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VD真空精炼技术与装备的发展

VD真空精炼技术与装备的发展
VD真空精炼技术与装备的发展

VD真空精炼技术与装备的发展

刘晓峰

(重庆钢铁股份有限公司炼钢厂重庆 401258)

摘要:介绍了VD真空精炼技术的发展,指出VD功能多元化应是今后发展的主要趋势,提出重点研究开发氧脱碳(碳脱氧)、深脱硫、深脱气技术是实现VD功能多元化的关键。在此基础上,介绍了高效化生产装备和干式机械泵系统应用于VD真空精炼的情况,指出干式机械泵系统应用于真空精炼是一种可行的选择。

关键词:VD;氧脱碳(碳脱氧);深脱硫;深脱气;生产装备;干式机械泵系统;发展。

The development of vacuum Degassing technology and

equipment

Xiaofeng-Liu

(Chongqing Iron and Steel Co., Steel Plant Chongqing 401258)

Abstract :Introduced the VD vacuum refining technology development, pointed out that the VD diversity function should be the future development trend, to focus on the research and development of oxygen decarburization (Carbon deoxidized), deep desulfurization, deep degassing technology is to realize VD plurality of function key. On this basis, introduced the high efficient production equipment and dry mechanical pump system used in VD vacuum refining situation, pointed out that the dry mechanical pump system used in vacuum refining is a viable option.

Key words :Vacuum Degassing;Oxygen decarburization(Carbon deoxidized);Deep desulfurization;Deep gas;Production equipment;Dry mechanical pump system;Development。

1、VD技术的发展

VD(Vacuum Degassing)罐内钢桶去气法或芬克尔(Finkle)法,1952年由前西德和前苏联开发[1-2]。VD精炼技术经过近60年的发展,大体上经历了三个发展阶段,即:1952年~1970年的早期研发起步的第一阶段;1970年~2000年的功能多元化的第二阶段;2000年至今的高效化、大型化、真空泵干式化的第三阶段。现阶段仍处于第三阶段。

(1)早期研发起步阶段[3-5]。1940年前后,苏联莫斯科钢学院(Moscow Steel Institute)在电冶实验室设置了最初的钢包脱气用真空处理设备,开始了减压条件下的脱氢、脱氧实验。从1952年到1953年,以上述实验室的装置为基础,设计了最初的工业规模的钢包精炼设备,设置在耶娜基耶夫斯基(Yenakievsky)工厂。由于在这一工厂的实验结果良好,钢包脱气法进而又在德尔辛克斯基(Derzhinksky)工厂和德涅普罗斯佩兹托(Dnieprospetztal)工厂应用,在全苏联内普及开来。为强化搅拌、提高脱氢效率、缩短脱氢时间,1958年,西德曼内斯曼(Mannesman)公司开发用喷枪吹氩搅拌的方法:芬克尔父子(Finkle & Son)公司开发了用塞棒型管吹氩的方法。1953年,斯拜尔(Spire)等人通过在钢包底部设置吹氩透气砖,开发了GAZID法,于1963年在法国的尤西诺尔(Usinor)工厂实现了工业化。其后,这种方法作为小容量钢包用简便的脱气法,在欧美各公司为熔炼特殊钢而普及。1962年,美国共和公司(Republic)设置有电磁搅拌功能的钢包精炼设备开始用于所有钢种生产。1968年,日本住友金属(株)小仓制铁所最先使用了Interstop方式的滑动水口工业化实验,并实现实用化。我国的VD真空精炼起步并不迟,上世纪50年代中后期就在大冶等地的工

作者简介:刘晓峰(1983-),男(汉族),陕西白水人,重庆钢铁股份有限公司炼钢厂,助理工程师,从事炉外精炼工艺技术的研究。

厂建立了VD 真空脱气装置生产电工硅钢等钢种。这个阶段的VD 吨位比较小(小于50t ),主要与电炉模铸流程匹配生产特殊钢材。

(2)功能多元化发展阶段。在20世纪70~90年代,VD 精炼工艺逐步发展完善,重点优化VD 脱氢、脱氮、脱氧、脱硫等工艺,研发氧脱碳处理工艺。在欧美许多钢厂(特别是电炉流程钢厂)应用得到了广泛的应用。20世纪90年代,国内外方坯连铸机配置的二次精炼设施,都以LF 加VD 为主,主要生产高,中碳钢(包括重轨钢、钢帘线、钢绞线、胎圈丝等)、弹簧钢、合金钢等[6]。国外有部分钢厂开始采用VD 处理来生产低硫低碳或超低碳钢,供应板坯连铸机,而且已获得了很好的处理效果[7-9]。20世纪80年代中后期,德国Dillingen 钢铁公司、克鲁伯-曼内斯曼Hutten 钢厂开发成功了生产极低硫钢的VTD (Vacuum Tank Degasser )真空大流量搅拌精炼工艺。Dillingen 钢铁公司至今一直采用该工艺,年产优质中厚板200万吨左右,其中90%以上产品[S]低于0.0010%[7]。法国Sollac Florange 钢厂的一套VD 装置月处理钢水约12万吨,其中42%供给板坯连铸(主要为IF 钢),51%供给大方坯连铸(主要为钢轨钢)。法国Dunkerque 钢厂1991年投产一套VD 装置,与已有的一套RH-OB 装置共存,处理钢水全部供给板坯连铸(其中VD 处理能力100万吨/年)[8]。加拿大Dofasco 钢厂1987年建成的VD 装置,采用BOF-LF-VD-CC 生产工艺,年产超低碳钢(C< 0.004%)18万t [9]。20世纪90年代,在全国几次炉外处理会议上,国家部委都在强调炉外精炼技术的战略意义和方针、措施,极大地提高了全行业对炉外精炼技术的重视程度和应用的积极性[5]。由于VD 真空脱气装置投资较少,国内许多钢厂选用了VD 。

(3)高效化、大型化、真空泵干式化发展阶段。随着VD 真空精炼技术的不断进步,现实了其关键技术和装备的高效化、大型化和大型机械泵应用。其中主要代表有:双盖双罐结构布置,使VD 处理周期降低至35min 以内;挂渣式全水冷防溅盖,炉盖寿命可达到5000炉以上;采用多重变量泵(蒸汽泵)技术,VD 实现预抽真空技术;干式机械泵系统应用于VD 精炼装置。2006年~2007年,包钢先后新建了两套VD 真空精炼装置(2#VD 和3#VD ),主要与高品质管坯和重轨钢坯生产匹配,生产能力为120万吨/年/套[10]。2011年,目前中冶赛迪自主设计建造的最大容量的VD 设备在新余钢铁投产。该设备与210吨LF 、420mm 特厚板坯连铸机生产特厚板,填补了国内200t 以上级别VD 真空处理装置的空白,其VD 设备和关键技术均达到国内先进水平[11]。2002年,俄罗新斯西伯利亚钢厂建设了世界上最大的320tVD/VOD 真空处理设备,用于生产低碳钢、高级电工钢等。1998年,由英国Edwards 公司研发的干式机械泵系统成功应用于罗马尼亚COST 钢厂18tVD/VOD 真空精炼,实现了炼钢用大型机械真空泵干式化[12]。

2、VD 精炼工艺技术的发展

2.1 真空脱碳(碳脱氧)

真空碳脱氧反应式为[13]:

[][]()g CO O C =+ (1)

T G o 334.3822200--=? (2)

平衡常数与温度的关系为:

[][]003.21160lg lg +==T

P K O C CO

αα(3) [][]CO o

c P f f O K C %1%= (4)

由于碳的脱氧产物是CO 气体,在CO P 降低压力后,平衡向产生CO 的方向移动,使碳的脱氧能力提高。通过计算可知,真空下碳的脱氧能力很强,当CO P =10132Pa 时,碳的脱氧能力超过硅,继续降压至133Pa 时,碳的脱氧能力大于铝。但是,在实际情况下,钢液中碳的脱氧能力随着压力的降低而提高是有一定限度的,因此将真空脱氧的压力控制在10133~203Pa 即可。

VD 处理过程同样具有良好的脱碳条件。国外已有部分钢厂(法国Sollac 钢厂、法国Dunkerque 钢厂、加拿大Dofasco 钢厂)[8-9]开始采用VD 处理来生产极低碳或超低碳钢,已获得了很好的处理效果。国内宝钢、舞钢、汉冶特钢等也已采用了VD 真空脱碳生产低/超低碳钢[14-20],首钢[16]曾采用VD 碳脱氧工艺降低生产成本,吨钢可降成本20多元。

舞钢[17]采用90tEAF-VD-LF-VD 工艺生产低碳钢,其工艺控制包括:1)电炉出钢钢包钢水温度大于1600℃,出钢[]()C w <0.08%。禁止加人任何脱氧剂及渣料。2)把从开抽到破坏真空时间限定为10-12min ,真空度须达到200Pa~250Pa , 开抽温度要控制在1590~1640℃,真空过程温降为(2.2±0.2)℃/min ,氩气流量控制在2m 3/h 左右。经此处理后,钢水[]()C w 低于0.01%,从而为保证成品[]()C w <0.05%打下了基础。在抽真空操作中,进泵速度要均匀平衡,防止钢水剧烈沸腾引起溢渣, 真空度达到26.7kPa 左右和4kPa 左右时,出现两次真空度上升缓慢或停滞现象,说明此时C-O 反应剧烈,产生CO 较多。

