浸出技术的发展概况

浸出技术的发展概况
浸出技术的发展概况

湿法炼铜技术的发展概况

目录

摘要 (1)

1、浸出技术的研究意义 (3)

2、国内外的发展现状 (3)

3、湿法炼铜的浸出工艺 (4)

3.1、酸浸法 (4)

3.2、碱浸法 (4)

3.3、生物浸出技术 (5)

3.4、加压浸出技术 (6)

3.5、地下溶浸技术 (6)

4、小结 (7)

摘要

本文简单介绍了国内外铜的湿法冶金研究现状,并对铜的湿法冶金原理和技术进行了详细阐述,最后对铜的湿法冶金做出了展望。介绍了各种湿法炼铜浸出方法,包括酸浸法、碱浸法、细菌浸出法、加压浸出等方法。

关键词:铜;湿法冶金;浸出

Abstract

Thispaper describes briefly progress of the copper hydrometallurgical technology both at home and the principlesand techniquesof copper hydrometallurgicalin detail; lastly, forecasts developing trend of this technology in China.A variety of copper hydrometallurgical leaching methods are introduced, including acid leaching, alkali leaching, bacterial leaching, pressure leaching and other methods.

Key words:copper; hydrometallurgical; leaching

1、浸出技术的研究意义

我国是一个资源丰富的国家。铜是十分重要的有色金属,随着国民经济的发展,金属铜的需求量不断增加,2000 年我国精铜的产量已达到132 万t , 但依靠自有资源生产的铜只有58 万t ,铜的自给率只有44 %,铜的生产消费和原料供给之间的矛盾十分突出。然而随着金属矿的不断开采, 其矿石品位也不断下降,从而产生了大量的浮选矿、贫矿、尾矿、尾砂。湿法炼铜正是由于能处理这些火法冶金不能处理的低品位氧化铜矿和浮选尾矿而发展起来的。湿法冶金的研究与应用之所以日益受到人们的重视,是因为该技术用于处理低品位复杂矿石的优越性更加突出,湿法冶金的突出优点是[1]:

(1)生产成本低。根据美国有关统计, 每生产1t 铜, 成本仅为220美元[2]。

(2)资源利用程度高。例如低品位贫矿、尾矿、表外矿、废石和采用常规工艺难选的矿石都可以用湿法冶金技术加工回收。

(3)生产投资少。湿法冶金的投资约为常规采矿的10 %。

(4)生产规模可大可小,这尤其适合于中国企业的特点。

(5)阴极铜产品质量高。由于溶液萃取技术对铜的选择性很好, 因此铜电解液纯度很高, 产出的阴极铜质量可达到99 .99 %。

(6)建设周期短,设备简单,操作方便,能耗少,环境污染小(细菌浸出不污染环境)。

铜矿的浸出是将固相的铜转化为液相的铜离子,再从浸出溶液中提取铜;根据低品位矿石的成份分为氧化铜矿的浸出和硫化铜矿的浸出。

我国铜资源并不丰富,铜金属保有贮量虽然6 000多万t ,但贫矿多、富矿少,而且矿石品位偏低,因此湿法炼铜技术在我国有广阔的市场前景,可以成为各铜矿山新的经济增长点,对我国铜工业的可持续发展具有重要意义。

2、国内外的发展现状

中国由于铜资源的限制,湿法炼铜技术有广阔的前景[3]。我国是个贫铜国家,而且贫矿多、富矿少,难开采、难处理、难运输的多。由于湿法炼铜适应各种矿石,特别是在回收低品位矿石或采铜废石及就地浸出方面发挥重要作用,因此采用湿法炼铜技术从各种氧化矿、低品位铜矿和复杂矿中提取铜有着广阔的前景。目前,我国的湿法炼铜技术还处于发展阶段,生产规模比较小。我国的湿法炼铜技术虽然已取得许多进展,然而与国外相比还有不少差距,因此,应加强研究,加快发展湿法炼铜技术。1983 年北京矿冶研究总院在海南岛建立了国内第一家采用浸出—萃取—电积技术生产阴极铜的工厂并成功地开发了湿法炼铜工艺中

的关键设备:浅池式混合—澄清器。1989 年以后德国汉高公司优良的铜萃取剂进入了中国市场对中国的浸出—萃取—电积技术的发展起了重要的作用。此后的十几年中这项技术在中国得到很大的发展, 陆续在全国建成了几十座浸出-萃取-电积厂,生产规模从年产100~200t阴极铜逐渐发展到年产几千t阴极铜。现在全国采用这项技术生产的铜每年有2.5 万t 左右。

自1968 年以来,世界上已设计、建设并运转了约50 家浸出——溶剂萃取——电积厂,其中美国有16 家,2000 年铜产量达55.75 万t,占其精炼铜产量的28%,最大的亚利桑那州Morenci厂,目前年产量已达到25. 83 万t 。智利1980 年采用溶剂萃取——电积工艺生产的铜仅有1. 5 万t,2000 年已发展成为世界最大铜生产国,有生产工厂21 家,年产铜134. 73 万t,占其精铜总量的51%。赞比亚、秘鲁、澳大利亚等的湿法冶铜技术在近几年也得到了快速发展。现在溶剂萃取-电积工艺已被业界认为是成熟的、低成本、低风险的技术,采用该工艺生产的铜产量2000年已达240 万t,占世界铜产量的20% 以上[4],到2003 年湿法铜的产量已占到世界矿铜产量的1 /4[5]。

3、湿法炼铜的浸出工艺

3.1、酸浸法

酸浸通常以硫酸为浸出剂, 适用于含酸性脉石矿物的氧化铜矿石浸出, 常用于从低品位、表外矿废石堆中提取铜。该工艺优点是:浸出效率高, 浸出剂价格便宜, 工艺、操作简单。其缺点是:处理含碱性脉石时酸耗高, 浸出选择性较差, 浸出液中杂质含量高, 对原生硫化铜矿和结合铜的浸出效果不佳。酸浸氧化铜矿的反应机理:

