第一篇：利用數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航儀功能的論文
以前，人們?nèi)ツ切┞吠据^遠(yuǎn)的陌生地方，都需要不斷地問路，如果問不到正確的方向和路徑就糟糕了。導(dǎo)航儀的出現(xiàn)有效地解決了這個(gè)難題，不但能指明目的地所在位置，而且能計(jì)算提供前往目的地的最快捷路徑，大大方便了我們的出行。
我們知道現(xiàn)在大多數(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，都是通過實(shí)時(shí)接收美國GPS衛(wèi)星發(fā)送的定位信號(hào)，并通過不斷的地圖計(jì)算實(shí)時(shí)準(zhǔn)確指明我們所設(shè)定的目的地路徑和距離，從而實(shí)現(xiàn)其導(dǎo)航這個(gè)功能。但是，在我們?nèi)业亩啻纬鲂袑?dǎo)航儀使用過程中，我發(fā)現(xiàn)它還存在一個(gè)最大的缺點(diǎn)：不能實(shí)時(shí)判斷我們將經(jīng)過的道路的擁堵情況，只能簡單根據(jù)導(dǎo)航儀系統(tǒng)內(nèi)所存放的固定（經(jīng)驗(yàn)）數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑計(jì)算和引導(dǎo)。這個(gè)缺點(diǎn)在一些城市交通高峰時(shí)間路段和高速公路發(fā)生交通事故、意外擁堵時(shí)，表現(xiàn)得尤為突出。也就是說，現(xiàn)在的導(dǎo)航系統(tǒng)并非最智能，還是存在著缺陷，主要就是不能判斷將要通過的道路情況實(shí)時(shí)提供擁堵路徑的解決方案。
我的想法是改變導(dǎo)航儀目前只單向接收定位衛(wèi)星信號(hào)的這個(gè)模式，把導(dǎo)航儀、GPS衛(wèi)星以及城市里或公路上存在的wifi、3g信號(hào)基站結(jié)合起來。做到雙向或多向的數(shù)據(jù)信號(hào)交換，實(shí)現(xiàn)地面交通數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、擁堵路段避讓、最優(yōu)路徑調(diào)整三位一體的導(dǎo)航方式。它的主要想法和功能實(shí)現(xiàn)步驟是：1、所有的導(dǎo)航儀在進(jìn)行導(dǎo)航時(shí)都不斷發(fā)送自己目前所在位置的信息給導(dǎo)航公司；2、導(dǎo)航公司根據(jù)每個(gè)導(dǎo)航儀所發(fā)信息能夠計(jì)算出實(shí)時(shí)道路擁堵的情況；3，每個(gè)導(dǎo)航儀根據(jù)導(dǎo)航公司發(fā)布的道路擁堵情況進(jìn)行目的地路徑的重新調(diào)整。它其實(shí)就是一個(gè)智能的交通情況采集辨認(rèn)系統(tǒng)，相當(dāng)于把每個(gè)導(dǎo)航儀都變成一個(gè)信息采集器：比方根據(jù)同一路段的二臺(tái)以上導(dǎo)航儀行進(jìn)速度同時(shí)減慢或停頓，就可以判定該路段已出現(xiàn)擁堵，如果定位信息一直不停變化，就代表這個(gè)地區(qū)很流暢。
人類的智慧是無限的，我希望人類以后能用更高的科技來發(fā)明更先進(jìn)，更好的導(dǎo)航。
第二篇：留言板回復(fù)功能實(shí)現(xiàn)
第8周留言板回復(fù)功能實(shí)現(xiàn)
日期：4-20 課程名稱：asp網(wǎng)站制作 課時(shí)數(shù)：2 教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)與技能：通過URL和表單傳值實(shí)現(xiàn)回復(fù)功能
過程與方法：留言板回復(fù)功能操作。
情感與價(jià)值觀：通過小實(shí)例的制作和完成激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 教學(xué)重點(diǎn)：留言回復(fù)操作 教學(xué)難點(diǎn)：傳值的理解
教法：講授、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，分組教學(xué) 教學(xué)過程：
一、回顧：用戶權(quán)限設(shè)置
留言板設(shè)置不同用戶權(quán)限，對(duì)不同的用戶有不同的操作。一般用戶只能發(fā)表留言，管理員可以對(duì)留言刪除、回復(fù)。
用戶權(quán)限修改以后，message表中的字段也要做相應(yīng)改變，添加回復(fù)字段“m_reply”
二、留言回復(fù)頁面制作
留言顯示頁面的刪除和回復(fù)，是對(duì)權(quán)限為管理員的用戶才能有的操作，所以需要通過判斷權(quán)限來控制。
1、在登陸時(shí)用session保存權(quán)限
2、在顯示頁面判斷權(quán)限并且要傳遞m_id參數(shù)過去
三、回復(fù)功能制作
