第一篇：CADCAM技術(shù)最新發(fā)展與應(yīng)用,自己總結(jié)

CAD/CAM技術(shù)最新發(fā)展與應(yīng)用

摘要：本文主要介紹了CAD/CAM的最新發(fā)展、動態(tài)以及應(yīng)用領(lǐng)域。通過分析現(xiàn)階段的現(xiàn)狀，展望了其發(fā)展趨勢。

隨著計算機硬、軟件技術(shù)和其它科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，cad／cam技術(shù)日趨完善，它的應(yīng)用范圍也不斷擴大。今天的cad／cam已廣泛應(yīng)用于數(shù)值計算、工程繪圖、工程信息管理、生產(chǎn)控制等設(shè)計生產(chǎn)的全過程中。它的應(yīng)用行業(yè)已遍及電子、機械、造船、航空、汽車、建筑、紡織、輕工及工程建設(shè)等。由于cad／cam技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，勞動生產(chǎn)率的提高，市場競爭能力的增強產(chǎn)生巨大的影響，因此cad／cam技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用水平已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，在一定程度上能反映出一個國家的綜合實力。

世界cad/cam最新技術(shù)動態(tài)與產(chǎn)品開發(fā)

CAD/CAM(計算機輔助設(shè)計及制造)技術(shù)產(chǎn)生于本世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國家的航空和軍事工業(yè)中,隨著計算機軟硬件技術(shù)和計算機圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速成長起來。1989年美國國家工程科學(xué)院將CAD/CAM技術(shù)評為當(dāng)代(1964-1989)十項最杰出的工程技術(shù)成就之一。三十幾年來CAD技術(shù)和系統(tǒng)有了飛速的發(fā)展,CAD/CAM的應(yīng)用迅速普及。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用已迅速從軍事工業(yè)向民用工業(yè)擴展,由大型企業(yè)向中小企業(yè)推廣,由高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用向日用家電、輕工產(chǎn)品的設(shè)計和制造中普及。而且這一技術(shù)正在從發(fā)達(dá)國家“流向”發(fā)展中國家。

CAD是一個包括范圍很廣的概念,概括來說,CAD的設(shè)計對象有兩大類,一類是機械、電氣、電子、輕工和紡織產(chǎn)品；另一類是工程設(shè)計產(chǎn)品,即工程建筑,國外簡稱AEC(Architecture、Engineering和Construction)。而如今,CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到藝術(shù)、電影、動畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟及社會效益,有著廣泛的應(yīng)用前景。

CAD在機械制造行業(yè)的應(yīng)用最早,也最為廣泛。采用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計不但可以使設(shè)計人員“甩掉圖板”,更新傳統(tǒng)的設(shè)計思想,實現(xiàn)設(shè)計自動化,降低產(chǎn)品的成本,提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市場上的競爭能力；還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè),建立一種全新的設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)管理體制,縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,提高勞動生產(chǎn)率。如今世界各大航空、航天及汽車等制造業(yè)巨頭不但廣泛采用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計,而且投入大量的人力物力及資金進(jìn)行CAD/CAM軟件的開發(fā),以保持自己技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國際市場上的優(yōu)勢。計算機輔助建筑設(shè)計(ComputerAidedArchitectureDesign,簡稱CAAD)是CAD在建筑方面的應(yīng)用,它為建筑設(shè)計帶來了一場真正的革命。隨著CAAD軟件從

最初的二維通用繪圖軟件發(fā)展到如今的三維建筑模型軟件,CAAD技術(shù)已開始被廣為采用,這不但可以提高設(shè)計質(zhì)量,縮短工程周期,還可以節(jié)約2%至5%的建設(shè)投資,而近幾年來我國每年的基本建設(shè)投資都有幾千億元之多,如果全國大小近萬個工程設(shè)計單位都采用CAD技術(shù),則可以大大提高基本建設(shè)的投資效益。CAD技術(shù)還被用于輕紡及服裝行業(yè)中。以前我國紡織品及服裝的花樣設(shè)計、圖案的協(xié)調(diào)、色彩的變化、圖案的分色、描稿及配色等均由人工完成,速度慢、效率低,而目前國際市場上對紡織品及服裝的要求是批量孝花色多、質(zhì)量高、交貨要迅速,這使得我國紡織產(chǎn)品在國際市場上的競爭力不強。采用CAD技術(shù)以后,大大加快了我國紡織及服裝企業(yè)走向國際市場的步伐。

如今,CAD技術(shù)已進(jìn)入到人們的日常生活中,在電影、動畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域大顯身手。電影拍攝中利用CAD技術(shù)已有十余年的歷史,美國好來塢電影公司主要利用CAD技術(shù)構(gòu)造布景,可以利用虛擬現(xiàn)實的手法設(shè)計出人工不可能做到的布景。這不僅能節(jié)省大量的人力、物力,降低電影的拍攝成本,而且還可以給觀眾造成一種新奇、古怪和難以想像的環(huán)境,獲得極大的票房收入。比如美國的《星球大戰(zhàn)》、《外星人》、《侏羅紀(jì)公園》等科幻片以及完全用三維計算機動畫制作的影片《玩具總動員》,都取得了極大的成功。轟動全球的大片《泰坦尼克》應(yīng)用了大量的三維動畫制作,用計算機真實地模擬了泰克尼克航行、沉船的全過程。此外,動畫和廣告制作中也充分利用了計算機造型技術(shù),實質(zhì)上也是一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還被用于各種模擬器及景物的實時漫游、娛樂游戲中。近十年來,在CIMS工程和CAD應(yīng)用工程的推動下,我國計算機輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用越來越普遍,越來越多的設(shè)計單位和企業(yè)采用這一技術(shù)來提高設(shè)計效率、產(chǎn)品質(zhì)量和改善勞動條件。目前,我國從國外引進(jìn)的CAD軟件有好幾十種,國內(nèi)的一些科研機構(gòu)、高校和軟件公司也都立足于國內(nèi),開發(fā)出了自己的CAD軟件,并投放市場,我國的CAD技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。

CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、集成化

集成化是CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的一個最為顯著的趨勢。它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC（生產(chǎn)計劃與控制）等各種功能不同的軟件有機地結(jié)合起來，用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來組織各種信息的提取、交換、共享和處理，保證系統(tǒng)內(nèi)部信息流的暢通并協(xié)調(diào)各個系統(tǒng)有效地運行。國內(nèi)外大量的經(jīng)驗表明，CAD系統(tǒng)的效益往往不是從其本身，而是通過CAM和PPC系統(tǒng)體現(xiàn)出來；反過來，CAM系統(tǒng)如果沒有CAD系統(tǒng)的支持，花巨資引進(jìn)的設(shè)備往往很難得到有效地利用；PPC

系統(tǒng)如果沒有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及時和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為計劃的依據(jù)，訂出的計劃也較難貫徹執(zhí)行，所謂的生產(chǎn)計劃和控制將得不到實際效益。因此，人們著手將CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系統(tǒng)有機地、統(tǒng)一地集成在一起，從而消除“自動化孤島”，取得最佳的效益。