宝钢[19]开发EAF-VD-LF 工艺流程生产无取向硅钢,其控制要点包括:1)电炉出钢钢水的碳含量应该控制在300ppm-500ppm ,并使钢水有适当的过剩氧,钢水的出钢温度应控制在1610-1640℃;2)采用氧化出钢工艺,出钢过程中向钢包加人一定量的铝酸钙系列预熔渣料对钢包顶渣进行适当的调节,可以为钢水在VD 过程进行脱碳处理创造良好的条件。3)采用氧化出钢,在VD 真空脱碳后可以使钢水中碳含量达到20ppm 以下;LF 处理过程钢水的增碳和增氮得到很好的控制,至LF 处理结束,钢中碳、硫、氮含量分别达到32.5ppm 、32ppm 和47.6ppm ,钢中T[O]含量的控制也较理想,平均达到32.3ppm 。

汉冶特钢[20]采用KR+BOF+VD+LF+VD 工艺生产低碳、超低碳钢,包括以下步骤:1)KR 铁水预处理工艺:到站低碳铁水必须扒前渣与扒后渣,保证液面渣层厚度≤20mm ,铁水经KR 搅拌脱硫后保证铁水[]()S w ≤0.010%,保证脱硫周期≤21min 、脱硫温降≤30℃;2)转炉冶炼工艺:入炉铁水[]()S w ≤0.010%、[]()P w ≤0.085%,铁水温度≥1240℃,铁水装入量误差按±1.5t 来控制,废钢严格采用优质边角料,造渣碱度R =2.5~4.0控制,出钢目标[]()P w ≤0.015%、[]()C w ≤0.05%、[]()S w ≤0.012%,出钢过程中不加任何合金及脱氧剂,出钢前用挡渣塞挡前渣出钢,出钢结束前必须采用挡渣锥挡渣,保证渣层厚度≤40mm ;

3)VD 真空脱碳:钢水从转炉吊至VD 炉后,根据温度及出钢碳含量确定保压时间在10~25min 之间,VD 破空后吊至LF 炉进行精炼处理;4)LF 精炼工艺:精炼过程中全程吹氩,吹氩强度根据不同环节需要进行调节,加入精炼渣料,碱度按4.0~6.0控制,精炼脱氧剂以铝粒、硅铁粉为主,加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入,加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热,加热时间按两次控制,一加热7~12min 、二加热6~10min,二加热过程中要求根据造渣情况,补加脱氧剂,并要求粘渣次数大于6次,离站前加入硅钙线,

加硅钙线前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃(不采用真空脱气)/1610±15℃(采用真空脱气);5)VD 精炼工艺:VD 真空度必须达到67Pa 以下,保压时间必须≥15min ,破真空后软吹2~5min 或不吹,软吹过程中钢水不得裸露;正常在线包抽真空时间:(抽真空前钢水温度-目标离站温度)/1.7min,覆盖剂,保证铺满钢液面,加覆盖剂前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃。

2.2 真空脱硫

VD 在炉外精炼流程的脱气操作中发挥着重要作用,但是其脱硫功能往往被忽略。VD 的精炼温度通常比LF 高60℃左右,VD 的搅拌能是钢包炉的8倍[21]。渣指数控制在0.2~0.4之间,硫的分配比可达到80以上[22]。VD 钢渣脱硫反应方程[1]:

分子理论:()[]()[]O CaS S CaO +=+ (5)

平衡常数:34.15170log log ][]

[+-=??=T

a a a a K S CaO O CaS (6) 陈庆迪等[23]研究武钢100t 转炉-LF(VD)工艺冶炼轴承钢控制LF 和VD 顶渣碱度R=2.0~

2.5,()FeO w +()MnO w 含量小于0.5%,以便进一步降低钢中氧、硫含量。韩铁水等[24]研究表明:舞钢VD 真空处理前,控制合适的渣况,真空过程具有很强的脱硫作用,脱硫率可达50%以上。虞明全[22]研究表明高碳钢的真空脱硫率为23%,中碳钢的真空脱硫率为l2~52%,低碳钢的真空脱硫率为40~52%。德国Dillingen 公司[7]生产厚板,在铁水脱硫预处理阶段,仅将[]()S w 由0.05%脱除至0.013%左右即可。由于处理后铁水硫含量较高,因此在转炉炼钢过程钢水回硫较轻,而其炉外精炼采用VTD 具备超强脱硫能力。抽取真空,同时由钢包底部三个透气元件吹入氩气进行搅拌。每个透气元件氩气流量为600Nl/min ,总流量可达1800 Nl/min ;在高真空条件下向钢水内部通入大量氩气,对钢水进行非常强搅拌,使炉渣与钢水充分混合,在30min 内即可将硫脱除至0.0010%以下,脱硫率高达95%。VD 实际生产过程增大钢包底吹氩气强度受到钢水温降、钢包净空度高度、抽真空的初期钢渣溢出等影响,因此,有必要优化各个阶段的吹氩搅拌强度及其持续时间。

2.3 真空脱气

2.3.1 脱氢和脱氮

铁水中的氢和氮的溶解度与气氛中的气体成分的平方根成正比,即1911年发现的西华特(Sievert )定律,如式(7)(8)所示[3]。

[]H H =22

1 [][]2H H H H P K f H ==α (7) []N N =22

1 [][]2N N N N P K f N ==α (8) 式中,H K ,N K ——氢和氮向钢水中溶解的平衡常数;2H P ,2N P ——与铁水平衡的

氢、氮分压力。从上式可见,当氢气和氮气分压为1/100时,[]()H w 和[]()N w 就成为1/10。在通常操作真空度(1.33~6.65)×10-2kPa 条件下,[]()H w 和[]()N w 可达0.7×10-2kPa 以下。但实际生产很难达到这个水平,主要受惰性气体(一般为氩气)吹入速度及脱气时间等影响。

实验证明[26],当真空度在70Pa 以上时,即使长时间保压,VD 的脱氢率也不高,尤其是在真空度在100Pa 以上时,脱氢率基本都维持在35%以下。因此,要满足VD 脱氢要求,必须适当提高真空度。从生产成本和生产节奏方面考虑,保持真空时间控制在15min ,钢液

中的氢含量基本都下降到2×10-6以下,既能满足钢性能的要求,又不会增加额外成本和延长处理周期。初始氢含量太高,将增加VD 的脱氢负担,增加脱氢时间,因此必须控制钢液的初始氢含量。对新钢包应严格烘烤制度,否则,尽管真空处理时间较长,仍无法获得满意的脱气效果[23]。减少渣量,不提高碱度,降低32O Al 含量以及使用MgO 代替CaO 等,可以降低钢包精炼时及精炼后的吸氢量。选用低水容量渣系和控制渣层厚度(渣量),可改善VD 的脱氢效果。根据生产实际,确定LF 终渣渣层厚度为≤5~10mm 。莱钢[27]钢水进入VD 工位前,扒掉部分精炼渣,加入调渣剂,调整渣组成,增强真空脱气和吸附钢中夹杂物的效果,以获得低氧高洁净度轴承钢。

初炼炉不脱氧出钢,可防止出钢过程增氮。真空精炼过程利用碳脱氧,增大脱碳量可以提高脱氮量。尽可能地降低真空处理时钢水中的硫,可以提高脱氮量。VD 初始硫含量最好降至0.004%以下。由于含有钒、铬等合金元素的钢脱氮较困难,尽可能在脱氮操作后添加使氮活度降低的元素。钢包加顶渣和减少真空系统漏气量可减少钢水吸氮。给钢包加排烟罩,避免周围空气进入,则可减少吸氮量1/3或1/4。为防止吸氮,在包小钢液面上,可加干冰盐,创造弱氧化气氛,从而减弱钢液的吸氮;同时,挥发的CO ,有驱赶空气的作用。再者,强化脱气操作时,也可以有效地保证钢中[]()N w 在15ppm 。水渡等[3]在实验室曾研究用炉渣脱氮,由于没有找到控制因素的方法,到现在为止没有实现实用化。

虞明全[22]研究表明:对于GCrl5 (高碳钢),VD 真空脱氢率在54~92%,最低氢含量为0.5×10-6;对于45、40Cr 、42MnMo7(中碳钢),真空脱氢率在4~9 2%,最低氢含量为0.5×10-6;对于12CrlMoV 、20(低碳钢),真空脱氢率在34~58%,最低氢含量为0.5×10-6。高碳钢的平均脱氮率在25%,中碳钢的脱氮率在6~25%,低碳钢在6~19%。陈庆迪等[23]研究表明:武钢100tVD 一般精炼前[]()N w =(26~45)×10-6,VD 后[]()N w =(16~32)×10-6,脱氮率在22%~45%之间。目前,国外VD 精炼后,[]()N w 稳定在≤30×10-6。

