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推荐第1篇：高效混凝沉淀系列净水技术

高效混凝沉淀系列净水技术

“高效混凝沉淀系列净水技术”是在哈尔滨建筑大学承担的国家建设部“八五”攻关课题“高效除浊与安全消毒”的科研成果“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术”基础上发展而来的，涉及了水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大主要工艺，主要用于市政与工业给水处理、城市污水强化一级处理以及曝气生物滤池（ BAF）的强化预处理等。

该技术的第一代产品包括串联圆管初级混凝设备、小孔眼网格反应设备、小间距斜板沉淀设备等三项单元技术，到2000年，已在秦皇岛、大庆、宾县、海伦、抚顺、克拉玛依、南京、昆山等二十多座自来水厂成功地推广应用，取得了明显的经济效益和社会效益。

该技术的第二代产品总结了第一代产品的优越性与局限性，推出了技术上更为优化的立管式撞击流混合器、高效微涡折板絮凝设备、高效复合斜板沉淀设备等三项单元技术，到2002年底，已在吉林、通钢、延边石岘、本溪小市、辉南、柳河、松江河等十几处水厂成功推广应用，取得了更为显著的经济效益和社会效益。工程实践证明：此项技术用于新建水厂，构筑物基建投资可节约省20%～30%；用于旧水厂技术改造，可使处理水量增加75%～100%b而其改造投资仅为与净增水量同等规模新建水厂投资的30%～50%。采用此项技术可使沉淀池出水浊度低于3NTU，滤后水接近~度，可节省滤池反冲洗水量50%，节省药剂投加量30%，大大降低了运行费用和制水成本。

由于该技术在理论上克服了现有传统水处理技术理论上的缺陷和实践上的不足，具有更为显著的技术优势，并对低温低浊、汛期高浊水、微污染原水等特殊水质均可达到理想处理效果。可利用最小投资，取得最大效益，充分发挥现有供水设施的潜力，在短时间内缓解城市供水短缺状况，促进城市的经济发展。该技术1993年获国家发明奖，“八五”期间被列为国家科技攻关项目，1996年获建设部科技进步一等奖，同年该项目被国家科委列入“九五”期间国家重点科技推广计划。

高效混凝沉淀工作机理

混合部分 混合是反应第一关，也是非常重要的一关。在这个过程中应使混凝剂水解产物迅速地扩散到水中的每一个细部，使所有胶体颗粒几乎在同一瞬间脱稳并凝聚，这样才能得到好的絮凝效果。因为在混合过程中同时产生胶体颗粒脱稳与凝聚，可以把这个过程称为初级混凝过程。但这个过程的主要作用是混合，因此一般称为混合过程。

混合问题的实质是混凝剂水解产物在水中的扩散问题。使水中胶体颗粒同时脱稳产生凝聚，是取得好的絮凝效果的先决条件，也是节省投药量的关键。传统的机械搅拌混合与孔室混合效果较差。近几年，国内外采用管式静态混合器使混合效果有了比较明显地提高，但由于人们对于多相物系反应中亚微观传质以及湍流微结构在胶体颗粒初始凝聚时的作用认识

不清，故也妨碍了混凝效果的进一步提高。

混凝剂水解产物在混合设备中的扩散应分为两类：

（1）宏观扩散，即使混凝剂水解产物扩散到水体各个宏观部位，其扩散系数很大，这部分扩散是由大涡旋的动力作用导致的，因而宏观扩散可以短时间内完成；

(2）亚微观扩散，即混凝剂水解产物在极邻近部位的扩散，这部分扩散系数比宏观扩散小几个数量级。亚微观扩散的实质是层流扩散。因此使混凝剂水解产物扩散到水体每一个细部是很困难的。在水处理反应中亚微观扩散是起决定性作用的动力学因素。

例如高浊水的处理中，混凝剂水解产物的亚微观扩散成为控制处理效果的决定性因素。由于混凝剂的水解产物向极邻近部扩散的速度非常慢，在高浊期水中胶体颗粒数量非常多，因此没等混凝剂水解产物在极邻近部位扩散，就被更靠近它的胶体颗粒接触与捕捉。这样就形成高浊时期有些地方混凝剂水解产物局部集中，而有些地方根本没有。混凝剂局部集中的地方矾花迅速长大，形成松散的矾花颗粒，遇到强的剪切力吸附桥则被剪断，出现了局部过反应现象。药剂没扩散到的地方胶体颗粒尚未脱稳，这部分絮凝反应势必不完善。这一方面是因为它们跟不上已脱稳胶体颗粒的反应速度，另一方面是因为混凝剂集中区域矾花迅速不合理长大，也使未脱稳的胶体颗粒失去了反应碰撞条件。这样就导致了高浊时期污泥沉淀性能很差，水厂出水水质不能保证。按传统工艺建造的水厂，在特大高浊时都需大幅度降低其处理能力，以保证出水水质。这是由于过去工程届的人们对亚微观传质现象不认识，对其传质的动力学致因也不认识，因此传统的混合设备无能力解决高浊时混合不均问题，这不仅使水厂在特大高浊时大幅度降低处理能力。而且造成药剂的严重浪费和造成出水的Ph值过低。

亚微观扩散究其实质是层流扩散，其扩散规律与用蜚克定律描写的宏观扩散规律完全不同。当研究尺度接近湍流微结构尺度时，物质扩散过程不一定是从浓度高的地方往低的地方扩散。在湍动水流中亚微观传质主要是由惯性效应导致的物质迁移造成的，特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。我们发明的串联管式初级混凝设备和管式微涡初级混凝设备，就是利用高比例高强度微涡旋的离心惯性效应来克服亚微观传质阻力，增加亚微观传质速率。生产使用证明这两种设备在高浊时混合效果良好，不仅比传统的静态混合器可大幅度增加处理能力，也大大地节省了投药量。

絮凝反应部分 絮凝是给水处理的最重要的工艺环节，滤池出水水质主要由絮凝效果决定的。传统廊道反应、回转孔室反应以及回转组合式隔板反应的絮凝工艺，水在设备中停留20～30分钟，水中尚有很多絮凝不完善的小颗粒。近年来，国内出现了普通网格反应；国外推出了折板式与波形板反应设备，使絮凝效果有了比较明显地改善。但由于人们对絮凝的动力学本质认识不清楚，也就妨碍了絮凝效果的进一步提高。

絮凝的动力学致因

絮凝长大过程是微小颗粒接触与碰撞的过程。絮凝效果的好坏取决于下面两个因素；一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的联结能力，这是由混凝剂的性质决定的；二是微小颗粒碰撞的几率和如何控制它们进行合理的有效碰撞，这是由设备的动力学条件所决定的。导致水流中微小颗粒碰撞的动力学致因是什么，人们一直未搞清楚。水处理工程学科认为速度梯度是水中微小颗粒碰撞的动力学致因。按照这一理论，要想增加碰撞几率就必须增加速度梯度，增加速度梯度就必须增加水体的能耗，也就是增加絮凝池的流速。

但是絮凝过程是速度受限过程，随着矾花的长大，水流速度应不断减少。而在工程实践中，网格反应池在网格后面一定距离处水流近似处于均匀各向同性湍流状态，即在这个区域中不同的空间点上水流时平均速度都是相同的，速度梯度为零。按照速度梯度理论，速度梯度越大，颗粒碰撞次数越多，网格絮凝反应池速度梯度为零，其反应效率应最差。事实恰好相反，网格反应池的絮凝反应效果却优于其他传统反应设备。这一实例充分说明了速度梯度理论远未揭示絮凝的动力学本质。

絮凝的动力学质因究竟是什么？是惯性效应。因为水是连续介质。水中的速度分布是连续的，没有任何跳跃，水中两个质点相距越近其速度差越小，当两个质点相距为无穷小时，其速度差亦为无穷小，即无速度差。水中的颗粒尺度非常小，比重又与水相近，故此在水流中的跟随性很好。如果这些颗粒随水流同步运动，由于没有速度差就不会发生碰撞。由此可见要想使水流中颗粒相互碰撞，就必须使其与水流产生相对运动，这样水流就会对颗粒运动产生水力阻力。由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度颗粒之间就产生了速度差。这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。如何让水中颗粒与水流产生相对运动呢？最好的办法是改变水流的速度。因为水的惯性（密度）与颗粒的惯性（密度）不同，当水流速度变化时他们的速度变化（加速度）也不同，这就使得水与其中固体颗粒产生了相对运动，为相邻不同尺度颗粒碰撞提供了条件，即惯性效应作用。

改变速度方法有两种：一是改变水流时平均速度大小。水力脉冲澄清池、波形板反应池、孔室反应池以及滤池的微絮凝主要就是利用水流时平均速度变化形成惯性效应来进行絮凝；二是改变水流方向。因为湍流中充满着大大小小的涡旋，因此水流质点在运动时不断地在改变自己的运动方向。当水流作涡旋运动时在离心惯性力作用下固体颗粒沿径向与水流产生相对运动，为不同尺度颗粒沿湍流涡旋的径向碰撞提供了条件。不同尺度颗粒在湍流涡旋中单位质量所受离心惯性力是不同的，这个作用将增加不同尺度颗粒在湍流涡旋径向碰撞的几率。涡旋越小，其惯性力越强，惯性效应越强絮凝作用就越好。由此可见湍流中的微小涡旋的离心惯性效应是絮凝的重要的动力学致因。由此可以看出，如果能在絮凝池中大幅度地增加湍

流微涡旋的比例，就可以大幅度地增加颗粒碰撞次数，有效地改善絮凝效果。这可以在絮凝池的流动通道上增设多层小孔眼格网或微涡折板的办法来实现。

由于过网水流的惯性作用，使过网水流的大涡旋变成小涡旋，小涡旋变成更小的涡旋。不设网格的絮凝池湍流的最大涡旋尺度与絮凝池通道尺度同一数量级。当增设格网之后，最大涡旋尺度与网眼尺度同一数量级。增设小孔眼格网或微涡折板后有如下作用：（y）过流区段是速度激烈变化的区段，也是惯性效应最强、颗粒碰撞几率最高的区段；（y）过流的涡旋尺度大幅度减少，微涡旋比例增强，涡旋的离心惯性效应增加，有效地增加了颗粒碰撞次数；（q）由于过流的惯性作用，矾花产生强烈的变形，使矾花中处于吸附能级低的部分，由于其变形揉动作用达到高吸能级的部位，这样就使得通过网格之后矾花变得更密实。

矾花的合理的有效碰撞

要达到好的絮凝效果除了要有颗粒大量碰撞之外，还需要控制颗粒合理的有效碰撞。使颗粒凝聚起来的碰撞称之为有效碰撞。一方面，如果在絮凝中颗粒凝聚长大的过快会出现两个问题：

（1）矾花长得过快其强度则减弱，在流动过程中遇到强的剪切就会使吸附架桥被剪断，被剪断的吸附架桥很难再连续起来，这种现象称之为过反应现象，应该被绝对禁止；

（2）一些矾花过快的长大会使水中矾花比表面积急剧减少，一些反应不完善的小颗粒失去了反应条件，这些小颗粒与大颗粒碰撞几率急剧减小，很难再长大起来。这些颗粒不仅不能为沉淀池所截流，也很难为滤池截流。另一方面，絮凝池中矾花颗粒也不能长得过慢，矾花长得过慢虽然密实，但当其达到沉淀池时，还有很多颗粒没有长到沉淀尺度，出水水质也不会好。由此看到在絮凝池设计中应控制矾花颗粒的合理长大。

矾花的颗粒尺度与其密实度取决两方面因素：其一是混凝水解产物形成的吸附架桥的联结能力；其二是湍流剪切力。正是这两个力的对比关系决定了矾花颗粒尺度与其密实度。吸附架桥的联结能力是由混凝剂性质决定的，而湍流的剪切力是由构筑物创造的流动条件所决定的。如果在絮凝池的设计中能有效的控制湍流剪切力，就能很好的保证絮凝效果。

多相流动物系反应控制理论的提出，真正建立起水处理工艺中的动力相似。使我们认识到湍流剪切力是絮凝过程中的控制动力学因素，如果在大小两个不同的絮凝工艺中，其湍流剪切力相等，那么具有同样联结强度的矾花颗粒可以在两个不同尺度的絮凝过程中同时存在，这在某种意义上也就实现了两个絮凝过程絮凝效果的相似。弗罗德数可以作为相似准则数，可以表明湍流剪切力的大小，两个尺度不同的絮凝过程当其弗罗德数相等时，其湍流剪切力就近似相等，絮凝效果就基本相似。但只控制湍流剪切力相等并不能完全控制絮凝效果的相似，因为湍流剪切力相等时两个不同的絮凝过程的矾花联结强度相等，但矾花的密实度与沉淀性能却不一定相同。矾花的密实程度可用湍动度来控制，湍动度值越大表明在固定时间内流过固定空间点的涡旋数量越多，涡旋强度越大，矾花也越密实。在实际工程中是不可能测定湍动度的。庆幸的是当湍流剪切力相等时，尺度越大的絮凝池其水流速度也越高，因此矾花的碰撞强度越大，形成的矾花越密实，这已为试验与生产实践所证实。这样就可以保证把小尺度的试验结果按照弗罗德数相等来放大，放大后的絮凝效果会更好、更可靠。因而我们也可以通过科学地布设多层网格，通过弗罗德数这个相似准则，来控制絮凝过程中水流的剪切力和湍动度，形成易于沉淀的密实矾花。

沉淀部分沉淀设备是水处理工艺中泥水分离的重要环节，其运行状况直接影响出水水质。

传统的平流沉淀池优点是构造简单，工作安全可靠；缺点是占地面积大，处理效率低，要想降低滤前水的浊度就要较大地加大沉淀池的长度。浅池理论的出现使沉淀技术有的长足的进步。七十年代以后，我国各地水厂普遍使用了斜管沉淀池，沉淀效果得到了大幅度提高。但经过几十年应用其可靠性远不如平流沉淀池，特别是高浊时期、低温低浊时期以及投药不正常时期。

传统沉淀理论认为斜板、斜管沉淀池中水流处于层流状态。其实不然，实际上在斜管沉淀池中水流是有脉动的，这是因为当斜管中大的矾花颗粒在沉淀中与水产生相对运动，会在矾花颗粒后面产生小旋涡，这些旋涡的产生与运动造成了水流的脉动。这些脉动对于大的矾花颗粒无什么影响，对于反应不完全小颗粒的沉淀起到顶托作用，故此也就影响了出水水质。为了克服这一现象，抑制水流的脉动，我们推出了小间距斜板沉淀设备。

高效混凝沉淀工艺特点

（1）处理效率高、占地面积小、经济效益显著。

于混合迅速（3～30秒），反应时间短（5～10分钟），沉淀池上升流速度高（2.5～3.5mm/s），因此可大为缩短水在处理构筑物中的停留时间，大幅度提高处理效率，因而也就节省了构筑物的基建投资。工程实践证实：与传统工艺相比，采用新技术对旧水厂挖潜改造，在构筑物容积不增加的情况下，可使处理水量净增75%～100%，而改造投资仅相当于新建同等规模新水厂投资的30%～50%～wsn；用于新建水厂，主体工艺构筑物可节省投资20%～30%，并可大幅度减少主体构筑物占地面积。与平流沉淀池比较可节省80%，比斜管沉淀池可节省40%。

（2）处理水质优，社会效益好，水质效益可观。

几年运行实践证明，这项工艺可使沉后水浊度稳定在3NTU以下，滤后水接近0度，这就形成了水质效益。水质效益一方面就是社会效益，另一方面是潜在的经济效益。随着我国生活饮用水标准的将进一步提高，已逐渐要求出厂水达到1NTU，那么大部分城市现有处理设备和工艺是难以达到的，只有通过大幅度投资扩建新水厂，才能解决水质和水量的矛盾。而采用此工艺可稳定保持出厂水浊度底于1NTU。由此可见，其水质效益是相当可观的。

（3）抗冲击能力强，适用水质广泛。

实践证明，此项技术抗冲击能力较强，当原水浊度、进水流量、投加药量发生一些变化时，沉淀池出水浊度不象传统工艺那样敏感。其原因是，这项工艺的沉淀池上升流速按

3.5mm/s设计时尚有很大潜力。运行实践表明，这项工艺对低温低浊、汛期高浊以及微污染等特殊原水水质的处理均非常有效。

（4）制水成本降低。

1．由于新技术采用先进的混合及反应设备，可节省投药量

2．由于新技术沉后水浊度在3度以下，减轻了滤池负担，因此滤池反冲洗水可节省50%左右，并可延长滤料更换周期；

3．对改造旧水厂，水量增加而管理人员无需增加，运行管理费用大为降低；

4．基建费用的大幅度节省，可较大程度减低投资折旧率。

从以上四个方面来看，新技术的使用可使制水成本显著降低。

（5）工期短、见效快。

此项技术用于旧水厂挖潜改造，从设计到安装调试只需2～3个月，可以在短时间内解决城市供水不足的状况。

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实现变频调速器多电机控制

摘要

本文介绍了一种plc与变频调速器构成的多分支通讯网络，阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性，给出了系统框图及plc程序。 关键词

plc变频调速器多电机控制网络通讯协议

一、引言

以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例。工作时操作人员通过控制机（可为plc或工业pc）设定比例运行参数，然后控制机通过d/a转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量d/a转换模件使系统成本增加。为此我们提出了plc与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。

二、系统硬件构成

系统硬件结构主要由下列组件构成；

1、fx0n—24mr为plc基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。

2、fx0n—485adp为fx0n系统plc的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—plc通讯系统中作为子站接受计算机发给plc的信息或在多plc构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。

3、fr—cu03为fr—a044系列比例调速器的计算机连接单元，符合rs—422/rs—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。

4、fr—a044变频调查器，实现电机调速。在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，plc通过fx0n—485adp发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。

三、软件设计

1、通讯协议

fr—cu03规定计算机与变频器的通讯过程，该过程最多分5个阶段。

1、计算机发出通讯请求；

2、变频器处理等待；

3、变频器作出应答；

4、计算机处理等待；

5、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成三个过程；监视变频器运行频率时完成五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。

2、plc编程

要实现对变频器的控制，必须对plc进行编程，通过程序实现plc与变频器信息交换的控制。plc程序应完成fx0n—485adp通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。程序中通讯发送缓冲区为d127~d149；接受缓冲区为d150~d160。电机1启动、停止分别由x0的上升、下降沿控制；电机2启动、停止分别由x1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由x2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲m8002初始化fx0n—485adp的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例，x0的上升沿m50吸合，变频器1的站号送入d130，运行命令字送入d135，enq、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入d1

31、d1

32、d133；接着求校验和并送入d1

36、d137；最后置m8122允许rs指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息fx0n—485adp收到后置m8132，plc根据情况作出相应处理后结束程序。

四、变频器制动的思路和新方法 在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车）

减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；(2)、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。还有一种制动方式，即直流制动，可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。

在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天，笔者提供一种新型的制动方法，它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点，也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。

1、能耗制动

利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动。其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运行效率低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。

一般在通用变频器中，小功率变频器（22kw以下）内置有了刹车单元，只需外加刹车电阻。大功率变频器（22kw以上）就需外置刹车单元、刹车电阻了。

2、回馈制动

实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。

回馈制动的优点是能四象限运行,电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。(2)、在回馈时，对电网有谐波污染。(3)、控制复杂，成本较高。

3、新型制动方式（电容反馈制动） 3.1主回路原理

整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流，滤波回路采用通用的电解电容，延时回路采用接触器或可控硅都行。充电、反馈回路由功率模块igbt、充电、反馈电抗器l及大电解电容ｃ（容量约零点几法，可根据变频器所在的工况系统决定）组成。逆变部分由功率模块igbt组成。保护回路，由igbt、功率电阻组成。 (1)电动机发电运行状态

cpu对输入的交流电压和直流回路电压νd的实时监控，决定向vt1是否发出充电信号，一旦νd比输入交流电压所对应的直流电压值（如380vac—530vdc）高到一定值时，cpu关断vt3，通过对vt1的脉冲导通实现对电解电容c的充电过程。此时的电抗器l与电解电容c分压，从而确保电解电容c工作在安全范围内。当电解电容c上的电压快到危险值（比如说370v），而系统仍处于发电状态，电能不断通过逆变部分回送到直流回路中时，安全回路发挥作用，实现能耗制动（电阻制动），控制vt3的关断与开通，从而实现电阻r消耗多余的能量，一般这种情况是不会出现的。 (2)电动机电动运行状态

当cpu发现系统不再充电时，则对vt3进行脉冲导通，使得在电抗器l上行成了一个瞬时左正右负的电压，再加上电解电容c上的电压就能实现从电容到直流回路的能量反馈过程。cpu通过对电解电容c上的电压和直流回路的电压的检测，控制vt3的开关频率以及占空比,从而控制反馈电流，确保直流回路电压νd不出现过高。 3.2系统难点 (1)电抗器的选取

(a)、我们考虑到工况的特殊性，假设系统出现某种故障，导致电机所载的位能负载自由加速下落，这时电机处于一种发电运行状态，再生能量通过六个续流二极管回送至直流回路，致使νd升高，很快使变频器处于充电状态，这时的电流会很大。所以所选取电抗器线径要大到能通过此时的电流。

（b）、在反馈回路中，为了使电解电容在下次充电前把尽可能多的电能释放出来，选取普通的铁芯（硅钢片）是不能达到目的的，最好选用铁氧体材料制成的铁芯，再看看上述考虑的电流值如此大，可见这个铁芯有多大，素不知市面上有无这么大的铁氧体铁芯，即使有，其价格也肯定不会很低。

所以笔者建议充电、反馈回路各采用一个电抗器。 (2)控制上的难点

（a）、变频器的直流回路中，电压νd一般都高于500vdc，而电解电容ｃ的耐压才400vdc，可见这种充电过程的控制就不像能量制动（电阻制动）的控制方式了。其在电抗器上所产生的瞬时电压降为，电解电容ｃ的瞬时充电电压为νc=νd-νl，为了确保电解电容工作在安全范围内（≤400v），就得有效的控制电抗器上的电压降νl，而电压降νl又取决于电感量和电流的瞬时变化率。

（b）、在反馈过程中，还得防止电解电容ｃ所放的电能通过电抗器造成直流回路电压过高，以致系统出现过压保护。 3.3主要应用场合及应用实例

正是由于变频器的这种新型制动方式（电容反馈制动）所具有的优越性，近些来，不少用户结合其设备的特点，纷纷提出了要配备这种系统。由于技术上有一定的难度，国外还不知有无此制动方式？国内目前只有山东风光电子公司由以前采用回馈制动方式的变频器（仍有2台在正常运行中）改用了这种电容反馈制动方式的新型矿用提升机系列，到目前为止，这种电容反馈制动的变频器正长期正常运行在山东宁阳保安煤矿及山西太原等地，填补了国内这一空白。

随着变频器应用领域的拓宽，这个应用技术将大有发展前途，具体来讲，主要用在矿井中的吊笼（载人或装料）、斜井矿车（单筒或双筒）、起重机械等行业。总之需要能量回馈装置的场合都可选用。

五、结语

1、实际使用表明，该方案能够实现plc通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。

2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m。

3、控制多台变频器，成本明显低于d/a控制方式。

4、随着变频器的增加，通讯延迟加大，系统响应速度低于d/a控制方式。参考文献

1、韩安荣.通用变频器及其应用(第2版)[m].北京:机械工业出版社,

2、刘文兵（1981—）男从事过变频器的应用工作，现在台州富凌机电制造有限公司,从事变频器的设计与制造。

推荐第3篇：净水工程施工合同

水净化工程施工合同

（甲方）：

（乙方）：

甲方将 工程交与乙方施工，根据《中华人民共和国合同法》及国家有关规定，经双方友好协商一致，同意签订本合同。

第一条 工程总造价和订货款

（1） 工程总造价：本合同全部工程总造价为人民币 元整，人民币（大写） （各单项工程造价详见工程造价一览表）。

（2） 订金：甲方提供给乙方工程总造价 ％的订金，计人民币 元整，人民币（大写） （合同签定之日付给）。

第二条 工程工期

（1）乙方自签订合同7日内进入施工现场施工，工程工期为 天自

年 月 日至 年 月 日。

（2）在组织施工过程中，如遇下列情况，工期顺延，双方应及时进行协商，并通过书面形式确定顺延期限。

因天灾或人力不能抗拒的原因被迫停工者；

因甲方提出变更计划而不能继续施工者；

因甲方原因造成被迫停工或不能顺利施工者；

（3）1.乙方承诺所提供的产品无质量问题，能完成其预设计的功能，其技术性能达到规定的标准。具体标准如下：

以国家水质检测标准为参照；即水中总固体溶解物含量在0—50PPM之间；每次总制水量为______升；设备的工作额定功率为96W；

四、设备运转时产生的噪音在30分贝以下；

2．乙方对设备安装时出现的一切故障负直接责任，随时解决设备故障问题。本公司承诺如发现所售产品有假货，将责任双倍赔偿

3．设备安装、验收完毕后，必须经甲方验收确认。

4．具体质保内容如下：

一、设备中各级滤芯属于耗材，其更换周期由水质的污染程度决定，每次更换滤芯费用由甲方承担；

二、除滤芯以外的部分均属于质保部件，乙方承担设备的免费保修期为壹年，保修期自验收结束之日算起。即：______年______月______日至______月______日为止。

第三条 工程追加及结算方式

（1）工程施工过程中如果甲方要求追加设备或工程需要追加设备的情况下经双方协定，并意见达成一致才能确立为附加项。

（2）待乙方安装完所有监控设备，并整套系统进行调试能正常使用，经甲方验收合格后，甲方付给乙方工程总造价 ％的工程款 元整， 人民币（大写）

第四条 售后产品质量及尾款

（1）在正常使用情况下，执行国家三保规定免费保修两年，终身维护。 （2）产品质量发生故障，按照厂家产品质保乙方无条件全部更换。 （3）属人为破坏或由于水、火及其它自然灾害所造成的损坏，不在保修范围之内。

（4）响应服务：提供24*7*30的服务，在接到求助电话的1小时内答复甲方，4小时内赶赴现场。由于甲方人为或管理不当或超过保修期的维护，乙方应提供报务，有关材料成本费用由甲方承担。售后电话：0934-4193388 13993499949。

