合肥工业大学导热系数

1、耐高温粘合剂？

合肥翔正化学科技有限公司 耐高温粘合剂XZ-T002 效果明显。
目前国际国内耐高温粘合剂（耐高温胶）技术大致有两大系列，有机系列和无机系列，其中有机系列的耐高温粘合剂（耐高温胶）多半以有机硅为载体，其最高温度一般不能超过400摄氏度，超过此温度就会发生碳化或者软化，而无机系列的耐高温粘合剂皆是能承受至少1000摄氏度的高温，我司生产的耐高温粘合剂XZ-T002，该种粘合剂可以耐1500℃甚至更高的温度，经过云南大学材料系的测试其导热系数为0.06w/m*k，用途广泛，薄涂层可以起到很好的防氧化防腐的效果，厚涂层不但可以起到很好的防氧化防腐的效果，还可以起到到隔热保温效果。涂层超级坚硬，用硬刀片挂擦，涂料无损伤，XZ-T002可以作为陶瓷、玻璃、金属等涂层材料，广泛用于冶金窑炉、石英加热管镀白、燃煤电厂制粉系统抗冲腐蚀磨损涂层涂料、汽车发动机火花塞陶瓷涂层防积碳、钢材标识、钢化玻璃LOGO标识、耐高温玻璃油墨、航空航天等诸多工业领域。常温喷涂在玻璃、陶瓷、金属等物体表面，低温烘干或者常温自干，与表面的附着力非常好，坚硬耐磨耐划伤，不开裂，性能优良。
性能特点：耐高温粘合剂XZ-T002外观：白色，粘稠状的液体。最高可耐温度：1500℃，短时间可耐1800℃甚至更高。表干： 30min ，最小重涂间隔： 2h ；硬度：5H，良好的耐油性能；耐酸耐碱性。耐高温粘合剂XZ-T002,涂层厚度：根据客户自己需要，可以任意厚度，施工中需层层的喷涂或者刷涂，如果需要涂比较厚的厚度，可先涂一层，厚度可控制在1-2mm，然后在低温80℃左右或者常温彻底干燥后，继续施工涂抹二层，三层，四层。只有在彻底干燥后才可以进入高温状态下使用。
应用范围：耐高温粘合剂XZ-T002广泛用于冶金窑炉、石英加热管、燃煤电厂制粉系统抗冲腐蚀磨损涂层涂料、汽车发动机火花塞陶瓷涂层防积碳、钢材标识、钢化玻璃LOGO标识、耐高温玻璃油墨、航空航天等工业领域。该粘合剂是水性粘结剂，使用时常温干燥成型，干燥成型后硬度可达5H以上。对底材要求表面应清洁干燥，没有油脂、灰尘、盐份等杂质，受损区域应手工清理和修复，使用时，根据具体要求，可以涂0.1mm到几个厘米厚度，进行喷涂，漆膜成型后，可以对玻璃、石英管、陶瓷、金属等涂层材料表面起到抗氧化保护做用。

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塑料在汽车中的应用概况

受到能源危机的威胁，世界各国的汽车工业都在为汽车轻量化做各种努力。此外，消费者在需求层次、需求结构、需求品位的提高，以及轿车的乘坐舒适性、安全性、环保性、美观性等性能指标都已成为决定汽车产品市场成败的重要砝码。包括塑料在内的非金属材料在汽车上的应用正能满足这一需求。

为了满足汽车工业发展的需求，汽车塑料的品种和应用范围不断扩大。20世纪90年代，发达国家汽车平均用塑料量是：100～130kg/辆，占整车整备质量的7%～10%；到2002年，发达国家汽车平均用塑料量达到300kg/辆以上，占整车整备质量的20%。预计到2020年，发达国家汽车平均用塑料量将达到500kg/辆以上。

我国经济型轿车每辆车塑料用量为50～60kg；轻、中型载货车的塑料用量仅为40～50kg；重型载货车可达80kg左右。我国中、高级轿车基本为发达国家引进车型，汽车塑料的应用量基本与发达国家上世纪90年代水平相当，为100～130kg/辆。

塑料在汽车上的应用十分广泛，按功能应用主要分为三类：内饰件、外装件、功能结构件。

外装件：以塑代钢，增加塑料制品的应用量，减轻汽车重量，达到节能的目的。如保险杠等。

内饰件：以安全、环保、舒适为应用特征，用可吸收冲击能量和振动能量的弹性体和发泡塑料制造仪表板、座椅、头枕等制品，以减轻碰撞时对人体的伤害，提高汽车的安全系数。

功能结构件：多采用高强度工程塑料，减轻重量，降低成本，简化工艺。如用塑料燃油箱，发动机和底盘上的一些零件等。

汽车塑料新材料及其应用

塑料的特性表现在质量轻、不会锈蚀、耐冲击性好、透明度高和耐磨耗性、绝缘性好、导热性低，一般成型性着色性好、加工成本低等等，在汽车设计中采用大量的塑料，可以综合地反映对汽车设计性能的要求，即轻量化、安全、防腐、造型和舒适性等，而且有利于降低成本，节约材料资源。但由于普通塑料尺寸稳定性差、热膨胀率大、易燃烧、易老化等，许多特性不能与金属材料相比。因此，汽车所用塑料不是纯的(单一)的某一种品种，而是经过改性的，又称“改性塑料”。

塑料以合成树脂为主要成分，加入适量的添加剂，以增加其工艺性能与使用性能。添加剂有：填料和增强材料、填充剂、增塑剂、固化剂、稳定剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂等。

按照使用特性，塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。通用塑料是指产量大、用途广、成型好、价格便宜的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。工程塑料指能承受一定外力作用、具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。特种塑料具有特种功能，如氟塑料和有机硅等。

按照理化特性，又可分为热固性塑料和热塑性塑料两种。热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料，热固性塑料优点是强度、耐热性好，受压不宜变形；缺点是：成型工艺复杂，生产效率低。热塑性塑料是指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其优点是成型工艺简单，生产率高，具有一定的机械性能，可重复回收使用。缺点是：耐热性差，刚度较低。

随着塑料新材料的不断开发，塑料在汽车应用的领域不断扩大：

1、纳米复合材料的应用。热塑性聚烯烃(TPO基)纳米复合材料，应用于汽车内、外装饰件，优点是质轻、尺寸稳定性提高、强度更高、低温抗冲击性能更好。TPO系纳米复合材料汽车踏脚板，已用于通用汽车公司轿车，其具有较高的硬度、质量轻、低温下不发脆，而且容易回收。

丰田公司将纳米聚丙烯复合材料用于汽车前后保险杠，使原保险杠厚度由4mm减至3mm，重量减轻约1/3。丰田公司又相继推出了用于汽车内饰件的聚丙烯纳米复合材料。

纳米粒子的介入，不仅改善了聚合物的强度、刚性、韧性，而且还有利于提高聚合物的透光性、阻隔性、耐热性及防紫外性等，由于加工简便，效果明显，业内对聚合物纳米复合材料的市场前景，持乐观态度。

2、可喷涂和免喷涂塑料。美国GE公司开发的可导电的聚苯醚/聚酰胺材料使车身塑料件能与金属冲压件一起进行阴极电泳(即可实现全在线喷涂)，从而消除汽车车身非金属件与金属件的色差问题。

此外，用于制造汽车车身板的PC/PBT材料与SLX膜通过模内装饰注塑成型工艺制造塑料车身外板、前后翼子板及后车厢门等，可以达到油漆的效果，降低生产成本。该技术在国外轿车车身板的生产中开始使用，国内应引起关注。

3、塑件配光镜和塑料玻璃。由美国GE公司生产的特殊聚碳酸酯做成的前照灯配光镜涂有防刮伤涂层，比玻璃镜片更亮，更抗破碎，更具光学加工的准确性。

美国在风窗玻璃的三层安全玻璃里面又贴附了20μm厚的聚氨酯膜。美国绝大部分客车采用丙烯酸树脂板，风窗玻璃塑料化可以达到节能和保护乘员安全的目的。

4、纤维增强热塑性塑料。长纤维增强热塑性塑料(LFRT)是新型轻质高强度工程结构材料，因其重量轻、价廉、易于回收重复利用，在汽车上的应用发展很快。

用天然纤维如亚麻、剑麻增强塑料制造车身零件，在汽车行业已经得到认可。用亚麻增强聚丙烯制作车身底板，材料的拉伸强度比钢要高，刚度不低于玻纤增强材料，制件更易于回收。对操作工人，可免除因玻纤引起的皮疹和呼吸性疾病。我国江阴一些企业已经开始生产这类材料。

5、在动力传动系统中的应用。发动机气门室罩和机油盘采用聚酰胺、反应注塑聚氨酯、环氧树脂等玻璃纤维增强塑料模制或压制而成；发动机的气缸衬垫和密封垫用高性能的或用特殊工艺生产的传统合成橡胶，其中包括CR和FRM；耐磨聚丙烯成型材料应用于齿轮、轴等耐磨成型制品。厢式车和货车中，用复合材料(玻璃和碳纤维)传动轴代替的金属轴，减轻了重量，降低了噪声和振动，并使工作更为平顺。英国GKN技术公司用纤维增强塑料制造的传动轴，重量减轻50％～60％，抗扭性比钢大1.0倍，弯曲刚度大1.5倍。杜邦公司开发一种复合玻纤增强尼龙66用于V6发动机的有源集合塑料通风系统。

6、悬架系统。用碳纤维增强塑料(CFRP)制造的板簧为14kg，减轻重量76％。在美国、日本、欧洲都已使板簧、圆柱形螺旋弹簧实现了纤维增强塑料化，除具有明显的防振和降噪效果外，还达到轻量化的目的。

7、车身。塑料在汽车车身上的应用主要有三种模式：(1)外覆盖件与结构件全部采用塑料：主要用于高档跑车，其骨架结构件采用碳纤增强塑料，外覆盖件采用玻纤增强塑料，成本很高。(2)金属骨架与全塑外覆盖件与车身结合：车身采用玻纤增强热塑性聚酯注塑成型，其设备为8800t注塑机，设备费用昂贵。(3)部分采用塑料外覆盖件：一些高级轿车，骨架结构采用金属件，外覆盖件则部分采用塑料件。

