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化學(xué)工程概論結(jié)課論文1
中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
期末考試論文專用
京津冀霧霾危害及對策
摘要:常言道“秋冬毒霧殺人刀”??吹靡姟⒆ゲ恢摹办F霾”其實已經(jīng)對我們的生活構(gòu)成了極大的威脅,給民眾交通出行和健康都帶來了嚴重影響。相比于常年同期,河北南部、北京、天津、山東、河南北部、安徽、江蘇、上海、浙江、廣東、廣西東部等地偏多在1天以上,其中北京、天津、安徽大部、上海等地偏多3~8天,山東北部、安徽東北部、江蘇大部、浙江北部及廣東南部偏多超過8天。華北南部及江蘇中部、四川東部、重慶西南部、貴州西部等地有8~15天能見度不足1000米,河北南部、山東西北部、四川東部等地部分地區(qū)有5~12天能見度不足500米。以中央電視臺為例,據(jù)統(tǒng)計,自2013年1月11日至2月19日這40天中,中央電視臺圍繞霧霾天氣的報道有439條,平均日報道量將近11條。特別值得關(guān)注的是,該臺自1月12日起連續(xù)3天在《新聞聯(lián)播》中對霧霾天氣進行重點報道,而且首日頭條播出的時長占整個《新聞聯(lián)播》節(jié)目的近三分之一時間。這個數(shù)據(jù)顯示出央視對此次霧霾天氣的關(guān)注程度之高、報道密度之大,體現(xiàn)了主流新聞媒體在氣候傳播中的認識水平和把握能力。通過本次對霧霾相關(guān)的調(diào)查,加深大家對霧霾的認識與理解,提高警覺性,與政府一起建設(shè)藍天而努力。
關(guān)鍵詞:霧霾,污染來源,,PM10,霧霾危害,治理對策
一、霧霾的概念
在氣象學(xué)上,“霧”和“霾”是兩個氣象概念,兩種天氣現(xiàn)象。霧霾天氣是近年來出現(xiàn)的新的一種天氣現(xiàn)象,是霧和霾的混合物,還沒有被列入氣象觀測規(guī)范。
霧是近地面層空氣中水汽凝結(jié)(或凝華)的產(chǎn)物,是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)。霧的氣象學(xué)定義為:大量微小水滴浮游空中,常呈乳白色,使水平能見度小于。霧的存在使能見度惡化,降低空氣透明度。如果是因為水汽使懸浮在近地面空氣中的水汽凝結(jié)(或凝華),目標物的水平能見度降低到以內(nèi)的天氣現(xiàn)象即為霧,形成“霧”時的大氣濕度應(yīng)該是接近飽和或飽和的。霧和云就其物理本質(zhì)而言,都是空氣中水汽凝結(jié)(或凝華)的產(chǎn)物,所以“云”降低至地面時就稱其為霧,霧升高離開地面就稱為云。霧和云與晴空區(qū)之間有明顯的邊界,霧滴的尺度比較大,濃度分布不均勻,其大小為1-100um不等,平均直徑在10-20um,空中飄浮的霧滴可由肉眼看到。霧看起來呈乳白色或青白色,是由于冰晶或液態(tài)水組成的霧散射的光與波長關(guān)系不大。
“霾”使黑暗物體微帶藍色,遠處光亮物體微帶紅、黃色??諝庵械挠袡C碳氫化合物、灰塵等粒子也能使大氣混濁,因能見度惡化導(dǎo)致視野模糊,這種非水性形成物所組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙在水平能見度小于時,該現(xiàn)象稱為霾。
二、霧霾的危害:
(一)影響身體健康
