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钢铁材料最新研究进展论文

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钢铁材料最新研究进展论文

我国钢铁企业已经开始进入了一个针对结构进行快速的调节和全面提高企业的竞争力为主的一个飞速发展的阶段。下面是我整理了钢铁企业质量管理论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

钢铁企业质量管理的影响因素分析

摘要:随着整个社会经济的快速发展,使得人们的生活质量水平也得到了相应的提升,人们的生活目标也开始发生了转变.在现在的生活当中,人们更多的是对于生活质量的要求,对生活和服务的质量要求也是越来越高了。其中对于钢铁质量的要求也就变得更高了,在社会发展的过程当中,一个企业要想稳定快速的发展壮大,企业本身的质量管理是其中需要去解决的一个重点问题,而企业本身也必须要意识到质量管理和服务管理的重要性,这样才能让企业提升自己的形象,增强自身的竞争力,促进企业稳定快速的发展。

关键词:企业 质量管理 钢铁 发展

现在,我国钢铁企业已经开始进入了一个针对结构进行快速的调节和全面提高企业的竞争力为主的一个飞速发展的阶段。从2007年开始的时候,我国钢铁企业生产的粗钢产量就已经可以到达世界总产量的百分之三十多了,而且生产的钢铁的产品也包括了线、丝、带、板等四万多种,但是对于那些附加值高或者是技术含量较高的一些钢铁产品我们国内的钢铁企业却不能生产,要不就是生产的量比较少或者是不能到达用户要求的技术水平,基本上对于这些钢铁产品,我们还是只能依靠进口来满足我们的日常生产需要。

所以如果我们国家要想在钢铁市场上获得更大的利润,就必须要提高钢铁产品的质量,这个也是我们在钢铁企业发展中的主要难题。钢铁企业和其他的企业不一样,它有着自身的一些特点,特别是在针对质量管理的指标上,我们只有通过具体的分析造成质量管理的影响原因,然后从原因之中找到相应的缺点并且加以改正,只有这样我们才能从根本上提高钢铁的质量,使得我国从现在的一个钢铁大国,真正的变成一个钢铁强国。

一、对于质量管理的一些基本了解

与时俱进是一个质量含义所应该要具有的本质特征。对于质量的理解其实可以很简单,它既可以是指一些产品的质量比如服务、计算机的一些软件或者是一些机器的零部件等等,也可以是针对一些过程或者是某些活动的工作质量,同时质量还可以针对一些企业的信誉或者是相关体系的工作效率。在我们国家,现在大部分的企业在进行质量管理的时候都是采用的一种全面质量管理的方式,对于全面质量的管理 方法 ,简单的理解就是一个企业或者组织把质量当作工作的核心为基本中心,然后通过企业或者组织的全体人员进行参与作为一种基本的手段。主要目的就是通过这种手段让服务的对象满意和企业组织的全体人员得到收益,从而使企业或者是组织能够得到一个长期稳定的发展。

二、对钢铁企业质量管理影响的主要因素

要想更进一步的提高我国钢铁的产品质量,就必须要从钢铁企业的质量管理开始,只有进一步的提高了钢铁企业的质量管理,才能使得产品的质量提升,质量管理是一个比较全面和系统的管理过程,我们一般都可以用因果图来清楚的对质量管理进行全面的描述。对于质量管理的因素主要就是人员、材料、环境、设备等,在这些因素当中,还可以分出一些小的因素,而且这些因素之间也会相互作用和影响,一起影响着企业的质量管理。

(一)钢铁企业的员工

企业员工是一个企业发展潜力的核心组成部分,一个企业的系统要想长远的发展,就必须要对企业员工有一定的重视程度,我们要对员工进行定期的培训提高,关心他们的工作和生活情况,发掘他们自身的潜力并且对他们采用一定的激励体制,从而让他们更好的投入到企业的质量管理工作当中,为企业的发展提供更好的服务。我们实施有效的质量管理改进 措施 ,可以有效的提高员工的安全感、信心和士气,同时还可以使得企业内部良性竞争进一步提高,促进员工自身能力的提高。在一个企业工作,对于员工来说安全感是最重要的,所以我们要建立一定的 企业 文化 来提高员工对于质量管理的认同,这个企业文化的建立必须是以质量文化为核心。

(二)钢铁企业的原材料

在钢铁企业的生产过程当中,对于原材料的使用最主要的就是铁矿石。如果一个钢铁企业要想生产出一些精品或者是名牌的钢铁产品,那么在生产的过程当中最主要的一道生产工序就是对于混匀矿的生产。因为混匀矿生产的质量好坏将会直接关系到钢铁企业的钢铁产品的质量好坏,同时在成本上混匀矿还将对后续的工作程序产生很大的影响。所以我们一定要把控制原材料质量的工作落实好,对于现场的抽查工作一定要加强,对于原材料质量有异议的工作处理程序一定也要按照相关的要求去严格的执行,从而让我们能够把好原材料的质量关。

(三)钢铁企业的环境

在钢铁企业的质量管理中,外部环境对质量管理是有很严重的影响的。首先钢铁企业应该对自己所面向的这个市场要有一个非常充分的了解,只有这样我们才可以去针对相应的市场生产钢铁产品,让钢铁产品能很好的去适应这个市场,这样我们才可以让企业在市场的竞争当中处于一定的领先地位和优势。其次就是我们国家现在进行生产发展的时候主要提倡的 口号 就是可持续发展,所以钢铁企业在进行研究和生产的时候也应该要充分的考虑到节约能源和减少对废弃物的排放,这样做不仅可以让我们对生产成本有一定的节约,而且还能减小对环境的污染情况。

(四)钢铁企业的设备

因为一个钢铁企业其实就是一个重工业的企业,所以在进行生产的过程当中,设备是最为主要的一个存在。钢铁企业生产的产品质量好坏直接是和钢铁企业使用的生产设备挂钩的,在进行质量管理的工作当中,我们要加强对生产设备的保养和维护,要尽量的避免油污对钢材的污染,在生产的过程当中应该要严格按照相关的 规章制度 来进行操作,要做到轻吊轻落,避免在生产的过程当中擦伤或者是碰伤钢材,最后对于理货人员还应该要加强他们的责任心,从而来确定钢材或者是钢坯的编号没有差错。

(五)钢铁企业质量管理的方法

不仅是针对质量管理,对于任何的管理,如果想要取得好效果,方法都是非常重要的。首先我们要将产品质量的管理转变为对生产过程的管理和整个企业系统的管理,其次我们原来的质量管理主要是推行管理的办法,现在就应该要变成培育相应的管理文化。另外,在钢铁企业的早期生产过程当中,我们主要偏重的是技术的创新工作,现在我们就应该要改变成技术的创新和质量管理一样重要的生产发展思路。进行一定的质量管理,我们把在生产中每一个要素都进行重新的优化和组合,最终形成一个非常有效的生产运行系统。最后,我们可以使用戴明的PDCA环的相关技术,从计划开始,然后进行执行、检查和处理的这四个步奏来提高我们钢铁企业生产的产品质量。 (六)钢铁企业的信息收集

现在的社会主要就是一个信息的社会,所以也就使得在质量管理的过程当中,信息扮演着越来越重要的角色。如果我们利用相关信息的反馈作用,就可以及时准确的了解到当前市场的需求,从而就可以让我们随时根据市场的情况来对我们的工作及时的改进,从而适应整个市场的发展需求。除此之外,我们还可以根据相关信息的反馈作用对市场的需求进行一定的统计,并且还可以及时的了解到客户的满意程度,从而可以使得我们的质量管理有一个很大的提高。

(七)钢铁企业的生产成本

虽然很多的人并不认同生产成本也是影响钢铁企业质量管理的一种重要因素,但是事实上钢铁企业的生产成本对质量的管理还是有很严重的影响。因为钢材的高质量生产可以让我们节约很多的生产成本,而钢材的质量好坏直接关系到客户对于钢铁企业的满意程度,但是在进行生产的时候,我们也不能盲目的提高钢材的质量,这样做的结果只能会造成生产成本的增加,在提升钢材质量的时候,我们应该首先要根据市场的需求,然后在成本可以控制并且有一定利润的时候采取提升钢材的质量,这样高质量的钢材才能为钢材企业带去更多的发展机会,创造更多的经济效益。

三、提高钢铁企业质量管理的办法

(一)在前面我们简单的介绍了全面质量管理的方法,那么对于要提高钢铁企业的质量管理,我们也可以采用这样的方法来进行管理。全面质量管理的方法是一个综合了很多学科的管理方法,除了精细化的管理思想之外,它还有自身的一些管理方式和理念。在进行钢铁企业质量管理时,合理借鉴全面质量管理的方法和思想,可以很大的提升钢材的质量和钢铁企业的管理效果。其主要是利用钢铁企业的全体员工、全部过程和全部方面来进行改进和提高我们钢铁企业的产品质量。

(二)钢铁产品质量的一个形成过程主要就是在生产过程当中完成的。所以在整个的生产过程中,每一个细小的环节都会影响到钢铁产品的质量,所以在生产的过程当中我们一定要保证每个员工的生产质量和相关工序的质量,我们应该制定一套相对精细化和具有个性化的钢铁生产的管理操作制度,对具体的操作方法要有一个非常明确的标准和准则。

(三)合理的利用信息的因素来提高钢铁企业生产产品的质量,在钢铁企业的质量管理当中要充分的发挥在线监测的积极作用,从而来建设一个具有非常高效和灵敏的质量系统的相关信息反馈体系,同时我们还应该要配合相关的生产工作人员来一起提高钢铁产品的合格率和质量。在质量管理中相关工作程序我们也可以充分的利用相关的信息平台来进行联系。针对这个信息平台我们还可以设计一些工序间的信息交流、传递,同时还可以利用这个信息平台对生产过程中的每个工序的质量和生产人员的质量进行监测。

