌鑄造法

攪拌鑄造法也稱摻和鑄造法，是在熔化金屬中加人陶瓷顆粒，經(jīng)均勻攪拌后澆入鑄摸中獲得制品或二次加工坯料，此法易于實現(xiàn)能大批量生產(chǎn)，成本較低。該方法在鋁基復(fù)合材料的制備方面應(yīng)用較廣，但其主要缺點是基體金屬與強化顆粒的組合受限制。

4.2.3半固態(tài)復(fù)合鑄造法

半固態(tài)復(fù)合鑄造法是從半固態(tài)鑄造法發(fā)展而來的。通常金屬凝固時，初生晶以枝晶方式長大，固相率達0.2％左右時枝晶就形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)骨架，失去宏觀流動性。

4.2.4含浸凝固法

含浸凝固法是一種將預(yù)先制備的含有較高孔隙率的強化相成形體含浸于熔融基體金屬之中，讓基體金屬浸透預(yù)成型體后，使其凝固以制備復(fù)合材料的方法。有加壓含浸和非加壓含浸兩種方法。含浸法適合于強化相與熔融基體金屬之間潤濕性很差的復(fù)合材料的制備。

4.2.5離心鑄造法

廣泛應(yīng)用于空心件鑄造成形的 離心鑄造法，可以通過兩次鑄造成型法成形雙金屬層狀復(fù)合材料，此方法簡單，具有成本低、鑄件致密度高等優(yōu)點，但是界面質(zhì)量不易控制，難以形成連續(xù)長尺寸的復(fù)合材料。

4.2.6加壓凝固鑄造法

該方法是將金屬液澆注鑄型后，加壓使金屬液在壓力下凝固。金屬從液態(tài)到凝固均處于高壓下，故能充分浸滲，補縮并防止產(chǎn)生氣孔得到致密鑄件。鑄、鍛相結(jié)合的方法叉稱擠壓鑄造、液態(tài)模鍛、鍛鑄法等。此法最適合復(fù)雜的異型MMCs。

4．3 噴射成形法

噴射成形叉稱噴射沉積(Spray Forming)，是用惰性氣體將金屬霧化成微小的液滴，并使之向一定方向噴射，在噴射途中與另一路由惰性氣體送出的增強微細顆粒會合，共同噴射沉積在有水冷襯底的平臺上，凝固成復(fù)合材料。4．4 疊層復(fù)合法

疊層復(fù)合法是先將不同金屬板用擴散結(jié)合方法復(fù)合，然后采用離子濺射或分子束外延方法交替地將不同金屬或金屬與陶瓷薄層疊合在一起構(gòu)成金屬基復(fù)合材料。這種復(fù)合材料性能很好，但工藝復(fù)雜難以實用化。4．5 原位生成復(fù)合法

原位生成復(fù)合法也稱反應(yīng)合成技術(shù)，最早出現(xiàn)于1967年前用SHS法合成TiB:／Cu功能梯度材料的研究中。金屬基復(fù)合材料的反應(yīng)合成法是指借助化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下在基體金屬內(nèi)原位生成一種或幾種熱力學(xué)穩(wěn)定的增強相的一種復(fù)合方法。

5金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

5.1金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用

目前應(yīng)用的復(fù)合材料主要有金屬基、無機非金屬基和高分子基三大類。但是由于金屬基復(fù)合材料價格昂貴，主要用于航空航天和軍事領(lǐng)域，一般工業(yè)領(lǐng)域不多見。而由于鋁基復(fù)合材料的優(yōu)良的綜合性能，使得鋁基復(fù)合材料在金屬基復(fù)合材料中應(yīng)用最為廣泛。

5.1.1鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用

硼纖維增強鋁基復(fù)合材料

【7】

是實際應(yīng)用最早的金屬基復(fù)合材料，美國和前蘇聯(lián)的航天飛機中機身框架及支柱和起落拉桿等都用該材料制成。硼-鋁復(fù)合材料還用做多層半導(dǎo)體芯片的支座的散熱冷卻板材料，硼-鋁復(fù)合材料的導(dǎo)熱好，熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體芯片非常接近，能大大減少接頭處的疲勞。硼-鋁復(fù)合材料的應(yīng)用前景寬廣，可用作中子屏蔽材料，還可用來制造廢核燃料的運輸容器和儲存容器、可移動防護罩、控制桿、噴氣發(fā)動機風(fēng)扇葉片、飛機機翼蒙皮、結(jié)構(gòu)支承件、飛機垂直尾翼、導(dǎo)彈構(gòu)件、飛機起落部件、自行車架、高爾夫球桿等。

碳化硅晶須增強鋁基復(fù)合材料用于制造導(dǎo)彈平衡翼和制導(dǎo)元件，航天器的結(jié)構(gòu)部件和發(fā)動機部件，戰(zhàn)術(shù)坦克反射鏡部件，輕型坦克履帶，汽車零件，如活塞、連桿、汽缸、活塞銷等，飛機的機身地板和新型戰(zhàn)斗機尾翼平衡器。碳化硅增強鋁基復(fù)合材料可用來制造衛(wèi)星及航天用結(jié)構(gòu)材料，如衛(wèi)星支架、結(jié)構(gòu)連接件、管材，各種型材，導(dǎo)彈翼、遙控飛機翼、飛機零部件等。