第五条 其它

（1）设备安装调试完毕，正常运行之后如有丢失或人为损坏由甲方负责。

（2）本合同未尽事宜，双方也可签订补充协议作为附件，补充协议与本合 同具有同等效力。 安装设备型号由甲方验收合格后方可进行安装。

（3）本合同一式二份，甲乙双方各执一份。 （4）本合同自签字盖章之日起生效。

（5）本合同自签订后，甲乙双方不得毁约，若某方毁约赔偿对方总工程款的10%。 甲方单位： 乙方单位：

（盖章） （盖章）

法定代表人： 法定代表人： 委托代理人： 委托代理人：

日期： 年月 日日期： 年 月 日

推荐第4篇：净水工程建议书

饮用水、生活用水的水质对人民群众身体健康安全非常关键，饮水净化十分重要。据世界卫生组织调查，人类疾病80％与水有关，水质不良可引起多种疾病。我国尚有9亿人口饮用总大肠菌群超标的水，3.8亿人饮用铁超标的水，2亿人饮用耗氧量超标的水，948万人饮用氟超标的水，水与人类健康息息相关，水向生命敲响了警钟。

随着科技的进步和工农业的迅速发展，大地受到污染的程度也愈来愈严重，被自然界净化的地下水已不复，也不再适合直接饮用。

目前地下水常见的污染来源有：

1）工业废水及其它工业废弃物；

2）农业用的农药、肥料随着灌溉水渗透入到地下；

3）家庭污水、粪池及排水设施；

4）其它污染物经河流、湖泊渗入；

5）垃圾掩埋及其它污染物之渗漏；

6）海水入侵。

福清现在水源的污染也是十分严重，原来我们的河里有鱼有虾，现在我们已很少看到。工业发展导致大量的工业废水排入到溪流中，农业用的残余农药以及鸡、鸭、猪等家畜的粪便经由雨水注入溪流，使溪流水质遭受空前的污染。

现将我们日常用水中含有对人体有害的物质归纳如下：

1、工业废水

2、动物排泄物

3、重金属

4、过滤性病毒

5、细菌、大肠杆菌

6、化学药物

7、农药

8、三氯甲烷—致癌物质

9、过量的硬度尤其在沿海地区，容易造成结石病。

对于以上问题，我们提出了一系列解决方案，包括：使用桶装水、对日常用水进行沉淀、过滤等，目前最为科学也是最为有效的方法就是使用r/o反渗透设备进行过滤，得到可供人体直接饮用的水；而且从经济效益上分析，直饮水也比桶装水更省钱。

桶装水vs直饮水 经济效益分析

桶装水+饮水机模式 （30人/单位）

每人每天平均消耗2升，每月消耗：30×2×30＝1800升；

每桶桶装水容积平均为18升，每月消耗：1800/18＝100桶；

正规厂家平均每桶按10元计算，100×10＝1000元/月；

一年该单位所需费用为：1000×12＝1XX元（每年都一样）；

30人至少需要3台饮水机，每台按300元计；

300元/台×3台＝900元（此为一次性固定投入）

此模式合计成本为：12900元（初年）+1XX元×（n年）

直饮水模式 （30人/单位）

立安环保为您提供两种方案选择：一是中央净水工程，即“一台中央商务机+若干管线机”，另一种是立式直饮机x台。30人的单位，一天饮水量按上述60升总饮水量数值计算：

方案一：

若用户为公共敞开型场所，可选择中央商务机，按30人集中饮水的频繁程度，最少配置3台管线机，以pd-200g型中央机+3台gs6冰热管线机组合为例，一次性投入成本为13445元，之后每年更换滤芯费用约1100元。（详见后附预算单）水费成本：若按纯净水与用水比例1：3计算，总耗水量为：30人×6升×30天×12月＝64800升/年，按每吨水2.5元计算，则一年水费成本为：162元

此方案合计成本为：14707元（初年）+1262元×（n年）

方案二：

若用户为小办公室类型，则选择分装立式直饮机方案，以5人一办公室为例，共安装6台直饮机，按普通款式立式直饮机市场统一价为2880元/台，则一次性投资为17280元，每年每台更换滤芯的费用约为600元，水费成本与方案一相同。

此方案合计成本为：21042元（初年）+3762元×（n年）

总对比（三种方案均按5年使用计）

桶装水：初年+续年×4＝12900+1XX×4＝60900元

直饮水 方案一：初年+续年×4＝14707+1262×4＝19755元

方案二：初年+续年×4＝21042+3762×4＝54900元

结论：

单位等团体投资直饮水的经济模式中，投资直饮水只占到投资桶装水成本的32%—59%之间，经济效益巨大，且直饮水还能带来健康、时尚、方便等附加价值。

推荐第5篇：粉末冶金技术论文

粉末冶金技术

摘要：粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。

关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇

Powder metallurgy technology

(11 grade material cla two) Abstract: Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder (or metal powder and metal powder mixture) as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, composite and various types of products technology.Powder metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic material.Powder metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material, through mixing, preing, sintering proce and made of materials.The proce to become powder metallurgy method, is different from the melting and casting method.Its production proce and ceramic products are similar, so called ceramic metal.Powder metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or le cutting proceing method.It has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is poor.Powder metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant materials.Key words: powder metallurgy, basic proce, application, development trend, problems and opportunities

一基本简介

粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。

二发展前景

近年来，通过不断引进国外先进技术与自主开发创新相结合，中国粉末冶金产业和技术都呈现出高速发展的态势，是中国机械通用零部件行业中增长最快的行业之一，每年全国粉末冶金行业的产值以35%的速度递增。

全球制造业正加速向中国转移，汽车行业、机械制造、金属行业、航空航天、仪器仪表、五金工具、工程机械、电子家电及高科技产业等迅猛发展，为粉末冶金行业带来了不可多得的发展机遇和巨大的市场空间。另外，粉末冶金产业被中国列入优先发展和鼓励外商投资项目，发展前景广阔。

七、粉末冶金研究先进设备-放电等离子烧结系统（SPS）

1 前言

随着高新技术产业的发展，新型材料特别是新型功能材料的种类和需求量不断增加，材料新的功能呼唤新的制备技术。放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）是制备功能材料的一种全新技术，它具有升温速度快、烧结时间短、组织结构可控、节能环保等鲜明特点，可用来制备金属材料、陶瓷材料、复合材料，也可用来制备纳米块体材料、非晶块体材料、梯度材料等。

2 国内外SPS的发展与应用状况

SPS技术是在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结，因此在有的文献上也被称为等离子活化烧结或等离子辅助烧结（plasmaactivatedsintering-PAS或plasma-aistedsintering-PAS）[1,2]。早在1930年，美国科学家就提出了脉冲电流烧结原理，但是直到1965年，脉冲电流烧结技术才在美、日等国得到应用。日本获得了SPS技术的专利，但当时未能解决该技术存在的生产效率低等问题，因此SPS技术没有得到推广应用。

1988年日本研制出第一台工业型SPS装置，并在新材料研究领域内推广使用。1990年以后，日本推出了可用于工业生产的SPS第三代产品，具有10～100t 的烧结压力和脉冲电流5000～8000A。最近又研制出压力达500t，脉冲电流为25000A的大型SPS装置。由于SPS技术具有快速、低温、高效率等优点，近几年国外许多大学和科研机构都相继配备了SPS烧结系统，并利用SPS进行新材料的研究和开发[3]。1998年瑞典购进SPS烧结系统，对碳化物、氧化物、生物陶瓷等材料进行了较多的研究工作[4]。

国内近三年也开展了用SPS技术制备新材料的研究工作[1,3]，引进了数台SPS烧结系统，主要用来烧结纳米材料和陶瓷材料[5～8]。SPS作为一种材料制备的全新技术，已引起了国内外的广泛重视。

3 SPS的烧结原理

3.1等离子体和等离子加工技术[9，10]

SPS是利用放电等离子体进行烧结的。等离子体是物质在高温或特定激励下的一种物质状态，是除固态、液态和气态以外，物质的第四种状态。等离子体是电离气体，由大量正负带电粒子和中性粒子组成，并表现出集体行为的一种准中性气体。

等离子体是解离的高温导电气体，可提供反应活性高的状态。等离子体温度4000～10999℃，其气态分子和原子处在高度活化状态，而且等离子气体内离子化程度很高，这些性质使得等离子体成为一种非常重要的材料制备和加工技术。

等离子体加工技术已得到较多的应用，例如等离子体CVD、低温等离子体PBD以及等离子体和离子束刻蚀等。目前等离子体多用于氧化物涂层、等离子刻蚀方面，在制备高纯碳化物和氮化物粉体上也有一定应用。而等离子体的另一个很有潜力的应用领域是在陶瓷材料的烧结方面[1]。

产成等离子体的方法包括加热、放电和光激励等。放电产生的等离子体包括直流放电、射频放电和微波放电等离子体。SPS利用的是直流放电等离子体。

3.2SPS装置和烧结基本原理

SPS装置主要包括以下几个部分：轴向压力装置；水冷冲头电极；真空腔体；气氛控制系统（真空、氩气）；直流脉冲及冷却水、位移测量、温度测量、和安全等控制单元。SPS的基本结构如图1所示。

SPS与热压（HP）有相似之处，但加热方式完全不同，它是一种利用通-断直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结法。通-断式直流脉冲电流的主要作用是产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用[11]。SPS烧结时脉冲电流通过粉末颗粒如图2所示。在SPS烧结过程中，电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体，使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。与自身加热反应合成法（SHS）和微波烧结法类似，SPS是有效利用粉末内部的自身发热作用而进行烧结的。SPS烧结过程可以看作是颗粒放电、导电加热和加压综合作用的结果。除加热和加压这两个促进烧结的因素外，在SPS技术中，颗粒间的有效放电可产生局部高温，可以使表面局部熔化、表面物质剥落；高温等离子的溅射和放电冲击清除了粉末颗粒表面杂质（如去处表面氧化物等）和吸附的气体。电场的作用是加快扩散过程[1，9，12]。

4 SPS的工艺优势

SPS的工艺优势十分明显：加热均匀，升温速度快，烧结温度低，烧结时间短，生产效率高，产品组织细小均匀，能保持原材料的自然状态，可以得到高致密度的材料，可以烧结梯度材料以及复杂工件[3，11]。与HP和HIP相比，SPS装置操作简单，不需要专门的熟练技术。文献[11]报道，生产一块直径100mm、厚17mm的ZrO2(3Y)/不锈钢梯度材料（FGM）用的总时间是58min，其中升温时间28min、保温时间5min和冷却时间25min。与HP相比，SPS技术的烧结温度可降低100～200℃[13]。

5 SPS在材料制备中的应用

目前在国外，尤其是日本开展了较多用SPS制备新材料的研究，部分产品已投入生产。SPS可加工的材料种类如表1所示。除了制备材料外，SPS还可进行材料连接，如连接MoSi2与石磨[14]，ZrO2/Cermet/Ni等[15]。

近几年，国内外用SPS制备新材料的研究主要集中在：陶瓷、金属陶瓷、金属间化合物，复合材料和功能材料等方面。其中研究最多的是功能材料，他包括热电材料[16]、磁性材料[17]、功能梯度材料[18]、复合功能材料[19]和纳米功能材料[20]等。对SPS制备非晶合金、形状记忆合金[21]、金刚石等也作了尝试，取得了较好的结果。

5 .1功能梯度材料

功能梯度材料（FGM）的成分是梯度变化的，各层的烧结温度不同，利用传统的烧结方法难以一次烧成。利用CVD、PVD等方法制备梯度材料，成本很高，也很难实现工业化。采用阶梯状的石磨模具，由于模具上、下两端的电流密度不同，因此可以产生温度梯度。利用SPS在石磨模具中产生的梯度温度场，只需要几分钟就可以烧结好成分配比不同的梯度材料。目前SPS成功制备的梯度材料有：不锈钢/ZrO2；Ni/ZrO2；Al/高聚物；Al/植物纤维；PSZ/T等梯度材料。

在自蔓延燃烧合成（SHS）中，电场具有较大激活效应和作用，特别是场激活效应可以使以前不能合成的材料也能成功合成，扩大了成分范围，并能控制相的成分，不过得到的是多孔材料，还需要进一步加工提高致密度。利用类似于SHS电场激活作用的SPS技术，对陶瓷、复合材料和梯度材料的合成和致密化同时进行，可得到65nm的纳米晶，比SHS少了一道致密化工序[22]。利用SPS可制备大尺寸的FGM，目前SPS制备的尺寸较大的FGM体系是ZrO2(3Y)/不锈钢圆盘，尺寸已达到100mm×17mm[23]。

用普通烧结和热压WC粉末时必须加入添加剂，而SPS使烧结纯WC成为可能。用SPS制备的WC/Mo梯度材料的维氏硬度（HV）和断裂韧度分别达到了24Gpa和6Mpa·m1/2,大大减轻由于WC和Mo的热膨胀不匹配而导致热应力引起的开裂[24]。

5 .2 热电材料

由于热点转换的高可靠性、无污染等特点，最近热电转换器引起了人们的极大兴趣，并研究了许多热电转换材料。经文献检索发现，在SPS制备功能材料的研究中，对热电材料的研究较多。

(1)热电材料的成分梯度化氏目前提高热点效率的有效途径之一。例如，成分梯度的βFeSi2就是一种比较有前途的热电材料，可用于200～900℃之间进行热电转换。βFeSi2没有毒性，在空气中有很好的抗氧化性，并且有较高的电导率和热电功率。热点材料的品质因数越高（Z=α2/kρ，其中Z是品质因数，α为Seebeck系数，k为热导系数，ρ为材料的电阻率），其热电转换效率也越高。试验表明，采用SPS制备的成分梯度的βFeSix(Si含量可变)，比βFeSi2的热电性能大为提高[25]。这方面的例子还有Cu/Al2O3/Cu[26],MgFeSi2[27], βZn4Sb3[28],钨硅化物[]29]等。

(2)用于热电制冷的传统半导体材料不仅强度和耐久性差，而且主要采用单相生长法制备，生产周期长、成本高。近年来有些厂家为了解决这个问题，采用烧结法生产半导体致冷材料，虽改善了机械强度和提高了材料使用率，但是热电性能远远达不到单晶半导体的性能，现在采用SPS生产半导体致冷材料，在几分钟内就可制备出完整的半导体材料，而晶体生长却要十几个小时。SPS制备半导体热电材料的优点是，可直接加工成圆片，不需要单向生长法那样的切割加工，节约了材料，提高了生产效率。

热压和冷压-烧结的半导体性能低于晶体生长法制备的性能。现用于热电致冷的半导体材料的主要成分是Bi,Sb,Te和Se，目前最高的Z值为3.0×10/K，而用SPS制备的热电半导体的Z值已达到2.9～3.0×10/K，几乎等于单晶半导体的性能[30]。表2是SPS和其他方法生产BiTe材料的比较。

5 .3 铁电材料

用SPS烧结铁电陶瓷PbTiO3时，在900～1000℃下烧结1～3min,烧结后平均颗粒尺寸

用SPS制备铁电材料Bi4Ti3O12陶瓷时，在烧结体晶粒伸长和粗化的同时，陶瓷迅速致密化。用SPS容易得到晶粒取向度好的试样，可观察到晶粒择优取向的Bi4Ti3O12陶瓷的电性能有强烈的各向异性[32]。

用SPS制备铁电Li置换IIVI半导体ZnO陶瓷，使铁电相变温度Tc提高到470K，而以前冷压烧结陶瓷只有330K[34]。

5 .4 磁性材料

用SPS烧结Nd Fe B磁性合金，若在较高温度下烧结，可以得到高的致密度，但烧结温度过高会导致出现温度过高会导致出现α相和晶粒长大，磁性能恶化。若在较低温度下烧结，虽能保持良好的磁性能，但粉末却不能完全压实，因此要详细研究密度与性能的关系[35] 。

SPS在烧结磁性材料时具有烧结温度低、保温时间短的工艺优点。Nd Fe Co V B 在650℃下保温5min,即可烧结成接近完全密实的块状磁体，没有发现晶粒长大[36]。用SPS制备的865Fe6Si4Al35Ni和MgFe2O4的复合材料（850℃，130MPa），具有高的饱和磁化强度Bs=12T和高的电阻率ρ=1×10Ω·m[37]。

以前用快速凝固法制备的软磁合金薄带，虽已达到几十纳米的细小晶粒组织，但是不能制备成合金块体，应用受到限制。而现在采用SPS制备的块体磁性合金的磁性能已达到非晶和纳米晶组织带材的软磁性能[3]。

5 .5 纳米材料

致密纳米材料的制备越来越受到重视。利用传统的热压烧结和热等静压烧结等方法来制备纳米材料时，很难保证能同时达到纳米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技术，由于加热速度快，烧结时间短，可显著抑制晶粒粗化。例如：用平均粒度为5μm的TiN粉经SPS烧结（1963K，196～382MPa，烧结5min），可得到平均晶粒65nm的TiN密实体[3]。文献[3]中引用有关实例说明了SPS烧结中晶粒长大受到最大限度的抑制，所制得烧结体无疏松和明显的晶粒长大。

在SPS烧结时，虽然所加压力较小，但是除了压力的作用会导致活化能力Q降低外，由于存在放电的作用，也会使晶粒得到活化而使Q值进一步减小，从而会促进晶粒长大，因此从这方面来说，用SPS烧结制备纳米材料有一定的困难。

但是实际上已有成功制备平均粒度为65nm的TiN密实体的实例。在文献[38]中，非晶粉末用SPS烧结制备出20～30nm的Fe90Zr7B3纳米磁性材料。另外，还已发现晶粒随SPS烧结温度变化比较缓慢[7]，因此SPS制备纳米材料的机理和对晶粒长大的影响还需要做进一步的研究。

5.6 非晶合金的制备

在非晶合金的制备中，要选择合金成分以保证合金具有极低的非晶形成临界冷却速度，从而获得极高的非晶形成能力。在制备工艺方面主要有金属浇铸法和水淬法，其关键是快速冷却和控制非均匀形核。由于制备非晶合金粉末的技术相对成熟，因此多年来，采用非晶粉末在低于其晶化温度下进行温挤压、温轧、冲击（爆炸）固化和等静压烧结等方法来制备大块非晶合金，但存在不少技术难题，如非晶粉末的硬度总高于静态粉末，因而压制性能欠佳，其综合性能与旋淬法制备的非晶薄带相近，难以作为高强度结构材料使用[39]。可见用普通粉末冶金法制备大块非晶材料存在不少技术难题。

SPS作为新一代烧结技术有望在这方面取得进展，文献[40]中利用SPS烧结由机械合金化制取的非晶Al基粉末得到了块状圆片试样（10mm×2mm），磁非晶合金是在375MPa下503K时保温20min制备的，含有非晶相和结晶相以及残余的Sn相。其非晶相的结晶温度是533K。文献[41]中用脉冲电流在423K和500MPa下制备了Mg80Ni10Y5B5块状非晶合金，经分析其中主要是非晶相。非晶Mg合金比A291D合金和纯镁有较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流密度，非晶化改善了镁合金的抗腐蚀抗力。从实践来看，可以采用SPS烧结法制备块状非晶合金。因此利用先进的SPS技术进行大块非晶合金的制备研究很有必要。

6总结与展望

放电等离子烧结（SPS）是一种低温、短时的快速烧结法，可用来制备金属、陶瓷、纳米材料、非晶材料、复合材料、梯度材料等。SPS的推广应用将在新材料的研究和生产领域中发挥重要作用。

SPS的基础理论目前尚不完全清楚，需要进行大量实践与理论研究来完善，SPS需要增加设备的多功能性和脉冲电流的容量，以便做尺寸更大的产品；特别需要发展全自动化的SPS生产系统，以满足复杂形状、高性能的产品和三维梯度功能材料的生产需要[42]。

对实际生产来说，需要发展适合SPS技术的粉末材料，也需要研制比目前使用的模具材料（石墨）强度更高、重复使用率更好的新型模具材料，以提高模具的承载能力和降低模具费用。

在工艺方面，需要建立模具温度和工件实际温度的温差关系，以便更好的控制产品质量。在SPS产品的性能测试方面，需要建立与之相适应的标准和方法。

三 主要特点

粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。

（1）粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料（如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等）具有重要的作用。

（2）可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。

（3）可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。

（4）可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。

（5）可以实现近净形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。

（6）可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

我们常见的机加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技术制造的。

四 应用分类

（1）应用：（汽车、摩托车、纺织机械、工业缝纫机、电动工具、五金工具。电器.工程机械等）各种粉末冶金（铁铜基）零件。[1]

（2）分类：粉末冶金多孔材料、粉末冶金减摩材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金结构零件、粉末冶金工模具材料、和粉末冶金电磁材料和粉末冶金高温材料等。 五生产过程

（1）生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入机油、橡胶或石蜡等增塑剂。

（2）压制成型。粉末在15-600MPa压力下，压成所需形状。[2]

（3）烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。

（4）后处理。一般情况下，烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。 六工艺性能

等静压成型粉末冶金

金属喷射成型粉末冶金

粉末锻造粉末冶金

压力烧结粉末冶金

粉末性能(property of powder)

粉末所有性能的总称。它包括：粉末的几何性能(粒度、比表面、孔径和形状等)；粉末的化学性能(化学成分、纯度、氧含量和酸不溶物等)；粉体的力学特性(松装密度、流动性、成形性、压缩性、堆积角和剪切角等)；粉末的物理性能和表面特性(真密度、光泽、吸波性、表面活性、ze%26mdash;ta(%26ccedil;)电位和磁性等)。粉末性能往往在很大程度上决定了粉末冶金产品的性能。

几何性能最基本的是粉末的粒度和形状。

(1)粒度。它影响粉末的加工成形、烧结时收缩和产品的最终性能。某些粉末冶金制品的性能几乎和粒度直接相关，例如，过滤材料的过滤精度在经验上可由原始粉末颗粒的平均粒度除以10求得；硬质合金产品的性能与wc相的晶粒有很大关系，要得到较细晶粒度的硬质合金，惟有采用较细粒度的wc原料才有可能。生产实践中使用的粉末，其粒度范围从几百个纳米到几百个微米。粒度越小，活性越大，表面就越容易氧化和吸水。当小到几百个纳米时，粉末的储存和输运很不容易，而且当小到一定程度时量子效应开始起作用，其物理性能会发生巨大变化，如铁磁性粉会变成超顺磁性粉，熔点也随着粒度减小而降低。

(2)粉末的颗粒形状。它取决于制粉方法，如电解法制得的粉末，颗粒呈树枝状；还原法制得的铁粉颗粒呈海绵片状；气体雾化法制得的基本上是球状粉。此外，有些粉末呈卵状、盘状、针状、洋葱头状等。粉末颗粒的形状会影响到粉末的流动性和松装密度，由于颗粒间机械啮合，不规则粉的压坯强度也大，特别是树枝状粉其压制坯强度最大。但对于多孔材料，采用球状粉最好。

力学特性粉末的力学性能即粉末的工艺性能，它是粉末冶金成形工艺中的重要工艺参数。粉末的松装密度是压制时用容积法称量的依据；粉末的流动性决定着粉末对压模的充填速度和压机的生产能力；粉末的压缩性决定压制过程的难易和施加压力的高低；而粉末的成形性则决定坯的强度。

化学性能主要取决于原材料的化学纯度及制粉方法。较高的氧含量会降低压制性能、压坯强度和烧结制品的力学性能，因此粉末冶金大部分技术条件中对此都有一定规定。例如，粉末的允许氧含量为0.2%～1.5%，这相当于氧化物含量为1%～10%。 参考文献：

【1】粉末冶金新技术与新装备

刘文胜 马运柱...矿冶工程 2007 5 【2】现代粉末冶金材料和技术发展现状

（一）

黄伯云 易健宏 上海金属 2007 3 【3】现代粉末冶金材料和技术发展现状

（二）

黄伯云 易健宏 上海金属 2007 4 【4】钛及钛合金的粉末冶金新技术

周洪强 陈志强 材料导报：网络版 2006 1 【5】世界粉末冶金的发展现状 刘咏 黄伯云 中国有色金属2006 1 【6】粉末冶金多孔材料性能研究

孙纪国 王浩...导弹与航天运载技术 2006 4 【7】粉末冶金文摘

亓家钟（摘择） 粉末冶金技术 2006 2 【8】German R M.Powder Inject ion Molding [ M] .MPIF: Princeton,1990.61~ 95.【9】Capus J, Pickering S, Weaver A.Hoeganaes offers higher density atlower cost [ J] .Metal Powder Report, 1994, 49 ( 78) : 22~ 24.【10】 Rutz H G, Hanejko F G.High density proceing of high performance ferrous mat erials [ J ] .The Internat ional of PowderMetallurgy, 1995, 31 ( 1) : 9~ 17.

