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论文铝制品化学工艺抛光研究现状

发布时间:2024-07-06 04:07:37

论文铝制品化学工艺抛光研究现状

手工抛光铝合金需要用到的工具有:抛光膏,磨砂纸,和眼镜布。

1、先用粗的磨砂纸和抛光膏进行打磨抛光。

2、然后再用细的抛光膏进行抛光,完成后用眼镜布擦掉剩余的抛光膏,并用干净的眼镜布清洁金属表面。

3、注意要先用粗的磨砂纸和抛光膏把原来的粗的磨砂痕迹打磨干净后,才可以开始用细的抛光膏。

4、这样手工抛光就完成了,抛光完的金属面又光滑又明亮。

一、铝合金阳极处理技术介绍—前处理

1、化学除油

铝及铝合金的化学清洗通常用弱酸性或弱碱性溶液、溶剂及其蒸气、添加表面活性剂等的溶液,清除表面油脂和污垢。

2、碱性化学清洗剂

碱性化学清洗剂对大多数金属的清洗都有效。对铝材而言,太强的碱性化学清洗剂有可能引起铝表面的局部浸蚀,因为它倾向于较快的浸蚀清洁的铝材表面,而又油脂的表面浸蚀很慢。

从而导致铝材表面出现斑痕。适度的碱性化学清洗剂通常需要加入缓蚀剂来阻止这种浸蚀反应的发生。

二、铝合金阳极处理技术介绍—化学抛光

1、化学抛光

化学抛光可以去掉机械抛光中形成的轻微的摩擦条痕和可能出现的热变形层或氧化膜层,进一步使表面平整光滑,获得很高的光亮度,能得到高的镜面光亮度。化学抛光设备简单操作方便,应用广泛。常使用的化学抛光工艺是以磷酸-硝酸混合溶液为基,并加入一些添加剂。

三、铝合金阳极处理技术介绍—机械处理

1、铝及其合金制品的外观和适用性在很大程度上取决于精饰前的表面预处理。而机械处理是表面预处理的主要方法之一。

机械处理一般可分为:

抛光、喷砂、刷光、滚光等方法。

扩展资料:

铝合金阳极氧化膜发生脱皮剥落的原因:

1、材料成的影响。

含铜、镁较多的铝合金中大部分铜、镁发生阳极溶解。此外,含镁的金属间化合物、β-AlMg 因溶解形成空穴,生产不连续的阳极氧化膜。这是常见的原因之一。

2、铝基材热膨胀的情况。

热膨胀对阳极氧化膜的影响很大。镁含量增加2-5%(质量分数),热膨胀增加2%左右。

锌也有增加热膨胀的倾向。也就是所这些添加元素使铝基体容易受热膨胀,与阳极氧化膜热膨胀的差别变化,更容易形成氧化膜开裂和脱落。

3、停电或中断氧化

氧化进行阳极氧化过程中,如果中断电流。基材于氧化槽液中于阳极氧化膜之间进行了化学溶解,这也是开裂的原因之一。所以,我们氧化好产品以后,建议尽快进行后道工序。

参考资料来源:百度百科-阳极氧化

参考资料来源:百度百科-阳极氧化铝

豫磨精饰专业抛光机生产厂家,专业解决各种抛光难题

铝是日常生活中常见的金属之一,一般在航空,汽车,通讯产品领域应用极为广泛。但是在应用过程中,纯铝材比较少,一般都是铝合金比较多,在抛光加工应用领域,铝合金抛光加工是一个非常重要的部分,也是最常见的加工工件之一。炜安达公司积累多年抛光加工的经验,对铝合金抛光加工有相当深入的研究,以下是最常用的两种抛光铝合金的方法。分别是:酸性抛光和碱性抛光。首先来介绍一下酸性抛光:酸性抛光又分为两种(一)三酸化学抛光,(二)电解抛光。(一)三酸化学抛光φ(磷酸)∶φ(硫酸)∶φ(硝酸)=70%∶20%∶10%,温度115~120℃,时间1~5min。三酸化学抛光工艺较成熟,在生产中大量使用,适用于较纯的铝及铝--镁合金。优点:光泽性好,腐蚀损耗少。缺点:黄烟多,污染重。(二)电解抛光w(磷酸)∶w(铬酸)∶w(水)=80%∶12%∶8%,温度70~90℃,电压7~12V,电流密度20~40A/dm2,时间1~3min。优点:不用硝酸,操作环境好,抛光质量好,精度高,可达镜面光泽。缺点:工艺复杂,需要整流电源、阳极移动装置、夹具,导电要求高,有六价铬污染。其次,碱性抛光分为碱性化学抛光和电化学抛光两种。(一)碱性化学抛光抛光粉800g/L,温度110~130℃,时间5~15s。铝材镜面抛光、铝合金抛光的优点:适用于各种铝及铝合金,对铸造铝、压铸铝(杂质含量不太高,经喷砂处理)也能获得较满意的效果(铝基色,且有光泽)。不用硝酸,无黄龙污染。缺点:对铝的溶解量大,光泽性一般,不适合精密零件和有镜面光泽要求的零件。对一般铝及合金,用1∶1硝酸去膜出光;对含硅及杂质多的铸铝合金,用硝酸∶氢氟酸=3∶1去膜出光。(二)电化学抛光无水碳酸钠250~300g/L,磷酸三钠20~80g/L,电压12~15V,电流密度4~8A/dm2,温度80℃,时间5min。优点:无六价铬污染,成本低,可获得镜面光泽。缺点:工艺复杂,需整流电源、夹具及阳极移动装置。综上所述,每种抛光方法都有它的优势和缺陷,所以在铝合金抛光加工的过程中要根据具体的工件情况进行方法的合理选择,这样才能达到最佳的抛光效果。