2CuCO3·Cu(OH)2+3H2SO4=3CuSO4 +4H2O +2CO2↑

CuCO3·Cu(OH)2 +2H2SO4 =2CuSO4+3H2O+CO2↑

CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4+SiO2 +3H2O

CuO +H2SO4 =CuSO4+H2O

Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O

3.2、碱浸法

碱浸工艺适用于处理含大量碱性脉石的氧化铜矿,通常采用氨溶液。由于氨浸液对铜和脉石组分具有较高选择性,因此,浸出液中杂质较少。在氨浸时,一般要加入(NH4)2CO3或(NH4)2CO4作为氨浸添加剂,浸出时维持较高的pH值或浸出液中含较高浓度的游NH3,一般可获得较高的浸出率。氨浸氧化铜矿的反应

机理:

2CuCO3·Cu(OH)2+10NH4OH +(NH4)2CO3 =2Cu(NH3)4CO3 +8H2O

CuCO3·Cu(OH)2+6NH4OH +(NH4)2CO3=3Cu(NH3)4CO3+12H2O

氨与铵盐的水溶液体系可以浸出硫化铜矿和氧化铜矿,铵盐一般为碳酸铵。黄铜矿氨浸的氨气与氧气消耗量大;生成的Fe2O3沉淀可能形成一层膜包裹在矿粒表面,影响进一步反应。由于耗氧量大,反应速率通常取决于供氧速度。

3.3、生物浸出技术

生物浸出也叫细菌浸出,其借助某些细菌的催化作用,主要用于低品位矿石与废石的浸出。用于硫化铜矿浸出的菌种有嗜温菌( 40 ℃以下) 、中等嗜热菌( 45~50 ℃) 和极端嗜热菌( 70 ℃以上) 等。这些细菌在适宜的酸度、温度等条件下,可直接或间接地以其代谢产物氧化含铜硫化物,使铜浸出[6]。采用生物浸出技术从矿产资源中提取金属越来越受到重视,最初生物浸出铜主要用于从废石和低品位硫化矿中回收铜,细菌是自然生长的,近年来这种方法已用来处理含铜品位大于1 %的次生硫化铜矿,称为Bioheap。这种工艺通常是将矿石破碎到一定的粒度(如6mm),在滚筒内与硫酸混合,然后用皮带运到堆场,堆高6~10m , 堆中埋有塑料管可以通气,在堆上要加一些菌种, 浸出周期为200d 左右,铜的浸出率可以达到80 %以上。

采用生物冶金技术不仅可以从低品位硫化铜矿中提取铜,而且还可以从高品位硫化铜矿或铜精矿中提取铜。生物浸出技术的关键是:

(1)、浸出的pH值在1.5~6之间,最优值是2;

(2)、环境温度是5~45℃,最好在30℃;

(3)、适当的氧气鼓入,一般在浸出硫化铜矿时,通过预先埋入的管道通入氧气;

(4)、萃取液中不得含有萃取剂,萃取液在进入浸出系统时需进行除油处理。

生物菌溶浸硫化矿物的过程中既有生物酶参与的直接氧化过程,还有若干种铁细菌能在中性或弱酸性条件下将二价铁氧化成三价铁,之后Fe3+再对硫化物进行氧化的过程,总之是一个非常复杂的生物化学过程。用于铜的浸出的生物菌中用得最多的是T˙f杆菌,这种生物菌具有好氧、嗜酸的特点,以氨态氮、磷酸盐、硫酸盐、钾、钙、镁等无机物为养料,从空气中摄取碳和氧。除此之外,还有嗜硫氧化杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、布赖尔利叶硫杆菌等。对不同的微生物应该选择合适的生长介质,以增强化硫化铜矿物的微生物浸出过程。对生长在含有亚铁离子、硫代硫酸盐、硫、经蛋白酶K处理的硫等不同条件下的氧化亚铁硫杆菌的电泳流动性测定结果表示:硫生长的细胞浸出黄铜矿时,不存在用亚铁离子、硫代硫酸盐等液体介质细胞浸出时的那个初始滞后周期,因而,硫生长的细胞比亚铁离子、硫代硫酸盐等液体介质生长的细胞能更好地进行硫化

铜矿物的微生物浸出过程。

生物菌浸铜的效果与生物菌的数量、分布有密切关系。温度是细菌生长的重要条件之一。若能充分地满足生物菌的生存条件,它呈几何级数迅速增加个体数量,浸出效果就好。浸出的适宜温度25~55℃,也有文献认为最佳温度28~35℃。温度过低或过高都会使细菌失去活性。细菌的分布与空气及营养液的分布有关,与床层密度分布有关。一般以低压鼓风为供氧方式。干床部分自然无菌生存,一般浸出周期较长,长达数月甚至1年,且浸出率较低。

3.4、加压浸出技术

现在铜精矿的加压浸出技术又分三种,110℃~115℃的低温浸出,通常采用超细磨提高黄铜矿溶解的动力学,矿石中的硫大部分转为单质硫,这个工艺称为ACTIVOX。130℃~150℃的中温浸出,通过提高温度和添加一些氯化物来提高黄铜矿溶解。有代表性的工艺称为CESL,在加拿大已完成了半工业试验。200℃~220℃的高温浸出,此时黄铜矿浸出很快,硫大部分被氧化成SO42-,铁几乎全部进入渣中。有代表性的工艺称为Placer Dome[7]。

铜精矿的加压浸出工艺在国外已进入工业化应用阶段。加拿大科明科公司工程服务部开发了一种采用加压浸出处理铜精矿的技术,称为CESL (即Comimco Engineering Services Leaching )。将铜精矿再磨到一定的粒度后送入高压釜中于153℃下用硫酸浸出,矿浆经过过滤和洗涤,渣中的主要成分为元素硫和三氧化二铁,浸出渣采用浮选回收贵金属和元素硫,浸出液则送到萃取-电积系统生产阴极铜。采用CESL技术建立了一座半工业试验厂,铜的回收率可以达到90%以上,该公司认为这项技术可以处理各种不同成分(包括主要铜矿物为黄铜矿)的铜精矿,能耗大大低于传统的火法冶炼,铜和贵金属的回收率高于火法,硫以元素硫的形式产出,有利于环保。澳大利亚Mt Gordoren采用加压浸出-萃取-电积工艺处理高品位的硫化铜矿,建立了一座年产5万t阴极铜的工厂,铜的回收率在90% 以上。