(四)要想使得我们钢铁企业的产品质量得到一定的提升,我们还应该要建设一支综合能力强的管理队伍,对钢铁 企业管理 层的成长发展也要有一定的关心,要根据工作人员的专业化程度和生产过程当中的工作任务量来制定和安排相应的工作,这样就可以使得生产过程当中的每一个员工都能发挥出自己的专长和特点;对员工提出一定的奖惩机制,这样就能让他们在生产的过程中更好为整个企业进行服务。针对钢铁企业的质量管理的相关工作人员,我们还应该要定期的举办一些综合技能的培训和有针对性的培训,这样就可以更好的提高他们的相关管理技术水平,使得整个管理队伍更加的专业化。多了解市场的及时需求,从而来提高钢铁企业生产产品的质量。

结束语:

通过上面的简单介绍其可以发现,对于钢铁企业的质量管理来说,是一个范围涉及大,管理复杂的管理体系,在管理实施的过程当中也是非常的困难的。钢铁企业的质量管理的成与败还将直接对企业的经济效益产生非常大的影响,所以我们在进行质量管理的时候除了加强企业的各项经营管理之外,最根本的管理手段还是应该要以满足客户的需求为主来进行。客户是我们销售的对象,如果没有销售对象,生产销售就脱节了,生产就不会给企业带去效益。只有这样才能让我们的质量管理发挥出它应该具备的效果,从而来提升整个企业的质量管理水平,提高钢铁企业的经济效益,促进钢铁企业的稳定和快速发展。

参考文献:

[1]王虹. 钢铁企业质量管理的影响因素分析[J]. 黑龙江科技信息,2009,01:92.

[2]杨宁立. 对加强钢铁企业质量管理的思考[J]. 山西师大学报(社会科学版),2010,S2:45-46.

[3]董哲昱. 企业质量管理的差异与影响因素分析[J]. 经济研究导刊,2010,36:32-33.

[4]刘彩燕. 面向过程集成的钢铁企业质量管理研究[D].大连理工大学,2006.

[5]徐端,舒真,冯水华. 钢铁企业质量管理系统研究与开发[J]. 控制工程,2005,06:56-60.

[6]顾小军,__清,孟秀梅,范立娟. 浅谈钢铁企业质量管理创新[J]. 世界标准化与质量管理,2007,11:32-34.

[7]胡玉,段雪梅. 钢铁企业质量管理系统分析[J]. 山东冶金,2007,S2:123-124.

[8]霍爱国. 钢铁企业质量管理的几点思考[J]. 冶金标准化与质量,1998,09:3-6.

[9]刘毅民,陈锦. 地方钢铁企业质量管理初探[J]. 新疆技术监督,2000,04:12-13.

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焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。这是我为大家整理的材料焊接技术论文,仅供参考!

高强材料的焊接浅析

摘要:在现代工业中,高强材料越来越占有重要的地位,但其焊接时的焊接裂纹、脆化、软化等现象,给安全生产与产品的使用效率带来了隐患。为此,笔者根据自身学习与实践经历,就高强材料尤其是高强钢的焊接特性进行分析阐述。

关键词:高强材料;焊接;特性

一、高强材料概况

在当前的管道、容器中,高强材料越来越占有重要的地位。当中最重要的,是将钢里除碳意外添加一类或多类合金成分(合金成分的比例低于百分之五),用来加强钢的强度,将钢的强度提高到275MPa或更高,并产生更优的综合质量,此种钢被称为高强钢,它的基本优点为强度高、塑性与韧性也优于普通钢。根据钢的屈服强度的程度和热处理时的特性,高强钢总体上有两种。

热轧、正火钢,其屈服强度处于294Mpa~490MPa间,而利用状态是热轧、正火与控轧,在类别上是非热处理强化钢,该种钢的现实中使用的最为常见。

调质钢,其屈服强度处于490Mpa~980Mpa间,通常在调质状态中应用,在类别上是热处理强化钢。该种刚的特性是不烦强度高,而且塑性与韧性比较好,能够直接于调质时进行焊接。所以,这中调质钢在使用中越来越普及。

现在常使用的高强钢,钢板牌号包含以下几种:16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR、18MnMoNbR;锻件牌号包含以下几种:16Mn、15MnV、20MnMo、20MnMoNb。

二、高强钢的焊接特性

高强钢中碳含量通常不高于,合金成分的总量通常不高于5%。因为高强钢包含一些的合金成分,使它的焊接性和别的材料有一些不同,具体焊接特性有以下几点:

1、焊接时的焊接裂纹

(1).高强钢因为使用了让钢强度增加的碳、锰等元素成分,当焊接的时候往往产生淬硬,而产生的硬化部分往往很敏感,所以,当刚性过强与拘束应力较强的状态下,如果焊接方式有问题,就会造成冷裂纹。加上这中裂纹存在较长的延迟,容易造成较大的危害。

(2).再热裂纹为在焊作业完成后,慢慢去掉应力热的过程中,或较长时间在高温状态下于临近熔合线粗晶部位造成的沿晶开裂。通常认为,此类裂纹造成的原因,是因为焊接高温导致HAZ旁边的V、Nb、Cr、Mo等元素固溶在了奥氏体内,焊接完成后进行,但没有完全析出,而是在PWHT的时候呈弥散状态析出,所以强化了晶内,将应力在松弛的时候产生的蠕变变形汇聚在了晶界。

高强钢在焊接的时候,通常不会造成再热裂纹,例如16MnR、15MnVR之类。然而对Mn-Mo-Nb与Mn-Mo-V等类别的高强钢,因为Nb、V、Mo等成分比较敏感,是造成再热裂纹的常见因素,所以这些高强钢与焊接完成后实施热处理时,需要特别回避容易造成再热裂纹的温度范围,以免造成再热裂纹。

2、焊接部位的脆化与软化

(1).应变时效脆化。焊接部位于焊接前要进行各种冷处理(如钢板的剪切、管道筒罐的卷圆),材料会导致有所变形,要是变形的部位再收到200至450℃的热作用,可能造成应变时效,继而产生脆化,往往导致材料的塑性减弱,因此造成钢材的脆断。

PWHT能够减弱焊接时产生应变时效,将韧性一定程度上恢复。1998年制定的《钢制压力容器》中明确规定,筒状钢材的厚度要达到下列标准:碳素钢达到的的厚度不能低于圆筒内部直径的百分之三;别的钢的达到的厚度不能低于内部直径的百分之二点五。而且,那些冷成形与中温成形中制作的受压产品,要在成形之后实施热处理。

(2).焊缝与热影响区产生的脆化。对材料进行焊接时,加热与冷却往往不会十分均匀,便会产生不均匀的结构。焊缝与热影响区具有一定的脆性,这是是焊接接头里最薄弱的地方。焊接线的能量强度会对高强钢WM与HAZ性能产生较大影响,高强钢容易淬硬,线能量如果不高,HAZ会产生马氏体造成裂纹;线能量如果过高,WM与HAZ产生粗糙的晶粒,会造成焊接部位的脆化。线能量如果过高,调质钢而造成的HAZ脆化现象尤其明显。因而焊接作业时,要把线能量控制于合适的度量。

(3).焊接部位的热影响区产生的软化。因为焊接时的热作用,会造成部分地区强度降低,形成了一定的软化带。HAZ区的结构软化会因为焊接线热度的提升与预热温度的提升而恶化,不过通常的软化区的性能还是能够达到规定标准值的最低标准,因而这些钢材地热影响部位产生的软化现象,如果做到工艺合适,就不会降低焊接部位的正常使用。

三、当代新式高强材料的焊接特性

1、高强管线钢

高强管线钢指X70以上的钢级,至尽为止,X80是已建管线钢中使用的强度最高的管线钢。加拿大Ipsco钢铁公司在1998年年报中明确指出,该公司已成功进行了X90和X100SSAW钢管试生产,最终目标是生产各种规格的X100钢管。日本NKK、住友金属、新日铁、川崎制铁及欧洲钢管公司也相继研制成功X90和X100UOE钢管,正在研制X120钢管。

为保障管线的安全可靠性,在提高强度的同时,必须相应提高韧性。特别是高压输气用钢管,必须有很高的CVN。超贝氏体和超马氏体被誉为21世纪的管线钢,其钢级为X80~X100(贝氏体)、X100~X120(马氏体)。在成分设计上,大体上都是(超)的Mn-Nb-Ti系或Mn-Nb-V(Ti)系,有的还加入Mo、Ni、Cu等元素,因此,热影响区的韧性不会比较低强度的管线钢差,冷裂纹敏感性不大。对于强度高于600MPa的钢,焊接时要特别关注WM冷裂纹问题,尤其是现场对接环焊缝必须采用超低氢焊接材料。

2、超细晶粒钢

上世纪90年代,世界主要产钢国相继开展了新一代钢铁材料的研究,其中,尤以日本的“超级钢“计划、中国的“新一代钢铁材料重大基础研究”和韩国的“21世纪高性能结构钢”引起世界钢铁界的瞩目和热情参与。

在新一代钢铁材料的研究中,最引人注目的是超细晶粒的研究,通过超细晶粒(最小1mm)实现强度翻番的目标。超细晶粒钢焊接的最大问题就是HAZ的晶粒长大倾向,为解决这一问题,须采用激光焊、超窄间隙MAG焊、脉冲MAG焊等低热输入焊接方法。

参考文献

[1]王建利.高强钢的焊接工艺评定[J].云南水力发电,2007,(02).

[2]李明.高强钢的焊接[J].现代焊接,2005,(03).

[3]栗卓新,刘秀龙,李虹,李国栋.高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J].新技术新工艺,2007,(05).

