第一篇：淺談液態(tài)硝酸銨在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

淺談液態(tài)硝酸銨在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘 要 乳化炸藥已經(jīng)成為我國工業(yè)炸藥的主導(dǎo)產(chǎn)品，隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，對其生產(chǎn)工藝和成本等方面提出了更高的要求。文章淺談了液態(tài)硝酸銨應(yīng)用于乳化炸藥生產(chǎn)后在簡化工藝、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、環(huán)境污染、安全性等方面的社會(huì)效益。關(guān)鍵詞 乳化炸藥 液態(tài)硝酸銨 社會(huì)效益

民用爆炸物品行業(yè)是我們工業(yè)體系中的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是煤礦、采礦、建筑、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的重要支撐，肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的重要使命。工業(yè)炸藥品種繁多，按組成特點(diǎn)可分為銨梯炸藥、硝化炸藥、銨油炸藥、水膠炸藥、乳化炸藥以及其他工業(yè)炸藥。其中乳化炸藥已經(jīng)成為我國工業(yè)炸藥的主導(dǎo)產(chǎn)品，擁有多種品種并且劃分為多種系列，滿足了國內(nèi)各類工程爆破的需要。

隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，對安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)要求不斷提高，以及有限資源的持續(xù)利用，對工業(yè)炸藥的生產(chǎn)工藝和成本等方面提出了更高的要求。為促進(jìn)民用爆炸物品行業(yè)科學(xué)發(fā)展，加快淘汰落后產(chǎn)能步伐，實(shí)現(xiàn)安全發(fā)展、清潔發(fā)展、節(jié)約發(fā)展，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《工業(yè)和信息化部關(guān)于民用爆炸物品行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的指導(dǎo)意見》（工信部安[2010]227號），就民爆行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向、技術(shù)發(fā)展目標(biāo)以及限制和淘汰技術(shù)提出指導(dǎo)意見,其中技術(shù)發(fā)展方向中明確提出“采用液體硝酸銨代替固體硝酸銨制備工業(yè)炸藥”。為符合國家民爆行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展方向精神，近年來，越來越多的民爆企業(yè)開始嘗試使用液態(tài)硝酸銨為原料制備工業(yè)炸藥。本文就液態(tài)硝酸銨在乳化炸藥生產(chǎn)應(yīng)用中的效益進(jìn)行淺談。

一、簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減少作業(yè)人員

利用結(jié)晶硝酸銨為原料制作乳化炸藥，生產(chǎn)廠家利用轉(zhuǎn)運(yùn)車輛將原料結(jié)晶硝酸運(yùn)至生產(chǎn)工房破碎間，再人工將其搬運(yùn)至破碎機(jī)投料口，破帶，投料，由破碎機(jī)破碎到一定程度后通過螺旋輸送機(jī)送入水相罐，加水后加熱攪拌制備成含硝酸銨以及硝酸鈉的水溶液[1]。利用液態(tài)硝酸銨溶液制備乳化炸藥，工業(yè)炸藥生產(chǎn)廠家根據(jù)國家要求直接從硝酸銨儲罐中將硝酸銨溶液輸送到水相罐中配制含硝酸銨以及硝酸鈉的水溶液。制備乳化炸藥生產(chǎn)工藝相比，利用液態(tài)硝酸銨溶液為原料至少減少一次裝卸入庫、二次裝車出庫、二次運(yùn)輸、破料投料、溶解五個(gè)環(huán)節(jié)。

生產(chǎn)工藝的簡化，導(dǎo)致減少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)對應(yīng)的搬運(yùn)人員、轉(zhuǎn)運(yùn)人員、投料人員將不再需求。工信部安〔2012〕301號《關(guān)于提升工業(yè)炸藥生產(chǎn)線本質(zhì)安全生產(chǎn)水平的指導(dǎo)意見》中提升工業(yè)炸藥生產(chǎn)線本質(zhì)安全水平的總體目標(biāo)明確提出“在增強(qiáng)和保證全線安全保障的同時(shí)，最大限度地減少固定工作人員，單條工業(yè)炸藥生產(chǎn)線危險(xiǎn)工房內(nèi)（含配料、制藥、裝藥、包裝、轉(zhuǎn)運(yùn)等工序）操作人員控制在9人以內(nèi)”。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)人員減少符合國家工業(yè)炸藥生產(chǎn)線本質(zhì)安全水平總體目標(biāo)的要求。