3.5、地下溶浸技术

地下浸出是一种采、选、冶相结合的矿物处理技术,国外是70年代以后才发展起来的。地下浸出又分为原地浸出( in Place)和地下破碎浸出( in Situ)。地下破碎浸出需将矿石经过爆破松动,原地浸出是通过注液井工程将浸出液注入地下,再收集起来泵送到地表。采用这项技术不需要把矿石开采出来,不产生废气、废水和废石,对环境没有污染,不破坏植被和生态,从根本上改善了采矿工人的劳动条件,这项技术对那些品位低、埋藏深、不易开采或工程地质条件复杂,用常规技术开采不经济的矿体更具有重要意义。国外至少有十几座矿山成功的采用了

这一项技术。如美国亚利桑那州的圣·曼纽儿铜矿( SanManuel)是一个大型的斑岩铜矿,从50年代即开始大规模的采矿,目前还有几亿吨矿石,上部氧化矿品位0. 36%~0. 4%,采用堆浸,下部采空区则进行地下溶浸,将含硫酸的萃余液通过注液井注入地下,利用地下旧的运输巷道将溶液收集在集液池中,然后泵送到地面与堆浸液合并后送到萃取-电积厂,湿法铜的生产能力为7. 3万t阴极铜/a。如果被浸出的矿石中含有硫化铜,为了提高铜的浸出率,需要与生物浸出技术结合起来。

4、小结

过去认为湿法炼铜只适于处理氧化铜矿和低品位铜矿,但随着生物堆浸技术、生物搅拌浸出技术和加压技术的发展和工业化,这种观念正在改变。采用生物堆浸技术完全可以处理高品位的次生硫化铜矿,并且已经达到了很大的生产规模和很高的机械化程度,成为一种成熟的炼铜方法。采用加压浸出技术和生物搅拌浸出技术处理复杂铜精矿也正在进入工业化应用阶段。

总之,以黄铜矿为主要成份的复杂铜矿或铜精矿已成为湿法冶金挑战的目标。中国由于铜资源的限制,湿法炼铜技术有广阔的前景,目前,我国的湿法炼铜技术还处于发展阶段,生产规模还比较小,但是已受到各铜矿山和企业的重视,预计在未来几年中会有更大的发展。湿法炼铜工艺的优势体现在如下几个方面:避免SO2排放物和硫产品,即硫能转化成单质硫或石膏而不是硫酸;能够处理含杂质高的低品位铜精矿,尤其是多金属精矿;投资较低,尤其是在比熔炼/精炼厂规模更小的厂。总之,铜的湿法冶金将会进一步受到广泛关注。

参考文献

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光镊原理

1.1光镊技术简介 光镊是以激光的力学效应为基础的一种物理工具,是利用强会聚的光场与微粒相互作用时形成的光学势阱来俘获粒子的【4】。1969年,A. Ashkin等首次实现了激光驱动微米粒子的实验。此后他又发现微粒会在横向被吸入光束(微粒的折射率大于周围介质的折射率)。在对这两种现象研究的基础上,Ashkin提出了利用光压操纵微粒的思想,并用两束相向照射的激光,首次实现了对水溶液中玻璃小球的捕获,建立了第一套利用光压操纵微粒的工具。1986年,A. Ashkin等人又发现,单独一束强聚焦的激光束就足以形成三维稳定的光学势阱,可以吸引微粒并把它局限在焦点附近,于是第一台光镊装置就诞生了【5,6】。也因此,光镊的正式名称为“单光束梯度力势阱” (single-beam optical gradient force trap)。 由于使用光镊来捕获操纵样品具有非接触性、无机械损伤等优点,这使得光镊在生物学领域表现出了突出的优势。这些年来,随着研究的深入和技术的不断完善,光镊在生物学的应用对象由细胞和细胞器逐步扩展到了大分子和单分子等。目前,光镊常被用来研究生物过程中的细胞和分子的运动过程【7-10】,也常被用来测量生物过程中的一些力学特征【11-14】。 1.2光镊的原理与特点 众所周知,光具有能量和动量,但是在实际应用中人们经常利用了光的能量,却很少利用光的动量。究其原因,这主要是因为在生活中我们接触到的自然光和照明光等的力学效应都很小,无法引起人们可以直接感受到或观察到的宏观效应。而科学家们利用激光所具有的高亮度和优良的方向性,使得光的力学效应在显微镜下显现了出来,在这里我们要介绍的光镊技术正是以这种光的力学效应为基础发展起来的。 1.2.1光压与单光束梯度力光阱 光与物质相互作用的过程中既有能量的传递,也有动量的传递,动量的传递常常表现为压力,简称光压。1987年,麦克斯韦根据电磁波理论论证了光压的存在,并推导出了光压力的计算公式。1901年,俄国人П.Н.列别捷夫用悬在细丝下的悬体实现了光压的实验测量【15】。此后,美国物理学家尼克尔、霍尔也

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航天发展史简介 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

中国航天发展史简介 1956年10月8日,中国第一个火箭导弹研制机构——国防部第五研究院成立,钱学森任院长。 1964年7月19日,中国第一枚内载小白鼠的生物火箭在安徽广德发射成功,中国空间科学探测迈出了第一步。 1968年4月1日,中国航天医学工程研究所成立,开始选训宇航员和进行载人航天医学工程研究。 1970年4月24日,随着第一颗人造地球卫星“东方红”1号在酒泉发射成功,中国成为世界上第五个发射卫星的国家。 1975年11月26日,首颗返回式卫星发射成功,3天后顺利返回,中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。 1988年9月7日,长征4号运载火箭在太原成功发射了风云1号A气象卫星。 1990年4月7日,“长征3号”运载火箭成功发射美国研制的“亚洲1号”卫星,中国在国际商业卫星发射服务市场中占有了一席之地。 1990年7月16日,“长征”2号捆绑式火箭首次在西昌发射成功,为发射载人航天器打下了基础。 1992年,中国载人飞船正式列入国家计划进行研制,这项工程后来被定名为“神舟”号飞船载人航天工程。 1999年11月20日,中国成功发射第一艘宇宙飞船--“神舟”试验飞船,飞船返回舱于次日在内蒙古自治区中部地区成功着陆。