要實(shí)現(xiàn)刪除功能，需要有回復(fù)頁面?zhèn)鬟fm_id和回復(fù)內(nèi)容m_reply到后臺(tái)，再進(jìn)一步完成的是訪問數(shù)據(jù)庫，更新相應(yīng)的記錄的m_reply字段。所選記錄的依據(jù)，就是m_id，由index.asp傳遞到reply.asp再傳遞到mreply index.asp
reply.asp
mreply.asp
四、總結(jié)
1、用戶權(quán)限設(shè)置，數(shù)據(jù)庫設(shè)置
2、session內(nèi)建對(duì)象
3、參數(shù)傳遞
4、回復(fù)功能實(shí)現(xiàn)
第三篇：基于XML的Web數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
龍?jiān)雌诳W(wǎng) http://.cn
基于XML的Web數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
作者：王振輝
來源：《現(xiàn)代電子技術(shù)》2010年第20期
第四篇：基于網(wǎng)格安全的XML數(shù)據(jù)交換技術(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)
摘要：網(wǎng)格是在互連網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來并得到應(yīng)用的。伴隨著互連網(wǎng)開放性所帶來的信息安全問題日趨嚴(yán)重，用于網(wǎng)格中數(shù)據(jù)交換的安全需求也越來越重要。分析了基于可擴(kuò)展標(biāo)記語言XML的數(shù)據(jù)交換的安全需求，介紹了xML安全服務(wù)中加密和簽名的標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)xML數(shù)據(jù)交換的請(qǐng)求，響應(yīng)機(jī)制，給出了XML數(shù)據(jù)交換的加密和簽名機(jī)制及實(shí)例。關(guān)鍵詞：網(wǎng)格可擴(kuò)展標(biāo)記語言加密簽名網(wǎng)格概述
網(wǎng)格是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來的，他將地理位置上分散的資源集成起來，從而建立起一種構(gòu)筑在國際互連網(wǎng)上的新型計(jì)算平臺(tái)。通過網(wǎng)格，人們能獲得諸如計(jì)算機(jī)、集群、計(jì)算機(jī)池、儀器、存儲(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)、軟件等各種資源、功能和服務(wù)。使人們共享計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源及其他資源。
有了這種以現(xiàn)有的國際互連網(wǎng)為基礎(chǔ)建立的滿足人們對(duì)資源更高共享需求的計(jì)算機(jī)平臺(tái)，人們就能實(shí)現(xiàn)跨組織、跨管理域的管理資源，并為網(wǎng)格應(yīng)用提供全方面的資源共享接口，實(shí)現(xiàn)分布資源的有效集成，提供共享各種資源的手段，從而提高資源的利用率，滿足人們對(duì)廣域范圍內(nèi)各種資源的共享需求。
在網(wǎng)格環(huán)境下，人們不僅能向網(wǎng)格發(fā)出請(qǐng)求資源消息，由網(wǎng)格接收請(qǐng)求并做
出響應(yīng)，而且客戶提出的請(qǐng)求能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)資源工作。多個(gè)請(qǐng)求能向多個(gè)服務(wù)器請(qǐng)求連接。客戶程式資源能被其他客戶請(qǐng)求作為資源使用。網(wǎng)格的目的是無論地理位置的遠(yuǎn)近、設(shè)備類型的異同，都能為用戶提供統(tǒng)一且簡單的共享網(wǎng)格資源的環(huán)境。為達(dá)到網(wǎng)格的目的，需要建立相應(yīng)的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)。最簡單的一種就是由分布式資源、網(wǎng)格系統(tǒng)及網(wǎng)格用戶組成的三層結(jié)構(gòu)(如圖1)。底層是網(wǎng)格的物理層，他是分布式網(wǎng)格資源的集合，是建立網(wǎng)格的基礎(chǔ)。頂層是網(wǎng)格的應(yīng)用層，他是應(yīng)用分布式網(wǎng)格資源的集合，是網(wǎng)格應(yīng)用的基礎(chǔ)。網(wǎng)格系統(tǒng)在物理層和應(yīng)用層的中間，將用戶和資源聯(lián)系起來提供透明的使用，以支持全方位的資源共享。網(wǎng)格系統(tǒng)提供的功能就是應(yīng)用層的需求，他直接影響著網(wǎng)格所要達(dá)到的目的。