推荐第6篇：多媒体技术论文

多媒体技术学习心得及其应用与发展

随着科学技术的发展，特别是计算机技术的推广和普及，多媒体技术在课堂教学中得到了广泛的应用。通过多媒体技术课程的学习，让我充分的加深了对现代多媒体技术的认识和感悟，收获也颇为丰富，并且感受到掌握和运用多媒体技术的重要性，下面就是我对现代多媒体技术学习课的心得体会。

一 多媒体技术内容介绍

在这计算机网络的高速发展和21世纪的社会信息化的社会时代，通过网络传播信息，而信息的传播又依赖于媒体，在此背景下应运而生了新兴的多媒体技术，并形成了一个朝气蓬勃的产业，多媒体是集蚊子，图形，图像，声音和视频动画于一体的，具有交互性的传媒展示综合技术，因为是图文并茂，有声有色，会动会跳，所以引人入胜，宣传效果显著，受到各界人士的欢迎和接受，多媒体不仅展示新颖，更因为它采用的是最新的数字技术，所以又是一个典型的技术密集型产业，几乎涉及了高新技术的每一个热点。 多媒体技术是将计算机系统中的图形，图像，声音，文字等多种信息媒体综合于一体进行编排处理的技术。

二 多媒体技术学习心得体会

在学习多媒体技术这门课之前，对此不是很了解、很明确。在在这段期间的学习内，才对这门学科有了更进一步的认识，更加准确客观地了解了这门课的内容，知道了如何将文字、图像、动画、视频、音乐、音效等数字资源通过编程方法整合，然后以图文并茂，生动活泼的动态形式表现出来，给人以很强的视觉冲击力，留下深刻印象。自己也上网查看了一些相关的信息，和这些技术在实际中的广泛应用。

在实际制作的过程中，跟着老师的引导一步一步按照步骤进行操作，感觉自己也完全能学会，能制作出来作品啊。可是说着容易做着难，这个东西对细节的要求是很高的。操作的过程中稍微不注意，就会遇到很多问题。感觉自己也是对的，但制作出来的东西总是达不到预期的效果，最后总结出来，只有将知识点和一些技巧经过动脑思考，动手操作，才能真正理解掌握，甚至做到举一反三，勤于练习，注重细节，在以后的制作过程中，能够做出更好的作品。

对于PS,只知道它是一种照片的编辑器，可以对照片进行处理、合成，通过对多媒体相关技术了解操作之后，知道了它的作用的丰富多彩，学习PS，我接触到层，蒙版。知道可以通过层把很多图片集中到一起，达到另一种效果。也可以通过亲手操作制作书签、海报、还有动态图片等。因为刚开始的时候完全不知道如何下手，通过老师的演练和指导，了解其具体操作，我最终每一个任务都完成了，增加了我继续深入学习和了解多媒体的另外一些技术的兴趣和信心，同时看到自己制作出来的成品，也有一种小小的成就感，为此也感到很开心。

不仅熟练的掌握了photoshop，而且还学会了怎样制作铃声，把铃声合成在一起制作一首串烧，通过一些技术手段和效果，完成自己的作品，在制作的过程中，我不仅仅为了完成任务而制作，而是单单为了自己的兴趣和喜好而努力的学习着，在制作的过程中，我既学习到了丰富的知识，又在制作中享受着乐趣，让我加深对多媒体技术这门课程的喜爱，也对自己努力的成果感到小小的满足与自豪。

因为课时的限制，我们能学的东西是很少很简单很有限制的，不过自己还是正式接触并学习了一些知识。我也利用课下的时间来查看一些相关的多媒体技术的资料，更多的了解其相关的内容及发展前景。多媒体技术得到迅速发展，多媒体技术的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域，如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中，运用最多最广泛也最早的就是电子游戏，千万青少年甚至成年人为之着迷，可见多媒体的威力。大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例，它的出现极大地方便了人们的生活。近年来又出现了教学类多媒体产品，一对一专业级的教授，使莘莘学子受益匪浅。正因为如此，许多有眼光的企业看到了这一形式，纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务，自助式维护，教授使用的功能，方便了客户，促进了销售，提升了企业形象，扩展了商机，在销售和形象二方面都获益。

可以这样说，凡是一个有进取心的企业，都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛，注定了它可在各行各业生根开花。其二，随着计算机的普及，新一代在计算机环境中成长起来的年轻人，已经习惯了这一形式，作为一个有发展眼光的企业，是不会放弃这一未来的消费主体的。其三，由于多媒体信息技术在国外已经非常普及，面对日益国际化的市场，只有跟上国际潮流。

三 多媒体技术在教学领域的应用

随着教学改革的不断深入，应试教育正在逐步向素质教育转轨，传统的教学手段已跟不上教育前进的步伐。现代多媒体技术以迷人的风采走进了校门，进入了课堂。课堂教学已由原来传统教学模式，逐步向传统教学和现代教学相结合的模式发展。而现代教学模式则要求既能准确、迅速地传输教学信息，又能及时反馈调节，从而实现教学过程的整体优化。这就是多媒体技术。正是由于多媒体技术迅速推广教育教学改革也就进入了一个新的时期，在课堂教学中应用多媒体技术，已经成为职业教育教学改革的趋势。多媒体技术之所以对教育领域具有重大的意义，是由于多媒体技术本身具有许多对于教育、教学过程来说是特别宝贵的特性与功能，这些特性与功能是其他（媒体例如投影、电影、录音、录像、电视等）所不具备或是不完全具备的，同时多媒体技术对信息进行加工处理，显示与重放，模拟、仿真与动画技术的应用可以使一些在普通条件下无法实现或无法观察到的过程生动、形象的显示出来可以大大增强学生对抽象事物、过程的理解和感受。要明确的是这里所说的多媒体技术是以计算机为中心的多媒体技术。而不是以前提到过多媒体组合教学以前所谓的多媒体技术只是将几科媒体加以简单的组合（例如把幻灯、投影、录音、录像加以组合）。今天的多媒体技术则是以计算机为中心,把语音处理技术、图像处理技术、视听技术都集成在一起,而且把语音信号、图像信号先通过模数转换变成统一的数字信号,计算机可以很方便地对它们进行存储、加工、控制、编辑、变换还可以查询、检索。所以利用多媒体技术作为辅助教学手段,以其软件多方位、立体化的开发和利用,以及贮存信息量大、画面丰富、多种媒体综合运用等特点在教学过程中为学生建立了一个动态教学环境,开阔学生的视野丰富学生的想象力调动学生的学习兴趣从而大大提高课堂教学效率。利用多媒体教学已经被大多数老师认可并在教学中频频使用。

四 多媒体技术未来的发展趋势

计算机多媒体技术的发展趋势有3个方面 ,多媒体技术集成化、多媒体终端的智能化和嵌入化、网络化发展。自进入九十年代以来，多媒体技术迅速兴起、蓬勃发展其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落，正在对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。多媒体的未来是激动人心的,我们生活中数字信息的数量在今后几十年中将急剧增加质量上也将大大的改善。多媒体正在以迅速的、意想不到的方式进入到人们生活的多个方面。多媒体技术在未来的发展趋势中将会具有更好、更自然的交互性,形成更大的信息存取服务体系，为未来的人类生活创造出一个在功能、空间、时间以及人与人之间交互更加完美的崭新世界。

多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，是新一代电子技术发展和竞争的焦点。它的出现使我们的计算机世界丰富多彩起来，也使得计算机的世界充满了人性的气息。随者计算机多媒体技术的突飞猛进，多媒体凭借着自身的优势越来越受到广泛关注和应用，它的出现已经改变了传统意义上的人们的工作与生活方式，给人们带来了极大的便利,也对人类社会的发展产生了巨大的影响。

推荐第7篇：粉末冶金技术论文

粉末冶金技术 刘工艺 200806102 摘要： 粉末冶金(P/M)技术是一门重要的材料制备与成形技术，被称为是解决高科技、新材料问题的钥匙。高性能、低成本、净近成形一直以来是粉末冶金工作者重要研究课题之一。粉末冶金法能实现工件的少切削、无切削加工，是一种高效、优质、精密、低耗节能制造零件的先进技术。

关键词：粉末冶金、基本工序、发展历史、应用、相关技术、发展方向、问题及机遇

一、世界粉末冶金工业概况

2003年全球粉末货运总量约为88万吨，其中美国占51%，欧洲18%，日本13%，其它国家和地区18%。铁粉占整个粉末总量的90%以上。从2001年起，世界铁粉市场持续增长，4年时间增加了近20%。

汽车行业仍然是粉末冶金工业发展的最大动力和最大用户。一方面汽车的产量在不断增加，另一方面粉末冶金零件在单辆汽车上的用量也在不段增加。北美平均每辆汽车粉末冶金零件用量最高，为19.5公斤，欧洲平均为9公斤，日本平均为8公斤。中国由于汽车工业的高速发展，拥有巨大的粉末冶金零部件市场前景，已经成为众多国际粉末冶金企业关注的焦点。

粉末冶金铁基零件在汽车上主要应用于发动机、传送系统、ABS系统、点火装置等。汽车发展的两大趋势分别为降低能耗和环保；主要技术手段则是采用先进发动机系统和轻量化。

欧洲对汽车尾气过滤为粉末冶金多孔材料又提供了很大的市场。在目前的发动机工作条件下，粉末冶金金属多孔材料比陶瓷材料具有更好的性能优势和成本优势。

工具材料是粉末冶金工业另一类重要产品，其中特别重要的是硬质合金。目前制造业的发展朝着3A方向，即敏捷性（Agility）、适应性（Adaptivity）和可预测性（Anticipativity）。这要求加工工具本身更锋利、刚性更好、韧性更高；加工材料的范围扩大到吕合、镁合金、钛合金以及陶瓷等；尺寸精度要求更高；加工成本要求更低；环境影响要减到最小，干式加工比例更大。这些新要求加快了粉末冶金工具材料的发展。硬质合金的晶粒（＜200nm＝和超粗晶粒（＞6um）；涂层技术发展很快，CVD、PVD、PCVD技术日益完善，涂层种类也很多，从常用的CVDTiCN/Al2O3/TiN到CVDPCBN（聚晶立方BN）以及PVDTiAIN，Al2O3，cBN（立

1 方BN）和SiMAlON等，满足加工场合的需要。

信息行业的发展也为粉末冶金工业提供了新的契机。日本电子行业用的粉末冶金产品已经达到了每年4.3亿美元，其中热沉材料占23%，发光与点极材料占30%。前者主要包括散热材料，如Si/SiC，Cu-Mo，Cu-W，Al-SiC，AlN以及Cu/金刚石等材料；后者则主要包括钨、钼材料。

二、粉末冶金技术

粉末冶金技术简介

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金工艺的第一步是制取原料粉末，第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图11-1所示。粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化，已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

粉末冶金技术有如下特点：

(1)可以直接制备出具有最终形状和尺寸的零件，是一种无切削、少切削的新工艺，从而可以有效地降低零部件生产的资源和能源消耗；

(2)可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术；

(3)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如多孔含油轴

2 承、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属与合金、高性能陶瓷材料等；

(4)可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织，在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用；

(5)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能；

(6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

粉末冶金工艺的基本工序是：

1、原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。

2、粉末成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。

3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。

4、产品的后序处理。烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。

粉末冶金工艺的优点：

1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，

3 故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。

3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。

4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。

粉末冶金工艺的缺点：

1、在没有批量的情况下要考虑 零件的大小.

2、模具费用相对来说要高出铸造模具.

三、粉末冶金与熔化冶金的区别

1、产品成分、结构不同

粉末冶金最终产品成分未变，只是粉末固结在一起；

熔化冶金最终产品组织结构发生变化，例：开始是两种金属，最后是合金。 产品性能不同

粉末冶金可生产特殊性能产品，例：高熔点金属、多孔材料、摩擦材料、磁性或电性能材料；

熔化冶金只能生产普通产品。

2、生产工艺不同

粉末冶金工艺

a.传统方法：金属→化学法、物理法、机械法→不同形状、粒度的粉 末→混合→压制→烧结→制品→后处理

b.先进技术：热固结——压制和烧结同时进行（热压、热挤压、热等静压、锻压等）

熔化冶金工艺

金属→熔炼成锭→轧制、拉伸、挤压、锻压、机加工→线材、棒材、型材等不同形状、不同性能的产品

4

四、粉末冶金的发展史:

1、海绵铁粉(sponge iron) 时间：公元前3000年前，最早的粉末冶金技术，生产的粉末是海绵铁粉。

生产方法：较纯的铁矿（Fe3O4）→木炭还原（在木炭炉内） →海绵铁→破碎成细粒→清洗干净→拣出脉石和渣→压制→烧结（或松散状态烧结）→锻压→产品

2、锻压铂（wrought platinum) 时间：1750~1850年

生产方法：自然铂→清洗干净→压制成形→烧结→热锻→ 锻压铂

生产国家：西班牙、英国、前苏联

发展状况：随着科技的发展，合适的炉子和耐火材料出现。P.M生产锻压铂的工艺消失，现在采用F.M法。

3、钨丝(tungsten wire) 时间：20世纪初开始，1913年获得专利

生产方法：WO3→氢还原→W粉→烧结→低压高密度电流再烧结→ 密度90%的固态W →模锻 →钨丝

还原反应： WO3+3H2= W+3H2O 烧结温度： 1200℃； 模锻温度： 2000℃

4、高熔点金属（ refractory metal) Mo、Nb、Ti、Ta、Zr 时间：1940年前采用粉末冶金方法，1940年后采用真空电弧、电子束

5、自润滑轴承或含油轴承（self-lubricating bearing) 时间：20世纪20年代

特征：孔的体积占轴承体积的15~30%，润滑剂贮存在孔内

材料：90%Cu粉，10%锡粉，无机物粉

生产方法：Cu粉+锡粉+无机物粉→混合→压制成轴承形状→烧结→多孔轴承→浸渍（油） →含油轴承

与自润滑轴承相关的产品：多孔过滤器、金属电刷（Cu粉和石墨粉）、摩擦材料等。

6、硬质合金(cemented carbides)

5 时间：20世纪20年代，1925年获得专利

特征：硬度高、耐磨损，作为切割工具、模具或轧辊等

材料：金属碳化物（TiC、TaC、WC）、金属粘结剂

生产方法： WC粉+Co粉→混合→→烧结→硬质合金

烧结温度：1400 ℃；

烧结气氛：氢气

微观结构：粘结剂基体中弥散着碳化物颗粒

7、结构件(structural parts) 时间：20世纪30年代后期

最早的结构件：油泵齿轮，由铁粉和石墨粉混合烧结而成，基体为共析合金钢，有25%孔，性能类似于铸铁

结构件种类：铁基零件、低碳钢、不锈钢、铜、青铜、黄铜、镍、铝、钛、银等

特点：数量大、用途广，自动压制、连续烧结炉烧结。

生产方法：传统方法→再加工（浸渍、热锻、淬火和回火、渗碳、渗碳氮）→结构件 最先进的技术——热固结（hot consolidation)

8、热固结：压制与烧结结合起来同时进行的一种技术

时间：20世纪40年代后

热固结方法：热压、热等静压、热挤压、热锻等

热固结产品：工具钢、超合金、钛合金等

产品特征：全密产品

五、粉末冶金应用举例

金属粉末多孔材料

金属粉末多孔材料的应用非常广泛，如轻质结构材料、高温过滤装置、分离膜等。目前最大的市场可能是柴油发动机的烟尘过滤装置。德国的Fraunhofer研究所开发了一种金属空心球制备技术，在聚合物基体上涂覆金属粉末料浆，然后通过脱涂聚合物基体和粘结剂，最后烧结成各种具有空心结构的金属球体。球体的直径可丛1mm至8mm。所制备的钢空心球的密度仅0.3g/cm3。

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硬质合金

纳米晶和梯度结构是硬质合金的两个重点方向。纳米晶材料方面包括晶粒长大控制和纳米粉末制备。梯度结构合金方面包括工艺与结构的关系。将纳米晶和梯度结构结合起来可能是一个很好的方向，能够在更微观层次上实现性能的可调。硬质合金的硬度高，可加工性差，因此采用注射成形制备复杂形状中小型零件是发展趋势，但是其商用化仍然受技术成熟度的控制。硬质合金其他方面的工作包括天家稀土及合金元素、断裂韧性和可靠性表征等。

粉末轻金属合金

汽车轻量化为铝、镁、钛等轻金属材料提供了广阔的应用前景。粉末铝合金在汽车上可应用的部位非常多，但Al-Si合金由于高比强度、高比刚度、低热膨胀系数和耐磨性好，有可能率先在油泵齿轮方面大规模应用。从工业化角度来看，对粉末冶金铝合金制备过程的优化研究更为重要。铝合金的另一个研究热点是复合材料，包括传统的Al/SiC，Al/C，Al/BN，Al/Ti（C，N）以及新出现的纳米碳管增强铝合金。高强粉末铝合金与快速凝固技术密切相关。通过成分设计，在纯铝基体中加入金属间化合物行成组元，可以制备高强度、高韧性、高热稳定性兼顾的铝合金。该材料的室温强度大于600Mpa，延伸率超过10%，在400℃还有很好的热稳定，疲劳极限是锻造铝合金的2倍。

镁合金的密度更小，其应用前景可能更好，但目前仍处于研究状态。采用快速凝固方法也是制备高性能粉末镁合金的重要手段。目前该技术在安全性方面已经没有太大的问题，所制备出的材料性能也远远高于铸造合金。

钛合金在汽车上的应用主要是成本问题，而粉末钛合金的主要障碍在于高性能低成本钛粉。英国QinetiQLtd开发了一种店脱氧技术（EDO），可批量生产钛粉。该技术与传统的以海绵钛为原料的氢化脱氢过程完全不同。它是一种类似于熔盐电解的方法，以TiO2为阴极，石墨为阳极，在电解过程中TiO2的阳极迁移，并消耗阳极的炭形成CO，在阴极得到钛粉。钛粉的氧含量在0.035%~0.4%之间。采用这一技术还可方便地制备各种钛合金粉末。由于对气氛和杂质的敏感性，粉末钛合金的烧结也是工艺难点，通常与要热等静压或后续热加工。通过添加共晶形成组元和稀土元素能够明显改善粉末钛合金的烧结致密度，其力学性能也能达到锻造钛合金水平。这一系列工作将大大推动钛合金在汽车机关键部件上的应用。

六、粉末冶金相关技术

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1、粉末注射成型

粉末注射成形仍然是当前研究的热点之一。粉末注射成形的材料已经从早期的铁基、硬质合金、陶瓷等对杂质含量不敏感，性能要求不是非常苛刻的体系，发展到了镍基高温合金、钛合金和铌材料。材料应用领域也从结构材料向功能材料发展、如热沉材料、磁性材料和形状记忆合金。材料结构也从单一均匀结构向复合结构发展。金属工注射成形技术可实现多种不同成分的粉末同时成形，因而能够得到具有三明治形式的复合结构。例如将316L不锈纲和17-4PH合金复合，能够实现力学性能的连续可调。粉末注射成形的一个重要发展方向与与微系统技术密切相关。在与微系统技术密切相关。在与微系统相关的领域中，如电子信息、微化学、医疗器械等，器件不断小型化，功能更加复合化。而粉末注射成形技术提供了实现的可能。微注射成形技术是对传统注射成形技术的改进。它是针对零件尺寸结构小到1um所开发的成形技术，基本工艺与传统注射成形一致，但原料粉末粒度更小。采用微注射成形技术已经开发出了表面微结构精度10um的微流体装置，尺寸为350um~900um的不锈钢零件；实现了不同材料成分、复合结构的共烧结或共连接，获得了磁性/非磁性、导体/非导体微型复合零件。

2、粉末制备技术

粉末雾化一直是高性能粉末的制备技术。热气流雾化技术能够延长金属液滴在液相状态的时间，使粉末可以经过二次破碎（雾化），因而大大提高了雾化的效率，所得到的粉末粒度更为细小。ASL公司的研究结果表明，若将气体温度提高到330℃。制备相同粒度粉末所需的气体消耗量减少30%，其经济分析和工程化问题研究说明该技术是完全可行的。粉末雾化方面的技术有很大的改进。例如，采用一种新型自由裸体式气体雾化，能够得到更细的工具钢粉末，颗粒中碳化物的分布更均匀、缺陷更少。美国赫格拉斯公司将先进的炼钢技术用于粉末生产中，融合了电弧炼炉（EAF）技术、氩氧脱碳技术（ADO）、高性能雾化技术和氢退火技术，大大改善了粉末质量、粉末压坯密度和强度得到了提高。在活性粉末雾化方面，为了减少熔炼过程熔体与坩埚的反应，德国开发了电极感应熔炼气雾化（EIGA）技术，可制备高活性的钛、锆以及TiAl金属间化合物粉末。机械合金化仍然是研究的热门，但大多数是实验室工作。值得一提的是德国Zoz公司才用自己开发的高能球磨设备研磨电弧熔炼炉的炉渣，然后经过湿法冶金回收金属，这一技术既改善了环境，有开拓了巨大的市场。

3、粉末烧结理论与技术

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微波烧结作为一种新的快速烧结技术，已经完全适用于金属粉末材料，如粉末钢、硬质合金、有色金属等。微波烧结的工业化也许指日可待因为不管是设备和技术的成熟度，还是批量化生产能力都没有太大问题而主要障碍是生产商的接受程度和风险度。

放电等离子烧结（SPS）的研究也不少，材料体系也从陶瓷扩展到了金属材料，特别是一些超细晶材料，如铝合金、镁合金和自润滑铁基材料等。但是由于其单件生产的特点，该方法恐怕只能用来作一些基础研究。

喷射沉积在制备大型、细晶材料方面非常有优势。该技术最初主要生产铝合金和铝硅合金。随着熔炼技术的提高，喷射沉积已可用来制备工具钢和高温合金。德国不来梅大学报导采用喷射沉积制备出了单件质量超过100公斤，内径40mm，外径500mm，宽100mm的高温合金环。

快速成形技术近年来引起了很多学者的关注。在粉末冶金领域应用最多的是直接金属激光烧结。目前该技术已用于钢铁粉末和钛合金粉末等。另一种金属快速成形方法是三维印刷。该方法非常方便用于各种不同成分合金按照不同结构需要进行三维微观堆积，目前尚处于概念阶段。但该技术已用来制备了一些由金属+粘结剂组成的结构，以及梯度功能材料。

4、粉末零件后续处理技术

后续处理对粉末冶金零件的性能至关重要。烧结硬化将烧结和热处理融为一体，合金成分和冷却条件对材料性能的影响很大。Miba公司采用钻孔技术对零件可加工性进行了评价。神户钢铁公司在烧结钢中添加一种复杂钙氧化物，代替通常用的MnS，明显改善了零件的可加工性，而不损害其力学性能。此外随着应用的扩大粉末铝及复合材料的切削多孔材料的线切割也受到了关注。

七、粉末冶金材料和制品的今后发展方向：

粉末冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。

粉末冶金材料和制品的今后发展方向：

1、有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展。

2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金。

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3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金。

4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。

5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。

八、粉末冶金技术国内与国外差距

1、产品水平低

在产品精度方面，少数企业尺寸精度可达IS07—8级，形位公差可达8—9级，与国外水平相比低1—2级，但一般企业约相差2—3级。产品质量不够稳定，产品内在重量和外观质量均有较大的差距

2、工艺装备落后

多数企业仍采用性能较差的设备、能耗大、效率低、炉温均匀性差，质量不稳定；国内还没有形成一个专业生产粉末冶金模具、模架的企业

3、企业技术经济效益与国外同类企业相比差距较大

日本住友电工（株）: 650人，年产粉末冶金零件24000吨，年销售额近2亿美元，人均年销售额255.4万元人民币；

台湾保来得公司 : 530人，年销售额6210万美元，人均年销售额97.25万元人民币。 宁波粉末冶金厂 : 400人，年销售额1.2亿元，人均年销售额30万元； 扬州保来得公司 : 300人，年销售额1.8亿元，人均年销售额60万元； 国内一般粉末冶金厂 : 人均年销售2万元。

九、国内粉末冶金技术面临的问题及机遇

大力发展粉末冶金技术，积极培养核心竞争力

当前我国汽车零部件企业不仅面临着跨国企业的猛烈冲击和国内企业间同质化的激烈竞争，还有上游原料成本的挤压以及下游主机及经销商不断提高的产品质量标准。 而我国大多数汽车零部件企业的现状却是专业化水平低，产品开发能力弱。绝大多数零部件企业不具备产品开发能力，产品开发主要依靠主机厂，难以适应整车更新换代的要求，企业自身核心竞争力较低。由此，使得企业在不断上涨的成本压力下并不能有效的得到传导，迫使企业收益水平不断下降。

10 面临当前困境，积极培养自身核心竞争力便成为目前企业亟需解决的问题。我们知道汽车核心零部件中，附加值较高的主要有：发动机的进排气门、发动机连杆、变速箱齿轮中的同步器锥环和油泵主从动齿轮等。而这些零部件中，主流的核心技术，便是粉末冶金技术。如：连杆是发动机上的重要零件，许多引进车型图纸上都规定有连杆的疲劳试验负荷，并要求在该负荷下的疲劳周次达到500万以上。而国内汽车发动机连杆大多采用的锻钢连杆和铸造连杆疲劳周次要达到50万以上是很困难的，因为连杆的工字筋部位均不经切削加工，细小的缺陷对连杆的疲劳寿命影响较大。而国外主流连杆主要采用粉末锻造，如：美国通用汽车公司的别克轿车，德国宝马公司BMW、GNK Sintermetals公司制造的甚至连杆达到了抗拉强度1041MPa。因此，要想培养自身的核心竞争力，当务之急必须谋动粉末冶金技术发展，以此为突破点增强国内零部件业已衰弱的竞争力。 随着我国汽车市场加速增长，粉末冶金技术市场潜力凸现

近几年，中国汽车业一直保持高速发展。据中国汽车工业协会的统计数据，2007年上半年，中国汽车累计产销量分别为445.67万辆和437.38万辆，同比增长22.36％和23.3％。中国已经成为世界第二大汽车消费国，第三大汽车生产国，第一大汽车潜在市场。伴随着中国汽车工业的蓬勃发展，带动了零部件市场的快速发展。2006年，中国汽车零部件企业销售收入达4035亿元。据预计，到2010年中国汽车零部件国内产值将达到7000亿元左右。

与此同时，我国粉末冶金工业由于长期缺乏数量较大和附加值较高的零件需求，没有机会让粉末冶金行业发挥它特有的优势提供了良好的机遇。因此在20世纪90年代中期，用于汽车和摩托车工业的粉末冶金零件按质量计算在10年间几乎翻了一番。而用于附加值较低的农机工业粉末冶金零件则几乎减少一半。可见，高附加值的粉末冶金零件正逐步向汽车领域转移。据中国通用机械零部件协会粉末冶金分会报告，2006年中国粉末冶金零件及制品的产量增加了17.5％，达到约88000t。统计的产品类别包括铁铜基粉末冶金零件、含油轴承以及摩擦材料。其中汽车市场粉末冶金零件用量约为32000t，占37％，增长了28％；电动工具市场增长29％。

未来我国汽车粉末冶金零件产品市场潜力将呈井喷增长。据资料显示，发达国家汽车制造业粉末冶金制品的用量占其粉末冶金制品总产量的绝大多数，如美国占90％，欧洲为80％，而我国目前尚不足40％。欧洲平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是14kg，日本为16kg，美国已达到19.5kg以上，预计未来几年可能达到22kg，而我国目前平均每辆汽车粉末冶金制品的用量却只有5kg左右。如果按年产500万辆车计算，我国全年汽车零件用钢铁粉末约2.5万吨左右，如果我国每辆汽车粉末冶金制品的用量达到欧洲水平，加上保有量汽