8、开发塑料功能件。用玻璃纤维增强热塑性塑料(GMT)制造支架、托架和多功能制件等；应用塑料制造进气歧管可减轻重量40％～60％，且表面光滑，流动阻力小，可提高发动机性能，并在提高燃烧效率、降低油耗及减振降噪方面有一定作用。开发在基体聚合物中掺入电导性填料的“复合型电导性塑料”，和塑料本身具有电导性的“电导性高分子化合物”，以其高功能性能供汽车生产选用。

9、仪表板、内饰系统。国外许多汽车厂用泡沫聚氨酯制造门板，不仅减轻重量，强度、吸声性和安全性能也好。聚丙烯由于价格低廉，在美国汽车市场上得到广泛应用，不仅用聚丙烯替代ABS，而且有些车型内饰全部使用聚丙烯。目前国内使用的仪表板可分为硬质仪表板和软质仪表板两种。硬质仪表板一般为改性聚丙烯采用注塑成型，在经济型车上使用。软质仪表板为聚氨酯反应发泡成型，通常用于中高档轿车。

国际汽车塑料应用发展趋势

国际汽车塑料应用正在向着——技术含量高、电子化、模块化、舒适、安全、环保性方向发展。

1、模块化供货趋势：美国李尔公司已将车厢内饰件全部实现了模块化供货，车厢内被简化为前座、后座、仪表板、车门衬、车门和行李箱衬等六大件，率先在车身件上实行了模块化。这些部件及所有电气、机械设备都已预先装配好，可在整车装配线上直接安装。

德尔福公司也推出了包括座舱模块、车门模块、前端模块、制动模块、空气/燃油合成模块等在内的系统化集成模块，将模块化的领域进行了扩展。

2、电子化：例如，豪华轿车的座椅总成具备电动调整、预热等功能，还有的具备腰部按摩功能，并逐步向经济型轿车扩散。

3、准时化供货：由于内饰产品可供选装的配置在各总成中种类最多，所以内饰行业基本上都要与主机厂实行同步生产，准时化供货，避免发生大量的库存。

4、安全、环保性：在欧洲和美国对汽车塑料环保的定义是严格的，涉及一个产品的整个生命周期，既：使用环保的原材料、在环保的条件下制造生产、在使用和回收过程中不会对人的健康和环境有任何危害的的产品。汽车塑料部件在选材时，要选择塑料品种趋于集中统一，便于分类回收和整体回收，这是塑料回收、再生和利用的基础。例如：用回收的废旧保险杠造粒生产仪表板、护板等，用回收的座椅泡沫材料再生后作汽车内衬；仪表板表皮用热塑性聚烯烃，骨架用聚丙烯注塑件，填充用聚丙烯泡沫，这样便于将来仪表板整体回收。国外各大汽车公司都成立了专门的汽车回收试验中心。

5、扩大塑料在汽车上的应用范围和技术水平：开发塑料在功能件上的应用，如：多功能支架、仪表板托架、发动机护板等，塑料进气歧管等在国外汽车上得到广泛应用；应用玻纤增强热塑性塑料制作汽车部件，减轻汽车自重；采用先进的成型技术和设备(如气辅注塑、低压注塑)生产汽车塑料部件，提高产品质量。

我国汽车塑化发展的特点和建议

近几年来，我国汽车塑料制品生产企业一方面积极引进外资、引进先进的技术和加工设备，并对企业进行全面技术改造，保证了轿车塑料制品本地化生产的顺利进行；另一方面为降低成本，根据我国的国情优化设计，合理地选择材料；同时密切跟踪国外汽车塑料材料应用的发展趋势，进行材料、工艺、设备等方面技术研究，进行技术储备，以适应将来汽车工业高速发展的需要。

这些企业利用引进车型的技术，扩大塑料材料在汽车上的应用水平，不仅满足了汽车工业的需要，也形成了一批规模化、专业化的汽车塑料制品供应商，如上海延锋伟世通、长春富奥-江森公司等。这些企业不仅是国内技术最完备、生产规模最大的汽车饰件专业生产企业，而且部分生产工艺水平达到了国内领先和国际同步水平。

但由于我国在汽车上塑料的应用量还相对较少且起步较晚，汽车塑料专用树脂牌号少、生产工艺落后、产量低，因而在工程塑料、高性能工程塑料的使用落后于发展潮流，主要依靠进口专用树脂生产；产品设计、模具设计和模具制造水平有限，制造周期长，生产准备周期长，试制费用高；开发力量薄弱，开发投入有限，开发手段落后，缺乏开发人才。

另外，汽车塑料零部件厂家规模不大，水平低，缺少统一的汽车塑料零部件规范与标准；不少企业生产、试验与检测设备尚属落后，不能保证和准确反应产品的最终性能；在CAD/CAM/CAE技术的应用上与国外先进行业相比存在很大差距；国内企业的环保意识与重视程度与国外尚有一定差距，对材料利用的统合，材料的回收、再生和利用方面的研究缺乏考虑。

针对我国汽车塑化发展存在的问题，提出以下几点建议

1、国内汽车零部件、汽车塑料行业企业要在汽车行业中占有一席之地，必须提高国际竞争力，把企业开发能力和产品水平提到更高的层次上参与汽车工业的发展与竞争。

2、高度重视环保工作。从设计开发阶段就要进行汽车用塑料材料回收、再生利用的研究，以满足环保的需要。这项研究不仅是汽车行业的事情，也是整个社会的事情，应借鉴汽车发达国家对环保的经验，作为重要课题研究。

3、塑料原材料生产企业、汽车塑料制品生产企业、与汽车主机厂应加强合作，建立新材料开发研究联合体，协调新材料及新产品的开发工作。开发适合我国国情的汽车专用树脂、专用料、工程塑料系列产品，以提高我国汽车塑料的应用水平。

4、在汽车塑料制品设计及生产中利用计算机辅助分析技术，加强对新工艺的研究，保证制品设计质量，缩短产品开发周期。重视低压注塑成型、气辅注塑成型等先进工艺在汽车上的应用。

5、推动汽车塑料材料、制品向专业化、标准化、高品质化、环保化方向加速发展，提高质量，降低成本。

3、泡沫混凝土是属于A级防火材料么？

防火泡沫混凝土保温板是一种具有轻质保温、耐久性好、燃烧性能达到A级、低碳环保、节能利废 等特点，符合公安部、住建部《民用建筑外墙保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字)〔2009〕46号文和公安部《关于明确民用建筑外保温材料消防监 督管理有关要求的通知》公消[2011]65号文的要求，适用于外墙保温及其防火隔离带，满足了外墙外保温市场的对防火安全的急迫需要。经过多年的研发， 该技术目前已逐渐成熟，随着建筑防火力度的加大，这一产品将会逐步得到推广应用，成为未来建筑保温的主导产品之一。
主要特点：
①：轻质材料：产品干密度200—250kg/m3，导热系数在0.050-0.059 W/(m.K)，具有很好的保温节能效果。
②：A级防火： 本材料主材为水泥等无机材料，经检测：燃烧性能达到A级。
③：粘接力强：由于该材料是水泥基多孔材料，与砂浆、墙面属同质材料，界面亲和力好，粘结强度高，适应性强，施工效率高。
④：节能环保：低碳利废，无毒无害，并能利用工业废渣，促进可持续发展。
⑤：耐久性好：水泥基的闭孔发泡材料，比有机类保温材料有着更长的使用寿命，抗高低温性好、耐腐蚀、抗紫外线照射、耐候性、耐久性好。
主要用途：
①：防火隔离带 该材料主要根据《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的要求，用于墙体保温防火隔离带。
②：外墙保温层 该材料还可替代苯板等有机材料用作外墙保温。A级防火泡沫混凝土保温板薄抹灰外墙外保温系统由界面砂浆、A级防火泡沫混凝土保温板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成，A级防火泡沫混凝土保温板用粘结砂浆用满粘法固定在基层上，薄抹面层中满铺玻纤网。
③：其他用途 本产品还可以与钢结构等结合制作成复合墙板及吊顶系统，用于大型厂房的围护结构；还可以用于隔音工程等。

4、有哪些纳米技术？

黑金钢纳米渗层技术

黑金钢纳米渗层技术，是通过多种元素渗入金属表面形成复合渗层，从而达到使零件表面改性的目的。它没有经过淬火，但达到了表面淬火的效果。最新改良工艺叫黑金钢纳米渗层技术。它相比传统表面处理行业的优点在于完全不变形，硬度更高，盲孔深度更深，中性盐雾试验可达800小时以上，效率高，无需抛光基体表面同样可达到相应的光洁度，可适用于非标及大小型零部件。

简介：

黑金钢纳米渗层处理：技术将热处理与防腐蚀处理一次完成，处理温度高，时间短，能同时提高零件表面硬度、中性盐雾试验，耐磨性和抗蚀性，耐磨度强，变形小，无公害。具有优化加工工序，缩短生产周期，降低生产成本的优点，得到众多厂家的认可和赞誉。

黑金钢纳米渗层处理技术在工艺上是热处理技术与防腐蚀技术的结合，在性能上是高耐磨性和高抗蚀性的结合，在渗层上是由多种化合物组成的复合渗层。因此国外认为这是金属表面强化技术领域内的巨大进展，把它称之为一种新的冶金方法。

应用：

以下是黑金钢纳米渗层技术工艺在一些典型零件上的应用举例：

1 高速钢刀具 各种HSS钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具，提高使用寿命8—12倍，特别对难加工材料，效果尤为突出

2 刀杆、刀体 各种机夹刀具刀杆、刀体提高其耐磨性，抗擦伤，不变形，很好地满足了定位和精度要求，防锈能力强

3 模具 适用于各种压铸模、注塑模、挤压模、橡胶模、 玻璃模等，大幅度提高模具使用寿命，改善被加工零件的耐磨度

4 汽车零件 气门、曲轴、凸轮轴、齿轮、气簧活塞杆、减震器杆、差速器支架、球面销等几十种零件，已应用多年，效果显著。

5 体育器械 6 纺织机械 7 开关零件 8 印刷机械 9 密封机械 各种阀门、轴类零件

10 电动工具零件 11 建筑机械零件 12 照相机零件 快门、锁扣等冲压件。

特点：

目前，黑金钢纳米渗层技术在国内也得到大量推广应用，尤其在汽车、摩托车、纺机、机床、电器开关、工模具上使用效果非常突出。其具体的特点如下：

1　良好的耐磨性、耐疲劳性能

该工艺能极大地提高各种黑色金属零件表面的硬度和耐磨性，降低摩擦系数。产品经过黑金钢纳米渗层技术处理后，耐磨性比常规淬火、高频淬火高20倍以上，比20#钢渗碳淬火高12倍以上，比镀硬铬和离子氮化高4倍以上。