網(wǎng)格是個(gè)開放、動(dòng)態(tài)、異構(gòu)、分布的系統(tǒng)，要想將互連網(wǎng)上分布的各種已接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備及將要接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備有機(jī)地集成，不是簡單的連通問題。網(wǎng)格要為用戶和應(yīng)用提供訪問使用資源的統(tǒng)一接口。他要對(duì)不同的物理資源進(jìn)行不同層次的抽象，使不同的模塊協(xié)調(diào)起來；定義好各模塊的關(guān)系、模塊間進(jìn)行交互的協(xié)議及相應(yīng)的方法和規(guī)則。網(wǎng)格是以原有的國際互連網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建的，需要已有的一些協(xié)議和規(guī)范作為支持。圖2所示為支持國際互連網(wǎng)的各網(wǎng)格協(xié)議的層次。H1TP、FTP、SMTP都是網(wǎng)格協(xié)議的傳輸載體，同時(shí)也都是網(wǎng)格建設(shè)的基礎(chǔ)。無論網(wǎng)格的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)怎么，從用戶的角度來看，他的確只是個(gè)網(wǎng)格接口。通過這個(gè)接口，用戶向網(wǎng)格發(fā)送請(qǐng)求和接收來自網(wǎng)格的信息。網(wǎng)格接口就是要定義實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的協(xié)漢，采用相同協(xié)議的雙方要能夠相互理解對(duì)方的含義。在協(xié)議中還要指明數(shù)據(jù)表示格式和數(shù)據(jù)內(nèi)容的具體含義。XML就是適合網(wǎng)絡(luò)上使用的一種數(shù)據(jù)交換語言，他已在網(wǎng)格領(lǐng)域得到廣泛使用。2 XML的運(yùn)用
目前網(wǎng)格上最常用的數(shù)據(jù)交換表示形式中最重要和最常用的就是XML。XML是SGML的一個(gè)子集，以結(jié)構(gòu)化的方式描述各種類型的數(shù)據(jù)。他允許文件制作人員創(chuàng)建新的標(biāo)記，以便更準(zhǔn)確地描述數(shù)據(jù)。XML幾乎能描述所有領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。他用嚴(yán)格的嵌套標(biāo)記表示數(shù)據(jù)信息，特別適合在國際互連網(wǎng)的多點(diǎn)數(shù)據(jù)交換環(huán)境下使用。
XML本身是可擴(kuò)展的，只規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的語法。XML是能創(chuàng)建行業(yè)詞匯和應(yīng)用的語言，其文件的基本語法由W3C創(chuàng)建文件定義的XML模式所規(guī)定。在XML文件中所有開始標(biāo)記都必須有對(duì)應(yīng)的結(jié)束標(biāo)記，并且這種標(biāo)記有元素和屬性兩種類型。元素由起始標(biāo)記、數(shù)據(jù)和結(jié)束標(biāo)記三部分組成，如：123<／data>就是個(gè)元素。而屬性是修飾成分，由屬性名后跟一個(gè)等號(hào)加屬性值的形式構(gòu)成，用來描述元素的某些性質(zhì)。屬性必須有一個(gè)屬性值。例如：<數(shù)據(jù)編號(hào)=“56789”>我的數(shù)據(jù)<，數(shù)據(jù)>就是個(gè)有屬性的，其中“編號(hào)”是屬性，“56789”是屬性值。
在網(wǎng)格環(huán)境下，由于XML文件的結(jié)構(gòu)化和可讀性，XML數(shù)據(jù)經(jīng)常作為公文或流程數(shù)據(jù)，以合作的形式流轉(zhuǎn)，因此還需要用加密和簽名來確保基于XML的數(shù)據(jù)交換活動(dòng)中信息的安全性。XML語言的安全是網(wǎng)格上信息交換的基礎(chǔ)。為保障XML數(shù)據(jù)交換的安全性，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織W3C提出了一系列XML安全服務(wù)的新標(biāo)準(zhǔn)，為以XML作為數(shù)據(jù)交換載體的應(yīng)用提供安全性保障。這些標(biāo)準(zhǔn)包括：XML加密(XML Encryption)、XML數(shù)字簽名(XML Sigllature)、XML密鑰管理規(guī)范(XKMS)、XML訪問控制標(biāo)記語言(XACML)等。
XML語言的搜索是明確的、無二義性的。在交換敏感信息時(shí)，發(fā)信方及收信方必須建立安全的通信機(jī)制。為確保安全性，在使用XML交換數(shù)據(jù)時(shí)，需要在數(shù)據(jù)上使用加密及簽名技術(shù)。
2．1 XML加密機(jī)制
