热电材料概述

热电材料

早在1823年德国的物理学家Thomas Seebeck就在实验中上发现, 在具有温度梯度的样品两端会出现电压降, 这一效应成为制造热电偶测量温度和将热能直接转换为电能的理论基础, 称为Seebeck 效应.Seebeck提出了用热电材料制成热电发电器的设想. 1834年Heinrich Lens又发现将一滴水置于铋(Bi)和锑(Sb)的接点上, 通以正向电流, 水滴结成冰, 通以反向电流, 冰融化成水, 此效应称为制冷效应或Peltier效应.

在此后的100多年, 热电材料的研究主要是围绕金属材料进行的, 由于热电转换效率低, 所以有关热电材料及热电转换装置的研究和应用一直进展缓慢. 在20世纪50年代, Abram Ioffe发现, 半导体材料的热电转换效应比金属材料有数量级上的增强, 利用半导体热电材料有望实现温差发电和制冷的设想, 从而在全世界范围内掀起了研究热电材料的热潮, 这种研究热潮持续了数年之久, 研究和评估了大量的半导体材料, 并发现Bi-Te Sb-Te系半导体材料具有良好的热电特性[1]. 在此后的几十年, 由于半导体热电材料仍难以满足现实应用过程对热电转换和制冷效率的要求, 研究工作又处于低潮阶段.

直到90年代初期, 随着全世界环境污染和能源危机的日益严重, 对人类可持续发展广泛的关注, 导致发达国家对新环保能源替代材料开发研究的重视和巨额投入, 利用热电材料制成的制冷和发电系统体积小重量轻; 无任何机械转动部分, 工作中无噪音, 不造成任何环境污染; 使用寿命长, 且易于控制. 由于热电材料的这些特性使其再次成为材料科学的研究热点. 近十年来, 材料科学的新进展, 如材料制备工艺及分析手段的多样化, 计算机模拟在材料科学中的应用, 新型先进材料的不断出现, 使得设计和制备新型

高性能高效率的热电材料的可能性逐渐增大. 目前, 围绕着一种称为声子玻璃电子晶体型热电材料(PGEC)的研究正在广泛展开[2]. 这类材料因具有晶体的导电性能和玻璃的导热性能而成为新一代前景广阔的热电材料. 从近年来在热电材料研究方面取得的进展, 美国科学家Terry. M. Tritt乐观地认为在未来几年内热电材料的研究将会有惊人的突破.

§5.1热电效应和热电特性

当两种不同的导体联接构成闭合回路,且接点两端处于不同温度时, 在接点两端出现电压降, 在回路中产生电流的现象称为塞贝克效应(Seebeck). 这一效应成为实现将热能直接转换为电能的理论基础. 图1 (a)为实现热电转化模式的简单示意图.当电流I通过由两种不同导体联结构成的回路时, 在两接点处吸收和放出热量的现象称为帕尔帖效应(Peltier). 这一效应成为实现新概念型制冷机械的理论基础. 图1(b)为实现制冷模式的简单示意图.

图1 热电元件构成的简单发电模式(a)和制冷模式

§5.2热电材料的新进展

开发研究新热电材料的目标在于努力提高材料的电导率温差电势的同时, 降低热导率. 热电材料的性能取决于性能因子Z, Z通常表示为Z=a2 s/k, 式中a 称为Seebeck系数或温差电势, s为材料的导电率, k为导热率. a s和k参量取决于电子结构和载流子的散射, k=k L+k e, 降低k关键在于降低k L, 即增强晶格点阵对声子的散射从而降低热导率. 从理论上分析, 非晶态具有低的k值. Glem Slack提出一种新的概念材料称为声子玻璃电子晶体phonon glass electron crystal (PGEC), 也就是一种导电如晶体导热如玻璃的材料. Slack认为晶体结构中存在一种结合力弱的rattling 原子, 对载热声子有强的散射作用导致热导率急剧下降, 对导电不会有太大的影响.

基于以上的讨论, 适合于做为热电材料的主要有两大类: 半导体材料和混合价化合物. 过去几十年对半导体类热电材料进行了较为系统深入的研究, 其中主要包括FeSi2 SiGe PbSnTe (Cu,Ag)2Se (Bi,Sb)Te3 (Bi,Sb)Se3等系列. 目前正在研究一种称为Skutterrudite结构的材料[5], 其分子式为AB3, 其中A=Co, Ir,Rh; B=P, As, Sb. 这类结构的重要特性是在晶胞单元中有两个较大的空隙, 这类结构材料的Seebeck系数可能达到较大数量级200 mVK-1, 然而, 热导率也会同时增大, 难以获得所希望的ZT值. 研究表明, 在晶格点阵中加入重原子可以显著地降低晶格导热率. 例如, Nolas等人在CoSb3中加入La, 使材料的室温导热率降低几个数量级, Nolas认为部分是由于质量亏损mass-defect 散射声子, 部分是由于键合力较弱的原子在它们的笼状结构cages 中发生rattling 运动. 在温度为700 , ZT值大于1的结果已经在实验中出现.

另一类具有低温使用前景的材料是Clathrates型化合物[6]. 例如Ge型

Clathrates化合物, 其分子式为A8Ge46, A代表Ge格子中占据空隙的原子. 又如具有Sr8Ga16Ge30分子式结构的Clathrates化合物, 其室温导热率比非晶态Ge低两倍. 类似的低导热性也出现在含Eu的Ge型Clathrates化合物及Sn型Clathrates化合物, 如Cs8Zn4Sn44和Cs8Sn44. 这些Clathrates型化合物具有获得热电应用所需的高Seebeck 系数的潜能, 在700 K下, ZT值接近1.

以A2Q Bi2Q3 PbQ(A=碱金属; B=S, Se, Te)为三组元构成的三元系中的某些伪三元相也是具有开发前景的一类新型热电材料[7], 如K2Bi8Se13 K2Bi8S13 Rb2Bi8Se13 Ce2Bi8Se13 CsPb2Bi3Te7. 研究发现,这些化合物均具有相似的结构点阵, 对称性差属于单斜晶系, 晶胞体积大, 空隙中含有rattling 碱金属原子. 由于rattling 碱金属原子对声子的散射, 导致该类化合物导热率很低. 对这类材料的研究正在展开, 研究者认为有望获得较高的ZT值.Hicks和Dresselhaus提出如果用二维结构材料代替三维, ZT值将会得到改善[8]. 载流子在低维量子阱中受到的制约导致能态密度分布的改变, 在费密能一定的条件下, 有利于增加载流子数目提高导电率和ZT值.

用分子束外延生长技术可以制备二维晶体. 一维结构可能会有更好的ZT值, 关键的问题是如何将一维晶体应用到实际的器件设备中. Venkatasubramanian 等人的研究证实量子阱能使体系的ZT值超过1[9].

