時間：2022-11-30 12:02:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工業結晶論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：防水材料，水泥基滲透結晶，作用機理，整體防水，施工工藝
0.前言
水泥基滲透結晶型防水涂料是硅酸鹽水泥、精制石英砂及活性化學填料配制而成的粉狀防水涂料。它是德國化學家路易斯1942年發明，由于性能優異在歐洲、美洲、日本、新加坡等國家和地區得到推廣應用，我國自上世紀80年代引進以來，在地鐵、隧道、橋梁等工程得到了廣泛應用，防水效果顯著，受到各界好評。該材料在我市不少工程中也有應用，但效果不甚理想，究其原因最大是大家對該材料的認識不足，管理不力，驗收不嚴。
1.作用機理及特征
1.1作用機理
水泥基滲透結晶型防水材料中含有的活性化學物質在水的作用下，通過表層水對結構內部的毛細作用，被帶入到結構表層內部孔縫中，與混凝土中的游離氧化鈣交互反應生成不溶于水的硫鋁酸鈣滲透結晶物。結晶物在結構孔縫中吸水膨大，由疏致密，堵塞了毛細孔道，使混凝土結構由表層向縱深逐漸形成一個至密的抗滲區域，大大提高了結構整體的抗滲能力。
整個滲透結晶過程既可順水壓方向也可逆水壓方向進行，當沒有水份時，涂料中的活性成份會保持靜止狀態。當再與水份接觸時就會被激活，產生新的晶體，而且會滲入混凝土內更深，所以被處理過的混凝土結構，若干年后因為震動或其它原因產生新的細微裂縫時，一旦有水滲入，又會產生新的晶體將水堵住，這種獨一無二的自我修復能力使混凝土結構的防水功能更持久，更具適應性。
1.2特性
它具有很多優異的性能，主要有：1.2.1持久的防水作用，可使細小裂紋自愈。它被施工后防水涂層的固化物與混凝土結構相當，活性物質多年以后仍然被水激活形成新的結晶物而發揮二次抗滲能力，對于0.4毫米以下的裂紋能在活性物質的作用下被結晶物充填而自愈，大大提高了混凝土的抗滲能力。論文參考網。
1.2.2粘接能力強。它經與水調制后，塑性好，與混凝土形成一體，提高了粘接性能。
1.2.3提高混凝土的致密性，保護混凝土內部的鋼筋不受侵蝕， 提高了混凝土的防腐性能和耐久性，延長了建筑物的使用壽命。
1.2.4它屬于無機鹽水泥基材料，符合環保標準，無毒無害，可以廣泛用于包括飲用水、食品加工等建筑項目中。
1.2.5施工方便，省時省工，綜合成本低。它對基面要求低且防水涂層對混凝土基層親和性能強，基面不需要處理就可涂刷，而且由于涂層親和性好，完全固化，不怕磕碰，不剝落，不需做保護層。施工方法多樣，可抹、可涂、可噴涂。
1.2.6適應能力強，應用范圍廣。它目前主要用于地鐵站、隧道、涵洞、工業與民用建筑地下室、屋面、廁浴間水泥基層防水施工及修補，在受侵蝕和受振動的工程中也有較好的適應性。
2.施工工藝
以地下室外防水工程噴涂法為例：基層清理→基層潤水→基層處理劑→轉角、管跟、變形縫加強層涂刷→首層涂膜→4h后涂刷次遍涂膜→指壓無痕后噴水養護→2天后分層回填土。
3.使用注意事項
3.1該材料不得在5℃以下、雨、雪等惡劣天氣條件下進行防水施工，并在48小時內防止雨淋、沖刷、霜凍、風沙污染等天氣條件。
3.2材料養護用水不得使用污染水。
3.3施工必須在混凝土結構或牢固的水泥砂漿基面上實施，基層不能有結構缺陷及油污。
3.4應嚴格按照使用說明書要求的工藝標準，節點大樣認真組織施工，不得改動涂層厚度以及施工配合比。各種施工方法的配比各不相同，使用中應特別注意。配合比應精確計量，漿料隨拌隨用，30分鐘內用完，拌制應仔細均勻，攪拌時間不得小于5分鐘。
3.5首層應與次遍垂直，同層涂膜先后接茬寬度為30~50毫米，甩茬時不得小于100毫米。論文參考網。
3.6養護應待指壓無痕強度足夠后用噴霧器噴水養護（室內可以不養護），養護每天2~3次，炎熱季節應適當增加養護次數。
3.7表面處理不得酸洗，不得直接用于石膏類面層表面。
3.8各類防水工程特點不相同，施工單位施工前應有詳細的施工方案，認真組織實施。屋面、廁浴間、地下室內表面應按節點圖做好保護層。
3.9在地下室防水完畢回填土時應在48小時后進行，7天之內不得回填干土。
4.驗收要點
4.1嚴格材料進場關。
當前生產廠家眾多，分包單位應提供生產廠家生產許可證或產品備案證、使用說明書、有效的型式檢驗報告和出廠檢驗報告，對型式檢驗報告應嚴格按《水泥基滲透結晶型防水材料》GB18445-2001的要求逐項檢驗，出廠合格證與進場材料包裝批次、型號一致。對進場初驗合格的材料現場抽樣復試7天抗折強度、濕基面粘接強度和28天抗滲壓力，經檢驗合格后方可用于工程中。
4.2嚴把方案關。
使用說明書不能代替施工方案，施工分包單位應提供詳細有針對性的施工方案（可把使用說明書作為附件），施工方案中應有詳細可行的節點圖、詳細的施工方法和工藝要求，并在施工前進行施工交底。
4.3嚴格過程控制，確保施工方案的恰當執行。
4.3.1嚴格計量監控，對配合比的用水量和材料應專用計量器具精確計量，充分攪拌，在規定的時間內使用。
4.3.2認真做好基層處理驗收。對有缺陷的部位提前處理，并用高壓水沖洗干凈，對有油污的部位用弱堿認真清洗干凈；對轉角、管跟、變形縫做好轉角圓弧和加強層的施工驗收。
4.3.3認真做好防水層施工旁站檢查，重點監控厚度、接茬、層間間隔、成膜質量以及養護措施等，做好施工記錄。論文參考網。
4.4準確驗收，確保使用功能。
4.4.1對基層隱蔽工程、防水層檢驗批及時做好過程檢驗，檢驗參照GB50208-2002第4.4節涂料防水層，做好主控項目和一般項目的驗收。
4.4.2對防水工程及時做好功能性測試，對地下室、廁浴間工程做好蓄水實驗，蓄水時間不少于24小時。對未通過功能性測試的工程不得評定合格。
4.4.3對測試中出現滲漏的部位應要求施工單位會同設計等單位拿出恰當的處理方案；處理過程中認真督促分包施工對認真處理，及時做好處理記錄和處理驗收。
5.小結
水泥基滲透結晶型防水涂料是一種性能優異的剛性防水涂料，它改變了兩張皮的防水概念，與混凝土基層溶為一體，形成整體防水和永久防水，即提高了防水性能，又提高了混凝土的耐久性，施工方便，適用范圍廣，推廣潛力巨大；但是由于建設、設計、施工、監理單位多對該材料缺乏必要的認識，市場產品良莠不齊，特別是施工總包單和監理單位作為施工管理單位應提高自身素質，嚴格分包隊伍的選擇和材料、方案確認，把好材料關，過程控制關，防水驗收關，嚴防以次沖好、偷工減料現象發生，發揮該材料的優異性能，才能確保實體功能。
參考文獻
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[3]地下工程防水技術規程(GB50108-2002)[S].北京:中國建筑工業出版社.2002.
[4]楊斌.水泥基滲透結晶型防水材料及其標準[J].新型建筑材料,2003 (9).
[5]章宗友.水泥基滲透結晶型防水材料的市場發展和爭議[J].中國建材報,2007第4635號(防水專刊).
關鍵詞：軟化水處理設備 ；問題； 分析； 效果
中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A
我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用"硬度"這個指標來表示。硬度1度相當于每升水中含有10毫克氧化鈣。低于8度的水稱為軟水，高于17度的稱為硬水，介于8～17度之間的稱為中度硬水。工業用過程中，為防止設備產生結垢，確保設備系統高效地運轉，必須對用水進行水質穩定處理，出水硬度需
一、設備及存在問題簡介
我廠空調、制冷、空壓、真空系統使用軟化水由一組閉式軟化水處理設備進行處理，其處理后的軟化水硬度在0.01-0.03 mmol/L。設備在使用軟化水后設備及管道內不易產生垢，設備故障率降低，管道清洗周期拉長，減少了維護及維護成本。
軟化水設備由供水泵閉式鹽缸樹脂罐儲水箱等組成。軟化水設備在運行過程中，由于使用軟化水設備較多，軟化水設備工作頻繁，置換過程中鈉離子使用量大。由于是閉式鹽缸，鹽缸容量每次加鹽量為2.5t，理論工作時間為225小時，而實際工作時間為180小時。每次打開鹽缸時，鹽缸內還沉滯工業用鹽量距鹽缸底部30cm ，約為500kg，這些工業用鹽被清理出后當作廢料專業處理，造成生產損耗大，成本，工人勞動強度增加，同時還會造成設備使用軟化水量減少。
經過長時間的測量與研究，發現鹽缸內底部存鹽主要是以下兩個原因造成的：1.進水管口過高。鹽缸高度為1.8m，進水管口為1.6m，設計時主要考慮能夠讓水盡可能流經工業用鹽，這樣造成進水壓力降低，對工業鹽的溶解速度有影響。進水壓力0.3Mpa以上，進入鹽缸后，由于受到鹽的滲水阻力，水流速度減緩，進水不能直接作用到底部鹽面，鹽沉入鹽缸底部，120小時后鹽形成結晶體，其溶解點升高，在水的作用下鹽不能夠溶解，在鹽缸底部沉積，不能滿足樹脂要求的鈉離子含量。2.濾網高度太高。現有濾網高度為60cm，當鹽面低于濾網30cm時，進水直接從濾網上部流出，其含鹽量不足導致鈉離子含量不能滿足處理要求。
二、處理措施
1.進水管口降低。由于工業鹽具有一定的腐蝕作用，使用一般的材料易造成設備故障，對處理方案進行了深入研究。
A.選材。與鹽有接觸的管道具有耐鹽腐性，分別對三種材料進行了試驗和篩選。普通鍍鋅管具有價格低廉和耐用的優點，在試驗時發現鹽對其腐蝕厲害。不銹鋼管具有美觀，耐用和耐腐蝕性，但其與鹽接觸后出現裂紋。Pvc管具有美觀、價格低廉、耐用、耐腐蝕特點，在與鹽接觸試驗過程中表現良好，沒有出現腐蝕現象。最終決定使用Pvc管。B.改進方案制定。一種在原有進水管路加長管道，原有管道進入到鹽缸內管頭截斷后下延100cm，在缸壁上固定管道。一種在缸體底部高度60cm直接打孔進入，將原來進入封堵。綜合考慮各種因素，鹽缸打孔有一定困難，缸體孔與管道密封存在一定風險。決定采用第一種方案。C.改進步驟。1）將原進水管截為露出缸體30mm長挑絲后，使用PVC接頭進行連接彎頭。2）用100cmPVC管與彎頭連接，使用管下探深度達到100cm，距離缸底部小于60cm。3）出水口使用舌頭式噴頭，形成傘形噴射水流，有利用工業鹽流動，使用鹽體經過較長時間后不結晶。
2.降低濾網高度。濾網是由濾網主體加與濾網共同組成，濾網主體由一個圓形箱體組成，在箱側面及底部做出3mm孔若干個，在箱體外覆蓋所需目數濾布。重新制做一個箱體，其高度由原來的60cm改進為30cm，其它結構不變。
三、改進效果
經過降低進水口和降低濾網高度改進后，加入2.5t工業鹽后一缸鹽可以運行225小時，打開鹽缸后鹽缸底部沒有出現工業鹽沉滯現象，提高了工業用鹽的使用率，降低了加鹽的勞動強度，減少了浪費。
從統計表上看出，實施改進后，閉式軟化水處理設備鹽的利用率達到95%以上，沒有出現結晶鹽現象，底部沉滯鹽現象得到根本解決。
結語
設備的維護和維修工作需要根據設備自身的情況做出分析后進行維修和改進，不能盲目進行維修和改進，靈活利用現有條件，根據調查、測量和實驗數據進行分析后做出解決方案，能夠有效解決存在的問題，達到降低成本，提高設備效率和維修質量的目的。
參考文獻
[1]路智勇，惠任. 試論紡織品文物保護中的水質問題[J]. 文物保護與考古科學， 2010.