霧霾天氣使空氣質(zhì)量明顯降低,影響人們的身心健康。首先,霧霾中的威脅新生兒健康。最近一項大型的國際研究證實,接觸過某些較高空氣污染物的孕婦,更容易產(chǎn)下體重不足的嬰兒,而出生體重低的嬰兒很容易增加兒童死亡率和疾病的風(fēng)險,并且與嬰兒未來一生的發(fā)育及健康都有很大關(guān)系。而且,由于霧天日照減少,兒童紫外線照射不足,體內(nèi)維生素D生成不足,對鈣的吸收大大減少,嚴重的會引起嬰兒佝僂病、兒童生長減慢。其次,霧霾天氣是心血管疾病患者的“健康殺手”,尤其是對有呼吸道疾病和心血管疾病的老人,霧霾的組成成分非常復(fù)雜,包括數(shù)百種大氣化學(xué)顆粒物質(zhì)。其中有害健康的主要是直徑小于10um的氣溶膠粒子,如礦物顆粒物、海鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、有機氣溶膠粒子、燃料和汽車廢氣等,它能直接進入并粘附在人體呼吸道和肺泡中。尤其是亞微米粒子會分別沉積于上、下呼吸道和肺泡中,引起任課教師: 日期:
2014年4月15日 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
期末考試論文專用 急性鼻炎和急性支氣管炎等病癥。對于支氣管哮喘、慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者,霧霾天氣可使病情急性發(fā)作或急性加重,并使得空氣中的傳染性病菌的易活性增強,如果長期處于這種環(huán)境還會誘發(fā)肺癌。再次,霧霾天氣空氣中污染物多,氣壓低,容易誘發(fā)心血管疾病的急性發(fā)作。比如霧大的時候,水汽含量非常的高,如果人們在戶外活動和運動的話,人體的汗就不容易排出,造成人們胸悶、血壓升高,誘發(fā)高血壓、腦溢血等疾病,嚴重會致死。
(二)影響心理健康
霧霆天氣容易讓人產(chǎn)生悲觀情緒,如不及時調(diào)節(jié),很容易失控。
(三)影響交通安全
由于能見度較低,駕駛困難,多處機場、高速公路、輪渡碼頭等交通設(shè)施被迫關(guān)閉,交通阻塞,事故頻發(fā)。
(四)影響區(qū)域氣候
霧霾使區(qū)域極端氣候事件頻繁,氣象災(zāi)害連連。更令人擔(dān)憂的是,霧霾中的一些化合物在強烈的陽光紫外線照射下,會產(chǎn)生一種有刺激性的有機化合物,這個過程被稱為光化學(xué)反應(yīng),其產(chǎn)物就是含劇毒的光化學(xué)煙霧,嚴重威脅人類生命。
三、京津冀霧霾的形成原因
大氣污染防控主要是三大污染源——煤、油和基建。一是火電、鋼鐵、水泥行業(yè)為主的煤炭消費;二是使用非清潔油品的機動車輛;三是今年以來“大上快上”的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成的揚塵。
從北京市四季氣象特點看:春季,北京市受張家口、唐山地區(qū)的重工業(yè)排放源的影響顯著;夏季,北京市夏季風(fēng)力弱,氣溫高等不利于顆粒物沉降;秋季,北京市受周圍省市排放源影響明顯;冬季,受寒潮影響頻繁,風(fēng)速較大,而北京市內(nèi)部排放明顯增多,大氣對流造成顆粒懸浮,但又不足以攜帶擴散到北京市以外。
從霧霾污染成分來看,環(huán)保部曾表示,對于北京市而言,是這兩個月空氣質(zhì)量惡化的重要因子,但還有氮氧化物、二氧化硫等大氣污染物在起作用。據(jù)環(huán)保部統(tǒng)計,國內(nèi)有一半的不是來自污染源的直接排放(一次源),而是經(jīng)過十分復(fù)雜的物理和化學(xué)過程而形成(二次源)。隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,以煤炭為主的能源消耗大幅攀升,機動車保有量急劇增加,經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)氮氧化物和揮發(fā)性有機物排放量顯著增長,污染加劇。根據(jù)中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員王躍思的研究表明,造成北京市霧霾的原因,除了跟PM10和有關(guān)系,還與包括亞微米顆粒在內(nèi)的PM1的關(guān)系也很大。