2、網(wǎng)絡(luò)化

21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)將全球化，制造業(yè)也將全球化，從獲取需求信息，到產(chǎn)品分析設(shè)計、選購原輔材料和零部件、進(jìn)行加工制造，直至營銷，整個生產(chǎn)過程也將全球化。CAD/CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化能使設(shè)計人員對產(chǎn)品方案在費用、流動時間和功能上并行處理的并行化產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)；能提供產(chǎn)品、進(jìn)程和整個企業(yè)性能仿真、建模和分析技術(shù)的擬實制造系統(tǒng)；能開發(fā)自動化系統(tǒng)，產(chǎn)生和優(yōu)化工作計劃和車間級控制，支持敏捷制造的制造計劃和控制應(yīng)用系統(tǒng)；對生產(chǎn)過程中物流，能進(jìn)行管理的物料管理應(yīng)用系統(tǒng)等。

3、智能化

人工智能在CAD中的應(yīng)用主要集中在知識工程的引入，發(fā)展專家CAD系統(tǒng)。專家系統(tǒng)具有邏輯推理和決策判斷能力。它將許多實例和有關(guān)專業(yè)范圍內(nèi)的經(jīng)驗、準(zhǔn)則結(jié)合在一起, 給設(shè)計者更全面，更可靠的指導(dǎo)。應(yīng)用這些實例和啟發(fā)準(zhǔn)則，根據(jù)設(shè)計的目標(biāo)不斷縮小探索的范圍，使問題得到解決。

結(jié)語

綜觀先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，可以看到，未來的制造是基于集成化和智能化的敏捷制造和“全球化”、“網(wǎng)絡(luò)化”制造，未來的產(chǎn)品是基于信息和知識的產(chǎn)品。CAD/CAM技術(shù)是當(dāng)前科技領(lǐng)域的前沿課題，它的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法與生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的變化，從而帶動制造業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)產(chǎn)生并必將繼續(xù)產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟效益。

對學(xué)校教育教學(xué)的一點建議

對于如何科學(xué)的設(shè)置課程？

現(xiàn)在的課程設(shè)置，一般都是按照二期課改的要求來進(jìn)行的，這一點無需改動，只是在細(xì)節(jié)上要有所改進(jìn)。各門學(xué)科都很重要，要保證符合二期課改要求的前提下，盡量安排好自修課的使用?？茖W(xué)調(diào)整，松緊結(jié)合，把自習(xí)課課時安排到科目，老師跟班“自習(xí)”，把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，這樣就能時刻了解學(xué)生對本科目的學(xué)習(xí)狀況，有利于及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。從我這兩年以來的新疆班晚自修經(jīng)驗來看，新疆班學(xué)生對自修課教師跟班“自習(xí)”還是很受歡迎的，有問題要問的學(xué)生及時的解決了問題，已經(jīng)掌握的學(xué)生可以有更多時間去復(fù)習(xí)舊知識，預(yù)習(xí)新課等等，是自修課的效率大大提高。我想這個現(xiàn)象能不能在全校都推廣一下呢？

如何科學(xué)地處理好集體備課編制學(xué)案和老師個人備課撰寫教案，形成個人教學(xué)特色的關(guān)系？

集體備課是提高備課質(zhì)量的重要備課形式。它可集思廣益，將個人才智轉(zhuǎn)化為集體優(yōu)勢，共同提高教學(xué)質(zhì)量。集體備課可以統(tǒng)一進(jìn)度；統(tǒng)一教學(xué)目的；統(tǒng)一每一節(jié)課授課的共性內(nèi)容；統(tǒng)一重難點；統(tǒng)一作業(yè)；統(tǒng)一考查等等。它有利于充分發(fā)揮集體智慧，做到知識共享；有利于準(zhǔn)確把握教學(xué)的重難點，整體教學(xué)水平的提高；有利于教研活動的開展；有利于省時、省力，提高工作效率；有利于資料共享，提高教學(xué)質(zhì)量；有利于增進(jìn)老師之間的相互了解，培植一種交流、合作、研究的學(xué)術(shù)氣氛；有利于開發(fā)學(xué)?，F(xiàn)有的教育資源，推廣學(xué)校優(yōu)秀老師的教學(xué)經(jīng)驗，縮短年輕老師的成長周期，節(jié)減學(xué)校培訓(xùn)經(jīng)費。經(jīng)過集體備課編制的學(xué)案是集體智慧的結(jié)晶。但由于每個人的教學(xué)風(fēng)格不同，教學(xué)對象不同，自己對教學(xué)理論、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容的理解不同，可以在集體備課的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二次備課，使自己的教案具有個性化特征，從而使形成自己的教學(xué)特色。這兩者并不矛盾。如何提高教學(xué)有效性？

提高教學(xué)質(zhì)量和效率是教師在教育教學(xué)活動中追求的基本目標(biāo)。教學(xué)有效性就是在教學(xué)活動中，教師采用各種方式和手段，用最少的時間、最小的精力投入，取得盡可能多的教學(xué)效果，實現(xiàn)特定的教學(xué)目標(biāo)，滿足社會和個人的教育價值需求而組織實施的活動。根據(jù)新課程理念，我們認(rèn)為，提高教學(xué)有效性可以采用以下幾種策略：

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1、創(chuàng)建和諧的課堂氣氛

教師應(yīng)善于運用一些策略，創(chuàng)建和諧的課堂氛圍。如多用描述性語言，少用評價性語言；教師應(yīng)對學(xué)生多些激情，讓學(xué)生感覺到老師對自己的重視；教師與學(xué)生之間平等相處，教師不要以權(quán)威自居；教學(xué)中遇到問題時，教師應(yīng)與學(xué)生共同解決，要尊重學(xué)生的看法；處理問題應(yīng)靈活，避免死板、僵化。

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2、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

多數(shù)教師認(rèn)為，教學(xué)就是讓學(xué)生掌握知識、技能，遵循教師講、學(xué)生聽的模式。在教學(xué)中不能關(guān)注每一個學(xué)生的反應(yīng)。實際上，教學(xué)是一個活動變化的過程，師生在此過程中共同建構(gòu)自己的世界。教學(xué)要以學(xué)生為主，以學(xué)生現(xiàn)有的發(fā)展水

平、興趣愛好為出發(fā)點，而不是以教材、預(yù)定的教學(xué)設(shè)計為主。要注重教學(xué)的情意性，使課堂教學(xué)煥發(fā)出活力。

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3、加強教學(xué)的互動性

要想提高教學(xué)的有效性，教師應(yīng)改變以往教師—學(xué)生之間單向的教學(xué)互動，尋求建立一種有效的雙向或多向的師生教學(xué)互動。教師應(yīng)該做的是如何使各種互動方式有效地運行，提高課堂教學(xué)的效率。教師在加強教學(xué)互動性時，應(yīng)注意以下幾個方面：一是在師生互動的過程中，教師的角色不是絕對權(quán)威，不能以尊長的姿態(tài)與學(xué)生交往，而應(yīng)以平等的姿態(tài)加入學(xué)生的交往。二是教師要建立多層次的互動，因為在教學(xué)中的互動是多層次、多方面的，每一方面的層次都會對教學(xué)產(chǎn)生影響，充分利用多層次的教學(xué)互動可以提高教學(xué)的有效性。三是教師在教學(xué)中還要根據(jù)具體情況，靈活地運用教學(xué)的互動性，為提高課堂教學(xué)的有效性提供保證。

