快速凝固技术和其在材料制备
金属凝固原理
题目：快速凝固的理论研究及其在材料制备中应用
专业：材料工程
学号：2013730030
姓名：刘丽娜
快速凝固的理论研究及其在材料制备中应用
摘要：快速凝固已成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段, 同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域。过去对凝固过程的模拟考虑了在熔融状态下的热传导和凝固过程潜热的释放，不考虑金属在型腔内必然存在的流动以及金属在凝固过程中存在的流动。目前快速凝固技术作为一种研制新型合金材料的技术已开始研究了合金在凝固时的各种组织形态的变化以及如何控制才能得到符合实际生活、生产要求的合金。着重于大的温度梯度和快的凝固速度的快速凝固技术，正在走向逐步完善的阶段。
快速凝固技术一般指以大于105K/s-106K/s的冷却速率进行液相凝固成固相，是一种非平衡的凝固过程，通常生成亚稳相(非晶、准晶、微晶和纳米晶)，使粉末和材料具有特殊的性能和用途。快速凝固技术得到的合金具有超细的晶粒度，无偏析或少偏析的微晶组织，形成新的亚稳相和高的点缺陷密度等与常规合金不同的组织和结构特征。由于凝固过程的快冷，起始形核过冷度大，生长速率高，使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。
关键词：快速凝固理论研究组织特征快速凝固方法
一引言
随着对金属凝固技术的重视和深入研究, 形成了许多种控制凝固组织的方法, 其中快速凝固已成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段, 同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域。过去对凝固过程的模拟考虑了在熔融状态下的热传导和凝固过程潜热的释放, 不考虑金属在型腔内必然存在的流动以及金属在凝固过程中存在的流动。目前快速凝固技术作为一种研制新型合金材料的技术已开始研究了合金在凝固时的各种组织形态的变化以及如何控制才能得到符合实际生活、生产要求的合金。着重于大的温度梯度和快的凝固速度的快速凝固技术，正在走向逐步完善的阶段。
快速凝固技术一般指以大于105 K/s~106 K/s 的冷却速率进行液相凝固成固相，是一种非平衡的凝固过程，通常生成亚稳相(非晶、准晶、微晶和纳米晶)，使粉末和材料具有特殊的性能和用途。快速凝固技术得到的合金具有超细的晶粒度，无偏析或少偏析的微晶组织，形成新的亚稳相和高的点缺陷密度等与常规合金不同的组织和结构特征。由于凝固过程的快冷，起始形核过冷度大，生长速率高，使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。
二凝固过程理论研究
2.1 凝固过程中固液界面形态稳定性理论
2.1.1 成分过冷理论
成分过冷理论起源于凝固过程中溶质原子在固液界面上的富集。这种富集的结果是在距
固液界面前沿的液相中不同的距离内具有不同的溶质浓度，可由式
错误！未找到引用源。表示。式中C 为浓度；R 为生长速度；D为溶质扩散系数；z 为距固液界面的距离。Chalmers 等人在假设液相中无对流时，解上式得液相中溶质浓度分布为C L= C0[1+(错误！未找到引用源。) 错误！未找到引用源。]式中CL 为液相中溶质浓度；C0为原始浓度；k0为溶质平衡分配系数。在有对流情况下，Burtou 等人得到液相中溶质浓度分布为
C L = C s[1+(错误！未找到引用源。) 错误！未找到引用源。]式中Cs 为固相中溶质的浓度；δ为流动边界层厚度。
Rutler 与Chalmers认为, 出现成分过冷后，在平界面上形成小的凸起，进而发展进入
到大的成分过冷区内，其凸起不断长大，平的界面被破坏。Bilonis等人则认为出现成分过冷后平界面上在位错的周围形成凹坑，凹坑发展为六角形沟槽，平界面从此被破坏。郡司好喜先生对成分过冷理论提出以下几个问题: 首先，由于没考虑界面能的影响，不能估计在平界面上出现凹凸时过冷度的变化；其次，只考虑了液体内的温度梯度，而没有考虑固相中的温度梯度；再次，用成分过冷理论无法描述失稳后的界面状态，也就是说成分过冷理论还不能十分准确地描述凝固过程中固液界面的状态。
2.1.2 界面稳定性动力学理论
Mullins与Sekerka(简称为M-S)认为凝固过程中的固液界面原本就不是平的界面，是存在有很小凹凸的曲面，这个凹凸的大小随温度与溶质浓度的变化而变化，M-S将其称为扰动，并假设这种扰动按正弦波的形式分布，其界面方程为z=δsin( ωx)。式中δ为扰动振幅；
ω为扰动频率。这样液相中的浓度及固液两相中的温度分布可由以下三个基本方程表示：错误！未找到引用源。 (1)
错误！未找到引用源。 (2)
错误！未找到引用源。 (3)
式中T S、T L分别为固体与液体中的温度；αL、αS分别为液体与固体中的热扩散系数。考虑到界面曲率的作用，界面的温度为Ti=Tm + mCi-TmГK*。式中Ci为界面上的浓度；Γ=σ/L, σ为固液界面比表面能；L为结晶潜热; K* 为界面曲率。假设Ti=T0+αδsin( ωx) , Ci=C0 +bδsin( ωx)。式中T0、C0 分别为界面为平面时液体的温度与浓度；a、b 为常数。解方程(1)、(2)、(3)，并利用边界条件
可得扰动频率随时间的变化关系为:
式中错误！未找到引用源。ω；错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。。式( 4) 即为凝固界面形态稳定性动力学微分方程式。
当dδ/dt>0时，扰动振幅随时间而增大，界面处于不稳定的状态；dδ/dt<0 时,扰动逐
渐消失，界面向平面发展；dδ/dt=0时界面处于一种临界的稳定状态。Kurz与Fisher对式、( 4) 进行处理后得到界面稳定的条件为
可见只用成分过冷理论不能判断固液界面的稳定性。实际上在用成分过冷理论判断出固液界面失稳时，固液界面早已处于失稳的状态。Sato[8]用铝合金均验证了M-S理论的正确性。
最近王自东等人提出了固液界面形态稳定非线性动力学理论，该理论是借助M-S理论的基本思路，对界面曲率K* 做全面的数学展开，通过相应的非线性处理，得到的扰动振幅随时间的变化规律为
当错误！未找到引用源。时
当错误！未找到引用源。时
式中错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。,错误！未找到引用源。。
在此基础上作者对这个控制单相合金凝固界面形态非线性动力学方程进行了全面的讨论, 但目前还没有大量的实验支持。
2.2 快速凝固过程中溶质分配模型研究
在快速凝固条件下，固液界面溶质分配行为不能用传统的理论来描述，必须建立新理论。在以往的研究中，人们广泛采用局域平衡假设，但Baker和Cahn对快速凝固所发现的溶质捕获现象否定了这一观点。