[關鍵詞]H型鋼 控軋 控冷
中圖分類號：TM725 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）01-0007-01
1 前言
H型鋼作為一種經濟斷面鋼材問世已有幾十年，現已廣泛應用于高層建筑、橋梁、車輛、碼頭、電力、制造業等領域。與世界發展水平相比，我國H型鋼生產起步較晚，從1998年馬鞍山鋼鐵公司引進德國工藝技術與設備的大H型鋼生產線投產以來，經過十多年時間的發展，已先后培育出馬鋼，萊鋼、津西、日照、長治等H型鋼主流生產企業，加快了我國H型鋼生產的發展，為推動我國鋼鐵工業結構調整和鋼材品種優化做出了重要貢獻。
隨著H型的廣泛應用，對H型鋼的力學性能要求也越來越高，從而引發了對H型鋼控制軋制、控制冷卻技術的研究。國外已有了相關的研究成果，并運用于生產，但技術仍未成熟①。而我國盡管近幾年H型鋼生產水平不斷提高，為研究控軋控冷技術提供了平臺，但認識較晚，正處于起步階段，運用控軋控冷技術改善H型鋼強度、韌性和焊接等性能的工藝還比較少。本文結合熱軋工藝特點，分析了控軋控冷中需要注意的幾個關鍵因素。
2 研究現狀
2.1 國外H型鋼控冷技術的發展及現狀
早期一些國家如比利時，瑞典等國的鋼鐵廠首先采用控軋來代替常化處理，解決了鋼的脆斷性問題，這確立了控冷技術的原始技術。以后隨著控冷技術的發展，60年代采用控軋控冷解決了含Nb鋼VTs偏高的問題。近年來國外有關控冷應用基礎研究日益深入，發表了許多水平較高的學術論文，進一步指導和推動控冷技術的發展和應用。
20世紀60年代上半期，日本新日鐵為在提高韌性的同時保持良好的焊接性能，采用了微合金化加上控軋控冷的措施。軋制中對H型鋼翼緣進行控制冷卻，以減少溫度差，細化鐵素體晶粒，同時使得H型鋼的斷面各部分的組織均勻，防止產生較大的內應力，以及翹曲和彎曲。
20世紀80年代后期盧森堡的阿爾貝德在開發低溫高沖擊韌性鋼中也取得了較大的成功，采用了TM-SC工藝（控軋-局部冷卻工藝）開發出的低溫高沖擊韌性鋼，在軋后采用了QST工藝（淬火自回火）。通過對鋼材的微合金化處理，結合采用TM-SC工藝和QST工藝，產出了傳統工藝無法獲得的高韌性高強度的產品，同時保持了其良好的焊接性能。為克服普通的TM熱軋工藝在軋制H型鋼的缺點，盧森堡的阿爾貝德公司與其它公司合作開發了TM-SC工藝，生產的產品截面的性能均勻，提高了軋機的生產效率。可以看出這個局部冷卻工藝與H型鋼翼緣冷卻工藝幾乎是相同的。盧森堡的阿爾貝德公司與其合作伙伴進一步開發了QST技術，鞍山科技大學碩士論文第一章課題綜該工藝是在終軋后對鋼梁進行快速水冷，使其表面生成馬氏體，在鋼梁中心冷前停止水冷，利用中心余熱進行回火。
目前世界上H型鋼控冷技術以盧森堡的阿爾貝德公司為代表，開發了H型TM-SC軋制技術和QST控冷技術，代表了目前H型鋼生產及控冷技術的最高水QST控冷技術設備.
2.2 國內H型鋼控冷技術的發展及現狀
20世紀60年代初，我國在控制冷卻和鋼材形變熱處理工藝方面己經起步，取得初步的成果。70年代初，控冷技術先后被列為“六五”、“七五”“八五”科攻關項目，有關大專、科研院所及生產廠家，結合常用鋼種和國內的控冷技件，在控冷技術的基礎理論與實際應用方面做了許多卓有成效的工作，如測鋼種的基礎數據，對Nb、V、Ti微合金元素在鋼中的作用，形變奧氏體再結晶控冷工藝與組織性能的關系，微合金元素碳氮化合物固溶析出，鋼的變形抗力進行了廣泛深入的研究；某些生產廠應用控冷工藝取得了提高產品質量的良好果。另外還在重鋼五廠等建成了國內第一條獨具特點的控冷生產實驗線。這些作為我國進一步發展和應用這項具有明顯經濟效益的軋鋼新技術奠定了可靠的石出。
1991年12月，馬鋼在改造了630軋機試軋后，成功地軋制了ZO0rnrn以下H型鋼，但由于種種原因沒有批量生產。1992年6月，馬鋼向外商提出了萬能鋼軋機的項目詢價書，最終德國曼內斯曼德馬格薩公司（MPs）中標。這是我國投興建的第一條萬能軋機生產線。至1998年又引進建成我國第一條熱軋腰200一700～的H型鋼生產線，該廠的設備是從德國和美國引進的，是我國目前產H型鋼裝備水平最好、自動化程度最高的生產線。前后不過10年時間，因此H型鋼的控制冷卻方面，國內開展的研究工作還很少。我國鞍山第一軋鋼廠于年從美國內陸鋼鐵公司引進了一套H型鋼二手生產設備，該生產線設置了控山科技大學碩士論文第一章課題綜述，可以在成品孔出口輥道上進行強化噴水冷卻，同時在冷床入口側設有立冷翻裝置。
從總體上來看，我國H型鋼生產還處在起步推廣階段。如何使熱軋H型鋼盡
快在國內工程建設中廣泛應用，充分發揮其優越性，是當務之急。
3 控制冷卻技術
控制冷卻是通過控制軋后鋼材的冷卻速度達到改善鋼材組織和性能的目的。由于熱軋變形的作用，促使變形奧氏體向鐵素體轉變溫度（Ar）的提高，相變后的鐵素體晶粒容易長大，造成力學性能降低。為了細化鐵素體晶粒，減小珠光體片層間距，阻止碳化合物在高溫下析出，以提高析出強化效果而采用控制冷卻工藝。
控制冷卻條件（開冷溫度、冷卻速度、終冷溫度）對相變前的組織和相變后的相變產物、析出行為、組織狀態都有影響。因此為獲得理想控制冷卻鋼材的性能，就要選擇良好的冷卻方式。一般可把軋后控制冷卻過程分為三個階段，稱為一次冷卻、二次冷卻和三次冷卻（空冷 ）[1][2][3]。三個階段的冷卻目的和要求是不同的。
4 對控軋可行性分析
控制軋制（TMCP）技術的核心是晶粒細化和細晶強化，用以提高鋼的強度和韌性的方法。控制軋制原理是應用了奧氏體再結晶和未再結晶兩方面理論，控制奧氏體再結晶的過程，利用固溶強化、沉淀強化、位錯強化和晶粒細化機理，使內部晶粒達到最大細化改變低溫韌性，增加強度，提高焊接性能，是將相變與形變結合起來一種綜合強化工藝。根據奧氏體發生塑性變形的條件控制軋制可分為三種類型。（1）再結晶型的控制軋制（2）未再結晶型控制軋制（3）兩相區控制軋制。
H型鋼控制軋制即對軋件溫度和變形量進行控制，可以參考中板的低溫控軋技術，但由于H型鋼斷面復雜，二者存在差異。
5 軋后控冷現狀
軋后控冷是繼控制軋制后進一步提高產品性能的一項技術，與棒線材控制冷卻原理相同，對軋后的H型鋼進行快速冷卻使表面生成馬氏體組織，在軋件中心冷卻之前停止冷卻，表面馬氏體組織利用中心余熱進行自回火。由于H型鋼斷面復雜，冷卻工藝要求很高，需要保證終軋斷面溫度均勻并且冷卻過程中冷卻均勻。與國外技術相比，我國研究和實踐已顯落后。國外已出現軋后超快速冷卻技術，得到均勻的鐵素體+珠光體組織，且晶粒較細，提高了產品的屈服強度。
6 結語
目前國內外H型鋼控軋控冷技術還沒有趨于成熟，但控軋控冷已成為國內外公認的發展方向。我國H型鋼生產已初具規模，現已有條件加快步伐開展這方面的研究。
（1）發展近終形坯短流程技術，簡稱CBP技術。該技術以近終形連鑄坯為原料，用一架軋邊機代替原來的開坯機，軋制得到萬能軋機需要的斷面尺寸。通過這種途徑可以降低軋制溫度，實現溫控軋制。
（2）在軋線設立保溫罩，降低開坯溫度，對軋件溫度實行控制，研究低溫軋制的可行性。
（3）嘗試開發萬能軋機機架間冷卻裝置，對翼緣中心表面及R角冷卻，使軋件溫度均勻。
（4）加強對精軋后冷卻技術的理論研究，在短時間降溫阻礙奧氏體晶粒長大，使晶粒細化，均勻提高產品強度，對內部組織和力學性能實行控制。
參考文獻
關鍵詞： 不銹鋼復合管；界面組織；脫層裂紋；焊縫組織
中圖分類號： TG406
Interface characteristics and welded joint microstructureof stainless steel clad plate
Liu Baoxi1，2， Yin Fuxing1，2，Ding Zongkai3
（1.Research Institute for Energy Equipment Materials， Hebei University of Technology， Tianjin 300132， China；
2.Tianjin Key Laboratory of Materials Laminating Fabrication and Interfacial Controlling Technology， Tianjin 300132， China； 3.Huaneng Nuclear Power Co.， Ltd.， Ningde 352000， Fujian， China）
Abstract： The stainless steel clad plate was successfully fabricated by laying-up symmetric and vacuum hot rolling. The interfacial transition zone contains decarburized layer， interface and carburized layer， which is attributed to the diffusion of alloy element at the interface under the high pressure and temperature condition. The bending test reveals a prefect interface presented in the clad plate， without obvious delamination crack. The stainless steel clad pipe with excellent welded joint can be obtained by elbow and welding. There are no macroscopic and microscopic defects in the weld zone， fusion zone and heat affected zone. The heat affect zone of stainless steel layer is comprised of coarse grain， whereas the heat affect zone of carbon steel layer contains coarse grain area， completely recrystallized zone and partial recrystallized zone. With the increase of distance between weld zone and fusion zone， the small plane grain changes into a cellular crystal grain， and finally into a dendrite in the stainless steel weld zone.