2001年1月10日,中国成功发射“神舟”2号试验飞船,按照预定计划在太空完成空间科学和技术试验任务后,于1月16日在内蒙古中部地区准确返回。 2002年3月25日,中国成功发射“神舟”3号试验飞船,环绕地球飞行了108圈后,于4月1日准确降落在内蒙古中部地区。 2002年12月30日,中国成功发射“神舟”4号飞船。 载人航天工程又称“921工程”,是党中央国务院1992年1月做出决策并开始实施的重大工程。1999年月11月成功发射了第一艘无人飞船,随后又成功发射了3艘无人飞船,2003年10月15日,航天英雄杨利伟乘坐神舟5号飞船胜利完成了我国首次载人飞行,实现了中华民族“飞天”的千年梦想。 2005年10月12~17日,航天员费俊龙、聂海胜圆满完成神舟六号飞行任务,中国载人航天实现了2人5天、航天员直接参与空间科学实验活动的新跨越,中国成为继俄罗斯和美国之后世界上第三个掌握载人航天技术的国家,这是我们中华民族的骄傲。

高速加工技术现状及发展趋势

高速加工技术现状及发展趋势 1引言 对于机械零件而言,高速加工即是以较快的生产节拍进行加工。一个生产节拍:零件送进--定位夹紧--刀具快进--刀具工进(在线检测)--刀具快退--工具松开、卸下--质量检测等七个基本生产环节。而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5~10倍,主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上,是高速加工系统技术中的一个子系统;对于整条生产自动线而言,高速加工技术表征是以较简捷的工艺流程、较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。这就要突破机械加工传统观念,在确保产品质量的前提下,改革原有加工工艺(方式):或采用一工位多工序、一刀多刃,或以车、铰、铣削替代磨削,或以拉削、搓、挤、滚压加工工艺(方式)替代滚、插、铣削加工…等工艺(方式),尽可能地缩短整条生产线的工艺流程;对于某一产品而言,高速加工技术也意味着企业要以较短的生产周期,完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及反馈信息。这与敏捷制造工程技术理念有相同之处。 高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。在激烈的市场竞争中,要求企业产品质量高、成本低、上市快、服务好、环境清洁和产品创新换代及时,由此牵引高速加工技术不断发展。自二十世纪八十年代,高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术,逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业(如现代轿(汽)车生产企业);随着个性化产品的社会需求增加,其生产条件为多品种、

单件小批制造加工(机械制造业中,这种生产模式将占到总产值的70%),高速加工技术必将在生产工艺离散型或混和型企业中(如模具、能源设备、船舶、航天航空…等制造企业)得到进一步应用和发展。 二十世纪末期,我国变革计划经济体制,改革开放,建成有中国特色社会主义市场经济体制。实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具(工具)、数控机床(设备),在机械制造业得到广泛应用,相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。企业家们对现代信息技术和企业制度、机制在未来可持续发展、市场竞争中的重要地位和作用,认识日益深刻。社会主义市场经济环境,不仅促进企业转制、调整产业、产品结构和技改,还给企业展现出应用和发展高速加工技术良好而广阔的前景。 2我国引进数控轿车自动生产线中的高速加工技术 二十世纪八十年代以来,我国相继从德国、美国、法国、日本…等国引进了多条较先进的轿车数控生产自动线,使我国轿车制造工业得到空前发展。其中较典型的是来自德国的一汽--大众捷达轿车和上海大众桑塔纳轿车自动生产线,其处于国际二十世纪九十年代中期水平。其中应用了较多较实用的高速加工技术。从中可部分了解到世界高速加工技术的现状与发展趋势。本文重点介绍一汽--大众捷达轿车传、发生产线。 引进的捷达数控轿车自动生产线概况 一汽--大众捷达轿车自动生产线由冲压、焊接、涂装、总装、发动机及传动器等高速生产线组成。同步引进德国大众汽车公司并行工程管理模式与管理技术,

中国航空航天事业的现状与未来

中国航空航天事业的现状与未来 随着中国社会主义市场经济体制的初步建立和不断完善,从1956年至今,我国的航空航天事业取得了令世人瞩目的成就。航空航天事业的发展也带动了一系列科学技术的进步,其中包括天文学、地球科学、生命科学、信息科学以及能源技术、生物技术、信息技术、新材料新工艺等的研究与发展,同时各种卫星应用技术、空间加工与制造技术、空间生物技术、空间能源技术大大增强了人类认识和改造自然的能力,促进了生产力的发展。 中国政府高度重视航空航天产业的发展,将其作为国家战略性新兴产业和优先发展的高技术产业。经过艰苦努力,中国依靠自己的力量,研制并成功发射了15种类型、近50颗人造地球卫星和3艘试验飞船。如今,航空航天行业是支持整个中国的重要行业。 航天技术的直接应用为人类可持续发展开辟了更广阔的道路,不仅提高了人类生活的质量,改善了人类的生活环境,还将发挥保护人类、保护地球的重要作用。比如,卫星通信技术为现代社会提供了电话、电报、传真、数据传输、电视转播、卫星电视教育、移动通信、数据收集、救援、电子邮政、远程医疗等上百种服务,使人类生活方式发生了重要变化。而载人航天、空间站、天体探测与地外资源开发技术又为人类的未来开辟了美好的前景。航空航天事业对国家,在军事国防上讲,具有中流砥柱的地位。这也是为什么我国开展“两弹一星”工程的主要原因。拥有航天火箭发射能力,是一个国家拥有核威