1998年到2010年,PM10的數(shù)據(jù)雖然持續(xù)下降,但是北京市的霧霾天數(shù)區(qū)總體在增加,主要就是因為占顆??傮w比例的和PM1是增加的,每年大概增加3到4倍。在PM10和總懸浮顆粒物污染還未全面解決的情況下,主要受到和PM1等小顆粒的影響,京津冀等地區(qū)霧霾現(xiàn)象頻繁發(fā)生,能見度降低。正是由于各種人工排放源污染物的排放增加,北京市大霧多發(fā)季節(jié)發(fā)生了更多的霧霾天氣,白色的大霧天氣轉(zhuǎn)變?yōu)槲:π愿鼜姷撵F霾天氣。
四、京津冀霧霾已造成的危害
1、易引發(fā)呼吸道疾病、癌癥等,北京等地近年來因天氣原因引發(fā)的呼吸道疾病發(fā)病率大幅提高,特別是老人、青少年與孕婦這些抵抗力較低的人群,醫(yī)院因呼吸道而診治的病例也增加了不少。
2、由于霧霾天氣所引起壓抑的心理情緒必然會影響人們的快樂生活。
3、能見度降低必然會引起人們的出行受阻,對很多人而言因為霧霾天氣的影響,不得不減少外出或者是更改出行計劃,同時也引起高速公路封路的現(xiàn)象。
五、京津冀霧霾治理對策
任課教師: 日期:
2014年4月15日 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
期末考試論文專用
(一)國外防治霧霾經(jīng)驗
從19世紀開始,倫敦就被稱為“霧都”。1952年的倫敦,無數(shù)個家庭與工廠成千上萬個煙囪排放燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣,從12月4日開始,城市連續(xù)五天被濃霧籠罩,能見度只有幾米,造成萬人死亡,成為20世紀全球最嚴重的環(huán)境公害事件之一。造成污染的最直接原因是發(fā)電站和普通家庭使用的煤炭以及汽車尾氣。為了治理霧霾天氣,英國首次推出嚴厲措施控制污染。1954年倫敦通過治理污染的特別法案。1956年《清潔空氣法案》獲得通過,該法令禁止使用多種燃料,關(guān)停大批重污染工廠,提高工業(yè)煙囪的最低限高,并將發(fā)電站搬出城市。同時要求大規(guī)模改造城市居民的傳統(tǒng)爐灶,減少煤炭用量,逐步實現(xiàn)居民生活天然氣化;冬季采取集中供暖。從英國中央政府到倫敦市政府相繼出臺多項法令法規(guī),大力發(fā)展公共交通,鼓勵清潔能源利用。1968年以后,英國又出臺了一系列的空氣污染防控法案,劃出空氣質(zhì)量管理區(qū)域,并強制在規(guī)定期限內(nèi)達標,這些法案針對各種廢氣排放進行了嚴格約束,并制定了明確的處罰措施,有效減少了煙塵和顆粒物。目前,倫敦市政府正大力采用灰塵抑制劑的化學(xué)手段清潔空氣,醋酸鎂和醋酸鈣被投放在倫敦市內(nèi)污染最嚴重的瑪麗勒博路與上泰晤士街,實驗表明,抑制劑可以減少高達14%的污染水平。
(二)國家已經(jīng)采取的主要對策
1、堅持清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略,煤煙型污染控制取得新進展。2011 年北京市將鍋爐“煤改氣”(800蒸噸)工程列入了政府實事項目。
2、有力控制機動車污染排放,舊車淘汰卓有成效。北京市制定并實施了老舊汽車淘汰更新方案,機動車排放管理中心執(zhí)法人員對上路行駛機動車尾氣排放開展路檢路查,嚴控超標排放機動車上路。
3、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),工業(yè)污染治理進一步深化。繼續(xù)推進20噸以下燃煤鍋爐改用清潔能源工作和繼續(xù)加強對工業(yè)排放污染的監(jiān)管等控制煤煙污染,檢查了50多家燃煤鍋爐煙氣排放情況。繼首鋼搬遷后,今年北新建材完成整體搬遷,燕山石化公司完成2#催化裂化裝置煙氣脫硫除塵工程。加強煤質(zhì)和鍋爐排放監(jiān)管、繼續(xù)鞏固平房“煤改電”示范區(qū)的工作,加強對經(jīng)營性小煤爐、露天燒烤、露天焚燒等違法行為的執(zhí)法檢查。