Key words： stainless steel clad pipe； interface microstructure； delamination crack； weld microstructure
0 前言
隨著經濟的發展和社會的進步，核電設備、石油化工和海水淡化領域都亟需含Cr，Ni等合金元素的不銹鋼制品。然而為了降低成本、節約資源和保證服役性能，國內外經常利用不銹鋼復合板來代替昂貴的不銹鋼材料。不銹鋼復合板是通過特定方式將不銹鋼和碳鋼結合在一起，可充分發揮不銹鋼的耐蝕、耐磨、耐高溫、抗磁等特點和碳鋼良好的焊接性、成型性、拉延性和導熱性的優點。目前不銹鋼復合板的制備方法主要集中于爆炸焊接方法和真空熱軋法，其中真空熱軋法是在溫度和壓力的同時作用下，令不銹鋼板與碳鋼板之間的界面在接近真空的狀態下發生微觀的塑性流變后相互緊密接觸，從而達到完全的冶金結合。與爆炸焊接方法相比，具有無噪聲、生產效率高、過程可控、對環境影響小、可大面積規模化生產復合薄板等優勢，已成為世界上普遍采用的制備工藝[1-4]。
現有不銹鋼復合管制備技術中，多采用爆燃加襯制備技術，即利用爆炸焊接、熱膨脹焊接、熱擴散焊接或熱變形法，將不銹鋼管和碳鋼管之間以機械結合或半冶金結合方式形成的弱界面狀態，這在后續的矯直、裝配、切割、加工成型、焊接和服役過程中極易發生脫層裂紋，極大的影響了結構承載能力和耐腐蝕性能。同r在管與管的連接過程中，不可避免的要對覆層和基層界面進行封焊，這樣又增加了封焊、過渡焊、覆蓋焊等多項焊接工序[5-7]。然而利用真空熱軋后的不銹鋼復合板，呈現冶金和擴散結合方式的強界面狀態，可以承受多種應力狀態和加工方式而不發生脫層破壞，有效的提高了不銹鋼復合管的成品率[8]。文中利用真空熱軋制備的不銹鋼復合板，通過彎曲、焊接成型工藝獲得不銹鋼復合管，分析不銹鋼復合板界面結合狀態對彎曲變形的影響，并研究不銹鋼復合管接頭組織形成機理。
1 試驗過程
1.1 材料制備
主要包括不銹鋼復合板的真空熱軋制備和不銹鋼復合管的焊接成型兩部分。首先采用對稱方式對304不銹鋼和Q235碳鋼進行組坯，四周焊接并進行抽真空至0.01 Pa后進行密封。將已抽完真空的坯料加熱至1 100 ℃后保溫2 h，然后進行熱軋試驗。軋制速度為1 m/s，總壓下率約為90%，軋制道次為8道次，后進行矯直，獲得覆層厚度為1 mm，總厚度為6 mm的304不銹鋼復合板。然后對不銹鋼復合板進行卷制、彎管、焊接、矯直過程，如圖1所示。獲得不銹鋼復合管，對不銹鋼復合管進行著色探傷，未發現有焊接缺陷存在。其中覆層和基層都采用A302不銹鋼焊條進行焊接。焊前將A302焊條烘干，烘干溫度為200 ℃，選用的焊接參數為焊條直徑4 mm、焊接電流140 A、電弧電壓20 V、焊接速度25 cm/min。
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1.2 分析測試
利用等離子切割不銹鋼復合管，以獲取焊縫部位，顯微組織觀察利用蔡司金相顯微鏡和場發射掃描電鏡 JSM-7100F，彎曲試驗采用日本島津生產的精密電子萬能試驗機（AGS-50kNX），對不銹鋼復合板分別進行內彎和外彎180°，以研究不銹鋼復合板在彎管過程中界面的完好性。
2 試驗結果
2.1 不銹鋼復合板組織
真空熱軋后的不銹鋼復合板組織界面特征如圖2所示。圖2a所示為宏觀照片，可以看到界面比較平直，界面處有明顯的過渡區存在，碳鋼區主要由鐵素體和珠光體組成，其中珠光體沿軋制方向呈帶狀分布（圖2b），界面處由于碳元素和鉻元素的相互擴散，生成了脫碳層和滲碳層兩個過渡區，如圖2c所示。界面處仍有少量微觀孔洞存在，這是由于高溫擴散不完全所致。不銹鋼層有大量的軋制亮帶存在，謝廣明等人[9]發現：通過熱處理可降低軋制亮帶的密度。此外，滲碳區由大量清晰的等軸晶粒存在，微觀照片如圖2d所示，晶界處存在大量不連續的納米Cr23C6顆粒存在，并發現周圍存在微觀孔洞，這是由于碳化物與基體組織熱膨脹系數和彈性模量的差別所致。
2.2 不銹鋼復合板彎曲行為
不銹鋼復合板易于在彎管過程中以發生脫層斷裂，因此需要研究不銹鋼復合板在彎曲過程中界面的完好性，圖3為不銹鋼復合板承受180°內彎和外彎測試后的照片。其位移-載荷曲線如圖3b所示。無論是不銹鋼受壓，還是碳鋼受壓，界面處都未發生脫層現象（圖3a，3c，3d），因此，利用真空熱軋法制備的不銹鋼復合板獲得的界面結合強度較高，可滿足后續的矯直、裝配、切割、加工成型、焊接和服役要求。
2.2 不銹鋼復合管焊頭組織
圖4為不銹鋼復合管的焊接接頭顯微組織照片。從宏觀數碼照片觀察到焊縫組織優良，無宏觀焊接缺陷存在。分別對各部位進行放大觀察發現，共有6種不同顯微組織。其中焊縫組織主要由柱狀晶存在，如圖4d所示，碳鋼基層的熱影響區主要包括魏氏體組織，如圖4f所示。對圖4各部位分別放大觀察，如圖5所示。
圖5a所示的為遠離焊縫的熱影響區部位，可以觀察到碳鋼層存在少量的不完全重結晶區，組織特征為鐵素體相大小不一，然而珠光體較為細小。該位置峰值溫度介于750～900 ℃，有部分碳鋼經歷兩次相變重結晶，因而生成細小的鐵素體和珠光體。而另一部分始終保持初始狀態。同時發現，不銹鋼層熱影響區只出現粗大的奧氏體晶粒，如圖5b所示，這是因為不銹鋼組織在結晶前后都為奧氏體相，形態保持規則的正六角形。圖5c為離焊縫較近的碳鋼層熱影響區，發現珠光體和鐵素體的形貌呈梯度變化，隨著離焊縫距離的減小，碳鋼組織由不完全重結晶區過渡為完全重結晶區。重結晶區的峰值溫度在900～1 100 ℃之間，由大量的細小且均勻的鐵素體和奧氏體晶粒所組成，此時碳鋼加熱過程中完全經歷了轉變為奧氏體的相變反應，同時在冷卻時又經歷了奧氏體到鐵素體和珠光體的重結晶過程，兩次重結晶的作用令該區晶粒得到顯著的細化并均勻化。隨著離焊縫組織距離的進一步減小，碳鋼熱影響區則逐漸轉變為粗晶區，峰值溫度大于處于1 100～1 490℃之間，這是由于低碳鋼處于過熱狀態，難熔的碳化物和氮化物都熔入奧氏體內部，造成奧氏體晶粒發生嚴重的長大，冷卻后會生成粗大的鐵素體和珠光體組織。甚至會出現魏氏體組織，如圖5d所示。
焊條類型為不銹鋼A302，因此其焊縫組織全部為奧氏體組織。在焊縫與熱影響區之間有明顯的熔合線，如圖5e所示，呈平面結晶狀態出現。這是由于固液兩相界面前方溫度梯度過大，無法存在成分過冷區，一旦出現向前生長的晶芽，定會被周圍較熱的液態金屬所熔化，因此只能以平面形式的結晶方式向前生長。焊縫前沿主要由胞狀晶粒組成，這是因為盡管固液界面前方的溫度梯度較大，然而液相溫度和結晶溫度之間必有一定面積的相交區，這樣就形成了較小的成分過冷區。這時平面結晶過程會呈現不穩定的狀態，固液前沿會生成許多平行的束狀芽胞，并向界面前方生長，則成為相互平行的胞狀亞晶，則橫截面為典型的六邊形。隨著離熔合線距離的增加，不銹鋼焊縫則主要由樹枝晶所組成，這時因為固液前方的溫度梯度變得較小，液相溫度與結晶溫度相交的距離也較大，造成大范圍的成分過冷區間，這樣在固液界面前沿會產生大量的芽胞，并較大速度的向前推進，除了產生一個細長的主枝之外，還會向周圍生成很多二次或三次橫枝，這些晶枝不斷長大，直至接觸為止，形成了較為典型的樹枝晶。圖5f為兩道焊縫接觸的地方，也呈現出明顯的熔合線，同時焊縫組織都出現平面晶、胞狀晶和樹枝晶形貌[10]。
3 討論
3.1 不銹鋼復合板界面過渡區和界面反應物
不銹鋼在熱軋過程過程，在溫度和壓力的同時作用下，令不銹鋼板與碳鋼板之間的界面通過元素擴散達到完全的冶金結合。在此過程中，不銹鋼覆層中的Cr， Ni等合金元素擴散至碳基層，而碳鋼中的C元素會擴散至不銹鋼覆層。因此界面處形成了明顯的過渡層，其中碳鋼基層中由于C元素的減小，造成脫碳層的產生，該部位珠光體全部消耗殆盡，只剩有鐵素體晶粒。而不銹鋼一側由于C元素的擴散而產生滲碳層，該處晶粒腐蝕的特別明顯，這是由于晶界處產生大量的Cr23C6，造成嚴重的晶界腐蝕。該區域有可能造成沿晶斷裂，會對不銹鋼復合板的抗微觀損傷能力有所影響。而界面處有可能因為Mn， Si元素的擇優氧化，生成SiMnO三元化合物[11]。
3.2 不P鋼復合管焊接接頭組織
不銹鋼復合管經過著色探傷研究發現，焊接接頭較為優良，無宏觀裂紋存在，通過對不銹鋼復合管焊接接頭組織的分析和研究，焊縫組織、熔合區和熱影響區無微觀缺陷存在，能滿足不銹鋼復合管的服役需求。
4 結論
（1）通過真空熱軋成功制備了不銹鋼復合板，其界面過渡區主要包括脫碳層、界面和滲碳層，通過彎曲試驗發現不銹鋼復合板無脫層現象，界面結合較為優良。
（2）通過彎管、焊接等工藝，成功獲得不銹鋼復合管，焊縫組織無宏觀和微觀缺陷存在。
（3）不銹鋼層熱影響區主要由粗晶奧氏體組成，而碳鋼層熱影響區包含粗晶魏氏體區、完全重結晶區和不完全重結晶區，焊縫組織包括平面晶、胞狀晶和樹枝晶。
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【關鍵詞】礦渣微粉；混凝土；粉煤灰；石灰石；廢渣綜合利用
中圖分類號： TU522 文獻標識碼： A 文章編號：
一．引言