慑力能力,远程核打击能力的前提条件。现代战争,是海陆空天为一体的立体复杂信息化战争。拥有制空权、制天权是战争胜利的关键所在,因此,航空航天事业的发展直接影响到国家安全和国防力量。 航天技术作为高科技前沿,其产业化依赖于整个国民经济与社会生产力的发展水平以及传统产业的支持。航天产业与传统产业之间有着相互渗透、相互促进、共同发展的关系。航天技术的发展将牵引传统产业技术水平的提高,航天技术发展过程中产生的许多新技术、新工艺、新材料和新产品,可以直接或经过二次开发后在传统产业中进行推广、应用和移植;航天技术的管理方法、通用软件、人才和设备优势也可以为传统产业借用,极大地促进传统产业的升级。 如今,中国航空航天事业面临难得的发展机遇。我们将继续以大型飞机、载人航天和探月工程、中国第二代卫星导航,以及高分辨率对地观测系统等重大专项为引领,加强航空航天与全国工业和信息化系统的顶层衔接,促进军民用技术相互转移和军民融合式发展,全面振兴航空航天事业,不断扩大国际交流与合作,与世界同行共享发展成果。未来一段时期,我国将不断推出产业发展政策,积极扶持航空航天产业的发展。

光镊原理浅析

光镊原理浅谈 岑学学 光镊技术由来已久,阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin )在1986年就发明了第一代光镊。经过30多年的发展,光镊技术已经越来越成熟,并应用在生物学、物理学、医学等领域。这里我们将尽量通俗地介绍光镊的原理。 光镊,简单来讲,就是用激光来俘获、操纵、控制微小粒子的技术。这微小粒子可以是小水珠,活细胞,生物大分子等。当激光打到小粒子的时候,粒子就被光“吸住”了,并且会被吸到光强最强的地方,也就是焦点处,移动光束,就可以移动粒子。 那么,粒子为什么会被吸到光强最强的地方并被束缚住呢? 光与物质是可以相互左右的。一柱水喷我们身上,或者一阵风迎面吹来,我们都能感觉到些许压力,具有波粒二象性的光自然也一样会对我们产生压力,只不过这个力很小很小而已,这就是光压。而在某些情况下,光还能对物体产生拉力,这样就形成了能束缚粒子的一个“陷阱”,通常被称为势阱。那么势阱又是如何产生的呢?我们需要先来复习一些中学的物理知识---动量守恒定律。

如图,有两个小球,铜球有一个初速度,动量为p1,钢球则是静止的,动量为p2=0。把这两个小球看作一个系统,那么这个系统的初始动量就是p=p1+p2。

铜球撞上钢球后,它们各自的速度都发生了变化,动量也变了。但是系统的动量是不变的,还是等于p,这就是动量守恒定律。 我们回来看光束和透明小球组成的系统,如图,光束有一个动量,而小球则是静止的,动量为0,而光束的动量是水平的,系统在竖直方向上的动量为0. 当光束照射到小球但不通过中心的时候,小球会使光线折射,如图。

这时光束在竖直方向上有了一个向下的动量。为了使系统的动量守恒,小球必须有一个向上的动量,这个动量就把小球“吸”向光速的轴线。 如果小球在光束的轴线上但在焦点之外,那小球就会使光束汇聚,如图。

中国互联网的现状与发展趋势

中国互联网的现状与发展趋势 互联网的发展始于冷战时期,在60年代末期由于美苏之间的全球争霸,为了预防核战争对本国通信系统的影响,美国开始研究如何防止核打击。这也是互联网研究的一个最基本理念——在遭受一次核打击之后,能够迅速恢复并保持通信不被中断。互联网的前身是美国陆军网络APRANET——先进网络基础结构,这个网络与传统的通信网有很大的差别。传统通信网的发展经过了磁石、步进、纵横最后发展到程控,直到现在的ISDN、BSDN、ATM等等移步转移模式这样一个宽带网络的发展趋势,再下一步可能就是NTN这种互联网络结构。 首先,互联网是没有中心的,互联网的结构是无中心的结构,这也是为了当初一个最基本的目的,没有任何一个打击能够把它的中心控制部门摧毁,它的每一个结点、每一个连接点在遭受打击之后都能够与其他结点迅速恢复并进行通信。 第二,互联网的寻址方式是全球寻址,也就说它的地址资源是在全球进行统一的配制的。现在大家所使用的互联网是IPV4的网络,这个网络现有的地址总数大概在40多亿个。互联网是由美国开发演进而产生出来的,所以网上地址资源、地址资源的分配实际上也是由所美国所控制的。现在美国所拥有的IP地址总数有20多亿,近30亿个,占全球的74%左右。中国现在拥有非常少的地址资源,也就5000万左右,只占1%多一点。 互联网在刚开始发展的时候是军方的一个系统,然后演进并逐步扩大它的应用。开始是四家大学进行互联,然后扩展到13个点,形成了10个美国国内辅根服务器放置地点。在此之后互联网尽管应用于教育和科研部门,但它的快捷性和便利性使得越来越多的部门包括许多政府部门应用起来。在商业部门开始参与之后,互联网商业化的趋势不可避免。在这种情况下,美国联邦调查局曾在1984年进行过一次调查,要求美国所有参与互联网的研究机构和当时与互联网互联的机构就以下问题提出意见和建议,如果美国把互联网推向全世界,它对美国的安全、发展会有什么影响,会有哪些不利方面,大家的建议是什么。在中国互联网协会筹备前后我们也曾与美国互联网的机构和美国一些研究互联网TCP/IP协议的专家进行沟通,他们也谈到这件事,很多人提出了建议,其中就包括互联网建立之后可能会产生的问题,如现在大家所看到的象网络病毒、黑客攻击等,这些事情在当时都有预见。在综合平衡各种意见之后,美国政府决定还是把互联网商业化,推向全球。在这里我们可以看到美国的思维和贡献,美国对互联网在全球的应用、对网络为全世界的发展做出了重要的贡献,同时美国在互联网的发展过程中把它自己的思维、自己的意志力植入到了互联网的各个领域。尤其是最基础的寻址方式,因为互联网的地址资源关系到整个互联网的发展空间。现在,地址资源由ICANN这个组织进行全球分配,ICANN是全球域名和数字资源分配的机构,这个机构是美国专门成立的,它的前身是IANA,是专门成立起来用于全球互联网资源分配的。美国的目的很清楚,就是要把互联网控制起来。那它采取的是什么方式呢,这是美国和别的国家思维不一样的地方,它提出互联网是无国界、无管理、无法律、无政府的,是民间产生的一个网络。ICANN是一个民间组织,民间组织的特点是尽管有政府部门的参与,但政府只被当作是一个政府咨询委员会,不起决定作用,由ICANN理事会的19名成员决定全球网络地址资源分配政策。通过这一点,它就可以把全球地址资源的政策掌握在自己手里。ICANN与美国商务部签订协议,由美国商务部授权它进行互联网地址的分配,ICANN在互联网管理方面制定的任何政策都必须经过美国商务部的同意。通过这一点就可以避免其它政府通过联合国或其它政府间组织去呼吁在互联网上各国应该平等的这类倡议,同时又把全球的地址资源掌握在自己的手里。对于这一点我们和世界各国都很清楚。所以从98年、99年开始在接入互联网、应用互联网之后,全球普遍要求对当时的IANA进行改革。原来ICANN的所有理事全部由美国人担任,现在则由五大洲的网民投票推举理事,中国科学院的钱华林研究员在去年6月23日经