Aziz认为，对二元合金单向凝固行为的全面描述需要四个方程，既界面处固相和液相成分之间的关系方程；生长速率与界面局部条件的相关方程；描述溶质排放和潜热释放的方程。这四个方程的联立解可获知体系的凝固行为。根据Cahn的观点, Aziz应用化学速率理论描述溶质在0 Wood在研究激光表面熔化的试验中发现，用平衡分配系数不能解释实验所观察到的溶质分配现象。他认为非平衡分配系数显著地依赖界面速率，并根据凝固速率的动力学方程建立 了非平衡系数与平衡系数及界面速率的关系表达式为 错误！未找到引用源。。 式中错误！未找到引用源。为溶质原子从固相到液相的扩散激活的改变，其强烈的依赖于界面速率u，是u 的复杂函数。Baker在对非平衡分配模型的研究中，将界面处理成连续的平面。溶质的能量E(z)在固相和液相分别为ES和EL，在界面处为Ei， Ei 线性地从EL变化到ES，界面宽度为2δ，参考系固定在界面上，相应的标准扩散方程错误！未找到引用源。。式中J为扩散通量，在假设扩散流与驱动力之间的关系是线性的基础上给出了非平衡溶质分配系数的另一表达式 国内学者陈魁英等人推广了Aziz模型，突破了Aziz 模型的细致平衡条件，得到的非平衡分配系数为错误！未找到引用源。。式中Kγ，K f是具有速率量纲的量；错误！未找到引用源。。陈长乐等人利用非平衡统计理论研究了二元凝固时界面的溶质分配, 建立了二元合金凝固过程中的非平衡溶质分配的随机动力学方程,解出了溶质分配系数的解析表达式，并通过结构平衡与温度平衡弛豫时间的的差异，得出非平衡溶质分配系数与平衡溶质分配系数的 关系，与实验事实一致。 三快速凝固材料的主要组织特征 （1）细化凝固组织，使晶粒细化。结晶过程是一个不断形核和晶核不断长大的过程。随凝固速度增加和过冷度加深，可能萌生出更多的晶核，而生长的时间极短，致使某些合金的晶粒度可细化到0.1μm以下。 （2）减小偏析。很多快速凝固合金仍为树枝晶结构，但枝晶臂间距可能有0.25 μm。在某些合金中可能发生平面型凝固，从而获得完全均匀的显微结构。 （3）扩大固溶极限。过饱和固溶快速凝固可显著扩大溶质元素的固溶极限。因此既可以通过保持高度过饱和固溶以增加固溶强化作用，也可以使固溶元素随后析出，提高其沉淀强化作用。 （4）快速凝固可导致非平衡相结构产生。包括新相和扩大已有的亚稳相范围。 （5）形成非晶态。适当选择合金成分，以降低熔点和提高玻璃态的转变温度Tg （Tg/TM>0.5），这样就可能失去长程有序结构，而成为玻璃态或称非晶态。 （6）高的点缺陷密度。固态金属中点缺陷密度随着温度的上升而增大，其关系式为：C=exp(- QF/RT) 式中，C 为点缺陷密度，QF 为摩尔缺陷形成能。金属熔化以后，由于原子有序程度的突然降低，液态金属中的点缺陷密度要比固态金属高很多，在快速凝固过程中，由于温度的骤然下降而无法恢复到正常的平衡状态，则会较多的保留在固态金属中，造成了高的点缺陷密度。 四快速凝固的方法以及在材料加工制备中的应用 4.1 表面熔凝技术 表面熔凝技术的特点是用高密度能束扫描工件表面，使其表层熔化，熔体通过向下面冷的工件基体迅速传热而凝固，该技术主要应用在材料表面改性方面。 4.1.1 激光熔凝技术 采用近于聚焦的激光束照射材料表面层，使其熔化，依靠向基材散热而自身冷却、快速凝固. 在熔凝层中形成的铸态组织非常细密，能使材料性能得到改善，增强材料表层的耐磨性和耐蚀性。 激光表面熔凝技术的应用基本上不受材料种类的限制，可获得较深(可达2-3mm)的高性能敷层,易实现局部处理，对基体的组织、性能、尺寸的影响很小，而且操作工艺方便.应用激光表面熔凝技术对可锻铸铁的摩托车凸轮轴表面进行处理，可获得熔层厚0.2mm、硬化层厚0.7mm、宽3.4-3.6mm，表面硬度为895 HV的耐磨性很高的熔凝层。对耐磨铸铁活塞环进行处理后，其寿命提高一倍，且与气缸的匹配效果良好。对珠光体+ 铁素体基的铸铁梳棉机梳板进行处理后。其耐磨性和抗崩裂性明显提高。且保持了低的表面粗糙度。国外对 Al-8Fe(w(Al)含量为1%)合金进行激光熔凝硬化处理后的熔区枝晶进行微观计算机模拟及测量。得出了枝晶细胞头部半径与凝固速度的关系式和凝固速度对枝晶分布的影响规律。利用晶体生长的最小过冷度判据。对单晶合金激光重熔区组织的生长速度进行分析，建立了枝晶尖端生长速度与激光束扫描速度和固液面前进速度的关系。根据分析，发现激光熔池中枝晶组织生长方向强烈地受基材晶粒取向和激光束扫描方向的影响。 4.1.2 激光超高温度梯度快速凝固 激光能量高度集中的特性，使它具备了在作为定向凝固热源时可能获得比现有定向凝固方法高得多的温度梯度的可能性。 利用激光表面熔凝技术实现超高温度梯度快速定向凝固的关键是在激光熔池内获得与激光扫描速度方向一致的温度梯度，根据合金凝固特性选择适当的激光工艺参数，以获得胞晶组织。由于它要求的检测手段更为高超，因而设备昂贵，还没能在实际生产中得到广泛的应用。 4.2 快速凝固喷射成型技术 喷射成型技术是一种快速凝固近终成型材料的制备新技术。喷射成型工艺的基本过程是把金属原料置于坩埚中，在大气或真空中熔炼，达到一定过热度后( 典型值为50-200℃)，释放金属流进入雾化室。在雾化室中金属流被惰性气体分散成液滴飞向沉积器，沉积成致密的坯体。沉积器为板状或棒状，通常采用水冷或不冷却。根据沉积器形状及运动方式的不同，沉积坯可以为板状、棒状、管状或带状。喷射沉积工艺已广泛应用于铝、铜、镁合金及特种钢的成型制备中。 由此可见，喷射成型最突出的特点在于把液体金属的雾化(快速凝固)与雾化熔滴的沉积 (动态致密固化)自然地结合起来，以一步冶金操作的方式，用最少的工序直接从液态金属制取整体致密、具有快速凝固组织特征的接近零件实际形状的大块高性能材料（坯料）。从而彻底解决了传统工艺生产高性能材料一直很难解决的成分偏析、组织粗大及热加工困难等难题。同时也避免了粉末冶金工序复杂、成本较高及易受污染等弊端. 为新材料的研制和发展提供了一个崭新的技术手段，有广阔的发展前景。 4.3 表面沉积技术 表面沉积技术的特点主要是使通过雾化技术制得的粉末或已雾化的金属熔滴喷射到工件表面上，让其迅速冷凝沉积，形成与基体结合牢固、致密的喷涂层。主要有等离子喷涂、电火花沉积等技术。 4.3.1 等离子喷涂技术 等离子喷涂是利用等离子火焰来加热、熔化喷涂粉末，使之形成涂层。等离子喷涂工作气体常用Ar或N2和5%-10%的H2，工作气体通过电弧加热离解形成等离子体，其中心温度高达1500 K 以上，经孔道高压压缩后呈高速等离子体射流喷出。喷涂粉末被送粉气载入等离子焰流，很快呈熔化或半熔化状态，高速地打在经过预处理的零件表面并产生塑性变形，粘附在零件表面上。各熔滴之间通过塑性变形而相互钩接，从而获得良好的层状致密涂层。由于等离子喷涂具有形成的涂层结合强度高、孔隙率低及效率高、使用范围广等优点，故在航空、冶金、机械等领域中得到广泛的应用。 4.3.2 电火花沉积技术 金属表面电火花沉积技术是近期发展起来的新技术，是在传统工艺基础上发展起来的新工艺，它具有较强的实用性。电火花沉积工艺是将电源存储的高能量电能在金属电极(阳极) 与金属母材(阴极)间瞬间高频释放，通过电极材料与母材间的空气电离形成通道，使母材表面产生瞬间高温、高压的微区，同时离子态的电极材料在微电场的作用下融渗到母材基体中, 形成冶金结合。由于电火花沉积工艺是瞬间的高温-冷却过程，金属表面不仅会因迅速淬火而形成马氏体，而且在狭窄的沉积过渡区还会得到超细奥氏体组织。该工艺具有沉积层与基体结合非常牢固、不会使工件退火或变形、设备简单及造价低等优点，已在实际生产中得到广泛应用。 4.4 大过冷凝固技术 大过冷凝固技术的核心是利用金属本身的特点实现快速凝固的方法之一。其主要有快速蒸汽冷凝技术、快速卸压淬火等。 4.4.1 蒸汽快速冷凝法(ERC法) ERC法是借助于低温液体将蒸发的金属蒸汽快速冷凝，在其聚结之前沉积到捕集器中或旋流收集器中。利用此法制得的金属粉末颗粒尺寸极细，而且粒度分布非常均匀。 4.4.2 快速卸压淬火 快速卸压淬火是一种有效的新的快速凝固方法，在适当的初始温度和压力下对熔体快速 卸压达到固化，由于不受材料自身的热传导性质的限制，因而可获得大块亚稳材料甚至非晶，实现了快速凝固的原理，并对亚稳相的产生及非晶化成因提供了热力学上的合理解释。 大过冷凝固技术的特点是在熔体中形成尽可能接近均匀形核的凝固条件，从而在形核前获得大的过冷度。熔体主要是通过导热性差的介质传热或以辐射传热的方式冷却。目前，采用此技术制取的合金的尺寸、数量都很小，而且不能连续生产。因此，要使其不仅在理论上和实验研究中得到广泛应用，而且像急冷凝固技术那样应用于实际生产还需要做进一步的改进。 