Tritt等人综合分析大量的研究结果, 提出理想的热电材料应具有的性能[10]:

(1) 接近费密能级的电子带应具有许多远离Brillouin区界的能谷;

(2) 原子序数大, 且具有大量的自旋轨道偶;

(3) 成分由两种以上的元素组成;

(4) 元素间的负电性差很低;

(5) 晶胞尺寸大;

(6) 能带间隙Eg等于10kBT, T是实际热电工作温度.

室温下, 0

用高能带间隙的热电材料.

§5.3热电材料的未来

在生活四周有许多耗费能源所生成、却又被废弃的热能，例如：汽车尾气、工厂锅炉排放的气体等等。如果能将这些热能善加利用，即可成为再次使用的能源，而热电材料与技术，就是利用温差来发电的关键。

电能是最广泛使用的最为便利的能源形式。但是如今发电的主要形式还是化石能源，这些能源的使用在给我们带来了便利的同时，也带来了一个全球关注的环境问题。环境问题是新世纪人类面临的最严峻的挑战之一。现代制冷技术无疑给人们生活带来了很多便利，试想，如果现在没有了冰箱和空调，我们的生活将有多大的不便。但是，从上个世纪八十年代以来，人们逐渐认识到氟里昂制冷剂所带来的环境问题，国际上普遍限制其的使用。使用热电材料制冷就是一种很环保的方法。

热电材料的应用不需要使用传动部件，工作时无噪音、无排弃物，和太阳能、风能、水能等二次能源的应用一样，对环境没有污染，并且这种材料性能可靠，使用寿命长，是一种具有广泛应用前景的环保材料。现在市面上有一种移动型冰箱，适用于旅行郊游时冰冻饮料及食品保存等。这种冰箱的特色除了方便携带外，它并不使用压缩机，没有噪音，天气冷时还可摇身一变成为保温器。隐身在这种冰箱后的核心技术，就是里面的热电材料。

热电材料的应用很神奇，它通入电流之后会产生冷热两端，故可以用来冷却也可以用来保温。而如果同时在两端接触不同温度时，则会在内部回路形成电流，温差越大产生的电流越强，这就启发了一种新思维：用热电材料接收外界热源来产生电力。这种概念并不是空中楼阁，目前日本和德国都已开发出利用人体体温与外界环境温度差异，进而产生电力来驱动手表。

近年来由于在技术上热电材料性能的不断提升，及环保等因素，利用热电转换技术，进一步将大量废热回收转为电能的方式，普遍得到日、美、欧等先进国家的重视。低温余热、特别是140℃以下的废热再利用，增加了热电发电的竞争力，一些新兴应用研究诸如垃圾焚烧余热、炼钢广的余热、利用汽车以及发动机

尾气的余热进行热电发电，为汽车提供辅助电源的研究也正在进行，并且有部分成果已实际应用，相信在不久的将来会广泛使用。

美国全球热电材料公司是全球最大的热电发电器供应商，他们开发过以天然气或丙烷为燃料之发电设备，并依产品尺寸可发出15-550W的电力，做为小型发电机及偏远地区电源使用。此外美国国防部，还在喷射推进实验室从事多段功能热电材料研发。

在日本，新能源产业技术总合开发机构（NEDO）投入巨额资金研发各种高效热电材料做为各式排放热能发电利用。另外，日本业界如久保田公司开发一种热电转换装置，能把300℃以下低废热转换为电能，是把垃圾燃烧时产生的废热通过热交换，将其做为高温部分，把工厂管道的冷却水做为低温部分，利用两者温差经热电转换装置即可进行发电，当温差为260℃时，发电功率可达640W。在车辆排气发电方面，尼桑公司研发最为积极，预计利用占总废热30％之排气热能提供发动机辅助电源，每台车约能有 2OOW的电力回充电瓶，可减少5％之燃油支出。

在瑞典，其北部利用烧柴取暖炉所产生的热量，可用以发电并替代昂贵的汽油马达发电机。英国的威尔士大学建立了低温废热的原型热电系统。英、德等国研究利用太阳光集热板或聚焦镜方式提供高温热源，如德国DLR公司利用直径1．5米碟型共聚焦器，制成300℃的热源以供热电发电用。在低温电力应用上，德、日等国都已有以人体体温为热源之手表问世，只要皮肤与衣服之间有5℃以上的温差，即可产生微瓦之功率，未来在手机、掌上型电脑等微型电子产品上均可使用。

世界各国在推进热电转换技术应用的同时，也在不断地进行着新型高性能热电材料的研究和探索。如果将热电材料技术应用于上述的大规模电厂发电或普遍的制冷器，那么我们的生活环境将大为改观。近年来，各种高性能的热电材料相继被发现，我们有理由相信，随着科学的进步，热电材料的大规模应用并不是一个可望而不可及的梦想。

§5.4 半导体热电材料制冷原理及其在医学上的应用

石油沥青碳材料概述

石油沥青碳材料概述 一、高软化点沥青---高碳材料 按照沥青软化点高低分类，当软化点≤80℃称低软化点沥青，光学各向同性；软化点介于80℃-150℃称中软化点沥青，光学各向同性，又称预中间相沥青；软化点介于150℃-260℃称高软化点沥青，光学各向异性，又称潜中间相沥青；软化点介于260℃-372℃称超软化点沥青，光学各向异性，又称中间相沥青。 二、锂离子电池负极材料 （一）石油沥青基中间相碳微球 1、简介 中间相碳微球即MCMB，用作锂电池负极材料，具有高的质量比容量-300mAh/g，很低的不可逆容量20mAh/g，与低成本石墨相比，显现出较低的容量衰减，对要求长循环和高体积比的动力电池来说更适合。化学稳定性和热稳定性相对较高。日本的新一代电动车电池大多使用MCMB。 2、市场价格 中间相碳微球根据质量和使用需求不同，国产产品市场上从5万-15万元/吨不等，日本JFE（日本钢铁工程控股公司）价格更高。 3、生产企业

目前国内有能力批量稳定生产高质量中间相碳微球的企业并不多，高端的产品主要是国外企业垄断。 国内企业 --天津市贝特瑞新能源材料有限责任公司（原天津铁诚，属中国宝安集团） AGP-3 系列 --杉杉科技公司 CMS系列、MCP系列 国外企业 --JFE、日立化学，三菱化工等日本企业 （二）高端人造石墨 1、简介 高端人造石墨，用作锂电池负极材料，和天然石墨合计市场占有率高达90%，是主要的锂离子电池负极材料。 2、市场价格 高端人造石墨根据终极市场锂电池的应用不同，所需的性能和质量不同，统计价格不包括特殊情况，国产产品市场价格6-16万元/吨不等。 3、生产企业 高端人造石墨，从全球的情况看，前三甲的市场占有率就高达66%，国内主要生产厂商有以下: --中国宝安贝特瑞新能源材料（BTR）公司 --杉杉科技公司 --长沙海容公司