礦渣微粉是指以粒化礦渣為主要原料，可摻加少量石膏，采用適宜的粉磨技術磨制到一定細度的粉體。由于礦渣微粉的生產成本低，并且可以作為高性能混凝土的優質原料，可等量或超量代替高能耗生產的水泥，也適用于大型的商品混凝土攪拌站，同時礦渣微粉還可作為混凝土的改性劑，可以明顯改善混凝土的性能，因此利用礦渣微粉具有良好的經濟效益和社會效益。
二．礦渣微粉在混凝土的應用
礦渣微粉是高爐礦渣經烘干、粉磨至適當細度的粉體，憑借其優良性能，成為優質的混凝土摻合料和水泥混合材。許多發達國家，興起了礦渣單獨粉磨的生產工藝，并取得了良好的使用效果。近年來，美、英、日、加拿大等國家將摻有礦渣微粉的混凝土普遍用于各類建筑工程，并都有各自的產品標準。西歐摻有礦渣微粉的水泥約占水泥總用量的20％；荷蘭礦渣微粉摻量65％~70％的水泥約占水泥總銷量的60％，幾乎各種混凝土結構都采用此種水泥；英國礦渣微粉每年銷售量已達到100多萬噸；美國、加拿大現在也將礦渣微粉摻入水泥中應用于各種建筑工程；在日本、新加坡、東南亞地區礦渣微粉普遍應用于商品混凝土和摻入水泥中。
我國于2000年12月頒布實施了《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣微粉》國家標準，2008年對該標準的某些項目進行了進一步的修改與完善。北京、上海等地也相繼在一些重大工程中采用了礦渣微粉，取得了良好的效果。礦渣微粉的諸多優良性能為越來越多的混凝土制造商和建筑商所賞識。我國建材工 十五”規劃明確指出：大力發展混凝土攪拌站，推廣礦渣和粉煤灰的超細粉磨，根據市場需求配制水泥和高性能的混凝土。礦渣微粉的應用正逐漸走向成熟， 并被廣泛接受和使用。
三．礦渣微粉的特點
由于礦渣與水泥熟料相比具有玻璃體含量高，易碎難磨的物理特性，和水泥熟料一起粉磨時，其比表面積為300平方米每千克左右，難以磨得更細，影響了其潛在活性的發揮。研究表明礦渣比表面積達350平方米每千克以上時，活性才能得到激發，且比表面積越大，活性越好，甚至可以超過水泥的活性。如果將礦渣進行單獨粉磨，由于其比表面積達到400平方米每千克以上，則其活性可以得到充分發揮。
高活性指數的礦渣微粉應用到混凝土可等量替代大量水泥，并且能夠提高混凝土的綜合性能。礦渣微粉摻入混凝土后，可以降低混凝土集料(沙、石等)熱化反應引起的混凝土體積膨脹開裂；礦渣微粉內較多的鈣礬石結晶，能降低混凝土的孔隙率，降低氯離子的滲透，形成對鋼筋的防腐保護層；降低水泥中的鋁酸三鈣及可溶性氫氧化鈣的含量，減小由于硫酸鹽等的侵蝕引起的混凝土膨脹，從而改善混凝土的泵送、坍落度損失等工作性，提高混凝土的后期強度，具有良好的耐久性、耐蝕性和耐磨性。
礦渣微粉的價格較低，具有經濟性，適合在集中攪拌的商品混凝土中使用。礦渣微粉與水泥、石子、黃沙攪拌成的混凝士，具有后期強度高、水泥水化熱低、耐磨性好、與鋼筋粘結力好等優點，特別適用于高層建筑、大壩、機場、大型深基礎及水下工程。這種混凝土，與現在水泥廠生產的按水泥國家標準規定的允許摻有20％～ 70％高爐礦渣的礦渣硅酸鹽水泥有很大區別
四．礦渣微粉的生產
1.礦渣微粉的技術要求
各鋼鐵企業的高爐礦渣，其化學成分雖大致相同，但各氧化物的含量并不一致，因此礦渣有堿性、中性、酸性之分，以礦渣中堿性氧化物和酸性氧化物含量的比值M大小來區分：M>I為堿性礦渣；M
2. 礦渣微粉其他成分的摻加
（1）礦渣微粉中摻加粉煤灰
粉煤灰中富含球狀玻璃體，在礦渣粉磨的同時摻入一定量的粉煤灰，對粉磨過程能起到“作用”和“助磨作用”，其結果是磨機產量有所提高。另一方面，粉煤灰的活性不及礦渣高，為保證原礦渣微粉活性不降低，粉煤灰摻量則不能過大，應控制在10％以內。在混凝土中摻加粉煤灰，具有節約水泥和細骨料用量；減少用水量；改善混凝土拌和物的和易性；增強混凝土的可泵性；減少混凝土的徐變；減少水化熱、熱能膨脹性；提高混凝土抗滲能力；增加混凝土的可修飾性等優點。
礦渣與粉煤灰的復摻，可達到兩種材料的火山灰效應、形態效應和微集料效應相互疊加，形成“工作性能互補效應”和“強度互補效應”，使混凝土具有良好的抗滲性和可泵性。摻入一定量的粉煤灰，可增大拌和料的流動性，減小泵送阻力，改善由于礦渣微粉的摻入所導致的混凝土粘聚性提高、沁水性增加的趨勢，使新拌混凝土得到最佳的流動性和粘聚性。二者復合使用還可以兼顧混凝土早期強度與后期強度：在水泥水化早期，由于粉煤灰的火山灰效應滯后于水泥熟料水化，此時發揮礦渣微粉的火山灰效應，改善漿體和集料的界面結構，增加混凝土早期強度；后期發揮粉煤灰的火山灰效應所帶來的孔徑細化作用以及未反應的粉煤灰顆粒的“內核作用”，使混凝土后期強度持續得到提高。
（2）礦渣微粉中摻加石灰石
在礦渣中摻入少量的石灰石，不僅增產效果顯著，同時能有效地提高礦渣微粉的7d活性。一定量(不超過8％)的石灰石微粉有利于提高混凝土早期水化速度，促進其早期強度的發展；同時對水泥需水量的降低有促進作用。
3. 礦渣微粉的粉磨
礦渣粉磨不僅是使其細度減小的過程，同時也是對礦渣進行機械活化的過程。因為礦渣在粉磨過程中，隨其比表面積的增大，晶格鍵能迅速減少，從而產生晶格位錯、缺陷、重結晶，在表面形成易溶于水的非晶態結構，其與水反應能力大大提高 。另一方面，礦渣屬于較難磨細的物質，其比表面積越高，磨機臺時產量越低，電耗越高。實踐證明，礦渣細度達到400~450平方米每千克時，其礦渣微粉的綜合性能最為適宜。
五．結束語
水泥工業是消耗能源大而且對環境污染嚴重的工業。如何在保證、改善、提高混凝土的質量和性能的前提下，減少水泥用量是當前研究的一個重點。在混凝土中摻加礦渣微粉，并通過與一定量的粉煤灰、石灰石進行復合，不但改善礦渣微粉的性能指標，等量取代水泥能配制出性能良好、質量穩定的混凝土，而且這也將是大量工業廢渣消納的大趨勢。具有明顯的質量效益、經濟效益和環境效益，在水泥與混凝土工業中具有巨大的推廣意義
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論文摘要：處于堿性環境（礦物質，無機鹽類成分相對多，有機物成分相對少）中的紅磚建筑，由于毛細作用，將地表的水分往上吸收，溶解在水中的鹽類同時上升，沉積在離地面0.5m-1.5m的范圍內，形成一個鹽類富集區域，其中的紅磚受到物理和化學腐蝕作用，再結合水分結冰膨脹，風化，雨淋等作用，日久會形成一個紅磚粉化帶，早于其他部位的失效。
1.引言
5.12四川大地震引起了我們對建筑物安全質量的關注，在8.0級地震面前，大部分的建筑物不堪一擊，尤其是農村，醫療、交通等條件的落后，導致一旦出現大規模的地震，農村的死傷就會比城市慘重。在中國的農村，建筑物普遍采用紅磚，其本身強度就比混凝土結構弱，導致農村的建筑更容易在地震中垮塌，但僅僅是因為紅磚不如混凝土就可以導致這一切嗎，其實不然，紅磚本身的性能并沒有發揮到極限也是一個重要的原因，換一種說法就是，少量的紅磚拖了整個建筑的后腿，這部分紅磚早早失去了它們在整個建筑中應該起到的作用。這篇論文中，我們從物理，化學等方面闡述紅磚建筑粉化帶的成因，并用實驗模擬紅磚粉化現象，以驗證其成因，最后，找出解決這一現象的辦法。
2紅磚簡介
紅磚是以粘土，頁巖，煤矸石等為原料，經粉碎，混合捏練后以人工或機械壓制成型，經干燥后在900攝氏左右的溫度下以氧化焰燒制而成的燒結型建筑磚塊。燒結普通磚的外形為直角六面體，其公稱尺寸為：長240mm、寬115mm、高53mm。我國傳統的青磚制作工藝是在燒成高溫階段后期將全窯封閉從而使窯內供氧不足，磚坯內的鐵離子被從呈紅色的三價鐵還原成青色的低價鐵而成青磚。據有關專家的研究，青磚在抗氧化，水化，大氣侵蝕等方面性能明顯優于紅磚，中國古代的“秦磚漢瓦”，能歷經上千年仍保存完好可見青磚性能優良。但是因為青磚的燒成工藝復雜，能耗高，產量小，成本高，難以實現自動化和機械化生產，所以輪窯及擠磚機械等大規模工業化制磚設備問世后，紅磚得到了突飛猛進的發展，而青磚除個別仿古建筑仍使用外，已基本退出歷史的舞臺，隨著科學技術的發展和人們環保意識的加強，不斷有新的各種免燒磚問世，但是專家們認為，迄今為止紅磚依然是性能最優良，舒適感最好的建筑墻材。在農村和中小城市，由于其經濟性，方便性以及諸如透氣性等建筑性能，在今后相當長的時間紅磚的地位，其他產品仍難以取代。
3粉化原理
紅磚成分主要為硅酸鹽，鐵的氧化物和有機酸鹽和無機酸鹽，其中有機酸鹽是紅磚原料中的有機物經過不完全燃燒和其他物質發生復雜的化學反應生成。有兩個原因導致紅磚的粉化失效，共同的條件是紅磚中要有水分：紅磚中有很多弱酸鹽，可以析出，而有機酸鹽呈弱酸性，容易與發生反應，導致紅磚本身結構成分發生變化，磚體體積發生變化，從而崩碎粉化，這屬于化學腐蝕；溶解在水分中的部分可以結晶的鹽類，如，等，在水分充足的時候，完全以離子的形式存在于溶液中，當水分從紅磚體表蒸發，這些鹽類先生成結晶水合物，如，，，，結晶的過程中，體積會膨脹，將紅磚破壞，這屬于物理腐蝕，其效果比化學腐蝕更為嚴重。這就是紅磚容易被堿性物質腐蝕的原因。講到這里我們就明白了為什么制造紅磚用的泥土要在露天堆放很久了。紅磚原料粘土堆在露天，經由日曬、雨淋，經過長久的時間才能使用，因為粘土中含有水溶性的堿、鹽類或有機物及雜物等，這些成分在紅磚的制造過程和使用過程中所發生的化學反應，不利用紅磚的壽命，因此粘土最好經由日曬、雨淋。雨水可溶解粘土中之堿、鹽類，日曬可風化、分解有機物及其他雜物，經長期之作用才可以供制造紅磚之用。但是由于紅磚制造周期短，生產粗放，量大占地多，故堆放過程只有幾個月到幾年的時間，相對于一些極品陶瓷的原料需要堆放幾十年的時間來說，前者只是很短的時間，所以能起到一定程度上的作用，并不能解決紅磚的弱酸怕堿特點，換一種說法就是，原料堆放過的紅磚，只是比原料沒有堆放過的紅磚，質量好些而已。