5 存在问题及展望 目前，关于快速凝固技术的研究着重于母合金熔融后分成微小的熔滴，然后再通过冷的基体进行散热冷却，所解决的是传热问题。但从快速凝固各种技术现存的问题看，解决这些问题时不能靠单一的方法，它是一个系统工程，应从合金本身、金属液的净化、外部强制冷却手段等方面同时采取措施才行。为使快速凝固合金的研制工作走上完善的科学设计的道路，还有一系列的理论研究及实验测试工作有待进一步开展：计算和实测更多的二元及多元亚稳平衡相图，包括T0线的走向；亚稳合金熔体中热物理参量及它们与温度之间的关系需要更多的实验测定工作；关于高生长速率下的胞状晶生长及枝晶向胞晶转变的实验观察和模型化工作；深入分析高生长速率下温度依从的扩散系数及界面附着动力学对枝晶和胞晶生长以及对界面形貌稳定性的影响；定量表述化学成分及熔体热历史对非均质形核的影响；相组成及显微结构与各种使用性能之间的关系。最终采用计算机辅助工程(CAE)的手段，对快速凝固过程实现计算机模拟和定量分析，对合金化学成分及快速凝固工艺参数实现定量设计。 参考文献 [1]周尧和，胡壮麟，介万奇. 凝固技术. 北京：机械工业出版社，1998.227. [2] 沈宁福，汤亚力，关绍康等. 凝固理论进展与快速凝固. 金属学报，1996.32（7）：673 [3]胡汉起. 金属凝固原理. 北京：机械工业出版社，1991.184. [4] 张瑞丰，沈宁福. 快速凝固技术与新型合金的研究现状及展望. 材料科学与工程，2001，19（4）：143 [5] 程天一，章守华. 快速凝固技术与新型合金. 北京：宇航出版社.1990. [6] 李月珠. 快速凝固技术和材料. 北京：国防工业出版社，1993. [7] 王自东，胡汗起. 单项合金凝固界面形态稳定非线性动力学理论. 中国科学，1999，29:1. [8] Tiller W A, Jackson K A, Rutter J W et al. The Redistribution of Solute Atoms During the Solidificationof Metals[J]. Acta Metallugica,1953,1(7) : 428. [9] 王自东,周永利,常国威等.控制单相合金凝固界面形态非线性动力学方程.中国科学(E 辑),1999,29:1. [10] 陈魁英,李庆春.快速凝固下溶质分配模型研究.材料科学与工程,1994,12(4):43-51. [11] Rutter J W and Chalmers B. A Prismatic of Solute atoms During the Solidification Metals[J]. Can J Phys,1953, 31:15. 新技术新材料新工艺 应用方案 编制：___________ 批准：___________ 浙江省东阳第三建筑工程有限公司 皇马花园项目部 二00八年三月 、工程概况 、编制依据 、新技术、新材料、新工艺应用 新技术新工艺新材料应用方案 一、工程概况工程名称：皇马花园一期工程建设地点：安徽省合肥市龙岗地区 建设单位：安徽华光置业发展有限公司勘察单位：江苏南京地质工程勘察院设计单位：浙江联合建工设计研究有限公司监理单位：安徽省建科建设监理有限公司质监单位：肥东县建设工程质量监督站施工单位：浙江省东阳第三建筑工程有限公司项目经理：胡晓峰 工程为多层商住楼建筑群，共21幢，一期规划用地面积为67709卅，总建筑面积94358川，半地下建筑面积为3140川，地上建筑面积91218川，住宅建筑面积77718川，公建面积13500川。本工程主体建筑及地下室耐火等级为二级，按七度抗震设防，结构安全等级为三级，建筑设计使用年限为50年。 为了提高项目部对火灾的应急能力和快速反应能力，使项目部各部门间紧密合作、协同救灾，并使救灾工作快速、有序、高效开展，从而将事故损失降低到最少，并为救援工作提供程序和依据，特制订此方案。 二、编制依据 1 、施工组织设计 2、建筑施工手册 3、公司的若干规定 4、建设部1 0项新技术应用 5、网络资源 三、新技术、新材料、新工艺应用根据本工程的特点，我们将加大应用新技术、新工艺、新材料的力度，有重点的推广建设部的建筑业十项新技术，充分发挥我公司的技术优势，高速度、高效益、高质量的完成本工程施工。本工程拟重点采用以下新技术、新工艺、新材料： A、粗钢筋连接技术 新技术、新工艺、新材料、新设备的应用遵循“科技是第一生产力”的原则，广泛应用新技术、新工艺、新产品、新材料“四新”成果，充分发挥科技在施工生产中的先导、保障作用。了有效的促进生产力的提高，降低工程成本，减轻工人的操作强度，提高工人的操作水平和工程质量，满足房屋的结构功能和使用功能，在施工中我公司应把先进工艺和施工方法、先进技术应用到工程上去，大力推广新材料、新工艺、新技术；确保标书工期，质量和降低成本。 一、从技术上保证进度 1、由项目部总工程师全面负责该项目的施工技术管理，项目经理部设置工程技术部，负责制定施工方案，编制施工工艺，及时解决施工中出现的问题，以方案指导施工，防止出现返工现象而影响工期。 2、实行图纸会审制度，在工程开工前己由总工程师组织有关技术人员进行设计图纸会审，并及时向业主和监理工程师提出施工图纸、技术规范和其他技术文件中的错误和不足之处，使工程能顺利进行。 3、采用新技术、新工艺，尽量压缩工序时间，安排好供需衔接，统一调度指挥，使工程有条不紊地进行施工。 4、实行技术交底制度，施工技术人员在施工前认真做好详细的技术交底。 5、施工时采用计算机进行网络管理，确保关键线路上的工序按计划进行，若有滞后，立即采取措施予以弥补。计算机的硬件和软件应满足工地管理的需要，符合业主统一的管理的规定。 二、推广采用新技术、新工艺、新材料、新设备，组织好施工生产 1、推行全面质量管理，开展群众性的QC小组活动，在施工中制定全面质量管理、工作规划，超前探索和解决施工中的疑难问题，消除质量通病。 2、用现代化技术设备 工程实施中，将运用高精度的仪器，采用先进的检测手段，控制施工的每个环节。 3、建立完善的技术管理体系 按照实施性施工组织设计确定的施工程序，精心组织流水线平行作业，控制每道工序，狠抓工序衔接，实行施工技术、测量、试验、计量技术资料全过程的标准化管理，做到技术标准、质量标准、管理标准相统一。 4、妥善保管好有关工程进度、质量检验、障碍物拆除以及所有影响本工程的原始记录和照片。 5、按照监理工程师和业主的技术要求，利用人才优势，发挥技术专长，实行规范化、程度化、标准化施工作业，在现场树立典型示范作业面，为创优质工程奠定坚实的技术基础工作。 三、新技术、新工艺、新材料、新设备的应用和计划如下：（一）、新技术应用 1、柱子钢筋Φ14以上采用电渣压力焊连接，以节省钢筋用量，亦可采用套筒挤压连接技术。 2、利用电子计算机及先进的施工管理软件对工程的施工进度计划进行跟踪控制，均取得了良好的经济效益。 3、予埋铁件采用大磁铁查找，以避免找寻埋铁件时乱凿。 新技术、新材料、新工艺 根据本工程的使用特点、质量、工期等方面的要求，我公司将采用以下新技术、新工艺、新材料，确保工程质量和工期,达到为社会做到节能减排,为业主降低工程造价，为施工单位降低工程成本的目的． 一、新技术的应用 1、现场配备2台以上计算机,完全实现工程全过程的微机跟踪管理、在资料管理、预决算、竣工文件等方面全面实现微机化负责各种施工技术资料的汇总、整理、建档工作和各种技术数据的分析工作,做到现场管理标准化、规范化。 2、运用计算机网络化管理实现材料的购进、领用、库存、使用过程的全方位覆盖。 3、运用工厂化生产技术,保证成品半成品等产品加工精细、美观，从而确保工程质量更加稳定可靠,确保工程如期完成. 4、利用最新的环境监测技术,对所用材料及工地环境进行检测,确保各项指标完全合格. 二、新材料的应用 1、在砼及砂浆中采用掺加粉煤灰技术，可以减少水泥用量，增强砼的和易性，提高砼成型质量，水泥用量的减少可降低水化热的产生,减少砼内部及表面的裂缝产生，延长结构式的使用寿命。 