第二章逆变电源
2.1弧焊逆变器概述
直流与交流之间的变换称为逆变，实现这种变换的装置称为逆变器。为焊接提供电能，并具有弧焊工艺所要求的电气性能的逆变器，称为弧焊逆变器。为了获得较好的传递电能的效果，一般是把直流变成较高频率的交流电。
2.2.1弧焊逆变器的主要组成及其作用
弧焊逆变器按逆变电路中核心电子功率开关管所处的换流状态不同，有硬开关型弧焊逆变器和软开关型弧焊逆变器之分。弧焊逆变器是时电子系统控制电源的一种新型式，他的基本原理和主要组成与常规的电子控制弧焊电源相比较，可以说本质上市基本相同的。其主要组成部分分别为供电系统；电子控制系统；给定与反馈电路；焊接电弧等。
2.2.2弧焊逆变器的基本原理
在供电系统中，单相或三相50HZ或60HZ的交流网络电压单相220或380V，经输入整流器整流和滤波器滤波后，获得逆变主电路所需要的平滑直流电压，单相310V或者三相整流后约520V.该直流电压在电子功率系统中经逆变主电路的大功率开关电子器件（晶体管,晶闸管，场效应管或IGBT)组的交替开关作用，变成几千到20万赫兹的中频高压电，在经过高中频变压器降低到适合焊接的几十伏低电压，并借助于电子控制系统的控制驱动电路和给定与反馈电路，以及
焊接回路的阻抗来获得焊接工艺所需要的静特性和外特性。如果需要采用直流电进行焊接，还需要经输出整流器整流和电抗器电容器的滤波，把中高频交流变为直流输出。如果用作交流电源时，还需要用电子开关再次逆变成为交流电。还有一点很重要的是整流器采用的二极管并非普通二极管，而是快速二极管。
2.2.3弧焊逆变器的输出电器特性
为了满足弧焊工艺的要求，弧焊逆变器的输出电气特性应该具有相应的适应性。电气特性主要包括外特性，调节性能和动特性。
2.3电子控制电路的基本功能
电子控制电路的基本作用在于，向弧焊逆变器驱动电路提供李一对前后沿陡峭，相位差180度对称和宽度可以变或者相位可以移动的矩形脉冲列（晶闸管逆变器除外）。有的逆变器如半桥式或者全桥式，要求脉冲列彼此绝缘。对于单端逆变主电路而言只要一组脉冲。下面具体的介绍控制电路的几点基本功能：
1.为驱动电路提供前后沿陡峭，相位差180°对称的脉冲列。根据逆变器的不同类型，要求脉冲宽度可变，或者频率可以调节。
2.有足够的电路增益，在输入电网电压和负载电流允许的变化范围内使弧焊逆变器输出电压，电流达到规定的精度。
3.获得规定的输出电压，电流可调节范围。
4.实现输入输出电压的软起动。
5.应实现输出弧焊工艺所要求的电器性能，包括外特性、调节特性、动特性、和波形。
6.负载功率超过额定值时，应该自动限制输出功率或者切断主电路供电电源。
7.一般情况下，都要求控制电路能够实现输出和反馈输入之间的隔离和绝缘。
8.应按设计的顺序关断主电路电源和控制电路电源。
9.在机器人焊接、半自动与自动焊接时，操纵者远离弧焊逆变器，需使用遥控盒来控制逆变器的操作。
10.设置与外围设备有强、弱电接口。
11.温度监视，对限流，过载，缺相等状态的警告和提示灯。
2.4弧焊逆变器的分类与应用
2.4.1晶闸管式弧焊逆变器
以快速晶闸管（SCR)为逆变主电路的大功率高压开关管，通过其触发角来进行控制的弧焊逆变器。
2.4.1.2主要组成与基本原理
1.输入整流器，这是一个普通的单相或三相整流桥。它把50HZ或60HZ的工频电压变成直流电压。
2.输入滤波器，由带间隙的普通电抗器和电容器组成的
滤波器，使输入变得比较平滑。
3.大功率快速晶闸管组，它作为大功率高压电子开关，把直流电压或电流逆变成为数千赫兹的中频电压。
4.中频变压器，它把高压小电流转变为符合焊接工艺所需要的低电压大电流。通常，他的铁芯材料为铁氧体或用非晶态合金、微晶、高ρ值硅钢片。
5.输出快速整流器，把低电压中频交流电整流为直流电。
6.输出滤波器，使脉动系数较大的直流电变得比较平滑。但他与输入滤波器有所不同，输入滤波的脉动频率为100-300HZ，但输出滤波的脉动频率达到数千至数万赫兹，故需要采用中频滤波器件。
7.触发控制驱动电路，用于产生晶闸管的触发控制驱动脉冲信号。
8.稳定电源和操作电路，它为触发控制驱动电路，操作电路和给定反馈比较电路提供稳定电源。
9.反馈比较电路，从输出电路按一定比例取出电弧电压，电流的负反馈信号，与给定的标准电压进行比较和放大，为触发驱动电路提供控制信号。
2.4.1.3逆变主电路的形式与工作原理
晶闸管式弧焊逆变器由于采用了快速晶闸管作为高压大功率开关管，而这种管子最早用于逆变器，成熟程度高，容量大，但他本身的开关速度慢。管子的技术性能为这种逆
变器带来了结构与性能的以下特点：工作可靠性高，逆变工作频率低，驱动功率低，控制电路比较简单，单管的容量大，价格低，但其控制性能不够理想，功率因数小，冲击电流大，效率比其他类型的弧焊逆变器低。
第三章铁芯材料
3.1电工用硅钢薄板俗称矽钢片或硅钢片。顾名思义，它是含硅高达0.8％-
4.8％的电工硅钢，经热、冷轧制成。一般来说，厚度在1mm以下，故称薄板。硅钢片广义讲属板材类。电工用硅钢薄板具有优良的电磁性能，是电力、电讯和仪表和较低频率电压器和特种工业中不可缺少的重要磁性材料。
（1）硅钢片的分类
A、硅钢片按其含硅量不同可分为低硅和高硅两种。低硅片含硅2.8％以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电机，俗称电机硅钢片；高硅片含硅量为2.8％-4.8％，它具有磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片。两者在实际使用中并无严格界限，常用高硅片制造大型电机。
B、按生产加工工艺可分热轧和冷轧两种，冷轧又可分晶粒无取向和晶粒取向两种。冷轧片厚度均匀、表面质量好、磁性较高，因此，随着工业发展，热轧片有被冷轧片取代之趋势(我国现在已经明确规定停止使用热轧硅钢片。）
（2）硅钢片性能指标
A、铁损低。质量的最重要指标，世界各国都以铁损值划分牌号，铁损越低，牌号越高，质量也高当然价格也高。
B、磁感应强度高。在相同磁场下能获得较高磁感的硅钢片，用它制造的电机或变压器铁芯的体积和重量较小，相对而言可节省硅钢片、铜线和绝缘材料等。
C、叠装系数高。硅钢片表面光滑，平整和厚度均匀，制造铁芯的叠装系数提高。
D、冲片性好。对制造小型、微型电机铁芯，这点更重要。
E、表面对绝缘膜的附着性和焊接性良好。
F、磁时效。
（一）电工用热轧硅钢薄板（GB5212-85）
电工用热轧硅钢薄板以含碳损低的硅铁软磁合金作材质，经热轧成厚度小于1mm的薄板。电工用热轧硅钢薄板也称热轧硅钢片按其合硅量可分为低硅（Si≤2.8％）和高硅（Si≤4.8
（二）电工用冷轧硅钢薄板（GB2521-88）用含硅0.8％-4.8％的电工硅钢为材质，经冷轧而成。
冷轧硅钢片分晶粒无取向和晶粒取向两种钢带。冷轧电工钢带具有表面平整、厚度均匀、叠装系数高、冲片性好等特点，且比热轧电工钢带磁感高、铁损低。用冷带代替热轧带制造电机或变压器，其重量和体积可减少0％-25％。若用冷轧取向带，性能更佳，用它代替热轧带或低档次冷轧带，可减少变压器电能消耗量45％-50％，且变压器工作性能更可靠。用于制造电机和变压器。通常，晶粒无取向冷轧带用作电机或焊接变压器等的状态；晶粒取向冷轧带用作电源变压器。
3.2铁氧体
铁氧体是一种非金属磁性材料，又叫铁淦氧。它是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物（例如：氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶等）配制烧结而成。它的相对磁导率可高达几千，电阻率是金属的1011倍，涡流损耗小，适合于制作高频电磁器件。铁氧体有硬磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁五类。旧称铁淦氧磁物或铁淦氧，其生产过程和外观类似陶瓷，因而也称为磁性瓷。铁氧体是铁和其他一种或多种适当的金属元素的复合氧化物。性质属于半导体，通常作为磁性介质应用，铁氧体磁性材料与金属或合金磁性材料之间最重要的区别在于导电性。通常前者的电阻率为102～108Ω2cm，而后者只有10-6～10-4Ω2cm。