疲劳试验表明：该工艺可使中碳钢的疲劳强度提高60%以上，比离子氮化，气体氮化效果均好。该工艺特别适合于形状复杂的零件，解决技术关键，让变形难题迎刃而解。

2　良好的抗腐蚀性能

对几种不同材料、不同工艺处理的样品按同样的试验条件，按ASTMBll7标准进行了连续喷雾试验，盐雾试验温度35±2℃，相对湿度>95%，5%NaCL水溶液喷雾。试验结果表明，经黑金钢纳米渗层技术处理后的零件抗蚀性是1Crl8Ni9Ti不锈钢的5倍，是镀铬的8倍，是发黑的20倍，中性盐雾试验达到800小时以上，完全可满足极端客户的需求。

3　产品处理以后变形小

工件经黑金钢纳米渗层技术处理之后几乎没有变形产生，可以有效的解决常规热处理方法难以解决的硬化变形难题。例如：尺寸为510×460×1.5mm的碳钢薄板经黑金钢纳米渗层技术处理之后，表面HV≥1000，不平度小于0.4mm。目前，黑金钢纳米渗层技术在众多的轴类零件、细长杆件上应用得非常成功，有效的解决了一直以来存在的热处理硬化和产品变形的矛盾。

4　可以代替多道热处理工序和防腐蚀处理工序，时间周期短

工件经黑金钢纳米渗层技术处理后，在提高其硬度和耐磨性的基础上同时提高其抗腐蚀能力，并且形成黑色、漂亮的外观，可以代替常规的淬火一回火一发黑（镀铬）等多道工序，缩短生产周期，降低生产成本。大量的生产数据表明，黑金钢纳米渗层技术处理与渗碳淬火相比可以节能70%，比镀硬铬节约成本50%，性价比高。

5　无公害水平高、无环境污染

众所周知，金属表面处理工艺，大部分都附带着产生大量有毒有害的化学物质。电镀工艺产生含有铜，锌，镍，铬等重金属的废水，金属清洗使用的浓硫酸，浓盐酸及氰化物，不仅生产成本剧增，更违背了环保的初衷。而黑金钢纳米渗层技术，从源头上杜绝了污染源的产生。无论是操作生产中及后期成品中绝对不含任何重金属物质，真正意义上的绿色环保。

6　黑金钢纳米渗层技术技术适用材料的范围广泛

该工艺对所有黑色金属材料均适用，从纯铁、低碳钢、结构钢、工具钢到各种高合金钢、铸铁以及铁基粉末冶金件。

该技术不仅会迅速占有传统表面处理的市场份额，而且因其卓越的性能会影响到材料市场。普通的碳钢在经过黑金钢纳米渗层处理后，所体现的相应性能指标能超过不锈钢，在当今市场竞争如此激烈的今天，无疑是制造业界的核爆炸。

当前，全球新一轮科技革命和产业变革正在兴起，我国制造业发展面临着发达国家蓄势占优和新兴经济体追赶比拼的双重挤压与挑战，而金属制造表面处理行业的网络化、智能化、柔性化、服务化的进程，对我国制造业的发展模式和转型升级产生着深刻的影响。

随着我国经济与科技的高速发展，世界制造业的重心已逐步向我国转移。与此同时，表面处理行业以其独有的性能显得越发重要。由于其具有较强的装饰性与功能性，且通用性强、应用面广等特点，已成为世界制造业中不可或缺，并且不断发展的行业。行业全球年产值数万亿元。集中分布在机器制造工业、轻工业、电子工业、航空、航天及仪器仪表工业。随着供给侧改革的加速推进和市场化改革的进一步深化，我们制造业将加快“高端化、智能化、绿色化”等发展进程而我们的技术完全符合产业导向，卓越的技术性能必定会成为终端技术领域新一代独角兽。

本公司一直致力于纳米渗层技术的研究，历经多年磨砺、经过反复实验论证，终于研发出新一代黑金刚纳米技术，该技术性能指标卓越，必将在表面处理行业界成为新一代霸主。为中国制造在终端技术领域实现了真正意义上的升级，让该领域中国产品的竞争力在世界的舞台上有了个质的飞跃。

5、对化学功能材料的认识

化学总复习资料
基本概念：
1、化学变化：生成了其它物质的变化
2、物理变化：没有生成其它物质的变化
3、物理性质：不需要发生化学变化就表现出来的性质
(如:颜色、状态、密度、气味、熔点、沸点、硬度、水溶性等)
4、化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质
(如:可燃性、助燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等)
5、纯净物：由一种物质组成
6、混合物：由两种或两种以上纯净物组成,各物质都保持原来的性质
7、元素：具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称
8、原子：是在化学变化中的最小粒子，在化学变化中不可再分
9、分子：是保持物质化学性质的最小粒子，在化学变化中可以再分
10、单质：由同种元素组成的纯净物
11、化合物：由不同种元素组成的纯净物
12、氧化物：由两种元素组成的化合物中,其中有一种元素是氧元素
13、化学式：用元素符号来表示物质组成的式子
14、相对原子质量：以一种碳原子的质量的1/12作为标准,其它原子的质量跟它比较所得的值
某原子的相对原子质量=
相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数 (因为原子的质量主要集中在原子核)
15、相对分子质量：化学式中各原子的相对原子质量的总和
16、离子：带有电荷的原子或原子团
17、原子的结构：

原子、离子的关系：

注：在离子里，核电荷数 = 质子数 ≠ 核外电子数

18、四种化学反应基本类型：
①化合反应： 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应
如：A + B = AB
②分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应
如：AB = A + B
③置换反应：由一种单质和一种化合物起反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应
如：A + BC = AC + B
④复分解反应：由两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应
如：AB + CD = AD + CB
19、还原反应：在反应中，含氧化合物的氧被夺去的反应(不属于化学的基本反应类型)
氧化反应：物质跟氧发生的化学反应(不属于化学的基本反应类型)
缓慢氧化：进行得很慢的,甚至不容易察觉的氧化反应
自燃：由缓慢氧化而引起的自发燃烧
20、催化剂：在化学变化里能改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性在化学变化前后都没有变化的物质（注：2H2O2 === 2H2O + O2 ↑ 此反应MnO2是催化剂）
21、质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成物质的质量总和。
（反应的前后，原子的数目、种类、质量都不变；元素的种类也不变）
22、溶液：一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一的、稳定的混合物
溶液的组成：溶剂和溶质。（溶质可以是固体、液体或气体；固、气溶于液体时，固、气是溶质，液体是溶剂；两种液体互相溶解时，量多的一种是溶剂，量少的是溶质；当溶液中有水存在时，不论水的量有多少，我们习惯上都把水当成溶剂，其它为溶质。）
23、固体溶解度：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，就叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度
24、酸：电离时生成的阳离子全部都是氢离子的化合物
如：HCl==H+ + Cl -
HNO3==H+ + NO3-
H2SO4==2H+ + SO42-
碱：电离时生成的阴离子全部都是氢氧根离子的化合物
如：KOH==K+ + OH -
NaOH==Na+ + OH -
Ba(OH)2==Ba2+ + 2OH -
盐：电离时生成金属离子和酸根离子的化合物
如：KNO3==K+ + NO3-
Na2SO4==2Na+ + SO42-
BaCl2==Ba2+ + 2Cl -
25、酸性氧化物（属于非金属氧化物）：凡能跟碱起反应，生成盐和水的氧化物
碱性氧化物（属于金属氧化物）：凡能跟酸起反应，生成盐和水的氧化物
26、结晶水合物：含有结晶水的物质（如：Na2CO3 .10H2O、CuSO4 . 5H2O）
27、潮解：某物质能吸收空气里的水分而变潮的现象
风化：结晶水合物在常温下放在干燥的空气里，
能逐渐失去结晶水而成为粉末的现象
28、燃烧：可燃物跟氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应
燃烧的条件：①可燃物；②氧气(或空气)；③可燃物的温度要达到着火点。
基本知识、理论：
1、空气的成分：氮气占78%, 氧气占21%, 稀有气体占0.94%,
二氧化碳占0.03%,其它气体与杂质占0.03%
2、主要的空气污染物：NO2 、CO、SO2、H2S、NO等物质
3、其它常见气体的化学式：NH3（氨气）、CO（一氧化碳）、CO2（二氧化碳）、CH4（甲烷）、
SO2（二氧化硫）、SO3（三氧化硫）、NO（一氧化氮）、
NO2（二氧化氮）、H2S（硫化氢）、HCl（氯化氢）
4、常见的酸根或离子：SO42-(硫酸根)、NO3-(硝酸根)、CO32-(碳酸根)、ClO3-(氯酸)、
MnO4-(高锰酸根)、MnO42-(锰酸根)、PO43-(磷酸根)、Cl-(氯离子)、
HCO3-(碳酸氢根)、HSO4-(硫酸氢根)、HPO42-(磷酸氢根)、
H2PO4-(磷酸二氢根)、OH-(氢氧根)、HS-(硫氢根)、S2-(硫离子)、
NH4+(铵根或铵离子)、K+(钾离子)、Ca2+(钙离子)、Na+(钠离子)、
Mg2+(镁离子)、Al3+(铝离子)、Zn2+(锌离子)、Fe2+(亚铁离子)、
Fe3+(铁离子)、Cu2+(铜离子)、Ag+(银离子)、Ba2+(钡离子)
各元素或原子团的化合价与上面离子的电荷数相对应：课本P80
一价钾钠氢和银，二价钙镁钡和锌；
一二铜汞二三铁，三价铝来四价硅。（氧-2，氯化物中的氯为 -1，氟-1，溴为-1）
（单质中，元素的化合价为0 ；在化合物里，各元素的化合价的代数和为0）
5、化学式和化合价：
（1）化学式的意义：①宏观意义：a.表示一种物质；
b.表示该物质的元素组成；
②微观意义：a.表示该物质的一个分子；
b.表示该物质的分子构成；
③量的意义：a.表示物质的一个分子中各原子个数比；
b.表示组成物质的各元素质量比。
（2）单质化学式的读写
①直接用元素符号表示的：a.金属单质。如：钾K 铜Cu 银Ag 等；
b.固态非金属。如：碳C 硫S 磷P 等
c.稀有气体。如：氦(气)He 氖(气)Ne 氩(气)Ar等
②多原子构成分子的单质：其分子由几个同种原子构成的就在元素符号右下角写几。
如：每个氧气分子是由2个氧原子构成，则氧气的化学式为O2
双原子分子单质化学式：O2（氧气）、N2（氮气） 、H2（氢气）
F2（氟气）、Cl2（氯气）、Br2（液态溴）
多原子分子单质化学式：臭氧O3等
（3）化合物化学式的读写：先读的后写，后写的先读
①两种元素组成的化合物：读成“某化某”，如：MgO（氧化镁）、NaCl（氯化钠）
②酸根与金属元素组成的化合物：读成“某酸某”，如：KMnO4（高锰酸钾）、K2MnO4（锰酸钾）
MgSO4（硫酸镁）、CaCO3（碳酸钙）
（4）根据化学式判断元素化合价，根据元素化合价写出化合物的化学式：
①判断元素化合价的依据是：化合物中正负化合价代数和为零。
②根据元素化合价写化学式的步骤：
a.按元素化合价正左负右写出元素符号并标出化合价；
b.看元素化合价是否有约数，并约成最简比；
c.交叉对调把已约成最简比的化合价写在元素符号的右下角。
6、课本P73. 要记住这27种元素及符号和名称。
核外电子排布：1-20号元素（要记住元素的名称及原子结构示意图）