试论焊接技术

摘 要:焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。今天,随着焊接机器人在工业应用中的广泛应用,研究人员仍在深入研究焊接的本质,继续开发新的焊接方法,以进一步提高焊接质量。

关键词:焊接;金属;能量;技术

1、焊接技术概论

焊接过程的物理本质

焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压。

焊接的分类

金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。

压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。

焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。

现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。

搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。

未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。

2、焊接-工业艺术

焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。本文对这一技术的出现与运用进行了分析。

艺术创造与工艺方法永远是密不可分的。作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新的工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。金属焊接艺术可以作为一种相对独立的艺术形式以分支的方式从传统的金属艺术中分离出来,这是因为焊接具有艺术性。

焊接可以产生丰富的艺术创作的表现语言。

焊接通常是在高温下进行的,而金属在高温下会产生许多美妙丰富的变化。金属母材会发生颜色变化和热变形(即焊接热影响区) ;焊丝熔化后会形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接艺术中更是经常被应用。焊接缺陷是指焊接过程中,在焊接接头产生的不符合设计或工艺要求的缺陷。其表现形式主要有焊接裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合、夹渣、焊瘤、塌陷、凹坑、烧穿、夹杂等。这是个十分有趣的现象 :焊接的艺术性通常体现在一些工业焊接的失败操作之中,或者说蕴藏于一些工业焊接极力避免的焊接缺陷之中。其次,焊接艺术语言是独特的。选用不同的金属材料,使用不同的焊接工艺,焊接的艺术性可以在不同的金属艺术形式中发挥得淋漓尽致。

在焊接雕塑作品中,焊缝和割痕不是作为一种技术加工的痕迹被动地存在,而是以一种精彩的、不可或缺的表现语言着力地加以体现的。一件焊接雕塑,粗的焊缝裸露在雕塑表面,各种不规则的切割痕迹也变成了艺术家优美的艺术语言在很多情况下,由于焊接雕塑所追求的粗糙质朴的风格,金属的锈蚀、瑕疵也大多根据作品的需要特意保留,因此,在焊接雕塑中常常可以感觉到一种非雕琢的、原始的美。雕塑下部的钢板拼接处的焊缝很粗大,从焊接工艺的牢固性来看,这显然不仅仅是出于对雕塑结实程度的考虑,在这件雕塑中,下部几条扭曲的焊缝已经作为雕塑整体审美的一个重要因素而成为其不可缺少的一部分。从雕塑整体来看,不论是上半部分的文字造型,还是下半部分的肌理处理,到处有扭曲的焊接痕迹的出现,整个作品达到了整体视觉语言的统一。 手工等离子切割的方法,利用切割时电流的热量,使切割边缘产生热影响区,这样就给亮白色的不锈钢“染”上了一圈略带渐变的色彩。同时,通过对焊接规范的调节,割枪喷出的强烈气流会在切割钢板熔化的瞬间在切割边缘“吹”起一圈随机形成的肌理,在切割完成金属冷却后,固化为一道美丽的割痕,与中间平坦光亮的不锈钢板材形成了质感的对比。这种随机效果的形成过程带有一定的偶然性,但又是在一定的焊接规范下必然产生的现象。从尺寸的角度考虑,尺寸较大的焊接艺术壁饰可采用半自动CO2气体保护焊,较小的可采用手工钨极氩弧焊。

如果把一幅壁饰作品看成一幅画的话,画面中的点、线、面、黑、白、灰甚至颜色的处理都可以通过焊接的方法来实现。各种型号、各种材质的金属丝,应用不同的焊接工艺会在画面上以不同的形式出现。不同金属的颜色不同,不锈钢的亮银色、铝材的亚银色、碳钢的乌亮色,钛钢、青铜、紫铜、黄铜而且就钢材来说,不同的钢材在高温受热时会出现不同的颜色变化,即焊接热影响区不同。另外,切割也是焊接艺术壁饰创作的方法之一,既可以与焊接结合使用,也可以单独使用,这完全取决于创作者的创作意图和对工艺与效果的掌握程度。以上所述的这些方法综合起来,变化的丰富可想而知。

3、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的原因

焊接切割作业时,尤其是气体切割时,由于使用压缩空气或氧气流的喷射,使火星、熔珠和铁渣四处飞溅(较大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5m以外的地方),当作业环境中存在易燃、易爆物品或气体时,就可能会发生火灾和爆炸事故。

在高空焊接切割作业时,对火星所及的范围内的易燃易爆物品未清理干净,作业人员在工作过程中乱扔焊条头,作业结束后未认真检查是否留有火种。

气焊、气割的工作过程中未按规定的要求放置乙炔发生器,工作前未按要求检查焊(割)炬、橡胶管路和乙炔发生器的安全装置。

4、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的防范措施

焊接切割作业时,将作业环境lOm范围内所有易燃易爆物品清理干净,应注意作业环境的地沟、下水道内有无可燃液体和可燃气体,以及是否有可能泄漏到地沟和下水道内可燃易爆物质,以免由于焊渣、金属火星引起灾害事故。

高空焊接切割时,禁止乱扔焊条头,对焊接切割作业下方应进行隔离,作业完毕应做到认真细致的检查,确认无火灾隐患后方可离开现场。

应使用符合国家有关标准、规程要求的气瓶,在气瓶的贮存、运输、使用等环节应严格遵守安全操作规程。

对输送可燃气体和助燃气体的管道应按规定安装、使用和管理,对操作人员和检查人员应进行专门的安全技术培训。

焊补燃料容器和管道时,应结合实际情况确定焊补方法。实施置换法时,置换应彻底,工作中应严格控制可燃物质的含影实施带压不置换法时,应按要求保持一定的电压。工作中应严格控制其含氧量。要加强检测,注意监护,要有安全组织措施。

作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。

上述种种焊接缺陷的表现形式以及焊接热影响区,是通过一定规范下的焊接操作形成的,也只有通过焊接的方式才会产生这些艺术语言。焊接艺术作品的表面效果是其它金属加工工艺无法或者很难实现的,因而说焊接艺术具有独特的艺术性。

摘要: 钢结构建筑本身具有自重轻、强度高、施工快等优点,与其他建筑工程相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。随着改革开放,我国的钢铁产量有了突飞猛进的发展,特别是1997年以后,我国的钢产量突破1亿吨,尽管我国是世界的钢铁产量的大国,但在钢铁应用上只占产量的3%左右。近几年随着国家经济建设的发展,特别是2008年奥运会场馆设施、首都钢铁公司的搬迁、同时十五期间我国将钢结构住宅作为重点推广的项目。为此,国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施,鼓励建筑工程采用钢结构形式,争取在2010年建筑钢结构的用量达到总钢产量的6%,使一个发展建筑钢结构行业和市场的势头正在我国出现。

关键词:钢结构;钢结构特点;发展趋势

钢结构工程同其他结构工程相比,具有材料强度高、抗震性能好、工业化生产程度高、密闭性能好、安全更可靠的特点,决定了过去在一些高度或跨度较大的结构,荷载或吊车起重量很大的结构、有较大振动的结构、高温车间的结构、密封要求很高的结构、要求能活动或经常装拆的结构、桥梁结构中应用比较广。随着改革开放和经济发展,钢结构工程正从跨度大、多层或高层、耐热性等要求高的工业建筑足见向民用建筑发展。

1从我国钢材生产上看,越来越给钢结构建筑发展创造了非常好的物质基础。随着我国经济的发展,随着老钢厂的不断更新,新钢厂不断崛起,越来越多的钢铁基地为了适应市场的需要,成品钢材的品种越来越齐全,热轧H型钢、彩色钢板、冷弯型钢的生产能力大大提高,为钢结构发展创造了重要的条件。其他钢结构中型钢、及涂镀层钢板都有明显增长,产品质量有较大提高。耐火、耐候钢、超薄热轧H型钢等一批新型钢已开始在工程中应用,为钢结构发展创造了条件。

2从设计、施工、钢结构工业化生产看,越来越多的标志性钢结构建筑,已经足够证明我国的钢结构建筑无论从设计到施工,还是从设计到钢结构构件的工业化生产加工,专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高,一批有特色有实力的专业研究所、设计院、建筑施工单位、施工监理单位都在日臻成熟,专业性、技术性、规模化更加完善。

随着钢结构建筑的遍地开花,我国各地分别建起了钢结构的标志性建筑,如:世界第三高度421米的上海金茂大厦,具有国际领先水平、高度279米的深圳赛格大厦,跨度1490米的润扬长江大桥,跨度550米的上海卢浦大桥,345米高的跨长江输电铁塔,以及首都国际机场,鸟巢国家体育中心,首钢钢结构厂房建筑群等等许多采用钢结构建筑体系的重要工程,标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。

3从钢结构应用范围看,我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来,随着城市建设的发展和高层建筑的增多,我国钢结构发展十分迅速,钢结构住宅作为一种绿色环保建筑,已被建设部列为重点推广项目。其实,我国钢结构住宅起步很晚,只是改革开放后,从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅,才使我们有了学习与借鉴的机会。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作介绍一种低层钢结构住宅建筑体系——Bsis,并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层钢结构住宅样板房;1988年日本积水株式会社赠送上海同济大学二栋钢结构住宅(二层),建在同济新村中;90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立多层钢结构办公、住宅楼。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。这说明了钢结构住宅的发展势头良好。

4钢结构作为绿色环保产品,与传统的混凝土结构相比较,具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载占总荷载比例较小的结构,更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策,其综合经济效益越来越为各方投资者所认同,客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。也正是钢结构建筑的这些优点和实用性,引起了政府的高度重视和推广,并把钢结构住宅作为我国十五期间的重点推广项目。

5钢结构的发展趋势表明,我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景。这存在的'巨大市场潜力和发展前景及趋势,主要来源于:

(1)我国自1996年开始钢产量超过一亿吨,居世界首位。1998年投产的轧制H型钢系列给钢结构发展创造了良好的物质基础。

(2)高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用以及焊接材料的开发应用,都为发展钢结构工程创造了良好的技术条件。

(3)1997年11月建设部发布的《中国建筑技术政策》中,明确提出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求,使我国长期以来实行的“合理用钢”政策转变为“鼓励用钢”政策。将为促进钢结构的推广应用起到积极的作用。