11 车粉末冶金零件的更换，那么仅此一项的钢铁粉末就需要近10万吨，是当前粉末冶金总需求量的1.25倍。

把握机遇，利用自身优势突破我国汽车零部件困局

随着我国汽车工业快速发展，高附加值的零部件需求将加速增长。与此同时，汽车产业链全球化的采购系已经形成，带给国内零部件企业商机显而易见。然而，我们是否能够握当前机遇，不仅是我国汽车零部行业突破当前困局的机遇，更是产业升级的契机。因此，充分利用自身势，扬长补短是产业突破困局的必手段。

虽然，当前我国的粉末冶金技术水平相对国外发达国家依然有着不小的距离。但由于我国拥有原料供给的区域优势，作为产业竞争力提升的基础，依然有较强的竞争力。

与此同时，自上世纪90年代开始，我国粉末冶金制品行业也呈加速发展（主要集中在东部及沿海地区），东部和沿海地区的年产量增长幅度均在10％以上。以山东为例，该省的生产企业由于引进了国外先进设备技术，生产高强度、高精度粉末冶金零件，把粉末冶金制品的质量、技术提高到一个新的水平；粉末注射成型、粉末锻造、纳米技术、精细陶瓷等新技术的开发应用提高了行业整体技术水平，构成了一个完整的行业体系。据不完全统计，目前全省已有各类粉末冶金企业40多家，产品应用各个领域。

最后在拥有区域优势的同时，建立产业基地，形成基地集群效应，从而实现市场和效益最大化、成本最小化。同时，在行业内部合理分工，逐步形成分工明确的纵向多层次有机整体，依托国内市场发展制造能力，再通过国际合作迅速提升竞争力、获取竞争优势，并且通过国际合作所获得的企业在未来发展中的资本、技术、产品和管理的支撑，进入国际合作伙伴的配套体系和融人全球采购体系，突破当前产业困局。

参考文献：

【1】粉末冶金新技术与新装备

刘文胜 马运柱...矿冶工程 2007 5 【2】现代粉末冶金材料和技术发展现状

（一）

黄伯云 易健宏 上海金属 2007 3 【3】现代粉末冶金材料和技术发展现状

（二）

黄伯云 易健宏 上海金属 2007 4 【4】钛及钛合金的粉末冶金新技术

周洪强 陈志强 材料导报：网络版 2006 1 【5】世界粉末冶金的发展现状

刘咏 黄伯云...中国有色金属 2006 1 【6】粉末冶金多孔材料性能研究

孙纪国 王浩...导弹与航天运载技术 2006 4 【7】粉末冶金文摘

亓家钟（摘择） 粉末冶金技术 2006 2

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推荐第8篇：通用技术论文

高中通用技术教学论文

让通用技术课堂灵动起来

[摘要] 二十一世纪需要具有开拓创新、勇于实践能力的人才。“新课程”的颁布与实施正是基于这样一个教育理念。现阶段，教师无法改变开设通用技术课程普遍存在困难的客观事实，但教师可以通过有效的课堂教学实现通用技术教育的教学目标，即“促使全体学生素质全面发展、个性健康发展，使每个学生学会学习，达到愿学、乐学、会学、善学。”的目的，从而对我国通用技术课程的发展起推动作用。

[关键词] 通用技术课堂 灵动

二十一世纪需要具有开拓创新、勇于实践能力的人才。“新课程”的颁布与实施正是基于这样一个教育理念。现阶段，教师无法改变开设通用技术课程普遍存在困难的客观事实，但教师可以通过有效的课堂教学实现通用技术教育的教学目标，即“促使全体学生素质全面发展、个性健康发展，使每个学生学会学习，达到愿学、乐学、会学、善学。”的目的，从而对我国通用技术课程的发展起推动作用。

在通用技术教学中，基于高中学生面临高考压力及其年龄特点及智力水平的现状，教师应该充分利用各种有效的教学策略，传授给学生科学的通用技术学习方法，提高他们的技术素养，为学生的终身学习打好必备的基础。让通用技术课堂灵动起来，激发学生学习通用技术的兴趣，从而启迪学生的创新思维。

下面，就教学实施过程中，如何运用各种有效的教学策略，让通用技术课堂灵动起来，建设开放而具有活力的通用技术课堂，建立师生互动、生生互动、互教互学的课堂模式，使通用技术课堂多一些动感，多一些生气与活力等问题来谈谈具体的做法，以期抛砖引玉。

一、“新闻主播”进课堂

为了创设丰富的通用技术学习环境，营造丰富的技术学习气氛，提高学生的技术素养。在每学期初，笔者与学生约定，每节课开始的三分钟，由两名学生到讲坛来报道与技术有关的新闻，能结合学习进度则更佳。开始时他们觉得是在教师的“威严”下被迫的行为，但随之而来却产生了成功感：一是从图书馆、电视或杂志等甄选技术新闻的过程中开拓技术视野，了解了更多与技术相关的知识，从而能理解技术，甚至应用技术；二是在报道新闻时，从同学的肯定中得到激励。这样的设计，目的是为学生创造轻松、愉悦的课堂环境，从而使之从被动学习变为主动学习，积极参与到课堂学习活动中。

通过这个环节的设计，一个学期下来，笔者惊喜地发现：学生关于科学、技术的视野开阔了，对课程有了更为深刻而全面的理解，增强了使用技术的自信心和责任心，能主动关注生活中的技术。

二、“演员”进课堂

在通用技术的学习中，必然涉及生涩的技术基础知识，若由教师过多讲授，必然索然无味。让学生即兴表演，参与其中，是促进学生对技术进行全身心感受的有效手段，符合通用技术教学的特点和高中生身心发展规律。课堂表演的形式有很多，应根据实际需要来设计。如在教学第二章的《设计和交流中的技术语言》时，因本节内容抽象，学习困难较大，如果采取讲授、提问的方式教学，学生兴趣不大，后笔者请一同学扮演“设计师”，其他同学扮演“加工师傅”，设计师向加工师傅描述只有他看见的工件三维图。扮演“设计师”的同学在讲台上想方设法地比划着，台下“师傅”们就是不明白，在一阵阵的笑声中，学生不知不觉地置身于实际情境中，去感受技术语言交流的重要性，产生了强烈的求知欲望。

三、“评论家”进课堂

在学生动手制订设计方案之前，给学生补充一节优秀作品欣赏课尤为重要。这直接影响最终的教学效果。从一定程度上讲，对技术作品的欣赏是对作品的再创造。

首先，教会学生如何去欣赏。优秀作品的欣赏包括内容和形式两个方面，对作品的欣赏，既向学生传授了技术基础知识，又给学生做出了作品评价示范。在对作品的欣赏中，我们常会听到“只可意会，不可言传”的评述方法，其实，并不是什么“不可言传”而是“不会言传”，原因是缺乏对作品内容和形式的具体感受。又或者只说“好”与“不好”。遇到这类情况，教师要善于引导，作品来源于生活，高中的学生有一定的鉴赏能力和评判能力，教师需要引导学生说出“好在哪里？”“为什么认为它好？”“为什么采用这个结构而不采用那个结构？”“为什么采用这种材料而不采用那种材料”“采用某种颜色能给使用者什么样的心理感受？”等等。

其次，让学生去当评论家。同时要注意，通用技术作品的赏析没有固定的标准答案。

总之，在通用技术活动课的开展过程中，可能有很多困难，面对诸多困难，我们应该想方设法让学生经历实践活动。俗话说“方法总比困难多”，有效利用工具箱开展活动课不过是其中的“沧海一粟”，并不起眼。然而，如果能够通过对工具箱的管理，移去阻碍通用技术实践活动开展的拦路石，让每个学生经历设计活动，使学生感悟技术的思想方法、逐步规范了学生的操作行为、保持对技术问题的兴趣，又有效提升了教师的管理水平，则可以说工具箱虽小，却蕴含了大意义。

推荐第9篇：新能源技术论文

3.1.2 节能减排与新能源汽车是世界各国的共同追求

汽车作为日常生活必不可分的一种交通工具为人们提供便利的同时也成为环境污染的主要元凶之一，因此汽车节能减排问题近来引起了越来越多人的关注。

汽车是支柱产业，也是基本的交通工具，各国政府都力求用保持汽车的发展来促进经济的发展和民众生活福利的提高。发展节能减排和新能源汽车可以在保持汽车增长的状况下降低石油消耗、保护大气环境，因此各国政府普遍把发展节能减排和新能源汽车看成实现其能源环境政策和汽车工业可持续发展的重要组成部分。因此，节能减排与新能源汽车是世界各国的共同追求

3.2 我国的汽车节能减排与新能源的措施

3.2.1 我国汽车工业的节能减排战略 3.2.1.1 优化现有的车用能源动力系统

我国巨大的汽车保有量和节能空间决定了传统汽车领域的节能潜力依然很大。柴汽油发动机作为传统能源动力，因其在动力性、经济性诸方面具备的显著优势，仍会在相当长的时间内具有节能减排的巨大挖掘潜力和广阔的发展空间。尤其是大功率、低排放柴油发动机在公交以及运输工具配套方面扮演的重要角色日益凸显，其节能减排

贡献为世界所公认。 提高传统能源汽车节能水平意义重大，势在必行。当前全社会都在关注节能环保，国家已将节能减排作为国策，积极发展节能环保汽车。符合我国能源供给的实际和大众的消费水平，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要措施，不仅有利于落实国家的能源发展战略，缓解能源紧张的状况，保护环境，而且有利于我国汽车产业国际竞争力的提高，促进汽车产业可持续发展。

通过建立完善相应的支持政策体系，优先发展高品质的节能环保型汽车，是汽车行业贯彻落实国家节能减排要求的必然选择，这对于缓解我国快速进入汽车社会所面临的节能环保的巨大压力，顺应国家经济增长方式转变的新形式，实现我国经济社会又好又快及和谐发展

具有重要的现实意义。

据专家分析，2009年全国民用汽车保有量为7619.31万辆，到2020年预计汽车保有量将较2009年翻番，轿车在汽车保有量中所

占比例将超过60%

3.2.1.2 开发新一代车用能源动力系统

大力发展新能源汽车已成为低碳能源供应、交通运输节能的重要举措，在有效实现交通能源消费的结构优化的同时，带来巨大的经济和社会效益。从《汽车产业调整和振兴规划》到“十城千辆”工程，国内一系列新能源汽车扶持政策的出台，预示着新能源汽车在中国将迎来实质性的发展。中国三大石油巨头纷纷涉水新能源汽车，电网公司计划在全国范围内大规模建充电站。新能源汽车制造及零部件制造更是如火如荼地展开。预计到2011年，中国的新能源汽车要形成50万辆的产能，新能源汽车销量要占到乘用车销售总量的5%左右。到2020年中国新能源汽车的比例将占全部汽车的二分之一。

3.2.2 我国新能源汽车的战略定位

① 纯电动汽车：车用能源转型的战略重点和主要方向

在使用阶段实现零排放，综合能源利用效率高，并能够彻底摆脱车辆使用阶段对石油的依赖，是解决我国汽车能源和环境问题的最重要途径。

② 混合动力汽车：近中期满足市场的重点产品

集合了电池和内燃机优点，是传统汽车技术升级的重要方案，有助于在较短时间内实现显著的节能减排效果。

③ 燃料电池汽车：面向未来的战略储备

具有能量转化效率高、零排放、不污染环境等优点，但技术开发难度大，世界对其商业化预期较低，是面向未来的战略制高点。

4结语

随着我国经济实力的不断强大，中国汽车行业前景将更加广阔，预计我国汽车产量20

10、2011年将持续保持增长，预计增长率在19%至20%之间。在2015年左右国内汽车销售有望超过美国，成为

第一大汽车消费市场。

未来各种节能减排和新能源汽车将逐步崭露头角，新能源汽车将逐步取代传统的燃油汽车，成为主要的汽车类型。 参考文献：

【1】戴胜利等.汽车节能减排的若干对策研究[J].武汉理工大学出版社，2010,4.

【2】王涛，张友芹.论我国节能与新能源汽车的发展战略[J].汽车工业研究，2008,6.

【3】华云云，毕向芬.新能源为未来汽车提供绿色动力[J].中国新技术新产品,2009,5.

【4】刘永和，冯赞.节能与新能源汽车的发展[J].客车技术与研究，2010,1.

【5】袁哲.发展我国新能源汽车的新机遇[J].汽车工业研究，2009,11.【6】汽车驾驶员前方视野测量系统软件开发．吉林大学．2007中国优秀硕士学位论文全文数据库．

【7】雷鸣.美日汽车巨头的困境与我国新能源汽车发展机遇[J].未来与发展，2010,2.

推荐第10篇：防火墙技术论文

摘要

随着计算机网络的发展，上网的人数不断地增大，网上的资源也不断地增加，网络的开放性、共享性、互连程度也随着扩大，所以网络的安全问题也是现在注重考虑的问题。本文介绍网络安全可行的解决方案——防火墙技术，防火墙技术是近年来发展起来的一种保护计算机网络安全的技术性措施，它实际上是一种访问控制技术，在某个机构的网络和不安全的网络之间设置障碍，阻止对信息资源的非法访问, 也可以使用它阻止保密信息从受保护网络上被非法输出。

关键词：防火墙 网络安全 外部网络 内部网络

防火墙技术

1、什么是防火墙

所谓“防火墙”，是指一种将内部网和公众访问网(如Internet)分开的方法，它实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络。换句话说，如果不通过防火墙，公司内部的人就无法访问Internet，Internet上的人也无法和公司内部的人进行通信。

2、防火墙的类型和各个类型的特点及原理

防火墙的类型有个人防火墙、网络层防火墙、应用层防火墙。 2.1、个人防火墙

个人防火墙是防止您电脑中的信息被外部侵袭的一项技术，在您的系统中监控、阻止任何未经授权允许的数据进入或发出到互联网及其他网络系统。个人防火墙产品如著名Symantec公司的诺顿、Network Ice公司的BlackIce Defender、McAfee公司的思科及Zone Lab的 free ZoneAlarm 等，都能帮助您对系统进行监控及管理，防止特洛伊木马、spy-ware 等病毒程序通过网络进入您的电脑或在您未知情况下向外部扩散。这些软件都能够独立运行于整个系统中或针对对个别程序、项目，所以在使用时十分方便及实用。 2.2、网络层防火墙

网络层防火墙可视为一种 IP 封包过滤器，运作在底层的 TCP/IP 协议堆栈上。我们可以以枚举的方式，只允许符合特定规则的封包通过，其余的一概禁止穿越防火墙。这些规则通常可以经由管理员定义或修改，不过某些防火墙设备可能只能套用内置的规则。

2 2.3、应用层防火墙

应用层防火墙是在 TCP/IP 堆栈的“应用层”上运作，您使用浏览器时所产生的数据流或是使用 FTP 时的数据流都是属于这一层。应用层防火墙可以拦截进出某应用程序的所有封包，并且封锁其他的封包(通常是直接将封包丢弃)。理论上，这一类的防火墙可以完全阻绝外部的数据流进到受保护的机器里。

3、目前防火墙中的最新技术及发展情况

因为传统的防火墙设置在网络边界，外于内、外部互联网之间，所以称为\"边界防火墙（Perimeter Firewall）\"。随着人们对网络安全防护要求的提高，边界防火墙明显感觉到力不从心，因为给网络带来安全威胁的不仅是外部网络，更多的是来自内部网络。但边界防火墙无法对内部网络实现有效地保护，除非对每一台主机都安装防火墙，这是不可能的。基于此，一种新型的防火墙技术，分布式防火墙（Distributed Firewalls）技术产生了。由于其优越的安全防护体系，符合未来的发展趋势，所以这一技术一出现便得到许多用户的认可和接受，它具有很好的发展前景。

分布式防火墙的特点：主机驻留、嵌入操作系统内核、类似于个人防火墙、适用于服务器托管。

分布式防火墙的功能：Internet访问控制、应用访问控制、网络状态监控、黑客攻击的防御、日志管理、系统工具。

分布式防火墙的优势：

（1）增强的系统安全性：增加了针对主机的入侵检测和防护功能，加强了对来自内部攻击防范，可以实施全方位的安全策略。

（2）提高了系统性能：消除了结构性瓶颈问题，提高了系统性能。

（3）系统的扩展性：分布式防火墙随系统扩充提供了安全防护无限扩充的能力。

（4）实施主机策略：对网络中的各节点可以起到更安全的防护。

（5）应用更为广泛，支持VPN通信。

4、个人防火墙的设计与实现

4.1、研究内容及其意义

本文提出了一种基于Linux的个人防火墙来保证网络安全的解决方案，该防火墙主要分成3个模块来实现，它们分别是数据包捕获模块、数据处理模块、过滤规则设置和查询模块。文章首先讲述了数据包进行捕获,提取数据包头信息，然将包头信息传递给数据包处理部分，并与包头信息进行匹配和处理，将处理后的信息写入日志数据库，规则设置模块则对数据库进行添加规则和显示相应的日志信息

包过滤防火墙是实现防火墙基本功能的最重要最基础的原型，是学习防火墙技术的必经之路，也为进一步设计与提高防火墙性能提供了必要的储备。 4.2、数据包处理模块结构与原理分析

本节主要介绍了防火墙的数据处理的原理，叙述了过滤规则、调用数据库数据包否决等的实现，最后对日志数据库的存储进行了简单介绍。

1、数据包处理模块的结构

网络捕获模块负责从网络上截获所有的数据包，而数据包处理模块则是对截获的数据包根据数据包类型的源地址、目的地址、端口等基本信息逐个进行分析比较。数据包处理模块在对数据包进行分析后，根据数据包的特性，调用特定的过滤匹配规则确定数据包是否可以通过。其结构如图1 所示。数据包过滤功能的实现是在网络中运行程序对数据包实施有选择的通过，选择的依据就是系统内

4 设置的过滤规则，只要与过滤规则相匹配的的数据包就被否决，其余的数据包则默认允许通过，并将这些过滤信息存入相应的数据库。其流程图如图2 所示。

图1 数据处理模块示意图

图2 数据包处理流程图

2、数据包处理模块原理分析 （1）过滤规则

本系统采用的默认过滤规则是：默认接收所有的进入、外出和转发数据包;接收所有本地环路接口上的进出包。当要有选择地接收数据包时，本地的过滤规则需要进行相应的设置。比如:现在要拒绝IP地址为192.168.0.161(局域网内的一主机的IP地址)的主机与本地主机通信，在用户相应的选项卡中，填上这一I地址就是表示拒绝此IP地址主机向本机发出的所有数据包，这就是数据包的IP 过滤功能。

当然也要实现端口的过滤功能。比如:想禁止某一服务的业务功能，就可以在相应的IP 号下同时设置端口号，就是表示对任一用户的这一服务被禁止。其实，这只能对某一些常用的端口号进行过滤，如：对HTTP(端口80)进行过滤，就是禁止外部用户通过防火墙访问内部HTTP 服务器；对FTP(端口20，21)进行过滤，就是禁止外部主机通过防火墙访问内部FTP服务器。

数据处理模块用到的过滤规则将在用户界面中直接对规则数据库操作进而来设置要过滤的规则，而数据处理模块则从数据库中直接调用。因此，过滤规则是在数据库中定义，由用户在数据库操作界面上输入的，供底层应用程序调用。 （2）调用过滤规则数据库

程序调用过滤规则数据库来判断捕获的数据包头信息是否与过滤规则库中设置的IP 以及端口匹配。因此，它保存的是不被允许通过的IP 号或者端口号，在每次数据调用时，都要进行调用规则，如果与捕获到的数据包头信息符合，则丢弃该数据包，否则就允许该数据包通过。

首先要连接并打开过滤规则数据库，从规则库中读取被禁止的IP以及端口号，匹配后根据情况执行拒绝或者允许通过的命令。MySQL 数据库提供了一种数据库接口-CAPIs，MySQL数据库提供的CAPIs函数。CAPIs包含在mysqlclient库文件当中与MySQL 的源代码一块发行，用于连接到数据库和执行数据库查询。

6 现在假设MySQL 已安装，在数据库中的相关用户和数据表已被创造。MySQL 的头文件在/usr/include/mysql 目录下，因此你的程序头部必须有以下语句：include MySQL 的变量类型和函数都包含在这个头文件当中，对数据库的操作基本上都可以在这个头文件里找到相应的实现函数。

为了实现连接，首先必须创建一个连接数据库的变量：MYSQL *mysql。 MYSQL 这个结构表示对一个数据库连接的句柄，它被用于几乎所有的MySQL 函数。这些变量类型在MySQL 的库当中已有定义，我们需要这些变量是为了使用MySQL的C APIs函数。这些变量在头文件里都有详细的实现代码和解释，但是这些实现代码和解释对于程序编写来说并不重要。

为了连接服务器，调用函数mysql_init()以初始化一个连处理器，初始化这个变量：Mysql_init(MYSQL *mysql);然后就用以下函数实现对数据库的连接：MYSQL * STDCALL mysql_real_connect (MYSQLysql，const char *host，const char *user，const char *pawd，const char *db，unsigned int port，const char *unix_socket，unsigned int clientflag)。

此函数是一个非常重要的函数，其功能是连接一个MYSQL 数据库服务器。它试图建立到运行MySQL 数据库引擎的HOST 的一个连接。host 是MySQL 服务器的主机名，是一个现存MySQL 软件的主机地址。它可以是主机名或者是一个IP地址，假定它为NULL或者字符串“localhost”， 则是到本地主机的一个连接。user是登录的用户名，pawd是登录密码，db 是要连接的数据库，port 是MySQL服务器的TCP/IP端口，unix_socket是连接类型，clientflag是MySQL运行成ODBC 数据库的标记。参数PORT 若不是0，对于TCP/IP连接这个值将用作端口号。参数unix_socket如果不是NULL，字符串指定套接字或应将是被使用的命名管道。参数clientflag的值通常是0。连接寻建立成功后，这个函数将返回0。至此，对数据库连接的功能基本已实现，然后就可以对数据库进行查询和添加等操作了。这是连接数据库的第一步，也是一个比较关键的地方，此连接返回的数值关系到此程序调用的各种基本信息。

7 现在，我们可以连接数据库并进行查询。查询之前，建立个查询语句字符串： har *query。这样可以创立任何SQL 查询语句进行查询。

查询之后，我们要到一个MYSQL_RES 变量来使用查询的结果。以下这行创立这个变量：MYSQL_RES *res。

MYSQL_RES 这个结构代表返回行的一个查询的(SELECT， SHOW， DESCRIBE， EXPLAIN)的结果，返回的数据称为“数据集”。 然后用mysql_use_result(MYSQL*query)。

函数读出查询结果。mysql_use_result()的一个优点是客户为结果集合需要较少的内存，因为它一次只是维持一行(并且因为有较少的分配开销，mysql_use_result()能更快些)。缺点是你必须尽快处理每一行以避免困住服务器，你不必再结果集合中随意存取行(你只能顺序存取行)，而且你不知道在结果集合中有多少行，直到你检索全部结果。还有，你必须检索出所有行，即使你在检索中途确定你已找到了想寻找的信息。尽管可以很容易地查询了，要用这个查询的结果还要用到其它的函数。第一个是：MYSQL_ROW STDCALL mysql_fetch_row (MYSQL_RES *result)。

该函数把结果转换成“数组”。该函数返回的是MYSQL_ROW 变量类型。MYSQL_ROW 这个结构是数据行的一个安全表示法。当前它实现为一个计数字节的字符串数组（如果字段值可能包含二进制数据，不能将这些视为空终止串 因为这样的值可以在内部包含空字节) ，行通过调用其它函数获得。无法使用以空字符结束的串，因为数据在这个串可以是二进制， 也许没有包括任何字符。

以下语句创立字符串数组变量：MYSQL_ROW row。

当我们用mysql_fetch_row的时候，接着变量row会取得结果的下一组数据。当到了结果的尾部，该函数返回一负值。最后我们查询完成后就要关闭这个连接了。mysql_close(MYSQL *mysql)。

8 另外，还有一些与本程序相关的操作函数：unsigned int STDCALL mysql_num_fields(MYSQL*mysql)。这个函数返回表格里有多少个字段；取得“数据集”的数目，用到：my_ulonglong STDCALL mysql_num_rows(MYSQL_RES *res)；my_ulonglong STDCALL mysql_affected_rows(MYSQL*mysql)。

这些函数是用来得到受INSERT、DELETE、UPDATE 查询语句影响的“数据集”数目。my_ulonglong该类型用于行数。这种类型提供0到1。84e19的一个范围，为了打印出这样的值，将它变换到unsigned long并且使用一个%lu打印格式。

3、与过滤规则中规则对比

（1）数据包源或目的IP地址过滤

这项任务要检查IP包头，根据其IP源地址和目标地址作出放行/ 丢弃决定。如果数据包的源或目的IP 地址与我们设定的丢弃数据包的地址匹配，那么该数据包将被丢弃。首选要检查收到的数据包的源IP(在本程序中只对UDP数据报进行了实验，其它协议的数据包以此类推)，若为本地地址则一定丢弃，其他地址则要应用过滤规则。unsigned char *deny_ip =“\\x7f\\x00\\x00\\x01”；

/* 127.0.0.1 */ if (==*(unsigned int *)deny_ip) {

flag=1；

}，接着就是检查源IP与设定的禁止的IP地址进行匹配：if (== row[t]){flag=1；}row[t]是规则数据库中的返回查询值，变量flag则为丢弃行为时的依据。

（2） 数据包传送协议过滤

仅仅依靠地址进行数据过滤在实际运用中是不可行的，还有个原因就是目标主机上往往运行着多种通信服务，因此除地址之外还要对服务器的TCP/UDP 端口进行过滤。只要在数据捕获程序的检查出相应的数据包传输协议之后，在其后只要运行拒绝命令就行了。一般来说最好匹配规则就是IP 地址与端口结合起来， 9 这样就是只针对某用户某一服务来拒绝，这样的选择性更加符合实际。