工程科学与技术

BE.0102005春季 第一讲讲义 工程科学与技术 本讲概要： -工程科学与技术组成的讨论 -生物医学工程师的职业路径和行业 -过去和现在的工程学与生物学交叉点的比较 讲师简介 生化工程教授Douglas https://www.doczj.com/doc/403252016.html,uffenburger是生物工程与环境卫生系的联执主任。他的研究方向包括分子细胞生物工程和生物与生理系统的计算模型的建立。 工程科学与技术 工程化产品的过程通常由三部分组成：分析，综合与设计。分析即对系统进行研究以了解其功能。综合是在分析的基础上进行系统的实际构建。上述两步均有助于实现工程化的最终目标，通常就是产品的最终设计。 在麻省理工学院，在特定的纯科学领域，存在许多不同的工程学科。如物理学的不同分支是土木工程、机械工程和电子工程的基础。同样的，化学的不同分支是化学工程、核工程和材料科学与工程的基础。工程学科从传统科学出发，并以其研究、创新从而最终实现设计。 定量工程范例概述了一个产品工程化的典型步骤。它确立一个研究方向和研究范围。设想首先实验于计算模型，再在现实生活中测试。对于每个独立部件，均进行性能评估，如果必要的话，还要进行改进。 生物/医药工程前景 目前MIT的化学工程、电子工程、机械工程、材料科学与工程和即将成立的生物工程系，建基于MIT一般研究院对生物学、化学、物理学和数学的科研要求上。这些专业的学生被授予必要的背景知识以进入生物学相关学科。一边是生物技术，通常应用于各行各业以及健康相关设备和医药品的发展；另一边是生物医学工程，通常用于医疗设备研发。生物工程就应用于这两者之间。 生物医学工程的传统职业领域 传统的生物医学工程的工作事实上并不需要很深的生物知识。由于很多这样那样的原因，很长一段时间以来，生物学并没有展开工程分析与工程综合设计研究。 本节介绍了一些工程师依靠在他们自己的学科内掌握的设计和实施技能来解决生物学问题的例子。直到最近，诊断特殊医疗情况下的成像技术的发展，主要还是靠物理学。体结

硅胶模具材料概述

硅橡胶 目录 1、硅橡胶发展史 (2) 2、硅橡胶定义 (2) 3、硅橡胶分类………………………………………………………………… 2-3 4、硅橡胶的主要性能 (3) 5、硅橡胶的模具结构 (4) 6、硅橡胶加工流程…………………………………………………………… 4-5 7、硅橡胶的产品尺寸特性 (5) 8、硅橡胶在我司产品中的运用 (6)

一、硅橡胶发展史 硅橡胶最先是由美国以三氯化铁为催化剂合成的。1945年硅橡胶产品问世，中国硅橡胶的工业化研究始于1957年，到2003年底中国硅橡胶生产能力为135千吨，其中高温胶100千吨。 二、硅橡胶定义 硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。 三、硅橡胶分类（这里只体现与我司产品有关联的） 硅橡胶分热硫化型（高温硫化硅胶HTV）、室温硫化型（RTV）。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。我司使用到的硅胶产品主要是热硫化型，也有用到室温硫化型硅胶做粘结剂。 备注解说： 室温硫化硅橡胶与高温硫化硅橡胶的差别主要在于它是以分子量较小的聚硅氧烷为基础胶，在交联剂和催化剂的作用下与室温或稍许加热即可硫化成弹性体。室温硫化硅橡胶由基础胶、交联剂、催化剂、填料等组成。从包装形式上可分为单组份和双组分两种。室温硫化硅橡胶主要应用在以下行业： 1、建筑行业。用于玻璃和金属幕墙的粘结，屋顶嵌封，门窗密封，各种水池、瓷砖的粘接密封。 2、电子行业。用于电子电气部件的包封和灌注材料，可防潮、抗震和耐冲击、耐温度骤变和化学品的腐蚀。 3、模具。硅橡胶优异的仿真性和良好的脱模性能使其在软模具行业得到广泛应用。

高温合金概述

1.1 高温合金 1.1.1 高温合金及其发展概况 高温合金是指以铁、钴、镍为基体，能在600℃以上温度，一定应力条件下适应不同环境短时或长时使用的金属材料。具有较高的高温强度、塑性，良好的抗氧化、抗热腐蚀性能，良好的热疲劳性能，断裂韧性，良好的组织稳定性和使用可靠性。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用的可靠性，基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度很高，故在英美称之为超合金（Superalloy）。 高温合金于20世纪40年代问世，最初就是为满足喷气发动机对材料的耐高温和高强度要求而研制的，高温合金的发展与航空发动机的进步密切相关，1939年英国Mond镍公司首先研究出Nimonic75，随后又研究出Nimonic80合金，并在1942年成功用作涡轮气发动机的叶片材料，此后该公司又在合金中加入硼、锆、钴、钼等合金元素，相继开发成功Nimonic80A、Nimonic90等合金，形成Nimonic合金系列。如今先进航空发动机中高温合金用量已超过50%。此外，在航天、核工程、能源动力、交通运输、石油化工、冶金等领域得到广泛的应用。高温合金在满足不同使用条件中得到发展，形成各种系列的合金，除传统的高温合金外，还开发出一批高温耐磨、高温耐蚀的合金。 高温合金是航空发动机、火箭发动机、燃气轮机等高温热端部件的不可代替的材料，由于其用途的重要性，对材料的质量控制与检测非常严格。高温合金的基本用途仍旧是飞行器的燃气轮发动机的高温部分，它要占先进的发动机重量的50％以上。然而，这些材料在高温下极好的性能已使其用途远远超出了这一行业。除了航空部件之外，规定将这些合金用于舰船、工业、陆地发电站以及汽车用途的涡轮发动机上。具体的发动机部件包括涡轮盘、叶片、压缩机轮、轴、燃烧室、后燃烧部件以及发动机螺栓。除了燃气发动机行业之外，高温合金还被选择用于火箭发动机、宇宙、石油化工、能源生产、内燃烧发动机、金属成形(热加工工模具)、热处理设备、核电反应堆和煤转换装置。