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4、加強課堂管理

在空間管理上，教師應(yīng)注重教學(xué)環(huán)境的空間設(shè)計，將每個學(xué)生置于自己的視野范圍內(nèi)。在空間距離上，能夠靈活地與每位學(xué)生順暢交往。學(xué)生的座位不宜安排得過于死板，應(yīng)方便師生、生生之間的互動。在時間管理上，堅持時間效益觀，最大限度地減少時間的損耗；把握最佳時域，優(yōu)化教學(xué)過程；保持適度信息，提高知識的有效性，并提高學(xué)生的專注率。在問題行為管理上，運用先行控制策略，事先預(yù)防問題行為，如要學(xué)生明確行為標(biāo)準(zhǔn)、降低挫折水平、保持建設(shè)性課堂氣氛等；運用行為控制策略，及時終止問題行為，如鼓勵和強化良好行為、運用良好的方法終止問題行為等；運用行為矯正策略，有效轉(zhuǎn)變問題行為，如正確認(rèn)識問題行為，遵守問題矯正原則引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變問題行為等。

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5、教師應(yīng)提高自身的教學(xué)技能

教師應(yīng)做好充分的課前準(zhǔn)備，活化教材。教學(xué)內(nèi)容要貼近生活實際，激起學(xué)生的興趣。在教學(xué)過程中，教師所提的問題應(yīng)具有開放性，讓學(xué)生有充分討論與發(fā)展的空間和時間。對于學(xué)生的回答，教師要及時予以反饋，以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。教學(xué)可借助實物、媒體等增強學(xué)生的體驗。

教學(xué)組織形式應(yīng)趨向多元化，保障師生、生生之間的合作與互動。教師應(yīng)形成自己獨特的教學(xué)風(fēng)格，實施個性化教學(xué)。

如何設(shè)計布置作業(yè)，提高訓(xùn)練的有效性？

在作業(yè)布置上，要設(shè)計合理的作業(yè)，盡量把當(dāng)天所學(xué)知識的重點難點，以作業(yè)的形式讓學(xué)生鞏固；各年級每天的作業(yè)量不超過2小時，杜絕布置機械重復(fù)和大量抄寫的作業(yè)。對于其他教輔上的練習(xí)，要有針對性的挑選習(xí)題，不必要讓學(xué)生對同類型的題目機械重復(fù)，以減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，使學(xué)生不開夜車，保證充分的休

息時間。

如何設(shè)計、編制試卷，提高命題質(zhì)量和測試的針對性和有效性？

考試作為測試學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種手段，有著導(dǎo)向、激勵、反饋和調(diào)控等多方面的功能。對于試卷的設(shè)計，我認(rèn)為應(yīng)從以下幾個方面入手：

1.題型： 繼承創(chuàng)新又多樣化。

對于生物來說，試卷的題型無非就是選擇和填空（大的簡答題跟填空差不多），題型比較死板，應(yīng)該多增加一些開放性的題目，增加試卷的靈活性。

2.份量：據(jù)班而定靈活掌握。

一張生物試卷到底以多少道考題為宜？這沒有統(tǒng)一的客觀標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，以該班大多數(shù)中等程度的學(xué)生能在考試時間內(nèi)基本完成為標(biāo)準(zhǔn)。容易做的考題可以題目數(shù)量適當(dāng)多些，相反，難度較大的試題題目數(shù)量應(yīng)適當(dāng)少些。

3.內(nèi)容： 趣精活創(chuàng)瞻前顧后。

試卷的考查內(nèi)容要具有“趣味性、精練性、靈活性、創(chuàng)新性”四個特征，也就是“趣、精、活、創(chuàng)”四個字。

“百學(xué)趣當(dāng)先”。我們設(shè)計的考題無論從內(nèi)容到形式和結(jié)論，都要體現(xiàn)一個“趣”字。讓學(xué)生在輕松、愉快的考試中解答出來，考題盡量從學(xué)生中來，貼近生活，緊跟時代，語言兒童化，豐富多彩?？碱}要少而精，實而不華?？碱}答案要有自主性、開放性、多元性，讓學(xué)生個性得以張揚；創(chuàng)新性是民族發(fā)展的靈魂，沒有創(chuàng)新就沒有發(fā)展，考題的形式可以由單項練習(xí)變?yōu)榫C合練習(xí)，內(nèi)容由單學(xué)科知識考題變?yōu)槿趨R其他學(xué)科知識的綜合考題。

總體上來說，試卷的考查內(nèi)容要以近段時間所學(xué)的知識為主要考查內(nèi)容，同時兼顧前所學(xué)知識，促使學(xué)生去復(fù)習(xí)鞏固以前所學(xué)知識，也要考慮到以后所學(xué)知識，對學(xué)生學(xué)習(xí)后面章節(jié)知識內(nèi)容起著導(dǎo)學(xué)的作用，也就是考查內(nèi)容要瞻前顧后。

第二篇：光穩(wěn)定劑的應(yīng)用與技術(shù)發(fā)展

光穩(wěn)定劑的應(yīng)用與技術(shù)發(fā)展

摘要：隨著國際工業(yè)的快速發(fā)展，我國光穩(wěn)定劑在工業(yè)產(chǎn)能、產(chǎn)量、品種數(shù)量、國內(nèi)消費量、出口量均有大幅增長。光穩(wěn)定劑可以明顯地延長塑料制品的使用壽命，有效的提高塑料制品的使用價值，具有十分重要的社會和經(jīng)濟價值。本文主要論述了光穩(wěn)定劑的一些應(yīng)用和現(xiàn)今的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。

關(guān)鍵詞：光穩(wěn)定劑、PVC、HALS，UVC。

涂料、塑料、橡膠、合成纖維等制品在日光或強的熒光下，因吸收紫外線而引發(fā)自動氧化，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀和物理機械性能惡化，這一過程稱為光氧化或光老化。而光穩(wěn)定劑可以提高高分子材料的光穩(wěn)定性，能夠防止高分子材料發(fā)生光氧化和光老化，大大延長它們的使用壽命。光穩(wěn)定劑的用量極少、價格高、用途廣泛，目前，在各種塑料制品、纖維、橡膠制品、涂料、油漆粘合劑中，光穩(wěn)定劑是必不可少的添加組分。在汽車部件的塑料化發(fā)展中，對耐候性的要求更高，隨之對光穩(wěn)定劑的需求量也更大。目前，全球光穩(wěn)定劑市場以高于整個塑料助劑市場2%的速度增長。可以預(yù)期，隨著聚合物材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，光穩(wěn)定劑的重要作用將進(jìn)一步顯示出來。

1.光穩(wěn)定劑的類別

常用的光穩(wěn)定劑按其作用機理大致可分為4類，即紫外線吸收劑、猝滅劑、自由基捕獲劑和光屏蔽劑。下面介紹一下這4類光穩(wěn)定劑：

1.1紫外線吸收劑（UVA）

紫外線吸收劑能有效地吸收波長為290-410nm的紫外線，而很少吸收可見光，它本身具有良好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。UVA按化學(xué)結(jié)構(gòu)主要可分為5 類：鄰經(jīng)基二苯甲酮類，如UV一，UV一531等；苯并三哇類，如tjv一P，UV一327，UV一326等；水楊酸醋類，BAD、TBS、OPS等；三嗓類，如紫外線吸收劑三嗦一5等；1/2取代丙烯睛類，如UV一Absorbe：317等。近年來，UVA常作為輔助光穩(wěn)定劑與受阻胺類光穩(wěn)定劑共同使用，尤其在聚烯烴或涂料中更是如此。