5.1.2鈦基復(fù)合材料的應(yīng)用

SiC纖維增強鈦基復(fù)合材料的發(fā)展最初是以超高音速宇航器和先進航空發(fā)動機為主要目標。因為用它制造的波紋芯體呈蜂窩結(jié)構(gòu)，在高溫下具有很高的承載能力和剛度及低的密度，使其成為航天飛機發(fā)動機理想的候選材料。但是由于制作工藝復(fù)雜、成型工藝困難和原材料昂貴使得它的推廣應(yīng)用很困難。美國建立了SiC纖維增強鈦基復(fù)合材料生產(chǎn)線，已為直接進入軌道的航天飛機提供機翼、機身的蒙皮、支撐梁及加強筋等構(gòu)件。

5.1.3鎂基復(fù)合材料的應(yīng)用

鎂合金材料【8】具有密度小、比強度和比剛度高、良好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)良的鑄造性能，正成為現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域中最有希望采用的一種復(fù)合材料，其綜合性能優(yōu)于鋁基復(fù)合材料。此外，這種材料還具有優(yōu)良的阻尼減振、電磁屏蔽等性能，在汽車制造工業(yè)中用作方向盤減振軸、活塞環(huán)、支架、變速箱外殼等，在通訊電子產(chǎn)品中的飛機、便攜計算機等也用做外殼材料。SiC晶須增強鎂基復(fù)合材料可用于制造齒輪，SiC和Al2O3顆粒增強鎂基復(fù)合材料由于耐磨性好，可用于制造油泵的泵殼體、止推板、安全閥等零件。鎂合金復(fù)合材料由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和物理性能已經(jīng)顯示出廣闊的用途。5.2金屬基復(fù)合材料研究趨勢

(1)簡化制備工藝,降低制備成本，始終是研究熱點之一。

(2)目前金屬基復(fù)合材料【9】的強化機制研究還不是很成熟，學(xué)術(shù)觀點各有所見,很難達成共識。應(yīng)加強對強化機制的研究，探討復(fù)合材料的凝固過程，研究增強相與基體的微觀作用機理，進一步推動金屬基復(fù)合材料的發(fā)展。

(3)潤濕性問題一直困擾研究金屬基復(fù)合材料的學(xué)者，給實際制備復(fù)合材料帶來很大的困難。目前，有些學(xué)者研究了鋁基復(fù)合材料的潤濕性，并取得了一定的進展。但對鋼基復(fù)合材料的研究卻很少，國內(nèi)目前尚未見報道。如果想制備優(yōu)良的鋼基復(fù)合材料，潤濕性問題尤顯重要。

(4)研究的重點側(cè)重于增強體與基體的結(jié)合界面及增強體在基體中的分布，卻忽略了基體自身的性能。基體本身的性能對復(fù)合材料的影響也至關(guān)重要，性能優(yōu)越的復(fù)合材料同樣要求有性能優(yōu)越的基體，因此應(yīng)加大對基體和增強體性能同步提高的研究。

6結(jié)束語

由此看來,金屬基復(fù)合材料研究較早,但關(guān)鍵處還有待突破;而表面復(fù)合金屬基復(fù)合材料雖研究較晚,但由于具有相對簡單的復(fù)合工藝和較低的造價等特性,正受到越來越多的重視。盡管金屬基復(fù)合材料有于廣大科研人員的繼續(xù)努力。相信在不久的將來,金屬基復(fù)合材料一定會在眾多的材料家族中占有舉足輕重的一席之地。我國金屬基復(fù)合材料的研究起步僅落后于美、日等國不到五年。鑒于國際上金屬基復(fù)合材料尚未大規(guī)模生產(chǎn)，因此目前差距不大。目前主要集中在以輕金屬（如鋁、鎂、鈦）等為基體的復(fù)合材料研究，少量研究致力于銅、鐵、鉛基體的復(fù)合材料。增強的形式包括連續(xù)纖維、短纖維、晶須和顆粒。鑒于國際的發(fā)展趨勢側(cè)重于非連續(xù)的顆粒、晶須和短纖維方面，因此我國的研究也早已轉(zhuǎn)向這方面。但在關(guān)于其理論基礎(chǔ)性研究的理論深度上與國外有一定的差距，特別是在原子、分子水平上深入認識界面的結(jié)構(gòu)方面不夠，這主要是缺少先進的分析表征手段和物理學(xué)家的介入不夠有關(guān)。另外，復(fù)合材料可持續(xù)發(fā)展及其實用化降低成本的要求使金屬基復(fù)合材料的再生問題顯得尤為重要，應(yīng)該加強對金屬基復(fù)合材料的再生研究工作。

參考文獻

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第三篇：金屬復(fù)合墻板產(chǎn)品介紹

產(chǎn)品介紹

金屬復(fù)合墻板 常規(guī)型號：LG3110 常規(guī)顏色：LG310白灰 常規(guī)寬度：900mm、1200mm 常規(guī)規(guī)格：1200mmx3000mm、1200mmx2850mm、1200mmx2650mm

板材：金屬復(fù)合墻板（也稱為單面石膏彩鋼板)，鋼板基材采用0.5-1.0mm熱熔鍍鋅鋼板，誤差不超過20um，正面烤漆厚度不小于20um，背面烤漆厚度不小于12um；板邊采用全自動液壓成型的U型邊槽；