4、多部門齊抓共管,加大揚塵污染控制力度。為減少建筑渣土運輸車車輛帶泥土上路行駛,在全市30多家建筑工地示范安裝了轉(zhuǎn)輪式高效洗輪機,檢查了200多處工地揚塵污染情況。
5、針對10、11月重污染天氣多發(fā)的特點,市環(huán)保局和有關(guān)部門、企業(yè)已經(jīng)制定了重污染天氣應(yīng)急預(yù)案,并將在出現(xiàn)連續(xù)重污染天氣時啟動。重污染天氣應(yīng)急預(yù)案主要包括:道路清掃、灑水;排放大的企業(yè)自行減排、啟動企業(yè)應(yīng)急措施等,一般在連續(xù)2天出現(xiàn)重度污染天氣時啟動預(yù)案。
(三)在未來處理中國家的努力方向:
1、繼續(xù)開展科學(xué)研究,制定達標規(guī)劃。在抓緊開展監(jiān)測與公開透明信息發(fā)布的基礎(chǔ)上,組織力量盡快開展相關(guān)科研,摸清規(guī)律,明確排放清單和控制對策。針對北京市空氣質(zhì)量改善途徑和階段目標以及相應(yīng)的控制工程技術(shù),在投入資金進行科學(xué)、系統(tǒng)、深入地研究 的同時,及早開展PM1的治理研究。在北京市實施更加嚴格的大氣污染物排放特別限值,強化 治理,落實到具體法人,實施一票否決制。
2、在京津冀地區(qū)開展大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。在此區(qū)域,建立一盤棋思想,建立國家考核指標,實施大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。提高環(huán)境準入門檻,嚴把北京市新建項目準入關(guān),加強北京市產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃環(huán)境影響評價。實施大氣污染防治規(guī)劃,加大產(chǎn)業(yè)調(diào)整力度,加快淘汰落后產(chǎn)能。積極推廣清潔能源,開展煤炭消費總量控制試點。制定并實施更加嚴格的火電、鋼鐵、石化等重點行業(yè)大氣污染物排放限值,大力削減二氧化硫、氮氧化物、顆粒物和揮發(fā)性有機物排放總量。實施多污染物協(xié)同控制,防止二次污染形成。
3、切實加強機動車污染防治。在北京市采取激勵與約束并舉的經(jīng)濟調(diào)節(jié)手段,加快推進車用燃油品質(zhì)與機動車排放標準實施進度同步,提升車用燃油清潔化水平。在北京市提前實施第五階段排放標準。加強機動車環(huán)保監(jiān)管能力建設(shè),強化在用車環(huán)保檢驗機構(gòu)監(jiān)管,全面提高機任課教師: 日期:
2014年4月15日 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
期末考試論文專用 動車排放控制水平。
4、探索建立北京市轄區(qū)大氣霧霾預(yù)報系統(tǒng),逐步形成風(fēng)險信息研判和預(yù)警能力,進一步增強大氣污染防治科技支撐,健全極端不利氣象條件下大氣污染監(jiān)測報告和預(yù)警體系。研究制定大氣污染防治預(yù)警應(yīng)急預(yù)案、構(gòu)建京津冀地區(qū)應(yīng)急體系,出現(xiàn)重污染天氣時及時啟動應(yīng)急機制,實行重點排放源限產(chǎn)限排、建筑工地停止土方作業(yè)、機動車限行等應(yīng)急措施,積極向公眾提出防護措施建議。
(四)市民個人力所能及的事兒:
霧霾天氣是自然和人為污染環(huán)境所形成的,面對這種惡劣天氣,市民也有積極參與,一起防治霧霾的責(zé)任,采取各種措施盡量避免其給我們的正常生活和健康帶來的危害。