三、新工艺的应用 1、角钢立柱及门柱采用工厂化加工、现场装配的施工方式。充分利用工厂设备先进、速度快、质量高、产品精度高、无环境污染、易于拼装的特点,进行现场装配流水化施工。 新技术、新产品、新工艺、新材料应用遵循“科技是第一生产力”的原则，广泛应用新技术、新工艺、新产品、新材料“四新”成果,充分发挥科技在施工生产中的先导、保障作用。 一、从技术上保证进度 １、由项目部总工程师全面负责该项目的施工技术管理，项目经理部设置工程技术部,负责制定施工方案，编制施工工艺，及时解决施工中出现的问题，以方案指导施工,防止出现返工现象而影响工期． 2、实行图纸会审制度, 在工程开工前己由总工程师组织有关技术人员进行设计图纸会审,并及时向业主和监理工程师提出施工图纸、技术规范和其他技术 1. 快速凝固 快速凝固技术的发展，把液态成型加工推进到远离平衡的状态，极大地推动了非晶、细晶、微晶等非平衡新材料的发展。传统的快速凝固追求高的冷却速度而限于低维材料的制备，非晶丝材、箔材的制备。近年来快速凝固技术主要在两个方面得到发展：①利用喷射成型、超高压、深过冷，结合适当的成分设计，发展体材料直接成型的快速凝固技术；②在近快速凝固条件下，制备具有特殊取向和组织结构的新材料。目前快速凝固技术被广泛地用于非晶或超细组织的线材、带材和体材料的制备与成型。 2. 半固态成型 半固态成型是利用凝固组织控制的技术.20世纪70年代初期，美国麻省理工学院的Flemings 教授等首先提出了半固态加工技术，打破了传统的枝晶凝固式，开辟了强制均匀凝固的先河。半固态成型包括半固态流变成型和半固态触变成形两类：前者是将制备的半固态浆料直接成型，如压铸成型（称为半固态流变压铸）；后者是对制备好的半固态坯料进行重新加热，使其达到半熔融状态，然后进行成型，如挤压成型（称为半固态触变挤压） 3. 无模成型 为了解决复杂形状或深壳件产品冲压、拉深成型设备规模大、模具成本高、生产工艺复杂、灵活度低等缺点，满足社会发展对产品多样性（多品种、小规模）的需求，20世纪80年代以来，柔性加工技术的开发受到工业发达国家的重视。典型的无模成型技术有增量成型、无摸拉拔、无模多点成型、激光冲击成型等。 4.超塑性成型技术 超塑性成型加工技术具有成型压力低、产品尺寸与形状精度高等特点，近年来发展方向主要包括两个方面：一是大型结构件、复杂结构件、精密薄壁件的超塑性成型，如铝合金汽车覆盖件、大型球罐结构、飞机舱门，与盥洗盆等；二是难加工材料的精确成形加工，如钛合金、镁合金、高温合金结构件的成形加工等。 5. 金属粉末材料成型加工 粉末材料的成型加工是一种典型的近终形、短流程制备加工技术，可以实现材料设计、制备预成型一体化；可自由组装材料结构从而精确调控材料性能；既可用于制备陶瓷、金属材料，也可制备各种复合材料。它是近20年来材料先进制备与成型加工技术的热点与主要发展方向之一。自1990年以来，世界粉末冶金年销售量增加了近2倍。2003年北美铁基粉末。相关的模具、工艺设备和最终零件产品的销售额已达到91亿美元，其中粉末冶金零件的销售为64亿美元。美国企业生产的粉末冶金产品占全球市场的一半以上。可以预见，在较长一段时间内，粉末冶金工业仍将保持较高的增长速率。粉末材料成型加工技术的研究重点包括粉末注射成型胶态成型、温压成型及微波、等离子辅助低温强化烧结等。 6. 陶瓷胶态成型 20世纪80年代中期，为了避免在注射成型工艺中使用大量的有机体所造成的脱脂排胶困难以及引发环境问题，传统的注浆成型因其几乎不需要添加有机物、工艺成本低、易于操作制等特点而再度受到重视，但由于其胚体密度低、强度差等原因，他并不适合制备高性能的陶瓷材料。进入90年代之后，围绕着提高陶瓷胚体均匀性和解决陶瓷材料可靠性的问题，开发了多种原位凝固成型工艺，凝胶注模成型工艺、温度诱导絮凝成形、胶态振动注模成形、直接凝固注模成形等相继出现，受到严重重视。原位凝固成形工艺被认为是提高胚体的均匀性，进而提高陶瓷材料可靠性的唯一途径，得到了迅速的发展，已逐步获得实际应用。 7. 激光快速成型 激光快速成形技术，是20实际90年代中期由现代材料技术、激光技术和快速原型制造术相结合的近终形快速制备新技术。采用该技术的成形件完全致密且具有细小均匀的内部组 国家大剧院项目工程采取常规的施工技术、材料和工艺,将无法实现工程项目的综合目标,只有通过新技术、新材料、新工艺推广应用和技术创新,方可优质高效地完成**项目项目,极其有效地降低工程造价、加快工程进度、保证工程的过程精品,完全实现设计风格和建筑物的使用功能。 结合本工程的设计特点,投标人将全过程、全方位广泛应用科技成果,计划将建设部推广的十项新技术全部应用到本工程的建设上。除此之外,投标人还将结合本工程的施工实践,努力探索新的施工技术,总结新的施工工艺,应用新的建筑材料。对“新技术、新材料、新工艺”的内容,投标人在编制施工组织设计的相关章节时,已有详细论述。本章将综其所述,予以摘要性的说明。 一、深基坑支护技术 本工程基础埋置深度很深,整个建筑物大部分结构处于地下,平均埋深约为26米,局部达到41米深,且地下水位较高,开挖12米后即遇上层潜水层,在20m以下是承压水层,且地下水渗透性强、流通性好,建筑物距人民大会堂和地铁仅100多米之遥。因此,护坡降水方案的成功与否是本工程能否顺利完成的关键。投标人拟采用混凝土灌注桩支护技术、地下连续墙技术、和土钉护坡技术和基坑工程信息化施工技术等。投标人认为,通过上述综合技术的优化组合和合理应用,可确保**项目基础工程施工的顺利完成。上述综合技术还包括了以下内容: 1、旋挖钻机:由于地层多为砂卵石,采取常规的成孔方法比较困难。因此投标人采用旋挖钻机成孔,其施工速度是普通反循环钻机施工效率之七倍,特别是在砂卵石层更具优越性,不需要循环泥浆,可使施工操作面整洁,具有很好的环保特点。 2、压力分层型锚杆:压力分层型锚杆是在一个锚固段内有多个承载体,在卵石层成孔困难,锚杆长度达不到设计要求时,应用压力分层型锚杆技术,可很好的解决承载力不足之问题,具有降低成本作用。 3、内支撑技术:为了保证台仓基坑在土方开挖时,不穿插进行锚杆施工,减少工期,同时可节省造价,所以采用内支撑法。在台仓四角采用钢支支撑,防止连续墙侧向位移,达到基坑支护安全稳定之目的。 4、深基坑承压水减压井和回灌井降水技术:在台仓范围采取深基坑承压水减压井和回灌井降水技术,能迅速有效地降低第二层承压水水头,为台仓内深基坑的开挖和施工创造良好的条件,且比较经济。在歌剧院台仓基坑支护和开挖方案中,投标人优先选择这一施工技术。 5、冻结法施工技术:该技术兼有封闭地下水与加固地层双重作用的特殊施工方法,冻结法在承压水深基坑维护施工中,具有很好的适应性,极为安全可靠,且对地层和环境污染很小,特别是卵石层进行冻结后冰冻层不会出现冻涨融沉现象,适合歌剧院台仓的基坑支护和开挖,能有效地为施工创造条件。 6、压力灌浆:该技术同样兼有封闭地下水与加固地层双重作用的施工方法,在承压水深基坑维护施工中,同样具有很好的适应性和安全可靠性,适合歌剧院台仓的基坑支护和开挖,能有效地为施工创造条件。 二、高强高性能混凝土技术 本工程将全部使用预拌混凝土,广泛应用高性能混凝土施工技术。高性能混凝土具有无收缩(微膨胀)、防渗、防裂、和易性、易泵送性和稳定性好。在**项目工程使用高性能砼,建议采用超细矿粉和高效减水剂共用,可有效保证地下砼的抗渗、防裂、抗冻、抗碳化、抗盐、抗酸等要求,对增强混凝土的和易性和可泵送性,预防砼中碱—集料反应,十分有效。此项技术还包括了以下内容: 1、自密实混凝土技术的应用:对于预应力、劲性混凝土构件将采用自密实混凝土技术,底 新技术、新产品、新工艺、新材料应用 一、“四新”科技成果推广应用计划推广组织管理 为把本工程建成技术上一流、管理上科学、工期上先进、同时达到有计划，有步骤的开发和推广应用新技术的目的，在工程施工之初，就成立开发和推广应用新技术领导小组。