（3） 对数据包的否决

通过包过滤，防火墙可以拦截和检查捕获的数据包。当该数据包不符合过滤规则或者与过滤规则相一致时，防火墙就丢掉该数据包，并存入日志数据库。由于对数据包的否决是一外部命令，在C语言中可以用execlp()这一函数来执行外部命令。函数原型为：

int execlp(const char *filename，const char *arg0，.../ * (char *)0*/); 比如，拒绝一IP 可以这样： execlp(“/sbin/iptables”，

“iptables”，

“-A”，“INPUT”，

“-p”，“tcp”，

“-s”，，

“-j”，“DROP”)；

对端口的过滤则只是外部命令的不一样而已。常用的否决命令有：

iptables -F // 删除已经存在的规则；

iptables -A INPUT -p tcp --dport * -j DROP // 关闭某一服务端口为*的tcp协议；

iptables -A INPUT -p tcp -s 192 .168.0.130 --dport22 -j ACCEPT // 关闭某一IP 地址为192.1168.0.130 这台主机连接本地的SSH服务断口；

iptables -A INPUT -p udp--dport 53 -j ACCEPT // 关闭DNS 服务端口的udp 数据包流入；

iptables -A INPUT -p icmp-icmp-type echo-re-quest -i eth1 -j DROP // 防止死亡之ping，从接口eth1进入的icmp 协议的请求全部丢弃；

根据服务器情况，你也可以自行添加规则。

10 （4）存入日志数据库

对数据包头分析处理后，可以得到此IP访问的源IP地址、目的IP 地址、端口以及被拒绝通过的情况。数据库的连接与上文所说的一样，因此，此处存入的是被拒绝的数据包头信息。而且实现一样用到函数：int mysql_real_query(MYSQL*mysql，const char*query， unsigned int length)，只是用函数sprintf()将query值改为插入语句即可，如下：sprintf(query，“insert into logs(remove_ip,local_ip)values(‘%c’,‘%c’”，dd,))。这样就可以将包过滤情况轻易地存入日志数据库，以供用户查询包过滤情况。

4.3总结与展望

本文重点讨论了数据包头分析后与过滤规则的匹配、对数据包的拒绝和日志数据库的存储。实验证明达到了预期目的。但该防火墙系统的一些功能还有待提高，主要是如下几个方面：规则设置规则有待于进一步探讨，这关系数据包过滤的依据；包头信息提取还过于简单，提取出来供包处理模块的内容有待加强；应用层信息无法感知，也就是说，防火墙不理解通信的内容，这是状态检测发展方向。

基于以上等原因包过滤防火墙已经逐渐被状态检测防火墙所取代，虽然状态检测防火墙判断允许还是禁止数据包的依据也是源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和通讯协议等，但状态检测防火墙是基于会话信息做出决策的，判断当前数据包是否符合先前允许的会话。NAT 功能可以使得防火墙受保护一边的IP 地址不至于暴露在没有保护的另一边。

新一代的防火墙系统不仅能够更好地保护防火墙后面内部网络的安全，而且应该有更为优良的整体性能。未来的防火墙将会把最强的性能和最大限度的安全性有机结合在一起，有效地解决网络安全的问题。当然防火墙只是确保网络安全的一个环节，还需要和其他安全措施一起来确保网络安全，如和IDS、IPS、信息保障等结合起来，在此不作赘述。

11 结论

随着Internet/Intranet技术的飞速发展，网络安全问题必将愈来愈引起人们的重视。防火墙技术作为目前用来实现网络安全措施的一种主要手段，它主要是用来拒绝未经授权用户的访问，阻止未经授权用户存取敏感数据，同时允许合法用户不受妨碍的访问网络资源。如果使用得当，可以在很大程度上提高网络安全。但是没有一种技术可以百分之百地解决网络上的所有问题，比如防火墙虽然能对来自外部网络的攻击进行有效的保护，但对于来自网络内部的攻击却无能为力。事实上60%以上的网络安全问题来自网络内部。因此网络安全单靠防火墙是不够的，还需要有其它技术和非技术因素的考虑，如信息加密技术、身份验证技术、制定网络法规、提高网络管理人员的安全意识等等。

第11篇：光电子技术(论文)

光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。经历十多年的初期探索，从70年代后期起，随着半导体光电子器件和硅基光导纤维两大基础元件在原理和制造工艺上的突破，光子技术与电子技术开始结合并形成了具有强大生命力的信息光电子技术和产业。

光电子技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。在信息技术发展过程中，电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。采用光子作为信息的载体，其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上，加之光子的高度并行处理能力，不存在电磁串扰和路径延迟等缺点，使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点，必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。

如果说微电子技术推动了以计算机,因特网,光纤通信等为代表的信息技术的高速 发展,改变了人们的生活方式,使得知识 经济 初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容 量光纤通信 网络 的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用.美国商务部指出: "90 年 代, 全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展, 谁在光电子产业方面取得主动权, 谁就将在 21 世纪的尖端科技较量中夺魁" .日本《呼声》月刊也有类似的评论: "21 世纪具 有代表意义 的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产 业……" ,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类 科学 技术的革命.1 世界光电子技术和产业的发展 光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料, 光纤已经成为通信网的重要传输媒 介,现在世界上大约有 60%的通信业务经光纤传输,到 20 世纪末将达到 85%,但从目前光 纤通信的整体水平来看, 仍处于初级阶段, 光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来.目前, 各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光 信号,以提高单根光纤的传输能力) ,掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大, 具有输出功率高,噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用.现在 DWDM 系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到 10%达到 90%.一种全新 的,无需进行任何光电变换的光波通信——"全光通信" ,由于波分复用技术和掺铒光纤放 大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,给全球的 通信业带来蓬勃生机.为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件.光电子器件和技术已 形成一个快速增长的,巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用.美国光 电子产业振兴协会估计,到 2003 年,光电子产业的总产值将达 2000 亿美元.Internet 应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求,为满足需求的增长, 人们可以铺设更多的光纤,或靠提高单路光的信息运载量(现在主干网可以分别工作在 2.5Gbps 和 10Gbps, 并已有 40Gbps 的演示性设备) 但更主要的方法却是靠发展波分复用技 .术,增加光纤内通光的路数(光波分复用的实验记录已经达到 2.64Tbps) .报告称虽然 10 年内全光通信还不会全面商业化,但是全光交换将在几年内成为市场主流,报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据,但仍有创新性公司进入的可能. 2 我国的光电子技术和产业近10 年来我国光电子技术研究在国家 "863" 计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的 进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位.国内光 电子 有关产业基地在光电子器件,部件和子系统(如激光器,探测器,光收 发模块,EDFA,无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司 竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较 大的增长, 个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩.我国相应研究 发展 基 地和本领域高 技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的 垄断地位,同时争取进入国际市场.中国盟掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内 企业 产 品占国内市场 40%的份额.我国也是目前国际上少数几个有能力研制 PIC 和 OEIC 的国家.808nm 大功率激 光器及其泵浦的固体绿光激光器, 670nm 红光激光器已产品化和商品化并 批量占领国际市场.国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国 产 1.55mDFB 激光器 战胜了国外器件,占领了 100%的国内市场.但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件,部件虽是光通信,光显 示,光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值 较低,目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化,产业化生 产技术目前还未有实质突破; 国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和 系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研,生产,市 场相互脱离的状况.我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域, 与世界发达国家几乎同 时起步.但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限, 而国际上光电子 产业已经进入加速发展阶段, 留给我们的时间只有三到五年, 如果我们不在目前产业化的技 术发展阶段进入,就会失去大好时机.机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的 力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人.如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力, 就会给外国竞争者提供进 入并占领下几代技术市场的机会.因而在关键器件,部件等方面,要通过引进社会资金和风 险投资,知识产权入股,开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研 人员成果转化.只要贯彻有"有所为,有所不为"的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破 行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一 定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模 经济 ,取得我国 在该领域应有的市场份额. 1

第12篇：采矿技术论文

现代化采煤的形式下，煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。在发展现代采煤工艺的同时继续发展多层次、多样化的采煤工艺建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国采煤方法已趋成熟放顶煤采煤的应用在不断扩展应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高。本文就对煤矿开采技术作了分析。

一 采煤方法和工艺

开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心以提高效率和经济效益为目标研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺简单、高效、可靠的生产系统和开采布置生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化进步改进工艺和装备提高应用水平和扩大应用范围提高采煤机械化的程度和水平。

（一） 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”主要解决以下技术难题。

硬顶板控制技术研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术使直接顶能随采随冒提高顶煤回收率且基本顶能按定步距垮落既有利于顶煤破碎又保证工作面的安全生产。

硬厚顶煤控制技术研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术使顶煤体能随采随冒提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术研制既有利于顶煤破碎和顶板控制。又有利于放顶煤的新型液压支架合理确定后部置输送机能力。

两硬条件下放顶煤开采快速推进技术研究合适的综放开采回采工艺优化工序缩短放煤时间提高工作面的推进度实现高产高效。

（二）

缓倾斜薄煤层长壁开采 主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机研制适合刨煤机综采的液压支架研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采术。

（三）

缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采 应进一步加强完善支架结构及强度加强防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变、防止严重损坏千斤顶措施等的研究提高可靠性缩小其与中厚煤层采高 3m 左右产高效指标的差距。

（四）

各种综采高产高效综采设备保障体系 要实现高产高效就要提高开机率对“支架-围岩”系统、采掘运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架-围岩”系统控制进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断采煤机在线与离线相结合的 “油-磨屑”监测和温度、电信号的监测带式输送机、刮板输送机全面状态监控。

二 深矿井开采技术

深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征深井作业场所工作环境的变化深井巷道特别是软岩巷道快速掘进与支护技术与装备深井冲击地压防治技术与监测监控技术深矿井高产高效开采有关配套技术深矿井开采热害治理技术与装备。

三 “三下”采煤技术

提高数值模拟计算和相似材料模拟等深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理开采系统和优化参数发展沉降控制理论和关键技术包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统研究与应用各种充填技术和组合充填技术村庄房屋加固改造重建技术适于村庄保护的开采技术研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源优化等关键技术。

四 优化巷道布置减少矸石排放的开采技术

改进、完善现有采煤方法和开采布置以实现开采效益最大化为目标研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。

五 采场围岩控制技术

（一）进一步完善采场围岩控制理论 以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采掘活动的安全、高效、低成本为目标深入总结我国几十年的矿山压力研究成果以理论分析解析法、现代数学力学统计分析预测、数值法和实测法相结合运用先进的计算机技术深入研究各种煤层地质及开采条件。

（二）研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术 目前由于应用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术存在工艺复杂、成本高的问题因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这些问题。

（三）放顶煤开采岩层和支架-围岩相互作用机理 研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架-顶煤-直接顶-基本顶相互作用关系运用离散元等方法研究顶煤放落规律提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。

（四）支护质量与顶板动态监测技术 在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测同时应不断完善现有的监测技术发展智能化监测系统改进监测仪表使监测仪表向直观、轻便、小型化方向发展。

（五）冲击地压的预测和防治 通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理进一步完善冲击性矿压显现监测系统发展遥控测量和预报技术完善冲击性矿压综合防治措施的优化选择专家系统。 5.6 研究开发新型的支护设备 研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架完善液压支架性能和快速移架系统开发耐炮崩、轻型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。

六 煤矿技术改造和机械化开采技术

实施国家关闭小煤矿淘汰落后生产技术和生产设备提高平均单井规模的技术政策开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备改进小煤矿的采煤方法和开采工艺提高采煤工作面的单产和工效提高小煤矿的顶底板控制技术水平最大限度地减少顶底板事故率。

七 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化技术是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法它是国际首创。煤炭地下气化技术具有投资少、安全、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低、效益好等优点尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高、“三下”压煤严重的矿区。具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井式气化”两种典型煤炭地下气化工艺进行较大规模的地下气化试验研究摸索实现“两个控制、三个稳定”的技术途径并实现连续、稳定生产探索应用的途径。

八 安全技术措施

1、所有上岗人员必须严格执行《煤矿安全规程》《煤矿安全技术操作规程》严禁违章指挥、违章作业、违反劳动纪律。

2、岗位工必须持证上岗，严格执行岗位责任制，现场交接班制、设备维修制、质量验收制等，各岗点要认真填写运转日志。检测，并作好记录。

3、工作面回采工程质量和顶板管理，要按照煤矿《生产矿井质量标准化》的各项要求严格执行，做到动态达标、安全生产、文明生产。

4、所有上岗人员上岗前都必须学习本规程，学习后签字并进行考试，不合格不得上岗。

5、为防止重大事故的发生，工作面的通风系统、防尘系统、通讯系统，应时时保证其完好，并坚持正常使用。针对环境的影响所畅导的绿色开采技术 绿色开采技术是煤炭开采的发展方向，对提高煤炭采出率、保护生态环境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。

煤矿开采造成岩层移动破坏，引起岩层中水与瓦斯的流动，导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动，进而造成地表沉陷，导致农田、建筑设施的损坏;煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石，及占用良田，又造成环境污染;随着我国矿井开采深度的不断增加，矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加，强度增大，危及矿井的安全生产。在未来的几十年内，随着能源总需求和煤炭产量的不断增长，煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重，人类的生产和社会发展环境将受到严重威胁。 资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路，要实现绿色开采，需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题，绿色采矿可以减少环境污染，还能带来良好的社会经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分，相信随着绿色开采的不断发展和完善，煤矿绿色开采一定会发黄它应有的作用，为人类与自然的协调发展做出贡献。

第13篇：粉末冶金技术论文

粉末冶金

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摘要：粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程成为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切削或少切削的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。

关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇

Abstract: Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder (or metal powder and metal powder mixture) as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, composite and various types of products technology.Powder metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic material.Powder metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material, through mixing, preing, sintering proce and made of materials.The proce to become powder metallurgy method, is different from the melting and casting method.Its production proce and ceramic products are similar, so called ceramic metal.Powder metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or le cutting proceing method.It has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is poor.Powder metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant materials.Key words: powder metallurgy, basic proce, application, development trend, problems.

引言：

粉末冶金是一种特殊的固态成形工艺，它是制取金属粉末，采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成制品的工艺技术。粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金工艺的第一步是制取原料粉末，第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。典型的粉末冶金产品生产工艺路线。粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化，已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

1．粉末冶金的发展史

1、海绵铁粉(sponge iron) 时间：公元前3000年前，最早的粉末冶金技术，生产的粉末是海绵铁粉。

2、锻压铂（wrought platinum)时间：1750~1850年

3、钨丝(tungsten wire)20世纪初开始，1913年获得专利

4、高熔点金属（ refractory metal)时间：1940年前采用粉末冶金方法，1940年后采用真空电弧、电子束

5、自润滑轴承或含油轴承（self-lubricating bearing)时间：20世纪20年代

6、硬质合金(cemented carbides) 时间：20世纪20年代，1925年获得专利

7、结构件(structural parts)时间：20世纪30年代后期

8、热固结：压制与烧结结合起来同时进行的一种技术,时间：20世纪40年代后 所以，对于粉末冶金技术来说，该技术具有着历史的考验，然后一步步不断的完善，当然，就目前而言，粉末冶金技术还在不断的改进与发展中。

2．世界粉末冶金的工业概括

2003年全球粉末货运总量约为88万吨，其中美国占51%，欧洲18%，日本13%，其它国家和地区18%。铁粉占整个粉末总量的90%以上。从2001年起，世界铁粉市场持续增长，4年时间增加了近20%。

汽车行业仍然是粉末冶金工业发展的最大动力和最大用户。一方面汽车的产量在不断增

加，另一方面粉末冶金零件在单辆汽车上的用量也在不段增加。北美平均每辆汽车粉末冶金零件用量最高，为19.5公斤，欧洲平均为9公斤，日本平均为8公斤。中国由于汽车工业的高速发展，拥有巨大的粉末冶金零部件市场前景，已经成为众多国际粉末冶金企业关注的焦点。

粉末冶金铁基零件在汽车上主要应用于发动机、传送系统、ABS系统、点火装置等。汽车发展的两大趋势分别为降低能耗和环保；主要技术手段则是采用先进发动机系统和轻量化。

欧洲对汽车尾气过滤为粉末冶金多孔材料又提供了很大的市场。在目前的发动机工作条件下，粉末冶金金属多孔材料比陶瓷材料具有更好的性能优势和成本优势。

工具材料是粉末冶金工业另一类重要产品，其中特别重要的是硬质合金。目前制造业的发展朝着3A方向，即敏捷性（Agility）、适应性（Adaptivity）和可预测性（Anticipativity）。这要求加工工具本身更锋利、刚性更好、韧性更高；加工材料的范围扩大到吕合、镁合金、钛合金以及陶瓷等；尺寸精度要求更高；加工成本要求更低；环境影响要减到最小，干式加工比例更大。这些新要求加快了粉末冶金工具材料的发展。硬质合金的晶粒（＜200nm＝和超粗晶粒（＞6um）；涂层技术发展很快，CVD、PVD、PCVD技术日益完善，涂层种类也很多，从常用的CVDTiCN/Al2O3/TiN到CVDPCBN（聚晶立方BN）以及PVDTiAIN，Al2O3，cBN（立方BN）和SiMAlON等，满足加工场合的需要。

信息行业的发展也为粉末冶金工业提供了新的契机。日本电子行业用的粉末冶金产品已经达到了每年4.3亿美元，其中热沉材料占23%，发光与点极材料占30%。前者主要包括散热材料，如Si/SiC，Cu-Mo，Cu-W，Al-SiC，AlN以及Cu/金刚石等材料；后者则主要包括钨、钼材料。

有这些材料的统计可以看出，粉末冶金技术在改革中得到了很大的进步，它有了自己本身的优点，是别的一些技术手段没办法取代的，已经慢慢的渗透到各个方向。

3．粉末冶金工艺的各个程序

3.1粉末的制取方法

还原法：

这是一种应用最广的金属粉末制取方法，是采用氢气、一氧化碳等作为还原剂，使金属

氧化物或氧化物矿石在高温下与之反应，制得金属粉末。这种粉末多呈多面体形，其成形性与烧结性良好。粉末粒度可由原料的粒度及还原条件的不同任意调整并均匀化。目前，粉末成形使用的铁粉大部分由还原法产生；难熔化合物粉末（如硬质合金）的制取也用此类方法。 雾化法：

这是一种生产效率较高、成本较低、易于制得高纯度粉末的生产方法。它利用高压惰性气体或高速旋转的叶片将从小孔喷嘴中熔融的金属扩散成雾状液滴并迅速使之冷却成金属微粒的制粉方法。雾化粉末的颗粒形状因雾化条件而异。金属液的温度越高，球化的倾向越显著。其缺点是易产生偏析和不易制得超细粉末。

电解沉积法：

在金属熔盐或金属盐的水溶液中通入直流电，使金属离子重新获得外层电子，变成金属粉末。电解沉积法制取的粉末纯度高，颗粒成树枝状或针状，成形性和烧结性都很好，但生产率低，成本较高，仅适用于制造要求纯度高、密度高的粉末材料和制品。 机械粉碎法：

利用机械，通过压碎、击碎和磨削等作用，使金属块、合金或化合物机械地粉碎成粉末。这种方法生产效率低，动力消耗大，成本较高。

由于人类的智慧集成，人们不断的考虑着去完善这项技术的各个方面，在人们的努力中，研发出原料粉末的制取方法，为粉末冶金的发展提供了不可或缺的条件。

3.2粉末冶金的基本工序

粉末成型为所需形状的坯块:成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。

坯块的烧结:成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。

产品的后序处理:烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。

4.粉末冶金技术的特点及发展趋势

4.1粉末冶金技术的特点

1.粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料具有重要的作用。

2.可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。

3.可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。

4.可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷和功能陶瓷材料等。

5.可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

4.2粉末冶金的发展趋势

粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。

粉末冶金技术的优点所在，也就导致了粉末冶金技术会迅速发展的必然趋势。在我看来一个技术的成型与发展，在于各个方面的完善。首先，人们看到了粉末冶金的优点，这样人们就会为该技术去寻找完善的方法，就这样得到不断的改进。

5.粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比较与优点的体现

5.1粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比较

1.粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品，比如金属与非金属组成的摩擦材料等，控制制品的孔隙率和孔隙大小，可生产各种多孔性才材料和多孔含油轴承。

2.提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。

3.利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。

5.2粉末冶金工艺的优点：

1.绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。2.由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。

3.由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。

4.粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

5.粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。

6.粉末冶金的应用

1.金属粉末多孔材料的应用非常广泛，如轻质结构材料、高温过滤装置、分离膜等。目前最大的市场可能是柴油发动机的烟尘过滤装置。德国的Fraunhofer研究所开发了一种金属空心球制备技 术，在聚合物基体上涂覆金属粉末料浆，然后通过脱涂聚合物基体和粘结剂，最后烧结成各种具有空心结构的金属球体。球体的直径可丛1mm至8mm。所制备的钢空心球的密度仅0.3g/cm3。

2.纳米晶和梯度结构是硬质合金的两个重点方向。纳米晶材料方面包括晶粒长大控制和纳米粉末制备。梯度结构合金方面包括工艺与结构的关系。将纳米晶和梯度结构结合起来可能是一个很好的方向，能够在更微观层次上实现性能的可调。硬质合金的硬度高，可加工性差，因此采用注射成形制备复杂形状中小型零件是发展趋势，但是其商用化仍然受技术成熟度的控制。硬质合金其他方面的工作包括天家稀土及合金元素、断裂韧性和可靠性表征等。

3 车轻量化为铝、镁、钛等轻金属材料提供了广阔的应用前景。粉末铝合金在汽车上可应用的部位非常多，但Al-Si合金由于高比强度、高比刚度、低热膨胀系数和耐磨性好，有可能率先在油泵齿轮方面大规模应用。从工业化角度来看，对粉末冶金铝合金制备过程的优化研究更为重要。

在之前，就得到了一些现今工业的概括，随着各个方面的发展和需求，就需要有好的技术相辅，就在这时，粉末冶金技术得到了比较完善的发展，所以也就有了机会开始渗透这些行业。

7.我国粉末冶金的发展与机遇

随着我国汽车工业快速发展，高附加值的零部件需求将加速增长。与此同时，汽车产业链全球化的采购系已经形成，带给国内零部件企业商机显而易见。然而,我们是否能够握当前机遇，不仅是我国汽车零部行业突破当前困局的机遇，更是产业升级的契机。因此,充分利用自身势，扬长补短是产业突破困局的必手段。

虽然，当前我国的粉末冶金技术水平相对国外发达国家依然有着不小的距离。但由于我国拥有原料供给的区域优势，作为产业竞争力提升的基础，依然有较强的竞争力。

与此同时，自上世纪90年代开始，我国粉末冶金制品行业也呈加速发展（主要集中在东部及沿海地区），东部和沿海地区的年产量增长幅度均在10％以上。以山东为例，该省的生产企业由于引进了国外先进设备技术，生产高强度、高精度粉末冶金零件，把粉末冶金制品的质量、技术提高到一个新的水平；粉末注射成型、粉末锻造、纳米技术、精细陶瓷等新技术的开发应用提高了行业整体技术水平，构成了一个完整的行业体系。据不完全统计，目前全省已有各类粉末冶金企业40多家，产品应用各个领域。

对目前的中国而言，我们所拥有的粉末冶金技术不是很完善，而且应用的不多，这样就希望我国可以认清粉末冶金技术的优点，同时可以与其他技术相辅相成，更好的为我们的工业以及各个行业服务。

小结：

第一次接触到粉末冶金是在一堂课中，在那堂课上，老师只是简单的提到几句，说了一些关于粉末冶金的优点，也没有进行很具体的介绍，在那个时候我就开始有了对这个技术的兴趣，想去好好的了解一番，若是以后可以接触到这方面的东西，也算是有了一些的准备了。由于粉末冶金技术对绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料都可以实现加工，而且可以实现少切割或不切割等一些优点，有着很大的发展空间。在对这篇论文的整理中，我对粉末冶金技术有了初步的了解与认识，这是一次很好的总结过程，同时也希望有机会可以真正的接触到粉末冶金技术。

对现在的中国而言，我了解到，粉末冶金技术没有得到非常好的发展，虽然粉末冶金技术已经开始渗透到各行各业中，但是规模和数量还是很少，我真切地希望该技术可以在中国得到发展，而且可以造福中国的工业以及各个行业中。

【参考文献】

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（一）[J],上海金属,2007年第3期.【3】黄伯云,易健宏.现代粉末冶金材料和技术发展现状

（二）[J],上海金属,2007年第4期.【4】刘咏,黄伯云.世界粉末冶金的发展现状[J],中国有色金属,2006年第1期 .【5】黄伯云.粉末冶金标准手册[D],中南大学出版社,2000 .【6】刘道春.汽车零部件的粉末材料技术及其发展[M].柴油机设计与制造,2011年第1期 .【7】李祖德，李松林，赵慕岳.20世纪中、后期的粉末冶金新技术和新材料（1)[M],第11卷第5期 .【8】周洪强,陈志强.钛及钛合金的粉末冶金新技术材料导报[N],2006 1.【9】王浩.粉末冶金多孔材料性能研究.导弹与航天运载技术[M],2006.4.【10】周洪强,陈志强.钛及钛合金的粉末冶金新技术[M], 2006.1.【11】亓家钟（摘择）.粉末冶金文摘[C],2006.2.【12】廖怀平.数控机床编程与操作[M].北京：机械工业出版社，2007.【13】赵在军.机电一体化概论[M].北京：科学出版社，2001 【14】王信义.机电一体化手册（上册）[M].北京：机械工业出版社，1999.【15】张慧玲.浅淡数字电路的抗干扰技术[J].中国信息技术.2006.【16】张威.PLC与变频器项目教程[M].北京：机械工程出版社.2010

第14篇：煤矿安全技术论文

摘要：随着我国国民经济的告诉快速发展，对煤炭的需求日益增加，煤炭能源在一段时期，仍是我国及世界的主要能源之一。从建国以来，我国的煤炭生产达到了历史新高。但是在煤炭产量持续、稳定增长的同时，煤矿事故仍时常发生，吞噬者职工生命安全和身心健康，关系着国家和集体财产的损失。在煤矿生产过程中水、矿压、有害气体等多种自然灾害，对安全生产构成了严重的威胁。