1.2猝滅劑

猝滅劑與紫外線吸收劑都是通過轉(zhuǎn)移光能而達(dá)到光穩(wěn)定目的的。猝滅劑是與

塑料材料中因光照而產(chǎn)生的高能量、高化學(xué)反應(yīng)活性的激發(fā)態(tài)官能團發(fā)生作用，轉(zhuǎn)激發(fā)態(tài)官能團的能量。目前，工業(yè)產(chǎn)品中的猝滅劑主要是二價鎳，但由于其分子中含有重金屬鎳，從保護環(huán)境和人體健康的方面考慮，西歐、美國、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已經(jīng)停止使用猝滅劑，目前國內(nèi)猝滅劑產(chǎn)量正逐漸減少，年產(chǎn)量在50t左右，未來應(yīng)該會逐漸限制生產(chǎn)甚至禁止使用[1]。

1.3自由基捕獲劑

這類光穩(wěn)定劑能捕獲高分子中所生成的活性自由基，從而抑制光氧化過程，達(dá)到穩(wěn)定目的。這類光穩(wěn)定劑主要是受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)。HALS自20世紀(jì)70年代由日本首創(chuàng)后，在國際上受到普遍重視，是發(fā)展最快、最有前途的一類新型高效光穩(wěn)定劑。其光穩(wěn)定效率比二苯甲酮及苯并三哇類紫外線吸收劑要高2－3倍。在國際上，HALS平均年需求量增長率為20%-30%。HALS主要是呱咤系、呱嗦系衍生物及咪哇烷酮系衍生物。目前開發(fā)研究較多、市場需求量較大的是呱陡系和呱嗦系HALS。就其開發(fā)特征分類，有高分子量型、反應(yīng)型、多功能型及非堿性型等。HALS有猝滅劑的功能，還能夠分解過氧化物，而自身生成穩(wěn)定的氮氧自由基，氮氧自由基又能消除在氧化過程中生成的大分子游離基和過氧游離基。因此，HALS的使用已使聚合物的紫外光穩(wěn)定性能比先前由UVA或猝滅劑所達(dá)到的穩(wěn)定性能顯著提高了很多。

1.4光屏蔽劑

光屏蔽劑主要是炭黑、鈦白粉和氧化鋅等。隨著納米技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，大幅度提高了光屏蔽劑在塑料制品中的耐光性和耐候性能，如美國杜邦（Dupont）公司新推出的納米級TiO2光穩(wěn)定劑DLS210在農(nóng)用薄膜、化纖織物、戶外塑料和化纖制品等應(yīng)用效果良好[2]。未來的研究方向是全納米TiO2產(chǎn)品的開發(fā)，提高其在聚合物中分散性能及與其他類光穩(wěn)定劑的協(xié)同使用的效果等[3]。

2.國內(nèi)外光穩(wěn)定劑的發(fā)展?fàn)顩r

我國對光穩(wěn)定劑的研究和生產(chǎn)，始于五十年代末期。六十年代時，水揚酸醋類、二苯甲酮類、苯并三哇類和三嚓類都先后有代表性品種研制成功。七十年代有少數(shù)品種曾有小批量生產(chǎn)。例如武漢助劑廠、遼陽石油化工廠生產(chǎn)UV-9，天津力生化工廠生產(chǎn)UV-327。七十年代末，作為高效的猝滅劑—有機鎳絡(luò)合物和新型的受阻胺光穩(wěn)定劑也相繼試制成功。而進(jìn)入八十年代后，發(fā)展變得很快，據(jù)

報導(dǎo)，1980年在吉林省龍縣化工廠建成了年產(chǎn)15噸規(guī)模的三嗓一5的工業(yè)裝置并投產(chǎn)；1984年在鎮(zhèn)江樹脂廠建成了年產(chǎn)10噸的二苯甲酮類UV631的生產(chǎn)裝置。山西省化工研究所和太原溶劑廠協(xié)作研制成受阻胺類光穩(wěn)定劑GW-540，于1985年5月通過年產(chǎn)5噸的中試定。

和國外相比，我國的光穩(wěn)定劑工業(yè)還有很大差距。雖然研究試制成功的品種很多，但工業(yè)化的很少。1979年產(chǎn)量29噸，1980年產(chǎn)量卻達(dá)到了85噸。無論從品種、數(shù)最、質(zhì)量，還是從價格看，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)目前合成材料工業(yè)發(fā)展的需要。我國光穩(wěn)定劑工業(yè)發(fā)展較慢的主要有兩個原因：一是原料不足，缺少化學(xué)中間體；二是研究力量分散，缺少統(tǒng)一規(guī)劃。目前國內(nèi)的某些光穩(wěn)定劑由于質(zhì)量不高、價格昂貴，致使有些用戶不用或盡量少用光穩(wěn)定劑，國內(nèi)主要用戶幾乎全靠進(jìn)口，這些情況應(yīng)該引起我們足夠重視。

3.光穩(wěn)定劑在PVC中的應(yīng)用

PVC是世界五大通用塑料之一，自20世紀(jì)50年代問世以來，人們一直在努力開發(fā)利用這類材料，制造出了軟、硬聚氯乙烯制品。添加適量的光穩(wěn)定劑，可以有效地延長PVC制品的耐候性能。二苯甲酮類和苯并三唑類紫外線吸收劑是常用的光穩(wěn)定劑。而受阻胺型光穩(wěn)定劑是堿性體系，通常認(rèn)為與PVC的相容性很差，其胺基的存在導(dǎo)致PVC在高溫加工過程中更容易脫掉HCL，加速制品的老化。因此，到日前為止，受阻胺型光穩(wěn)定劑尚未在PVC光穩(wěn)定方面得到廣泛應(yīng)用[4]。

3.1在PVC膜中的應(yīng)用

中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在國內(nèi)首先進(jìn)行了受阻胺光穩(wěn)定劑添加于PVC農(nóng)用棚膜的研究工作。將受阻胺光穩(wěn)定劑770、622、GW-540和紫外線吸收劑UV-

9、UV-531單獨或復(fù)合使用，分別與PVC樹脂經(jīng)壓延制成農(nóng)用棚膜，經(jīng)人工模擬氣候加速老化實驗、自然暴露試驗和實際扣棚應(yīng)用，得出的結(jié)論為：一是受阻胺型光穩(wěn)定劑完全可以應(yīng)用于PVC棚膜中，其光穩(wěn)定效果可以同目前在PVC棚膜中普遍應(yīng)用的UV-531和UV-9相媲美；二是將受阻胺光穩(wěn)定劑同紫外線吸收型光穩(wěn)定劑復(fù)配應(yīng)用于PVC棚膜中，雖然不能延長棚膜的使用壽命，但在扣棚應(yīng)用過程中，其防光老化效果優(yōu)于單獨使用的受阻胺型和紫外吸收型光穩(wěn)定劑；三是受阻胺型光穩(wěn)定劑具有防止棚膜發(fā)生“背板效應(yīng)”的作用[5]。

受阻胺類光穩(wěn)定劑不但可以提高光穩(wěn)定效果，而且可以有效地抑制制品的變色。王佩璋等[6]將受阻胺類光穩(wěn)定劑GW-944Z用于PVC型材，經(jīng)紫外燈照射，其抗變色能力略有提高。汽巴精細(xì)化工公司開發(fā)的新型高效光穩(wěn)定劑TinuvinXT可以針對PVC材料的類型及用途進(jìn)行有效的調(diào)整，不易和HCL反應(yīng)，經(jīng)人工老化后制品顏色保持率和力學(xué)性能均有明顯改進(jìn)[7]。美國專利報道[8-10]，低分子量受阻胺Tinuvin770、Tinuvin144與熒光染料用于PVC膜中，以6500W氨弧燈照射100h，制品的顏色保留率比未添加受阻胺時提高數(shù)倍。