2.3.2 脱氧

VD 真空精炼脱氧包括两个内容,即真空碳脱氧技术和氧化夹杂物去除技术。真空碳脱氧原理与真空氧脱碳原理是一致的,区别只在于冶金侧重点不同而已,描述见反应式(1)-

(4)。采用真空碳脱氧技术可从源头上减少脱氧夹杂物生成数量。连铸工艺浇铸钢水多为镇静钢,所以脱氧技术重点是脱氧生成物从钢水中分离去除技术。

虞明全[22]研究表明:经VD 精炼后,高碳钢连铸坯中的平均氧含量在10×10 -6以下;中低碳钢平均氧含量在22×10 -6以下,高碳钢的平均脱氧率在64%,中碳钢在50~54%,低碳钢在52~82%。陈庆迪等[23]研究表明:武钢100tVD 经VD 精炼后的钢液,钢中的非金属夹杂物的数量减少,形态变小,钢中未发现较大的Al 2O 3夹杂物,非金属夹杂物绝大多数在10μm 以下。汤曙光[25]研究表明,VD 过程当渣中()FeO w <0.5%时,钢中全氧均小于20×10 -6,夹杂总量也较低。渣中()FeO w 的控制大于0.5%,钢中全氧和夹杂总量明显增加。

3、VD 精炼装备技术的发展

3.1 VD 高效化生产装备技术

为了提高VD 的生产效率,缩短处理周期,VD 装备技术在以下方面不断改进。

3.1.1 增大底吹氩流量

研发初期,VD 搅拌力弱,脱气时间长、效果差。从1958年至1962年,先后在VD 装

置上配备了插入式搅拌、喷吹搅拌、底吹氩搅拌和电磁搅拌,提高了VD 脱气效率。如图1所示。德国Dillingen 公司生产厚板,VTD 抽取真空同时,由钢包底部三个透气元件吹入氩气进行搅拌。每个透气元件氩气流量为600Nl/min ,总流量可达1800 Nl/min ;在高真空条件下向钢水内部通入大量氩气,对钢水进行非常强搅拌,使炉渣与钢水充分混合,在30min 内即可将[S]脱除至0.0010%以下,脱硫率高达95%。在进行脱硫同时,可以高效地脱氢和部分脱氮,VTD 总精炼时间在40min ~45min ,精炼结束时钢水[]()H w 可降低至0.0001%以下

[7]。

图1 钢包脱气法的发展

3.1.2 优化结构与布置

VD 精炼装置由最初的桶式结构发展为罐式结构,增加了单独的真空罐。罐式VD 优点有:罐盖面积较大,易于布置加料系统、取样测温系统、监控系统等;罐内可放钢包容量范围较大,易与真空泵连接;钢包上部不带密封法兰,结构比较简单;钢水喷溅不会烧坏密封构件,因此可以采用较矮的自由空间;易于设置防溅盖;密封法兰较大,罐盖下落易于对准,从而易保证密封[1]。

VD 精炼装置布置模式有三种:即单罐单工位、单盖双罐位和双盖双罐位结构。标高方式有(半)地坑式和高架式之分。运行方式有车载罐盖式和车载罐式。见图2。单盖双罐位结构特点是:只能满足单工位生产、单工位清渣,双罐位对应一套真空系统,不能实现预抽真空功能,只能交替进行真空处理。双盖双罐位结构特点是:克服了单盖双罐位结构的不足,实现上一炉钢水进入软吹时,下一炉开始处理,缩短了处理周期,28min 可以处理一炉合格的钢水。

3.1.3 提高抽气能力

根据真空度和吹氩量对VD 炉脱气效果和溢渣、溢钢趋势影响的分析,采用大抽气量真空泵系统可以有效避免溢溅,能够提高出钢量,且充分保证良好的精炼效果。新余钢铁210t VD 配备了1000 kg/h ,极限真空度<15Pa (携带钢水处理时)的大抽气量真空泵系统,能够在650 mm 的小净空高度下实现各项工艺指标[11]。

透气砖吹氩搅拌 电磁搅拌

a b c

a —钢包脱气法(1958年以前)

b —吹氩搅拌钢包脱气法(Finkle 法,1958年;GAZID 法,1963年)

c —电磁感应搅拌钢包脱气法(Republic 法,1962年)

图2 VD 精炼装置布置模式 3.2 VD 用机械泵装备技术

真空泵开始用于冶炼行业是在1920年,德国的Wilhelm Rohn 在W.C.Heracus Gmbh 厂的4t 有色金属真空感应炉上第一次使用罗茨式机械增压泵,真空压力由6.7mbar (5torr )到

2.7mbar (2torr ),温度由1700℃到1600℃。事实上,由于使用水密封的液环泵,这不是真正意义上的罗茨式机械增压泵系统[28]。1924年,日本八幡制铁所实施了第一次工业规模的真空铸造实验,采用机械泵作为真空泵。早期的机械泵较小,不能适应大量气体排出的炼钢脱气要求[3]。1956~1957年,多级蒸汽泵实现了实用化(达到67Pa ),开始大规模用于炼钢真空泵。随着大容量精密机械泵制造技术的发展,大型机械泵系统已经能够满足现代炼钢脱气需求,并开始实现工业化。

3.2.1 VD 用机械泵集成模块[12、28-30]

英国Edwards 公司设计的标准机械泵真空脱气集成模块(SSDM )应用于摩尔多瓦MMZ 钢厂的95tVD/VOD 炉外精炼装备上,机械泵集成模块开始大规模在VD/VOD/RH 脱气装备上使用。表1为现代钢包罐真空脱气装置(VD 过程)典型标准真空脱气集成模块参数,SSDM = 1×HV30000 + 1×HV8000 + 1×IDX1300。到2010年,Edwards 已有36套使用业绩,其中单VD 炉26套,VOD 炉9套,RH 炉1套。图3是爱德华公司(Edwards )设计的一个典型VD/VOD 集成机械泵模块。

图3 Edwards 设计的一个典型VD/VOD 集成机械泵模块

a (地坑式)

b (高架式)

c (车载罐盖式)

d (车载罐式)

表1 现代钢包罐真空脱气装置(VD 过程)典型标准真空脱气集成模块参数 吨位/t

抽气能力m3/h (0.67mbar ) 典型总体积/m3 泵模块数量 20-25

28.300 60 1 40-45

56.600 113 2 60-70

84.900 170 3 90-100

113.200 245 4 110-130

141.500 300 5 130-150

169.800 335 6 160-180

198.100 400 7 190-210 226.400 460 8

典型75tVD/VOD 用机械泵集成模块作为抽真空设备。抽真空操作分4个阶段,阶段1,启动1级罗茨机械主泵,真空泵额定速度1250m3/h ,驱动主电机30kw ;阶段2,启动2级机械增压泵,真空泵额定速度5700m3/h ,驱动电机55kw ;阶段3,启动3级机械增压泵,真空泵额定速度14000m3/h ,驱动电机75kw ;阶段4,启动4级机械增压泵,真空泵额定速度30000m3/h ,驱动电机75kw 。

对机械真空泵,所需抽速按照非常窄的富余量计算,原因是机械真空泵昂贵,投资成本与抽速成正比,而对蒸汽喷射泵来说,它的投资成本增加比例只有抽速增加比例的一半。当钢水量大时,蒸汽喷射泵的抽速几乎是机械真空泵的三倍。蒸汽喷射泵的抽速大,通常的解释是由于在喷射器内的灰尘沉积引起泵的真空度逐渐降低,需要更大的抽速来弥补这一损失

[31]。

3.2.2 VD 用机械泵运行及冶金效果[28-30]

VD 过程检验了机械泵运行,气体流量为条件:空气泄漏≤16Nm 3/h (20kg/h ),氩气≤

7.5Nm 3/h 和冶金气体()222N H CO O H +++≤0.5Nm 3/h 。阶段1:关闭进气阀门,在泵的入口实现压力最终恒定<0.05mbar/0.037torr 。在脱气容器,不包吹氩负荷,实现0.16-0.18mb ar/0.12-0.14torr 。当包含钢包钢,并在氩气流量4.5Nm 3/h ,最终实现阶段4泵运行0.25-0.3mbar/0.19-0.23torr ,5阶段运行≤0.2mbar/0.15torr 。实践证明,20min 的VD 脱气过程,可以将[]()H w 从4ppm 脱至1.5ppm 。

3.2.3 VD 用机械泵成本对比[30]

Edwards 干式机械真空泵系统成功的使用炼钢真空脱气装置,使用机械泵代替蒸汽喷射泵有相当大的节约成本优势。表2是处理周期20min ,50tVD 真空脱气装置使用干式机械真空泵替代蒸汽喷射泵成本比较。