关键字：有害气体、瓦斯、爆炸、预防

在煤矿进行生产作业的过程中，均不会不断放出和产生各种有害气体，如朝气、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳等，主要来自煤层和煤系地层，目前国内外都输学者认为的有机成因说，从植物一体到泥炭居于化学成气时候；在地层的高温高压作用下，从褐煤到烟煤，直到无烟煤介于煤化变质成气时期，瓦斯就是贯穿于整个成煤过程的始终。

矿井瓦斯的突出：

在煤层或其附近进行采掘工作时，在采动影响下煤岩的原始状态下受到破坏，发生破裂，卸压膨胀变形，地应力重新分布等变化，部分煤岩的透气性增加。游离瓦斯在煤压力作用下，径由煤层的裂隙通道或暴露面渗透流出并涌出采掘空间。随着游离瓦斯的流出，煤体里面的瓦斯压力下降，这就破坏了原有的动平衡，一部分吸附瓦斯解吸转化为游离瓦斯并涌出。随着采掘工作面的不断扩展。所以瓦斯能够长时间涌出。与其对应的瓦斯特殊涌出是指在时间上突然在空间集中，大量的瓦斯涌出，主要有瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。

井下引起瓦斯爆炸的火源：井下的一切高温热源都可以引起瓦斯燃烧或爆炸，但主要火源是放炮和机电火花，也由于通风、放炮和机电设备管理不严格，爆炸事故有可能发生，大多数爆炸事故是管理期疏忽和人为违反安全规程，以及缺少应有的纪律与责任的结果。

发生地点：煤矿任何地点都有可能发生爆炸的可能性，但大多数爆炸放弃发生在采掘工作面。采煤工作面发生瓦斯爆炸的地点为工作面上隅角。因为采空区内集村高浓度瓦斯，上隅角形成涡流后，瓦斯不容易被风流带走，所以容易积聚瓦斯，能达到爆炸浓度。上隅角附

近常设置回柱纹车等机电设备，工作面出口附近的煤帮在集中应力作用下，变得比较疏松，自由面增多，放炮时发生虚炮，产生火源的机会多。

采煤工作面另一容易发生爆炸事故的地点，是采煤机工作时切割机附近。截槽内、截盘附近和机壳与工作面煤壁之间，瓦斯涌出量大，通风不好，容易积聚瓦斯。采煤机割煤过程中，从煤壁和采落的煤炭中不断涌出瓦斯，且采煤机附近时集中涌出点。

（1）在采煤机周围，由于采煤机固体界面作用，风速变化大，构成风速变化剧烈区；风速由煤壁和采煤机周围等固体壁面向外快速增大；

（1） 在采煤机下风侧从在局部涡流，在采煤机切割部处风

速变化大。

采煤机截割部处和采煤机后方一侧是进风流的下风侧和局部窝风点，瓦斯浓度大，是采煤机附近的两个高瓦斯浓度区。其中采煤机截割部处的瓦斯浓度最大，采煤机下风侧的瓦斯浓度也较高，且瓦斯浓度沿回风留方向增大。

掘进工作面容易发生瓦斯爆炸的原因，一方面是这些地点采用局部通风机通风，如果局部通风机停止运转、风筒末端距工作面较远、风筒漏风太大或局部通风机供风能力不够，以致风量不足或风速过低，瓦斯容易积聚。另一方面，放炮、掘进机械、局部通风机、电钻等的操作管理如不符合规定，则容易发生高温火源。

国内外的统计资料表明，低瓦斯矿井，由于通风、放炮和机电设备管理不严格，爆炸事故有可能比高瓦斯涌出量矿井严重。分析爆炸

事故的原因还表明，绝大数爆炸事故是管理期疏忽和人为违反安全规程，以及缺少应有的纪律与责任的结果。

爆炸性的混合气体与高温火源同时存在，就将发瓦斯的初燃（初爆），初燃产生以一定速度移动的火焰面，焰面后的爆炸产物具有很高的温度，由于热量集中而使爆炸气体产生高温，由于热量集中而使爆源气体产生高温和高压并急剧膨胀而形成冲击波。如果巷道中有沉落的煤尘，在冲击波的作用下，它们就能均匀分布，形成新的混合物，使爆炸过程得以继续下去。

爆炸时由于爆源附近气体高速向外冲击，在爆源附近形成气体稀薄的低压区，，于是产生反向冲击波，使已遭破坏的区域再一次受到破坏。如果反向冲击波的空气中含有足够的甲烷和氧气，而火源又未消失，就可以 发生第二次爆炸。此外，瓦斯涌出较大的矿井，如果在火源熄灭前，瓦斯浓度又达到爆炸浓度，也能发生再次爆炸。

在煤层中或其附近进行采掘工作时,在采动影响下煤岩的原始状态受到破坏,发生破裂,卸压膨胀变形,地应力重新分布等变化,部分煤岩的透气性增加.游力瓦斯在其压力作用下,经由煤层的裂隙通或暴露面渗透出并涌向采掘空间.随着采掘工作的不断扩展,煤体里面的瓦斯压力下降,这就破坏了原有的动平衡,一部分吸附瓦斯将解吸转化为游离并涌出.这就造成了一定的煤矿安全事故.因此,我们必须加强对瓦斯的及时处理和排放.

掘进工作面容易发生瓦斯爆炸的原因，一方面是这些地点采用局部通风机通风，如果局部通风机停止运转、风筒末端距工作面较远、风筒漏风太大或局部通风机供风能力不够，以致风量不足或风速过

低，瓦斯容易积聚。另一方面，放炮、掘进机械、局部通风机、电钻等的操作管理如不符合规定，则容易发生高温火源。

防止瓦斯引燃的原则,是对一切非生产必需的热源,要坚决禁绝.生产中可能发生的热源,必须严加管理和控制,防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力.严禁携带烟草和点火工具下井,井下禁止使用电炉,禁止打开矿灯,井口房,抽放瓦斯泵房以及通风机房周围20m内禁止使用明火,井下需要进行电焊,气焊和喷灯焊接时,应严格遵守有关规定,对井下火区必须加强管理;瓦斯检定灯的各个部件都必须符合规定等等.防止瓦斯引燃的原则,是对一切非生产必需的热源,要坚决禁绝.生产中可能发生的热源,必须严加管理和控制,防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力.严禁携带烟草和点火工具下井,井下禁止使用电炉,禁止打开矿灯,井口房,抽放瓦斯泵房以及通风机房周围20m内禁止使用明火,井下需要进行电焊,气焊和喷灯焊接时,应严格遵守有关规定,对井下火区必须加强管理;瓦斯检定灯的各个部件都必须符合规定等等.

水灾也是煤矿事故中的一大灾害.地面防治水是防止或地表水流入矿井的重要措施,是防止矿井水灾的第一道防线.特别是对以大气降水和地表水为主要的矿井,更有重要意义.地面防止水工作,首先要有齐全,详细的矿井水文地质资料.

爆炸性的混合气体与高温火源同时存在，就将发瓦斯的初燃（初爆），初燃产生以一定速度移动的火焰面，焰面后的爆炸产物具有很高的温度，由于热量集中而使爆炸气体产生高温，由于热量集中而使爆源气体产生高温和高压并急剧膨胀而形成冲击波。如果巷道中有沉

落的煤尘，在冲击波的作用下，它们就能均匀分布，形成新的混合物，使爆炸过程得以继续下去。

搞好安全管理是防止事故的根本对策。安全管理缺陷是事故发生的根源，是事故发生的深层次原因。煤炭生产中伤亡事故统计分析也表明，80%以上的伤亡事故与安全管理缺陷密切相关。也就是说，如果我们做好了安全管理工作，就可以有效地控制80%以上事故的发生。

只有搞好安全管理，才能促进企业生产的发展和经济效益的提高。安全管理是企业管理的衙要的组成部分，与企业的其他管理密切相关、互相影响、互相促进。搞好企业安全管理需要对企业各方面进行综合治理，包括人员素质的提高，作业条件的改善，设施设备的维修、改造、更新，劳动组织的科学化，作业方法和工艺过程的优化等等。企业安全状况的改善，必然大大 促进劳动生产率的提高，带来企业效益的增长。反之，事故频发不但造成人员的伤害、设备和财产受损，导致劳动生产率的降低，还会影响企业的社会形象、市场竞争力和社会的稳定，从而制约企业经济效益的提高和持续稳定发展。

参考文献

煤矿安全生产管理与技术，2008

周心权，煤矿主要负责人安全培训教材，徐州：中国矿业大学出版社，2002

第15篇：雷达技术论文

相控阵雷达技术

相控阵雷达有相当密集的天线阵列，在传统雷达天线面的面积上可安装上千个相控阵天线，任何一个天线都可收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时，选定其中一个区块(数个天线单元)或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。由于一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限于机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适于对付高机动目标。此外由于可发射窄波束，因而也可充当电子战天线使用，如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。 关键字 相控阵雷达

原理

特点

应用

分类

应用

历史

发展

正文

1.相控阵雷达

相控阵雷达又称作相位阵列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式，故又称电子扫描雷达。

1.1相控阵雷达的原理

我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线。相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵，在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上．这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点，能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵线 应该具有以下的特点环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。

1.2 相控阵雷达的特点

相控阵雷达之所以具有强大的生命力，因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点：

（1）能对付多目标。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束，可实现边搜索边跟踪工作方式，与电子计算机相配合，能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标，并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。因此，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。

（2）功能多，机动性强。相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能，一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用，而且还远比它们能够同时对付的目标多。因此，可大大减少武器系统的设备，从而提高系统的机动能力。

（3）反应时间短、数据率高。相控阵雷达可不需要天线驱动系统，波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式，使雷达与数字计算机结合起来，能大大提高自动化程度，简化了雷达操作，缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间，便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。

（4）抗干扰能力强。相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量，易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰，有利于发现远离目标和小雷达反射面目标（如隐形飞机），还可提高抗反辐射导弹的能力。

（5）可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。 此外，随着固态器件的发展，格控阵雷达的固态器件越来越多，甚至已生产出全固态儿控阵雷达，如美国的。“爱国者”雷达，其天线的平均故障间隔时间高达15万小时，即使有10％单元损坏也不会影响雷达的正常工作。 [3][4]

1.2.1 相控阵雷达的优点

（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；（4）对复杂目标环境的适应能力强；（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高

1.2.2 相控阵雷达的缺点

美中不足的是，相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线阵面。

2.相控阵雷达的应用

相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可靠、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。美国“爱国者”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。随着微电子技术的发展，固体有源相控阵雷达得到了广泛应用，是新一代的战术防空、监视、火控雷达。

当相控阵雷达警戒、搜索远距离目标时，虽然看不到天线转动，但上万个辐射器通过电子计算机控制集中向一个方向发射、偏转，即使是上万公里外来袭的洲际导弹和几万公里远的卫星，也逃不过它的“眼睛”。如果是对付较近的目标，这些辐射器又可以分工负责，有的搜索、有的跟踪、有的引导，同时工作。每个“移相器”可根据自己担负的任务，使电磁瓣在不同的方向上偏转，相当于无数个天线在转动，其速度之快非一般天线所能相比。正是由于这种雷达天线摒弃了一般雷达天线的工作原理，利用“移相器”来实现电磁瓣的转动，人们给它起了个与众不同的名字－－相控阵雷达，代表着“相位可以控制的天线阵”的含义。

3.相控阵雷达的历史及发展

3.1相控阵雷达的历史

相控阵技术，早在20世纪30年代后期就已经出现。1937年，美国首先开始这项研究工作。但一直到20世纪50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。

20世纪60年代，美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达，多用于弹道导弹防御系统，如美国的AN/FPS-

46、AN/FPS-8

5、MAR、MSR，前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达，其共同点：采用固定式平面阵天线，天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”最为典型。

20世纪70年代，相控阵雷达得到了迅速发展，除美苏两国外，又有很多国家研制和装备了相控阵雷达，如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最为典型的有：美国的AN/TPN-25、AN/TPQ-37和GE-59

2、英国的AR-3D、法国的AN/TPN-

25、日本的NPM-510和J/NPQ-P

7、意大利的RAT-31S、德国的KR-75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。

20世纪80年代，相控阵雷达由于具有很多独特的优点，得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达，它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而，大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪，相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点，其制造和研究更上一层楼。

3.2 相控阵雷达技术的发展

3.2.1雷达体制从无源到有源

作为有源相控阵雷达的前身，无源相控阵雷达的发射机与天线分离配置，射频能量从发射机通过复杂昂贵的波导管馈送至天线。但是，波导管穿过甲板、隔舱等舰体结构，自然会影响舰体的强度；而且这种配置的可靠性也较低，一旦发射机组或波导管出现故障或战损，就会导致整个雷达系统的失效。同时，无源相控阵雷达由行波管之类的发射机来提供功率，要增大雷达发射功率不那样容易。人们认识到了无源相控阵雷达的上述缺点，设法寻找新的雷达模式。

微波集成电路的快速发展带来了机遇－－人们可以在砷化镓晶片上做出几厘米大小、能发射/接收电磁波的小单元，用来取代庞大的行波管和天线。将一个个这种小单元（移相器）排成阵列，就成为发射机与天线合一的有源相控阵雷达。与无源相控阵雷达不同，有源相控阵雷达抛弃了集中式发射机，而是每一个天线单元都配备一个独立的雷达发射机，只要增加天线的发射/接收单元数，就可以增加发射功率。

有源相控阵雷达不使用穿过舰体的波导管，降低了系统的复杂性和体积，也相应减少了馈电系统造成的能量损耗；每个天线单元均具备独立发射与接收电磁波的功能，少数天线单元的故障或受损不会导致整个系统的失效，故可靠性与抗战损能力有了大幅度的提升；高峰值功率是通过诸多天线单元合成的方式来实现的，因此降低了对微波元件的峰值功率要求，有助于降低成本。同时，有源相控阵雷达在雷达波束的分配、管理与运用上也更加灵活，有利于提高雷达系统的反应速度与效率。

3.2.2 全面提升电子对抗能力

在电子对抗日趋激烈的未来海战场环境中，为了有效地发挥雷达的信息作战优势，强大的抗干扰、电子压制能力不可或缺。面对海军作战区域由远洋向近岸水域转变的趋势，水面舰艇所面临的威胁与实战环境也变得更加复杂。对舰载相控阵雷达来说，浅滩、急流、礁石、岛屿、海岸线陆地、丛林等复杂地形所造成的杂波和多重反射，对海空目标的侦测造成了很大干扰，急需提高雷达的抗干扰能力。而有效对抗反辐射导弹的威胁，也成为确保舰载相控阵雷达生存和有效运用的必要前提。 采用雷达低截获概率技术

3.2.3增强弹道导弹侦测能力

海基导弹防御系统比陆基系统有更高的灵活性和远程机动部署能力，因此，侦测弹道导弹并引导防空导弹实施拦截，已成为舰载相控阵雷达的重要使命。美国改进AN/SPY-1系列相控阵雷达，以满足海基反导的需求；英国的“桑普森”相控阵雷达具备了相当的侦测弹道导弹的潜力，已获得美国弹道导弹防御局的资助；荷兰的“阿帕”雷达也具备一定的探测弹道导弹能力，有可能成为欧盟发展海基战区导弹防御的基础。

除此而外，舰载相控阵雷达还力求与舰载指控系统、数据链、编队网络整合并高速交换数据，争取能通过雷达反射特性快速辨识目标舰（机）。长远目标是整合各种舰载雷达的功能，以期用1部多功能相控阵雷达满足从远程导弹拦截到近距防御的多种需求，如远距离探测、跟踪、目标锁定以及各类舰载武器的导引、作战指挥，从根本上简化舰艇的雷达配置。

3.3 中国装备

经过十年时间，周万幸造就了“海之星”，不仅让中国成为了第三个拥有自主创新舰载多功能雷达的国家，还被美国中情局评价称，该雷达是中国真正自主创新研制的相控阵雷达。它的研制成功标志着中国第一部舰载多功能相控阵雷达的研制已达国际领先水平。

新型导弹驱逐舰“武汉”号、“海口”号的高技术装备广受关注。“海口”号上的相控阵雷达是目前最先进的雷达之一，不但能扫描探测目标，还能对发出的导弹进行跟踪，对空探测距离、引导能力和同时处理的目标数量，在世界范围内都处于领先地位。“武汉”号上的超视距雷达可对敌舰艇实施超视距攻击，并且可以同时攻击多批次水面目标。另外，两艘驱逐舰上都安装的三坐标对空警戒雷达能探测方位、距离、高度。 美国环球战略网2009年10月8号刊登了名为《中国航母预警机》的文章。文章推测中国正将一种类似于曾装备的较大型“空警-200”型预警机的相控阵雷达设备配备在重达21吨、双引擎的“运-7” （Y-7）运输机上。运-7飞机为中国仿制俄罗斯安-24型运输机。中国的“运-7”预警机将承担类似于美国23吨重的E-2型航母舰载预警机作战职责。

4.参考文献

【1】飞扬军事 http://www.daodoc.com/

【3】铁血网：科普：相控阵雷达工作原理及类型简介 http://bbs.tiexue.net/post2_3832670_1.html

【4】网易：美媒：中国为运7装相控阵雷达作为航母预警机，2009年10月10日 http://war.news.163.com/

【5】新浪网：官方揭秘:中国海军相控阵雷达已达世界先进水平http://blog.sina.com.cn/

【6】东方军事网：尹卓委员:我护航军舰的相控阵雷达世界领先，2009年3月3日 http://mil.eastday.com/m/20090303/u1a4214401.htm 【7】邵余红 圆柱状战术有源相控阵雷达1997 【8】赵杰 EL/M-2080反弹道导弹预警和火控雷达系统1997 【9】国外空地/地空导弹手册1985 【10】陈树峥 新技术在战略战术相控阵雷达中的应用1989

第16篇：摄影技术论文

我的摄影技术课

计算机学院 信管092001班 丁彬彬

因为酷爱摄影，所以当初选课时一看到有《摄影技术》这门选修就毫不犹豫地选报了。虽说自己也照过不下几千张照片，但对摄影技术方面知识的了解也不是很多，经过这一学期的学习，我也对摄影的技术有了进一步的认识，明白了摄影并不仅是简单的拍摄，而是包含着更多的文化和意义。

这门课程讲过很多内容，像镜头、焦距、光圈、景物特点、摄影中光的应用、快门等等。这些零散的知识点上课时老师讲的都很清晰,当然也有做一些笔记。

摄影方面有两种观点，其中，技术至上论：摄影是一门对技术要求很高的艺术，一幅照片要有清晰的影像、准确的曝光、良好的色彩还原。掌握这种技能与否是衡量一个人是不是有摄影师素质的基本要求。但是技术至上论也有不科学的一面，它过分地强调了技术对摄影创作的意义，忽视了创造性。一幅艺术作品不能仅仅停留在准确的曝光、良好的冲洗、清晰的影像这三个方面，它应该是摄影者对于生活的一种灵魂的呐喊，应该充分地表现摄影者的人生观、世界观。意识至上论：摄影作为一门艺术，在艺术创造上应该有较高的意识，有较高的美学、哲学和自然科学、人文科学等方面的知识，有强烈的创作欲望，力求创新，突破视觉 规律，创作出有摄影者特定的风格的作品。如果不能，那么摄影者往往会变得很匠气，只知道模仿复制，那就无法将摄影提

1高到艺术的层面上。但是艺术至上论也有其不可忽视的缺点，它太强调自我意识，往往会忽视摄影中的科学规律，忽视基本功的训练，往往造成摄影者眼高手低，不能够充分地表达自己的创作目的。

综合以上两种观点的优缺点，初学者在学习摄影时，首先应该掌握摄影的基本技术，只有全面掌握了这些技术，才能在日后的学习创作中有良好的表现。当然，初学者对意识的培养也是不可缺少的，在学习基本技术的同时，还应加深自身的艺术修养，在提高技术水平的同时也相应提高意识水平。

标准镜头：焦距长度和所摄画幅的对角线长度大致相等的摄影镜头。其视角一般为45°～50°。标准镜头通常是指焦距在40至55毫米之间的摄影镜头，标准镜头所表现的景物的透视与目视比较接近。 它是所有镜头中最基本的一种摄影镜头。

标准镜头是大多数35毫米单镜头反光式照相机配备的镜头。因用它拍的照片显得自然，与别的镜头相比，你可能更愿意用它。之所以叫标准镜头，是因为它的透视效果自然，而且其景角与人眼视觉中心相似。大多数35毫米照相机标准镜头的焦距，在45-55毫米之间。 照相机镜头的焦距,是镜头聚焦在无限远时,从照相机胶片平面至镜头光学中心的距离。 35毫米照相机上的标准镜头，通常有像f/2.8、f/2或者f/1.2这样的最大光圈。配合当今的高感光度胶片，最大光圈大约为f/1.8的标准镜头，通常就够用了。买最大光圈为f/1.4或者f/1.2的镜头，要多花很多钱。

最大光圈大的镜头，允许你在暗弱光下手持照相机拍摄。使用大光圈，例如f/1.8，还有利于你用高速快门凝固动体。不过，这样的最大光圈，景深（最远清晰点到最近清晰点之间的距离）相当小，要仔细对焦。否则，除了远处的被摄体，其他一切都会显得模糊。

标准镜头给人以记实性的视觉效果画面，所以在实际的拍摄中，它的使用频率是较高的。但是，从另一方面看，由于标准镜头的画面效果与人眼视觉效果十分相似，故用标准镜头拍摄的画面效果又是十分普通的，甚至可以说是十分“平淡”的，它很难获得广角镜头或远摄镜头那种渲染画面的戏剧性效果。因此，要用标准镜头拍出生动的画面来又是相当不容易的，即使是资深的摄影师也认为用好用活标准镜头并不容易。但是，标准镜头所表现的视觉效果有一种自然的亲近感，用标准镜头拍摄时与被摄物的距离也较适中，所以在诸如普通风景、普通人像、抓拍等摄影场合使用较多，最常见的纪念照，更是多用标准镜头来拍摄。另外，摄影者往往容易忽略的是，标准镜头还是一种成像质量上佳的镜头，它对于被摄体细节的表现非常的有效。

可变焦距镜头，即变焦镜头：变焦镜头是在一定范围内可以变换焦距、从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围的照相机镜头。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，因此非常有利于画面构图。由于一个变焦镜头可以兼担当起若干个定焦镜头的作用，外出旅

游时不仅减少了携带摄影器材的数量，也节省了更换镜头的时间。

摄影用光技巧：摄影的灵魂就是用光，就像一个摇滚乐队，灵魂是重低音贝司。光影的魅力就是无穷无尽的，正如一位大师所说，用光就是把物体雕塑出来。光影就是一个百宝箱，如果运用得当，会给图片带来全新面貌。如果影棚里有8-9个主光位，这就不太合理了，因此模仿“太阳”的灯光为止，做到光位尽量统一，广远主次分明为最佳的方法。有时不惜用5-6只灯去组织出一个主光源，在影棚中制造一个人工太阳。主光源最好是在家具正上方，并加柔光屏使光柔和漫射，大面积柔光可扫一大片。另用几只硬光（高瓦秒数的影视闪光灯），根据需要选择不同孔径的蜂巢罩在灯的标准套上，远远打过去，在家具主体上就会出现几个很亮的局部光区，这样就立刻打开了家具的明暗调性，让人看了感觉很优雅。光性有多种，或柔和或强烈，或梦幻或鲜活，或清澈或朦胧，或火热和荒凉或突然或细腻，或阴暗或早春，或笔直或倾斜，或感性或受控，或平和或苍白。如果拍摄卧房家具，想让气氛显得柔和，就可以用柔和的灯光，梦幻般的灯光来去的这种效果，而不要借助低对比度的滤光器。鲜活的光是指反差较鲜明，充满生机的光，而死气沉沉的光责是缺乏层次感，没有影子的。清澈的光要有反差度，又不能太过。

光圈：拍摄人像，采用大光圈，以求得浅景深。在主体比例不是很大的情况下会比较突显出来。使用大光圈还有一个好处，

就是天气较阴暗的情况下，快门速度不至于慢于安全限度。

快门速度：何谓快门速度的安全限度?就是一个“临界值”，比这个限度更快的速度，可以免去因为手的晃动，及被摄者的移动而造成画面模糊，但是快门安全限度因人而异。首先，看被摄者是否移动以及移动的程度，移动中的被摄者通常要冻结画面，1/250可能比较保险，若是被摄者固定不动，相机架上脚架，大概1/8秒甚至1/4秒也可以冻结住。再来，我们考虑拍摄者本身手的稳定度，每个人的手稳定度都不同，大概1/60秒而画面不模糊，是大家都可以达到的。例如笔者手的稳定度不很好，大概1/30以下就不行，得借助脚架了，各位同行不妨试试看自己的手持的安全限度有多少？总结来说，拍摄固定不动的model，手持在1/60秒应该没问题，在拍摄移动中的model那就用1/250秒以上吧！

以上都是我这学期学到的一些知识，当然还有很多小问题不是很明白，不过，在以后的道路上还要继续学习和实践。最后，我要感谢老师的辛勤教导让我学到了很多以前不懂的知识。希望以后有机会能了解和学到更多有关摄影方面的知识来丰富自己的生活和学习。

第17篇：《网络安全技术》论文

常见防火墙技术分析

摘要:

计算机网络是一把双刃剑，它的开放性和便利性的同时，也增加了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性。

本文首先会简单地讲述目前计算机网络存在的安全隐患，我国网络安全的现状及网络安全问题产生的原因。

其次，由于网络安全威胁的存在，防火墙应运而生。防火墙是网络安全的关键技术, 其本质是一种隔离技术，其核心思想是在不安全的网络环境中构造一个相对安全的子网环境。 本文将重点从安全功能、体系结构、实现防火墙的主要技术手段及配置等方面分析防火墙。 关键词:网络安全 ，防火墙 ， 防火墙类型

1.我国网络安全的现状

1.1研究背景

“计算机网络安全”定义：国际标准化组织（ISO）将“计算机网络安全”定义为：“为数据处理系统建立和采取的技术和管理的安全保护，保护网络系统的硬件、软件及其系统中的数据不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠、正常地运行，网络服务不中断。其具有以下五个方面的特征：保密性、完整性、可用性、可控性和可审查性。