4粉化帶現象
這時候有人就說了，紅磚容易粉化失效的原因都弄明白了，大不了在使用過程中注意就是了，給所有的紅磚加上防護措施。這樣認為的話，難免有些魯莽，要想延長紅磚的使用壽命，不僅要明白紅磚本身的性能和缺陷，還要熟悉紅磚的具體使用情況，否則，會造成浪費，因為并非給所有的紅磚加上防護措施，才有最大的經濟價值。
我們不妨在農村做一個觀察，不難發現，年久的紅磚建筑，確實出現了紅磚粉化現象，以堿性土壤為地基的紅磚建筑發生粉化現象相對更早更嚴重。而且，細心觀察會發現一個有趣的現象，紅磚粉化帶既不位于環境最為復雜的地表，也不位于接受日光暴曬，風吹雨打最為嚴重的房檐附近，而是位于距離地表0.5m-1.5m的范圍內（如圖1）。任何一個整體的失效，取決于關鍵部分的最先失效。在紅磚建筑其他部位，甚至木質房梁，檁條等尚且完好的情況下，粉化帶的失效嚴重縮短了整個建筑的使用壽命，造成了建筑材料的浪費，甚至在某些特定條件下，紅磚粉化帶過早形成且粉化嚴重，極易在還未引起人們注意的時候引發事故，造成人員傷亡。所以說，粉化帶的紅磚，要給與特別處理，而其他部位的紅磚若要同等待遇的話，顯然會造成不必要的浪費。因此研究紅磚粉化失效現象，對合理利用建筑材料，提升建筑質量，以及保障人民生命財產安全，有著十分重要的意義。
接下來解釋一下，為什么粉化帶處于一個距離地表0.5m-1.5m左右的范圍內以及其具體的粉化過程。
假如一個紅磚建筑是空中樓閣，因為雨水的沖刷作用，其體內的可以導致粉化的成分只會越來越少，并不會出現明顯的粉化帶，紅磚普遍有較長的使用壽命。出現粉化帶很關鍵的一點就是，紅磚建筑建在了地面上。因為紅磚的毛細作用，水分沿著紅磚的氣孔上升，一直達到毛管力（一種牽引水分在毛細管道內上升的力）與水分本身重力平衡的高度，即毛細上升高度。我們可以通過一些學者研究的成果粗略計算下這個高度。
4.1計算法
H＝2σcosθ/rρg
式中：r——毛管半徑，m。
ρ----液體的密度，kg/m
g-----重力加速度m/s
σ----液體的表面張力牛頓/m
θ――為彎月面與毛管之間的夾角
當毛管完全濕潤時，θ=0o,常溫下σ=72.8×10－牛頓/m,ρ＝1，g=9.8m/s
則H＝15×10-/r(m)
其中，H為毛細上升高度，r為毛細管道半徑，參考粘土顆粒大小為0.5mm-0.005mm,取紅磚毛細管道直徑0.05mm，即半徑r=0.025mm，計算得H=0.6m。
4.2實驗法
這兩種方法的計算成果，大體符合0.5m-2.0m的范圍，當然，由于紅磚實際微小結構的復雜性，紅磚建筑周圍環境的復雜性，以及水分的蒸發等原因，現有的計算理論部足以得出一個精確的高度。
通過毛細作用到達粉化帶的水分，有兩個作用，一是溶解了各種可溶性的鹽類，產生了各種離子，發生化學反應，加快化學腐蝕，二是這些水分中本身就有各種可溶性鹽類，其中不乏能發生結晶反應的鹽類，這些外來的鹽類和紅磚磚體本身含有（相對少量）鹽類，被因為水分在紅磚體表的蒸發形成的微小水流運至表面，隨著水分的減少，先發生結晶反應，結晶水合物膨脹，使紅磚體表粉化，此時物理腐蝕完畢。水分繼續蒸發，結晶水和鹽類分離，即風化，當結晶水也風化完畢的時候，紅磚墻體上會留下一層白色的粉末，俗稱“泛堿”，單純的“泛堿”過程對紅磚沒有腐蝕作用。當然，在粉化失效的過程中，水分結冰膨脹，風吹，雨淋等作用，會起到加速紅磚粉化的效果。
5.實驗模擬
下面通過一個簡單的實驗來模擬一下紅磚的粉化過程：
1.取一干凈的礦泉水瓶A，按照一勺堿面兌一碗水的比例，配置溶液，然后倒入礦泉水瓶，溶液深度約為2cm。取兩塊紅磚碎塊，體積約為1cm，洗凈，放入礦泉水瓶中，擰上蓋子，密封，然后使碎塊完全浸濕。此時溶液呈清澈狀（如圖2）。取一干凈的礦泉水瓶B，然后倒入純凈水，深度約為2cm。取兩塊紅磚碎塊，體積約為1cm，洗凈，放入礦泉水瓶中，擰上蓋子，密封，然后使碎塊完全浸濕。此時溶液呈清澈狀。
2將礦泉水瓶A和B平放，蓋子一端稍微向下傾斜，使底部的碎塊完全與溶液分離，置于陽光下，從8：10維持至20：00，這樣做的作用是促進結晶膨脹。將礦泉水瓶A和B正放，使碎塊完全浸濕，置于冰箱中，溫度為零下10攝氏度，從20：10維持至8：00，這樣做的作用是通過結冰膨脹使效果更明顯，迅速。觀察。
3.重復第2步驟，維持20天。如圖3所示，從左到右分別為第5天和第15天的情況。
4.對比礦泉水瓶A和B，得出觀察結論。如圖4所示，為第20天的情況。（其中左邊為礦泉水瓶A，右邊為礦泉水瓶B）
結果很明顯，礦泉水瓶A中紅磚碎塊的粉化情況比礦泉水瓶B中紅磚碎塊的粉化情況嚴重。這說明了化學腐蝕和物理腐蝕導致紅磚粉化的結論，是正確的。當然，粉化現象并不是在浸沒的時候發生的，讓碎塊浸沒在溶液中拍照，是為了讓紅磚粉末懸浮在溶液中，能更清楚的看到兩者粉化程度的對比。
6.總結及防護措施
明白了紅磚粉化現象的原理，要防止這一現象的發生，關鍵是阻止毛細作用和結晶膨脹，可以從材料和建筑結構下手。廣大的農民群眾和土木工程師，在實踐生產的過程中，總結出了幾套比較有效的防護措施。
1.粉化帶以及以下的墻體，使用抗粉化性能好的建材，如石材。石材，本身也具有孔隙，因此也會發生毛細現象，但是其抗粉化性能比紅磚強很多，因此，盡管一系列的腐蝕作用也會發生，但是粉化現象比紅磚墻體輕很多。這一措施沒有徹底解決該問題的原因在于石材等的成本比紅磚高很多，而且石材不能就地取材，尤其影響了其在平原地區的應用。
2.利用水泥，石灰等建材，做紅磚墻體的墻裙，高度至少覆蓋粉化帶，這一措施的優點是可以避免風吹雨淋對紅磚墻體的沖擊，減緩風化作用，進而減緩粉化作用，缺點是不能避免粉化現象，只不過看不到罷了，日積月累，紅磚粉末在夾層中積累，導致紅磚墻體和墻裙之間斷開粘結，墻裙脫落，這個時候觀察紅磚墻體，可以發現仍然會有粉化帶存在，粉化帶的失效依然早于墻體的其他部分。
3.地基注漿法。地基注漿是用液壓，氣壓或者或者電化學原理，通過注漿管把漿液（如凈水泥漿）均勻的注入土層中，填充，滲透和擠密土層，驅走土顆粒間的水分和氣體，硬化后將土顆粒粘結成一個強度大，壓縮性低，抗滲透性高和穩定性良好的整體。這種方法可以在很大程度上阻止毛細現象的發生，還可以使地基得到加固，防止沉降。但是對技術和設備要求較高，成本也較高，目前在農村沒有推廣開。
4.紅磚建筑物開始建造的時候，在墻體與地表之間，鋪一層防水材料，如塑料薄膜，油氈等，可以再一定程度上隔絕水分，但是由于防水材料不可能恰好位于地表與墻體的交界處，因此日久仍會有毛細現象，繼而引發粉化現象。
由此可見，迄今為止并沒有任何一種完全有效的防護措施被廣泛應用，因此，對成本低，易操作，可以普遍采用并且切實有效的紅磚建筑防粉化措施的探索，仍舊任重而道遠。新晨：
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晶體是原子、離子或分子按照一定的周期性，在結晶過程中，在空間排列形成具有一定規則的幾何外形的固體。晶體有三個特征：
(1)晶體有整齊規則的幾何外形；
(2)晶體有固定的熔點，在熔化過程中，溫度始終保持不變；
(3)晶體有各向異性的特點。
一、晶體簡介
固體可分為晶體、非晶體和準晶體。晶體在物理性質上各向異性，具有固定的熔點與相變潛熱，天然晶體具有規則的幾何外形。晶體中的原子是規則的周期性排列的。大多數固體都是晶體。早期固體物理學以晶體為研究對象建立了本學科的概念、方法和系統理論。
很早，人們就在使用晶體的同時對晶體進行觀察和研究，19世紀就總結出了一些關于晶體的重要經驗規律，例如關于晶體熱容量的杜隆―珀替定律，關于金屬熱導與電導的關系的魏德曼―弗蘭茲定律等。17―19世紀人們通過對天然晶體規則幾何外形的大量觀測，推測到了晶體的組成粒子是周期性規則排列的，建立了晶體結構的空間點陣學說和點群、空間群理論。
二、晶體生長的基本過程
如果把晶體生長全過程進行分解的話，它至少應該包括以下幾個基本過程：溶質的溶解，晶體生長基元的形成，晶體生長基元在生長介質中的輸運，晶體生長基元在晶體表面上的運動與結合以及晶體生長界面的推移，從而導致晶體生長。因此，從宏觀角度看：晶體生長過程是晶體―環境相(蒸氣、溶液、熔體)界面向環境相中不斷推移的過程，也就是由包含組成晶體單元的母相從低秩序相向高度有序晶相的轉變。從微觀角度來看，晶體生長過程可以看做一個“基元”過程，所謂“基元”是指結晶過程中最基本的結構單元，從廣義上說，“基元”可以是原子、分子、也可以是具有一定幾何構型的原子(分子)聚集體 。所謂的“基元”過程包括以下主要步驟 ：
1.基元的形成：在一定的生長條件下，環境相中物質相互作用，動態地形成不同結構形式的基元，這些基元不停地運動并相互轉化，隨時產生或消失。