表2 50tVD 真空脱气装置使用干式机械真空泵替代蒸汽喷射泵成本比较 项目 成本 蒸汽喷射泵 水密封的液

环泵 水密封的液环泵和粉尘捕集 干式泵和粉尘捕集

公用部分

蒸汽

$30.0/t $1.40/t $1.10/t $0.80/t 冷凝器密封水

$0.04/m 3 $0.12/t $0.11/t $0.08/t 泵冷却水

$0.03/m 3 $0.002/t 压缩空气

$0.02/m 3 $0.001/t 氮气

$0.1/m 3 $0.010/t 齿轮油 $12/升 $0.002/t

电$0.05/kwh $0.05/t $0.13/t $0.13/t $0.08/t

维修保养

清洗喷嘴$800/停运$0.08/t $0.08/t

清洗热交换器$250/服役$0.005/t

清洗过滤器$375/服役$0.03/t $0.03/t 处理粉尘$100/t $0.01/t $0.01/t $0.01/t $0.01/t 处置污泥$1.8/m3$0.04/t $0.04/t

备件

过滤袋$1200/套$0.012/t $0.012/t

总成本

经营成本/t $1.70/t $1.47/t $1.06/t $0.15/t

总操作费用$85000 $73500 $53000 $7500

使用干泵每年

$77500 $66000 $45500

节省

钢液真空脱气用机械泵系统替代蒸汽喷射泵在炉外精炼装备上的使用经验证明,使用机械真空泵代替蒸汽喷射泵是一种可行的选择。使用机械泵比使用蒸汽喷射泵具有如下优势:可轻易实现抽气系统点设计;比蒸汽喷射泵更容易实现清洗和吸尘器灰尘清理;典型

VD/VOD装置在10年生命周期里,节约能源大于90%,有最大节能成本优势;能够随意实现可靠的按需运行,降低功耗;减少污水排放,有明显环境效益;降低常规锅炉认证成本和维修成本;锅炉操作人员工资成本等。

4、结论

(1)经过近60年的发展,VD精炼技术不断进步完善,日益向功能多元化、生产高效化、真空泵系统干式化发展。

(2)研究VD精炼功能多元化的关键技术主要是氧脱碳(碳脱氧)、深脱硫、深脱气技术。

(3)实现VD精炼生产高效化,需优化VD结构与布置、增加底吹压气流量、提高泵体抽气能力。

(4)钢液真空脱气用干式机械泵系统替代蒸汽喷射泵是一种可行的选择,具有节约成本、环境友好、运行高效等优势。

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电子技术发展与展望

电子技术的发展与展望 通信0908班王格林(09211202)孙玲瑶(09211200) 可以毫不夸张的说,人们现在生活在电子世界中。电子技术无处不在:近至计算机、手机、数码相机、音乐播放器、彩电、音响等生活常用品,远至工业、航天、军事等领域都可看到电子技术的身影。电子技术是十九世纪末,二十世纪初开始发展起来的新兴技术,它在二十世纪的迅速发展大大推动了航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术以及网络技术的迅速发展,因此它成为近代科学技术发展的一个重要标志。 一、电子技术定义: 电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括 Analog (模拟) 电子技术和 Digital (数字) 电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、放大、滤波、转换。 二、电子技术经历时代 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。从1950年起,电子技术经历了晶体管时代,集成电路时代,超大规模集成电路时代,直至现代经历了微电子技术时代,纳米技术,EDA技术,嵌入式技术等。 1、发展初期(电子管,晶体管时代) 起源于20世纪初,20世纪三十年代达到了鼎盛时期。第一代电子技术的核心是电子管。1904年,弗莱明制成了第一只电子二极管用于检测电波, 标志着电子时代的到来。过了不久,美国的德福雷斯特(Lee de Forest)在灯丝和极板之间加人了栅极,从而发明了三极管,并于1906年申请了专利。比起二极管,三极管有更高的敏感度,而且集检波、放大和振荡三种功能于一体。1925年,苏格兰的贝尔德公开展示了他制造的电视,成功地传送了人的面部活动,分辨率为30线,重复频率为每秒5帧。 然而,电子管体积大、笨重、能耗大、寿命短的缺点,使得人们迫切需要一种新的电子元件来替代电子管。飞速发展的半导体物理为新时代的到来铺平了道路。二十世纪二十年代,理论物理学家们建立了量子物理,1928年普朗克应用量子力学,提出了能带理论【能带理论(Energy band theory )是讨论晶体(包括金属、绝缘体和半导体的晶体)中电子的状态及其运动的一种重要的近似理论。它把晶体中每个电子的运动看成是独立的在一个等效势场中的运动,即是单电子近似的理论;对于晶体中的价电子而言,等效势场包括原子实的势场、其他价电子的平均势场和考虑电子波函数反对称而带来的交换作用,是一种晶体周期性的势场】的基本思想,1931年英国物理学家威尔逊在能带理论的基础上,提出半导体的物理模型,1939年肖特基、莫特和达维多夫,建立了扩散理论。这些理论上的突破,为半导体的问世提供了理论基础。 1947年l2月23日,贝尔实验室的巴丁和布拉顿制成了世界上第一个晶体管——点接触三极管,这是世界上第一只晶体三极管,它标志着电子技术从电子管时代进入到晶体管时代迈开第一步。此后不久,贝尔实验室的肖克利又于1948年11月提出一种更好的结型晶体管的设想。到了1954年,实用的晶体管开发成功,并由贝尔实验室率先应用在电子开关系统中。与以前的电子管相比,晶体管体积小、能耗低、寿命长、更可靠,因此,随着半导体

显示技术发展与研究现状

显示技术发展与研究现状 目前显示器主要分为阴极射线管(CRT)和平板显示器(FPD)两大类。FPD 类主要包括液晶显示器(LCD)、有机致电发光(OLED)、等离子显示器(PDP)等。本文综述了各类显示技术的特点和发展趋势,总结了其发展前景。 标签:CRT;LCD;OLED;PDP 随着近些年光电子技术的发展,要求显示器向数字化和多功能方向发展。近几年显示技术发展迅速,多媒体终端显示器在显示性能方面应具有大屏幕、高分辨率、高亮度、高密度、全色化等高性能。在当今工业生产、社会生活和军事领域中,显示产业在信息产业中起着重要作用,因此对显示技术和显示器件提出了越来越高的要求。 显示器主要分为阴极射线管(CRT)和平板显示器(FPD)两大类。FPD类主要包括液晶显示器(LCD)、有机有机致电发光(OLED)、等离子显示器(PDP)、以及场致发射显示器(FED)、发光二极管(LED)等一些新型的显示技术等。 1 阴极射线管技术(CRT) CRT是一种利用高能电子束轰击荧光屏而发光的技术,发展至今已有100多年的历史。这种技术具有显示品质好、亮度高、性能稳定可靠、色度均匀、寻址方式简单、全视角且可以长期连续使用、价格便宜等特点。但同时,CRT有着不可克服的固有缺点:电压高、体积大、辐射强、功耗大、像素密度不高等。这些不足使得CRT技术不能向更广的显示领域发展。针对这些缺点以及为了满足市场需求,CRT器件也开始向平面化、小体积、低功耗等方面发展。但CRT 显示技术经过一百多年的发展,已经十分成熟,很困难取得较大的技术突破。时至今日,CRT唯一的价格优势也逐渐消失,一些公司相继放弃CRT产业,严重制约了CRT技术的发展,虽然有些企业正在大力研发适合市场需求的新型CRT,但其固有缺陷限制了它在未来军事领域的应用,无法满足显示技术向高密度、数字化、节能化、集成化方向发展的要求,CRT难逃持续衰落的困境。 2 平板显示技术(FPD) 平板显示(FPD,FlatPanelDisplay)技术诞生于20世纪60年代。FPD与CRT相比具有体积小、耗电省、辐射小、电磁兼容性好、质量轻等优点。随着技术的不断发展,平板显示器在视角、亮度、全彩色等方面已经不弱于CRT显示器。平板化是显示器技术发展的趋势,FPD已经逐步取代CRT。2008年FPD 全球产值达1034亿美元,CRT为182亿美元,预计到2016年FPD将逐步占据显示市场全部份额,而CRT届时将推出市场。FPD技术是采用平板显示器件借助逻辑电路来实现的,平板显示器件包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等离子显示器(PDP)、有機电致发光器件、场致发射器件(FED)、数字光处理投影器、液晶硅显示器等。目前主流的显示技术是LCD、PDP和OLED技术,

浅谈真空泵当前发展的趋势

一览泵阀英才网记者菲菲报道水环真空泵和水环压缩机是应用相当广泛的通用设备。紧紧跟随中国真空泵行业技术发展的潮流,准确把握真空泵技术的发展趋势是中国真空泵企业成长的基础。真空泵技术的发展一如其他产业的发展一样,是由市场需求的推动取得的。当今二十一世纪,以环保、电子等领域高科技发展及世界可持续发展为主所产生的巨大需求的背景下,对于包括泵行业在内的许多行业或领域都带来了技术的变革和飞速发展。 真空泵技术进展趋势技术发展的原动力在于市场的需求。由于真空技术领域的扩展和迅速成长的高新技术,国内真空泵市场对真空泵的技术水平提出了更高的要求。真空泵的生产企业必须通过技术创新和产品结构的调整两个途径来保住原有市场,进而继续扩大市场占有率。 (1)提高真空泵的可靠性,降低振动、噪声,注重真空泵的综合水平。过去的若干年,生产厂注重真空泵的主要性能指标,比如,极限压力、抽速等,而忽视真空泵的综合性能。而现在,产品的可靠性、性能的稳定性以及对环境不造成污染逐渐成为用户购买产品时考虑的主要因素。对于旋片泵、罗茨泵、滑阀泵等而言要将成熟的可靠性设计理念运用到真空泵的设计中,在可靠性设计、可靠性实验等方面下工夫,以大幅度提高真空泵的可靠性、稳定性和寿命,保证真空泵能够在各种工况下长期可靠的运行。同时通过采用新技术、新材料、新工艺、新结构来降低振动、噪声,解决泵的喷油、漏油问题,还用户一个清洁环保的工作环境。 (2)真空泵向个性化、多样化发展。企业面对的永远是变化的市场,而我们的真空泵产品却千篇一律的雷同。产品和市场的不衔接,使我们丢掉了许多机一览泵阀英才网用心专注、服务专业