XML加密(XML Encryption)是對(duì)XML文件中的全部數(shù)據(jù)或其中部分元素進(jìn)行加密。對(duì)同一文件的不同部分，可采用不同的密鑰進(jìn)行加密，將同一個(gè)XML文件分別發(fā)給不同的接收者后，接收者只能訪問擁有權(quán)限的那部分信息。XML加密語法的核心元素是EncryptedData元素，該元素和EncrypledKey元素一起用來將加密密鑰從發(fā)送方傳送到已知的接收方，他描述了一個(gè)加密數(shù)據(jù)包含的所有信息。加密時(shí)，EncryptedData元素替換XML文件加密版本中的該元素或內(nèi)容。當(dāng)加密的數(shù)據(jù)是任意數(shù)據(jù)時(shí)，EncryptedData元素可能成為新XML文件的根，或成為一個(gè)子元素。當(dāng)加密整個(gè)XML文件時(shí)，EncryptedData元素則成為新文件的根。
在加密過程中，對(duì)于經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)，只有指定的接收者才能從中還原出密碼本身。XML加密定義了一些元素：EncryptionMethod子元素使用URI惟一標(biāo)識(shí)中所采用的加密算法，目的是確保通信雙方能在加密算法上保持一致。KeyInfo子元素表達(dá)了加密時(shí)所使用的密鑰信息，他能根據(jù)通信雙方的約定，記錄密鑰名稱、密鑰值、數(shù)字證書，甚至獲得密鑰轉(zhuǎn)換方法的描述，從而確保密鑰的安全性。CipherData子元素標(biāo)記為被加密的數(shù)據(jù)。EncryptionProperties子元素能用來描述加密數(shù)據(jù)和密鑰的附加信息，如時(shí)間戳、加密序列號(hào)。發(fā)送者創(chuàng)建符合以上結(jié)構(gòu)的EncryptedData元素發(fā)給接收者；接收者能根據(jù)從EneryptedData元素中得到的解密所需的加密算法、參數(shù)和密鑰信息，正確地解密信息。
2．2 XML簽名機(jī)制
XML簽名標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)所有數(shù)據(jù)類型提供完整性、消息認(rèn)證、簽名認(rèn)證等服務(wù)。XML簽名的主要目的是確保XML文件內(nèi)容沒有被篡改，對(duì)來源的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。XML簽名是使用XML應(yīng)用研發(fā)工具實(shí)現(xiàn)的，而不是使用專用軟件。簽名時(shí)可直接對(duì)XML內(nèi)容進(jìn)行處理。
Signature是XML簽名的元素，描述傳輸一個(gè)數(shù)字簽名的完整信息。SigzaedInfo子元素記錄被簽署的原始信息。CanoniclizationMethod子元素使用URI惟一標(biāo)識(shí)。該數(shù)字簽名采用XML的數(shù)據(jù)算法，他是正確解析XML數(shù)據(jù)簽名的前提。因?yàn)閄ML數(shù)字簽名對(duì)SignedInfo子元素的字節(jié)流進(jìn)行運(yùn)算處理時(shí)，采用Canoniealization使XML簽名適應(yīng)各種文件系統(tǒng)和處理器在版式上的差異，使XML簽名適應(yīng)XML文件可能遇見的各種環(huán)境。SignatureMethod元素記錄的是簽名所采用的算法。Reference子元素指定的是摘要算法和摘要值。經(jīng)過運(yùn)算的Signedlnfo子元素記錄在SignedValue中。Keylnfo子元素是接收者用來得到有效簽名的密鑰信息。接收者能根據(jù)Signature元素包含的信息確定數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。
2．3 XML數(shù)據(jù)交換安全中實(shí)現(xiàn)加密、簽名的實(shí)例 XML作為實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)信息交換和提高異構(gòu)系統(tǒng)之間互操作性的最佳解決方案而被提出，這極大地促進(jìn)了數(shù)據(jù)交換應(yīng)用的發(fā)展。而基于XML強(qiáng)大的可擴(kuò)展性而提出的XML安全服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，使得能在考慮XML數(shù)據(jù)信息交換的安全控制問題上，完全采用基于XML標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)，繼承XML的靈活性和可擴(kuò)展性。圖3給出一個(gè)安全的XML數(shù)據(jù)交換請(qǐng)求/響應(yīng)流程。
在安全處理模塊中，操作的對(duì)象是根據(jù)訪問請(qǐng)求生成的原始XML文件，因此能采用XML加密規(guī)范和XML簽名規(guī)范進(jìn)行安全處理。首先，對(duì)其中包含的敏感信息元素采用特定的加密算法加密，或采用非對(duì)稱密鑰體系的公鑰進(jìn)行加密。加密時(shí)，首先將算法信息和密鑰信息放在