(4)钢结构行业将出现一批有特色有实力的专业设计院、研究所,年产量超过20万吨的大型钢结构制造厂,有几十家技术一流、设备先进的施工安装企业,上千家中小企业相互补充、协调发展,逐步形成较规范的竞争市场。

6发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路,这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于实现工业化生产,标准化制作,与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料,它属绿色环保性建筑,可再生重复利用,符合可持续发展的战略,因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展,直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。

随着钢结构建筑的发展,钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟,大量的适合钢结构住宅的新材料也将不断的涌现,同时,钢结构行业建筑规范、建筑标准也将随之逐渐完善。相信不久的将来,钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命。

“钢结构是环保住宅,钢结构符合可持续发展概念”——21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。展望未来,随着经济建设的蓬勃发展和交流的进一步扩大,要建造更多的高层建筑、桥梁和大型公共场所、新型的智能化小区等建筑物的需求十分旺盛。这将为钢结构的发展提供更多的机会,钢结构产业兴旺发展的新局面就在眼前。

现在我国钢结构研究已进入一个新阶段,有关规范和标准已出台,国内钢产量充足,为钢结构住宅的发展提供了较好的物质和技术基础。应及时把握其发展趋势,结合我国国情,积极借鉴并吸纳国外成熟技术,注意各专业间的相互配合,促进钢结构住宅产业化发展,相信我国钢结构住宅的发展前景是美好的。

碳材料研究进展论文

成果简介

本文,浙江大学王树荣教授团队在《ChemElectroChem》期刊 发表名为“Preparation of Nitrogen and Sulfur Co-doped and Interconnected Hierarchical Porous Biochar by Pyrolysis of Mantis Shrimp in CO2 Atmosphere for Symmetric Supercapacitors”的论文, 研究以螳螂虾壳为原料,CO2为活化剂,通过一步热解活化制备多种N、O、S自掺杂生物质碳材料(MSCs)。

通过控制热解温度来调节碳材料的物理和化学性质。在这项研究中,MSCs 材料的最大比表面积 (SSA) 和孔体积分别为 m 2  g -1和 3  g -1在 700 C 时达到。此外,在表征试验中发现,氮和硫等杂原子已成功引入碳微观结构中。 MSC-750含有高达的N和的S ,虽然SSA只有 时,6MKOH对称超级电容器在1Ag-1下的比电容在所有样品中达到最大值 -1,这是由于其高含量的杂原子官能团产生的赝电容。

图文导读

图1、(a)–(d) 分别为样品 MSC-600、650、700 和 750 的 SEM 图像;(e) 和 (f) MSC-700 和 MSC-750 在高倍率下的形态学图像。

图2、(a)–(b) MSC-750的TEM图像;(c)–(i) MSC-750选定区域的TEM-EDS图像。

图3、(a) MSCs的拉曼光谱和 (b)XRD图。

图4、MSC的电化学性能

图5、(a) 奈奎斯特曲线;(b) 比电容的虚部(C“,vs 频率);(c)-(f) 两个串联的硬币型超级电容器分别用于点亮白色和红色 LED。

小结

通过二氧化碳一步热解活化螳螂虾壳制备多元素共掺杂多孔生物质活性炭材料,并将其应用于对称超级电容器。这些结果表明MSC-750是一种很有前景的超级电容器电极材料,为水产品的高附加值加工利用开辟了新途径。

文献:

近日,电子 科技 大学材料与能源学院夏川教授以第一作者和共同通讯作者身份在国际著名期刊Nature Chemistry (《自然–化学》)上发表题为“General synthesis of single-atom catalysts with high metal loading using graphene quantum dots”的研究论文。该研究开发了一套高载量过渡金属单原子材料的普适性合成策略,实现了高达 40 wt.% 或 at.% 的高过渡金属原子负载,比目前报道的单原子负载量提升了几倍甚至数十倍。 该工作由电子 科技 大学、加拿大光源和美国莱斯大学三个单位共同合作完成。材料与能源学院的夏川教授为论文第一作者和通讯作者,美国莱斯大学的汪淏田教授和加拿大光源的胡永峰教授为论文通讯作者。该合作团队在电催化材料研究和电化学反应器设计领域建立了坚实的基础,并取得了丰硕的研究成果。 过渡金属单原子材料具有极高的原子利用率、独特的电子结构以及明晰且可调的配位结构,在各种电催化过程中展现出优异的活性。但常规单原子材料中金属原子密度较低(通常小于5 wt.%或1 at.%),大大限制了其整体催化性能及工业应用前景,因此发展出高载量过渡金属单原子材料普适性合成策略至关重要。现有“自上而下”和“自下而上”工艺对提高合成单原子材料的金属负载量有很大的局限(图1, a-b)。以碳材料负载的单原子为例,现有的“自上而下”方法通过在碳材料载体表面制造缺陷,然后通过缺陷稳定单原子。然而,无法精确调控缺陷尺寸导致缺陷位点的数目极大地受到限制,而且当金属负载量提高时,容易在大尺寸的缺陷位处形成团簇。“自下而上”方法则使用金属和有机物前驱体(如金属有机框架、金属-卟啉分子、金属-有机小分子)热解碳化的方式获得负载金属单原子的碳材料。在金属负载量过大时,金属原子之间将因为没有足够的隔离空间而导致热解过程中团簇或者颗粒的产生。 鉴于此,该团队发展了区别于现有“自上而下”和“自下而上”工艺的单原子催化材料制备方法(图1c),以突破单原子负载量的限制。该团队创新性地使用比表面大、热稳定性高的石墨烯量子点作为碳基底,对其进行-NH2基团修饰,使其对金属离子具有高配位活性。引入金属离子后可得到以金属离子作为节点、功能化石墨烯量子点作为结构单元的交联网络,最后热解即可得到高载量的金属单原子材料。相较于传统“自上而下”和“自下而上”的单原子催化剂合成方法,该研究报道的方法既保证了高含量金属离子初始锚定时的高分散性又能有效抑制后续热解过程基底烧结重构引起的金属原子团聚。 XAFS、HADDF-STEM等多种表征手段证明,由该法制得的负载型金属单原子催化材料在保证金属原子单分散的同时还能实现远超现有文献报道水平的金属载量。借助该方法,该团队成功制备出质量分数高达(原子分数为)的Ir单原子催化材料(图2),该负载量相较于文献报道的Ir单原子最高载量提升了数倍。 另外,该合成策略还具有普适性,能够用于制备其他贵金属或非贵金属的高载量金属单原子催化材料。例如,在碳基底材料上,Pt单原子的负载量最高可达 wt.%,Ni单原子负载量可达15 wt.%(图3)。 夏川,电子 科技 大学材料与能源学院教授,国家青年人才。研究方向为基于新能源的电催化、电合成、电化学生物合成,致力于实现碳平衡的能量与物质循环。在“液体燃料与基础化学品现场合成”这一特色方向开展了深入、系统的研究,在反应器与催化剂设计领域均取得丰硕成果,共发表学术论文50余篇,授权美国专利3项,H因子34,引用5200余次。近五年来,以第一作者/通讯作者身份在Science、Nat. Energy、Nat. Catal.、Nat. Chem.等国内外高水平期刊共发表论文20余篇,其中ESI高被引论文9篇,热点论文2篇。

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论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

原材料

苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).

的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入 g CTAB, g 草酸以及 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备

采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.

复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.

仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为~.

比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.

2结果与讨论

形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

分析

图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

电化学性能分析

图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为 F/g.

图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

研制思路

目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

试验与研究

铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为,莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:

原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

产品的性能

结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。

具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。

3 结论

新能源最新研究进展论文

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文,欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要:本文从全球能源的现状,介绍了中国能源发电技术的应用情况,发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置,它能量转化效率高,几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词:新能源;风能;燃料电池;发电技术

中图分类号: F206 文献标识码: A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈,如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划:到2020 年,可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月,美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA),从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外,从环境的角度来看,为了保护人们赖以生存的地球,开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年,我国新能源发电继续保持快速发展态势,并网装机容量持续增长,发电量不断增加。截至2011年底,我国新能源安装容量达到7000万kW,居世界首位,并网新能源装机容量达到5409万kW,同比增长,约占全部发电装机容量的。其中,风电并网容量约占并网新能源装机总量的;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的。

2011年,我国新能源发电量约为1016亿kW?h,同比增长,约占全部发电量的。其中,风电发电量约占新能源发电总量的;太阳能光伏发电约占;生物质及其他新能源发电约占。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算,相当于节约3241万tce,减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基,无论是从能源角度,还是电力系统自身方面来看,研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来,我国风力发电产业取得了长足发展,这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示,陆地上离地面10米高度处,我国风能资源理论储量约为43亿千瓦,技术可开发量约为3亿千瓦,离地面50米,估计可能增大一倍;近海资源10米高经济可开发量约亿千瓦,50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说,到2006 年底,我国已建成约91个风电场,装机总容量达到约260万千瓦,比2005年新增装机134万千瓦,增长率为105%。根据国家中长期规划,2015年风能发电要达到1500万千瓦,2020年要达到3000万千瓦。但是,与风电发达国家相比,我国的发展规模还很小,发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面,风电机组的制造水平较低,风电机组性能测试设备和技术也相对落后,并缺少相应的认证机构;制度方面,风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距,缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力,风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以,风电场的大规模接入将会带来波动功率,从而加重电网负担,影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟,这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响:风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动,由于发电机组转子惯性,调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化,造成功率不平衡,使发电机转速变化,系统频率也将改变。此外,风电还会对电压产生影响:并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动,而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz),因此又会造成电压闪变,最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网,风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后,发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功,导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时,甚至数天、数月,这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期,风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大,大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电,被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质,称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年,法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池,当接收到太阳光照射时电压升高,他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下,其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化,因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年,奥尔在硅材料上发现了光伏效应,从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年,美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年,韦克尔发现砷化镓具有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站,是目前全国最大的薄膜光伏电站,年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结,以形成在平衡状态时具有的内建电场,在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子,从而形成外部电压。在光照条件下,半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带,形成电子———空穴对,成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg,使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流,其光电转换率已达 24. 7%; 基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ~ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗,因此具有很好的发展前景。应该指出,光伏电池在光电转换过程中,光伏材料既不发生任何化学变化,也不产生任何机械磨损,因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年,我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW,从而超过美国成为全球第三大生产国,也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件,再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列,并与储能、测量、控制装置相配套,构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性,不仅可以用其建设零星规格的电站,而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响,离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用,比如柴油发电机组以及蓄电池组,从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带,向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站,总投资 290 万元,1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电,并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压,由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电,经逆变器将直流电变换成三相交流电,再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时,为不造成蓄电池组的过渡放电,直流控制柜将自动切除其输出电路,使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源,必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电,或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电,为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时,还可与电网相联,即所谓的并网型光伏电站。这时,如果本地负荷不足,则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时,则由电网向用户提供电能。因此,并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置,减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济,提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性,是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发,分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题,进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池,还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上,新能源将取代化石燃料,扮演重要的角色。