排布规律：①每层最多排2n2个电子（n表示层数）
②最外层电子数不超过8个（最外层为第一层不超过2个）
③先排满内层再排外层
注：元素的化学性质取决于最外层电子数
金属元素 原子的最外层电子数< 4，易失电子，化学性质活泼。
非金属元素 原子的最外层电子数≥ 4，易得电子，化学性质活泼。

稀有气体元素 原子的最外层有8个电子（He有2个），结构稳定，性质稳定。
7、书写化学方程式的原则：①以客观事实为依据； ②遵循质量守恒定律
书写化学方程式的步骤：“写”、“配”、“注”“等”。
8、酸碱度的表示方法——PH值

说明：（1）PH值=7，溶液呈中性；PH值<7，溶液呈酸性；PH值>7，溶液呈碱性。
（2）PH值越接近0，酸性越强；PH值越接近14，碱性越强；PH值越接近7，溶液的酸、碱性就越弱，越接近中性。

9、金属活动性顺序表：

（钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金）
说明：（1）越左金属活动性就越强，左边的金属可以从右边金属的盐溶液中置换出该金属出来
（2）排在氢左边的金属，可以从酸中置换出氢气；排在氢右边的则不能。
（3）钾、钙、钠三种金属比较活泼，它们直接跟溶液中的水发生反应置换出氢气
10、物质的结构：

11、化学符号的意义及书写:
(1)化学符号的意义:a.元素符号:①表示一种元素；②表示该元素的一个原子。
b．化学式：本知识点的第5点第（1）小点
c．离子符号：表示离子及离子所带的电荷数。
d．化合价符号：表示元素或原子团的化合价。
当符号前面有数字（化合价符号没有数字）时，此时组成符号的意义只表示该种粒子的个数。

(2)化学符号的书写:a.原子的表示方法:用元素符号表示
b．分子的表示方法：用化学式表示
c．离子的表示方法：用离子符号表示
d．化合价的表示方法：用化合价符号表示
注：原子、分子、离子三种粒子个数不只“1”时，只能在符号的前面加，不能在其它地方加。

12、原子、分子、离子、元素和物质（纯净物和混合物）间的关系：

13、

14、制取气体常用的发生装置和收集装置：
发生装置
收集装置

[固（+固）]
[固+液]
简易装置 [固+液] 排水法 向上
排空气法 向下
排空气法
15、三种气体的实验室制法以及它们的区别：
气体 氧气（O2） 氢气（H2） 二氧化碳（CO2）
药品 高锰酸钾（KMnO4）或双氧水（H2O2）和二氧化锰（MnO2）
[固（+固）]或[固+液] 锌粒（Zn）和盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）
[固+液] 石灰石（大理石）（CaCO3）和稀盐酸（HCl）
[固+液]
反应原理 2KMnO4 == K2MnO4+MnO2
+O2↑
或2H2O2==== 2H2O+O2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
仪器装置 P36 图2-17(如14的A)
或P111. 图6-10（14的B或C） P111. 图6-10
(如14的B或C) P111. 图6-10
(如14的B或C)
检验 用带火星的木条,伸进集气瓶,若木条复燃,是氧气；否则不是氧气 点燃木条，伸入瓶内，木条上的火焰熄灭，瓶口火焰呈淡蓝色，则该气体是氢气 通入澄清的石灰水，看是否变浑浊，若浑浊则是CO2。
收集方法 ①排水法(不易溶于水) ②瓶口向上排空气法(密度比空气大) ①排水法(难溶于水) ②瓶口向下排空气法(密度比空气小) ①瓶口向上排空气法
(密度比空气大)
（不能用排水法收集）
验满
(验纯) 用带火星的木条,平放在集气瓶口,若木条复燃,氧气已满,否则没满 <1>用拇指堵住集满氢气的试管口；<2>靠近火焰,移开拇指点火
若“噗”的一声，氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯 用燃着的木条,平放在集气瓶口,若火焰熄灭,则已满；否则没满
放置 正放 倒放 正放
注意事项 ①检查装置的气密性
(当用第一种药品制取时以下要注意)
②试管口要略向下倾斜(防止凝结在试管口的小水珠倒流入试管底部使试管破裂)
③加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热。
④排水法收集完氧气后,先撤导管后撤酒精灯(防止水槽中的水倒流,使试管破裂) ①检查装置的气密性
②长颈漏斗的管口要插入液面下；
③点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度（空气中，氢气的体积达到总体积的4%—74.2%点燃会爆炸。） ①检查装置的气密性
②长颈漏斗的管口要插入液面下；
③不能用排水法收集
16、一些重要常见气体的性质（物理性质和化学性质）
物质 物理性质
(通常状况下) 化学性质 用途
氧气
（O2） 无色无味的气体,不易溶于水,密度比空气略大
①C + O2==CO2（发出白光，放出热量）
1、 供呼吸
2、 炼钢
3、 气焊
（注：O2具有助燃性，但不具有可燃性，不能燃烧。）
②S + O2 ==SO2 （空气中—淡蓝色火
焰；氧气中—紫蓝色火焰）

③4P + 5O2 == 2P2O5 （产生白烟，生成白色固体P2O5）
④3Fe + 2O2 == Fe3O4 （剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体）
⑤蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，放出热量
氢气
（H2） 无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小，是最轻的气体。 ① 可燃性：
2H2 + O2 ==== 2H2O
H2 + Cl2 ==== 2HCl 1、填充气、飞舰（密度比空气小）
2、合成氨、制盐酸
3、气焊、气割（可燃性）4、提炼金属（还原性）
② 还原性：
H2 + CuO === Cu + H2O
3H2 + WO3 === W + 3H2O
3H2 + Fe2O3 == 2Fe + 3H2O
二氧化碳（CO2） 无色无味的气体，密度大于空气，能溶于水，固体的CO2叫“干冰”。 CO2 + H2O ==H2CO3（酸性）
（H2CO3 === H2O + CO2↑）（不稳定）
1、用于灭火（应用其不可燃烧，也不支持燃烧的性质）
2、制饮料、化肥和纯碱
CO2 + Ca(OH)2 ==CaCO3↓+H2O（鉴别CO2）
CO2 +2NaOH==Na2CO3 + H2O