二、縮短作業(yè)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率

利用液態(tài)硝酸銨溶液制備乳化炸藥，節(jié)省了固態(tài)硝酸銨轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間以及結(jié)晶硝酸銨加熱攪拌溶解時(shí)間，使得乳化炸藥制備水相溶液的時(shí)間大大縮短，提高了生產(chǎn)效率。

三、降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益

液態(tài)硝酸銨在生產(chǎn)過程時(shí)，利用硝酸和氨中和反應(yīng)生成的產(chǎn)物不需減壓結(jié)晶、脫水，減少了結(jié)晶蒸發(fā)水分這一工序，因此工業(yè)炸藥生產(chǎn)廠家不需要消耗大量的水蒸氣來融化固態(tài)硝酸銨，只需要保溫及升溫過程的蒸汽，從而節(jié)省了鍋爐產(chǎn)生水蒸氣的煤能源的消耗[2]。同時(shí)也節(jié)省了硝酸銨破碎機(jī)、螺旋輸送、硝酸銨溶解攪拌的電力消耗。此外生產(chǎn)環(huán)節(jié)的減少，使人工成本、裝卸費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)都隨之減少。

四、改善生產(chǎn)環(huán)境，減少環(huán)境污染

乳化炸藥生產(chǎn)使用液體硝酸銨后,破料投料造成四處飛揚(yáng)的粉塵不見了,破碎機(jī)震耳欲聾的轟鳴聲消失了,硝酸銨吸潮溶解所形成的濕漉漉的地面也消失了，搬運(yùn)工人和破碎工人與硝酸銨粉塵相吸附的不衛(wèi)生、不安全的生產(chǎn)局面也從此告別歷史了[2]。

除改善了民爆企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，對社會(huì)環(huán)境的污染也減少。工業(yè)炸藥生產(chǎn)殘留的硝酸銨袋通常由回收公司重新洗滌曬干后再做他用。但是大部分回收公司一般都直接在河流中洗滌,把沾在內(nèi)袋里的硝酸銨直接溶解到河里,造成水體富營養(yǎng)化，大大污染環(huán)境。使用液體硝酸銨,避免了包裝袋內(nèi)殘余硝酸銨的浪費(fèi)，同時(shí)減少了環(huán)境污染，可以有效改善目前生態(tài)環(huán)境[2]。

五、減少事故風(fēng)險(xiǎn)，提高安全性

普遍認(rèn)為純凈的高溫液態(tài)硝酸銨或硝酸銨溶液是安全穩(wěn)定的，使用液態(tài)硝酸銨減少了搬運(yùn)、破帶投料等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而縮短了生產(chǎn)作業(yè)人員同危險(xiǎn)品接觸的時(shí)間，提高了安全性。但是液態(tài)硝酸銨溶液中混入雜質(zhì)，特別是氯化物等雜質(zhì)，在相當(dāng)?shù)偷臏囟认乱矔?huì)發(fā)生分解放熱反應(yīng)，高溫液態(tài)硝酸銨與可燃劑接觸時(shí)能迅速發(fā)生燃燒引發(fā)爆炸事故。所以在生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸液態(tài)硝酸銨溶液時(shí)一定按國家相關(guān)規(guī)定，嚴(yán)禁將可燃性或氯離子等雜質(zhì)混入，保證液態(tài)硝酸銨使用安全。

六、總結(jié)

使用液態(tài)硝酸銨溶液生產(chǎn)乳化炸藥，使生產(chǎn)工藝簡化、生產(chǎn)作業(yè)人員縮減、生產(chǎn)成本降低、作業(yè)時(shí)間縮短工作效率提高、事故風(fēng)險(xiǎn)降低安全性能提高，在技術(shù)和安全上是可行的，是符合國家民爆行業(yè)發(fā)展方向的。但是液態(tài)硝酸銨的安全性是相對的，其安全性還有待于更進(jìn)一步的提高。參考文獻(xiàn)

[1]苗濤,劉大維,陳曦.乳化炸藥水相溶液不同制備方式的對比分析.礦業(yè)研究與開發(fā),2014,34(7),96-99.[2]徐德安.液體硝酸銨直接應(yīng)用于工業(yè)炸藥生產(chǎn)的效益分析.爆破器材,2011,40(1),32-34.