扣件：兩板之間采用≥1.00mm，長度不小于50mm熱熔鍍鋅鋼板特制的H型扣件用于連接固定；

壓條：板與板之間的裝飾條應(yīng)采用與主體烤漆鋼板同材質(zhì)加工而成的U型扣條； 內(nèi)襯：采用世界一流品牌12mm的石膏板；

陰角：陰角收邊件采用開模定制的鋁型材，厚度為1.2mm；

陽角：陽角收邊件采用開模制為厚度1.2mm的兩種鋁型材組合而成，達到隱藏緊固件的美觀效果，并且無需膠水粘結(jié)，可重復(fù)拆裝使用。

設(shè)計性、實用性：

1、建筑載荷小，屬于輕質(zhì)隔墻類型；增加建筑使用面積，墻體厚薄可自由選擇

2、堅固、耐震、防火、防塵、防潮、耐酸堿、耐鹽霧等等滿足現(xiàn)代、工業(yè)、科技建筑裝飾要求；且滿足各種公共場合設(shè)計需要。

3、可根據(jù)需要墻體內(nèi)設(shè)夾層靈活配管、配線且方便維修；

4、空間劃分靈活、便于用戶維修、改建，重復(fù)使用率可達到90%、大大地節(jié)約成本；

5、美觀、清潔、舒適，現(xiàn)場完工即可遷入辦公，不污染環(huán)境、不產(chǎn)生大量廢料，具有環(huán)保和節(jié)約資源的效果；

6、隔熱、隔音、吸音及抗震具有國際先進水平的建筑內(nèi)裝修，內(nèi)隔斷裝飾材料要求；

7、綜合造價合理。

主要應(yīng)用場所：

A、辦公樓宇：國家部委；政府機關(guān)；銀行、保險、證券等金融機構(gòu)計算機中心以及高檔寫字樓；

B、公共空間： 醫(yī)院、學(xué)校、科研院所、民航、地鐵等交通站場；

C、工業(yè)建筑： 標準化工業(yè)廠房；食品﹑制藥﹑化工等廠房；專業(yè)實驗室或研發(fā)中心； D、商業(yè)空間： 會展中心；運動場館；商業(yè)街；高端會所以及星級酒店； E、運 營 商：電信、移動、聯(lián)通、鐵通以及電網(wǎng)電力局。

產(chǎn)品涉及范圍廣至計算機數(shù)據(jù)中心、機房中心、IDC數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)中心、監(jiān)控中心、消控室、服務(wù)器中心、高級多功能會議廳、高端參觀通道、以及民用等諸多領(lǐng)域。

金屬復(fù)合墻板資質(zhì)：

達到GB50174-2008的電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范，能充分滿足各種場所建設(shè)裝修的防火要求；

符合GB50354-2005建筑內(nèi)部裝修防火施工及驗收

規(guī)范。

*通過《國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心》

GB9978-2008的120分鐘耐火檢驗；

*通過《國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心》

GB8624-2012的防火A級檢驗；

檢驗類別為型式檢驗（安全性能）

獲得國家專利：

*墻面板實用新型專利《專利號ZL2012 20487377.0》

*墻面板實用新型專利《專利號ZL2012 2 0487378.5》

*墻板外觀設(shè)計專利《專利號ZL2012 3 0441128.3》

*墻板外觀設(shè)計專利《專利號ZL2012 3 0441130.0》

*萬能轉(zhuǎn)角新型實用專利《專利號ZL2013 2 0209877.2》

第四篇：兩岸關(guān)系現(xiàn)狀與展望

自古以來臺灣就是屬于中國的領(lǐng)土，國際社會也普遍承認臺灣是中國的一部分。然而由于國、共內(nèi)戰(zhàn)和美國的介入，1949年以后兩岸一直處分離狀態(tài)，兩岸治權(quán)統(tǒng)一成為包括臺灣人民在內(nèi)的全體中國人的一件大事。50多年的兩岸關(guān)系有兩大重要變化，一是兩岸人民由老死不相往來發(fā)展到相對自由的交往，二是臺灣當(dāng)局由堅持“一個中國”原則轉(zhuǎn)變?yōu)榉裾J“一個中國”原則。21世紀的今天，兩岸人民往來十分頻繁，兩岸經(jīng)濟與文化趨向融合，雖突破了諸多政治僵局，但很多政治難題仍然存在，但是我們堅信臺灣是中國不可分割的一部分，終將歸于祖**親的懷抱。

一、兩岸關(guān)系現(xiàn)狀觀察

現(xiàn)狀由歷史發(fā)展而來，解讀現(xiàn)狀必須從歷史開始。胡錦濤是這樣描述的：“1949年以來，大陸和臺灣盡管尚未統(tǒng)一，但不是中國領(lǐng)土和主權(quán)的分裂，而是上個世紀40年代中后期中國內(nèi)戰(zhàn)遺留并延續(xù)的政治對立，這沒有改變大陸和臺灣同屬一個中國的事實。”這是對兩岸關(guān)系現(xiàn)狀的客觀解說，也是實行維持兩岸關(guān)系現(xiàn)狀政策的基礎(chǔ)。