氧化性：CO2 + C == 2CO

CaCO3 == CaO + CO2↑（工业制CO2）
一氧化碳（CO） 无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水，有毒气体 ①可燃性：2CO + O2 == 2CO2
（火焰呈蓝色，放出大量的热，可作气体燃料） 1、 作燃料
2、 冶炼金属
②还原性：
CO + CuO === Cu + CO2
3CO + WO3 === W + 3CO2
3CO + Fe2O3 == 2Fe + 3CO2
（跟血液中血红蛋白结合，破坏血液输氧的能力）
解题技巧和说明：
一、 推断题解题技巧：看其颜色，观其状态，察其变化，初代验之，验而得之。
1、 常见物质的颜色：多数气体为无色，多数固体化合物为白色，多数溶液为无色。
2、 一些特殊物质的颜色：
黑色：MnO2、CuO、Fe3O4、C、FeS（硫化亚铁）
蓝色：CuSO4•5H2O、Cu(OH)2、CuCO3、含Cu2+ 溶液、
液态固态O2（淡蓝色）
红色：Cu（亮红色）、Fe2O3（红棕色）、红磷（暗红色）
黄色：硫磺（单质S）、含Fe3+ 的溶液（棕黄色）
绿色：FeSO4•7H2O、含Fe2+ 的溶液（浅绿色）、碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]
无色气体：N2、CO2、CO、O2、H2、CH4
有色气体：Cl2（黄绿色）、NO2（红棕色）
有刺激性气味的气体：NH3(此气体可使湿润pH试纸变蓝色)、SO2
有臭鸡蛋气味：H2S
3、 常见一些变化的判断：
① 白色沉淀且不溶于稀硝酸或酸的物质有：BaSO4、AgCl（就这两种物质）
② 蓝色沉淀：Cu(OH)2、CuCO3
③ 红褐色沉淀：Fe(OH)3
Fe(OH)2为白色絮状沉淀，但在空气中很快变成灰绿色沉淀，再变成Fe(OH)3红褐色沉淀
④沉淀能溶于酸并且有气体（CO2）放出的：不溶的碳酸盐
⑤沉淀能溶于酸但没气体放出的：不溶的碱
4、 酸和对应的酸性氧化物的联系：
① 酸性氧化物和酸都可跟碱反应生成盐和水：
CO2 + 2NaOH == Na2CO3 + H2O（H2CO3 + 2NaOH == Na2CO3 + 2H2O）
SO2 + 2KOH == K2SO3 + H2O
H2SO3 + 2KOH == K2SO3 + 2H2O
SO3 + 2NaOH == Na2SO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH == Na2SO4 + 2H2O
② 酸性氧化物跟水反应生成对应的酸：（各元素的化合价不变）
CO2 + H20 == H2CO3 SO2 + H2O == H2SO3
SO3 + H2O == H2SO4 N205 + H2O == 2HNO3
(说明这些酸性氧化物气体都能使湿润pH试纸变红色)
5、 碱和对应的碱性氧化物的联系：
① 碱性氧化物和碱都可跟酸反应生成盐和水：
CuO + 2HCl == CuCl2 + H2O
Cu(OH)2 + 2HCl == CuCl2 + 2H2O
CaO + 2HCl == CaCl2 + H2O
Ca(OH)2 + 2HCl == CaCl2 + 2H2O
②碱性氧化物跟水反应生成对应的碱：（生成的碱一定是可溶于水，否则不能发生此反应）
K2O + H2O == 2KOH Na2O +H2O == 2NaOH
BaO + H2O == Ba(OH)2 CaO + H2O == Ca(OH)2
③不溶性碱加热会分解出对应的氧化物和水：
Mg(OH)2 == MgO + H2O Cu(OH)2 == CuO + H2O
2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O 2Al(OH)3 == Al2O3 + 3H2O
二、 解实验题：看清题目要求是什么，要做的是什么，这样做的目的是什么。
（一）、实验用到的气体要求是比较纯净，除去常见杂质具体方法：
① 除水蒸气可用：浓流酸、CaCl2固体、碱石灰、无水CuSO4(并且可以检验杂
质中有无水蒸气，有则颜色由白色→蓝色)、生石灰等
② 除CO2可用：澄清石灰水（可检验出杂质中有无CO2）、NaOH溶液、
KOH溶液、碱石灰等
③ 除HCl气体可用：AgNO3溶液（可检验出杂质中有无HCl）、石灰水、
NaOH溶液、KOH溶液
除气体杂质的原则：用某物质吸收杂质或跟杂质反应，但不能吸收或跟有效成份反应，或者生成新的杂质。
（二）、实验注意的地方：
①防爆炸：点燃可燃性气体（如H2、CO、CH4）或用CO、H2还原CuO、Fe2O3之前，要检验气体纯度。
②防暴沸：稀释浓硫酸时，将浓硫酸倒入水中，不能把水倒入浓硫酸中。
③防中毒：进行有关有毒气体（如：CO、SO2、NO2）的性质实验时，在
通风厨中进行；并要注意尾气的处理：CO点燃烧掉；
SO2、NO2用碱液吸收。
④防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体，要注意熄灯顺序。
（三）、常见意外事故的处理：
①酸流到桌上，用NaHCO3冲洗；碱流到桌上，用稀醋酸冲洗。
② 沾到皮肤或衣物上：
Ⅰ、酸先用水冲洗，再用3 - 5% NaHCO3冲洗；
Ⅱ、碱用水冲洗，再涂上硼酸；
Ⅲ、浓硫酸应先用抹布擦去，再做第Ⅰ步。
（四）、实验室制取三大气体中常见的要除的杂质：
1、制O2要除的杂质：水蒸气（H2O）
2、用盐酸和锌粒制H2要除的杂质：水蒸气（H2O）、氯化氢气体（HCl，盐酸酸雾）（用稀硫酸没此杂质）
3、制CO2要除的杂质：水蒸气（H2O）、氯化氢气体（HCl）
除水蒸气的试剂：浓流酸、CaCl2固体、碱石灰（主要成份是NaOH和CaO）、生石灰、无水CuSO4(并且可以检验杂质中有无水蒸气，有则颜色由白色→蓝色)等
除HCl气体的试剂：AgNO3溶液（并可检验出杂质中有无HCl）、澄清石灰水、NaOH溶液（或固体）、KOH溶液（或固体）
[生石灰、碱石灰也可以跟HCl气体反应]
（五）、常用实验方法来验证混合气体里含有某种气体
1、有CO的验证方法：（先验证混合气体中是否有CO2，有则先除掉）
将混合气体通入灼热的CuO，再将经过灼热的CuO的混合气体通入澄清石灰水。现象：黑色CuO变成红色，且澄清石灰水要变浑浊。
2、有H2的验证方法：（先验证混合气体中是否有水份，有则先除掉）
将混合气体通入灼热的CuO，再将经过灼热的CuO的混合气体通入盛有无水CuSO4中。现象：黑色CuO变成红色，且无水CuSO4变蓝色。
3、有CO2的验证方法：将混合气体通入澄清石灰水。现象：澄清石灰水变浑浊。
（六）、自设计实验
1、 试设计一个实验证明蜡烛中含有碳氢两种元素。
实验步骤 实验现象 结论
①将蜡烛点燃，在火焰上方罩一个干燥洁净的烧杯 烧杯内壁有小水珠生成 证明蜡烛有氢元素
②在蜡烛火焰上方罩一个蘸有澄清石灰水的烧杯 澄清石灰水变浑浊 证明蜡烛有碳元素
2、试设计一个实验来证明CO2具有不支持燃烧和密度比空气大的性质。
实验步骤 实验现象 结论 图
把两支蜡烛放到具有阶梯的架上，把此架放在烧杯里（如图），点燃蜡烛，再沿烧杯壁倾倒CO2 阶梯下层的蜡烛先灭，上层的后灭。 证明CO2具有不支持燃烧和密度比空气大的性质

三、解计算题：
计算题的类型有：①有关质量分数（元素和溶质）的计算
②根据化学方程式进行计算
③由①和②两种类型混合在一起计算
（一）、溶液中溶质质量分数的计算
溶质质量分数 = ╳ 100%
（二）、化合物（纯净物）中某元素质量分数的计算
某元素质量分数= ╳ 100%

（三）、混合物中某化合物的质量分数计算

化合物的质量分数= ╳ 100%

（四）、混合物中某元素质量分数的计算

某元素质量分数= ╳ 100%

或：某元素质量分数= 化合物的质量分数 ╳ 该元素在化合物中的质量分数
（五）、解题技巧
1、审题：看清题目的要求，已知什么，求什么，有化学方程式的先写出化学方程式。找出解此题的有关公式。
2、根据化学方程式计算的解题步骤：
①设未知量
②书写出正确的化学方程式
③写出有关物质的相对分子质量、已知量、未知量
④列出比例式，求解
⑤答。

6、求助：我想知道关于建筑结构中墙体和柱子所需要的混凝土的强度应该怎么确定

泡沫混凝土的种类很多，但最常用的是水泥泡沫混凝土。水泥泡沫混凝土根据其掺合料不同又可分为水泥-粉煤灰-石灰型、水泥-矿渣－石灰-石膏型、水泥-粉煤灰-砂-石灰型、水泥一砂一石灰型、水泥-矿渣-粉煤灰－石灰－植物纤维型[4]、水泥-砂-玻璃纤维型等类型。
水泥-矿渣-石灰-石膏型的泡沫混凝土了试验研究表明常压养护矿渣多孔混凝土是一种较理想的隔热保温材料(密度为910 kg/m3， 28d抗压强度为9.81MPa)，同时在价格上优势明显，具有一定的市场竞争力。
水泥-粉煤灰－砂－石灰型的泡沫混凝土进行试验研究，获得最佳配合比粉煤灰60%，石灰5%，发泡液3kg，细砂15%，水泥20%所对应的性能为密度创6kglm3、 吸水率229岛、28d抗压强度3.4MPa。
水泥-粉煤灰-石灰型的泡沫混凝土进行试验研究，获得了密度为691kg/m3、抗压强度为3.4MPa、导热系数为0.210W/(m•K、抗15次冻融循环合格、碳化系数为0.89的理想的泡沫混凝土墙体材料。
水泥－砂－石灰型的泡沫混凝土进行试验研究，获得了密度为812kg/m³、抗压强度为2.8MPa、导热系数为0.108W/(m•K、抗15次冻融循环合格、干燥收缩率0.43mmlm的泡沫混凝土。
水泥-矿渣-粉煤灰－石灰－植物纤维型的泡沫混凝土进行了试验研究，获得了干密度648kg/m3、抗压强度3.6MPa、吸水率12.0%、抗25次冻融循环合格、干燥收缩0.72mm/m、工艺简单、价格低廉的优异产品。
对水泥－砂－玻璃纤维型的泡沫混凝土进行了试验研究，结果表明玻瑞纤维增加了泡沫混凝土的抗压和抗折强度，极大地改善了韧性，并在一定程度上抑制了早期干缩开裂。
缺点：
（1）强度偏低:体积密度为800-859kg/m³的泡沫混凝土的抗压强度严重偏低，一般低于2.0MPa，有的甚至不足1.0MPa。但目前国内泡沫混凝土技术发展迅猛，北京有企业（如北京中科筑诚）已经将500公斤每立方的泡沫混凝土强度提高到2.5MPa.
（2）开裂、吸水：硬化泡沫混凝土表面开裂，导致吸收大量外来水分。
应用：
泡沫混凝土以其良好的特性，广泛应用于节能墙体材料中，在其他方面也获得了应用。目前，泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。但是，充分利用泡沫混凝土的良好特性，可以将它在建筑工程中的应用领域不断扩大，加快工程进度，提高工程质量，具体如下：
(1)用作挡土墙。主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土 泡沫混凝土水泥地暖垫层在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直截荷，也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体，它并不沿周边对岸墙施加侧向压力，沉降降低了，维修费用随之减少，从而节省很多开支。泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性，用它取代边坡的部分土壤，由于减轻了质量，从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。
(2)修建运动场和田径跑道。使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础，上面覆以砾石或人造草皮，作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900kg/m³此类运动场可进行曲棍球，足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层，则可作田径跑道用。
(3)作夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件中可采用泡沫混凝土作为内芯，使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400 - 600kg/m³的泡沫混凝土。
(4)管线回填。地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、 污水管及其他空穴容易导致火灾或塌方，采用泡沫混凝土回填可解决这些后患，费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位，一般为600-1100kg/m³。
(5)贫混凝土填层。由于使用可弯曲的软管，泡沫混凝土具有很大的 泡沫混凝土节能砖工作度及适应性，因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高，采用密度为1200kg/m³左右的贫混凝土填层，平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高，则采用密度为500kg/m³的贫混凝土填层，平均厚度为0.1- 0.2m。
(6)屋面边坡。泡沫混凝土用于屋面边坡，具有重量轻、 施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m.厚度为0.03-0.2m，采用密度为800 - 1200kg/m³的泡沫混凝土。
(7)储罐底脚的支撑。将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部，必要时也可形成一凸形地基，这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态，这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。泡沫混凝土的使用密度为800-1000kg\m³。
（8）用于园林绿化。将泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m³，可用于园林假山，垃圾箱，桌凳等。
（9） 国防（现代战争是用信息和先进机动器械为攻击工具），该发泡水泥能用在被敌方轰炸破坏的军事工程如机场，重要交通公路等实行立即抢修，用我们的设备及工艺能把敌方破坏的工程迅速修复，实验得来的结果是修复后10分钟即能用于飞机起降，战车通过。
(10)其他。泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充，隔声楼面填充、隧道衬管回填;以及供电、水管线的隔离等方面。
物理性能：
泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙，使其具有下列良好的物理力学性能。
1、 轻质
泡沫混凝土的密度小，密度等级一般为300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3，近年来，密度为 160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可达结构物总重的30%-40%。而且，对结构构件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高构件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。
2、 保温隔热性能好
由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200 kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08-0.3w/(m·K)之间，热阻约为普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。
3、 隔音耐火性能好
泡沫混凝土属多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料，泡沫混凝土不会燃烧，从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。
4、 整体性能好
可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。
5、低弹减震性好
泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
6、防水性能强
现浇泡沫混凝土吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。
7、耐久性能好与主体工程寿命相同。
8、生产加工方便
泡沫混凝土不但能在厂内生产成各种各样的制品，而且还能现场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体。
9、环保性能好
泡沫混凝土所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂大都接近中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患。
10、施工方便
只需使用水泥发泡机可实现自动化作业，可泵送实现垂直高度200米的远距离输送，工作量为150—300立方/工作日。
11、其它性能
泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好，抗压强度高（0.5-22.2Mpa），冲击能量吸收性能好，可大量利用工业废渣，价格低廉等优点。
参考文献：
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7、碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究现状及发展 论文一篇，要综述性的东西，不能有实验和计算内容。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势