第二篇：6.8龍鑫探究自控技術(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用3000字

探究自控技術(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要：介紹了自控技術(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)乳化炸藥

自動(dòng)化控制技術(shù)就是通過計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等，能夠在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行管理、監(jiān)測等工作的綜合性技術(shù)。自控技術(shù)主要解決生產(chǎn)問題，能夠提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)的一致性。在20世紀(jì)60年代西方國家就開始將這樣的技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。在后來的一段時(shí)間經(jīng)過他們的實(shí)踐，在20世紀(jì)70年代開始廣泛使用。后來我國也就開始引進(jìn)西方的先進(jìn)設(shè)備和采用自控技術(shù)，在采用了自控技術(shù)后我國的鋼鐵公司都得到大力的發(fā)展，雖然沒有產(chǎn)生直接的效益，但是加快了生產(chǎn)。所以后來除了很多中小型的企業(yè)沒有用自控化技術(shù)外，其他企業(yè)都將自控化技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中。隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)在我國的工業(yè)發(fā)展有很大的提高，尤其是工業(yè)炸藥收到很多企業(yè)的青睞。

乳化炸藥現(xiàn)在的生產(chǎn)方式有微機(jī)控制、全連續(xù)、全自動(dòng)等形式，自動(dòng)控制是一種提高乳化炸藥品質(zhì)和節(jié)約成本的一種方式。乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)有工業(yè)控制機(jī)、工業(yè)電視、可編程控制器及各種傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等硬件和控制軟件組成。采用先進(jìn)的集散自動(dòng)控制系統(tǒng)，利用工業(yè)控制機(jī)、工業(yè)電視等設(shè)備集中監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)和管理，動(dòng)態(tài)顯示整個(gè)工藝流程和生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，完成數(shù)據(jù)出來等工作。以可編程控制器為核心，控制各個(gè)子系統(tǒng)，如半成品制備、乳化、冷卻、混合等工序，進(jìn)行參數(shù)監(jiān)控、調(diào)節(jié)、超限報(bào)警、故障停機(jī)及自診斷等工作。我國現(xiàn)目前的技術(shù)和發(fā)達(dá)國家還有一定的差距，本文就結(jié)合實(shí)例談?wù)勛钥丶夹g(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用。

一、云山炸藥生產(chǎn)自控系統(tǒng)簡介

整個(gè)控制系統(tǒng)主要由流量控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、故障報(bào)警控制系統(tǒng)等組成。其中上機(jī)位采用工控機(jī)，主要監(jiān)視生產(chǎn)線的運(yùn)行狀況，下機(jī)位進(jìn)行數(shù)據(jù)通信能夠編程控制器和智能儀表。并通過智能儀表將各個(gè)參數(shù)傳到生產(chǎn)過程。利用溫

度、顯示控制系統(tǒng)對溫度傳感器、顯示儀、進(jìn)行控制，當(dāng)溫度較高，或者在計(jì)算機(jī)上顯示出“膠體溫度過高、敏化溫度過高，系統(tǒng)報(bào)警停機(jī)，以保證系統(tǒng)的安全性。

在生產(chǎn)線上安裝監(jiān)控設(shè)備，用來遠(yuǎn)程監(jiān)控。對生產(chǎn)工房所有的炸藥生產(chǎn)工序和關(guān)鍵的設(shè)備安全狀況進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。

二、自控系統(tǒng)在乳化炸藥中的生產(chǎn)應(yīng)用

1.能夠提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本。

2.在產(chǎn)品的質(zhì)量管理方面能夠有強(qiáng)化作用。運(yùn)用自控系統(tǒng)中先進(jìn)的程序可以保證在生產(chǎn)中按照嚴(yán)格的設(shè)計(jì)進(jìn)行執(zhí)行。系統(tǒng)能夠記錄生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，在以后的工作中能夠查閱，作為以后改善技術(shù)的參考資料。