作為一個(gè)開放的平臺(tái)，由于資源的共享性和互操作性，互連網(wǎng)也面臨著各種各樣的安全威脅，如信息竊取、惡意欺騙、偽裝、非法修改及各種擾亂破壞等。隨著XML技術(shù)的廣泛應(yīng)用和深入發(fā)展，在開放環(huán)境下進(jìn)行XML數(shù)據(jù)交換，確保信息的安全性是XML應(yīng)用順利開展的首要條件。XML數(shù)據(jù)經(jīng)常作為公文或流程數(shù)據(jù)，以合作的形式流轉(zhuǎn)，因此需要有加密和簽名來支持。依據(jù)XML語言自身具有的結(jié)構(gòu)化特征，XML文件同時(shí)也具有結(jié)構(gòu)化和可讀性，通過對(duì)加密機(jī)制和簽名機(jī)制的運(yùn)用，能確保XML數(shù)據(jù)交換活動(dòng)中信息的安全性。XML的安全機(jī)制為確保網(wǎng)格資源的安全共享提供了保障。
第五篇：功能材料論文
納米復(fù)合涂層的研究進(jìn)展
摘要：綜述了納米復(fù)合涂層的制備工藝,包括熱噴涂、納米復(fù)合鍍、納米粘結(jié)粘涂技術(shù)、納米復(fù)合涂料技術(shù)等;介紹了納米復(fù)合涂層在提高材料力學(xué)性能、耐腐蝕性、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面的性能研究,探究了納米復(fù)合涂層在科技界和產(chǎn)業(yè)界的應(yīng)用。展望了納米復(fù)合涂層的發(fā)展、關(guān)鍵詞：納米復(fù)合涂層;制備;性能;研究進(jìn)展 自從八十年代初，德國科學(xué)家提出納米晶體材料概念以來，世界各國科技界和產(chǎn)業(yè)界對(duì)納米材料產(chǎn)生了濃厚的興趣和廣泛的關(guān)注，到了90年代，國際上掀起了納米材料制備和研究的高潮。納米材料具有特殊的結(jié)構(gòu)和處于熱力學(xué)上極不穩(wěn)定的狀態(tài)，表現(xiàn)出有別于傳統(tǒng)材料的不同性能，正是由于納米材料這種獨(dú)特的效應(yīng)，從而使納米材料具有一系列優(yōu)異的功能特性。隨著相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究的不斷深入和相關(guān)技術(shù)的不斷完善，納米材料科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)入應(yīng)用研究階段。納米材料的合成與成形技術(shù)的發(fā)展和成熟，尤其是納米材料與表面技術(shù)的結(jié)合，對(duì)于納米材料和表面納米技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化起著至關(guān)重要的推動(dòng)作用[1-3]。
納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或它們作為基本單元構(gòu)成的材料[1]。由于量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)等,使納米材料在力學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能、熱學(xué)性能等方面與傳統(tǒng)的固體材料有許多不同的特殊性質(zhì),成為當(dāng)今材料科學(xué)的前沿和一個(gè)開拓性的新領(lǐng)域,有著極為廣泛的應(yīng)用前景[2]面工程是21世紀(jì)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。表面工程是由多個(gè)學(xué)科交叉、綜合而發(fā)展起來的新興學(xué)科,它的最大優(yōu)勢是能夠以多種方法制備優(yōu)于本體材料性能的表面功能涂層,賦予零件防腐蝕、耐磨損、抗疲勞、防輻射等性能[3]，納米材料與傳統(tǒng)的表面涂層技術(shù)相結(jié)合,可得到納米復(fù)合涂層。納米復(fù)合涂層是由兩相或兩相以上的固態(tài)物質(zhì)組成的薄膜材料,其中至少有一相是納米相,其他相可以是納米相,也可以是非納米相[4]。納米復(fù)合涂層集中了納米材料的優(yōu)異特性,因而具有更好的性能,可以在更廣闊的領(lǐng)域應(yīng)用。
納米復(fù)合涂層的制備
1納米熱噴涂技術(shù)熱噴涂技術(shù)是材料表面強(qiáng)化與保護(hù)的重要技術(shù),它在表面技術(shù)中占有重要地位。熱噴涂是利用一種熱源將噴涂材料加熱至熔化或半熔化狀態(tài),并通過氣流吹動(dòng)使其霧化并高速噴射到基材表面,以形成噴涂層的表面加工技術(shù)〔’〕。納米微粒用于熱噴涂技術(shù)中備的納米復(fù)合涂層與傳統(tǒng)涂層相比,在強(qiáng)度、韌性、耐蝕、耐磨、熱障、抗疲勞等方面有顯著改善,而且部分涂層可以同時(shí)具有多種性能