摘要：综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状，重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的
发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题，在此基础上展望了该复合材料的发展前景。
关键词：SiCp /Al 复合材料； 制备方法
中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1001-3814(2011)12-0092-05
Research Status and Development Trend of SiCP/Al Composite
ZHENG Xijun, MI Guofa
(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)
Abstract：The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite was
introced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Al
composite was analyzed and the development prospect of the composite was put forward.
Key words：SiCp /Al composite; preparation methods
收稿日期:2010-11-20
作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材
料加工工程;电话:0391-3987472;E-mail:[email protected]
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《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期
下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术
应用进行了广泛的关注和研究，从材料的制备工艺、
组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基
础性的工作， 取得了显著的成绩。在美国和日本等
国，该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟，在
电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业
磨料，可成百吨的生产，价格便宜，SiC 颗粒强化铝基
复合材料被美国视为有突破性进展的材料， 其性能
可与钛合金媲美，而价格还不到钛合金的1/10。碳化
硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范
围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金
属基复合材料，被认为是一种理想的轻质结构材料，
尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关
键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。
在1986 年，美国DuralAluminumComposites 公
司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术， 实现
了铸造铝基复合材料的大规模生产， 以铸锭的形式
供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公
司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料
型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目
前，Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材
料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提
高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3～4
倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随
碳化硅含量的增加，只有伸长率下降的，其他性能都
得到了很大提高。到目前为止，SiCp/Al 复合材料被
成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学
精密仪器、汽车工业和体育用品等领域，并取得巨大
经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力
学性能。
目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复
合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料
研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业
大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的
SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆，北京航空材料研究院
研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。
国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳
化硅颗粒增强铝基复合材料， 虽然部分性能已达到
国外产品的指标， 但在产品的尺寸精度上还存在不
小的差距，另外制造成本太高，离工业化生产还有一
段距离要走。
2 铝基复合材料的性能特征
(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入
了适量的高强度、高模量、低密度的增强物，明显提
高了复合材料的比强度和比模量， 特别是高性能连
续纤维，如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增
强物，他们具有很高的强度和模量[1]。
(2)良好的高温性能，使用温度范围大增强纤
维、晶须、颗粒主要是无机物，在高温下具有很好的
高温强度和模量， 因此金属基复合材料比基体金属
有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基
复合材料，其高温性能可保持到接近金属熔点，并比
金属基体的高温性能高许多。
(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中
金属基体占有很高的体积百分数， 一般在60%以
上，因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。
(4)良好的耐磨性金属基复合材料，特别是陶
瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的
耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷
颗粒增强物，陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定，
用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度，
也提高了复合材料的硬度和耐磨性。
(5)热膨胀系数小，尺寸稳定性好金属基复合
材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗
粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数，特别是超高
模量的石墨纤维具有负热膨胀系数， 加入相当含量
的此类增强物可降低材料膨胀系数， 从而得到热膨
胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合
材料。
(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复
合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与
复合体系制备工艺
增强体含量
(vol,%)
拉伸强度
/MPa
弹性模量
/GPa
伸长率
(%)
SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 5.3
SiCP/2124Al 粉末冶金20 552 103 7.0
SiCP/6061Al 粉末冶金20 496 103 5.5
SiCP/7090Al 粉末冶金20 724 103 2.5
SiCP/6061Al 粉末冶金40 441 125 0.7
SiCP/7091Al 粉末冶金15 689 97 5.0
SiCP/A356Al 搅拌铸造20 350 98 0.5
SiCP/A359Al 无压浸渗30 382 125 0.4
表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1]
Tab.1 Mechanical properties of aluminum matrix
composite reinforced by SiC particle
93
Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12
材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月
金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身
的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面
结合强度适中，可以有效传递载荷，又能阻止裂纹扩
展，从而提高材料的断裂韧性。
(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比，金
属性质稳定、组织致密，不存在老化、分解、吸潮等问
题，也不会发生性能的自然退化，在空间使用不会分解
出低分子物质而污染仪器和环境，有明显的优势。
(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、
锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次
加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧
性，而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的
抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近
20 年以来， 铝基复合材料获得了惊人的发展速度，
表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。
3 主要应用领域
3.1 在航空航天及军事领域的应用
美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中
心合作，研制成超轻量化空间望远镜和反射镜，该望
远镜的主镜直径为0.3m，仅重4.54kg。ACMC 公司
用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料
还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中
扫描用高速摆镜等；美国用高体积分数的SiCp/Al代
替铍材，用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟
导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖，成
本比铍材降低2/3；20 世纪80 年代美国洛克希德.马
丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作
飞机上承载电子设备的支架，其比刚度比7075 铝合
金约高65%；美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机
的腹鳍， 代替原有的2214 铝合金蒙皮， 刚度提高
50%，寿命从几百小时提高到8000 小时左右，寿命
提高17 倍，可大幅度降低检修次数，提高飞机的机
动性，还可用于F-16 的导弹发射轨道；英国航天金
属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法
研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al， 成功用于
Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升
机[12]；采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作
为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控
自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电
子计数测量阵列等关键电子系统上， 以代替包铜的
钼及包铜的锻钢，可使质量减轻70%，同时降低了
电子模板的工作温度；SiCp/Al 印刷电路板芯板已用
于地轨道全球移动卫星通信系统； 作为电子封装材
料，还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器
等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替
Cu-W 封装合金作为电源模块散热器，已用于EV1 型
电动轿车和S10 轻型卡车上；美国将氧化反应浸渗法
制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲，用于“沙漠风暴”
地面进攻的装甲车；美国GardenGrove 光学器材公司
用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。
3.2 在汽车工业中的应用
由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制
的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机；
自20 世纪90 年代以来， 福特和丰田汽车公司开始
采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘；美
国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996
年投入批量生产[13]；德国已将该材料制作的刹车盘
成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采
用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一
级方程式赛车。
3.3 在运动器械上的应用
BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已
在Raleigh 赛车上使用；SiCp /Al 复合材料可应用于
自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品；
在医疗上用于假体的制造。
4 制备及成型方法
一般来说， 根据铝基体状态的不同，SiCp/Al 的
制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主
要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸
造法。
4.1 粉末冶金法
粉末冶金法又称固态金属扩散法，该方法由于克
增强相/ 基体增强相含量
拉伸强度
/MPa
弹性模量
/GPa
伸长率(%)
SiC/Al-4Cu 15 476 92 2.3
SiCp /ZL101 20 375 101 1.64
SiCp /ZL101A 20 330 100 0.5
SiCp /6061 25 517 114 4.5
SiCp /2124 25 565 114 5.6
Al2O3 /Al-1.5Mg 20 226 95 5.9
Cf /Al 26 387 112 -
表2 金属基复合材料的力学性能[1]
Tab.2 Mechanical properties of metal matrix composite[1]
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《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期
下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术
服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点，因而
是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具
体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种，目前最
为流行和典型的工艺流程为：碳化硅粉末与铝合金粉
末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧
结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。
粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉
末可以按任何比例混合，而且配比控制准确、方便。
粉末冶金法工艺成熟，成型温度较低，基本上不存在
界面反应、质量稳定，增强体体积分数可较高，可选
用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高，颗粒不容易
均匀混合，容易出现较多孔隙，要进行二次加工，以
提高机械性能，但往往在后续处理过程中不易消除；
所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制，粉
末冶金技术工艺程序复杂，烧结须在在密封、真空或
保护气氛下进行， 制备周期长， 降低成本的可能性
小，因此制约了粉末冶金法的大规模应用。
4.2 喷射沉积法
喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer
教授首先提出[14]，并由Ospray 金属有限公司发展成
工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是：对
铝合金基体进行雾化的同时，加入SiC 增强体颗粒，
使二者共同沉积在水冷衬板上， 凝固得到铝基复合
材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间
短，二者反应易于控制；对界面的润湿性要求不高，
可消除颗粒偏析等不良组织， 组织具有快速凝固特
征；工艺流程短、工序简单、效率高，有利于实现工业
化生产。缺点是设备昂贵，所制备的材料由于孔隙率
高而质量差必须进行二次加工， 一般仅能制成铸锭
或平板； 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的
合金液滴复合， 造成原材料损失大， 工艺控制较复
杂，增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。
4.3 搅拌铸造法
搅拌铸造法的基本原理[15-17]：依靠强烈搅拌在合
金液中形成涡漩的负压抽吸作用， 将增强体颗粒吸
入基体合金液体中。具体工艺路线：将颗粒增强体加
入到基体金属熔液中， 通过一定方式的搅拌与一定
的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体
中，以达到相互混合均匀与浸润的目的，复合成颗粒
增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件
等使用。该方法的优点是：工艺简单、设备投资少、生
产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是：加入
的增强体颗粒粒度不能太小， 否则与基体金属液的
浸润性差， 不易进入金属液或在金属液中容易团聚
和聚集；普遍存在界面反应，强烈的搅拌容易造成金
属液氧化，大量吸气及夹杂物混入，颗粒加入量也受
到一定限制，只能制成铸锭，需要二次加工。
4.4 挤压铸造法
挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘
结，制成预制块放入浇注模型中，预热到一定的温度，
然后浇入基体金属液，立即加压，使熔融的金属熔液浸
渗到预制块中，最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方
法的优点是：设备较简单且投资少，工艺简单且稳定
性较好，生产周期短，易于工业化生产，能实现近无余
量成型，增强体体积分数较高，基本无界面反应。缺点
是容易出现气体或夹杂物，缺陷比较多，需增强颗粒
需预先制成预成型体， 预成型体对产品质量影响大，
模具造价高，而且复杂零件的生产比较困难。
5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策
SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着
广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研
究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界
面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究，
其相关领域的研究及发展也应给予重视。
5.1 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发
现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材
料，但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶
段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中，使金属液粘度提高，流动
性降低，铸造时充填性变差，当颗粒含量增加至20%或
在较低温度(<730℃)时，流动性急剧降低以致于无法正
常浇注。另外，SiC颗粒具有较大的表面积， 表面能较
大，易吸附气体并带入金属液中，而金属液粘度大也易
卷入气体并难以排出，产生气孔缺陷。因此，对现有工
艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作
的主要任务。
5.2 后续加工工艺的研究
金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后
续加工工艺的研究较少，成为限制其应用的瓶颈。高
强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为
难加工材料[18-19]，而由于增强体与基体合金的热膨胀
系数差异大引起位错密度的提高， 也使金属基复合
95
Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12
材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月
材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外，增强
体影响焊接熔池的粘度和流动性， 并与基体金属发
生化学反应限制了焊接速度， 给金属基复合材料的
焊接造成了极大困难。因此， 解决可焊性差的问题
也成为进一步研究的主要方向。
5.4 环境性能方面的改善
金属基复合材料的环境性能方面的研究， 即如
何解决金属基复合材料与环境的适应性， 实现其废
料的再生循环利用也引起了一些学者的重视， 这个
问题关系到有效利用资源，实现社会可持续发展，因
此， 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究
的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组
织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形
成一类新的多相材料， 其回收再利用的技术难度要
比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批
量应用，必然面临废料回收的问题，通过对复合材料
的回收再利用， 不但可减少废料对环境的污染还可
减低铝基复合材料的制备成本、降低价格，增加与其
他材料的竞争力，有利于促进自身的发展。文献[21]
配制了混合盐溶剂， 采用熔融盐法成功地分离出颗
粒增强铝基复合材料中的增强材料，研究结果表明，
利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料， 其回收利
用率可达85%。
6 结语
与铝合金基体相比， 铝基复合材料具有更高的
使用温度、模量和强度，热稳定性增加及更好的耐磨
损性能，它的应用将越来越广泛。然而，在目前的
研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题， 例如
怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题， 并且力
求研究结果有助于改善生产应用问题； 在制备过程
前后， 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性
能；如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服
役于各种环境。此外，原位反应中仍不免其他副反应
夹杂物存在， 同时对增强体的体积分数也难以精确
控制，这些都是亟待研究解决的问题。
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8、纳米材料在各个行业中的应用