事實上，大陸和臺灣同屬一個中國，一直是兩岸人民的共識。

據(jù)臺灣媒體報道，島內(nèi)有關(guān)方面最近曾就兩岸關(guān)系進行

108項民調(diào)，主張兩岸維持現(xiàn)狀的占64.9—，肯定兩岸關(guān)系目前緩和趨向的占52.2—。兩者，一是對兩岸維持現(xiàn)狀的肯定，一是對當(dāng)前緩和趨向的認可。

從目前看，各方在“一個中國”問題上，至少表面上是比較一致的。中國政府是最堅定的，不會有任何退讓；美國政府也一再重申堅守“一個中國”政策；現(xiàn)臺灣當(dāng)局，既承認“九二共識”，也堅持說它是“一中憲法”，兩者本質(zhì)上都是認同“一個中國”的。但實質(zhì)上要求確實不同的。

臺灣方面要求的現(xiàn)狀，是“不統(tǒng)、不獨、不武”；美國方面要求的是“不統(tǒng)、不獨、不戰(zhàn)”； 兩者基本上一致。而中國大陸方面要求的，則必須是 “一個中國”。因為，兩岸雖然還未統(tǒng)一，但“同屬一個中國”的現(xiàn)狀并無任何改變。還有，兩岸實行的也是不同的社會制度，因而，“一國兩制”實際上也是兩岸的現(xiàn)狀。盡管民進黨千方百計把“一國兩制”污名化、妖魔化，但就是無法駁倒這個客觀存在的事實。

總之一句話，我的兩岸“現(xiàn)狀觀”，就是要把兩岸“客觀存在”的現(xiàn)狀，也就是“一國兩制”，轉(zhuǎn)化為“主觀認同”，即通過兩岸平等協(xié)商，使之共識化，合法化，完善化，正常化，從而使兩岸關(guān)系持續(xù)的和平發(fā)展和共創(chuàng)兩岸人民的永久福祉。

三、兩岸關(guān)系未來展望

多年來兩岸各方面的交流不斷增強，隨著兩岸的經(jīng)濟，文化，政治的往來，兩岸人民更加的相親相愛，兩岸關(guān)系趨向融合。

在一個有關(guān)海峽兩岸問題的學(xué)術(shù)會議上，中國和平與發(fā)展研究中心研究員、中華文化發(fā)展促進會常務(wù)副秘書長辛旗，就兩岸關(guān)系未來發(fā)展與他進行了交談。

海峽兩岸的對話不僅僅是學(xué)術(shù)對話，更是歷史的對話、民心的對話、未來的對話”。辛旗先生做專題發(fā)言“登高望遠，推動兩岸關(guān)系和平發(fā)展”。

所謂“歷史的對話”就是兩岸在中華民族近代史悲情方面要有設(shè)身處地的體諒；所謂“民心的對話”就是相互理解兩岸人民的根本利益和愿望，以民為本，遂民所愿；所謂“未來的對話”就是根據(jù)兩岸現(xiàn)狀，尋找實現(xiàn)現(xiàn)代化和國家統(tǒng)一的交集點，保證穩(wěn)健、和平地推進這一進程。

辛旗先生說，“天下太平”是中國歷代追求的政治理想，兩岸統(tǒng)一的最佳方式是和平統(tǒng)一，和平是根本，和平是百年大計，和平統(tǒng)一應(yīng)當(dāng)成為兩岸現(xiàn)代化進程的重要標志。而維護統(tǒng)一首先要推心置腹地理解中國這一豐厚的歷史、現(xiàn)實、文化、政治多面向的觀念，承認各地中國人取得的正面成就，無論政治觀念的差異有多大，祖國大陸和臺灣取得的成就都是中國人的成就，都是中國人的經(jīng)驗。

最后，我堅信，在實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的進程中，只要包括臺灣同胞在內(nèi)的所有中華兒女團結(jié)奮斗，兩岸關(guān)系終將朝著和平穩(wěn)定的方向發(fā)展，臺灣問題一定能夠早日解決。

第五篇：金屬采礦方法現(xiàn)狀

金屬采礦方法現(xiàn)狀

單位：遼寧工程技術(shù)大學(xué) 院系：礦業(yè)學(xué)院

專業(yè)班級：采礦專業(yè)14-2班 姓名：劉振宇 學(xué)號：1401020220 指導(dǎo)教師：王鑫陽

2016年10月11日 / 8

內(nèi)容摘要

伴隨著社會經(jīng)濟的迅速進步與不斷發(fā)展,人們對于金屬的需求逐漸提高。摘要討論了我國金屬礦山主要采礦方法的特點、應(yīng)用情況，系統(tǒng)和全面地介紹了 50 年來我國金屬礦山采礦技術(shù)在露天開采、井巷掘進、采礦方法、礦山充填、采礦裝備和采礦環(huán)境控制等方面的主要成就,其中露天開采方法主要有：陡幫開采，松土機-鏟運機露天開采，間斷連續(xù)開采，高階段采礦，露天開采工藝：陡坡鐵路，裝備大型化，邊坡穩(wěn)定與境界，邊坡監(jiān)控，露天地下聯(lián)合開采。地下開采方式：空場采礦法，崩落采礦法，充填采礦法，深部開采，原地溶浸采礦法。