2.基元在生長界面的吸附：由于對流，熱力學無規則運動或原子間吸引力，基元運動到界面上并被吸附。
3.基元在界面的運動：基元由于熱力學的驅動，在界面上遷移運動。
4.基元在界面上結晶或脫附：在界面上依附的基元，經過一定的運動，可能在界面某一適當的位置結晶并長入固相，或者脫附而重新回到環境相中。
三、晶體生長理論
形成晶體的母相可以是氣相、液相或固相；母相可以是單一組元的純材料，也可以是包含其他組元的溶液或化合物。生長過程可以在自然界中實現，如冰雪的結晶和礦石的形成；也可以在人工控制的條件下實現，如各種技術單晶體的培育和化學工業中的結晶。
晶體生長的熱力學理論：J?W?吉布斯于1878年發表的著名論文《論復相物質的平衡》奠定了熱力學理論的基礎。他分析了在流體中形成新相的條件，指出雖然體自由能的減少有利新相的形成，但表面能卻阻礙了它。只有通過熱漲落來克服形成臨界尺寸晶核所需的勢壘，才能實現晶體的成核。到20世紀20年代M?福耳默等人發展了經典的成核理論，并指出了器壁或雜質顆粒對核的促進作用（非均勻成核）。一旦晶核已經形成（或預先制備了一塊籽晶），接下去的就是晶體繼續長大這一問題。吉布斯考慮到晶體的表面能系數是各向異性的，在平衡態自由能極小的條件就歸結為表面能的極小，于是從表面能的極圖即可導出晶體的平衡形態。晶體平衡形態理論曾被P?居里等人用來解釋生長著的晶體所呈現的多面體外形。但是晶體生長是在偏離平衡條件下進行的，表面能對于晶體外形的控制作用限于微米尺寸以下的晶體。一旦晶體尺寸較大時，表面能直接控制外形的能力就喪失了，起決定性作用的是各晶面生長速率的各向異性。這樣，晶面生長動力學的問題就被突出了。
晶體生長的動力學理論：晶面生長的動力學指的是偏離平衡的驅動力（過冷或過飽和）與晶面生長的速率的關系，它是和晶體表面的微觀形貌息息相關的。從20世紀20年代就開始了這方面的研究。晶面的光滑（原子尺度而言）與否對生長動力學起了關鍵性的作用。在粗糙的晶面上，幾乎處處可以填充原子成為生長場所，從而導出了快速的線性生長律。至于偏離低指數面的鄰位面，W?科塞耳與F?斯特蘭斯基提出了晶面臺階―扭折模型，晶面上臺階的扭折處為生長的場所。由此可以導出相應的生長率。表面的光滑與否是和晶體結構、材料特征、晶面取向以及溫度等因素有關。P?哈特曼提出的周期鍵理論在于根據晶面中周期性鍵鏈數來確定其光滑的程度。更屬物理的理論則是建立在晶面的統計力學基礎上。K?A?杰克孫的理論闡明相變熵與表面光滑性的關系；伯頓與卡布雷拉的理論指出在一定的臨界溫度，表面可能發生光滑―粗糙轉變。近年來對這些問題有更加深入的理論探討，而且，晶面的計算機模擬直觀地再現了過去的理論設想，并且推廣到非平衡的狀態。
四、晶體生長理論的發展
論文關鍵詞：思想 設計載體 文化精髓
論文摘要：藝術成果是思想與實踐交融時呈現出的一種結晶，這個結晶是理論與實踐的載體。為了豐富結晶的含金量，作為設計者必須具備豐富的設計思想及扎實的實踐能后才能完善其成果。
在當今藝術設計領域內，我們從藝術角度來談藝術設計，它卻是一個廣博的問題。而對于高等院校學設計的學員來說，他們不但需要理論，更需要實踐，只有當理論與實踐相融時才能得出真正的學習成果，而這個成果正是理論與實踐的載體。
下面，我們就從以下幾個方面來論藝術成果是在什么狀態下成為理論與實踐載體過程的。
一、具備設計思想
設計思想主要來源于學員本身的學習態度及超乎尋常的聯想能力及實踐能力。同時，作為設計者更應具備關懷自己與社會的密度性。
對于高等院校的藝術設計專業，學員在短暫的三四年學習時間內，想真正掌握好設計知識，僅憑在課堂上所學到的知識量來恒定自己有多么高深的設計水平，是值得估量的。更不用說學員跨出校門后就能立即成為社會中設計人士公認的優秀的設計工作者，這更是一件值得思量的問題。
作為設計學員要想在高等院校里學到更多，懂得更多，就必須做到：“學會自我管理”。只有嚴格的自我管理，才能獲得較為理性化的學習方法，而嚴格的自我管理也是建立在有學習目標的基礎之上，而不是建立在盲目地學習基礎上來為學習而學習。
一位想持久地從事設計行業的學員，在三年的學習時間內就會主動去博閱大量的文化書籍，來服務于自己的設計創作。在學習的歷程中，學員就會博閱到來自不同國度的書籍，如果長期地、有目的地博閱會得到不同文化精髓的熏陶，在不同文化這種元素的熏陶中就會不經意地產生新的靈感源泉。作為學員，還得時常保持著像學員一樣的真正心態，為設計者方向而不懈努力。把課堂知識、書本知識、社會知識相結合地融匯于設計創作之中，這樣的一種學習方式也在于加強理論與實踐的緊密銜接性。為了學到更多與設計相關的知識，學員還得相信自己所付出的，它有一天會植根于成功者不可缺少的堅實基礎，并以這種自信的學習信念，是成為設計者不可少的一個過程。
二、設計思想的取舍
想成為一名優秀的設計工作者，有了廣博的設計理念之后，還得學會取舍這些理念。只有經過精心錘煉與設計主題相符合的設計思想，最終設計出來的設計作品，才是最耐人尋味的佳作。
在設計之路上，如果把設計者的思想比喻成大海，那么在設計者心中真正成型的設計思想，是千錘百煉后凝結成的一種混合元素。這種混合元素需要像棒棒糖一樣具有足夠的誘惑力，才能夠引起更多人的關注，否則也是玩物中的無稽之談而已。一切設計成果都需要對某一部分人產生誘惑力才能算成功，如果一個作品能讓世界人民都喜歡，那么，這件作品無疑就是最成功的佳作之一。
設計思想是一個設計者的命脈，中樞神經，它不允許短路，但會疲憊。所以，從事設計的工作者在某些時候需要靜心，靜心能修復疲憊，有時候還能使設計者的靈感如洪水一樣滔滔不絕，而真正所需的東西就也會在其中呈現，而這時就需要設計者捕捉與提煉，這也是設計感性與理性后果決的關鍵環節。作為一個丈量度的持桿者，他必須有著與設計主題相關的大量信息，才會作出果決的答案。反之，就難以下定論。當然，每位設計者首先必須對自己充滿信心，及其對該項設計具有強烈的占有欲，也只有這樣設計出來的作品才屬于正果。所以，我們不但要學會設計，更應該學會在像大海一樣的思潮中果決答案，這就是設計者及決策者融為一身的思想展現。 三、展現設計思想
作為一名優秀的設計者，他所有的設計思想元素都會通過一種形式或多種方式體現出來，那就是設計作品，無論作品的好與壞，都能體現出設計者的思想涵養。
正如在學校，一個班級有上十號學員，當這些學員集中在統一的設計公司，使用著同樣的工具及材料，他們最終完成的作品都會千奇百怪。出現這樣的結果對于設計者來說是不足為怪的，這也正是思想涵養不同的最終展現，而這些思想得以體現都是通過實踐后所得的結果。所以，設計者思想最終得以展現的機會絕大多數流露于設計作品之中。
作為設計者，一生有著無窮的創新靈感，在今天這樣一個信息科研飛速發展的時代里，屬于自己所有創新的成果都是無法一一得以展現。因為，實現遠遠大于展現的機會。所以，作為設計者為了有更多展現自己設計作品的機會，就需要長期保持著具有積極挑戰性的活躍思維靈感。也許，只有這樣才能有機會去展現屬于自己所實現的設計作品。展現作品是為了更多地展現自己的價值及地位，少數者處于自我娛樂狀態，這種狀態潛在地說，是一種專一奉獻精神，也是自我引領設計的最佳方式之一。多數設計者是處于生計在無限奉獻，為此來達到某一種目的。
四、設計思想的價值體現
對于設計者來說，設計者的思想價值在多數情況下都是經過介質進行轉換后產生的價值。這大概就是市場經濟，思想化價值體現的載體，這也顯然是商品價值包容著思想價值的一種表現方式。如何把最具有靈感性的設計思想賦予給商品，這就在于設計者在實踐中對該項產品掌握的熟練程度以及創意手法。
當思想需要進行比較乃至展銷的時候，設計者設計思想就要作為主導性思想來進行指導，把它付諸某一種可觀、可用的物體，這個時候，此類物體便成了一種思想的載體，更是通過實踐后所產生的結果，所以，理論與實踐相互辯證，最終呈現的就是結果。結果便是理論與實踐的載體，更是理論與實踐的結晶。
五、設計思想的傳播
很多時候，設計思想的傳播不單靠簡單的語言交流就能得以完成，更多的是靠實物來證明給觀眾，實物論證是設計傳播的主要方式之一。當我們需要傳播某種思想的時候，就會把思想轉換成實物后在進行傳播，實物的傳播方式在如今有很多種形式可以起到較好的傳播效應。如新聞、網絡信息、展覽展銷等其他形式。
一個時代里，一個時期內，能讓某一部分人士的精神及理念源遠流長，最后的印證一定是依附于某種產品之上。為此，設計成果便是承載思想與實踐永不會褪色的證物。同時也是評判知識與實踐能力的唯一標準。
參考文獻：
關鍵詞:整芯輸送帶阻燃方法,研究
1前言
目前,織物整芯輸送帶成為煤礦井下主要運輸工具,它具有重量輕、壽命長、耐磨性好、抗撕裂性好、防腐蝕等特點。但由于織物整芯輸送帶所用的整體帶芯材質多為滌綸和錦綸工業絲以及棉線,因滌綸、錦綸絲和棉線易于燃燒,故織物整芯輸送帶的阻燃性能很難得到保證,嚴重威脅煤礦的安全生產。因此,煤礦用織物整芯輸送帶的阻燃問題越來越引起人們的重視和關注。本文主要探討煤礦用織物整芯輸送帶如何實現阻燃的方法,以期指導煤礦用織物整芯阻燃輸送帶的生產。
2輸送帶材料的著火燃燒經過、阻燃機理以及解決方法
2.1輸送帶材料的著火燃燒經過