3.2.2软磁铁氧体铁氧体的应用
软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物，采用粉末冶金方法生产。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等几类，其中Mn-Zn铁氧体的产量和用量最大，Mn-Zn铁氧体的电阻率低，为1～10 欧姆/米，一般在100kHZ以下的频率使用。Cu-Zn、Ni-Zn铁氧体的电阻率为102～104欧姆/米，在100kHz～10 兆赫的无线电频段的损耗小，多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器。磁芯形状种类丰富，有E、I、U、EC、ETD形、方形（RM、EP、PQ）、罐形（PC、RS、DS）及圆形等。在应用上很方便。由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率，粉末冶金方法又适宜于大批量生产，因此成本低，又因为是烧结物硬度大、对应力不敏感，在应用上很方便。而且磁导率随频率的变化特性稳定，在150kHz以下基本保持不变。随着软磁铁氧体的出现，磁粉芯的生产大大减少了，很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替。国内外铁氧体的生产厂家很多，在此仅以美国的Magnetics公司生产的Mn-Zn铁氧体为例介绍其应用状况。分为三类基本材料：电信用基本材料、宽带及EMI材料、功率型材料。电信用铁氧体的磁导率从750～2300, 具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系, 是磁导率在工作中下降最慢的一种，约每10年下降3%～4%。广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、
接近传感器。宽带铁氧体也就是常说的高导磁率铁氧体，磁导率分别有5000、10000、15000。其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性。广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器，在宽带变压器和EMI上多用。功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度，为4000～5000Gs。另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。也就是说，随频率增大、损耗上升不大；随温度提高、损耗变化不大。广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路。
3.3微晶态合金
较高的饱和磁感应强度(1.1～1.2T),高导磁率,低矫顽力,低损耗及良的稳定性,耐磨性,耐蚀性,同时具有较低的价格,在所有的金属软磁材料芯中具有最佳的性价比,用于制作微晶铁芯的材料被誉为"绿色材料".泛应用于取代硅钢,坡莫合金及铁氧体,作为各种形式的高频(20KHz100KHz)开关电源中的大中小功率的主变压器,控制变压器,波电感,储能电感,电抗器,磁放大器和饱和电抗器铁芯,EMC滤波器共电感和差模电感铁芯,IDSN微型隔离变压器铁芯;也广泛应用于各种类同精度的互感器铁芯. 环型规格范围: 磁芯最大外径:750mm。
磁芯最小内径:6mm。
磁芯最小片宽:5mm。
磁芯最大片宽:40mm (可叠加得到更宽）。
3.4超微晶材料
3 .4.1.VITROPERM 500F铁基超微晶磁芯具有以下特点：1)极高的初始磁导率，μ=30 000～80 000，且磁导率随磁通密度和温度的变化非常小；
2)磁芯损耗极低，并且在一40～+120℃范围内不随温度而变化；
3)非常高的饱和磁通密度，允许选择较低的开关频率，能降低开关电源及EMI滤波器的成本；
4)磁芯采用环氧树脂封装，机械强度高，无磁滞伸缩现象，能承受强振动；
5)可取代传统的铁氧体磁芯以减小开关电源的体积．提高可靠件．
图一
3.4.2 超微晶磁芯材料在高频变压器中的应用
目前，高频变压器一般选用铁氧体磁芯。VITROPERM
5OOF铁基超微晶磁芯与德国两门子公司生产的N67系列铁氧体磁芯的性能比较，如图1所示。图1(a)为磁导率的相对变化率与温度的关系曲线；图1(b)为磁感应强度(B)与矫顽力(H)的关系曲线；图1(c)则为损耗．温度曲线。由图l(a)可见，超微晶磁芯的磁导率随温度的变化量远远低于铁氧体磁芯，可提高开关电源的稳定性和可靠性。由图l(b)可见，超微晶磁芯的／μB乘积比铁氧体磁芯高许多倍，这意味着可大大减小高频变压器的体积及重量。由图1(c)可见，当温度发生变化时，超微晶磁芯的损耗远低于铁氧体磁芯。此外，铁氧体磁芯的居里点温度较低，在高温下容易退磁。若采用超微晶磁芯制作变压器，即可将工作时的磁感应强度变化量从O．4T提高到1．OT，使功率开关管的工作频率降低到100kHz以下。
第四章变压器的结构原理与设计
4.1变压器的结构
变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理，把一种电压等级的交流电能转换成另一种电压等级的交流电能。变压器是电力系统中实现电能的经济传输、灵活分配和合理使用的重要设备，在国民经济和其他部门也获得了广泛应用。一般常用变压器的分类可归纳如下：
按相数分：
(1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 (2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。按冷却方式分：
(1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
按用途分：
(1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。
(2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。
(3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。
(4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。
按绕组形式分：
(1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。
(2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。
(3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。按铁芯形式分：
(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。
（2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。
(3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
在电力系统中，用到最多的是油浸式变压器，其最基本的结构式铁芯、绕组、绝缘材料、邮箱等组成，为了使变压器安全可靠地运行，还需要冷却装置、保护装置。
一、铁芯
铁芯是组成变压器基本的组成部件之一，是变压器导磁的主磁路，又是器身的主骨架，它由铁柱、铁轭和夹紧装置组成。常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。硅钢是一种合硅（硅也称矽）的钢，其含硅量在0．8～4．8%。