關(guān)鍵詞：采礦方法現(xiàn)狀；露天開采；地下開采。

Content summary With the rapid development of social economy and the continuous development, people's demand for metal gradually increased.In this paper, the main characteristics of China's Metal Mines mining methods, and systematically introduces 50 years of mining technology of metal mine in China in open-pit mining, tunneling, mining method, mine filling, mining equipment and mining environment control etc.the main achievements, which are the main method of open-pit mining: steep slope mining, scarifier scraper open-pit mining, continuous mining, high level mining, open-pit mining, technology: steep slope railway, large-scale equipment, slope stability and state, slope monitoring, combined open pit and underground mining.Underground mining: open stope mining method and caving mining method, filling method, deep mining, in-situ leaching mining method.Key words: mining method status;open pit mining;underground mining./ 8

目錄

引言………………………………………………………………………………………………………………………………4

第1章金屬礦的種類………………………………………………………………………………………………...4

第2章中國金屬礦的采礦方法………………………………………………………………………………….…4

2.1露天開采………………………………………………………………………………………………….…....4

2.1.1露天開采工藝………………………………………………………………………………………………..5

2.1.2爆破技術(shù)………………………………………………………………………………………………………..6

2.2地下開采工藝…………………………………………………………………………………………………6

2.2.1空場采礦法…………………………………………………………………………………………………….6

2.2.2崩落采礦法…………………………………………………………………………………………………….6

2.2.3 充填采礦法…………………………………………………………………………………………………….6

2.3深部開采………………………………………………………………………………………………………….….7

2.4原地溶浸采礦法…………………………………………………………………………………………….……7

第3章結(jié)語………………………………………………………………………………………………………………….8

參考文獻……………………………………………………………………………………………………………………..…8/ 8

引言

中國是一個金屬礦采礦歷史非常悠久的國家。三千年之前，就已經(jīng)開始通過鑿井對銅礦資源進行開采。兩千多年前，開采技術(shù)已非常廣泛地運用在礦產(chǎn)資源開采當(dāng)中。但近代之后，我國金屬礦開采技術(shù)一直處于長時間落后的狀態(tài)，礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)大都是經(jīng)過手工作業(yè)的方式進行。直至50年代，金屬礦采技術(shù)才獲得了一定程度的發(fā)展和進步。特別是最近三十年，我國逐漸對現(xiàn)代化采礦技術(shù)和采礦工藝開展了全方位的探究。在露天陡幫的開采、連續(xù)和間斷開采、分段中深孔的采礦、大直徑深孔的采礦、自然崩落采礦、機械分層的采礦、溶提采礦、巖體加固和支護、高效率的礦山充填、井下成套采礦裝備、礦山的防治水、露天的成套采礦裝備等方面都獲得了非常大的成效。為此，我國金屬礦采礦技術(shù)水平得到了迅猛提升，這將促使金屬礦開采技術(shù)的飛速發(fā)展與進步。第1章金屬礦的種類

所謂金屬礦是指經(jīng)冶煉可以從中提取金屬元素的礦產(chǎn)。如黑色金屬礦產(chǎn):鐵、錳、鉻、釩、鈦等是用做鋼鐵工業(yè)原料的礦產(chǎn)。有色金屬礦產(chǎn)包括：銅、錫、鋅、鎳、鉆、鎢、目、汞等。貴金屬包括：自、銠、金、銀等。輕金屬礦產(chǎn)包括:鋁、鎂等。稀有金屬礦產(chǎn)包括：鋰、鈹、稀土等。多數(shù)金屬狂插的共同特點主要表現(xiàn)在質(zhì)地比較堅硬、有光澤等方面。金屬礦產(chǎn)按其物質(zhì)成分、性質(zhì)和用途可分為5類：黑色金屬礦產(chǎn)、有色金屬礦產(chǎn)、貴金屬礦產(chǎn)、稱有分散元素礦產(chǎn)、半金屬礦產(chǎn)。第2章中國金屬礦的采礦技術(shù) 2.1露天開采

露天開采的地下開采兩者比較起來，還是露天開采的量還是比較大的，新世紀一來，兩者的產(chǎn)量比已經(jīng)基本穩(wěn)定在5:1到6:1左右，露天采礦占84°%,地下采礦占16%。雖然淺部的資源可開發(fā)量在不斷減少，而深部的可開采資源量在不斷增加，這一比例會受其影響不斷減小,但是露天開采量還是會占到較大的比重。2.1.1露天采礦工藝

現(xiàn)代化的露天采礦工藝的技術(shù)發(fā)展趨勢是開采工藝的綜合化。開采工藝的選擇，貴在因地制宜。對于那種范圍廣闊，能力巨大的大型礦山，應(yīng)該要針對不同的開采對象、不同開采地段、不同開采深度的特點，采用不同的開采工藝，組成一個綜合開采工藝的開采方案, 以實現(xiàn)優(yōu)化開采效果。這一方法已經(jīng)成為現(xiàn)代化的露天開采技術(shù)的發(fā)展趨勢了。陡幫開采技術(shù)、分期開采技術(shù)、間斷一連續(xù)開采技術(shù)、高臺階開采技術(shù)等，都是現(xiàn)金綜合采礦工藝中常用的技術(shù)。