1、減少外出,外出時戴口罩防護身體防止污染物由鼻、口侵入肺部,外出歸來后,做好個人衛(wèi)生,應(yīng)立即清洗面部及裸露肌膚。
2、減少戶外鍛煉鍛煉的時間最好選擇晚間,空氣較為清潔,有晨練習(xí)慣的市民不妨把鍛煉放在晚間空氣質(zhì)量好,能見度高的時段進行,地點以樹多草多的地方為好。
3、重視居室衛(wèi)生,每天記得開窗換氣,保證空氣清新及時打掃房間衛(wèi)生,清理衛(wèi)生死角,不給病菌以孳生之地。在大霧的天氣應(yīng)緊閉門窗,避免室外霧氣進入室內(nèi)污染室內(nèi)空氣,誘發(fā)急性呼吸道和心血管疾病的發(fā)生。
4、調(diào)節(jié)情緒、飲食清淡,建議大家保持科學(xué)的生活規(guī)律,避免過度勞累,多飲水,注意飲食清淡,少食刺激性食物,多吃些豆腐、牛奶等食品。
5、保護環(huán)境,治理霧霾是一項長期而艱巨的任務(wù),應(yīng)該全民動員、人人參與,從我做起,樹立“人人為我,我為人人”共同保護我們周圍大氣環(huán)境的綠色生活理念。堅持“綠色出行、綠色消費、綠色過節(jié)”的綠色生活理念。盡量選擇地鐵或公交系統(tǒng)、減少私車出行;節(jié)日期間拒絕燃放等。從身邊的小事做起,珍惜資源,降低能耗,減少污染。
參考文獻
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2014年4月15日
化學(xué)工程概論結(jié)課論文2
景觀設(shè)計概論 結(jié)課論文
論文題目:
(自擬)
論文內(nèi)容要求: 從課程中講授的中外園林史部分。挑出一種具有明顯代表性的
論文字數(shù):
論文格式:
風(fēng)格(或是景觀設(shè)計師及其作品),從自己的審美角度去分析這種風(fēng)格的形成和歷史的發(fā)展,分析在當(dāng)代時代背景下,此種風(fēng)格的境遇、發(fā)展現(xiàn)狀以及站在自己的角度分析此種風(fēng)格在未來的發(fā)展狀況。
1500字------2500字(手寫、打印均可)
參照標準論文格式。
標準論文格式
一:
1、題目。應(yīng)能概括整個論文最重要的內(nèi)
容,言簡意賅,引人注目,一般不宜超過20個字。
2、論文摘要和關(guān)鍵詞。論文摘要應(yīng)闡述學(xué)位
論文的主要觀點。說明本論文的目的、研究方法、成果和結(jié)論。盡可能保留原論文的基本信息,突出論文的創(chuàng)造性成果和新見解。而不應(yīng)是各章節(jié)標題的簡單羅列。摘要以500字左右為宜。
關(guān)鍵詞是能反映論文主旨最關(guān)鍵的詞句,一般3-5個。
3、目錄。既是論文的提綱,也是論文組成部分的小標題,應(yīng)標注相應(yīng)頁碼。
4、引言(或序言)。內(nèi)容應(yīng)包括本研究領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀,本論文所要解決的問題及這項研究工作在經(jīng)濟建設(shè)、科技進步和社會發(fā)展等方面的理論意義與實用價值。
5、正文。是畢業(yè)論文的主體。
6、結(jié)論。論文結(jié)論要求明確、精煉、完整,應(yīng)闡明自己的創(chuàng)造性成果或新見解,以及在本領(lǐng)域的意義。
7、參考文獻和注釋。按論文中所引用文獻或
注釋編號的順序列在論文正文之后,參考文獻之前。圖表或數(shù)據(jù)必須注明來源和出處。
(參考文獻是期刊時,書寫格式為:[編號]、作者、文章題目、期刊名(外文可縮寫)、年份、卷號、期數(shù)、頁碼。
參
考文獻是圖書時,書寫格式為:
[編號]、作者、書名、出版單位、年份、版次、頁碼。)