生產煤礦用織物整芯輸送帶的主要原料是以聚氯乙烯(PVC)為主的高分子材料,為了達到阻燃的目的,首先必須弄清這些材料的燃燒經過。
生產輸送帶所用高分子材料的燃燒是一個非常復雜、激烈的氧化反應,其燃燒的過程是在外界熱源不斷加熱下,輸送帶材料先與空氣中的氧發生自由基鏈式降解反應,產生揮發性可燃物,當達到一定溫度和濃度時,就開始燃燒。燃燒一般都經過(1)材料的分解;(2)揮發性燃燒氣體的液相擴散;(3)燃燒氣體的氣相擴散;(4)燃燒氣體進行氧化反應;(5)燃燒熱進行輻射;(6)在材料內經傳熱繼續進行氧化反應而繼續燃燒。
2.2輸送帶材料的阻燃機理
針對上述生產煤礦用織物整芯輸送帶所用材料燃燒所經歷的過程,輸送帶材料的阻燃機理,不外乎干擾氧、熱和可燃物這三個維持燃燒的基本要素,一般通過以下途徑來實現:
1) 阻燃劑產生較重的不燃氣體或高沸點液體,覆蓋于輸送帶材料表面,將氧和可燃物的聯系阻斷。科技論文,研究。
2) 阻燃劑產生大量不燃氣體,沖淡燃燒區域的可燃性氣體的濃度和氧的濃度。
3) 通過阻燃劑的吸熱分解和吸熱升華,降低聚合物表面的溫度,使之難燃或延緩燃燒過程。
4) 阻燃劑捕捉燃燒鏈鎖反應中的活性自由基,中斷鏈式氧化反應,抑制燃燒。[1]
2.3煤礦用織物整芯輸送帶的阻燃方法
為使煤礦用整芯輸送帶達到所需的阻燃性能,確保煤礦井下使用的安全性,選用自身阻燃性能良好的PVC作生產輸送帶的主要原材料,并且采用一組協同性和相容性很好的阻燃體系組合。科技論文,研究。
2.3.1 煤礦用織物整芯阻燃輸送帶主要原材料PVC的選擇
為了獲得良好的物理機械性能以及優良的阻燃性能,以滿足煤礦井下安全生產的需要,我們采用PVC作為生產整芯阻燃輸送帶的主要原材料。PVC不僅具有較好的力學性能,而且還具有良好的阻燃性,因為PVC含氯量高,受熱發生分解時,首先脫出氯化氫(HCl)和活性氯原子,活性氯原子又與燃燒反應的活性氫原子結合,而終止一個燃燒鏈,并生成一個氯化氫分子(HCl),生成的氯化氫氣體沖淡燃燒區域的可燃性氣體的濃度以及氧的濃度,同時隔離氧氣,達到阻礙燃燒的目的。
2.3.2 阻燃體系組合
PVC本身的氧指數是很高的,硬質PVC塑料的氧指數在46以上。但在PVC整芯輸送帶加工過程中,大量增塑劑的加入使其氧指數大大下降,降低了PVC整芯阻燃輸送帶的阻燃性能。[2]
1.鑒于上述情況,并兼顧PVC的加工性能,本次煤礦用織物整芯阻燃輸送帶的阻燃體系組合主要為鹵系阻燃劑+含銻阻燃劑+水合硼酸鋅+磷酸酯類阻燃增塑劑+氫氧化鋁阻燃劑等。科技論文,研究。含鹵化合物的阻燃
在高溫下含鹵阻燃劑分解產生的鹵原子(Br或Cl)與PVC聚合物反應生成鹵化氫,鹵化氫與高活性羧基自由基反應生成水,從而中斷鏈式氧化過程,使燃燒減緩,以至停止。同時生成的水又形成水蒸汽帶走大量熱量,降低PVC聚合物表面溫度,防止火焰的蔓延。[1]其燃燒反應式如下:
含鹵阻燃劑 M (M代表Br或Cl)
M + RHR + HM
OH + HMH2O + M
2.三氧化二銻與含鹵化合物并用的阻燃
三氧化二銻本身并無阻燃作用,但在鹵化物的存在下卻顯示出很大的協同效應,因其在高溫下與鹵化物反應生成揮發性的鹵化銻和鹵氧化銻,鹵氧化銻受熱后繼續反應生成鹵化銻,它們的揮發吸收了大量熱量;同時產生的鹵化銻又是一種比重較大的不可燃氣體,它從輸送帶燃燒物中分解出來后就形成濃密的煙霧緊緊的覆蓋在輸送帶燃燒物表面,隔絕氧氣和沖稀可燃氣體以達到滅火作用。其反應式如下:
Sb2O3 + 6HM 2SbM3+ 3H2O (M代表Br或Cl)
Sb2O3 + 2HM 2 SbOM +H2O
5SbOM Sb4O5M2 + SbM3
4 Sb4O5M2 5 Sb3O4M + SbM3
3 Sb3O4M 4 Sb2O3 + SbM3 [3]
3.水合硼酸鋅與含鹵化合物并用的阻燃
水合硼酸鋅含有結晶水,它在吸熱分解脫水時能夠吸取大量熱量,抑制輸送帶燃燒部分及其附近的溫度上升;分解出的水蒸汽反過來阻止可燃氣體的釋放,使輸送帶在燃燒時產生的熱量和表面溫度降低。同時硼酸鋅又與鹵系阻燃劑反應生成不可燃固體鹵化硼和鹵化鋅,殘存在輸送帶燃燒物表面,這兩種物質熱熔狀態下是一種致密的玻璃狀熔融物,在輸送帶燃燒物表面形成一層保護覆蓋層,把可燃物質封閉在內部,隔絕氧氣,起到良好的阻燃作用。其燃燒反應如下:
2ZnO·3B2O3·3.5H2O + 22RM 2ZnM2+ 6BM3 + 11R2O + 3.5H2O [3]
(M代表Br或Cl)
4.磷化合物和氫氧化鋁的阻燃
首先,磷酸酯類阻燃增塑劑的加入,不僅使PVC樹脂變得易于加工,制得的輸送帶成品有良好的物理機械性能,更為重要的是它的阻燃效果相當好。因為磷化合物燃燒生成的聚偏磷酸是一種不易揮發的穩定化合物,在輸送帶燃燒物表面形成隔離層,隔絕氧和可燃物,并且聚偏磷酸的脫水作用,也促使輸送帶表面材料炭化形成碳化層,隔斷氧和可燃物的聯系。燃燒時磷與鹵素反應生成的鹵化磷具有較大蒸汽密度,它覆蓋于火焰表面,起到了隔絕氧氣和沖淡可燃物作用,同時產生的鹵化氫捕捉活性自由基,中斷了鏈式氧化反應。科技論文,研究。[1]
其次,環保型無機阻燃劑氫氧化鋁[Al(OH)3]的加入,在大大降低生產成本的同時,起到了一定的阻燃作用。科技論文,研究。氫氧化鋁受熱分解時,放出結晶水,吸收大量的熱,降低燃燒物表面的溫度,從而防止PVC輸送帶的著火和火焰的蔓延,同時氫氧化鋁又能減少煙霧和有毒氣體的產生。科技論文,研究。
2.4 阻燃體系組合在煤礦用織物整芯阻燃輸送帶中的應用試驗
煤礦用織物整芯阻燃輸送帶的阻燃體系組合的配比見表1:
表1 阻燃體系組合配比表
原料名稱 EPVC 氯溴化石蠟 三氧化二銻 硼酸鋅 TCEP 氫氧化鋁
配比 100 25 8 7 10 15
通過實踐證明,此阻燃體系組合在燃燒時產生大量不可燃氣體和不可燃殘余物,在氣相上起到了抑制效應和復蓋效應,固相上起到了封閉隔離效應,達到了非常理想的阻燃效果,酒精噴燈燃燒試驗結果見表2:
試驗條件:火焰溫度 960±60℃試驗燃燒時間30S
表2 酒精噴燈燃燒試驗結果
測試值 項 目 標準 試驗結果
1 2 3 4 5 6
無覆蓋膠層試樣 6塊縱向試樣 單個值 (S) ≤15 0.62 1.45 0.88 0.97 1.5 1.11
平均值(S) ≤5 1.09
6塊橫向試樣 單個值(S) ≤15 1.12 0.96 0.73 1.28 1.63 0.7
平均值(S) ≤5 1.07
一、“礦物材料工程”課程教學改革與實踐
1．課程教材建設
礦物材料工程學科主要教學體系包括礦物基本特性、材料研究基礎、材料制備與分析測試、材料功能化設計等內容，據此編寫了《非金屬礦物材料》《非金屬礦加工與應用》《超微粉體加工技術與應用》《超細粉碎工程》《粉體表面改性》等系列教材叢書。系列教材的編寫主要是結合學科特點，一方面注重礦物材料結構與組成、加工工藝、材料性能與應用性能等材料科學要素內部關系，另一方面融合了礦物學、結晶學、礦物加工學、化學、材料學等多學科理論知識體系，突出礦物材料的功能性與應用特性。教材深入淺出，內容翔實，注重新的技術發展以及基礎理論與實際應用融合。由于礦物材料相關產品的加工技術與應用技術不斷創新，應用領域的不斷拓展，新的國家、行業標準不斷更新，相關教材也在不斷修訂，例如《非金屬礦加工與應用》已于2013年完成第三次修訂，及時補充了相關內容的新變化與新發展，刪除了已不再先進或已淘汰的技術和已廢棄的產品標準，這些教材建設工作保證了本學科發展方向的前沿性，從而能夠滿足日新月異的新時代背景下礦物材料領域專業高級人才培養的需要。
2．課程內容優化改革
在礦物學、礦物加工學等相關理論課程基礎上，對本學科的教學內容進行了新的優化改革，刪除了重復和陳舊過時的教學內容，建立了以《非金屬礦加工與應用》課程為核心，配合《粉體表面改性》《非金屬礦物材料》等特色鮮明的專業方向選修課的課程體系，著重培養學生的創新意識與創新能力。《非金屬礦加工與應用》課程考慮到礦物材料的加工與應用開發重在其功能性的開發，著重通過課堂教學介紹我國非金屬礦加工與應用技術的一些共性規律，并通過聯系當前我國非金屬礦加工技術的實際生產與技術發展水平，突出介紹非金屬礦物材料新工藝、新方法及新產品方面的研究進展，內容上有意將礦物的應用特性、結構與組成特性及功能性相結合，注重新的技術發展。課程內容的設置上，強調不同相關學科之間的融合，脫離枯燥乏味的原理與理論知識，通過更多的實例，尤其是生活中所熟悉的能夠激發學生興趣的例子，達到舉一反三，靈活運用課本知識的教學目的。建立以“礦物材料結構與組成－制備與加工－材料性能－工藝原理”為主體的教學體系，不僅提高了課堂教學質量與效率，而且也培養了該學科學生的就業能力。
3．教學方法與手段
課堂教學主要采用啟發－討論式的教學手段，通過單獨設課、綜合設課或者前沿研究講座等多種形式，充分使學生融入到課堂教學活動中，并了解學科當前的前沿理論與新技術。充分利用現代化教學手段，開發新的多媒體教學課件，不斷提高教學效果與質量。在課堂教學中，通過引入趣味性、互動性強的閱讀教材與自學內容，避免傳統的灌輸式教學，激發學生的求知欲與學習興趣。對較難理解的教學內容，通過多媒體教學軟件和信息資源來輔助教學，增強教學的說服力，加深學生對難點知識的消化與理解。對一些與科研和生產密切相關的教學內容，教師結合自己的科研活動與經驗，結合現場記錄的錄像及收集的圖片資料向學生形象地展現，讓學生能夠充分了解該領域新的研究動態，提高學生的學習興趣。針對一些礦物新材料的熱點研究內容，鼓勵學生撰寫綜述性論文，通過閱讀相關文獻資料，提出自己的想法，從而培養學生科學研究和探索的主動意識。