会。真空泵的下一步发展应该面向个性化和多样化。所谓个性化和多样化就是针对不同用户的不同需求,设计针对某一用户的特定场合的产品,使产品在这一场合应用,其特性的发挥恰倒好处 (3)尽快形成分子泵和干泵的规模生产。真空泵根据预测,到2010年我国将成为世界上第二大半导体集成电路市场,总需求量约1000亿块,达到1000亿美元以上的总金额,需要建30多条大生产线才能满足需求。30条生产线所需干式真空泵大约15000台,是目前我国真空泵年产量的1/10左右。 国内目前真空获得设备仍然以传统的真空泵为主,主要为旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真空泵、蒸汽流泵、水环真空泵等,且全部用于传统产业,我国生产的真空泵用于电子信息产业不足1%,与日本、欧美等国相比差距巨大。我国干式真空泵的生产处于刚刚起步阶段,在全国200多家生产真空泵的企业中,能够生产干式真空泵的企业不足10家,年产量不足1000台。没有形成批量生产 国内生产的干泵绝大多数用于实验室及化学、医药等领域,用于半导体行业的很少。国内飞速发展的电子信息产业没有有效的刺激国内干式真空泵发展,而却成为国际上真空工业发达国家的扩张之地。 国内建成的半导体集成电路生产线,几乎所有的干式真空泵(包括其它真空设备)均为进口,主要来自英国、日本、德国、美国等。国内生产的干式真空泵进入该领域十分艰难,使得干式真空泵这个未来真空获得设备的主导产品在我国处于十分困难的境地。造成此状况的主要原因为干式真空泵在我国的起步较晚,刚一起步即面临国外已经发展成熟的产品大量进入我国市场,国内产品除一览泵阀英才网用心专注、服务专业

微电子技术的发展历史与前景展望

微电子技术的发展历史与前景展望 姓名:张海洋班级:12电本一学号:1250720044 摘要:微电子是影响一个国家发展的重要因素,在国家的经济发展中占有举 足轻重的地位,本文简要介绍微电子的发展史,并且从光刻技术、氧化和扩散技术、多层布线技术和电容器材料技术等技术对微电子技术做前景展望。 关键词:微电子晶体管集成电路半导体。 微电子学是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支,它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能的科学,以实现电路的系统和集成为目的,实用性强。微电子产业是基础性产业,是信息产业的核心技术,它之所以发展得如此之快,除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外,还与它极强的渗透性有关。 微电子学兴起在现代,在1883年,爱迪生把一根钢丝电极封入灯泡,靠近灯丝,发现碳丝加热后,铜丝上有微弱的电流通过,这就是所谓的“爱迪生效应”。电子的发现,证实“爱迪生效应”是热电子发射效应。 英国另一位科学家弗莱明首先看到了它的实用价值,1904年,他进一步发现,有热电极和冷电极两个电极的真空管,对于从空气中传来的交变无线电波具有“检波器”的作用,他把这种管子称为“热离子管”,并在英国取得了专利。这就是“二极真空电子管”。自此,晶体管就有了一个雏形。 在1947年,临近圣诞节的时候,在贝尔实验室内,一个半导体材料与一个弯支架被堆放在了一起,世界上第一个晶体管就诞生了,由于晶体管有着比电子管更好的性能,所以在此后的10年内,晶体管飞速发展。 1958年,德州仪器的工程师Jack Kilby将三种电子元件结合到一片小小的硅片上,制出了世界上第一个集成电路(IC)。到1959年,就有人尝试着使用硅来制造集成电路,这个时期,实用硅平面IC制造飞速发展.。 第二年,也是在贝尔实验室,D. Kahng和Martin Atalla发明了MOSFET,因为MOSFET制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的特点,集成电路可以变得很小。至此,微电子学已经发展到了一定的高度。 然后就是在1965年,摩尔对集成电路做出了一个大胆的预测:集成电路的芯片集成度将以四年翻两番,而成本却成比例的递减。在当时,这种预测看起来是不可思议,但是现在事实证明,摩尔的预测诗完全正确的。 接下来,就是Intel制造出了一系列的CPU芯片,将我们完全的带入了信息时代。 由上面我们可以看出,微电子技术是当代发展最快的技术之一,是电子信息产业的基础和心脏。时至今日,微电子技术变得更加重要,无论是在航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术或家用电器产业,都离不开微电子技术的发展。甚至是在现代战争中,微电子技术也是随处可见。在我国,已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业,微电子信息技术在我国也正受到越来越多的关注,其重要性也不言而喻,如今,微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志,微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。

真空感应熔炼技术的发展及趋势

真空感应熔炼技术的发展及趋势 随着现代工业技术的迅猛发展,人们对机械零件的使用要求越来越高,愈加严苛的使用环境对金属材料的耐高温,耐磨,抗疲劳等性能提出了更高的要求。对于某些特定的金属或合金材料,无论是前期研发试验还是后期的大批量生产投入使用,研究或得到高性能的金属合金材料都需要金属熔炼设备,表面热处理设备等的支持。在众多的特种加热或熔炼方法中,感应加热技术用于熔炼制备金属材料或在一定工艺中对材料进行烧结,热处理等,都起到了至关重要的作用。 1、真空感应熔炼技术 1.1、原理 感应加热技术通常是指真空条件下,通过电磁感应原理使感磁性较好的材料获得感应电流,达到加热的目的一种技术。电流以一定频率通过环绕在金属材料周围的电磁线圈,变化的电流产生感应磁场,并使得金属内部产生感应电流,并产生大量的热量,用来加热材料。当热量相对较低时可用于真空感应热处理等工艺,当热量较高时,产生的热量足以熔化金属,用来制备金属或合金材料。 1.2、应用 1.2.1、真空感应熔炼 真空感应熔炼技术是目前对金属材料加热效率最高、速度最快,低耗节能环保型的感应加热技术。该技术主要在感应熔炼炉等设备上实现,应用范围十分广泛。固态的金属原材料放入由线圈缠绕的坩埚中,当电流流经感应线圈时,产生感应电动势并使金属炉料内部产生涡流,电流发热量大于金属炉料散热量的速度时,随着热量越积越多,到达一定程度时,金属由固态熔化为液态,达到冶炼金属的目的。在此过程中,由于整个过程发生在真空环境下,因此,有利于金属内部气体杂质的祛除,得到的金属合金材料更加纯粹。同时冶炼过程中,通过真空环境以及感应加热的控制,可以调整熔炼温度并及时补充合金金属,达到精炼的目的。在熔化过程中,因为感应熔炼技术的特点,液态的金属材料在坩埚内部由于受到电磁力的相互作用,可以自动实现搅拌,使成分更加均匀,这也是感应熔炼技术的一大优势。 与传统的冶炼相比,真空感应熔炼节能,环保,工人作业环境好,劳动强度小,具有很大优势。利用感应熔炼技术,最终浇注的合金材料杂质更少,添加的合金比例更加合适,能够更加符合工艺对材料各性能的要求。 真空感应熔炼技术目前已经得到大规模的使用,从用于试验研究的几千克感应炉到用于实际生产的几十吨容量的大型感应炉,由于其操作工艺简单,熔化升温快熔炼过程容易控制,所冶炼金属成分均匀等优点,具有很大的应用前景,近些年得到了快速的发展。 1.2.2、真空感应烧结 真空烧结是指在真空度为(10~10-3Pa)的环境下将金属、合金或金属化合物粉末在低于熔点的温度下烧结成金属制品和金属坯。真空条件下烧结,不存在金属与气体间的反应,也没有吸附气体影响,不仅致密化效果好,而且可以起到净化和还原作用,降低烧结温度,和常温烧结比可降低100℃~150℃,节省能耗,提高烧结炉寿命和获得高质量产品。 对于某些物料需要通过受热借助原子迁移实现颗粒间的结合,而感应烧结技术在此过程中则起到了对其的加热作用。真空感应烧结的优点在于,真空条件下有助于减少气氛中的有害物质(水蒸气,氧气,氮气等其他杂质),避免出现脱碳,渗氮,渗碳,还原,氧化等一系列反应。过程中降低孔隙内的气体量,减少气体分子的化学反应,同时在物料出现液相之前排除其表面的氧化膜,从而在材料熔化互相结合的时候使材料结合更致密,提高其耐磨性及强度。另外真空感应烧结对降低产品成本也具有一定的效果。 由于真空环境下,气体含量处于相对很低的状态,因此可以忽略热量的对流和传导,热量主