3.能夠加快生產(chǎn)的進(jìn)度，減輕工人的工作量。能夠合理的控制成本，達(dá)到最大利益化。

三、炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用的關(guān)鍵自動(dòng)化技術(shù)

（一）、水相油相流量的配比

在原來的技術(shù)應(yīng)用上，乳化炸藥的藥水和流量的控制方式是采用模擬屏，需要操作人員觀察數(shù)據(jù)才能夠進(jìn)行，是典型的手動(dòng)式監(jiān)控，這種方式存在的缺陷是精度低，現(xiàn)在有了自控技術(shù)的應(yīng)用，控制人員只需要在自控室就能夠完成生產(chǎn)的控制工作。

（二）、中控制系統(tǒng)

中控制系統(tǒng)通過傳感器和儀表采集的參數(shù)和其他控制設(shè)備就能夠?qū)嵤╇S時(shí)控制。中控臺裝有弱電控制按鈕，LED 指示燈，溫度、流量、壓力、電流等顯示調(diào)節(jié)儀表，PLC、打印機(jī)等。通過電腦屏幕可以觀察到現(xiàn)場的圖像以及各種儀表參數(shù)、動(dòng)態(tài)曲線、歷史數(shù)據(jù)等，能夠通過曲線圖像和數(shù)據(jù)分析就能夠看出整個(gè)生產(chǎn)線的現(xiàn)狀。

（三）、安全裝置

安全裝置是生產(chǎn)炸藥中最不可缺少的部分，炸藥生產(chǎn)是相當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)，所以為了保證員工的人生安全，安全裝置必不可少。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)主要由三菱FX2N PLC 綜合控制，周期自檢自身狀態(tài)，當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，能自動(dòng)停機(jī)。

（四）、原料設(shè)備系統(tǒng)

原料制備系統(tǒng)主要是指油相和水相材料是制備，有水相A電子稱、水相B電子稱、、油相A電子稱、油相B電子稱、水相A加水閥、水相B加水閥、復(fù)合蠟放料閥、乳化劑放料閥、高分子放料閥、油相A進(jìn)料閥？油相B進(jìn)料閥、螺旋輸送機(jī)、破碎機(jī)、對應(yīng)的蒸汽閥組成。通過PLC和計(jì)算機(jī)確保水相、油相材料的組成成分準(zhǔn)確，溫度控制在要求范圍內(nèi)，螺旋輸送和破碎機(jī)實(shí)行連鎖控制，只有在啟動(dòng)螺旋輸送機(jī)的情況下，才能啟動(dòng)破碎機(jī)，只有在破碎機(jī)停止后，才能停止螺旋輸送機(jī)。

四、國內(nèi)自控系統(tǒng)在乳化炸藥中的應(yīng)用方式

目前國內(nèi)在生產(chǎn)主要用的乳化炸藥的方式分為4種：

4.1完全手動(dòng)式

它的特點(diǎn)就是設(shè)備和閥門的運(yùn)動(dòng)靠手動(dòng)形式進(jìn)行，生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)值有些需要人工的測定，這樣的工藝方式，乳化炸藥的品質(zhì)不能得到保證，設(shè)備的差，導(dǎo)致裝置不能再最佳狀態(tài)下工作，工人勞動(dòng)量大，原材料的消耗大，產(chǎn)能值小，不能夠進(jìn)行較為復(fù)雜的乳化炸藥生產(chǎn)，生產(chǎn)的成本高，這種方式屬于間斷式，很少有炸藥廠家還在采用。

4.2 半自動(dòng)控制方式

這樣的控制方式的主要特點(diǎn)就是通過變送器將信號送到模擬屏上顯示出來，操作人員運(yùn)用模擬屏觀察屏上顯示的數(shù)據(jù)和閥門的狀態(tài)，進(jìn)行生產(chǎn)的監(jiān)控。操作人員可以通過顯示的數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，用遙控設(shè)備的啟停滿足工藝的要求，但是這種方式導(dǎo)致工人的介入較多，對炸藥的質(zhì)量有一定的影響，工人的工作量大，這種方式是小的乳化性炸藥廠采用的。