由硅钢做变压器的铁芯，是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质，在通电线圈中，它可以产生较大的磁感应强度，从而可以使变压器的体积缩小。变压器工作时，线圈中有交变电流，它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流，在垂直于磁通方向的平面内环流着，所以叫涡流。涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗，变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以增大涡流通路上的电阻；同时，硅钢中的硅使材料的电阻率增大，也起到减小涡流的作用。用做变压器的铁芯，一般选用0．35mm厚的冷轧硅钢片，按所需铁芯的尺寸，将它裁成长形片，然后交叠成“日”字形或“口”字形。从道理上讲，若为减小涡流，硅钢片厚度越薄，拼接的片条越狭窄，效果越好。这不但减小了涡流损耗，降低了温升，还能节省硅钢片的用料。但实际上制作硅钢片铁芯时。并不单从上述的一面有利因素出发，因为那样制作铁芯，要大大增加工时，还减小了铁芯的有效截面。所以，用硅钢片制作变压器铁芯时，要从具体情况出发，权衡利弊，选择最佳尺寸。
二、绕组
绕组是变压器最关键的部件，是变压器进行电能交换的中枢，它应具有足够的绝缘强度、机械强度、耐热能力和良
好的散热条件。变压器的绕组大多用包有绝缘的铜导线绕制而成，在中小型变压器中也有用铝线代替铜线的；电压高的绕组为高压绕组，电正低的绕组为低压绕组、绕组套在铁心柱上的位置．低压绕组在里．高压绕组在外，这样绝缘距离小，绕组与铁心的尺寸都可以小些。绕组也有很多种结构形式．这里也不做介绍了。其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。
三、绝缘结构
变压器的绝缘包括外部绝缘和内部绝缘，外部绝缘指的是变压器的同相或异相套管之间以及套管对地部分之间的绝缘，内部绝缘指的是邮箱内的绝缘，主要是绕组绝缘，引线和分接开关的绝缘。中性点的绝缘结构有两种：一种是全绝缘结构，其特点是中性点的绝缘水平与三相端部出线电压等级的绝缘水平相同，此种绝缘结构主要用于绝缘要求较高的小接地电流接地系统，目前我国40kv及以下
电压等级电网均属小电流接地系统，所用的变压器都有是全绝缘结构。另一种是分级绝缘结构，其特点是中性点的绝缘水平低于三相端部出线电压等级的绝缘水平。分级绝缘的变压器主要用于是110kv及上电压等级电网的大电流接地系统。采用分级绝缘的变压器可以使内绝缘尺寸减小，从而使整个变压器的尺寸缩小，这样可降低造价。四、分接开关
电力变压器的分接开关是用来调节变压器输出电压的。由于电力系统电网中各处的电压不是完全相同的，为了使得变压器无论安装在电网什么位置都能输出额定电压，就在变压器的高压绕组设置了多次抽头，并将抽头接到分接开关上，通过开关于电网相连。这样，可以通过分接开关与不同的变压器绕组抽头连接来改变变压器高低压绕组的匝数比，从而达到调节变压器输出电压的目的。分接头
有无载调节和有载调节两种，前者只能在变压器于电网脱开后调节分接开关位置，而后者可以在变压器运行工况中调节分接头位置。一般配电变压器，如果没有特殊的要求，都采用无载调压分接头开关，调节档次为±5%额定电压，容量稍微大一些是可以是±2X2.5%。而采用有载调压分接头的，可以有±5X1.25%、±7X1.0%等等许多组合。
铁氧体法处理电解锌厂生产废水 张学洪1, 王敦球1, 程利2, 朱义年1, 李金城1, 丁昌福2 (1.桂林工学院资源与环境工程系,桂林 541004; 2.桂林市环境保护局,桂林 541001) 摘 要:在对广西某电解锌厂的金属废水分析的基础上,采用铁氧体法对其产生的含铜、锌废水进行工程实际处理,运行结果表明,处理效果十分稳定。进水Cu2+、Zn2+浓度为25mg/L,1200mg/L左右,pH为2.0,出水pH为8.0左右,Cu2+,Zn2+浓度为0.1mg/L,1. 0mg/L,并对运行中的一些问题进行了讨论。 关键词:铁氧体; 电解锌厂; 废水处理 中图分类号:X781.1 文献标识码:A 文章编号:1003-6504(2003)01-0036-02 广西某电解锌厂年产金属加工2400t/a,在生产过程中主要有碱洗除氯工段排放的废水及碱洗后用清水冲洗时产生的废水,属于典型的重金属离子废水。废水排放量为120t/d,具体水质情况见表1。 表1 废水水质情况 污染物成份Cu2+(mg/L)Zn2+(mg/L)pH 碱洗除氯工段301900 1.8 冲洗工段11500 4.5 综合出水口241100 2.0 该厂属于广西限期治理项目,要求废水处理后达到 污水综合排放标准 (GB8978-1996)一级标准。 1 工艺流程的确定 1.1 方案确定 一般重金属废水的处理方法[1~5]主要有中和沉淀法、化学沉淀法、氧化还原法、气浮法、电解法、生化法等。中和沉淀处理过程简单,中和剂来源广泛,但处理效果较差,沉渣量大;氧化还原法需消耗大量的酸,产生的废渣和污泥量也大;气浮法处理重金属残留低,操作速度快,占地少,但浮渣和净化水回用需进一步解决,运行费用稍高;电解法设备简单、占地少,且可以回收金属,但是耗电量太大,运行成本较高,出水水质差,处理量小。因此本设计工艺在综合考虑多方面的因素后,决定选用化学沉淀法中铁氧体工艺处理该电解锌厂废水,其工艺流程见图1。 1.2 工艺原理 投加FeSO4可使废水中的重金属离子形成磁性铁氧体晶体而沉淀析出,铁氧体通式为FeO Fe2O3[1],废水中的二价重金属离子Cu2+、Zn2+等占据Fe2+的晶格。在铁氧体法处理工艺中,FeSO4中的Fe2+先被 作者简介:张学洪(1963-),男,博士后,教授,主要从事水污染治理、固体废物处理教学和科研工作。 FeS O4 NaOH 废水 调节池 混合反应沉淀池 回用水池 回用或排放 上清液 铁氧体制作槽 污泥干化厂 污泥外运 空气 蒸汽 图1 电解锌厂废水处理工艺流程 氧化成Fe3+,加碱调pH为8~10左右时,Fe3+和Cu2+、Fe2+形成氢氧化物共沉淀,然后在60~80 下通风氧化,其中有一部分Fe(OH)2转化为Fe(OH)3,就形成了铁氧体晶体。 2 主要构筑物和工艺参数 主要构筑物及其工艺参数见表2。 表2 主要构筑物规格及其参数 构筑物型号规格数量设计运行参数 调节池钢砼4.5m 1.5m 2m1座 Q=5m3/h,HRT=6h, V有效=30m3 混合沉淀反应池钢砼3m 3m 2.5m2座 反应时间t=20min,沉 淀时间t=2h 铁氧体制作槽钢砼3m 3m 2m1座V 有效 =18m3 回用水池钢砼5m 5m 2m1座HRT=8h 污泥干化池砖混5m 5m 1m2座V 有效 =25m3,HRT=5d 溶药池塑钢1m 1m 1m2座 V有效=1m3,停留时间t =10min 3 调试运行 3.1 调试 先在反应池内进满废水,计算出需NaOH溶液和FeSO4溶液的量后,适量加入反应池,调节pH值为8 ~10左右,搅拌反应,并在反应过程中通过pH监测仪器和投药系统始终保持pH范围在8~10左右,反应30min后,经过2h沉淀,即可达到排放要求,实际运行中两反应池可交替操作。 3.2 验收监测情况 调试完毕,稳定运行一个月后,经桂林市环境监测 环境科学与技术 第26卷 第1期 2003年1月
广东工业大学研究生课程考试试卷封面 学院：环境科学与工程学院 开课单位：环境学院 专业：环境工程 姓名：胡剑 学号：2110907009 考试科目:污染控制化学 学生类别：硕士 考试时间: 第 19 周星期 三 ( 2010年 1 月 13日) 开课学期：2009 年 秋 季 任课教师：刘国光