常用的模具材料的介绍

常用的模具材料的介绍: 铸件类: HT250 灰铁250 适用于模座压料芯等大型结构件本体不能热处理 (我们公司基本不用，因为它比HT300差,在小模具和低产量模具上使用较多) HT300 灰铁300 适用于模座压了芯等大型结构件本体据说火焰淬火能提高硬度到40但具体根据(但通常没人这样用) 我们公司最常用的材料之一 MoCr 钼铬铸铁使用于需要一定硬度的机构件,如拉延模面也可用于薄料翻边镶块经过淬火后硬度能达到HRC55-60,比较耐磨. GGG70 (GGG70L) 进口材料,目前国内可能天津有铸造厂能造了(如有人知道的请指正),与M oCr 类似, 硬度HRC60左右，耐磨性更高, GGG70L类似于GGG70升级版本. CH-1(7CrSiMnMoV) 空(风)冷钢用于薄料(通常是1.2以下,根据客户要求)的修边镶块,翻边整型镶块, 锻造类 T10(T10A) 修边刀块/翻边刀块等需要较高硬度的零件,硬度HRC58-62 ,但由于此种材料的耐磨性能很差,在零件超过3mm时不管是翻边还是修边,基本都不用它而选择Cr12MoV,我们公司基本不用这种材料,与之差不多的还有种叫T8A的材料曾经使用过，主要用于制作冲头的垫板. Cr12MoV 修边刀块/翻边刀块等需要较高硬度的零件,HRC58-62,耐磨,常用材料 SKD11 比Cr12MoV 优秀更耐磨,日标,通用的零件,中山伟福,APAC的模具,一般都有厂家直接指定了使用此种材料,(另在产量非常高的情况下，在其表面做TD处理,一种表面硬化涂层,可在MISUMI标准件书上的技术资料上查阅到相关信息. 锻造空冷钢与铸造空冷钢相比,差不多，但锻造的更好,由于一个是铸造出来，一个是锻造出来,用法是还是有很多不同的. 扎钢类/其他类: 20# 用于导柱导套(由于现在都是买标准件,一般都是铸铁的), 45# 最常用的了 Q235(A3) 用于铸入式起重棒等零件,这个比较重要了，很多人可能不是太了解的，由于起重棒这样的零件需要具有以下属性:不需要太高硬度,但需要一定韧性,因为当模具被吊起来以后,即使起重棒要出问题，宁可让它变弯也不能直接断掉,让人更容易观察到可能出的问题，增加安全性. Cr12MoV T10 等材料也有扎钢,由于扎钢和锻造的加工工艺性决定,扎钢必定不能和锻造钢比...

碳纳米材料简介

碳纳米材料简介

第一章碳纳米材料简介 碳元素 碳在元素周期表中排第六位，是自然界分布非常广泛的元素，也是目前最重要、最使人着迷的元素之一。尽管它在地壳中含量仅为0.027%，但是对一切生物体而言，它是最重要且含量最多的元素，人体中碳元素约占总质量的18%。 碳元素是元素周期表中ⅣA族中最轻的元素。它存在三种同位素：12C、13C、14C。 碳单质有多重同素异形体，他是迄今为止人类发现的唯一一种可以从零围到三维都稳定存在的物质。如零维的富勒烯（fullerenes），一维的碳纳米管（carbon nanotubes），二维的石墨烯（graphene），三维的金刚石（diamond）和石墨（graphite）等。 碳纳米材料 富勒烯 富勒烯是指完全由碳原子组成的具有空心球状或管状结构的分子。1985年， 。这一Kroto，Smalley和Curl在美国莱斯大学发现了第一个富勒烯分子——C 60 发现使得他们赢得了1996年的诺贝尔化学奖。C 由60个原子组成，包含20个 60 六元环和12个五元环。这些环平面堆积在一起的方式和足球的表面结构一样，因此也也被称为足球烯。从那以后，不同分子质量和尺寸的富勒烯纷纷被制备的发现和研究开启了对碳元素和碳纳米材料广泛、深入研究的新时代，出来。C 60 对纳米材料科学和技术的发展起到了极大的推动作用。 由于其独特的结构，富勒烯同时具有芳香化合物和缺电子烯烃的性质，表现出很多优良的物理和化学性质（表1-1） 表1-1 C 的一些基本物理和化学性质 60

碳纳米管 碳纳米管（carbon nanotubes）是由碳原子形成的管状结构分子，包括单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes,SWNTs）和多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotubes，MWNTs）。其直径从几百皮米到几十纳米，而长径比可以上万。碳纳米管是前最重要的一维纳米材料之一。 虽然对碳纳米管发现的确切时间存在争议，但公认碳纳米管从1991年才引起了科学界的广泛兴趣。1991年日本的Iijima在研究富勒烯的制备过程中由于电弧产物中发现了多壁碳纳米管，并利用透射电镜证实了它的存在。随后在1993年，他又发现了单壁碳纳米管，与此同时，Bethune等也独立观察到了单壁碳纳米管。 单壁碳纳米管可看成是由一层石墨烯沿一定角度卷曲而成的管状结构（图1-1）。根据卷曲角度的不同，可以形成具有不同手性和直径的碳纳米管，因此常用两个整数（n,m）表征单壁碳纳米管的结构。当m=0时，该类单壁碳纳米管被称为锯齿形（zigzag）单壁碳纳米管；当n=m时，该类单壁碳纳米管被称为扶手椅形（armchair）单壁碳纳米管；其他的均被称为手性（chiral）碳纳米管。单壁碳纳米管的直径可以通过两个指数算出来。 图1-1 单壁碳纳米管结构示意图 由于其特殊的结构，碳纳米管具有许多优良的性质。从电学性质来看，碳纳米管可分为金属型（metallic，带隙为零）和半导体型（semiconducting，带隙可达2eV）。单壁碳纳米管的一些重要性质如表1-2。

碳材料介绍

碳材料介绍 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

新型碳材料的发展及简介 摘要:碳是世界上含量十分丰富的一种元素。碳材料在人类发展史上起着主导的作用，其应用最为出众的一次是在第二次工业革命。现代科技的发展使得人类又获得了几种新型的碳材料--碳纳米管、碳纤维、C60、碳素系功能材料等。 关键词：碳材料碳纳米管碳纤维 一、前言 碳是世界上含量及广的一种元素。它具有多样的电子轨道特性（SP、SP2、SP3杂化），再加之SP2的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性，因此以碳元素为唯一构成元素的的碳材料，具有各式各样的性质。在历史的发展中传统的碳材料包括：木炭、竹炭、活性炭、炭黑、焦炭、天然石墨、石墨电极、炭刷、炭棒、铅笔等。而随着社会的发展人们不断地对碳元素的研究又发明了许多新型炭材料：金刚石、碳纤维、石墨层间化合物、柔性石墨、核石墨、储能型碳材料、玻璃碳等。其中新型纳米碳材料有：富勒烯、碳纳米管、纳米金刚石、石墨烯等。 没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成如此多类结构和性质不同的物质，可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质，如最硬--最软、绝缘体--半导体--超导体、绝热-良导热、吸光--全透光等。随着时代的变迁和科学的进步，人们不断地发现和利用碳，可以这么说人们对碳元素的开发具有无限的可能性。 自1989年着名的科学杂志《Science》设置每年的“明星分子”以来，碳的两种同素异构体“金刚石”和“C ”相继于1990年和1991年 60 的三位科学家，连续两年获此殊荣，1996年诺贝尔化学奖又授予发现C 60 这些事充分反映了碳元素科学的飞速发展。但是由于碳元素和碳材料具