即以总承包项目经理为组长，总承包项目总工程师及总承包项目副经理为副组长，各部门负责人及专业项目经理和专业项目技术负责人参加的项目科技进步工作领导小组，协调各项工作的实施。 科技推广领导小组成员分工 二、粗直径钢筋连接技术 1.概述 在满足本工程设计和规范的前提下，为提高工效、降低成本，本工程大于或等于20的Ⅲ级钢筋的连接均采用滚扎直螺纹机械连接，直径为16和18的柱子竖向钢筋连接采用电渣压力焊。滚扎直螺纹连接是近几年来开发的一种新型的螺纹连接方式，它先把钢筋端部滚扎成直螺纹，然后用套筒实行钢筋对接。通过冷轧工艺形成螺纹，加大接头部分的钢材密度，提高接头的抗拉强度，因此本工程的在上述部位均采用这种连接方式。直螺纹不存在扭紧力矩对接头性能的影响，从而提高了连接的可靠性，也加 快了施工速度。它克服了其他几种机械连接的缺点，集中了其他几种机械连接的优点，施工便捷，技术经济效果显著。 2.滚轧直螺纹钢筋接头的优点 2.1接头强度高、延性好，能充分发挥钢筋母材的强度和延性。接头性能达到规范中I级接头标准并能断于母材。 2.2检测方便、直观。 2.3钢筋加工直螺纹可预制（专业工厂加工），套筒可工厂化生产，不占施工工期，加工效率高，施工方便、快捷、操作简单、连接速度快。风雨无阻，可全天候施工。 2.4施工连接时不用电，节约能源：设备功率仅为3～4kw，不需专用配电设施，不需架设专用电线。施工连接时不用气、无明火作业、无漏油无污染，无噪音污染，无烟尘，安全可靠，环保施工。 2.5适用性强，在狭小场地钢筋排列密集处均能灵活操作。 2.6适用范围广：对钢筋无可焊性要求，适用于直径12～50mm HRB335、HRB400钢筋在任意方位的同、异径连接。可连接横、竖、斜向的HRB335、HRB400级同径或异径钢筋。 2.7抗疲劳性能好：接头通过行业标准规定的二百万次疲劳强度试验。 2.8节省材料：以直径40mm钢筋连接套筒为例，挤压套筒质量4kg,直螺纹套筒1.1kg。直螺纹套筒质量是挤压套筒的25%，而接头性能却能与挤压接头媲美。 三、新型模板及脱模剂应用技术 1.模板工程应用情况 混凝土结构的模板工程，是混凝土构件成型的一个十分重要的组成部分。现浇混凝土结构用模板工程的造价约占钢筋混凝土工程总造价的 南京国际健康城大众健康科创中心新技术、新材料、新工艺等特殊技术文件 编制人： 审核人： 审批人: 南通建工集团股份有限公司 2017年５月8日 新技术、新材料、新工艺的应用 遵循“科技是第一生产力”的原则,广泛应用新技术、新工艺、新产品、新材料“四新”成果，充分发挥科技在施工生产中的先导、保障作用。了有效的促进生产力的提高，降低工程成本,减轻工人的操作强度，提高工人的操作水平和工程质量,满足房屋的结构功能和使用功能,在施工中我公司应把先进工艺和施工方法、先进技术应用到工程上去,大力推广新材料、新工艺、新技术;确保标书工期,质量和降低成本。 一、从技术上保证进度 1、由项目部总工程师全面负责该项目的施工技术管理，项目经理部设置工程技术部,负责制定施工方案，编制施工工艺,及时解决施工中出现的问题,以方案指导施工,防止出现返工现象而影响工期。 ２、实行图纸会审制度,在工程开工前己由总工程师组织有关技术人员进行设计图纸会审,并及时向业主和监理工程师提出施工图纸、技术规范和其他技术文件中的错误和不足之处,使工程能顺利进行。 3、采用新技术、新工艺，尽量压缩工序时间,安排好供需衔接,统一调度指挥，使工程有条不紊地进行施工。 4、实行技术交底制度,施工技术人员在施工前认真做好详细的技术交底。 5、施工时采用计算机进行网络管理,确保关键线路上的工序按计划进行，若有滞后，立即采取措施予以弥补。计算机的硬件和软件应满足工地管理的需要,符合业主统一的管理的规定。 二、推广采用新技术、新工艺、新材料、新设备,组织好施工生产 1、推行全面质量管理,开展群众性的QＣ小组活动,在施工中制定全 第一章工程材料与制造技术简论 本章教学学时：2 本章内容主要是为了拓宽学生的知识面，所涉及内容十分丰富。从横向看，内容包括工程材料、材料成型、机械加工、计算机技术、自动化技术、工业管理等系列知识；从纵向看，内容则包括了材料与制造技术的发展历程和相关学科发展对制造技术的积极渗透。可以说本章是工科低年级同学进入本课程学习，也是进入专业学习的起点。建议同学在学习中能跳出本课程，站在技术和社会发展的高度，理解该课程的基础地位和重要性。 本章教学方式：课堂讲课及学生自学 主要内容： 一、工程材料发展简述 世界各国对材料传统的分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、有机高分子材料和复合材料四大类。 这四类工程材料不同历史阶段所具有的相对重要性急发债趋势见图1-1。 图1-1 工程材料发展历史虽时间推移的相对重要性示意图（时间是非线性的） （一）金属材料的发展史 （二）金属材料的发展现状及趋势 1．高纯材料以超高纯铁为例，在高纯状态，纯铁不仅有优异的软磁性能，良 好的耐腐蚀性能，残余电阻率高，而且以高纯铁为基础进行合金研制，预计在高真空容器、极低温材料、核反应堆材料等方面的应用将十分引人注目。 2．高强度及超高强度金属材料超高强度是当代材料科学家为减轻重量、节省资源而追求的设计目标，这在航空、航天、原子能、深海潜艇等领域有极大的需求。提高材料强度，严格讲，一是指提高抵抗塑性变形的能力，二是提高材料抵抗破坏的能力。提高抵抗塑性变形的能力通常叫强化，提高材料抵抗破坏的能力叫韧化，两者同时提高，则称强韧化。通常典型超高强材料包括超高强度钢、高强度铝合金、高强度钛合金等。 3．超易切削钢和超高易切削钢金属材料通常要求机械加工，据统计,切削加工费用大约占总成本的75%。若改成超高易切削钢，实验表明刀具寿命可提高30倍，因此零件成本会大幅度下降，甚至可减少一半。其社会效益和经济效益极其显著。 4．硬质合金与金属陶瓷金属陶瓷最早是为耐磨材料而设计，它是金属材料与陶瓷的复合材料。 5．高温合金与难熔合金 很大程度上 6．纤维增强金属基复合材料该类复合材料的比强度极高，其强度σ c 。目前可供选择的纤维较多，如硼纤维，碳纤维、碳化硅纤取决于增强体纤维强度σ f 维、玻璃纤维、氧化铝纤维等。纤维的选择原则是：比重小，弹性模量E大，强度σ f 高。金属复合材料的发展目标是：制备出各种比强度、比弹性模量高的材料。 7．共晶合金定向凝固材料该材料属新型复合材料，是共晶合金在特殊工艺条件下制备出来的复合材料，其性能特点是在超高温情况下呈现更高强度。它是通过温度梯度定向凝固，使共晶各相在本身的相上连续长大而成的复合材料，这种复合也叫原生复合。共晶合金定向凝固材料可广泛用于涡轮叶片等耐热材料，也可以用于偏光材料。 8．快速冷凝金属非晶及微晶材料快速冷凝技术是本世纪下半叶以来材料制备技术中的重大突破，由此产生了一系列非平衡态的金属合金。快速冷凝可以导致非晶和微晶材料。 典型非晶和微晶金属材料： （1）金属玻璃；（2）金属微晶材料 9．有序金属间化合物金属间化合物是新一代高温结构材料，这类化合物与正常价化合物之间的区别在于，金属间化合物的晶体结构中，其构成元素的原子以整数比构成化合物，不是按照化学价的概念，而是按照金属键或部分共价键结合，由于原子在晶体中作长程有序排列，因而也称有序金属间化合物。 10．纳米金属材料纳米金属是泛指颗粒径小于100纳米(nm)的金属材料，大于100纳米的金属颗粒称为粉末,小于2纳米的金属颗粒则称为原子簇，纳米金属颗粒具有一些明显不同于块状金属和一般粉末金属的属性。 新工艺、新材料、新技 术 新材料、新工艺、新技术的应用 沥青路面在交通载荷与气候影响的作用下，随着时间的推移，路面状况和服务能力将逐渐地恶化。为了保持路面良好的使用性能和延长它的使用寿命，在路面寿命周期的各个不同阶段需要采用不同的养护维修措施。