制備納米復(fù)合涂層的熱噴涂方法包括超高速火焰噴涂、真空等離子噴涂、雙絲電弧噴涂等。李春福困等研究了對(duì)A1T3粉(納米1A20。與ITOZ混合物,ITO:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%)在等離子噴涂中的應(yīng)用,將經(jīng)過超聲乳化的納米微粒與A1T3粉末混合,攪拌均勻,在適宜的溫度下燒結(jié),制成適于等離子噴涂用,利用此粉制備的納米復(fù)合涂層的流平性能好,元素分布均勻,通孔率減小,涂層殘余應(yīng)力降低,結(jié)合力提高,內(nèi)部微裂紋減小,涂層耐磨、耐蝕性能明顯提高。丁紅燕等川將分散好的納米1A20。與F102粉(鎳、鉻、硼、硅自熔性合金粉)進(jìn)行球磨混合制備了混合粉,再利用氧乙炔焰熱噴焊工藝制備了納米IAZ03作為彌散增強(qiáng)相的納米復(fù)合涂層,納米微粒在涂層中分散均勻,涂層的耐磨性明顯增強(qiáng)。tSewart等「`習(xí)用高速火焰噴涂(Hvo)F制得了WC一co納米復(fù)合涂層,在涂層組織中可以觀察到,納米微粒散布非晶態(tài)C。相中,結(jié)合良好,涂層顯微硬度明顯增加。Kear等〔9」對(duì)涂層硬度增加的原因作了進(jìn)一步解釋。PilaS等[’oJ也利用HvoF制備了ere一NICr納米復(fù)合涂層,并對(duì)其力學(xué)和摩擦性能進(jìn)行了研究,納米微粒在涂層中分布均勻,涂層的顯微硬度和彈性性質(zhì)顯著提高,耐磨性增加 用熱噴涂技術(shù)所得到的納米復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度、硬度、耐磨和耐蝕性等都較傳統(tǒng)涂層高,拓寬了這種技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。但如納米微粒在涂層的分布、涂層致密度的提高及如何制備優(yōu)良的納米結(jié)構(gòu)涂料等問題還需要進(jìn)一步研究。2.物理氣相沉積技術(shù)
蒸發(fā)和濺射是真空物理鍍膜的兩種主要工藝，其沉積物的全部或部分由物理手段直接提供：前者使鍍料通過熱蒸發(fā)而獲得，即蒸發(fā)鍍膜；后者是由離子轟擊靶材獲得，即濺射鍍膜。產(chǎn)生濺射效應(yīng)的離子來源于工作氣體放電，主要是輝光放電。從靶材濺射出來的粒子具有較高的動(dòng)能，有利于提高涂層的附著力和致密度[4]。濺射鍍膜的研究可追溯至19世紀(jì)中。20世紀(jì)50年代，隨著高頻濺射技術(shù)的突破，濺射鍍膜得到了迅速發(fā)展，現(xiàn)有兩極濺射、三極濺射、反應(yīng)濺射、磁控濺射、雙離子濺射和中頻濺射等多種沉積工藝。1964年，Mattox在前人研究的基礎(chǔ)上推出離子鍍系統(tǒng)，用于在金屬底材上鍍制耐磨和裝飾等用途的涂層[6]。離子鍍是指鍍膜與離子轟擊膜層同時(shí)進(jìn)行的物理氣相沉積技術(shù)。離子轟擊可以改善膜層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度，改善膜層的結(jié)構(gòu)(例如細(xì)化晶粒和提高致密度)和性能。事實(shí)上，離子鍍是以蒸鍍和濺射這兩種PVD技術(shù)為基礎(chǔ)，再加上離子轟擊而衍生的次級(jí)技術(shù) 3.離子鍍技術(shù)
目前，工業(yè)應(yīng)用的離子鍍技術(shù)主要是以蒸鍍?yōu)榛A(chǔ)的陰極電弧離子鍍[7]。通過以靶材(鍍料)作為陰極，真空室作為陽極并接地，進(jìn)行弧光放電?；」夥烹妰H在陰極(靶材)表面的弧斑處進(jìn)行，其溫度高達(dá)8000~40000K。高溫下弧斑噴出的物質(zhì)有電子、離子、原子和液滴。其中，離子占30%~90%。將工件加上例如100~200V負(fù)偏壓，吸引離子向工件方向運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)離子鍍。電弧離子鍍?cè)?0世紀(jì)80年代在美國實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并沿用至今。最近采用脈沖偏壓技術(shù)，導(dǎo)致鍍膜過程遠(yuǎn)離平衡態(tài)特性，有利于提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度，降低內(nèi)應(yīng)力。這種技術(shù)具有沉積速度快、附著力強(qiáng)、適合工業(yè)化生產(chǎn)等許多優(yōu)點(diǎn)，但最大的問題在于靶材噴出的液滴會(huì)影響涂層的表面光潔度和均勻性。1985年，Window等在研究濺射技術(shù)時(shí)，提出增大普通磁控濺射陰極的雜散磁場，從而使等離子體范圍擴(kuò)展到基體附近的非平衡磁控濺射陰極[8]。普通磁控濺射陰極的磁場將等離子體緊密地約束在靶面附近，基體(工件)附近的等離子體很弱，只受到輕微的離子和電子轟擊。而非平衡磁控濺射陰極的磁場可將等離子體擴(kuò)展到遠(yuǎn)離靶面處，使基體浸沒其中。