（1）陡幫開采。這一開采技術(shù)具有初期剝離量小，基建工程量少，建設(shè)周期短和最終邊坡暴露時間短等優(yōu)點。因此，我國“八五”期間，將陡幫開采列入國家科技攻關(guān)項目并在南芬露天礦開展了大規(guī)模的工業(yè)試驗，為我國大中型露天礦的技術(shù)改造和新建、擴建提供了實踐經(jīng)驗。目前我國金堆城、紫金山、眼前山等礦山都采用陡幫開采。

（2）松土機一鏟運機露天開采。這種開采工藝主要應(yīng)用于鋁土礦開采，其技術(shù)特點是用松土機松散和破碎礦巖，以代替鑿巖爆破，鏟運機進行裝載、運輸和卸載。其工藝簡單一機多用，通過分層鏟裝實現(xiàn)分層開采、分層排土，是實現(xiàn)排土一復(fù)墾一體化的理想工藝。1984年在孝義鋁礦進行了該工藝的試驗研宄并取得成功，目前己推廣應(yīng)用。/ 8

（3）間斷一連續(xù)開采。這種采礦工藝是在工作面用電鏟裝載礦石，經(jīng)汽車運輸和破碎機破碎后，用膠帶運輸機將礦石運出采場。這種工藝有利于發(fā)揮汽車和膠帶機的優(yōu)點，適合于深凹露天礦開采。自20世紀80年代開始，我國先后在大孤山、東鞍山等鐵礦和德興銅礦應(yīng)用該開采工藝。1997年齊大山鐵礦通過引進，建成了采場內(nèi)可移動式礦巖破碎一膠帶運輸系統(tǒng)，標志著我國深凹露天礦開采工藝進入了世界先進水平。

（4）陡坡鐵路。采用陡坡鐵路運輸是解決深凹露天礦(米深350 ~ 400 m)開拓運輸問題的發(fā)展方向。深凹露天礦改用陡坡鐵路運輸可保證鐵路運輸進入露天礦更深的水平，礦山基建工程和汽車集運量分別減少2.5%和1.5%運距縮短30%,由采場向上提升礦巖的費用降低20%,而且減少線路的移道工作量，可獲得巨大的經(jīng)濟效益。為了將鐵路坡度由30 %提高到40 %目前正在進行著“十五”國家科技攻關(guān)計劃，分別在攀枝花和首鋼水廠鐵礦實驗。

（5）高臺階采礦。隨著露天開采設(shè)備大型化的發(fā)展，國外一些礦山研宄并采用高臺階開采工藝。我國對高臺階開采技術(shù)的研宄起步較晚，采用高臺階開采的露天礦不多，臺階高度最大也只有14~ 15 m。近幾年來我國大型露天鐵礦裝備水平有了很大提高，采用10 m3以上的大型挖掘設(shè)備逐漸増多，為高臺階開采新工藝的實施提供了有利的技術(shù)保證，為此，將本項目列入國家“八五”科技攻關(guān)項目，南芬露天鐵礦南山擴幫區(qū)開采參數(shù)優(yōu)化表明，與12 m臺階相比，18 m高臺階開采的單位成本可降低5.76% ~ 6.12%,動態(tài)效益每年可節(jié)省1 052 ~ 1 162萬元。南芬露天鐵礦18 m高臺階開采工藝研宄和實踐表明，高臺階開采技術(shù)是成功的，經(jīng)濟效益可觀。

（6）裝備大型化。隨著高新技術(shù)特別是微電子技術(shù)的進一步擴大應(yīng)用，大功率柴油機和大規(guī)格輪胎相繼研制成功，為裝載設(shè)備大型化發(fā)展創(chuàng)造了條件。在21世紀必將會有采用先進技術(shù)特別是高科技微電子控制系統(tǒng)的、更加靈活可靠的、造價較低的更大型裝載設(shè)備登上露天開采的舞臺。1988年，露天礦穿孔設(shè)備實現(xiàn)了國產(chǎn)化。至20世紀90年代，國產(chǎn)15 t到154 t的礦用自卸汽車形成系列產(chǎn)品，使露天礦用汽車不再依靠進口。（7）邊坡穩(wěn)定與境界。露天礦山采場合理境界確定是礦山設(shè)計和工程科研中的重要內(nèi)容。一旦露天礦山采場境界確定后，邊坡穩(wěn)定性研宄就成為檢驗礦山設(shè)計方案合理與否的重要手段。因而邊坡巖體穩(wěn)定性研宄和分析己成為露天礦山尤其是大中型露天礦山貫穿整個生命周期的重要工程課題之一。在這方面，我國許多礦山取得了一些經(jīng)驗，其中，石錄銅礦20世紀20世紀80年代采用半掩埋式抗滑粧加固了一長為120 m、垂高高度16 m的滑體;20世紀90年代會東鉛鋅礦采用6座高強抗滑粧和196根34 ~ 36 m的預(yù)應(yīng)力長錨索組成的抗滑粧、長錨索、錨桿聯(lián)合加固方式，成功地加固了山坡露天礦高邊坡上的35萬m3不穩(wěn)定巖體。