8、附錄。包括放在正文內(nèi)過份冗長的公式推導(dǎo),以備他人閱讀方便所需的輔助性數(shù)學(xué)工具、重復(fù)性數(shù)據(jù)圖表、論文使用的符號意義、單位縮寫、程序全文及有關(guān)說明等。
論文上交時間: 第十五周
化學(xué)工程概論結(jié)課論文3
材 料 科 學(xué) 概 論
論題:鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
結(jié) 課 論 文
班級:材料學(xué)院13級1班
姓名:范孝衛(wèi) 學(xué)號:
鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
范孝衛(wèi)
料131班
摘要:本文綜述了鈦合金材料的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀,著重介紹了鈦合金的主要性能及其在航空航天、汽車制造和生物醫(yī)藥等方面的應(yīng)用,并對鈦合金未來的發(fā)展進行了展望。
關(guān)鍵字: 鈦合金,性能,應(yīng)用,發(fā)展趨勢 引言
金屬元素鈦在地殼中的分布范圍比較廣泛,據(jù)估計和推算,其含量是地殼質(zhì)量的%還要多一點,世界儲量約34億噸,在所有元素中含量居第10位(氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦)[1]。其豐富的儲量,為金屬鈦及鈦合金的生產(chǎn)和發(fā)展提供了主要的原料來源。
自20世紀50年代以來,鈦及鈦合金的發(fā)展已經(jīng)歷了半個多世紀的歷程,鈦合金的種類已從1954年的Ti-6Al-4V合金[2]發(fā)展到數(shù)百種。因為具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點,鈦合金被廣泛用于各個領(lǐng)域,包括航空航天、汽車制造、醫(yī)藥衛(wèi)生以及其他日常生活領(lǐng)域。世界上的許多國家如美國、日本、俄羅斯以及中國等都認識到鈦合金材料的重要性,并相繼對其進行了研究開發(fā),得到了實際應(yīng)用[2,3]。鈦合金的性能
鈦合金的高溫性能
在高溫下,鈦合金仍能保持良好的機械性能,其耐熱性遠高于鋁合金,且工作溫度范圍較寬。高溫鈦合金不僅具有良好的室溫性能和高溫強度,并且在蠕變性能、熱穩(wěn)定性、疲勞性能和斷裂韌性等方面具有良好的匹配。世界上第一個研制成功的高溫鈦合金使用溫度僅為 300~350℃,經(jīng)歷了40多年的發(fā)展,目前新型耐熱鈦合金的工作溫度可達550~600℃,而Ti-Al金屬間化合物的崛起,打破了600℃的使用溫度界限,將使用溫度升至700℃以上。
[4] 鈦合金的腐蝕性能
鈦的抗腐蝕性強,在550℃以下的空氣中,表面會迅速氧化形成薄而致密的TiO2鈍化膜,故在大氣、海水、硝酸和硫酸等氧化性介質(zhì)及堿性溶液中,其耐蝕性優(yōu)于大多數(shù)不銹鋼。由于合金可以調(diào)整成分、改變組織,因而鈦合金在多數(shù)情況下具有比純鈦更好的耐蝕性和其他性能,更能在某些苛刻的腐蝕環(huán)境中工作。
鈦合金的加工性能
切削加工性能
鈦合金強度高、硬度大,所以要求加工設(shè)備功率大,模具、刀具應(yīng)有較高的強度和硬度。切削加工時,切屑與前刀面接觸面積小,刀尖應(yīng)力大,所以刀具切削刃承受的應(yīng)力更大,刀尖或切削刃容易磨損。鈦合金摩擦因數(shù)大,而熱導(dǎo)率低,切削熱積聚于切削刃附近的小面積內(nèi)而不易散發(fā),這些因素使得鈦合金的切削溫度很高,造成刀具磨損加快并影響加工質(zhì)量。鈦合金在切削加工中,工件材料極易與刀具表面粘結(jié),加上很高的切削溫度,所以刀具易產(chǎn)生擴散磨損和粘結(jié)磨損。 磨削加工性能