（一）力学性质
高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。
（二）磁学性质
当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。
（三）电学性质
由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
（四）热学性质
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。

9、纳米科技的伦理学研究进展方面的论文

2007

纳米技术给我们带来了哲学

摘要：纳米技术是指在纳米尺度的物质正在准备，研究和工业陶瓷材料的产业化和利用纳米材料的研究和产业化跨越综合技术体系。纳米技术的发展扩大人类认识微观世界的能力，你可以探索微观尺度上的神秘男子和世界。另一方面，我们也应该看到纳米技术应用不当带来的灾难，本文总结了纳米技术成果的基础上的哲学辩证思维运用纳米技术危害。

关键词：纳米技术的哲学思考解决方案

1文本纳米技术及其成就

1 .1什么是纳米技术

纳米namometer是英文的音译，是一个物理的计量单位，一纳米是一米的十亿分之一，相当于45个原子排列起来的长度。通俗点说，相当于万分之一的人的头发丝的厚度。就像毫米，微米，纳米尺度的概念，并没有物理意义。当物质到纳米尺度后，这个范围是1-100纳米的空间，材料性能就会发生突变，也有特殊的性质。这是两个不同的原子，分子，也不同于宏观性质的材料组合物的特定的材料，即纳米材料从原来的组合物。如果只有在纳米尺度，并没有特殊性能的材料，不能被称为纳米材料。在过去，人们只注意原子，分子或空间，而往往忽略了中间的领域，这一领域实际上是丰富的性质，但以前不知道这个尺度范围的性能。纳米尺度性能的小尺寸效应，表面积效应，量子尺寸效应。的第一个实现，它的性能并引用纳米概念的是，日本科学家，他们是在20世纪70年代与超微离子蒸发的方法，和其性能通过研究发现，：一个导电，导热的铜，银导体做后纳米尺度，也就失去了其原有的性质，显示出既不导电，也不导热系数。磁性材料，也类似的铁 - 钴合金中，使约20-30纳米的大小，磁畴变成单磁畴，它是比原来的磁高1000倍。 20世纪80年代中期，人们这种材料正式命名为纳米材料。

1.2＆NBS工艺陶瓷模具P;

纳米技术纳米技术是指以0.1至100纳米

纳米材料研究领域是最有活力未来的经济和社会发展具有非常重要的影响的研究对象，但也是最积极在纳米技术，最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了令人瞩目的成就。例如，存储密度每平方厘米的磁量子磁盘纳米棒阵列，低成本，高效率的发光纳米波段可调谐激光器阵列，价格低廉的高能量转换纳米结构太阳能电池和热电转换元件，400克一个轨道炮道轨烧蚀的高强度和高韧性纳米复合材料的出现，它表明它是一个新的支柱产业，在国民经济和高科技领域的应用潜力。正如美国科学家估计，“这个微小的隐形人可能给物质在各个领域带来了一场革命。”纳米材料和纳米结构的应用将如何调整国民经济的支柱产业的布局，设计新产品，形成新的产业和高新技术改造传统产业进入了新的机遇。纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了一个新的水平的性质的认识，是知识创新的源泉。由于纳米尺度的结构单元（1100urn）和许多材料的特征长度，如电子的De布鲁奥预定的波长，超导相干长度，隧穿势垒的厚度，强磁性的相当关键的尺寸，从而导致纳米材料和纳米结构的物理和化学性能是不同的，从微观的原子，分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然，创造知识的能力延伸到宏观和微观之间的物体之间的中间领域。纳米材料的诞生状态多年来在各个领域所取得的成就的影响和渗透一直引人注目。在20世纪90年代，纳米材料的内涵扩大的领域逐步拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接非常紧密，实验室成果转化速度之快出乎人们期望，基础研究和应用研究已取得重要进展。

4纳米技术产业的发展趋势

（1）信息产业中的纳米技术：信息产业不仅在国外，在中国也占有举足轻重的地位。 2000年，中国的信息产业创造了gdp5800亿元。纳米技术在信息产业的应用主要表现在三个在我的眼里纳米方面：①网络通信，宽带网络通信，纳米结构器件，芯片技术和高清晰度数字显示技术的论文。因为不管通讯，集成或显示，原器件，美国已经工作，现在是一个单一的电子设备，隧道电子器件，自旋电子器件，该设备已在实验室研制成功，并可能在2001年年进入市场。 ②光电子器件，分子电子器件，巨磁电子器件，我国仍落后在这方面，但这些原始设备进入商品市场，甚至10年，所以中国到15年至20年这方面的研究提前。 ③关键纳米网络通信设备，如网络通信激光器，滤波器，谐振器，微电容，微电极等，我们的研究水平并不落后，仅安徽省。 ④压敏电阻，非线性电阻等，可以进行，添加氧化锌纳米材料。

（2）环保产业在纳米技术：纳米技术在空气中20纳米和200纳米的水污染物是不可替代的技术。要清理环境，我们必须使用纳米技术。现在，我们已经成功地制备甲醛，氮氧化物，一氧化碳可降解的移动设备，使超过10ppm的有害气体降低到0.1ppm的空气，该装置已进入实用化阶段的生产;使用多孔小球的组合光催化纳米材料已成功地用于有机废水降解苯酚和其他传统技术难以降解有机污染物，具有良好的降解效果。近年来，许多公司都致力于光催化纳米技术处理等行业，并改善水质，已初见成效，稀土氧化铈纳米组合技术和贵金属加工设备，汽车尾气的效果很明显的转变，治理在淡水藻类污染所造成的近期初步研究已成功地在实验室里。

（3）能源与环保纳米技术：合理利用传统能源和新能源的发展是我们当前和今后的一项重要任务。在传统能源的合理利用，现在主要是清除剂，促进剂，使煤燃烧，燃烧他们从流通，减少硫的排放量，不再需要辅助装置。此外，纳米技术的使用，以提高汽油，柴油燃料添加剂已经，事实上，它是一种可燃液体簇的小分子物质，燃烧，净化。在开发新能源的国内外进展迅速，成为非可燃气体，可燃气体。研发现在是一个主要的国际能源转换材料，也做了，它包括太阳能转化成电能，热能转化为电能，化学能转化为电能。

（4）纳米生物医药：这是国家加入WTO后最有前途的领域之一。目前，国际医药产业正面临着新的决定，那就是用纳米尺度发展制药产业。纳米生物医学必要的物质从植物和动物中提取，然后在纳米尺度组合，以最大限度地提高疗效，这正是的想法？中国中医药。提取后，在本质上，有几的骨架，如人体可吸收糖，淀粉，使其效率和有针对性的药物释放。传统药物的改进，利用纳米技术可以提高一个档次。

（5）纳米技术和新材料：纳米技术和新材料虽然不是最终产品，但是是非常重要的。据美国估计，到21世纪30年代，汽车40％的钢材和金属材料是轻质，高强材料来取代，这样可以节省燃气40％以上，减少二氧化碳排放量40％，在这一个，你可以每年100美元亿美元，并创造社会效益。另外，各种功能性材料，玻璃的透明性，但重量重，具有纳米改进它，这样它变得更轻，所以，这种材料不仅是力学性能，而且还具有其他功能，以及光的颜色，光存储，反映各种紫外线，红外线，光的吸收，存储等功能。