（8）邊坡監(jiān)控。在露天采礦技術(shù)較先進的國家，邊坡角己達45°左右，而在我國是40°左右。為了生產(chǎn)安全和避免損失，必須搞好巖移監(jiān)測預(yù)報。20世紀90年代隨著集成電子技術(shù)的發(fā)展，礦用監(jiān)測儀器向便攜式小型化、智能化、高精度、多功能、多層次方面發(fā)展，例如全站儀、聲發(fā)射儀。尤其是近年發(fā)展起來的“3S”技術(shù)，將使金屬礦山（特別是大型露天礦邊坡）的巖移監(jiān)測實現(xiàn)遙控全天候監(jiān)測。

（9）露天地下聯(lián)合開采、露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)。我國正在進行露天轉(zhuǎn)地下開采的礦山或露天與地下聯(lián)合開采的礦山，如廣西的大新錳礦、河北的建龍鐵礦、福建的連城錳礦、河南的銀洞坡金礦、安徽的新橋硫鐵礦、銅山銅礦和鳳凰山銅礦、吉林板石溝鐵礦等。取得了大量的成功經(jīng)驗。2.1.2爆破技術(shù) / 8

牙輪鉆機正向増大孔徑(450 mm, 480 mm)、加大孔深方向的趨勢發(fā)展，而今后要主要向自動化方向發(fā)展?？刂票萍夹g(shù)廣泛應(yīng)用擠壓、微差爆破、孔內(nèi)微差爆破、大爆區(qū)微差爆破等技術(shù)，解決了難爆礦巖的破碎塊度問題和爆破減振問題。新型炸藥以及爆破器材不斷問世:銨油炸藥及各種衍生含水炸藥、防水漿狀炸藥、爆藥雷管、電子雷管、塑料導(dǎo)爆系統(tǒng)、氣爆系統(tǒng)等新型爆破器材的使用對提高爆破精度、改善爆破質(zhì)量、加強爆破安全等都有重大的影響。其中，在南芬露天鐵礦，采用奧瑞凱雷管起爆器材，基本上實現(xiàn)了逐孔起爆的功能。

2.2地下開采工藝 2.2.1空場采礦法

(1)VCR法。20世紀80年代，VCR法（大直徑深孔球狀藥包后退式崩落采礦法）首先在我國凡口鉛鋅礦試驗成功。隨后，這一高效率的采礦方法先后在金川有色金屬公司、安慶銅礦、金廠略金礦和獅子山銅礦等礦山得到推廣應(yīng)用。1980 ~ 1985年間，在凡口鉛鋅礦又試驗成功了另一種具有代表性的大直徑深孔采礦方案，即階段深孔臺階崩落采礦法。該采礦方法的實質(zhì)是:將露天礦的臺階崩礦技術(shù)應(yīng)用到地下開采中，即在采場的局部面積上，先形成切割槽，然后以這一切割槽為自由面和補償空間，采用大直徑深孔裝藥進行全階段高或臺階狀崩礦，崩落的礦石由采場下部的出礦系統(tǒng)運出。

(2)地下金屬采礦連續(xù)化。地下金屬礦山連續(xù)開采主要包括:礦房的連續(xù)回采、礦體(床）的連續(xù)開采、礦石的連續(xù)運送及全工藝過程的連續(xù)化。即在開采過程中一步化；回采過程中落礦、出礦、礦石運搬工藝的連續(xù)作業(yè)化;井下礦石的轉(zhuǎn)載、運輸、提升等環(huán)節(jié)礦石的連續(xù)化;掘進、落礦、出礦、運搬、運輸?shù)热に囘^程的連續(xù)化。2.2.2崩落采礦法

(1)無底柱分段崩落法，大結(jié)構(gòu)參數(shù)。我國無底柱分段崩落法面臨著一個如何加大和優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的問題。結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的主要方向是増大進路間距。増大進路間距將大幅度地減少采掘工程量，僅梅山鐵礦將15 mX 15 m結(jié)構(gòu)改為15 mX 20 m結(jié)構(gòu)參數(shù)，將減少采掘工作量25%同時増大了一次崩礦量，提高采礦強度，降低礦石成本提高礦山的經(jīng)濟效益。由于増大進路間距具有較強的可操作性，易于推廣應(yīng)用，目前程潮、桃沖、板石溝、北銘河等礦山都應(yīng)用了該技術(shù)具有重要的實踐意義。低貧化放礦。低貧化放礦或無貧化放礦是指在放礦過程中當(dāng)?shù)V巖界面正常到達出礦口時便停止放出，以保持礦石界面的完整性，最大程度地減少礦巖的混雜性。低貧化放礦首先在鏡鐵山鐵礦試驗和應(yīng)用成功，由于其具有簡單、靈活、易于操作和無需對原采礦方法作重大改革等優(yōu)點且可降低貧化、減少巖石混入而帶來巨大的經(jīng)濟效益，因此，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，低貧化放礦在程潮、桃沖、弓長嶺等礦山得到應(yīng)用。

(2)自然崩落法自然崩落法是一種利用巖石自然應(yīng)力落礦的方法，具有生產(chǎn)能力大、采礦成本低的優(yōu)點，特別適用于礦體厚大、礦化均勻易于自然崩落的低品位礦床開采。其應(yīng)用原理是在礦塊大面積拉底后，破壞了礦塊內(nèi)礦體的應(yīng)力平衡，引起應(yīng)力重新分布，必然形成新的自然平衡拱，拱內(nèi)礦石因受重力作用而周期性脫落。銅礦略礦自1989年至 2002年應(yīng)用該法在810 ~ 930 m采場累計出礦量 2 450.48萬t,占回采礦量的101.2%。2.2.3充填采礦法