沥青路面的养护维修工作对保持路面的服务能力，延长其寿命周期，以及改善噪音、振动等对周边环境的污染有着重要的作用。在我国高速公路建设的初期，路面养护的工作量还不是很大，人们容易产生重建设、轻养护的思想，但是随着我国公路建设的重点逐步向中、西部地区推移，在东南沿海地区将迎来一个路面养护维修的高潮，因而养护维修技术正日益成为人们关注的一个热点。 1 沥青路面养护维修作业的分类 我国现行的沥青路面养护技术规范通常根据工程量的规模大小、技术的难易程度将沥青路面的养护维修作业分为保养小修、中修、大修、改善（改建）等四类。这种分类方法的核心是“修理”，它是20世纪50年代从前苏联的规范中引入的，至今已经沿用了数十年。但是随着路面养护维修技术在材料、工艺、设备方面的不断发展和进步，这种分类方法已经很难反映出现代路面养护维修技术的特点和要求，因而也愈来愈显示出难以与现代养护维修技术的发展相适应了。 现行分类方法所反映的并不仅仅是一个分类的方法问题，其实质是反映了一种“重修理，轻预防”的观念。更为合理的分类方法是根据病害的类型、路面损害的程度，以及所需采用养护维修措施的性质和功能来对养护维修作业进行分类。在美国等西方国家将沥青路面的养护维修作业分为：预防性养 护（Preventive Maintenance）、修复性养护（Corrective Maintenance）、路面翻修（Pavement Rehabilitation）、路面重建（Pavement Reconstruction）等四类。这种分类方法的核心是作业的功能和目的，因而不仅在概念上是十分清晰的，而且有着很强的目的性和针对性。 预防性养护是指那些带有保护路面，防止病害的进一步扩展，和以减缓路面使用性能的恶化速率以及延长路面使用寿命为目的的养护作业，它通常用于没有发生损坏、或只有轻微缺陷与病害迹象的路面。预防性养护没有路面补强的功能，因而不应期望预防性养护具有改善路面强度和承载能力的作用。 修复性养护是指那些用来修复路面的局部损害或某种特定病害的养护作业，它通常用于路面已经发生局部的结构性损坏，但还没有波及全局的场合。 路面翻修是指路面的损坏已经波及到路面的大部分面积，使之发生全面性的结构性损坏，从而需要在一定的深度下进行面层的再生和重铺的修理作业。 路面重建是指当路面的损坏由于没有及时进行翻修、补强而进入整个路面各结构层发生结构性破坏时，这时不仅路面的面层，而且它的基层和底基层，甚至于路基也需进行翻修，这样的养护维修作业称为重建。当路基也需翻修时则称为道路的重建。 2 预防性养护技术的新发展 利用在已有路面上敷设一层防护层来保护原有路面的方法在很早以前就有了，但是预防性养护作为一个完整的概念出现在20世纪的80年代，它是 新技术、新材料、新工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 新技术、新材料、新工艺 根据本工程的使用特点、质量、工期等方面的要求，我公司将采用以下新技术、新工艺、新材料，确保工程质量和工期，达到为社会做到节能减排，为业主降低工程造价，为施工单位降低工程成本的目的。 一、新技术的应用 1、现场配备2台以上计算机，完全实现工程全过程的微机跟踪管理、在资料管理、预决算、竣工文件等方面全面实现微机化负责各种施工技术资料的汇总、整理、建档工作和各种技术数据的分析工作，做到现场管理标准化、规范化。 2、运用计算机网络化管理实现材料的购进、领用、库存、使用过程的全方位覆盖。 3、运用工厂化生产技术，保证成品半成品等产品加工精细、美观，从而确保工程质量更加稳定可靠，确保工程如期完成。 4、利用最新的环境监测技术，对所用材料及工地环境进行检测，确保各项指标完全合格。 二、新材料的应用 1、在砼及砂浆中采用掺加粉煤灰技术，可以减少水泥用量，增强砼的和易性，提高砼成型质量，水泥用量的减少可降低水化热的产生，减少砼内部及表面的裂缝产生，延长结构式的使用寿命。 三、新工艺的应用 1、角钢立柱及门柱采用工厂化加工、现场装配的施工方式。充分利用工厂设备先进、速度快、质量高、产品精度高、无环境污染、易于拼装的特点，进行现场装配流水化施工。 新技术、新产品、新工艺、新材料应用遵循“科技是第一生产力”的原则，广泛应用新技术、新工艺、新产品、新材料“四新”成果，充分发挥科技在施工生产中的先导、保障作用。 一、从技术上保证进度 1、由项目部总工程师全面负责该项目的施工技术管理，项目经理部设置工程技术部，负责制定施工方案，编制施工工艺，及时解决施工中出现的问题，以方案指导施工，防止出现返工现象而影响工期。 2、实行图纸会审制度， 在工程开工前己由总工程师组织有关技术人员进行设计图纸会 我们每一天都要求逬步 材料学院研究生会 学术部 2010年11月一、材料制备加工 1、定义：材料制备技术是指材料的合成与加工，使材料经过制备过稈后获得的新材料在化学成份、元素分布或组织结构上与原材料有显著的不同。 2、作用：可以通过材料制备技术控制现有的内部纽?织，如宏观微观结构、原子排列、元素分布、能量状态等，来控制现有材料的性能，特别是新的制备技术的出现，如快速冷凝技术可极大的提高凝固速率、改善金属的纟R织；复合材料制备技术的出现还克服了材料在备自性能上的缺点实现优势互补。此外，通过一些新的制备技术还能获得一些新的组织结构，得到一些新的材料，如高速冷却下可以得到金属非晶材料；不同的制备技术控制不同的实验条件还可以得到新的相，从而改善原有材料的性能。 3、意义材料制备时新材料的获取和应用的关键，也是对材料进行加工、成形和应用的品质保证，现已成为材料研究和材料加工领域引人注目的技术热点。其地位和作用已经超出了技术经济的范畴，而与幣个人类社会有密不可分的关系。高新技术的发展，资源能源的有效利用，通信技术的进步，工业产品的质量，环境的保护都与材料的制备密切相关。先进制备与成形加T 技术的发展对于新材料的研制、丿卫川和产业化具有决定性的作川，其的岀现与应用加速了新材料的研究开发、生产应用进程、促讲如微电了和生物医用材料等新兴产业的形成。促进了现代航空航天、交通运输、能源保护等高新技术发展。现有结构材料向高性能化、复合化、结构功能一体化发展，尤其需要先进制备与成形技术的支撑，可使材料生产过程更加高效、节能、清洁。 4、应用：材料制备、合成与成形在材料科学研究屮占有核心支柱地位，主要用于纳米材料、薄膜材料、金属复合材料、高温柱状合金、单晶合金、非晶合金、亚晶合金以及磁性材料等的制备。 二、快速凝固 1、快速礙固技术：一般指以大于10'k/s级的冷却速度或以数米每秒的固液界血前进速度使液相凝固成固相的过程。 2、基本原理：根据材料设计的要求，选择适当反应剂（气相、液相或粉末固相），在 适当的温度下，通过元索Z间或元素与化合物Z间的化学反应，在金属基体内原位生成一种或N种高便度、高弹性模量的增强相，从而达到增强金属基体目的。 3、快速凝固工艺可以粗分为三类：①用高速气流打击金属液流，或在离心力的作用下，使Z 雾化变成十分细小的液滴，最示凝固成粉末。②把金属液喷到极冷板或转动的锐轮上，凝I舌I 成很薄的金属箔或丝材。③用激光或电了束熔化极薄一层金属表层，熬块金属基体起到|j 身冷却剂的作用，也能获得很高冷速。 4、获得快冷的三个途径：①在凝固前施加一个足够大的过冷，使凝固过稈放出的潜热能够消散在正在凝固的熔体屮②施加一?个很高的冷却速度，用高速排热造成很大的过冷度③在连续凝固时施加一个很高的固液界瓯前进速度。 方法有：雾化法，液态急冷法,束流表层急冷法,电流体动力法，电火花剥蚀法 5、快冷材料特点：快速凝固为亚稳创造了条件，一是成分亚稳，如过饱和固溶体，二是结构亚稳，如非晶和准晶。三是形态亚稳，如微晶，纳米晶，成分调幅带和弥散相。快冷工艺可得到如下效果①扩大业稳固溶度②发现新的亚稳相③生成微晶、纳米晶、准品和非晶。④减小偏析。 