摘要： 铁氧体法是化学法处理重金属废水特别是电镀含铬废水中非常实用的一种方法。本文将介绍采用铁氧体法处理含Cr2O72+（Cr6+）、Cr3+混合废水的基本原理和一般工艺流程，以及主要技术参数，包括硫酸亚铁的投加量和投加方式、氧化还原反应时间、不同阶段废水酸碱度的控制、加热温度的控制以及通气量。本次旨在对铁氧体法处理含铬废水的影响因素如Fe2+投加量、溶液pH值、温度等进行研究和探讨，确定了铁氧体法处理含重金属废水的各种工艺条件及主要技术参数。 关键词： 电镀污水；含铬废水；铁氧体；硫酸亚铁 前言： 随着国民经济的发展，在冶炼、电镀、金属加工、制革、印染等许多行业的工业废水中都含有大量的铬，长期饮用受铬污染的水会导致畸胎、致突变、致癌。因此，对含铬废水的处理非常必要。以前国内外对含铬废水的处理主要采用化学沉淀法、电解还原——凝聚法、活性炭吸附、反渗透等，但处理成本比较高，工艺技术还有待提高。本文所讨论的铁氧体法是近年来根据湿法生产铁氧体的原理而发展起来的一种新型处理方法，是指向污水中投加铁盐，通过工艺条件的控制，使污水中多种重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体沉淀物，通过固液分离，去除重金属离子。该法比较实用，可同时去除多种离子，且去除率高，铁氧体沉渣稳定，不存在二次污染，同时铁氧体又有回收利用价值。 反应原理： 铁氧体法处理含铬废水是先利用FeSO4作还原剂，在一定酸度下将废水中Cr2O72+（Cr6+）还原成Cr3+，然后加入NaOH，调节反应酸碱度，加热并鼓风暴气，使Fe2+、Fe3+和Cr3+反应共沉淀，生成具有磁性的铁氧体。 铁氧体是一种由铁离子、氧原子及其它金属离子组成的氧化物晶体，通常呈立方结构，其化学式为：AB2O4、A2BO4或BOA2O3(A代表金属离子，B代表铬离子)。由于Cr3+和Fe3+具有相同的离子电荷和相近的离子半径（r Fe3+ = 64 pm，r Cr3+ = 69 pm)，在铁氧体的沉淀过程中，Cr3+取代大部分Fe3+，可以使Cr3+成为铁氧体的组分而沉淀出来，从而去除了废水中的Cr2O72+（Cr6+），达到净化废水的目的。 反应机理如下： 在酸性条件下，Cr2O72+（Cr6+）首先被Fe2+还原为Cr3+： 2 Cr2O72+ + 6 Fe2+ + 14 H+—— 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O 然后调节废水pH值至碱性，使其中Cr3+、Fe3+和Fe2+发生共沉淀： Fe2+ + 2 OH－—— Fe(OH)2
铁氧体.txt如果中了一千万，我就去买30套房子租给别人，每天都去收一次房租。哇咔咔~~充实骑白马的不一定是王子，可能是唐僧；带翅膀的也不一定是天使，有时候是鸟人。是镍铁尖晶石 尖晶石是一族矿物，在自然界中形成于熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用形成的。有些出现在富铝的基性岩浆岩中。宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，是一种镁铝氧化物。晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩，有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的，有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽，透明。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。 H2 + 2Fe3+ +O2- ==H2O + 2Fe+ +Vo(空穴) CO2 +2Vo+ 4Fe2+ ==C +2O2- +4Fe3+ 总反应:CO2+2H2 ==2H2O +C 不同的铁磁材料磁滞现象的程度不同，磁滞回线水平方向越宽的材料，也就是磁滞回线面积越大的材料，其磁滞现象越严重。如图（a）所示，磁滞回线面积宽阔，材料的剩磁和矫顽磁力都大，其磁滞损失严重，不宜于作交变磁场中工作的铁心，而适合于作永久磁铁，这种材料称为硬磁性材料。如图（b）所示，磁滞回线瘦窄，而面积较小，这种材料称为软磁性材料，它的磁滞损失较小，适于交变磁场工作。软磁材料是电子工业中变压器、电机等电磁设备所不可缺少的材料。 软磁性材料软磁性材料的剩磁与矫顽磁力都很小，即磁滞回线很窄，它与基本磁化曲线几乎重合。这种软磁性材料适宜作电感线圈、变压器、继电器和电机的铁心。常用的软磁性材料有硅钢片，坡莫合金和铁氧体等。 1. 硅钢片硅钢片是电源变压器、电机、阻流线圈和低频电路的输入输出变压器等设备最常用的材料。硅钢片质量的好坏，通常用饱和磁感应强度B来表示。好的硅钢片饱和磁感应强度可达10000高斯以上，看上去晶粒多、片子薄、质脆、断面曲折。差的硅钢片只有6000高斯，看上去呈深黑色、片子厚、韧性大、断面平直。有一种专供C型变压器铁心用的冷轧硅钢片，它的导磁性能是有方向性的，使用时要沿导磁性强的方向制成状，用卷绕法作成“C”型变压器铁心，其饱和磁感应强度比普通硅钢片高很多，采用这种硅钢片可大大提高磁感应强度，减小铁心的体积和重量。 2. 坡莫合金坡莫合金又叫铁镍合金，它在弱磁场（小电流产生的磁场）下具有独特的优点，能满足电信工程的特殊需要。例如超坡莫合金的初始导磁率μ0可达10万以上。但坡莫合金中含有镍，比较贵重，不宜广泛地使用，只在一些要求灵敏度高、体积又必需小的电磁器件中，才采用这种材料，它是一种高级的软磁性材料。 3. 铁氧体铁氧体是目前通信设备中大量使用的磁性元件，可以用它作电感和变压器铁心。铁氧体就其形状来分有E型如图3-19，罐形如图3-20和环形如图3-21所示。E形铁氧体多用来作变压器的铁心，罐形铁氧体多用来作电感线圈和某些变压器的铁心，环形铁氧体用来作特殊要求的电感线圈。 铁氧体是一种非金属的磁性材料，其电阻率较高，在102～109欧姆—厘米之间，涡流损耗小，起始导磁率大，其值可由几十到几千。使用频率范围不同，则可选用不同类型的铁氧体，其频率可由几百赫到几百兆赫。这种磁性材料的主要缺点是机械性能脆，热稳定性差，饱和磁感应强度低。 实验表明，任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同．根据物质在外磁场中表现出的特性，物质可粗略地分为三类：顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质． 根据分子电流假说，物质在磁场中应该表现出大体相似的特性，但在此告诉我们物质在外磁
材料科学前沿 题目：纳米铁氧体磁性材料学院：理学院 班级：Y130802 姓名：陈国红 学号：S1*******
摘要：铁氧体纳米磁性材料是一类非常重要的无机功能材料，其应用涉及到电子、信息、航天航空、生物医学等领域。综述了纳米结构铁氧体磁性材料化学制备方法的研究进展，以及它们的应用，分析了其存在的问题，展望了研究和开发纳米结构铁氧体磁性材料的新性能和新技术的应用前景。 关键词：纳米磁性材料；铁氧体；制备；应用
铁氧体是从20世纪40年代迅速发展起来的一种新型的非金属磁性材料。与金属磁性材料相比，铁氧体具有电阻率大、介电性能高、在高频时具有较高的磁导率等优点。随着科学技术的发展，铁氧体不仅在通讯广播、自动控制、计算技术和仪器仪表等电子工业部门应用日益广泛，已经成为不可缺少的组成部分，而且在宇宙航行、卫星通讯、信息显示和污染处理等方面，也开辟了广阔的应用空间。在生产工艺上，铁氧体类似于一般的陶瓷工艺，操作方便易于控制，不像金属磁性材料那样要轧成薄片或制成细粉介质才能应用。由于铁氧体性能好、成本低、工艺简单、又能节约大量贵金属，已成为高频弱电领域中很有发展前途的一种非金属磁性材料 l铁氧体的晶体结构 铁氧体作为一种具有铁磁性的金属氧化物，是由铁和其他一种或多种金属组成的复合氧化物。实用化的铁氧体主要有以下几种晶体类刑 1．1尖晶石型铁氧体 尖晶石型铁氧体的化学分子式为MnFe 20 4 或M0Fe 2 3 ，M是指离子半径与二价 铁离子相近的二价金属离子(Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等)或平均化学价为 二价的多种金属离子组(如Li 0.5Fe 0.53 )。以Mn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物 MnFe 20 4 称为锰铁氧体，以Zn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物ZnFe 2 4 称为锌铁氧体。 通过控制替代金属，可以达到控制材料磁特性的目的。由一种金属离子替代而成的铁氧体称为单组分铁氧体。由两种或两种以上的金属离子替代可以合成出双组 分铁氧体和多组分铁氧体。锰锌铁氧体(Mn—ZnFe 2O 4 )和镍锌铁氧体(Ni—ZnFe 2 4 ) 就是双组分铁氧体，而锰镁锌铁氧体(Mn—Mg—ZnFe 2O 4 )则是多组分铁氧体。 1．2磁铅石型铁氧体 磁铅石型铁氧体是与天然矿物——磁铅石Pb(Fe 7.5Mn 3.5 Al o.5 Ti 0.5 )0 19 有类似晶 体结构的铁氧体，属于六角晶系，分子式为MFe l20 19 或Bao·6Fe 2 3 ，M为二价金 属离子Ba2+、Sr2+、Pb2+等。通过控制替代金属，也可以获得性能改善的多组分铁氧体。 1．3石榴石型铁氧体 石榴石型铁氧体是指一种与天然石榴石(Fe，Mg) 3A1 2 (Si0 4 ) 3 有类似晶体结构