核工程与核技术概论试题

核工程与核技术概论试题 第一章 1.核电与火电相比有哪些优势？ 2.先进核电的四个评价标准是什么？ 3.第三代核电与第二代核电相比有哪些本质上的区别？ 第二章 1.衰变、放射性、半衰期的定义分别是什么？ 2.锕系核素的定义、来源以及特性分别是什么？ 3.核反应的定义是什么？分别列举出核裂变反应、核聚变反应、中子吸收反应的例子各一例。 4.热中子的定义及特征分别是什么？ 5.中子与物质有哪几种作用形式。 6.举出三种中子慢化剂。 第三章 1.天然铀中，U235的含量是多少？ 2.为什么要发展快中子反应堆？ 3.列举三种易裂变核素与三种可裂变但难裂变核素。 4.为什么核裂变反应终止后，核反应堆还需要继续冷却？ 5.列举三种核反应堆冷却剂。 6. U238吸收中子后最终演变成什么？ 7.列举三种核反应堆控制材料。

第四章 1.大亚湾压水堆中，进行核裂变反应的是哪类中子？慢化剂是什么？冷却剂是什么？一、二回路的温度与压力分别是多少？ 2.压水堆包容放射性物质的四道屏障是什么？ 3.压水堆的专设安全设施有哪些？这些专设安全设施主要针对的是哪种事故？ 4.压水堆一回路压力边界主要由什么构成？ 5.压水堆一回路有哪四个主要设备？ 6.压水堆堆本体有那四个主要组成？ 7.大亚湾压水堆堆芯有盒燃料组件？每盒组件有多少燃料棒？燃料棒内芯块是什么材料？包壳是什么材料？包壳材料高温下与水会发生什么化学反应？ 第五章 1.沸水堆与压水堆有哪些区别？ 2.重水堆与压水堆有哪些区别？ 3.切尔诺贝利反应堆是什么堆型？它在哪些方面与沸水堆、重水堆分别有相似之处？ 4.高温气冷堆的优缺点分别是什么？ 5.快堆为什么用Na做冷却剂而不用水？Na的优缺点分别是什么？快堆为什么有三个回路？ 第七章 1.核安全的最高目标是什么？

碳碳复合材料概述

碳/碳复合材料概述 摘要本文介绍了碳碳复合材料的发展、工艺、特性以及应用。 关键词碳碳复合材料制备工艺性能应用 １前言 C/C复合材料是指以碳纤维或各种碳织物增强，或石墨化的树脂碳以及化学气相沉积（CVD）所形成的复合材料。碳/碳复合材料在高温热处理之后碳元素含量高于99%, 故该材料具有密度低,耐高温, 抗腐蚀, 热冲击性能好, 耐酸、碱、盐,耐摩擦磨损等一系列优异性能。此外, 碳/碳复合材料的室温强度可以保持到2500℃, 对热应力不敏感, 抗烧蚀性能好。故该复合材料具有出色的机械特性, 既可作为结构材料承载重荷, 又可作为功能材料发挥作用, 适于各种高温用途使用[1]。因而它广泛地应用于航天、航空、核能、化工、医用等各个领域。 ２碳碳复合材料的发展 碳碳复合材料是高技术新材料，自1958年碳碳复合材料问世以来，经历了四个阶段： 60年代——碳碳工艺基础研究阶段，以化学气相沉积工艺和液相浸渍工艺的出现为代表； 70年代——烧蚀碳碳应用开发阶段，以碳碳飞机刹车片和碳碳导弹端头帽的应用为代表； 80年代——碳碳热结构应用开发阶段，以航天飞机抗氧化碳碳鼻锥帽和机翼前缘的应用为代表； 90年代——碳碳新工艺开发和民用应用阶段，致力于降低成本，在高性能燃气涡轮发动机航天器和高温炉发热体等领域的应用。 由于碳碳具有高比强度、高比刚度、高温下保持高强度，良好的烧蚀性能、摩擦性能和良好抗热震性能以及复合材料的可设计性，得到了越来越广泛的应用。当今,碳碳复合材料在四大类复合材料中就其研究与应用水平来说,仅次于树脂基复合材料,优先于金属基复合材料和陶瓷基复合材料,已走向工程应用阶段。从技术发展看，碳碳复合材料已经从最初阶段的两向碳碳复合材料发展为三向、四向等多维碳碳复合材料；从单纯抗烧蚀碳碳复合材料发展为抗烧蚀—抗侵蚀和抗烧蚀—抗侵蚀—稳定外形碳碳复合材料；从但功能材料发展为多功能材料。目前碳碳复合材料面对的最主要问题是抗氧化问题[2]。 ３碳碳复合材料的制备加工工 艺[3] C/ C 复合材料的制备工艺: 碳 纤维的选择→胚体的预制成型→胚体 的致密化处理→碳碳复合材料的高温 热处理(如图[4]) ３.１碳纤维的选择 CF 的选择可以改变碳碳复合材 料的力学和热力学性能。纤维的选择 主要依赖于成本、织物结构、性能及 纤维的工艺稳定性。 常用CF 有三种, 即人造丝CF, 聚丙烯腈( PAN ) CF 和沥青CF。 ３.２坯体的预制成型 坯体的成型是指按产品的形状和性能要求先把CF 预先成型为所需结构形状的毛坯, 以便进一步进行C/ C 复合材料的致密化处理工艺。