当前，计算机已经被广泛地用于社会生产和生活的各个领域。特别是随着信息化和技术化的不断推进，计算机也在更加深刻地影响着社会的方方面面。

计算机网络安全问题主要有：信息在传输的过程中，数据被篡改和复制，以及拦截和查看，甚至遭受恶意的病毒攻击等。这些安全问题严重影响着计算机网络的正常运行，出现系统瘫痪或重要数据的泄漏，造成不可挽回的严重后果。

网络安全的主要威胁有：窃听、网络嗅探、拒绝服务、假冒、授权侵犯、计算机病毒。

1.2研究意义

为了有效解决网络安全问题和威胁，构建安全可靠的网络安全环境，我国有必要从技术方面对防火墙进行完善。基于网络内部和外部环境的特殊性，防火墙技术是目前保护网络安全最为有效地技术，不仅能够对网络传输的数据进行检查，还能对整个网络进行监控。

2.防火墙技术的概述

2.1防火墙技术的定义

防火墙是设置在被保护网络和外部网络之间的一道屏障，主要用来保护安全网络免受来自不安全网络的入侵，实际上是一种隔离技术。简单地说就是，防火墙是在两个网络间进行访问控制,它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络, 同时将你“不同意”的人和数据拒之门外, 最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络,防止他们更改、拷贝、毁坏你的重要

信息。不同的防火墙，配置的方法也不同，这取决于安全策略，预算以及全面规划等。

它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口，有效地加强网络之间访问控制。它是提供信息安全服务，实现网络和信息安全的基础设施，是一种非常有效的网络安全模型。

如图1：

2.2防火墙技术的发展史及分类

纵观防火墙近年来的发展,可以将其划分为如下四个阶段(即四代)及相应的分类。

2.2.1 第一代防火墙：基于路由器的防火墙

第一代防火墙技术几乎与路由器同时出现，采用了包过滤（Packetfilter）技术，从而使具有分组过滤功能的路由器成为第一代防火墙产品。简单地说，第一代防火墙产品一般是基于源地址和目的地址、应用或协议以及每个IP包的端口来作为出通过与否的判断。一个路由器便是一个“传统”的网络级防火墙,大多数的路由器都能通过检查这些信息来决定是否将所收到的包转发,但它不能判断出一个IP包自哪里，即将去哪里。

特点:

（1）网络级防火墙简洁、速度快、费用低,并且对用户透明；

（2)可利用路由器实现对分组的过滤;

（3)把地址、端口号、IP旗标及其他网络特征作为判断依据

不足：

（1）本身具有安全漏洞，外部网络要探寻内部网络十分容易。

（2）分组过滤规则的设置和配置存在安全隐患。对路由器中过滤规则的设置和配置十分复杂，它涉及到规则的逻辑一致性、作用端口的有效性和规则集的正确性，一般的网络系统管理员难于胜任，加之一旦出现新的协议，管理员就得加上更多的规则去限制，这往往会带来很多错误。

（3）路由器防火墙的最大隐患是:攻击者可以“假冒”地址。由于信息在网络上是以明文方式传送的,黑客(Hacker)可以在网络上伪造假的路由信息欺骗防火墙。

（4）路由器防火墙的本质缺陷是:由于路由器的主要功能是为网络访问提供动态的、灵活的路由,而防火墙则要对访问行为实施静态的、固定的控制,这是一对难以调和的矛盾,防火墙的规则设置会大大降低路由器的性能。

2.2.2第二代防火墙：用户防火墙工具套

1989年，贝尔实验室的DavePresotto和HowardTrickey推出了第二代防火墙，即电路层防火墙。为了弥补路由器防火墙的不足,很多大型用户纷纷要求以专门开发的防火墙系统来保护自己的网络,从而推动了用户防火墙工具套的出现。

他能够检查进出的数据包,通过网关复制传递数据,防止在受信任服务器和客户机与不受信任的主机间直接建立联系。他并且能够理解应用层上的协议,能够做复杂一些的访问控制,并做精细的注册和稽核。

特点：

（1)将过滤功能从路由器中独立出来,并加上审计和告警功能;

（2)针对用户需求,提供模块化的软件包;

（3)软件可以通过网络发送,用户可以自己动手构造防火墙;

（4)与第一代防火墙相比,安全性提高了,价格也降低了。

不足：

（1）无论在实现上还是在维护上都对系统管理员提出了相当复杂的要求；

（2）对用户的技术要求高;

（3）全软件实现,安全性和处理速度均有局限，使用中出现差错的情况很多。

2.2.3 第三代防火墙：建立在通用操作系统上的防火墙

基于软件的防火墙在销售、使用和维护上的问题迫使防火墙开发商很快推出了建立在通用操作系统上的商用防火墙产品。近年来市场上广泛使用的就是这一代产品

特点:

（1)是批量上市的专用防火墙产品;

（2)包括分组过滤或者借用路由器的分组过滤功能;

（3)装有专用的代理系统,监控所有协议的数据和指令;

（4)保护用户编程空间和用户可配置内核参数的设置;

（5)安全性和速度大大提高。

不足：

（1)缺乏安全保障，因为作为基础的操作系统及其内核往往不为防火墙管理者所知；

（2)由于大多数防火墙厂商并非通用操作系统的厂商,通用操作系统厂商不会对操作系统的 安全性负责;

（3)从本质上看,第三代防火墙既要防止来自外部网络的攻击,还要防止来自操作系统厂商的攻击。

2.2.4第四代防火墙：具有安全操作系统的防火墙

1992年，USC信息科学院的BobBraden开发出了基于动态包过滤（Dynamicpacketfilter）技术的第四代防火墙，后来演变为目前所说的状态监视（Statefulinspection）技术。1994年，以色列的CheckPoint公司开发出了第一个基于这种技术的商业化的产品。

特点：

（1）防火墙厂商具有操作系统的源代码，并可实现安全内核。

（2）对安全内核实现加固处理：即去掉不必要的系统特性，加上内核特性，强化安全保护。

（3）对每个服务器、子系统都作了安全处理，一旦黑客攻破了一个服务器，它将会被隔离在此服务器内，不会对网络的其他部分构成威胁。

（4）在功能上包括了分组过滤、应用网关、电路级网关，且具有加密与鉴别功能。

（5）透明性好，易于使用。

2.3 防火墙技术的功能

（1）访问控制功能。是一种简单、有效的安全控制技术，也是防火墙最基本也是最重要的功能，通过禁止或允许特定用户访问特定的资源，保护网络的内部资源和数据。需要禁止非授权的访问，防火墙需要识别哪个用户可以访问何种资源。

（2）防止内部信息外泄。根据数据内存进行控制，如防火墙可以从电子邮件中过滤掉垃圾邮件，可以过滤掉内部用户访问外部服务的图片信息，也可以限制外部访问，使它们只能访问本地Web服务器中一部分信息。

（3）集中管理功能。防火墙是一个安全设备，针对不同的网络情况和安全需要，需要制定不同的安全策略，然后在防火墙上实施，使用中还需要根据情况改变安全策略，因此防火墙应具备集中管理功能。

（4）阻挡外部攻击。如果用户发送的信息是防火墙设置所不允许的，防火墙会立即将其阻断，避免其进入防火墙之后的网络中。

（5）自身的安全和可用性。防火墙要保证自身的安全不被非法侵入，保证正常的运作。如果防火墙被侵入，防火墙的安全策略被修改，这样内网就变得不安全。

（6）数据包的透明转发。由于防火墙一般部署在提供某些服务或应用的服务器前。用户对服务器的访问的请求与服务器反馈给用户的信息，都需要经过防火墙的转发。因此，防火墙具备网关功能，方便数据包的转发。

3防火墙技术在计算机网络安全中的运用

从整体上来说，计算机网络安全是通过网络的管理控制，以及技术的解决办法，确保在网络的环境中，保护数据进行使用和保密，及完整性。计算机网络安全主要有物理和逻辑安全。但是根据使用者的不一样，对网络安全的理解也就会不一样。如：一般的使用者认为，计算机网络安全就是在网络上传自己的隐私或者是重要的信息时，能够保护信息不能被窃听和篡改，以及伪造。而网络的供应商们则认为，除了保证网络信息的安全，还要考虑各种对网络硬件破坏因素的保护，以及在出现异常时恢复网络通信的保护。

(1）加密技术。即信息的发送方先对信息做加密处理，密码由和接收方掌握，接收方接收到经过加密处理的信息后，用解密密钥对信息进行解密，从而完成一次安全的信息传输。加密措施利用密钥来保障信息传输的安全性。

(2）身份验证。通过对网络用户的使用授权，在信息的发送方和接收方之间通过身份认证，建立起相对安全的信息通道，这样可以有效防止未经授权的非法用户的介入。

(3）防病毒技术。主要涉及对病毒的预防、检测以及清除三方面。

其一，在网络建设中，安装防火墙对互联网之间的交换信息按照某种规则进行控制，构

成一道安全屏障来保护内网与外网间的

信息和数据传输，确保网络不被其他未经授权的第三方侵入。

其二，网络的连接如果是由路由器和互联网相连，服务器有WWW和DNS、FIP

和Email等，且IP地址确定，同时该网络拥有一个C类IP地址。那么该网络首先要进入主干网，对主干网的中心资源采取访问控制，禁止服务器以外的服务访问。然后，为了防御外来非法访问盗用，在连接端口接收数据的同时，就要检查IP和以太网的地址，丢弃盗用IP地址数据包，并将有关的信息进行记录。实际的操作过程是：预设控制位102，当防火墙与IP、以太网地址访问到某个地址属于非法访问，那么防火墙就会自动将路由器中的存取控制表进行更改，过滤非法的IP地址包，以阻止外来的非法访问。

结束语

随着计算机网络的快速发展和运用，网络为人们带来便捷的同时，也带来了一定的安全问题。由于网络安全不仅与技术和管理有联系，对网络的使用和维护等也有联系。虽然目前防火墙技术是防止网络威胁的主要手段，只有将网络安全与防火墙技术结合进行研究，才能消除安全隐患，确保整个网络的安全、稳定、可靠的运行，提供更好的安全服务。

为提高防火墙对网络的安全性能，未来的防火墙技术将全面考虑网络的安全、操作系统的安全、应用程序的安全和数据的安全。未来防火墙将朝着智能化、高速、多功能化、更安全的方向发展。

参考文献

唐昊，论防火墙技术在网络安全中的作用，2011年第7期

张瑞，计算机网络安全及防火墙技术分析 ，2012年第24期

安淑林，防火墙技术分析 ，2008年第6期

王春璞，网络安全与防火墙技术分析 ，2012年第1期

刘益洪，陈 林，基于防火墙的网络安全技术分析，2008年第06期

致谢 本论文是在我的老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他以严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。曾老师上课的时候以幽默风趣的教学风格，师生互动的教学模式，生动的举例，传授计算机网络基础相关知识。在此谨向曾老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意!

The analysis of the common firewall technology

Deluxe Zhang

Abstract:

It’s well known that computer network is a double-edged sword.It can not only provide us with great openne and convenience, but also increase the poibility of damaged or violated private information and data.

To begin with， this article will relate the current risks of network security and explain main reasons of the network security problems.

Then, the firewall emerged due to the threats of network security, what’s more, it’s the key technology to network security.In eence, firewall the isolation technique, while its main idea is creating a relative safety sub-network environment in an unsafety network environment .

This article analyses several important aspects of firewall from thebasic security functions, architecture and the main means of achieving the firewall with configuration.

Key words：Network security ，Firewall ，The type of firewall

第18篇：现代教育技术论文

影响大学生网络学习行为的因素分析研究

【摘要】近年来，随着互联网技术迅猛地发展，网络学习已经成为大学生学习与生活中不可或缺的一部分。借助网络环境和数字化技术开展的网络学习活动已发展成为实现学习的终身化和社会化的一种有效途径。在网络环境下，要使大学生具备继续学习和终身学习的能力，使他们将来更好地为社会服务，必须积极调动学生的非智力因素和一切有效的现代化育手段，培养学生自主学习的能力。因特网上浩瀚的学习资源及其不同于传统学习的特点，吸引了越来越多的高校大学生通过计算机网络进行学习，由于学习者的网络技能和学习风格等不同，由此产生了一系列的研究课题，其中关于网络学习行为方面的研究成为了当前的热点之一 。所以本文就影响大学生网络学习行为因素的分析 进行表面上的探讨。

【关键词】大学生 网络学习行为 能力 发展 趋势

网络学习行为的因素分析是开展网络教学系统设计和网络教育资源开发的重要基础，旨在希望对大学生网络学习行为展开研究，为我国网络教育发展提出合理化建议。基本思路分为四步：（1） 网络学习的出现与发展；（2）如何评估网络学习行为，根据相关知识和我国大学生对网络学习行为的认识进行阐述；（3）网络环境因素对网络学习行为的影响；（4）网络学习的发展前景。

一、网络学习的出现与发展

网络教学是随着计算机与通讯技术的发展应运而生的一种教学模式，它的最大的特点就是师生处于时空准分离状态，其发展主要是借助于网络的发展，具有巨大的教育优势，如提供丰富充足的学习资源，教学内容更新快速，师生交互形式多样化，学生反馈及时等，这些作用都足以使网络教学成为现在网络学习的首选。

20世纪90年代以来，网络技术的发展推动了人类社会向信息社会的迅速转变。网络媒体从一登上舞台就显示出它强大的生命力和巨大的信息优势，迅速地进入了管理、金融、商业、通讯、新闻、医疗、教育、技术、产业、娱乐等一切与信息紧密联系的领域。网络媒体具有无法替代的实时交互功能，这让网络教育成为一种极富自身特色的崭新教育形式。

1996年8月，在美国由加利福尼亚、德克萨斯等10个州，各州认可的、各高等院校承认课程学分的网络虚拟大学创建了，学生在网络课堂中上课、考试、完成学业并最终获得学士学位证书，从而正式拉开了网络远程教育的序幕。这一举措给网络学习者创造提供一个自主学习、协作学习的学习支持环境，让学习者充分利用网络上丰富的资源，采用适合自己认知风格的学习方式，在任何时间地都能够进行自主学习。

国外开展远程网络教育的学校中最具有代表性的是英国的开放大学，1998年有注册学生23万名，有4 万多名开放大学学生通过家庭或工作场所的计算机网络进行学习。英国开放大学作为远程教育的一个典范，经英国大学拔款委员会评估，在全英国101所大学中，基学科教学质量名列第十位，科研水平排名第二十七位，这是非常了不起的。这说明远程教育的发展前景是美好的。

在中国市场，网络教育广义涵盖了所有以网络及其他电子通讯手段提供学习内容、运营服务、解决方案及实施咨询的市场领域。从细分市场看，可分为幼儿网络教育、中小学网络教育、高等网络教育、企业E-learning网络教育、职业与认证培训网络教育五个市场。

《2013-2017年中国网络教育行业市场前瞻与投资预测分析报告》显示，我国网络教育市场发展迅速，2010年市场规模达到541亿元，同比增长19.9%。网络教育中，高等网络教育仍占较高的份额，职业认证教育增长快，但整体份额仍然不高;网络教育的发展模式和服务模式亟待创新，传统的视频类、互动性不足的网络教育模式需要进行重构。

从总体情况看，我国的网络教育市场总体仍处于起步阶段。根据教育部高教司的数据：我国远程教育1998年起步时全国仅有学生2931人，1999年达到3.2万人，2003年已经达到230万人，发展速度非常之快，表明我国现代远程教育的规模在不断扩大。不过，随着国内的信息化程度，网民对网络教育认知程度，以及学历教育社会认可度的提高，网络教育市场规模增长速度很快。网络教育也在快速的跟进国际的步伐，但是也明显的存在着给及不足且不能普及，而如何使网络教育能够在中国市场长久生存且普遍的使用，这也是我们每个人应该思考的问题，那么在普及用的情况下，如何使网络教育产生最大的利用价值也随之而来，因此面对如此多的棘手的问题我们要不断的探索。在探索中寻找的我们自己的真正的出路。

前瞻网认为，伴随企业资金募集能力的增强和社会教育需求的持续增长，未来网络教育市场将呈现出“百花齐放”的态势，教育产业多元化、服务国际化和经营品牌化等趋势将不可避免。知识已经成为第一生产力，人们对知识的重视 超过以往的任何一个年代。随着中国网民快速增长和对电脑操作水平的提高以及国家对网络教育的支持，网络教育市场有着不可估量的发展潜力。

二、如何评估网络学习行为

现代网络学习模式与传统学习模式相比,可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性,既可以采用个别化教学,又可以进行协作型教学。它可以克服传统教育的局限性,形成一种主动、协作和开放的学习模式,充分考虑并设计双向教学环境,采取有提问、有反馈、有交流的教学方法。

由于网络学习行为对社会的波及层面比较广，下面主要从学生和教师两个方面做简要分析: 2.1、网络学习对老师来说是一场职业的变革

利用网络进行学习将使教师的的职业变得更为专业化，教师的身份既是现实世界中面对面的教师，也有出现在网络中的虚拟教师，网络学习必将使教师的职业和职能产生重要转型，社会对教师的专业会提出更高的要求。

首先是变“讲师”为“导师”，在利用网络进行学习的过程中，教师的主要职能是“导”，也就是指导、引导、教导和辅导。教师从传统教学的“独奏者”过渡到“伴奏者”的角色。此时的教师应该成为一位学习顾问 ，一位交换意见的参与者。

其次实现了从“师道尊严”到“师生平等”的转变，网上的互动、教育资源的共享、教育对象的社会化，使得教师与学生之间发生了根本性的改变，师生关系更多的是一种朋友式，合作伙伴式的关系。

最后网络学习对教师的素质和能力提出了新的挑战，21世纪是网络与信息的时代 ，一个合格的教师必须要具有创新精神、创造能力和信息处理的能力。开展网络教学对教师是一种冲击，更是一种挑战，教师不仅要掌握现代科学文化知识，能够运用现代化化教学手段，还需要根据网络教育的特征和学生的认知规律，恰当地选择和运用各种教育媒体，进行系统教学方法的设计。为此，教师要充分的认识自己在网络时代肩负着国家发展和社会进步的历史使命和责任。所以，随着网络化时代的到来，广泛的应用网络技术与课堂已成为教师必备的基本技能之一。

2.2、网络学习对学生来说是一场学习的变革

传统的教育把学生学习建立在人的客观性、受动性、依赖性的基础上，过分强调知识的接受与掌握，从而在实践过程中导致了对学生知识过程的片面理解，使学生的学习成了纯粹的被动接受、记忆的过程。网络学习强调了学生学习的主动性、能动性和独立性，将学习过程更多的转化为学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。

对学生来说，网络学习是一种“链接式”学习，即学生利用网络的链接实现学习的非线性化。“链接式”学习实现了学生学习的自主化和个性化，利用网络进行学习过程，使选题、开题、研究、结论整个过程都可以成为一种创新活动，是一种创新性学习，所以对学生来说是一种学习上的变革。

三、网络环境因素对网络学习行为的影响

任何一项科技创新 都是在一定的环境作用下 应运而生的，网络自主学习也不例外。环境总是与一定的空间或范围有关，有大有小。从小的角度看，网络环境可以理解为“学习者在追求学习目标和问题解决的活动中可以使用多样的工具和信息资源并相互合作和支持的场所”；从大的方面去理解，网络环境可以包括整个虚拟的现实的世界，即赛伯空间（cyberspace）。也就是说，网络环境不仅仅是指网络资源与网络工具发生作用的地点，还可以包括学习氛围、学习者的动机状态、人际关系，教学策略等非物理形态。从教学设计的角度看，网络环境更多的是指网络资源与网络工具的组合。

21世纪是网络信息时代，信息技术的飞 速 发 展 无 疑 将 影 响 教 育 的 模 式。随着学校的教 学 设 施、办 学 条 件 的 进 一 步 改 善，计 算 机 将 成 为 学 生 探 索 知识 的 重 要 工 具。随着学校的 教 学 设 施 办 学 条 件 的 进 一 步 改 善 计算 机 将 成 为 学 生 探 索 知识 的 重要 工 具。学 生 的 学习渠道不再仅仅是从教师那里获得，也不再仅仅表现在对教科书内容的记忆与内化上，而 是 凭 借 信 息 技 术 这一 现 代 化 手 段 多 方 面 多 层次 的 获 取 知 识。在学 校，网 络 逐 步 成 为 学 生进 行自 主 学习活 动 的 有 效 资 源，并 成 为 教 与 学 双 方 面 的 重 要 手 段 。

网 络 教 育 正 和 我 们 走 得 越 来 越近，以 多 媒 体 技 术 和 网 络 通 讯 技 术 的 应 用 为 核 心 的 现 代 教 育 技 术 的 发 展 ，不 仅 带 来 了 横 跨 时 空 的全 新 的 教 学 方 式，而 且 促 进 了 教 学 观 念、教 学 过 程、教 学 模 式 等 的 深 刻 变 革，传统 学习方 式 已 表 现 出 它 的 局 限 性，网 络 信 息 的 传 播 冲 击 着 传 统 的 教 育，使主动的、探索式的、个性化 的 学习成 为 可 能，它 促 使 教 育 向 着 信 息 化、社会化、网 络 发 展。现行的《基 础 教 育 纲 要 》指 出“教 师 在 教学 过 程 中 应 与 学 生 积 极 互 动”，“促进学生在 教 师 指 导 下 主 动 地、富 有个 性 地 学习”，“充 分 发 挥 信 息 技 术 的 优 势 ，为 学 生的 学习和 发 展 提 供 丰 富 多 彩 的 教 育 环 境 和 有 充 满 乐 趣 的学习模式，培 养 和 提 高 学 生 自 主 学习能 力 就 成 为 教 育 教 学 改 革 的 热 点。

当 代 大 学 生 是 时 代 浪 潮 与 文 化 浪 潮 的 双 重 主 体，肩 负 着 社 会 发 展、民族振 兴 的 艰 巨 使 命，其 中 创 新 精 神 又 是 发 展 与 振 兴 不 可 或 缺 的 重 要条件。由此，现 代 教 育 理 念的 培 养 目 标直指创造性人才，而创新思想的形成与发展又是以能力为基石，所以能力的 培 养 已 成 为 教 育 的 首 要 问 题。面 对 生 活 节 奏 的 不 断 加 快，生 活 空 间 的 逐 步 密 集，知 识 膨 胀 的 不可控制，传 统 的 课 堂 教 学 已 不 再 是 权 威 的 教 学 形 式 ，人 人 学习， 终 身 学习的学习型社会更使自主学习成为主要 的 学习方式。学会学习、具备终身学习的能力，是现代社会创新型、高素质人才不可缺少的基本素质。

四、网络学习的发展前景

所有人离不开教育：早期教育、课外辅导、少儿英语、职业教育、出国留学、商学院、移民服务„„而在信息化爆发式发展的趋势下，网络教育越来越凸显出优势：

1、网络教育可以突破时间和空间的限制，提升了学习效率；

2、网络教育可以跨越因地域等方面造成的教育资源不平等分配，使教育资源共享化，降低了学习的门槛。

网络教育的特色和优势：

1、资源利用最大化

各种教育资源通过网络跨越了空间距离的限制，使学校的教育成为可以超出校园向更广泛的地区辐射的开放式教育。学校可以充分发挥自己的学科优势和教育资源优势，把最优秀的教师、最好的教学成果通过网络传播到四面八方。

2、学习行为自主化

网络技术应用于远程教育，其显著特征是：任何人、任何时间、任何地点、从任何章节开始、学习任何课程。网络教育便捷、灵活的“五个任何”，在学习模式上最直接体现了主动学习的特点，充分满足了现代教育和终身教育的需求。

3、学习形式交互化

教师与学生、学生与学生之间，通过网络进行全方位的交流，拉近了教师与学生的心理距离，增加教师与学生的交流机会和范围。并且通过计算机对学生提问类型、人数、次数等进行的统计分析使教师了解学生在学习中遇到的疑点、难点和主要问题，更加有针对性地指导学生。

4、教学形式个性化

网络教育中，运用计算机网络所特有的信息数据库管理技术和双向交互功能，一方面，系统对每个网络学员的个性资料、学习过程和阶段情况等可以实现完整的系统跟踪记录，另一方面，教学和学习服务系统可根据系统记录的个人资料，针对不同学员提出个性化学习建议。网络教育为个性化教学提供了现实有效的实现途径。

网络教育的发展已经成为全球性的大趋势。为了解决教育资源的匮乏，实现资源的共享，许多国家的政府都把发展网络教育作为重要的战略决策，制定专门的计划，并组织实施。网络教育成为各级各类学校的一种重要教育手段和发展方向，也成为企业的一种重要的知识管理方式。已经有一百多个国家开展网络教育。几乎所有发达国家和发展中国家的政府都制定了相应政策，使网络教育手段在小学、中学乃至大学中得以利用。在一些企业里还出现了虚拟大学，这可能是21世纪世界一流企业的一个重要标志。

国家很重视发展网络教育，将其作为解决中国教育资源短缺、构建中国终身教育体系的有效途径。随着新技术、新媒体的发展，网络教育还将有更大的发展。未来大学教育发展趋势

历史上每一次重大科学技术革命都带来了大学的巨大变革，这些变革使人们对大学在整个社会活动中的地位和作用的认识更加明确和深刻。二十世纪末的信息革命将网络的触角向社会各个层面和角落延伸时，我们就可以预见，未来的大学将发生革命性的变革。

【参考文献】

1.黄克斌;网络学习行为及其分析系统研究[D];华中师范大学；2006年

2.黄萍;高校学生网络自主学习行为的调查研究[J];开放教育研究;2004年06期 3.张倩苇，桑新民网络环境下学习评价新模式的探索[J];中国远程教育;2002年06期

4.赵丕元;影响学生远程学习行为因素的分析[J];中国远程教育;2002年08期 5.南阳理工学院图书馆相关资料 6.百度词条中的“网络教育”

南阳理工学院

影响大学生网络学习行为的因素分析研究

姓名：潘婷婷

学院：经管学院

学号：1103125040 序号：b32 班级：11国贸

第19篇：显示技术论文

纳米元件与纳米显示技术

所谓纳米技术,就是研究纳米尺度——0.1~100纳米这种微观范围内物质所具有的特异现象和特异功能,并且在这个基础上制造新材料,研究新工艺,生产新器件的方法和手段。纳米技术作为一门新兴的综合性边缘学科,将为21世纪的信息科学,生命科学,分子生物学,生态科学和材料科学的发展提供一个全新的技术界面。市场调查公司Dataquest 在一份新发布的预测报告中指出,未来世界科技发展的九大关键技术之一就是纳米技术。纳米技术的发展将引发一场产业革命,其深远意义堪与18世纪的工业革命相媲美。欧盟委员会新发布的一份报告指出,到2005年,纳米技术产业将成为仅次于芯片制造的世界第二大制造业,到2010年,世界纳米技术市场规模将达到500亿美元.