Journal of Advances in Physical Chemistry 物理化学进展, 2017, 6(1), 1-8 Published Online February 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/e12208571.html,/journal/japc https://https://www.doczj.com/doc/e12208571.html,/10.12677/japc.2017.61001 文章引用: 朱亚彤, 刘东, 刘沙, 唐晓妍, 刘建强. 基于LDH 的核壳结构纳米复合材料的研究进展[J]. 物理化学进展, Research Progress of the Core-Shell Structure Nanocomposite Based on LDH Yatong Zhu, Dong Liu, Sha Liu, Xiaoyan Tang, Jianqiang Liu School of Physics, Shandong University, Jinan Shandong Received: Jan. 12th , 2017; accepted: Feb. 1st , 2017; published: Feb. 6th , 2017 Abstract Layered double hydroxide (LDH) is a novel functional material with layered structure. With all the excellent properties including diverse composition structures, synergistic effect between the components and highly controllable performance, the study of preparation and applications of the LDH-based core-shell structure nanocomposite has been widely considered for their attractive properties in recent years. At first, the common preparation methods of the LDH-based core-shell structure nanocomposite were summarized, mainly including co-precipitation, self-assembly and in situ growth methods. The advantages as well as disadvantages of these methods were also compared and analyzed. Secondly, the application status of the LDH-based core-shell nanocompo-site was focused on their applications in adsorption, catalysis, supercapacitor and biomedicine. The problems and trends of this nanocomposite were concluded and discussed finally. Keywords Layered Double Hydroxide, Core-Shell Structure, Nanocomposite 基于LDH 的核壳结构纳米复合材料的研究进展 朱亚彤，刘 东，刘 沙，唐晓妍，刘建强 山东大学，物理学院，山东 济南 收稿日期：2017年1月12日；录用日期：2017年2月1日；发布日期：2017年2月6日 摘 要 层状双金属氢氧化物(LDH)是一类具有层状结构的新型功能材料，近年来基于LDH 的核壳结构纳米复合
铁氧体PC95材 各种电源装置和回路实现了小型化、省电化，达到了同行业最高水准，在-40到+120°C这种较宽的温度范围内，实现了低损耗、高饱和磁通密度特性，是一种最新型的电源用锰-锌系铁氧体材料。 开拓了磁芯损耗-温度特性的新的控制领域。 加速实现了降低燃料成本、省电、小型、轻量化。 PC95材料的优点是可以在较宽的温度范围内最大限度地发挥变压器所具有的特性，这种特性不仅可以实现通常的开关电源已经达到的省电、电源电路的轻量?小型化，同时还可以实现动力混合汽车(HEV)、电动汽车(EV)、燃料电池电动汽车(FCEV)上用的DC-DC转换器、以及装有大量驱动背景照明用变频变压器的大型液晶电视、显示装置、支持高速度?大容量IP通信的路由器、网络开关等的进一步省电，以及实现电源电路的轻量?小型化。 比如，举其中的一个例子，我们在电动汽车用的DC-DC转换器的主变压器的材料上，将使用以往的铁氧体材料2种材质的主变压器与使用PC95材料的主变压器的情况做了一个比较，将其变压器总损耗量的比较(比率)示于下图表。
考虑电动汽车在行驶一年期间内的温度以及各种条件的变化的情况，我们进行了模拟实验，其结果表明，由于使用了PC95材料，DC-DC转换器用的主变压器的总损耗率可以降低约30到40%。不用换算成燃料成本，PC95材料的省电和节省资源效果就大大超过了以往材料的水平。 根据应用的发热状况来制御变压器损耗的以往手法 以往，降低电源用铁氧体材料损耗的方法，是利用构成铁氧体最小磁化结构的单位晶粒中的 介于易磁化轴之间的能屏障高度＝此值越大越不容易正、负两个晶体磁性各向异性常数K 1( 磁化)值会因温度的升高(热干扰作用)而变小这一特性而降低电源用铁氧体材料损耗的。 将正、负两个K1相抵消的温度*设定在适合各种主要是通过操作显示正K 1值的金属离子量， 电源回路的最佳值。