葉永成等[11]研究了Tinuvin770、GW540和UV9對PVC農(nóng)用薄膜的光穩(wěn)定性，Tinuvin770、GW540對PVC材料的光穩(wěn)定性可以與傳統(tǒng)的紫外線吸收劑UV9相媲美。汽巴公司為此研發(fā)出了針對PVC防水卷材的受阻胺類光穩(wěn)定劑(Tinuvin XT833)，Tinuvin XT833在對PVC防水卷材的抗紫外老化性能方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的UV531、UV326等紫外線吸收劑[12]。

3.2在PVC硬制品中應(yīng)用

在沖擊改性硬質(zhì)PVC片材(1mm厚)的光穩(wěn)定試驗中，測定黃色指數(shù)增加20個單位的時間，添加0.3%UV-531的樣片為6000h，添加0.3%受阻胺770的樣片大于7500h，添加各0.15%受阻胺770和紫外線吸收劑的樣片大于7500h。這個實驗表明單獨使用受阻胺光穩(wěn)定劑或與紫外線吸收劑復(fù)合使用時的作用效果略優(yōu)于單獨使用紫外線吸收劑。

塑料門窗的變色現(xiàn)象是常見的、多發(fā)的，一般采用在制造型材時加入熒光增白劑和鈦白粉，以提高并保持制品的白度。事實上，熒光增白劑僅提高型材的初始白度，不能長期保持白度。不同型號、不同生產(chǎn)廠家的鈦白粉對型材抗紫外線并保持白度的能力不同。選用純度高的鈦白粉，使用適當(dāng)而又適量的光穩(wěn)定劑，是提高并保持型材白度的根本方法。

3.3紫外線吸收型光穩(wěn)定劑在PVC中的應(yīng)用

紫外線吸收劑在PVC基材中的分布情況對其穩(wěn)定時效也有重要影響。一般認(rèn)為，光穩(wěn)定劑在基體材料中的分布形式是呈一定濃度梯度的。事實上，光穩(wěn)定劑的遷移具有溫度依賴性。當(dāng)材料受到紫外光照射時，基體內(nèi)部會積聚一定的熱量，這種熱量會導(dǎo)致內(nèi)層的穩(wěn)定劑向表層遷移，形成濃度梯度場，不斷地補給表層所散失掉的穩(wěn)定劑，從而減緩材料的老化進(jìn)程。

相比光穩(wěn)定劑的揮發(fā)性，其溶劑的影響在實際應(yīng)用中更為嚴(yán)重。Lamola和Sharp[13-14]發(fā)現(xiàn)：鄰烴基芳簇羰基化合物的光譜及光化學(xué)性質(zhì)和溶劑的性質(zhì)有很大關(guān)系。在極性溶劑，特別是有氫鍵的溶劑中，分子中的一部分氫鍵被拉開，迅速的互變異構(gòu)受到抑制，使穩(wěn)定劑抗紫外老化性能劣化。而目極性溶劑易于溶脹聚合物基材，這樣使紫外線吸收劑隨著極性溶劑滲入PVC中而導(dǎo)致其散失掉。與極性溶劑相比，水對紫外線吸收劑的危害小得多，盡管如此，PVC材料的許多嚴(yán)重危害都是由于材料長期與水接觸引起的。針對紫外線吸收劑7日前存在的問題，高分子質(zhì)量以及帶有反應(yīng)性基團的紫外線吸收劑成為人們研究的重點。

4.光穩(wěn)定劑的開發(fā)趨勢

上世紀(jì)80年代以來光穩(wěn)定劑開發(fā)研究領(lǐng)域非常活躍，其中，受阻胺光穩(wěn)定劑的發(fā)展更為迅速，據(jù)綜合文獻(xiàn)報道，國外光穩(wěn)定劑品種開發(fā)呈現(xiàn)如下趨勢：

4.1受阻胺光穩(wěn)定劑研究獨領(lǐng)風(fēng)騷

受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）不過20年的歷史，但其發(fā)展速度之快不能不令世人矚目。在市場消費方面，HALS已逐步成為光穩(wěn)定劑的主流.就趨勢而言，HALS的開發(fā)研究集中在高分子量化、官能團結(jié)構(gòu)多樣化、低堿性和鍵合型品種開發(fā)等方面。

4.2高分子量化趨勢[15]

與其它助劑一樣，受性能及衛(wèi)生安全等因素的制約，高分子量化亦是光穩(wěn)定劑發(fā)展的主題?？傮w來看，聚合型品種所占比重較大。

4.3多功能化趨勢

一劑多能是塑料助劑開發(fā)應(yīng)用者刻意追求的目標(biāo)，光穩(wěn)定劑的研究亦不例外。實踐證明，將具有吸收紫外線、碎滅激發(fā)態(tài)和捕獲自由基功能的官能團集中在同一分子內(nèi)，使一種助劑同時設(shè)置多道防線不失為提高光穩(wěn)定性能的有效之舉。

4.4反應(yīng)型光穩(wěn)定劑趨向成熟[16]

反應(yīng)型光穩(wěn)定劑分子內(nèi)含有反應(yīng)性基團，它們與聚合物基料能以化學(xué)鍵合的方式結(jié)合起來，因此從根本上解決了添加型光穩(wěn)定劑易揮發(fā)、易遷移損失所造成的持久穩(wěn)定性的不足。反應(yīng)型光穩(wěn)定劑開發(fā)的關(guān)鍵在于應(yīng)用技術(shù)的完善。最近幾年，國內(nèi)外學(xué)者對此作了大量的基礎(chǔ)研究，比較引人注目的表面接技化技術(shù)取得

了突破性進(jìn)展。

5.小結(jié)

隨著科技的進(jìn)步，光穩(wěn)定劑在塑料制品行業(yè)正扮演著一個重要的角色。雖然近年來世界經(jīng)濟的衰退給國內(nèi)制造業(yè)帶來了沖擊，經(jīng)濟衰退還尚未觸底，但光穩(wěn)定劑的開發(fā)研究領(lǐng)域依然活躍，趨勢不錯。相信將來，光穩(wěn)定劑能在制造業(yè)更多方面起到作用，新的更優(yōu)良的光穩(wěn)定劑更多的涌現(xiàn)出來。

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第三篇：電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

摘要：有效的水處理是維持電廠生產(chǎn)工作正常進(jìn)行的基本條件，為了保證電廠鍋爐等熱力設(shè)備的生產(chǎn)效率得以提高，并在此基礎(chǔ)上改善電力生產(chǎn)系統(tǒng)的運行工況，則應(yīng)注意合理選用化學(xué)水處理技術(shù)。在選用化學(xué)水處理技術(shù)時不但需要考慮電廠的實際生產(chǎn)狀況，同時還應(yīng)考慮水處理過程是否符合節(jié)能及環(huán)保要求，以便能夠降低水處理成本及提高電廠的運行效益。