碳纳米材料概述

碳纳米材料概述 名字：唐海学号：1020560120 前言 纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子组成，也可以由异种原子（非碳原子）组成，甚至可以是纳米孔。纳米碳材料主要包括三种类型：碳纳米管，碳纳米纤维，纳米碳球。 近年来，碳纳米技术的研究相当活跃，多种多样的纳米碳结晶、针状、棒状、桶状等层出不穷。2000年德国和美国科学家还制备出由20个碳原子组成的空心笼状分子。根据理论推算，包含20个碳原子仅是由正五边形构成的，C60分子是富勒烯式结构分子中最小的一种，考虑到原于间结合的角度、力度等问题，人们一直认为这类分子很不稳定，难以存在。德、美科学家制出了C60笼状分子为材料学领域解决了一个重要的研究课题。碳纳米材料中纳米碳纤维、纳米碳管等新型碳材料具有许多优异的物理和化学特性，被广泛地应用于诸多领域。 分类 (1)碳纳米管碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体，一般可分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和双壁碳纳米管。 (2)碳纤维分为丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维两种。碳纤维质轻于铝而强力高于钢，它的比重是铁的1／4，强力是铁的10倍，除了有高超的强力外，其化学性能非常稳定，耐腐蚀性高，同时耐高温和低温、耐辐射、消臭。碳纤维可以使用在各种不同的领域，由于制造成本高，大量用于航空器材、运动器械、建筑工程的结构材料。美国伊利诺伊大学发明了一种廉价碳纤维，有高强力的韧性，同时有很强劲的吸附能力、能过滤有毒的气体和有害的生物，可用于制造防毒衣、面罩、手套和防护性服装等。 (3)碳球根据尺寸大小将碳球分为：(1)富勒烯族系Cn和洋葱碳(具有封闭的石墨层结构，直径在2—20nm之间)，如C60，C70等；(2)未完全石墨化的纳米碳球，直径在50nm 一1μm之间；(3)碳微珠，直径在11μm以上。另外，根据碳球的结构形貌可分为空心碳球、实心硬碳球、多孔碳球、核壳结构碳球和胶状碳球等。 碳纳米材料的性质及相关应用 1.力学 (1)超强纤维碳纳米管具有弹性高、密度低、绝热性好、强度高、隐身性优越、红外吸收性好、疏水性强等优点，它可以与普通纤维混纺来制成防弹保暖隐身的军用装备。 (2)材料增强体用于增强金属、陶瓷和有机材料等。并且结合碳纳米管的导热导电特性，能够制备自愈合材料。

核工程材料

核反应堆材料 压水堆核电站结构 ●核电站原理：核裂变释放出的核能，被载热剂一回路水带出，并经过蒸汽发生器使 二回路水变成蒸汽，蒸汽再驱动汽轮发电机组进行发电。 ●反应堆所用的各种材料在成份、工艺、组织和性能上，都比常规电站材料要求严格第一章绪论 ●一、. 堆材料在核电站中的作用 ●反应堆材料在核电站运行中影响反应堆的安全性和机组寿命； ●反应堆材料对核电站的建设速度、质量、数量和水平都起到重要的作用。 ●在核电站的发展和新堆型的开发中，需要材料科学的发展，以大量材料数据作为基 础，开发新材料。 ●首先各国反应堆运行经验表明，运行上出现的问题或故障抢修，追究其原因， 多半都与材料有关。 ●其次，反应堆材料的工况比较复杂，除受温度、压力和腐蚀介质作用外，还受到中 子辐照，由此而引起的性能恶化，对安全存在威胁。 ●第三，如果堆材料的使用性能与工况要求不相匹配或者余量不足，将会使零、部件 失去预定服役效能而引起失效或损坏。这表明，在设计和建造反应堆过程中，每个部件、每个环节都离不开材料问题。 ●第四，从降低成本、延长寿命和改进堆型考虑，必然涉及到合理选材、改进工艺和 开发新材料的问题。 ●第五，在核电站的定型化、标准化、系列化和商品化的各阶段中，都需要有大量 材料数据作基础 ●二、材料结构 ●材料结构是指组成材料的原子（或离子、分子）相互结合的方式或构成的形式以及 结构要素按一定次序的组合、排列及相互间的各种联系。 ●三、材料结构的具体内容 ● 1.组成材料的原子（或离子、分子）的构造 ● 2.组成材料的原子（或离子、分子）间的结合 ● 3.组成材料的原子（或离子、分子）的排列 ● 4.材料结构内存在的缺陷 ●四、材料的性能 ● 1.材料的性能是材料结构反作用于环境的能力 ● 2.材料的性能是由材料结构所决定的 ● 3.材料性能具有多面性 ● 4.材料性能是可以改变的 原子——晶格——晶粒——相——组织——金属材料。 1.燃料（核裂变材料） ?压水堆核电站燃料用的是UO2陶瓷材料。 耐高温 在铀的氧化物中密度最高 抗蚀 抗肿胀 燃料（核裂变材料）

常用模具材料介绍

ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ==典型应用范围: 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等. ==注塑模工艺条件: 干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80～90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。 模具温度：25～70℃。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 g u注射压力：500～1000bar。 注射速度：中高速度。 ==化学和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 ##################################################### PP 聚丙烯 ==典型应用范围: 汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如 剪草机和喷水器等）。

碳材料介绍

新型碳材料的发展及简介 摘要:碳是世界上含量十分丰富的一种元素。碳材料在人类发展史上起着主导的作用，其应用最为出众的一次是在第二次工业革命。现代科技的发展使得人类又获得了几种新型的碳材料--碳纳米管、碳纤维、C60、碳素系功能材料等。 关键词：碳材料碳纳米管碳纤维 一、前言 碳是世界上含量及广的一种元素。它具有多样的电子轨道特性（SP、SP2、SP3杂化），再加之SP2的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性，因此以碳元素为唯一构成元素的的碳材料，具有各式各样的性质。在历史的发展中传统的碳材料包括：木炭、竹炭、活性炭、炭黑、焦炭、天然石墨、石墨电极、炭刷、炭棒、铅笔等。而随着社会的发展人们不断地对碳元素的研究又发明了许多新型炭材料：金刚石、碳纤维、石墨层间化合物、柔性石墨、核石墨、储能型碳材料、玻璃碳等。其中新型纳米碳材料有：富勒烯、碳纳米管、纳米金刚石、石墨烯等。 没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成如此多类结构和性质不同的物质，可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质，如最硬--最软、绝缘体--半导体--超导体、绝热-良导热、吸光--全透光等。随着时代的变迁和科学的进步，人们不断地发现和利用碳，可以这么说人们对碳元素的开发具有无限的可能性。 自1989年著名的科学杂志《Science》设置每年的“明星分子”以来，碳 ”相继于1990年和1991年连续两年获此的两种同素异构体“金刚石”和“C 60 殊荣，1996年诺贝尔化学奖又授予发现C 的三位科学家，这些事充分反映了 60 碳元素科学的飞速发展。但是由于碳元素和碳材料具有形式和性质的多样性，从而决定了碳元素和碳材料人有许多不为人们知晓的未开发部分。 二、国内外新型碳材料的发展趋势