超高速切削技术的发展现状及趋势

数控技术结课论文 题目: 超高速切削技术的发展现状及趋势 学 部 信息科学与工程学部 学科门类 工学 专 业 XXXXXX 学 号 XXXXXXXXXX 姓 名 XXXXXX 指导教师 XXXX 20XX 年XX 月XX 日 装 订 线 河北大学工商学院

超高速切削技术的发展现状及趋势 摘要 当前机械制造业领域中先进制造技术的应用越来越广泛而深入,超高速加工技术作为先进制造技术的重要组成部分,也已被积极地推广使用。本文主要针对于先进制造技术中超高速切削这一方面做了广泛的调查研究,阐述了什么是超高速切削技术以及超高速切削技术的发展现状,并对超高速切削技术在国内和国外的发展做了具体仔细的分析比较,就超高速切削技术的未来发展趋势做了简明的分析。 关键词:先进制造;高速切削;数控机床;发展现状 The present status and development trend of high speed cutting technology ABSTRACT Application of the current field in mechanical manufacturing industry and advanced manufacturing technology more widely and deeply, ultra high speed cutting technology is an important part of advanced manufacturing technology, has also been actively promoting the use of. In this paper, aiming at the super advanced manufacturing technology of high speed cutting this has done extensive research, mainly expounds what is ultra high speed cutting technology and the high speed cutting technology development status, and make a specific careful analysis on the two aspects of high speed cutting tool and the high speed cutting technology of high speed cutting technology, the future development trend ultra high speed cutting technology has made the concise analysis. Key words:Advanced manufacturing;High speed cutting;CNC machine tool;Development Status

航空用钛合金的发展概况

航空用钛合金的发展概况 □北京航空材料研究院曹春晓 摘要:航空用钛合金近期工程化发展中呈现出一些技术创新的"亮点",其中工艺创新的亮点比成分创新的亮点更多一些。这些亮点包括阻燃钛合金、钛基复合材料、纤维钛层板、超塑性钛合金、特大整体结构件锻造工艺、金属型精铸工艺、大型整体结构件精铸工艺、激光成形工艺、摩擦焊工艺和β热处理工艺等。 关键词:钛合金飞机发动机热处理工艺 20世纪50年代,军用飞机进入了超声速时代,航空发动机相应地进入喷气发动机时代,原有的铝、钢结构已不能满足新的需求。钛合金恰恰在这个时候进入了工业性发展阶段,由于它具有比强度高、使用温度范围宽(-269~600℃)、抗蚀性好和其他一些可利用的特性,因此很快被选用于飞机及航空发动机。50年来的世界钛市场中最大的用户始终属于航空。当前,航空仍然占50%左右市场份额。 受2002年"9.11"事件影响,美国2003年钛工业产品发货量降至15625t(2002年为16071t),日本2003年钛加工材发货量则降至13838t(2002年为14481t),而中国从2000~2004年的钛加工材销售量却一直以很高的速度增长(见表1)。 1993年以后,几乎看不到新推出的工业性钛合金,而钛合金工艺方面的创新却屡见不鲜。这既与冷战时代的结束有关,也与工艺创新往往起到事半功倍之效有关。 一、钛合金在飞机及航空发动机上的用量不断扩大 . 飞机机体的钛用量 表2中列出的-18、A-22、F-35三大战斗攻击机和B-2轰炸机是美国在2015年前保持空中优势的4块"王牌"。由表2可知,总的发展趋势是钛在飞机机体上的用量不断扩大。-18在不断改型的过程中其钛用量也不断增多。 民用飞机的钛用量也在不断扩大(图1和表3)。 我国战斗机的钛用量也在不断扩大:20世纪80年代开始服役的歼八系列的钛用量为2%,两种新一代战斗机的钛用量分别为4%和15%,更新一代的高性能新型战斗机的钛用量将达25%~30%。 . 航空发动机的钛用量 从表4和图2可知,国外先进发动机上的钛用量通常保持在20%~35%的水平。 我国早期生产的涡喷发动机均不用钛,1978年开始研制并于1988年初设计定型的涡喷13发动机的钛用量达到13%。2002年设计定型的昆仑涡喷发动机是我国第一个拥有完全自主知识产权的航空发动机,钛用量提高至15%。即将设计定型的我国第一台拥有自主知识产权的涡扇发动机又进一步把钛用量提高到25%的水平。 二、航空用钛合金近期工程化发展中的一些"亮点" . 阻燃钛合金闪亮登场 为了避免"钛火",俄罗斯曾研制了含Cu高量的BTT-1和BTT-3阻燃钛合金,但由于其力学性能和熔铸性能差而未能工程化。美国发明的AlloyC(Ti-35V-15Cr)阻燃钛合金近期已成功地应用于F119发动机(-22战斗机的动力装置)的高压压气机机匣、导向叶片和矢量尾喷管。这是高温钛合金领域的最新亮点,也是钛发展史