關(guān)鍵詞：電廠 化學(xué)水處理技術(shù) 工藝

水處理工作伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國家行業(yè)的要求，仍然需要在改革中進(jìn)行創(chuàng)新，在繼承中進(jìn)行發(fā)展，需要我們用科學(xué)發(fā)展的眼光、用開拓進(jìn)取的思維模式、用與時俱進(jìn)的工作作風(fēng)進(jìn)行探索和思考，在電廠化學(xué)水處理工藝中，采用全膜分離技術(shù)替代傳統(tǒng)的離子交換處理工藝，完全滿足鍋爐補給水要求，而且解決了傳統(tǒng)工藝存在的一系列問題，并消除酸堿廢液對環(huán)境的污染。我國電廠水的處理還是存在很大的問題的，與先進(jìn)國家相比還是存在很大差距的，在我國社會迅速發(fā)展的今天水處理已是一個需要重視的關(guān)鍵性的問題了，引進(jìn)國外的技術(shù)來發(fā)展是一個趨勢，但是成本偏高則是影響推廣的重要元素，我國電廠處理已發(fā)展幾十年，在有些方面已經(jīng)較完善，但是，還是存在不足需要改進(jìn)的。水處理的發(fā)展是穩(wěn)定的，是需要進(jìn)一步結(jié)合我國國情研究發(fā)展的。

一、電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展

水處理質(zhì)量及效率可對電廠的日常生產(chǎn)效率產(chǎn)生非常重要的影響，隨著電力能源需求量的不斷增加，對于化學(xué)水處理效率及質(zhì)量也提出了更高的要求。電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢具有以下三種特征：水處理設(shè)備的布置趨于集中化。傳統(tǒng)的水處理步驟較多，所采用的設(shè)備種類及處理系統(tǒng)也較為繁雜，這就會給水處理工作帶來生產(chǎn)分散及管理不便等問題。目前，多數(shù)電廠的水處理流程已經(jīng)得到了優(yōu)化，點狀、松散及平面的設(shè)備布置形式也逐漸被集中、立體及緊湊的布置形式所代替。如此一來不但能夠集中管理處理設(shè)備及相應(yīng)的水處理工作，同時還可以提高水處理效率與質(zhì)量。水處理方式趨于節(jié)能化與環(huán)保化。在采用化學(xué)方法進(jìn)行水處理時，或多或少會添加一些化學(xué)藥品，隨著環(huán)保觀念及意識的增強，盡量使用無污染的化學(xué)藥品成為了水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。水處理流程趨于自動化。傳統(tǒng)水處理系統(tǒng)中主要使用模擬盤對生產(chǎn)流程進(jìn)行控制，在機械化自動控制技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，PCL自動控制技術(shù)也逐漸取代了模擬盤控制技術(shù)。

二、電廠化學(xué)水處理技術(shù)

（一）循環(huán)水處理技術(shù)。在發(fā)電廠中對循環(huán)水進(jìn)行有效處理可以提高水的利用率，降低生產(chǎn)成本，使電廠經(jīng)濟效益達(dá)到最大化。同時對水進(jìn)行循環(huán)使用，可以減少廢水排放量，這對環(huán)境也有一定好處?，F(xiàn)在我國許多發(fā)電廠都在大力研發(fā)穩(wěn)定水質(zhì)技術(shù)和冷卻水循環(huán)使用技術(shù)，該技術(shù)是提高水處理技術(shù)的重點內(nèi)容。我國在循環(huán)水濃度研發(fā)方面同發(fā)達(dá)國家一直存在著差距，因此當(dāng)前我國發(fā)電廠在水處理上的重點就是提高冷卻水的循環(huán)使用率，減少二次污染，提高經(jīng)濟效益。

（二）廢水處理技術(shù)。我國電廠在廢水處理處理技術(shù)上缺乏創(chuàng)新，多數(shù)發(fā)電廠在廢水處理模式上都是套用寶鋼電廠的技術(shù)。即先將全部廢水集中到一起，然后再將廢水進(jìn)行分步處理。一般對于污水處理時采用PH調(diào)整、曝氣氧化以及混凝澄清等工藝。但由于污水的水質(zhì)較為復(fù)雜，水成分變化較大，所以采用此種處理方法進(jìn)行水處理難度較大，同時在一定程度上也會影響對水的回收及再次利用。隨著技術(shù)的發(fā)展，兩相流固液分離技術(shù)出現(xiàn)在人們的視線中，并逐漸被人們應(yīng)用在電廠污水處理中。利用該技術(shù)對污水進(jìn)行處理時，要注意的是加藥混凝要一次性完成，并且要在一組設(shè)施內(nèi)連續(xù)完成絮凝、澄清、污泥濃縮等一系列過程，這樣就可以使水中的雜物可以在同一設(shè)施中分離開來。該處理方法不但可以改善水質(zhì)，同時也增加了廢水回用率，提高了經(jīng)濟效益。

（三）全膜分離技術(shù)。超濾（UF）超濾膜是一種利用壓力除去水中膠體、顆粒和相對分子量大的活性膜?？繅毫︱?qū)動，屬于多孔膜上的機械截留，分離范圍為大分子物質(zhì)、病毒、膠體等。而采用全膜分離技術(shù)正好克服了傳統(tǒng)水處理技術(shù)的缺陷，具有以下優(yōu)點：膜分離設(shè)備的運動部件少，設(shè)備緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，維修和操作簡便，容易實現(xiàn)自動控制。產(chǎn)水品質(zhì)高、性能穩(wěn)定、能連續(xù)生產(chǎn)。膜分離過程可在常溫下進(jìn)行，工作環(huán)境安全，無酸堿排放，無污染。膜分離效率高，耗能低，設(shè)備體積小，占地少。

（四）鍋爐爐水處理技術(shù)。在發(fā)電廠中對鍋爐爐水的處理一直都是采用磷酸鹽對其進(jìn)行處理，該技術(shù)已經(jīng)處于成熟期，在全球都已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)在之前之所以能夠得到廣泛應(yīng)用，主要原因就是古老的鍋爐設(shè)備內(nèi)壁參數(shù)較低，長時間在存在鈣鎂離子的水中浸泡容易形成大量污垢，如果在鍋爐爐水中加入一些磷酸鹽含量較高的水，那么就可以除去鍋爐爐水中的鈣鎂離子，這樣就會降低鍋爐爐水的硬度。因此，利用磷酸鹽較高的水對鍋爐爐水進(jìn)行處理，不但具有除垢效果，同時也具有較強的防腐效果。但近年來隨著鍋爐參數(shù)的提高，酸性腐蝕逐漸成了腐蝕鍋爐的主要“力量”?，F(xiàn)在發(fā)電廠的一些高參數(shù)鍋爐水處理都使用了二級除鹽法，這樣可以確保鍋爐爐水中不存在硬度成分，磷酸鹽在水處理中的作用也由處理硬度成分轉(zhuǎn)變成了對PH進(jìn)行調(diào)節(jié)以及防腐。所以，近幾年人們又提出了平衡磷酸鹽處理以及低磷酸鹽處理法。采用低磷酸鹽處理方法一般要將磷酸鹽的密度控制在0.4mg/L左右，由于鍋爐爐水中硬度不同可以適當(dāng)?shù)貙α姿猁}密度進(jìn)行調(diào)整，但不論鍋爐爐水硬度多高，磷酸鹽的濃度都不得高于3mg/L。平衡磷酸鹽處理法原理是：在爐水能進(jìn)行硬度反應(yīng)的前提下，最大程度降低爐水中磷酸鹽的濃度。在爐水中可以有低濃度的NaOH，其作用是對爐水的PH進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保PH值在9.2-9.5之間。