碳纤维增强复合材料概述

碳纤维增强复合材料概述 摘要：本文对碳纤维增强复合材料进行了介绍，详细介绍了其优点和应用。并对碳纤维复合材料存在的问题提出建议。 关键字：碳纤维，复合材料，应用 Abstract: In this paper, the carbon fiber reinforced composite materials are introduced, its advantages and application was introduced in detail. And puts forward Suggestions on the problems existing in the carbon fiber composite materials. Key words: carbon fiber, composite materials, applications 1.碳纤维增强复合材料介绍 复合材料是将两种或两种以上不同品质的材料通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能新材料，按使用要求可分为结构复合材料和功能复合材料，到目前为止，主要的发展方向是结构复合材料，但现在也正在发展集结构和功能一体化的复合材料。通常将组成复合材料的材料或原材料称之为组分材料（constituent materials），它们可以是金属陶瓷或高聚物材料。对结构复合材料而言，组分材料包括基体和增强体，基体是复合材料中的连续相，其作用是将增强体固结在一起并在增强体之间传递载荷；增强体是复合材料中承载的主体，包括纤维、颗粒、晶须或片状物等的增强体，其中纤维可分为连续纤维、长纤维和短切纤维，按纤维材料又可分为金属纤维、陶瓷纤维和聚合物纤维，而目前用得最多的和最重要的是碳纤维[1]。 碳纤维是一种直径极细的连续细丝材料，直径范围在6～8 μm 内，是近几十年发展起来的一种新型材料。目前用在复合材料中的碳纤维主要有两大类：聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维，分别用聚丙烯腈原丝（称之为前驱体）、沥青原丝通过专门而又复杂的碳化工艺制备而得。通过碳化工艺，使纤维中的氢、

常用模具材料

ABS 丙烯腈-丁二烯－苯乙烯共聚物 ==典型应用范围: 汽车(仪表板,工具舱门，车轮盖，反光镜盒等）,电冰箱,大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等)，电话机壳体,打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等. =＝注塑模工艺条件: 干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~９０℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0．1%。 熔化温度：210~280℃;建议温度:245℃。 模具温度:25~70℃。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低）。 gｕ注射压力：500~100０ｂａｒ。 注射速度：中高速度。 ==化学和物理特性： AＢS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABＳ是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ＡBS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ＡBS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABＳ材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 ##＃#＃#######＃＃#＃###＃###########＃＃#####＃#####＃＃#＃##### ＰP 聚丙烯 ＝=典型应用范围: 汽车工业(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等)，日用消费品（草坪和园艺设备如 剪草机和喷水器等）。 ＝=注塑模工艺条件: 干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度：２20~27５℃，注意不要超过275℃。 上传模具温度：4０~80℃,建议使用50℃。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力：可大到1800bａr。

碳纤维制备工艺简介资料

碳纤维制备工艺简介资料． 碳纤维制备工艺简介 碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。

一、碳纤维生产工艺 可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。 经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。 1，粘胶(纤维素)基碳纤维 用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。

虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。 2，沥青基碳纤维 1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC 沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。 目前，熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。1970年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，至今该公司仍在规模化生产。1975年，美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。我国鞍山东亚精细化工有限公司于20世纪90年代初从美国阿石兰石油公司引进年产200t通用级沥青基碳纤维生产线，1995年已投产，同时还引进了年产45t活性碳纤维的生产装置。 3，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维 PAN基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高，可达45％以上，而且因为生产流程，溶剂回收，三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维之首。所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。PAN基碳纤维生产的流程图如图1所示。

核工业部

核工业部 中华人民共和国核工业部[编辑]维基百科，自由的百科全书中华人民共和国核工业部的前身是1955年第一届全国人民代表大会常务委员会第51次会议决定设立的中华人民共和国第三机械工业部（1955年－1958年），主管中华人民共和国的核工业发展建设和核武器制造，参加了“两弹一星”工程。1958年，原三机部被改名为中华人民共和国第二机械工业部（1958年－1982年）。1982年，原二机部被改名为中华人民共和国核工业部。1988年4月，核工业部被撤销，其行政职能被并入新建的能源部，同时组建了中国核工业总公司，承担核军工、核电、核燃料、核应用技术等领域的科研开发、建设和生产经营，以及对外经济合作和进出口业务。目录[隐藏] 1历任部长1.1第三机械工业部（1955年－1958年）1.2第二机械工业部（1958年－1982年）1.3核工业部（1982年－1988年）2机构设置3参考文献4参见历任部长[编辑]第三机械工业部（1955年－1958年）[编辑]宋任穷第二机械工业部（1958年－1982年）[编辑]宋任穷刘杰（1960.9.30－文革初期）吕世英（1967.5－1968 军管会主任）袁学凯（1968－1970.6 军管会主任）（70.06－73.05 革委会主任）刘西尧（1975.1－1977.1）刘伟（1977.1－1982.5）核工业部（1982年－1988年）[编辑]

张忱（女）（1982.5－1983.6）蒋心雄（1983.6－1988.4）机构设置[编辑]二局三局: 地质局雷荣天副部长负责。辖6个地区管理局，51个大队，分布24个省，6万多人四局: 工程局五局: 科技局七局: 同位素应用局,同时是国家科委八局八局九局: 核武器局，领导九所与221厂。1964年，九局、九所、221厂合并为九院。1974年复设九局。十局: 设备局十一局: 情报所十二局: 矿治局十三局: 设计院十四局: 最 初为404厂，1963年后为堆工局。十五局: 兰州铀浓缩厂物资局军工局，1980年代设立部属高校中南工学院（今南华大学）华东地质学院（今东华理工大学）苏州医学院（今苏州大学医学部）华北第三工业学校(今内蒙古工业大学)南京工业学校（今南京工程学院）参考文献[编辑]参见[编辑]中华人民共和国核工业国家原子能机构先前机关： 中华人民共和国第二(第三)机械工业部 1956年11月—(1958年改名)—1982年3月中华人民共和国国务院下属部门 中华人民共和国核工业部 1982年3月－1988年4月机构撤销： 转为中国核工业总公司

核工程中的石墨和炭素材料_第五讲

核工程中的石墨和炭素材料(第五讲) 徐世江 (清华大学核能技术设计研究院,北京102201) GRAPHITE AND CARBONACEOUS MATERIAL IN NUCLEAR ENGINEEFING XU Sh-i jiang (Institute of Nuclear Energ y Technolog y,Tsinghua University,Beijing 102202,China) 5 石墨的辐照损伤(二) 5 1 石墨的潜能 影响石墨潜能积聚的主要因素是辐照剂量和辐照温度。图1是石墨潜能与辐照剂量及辐照温度的关系[1]。 从图1可以看出:随着辐照剂量的增加,潜能增加并趋向饱和;随着辐照温度的增加,潜能积累的速度降低,潜能饱和值减小,达到饱和值的辐照剂量增加。从第4讲中我们知道,裂变中子在慢化成热中子的过程中,平均每个中子约产生20000个离位原子。辐照温度越低,原子的活动能力越差,离位原子大部分形成间隙原子 空位对型缺陷,这种缺陷的能量为10eV/对, 中子的能量大部分以间隙原子 图1 石墨的潜能与辐照剂量和辐照温度的关系 空位对缺陷能的形式固定在石墨中。实际上即 使在极低温度下辐照,由于中子和击出原子在其行程的末端形成的离位峰和热峰的作用,有相当部分间隙原子和空位会复合,从而降低缺陷密度和潜能。随着温度的增加,原子活动性增加,间隙原子与空位复合的几率增加;间隙原子扩散聚集成原子簇;间隙原子扩散到晶界等缺陷等过程,降低了缺陷的密度和单位离位原子的能量,从而降低了潜能积聚速度和饱和值(温度足够高时空位也会发生间隙原子相应的过程)。 图2 CSF 石墨、炭黑和树脂炭辐照到530MWd/At 后加热到600 时释出的潜能 2000年第5期 总第110期 CARBON TECHNIQUES 炭 素 技 术 2000 5 SUM110