我國先后采用干式、分級尾砂膠結(jié)、全尾砂膠結(jié)、碎石水泥漿膠結(jié)等新工藝與新技術(shù)。最近，我國成功地試驗了一批具有世界先進技術(shù)水平的充填采礦工藝。具有代表性的是:高水全尾砂速凝固化膠結(jié)充填新工藝、高濃度全尾砂自流輸送及泵壓輸送充填新工/ 8

藝、粗粒級水砂充填新工藝、膏體泵送充填工藝與技術(shù)等。其中1994年在金川鎳礦建成了我國第1個膏體泵送充填系統(tǒng)，1999年又在銅綠山礦建成了第2個膏體泵送充填系統(tǒng)。

2.3深部開采

我國除1969年閉礦的石嘴子銅礦外，近年己有一批金屬礦山進入深部開采，即垂直開采深度超過600m以上。例如紅透山銅礦目前開采己進入 900 ~ 1 100 m深度;冬瓜山銅礦礦體埋深達1 000 m,現(xiàn)建成2條超1 000 m豎井正進行深部開采；弓長嶺鐵礦設(shè)計開拓深度一750m,距地表達1 000 m;夾皮溝金礦己有2個坑口工作深度超過600 m, 其中二道溝坑口工業(yè)礦體延深至1 050 m,湘西金礦開拓38個中段，垂深超過850 m。此外，還有壽王墳銅礦、凡口鉛鋅礦、金川鎳礦、乳山金礦等許多礦山，本世紀將進入深部開采。

國內(nèi)深部開采技術(shù):石嘴子銅礦是國內(nèi)深部開采礦山之一，共22個階段，最深達950 m。曾使用各種不同結(jié)構(gòu)的淺孔留礦法，回采厚度1 ~ 35 m、平均6.3 m,平均傾角82°的矽卡巖型銅礦床，后期由于地壓大，上下盤巖石收斂，頂板管理復(fù)雜，以大量礦石損失與貧化而結(jié)束回采作業(yè)?？梢哉f是一座不成功的深部開采礦山。近期己有一批金屬礦山相繼進行深部開采，由于我國目前深部開采技術(shù)水平低，經(jīng)驗不足，因此，在第9個五年國民經(jīng)濟發(fā)展計劃期間，國家把深部開采技術(shù)列入科技攻關(guān)研宄項目，分別在有色金屬礦山的冬瓜山等3座礦山與黃金行業(yè)湘西金礦進行多項目聯(lián)合攻關(guān)，通過研宄與實踐，積累經(jīng)驗，指導(dǎo)其它深部金屬礦床開采。2.4原地溶浸采礦法

原地溶浸采礦是將采、選、冶技術(shù)結(jié)合起來的一種直接從地下提取金屬的開采工藝。鈾、銅、金、銀等20多種金屬礦床都有可能應(yīng)用溶浸采礦。我國原地溶浸采礦技術(shù)于1985年在鈾礦試驗成功，并己建成原地溶浸采鈾礦山。1995年，長沙礦山研宄院在東鄉(xiāng)銅礦進行了國內(nèi)首次井下原地破碎浸銅試驗;1998年北京礦冶研宄總院又在武山銅礦完成了原地浸銅試驗。第3章結(jié)語

本文總結(jié)了我國目前的金屬采礦的方法，這是我國自從50年代以來方法的總結(jié)，我國金屬礦采礦技術(shù)己取得顯著成就, 但總體水平仍然較低,與國際先進水平相比存在較大差距。其突出表現(xiàn)是多數(shù)礦山裝備落后、開采規(guī)模小、勞動生產(chǎn)率低、礦山效益差和礦產(chǎn)資源利用率低。因此,礦山的效率和效益、資源保護性開采和自然環(huán)境保護 ,將在 21 世紀的一定時期內(nèi)成為我國金屬礦山采礦技術(shù)進一步發(fā)展的主要目標。其主要發(fā)展方向則有 :機械化大規(guī)模采礦、深井采礦、溶浸采礦和充填采礦等工藝和技術(shù)。發(fā)展機械化大規(guī)模采礦以解決礦山裝備落后、開采規(guī)模小和勞動生產(chǎn)率低的問題,包括發(fā)展大型露天采礦裝備和大型地下無軌采礦裝備 ,以及高階段深孔采礦法、高分段崩落采礦法和自然崩落采礦法等大規(guī)模地下采礦工藝。發(fā)展深井采礦技術(shù)以適應(yīng)礦床開采向深部轉(zhuǎn)移的需要。發(fā)展溶浸采礦是為了適應(yīng)貧礦資源開采的需要 , 以提高礦山效益。發(fā)展充填采礦技術(shù)則為了充分利用礦產(chǎn)資源 ,實現(xiàn)資源保護性開采和有效地保護環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和采礦技術(shù)條件的進一步復(fù)雜化,還將逐步發(fā)展露天地下聯(lián)合采礦技術(shù)、無爆破采礦技術(shù)、自動化采礦技術(shù)和連續(xù)采礦技術(shù)。

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