第五组——光镊技术的新应用剖析

光镊技术的新应用 纪美伶,白中博,王娜,马学进(西安交通大学生物医学工程) 摘要激光光镊自从1986年发明以来,作为一种无直接接触、无损伤、可产生和检测微小力以及精确测量微小位移的物理学工具,在生命科学等多个领域得到了广泛的应用。本文从光镊的诞生出发,简要讨论了光镊的原理,光镊装置的基本结构,并简要介绍了各个种类光镊的独特功能以及基于光镊的一些新技术,进而对光镊技术及其在生命科学中的应用现状和进一步发展作了评述和讨论,阐述了光镊在生命科学研究中的潜在地位和巨大的发展前景。关键词光镊;生命科学;原理;基本结构;应用现状;发展 New Applications of Optical Tweezer Ji Mei-ling,Bai Zhong-bo,Wang Na,Ma Xue-jin Abstract The optical tweezer technique has emerged as a flexible and powerful tool for exploring a variety of scientific processes such as life science since it was invented in 1986. From the birth of the optical tweezer, this paper will briefly discuss its working principle, its basic structure and introduce some kinds of optical tweezers with novel features or some new technologies based on it. Then its recent developments on both the technology and applications in life science will be reviewed. It is shown that optical tweezer will have great potential in life science. Key words:optical tweezer; life science; principle; basic structure; application; development 光镊简介 一百年前,爱因斯坦提出的光量子学说最终导致了激光的诞生,20世纪60年代激光器的发明,使光与物质相互作用产生的力学效应真正走向实际的应用。20世纪70年代,美国贝尔实验室的学者Arthur Ashkin等人[1]发现了激光具有移动微粒的能力,并首先提出利用光压操控微小粒子的概念:在氩离子激光器发出的TEM00模式激光束作用下,硅小球在横向梯度力的作用下陷入光束中心,然后在光束散射力的作用下沿着光束传播的方向加速运动;还发现了折射率低于周围介质的粒子(气泡)会被激光束排斥,同时也会被激光束沿着激光传播的方向加速。其后Ashkin 利用两束相对照射的TEM00模式激光去捕获高折射率粒子,发现粒子在激光横向梯度力的作用下陷入光束中心,然后沿着光束传播的方向运动到一个稳定的平衡点停止下来,这样粒子就被两束相对照射的激光束稳定捕获了。这时它还不能称之为光镊,因为只能实现横向二维捕获,而在轴向上由于强烈的散射力的存在无法实现捕获。 1971 年,Ashkin 和Dziedzic 第一次使用了单光束捕获粒子[2]。他们利用一束聚焦的TEM00模式激光从下向上照射粒子,在轴向散射力的作用下粒子被顶起,同时粒子受到向下的重力作用。当粒子运动到平衡位置时,向上的散射力和向下的重力达到平衡,粒子在轴向上稳定下来。在横向上,由于光束的横向梯度力始终指向光束中心,因此粒子被稳定地捕获在光束中心。这样就形成了一个单光束悬浮光阱(opticallevitation trap)。在1986年,Ashkin 发表了一篇具有深远意义的论文[3],标志着光镊的诞生。在此文中Ashkin仅仅利用一束激光就实现了在三维方向上捕获电介质粒子,而且在轴向上利用的是梯度力捕获粒子,而非利用重力作用的悬浮光阱。实验中Ashkin利用高度聚焦的单光束焦点形成的单光束梯度力势阱(single beam gradientforce trap),在水中成功地捕获了直径从25nm 到10μm 的电介质粒子,且在横向和轴向上所施加的捕获力都来自于光场梯度力。由于这种单光束梯度力势阱

中国互联网发展现状分析

中国互联网发展现状分析 据CNNIC的最新估算,截至2002年10月31日,我国上网用户人数达到5800万,上网计算机数升至2300万,短短的四个月间分别增加了1220万和687万;与此同时,国内三大门户网站在第三季度财务报告中也分别交出了令人满意的业绩答卷。这预示着我国互联网在经历一个时期的发展低潮之后,正在开始回暖。自1994年我国正式接入互联网以来,短短的几年时间,互联网在我国得到了飞速的发展。这不仅表现在我国互联网的基础设施方面,也表现在互联网的用户人数、互联网在各行各业的广泛应用等各个方面。虽然自2000年互联网泡沫破灭后,网络业的发展遭遇了一段时期的低潮,但从近期的种种迹象来看,中国互联网业正在走向复苏,开始迎来它发展的第二个春天。 三大门户网站业绩优良 近日,国内三大门户网站新浪、搜狐和网易分别公布了第三季度财务报告。10月22日搜狐公布的季报显示,它提前实现了按照美国通用会计准则的全面盈利,盈利额度达到11.2万美元。11月5日,新浪发布的财务报告称,上季度新浪的净营业收入达到1030万美元,较去年同期增加71%,达历史最高值;按试算额计算,新浪在历史上首次实现盈利24.1万美元,而去年同期的数字为亏损290万美元。11月6日,网易公布的季报显示,今年第三季度网易收入总额达到7440万元人民币(900万美元),较上一季度增长93.3%,营业利润达310万美元,毛利率达67.6%,创历史最高。业内人士认为,与以往网站大面积亏损相比,如此良好的业绩说明互联网正在回暖。 由于业绩的大幅上升,作为中国概念股在纳斯达克的标志性代表,新浪、搜狐、