6、快冷对性能的影响：①提高强度，快冷使晶粒细化，对提高性能有益。②提高犁性③ 提高耐磨性，快速凝固后金属的硕度往往大幅度提高。④提高耐蚀性，快冷材料成分均匀, 组织细化，必然能改善耐蚀性。⑤提高磁性能⑥提高催化剂效率。 虽然快速定向凝固技术能获得小偏析共至无偏析的超细化的组织等，具有广阔的应用前景，但仍有一些问题要解决。 第一，激光超高温度梯度定向凝固技术存在的问题是：从熔池底部到顶部短距离定向凝 机车闸瓦介绍：机车闸瓦位于车轮的踏面上，当要煞车时，经由轫机的作用，让车轮前后的两片闸瓦将车轮夹紧，达到停车的目的。CM05 机车闸瓦特点： 1、热稳定性好。树脂分解温度高，实际测定温度为377摄氏度。 2、压缩弹性低，噪音小，温度分配均匀。 3、粘粘性强，既有树脂的耐老化性，又有橡胶的韧性，热衰退率低，恢复性好。 4、耐磨性好，表面有良好的再现性。 机车闸瓦制动原理： 制动装置将动能转变为热能消散于大气之中。使用这种制动方式时，闸瓦摩擦面积小，大部分热负荷由车轮来承担。列车速度越高，制动时车轮的热负荷也越大。如用铸铁闸瓦，温度可使闸瓦熔化；即使采用较先进的合成闸瓦，温度也会高达400~450℃。当车轮踏面温度增高到一定程度时，就会使踏面磨耗、裂纹或剥离，既影响使用寿命也影响行车安全。可见，传统的踏面闸瓦制动适应不了高速列车的需要。 机车闸瓦分类： 闸瓦按材质可分为铸铁闸瓦和合成闸瓦两类。 1、铸铁闸瓦。分为灰铸铁闸瓦、中磷闸瓦、高磷铁闸瓦和合金铸铁闸瓦。早期是灰铸铁闸瓦,含磷量约0.2%左右，摩擦系数随速度的提高而迅速下降,耐磨性也很差。改用中磷闸瓦(含磷量0.7%～1.0%)可以改善性能，但在制动时容易产生火花引起火灾。高磷闸瓦（含磷量2.5%以上）产生的火花少,比较安全，但质脆容易断裂，浇铸时须添装钢制瓦背。高磷铸铁闸瓦的使用，日益普遍。 2、合成闸瓦。又称非金属闸瓦，是用石棉及其他填料以树脂或橡胶作为粘合剂混合后热压而成。合成闸瓦中，按其基本成分，分为合成树脂基闸瓦和橡胶基闸瓦。按其摩擦系数高低，可分为高摩擦系数合成闸瓦和低摩擦系数合成闸瓦。合成闸瓦也要用钢背加强。如果闸瓦压制成片状用于盘形制动则称闸片。合成闸瓦具有噪音小，寿命长，对车轮磨损小以及价格相对较低等显著优势 火车运行过程中需要制动，直接摩擦车轮使火车停车的制动零件就是闸瓦。铸铁闸瓦和合成闸瓦。铸铁闸瓦中，分为灰铸铁闸瓦、中磷闸瓦、高磷铁闸瓦和合金铸铁闸瓦。合成闸瓦中，按其基本成分，分为合成树脂基闸瓦和橡胶基闸瓦。按其摩擦系数高低，可分为高摩擦系数合成闸瓦和低摩擦系数合成闸瓦。中磷铸铁闸瓦、高磷铸铁闸瓦和低摩合成闸瓦，为通用闸瓦。 在这一过程中，制动装置要将巨大的动能转变为热能消散于大气之中。而这种制动效果的好坏，却主要取决于摩擦热能的消散能力。使用这种制动方式时，闸瓦摩擦面积小，大部分热负荷由车轮来承担。列车速度越高，制动时车轮的热负荷也越大。如用铸铁闸瓦，温度可使闸瓦熔化；即使采用较先进的合成闸瓦，温度也会高达400~450℃。当车轮踏面温度增高到一定程度时，就会使踏面磨耗、裂纹或剥离，既影响使用寿命也影响行车安全。可见，传统的踏面闸瓦制动适应不了高速列车的需要。 分子束外延技术（MBE）的原理 及其制备先进材料的研究进展 XX （XXXX大学材料学院，西安710000） 摘要：分子束外延(MBE)是50年代用真空蒸发技术制备半导体薄膜材料发展而来的,是为了满足在电子器件工艺中越来越高的要求.MBE是一个动力学过程，而不是一个热力学过程.与其它外延薄膜生长技术相比，MBE具有许多特点,如生长速率低、衬底温度较低等.在超薄层材料外延生长技术方面，MBE的问世使原子、分子数量级厚度的外延生长得以实现，开拓了能带工程这一新的半导体领域.半导体材料科学的发展对于半导体物理学和信息科学起着积极的推动作用.MBE是制备新型器件较为有用的方法，但是有其缺点.未来的发展趋势是结合其他生长技术不断改进MBE，如MBE与VPE并用、气态源分子束外延(GSMBE)、激光分子束外延（LaserMBE）等. 关键词：分子束外延；薄膜；生长技术；半导体 The principle of Molecular Beam Epitaxy (MBE) and the research progress in the preparation of advanced materials XX (Department of Materials,XXX,Xian 710000) Abstract:Molecular Beam Epitaxywas developed forthe preparation of semiconductor thin film materials by vacuumevaporationtechnique in the 50's，which aims to meet the requirements ofthe electronic devices in the process of higher and higher.MBE is a dynamic process, not a thermodynamic process.MBE has many characteristics whencomparing with other epitaxial thin film growth techniques , such as low growth rate, low substrate temperature and so on.The advent of MBE letthe thicknessof order of magnitudeof atomic, molecular of epitaxial growth be achieved in ultrathin layer epitaxial growth technique, that has opened upBand Engineering,anew field of semiconductors.The development of semiconductor materials science plays an active role in the development of semiconductor physics and information science.MBE is a more useful way to prepare new devices, but there areshortcomings.In the future,the development trend is to continuous improving MBE with the combination of other growth techniques,such as combining MBE with VPE,Gas Source Molecular Beam Epitaxy,Laser Molecular Beam Epitaxy etc. Key words:Molecular Beam Epitaxy;thin film;growth techniques;semiconductor 新技术、新工艺、新材料、新设备的应用为了有效的促进生产力的提高，降低工程成本，减轻工人的操作强度，提高工人的操作水平和工程质量，满足房屋的结构功能和使用功能，在施工中我公司应把先进工艺和施工方法、先进技术应用到工程上去，大力推广新材料、新工艺、新技术；确保标书工期，质量和降低成本。 一、从技术上保证进度 1、由项目部总工程师全面负责该项目的施工技术管理，项目经理部设置工程技术部，负责制定施工方案，编制施工工艺，及时解决施工中出现的问题，以方案指导施工，防止出现返工现象而影响工期。 2、实行图纸会审制度，在工程开工前己由总工程师组织有关技术人员进行设计图纸会审，并及时向业主和监理工程师提出施工图纸、技术规范和其他技术文件中的错误和不足之处，使工程能顺利进行。 