一、纳米字母和元件微乎其微

纳米技术最早引起人们关注的是纳米技术的杰作--纳米字母。1989年,IBM公司的研究人员利用隧道扫描显微镜的探针移动氙原子,成功地将氙原子拼成了该公司的字母商标——“IBM”,紧接着,又成功地移动48个铁原子,排列组成了两个汉字--“原子”,1996年,IBM公司设在瑞士的苏黎世研究所又研制成功世界上最小的纳米算盘,它的算子仅有百万分之一毫米大小,是由碳原子连接成的球状分子碳60,他们发明的这种移动单个原子或者分子技术,为新一代电子元器件的研制开辟了无限美好的前景。

美国普林斯顿NEC研究所和赖斯大学的科学家成功地研制出纳米管,这是一种把碳气化之后用钴和镍进行处理而获得的长分子串,有很强的导电性,其强度比铜高100多倍,重量仅是铜的1/6。这种纳米管非常微小,5万个纳米管排列起来,也只有一根头发丝那么粗,纳米管是一种很理想的导体,是制造纳米元件、超微导线和超微开关的首选材料。采用体积缩小了几百倍的纳米管元件代替硅芯片,将引发计算机领域的革命。美国国家航天和宇航局艾姆斯研究中心的迪帕克·斯里瓦斯塔瓦正在研制一种连接纳米管的方法。用这种方法连接的纳米管可以用作芯片元件,发挥电子开关、放大和晶体管的功能。

斯里瓦斯塔瓦博士指出：“我们利用一种超级计算机模拟技术复制这些碳丝元件。实验表明,我们有望制造出这种全新的纳米元件。我们曾经使用量子分子力学方法,也就是使用一种全程跟踪变化的计算机模拟技术,成功地预测了分子结构。因此,纳米元件的制造成功是大有希望的。”

目前,尽管斯里瓦斯塔瓦博士提出的解决方案可能只存在于超级计算机模拟实验中,但是不能排除的可能性是,在传统的计算机中运行的芯片尺寸,被纳米元件取代后将会变得像头发丝那样细小

二、纳米涂层显现管大显身手

在普通显现管或者显示管上涂一层纳米材料,可以有效地防止电视机和显示器的静电,眩光和辐射。我国以前使用的这种纳米涂层材料全部依赖进口,山东烟台佳隆实业有限公司研制了一种新型纳米材料,打破了国外在该领域的垄断。国产纳米涂层材料将会大大降低彩电显现管的生产成本,增强国际市场竞争力,近年来,在国际市场上新兴的绿色环保型纯平彩管,促进了防静电,防眩光和防辐射的纳米涂层材料的研制。我国目前已建和正在兴建的彩管生产线,对纳米涂层材料的年需求量近千吨,市场价值超过2亿元。

三、纳米级新型电路设计 在现代电子设计中,由于电子电路变得越来越紧凑,许多导线紧密地缠绕在一起,彼此之间的信号相互干扰,导致整个电路的运行速度减慢,严重时甚至会发生短路。为了解决这个问题,美国珀杜大学电气与计算机工程系副教授考希克·罗发明了一种新颖的纳米级电路,能够显著减少导线之间的干扰,大大提高电路运行效率,并且降低电路制作成本。

与传统的电路设计不同的是这种新的设计巧妙地避免了产生干扰的两种主要因素：一种是纤细的金属导线经常重叠；另一种是两根紧紧相邻的平行导线内的电流方向相反。正是这两种因素使得线间电容量,也就是存储在导线绝缘材料之间的无用电量增加了,从而影响了整个电路的运行,降低电路的运行速度,甚至会在某个条件下导致电路故障。在新一代电路设计中,电容问题已经成为瓶颈之一,因为这些电路的功率比常规电路更低,为此,设计中采用了轻型电池,一次充电可以运行较长时间,由于导线之间的互相干扰而引发的故障率比常规电路更高。

考希克·罗在设计电路时,将线圈的紧密度降低,并且将平行导线内的电流运动方向改为同一方向,从而使导线之间的电容量大为降低。考希克·罗将这种技术用来设计纳米级电路,大获成功。他还设计出一种计算机模块来预测电路设计效果,引起了同行们的瞩目,认为这种纳米级新型电路设计是一种极具应用前景的新设计方法。

四、DNA连接纳米电子器件

在实验室制造纳米电子器件时,遇到最困难的问题是如何制造细小的纳米金属导线,以便用这种极其细小的金属导线把纳米元件连接起来。

在制造纳米金属导线时遇到困难之后,科学家们另辟蹊径,找到了用DNA分子连接纳米电子器件的新方法。

以色列技术研究所的科学家们最近发现,DNA链可用作生长微型电线的模板,科学家们使用一个DNA分子就能够成功地将一根银导线吊装在两个金电极之间的微小间隙上,这种新技术可用于生产纳米级电子器件。

DNA模板可解决生产纳米电子器件中最大的难题,这是因为纳米电子器件的一个重要特性是能够实现自装配,即这种DNA桥可以自动粘附到电极的粘端。特定的粘端可用于在特定电极间吊装导线,使纳米工程师可完全控制元件的连线,正确连线往往是工程师们遇到的最棘手问题之一。

目前科学家们面临的挑战是如何采用最有效,最廉价的方法制造出纳米器件。科学家们认为最好的方法设备对原子逐个进行排列,以使它们形成这种结构,从而达到“讨好而又不费力”的效果。

DNA金属来导电,但银导线的导电性能尚不能尽如人意,可能是由于沉淀颗粒太大的缘故。这个研究小组的科学家们正在实验用各种不同的金属,不同的生长条件和各种后生长处理来改善金属的导电性,以便能够顺利地制造出更多的纳米电子器件。

五、纳米技术芯片控制元件

德国埃森大学两名科学家通过控制金原子团的二维有序结构,日前研制成功一款世界上最小的微电子芯片控制元件,这项成果可以大大提高芯片的集成度,降低芯片能耗,这是纳米技术在微电子应用领域的重大突破。

微电子技术发展至今,其芯片控制元件最小的尺寸是180纳米,是目前微电子材料技术工艺可以达到的极限。为了研制出未来结构所需要的更小的控制元件,科学家们开始将注意力转移到金属原子团所呈现的量子效应的电子特性,制造出更小的纳米级控制元件。 用金属原子团制成的一个晶体管元件仅有10纳米大小,在它里面的金原子团微乎其微,只有1.4纳米大小。目前市场上计算机芯片最小的晶体管尺寸是180纳米,每个元件控制过程通过的电子数量约为10万个以上,而现在采用金属原子团制造的晶体管元件,其控制过程仅通过1个电子,因而能够极大地降低能耗,具有广阔的应用前景。

六、纳米粒子显示器呼之欲出

高清晰度平面屏彩电拥有极佳的图像质量,但是其高昂的价格却令人望而却步。不过这种情况很快就会改观,这是因为基于纳米粒子（粒径50nm）的几款新型纳米显示器即将走向成熟。纳米粒子显示器不仅价格低廉,而且显示屏很薄,所现实的图像比现有的PDF,LCD的清晰度和亮度更高。

美国正在开发的纳米粒子显示器,采用氧化钆或氧化钇制成栅网屏,这些氧化物中所含的稀土元素在电场作用下会发出亮光,如果含铕会发出红光,含铽会发出绿光,含铥会发出蓝光。另一种显示技术则是用纳米粒子制成发光二极管薄模显示器,拟用于军用飞机。在这种情况下,研究人员发现,纳米粒子的长度尺寸则可影响发光的颜色,由鎘和碲组成的2nm粒子会发出绿光,而其5nm的粒子则会发出红光。

为了使纳米粒子显示器实用化,可以一种尺寸比头发丝的十万分之一还要细小的纳米管来传送电子,以取代传统平板显示器中所用的笨重的电子枪。密执根州立大学的科学家在每个像素上装上了大量的纳米管,每个纳米管都可以向该像素发射一个电子。

无论采用哪一种方法,纳米粒子发光体都可以收到节能的效果。纳米粒子发光体的能量利用率高达90%,而传统的平板显示器仅为17%。DVD机如果采用纳米粒子显示器,由于节能效果很高,它每充电一次就可连续放映两三部电影。

七、纳米电脑不是梦

据美国迈特公司（Mitre）的纳米技术权威詹姆斯·埃伦博根最近所作的预测语惊四座：“在不久的将来,可以通过重新排列磁盘上的分子制造出分子芯片,并且在这个基础上进一步研制出体积只有针头大小的纳米计算机,这种纳米计算机的各个部件比我们现今用于在磁盘驱动器上装载信息的物理结构小得多。因此,在不久的某一天,我们将能够像今天下载软件一样从网络上下载硬件。”

纳米技术的一个分支是分子电子学。由洛杉矶加利福尼亚大学和惠普实验室组成的研究小组找到了一种自行组装的所谓的逻辑门。惠普实验室研究人员菲利普·库克斯说,“这个研究小组下一步的目标是缩小芯片上的线路。旨在生产出“单边为100纳米的芯片”。他还说：“目前的生产成本之所以非常昂贵,是因为生产机械需要有极高的精确度。但是采用化学方法制造,我们可以生产出长卷,然后只需切成小块就行了”。

迈特公司埃伦博根领导的研究人员在8月中旬取得的最新成果是设计出一种用于组装纳米制造系统的微型机器人。其长度约为5毫米,但是,假设能利用纳米制造技术使这种机器人的体积不断缩小,它最终的体积可能不会超过灰尘的微粒。

体积如此微小的机器人可以用于操纵单个原子,并启发人们作出如下的种种假设：成群的肉眼看不见的微型机器人在地毯上或书架上爬行,把灰尘分解成原子,使原子复原成餐巾,肥皂或纳米计算机等诸如此类的东西。

按照科学家们目前掌握的技术来看,虽然用原子制造计算机仍然是一个相当遥远的梦想,但是埃伦博根认为很快就能取得一定的进展,在几年内会获得重大突破。那么,是否埃伦博根所言不虚,人们将拭目以待。

第20篇：教育技术论文

教育技术学论文

[摘要]：21世纪的国际竞争，是经济的竞争，科技实力的竞争。我国面临着把建设有中国特色社会主义事业全面推向21世纪，实现现代化的战略目标，是我们伟大祖国以富强、文明、民主的现代化强国的面貌屹立于世界名族之林的伟大任务。这就对教育如何迎接现代科学技术的挑战，培养高素质的跨世纪人才提出更高的要求。

在信息技术高速发展的、广泛应用的今天，现在教育技术发展也十分迅猛，引起了教育的深刻变革，给教育观念、教学方法和教学组织形式等方面带来了深远的影响。我们要把握时代脉搏。关注世界教育技术的前沿动态，结合我国的实际情况，大力发展现代教育技术的基础研究及实际应用，为培养适应新实际需要的高素质人才，为我国早日实现现代化强国的伟大目标做出应用的贡献。

一，有关教育技术的相关概念应该由不同层面的定义分别来表述，然后由它们组成完整的定义体系，对教育技术学科作出全面的阐释，教育技术学科的定义体系由教育技术本质的定义、教育技术实践层面的定义和教育技术理论层而后定义所组成，并由此而导出现代教育技术的定义。 [关键词]：教育技术；学科；定义体系 视听教学、个别化教学和系统方法的发展与结合，形成了今天的教育技术领域，它的标志就是1970年美

国教育传播与技术协会（Aociation for Educational Communications and Technology，简称AECT）的成立。 AECT成立后，致力于教育技术领域理论与实践的研究工作，分别于1972年、1977年和1994年三次提出有关教育技术的定义。其中以1994年提出的定义，即“教学技术是为了促进学习，对有关的过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践”，最为简洁、明确，最具有代表性。AECT94定义的引进，对我国教育技术事业的发展和教育技术学科的确立起到了极大的促进作用。但由于对定义理解的不同，也产生了一些问题。第一，在美国，教育技术是作为一个“研究领域”而存在的。因此，他们认为只要是和教育相关的问题，就应该去研究，而往往不在意教育技术“是什么”。正如《教学技术：领域的定义和范畴》一书的书名所示，94定义是属于“领域”的定义，而不是学科定义。第二，尽管从历史上看，美国一直在交替使用“教育技术”和“教学技术”，认为两者是同义语。但从中国人的观点来看，这两个名词显然不属于同一层面。教学技术相对于教育技术来讲是微观层面的，它理所当然地关注“学习”：而教育技术则应更多地关注教育绩效的提高。第三，教育技术与教育技术学是两个相关的不同概念，如果把它们混为一谈，则会引起理论和实践的混乱。而在我国，恰恰把94定义既当作教育技术的定义，又作为教育技术学科的定义，因而引起了很多困惑。鉴于上述原因，为了教育技术学科的健康发展和正确运用

教育技术促进教育现代化的进程，有必要对教育技术的相关概念作深入研究。笔者认为，教育技术的相关概念应该由不同层面的定义分别来表述，然后由它们共同组成定义体系，对教育技术学科作出完整的阐释。

一、教育技术本质的定义教育技术本质的定义是解决“教育技术是什么”问题的。为了更好地理解教育技术的本质，我们首先需要对教育和技术的概念分别进行讨论。1．关于“什么是教育”的讨论一般认为，教育是培养人的一种社会活动，它同社会的发展、人的发展有着密切的联系。从广义上说，凡是增进人的知识和技能、影响人的思想品德的活动，都是教育。狭义的教育，主要指学校教育，其含义是教育者根据一定社会（或阶级）的要求，有目的、有计划、有组织地对受教育者的身心施加影响，把他们培养成为一定社会（或阶级）所需要的人的活动。以往，我们对教育的认识大多定位在学校教育的层面上，认为人受教育的时间是从幼儿园开始，到高等学校（包括成人院校）毕业为止，实际上这是一种狭义的教育观念。随着科学技术的进步，知识更新的周期越来越短，人们只有不断地学习，才能适应社会的发展。终身教育被提到日程之上，受教育的时间延长至人的一生，而受教育的空间则延伸至工作单位、家庭和社区，包括你所在的任何地方。信息技术，尤其是网络技术的发展，为终身教育的实现提供了可能。因此，今后我们应该以广义的教育观念来指导教育技术的研究和工作。2．关于“什么是技术”讨论英文“技术”一词出

自希腊文techne（工艺、技能）与logos（词、讲话）的组合，意思是对工艺和技能进行论述。最初，它仅指各种应用技艺，与直接的操作联系在一起。“随着工业社会的发展，技术一词的应用越来越广泛，从而导致了对它的理解和表述的多样（性）。”到目前为止，对“什么是技术”的论述不下几十种，要想给技术下一个“准确”的定义显然是困难的。刘大椿先生在《科学技术哲学导论》一书中把技术的定义分为狭义和广义两种，分别引用了戴沙沃、R?麦基、G?罗波尔、C?米切姆、M?邦格、埃吕尔、H?马尔库塞等学者的观点来进行说明。同时，他还论述了技术的要素和结构，对我们深入理解技术的本质有重要的参考价值。现把它节录如下：（1）技术要素的分类。①经验形态的技术要素。它主要是指经验、技能这些主观性的技术要素。②实体形态的技术要素。它主要是指以生产工具为主要标志的客观性技术要素。③知识形态的技术要素。它主要是指以技术知识为象征的主体化技术要素。（2）技术的结构。①经验型技术结构。就是由经验知识、手工工具和手工性经验技能等技术要素形态组成的，而且以手工性经验技能为主导要素的技术结构。②实体型技术结构。就是由机器、机械性经验技能和半经验、半理论的技术知识等要素形态组成的，而且以机械等技术手段为主导要素的技术结构。③知识型技术结构。就是由理论知识、自控装置和知识性经验技能等要素形态组成的，而且以技术知识为主导要素的技术结构。综上所述，笔者

认为：技术是人类在利用自然、改造自然，以及促进社会发展的过程中所掌握的各种活动方式、手段和方法的总和。它包括经验形态、实体形态和知识形态三大要素，并由此形成不同的技术结构。实体形态的技术与具体的物质（工具、设备、材料）有关，我们把它称为物化技术（即一般狭义理解的技术）；经验形态和知识形态的技术与人的智力技术（简称方法）。因此可以认为：技术由物化技术和智能技术两部分所组成。据此，可以对技术有广义和狭义两种理解：广义的技术包括在解决某一问题时涉及到所有的物化技术和智能技术的有机整合；狭义的技术是强调其一部分技术而并非全部。并且，“技术的本质决定了它具有双重属性，其自然属性表现在任何技术都必须符合自然规律，其社会属性则表现在技术的产生、发展和应用要受社会条件的制约。”六剑客职教园（最大的免费职教教学资源网站）3．关于教育技术本质的讨论近年来，有关教育技术的定义发表了不少，但是能够真正说清楚“教育技术是什么”的却不多。在这里，我们引用尹俊华先生的论述：“教育技术就是„教育中的技术‟，是人类在教育活动中所采用的一切技术手段和方法的总和。它分为有形（物化形态）和无形（智能形态）两大类。物化形态的技术指的是凝固和体现在有形的物体中的科学知识，它包括从黑板、粉笔等传统的教具到电子计算机、卫星通讯等一切可用于教育的器材、设施、设备及相应的软件；智能形态的技术指的是那些以抽象形式表现出来，以功能形式

作用于教育实践的科学知识，如系统方法等。”我们把上述论述加以简化，可得出教育技术本质的定义：教育技术是人类在教育、教学活动中所采用的一切技术与方法的总称。（1）教育技术的最终目的是促进教育效果的优化，回答了教育技术能够“做什么”的问题。（2）运用教育技术时有两个必要条件：一是要在当时先进的教育思想和相关的理论（包括教育观念、学习理论和教学理论）指导下，不能盲目实践；二是要采用与解决教育、教学问题相关的技术和方法，而不是只考虑技术的新颖和高低，更不是先确定所使用的技术的新颖和高低，更不是先确定所使用的技术而后再到教学中去找可用之处。这一条回答了教育技术“如何做”的问题。对于教育技术实践工作者和普通学科教师，他们不容易理解AECT94定义的含义，或者即使有所了解，也不知道如何与自己的实践相联系。掌握上述教育技术实践层面的定义，对他们来说就比较容易，而且能够把定义和他们的工作联系起来，指导自己的教学改革实践。

三、教育技术理论层面的定义教育技术作为一门学科，在我国已经得到认可，这反映在“教育技术学”作为教育学的二级学科分别列入了国家学位委员会研究生专业目录（1986年）和教育部全国普通高等学校酶专业目录（1993年）。在这一点上，我们要特别记住顾明远先生为此付出的努力和所起到的关键作用。 二，有关学科定义的论述关于什么是教育技术学，有不少专家、学者都论述过，现摘录有代表性的几种：（1）教育技术学是应

用技术学的概念、观点、方法以及方法论，研究教育、教学过程及其管理过程的优化的技术手段、操作方法和方法论的一门学科，其目的的是为了获得更有效的教学。它以教学理论，其目的是为了获得列有效的教学。它以教学理论、学习理论、传播理论和系统理论为基础，依据教育过程的客观性、可测量性、可再现性和可操作性，应用科学技术的研究成果和技术学研究方法，在确定的教育目的下探索提高教育、教学效果的技术手段、操作方法和优化教育、教学过程的理论与方法。（2）教育技术学是教育科学群体中一门新学科，它是以教育学的理论为基础，运用现代科学技术成果和系统科学的观点和方法，探求提高教学效果的技术手段和教学过程优化的理论与方法。（3）教育技术学是利用现代科学技术领域中一切可以利用的成果，开发人以及人以外的学习资源，以求达到最优化的教育效果的知识体系……（4）教育技术学是一门运用系统方法来诊断教育教学问题、设计解决方案、实施及评价解决方案的技术学层次的教育学科。（5）教育技术学是依据教育科学理论，利用现代科学技术领域中一切可以利用的成果，开发人及人以外的学习资源，优化教学过程，促进学习者学习的知识体系。（6）教育工艺学是对关系到教育的所有操作因素加以分析、选择、组合和控制兢后进行实验的实际研究，以便取得最大教育效果的一门工艺科学。关系到教育的所有操作因素包括：教育目标、教育内容、教材教具、教育媒体、教育方法、教授方法、教育

环境、学生行为、教师行为、师生编组经及上述因素的相互关系。最终目标是追求教育的最优化。以上的论述从不同的侧面对教育技术学进行了准确的描述。由于篇幅所限，就不展开分析了。能不能用一句简单、明确的话阐明教育技术学是什么呢？笔者试着给教育技术学提出一个规定性定义，也就是教育技术理论层面的定义。2．教育技术学规定性定义教育技术学是研究在教育中运用相关技术来提高绩效的理论、规律和方法的一门科学。它以学习理论、教学理论和传播理论为基础，运用现代科学技术成果和系统科学的观点、方法，通过对与教育相关的过程和资源的设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践，以促进教育绩效的提高。

三，通过对上述定义及其描述条文的仔细分析，我们可以得到：（1）教育技术学研究的目的是提高教育的绩效。也就是说，教育技术学研究的目的不仅仅是优化教育、教学效果，而且还要提高其效率和效益（包括社会效益和经济效益）。（2）教育技术学研究的对象是与教育相关的技术，也就是构成“与教育相关的过程和资源”的过程（智能）技术和资源（媒体）技术。与教育相关的过程和资源的层次如图3所示。（图略）教育资源是指人在接受终身教育过程中可以利用的一切有利于自身发展的主客观条件。从图中可以看出，教育资源包括了学习资源在内；而学习资源又包括了教学资源在内。同样，教育过程包括了学习过程；而学习过程又包括了教学过程。结合

我国当前的实际状况，应对学习资源和学习过程给以更多的关注。在充分发挥原有教学资源的作用和继续普及基于“教”的教学设计、提高教学质量和办法效益的同时，加快以多媒体计算机和网络为代表的信息化环境的建设和进行基于“学”的教学设计的实践，促进信息技术与课程的整合，为学生自主学习模式的建立创造条件，加速教育改革的进程。（3）教育技术学研究的任务是总结、提出运用技术提高教育绩效的理论、规律和方法，并由此提出教育技术学科的知识体系。（4）教育技术学研究的领域包括理论与实践两个方面。①教育技术学的理论领域。教育技术学的理论研究领域主要包括以下几个方面：A．教育技术学科的基本概念。B．教育技术学科理论框架和实践体系的建立。C．教学设计的理论与发展研究。D．媒体理论与开发研究。E．网络教学的理论与应用研究。F．远程教育理论的研究。G．教育技术的管理与评价。H．绩效技术及其支持系统。②教育技术学的实践领域。教育技术学的实践领域也就是教育技术（电化教育）的应用领域，主要由三大系统组成：A．学校教育系统：深化教学改革，促进素质教育的发展；开展信息技术与课程整合的实践研究；优化学习过程和学习资源，提高教学质量和办学效益。B．远程教育系统：三网统筹；开展远程教育模式的研究；开发网络课程和教学软件，建设学习支持服务系统；积极、稳妥地进行网络教学试点。C．社会其他系统：社区教育、终身教育、科教兴国、企事业业务培

训和人力资源开发、绩效技术的应用。（5）教育技术学研究的范畴包括对相关过程和资源的设计、开发，利用、管理和评价。设计范畴主要指针对教学系统中不同层次的教学设计，以及由此而发展起来的绩效设计。开发范畴主要指将相关的理论和技术，尤其是信息科学技术加以整合，用于教学系统和其他相关系统的开发研究。利用范畴主要指将各种技术、手段，尤其是信息技术手段应用到教育、教学中，以及相关系统中，以提高它们的绩效。管理范畴主要指对相关系统、资源、信息以及研究项目的管理。评价范畴主要指对相关系编制定科学的评价标准并进行测量，给出定量和定性的判断，以使各相关系统达到优化。（6）教育技术学的研究方法。教育技术学科以系统科学为方法论基础，主要采用行动研究和质的研究方法，积极开展实验研究。

四、现在远程教育。进入信息化时代的21世纪，人们对教育的需求日益增加。远程教育是一种新的教育模式，是提高全民族科学文化素质，促进教育思想、内容和方法改革，推动教育现代化，满足社会日益增长的终身学习需求的重要手段。（1）准永久性分离。教师与学生、学生与其他学生在时间、空间和社会文化心里上的分离是远程教育最突出的特征。在（2）媒体与技术的作用。媒体与技术是远程教育中有一个重要的特征。远程教育的本质是实现跨越时间、空间和社会文化心里的教学活动，在这一过程中，媒体与技术是关键因

素，是远程教育赖以生存的基础。（3）双向通信。教学活动的本质是教育在教师学生、学生与学生之间的传递，远程教育业是如此。因此，通信是远程教育教学活动的基础。传统 课堂教学中的双向通信机制和多向通信机制是面对面的，而远程教学中的双向通信机制主要是非面对面的。是基于一定的通信技术和网络技术基础之上的。

五、远程教育技术应用于西部教育事业的应用前景。（1）现今我国西部地区教育技术相对东部地区，还有待发展。特别是西部部分偏远地区，由于地理、文化差异、交通条件、经济条件的限制，教育技术十分落后。同时，现今的人力教育技术又不能及传送过去。所以发展远程教育技术十分的必要。但是由于现今我国网络技术还不能覆盖那些地区，所以也可以运用多媒体技术应用于西部远程教育。（2）对于较发达的西部部分地区，可以运用现代化远程教育技术。现代远程教育技术是建立网络技术、多媒体技术、双向电子通信等技术基础上的新一代远程教育，具有交互性、网络化、实时性、综合性和适应性的特征。基于以上特征，我们可以更好的把东部先进的教育技术，及时地传送的西部需要的地区。(3)网络教育资源。已经被计算机网络覆盖全球的今天，网络技术也已经运用到现代教育技术当中。

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