微电子导论论文--发展及历史

中国微电子技术发展现状及发展趋势 论文概要: 介绍了中国微电子技术的发展现状,并阐述对微电子技术发展趋势的展望。针对日前世界局势紧张,战争不断的状况,本文在最后浅析了微电子技术在未来轻兵器上的应用。 一.我国微电子技术发展状况 1956年7月,国务院科学专业化规划委员会正式成立,组织数百各科学家和技术专家编制了十二年(1965—1967年)科学技术远景规划,这个著名的《十二年规划》中,明确地把发展计算机技术、半导体技术、无线电电子学、自动化和遥感技术放到战略的重点上,我国半导体晶体管是1957年研制成功的,1960年开始形成生产;集成电路始于1962年,于1968年形成生产;大规模集成电路始于70年代初,80年代初形成生产。但是,同世界先进水平相比较,我们还存在较大的差距。在生产规模上,目前我国集成电路工业还没有实现高技术、低价格的工业化大生产,而国外的发展却很快,美国IBM 公司在日本的野洲工厂生产64K动态存贮器,1983年秋正式投产后,每日处理硅片几万片,月产量为上百万块电路,生产设备投资约8000万美元。日本三菱电机公司于1981年2月开始动土兴建工厂,1984年投产,计划生产64K动态存贮器,月产300万块,总投资约为1.2亿美元。 此外,在美国和日本,把半导体研究成果形成工业化生产的周期也比较短。在美国和日本,出现晶体观后,形成工业生产能力是3年;出现集成电路后形成工业生产能力是1—3年;出现大规模集成电路后形成工业生产能力是1—2年;出现超大规模集成电路后形成工业生产能力是4年。我国半导体集成电路工业长期以来也是停留在手工业和实验室的生产方式上。近几年引进了一些生产线,个别单位才开始有些改观,但与国外的差距还是相当大的。 从产品的产值和产量方面来看,目前,全世界半导体与微电子市场为美国和日本所垄断。这两国集成电路的产量约占体世界产量的百分之九十,早期是美国独占市场,而日本后起直追。1975年美国的半导体与集成电路的产值是66亿美元,分离器件产量为110多亿只,集成路为50多亿块;日本的半导体与集成电路的产值是30亿美元,分离器件产量为122亿只,集成电路为17亿块。1982年美国的半导体与集成电路的产值为75美元,分离器件产量为260多亿只,集成电路为90多亿块;日本的半导体与集成电路的产值为38亿美元,分离器件产量300多亿只,集成电路40多亿块。我国集成电路自1976年至1982年,产量一直在1200万块至3000万块之间波动,没有大幅度的提高,1982年我国半导体与集成电路的产值是0.75亿美元,产量为1313万块,相当于美国1965年和日本1968年的水平。(1965年美国的半导体与集成电路的产值是0.79亿美元,产量为950万块;1968年日本的半导体与集成电路的产值为0.47亿美元,产量为1988万块)。 在价格、成本、劳动生产率、成品率等方面,差距比几十倍还大得多,并且我国小规模集成电路的成品率比国外低1—3倍;中规模集成电路的成品率比国外低3—7倍。目前中、小规模集成电路成品率比日本1969年的水平还低。从经济效益和原材料消耗方面考虑,国外一般认为,进入工业生产的中、小规模集成电路成品率不应低于50%,大规模集成电路成品率不应低于30%。我国集成电路成品率的进一步提高,已迫在眉睫,这是使我国集成电路降低成本,进入工业化大生产、提高企业经济效益带有根本性的一环。从价格上来看,集成电路价格是当前我国集成电路工业中的重大问题,产品优质价廉,市场才有立足之地。我国半导体集成电路价格,长期以来,降价较缓慢,近两三年来,集成电路的平均价格为每块10元左右,这种价格水平均相当于美国和日本1965

现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义

现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述

课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院:电气工程学院 姓名: ********* 学号: 14********* 专业: ***************** 指导教师: *******老师 0 引言

电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术,它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高,电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面,现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用,它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问,电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展[1] 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支,电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用,电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件(第一代电力电子器件) 上世纪50年代,美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR),标志着电力电子技术的诞生。此后,晶闸管得到了迅速发展,器件容量越来越大,性能得到不断提高,并产生了各种晶闸管派生器件,如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是,晶闸管作为半控型器件,只能通过门极控制器开通,不能控制其关断,要关断器件必须通过强迫换相电路,从而使整个装置体积增加,复杂程度提高,效率降低。另外,晶闸管为双极型器件,有少子存储效应,所以工作频率低,一般低于400 Hz。由于以上这些原因,使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件(第二代电力电气器件) 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展,从上世纪70年代后期开始,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是,通过对门极(基极、栅极)的控制既可使其开通又可使其关断。此外,这些器件的开关速度普遍高于晶闸管,可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新,把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题,RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管(IGBT),并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合,它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身,性能十分优越,使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应,MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管(IGCT)都是MOSFET和GTO的复合,它们都综合

论雷达技术的发展与应用及未来展望

论雷达技术的发展与应用及 未来展望 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

论雷达技术的发展与应用及未来展望 摘要:雷达是用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置的装置。雷达的发展与使用过程,正是电子技术在军事中应用的缩影,而雷达的未来,更与电子技术息息相关。本文介绍了雷达的发展与应用的历史,重点介绍了相控阵雷达与激光孔径雷达两类雷达的原理与特点,并指出雷达的弱点及未来发展方向关键词:雷达;发展;实战应用;种类;弱点;未来

雷达主要用于对远距离物体的方位、距离、高度做精确检测,可以说是现代军事电子技术的代表。随着不断的发展,雷达在战区的警戒、各种新式武器威力的发挥、协同作战的指挥中的地位愈发重要。 1雷达的发展与应用 雷达的基本工作原理是靠发射探测脉冲和接受被照射目标的回波发现目标。百年的时间里,随着新技术的发展和应用,雷达也在不断发展。 1.1雷达的发展史 下面是雷达出现前夜相关理论的一系列突破: 1842年多普勒(Christian Andreas Doppler)率先提出利用多普勒效应的多普勒式雷达。 1864年马克斯威尔(James Clerk Maxwell)推导出可计算电磁波特性的公式。 1886年赫兹(Heinerich Hertz)展开研究无线电波的一系列实验。 1888年赫兹成功利用仪器产生无线电波。 1897年汤普森(JJ Thompson)展开对真空管内阴极射线的研究。 这些与电磁波相关的科技是雷达的最基本理论。1904年克里斯蒂安?豪斯梅耶(Christian Hulsmeyer)宣称他的“电动镜”可以传输音频,并能够接受到运动物体的回应。可以说,就是这位德国人奠定了这项技术。然而,在一战期间,德国军官们所注意的是无线电通讯。 接下来雷达的出现就显得顺理成章了。1933年,鲁道夫?昆德(Rudolf Kunhold)提出毫米波长可能可以探测出水面船只及飞船的位置。两年后,威廉?龙格(Wilhelm Runge)已经能够根据飞机自身所发出的信号计算出50公里以外的飞机位置所在,即使是在夜晚或者有雾的时候。 第二次世界大战中的不列颠战役成为雷达正式登场的舞台。法国的迅速陷落,使希特勒有理由相信只需通过空袭便能征服英国。在这一大规模的空战中,纳粹德国空军拥有的飞机数量远远超过了英国皇家空军——2670架对1475架。而英国在雷达方面有优势。1936年1月英国W.瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站。1938年,为保卫英格兰,用七部雷达组成"Chain Home"雷达网,雷达频率30兆赫。雷达网使德国轰炸机还没到达英吉利海峡即被发现,英国也因此取得了英伦空战的胜利。这场胜利也是第二次世界大战中较大的转折点之一。 之后四十年人们更加意识到雷达的重要作用,雷达也因此得到了不断发展,也分出了不同种类。本节余下部分将有选择地概括各个年代的重大进展。 1.1.1四十年代 四十年代初期(在二次大战期间),由于英国发明了谐振腔式磁控管,从而在先驱的VHF雷达发展的同时,产生了微波雷达发展的可能性。它开拓了发展L波段(23q厘米波长)和S波段(10厘米波长)大型地面对空搜索雷达和X波段(3厘米波长)小型机载雷达的美好前景。1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。两年后美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器,预警雷达。时至今日,雷达已成为各式飞机不可缺少的组成部分,是实施精确打击和自身防护的必要手段。 1.1.2五十年代

论雷达技术的发展与应用及未来展望

论雷达技术的发展与应用及未来展望 摘要:雷达是用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置的装置。雷达的发展与使用过程,正是电子技术在军事中应用的缩影,而雷达的未来,更与电子技术息息相关。本文介绍了雷达的发展与应用的历史,重点介绍了相控阵雷达与激光孔径雷达两类雷达的原理与特点,并指出雷达的弱点及未来发展方向 关键词:雷达;发展;实战应用;种类;弱点;未来