3、采用新技术、新工艺，尽量压缩工序时间，安排好供需衔接，统一调度指挥，使工程有条不紊地进行施工。 4、实行技术交底制度，施工技术人员在施工前认真做好详细的技术交底。 5、施工时采用计算机进行网络管理，确保关键线路上的工序按计划进行，若有滞后，立即采取措施予以弥补。计算机的硬件和软件应满足工地管理的需要，符合业主统一的管理的规定。 二、推广采用新技术、新工艺、新材料、新设备，组织好施工生产 1、推行全面质量管理，开展群众性的QC小组活动，在施工中制定全面质量管理、工作规划，超前探索和解决施工中的疑难问题，消 除质量通病。 2、用现代化技术设备 工程实施中，将运用高精度的仪器，采用先进的检测手段，控制施工的每个环节。 3、建立完善的技术管理体系 按照实施性施工组织设计确定的施工程序，精心组织流水线平行作业，控制每道工序，狠抓工序衔接，实行施工技术、测量、试验、计量技术资料全过程的标准化管理，做到技术标准、质量标准、管理标准相统一。 4、妥善保管好有关工程进度、质量检验、障碍物拆除以及所有影响本工程的原始记录和照片。 5、按照监理工程师和业主的技术要求，利用人才优势，发挥技术专长，实行规范化、程度化、标准化施工作业，在现场树立典型示范作业面，为创优质工程奠定坚实的技术基础工作。 三、新技术、新工艺、新材料、新设备的应用和计划如下：（一）、新技术应用 1、采用电渣压力焊连接，以节省钢筋用量，亦可采用套筒挤压连接技术。 2、利用电子计算机及先进的施工管理软件对工程的施工进度计划进行跟踪控制，均取得了良好的经济效益。 3、室外内电线套管优采用重量轻、能耗低、经济耐用的PVC管材，室外内排水管宜选用隔音标准不低于同类铸铁管的UPVC管材。 先进制造论文 先进制造技术 院系：周口科技机械工程 姓名：曹军科 班级：数控4班 时间：2010年12月25日 先进制造技术 材料加工工程在先进制造技术中占有重要地位，是发展高新技术产业和传统工业更新换代的重要科学基础和共性技术。其中包括高效、精密的加工工艺、装备和检测技术，低能耗、低成本产品的流程制造，集成、柔性、智能化制造系统，是工程可持续发展与绿色制造体系的重要组成部分。 材料合成与加工新技术研究包含纳米结构材料和金属加工、聚合物加工、陶瓷加工、复合材料加工、快速凝固、超纯材料、近终型加工等各类合成和加工的基础研究。根据材料的服役效能来调整成分、组织、结构、进而对材料的制备工艺进行设计，将使材料在强韧性、抗摩擦、抗冲击、抗腐蚀等方面的性能大大提高，对材料科学的全面发展起关键的促进作用。 材料制备与成型加工技术，与材料的成分和结构、材料的性质是决定材料使用性能的最基本的三大要素。一般而言，材料需要经历制备、成型加工、零件或结构的后处理等工序才能进入实际应用。 下面将分别介绍新材料加工技术的研究现状、工作原理、特点及发展趋势。 一、研究现状 新材料成形加工技术的研究开发，是近二、三十年来材料科学技术领域最为活跃的方向之一。先进制备与成型加工技术的出现与应用，加上了新材料的研究开发、生产和应用进程，促成了诸如微电子和生物医用材料等新兴产业的形成，促进了现代航天航空，交通运输，能源环保等高技术产业的发展。 先进工业国家对材料制备与成型加工技术的研究开发十分重视。美国制定了“为了工业材料发展计划”，其核心是开放先进的制备与成型加工技术，提高材料性能，降低生产成本，满足未来工业发展对材料的需求。德国开展的“21世纪新材料研究计划”将材料制备与成型加工技术列为六个重点内容之一。在欧盟的“第六框架”计划中，先进制备技术时新材料领域的研究重点之一。日本在20世纪90年代后期，先后实施了“超级金属”、“超钢铁”计划，重点是发展先进的制备加工技术，精确控制组织，大幅度提高材料的性能，达到减少材料用量、节省资源和能源的目的。同时开展本科学领域色前沿和基础研究，并综合利用相关学科基础理论和科技发展成果，提供预备新材料的新原理新方法，也是材料科学与工程学科自身发展的需求。 一大批先进技术和工艺不断发展和完善，并逐步获得实际应用，如快速凝固、定向凝固、连续铸轧、连续铸挤、精密铸造、半固态加工、粉末注射成型、陶瓷胶态成型、热等静压、无模成型、微波烧结、离子束制备、激光快速成型、激光焊接、表面改性等，促进了传统材料的升级换代，加速了新材料的研究开发、生产和应用，解决了高技术领域发展对特种高性能材料的制备加工与组织性能精确控制的急需。 现在将主要的先进材料加工技术分别介绍如下： 1. 快速凝固 快速凝固技术的发展，把液态成型加工推进到远离平衡的状态，极大地推动 一、新技术应用 1、利用电子计算机及先进的施工管理软件对工程的施工进度计划进行跟踪控制，均取得了良好的经济效益。 2、室内电线套管优先采用重量轻、能耗低、经济耐用的PVC管材，室外屋面排水管宜选用隔音标准不低于同类UPVC管材。 3、在检查其它工序质量的同时，特别重视对屋面基层质量的检验与验收。 二、新工艺应用 1、选用水准仪、经纬仪控制标高与水平，提高计量精度。 2、屋面水泥砂浆找平时砼表面应机械喷浆，提高砂浆与基层粘结强度。 三、新材料采用 1、排水管道使用UPVC管材，电线穿管采用PVC管材。 2、水泥采用散装水泥，砼中掺加适量的外加剂，如高效减少剂，早强剂等外加剂，使砼早期强度提前形成，提早拆模时间，提高模板的周转。 3、窗台、楼梯梁滴水线建议使用按统一标准制作的PVC滴水条，既能确保施工质量，又减少了施工工序。 4、外墙保温材料选用节能的B1级阻燃聚苯板 5、脚手架应用技术支撑系统采用门型架和碗扣脚手架取代普通钢管脚手架，以提高模板的就位速度，减少脚手架的用量。 6、计算机推广、应用、开发和管理技术投标人在项目管理中，长期运用计算机辅助管理，经历了工程信息的电子数 据处理(EDPS)、管理信息系统（MIS）两个阶段。保留了最初的文档处理、财务核算、人事工资管理及CAD辅助绘图等独立性管理；同时，投标人以工程总承 包项目管理模式为基础，在工程实施中，综合运用现代信息技术，建立局域网(Intranet)，连接国际互联网(Internet)，开发并应用 “工程项目施工管理信息系统（MIS）”，实现信息的内部横向交流和数据共享，为项目决策提供支持和服务，最终形成公司企业级资源流优化系统（ERP），从而实现施工企业管理的网络化、信息化、现代化。计算机应用和开发综合技术还包括： （1）图纸二次深化设计、加工安装详图设计。 （2）建立数学计算模型，精确计算超椭圆钢结构各个部位的三维坐标定位和预留变形量以及钢构件的尺寸、 曲率和角度，对屋面板的下料成型尺寸和曲率进行精确计算。 （3）开发并建立工程项目管理信息系统。 （4）开发应用数据库管理系统，统一指导和指挥各种设备、材料定货加工、编号编码、运输和通关、拼装或组装、设备材料进场的控制和管理、安装与施工等工程的每一环节。 （5）特殊专业与计算机技术的有效结合，诸如精密的测量设备仪器、先进的焊接无损检测设备、下料加工数控设备等与计算机的有效结合，能自动分析计算、绘制图性和坐标曲线、输出参数和结果。 （6）图形、音像等计算机多媒体技术可忠实、直观地记录和展示工程实施过程。 3新技术新工艺新材料的应用 为争创工程达到优良工程标准，高质量、快进度建成该工程，为实现工程预定目标，在本过程中要采用四新技术并充分利用，同时在确保质量目标的前提下，降新技术新材料新工艺
新技术、新产品、新工艺、新材料应用
新技术新材料新工艺
材料先进加工技术
新技术新产品新工艺新材料应用
新技术新产品新工艺新材料应用
10、新技术、新产品、新工艺、新材料应用
第一章 工程材料与制造技术简论
新工艺、新材料、新技术
新技术、新材料、新工艺
先进材料制备技术复习资料.doc
闸瓦
分子束外延技术(MBE)的原理及其制备先进材料的研究进展
新技术新产品新工艺新材料
先进制造技术论文
新技术 新材料 新工艺