网易的股票一片飘红,大幅上涨。与一年前一些公司在纳斯达克面临摘牌的尴尬处境相比,今日的风光实在不可同日而语。国内门户网站的股票在纳斯达克受到追捧,说明了国内互联业的发展得到了投资者的认可,它们已经从过去纳股中的边缘状态、边缘待遇变成比较中心的状态了。 互联网得到广泛应用 今年以来,在国家的大力倡导下,电子政务、电子商务、企业信息化等信息化应用进展迅猛,互联网开始在各个行业、各个部门进行广泛的、实质性的渗透。政府信息化、行业信息化、企业信息化和家庭信息化的推进,使原来“不食人间烟火”的互联网与传统行业、实体经济进一步结合,也使互联网找到了广阔的应用空间,焕发了应有的生机与活力。对此,中科院互联网发展研究中心主任吕本富认为,目前中国互联网产业开始了全面复苏。 他认为,之所以说现在的复苏不是一些企业的复苏,而是全面的复苏,是因为过去中国的企业在IT方面的投入本来就不多,有一个对历史欠账回补的过程。在企业层面,网络经济高潮到来时,启发了企业对信息化的应用,让他们认识到了网络经济的重要。互联网泡沫破灭以后,整个IT产业,包括互联网业,都回到了基本面,回归到了一个在正常经济活动下的一个正常产业。 据估计,全球500强等世界大公司在IT方面的投入提前支出了1000亿美元,现在还处于消化投资阶段。相比较之下,中国的互联网业由于本身发展水平所限,非理性成分和泡沫成分都不是那么大,或者根本就没有产生太大的泡沫。而在这个时候,政府加快推进了电子政务,企业开始重视内部信息化建设,这两股力量反而成为比较强劲的推动互联网复苏的力量。目前,中国市场已经成为全球最亮丽的IT市场之一。

光镊原理及其应用

光镊原理及其应用 摘要:激光的发明使得光的力学效应走向了实际应用。本文介绍了光镊技术的基本原理及其在生物科学方面的一些应用。 关键词:光镊;光的力学效应;生物科学;应用 1 引言 光镊是A. Ashkin[1]在关于光与微粒子相互作用实验的基础上于1986年发明的。光镊在问世之初被看作是微小宏观粒子的操控手段,并渐渐成了光的力学效应的研究和应用最活跃的领域之一。近20年来光镊技术的研究和应用得到了迅速的发展,特别是在生命科学领域,光镊已成为研究单个细胞和生物大分子行为不可或缺的有效工具。 2 基本原理 光镊的基本原理在于光与物质微粒之间的动量传递的力学效应。对于直径大于波长的米氏散射粒子来说,光镊的势阱原理可以用几何光学来解释[1~3]。如图1(a)所示。入射光线A将光子的动量以辐射压的形式作用于粒子小球,力的作用方向与光线入射方向相同。A经过若干反射、折射后,以光线A’出射。入射光线的辐射压减去出射光线的辐射压为粒子小球所受的净剩力F A。图1(b)为作用力简图,实际力的作用过程较此复杂,A’应为所有(包括反射光透射光)出射光线辐射压的合力,但结果与此相似,小球受轴向指向焦点的力。 对于直径小于激光波长的瑞利散射颗粒,适用于波动光学理论[1]和电磁模型。波动光学理论(也是光镊的基本理论)认为,在光轴方向有一对作用力:与入射光同向正比于光强的散射力和与光强梯度同向正比与强度梯度的梯度力。在折射率为n m的介质中,折射率为n p 的瑞利粒子所受的背离焦点的散射力为[1] F scat =n m P scat/ c (1) 这里P scat为被散射的光功率。或用光强I0和有效折射率m = n p / n m表示为 (2) 对于极化率为α的球形瑞利粒子所受的指向焦点的梯度力为

中国航天事业现状和未来

中国航天事业现状与未来 从1956年至今,我国航天技术取得了令世人瞩目的成就。中国依靠自己的力量,研制并成功发射了15种类型、近50颗人造地球卫星和3艘试验飞船。我国自行研制的“长征”系列运载火箭已有12种型号,具有发射低地球轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道等多种轨道有效载荷的运载能力。截至目前,“长征”系列运载火箭共实施了68次发射;其中对外发射成功22次,将27颗外国制造的卫星送入太空。从1996年10月以来,“长征”系列运载火箭已连续26次发射成功。 从“东方红”卫星上天到“神舟”飞船遨游太空,空间技术通过空间应用转化为社会生产力,民用航天在促进经济增长、推动科技进步和人类社会文明进程等方面起到了重要作用。最近几年,我国卫星应用蓬勃发展,民用卫星已广泛应用于对地观测、通信广播和导航定位等诸多领域,取得了显著的社会效益和经济效益。中国现已建立了卫星通信、卫星气象、卫星资源普查、卫星导航定位、卫星微重力试验、空间科学研究等卫星应用系统。 1、卫星遥感 我国有600多个单位、近万名科技人员直接从事卫星遥感研究、试验和开发应用工作,初步形成一支领域广泛、专业基本配套的卫星遥感应用队伍。国家卫星气象中心、中国遥感卫星地面站、国家遥感中心等单位利用国内外的资源卫星和气象卫星数据,使卫星遥感的应用发挥了重要作用。天气预报和气象研究、国土资源调查与开发、农业资源规划和估产、森林草原监测和保护、环境灾害监测与评估、海洋资源调查与开发等方面的应用迅速发展。 中国返回式遥感卫星拍摄的数万米地物照片和其它卫星获得的地物信息,经国家经济和科研部门处理分析后,从中获取到许多用其它手段得不到或难以得到的资料,为国家进行国土规划和宏观经济决策提供了重要依据。 利用返回式遥感卫星照片,国家有关部门曾组织进行了京津唐、塔里木盆地、黄河三角洲等7个区域的资源和环境调查,各有关单位开展了其它方面的多项专题应用。实践表明,返回式遥感卫星的照片具有视野宽阔、信息量丰富、直观性好、清晰度高、能提供宏观和实用性强的第一手普查资料等特点,具有相当高的实用价值。 中国已建成能接收各类(光电型、雷达型)资源卫星数据的遥感卫星地面站。利用该站发布的数据,各部委和各省市在资源调查、环境监测、国土整治和规划、土地利用和普查、农作物估产、地质勘探、重大灾害评估等方面做了大量有成效的工作。在1998年夏季长江中下游和嫩江、松花江流域发生特大洪水之际,遥感卫星地面站根据卫星获取的微波遥感资

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