聚合物/无机物纳米复合材料 张凌燕 牛艳萍 （武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉，430070） E-mail：zhly@https://www.doczj.com/doc/e12208571.html,或niuyanping2004@https://www.doczj.com/doc/e12208571.html, 摘 要：本文从聚合物/无机物纳米复合材料的类型、各种制备方法及原理、优异性能及应用等方面，总结了聚合物/无机物纳米复合材料的研究进展。 关键词：聚合物/无机物纳米复合材料；增韧；表面改性 1 前 言 纳米材料是指材料二相显微结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级尺寸（100nm以下）的材料。纳米复合材料是指2种或2种以上的吉布斯固相至少在一个方向以纳米级大小（1～100nm）复合而成的复合材料[1]。聚合物/无机物纳米复合材料（简称OINC）是以聚合物为基体（连续相）、无机物以纳米尺度（小于100nm）分散于基体中的新型高分子复合材料[2]。按照无机物纳米粒子形态结构，OINC可分为聚合物/无机粒子纳米复合材料、聚合物/无机纤维纳米复合材料、聚合物/片层状无机物纳米复合材料。用于制备OINC的无机物包括：粘土类如滑石粉、蒙脱土、云母、水辉石等，陶瓷如SiO2、TiO2、Al2O3、AlN、ZrO2、SiC、Si3N4等，聚硅氧烷，CaCO3，分子筛，金属氧化物如V2O5、MoO3、WO3等，层状过渡金属二硫化物或硫代亚磷酸盐如MoS2、TiS2、TaS2、MPS3（M=Mn、Cd等），层状金属盐类化合物、双氢氧化物，以及碳黑、碳纤维等[3]。与传统的复合材料相比，由于纳米粒子带来的纳米效应和纳米粒子与基体间强的界面相互作用，聚合物纳米复合材料具有优于相同组分常规聚合物复合材料的力学、热学性能，为制备高性能、多功能的新一代复合材料提供了可能。 2 无机纳米粒子的增韧机理及表面修饰 2.1 增韧机理 （1）在变形中，刚性无机粒子不会产生大的伸长变形，在大的拉应力作用下，基体和无机粒子的界面部分脱粘形成空穴，使裂纹钝化，不致发展成破坏性裂缝；无机粒子的存在产生应力集中效应，引发粒子周围的树脂基体屈服（空化、银纹、剪切带）。这种界面脱粘和屈服都需要消耗更多的能量，从而起到增韧作用。 （2）由于纳米粒子的比表面积大，表面的物理和化学缺陷越多，粒子与高分子链发生物理或化学结合的机会越多，因而与基体接触面积增大，材料受冲击时，会产生更多的微开裂，吸收更多的冲击能[4]。 2.2 表面修饰 刚性无机粒子的粒径越小，与基体接触面积越大，若能均匀分布，增韧增强的效果就越 1
铁氧体吸波材料 资料整理：夏益民 一、电磁辐射防护材料概述与分类 电磁辐射防护材料可分为电磁波屏蔽材料和电磁波吸收材料。 电磁波屏蔽材料是指对入射电磁波有强反射的材料，主要有金属电磁屏蔽涂料、导电高聚物、纤维织物屏蔽材料。 将银、碳、铜、镍等导电微粒掺入到高聚物中可形成电磁波屏蔽涂料其具有工艺简单、可喷射、可刷涂等优点，成本也较低，因此得到广泛应用。据调查，美国使用的屏蔽涂料占屏蔽材料的80%以上，镍系屏蔽涂料化学稳定性好，屏蔽效果好，是目前欧美等国家电磁屏蔽涂料的主流。 导电高聚物屏蔽材料主要有两类，一类是通过在高聚物表面贴金属箔、镀金属层等方法形成很薄的导电性很高的金属层，具有较好的屏蔽效果；另一类是由导电填料与合成树脂构成，导电填料主要有金属片、金属粉、金属纤维、金属合金、碳纤维、导电碳黑等。 金属纤维与纺织用纤维相互包覆可用来制备金属化织物!此类织物既保持了原有织物的特性!又具有电磁屏蔽效能。 电磁波吸收材料指能吸收，衰减入射的电磁波，并将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。吸波材料由吸收剂、基体材料、黏结剂、辅料等复合而成，其中吸收剂起着将电磁波能量吸收衰减的主要作用，吸波材料可分为传统吸波材料和新型吸波材料# 传统的吸波材料按吸波原理可分为电阻型、电介质型和磁介质型。 电阻型吸波材料的电磁波能量损耗在电阻上!吸收剂主要有碳纤维、碳化硅纤维、导电性石墨粉、导电高聚物等；金属短纤维、钛酸钡陶瓷等属于电介质型吸波材料；铁氧体、羰基铁粉、超细金属粉等属于磁介质型吸波材料，它们具有较高的磁损耗角正切，主要依靠磁滞损耗、畴壁共振和自然共振、后效损耗等极化机制衰减吸收电磁波，研究较多且比较成熟的是铁氧体吸波材料。 二、铁氧体
金属基纳米复合材料的研究现状与发展前景 摘要：本文综述了金属基纳米复合材料的制备方法和金属基纳米复合材料的特性，分析了金属基纳米复合材料的微观结构，介绍了国内外相关研究现状及应用的最新进展。文中指出了金属基纳米复合材料现阶段研究中存在的几个重要问题，展望了金属基纳米复合材料的未来发展趋势。 关键词：纳米材料；金属基纳米复合材料；机械合金化；微观结构；塑性流动；断裂行为；碳纳米管 1.发展历史 1.1概述 纳米材料是由纳米量级（1-100nm）的纳米粒子组成的固体材料。纳米微粒有4个基本效应：小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。因此，纳米材料表现出一些特殊性能，如高热膨胀系数、高比热容、低熔点、奇特的磁性、极强的吸波性能等。纳米微粒尺寸很小，纳米粒子的表面原子数与其总原子数之比随粒径尺寸的减小而急剧增大，所以纳米材料有高密度缺陷、高的过剩能、大的比表面积和界面过剩体积。纳米材料也因此具有许多特殊的性能，如高的弹性模量、较强的韧性、高强度、超强的耐磨性、自润滑性和超塑性等。 []3-1。 由于纳米材料的特异性能，纳米材料有着广泛的应用 金属基纳米复合材料用颗粒、晶须、纤维增强金属基体，具有原组分不具有的特殊性能或功能，为设计和制备高性能的功能材料提供了新的机遇[]4。所以，金属基纳米复合材料已成为纳米材料工程的重要分支，世界上各发达国家已经把纳米复合材料的研究放在重要地位。 1.2分类
纳米复合材料按基体材料类型可以分为金属基纳米复合材料、陶瓷基纳米复合材料、聚合物基纳米复合材料。金属基复合材料兼具金属与非金属的综合性能，在韧性、耐磨性、热膨胀、导电性等多种机械物理性能方面比同性材料优异得多。金属基纳米复合材料是由纳米级的金属或非金属粒子均匀地弥散在金属及合金基体中而成，较之传统的金属基复合材料，其比强度、比模量、耐磨性、导电、导热性能等均有大幅度的提高。因此，金属基纳米复合材料在航空航天、汽车，电子等高科技领域有极大的应用前景。如碳化硅纤维与颗粒增强钛合金用于大推力飞机压气机部件，颗粒增强铝基复合材料广泛用于航空、航天及汽车、电子领域。 2.制备工艺 2.1机械合金化法 制备金属基纳米材料的MA 法：将按合金粉末金属元素配比配制的试料放入立滚、行星或转子高能球磨机中进行高能球磨，制得纳米晶的预合金混合粉末，为防止粉末氧化，球磨过程中采用惰性气体保护；球磨制得的纳米晶混合粉经烧结致密化形成金属基纳米复合材料。在球磨过程中，大量的碰撞现象发生在球粉末与磨球之间，被捕获的粉末在碰撞作用下发生严重的塑性变形，使粉末反复的焊合和断裂。经过“微型锻造”作用，元素粉末混合均匀，晶粒尺度达到纳米级，层状结构达到 m 1μ 以下，比表面积大大增加。由于增加了反应的接触面积，缩短了扩散距离，元素粉末间能充分进行扩散，扩散速率对反应动力的限制减小[]5 ，而且晶粒产生高密度缺陷，储备了大量的畸变能，使反应驱动力大大增加。实验研究表明，在球磨阶段元素粉末晶粒度达到20-50nm 左右，甚至几个纳米，球磨温升在30-40K 左右[]6 可使互不相溶的W ，Cu 等合金元素、或溶解度较低的合金粉末如W ，Ni ，Fe 等发生互扩散，形成具有一定溶解度或较大溶解度的 W-Cu ，E-Ni-Fe 超饱和固溶体和Ni 非晶相。 最近，黄等[]7用行星式高能球磨机制备了）（30-20Fe Cu Al 20-80=χχχ三元非晶纳米合金粉末，发现成分为204040Fe Cu Al 的粉末球磨时逐步非晶化，球磨33h 后，非晶化程度最大，最小颗粒尺寸达到5.6进一步球磨，非晶晶化，颗粒尺寸
1.3 永磁铁氧体磁粉的合成工艺及原理 永磁铁氧体的性能取决于两个方面，一是相成份，与配方，以及原材料的理化性能有很密切关系，对剩磁有重要影响。二是微结构，合成的工艺往往对产物微结构的起决定作用，不同的合成方法，所生产的永磁铁氧体的微结构差异很大对矫顽力有重要影响。因此研究铁氧体生产工艺，深入认识其内在规律，可以有效的控制永磁铁氧体的性能，对生产的指导意义巨大。 根据铁氧体磁粉制备方式的不同，可以把永磁铁氧体的生产分为干法合成和湿法合成两类，之后制备磁体的工艺包括成型和烧结基本相同。干法生产采用氧化物作原料，活性较差，反应程度难以完全，但是工艺简单，应用较为普遍；湿法生产虽然工艺复杂，但由于原料的化学活性较高，铁氧体的磁性能较好，而且还能充分利用各种工业副产品，便于提高质量，降低成本，很有发展前途。 1.3.1 传统的固相合成方法(氧化物法) 图1-1 传统固相合成工艺流程图 Fig.1-1 The conventional solid phase synthesis process process 目前工业生产中主要以氧化铁，氧化锶为原料，在远低于反应物的