雷达主要用于对远距离物体的方位、距离、高度做精确检测,可以说是现代军事电子技术的代表。随着不断的发展,雷达在战区的警戒、各种新式武器威力的发挥、协同作战的指挥中的地位愈发重要。 1雷达的发展与应用 雷达的基本工作原理是靠发射探测脉冲和接受被照射目标的回波发现目标。百年的时间里,随着新技术的发展和应用,雷达也在不断发展。 1.1雷达的发展史 下面是雷达出现前夜相关理论的一系列突破: 1842年多普勒(Christian Andreas Doppler)率先提出利用多普勒效应的多普勒式雷达。1864年马克斯威尔(James Clerk Maxwell)推导出可计算电磁波特性的公式。 1886年赫兹(Heinerich Hertz)展开研究无线电波的一系列实验。 1888年赫兹成功利用仪器产生无线电波。 1897年汤普森(JJ Thompson)展开对真空管内阴极射线的研究。 这些与电磁波相关的科技是雷达的最基本理论。1904年克里斯蒂安?豪斯梅耶(Christian Hulsmeyer)宣称他的“电动镜”可以传输音频,并能够接受到运动物体的回应。可以说,就是这位德国人奠定了这项技术。然而,在一战期间,德国军官们所注意的是无线电通讯。接下来雷达的出现就显得顺理成章了。1933年,鲁道夫?昆德(Rudolf Kunhold)提出毫米波长可能可以探测出水面船只及飞船的位置。两年后,威廉?龙格(Wilhelm Runge)已经能够根据飞机自身所发出的信号计算出50公里以外的飞机位置所在,即使是在夜晚或者有雾的时候。 第二次世界大战中的不列颠战役成为雷达正式登场的舞台。法国的迅速陷落,使希特勒有理由相信只需通过空袭便能征服英国。在这一大规模的空战中,纳粹德国空军拥有的飞机数量远远超过了英国皇家空军——2670架对1475架。而英国在雷达方面有优势。1936年1月英国W.瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站。1938年,为保卫英格兰,用七部雷达组成"Chain Home"雷达网,雷达频率30兆赫。雷达网使德国轰炸机还没到达英吉利海峡即被发现,英国也因此取得了英伦空战的胜利。这场胜利也是第二次世界大战中较大的转折点之一。 之后四十年人们更加意识到雷达的重要作用,雷达也因此得到了不断发展,也分出了不同种类。本节余下部分将有选择地概括各个年代的重大进展。 1.1.1四十年代 四十年代初期(在二次大战期间),由于英国发明了谐振腔式磁控管,从而在先驱的VHF雷达发展的同时,产生了微波雷达发展的可能性。它开拓了发展L波段(23q厘米波长)和S波段(10厘米波长)大型地面对空搜索雷达和X波段(3厘米波长)小型机载雷达的美好前景。1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。两年后美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器,预警雷达。时至今日,雷达已成为各式飞机不可缺少的组成部分,是实施精确打击和自身防护的必要手段。 1.1.2五十年代 五十年代标志着雷达进入第二代。它在前两个十年发展的基础上扩展了工艺技术。雷达理论在此时也有了很大的进展。雷达理论的引入是雷达设计具有比以往更扎实的基础,使工程经验更具有信赖性。这个时期所发明的雷达理论概念如匹配滤波器、模糊函数、动目标显示理论已经被广大雷达工程师应用。 1.1.3六十年代 六十年代的标志是大型电控相控阵的出现以及六十年代后期开始的数字处理技术。相控阵雷达将在1.2.1中具体介绍。六十年代后期,数字技术的日益成熟引起了雷达信号处理的革命。

未来20年汽车电子技术发展趋势

收稿日期:2009-08-02 作者简介:高成(1937-),男,陕西人,教授级高工,主要从事汽车电子发展方向的评估和规划. 未来20年汽车电子技术发展趋势 高 成1,邱 浩2 (1. 深圳市航盛电子股份有限公司,广东 深圳; 2. 深圳职业技术学院 汽车与交通学院,广东 深圳 518055) 摘 要:安全性、节能、减排和舒适娱乐性是汽车电子未来发展的主要方向,全球各大汽车电子研发团队争相加大对这4个方面的研发力度.本文介绍了全球最具影响力的来自欧洲、美洲和亚洲的6个专业汽车电子研发公司的最新研究进展,主要集中在汽车安全、动力性、环保、车载通讯、信息娱乐、半导体技术和微控制器的开发上.分析结果表明,未来20年内汽车电子工业发展的重点将转移到第三世界国家,汽车性能的提高更多地依赖于电子技术的提升,电动汽车将不可阻挡地占据重要地位. 关键词:汽车电子;安全;环保;半导体 中图分类号:TK9;TN3 文献标识码:A 文章编号:1672-0318(2010)01-0033-07 在过去10年里,汽车工业发生了2个显著变化,一是增长的基点正在从经欧美市场向以亚洲国家为主的发展中地区市场转移[1].数据显示,2007-2012年亚洲和欧洲将会主导全球汽车产量的89%;二是在市场成熟的欧美国家,汽车的性能的提高更多地依赖于电子技术.有研究表明,1989年至2010年,电子设备在整车制造成本所占比例,由16%增至40%以上.目前每部新车的IC 成本约在310美元左右,估计到2015年将增长到400美元左右.无论是市场重心向发展中国家转移,还是技术重心向电子技术倾斜,都将势必影响到汽车电子发展的方向[2].而且,其技术本身也将面临着来自性能、安全以及环保法规多方面的苛刻要求.今后10年,电子技术在汽车工业中扮演着多大的作用,它又应该如何承担起汽车电子化的重任?本文就全球一些专业的汽车主体厂商和零配件厂商进行专业分析,展望未来20年汽车电子方向的发展趋势. 1 德尔福:绿色、安全和通讯是 汽车电子的未来 德尔福通过对推动全世界新技术、产品和市 场发展的全球趋势全面的调查和研究,发现汽车电子行业的未来就是绿色性环保性、安全性和连通通讯. (1)环保型.全球汽车行业最主要的发展趋势就是倾向于发展高效燃料、低碳排放量的发动机[3].目前有许多选择方案,其一就是先进的柴油发动机和电子控制系统,在公路驾驶时,其燃料经济性比汽油发动机提高30%~40%;其二就是电动动力系统或混合动力汽车(HEV ).混合动力汽车技术应用有许多结构,但都涉及一个小型电池组、一个电子控制器及一个可以使汽车发动机在停车时自动关闭并在发动机自动重起前对汽车进行再次电动加速的电动机.混合动力汽车系统可以提高汽车的燃油经济性达30%~40%,并降低碳排放达60%.纯电动汽车的研发工作仍在继续,而且范围已拓展至电动汽车或插入式混合动力汽车.这些汽车采用更大的电池组,可以在纯电动驱动的情况下,行驶更长的距离.最后,供应商和汽车制造商正在开发气缸压力传感和均质充量压燃燃烧(HCCI )等系统,以在经济性和汽油发动机排放方面取得更大的进展.所有这些动力系统的创新技术都将在未来的5~15年里为全世界的汽车增加大量电子内容. (2)安全性.汽车电子发展的第二大趋势是安 2010年第1期 Journal of Shenzhen Polytechnic No.1, 2010 深圳职业技术学院学报