鈦合金化學(xué)性質(zhì)活潑,在高溫下易與磨料親和并粘附,堵塞砂輪,導(dǎo)致砂輪磨損加劇,磨削性能降低,磨削精度不易保證。砂輪磨損的同時也增大了砂輪與工件之間的接觸面積,致使散熱條件惡化,磨削區(qū)溫度急劇升高,在磨削表面層形成較大的熱應(yīng)力,造成工件的局部燒傷,產(chǎn)生磨削裂紋。鈦合金強度高、韌性大,使磨削時磨屑不易分離、磨削力增大、磨削功耗相應(yīng)增加。另外,鈦合金熱導(dǎo)率低、比熱小,磨削時熱傳導(dǎo)慢,致使熱量積聚在磨削弧區(qū),造成磨削區(qū)溫度急劇升高。
擠壓加工性能
對鈦及鈦合金進行擠壓加工時,要求擠壓溫度高,擠壓速度快,以防溫降過快,同時應(yīng)盡量縮短高溫坯錠與模具的接觸時間[4,5]。因此擠壓模具應(yīng)選用新型耐熱模具材料,坯錠由加熱爐到擠壓筒的輸送速度也要快。鑒于在加熱和擠壓過程中金屬易被氣體污染,故還應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋Wo措施。擠壓時應(yīng)選擇合適的潤滑劑,以防粘結(jié)模具,如采用包套擠壓和玻璃潤滑擠壓。因鈦及鈦合金的變形熱效應(yīng)較大,導(dǎo)熱性較差,故在擠壓變形時還要特別注意防止過熱現(xiàn)象。鈦合金的擠壓過程比鋁合金、銅合金、甚至鋼的擠壓過程更為復(fù)雜,這是由鈦合金特殊物理化學(xué)性能所決定的。鈦合金的應(yīng)用
在航空航天中的應(yīng)用
從20世紀50年代開始, 鈦合金在航空航天領(lǐng)域中得到了迅速的發(fā)展。該應(yīng)用主要是利用了鈦合金優(yōu)異的綜合力學(xué)性能、低密度已及良好的耐蝕性,比如航空構(gòu)架要求高抗拉強度并結(jié)合有良好的疲勞強度和斷裂韌性。而鈦合金的優(yōu)異的高溫抗拉強度、蠕變強度和高溫穩(wěn)定性也使之被應(yīng)用于噴氣式發(fā)動機上。鈦合金是當(dāng)代飛機和發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)材料之一, 應(yīng)用它可以減輕飛機的重量, 提高結(jié)構(gòu)效率[6~8]。
太空飛行器的有效載荷相對飛機較小,因此其結(jié)構(gòu)的減重就顯得更為重要。鈦合金已在最早的阿波羅和水星計劃中得到了應(yīng)用,燃料箱和衛(wèi)星艙體等都是鈦合金的典型應(yīng)用。鈦合金質(zhì)量輕、強度高、與燃料的長期化學(xué)穩(wěn)定性好,因而比高強度鋼更有優(yōu)勢。如合金[9]是作為低溫應(yīng)用而研制的,在太空的深冷條件下仍有良好的韌性和塑性。
在汽車制造中的應(yīng)用
汽車工業(yè)是一個潛力巨大的鈦制品市場,多年來發(fā)展緩慢,主要是因為鈦合金產(chǎn)品價格太高。近年來鈦合金技術(shù)的改進和發(fā)展,使得很多鈦制品的生產(chǎn)成本逐年降低。在當(dāng)前的汽車市場上,豪華轎車、跑車和賽車需求逐年增加,可望促進鈦用量的增長[10,11]。
鈦及其合金可用做發(fā)動機閥門、軸承座、閥簧、連桿以及半軸、螺栓、緊固件、懸簧和排氣系統(tǒng)元件等。在轎車中使用鈦,可達到節(jié)油、降低發(fā)動機噪聲及振動、提高壽命的作用。目前,新的低成本原料、合金體系的開發(fā)與設(shè)計和先進的粉末冶金成形技術(shù)結(jié)合可望使鈦大量進入汽車制造業(yè)。
在生物醫(yī)藥中的應(yīng)用
鈦合金具有高強度、低密度、無毒性以及良好的生物相容性和耐蝕性等特性,已被廣泛用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,成為人工關(guān)節(jié)、骨創(chuàng)傷、脊柱矯形內(nèi)固定系統(tǒng)、牙種植體、人工心臟瓣膜、介入性心血管支架、手術(shù)器械等醫(yī)用產(chǎn)品的首選材料[12~14]。在用于人體硬組織修復(fù)的金屬材料中,鈦的彈性模量與人體組織最接近,約為80~110GPa,這可以減輕金屬種植體與骨組織之間的機械不適應(yīng)性。