熔点或它们低共熔点的温度下以分子扩散的形式，达到离子或者原子的重排，生成新的固溶物即锶铁氧体。反应的温度以及保温时间应该根据原料的特性比如原材料的粒度，纯度，来源进行控制，预烧温度太高或保温时间太长都容易造成合成的铁氧体异常晶粒长大，产生显著的磁畴壁，降低矫顽力，使磁性能恶化；温度太低可能使扩散不充分，铁氧体化过程不完全，通常的反应温度在1220~1280℃之间。因为固相反应的原料活性较低，通常把第一次合成称为预烧阶段，之后进行球磨，成型和二次烧结，在成型阶段进行充磁。因为高温固相法合成永磁铁氧体具有工艺简单，产量大等优点，是当今企业生产永磁铁氧体的最主要方法。 1.3.2 溶胶－凝胶法(Sol-Gel) 溶胶－凝胶法也是目前合成永磁铁氧体使用较多的工艺，按照目前对醇盐水解过程的理解，溶胶的形成过程被概念性的描述如下:即以醇盐为原料，在温和条件下进行水解和缩聚反应，而随着缩聚反应的进行以及溶剂的蒸发，具有流动性的Sol逐渐变粘成为略显弹性的固体Gel，然后再在比较低的温度下烧结成为所合成的材料。Gel的结构和性质在很大程度上决定了其后的干燥、致密过程，并最终决定材料的性能。除了通过对反应过程工艺条件的控制来对材料进行裁减外，各种化学添加剂往往被引入到Sol－Gel反应过程中，这些添加剂可以改变水解、缩聚反应速度，改变Gel结构均匀性，同时也能够控制其干燥行为。这种方法的优点是反应温度低，合成的颗粒粒径小，分布均匀，易实现高纯化，但是该方法本身还不太成熟，干燥时容易开裂，而且成本比较高。 1.3.3 化学共沉淀法 它是在金属盐的工作溶液中加入适量的沉淀剂得到纳米级沉淀物。该法属于湿法工艺，可在离子水平上混合原料，因此可在低温度下形成
聚合物纳米复合电介质材料 摘要：综述了聚合物基纳米复合材料的概念、产生、分类、制备方法以及聚合物基纳米复合材料的性能及应用，对聚合物基纳米复合材料的应用前景作了简要地分析，并提出发展过程中需解决的问题 关键词：聚合物纳米复合材料类型制备方法 聚合物纳米复合材料可以定义为通过一定方式在聚合物基体中引入至少在一个维度上是纳米尺度的填充物所组成的材料[1]。由于该材料在力学、热学、光学、电磁学、生物学等方面具有特殊性能，被誉为“21世纪最有前途的材料”，正在成为材料科学研究的热点而日益受到关注。 1 聚合物基纳米复合材料的分类 1.1 聚合物/无机纳米粒子复合材料 将纳米粒子（如SiO2、CaCO3和TiO2等）均匀分散于聚合物基体中，可制得聚合物/无机纳米粒子复合材料。此类材料国内外研究较多，德国、美国、日本等对纳米CoSb3、SiO2、Al2O3、TiO2、Fe3O4以及纳米炭黑分别进行了接枝研究。日本松下电器公司已经研制成功树脂基纳米氧化物复合材料，其静电屏蔽性能优于常规树脂/炭黑复合材料。 1.2 聚合物/聚合物纳米复合材料 以聚合物为分散相，同时以另一聚合物为基体，使两者达到纳米级分散，得到纳米复合材料。它以聚合物代替了纳米级无机粒子，同时具有聚合物基纳米复合材料的性能。 1.3 聚合物/无机混杂物纳米复合材料 将无机混杂物，如蒙脱土(MMT)、高岭土等先研磨，使其粒子细化后，通过层间插入或其他方法使其均匀分散于聚合物基体中，最后，无机混杂物剥离成纳米级的碎片均匀分散于聚合物中，形成聚合物/无机混杂物纳米复合材料。此类材料也是聚合物基纳米复合材料的一大类别[2]。 2 聚合物纳米复合材料的制备方法 在聚合物纳米复合材料的制备中，如何解决聚合物纳米复合中纳米颗粒的分散问题一直备受关注，已成为纳米复合材料技术的重要内容。 2.1共混法 (1)直接分散法。该法同通常熔融共混类似,利用双辊混炼设备或单(双)螺杆挤出机等加工设备将纳米颗粒与聚合物进行熔融共混。 (2)溶液共混法。把聚合物基体或单体溶解于适当的溶剂中,然后加入纳米颗粒,利用搅拌或使用超声分散的方法使纳米粒子均匀分散于溶液中,最后浇铸成膜或在模具中浇铸,除去溶剂或使之聚合获得样品。 2.2插层复合法 插层复合法是目前制备聚合物纳米复合材料的主要方法。它以层状无机物作为主体，将作为客体的有机单体插入无机物夹层间，原位聚合或聚合物直接插进夹层间形成复合物，是当前材料科学领域研究的热点，主要用于有机聚合物和无机硅酸盐纳米复合材料的制备[9]。 2.3溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法为在聚合物存在的前提下，在共溶体系中使前聚合物水解，得溶胶，进而凝胶化，干燥制成纳米复合材料。 2.4原位生成法 它的基本原理是将基体与金属离子(M+)预先混合组成前驱体,金属离子在聚合物网络中均匀稳定地分散,然后暴露在对应组分(如S2-、Se2-)气体或溶液中,就地反应生成粒子。
第二章逆变电源 2.1弧焊逆变器概述 直流与交流之间的变换称为逆变，实现这种变换的装置称为逆变器。为焊接提供电能，并具有弧焊工艺所要求的电气性能的逆变器，称为弧焊逆变器。为了获得较好的传递电能的效果，一般是把直流变成较高频率的交流电。 2.2.1弧焊逆变器的主要组成及其作用 弧焊逆变器按逆变电路中核心电子功率开关管所处的换流状态不同，有硬开关型弧焊逆变器和软开关型弧焊逆变器之分。弧焊逆变器是时电子系统控制电源的一种新型式，他的基本原理和主要组成与常规的电子控制弧焊电源相比较，可以说本质上市基本相同的。其主要组成部分分别为供电系统；电子控制系统；给定与反馈电路；焊接电弧等。 2.2.2弧焊逆变器的基本原理 在供电系统中，单相或三相50HZ或60HZ的交流网络电压单相220或380V，经输入整流器整流和滤波器滤波后，获得逆变主电路所需要的平滑直流电压，单相310V或者三相整流后约520V.该直流电压在电子功率系统中经逆变主电路的大功率开关电子器件（晶体管,晶闸管，场效应管或IGBT)组的交替开关作用，变成几千到20万赫兹的中频高压电，在经过高中频变压器降低到适合焊接的几十伏低电压，并借助于电子控制系统的控制驱动电路和给定与反馈电路，以及
焊接回路的阻抗来获得焊接工艺所需要的静特性和外特性。如果需要采用直流电进行焊接，还需要经输出整流器整流和电抗器电容器的滤波，把中高频交流变为直流输出。如果用作交流电源时，还需要用电子开关再次逆变成为交流电。还有一点很重要的是整流器采用的二极管并非普通二极管，而是快速二极管。 2.2.3弧焊逆变器的输出电器特性 为了满足弧焊工艺的要求，弧焊逆变器的输出电气特性应该具有相应的适应性。电气特性主要包括外特性，调节性能和动特性。 2.3电子控制电路的基本功能 电子控制电路的基本作用在于，向弧焊逆变器驱动电路提供李一对前后沿陡峭，相位差180度对称和宽度可以变或者相位可以移动的矩形脉冲列（晶闸管逆变器除外）。有的逆变器如半桥式或者全桥式，要求脉冲列彼此绝缘。对于单端逆变主电路而言只要一组脉冲。下面具体的介绍控制电路的几点基本功能： 1.为驱动电路提供前后沿陡峭，相位差180°对称的脉冲列。根据逆变器的不同类型，要求脉冲宽度可变，或者频率可以调节。 2.有足够的电路增益，在输入电网电压和负载电流允许的变化范围内使弧焊逆变器输出电压，电流达到规定的精度。