参考文献:

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。(1)核能技术。核能有核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是指重元素(如铀、钍)的原子核发生分裂反应时所释放的能量,通常叫原子能。核聚变能是指轻元素(如氘、氚)的原子核发生聚合反应时所释放的能量。核能产生的大量热能可以发电,也可以供热。核能的最大优点是无大气污染,集中生产量大,可以替代煤炭、石油和天然气燃料。①核裂变技术,从1954年世界上第一座原子能电站建成以后,全世界已有20多个国家建成400多个核电站,发电量占全世界16%。我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆(用轻水作慢化剂和冷却剂,浓缩铀为燃料,包括压水堆和沸水堆)、重水堆(重水慢化和冷却,天然铀为燃料)、石墨气冷堆(石墨慢化,二氧化碳或氦冷却,浓缩铀为燃料)、石墨水冷堆(石墨慢化,轻水冷却,浓缩轴为燃料),这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多。快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上,这种堆型还在进行商业规模示范试验。②核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应。由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽。所以世界各国极为重视。可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能。(2)太阳能技术。①太阳能热利用技术比较成熟,有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等,在工业和民用中应用较多;②太阳能光电转换技术,通过太阳能光电池把光能转换成电能(直流电),主要是光电池制造技术,太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和砷化锌电池许多种。这种发电技术利用最方便,但大功率发电成本太高。③光化学转换技术,利用太阳能光化学电池把水电解分离产生氢气,氢气是很干净的燃料。(3)风能技术。风能是一种机械能,风力发电是常用技术,目前世界上最大风力发电机为3200千瓦,风机直径97.5米,安装在美国夏威夷。我国风力发电装机总共20万千瓦,最大风力发电机为120千瓦。(4)生物质能技术。这是利用动植物有机废弃物(如木材、柴草、粪便等)的技术。①热化学转换技术,把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气,或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭;②生物化学转换技术,主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气,沼气的主要成分是甲烷。沼气技术在我国农村得到较好应用,工业沼气技术也开始应用。③生物质压块成型技术,把烘干粉碎的生物质挤压成型,变成高密度的固体燃料。(5)氢能技术。氢气热值高,燃烧产物是水,完全无污染。而且制氢原料主要也是水,取之不尽,用之不竭。所以氢能是前景广阔的清洁燃料。①氢气制造技术,有水电解法、水热化学制氢法、水光电池分解法等;②氢气储运技术,氢气贮存有三种方式,一是压缩,二是低温液化,三是贮氢金属吸收。③氢气利用技术,有三种利用方式,一是作为燃料直接燃烧,二是通过氢燃料电池直接发电,三是用作各种能源转换的中介质使用。(6)地热能技术。地热能有蒸汽和热水两种。地热蒸汽有较高压力和温度,可直接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级利用,先将高温地热水用于高温用途,再将用过的中温地热水用于中温用途,然后再将用过的低热水再利用,最后用于养鱼、游泳池等(表13-6)。(7)潮汐能技术。潮汐发电技术是低水头水力发电技术,容量小,造价高。我国海岸线长达14000公里,有丰富潮汐能。据估算,全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦,年发电700亿千瓦时。 资料来源:

我国新能源的发展历程及现状 自1973年发生的石油危机以来,西方国家为减少对世界不稳定地区石油供应的过分依赖和出于环境保护的要求,都把提高能源系统的效率、节约能源作为其能源战略的重要目标和措施。在这一过程中,信息通信技术始终作为一个重要的辅助手段被应用于节能的方方面面。为了避免污染,同时为了避免未来的能源危机,人们开始寻找更清洁、可再生的能源。国家在“十一五”期间将把新能源作为重点产业加以发展,中共中央在《十一五规划建议》中明确提出:“加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源。”80年代起步阶段新能源的发展从国家的支持来讲,是从我国的“六五”计划期间,也就是上世纪80年代初期,新型可再生能源技术开始列入国家重点科技攻关计划,由中央政府拨给资金。这是在国家科委组织的能源战略研究中第一次把新能源、可再生能源作为未来国家发展的一个战略组成部分。虽然中国也把新能源作为我国的一个能源发展战略,但是由于中国当时的煤炭等整个的资源和能源相对来讲还比较丰富,再加上当时新能源的开发还处在研究开发的起步阶段,技术还不成熟,成本也比较高,无法实现大规模应用。在当时还很难对经济和社会产生重要影响,主要处在研究开发和应用示范的阶段。当时我们提出要“近有实效、远有前景”,所谓“近有实效”主要是指发展农村的小沼气、小水电,特别是生物质能。这对解决当时我国农村的好多地区,特别是缺少商品能源供应的地区起到了很大作用。当时新能源的发展规模,由于财力有限而没有发展大型项目。国家“六五”计划的第一个攻关项目,仅拨给新能源部300万人民币。由于经费有限,技术力量薄弱,所以风电主要是发展小型风力发电机,目标是解决内蒙流动的蒙古包的用电问题,围绕这个组织攻关。而当时国际上已经开发了相当大的风电设备。生物质能方面主要是开发沼气,进一步提高它的商品化程度,提高产气率。当时也开发了一些像沼气发电这样的技术,以及后来的沼气汽化技术。当时太阳能电池厂全国只有两家,分别位于开封和宁波,这两家的生产能力加在一起还不到一个兆。这是很低的生产水平,而且当时也没有什么应用,其原料就是用半导体厂的废旧单晶硅来做。热用当时与德国政府开展了国际合作,在北京大兴区建立了中国第一个新能源村,在这项中德科技合作计划里,第一个合作的项目就是建立新能源示范村,就是把德国的技术综合地拿到这个村,做了新能源的示范点,通过这个村让人们了解新能源具体能发挥什么样的作用、怎么来应用。可持续发展阶段随着我国科技的不断进步和经济实力的不断增强,进入九十年代,国家在这方面的投入力度也越来越大。这个阶段的显著标志是在1992年召开的联合国环境与发展大会上,第一次提出了可持续发展的问题,提出了环境与发展二者的关系问题是人类面临的一个重要挑战,而要解决可持续发展就要改变能源的结构,并再次提出发展清洁能源、发展可再生能源。由于第一次提出后国际上石油危机得到缓解,油价很低,所以人们就不可能再去搞高成本的可再生能源,而只停留在研究阶段。到了1992年第二次提出是从可持续发展的角度,不仅是解决当前的能源问题,还要实现人类的可持续发展,解决由能源和发展带来的环境问题。可再生能源是清洁的、没有污染的能源,因此各个国家都在加大发展力度。特别在1997年旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》通过后,欧美等发达国家由于承担了减排的义务,因此,他们必须把发展可再生能源作为常规能源的替代品,这样除了在减排上就起到了明显的效果,同时这样做也在客观上推动了西方国家的再生能源技术发展。在此期间,我国通过国内研发、组织国际合作等方式积极发展可再生能源,与美国、欧洲等很多国家合作,在中国建立了再生能源试验项目,如内蒙的风能、太阳能等做了很多研究,也引进了一些国外先进技术,包括我国在与欧盟委员在浙江大陈岛成功建成的风能、太阳能、潮汐能和生物质能的综合性可再生能源示范基地。21世纪发展现状到了二十一世纪,我们面临的能源问题更加凸显,也就是能源环境问题已成为制约未来经济发展的一个重大因素。在这种情况下,国家就更加把再生能源放在一个战略地位。2006年中国通过并实施了《可再生能源法》,通过立法形式确立了可再生能源在未来中国经济发展、可持续发展和能源发展的战略地位,也确定了它发展的重点和配套的相应的政策法规。在此之后,发改委和相关政府部门也陆续制定了一些配套政策,来完善和实施这项法律。另外,在2007年国家也制定了相应的《可再生能源中长期发展规划》,规定了我国可再生能源发展的目标,即力争到2010年使可再生能源消费量占到能源消费总量的10%,2020年提高到15%。具体目标包括到2020年建成水电3亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。在节能减排及应对全球环境变化方面,我国也把发展可再生能源作为一项重点任务,比如我们的节能工程,其实质就是通过节能来实现减少化石能源的消耗。特别是党的十七大报告中提出的2020年全面小康社会目标,其中一条就是要建设生态文明。建设生态文明的一个具体内容就是显著提高可再生能源的比重,进一步大力发展可再生能源。在节能减排方面也明确了要积极利用可再生能源,所以十七大报告也在事实上再次确立了可再生能源的地位。在这些政策前提下,从党中央国务院到发改委、财政部和地方各部门都相应制定了很多政策,包括财政部建立了可再生能源发展基金,确定一些基金的管理使用办法,来鼓励企业、地方政府和各方面更多地利用可再生能源。发改委也在大的产业项目上减免税收等。因此这几年我国的新能源产业发展很快,我们现在风能的发电装机到目前已超过600万千瓦,到今年年底有可能达到一千万千瓦,提前实现“十一五”计划的目标。在太阳能方面,中国目前是世界上生产真空管太阳能热水器最多的国家,我们一年大概生产能力超过一千八百万平方米。在太阳能发电方面,我国已成为世界上最大生产光伏电池的国家。生物质能方面,我国提出“不与人争粮,不与粮争地”的方针。在这个基础上,进一步开发生物燃料。通过发展非粮作物和植物发展生物燃料,做到不占用粮田,不影响粮食安全。以上大体是我国目前可再生能源的现状:我们确定了中长期发展计划和相应的正在完善中的政策,并形成了一些科技成果,但总体来讲,创新能力还不足,许多核心技术仍没有掌握,还走在发达国家后头。另外各项具体新能源的政策体系还不健全、很多大型设备还需要进口、人才缺乏,教育还没有为再生能源的发展提供强有力的支撑。综上,我们在政策、培养人才、国际合作和组织好示范这些方面应该加强。新能源产业化离不开信息技术在信息技术的应用方面,虽然信息化技术已经在规模较大的企业中应用,但目前整体上在可再生能源产业的应用还相对滞后于其他成熟的产业。从长远来讲,可再生能源的发展离不开信息技术,如风力发电。因为现在大部分的风力发电都是无人值守自动运行的,它怎么并网与电网更好地匹配,就需要采用控制技术和网络管理技术。在太阳能光电方面,特别是进入电缆的数据采集、整理、分析都需要采用IT手段。另外,太阳能电池制造过程中也需要设计开发的系统软件。新能源产业化,离不开IT技术,离不开信息化手段。“智能电网”是目前电力企业说得比较多的词。它的意义并不限于优化电力公司的管理那么简单。事实上,它还对“清洁科技”有着重要的作用。由于各国政府对于环境的日益重视,以及能源紧缺的压力,通过“清洁科技”生产的可再生的“清洁能源”有着广阔的发展前景,如风能、太阳能、燃料电池等等。而有了各种各样的清洁能源,原来的电网要和这些能源有机地结合,就需要电网网络更加智能化,使得能源从生产、传送到最后使用的过程受到集中监控和管理。如果能通过成本核算进行更好的定价,清洁能源就能从中获益,从而更快地发展。而要进行更好的定价,就得依赖于更多的数据收集和更好的数据分析处理,这里智能技术就有了用武之地。