光电技术应用及发展展望

光电技术应用及发展前景 43年前,世界上第一台红宝石激光器诞生。那是的人们可能还没有意识到,由这台激光器引发、孕育出的光电技术将会给人类的生活带来翻天覆地的变化。随着光电子技术的发展,当今社会正在从工业社会向信息社会过渡,国民经济和人们生活对信息的需求和依赖急剧增长,不仅要求信息的时效好、数量大,并且要求质量高、成本低。在这个社会大变革时期,光电子技术已经渗透到国民经济的每个方面,成为信息社会的支柱技术之一。总之,光电子技术具有许多优异的性能特征,这使得它具有很大的实用价值。而今天,光电子产业已经成为了21世纪的主导产业之一,光电子产业的参天大树上也结出了丰富的果实,它们包括但不限于光通信、光显示、光存储、影像、光信号、太阳能电池等,也可以简单地把现在的光电子产业分为信息光电子(光纤光缆、光通讯设备等)、能量光电子(激光器、激光加工成套设备、测控仪表、激光医疗设备等)和娱乐光电子(VCD、DVD等)等方面。而本文将介绍光电子技术在以下几个领域的应用前景: 光通信: 目前,光通信网络行业进入高速发展期,以光纤为技术基础的网络通信现在已经覆盖了许多地区,我国的光通信技术也走在世界前沿。2011年,武汉邮科院在北京宣布完成“单光源1-Tbit/s LDPC 码相干光OFDM 1040公里传输技术与系统实验”,这一传输速率是目前国内商用最快速率(40Gb/s)的25倍。十年发展,光通信商用水平的最高单通道速率增长16倍,最大传输容量增长160倍。2005年,邮科院实现了全球率先实现在一对光纤上4000万对人同时双向通话。2011年7月29日,该院在全球率先实现一根光纤承载30.7Tb/s信号的传输,可供5亿人同时在一根光纤上通话,再次刷新了世界纪录。而正在研制中的科技开发项目,有望在2014年实现12.5亿对人同时通话。这一技术打破了美国在该领域保持的单光源传输世界纪录。在2012年的中国光博会上,新技术新产品层出不穷。随着“宽带中国”上升为国家战略,中国得天独厚的优势将使光通信制造企业信心十足。通过对各技术分支专利的分析看出,光传输物理层PHY和光核心网OCN已相对成熟和大规模商用,PHY作为各类网络传输技术的基础,既有相对成熟、淡出主流研究视野的部分,也有业界正致力于寻求最佳方案的技术点;无光源网络PON技术作为世界普遍应用的接入网技术,在“光纤到户”、“三网融合”等概念家喻户晓的今天,已成为各国基础设施建设投资中不可或缺的一部分;分组传输网PTN既是新兴技术,又得到了相对广泛的商用,其在移动回传中的应用使其成为下一代移动通信网络建设中的一种较优的可选方案,同时相应技术标准正在争议中发展,其技术发展将带来难以估量的商机;智能交换光网络ASON技术和全光网AON技术是光通信网络技术中的前沿技术,目前处于研发的活跃期。 此外,复旦大学近期研发的可见光通讯技术也是光通信的发展前景之一,通过给普通的LED 灯泡加装微芯片,使灯泡以极快的速度闪烁,就可以利用灯泡发送数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。通过这种方式,LED灯泡可以快速传输二进制编码。但对裸眼来说,这样的闪烁是不可见的,只有光敏接收器才能探测。这类似于通过火炬发送莫尔斯码,但速度更快,并使用了计算机能理解的字母表。使用标准的LED照明灯,哈斯与他的同事戈登·波维创建的研究小组已经达到了两米距离的130兆比特每秒的传输速度。随着白炽灯、荧光灯逐渐退出市场并被LED取代,未来任何有光的地方都可以成为潜在的LiFi数据传输源。想象一下这样的场景:在街头,利用路灯就可以下载电影;在家里,打开台灯就可以下载歌曲;在餐厅,坐在有[4]灯光的地方就可以发微博;即便是在水下,只要有灯光照射就可以上网。LiFi另一个巨大的好处是在任何对无线电敏感的场合都可以使用,比如飞机上、手术室里等。光显示:

议电气工程技术与学科发展的历史及展望

议电气工程技术与学科发展的历史及展望 论文摘要:梳理了电气工程技术从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术的进步这样一个发展脉络,介绍了电气学科的形成与发展,并分析了电气工程技术的发展趋势。 论文关键词:电气工程技术;电气学科;发展史 一、电气工程技术的发展史 电气工程(Electrical Engineering)是现代科技领域核心学科之一,传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴,如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平,因此,电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。 1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展 大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识,天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察,然而,人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国,1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器,1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等,这是人类对电的早期实验,之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。 (1)库仑定律。1785年法国物理学家库仑通过扭秤测量静电力和磁力总结出:两个电荷之间的作用力与它们间距离的平方成反比,与它们所带电荷量的乘积成正比,这就是著名的库仑定律。这一发现的历史意义在于它标志着人类对电磁现象的研究从定性阶段进入了定量阶段。 (2)“伏打电池”。1799年意大利物理学家伏特经过反复实验发现把任何潮湿物体放到两个不同金属之间都会产生电流,一年后伏特发明了世界上第一个电池,自此人类对电的研究由静电扩大到了动电,开辟了电学研究的新领域。(3)奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则。1820年奥斯特偶然发现通电铂丝周围的小磁针发生轻微晃动,之后他经过反复实验证实了这一发现。其后安培进行了更深入的研究,提出了右手定则,发现了电流方向与磁针转动方向之间的关系。安培还通过实验发现了两个通电导体和两个通电线圈之间相互作用的规

身份认证技术的发展与展望

身份认证技术的发展与展望 Internet迅猛发展带来了信息共享与安全这对矛盾共同体,加强网络安全建设、保障网络的安全运行成为网络存在的根本之道。网络身份认证技术发展到今天已经成为信息管理系统中必不可少的一部分,扮演着网络系统“看门人”的角色。 针对不同的安全威胁,目前存在多种主机安全技术和相关安全产品,如防病毒技术、个人防火墙、安全应用程序(如文件加密程序)、安全操作系统等。这些技术和产品在一定程度上满足人们的安全需求,却没有很好地解决以下两个问题: (1)系统访问,即开机时的保护问题,目前普遍采用的是基于口令的弱身份认证技术,很容易被攻破而造成泄密; (2)运行时保护,即在合法用户进入系统后因某种原因暂时离开计算机,此时任何人员均可在此系统之上进行操作,从而造成泄密。

将密码写在记事本上挂在电脑旁边,这样的事情相信很多公司的员工都曾经为之。出于安全的要求,现在公司的安全策略普遍要求员工的登陆密码要定期更换,而且不能重复,这使得想出一个自己能记住的长串密码成为一件让员工头疼的事情。为了便于记忆,员工往往会选择常用词或者号码作为密码,如果攻击者使用“字典攻击法”或者穷举尝试法来破译,很容易被穷举出来。传统的账号加密码的形式,账号基本上都是公开的,密码容易被猜中,容易忘记,也容易被盗。据统计,一个人平均下来要记15到20个密码。静态密码的隐患显而易见,尤其是在证券、银行等行业,轰动一时的“银广夏盗卖案”早就为业界敲响了警钟。 为了解决静态密码的安全问题,一种方式是同一个人员使用不同的密码进入不同的应用系统,避免所有的鸡蛋都在一个篮子里面的问题,然而需要记忆多个密码;第二种方式,采用软件VPN方式,登陆前先要使用VPN连接,这样可以面向一部分机器开放,但是第一次使用时下载VPN软件,每次访问

超精密加工技术的发展与展望

精密与特种加工技术 结课论文 题目:超精密加工技术的发展与展望指导教师:沈浩 学院:机电工程学院 专业:机械工程 姓名:司皇腾 学号:152085201020

超精密加工技术的发展与展望 摘要:超精密加工是多种技术综合的一种加工技术,是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。根据当前国内外超精密加工技术的发展状况,对超精密切削、磨削、研磨以及超精密特种加工及复合加工技术进行综述,简单地对超精密加工的发展趋势进行预测。精密加工技术发展方向是:向高精度、高效率方向发展;向大型化、微型化方向发展;向加工检测一体化方向发展;机床向多功能模块化方向发展。本世纪的精密加工发展到超精密加工历程比较复杂且难度大,目前超精密加工日趋成熟,已形成系列,它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特种加工等。在不久的将来,精密加工也必将实现精密化、智能化、自动化、高效信息化、柔性化、集成化。创新思想及先进制造模式的提出也必将为精密与超精密技术发展提供策略。环保也是机械制造业发展的必然趋势。 关键词:加工精度;超精密加工技术;超精密特种加工;纳米技术;复合加工 【引言】 精密加工和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段,往往我们一提到超精密这个词,就会觉得它很神秘,但同任何复杂的高新技术一样,经过一段时间的熟悉和掌握,都会被大众所了解,也就不再是所谓的高科技了,超精密加工也是这样。实际上,如果拥有超精密的加工设备,并且在其它相关技术和工艺上能匹配,经过一段时间的实践之后,就能很好地掌握它,但这需要一个过程。超精密加工领域集成了很多IT、机械以及电气控制方面的技术,设备方面的操作和使用也非常复杂,所以,只有在对它有很深的理解之后才能把它用好。 通常按加工精度划分,可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工。在不同的历史阶段,不同的科学技术水平下,对超精密加工有不同的定义,由于生产技术的不断发展,划分的界限不断变化。过去的超精密加工对今天来说可能已经是普通加工了,所以对其划分的界限是相对的,而且在具体数值上至今没有确切的界限。现阶段通常把被加工零件的尺寸精度和形位精度达到零点几微米,表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术称为超精密加工技术[1],也可以理解为超精密加工就是在超精密机床设备上,利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动,对材料进行微量切削,以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程,其精度从微米到亚微米,乃至纳米。超精密加工技术是现代高技术战争的重要支撑技术,是现代高科技产业和科学技术的发展基础,是现代制造科学的发展方向[2]。 超精密加工技术综合应用了机械技术发展的新成果及现代光电技术、计算机技术、测量技术和传感技术等先进技术。同时,作为现代高科技的基础技术和重要组成部分,它推动着现代机械、光学、半导体、传感技术、电子、测量技术以及材料科学的发展进步。超精密加工在现代武器和一些尖端产品制造中具有举足轻重的地位,是其它一些加工方法无可替代的,它不仅可以应用于国防,而且可以广泛地应用于比较高端的民用产品中,是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志。 1、超精密加工技术的发展历史 精密超精密加工技术的起源从一定意义上可以上溯到原始社会:当原始人类学会了制作具有一定形状且锋利的石器工具时,可以认为出现了最原始的手工研

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