4．創新與實踐教學環節建設
本學科除了要求學生掌握基本的礦物材料工藝流程及其原理外，培養工程實踐能力同樣尤為重要。我校近幾年通過設立專業性的“科研導論”“科研選題訓練”“大學生創新訓練項目”等創新教學環節，強化學生對各種礦物材料工藝方法的基本原理、制備工藝及相關設備與材料性能測試方法的理解。通過實驗室教學，掌握試驗方法、熟悉試驗手段，培養學生的科研興趣，提高專業技術水平。除了常規的生產現場實習實踐環節外，通過開設畢業論文結合科研、研究性實驗項目，讓學生能夠從生產實際中去選取自己的畢業課題，鍛煉學生的實際工作能力。另外，通過鼓勵學生發表學術論文、科技創新與發明，提高學生的創新能力，培養學生科研的思維與能力。
二、結語
本書通過大量實例，針對較大范圍內固體聚合物形變和斷裂現象，提出了以物理原理為基礎的科學解釋觀點。本書借鑒了探索性實驗的結果，并參考了較為相似的非晶態金屬和無機化合物的機械響應原理，拓展出先進的理論并建立了精確的模型，這些都為固體聚合物形變和斷裂現象提供了更好的基礎性解釋。這種以物理機理為基礎的本構響應模型，在結構響應預測與定制特殊微觀結構等方面，都具有廣闊的應用前景。此外，本書可以指導模擬聚合物各級形變過程的仿真程序開發。
本書重在描述從20世紀80年代中期至21世紀初作者以及合作者在麻省理工學院（MIT）所進行的大量研究性試驗，介紹了大量的實驗研究和相關的數值仿真。本書在數值仿真內容中非常重視發展理論模型，這些理論模型涵蓋了從單元塑性松弛現象到變形紋理的演化發展，從通道模壓流動到大塑性應變等內容，并在各個層次都進行了實驗結果與模型預測的詳細比較。
本書包括13個章節：1.非聚合玻璃結構；2.固體聚合物結構；3.形變和斷裂理論概述；4.小應變彈性響應；5.聚合物線性粘彈性；6.橡膠型彈性；7.非聚合玻璃的非彈；8.玻璃狀聚合物的非彈；9.半結晶聚合物的塑性；10.聚合物拉伸塑性流動的形變不穩定性；11.玻璃狀均聚物和雜聚合物的裂紋；12.聚合物的斷裂；13.脆性聚合物的韌化。
本書作者Argon是麻省理工學院（MIT）機械工程系的知名教授，世界公認研究工程固體力學的權威，曾經發表過300多篇學術論文和3本專著，是國際上材料科學領域中被最廣泛引用的作者之一。Argon還是美國工程院院士、美國物理學會會士、材料科學與工程國際專業協會杰出終身會員，曾經榮獲德國材料學會的海恩勛章和亞歷山大·馮·洪堡學會的美國資深科學家研究獎。
本書介紹的范圍十分廣泛，大到工業型裝置，小至精密微流體器件，適用于材料專業與機械專業的研究生以及相關專業人士。
寧圃奇，博士，副研究員
（中國科學院電工研究所）
Ning Puqi， Associate Professor
（Institute of Electrical Engineering， CAS）
對于而立之年的我來說，決定到海外攻讀博士學位需要很大的勇氣。在2005年赴澳大利亞攻讀博士學位之前，我曾經主持或參與多項國家級、省部級和重要國有大企業的產品設計研發項目，這些設計成果多次入選國家級、部委級和國際性的設計展覽，獲得設計獎10余項，同時以第一作者身份出版專著和設計作品集2部，和設計作品20余篇。
當我的大學同窗都已經在各自的領域有所成就時，我卻需要舍棄國內舒適悠閑的生活環境，中斷已經從事多年的穩定工作，帶領全家去適應一個陌生的文化，面臨一種全新的挑戰。這種抉擇源于我對設計專業所抱有的富于理想主義色彩的狂熱執著。俗話說：有舍既有得。幾年留學生涯中所面臨的生活的拮據、學業的壓力、文化的沖突，在更廣闊的層面上豐富了我的人生經歷，開拓了我的學術視野，深化了我的理論思考。
由于現代工業設計起源于歐美，國內的設計教育基本上沿用西方原有的體系和觀念。在國內接受了嚴格的西方式的設計教育之后，憑借著潛意識中隱藏的大國文化自尊感，我試圖在設計教學和實踐中尋找一條秉承本土文化價值的設計方法體系和哲學觀念，以真正使設計服務于國人之需求。這也正是我沒有前往歐美，而選擇澳洲作為博士研究目的國的原因所在。
澳大利亞是在建立容忍互讓、兼容并收、文化多樣的社會方面最成功的國家之一，土著人的文化傳統、不列顛的殖民歷史、來自世界各地移民的價值觀在這里都得到了保持。在澳大利亞許多城市的鬧市區，隨處可見的既有源于西方當代思潮的行為藝術表演，也有土著音樂家激情演奏的“迪吉里杜管”(Didgeridoo)。一次，當我在多元文化節上聽到兩個年輕人利用現代電子樂器與“迪吉里杜管”合奏出獨特而美妙的旋律時，我似乎找到了中國本土文化如何在壘球化語境中發揚與傳承的途徑。
澳洲文化的多元性就像那里的土著藝術家繪畫一樣色彩斑斕而純潔，她所包容的既有原生態文化的狂野感性，也有現代文明的邏輯理性；它不同于歐洲大陸自工業革命以來無尚推崇的一元文化價值體系。因此這里的設計與藝術呈現出博大的包容性和多元性。在澳洲，對于自然生態的保護與對于不同文化的尊重形成了獨特的哲學價值體系，這恰恰是人類社會可持續發展的基礎，同樣是設計學科發展的未來方向。在這樣的文化與學術環境中進行設計研究賦予我思想深處一個全新的視野和角度，正是由于澳大利亞處于東西方文化的臨界點上，其多元化的設計教學與研究體系更有利于我從多樣的視角對中國當下和未來的設計創新之路進行審視與探索；有助于探索具有中國文化特點的設計研究、教學、實踐體系。
澳洲和煦的陽光下所孕育的閑靜與愜意為深邃的學術思辨提供了哲思的語境，她讓人的心靈從喧囂的生活中沉靜下來，去探究表象之下的本質和追尋自身文化的根基。在圓滿完成學業之際，我不禁又回想起幾年來留學澳洲的歷歷場景：研究工作室里的徹夜苦讀，國際會議上的激烈討論，校園草坪上的羽毛球比賽，黃金海岸邊的草地野餐，還有這里獨特的橄欖球和板球等體育項目，這些都將永久定格在我人生的記憶中。
在我十幾年的求學與職業生涯中，獲得過無數的獎項，但在我看來，榮獲“國家優秀自費留學生獎學金”是所有這些榮譽當中份量最重的一個。她承載了太多的內涵與榮耀，將會對我今后的職業生涯與人生歷程起到至關重要的影響。這個榮譽不僅僅是我個人多年來不懈努力的結晶，是幾年來旅澳求學生活所有辛酸與喜悅經歷的總結，更體現了國家對于一個普通海外學子所取得成就的充分肯定與莫大鼓勵，承載著祖國對于眾多留學人員的關愛與嘉勉。
在澳洲生活學習的幾年中，因為血脈中的民族文化淵源，我始終努力將自身所學和國家的建設發展緊密地結合。當下，國人正致力于建設創新型社會，其核心就是增強自主創新能力，我所從事的職業和研究工作――工業設計在建設創新型社會的過程中起到至關重要的作用，總理因此批示“要高度重視工業設計”。工業設計的理論與實踐方法可以幫助解決重大的社會問題，實現對用戶的終極人文關懷，使社會實現可持續發展的目標。但作為一名身處海外的學者，我深刻地認識到，盡管中國在當今全球一體化經濟中扮演著“制造業大國”的重要角色，但由于眾多國內企業一味地追求短期經濟效益，忽視產品的自主設計研發，導致近年來中國制造業所面臨的窘境正不斷顯現：因為中小型加工企業對于工業設計的研究與實踐重視不足，中國的出口加工工業在壘球化經濟危機中正不斷萎縮；由于缺乏自主創新的工業設計研究與實踐能力，中國的玩具產業只能根據美國公司的設計進行加工制造，在受制于人的前提下蒙受玩具召回之辱；中國汽車企業三番五次地被世界著名汽車公司就設計知識產權問題，也是源于缺乏自主的工業設計創新能力。作為一名職業設計師、教育者和研究者，這些現狀深深觸動了我的職業尊嚴和民族情結。因此，在幾年的海外求學生涯中，我頻繁地往返于澳洲和中國之間，力圖將自身所學與國內企業的設計創新和學院的設計教育有機聯系。
在攻讀博士學位期間，我出版學術專著2部，編譯工業設計教材1部；以第一作者身份在重要的國際學術期刊和國際會議上和作品16篇，并在相關國際會議上擔任論文評委和會議組委會委員等職務。博士期間還獲得澳大利亞昆士蘭科技大學博士生國際會議論文獎學金和國際學術期刊論文寫作獎學金。同時獲得專利4項，3件設計作品被國家級美術館永久收藏。另外，作為惟一的工業設計專家，協助國家生物芯片工程研究中心研發設計具有自主知識產權的生命科學儀器產品10余項，幫助該中心建立了完整統一的產品形象，其新產品更具國際競爭力，現已出口到美國、歐盟、澳大利亞和韓國等海外市場。這些產品研發成果獲得國家科技進步二等獎、國家重點新產品獎、科技創新獎等。讀博士期間，我還參與了北京奧運會公共設施規劃設計的部分工作，并協助組織了昆士蘭科技大學和國內院校之間的設計研究和教學交流合作項目。
幾年的海外求學生涯收獲頗豐，不僅拓寬了學術視野，豐富了人生閱歷，同時體會到個體價值觀念與原駐文化之間割舍不斷的血脈情緣，而且收獲到祖國對自身努力與成就的肯定與嘉勉。這些都激勵著我選擇畢業后回國工作，秉承設計報國之理想，希望以自身綿薄之力為中國的設計創新和社會發展作出應有的貢獻。