這有利于以磁控濺射為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)離子鍍，并使磁控濺射離子鍍與陰極電弧蒸發(fā)離子鍍處于競爭和互補(bǔ)的狀態(tài)。英國TeerCoatings公司從20世紀(jì)90年代開始推出非平衡磁控濺射離子鍍的一系列設(shè)備，用于研發(fā)和生產(chǎn)[9-10]。與電弧離子鍍相比，濺射離子鍍克服了涂層表面粗糙的難題，而且在涂層化學(xué)組分上更易于控制和調(diào)節(jié)，是目前較為新穎的一種硬質(zhì)涂層合成技術(shù)。利用離子鍍技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的硬質(zhì)涂層有TiN系列(包括TiC和TiCN等)硬膜、TiAlN抗高溫氧化膜、CrN耐磨耐腐蝕膜、ZrN高溫高強(qiáng)膜以及類金剛石DLC)和MoS2固體潤滑膜等，它們已廣泛用于刀具、模具和機(jī)械零部件等領(lǐng)域[11-13]。這些硬涂層的硬度一般為15~30GPa(注：純金剛石硬度為100GPa，石英為10GPa)。由于單一涂層材料往往難以滿足提高綜合性能的要求，因此涂層成分將趨于多元化、復(fù)合化。例如TiN系列硬質(zhì)膜正向納米多層膜發(fā)展，其中包括TiN/TiCN、TiN/TiAlN和TiN/CrN等納米多層膜。另一種類型是碳系列硬質(zhì)膜及其復(fù)合涂層，包括DLC、CNx及其多層復(fù)合涂層。此外，還有TiN系膜與碳系硬質(zhì)膜的復(fù)合涂層(如TiN/CNx)等。納米多層涂層具有可控的一維周期結(jié)構(gòu)，交替沉積的單層膜厚度一般不超過5~15nm。一般認(rèn)為，納米多層涂層的高硬度主要是由于層內(nèi)或?qū)娱g位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻所致。進(jìn)一步的研究表明，納米多層涂層的性能與涂層的周期膜厚有很大關(guān)系[14]，當(dāng)在形狀復(fù)雜的刀具或零件表面沉積納米多層膜時(shí)，很難均勻控制各層的膜厚，同時(shí)在高溫工作環(huán)境下，各層間的元素相互擴(kuò)散也會(huì)導(dǎo)致涂層性能下降。
納米復(fù)合涂層的性能研究
力學(xué)性能
納米粒子的加人對(duì)于傳統(tǒng)涂層力學(xué)性能有很大的改善。納米微粒作為彌散相分布在涂層中,增強(qiáng)了涂層與基體間的結(jié)合,提高了涂層的耐磨性。納米iToZ分散在iN一P鍍液中利用化學(xué)鍍制備的納米復(fù)合鍍層,鍍層的硬度大于80HV,硬度的增加提高了鍍層的高溫抗氧化能力。利用電沉積的方法,將納米iN微粒加入到SIC中,在納米微粒添加到3%時(shí),復(fù)合涂層的顯微硬度較傳統(tǒng)涂層提高了2倍[31] 蔣斌等[32]利用電刷鍍技術(shù)制得的納米SiO2/Ni復(fù)合涂層的抗疲勞性得到很大的提高,在不同的作用力下,納米復(fù)合涂層的抗疲勞性能都比未添加納米微粒時(shí)增加;經(jīng)過退火處理后,涂層的抗疲勞程度更高。張而耕等人[33〕向PsP中分別加人納米級(jí)SiO2和微米級(jí)SiO2,對(duì)兩種復(fù)合涂層的力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比果表明,納米復(fù)合涂層的附著力和耐沖擊性都較微米級(jí)粒子的好,耐沖蝕磨損性能也有很大的提高,約為普通涂層的26倍,沖蝕磨損后涂層表面較為光滑,無裂紋和凹坑。將改性的納米微粒加入熱處理過的聚合物中,由于聚合物結(jié)晶度的改變及改性納米微粒的作用,提高了納米復(fù)合涂層的耐沖擊性和熱穩(wěn)定性【34】，納米SiO2對(duì)環(huán)氧樹脂的改性也有顯著效果,添加納米微粒之后,復(fù)合涂層的拉伸強(qiáng)度提高了26%,無缺口沖擊強(qiáng)度提高了30%[35〕。iN納米微粒添加到聚氨酷中,復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)減小,耐磨性提高[’36〕。環(huán)氧樹脂與聚醋的混合物經(jīng)過納米Al2O3的改善,在納米微粒添加到8%時(shí),沖擊強(qiáng)度較未加納米微粒的混合物及純環(huán)氧樹脂分別增加了110%、400%,拉伸強(qiáng)度則分別增加了4%、165%;同時(shí),涂層的介電性和耐熱性也得到提高[37] 光、電、磁學(xué)性能
無機(jī)材料TiO2:、ZnO等具有很強(qiáng)的光催化功能,可利用紫外線或日光將有機(jī)物氧化為CO2和水。將納米TiO2:添加于涂料中,制成光催化涂料,利用陽光分解環(huán)境污染物,達(dá)到減少污染、保護(hù)環(huán)境的目的利用TiO2:的透明性、紫外線吸收性,將納米TiO2:金屬閃光材料與鋁粉顏料或珠光顏料等混合用在涂料中,能產(chǎn)生隨角異色效應(yīng),可制作汽車金屬閃光面漆,這種漆還具有極強(qiáng)的附著力和耐酸堿性能,在高檔汽車涂料、商標(biāo)印刷油墨、特種建筑涂料等具有很大的應(yīng)用市場