线虫最新研究进展论文

线虫又称蠕虫,属于低等无脊椎动物的线虫门(Nematoda)。线虫是一类重要植物病原物,线虫病害已成为农、林生产上的重要问题(刘维志,2000;杨新美,2000)。Sasser等(1987)认为,植物寄生线虫病害每年造成世界农业损失约1000亿美元。据联合国粮农组织(FAO)保守估计,全世界因线虫危害给粮食和纤维作物造成的损失约为12%,对蔬菜、花生、烟草和某些果树造成的损失要超过20%(段玉玺等,2002)。线虫的防治包括化学防治、农业防治、物理防治和生物防治等。

利用生物方法防治线虫最先由Duddington于1951年提出。生物防治可以利用包含微生物、微型动物在内的生物,通过自然控制和引入控制手段进入有害线虫生活环境,以竞争、捕食、寄生、拮抗等作用机制来控制线虫。自然控制就是由土著微生物来抑制线虫的数量,也就是依赖自然调控。而狭义上所指的生物防治指引入控制,即人为将寄生线虫的天敌,以生防菌剂、生物有机肥等形式施入土壤来控制有害线虫的数量。线虫的天敌,主要有真菌、细菌、病毒、立克氏体、放线菌、涡虫和原生动物等。其中,关于真菌和细菌的生物防治作用的研究较多。用于防治的真菌按其功能划分有捕食真菌、寄生真菌、机会真菌、产毒真菌(张克勤等,2001);关于细菌目前研究最多的则是穿刺巴氏杆菌和根际细菌,其他的研究应用的较少。从20世纪70年代到80年代,国内外对根结线虫食线虫真菌展开了广泛的调查研究。目前,国内外已报道根结线虫食线虫真菌约30属,79种以上。何胜洋等(1987)报道了我国食线虫菌物的9个种;张克勤等(1996,2001)对我国食线虫菌物资源进行调查,共计报道食线虫菌物120余种,其中17个为新种。

捕食线虫真菌是一类通过不同形态捕食器官捕食线虫的生物,在自然界是影响线虫数量的主要因子之一。Gray等(1988)将其捕食器官分为6种:粘性菌丝、粘性分枝、粘性网、粘性球、非收缩环和收缩环。前5种捕食结构部分或者全部表面有粘性物质,可以将线虫粘附在上;最后一种收缩环则通过机械收缩来捕食线虫。粘性菌丝是最简单的捕食结构,丝孢菌的一些种和2种接合菌的菌丝表面会形成一层粘性物质用以捕食线虫。粘性分支是另一种较为简单的捕食结构,多见于柱捕单顶孢菌。一些捕食线虫真菌在菌丝上有生出1~3个细胞组成的直立分支,这些分支可能汇合在一起,形成单个环状或者二维网状结构,即粘性网。在已经交织的粘性网上仍可能继续发散出分支,甚至形成结构相当复杂的三维结构捕食器官。粘性网是最常见的捕食性真菌的捕食器官,而此类真菌最为常见的是少孢节丛孢菌。另外一种常见的捕食结构是粘性球,常见于丝孢菌和担子菌。非收缩性环常见于食线虫真菌。收缩性环由三个细胞组成,当线虫经过时细胞可以膨胀,此环就会闭合。Jaffee等(1996)发现了12种在包含主要作物食物链中位置特殊的捕食性真菌。Noweer等(2007)在田间试验中证实将捕食线虫真菌和昆虫寄生线虫结合来防治番茄根结线虫有很好的效果,并且节丛孢菌对线虫活性的抑制效果比指霉属真菌更显著。

寄生真菌是一类重要的生防资源,大部分是兼性寄生菌,多寄生于雌虫和虫卵中,例如轮枝孢菌。这类真菌都有分支状的菌丝体,当菌丝接触到虫卵,便会释放一些酶类,穿透卵壁并且破坏卵内部结构,使之不能孵化(Morgan-Jones et al.,1983)。近几年研究较多的为拟青霉属。Jatala(1986)发现淡紫拟青霉可用于多种线虫的生物防治。菌株PL251是一株保存于澳大利亚国家分析实验室的淡紫拟青霉菌株,目前已被开发成菌剂,用于防治根结线虫(Kiewnick et al.,2004)。以上两类真菌都是通过直接作用于线虫本身,从而使其丧失侵染能力或者死亡。而菌根真菌和植物内生真菌,尤其是丛枝菌根真菌可以与植物形成良好的共生结构,从而增强植物对根结线虫等病虫害的抵抗力,对水分胁迫等逆境抗性,营养吸收等能力(Smith et al.,2010)。Sikora(1992)发现,在温室中内生菌根真菌可以抑制南方根结线虫对番茄的侵染和在番茄根内的生长。之后的研究也证实在许多植物线虫系统中,接种菌根真菌均可以减少根结线虫对作物的侵染,例如,抑制南方根结线虫和爪哇根结线虫对橄榄的侵染(Castillo et al.,2006);抑制北方根结线虫对除虫菊的侵染等(Waceke et al.,2001)。

另一类可以用作防治线虫的真菌是植物内寄生真菌。此类真菌可以寄生在植物组织中,而且不会导致植物出现病理特征。当内生真菌成功定殖后,就会诱导植物产生一些抗性特征,类似于菌根真菌诱导抗性。Hallman等(1994)对这类真菌进行了较为系统的研究,从番茄根系筛选200种植物内寄生真菌,并且将其分为不同种。在盆栽试验中证实有40种可以抑制南方根结线虫,其中,尖孢镰刀菌可以显著减少根结的产生。

浅谈园艺植物害虫的生物防治技术论文

在平平淡淡的日常中,大家最不陌生的就是论文了吧,论文的类型很多,包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。你写论文时总是无从下笔?下面是我精心整理的浅谈园艺植物害虫的生物防治技术论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要 :

在城市生态系统中,园林植物是非常关键的组成部分,而在园林植物养护中,园林害虫常常对园林植物造成了危害,对其防治研究具有较大的现实意义。园林植物害虫的种类繁多,在对其防治的过程中,如果使用传统的防治方法,很容易出现灭虫不彻底的现象,而使用生物防治方法能大大提高防治效率。鉴于此,本文对园艺植物害虫的生物防治进行了研究。

关键词:

园艺植物,生物防治,研究;

在当今城市建设和园林绿化过程中,目前的绿地系统和园林植物种类跟以往相比,要复杂得多。随着全球气候恶劣变化,温湿度季节分配的失调,导致早涝灾害的.现象频繁发生。再加上人类活动的频繁以及干扰,使得植物结构失调,加上品种单一,植物的地下空间不足。最终,可使生长环境变坏,更严重时,会导致园林虫害泛滥。鉴于此,本文对园林植物的种类进行分析,为今后园林植物害虫的防治工作提供参考。

1、常见园林植物害虫种类

近几年来,随着国内外园林植物品种和数量的增加,园林植物害虫种类大量增加,分布范围也随之增大,这种现象越来越严重,园林植物害虫不仅会严重影响到生态系统的安全性,还会影响生态系统的稳定性,甚至会对进出口贸易产生影响。经过一些统计调查表明,一些常见的园林植物害虫有这些,食叶害虫、刺吸式害虫、钻蛀害虫及地下害虫等。