第一章 1、定义 宏观领域：指人的肉眼可见的物体为最小物体开始为下限，上至无限大的宇宙天体。 微观领域：指以原子、分子为最大起点，下限是无限。 介观领域：介于宏观领域与微观领域之间的领域。 纳米(n anometer)是一个长度单位，简写为nm。 纳米技术：是研究在千万分之一米(10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术。 纳米材料：把组成相或晶粒结构的尺寸控制在1-100纳米范围的具有特殊功能的材料称为纳米材料。 纳米复合材料：与单一组分的纳米结晶材料和纳米相材料不同，它是指材料两相（或多相）微观结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级尺寸(1~100nm)的材料。 2、纳米复合材料命名 是根据复合材料的命名原则来命名纳米复合材料，用“复合材料”作后缀，用纳米材料和基体材料的名称来命名，将增强纳米材料的名称写在基体材料的名称前面。如纳米氧化锌在纳米量级上复合环氧树脂形成一种新的复合材料，就称为“纳米氧化锌环氧树脂复合材料”。另一种以“纳米复合材料”作为后缀，用纳米材料的无机名称与有机基体的聚合物名称来命名，将无机物与有机物用“/”隔开后缀纳米复合材料。如氧化锌以纳米微粒分散在连续相聚氯乙烯基体中，形成纳米无机物与有机物于一体的新型复合材料，就称为“氧化锌/聚氯乙烯纳米复合材料”。3、纳米复合材料性能 基本性能1）可综合发挥各种组分的协同效能。2）性能可设计性，可针对纳米复合材料的性能需求进行材料的设计和制造。3）可按需要加工材料的形状。特殊性能①同步增韧增强效应。②新品功能高分子材料。③强度大、模量高。④阻隔性能。 第二章 定义： 量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。小尺寸效应：由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化。 表面效应：表面效应是指纳米微粒的表面原子数与总原子数之比随着纳米微粒尺寸的减小而大幅度增加，粒子表面结合能随之增加，从而引起纳米微粒性质变化的现象。 宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。一些宏观物理量，如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。 超顺磁性：在小尺寸下，当磁晶的各向异性能减小到与热运动能可相比拟时，磁化方向就不再固定在一个易磁化方向，易磁化方向作无规律的变化，结果导致超顺磁性的出现。 巨磁电阻效应：在[Fe/Cr]周期性多层膜中，观察到当施加外磁场时，其电阻下降，变化率高达50％。 蓝移：纳米微粒的吸收带普遍存在“蓝移”现象，即吸收带移向短波方向。 纳米微粒：纳米微粒是指颗粒尺寸一般在1—100 nm之间的粒状物质，它的尺度大于原子簇，小于通常的微粉。 量子效应与小尺寸效应的区别：量子尺寸效应是因能级间距不连续、离散引起的，与温度有关，要求是低温。性能的变化对温度有一突变。小尺寸效应不要求低温，性能随温度的变化没有突变。两者都能引起材料性能的极大变化。纳米效应引起的物质性能的变化： 1．热学性能：熔点下降，比热容提高。 2. 光学性能：宽频带强吸收，蓝移现象（“蓝移”的原因：量子尺寸效应，由于颗粒尺寸下降，能隙变宽，导致光吸收带移向短波方向。），纳米微粒的发光，纳米微粒分散体系的光学性
铁氧体磁铁的主要成分及相关介绍 铁氧体磁铁是一种具有铁磁性的金属氧化物。就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。由于铁氧体单位体积中储存的磁能较低，饱合磁化强度也较低（通常只有纯铁的1／3～1／5），因而限制了它在要求较高磁能密度的低频强电和大功率领域的应用。 简介 铁氧体（ferrites）铁氧体是一种非金属磁性材料，又叫铁淦氧。它是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物（例如：氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶等）配制烧结而成。它的相对磁导率可高达几千，电阻率是金属的1011倍，涡流损耗小，适合于制作高频电磁器件。铁氧体有硬磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁五类。旧称铁淦氧磁物或铁淦氧，其生产过程和外观类似陶瓷，因而也称为磁性瓷。铁氧体是铁和其他一种或多种适当的金属元素的复合氧化物。性质属于半导体，通常作为磁性介质应用，铁氧体磁性材料与金属或合金磁性材料之间最重要的区别在于导电性。通常前者的电阻率为102～ 108Ω·cm，而后者只有10-6～10-4Ω·cm。 历史沿革 中国最早接触到的铁氧体是公元前 4世纪发现的天然铁氧体，即磁铁矿(Fe3O4),中国所发明的指南针就是利用这种天然磁铁矿制成的。到20世纪30 年代无线电技术的发展，迫切地要求高频损耗小的铁磁性材料。而四氧化三铁的电阻率很低，不能满足这一要求。1933年日本东京工业大学首先创制出含钴铁氧体的永磁材料，当时被称为OP磁石。30～40年代，法国、日本、德国、荷兰等国相继开展了铁氧体的研究工作，其中荷兰菲利浦实验室物理学家J.L.斯诺克于1935年研究出各种具有优良性能尖晶石结构的含锌软磁铁氧体，于1946年实现工业化生产。1952年，该室J.J.文特等人曾经研制成了以 BaFe12O19为主要成分的永磁性铁氧体。这种铁氧体与1956年该室的G.H.永克尔等人所研究的四种甚高频磁性铁氧体具有类似的六角结构。1956年E.F.贝尔托和F.福拉又报道了亚铁磁性的Y3Fe5O12的研究结果。其中代换离子Y有Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、 Tm、Yb和Lu等稀土离子。由于这类磁性化合物的晶体结构与天然矿物石榴石相同，故将其称之为石榴石结构铁氧体。迄今为止，除了1981年日本杉本光男采用超急冷法制得的非晶结构的铁氧体材料以外，从结晶化学的观点看，均未超出上述三种类型的晶体构造。所做的工作多数是为了适合新的用途而进行改性和深入的研究。 分类 按照磁学性质和应用情况的不同，铁氧体可分为：软磁、永磁、旋磁、矩磁、压磁等五种类型。 一、软磁材料 这类材料在较弱的磁场下，易磁化也易退磁，如锌铬铁氧体和镍锌铁氧体等。软磁铁氧体是目前用途广，品种多，数量大，产值高的一种铁氧体材料。它
1.4注射成型粘结磁体概况 注射成型是一种注射兼模塑的成型方法，又称注塑成型[36] ，是将聚合物组分的粒料或粉料放入注射机的料筒中，经过加热、压缩、剪切、混合和输送作用，使物料均匀化和熔融，然后借助于柱塞或螺杆向熔化好的聚合物熔体施加压力，将高温熔体通过喷嘴和模具的浇道系统射入预先闭合好的低温模腔中，最后冷却定型、开启模具就得到具有一定几何形状和精度的制品。 随着工业化进程的加快，注射成型技术已经应用到各个领域。 1980年诞生的第一块注射成型铁氧体磁体[37] ，掀开了磁体的注射成型技术的新纪元。随后铁氧体的注射技术迅速发展，现已经大规模产业化。 60年代开发出了第一代稀土磁性材料SmCo 5合金，人们将该磁性材料用于注射成型，制备出比铁氧体磁性能优异得多的注射成型稀土SmCo 5磁体，其最大磁能积达到10MGOe，但热稳定性能差[38] ；随后人们将第二代稀土永磁材料Sm 2Co 17类磁粉与注射成型技术结合，制备出的粘结磁体的热稳定性和磁性能均有较大的提高，其最大磁能积达到11MGOe[39] 。但是，由于它们的主要成分是Sm和Co，这两种材料的价格昂贵，且又是战略物资，因此，注射成型的第一和二代稀土永磁的工业化大生产和市场开发受到了限制。 80年代人们结合美国GM公司研究开发的MQ快淬NdFeB磁粉研制了各向同性的注射粘结NdFeB磁体[40]
，特别是1999年日本Mate Co.Ltd用MQ等快淬NdFeB磁粉制成了各向同性的注射成型RIN-90的粘结钕铁硼磁体，其磁能积(BH)m达到 72.5KJ/m3[41] ；日本爱知制钢公司采用d-HDDR工艺生产出不含Co，价格低廉的HDDR-NdFeB磁粉，其典型的磁性能： Br=13.8kG，Hcj=14.0kOe， (BH)m=38~42MGOe[42] ，采用这种高度各向异性HDDR钕铁硼粉，获得了(BH) m达130KJ/m3 的注射成型各向异性磁体[43]。 1987年，Sm 2Fe 17N 3磁性材料被人们发现后[44] ，日本住友金属矿山公司用还原扩散法批量生产出了平均粒径2~3μm的Sm 2Fe 17N x磁粉，其磁特性为Br=1.35T，Hc=850kA/m，(BH) m=290kJ/m3 ；采用这种磁粉与PA12树脂混合料，已批量生产出磁能积为111kJ/m3