鑒于鈦合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域優(yōu)良的使用效果,人們對其也越來越重視。隨著醫(yī)療事業(yè)的不斷發(fā)展,鈦作為已知生物學(xué)性能最好的金屬材料,其醫(yī)用領(lǐng)域的市場需求將不斷擴大,應(yīng)用前景廣闊。
其他方面的應(yīng)用
鈦合金憑借其優(yōu)異的性能,在運動器械上,如自行車、摩托艇、網(wǎng)球拍和馬具上都獲得了廣泛的應(yīng)用,但影響最大的還是高爾夫球頭。鈦合金密度小、強度高,與不銹鋼相比,它可以制作打擊面與容積更大的球頭,因此它打得準、打得遠。在日本第一桿球頭90%為鈦球頭,其中鑄鈦的占70%以上。目前第二~第四桿也已推廣使用精鑄鈦合金球頭,精鑄件的制造已經(jīng)形成具有一定生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。日本市場1991年鑄鈦高爾夫球頭銷售量為6萬件,1995年則猛增至150萬件,年銷售額已達7000萬美元。鈦合金在體育領(lǐng)域的使用量不容小視。
另外,由于鈦易于陽極化成各種顏色,這使其應(yīng)用于建筑物、手表和珠寶行業(yè)[15]。鈦合金的發(fā)展趨勢
目前 ,鈦合金材料主要的應(yīng)用領(lǐng)域是航空航天等軍事工業(yè)部門 ,開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域 ,特別是在汽車、火車、磁浮列車、鈦自行車、高樓外墻裝飾等民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。
近年來國內(nèi)外結(jié)構(gòu)鈦合金、高溫鈦合金、耐蝕鈦合金、高強鈦合金、低溫鈦合金等均取得了很大的進展,一些合金也得到了實際的應(yīng)用。但是,總的來看,鈦合金研究的多、應(yīng)用的少的現(xiàn)象仍然嚴重,另外鈦合金的高成本也限制了鈦合金更加廣泛的應(yīng)用。根據(jù)國內(nèi)外鈦合金的研究和開發(fā)的現(xiàn)狀,鈦合金將來的發(fā)展趨勢是:
(1)通過設(shè)備和工藝改進,改善現(xiàn)有鈦合金的使用性能,擴大應(yīng)用范圍。(2)大力發(fā)展民用鈦合金,如汽車用低成本鈦合金,生物鈦合金等。(3)采用先進的熔煉加工技術(shù)和設(shè)備,以提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。(4)開發(fā)更先進的鈦合金制備技術(shù)和鈦的新產(chǎn)品。(5)采用提高材料利用率的凈成型技術(shù)。結(jié)語
鈦合金因其優(yōu)良的性能在航空航天和其他領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景 ,但其應(yīng)用受到加工效率和生產(chǎn)成本的制約。因此,現(xiàn)在急需改進和開發(fā)新的鈦合金冶煉技術(shù),降低生產(chǎn)成本,擴大應(yīng)用。
隨著鈦合金的開發(fā)研制,鈦材品種的不斷增多,其在民用工業(yè)中的應(yīng)用將成倍增加。與此同時,市場的需求的增長也將促進鈦工業(yè)與鈦合金加工技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻
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