2、生物防治害虫的具体方法

利用害虫生物天敌进行除虫工作

通过对常见的栽培的园艺植物进行分析,可发现,这些植物对应的害虫中,存在一些补食性的天敌或者是一些寄生性的天敌。这些天敌能够为园艺植物提供害虫的生物防治功能。在园艺植物中,树木的种类繁多,寄生于树木中的虫类也很多,其中蚜虫是害虫,能够影响树木的生长。益虫有蚯蚓、螳螂、篦麻蚕、瓢虫、蜜蜂等。谈到利用害虫生物天敌除虫,有不少例子。例如,红蜡蚧是一种常见的害虫,其生长速度很快,对其防治难度很大,但是其寄生性天敌种类也非常多,其寄生性天敌比捕食性天敌要多得多。为除去红蜡蚧虫害,可对红蜡蚧的天敌的种类进行归类和汇总,然后合理地投放害虫天敌。然而,在害虫天敌的养护实践过程中,发现害虫天敌过冬是一个问题,每当冬季来临,需要为这些害虫天敌供给生物养分和生存空间。当使用害虫天敌除害虫的时候,应当特别注意以下2点:把生物除虫充当主要方法,恰当使用灭虫农药,从而有效保障除虫效果,避免害虫天敌繁殖过快致使除虫效果不理想;注意生物防治害虫方法的适用对象,同一种生物防治害虫的方法在不同的植物中的效果不一样。

利用病原微生物农药进行除虫工作

病原性微生物农药是指真菌和病毒等原生动物。其中的例子很多,比如苏云金杆菌,其是使用生物化学原理来灭虫的,借助微生物在孢子形成时得到的一些蛋白物质,在害虫幼虫的腹部上皮细胞形成孔隙,使害虫的吸水量增加,当害虫细胞的吸水量达到一定程度时,害虫死亡,这样实现除虫的目的。另外,在利用该原理除虫的过程中,需要注意以下事项。

注意安排好病原体的释放时间,通常情况下,以清晨或晚上为宜,尽量选择阴天天气,避免阳光直射或者光线过强的情况发生;病原体微生物释放的位置应注意,务必释放在害虫和害虫卵等活体上,这样才能给病毒或细菌复制提供充足的环境和养份;要充分进行实践来验证灭虫方法的适用性;为使病毒或真菌的除害虫能力充分发挥出来,要注意调整园林中的空气湿度和温度,为病原微生物生命活度提供保障另外,应充分利用病原线虫的作用。线虫主要经由昆虫的口腔或者肛门进入体内释放细菌以使昆虫致死。线虫的使用方法和适用对象与病原微生物类同。

3、小结

在目前的园艺植物害虫的生物防治过程中,大量的生物防治手段被使用,为防治病害作出了一定的贡献。然而,其防治效果往往不是太理想。其中的原因很大一部分是由于存在一些问题未能解决,需要改进的地方还有很多。因此,为了对园艺植物的病害进行更好地防治,需要充分利用生物防治手段,充分利用好植物的遗传方式,通过基因重组去改变细菌的生长状况。通过人工养殖,对生物防治进行不断地优化,将更多的资金和人力投入到园艺植物害虫生物防治研究中去,诱导园艺植物产生抗病性的化学、物理、生物诱导因子,从而对植物的性能进行改进。在害虫的生物防治过程中,应当遵循保护环境的原则,在对园艺植物病害进行控制时,应当使该项工作满足国家提出的建设资源节约型和环境友好型社会的要求。

参考文献

[1]赵敏.园艺植物病害的生物防治[J].现代园艺,2013(09).

[2]权俊娇,马行.园艺植物害虫生物防治研究进展[J].天津农业科学,2014(01).

[3]刘琴,何月秋.我国植物病害生物防治综述[J].安徽农学通报,2012(04).

[4]林沙.重寄生菌防治园艺植物病害研究[J].北京农业,2014(09).

[5]王珊.园艺朱武病害的生物防治[J].城市建设理论,2014(21).

科学家们最早在植物(Napoli等,1990)和脉孢菌(Neurospora crassa) (Cogoni和Macino,1997)中发现了dsRNA诱导的RNA沉默现象。RNAi在这些机体中作为抗病毒的防御体系而发挥作用。虽然在上述发现中,转基因病毒可以编码具有沉默功能的基因片断,并在复制过程中产生dsRNA,但针对RNA沉默现象的决定性发现还是由Andrew Fire和Craig Mello首先完成的。早在几年前,在线虫中进行反义RNA实验时,Guo和Kemphues就观察到正义RNA也具有很高的基因沉默活性(Guo和Kemphues,1995)。后来Andrew Fire(安德鲁·菲尔)和Craig Mello(克雷格·梅洛)通过实验阐明了这一反常现象:将反义RNA和正义RNA同时注射到秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)比单独注射反义RNA诱导基因沉默的效率高10倍。由此推断,dsRNA触发了高效的基因沉默机制并极大降低了靶mRNA水平(Fire等,1998),这是一个有关控制基因信息流程的关键机制。人们将这一现象命名为RNAi (见综述:Arenz和Schepers,2003)。安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛因为发现这一关键机制而获得诺贝尔生理医学奖。RNAi的机制:基因所携带遗传信息(即单个基因的具体功能)的传递是通过名为信使RNA的分子进入细胞蛋白合成“工厂”而实现的,而基因功能的研究方法一直是研究工作的拦路虎。安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛通过线虫实验证实:某些线虫体分子触发了特定基因上RNA的破坏,导致蛋白无法合成,出现寄主“基因沉默”,而这一过程便被称为RNAi。天然的RNAi现象存在于植物动物和人类等真核生物的体内,在调解基因活力和预防病毒感染方面起到重要作用。同时他们还发现了有效关闭基因表达的方法,这样当某一特定基因被“沉默”后,其功能便反向的体现出来了。线虫造成机体基因的转变,导致各种疾病。 关于RNA的功能,以前教科书上大概有三种,一种是作为信使RNA(mRNA),是gene转录的直接产物,接下来翻译成蛋白质。所有的蛋白质都是这样合成的。另外是转运RNA(tRNA),蛋白合成的时编码和运送氨基酸到核糖体。还有一些具有催化作用的RNA,比如核糖体的构成成分就有RNA,它们起催化作用。但是RNAi(RNA interference)的发现,揭示了RNA的另外一个重大功能:调节gene的表达(这给gene表达的调控也增加了一个全新的概念)。2001年,随着人类基因组测序的完成,针对其它多种生物的基因组测序计划,也相继开展起来。在未来的一段时间内,科学界将不会出现比人类基因组测序更瞩目的技术。有人将人类基因组测序称为“21世纪科学发展史上的里程碑”、“生物学领域最重要的成就之一”。然而时隔不久,同一年在哺乳动物中发现的RNAI掀起了一场风暴,而且愈演愈烈。《Science》杂志将RNAi称为“2002年的重大突破”(Couzin,2002)。然而,更加令人吃惊和兴奋的是,4年以后的今天,这项技术的始作俑者,安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛就因此获得2006年诺贝尔医学奖。一项全新的技术在提出后短短几年就得到诺贝尔奖的青睐和肯定,此前是绝无仅有的,这也足见RNAi在医学领域的开创性意义和极大的应用前景。随着人们对多种生物体基因组序列了解的深入,RNAi技术可以帮助我们更细致地了解复杂的生理学过程。RNAi技术与基因组学、蛋白质组学和功能蛋白质组学密切相关,因此, RNAi本身可作为一项实验技术为生物工程及制药业等相关行业服务,从而在更深更广的领域发挥其作用。

血栓最新研究进展论文

下肢深静脉血栓溶栓治疗的护理论文

在各领域中,大家都有写论文的经历,对论文很是熟悉吧,借助论文可以有效提高我们的写作水平。那么问题来了,到底应如何写一篇优秀的论文呢?以下是我为大家收集的下肢深静脉血栓溶栓治疗的护理论文,希望对大家有所帮助。

下肢深静脉血栓形成(DVT)是指由于各种原因导致下肢深静脉内血液异常凝固引起管腔阻塞,静脉血液回流障碍的疾病。若未及时治疗,将造成程度不一的慢性深静脉功能不全,影响生活,甚至致残。在急性期如果血栓脱落引起肺栓塞可危及生命。我科从2008年5月至2011年4月采用静脉溶栓和抗凝辅以活血化瘀降低血液粘度治疗下肢深静脉血栓共87例,配合精心的护理,疗效满意,现将护理体会介绍如下。

一、临床资料

1、一般资料:本组病例87个,男56例,女31例,年龄23~68岁,平均年龄46岁,左下肢58例,右下肢25例,双下肢4例;手术后27例,产后18例,外伤后21例,长期卧床16例,无明显诱因5例。患者临床主要表现为患肢疼痛、肿胀、皮色加深,皮温偏高,浅静脉扩张。均经血管彩超检查确诊为下肢深静脉血栓形成。所有均采用静脉溶栓和抗凝辅以活血化瘀降低血液粘度综合治疗。

2、给药方法:尿激酶50万单位加生理盐水200ml经患肢足背浅静脉持续20小时匀速输入,扎止血带于患肢踝关节上5~10cm处[1],每2小时放松10~15分钟;低分子肝素钠经腹壁皮下注射12小时一次,连续使用7天。经外周血管静脉输入低分子右旋糖酐,丹参每日一次,连续使用10~15天。停用低分子肝素钠后改用口服华伐令抗凝3个月。

3、结果:患肢经溶栓、抗凝、去聚等综和治疗后水肿,疼痛明显好转至消褪,皮肤色泽恢复正常。

未发生肺栓塞,有一例出现血尿,经停用低分子肝素钠后出血停止。出院前均经复查血管彩超检查。血栓消失、血管完全再通78例,血栓部分消失、血管部分再通9例。均佩带循序减压弹袜出院。

二、护理

1、心理护理:由于对疾病不了解,有的患者顾虑重重,过度焦虑;有的则表现为无所谓,不能正确的对待治疗。此时我们要以高度的责任心,认真摸清每个病人的心理特点,向病人讲解疾病的相关知识及治疗效果,增加病人的信心。让患者家属了解本病的病因,治疗,预防和护理知识,使病人和家属建立一种新的有利于疾病康复的心理环境,积极、主动的配合治疗和护理。