三、結(jié)束語

我國的電廠化學(xué)水處理技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國家相比無論是化學(xué)處理的科研研究水平，還是電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展速度上都存在巨大的差異，應(yīng)該在今后的電廠化學(xué)水處理工作中，利用好已經(jīng)成型的經(jīng)驗和組織結(jié)構(gòu)，通過向先進(jìn)電廠化學(xué)水處理技術(shù)的不斷學(xué)習(xí)，進(jìn)而實現(xiàn)電廠化學(xué)水處理技術(shù)的不斷提升，為電廠的電能生產(chǎn)提供更為穩(wěn)定和高質(zhì)量的用水。

第四篇：CADCAM課程設(shè)計總結(jié)

《CAD/CAM技術(shù)訓(xùn)練》總結(jié)

CAD/CAM技術(shù)訓(xùn)練課程設(shè)計是材料成型CAD/CAE、材料成型CAM在模具設(shè)計與制造方面應(yīng)用重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生對兩門課程的基礎(chǔ)知識、原理、分析方法的綜合運用和全面訓(xùn)練。其目的是進(jìn)一步提高學(xué)生應(yīng)用軟件進(jìn)行模具設(shè)計的重要手段。通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生具有模具設(shè)計、成型分析及數(shù)控加工的思想和分析能力，培養(yǎng)學(xué)生使用CAD/CAE/CAM的基本技能，如造型、分模、成型分析、格式轉(zhuǎn)換、模型預(yù)處理、自動編程等，使學(xué)生能夠結(jié)合工程實際設(shè)計一般復(fù)雜程度的模具并能對主要零件進(jìn)行數(shù)控加工自動編程操作。

在本次課程實訓(xùn)過程中，指導(dǎo)教師認(rèn)真負(fù)責(zé)指導(dǎo)、學(xué)生努力工作，最終圓滿的完成了本次教學(xué)任務(wù)，取得了較好的效果。對本課程設(shè)計總結(jié)如下：

1.教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備。指導(dǎo)教師根據(jù)本教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的和大綱要求，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行甄選并反復(fù)進(jìn)行討論，選取的具有代表性的典型產(chǎn)品，做到難易適中，工作量飽滿并能全面訓(xùn)練和考核學(xué)生基本知識與技能的掌握與運用。

2.教學(xué)指導(dǎo)的過程。準(zhǔn)確的對學(xué)生講解教學(xué)內(nèi)容，并制定了詳細(xì)可行的指導(dǎo)計劃，針對整體問題進(jìn)行整體答疑，統(tǒng)一輔導(dǎo)，安排機動時間針對學(xué)生個別問題有針對性的進(jìn)行解答。

3.最終成績評定。本課程設(shè)計的成績由平時成績（30%），答辯成績（30%），與課程設(shè)計說明書與圖紙繪制情況（40%）綜合評定獲得。

通過本次設(shè)計，學(xué)生重新梳理了所學(xué)的相關(guān)課程理論知識，增強了信心，提高了自主學(xué)習(xí)能力。設(shè)計中，老師給予學(xué)生充分的自由度，使他們充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力和想象力，在復(fù)雜的思考過程中不斷地否定自己的設(shè)計，不斷改進(jìn)，不斷完善。在本次設(shè)計中還是存在一定不足，主要表現(xiàn)在設(shè)計中有的學(xué)生缺乏積極主動性；個別學(xué)生表現(xiàn)出專業(yè)知識的不扎實，此外部分學(xué)生課程設(shè)計說明書格式不規(guī)范，圖紙繪制欠規(guī)范等。

材料加工工程系

2014.12.25

第五篇：無線光通信技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用

無線光通信技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用

一、無線光通信技術(shù)發(fā)展歷史

光在空氣中直接傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q之為無線光通信。也就是利用激光束作為信道在空間（近地或外太空）中直接進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息雙向傳送的一種技術(shù)。又稱為“自由空間光通信”（Freespace opticalunicanon）或虛擬光纖（VirtualFiler）。無線光通信的出現(xiàn)比無線電通信要早得多。在兩千七百年前的周幽王時代，就有了利用烽火臺通信的方法。這是人類最早利用無線光通信的典型方式。后來，雖然人類社會的文明程度和科學(xué)技術(shù)得到了很大的提高，但是簡單的利用光傳遞信息的方式仍然在廣泛使用，例如紅黃綠交通信號燈、旗語等。不論是烽火臺，還是交通紅綠燈、旗語，它們都是利用大氣來傳播可見光，由人眼來接收。這些都是非常原始的無線光通信方式。其后許多年，無線光通信幾乎沒有什么太大的發(fā)展。

盡管如此，人們?nèi)匀粵]有對無線光通信失去興致。以發(fā)明電話而著名的貝爾，在1876年發(fā)明了電話之后，就想到利用光來通電話。1880年，他利用太陽光作光源，大氣為傳輸媒質(zhì)，用硒晶體作為光接收器件，成功地進(jìn)行了光電話的實驗，通話距離最遠(yuǎn)達(dá)到了213m。1881年，貝爾宣讀了一篇題為《關(guān)于利用光線進(jìn)行聲音的產(chǎn)生與復(fù)制》的論文，報導(dǎo)了他的光電話裝置。在貝爾本人看來：在他的所有發(fā)明中，光電話是最偉大的發(fā)明。這被認(rèn)為是近代無線光通信的開始。1930年至1932年間，日本在東京的日本電報公司與每日新聞社之問實現(xiàn)了3 6kn，的無線光通信，但在大霧大雨天氣里效果很差。第二次世界大戰(zhàn)期間，無線光電話發(fā)展成為紅外線電話，因為紅外線肉眼看不見，更有利于信息保密。

利用光在大氣中傳送信息方便簡單，所以人們開始研究的光通信都是這種方式。但是光在大氣中的傳送要受到氣象條件的很大限制，比如在遇到下雨、下雪、陰天、下霧等情況，信號傳輸受到很大阻礙。此外，太陽光、燈光等普通的可見光源，都不適合作為通信的光源，因為從通信技術(shù)上看，這些光都是帶有“噪聲”的光。也就是說，這些光的頻率不穩(wěn)定、不單一，光的性質(zhì)也很復(fù)雜。因此，要用光來通信，必須找到高強度的、可靠的光源。在此后的幾十年中，由于這項關(guān)鍵技術(shù)沒有得到解決，無線光通信就一直裹足不前。也正因此，貝爾的光話始終沒有走上實用化的階段。

1960年7月8日，美國科學(xué)家梅曼發(fā)明了紅寶石激光器，從此人們便可獲得性質(zhì)與電磁波相似而頻率穩(wěn)定的光源。激光器的發(fā)明對無線光通信的研究工作產(chǎn)生了重大的影響。研究現(xiàn)代化無線光通信的時代也從此開始。20世紀(jì)60年代后，隨著人們對通信的要求變得越來越強烈，無線光通信獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。許多實驗室用氫-氖氣體激光器做了傳送電視信號和20路電話的實驗。也有的公司制成了語言信道試驗性通信系統(tǒng)，最大傳輸距離為600米。到70年代初無線激光通信己進(jìn)入應(yīng)用發(fā)展階段。然而1970年半導(dǎo)體激光器和低損耗光纖這兩項關(guān)鍵技術(shù)的重大突破，使光纖通信開始從理想變成可能，這立即引起了各國電信科技人員的重視，他們競相進(jìn)行研究和實驗。1977年，世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國芝加哥市投入商用，速率為45Mb/s。這也同時標(biāo)志著無線光通信的研發(fā)開始轉(zhuǎn)向外太空光通信，近地的無線光通信工作幾乎停滯。20世紀(jì)90年代后期，隨著全光接入網(wǎng)的發(fā)展，對固定無線應(yīng)用的關(guān)注和對高速率的要求，無線光通信技術(shù)因其具有獨到的優(yōu)勢，在固定無線寬帶接人技術(shù)中，能為寬帶接人的快速部署提供一種靈活的解決方案，又得到了極大的關(guān)注。其應(yīng)用范圍己從軍用和航天逐漸邁人民用領(lǐng)域，技術(shù)也在得以逐步完善。