（6）纳米技术对传统产业改造：对于中国来说，目前被切成纳米技术，纳米技术和传统产业结合最好的机会在所有技术领域。首先，家电，轻工，电子等行业。合肥美菱集团从1996年开始研制纳米冰箱，可折叠PVC磁性冰箱门封不发霉，使用抗菌涂料里面的水果是使用纳米材料，轻工业的发展，电子产品和家用电器可以带动涂料，材料，电子原器件等行业，其次是纺织业。人造的纤维和纺织行业的发展趋势，中国进入WTO纺织品能够占据一个有利的位置，现在必须充分应用纳米技术，纳米材料。去年在绝缘，保温衣的电视宣传，纳米技术的应用，有一些特殊的功能，防静电，阻燃等，纳米导电材料组装到里面，可以是11万伏的压力，人体盾牌，在这方面的应用纳米技术的纺织行业形势看好;三，电力行业。使用纳米技术的20万伏和11万伏变压器传输瓷轮可以增加11万伏电击性能瓷器釉，无霜，别人是整体性能非常不错;第四是建材行业的油漆和涂料，包括各种陶瓷釉料，油墨，纳米技术干预，可以使产品的性能升级。

发展纳米技术和材料的不断发展给我们的生活发生了翻天覆地的变化，极大地改变我们的生活，但纳米材料的安全问题引起人们的关注。

反射纳米技术

从“纳米牙膏的”纳米护肤霜“，”，已知全球使用纳米技术产品市场上已经有超过300种。纳米技术开始走入人们的生活区。与此同时，人们可能纳米材料，潜在的安全问题一直是心有余悸。

早在三年前，有几个人的报告“纳米”这个极具潜力的新兴技术的困惑。在2003年的美国化学学会年会上，有三个研究小组发表纳米材料的毒性特别报告。美国航空航天局的研究小组发现，碳纳米管会进入肺泡形成肉芽肿，这是典型的结核病。杜邦公司的一个研究小组也发现了类似的结果。罗切斯特，纽约大学的研究人员使老鼠含有PTFE粒子直径为20nm，在空气中15分钟，并在接下来的4个小时内亡的老鼠，被暴露，而另一组用直径为120nm的颗粒在空气中，则安然无恙。该研究小组还发现另一项实验中纳米粒子能够进入大鼠的嗅球，并迁移到大脑。

目前，纳米技术的注意力集中在安全问题：纳米粒子对人类健康和对环境造成的负面影响的潜在风险。虽然纳米材料的毒性问题，现在说还不清楚，但专家们一致认为需要进行专门研究纳米技术的潜在风险及其不利影响。

纳米技术术语---麻省理工学院的埃里克·德雷斯勒，早在1986年发表的“创建由发动机的发明者，”一书上的各种物质的原子大小的纳米技术的操作的详细说明现状，未来发展潜力和危险。使他不仅引发了对纳米技术的兴趣，也让许多人担心未来的纳米技术。 “纳米技术是远远高于它的好处的风险。”在整个20世纪90年代，这种说法一直在科学界普遍。 2000年底，“发现”杂志评选其顶部的20个危险的21世纪，纳米技术和行星撞击地球，一个全球性的流行病，被列为其中之一。因此，在科学家眼中，纳米技术是危险的，它在哪里？它开始谈论斯勒。在他的书中，德雷斯勒想象的东西称为“钳工”通过原子的纳米机械取放，分子大小的人造纳米机器可以像人体一样，蛋白质和酶，制造出的东西，如电视和电脑---当然，也包括自己。因此，科学家们开始担心：如果你可以听这些人钳工商誉命令的，肯定是一件好事，但如果控制程序错误或恶意使用，想一台电脑蠕虫无限自我复制无限期的，从而覆盖和破坏整个地球？

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10、建筑节能技术在建筑设计中的应用 建筑设计或者建筑规划设计中如何考虑建筑设备系统

1.前言
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建、改建和使用过程中，执行建筑节能标准，采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺等提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物性能系统效率，在保证建筑物室内热环境质量的前提下，减少供热采暖、照明、热水供应的能耗，并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合。在全世界总的能源消耗中，建筑能耗约占25%~40%。近年来，我国的建筑节能工作已进入全面实施阶段，随着一系列关于建筑节能的国家法规及地方标准的颁布和实施，整个建筑行业从业人员不仅从观念上对建筑节能有了一定的重视，而且在具体工作中取得了一定成果。使建筑节能在理论研究和实践操作上均获得了一定效果。但是，与世界发达国家相比，还有相当大的差距。关于建筑节能，我们尚有许多工作要做。
2. 建筑节约能耗措施
(1)使用纳米透明隔热涂料。纳米透明隔热涂料是新近问世的一种可以让玻璃既保持高透光性同时又有较好的隔热效果的高科技产品。纳米透明隔热涂料可采用喷涂或刷涂技术涂与各类建筑物的玻璃上。在夏季,能抑制65%太阳能辐射不进入室内,并能保证透光率达到70%,能使室内温度低于室外温度达到4℃～7℃,测试表明，夏天开空调时,空调的耗电量可从原来303度降低到208度,可节电20%～30%左右;在冬季,隔热涂膜的特殊金属膜呈透明型、引进可视光,长波长的暖气能在室内反射,使室内的暖气(远红外线）约90%不外流。
(2)建筑节能中太阳能的利用。太阳能是绿色能源中最重要的能源，是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源，其优点是极为丰富、洁净、安全、价廉，对生态平衡没有任何影响。 有关资料表明,我国陆地面积每年接收的太阳辐射总量在3.3×103～8.4×106KJ/(m2•年)之间，相当于2.4×104亿t标煤。全国总面积三分之二以上地区年日照时数大于2200h，日照能量在5×106KJ/(m2•年)以上。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属太阳能资源丰富地区；除四川盆地、贵州省资源稍差外，东部、南部及东北等其他地区为资源较富和中等区。 在建筑中加强太阳能的利用是实现可持续发展的重要环节，太阳能可以为建筑供暖、供热水、供电，甚至能够提供建筑物的全部能量。我国北方被动太阳房采暖节能60％～70％，平均每平方米建筑面积每年可节约20Kg～40Kg标准煤，有着良好的经济和社会效益。
(3)注重墙体节能。多年以来，我国建筑墙体一般采用单一材料，如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。单一材料导热系数大，一般为高效保温材料的20倍以上，由于建筑节能的需要，新型复合墙体已经出现，复合墙体主要通过在墙体主体结构基础上，增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体很好地发挥了两种材料的长处，既不会使墙体过厚，又能承重，保温效果又好，因此，发达国家新建建筑已基本上采用了此种方式。我国要达到节能50%的要求，除部分采用加厚的加气混凝土单一墙体外，使用复合墙体将是大势所趋。根据复合材料与主体结构位置的不同，墙体保温包括内保温、外保温、夹芯保温等。
(4)关注门窗节能技术。在整个建筑物的热损失中，而门窗缝隙空气渗透的热损失则占20%～30%。所以,门窗是围护结构中节能的一个重点部位。门窗节能主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳能辐射3个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷,可通过采用密封材料增加窗户的气密性;减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递，建筑物的窗户由镶嵌材料和窗框、扇型材组成。为此，要加强节能型窗框和节能玻璃等技术的推广和应用,增大窗户的整体传热系数以减少传热量。
塑钢门窗不仅防噪隔声功能显著，防雨水渗漏能力强，空气渗透量小，更主要的是塑钢门窗的导热系数极低，隔热效果优于铝材1250倍，在采暖和制冷上，能耗要低30%～50%，室内空调的启动次数明显减少，耗电量也显著减少。
3. 建筑节能的三合理
从建筑设计入手，综合分析地区气候特征，充分利用有利的气候条件和防御不利气候因素影响。地区气候特征包括太阳能辐射强度、最热（冷）月平均气温及空气湿度、夏（冬）季主导风与平均风压、雨雪量等要素。这些要素是我们节能设计需要注意的“气候条件”。此外，还需注意区域的“微环境”，如地形条件、地表环境、地表土壤和环境植被等。只有这样，才能权衡利弊、趋利避害，统筹运用气候因素。
(1)合理群体规划布局。设计中要充分考虑夏季有利的主导风向（通风致凉）和避免冬季不利的主导风向（避风保暖），综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素，合理安排群体布局和建筑朝向。如南京属典型的夏热冬冷地区，又具有大陆性气候特征，夏季炎热多东南风、冬季寒冷多西北风，在进行小区群体布局时，一般将小体量的低层、独立式住宅放在南面，大体量的高层住宅放在最北面，可以最大限度地满足夏季自然通风和冬季阻挡不利的西北风的需要。
(2)合理控制体形系数。体形系数就是指建筑物与室外大气接触的外表面积F0（m2）和其所包围的体积V0（m3）之比值。也就是说，单位建筑空间的外表面积越大，体形系数越大，能耗就越高，反之亦然。因此，在考虑节能设计时，建筑平面外形不宜凹凸太多，力求完整，避免因凹凸太多增大而提高体形系数。在所有几何形体中，球面体体形系数最小，同等条件下能耗最低。如合肥大剧院就采用近似球面体外形，体形系数小而相对节能。
(3)合理控制窗墙比。窗墙比就是建筑外窗总面积与外围护墙体总面积之比值。由于外围护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。尽管外窗面积比外墙面积要小得多，但通过外窗得失热量却占外围护结构得失热量的40%左右，因此需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。如在严热干燥的新疆，白天太阳辐射强度大，夜间温度低，建筑外墙体比较封闭，窗墙比小，可以减少白天透过窗户的太阳辐射热和夜间室内热量的散失，同时保持室内空气的湿润。在南京地区，建筑的窗墙比则较大，夏季利用较大的南向窗户进行自然通风，冬季则可以获得较多的太阳辐射热。
4. 结论
建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题。在我国现阶段，主要提倡运用与经济发展水平相适应的简单节能技术为主，切不可为片面追求低能耗目标而不顾经济成本，大量使用节能新技术。同时注重太阳能、风能、地能等可再生自然能技术的研究和开发，降低可再生能源的利用成本，逐步从大城市与经济比较发达地区向全国推广运用，实现我国建筑节能既定目标。
参考文献
［1］房志勇。建筑节能技术。中国建材工业出版社，1998
［2］《河南省居住建筑节能设计标准》(寒冷地区) DBJ41/062-2005
［3］宋德萱.节能建筑设计与技术.上海.同济大学出