4.3PC機(jī)數(shù)據(jù)采集方式

隨著計(jì)算機(jī)不斷的發(fā)展，技術(shù)水平較高的情況下，炸藥制造也用到計(jì)算機(jī)技術(shù)。主要和半自動(dòng)控制方式的區(qū)別是：控制室采用的不再是模擬屏，而是計(jì)算機(jī)將現(xiàn)場的儀表采集數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)的模擬輸入板上，技術(shù)及的顯示屏就會(huì)清楚的顯示出現(xiàn)在的工作情況和運(yùn)行數(shù)據(jù)。并且不需要工人進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)來，計(jì)算機(jī)能夠通過硬盤直接將數(shù)據(jù)保存，還能夠用打印機(jī)打印。這種方式，對設(shè)計(jì)人員的要求

較高，不但要具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，還要具有很好的設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)能力。但是由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)故障是計(jì)算機(jī)死機(jī)，所以后來這種方式被擊中控制系統(tǒng)分布式代替。

4.4分布式控制方式

隨著乳化炸藥的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的乳化炸藥都是采用連續(xù)的生產(chǎn)方式。由于集散式控制方式在上機(jī)位出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生影響的優(yōu)勢就被廣泛的應(yīng)用。集散式自控系統(tǒng)的特點(diǎn)是：從配料到包裝整個(gè)過程都能夠進(jìn)行編程控制，通過智能儀表進(jìn)行現(xiàn)場的設(shè)備控制。

五、國內(nèi)乳化炸藥自控系統(tǒng)的不足

雖然現(xiàn)在在自控技術(shù)的應(yīng)用下，乳化炸藥的發(fā)展非常的迅速，控制系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)在乳化炸藥的生產(chǎn)需求，但是長遠(yuǎn)的發(fā)展上來說，自控技術(shù)還存在著不足：

1.由于乳化炸藥的基質(zhì)屬于高粘度，現(xiàn)在還沒有相對來說比較好的方法來進(jìn)行高粘度乳化基質(zhì)檢測。若是用化學(xué)的方式就需要加入一定的化學(xué)藥品，這種方式存在著一定的誤差，不能夠完全表示基質(zhì)的流量。

2.現(xiàn)在的自控系統(tǒng)還沒有能夠解決檢測小流量的方法。但是我們在加入化學(xué)物品時(shí)，（例如催化劑）它的流量就小，所以這是現(xiàn)在的自控系統(tǒng)需要解決的問題。

3.目前的系統(tǒng)不能夠自動(dòng)的調(diào)節(jié)冷卻水的流量，當(dāng)乳化基質(zhì)發(fā)生變化時(shí)。

4.在線檢測問題，炸藥制造好后，不能對基質(zhì)和炸藥的密度進(jìn)行在線檢測。

總結(jié)：

自控技術(shù)的應(yīng)用在乳化炸藥的生產(chǎn)中有很大的作用。它對乳化炸藥的發(fā)展幫助很大，現(xiàn)在的的乳化炸藥生產(chǎn)比原來的生產(chǎn)更為簡單和安全，隨著科技的發(fā)展，以后的乳化炸藥生產(chǎn)會(huì)操作會(huì)更加方便簡單。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊堅(jiān),任將華,吳智平.自動(dòng)化技術(shù)在炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展[J].科技視

界,2012,25:412-413.[2]楊陽,王越勝,陳強(qiáng).數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程,2009,07:65-67+82.[3]陽俊,邱朝陽,蔣鋒.乳化炸藥生產(chǎn)過程中敏化溫度的模糊PID控制[J].礦冶工程,2012,06:14-16.

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(huì)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(huì)將這類應(yīng)用概括為“計(jì)算機(jī)輔助焊接技術(shù)”（CAW）?，F(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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)有大量的金屬及金屬合金產(chǎn)品面世。金屬的應(yīng)用將會(huì)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。