二、基本工作原理

1880年，貝爾的光電話用弧光燈或者太陽光作為光源，光束通過透鏡聚焦在話筒的震動片上。當(dāng)人對著話筒講話時，震動片隨著話音震動而使反射光的強弱隨著話音的強弱作相應(yīng)的變化，從而使話音信息調(diào)制在光波上。在接收端，裝有一個拋物面接收鏡，它把經(jīng)過大氣傳送過來的載有話音信息的光波反射到硅光電池上，硅光電池將光能轉(zhuǎn)換成電流。電流送到聽筒，就可以聽到從發(fā)送端送過來的聲音了。這是無線光通信的基本工作原理?，F(xiàn)代無線光通信設(shè)備的每一端分別包括專用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、激光收發(fā)器、線路接口、電源、機械支架等部分組成。一些廠商的設(shè)備還包括伺服機構(gòu)、監(jiān)控裝置、微波備份及遠(yuǎn)程管理軟件等部分。

激光收發(fā)器的光源主要采用LD和LED，其中的LD多采用鋁砷化鉀二極管、DFB，接收器主要采用PIN或APD。

三、技術(shù)優(yōu)勢與劣勢

1、技術(shù)優(yōu)勢 相對于常用的數(shù)字微波、銅纜數(shù)字用戶線、光纖等其他幾種接入方式，無線光通信主要優(yōu)勢有：①良好的安全保密性，由于激光的高指向性使它的發(fā)射光束極窄，方向性很好。通常激光光束的發(fā)散角都在毫弧度，甚至微弧度數(shù)量級，因此具有數(shù)據(jù)傳遞極高的保密性。②無微波頻段的許可證，因為無線光通信的工作頻段在350THz，設(shè)備間無射頻信號干擾前無需申請頻率使用許可證。③運營成本相對低廉，由于無須進(jìn)行昂貴的管道工程鋪設(shè)和維護，使得其造價約為光纖通信工程的五分之一。④架設(shè)迅速無線光通信架設(shè)、組網(wǎng)速度快，只須在通信節(jié)點上進(jìn)行設(shè)備安裝，工程建設(shè)以小時或天為計量單位，尤其適合作為光纖通信的應(yīng)急故障后備及臨時構(gòu)造大容量的通信鏈路。重新撤換部署也很方便。⑤透明的傳輸協(xié)議對于任何傳輸協(xié)議均可容易的迭加，電路和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都可透明傳輸。⑥設(shè)備尺寸小，由于光波的波長短，在同樣功能情況下，光收發(fā)天線的尺寸比微波、毫米波通信天線尺寸要小許多，同時功耗小，體積小，重最輕。⑦信息容量大，光波作為信息載體可輕易傳輸高達(dá)10Gb/s的數(shù)據(jù)。目前已經(jīng)商用無線激光設(shè)備，最高速率已達(dá)2 5Gb/s。實驗室里最高傳輸速率已達(dá)160Gb/s。

2、技術(shù)劣勢

當(dāng)然，無線光通信也有其固有的劣勢：①天氣影響通信質(zhì)量天氣因素尤其是大霧、沙塵暴等所引起的光的色散、漫反射將極大影響光通信的質(zhì)量。②通信距離受限目前用于近地的民用無線光通信的設(shè)備所能達(dá)到的距離受人眼安全的發(fā)射功率、成本、數(shù)據(jù)速率、天氣條件等的限制，一般為100m-5kmm，延長傳輸距離也可以通過建立中繼站的方法。③只能在視距范圍內(nèi)建立通信鏈路兩個通信節(jié)點之間視距范圍內(nèi)必須無遮擋。對于中間存在障礙物而不可直視的兩點之間的傳輸，可以通過建立一個中繼站實現(xiàn)連接。④安裝點的震動影響樓頂搖晃、振動可能會影響兩個節(jié)點之間的激光對準(zhǔn)，使通信質(zhì)量下降甚至?xí)簳r中斷。⑤意外因素可能使通信鏈路中斷如飛鳥等障礙物經(jīng)過鏈路空問，通信可能會瞬間中斷。

總之，由于無線光通信設(shè)備固有的特點，在眾多接入方式中具有比較明顯的優(yōu)勢。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

與傳統(tǒng)的租用線路比較，無線光通信綜合了光纖通信與微波通信的優(yōu)點，根據(jù)其最大優(yōu)勢（寬帶寬）與最大劣勢（短距離），定位在城域接入網(wǎng)、交換機和移動基站等設(shè)備的連接、閉路監(jiān)視系統(tǒng)、廣播電視信號的單、雙工的傳輸中使用?？梢院莒`活的接人數(shù)據(jù)、話音、視頻業(yè)務(wù)。其益處在于長期費用的節(jié)約和對數(shù)據(jù)吞吐能力的增長。目前的主要應(yīng)用場合包括：①對于特殊要求的線路進(jìn)行冗余備份以及應(yīng)急時鏈路和意外恢復(fù)：在突發(fā)的自然或人為意外災(zāi)害中，原有通信線路被破壞，難以立即恢復(fù)時，或者在一些特殊地方發(fā)生突發(fā)事件，需要應(yīng)急通信，采用無線光通信進(jìn)行快速的部署。②提供室內(nèi)外、臨近局域網(wǎng)之間的互連互通：當(dāng)分布在兩座樓宇之間的辦公室需要建立一條企業(yè)內(nèi)部通信鏈路，受價格、帶寬、線路資源等因素和其他通信方式不能較好地解決時，采用無線光通信就可快速解決。③解決綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)（FSN）接入的“最后一公里”：對智能小區(qū)的寬帶接入，大企業(yè)Intmnet的互連，校園網(wǎng)的互連，大客戶的寬帶接入等提供一種快速靈活的方案，可提供2Mb／s～2.5Gb／s的帶寬。④在不具備接入條件或帶寬不足時提供高效的接入方案：在通信鏈路跨越高速公路、鐵路、河流、峽谷、海灣或擁擠的城區(qū)時，由于地理條件的限制無法敷設(shè)光纖線路時，采用無線光通信可以有效解決。⑤用于移動通信蜂窩網(wǎng)基站與交換中心的互聯(lián)。⑥用于一些大型集會如運動會、展覽會、慶祝會等需要快速建立一些臨時鏈路用于現(xiàn)場通信的場合。

五、結(jié)束語

無線光通信填補了受頻率資源許可、價格、帶寬等限制的無線通信方式與受地形、建網(wǎng)時間等特殊限制的光纖通信方式之間的空白。在一些情況下可以解決其他方式無法解決的問題?？梢造`活、快速地以較小的投資建立寬帶通信鏈路。因此，在調(diào)查和了解使用過程中的不同條件和要求如傳輸?shù)木嚯x、速率、誤碼率、可通率以及當(dāng)?shù)氐镍B群和氣象條件如降雨、雪、霧、沙塵的天數(shù)及程度等情況下，可以充分考慮利用無線光通信的方式組阿，迅速建立一個有效覆蓋且能夠為用戶提供端到端的綜合接入服務(wù)能力的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。