第一章 模具材料概论

第一章模具材料概论 1按照模具的工作条件可将模具分为三大类：冷作模具，热作模具，成型模具。 2在模具中常遇到的磨损形式有：磨料磨损，粘着磨损，氧化磨损和疲劳磨损等。 3 在磨料磨损的条件下，影响耐磨性的主要因素有：硬度和组织。 4 钢的基体组织中，铁素体耐磨性最差，马氏体耐磨性较好，下贝氏体耐磨性最好。对于淬火回火钢，一般认为在含有少量残余奥氏体的回火马氏体的基体上均匀分布着细小碳化物的组织，其耐磨性为最好。 5 对于粘着磨损的情况，影响材料耐磨性的因素也比较复杂。一般脆性材料和高熔点材料的抗粘着能力较高。减少材料的磨檫系数可以提高耐粘着磨檫性。 6 热作模具、部分成型模具或冷作模具等，由于工作温度较高，通常需要考虑模具材料的耐热性。高温材料的热稳定性常以600~700°C时的屈服强度表示，它与钢的抗回火能力有关。 7 合金化或进行表面处理是提高模具钢耐腐蚀性的主要方法。 8 模具的失效分偶然失效和工作失效两类。 9 模具的主要失效形式是断裂、过量变形、表面损伤和热作疲劳。 第二章冷作模具材料 1 目前使用的冷作模具材料有：冷作模具钢、硬质合金、陶瓷材料、铸钢等，使用最多的是冷作模具钢和硬质合金。 2 冷作模具在工作中受到拉深、弯曲、压缩、冲击、疲劳、摩檫等机械力的作用，其正常的失效形式主要是磨损、脆断、变形、咬合等。 3 对于大型模具除了要求有足够的硬度外，还要求心部有良好的强韧性配合，这就需要模具钢具有高的淬透性，淬火时采用较缓的冷却介质，就可以获得较深硬化层。对于形状复杂的小型模具，也常采用高淬透性的模具钢制造，这是为了使淬火后能获得较均匀的应力状态，以避免开裂或较大的变形。 4 回火稳定性反因了冷作模具受热软化的抗力。 5 低淬透性冷作模具钢中，使用最多的是碳素工具钢（T7A、T8A、T10A、T12A）和GC R15轴承钢。 6预先处理一般采用等温球化退火，工艺规范为：加热温度750~770°C，等温温度680～700°C。退火后的组织应为4～6级的球状珠光体，硬度小于197HBS。 7 碳素工具钢适宜制造尺寸较小/形状简单、负荷较轻、生产批量不大的冷作模具，其中T10A 钢是性能较好，但淬透性差，用盐和碱水溶液冷却较好。 8 如终锻温度过高，将形成粗大网状碳化物，如终锻温度过低，结果使碳化物呈线条状出现。这两类碳化物均不能通过球化退火加以改变，而必须在球化退火之前通过正火方法进行消除，这样才能保证球化退火质量并赋予模具良好的热处理性能。 9 如果锻造质量不高，出现严重网状碳化物或粗大晶粒时，必须在球化退火之前进行一次正火，正火加热温度为930～９５０°Ｃ。 10、低变速冷作模具钢的性能虽然优于碳素工具钢，但其耐磨性、强韧性、变形要求等仍不能满足形状复杂的重载冷作模具的需要。为此，发展了高耐磨微变形冷作模具钢。 11、冲载模的正常失效形式主要是：磨损，刃口由锋利变圆钝。 12、冷挤压模具的正常失效方式主要有檫伤磨损或氧化磨损。 13、冷挤压模具的性能要求：必须具有高的强韧性，良好的耐磨性，一定的热疲劳性和足够的回火稳定性，与厚板冲载模有相似之处。 14、冷作模具钢的强韧化处理工艺主要包括：低淬低回，高淬高回，微细化处理、等温和分级淬火等。 15、根据工作条件，热作模具可分为：热锻模、热挤压模、压铸模和热冲载模等几类。

核工业复习资料

作业3：1.铀的氧化物的物理性质和化学性质：UO2 , U3O8 , UO3 物理性质： 氧化物颜色熔点，℃密度，g/cm3可用的制备方法 UO2棕色276010.97用H2还原UO3 U3O8黑色分解8.38氧化UO2 UO3桔色分解7.00灼烧UO2(NO3)2 化学性质： ①二氧化铀 UO2呈棕黑色，可在还原剂存在下，煅烧分解铀酰盐或者高温还原某些铀氧化物来制备。在室温下比较稳定。但在空气中加热到200度以上被氧化成U3O8： UO2在室温情况下可与HCl 、H2SO4和HNO3缓慢作用。在热HNO3溶液中反应加快，生成黄色的UO2(NO3)2溶液： UO2不溶于水和碱，但在含有H2O2的碱或者碳酸盐溶液中迅速溶解，生成过铀酸盐 UO2可作为动力堆的燃料元件。 ②八氧化三铀 U3O8可以通过灼烧多种铀盐或某些铀氧化物来制备，其颜色随制备条件的不同而呈现橄榄绿、墨绿或黑色等。 U3O8是铀最稳定的氧化物在500°以上的空气中，唯有U3O8才能稳定存在，且组成固定，因而它可作为重量法测铀的基准化合物。 U3O8不溶于水和各种稀酸，但可与浓HNO3作用生成UO2(NO3)2溶液，也能与浓H2SO4或HCl 作用，生成四价铀盐和铀酰盐的混合物： ③ UO3为两性铀氧化合物，它与酸作用生成铀酰盐，与碱作用生成难溶性的铀酸盐如Na2UO4或重铀酸盐如（NH4)2U2O7。因此，称作铀酸酐。 UO3在水中的溶解度很小，仅为1.2 10-8g/mL 。但是它能与血浆中的NaHCO3作用，生成可溶性的络合物Na4[UO2(CO3)3]，从而增加在血浆中的溶解度： 83200223O U O UO C ??→?+??↑++→+NO O H NO UO HNO UO 24)(38322232O H UO Na NaOH O H UO 284222644+→++O H SO U SO UO SO H O U 2244242834)(24++→+