納米復(fù)合涂層因納米微粒的導(dǎo)電性可制成抗靜電材料。諸如納米微粒Fe2O3、TiO2、Cr2O3、ZnO等具有半導(dǎo)體特性的氧化微粒制成具有良好靜電屏蔽性能的涂料,而且可以調(diào)節(jié)顏色。在化纖品中加人金屬納米微?？梢越鉀Q其靜電問題,提高安全性[[38] 米金屬微粒具有較大的比表面,而且具有較好的吸收電磁波的特性,利用這個(gè)特性可以開發(fā)納米隱身涂料。納米磁性材料特別是類似鐵氧體的納米磁性材料加人涂料中,既有優(yōu)良的吸波特性,又有良好的吸收和耗散紅外線的性能,加之相對(duì)密度小,在隱身方面的應(yīng)用有明顯的優(yōu)越性。采用單磁疇針狀微粒制備的納米復(fù)合涂層,具有單磁疇結(jié)構(gòu),高矯頑力,用它做磁性記錄材料可以提高記錄密度,提高信噪比。納米復(fù)合涂層的應(yīng)用
近年來，不少研究機(jī)構(gòu)采用PVD(包括磁控濺射)技術(shù)制備納米復(fù)合涂層，例如nc-TiN/a-Si3N4、nc-TiN/BN和nc-TiAlN/a-Si3N4等。初步研究結(jié)果顯示，納米復(fù)合涂層在金屬加工特別是干切削中有良好的應(yīng)用前景。納米復(fù)合涂層技術(shù)之所以能夠起到這種重要作用，根本原因在于材料的納米尺寸效應(yīng)，即當(dāng)晶粒尺寸進(jìn)入納米尺度范圍(<10nm)時(shí)，物質(zhì)顯示出與常規(guī)材料截然不同的特性(例如超高硬度)[16-17]。納米復(fù)合涂層及其在干切削加工中的應(yīng)用是目前高性能刀具的研究開發(fā)熱點(diǎn)。硬質(zhì)涂層的應(yīng)用可減小刀具與工件的摩擦，降低刀具在切削中的磨損，延長刀具的使用壽命。此外，高精度數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用和普及，綠色制造理念的提出，各種高硬度、高韌性的難切削材料的加工，使干切削技術(shù)愈來愈受到重視，同時(shí)也對(duì)刀具涂層技術(shù)及涂層材料提出了更高要求。而納米復(fù)合涂層的發(fā)展順應(yīng)了現(xiàn)代機(jī)械加工對(duì)高效、高精度、高可靠性和環(huán)保的需求。迄今為止，納米涂層在制造業(yè)上的應(yīng)用已初見成效[18]。例如，瑞士Platit公司利用LARC?(LateralRotatingARC-Cathodes)技術(shù)開發(fā)的新一代nc-TiAlN/a-Si3N4納米復(fù)合涂層以及其他納米多層膜，其高溫硬度十分突出[19-20]；德國CemeCon公司推出了新的納米結(jié)構(gòu)(Supernitrides)涂層[21]，這類涂層將硬質(zhì)涂層的抗磨損性能及氧化物涂層的化學(xué)穩(wěn)定性結(jié)合起來，在應(yīng)用中表現(xiàn)出極佳的熱穩(wěn)定性；Balzers和Teer等公司在硬質(zhì)涂層表面上再鍍上固體潤滑納米涂層如WC/C和MoS2/Ti，發(fā)現(xiàn)刀具的干切削效能得到進(jìn)一步提高[22-23]。結(jié)論
將納米材料與表面涂層技術(shù)相結(jié)合制備出的納米復(fù)合涂層較傳統(tǒng)涂層有更大的優(yōu)越性。納米復(fù)合涂層均勻、結(jié)構(gòu)致密,有更好的力學(xué)性能如耐磨性、硬度、抗氧化性和耐腐蝕性等。利用納米材料的不同性質(zhì),在其他領(lǐng)域中,納米復(fù)合涂層也展示其誘人的前景,利用納米微粒光催化作用制備的納米復(fù)合涂層用于室內(nèi)、醫(yī)院及某些公共場合可以產(chǎn)生很好的抗菌、殺菌及自清潔功能;納米微粒特有的吸波能力,使得復(fù)合涂層廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、軍艦等武器裝備上；利用納米復(fù)合涂層中納米微粒對(duì)環(huán)境的敏感性,可望制備出小型化、多功能、低能耗傳感器,如紅外線傳感器、壓電傳感器、光傳感器等。用分子自組裝技術(shù)已經(jīng)制備了很好的雙疏性單分子膜,具有很好的摩擦學(xué)性能〔43,〕;將TiO2納米線與聚合物單體在玻璃片上用浸涂法成膜,再用紫外光照射引發(fā)原位聚合,得到TiO2:納米線彌散在高聚物的納米復(fù)合膜〔44,這種納米復(fù)合膜具有良好的減摩功能[45];同時(shí),還利用原位復(fù)合技術(shù)制備了含氟聚合物一納米TiO2/聚丙烯酸丁醋納米復(fù)合膜及摩擦性能復(fù)合涂層,涂層具有很好的疏水效果[46]。
納米復(fù)合涂層的研究還處于剛剛起步階段,有很多問題有待于進(jìn)一步研究,如納米微粒表面修飾和包覆、納米功能涂層的制備、納米微粒與表面涂層技術(shù)的結(jié)合等方面。在納米材料的制備合成技術(shù)不斷取得進(jìn)展和基礎(chǔ)理論研究日益深人的基礎(chǔ)上,納米涂層將會(huì)有更快、更全面的發(fā)展,制備方法也在不斷得到創(chuàng)新和完善,其應(yīng)用將遍及多個(gè)領(lǐng)域。
參考文獻(xiàn)
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