2、体位护理:急性发病后10~14天内绝对卧床休息,包括在床上大小便,禁止热敷、按摩、推拿患肢,以免血栓脱落[2]。抬高患肢高于心脏水平20~30cm,膝关节微屈,膝下垫宽大软枕。10~14天后可逐步下床活动。不宜进行剧烈活动或患肢牵拉伸展运动,防止血管损伤,导致疾病复发。可行足背伸屈运动,每日数十次,每次3~5分钟,以促进下肢静脉回流。

3、病情观察:

(1)观察患肢肿胀、疼痛、浅静脉扩张程度及皮肤温度、色泽和足背动脉搏动情况。

(2)每日定时、定位测量患肢肢体的周径。我科选用髌骨中点上下各15cm处测量并做记录。第一次应测量双下肢的周径并沿测量的部位作一记号。以后的测量均从第一次作记号处测量以减少误差。记录下每次测量的结果,了解患肢肿胀变化情况。

(3)并发症的'观察护理:肺动脉栓塞是下肢深静脉血栓形成常最严重的并发症,发生率为20~40%,约11%在出现症状的1小时内死亡[3]。应高度警惕。如病人出现胸痛、胸闷、咳血、呼吸困难等症状,应立即给予平卧,避免深呼吸,咳嗽,剧烈翻动。报告医生,持续心电监护,高浓度吸氧,密切观察生命体征及血氧饱和度的变化,积极配合抢救。严密监测观察穿刺部位有无渗血、血肿,有无牙龈出血,皮肤紫癜及血尿、血便等情况。并每周监测大便潜血,防止消化道出血。在本组治疗的87例患者中有一例在进行溶栓抗凝治疗的第五天出现血尿,经停用低分子肝素钠后出血停止。

4、用药护理:

(1)遵医嘱准确、按时用药,现配现用。

(2)输尿激酶采用小号头皮针穿刺,输液完毕穿刺点按压15分钟。

(3)严密观察用药反应,发现异常及时通知医生处理。

(4)遵医嘱每周定时监测出凝血功能。

5、健康指导:

(1)合理饮食,宜清淡富含维生素、粗纤维低脂饮食,保持大便通畅,避免引起腹压增高影响血液回流。

(2)适当锻炼,急性期后宜适当锻炼以减轻体重,降低血脂、血糖、血压、血粘度,避免长时间保持同一种体位,防止血栓再复发。

(3)保护患肢,避免受伤和寒冷刺激。

(4)绝对戒烟防止烟中尼古丁等有害物质刺激血管收缩,影响静脉回流。

(5)指导正确使用循序减压弹力袜。避免穿紧身衣裤或吊带袜以免影响下肢血液循环。(6)作好出院指导,严格遵医嘱口服抗凝药,用药期间观察大小便颜色、皮肤黏膜情况,每周复查一次血常规和出凝血时间。出院后3~6月到门诊复查,发现异常时及时就诊。

下肢深静脉血栓形成(DVT)是产后常见的一种严重并发症,一般在产妇血液处于高凝状态下引起的,静脉血栓脱落后随血流到达产妇肺部,可造成急性肺栓塞,主要表现为患肢肿胀、疼痛,对患者生命安全构成了巨大威胁。近年来,随着人们饮食结构的改变以及高龄产妇增加,该并发症发生率呈不断上升逐势。我院选取收治的28例下肢深静脉血栓形成患者作为研究对象,积极给予针对性治疗以及综合护理干预,获得良好效果,报告如下。

1、资料与方法

一般资料

选取2013年6月—2014年6月我院收治的产后合并下肢深静脉血栓形成患者28例,最大年龄41岁,最小年龄24岁,平均年龄(±)岁;平均发病时间(±)d;其中自然分娩8例,剖宫产20例。所有患者均有不同程度的左下肢疼痛、肿胀以及行走活动受限等,经彩色多普勒超声检查以及静脉造影确诊。

方法

治疗方法给予所有患者抗凝、溶栓以及药物治疗,急性期患者需要求其卧床休养;将产妇患肢抬高,局部给予50%硫酸镁持续湿敷,并定期进行更换。抗凝治疗:给予患者低分子肝素钙5000U,皮下注射,2次/d,连续治疗1周;并给予患者华法令每天,连续使用1个月~6个月,并在治疗期间严密监测患者凝血时间,若凝血时间发生异常,可根据医嘱适量减少用药或停止用药。溶栓治疗:将尿激酶50万U加入5%葡萄糖溶液250mL中,静脉滴注,病情稳定后减少用量,连续治疗10d。口服阿司匹林为临床常用治疗药物。

护理方法在治疗期间给予患者综合护理干预,主要包括心理护理、抗凝溶栓护理、病情观察、饮食护理、康复护理以及健康知识教育等。

2、结果

本组28例产后合并下肢深静脉血栓形成患者经对症治疗与综合护理后,患肢肿胀、疼痛现象消失,均痊愈出院。

3、讨论

产后并发下肢深静脉血栓形成一般是在血液高凝状态下,静脉血流速度减慢,激素水平发生变化,并且受妊娠因素影响出现的一种产后严重并发症,主要临床表现为患肢肿胀、疼痛,对患者身体健康影响较大。临床常用抗凝、溶栓等对症治疗,并联合综合护理干预,可有效改善患者临床症状,促进肢体功能恢复。综合护理干预主要包括心理护理、抗凝溶栓护理、病情观察、饮食护理、康复护理以及健康知识教育等。

心理护理

产后并发下肢深静脉血栓患者在接受抗凝、溶栓治疗过程中,需暂停对新生儿进行母乳喂养,新生儿喂养模式的改变、患肢肿痛以及活动受限,再加上恢复慢、治疗时间长、治疗费用高,因此,患者易出现焦躁、抑郁等不良心理。医护人员应主动与患者交流,应用沟通技巧为其详细讲解产后并发下肢深静脉血栓形成的病因、治疗方法、注意事项以及预后效果等,与患者建立良好的护患关系,取得患者信任,给予针对性心理干预,缓解患者的焦虑、抑郁,提高治疗依从性。可利用放松疗法,如播放音乐、视频等转移患者注意力,减轻患者心理负担,保证治疗效果。

抗凝、溶栓护理

在给予产后并发下肢深静脉血栓患者抗凝、溶栓治疗时,应减少具有创伤性的治疗与检查;在进行静脉穿刺时,避免将止血带捆扎过紧,可选用静脉留置针,减少静脉穿刺次数;拔针时,应对局部进行5min~10min压迫。定期抽取血样进行血小板计数、血常规检查,并详细记录患者凝血酶原时间,保证血液样本符合相关要求;观察患者有无尿血、便血以及皮下瘀血现象;在对尿激酶进行稀释时,避免剧烈摇晃,并在稀释后立刻使用。

病情观察

首先,需要详细观察患者在治疗期间是否有出血倾向,关注患者是否发生呕吐、疼痛,若存在异常现象,需及时向医生报告,以便给予对症处理。其次,要观察患者肺栓塞症状,肺栓塞是产后并发下肢深静脉血栓形成严重的并发症之一,是因血栓脱落引起的,主要临床表现有咳嗽、胸痛、呼吸困难、血压下降等,个别严重患者可出现昏迷、心律失常等,应及时使患者吸入高浓度氧气,并报告医生给予对症治疗。

饮食护理与康复护理

为患者制订科学的饮食方案,以低脂、高蛋白、高纤维以及高热量食物为主,并保证充足的水分摄入,降低血液黏稠度,促进血液循环。根据患者具体病情,引导患者下床活动,进行早期康复训练;活动时可穿弹力袜,有利于深静脉回流。血栓再通后需继续口服抗凝药物,避免复发,并加强患肢保暖。

健康知识教育

根据患者信息反馈以及知识要求,为其制订针对性的健康教育计划,住院期间积极对患者进行健康宣教,提高相关知识掌握程度。责任护士主动向患者讲解产后并发下肢深静脉血栓形成的病因、治疗过程以及预后效果等,帮助患者树立正确疾病观;并给予患者科学的出院指导以及告之注意事项,叮嘱患者定期到医院复查。本组28例产后并发下肢深静脉血栓形成患者经抗凝、溶栓对症治疗以及综合护理干预后均痊愈出院。综上所述,给予产后并发下肢深静脉血栓患者针对性治疗,并联合心理护理、抗凝溶栓护理、病情观察、饮食护理、康复护理以及健康教育等多种干预措施进行护理干预,可提高治疗效果,促进患者恢复。

对止血与血栓的认识开始于出血问题上,例如血友病早在2000年以前犹太人法典中已有记载。20世纪50年代以后,对凝血机制有了深入的认识,到了60年代,“瀑布学说”已成为公认的凝血机制。60年代以后逐渐认识到血栓形成比止血缺陷对人类健康威胁更大,对血液凝固的研究不仅涉及止血问题,而且也涉及血管内血栓问题。近年来随着研究工作的深入,不仅在凝血因子方面有了新的发现.同时对体内的抗凝蛋白,如蛋白C、蛋白S、抗凝血酶和组织因子途径抑制物等也加深了研究。活化蛋白C抵抗(activated proteinC resistance,APCR)的研究与临床应用,使血栓与止血实验诊断工作进人了新阶段。纤维蛋白溶解问题也取得新的认识和进展。分子标志物检测将是研究和诊断血栓前状态和易栓症的重要方法和依据。对于凝血、纤溶和血小板等在血栓形成中的作用也从分子水平上有了深入的认识。随着分子生物学、分子免疫学等学科的发展,在血栓和止血方面已发展和建立了一系列的方法用于出血性疾病实验诊断和对血栓性疾病危险因素的检测以及抗凝溶栓治疗的监测。

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