铝合金化学抛光工艺研究现状论文

接近表面镀层处理金属或合金的电化学氧化。将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能,如表面着色,提高耐腐蚀性 、增强耐磨性及硬度,保护金属表面等。例如铝阳极氧化,将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极,在特定条件和外加电流作用下,进行电解。阳极的铝或其合金氧化 ,表面上形成氧化铝薄层 ,其厚度为5~20微米 ,硬质阳极氧化膜可达60~200微米 。阳极氧化后的铝或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可达250~500千克/平方毫米,良好的耐热性 ,硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ,优良的绝缘性 ,耐击穿电压高达2000V ,增强了抗腐蚀性能 ,在ω=盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有大量的微孔,可吸附各种润滑剂,适合制造发动机气缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金(如铝、镁及其合金等)都可进行阳极氧化处理,这种方法广泛用于机械零件,飞机汽车部件,精密仪器及无线电器材,日用品和建筑装饰等方面。补充:除金属外,其他物质在阳极所引起的氧化作用,也称为“阳极氧化”补充:在现实工艺中,针对铝合金的阳极氧化,比较多,可以应用在日常生活中,以为这种工艺的特性,使铝件表面产生坚硬的保护层,可用于生产厨具等日用品。但铸造铝的阳极氧化效果不好,表面不光良,还只能是黑色。铝合金型材就要好一点。

一、铝合金阳极处理技术介绍—前处理

1、化学除油

铝及铝合金的化学清洗通常用弱酸性或弱碱性溶液、溶剂及其蒸气、添加表面活性剂等的溶液,清除表面油脂和污垢。

2、碱性化学清洗剂

碱性化学清洗剂对大多数金属的清洗都有效。对铝材而言,太强的碱性化学清洗剂有可能引起铝表面的局部浸蚀,因为它倾向于较快的浸蚀清洁的铝材表面,而又油脂的表面浸蚀很慢。

从而导致铝材表面出现斑痕。适度的碱性化学清洗剂通常需要加入缓蚀剂来阻止这种浸蚀反应的发生。

二、铝合金阳极处理技术介绍—化学抛光

1、化学抛光

化学抛光可以去掉机械抛光中形成的轻微的摩擦条痕和可能出现的热变形层或氧化膜层,进一步使表面平整光滑,获得很高的光亮度,能得到高的镜面光亮度。化学抛光设备简单操作方便,应用广泛。常使用的化学抛光工艺是以磷酸-硝酸混合溶液为基,并加入一些添加剂。

三、铝合金阳极处理技术介绍—机械处理

1、铝及其合金制品的外观和适用性在很大程度上取决于精饰前的表面预处理。而机械处理是表面预处理的主要方法之一。

机械处理一般可分为:

抛光、喷砂、刷光、滚光等方法。

扩展资料:

铝合金阳极氧化膜发生脱皮剥落的原因:

1、材料成的影响。

含铜、镁较多的铝合金中大部分铜、镁发生阳极溶解。此外,含镁的金属间化合物、β-AlMg 因溶解形成空穴,生产不连续的阳极氧化膜。这是常见的原因之一。

2、铝基材热膨胀的情况。

热膨胀对阳极氧化膜的影响很大。镁含量增加2-5%(质量分数),热膨胀增加2%左右。

锌也有增加热膨胀的倾向。也就是所这些添加元素使铝基体容易受热膨胀,与阳极氧化膜热膨胀的差别变化,更容易形成氧化膜开裂和脱落。

3、停电或中断氧化

氧化进行阳极氧化过程中,如果中断电流。基材于氧化槽液中于阳极氧化膜之间进行了化学溶解,这也是开裂的原因之一。所以,我们氧化好产品以后,建议尽快进行后道工序。

参考资料来源:百度百科-阳极氧化

参考资料来源:百度百科-阳极氧化铝

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1、铝合金阳极处理是指阳极氧化铝,是在铝及铝合金表面镀一层致密氧化铝,为了防止其进一步氧化。其原理是阳极效应:是指阳极和电解质之间电流的传输受到抑制而产生的阻塞现象。

2、阳极氧化铝生产工艺

(1)机械抛光;

(2)化学处理去掉某些合金表面的铜成分;

(3)清洗去油;

(4)放入稀硫酸中作为阳极进行通电,生成表面氧化层;

(5)染色;

(6)固定。

扩展资料:

主要性能:

阳极氧化可显著改善铝合金的耐蚀性能,提高铝合金的表面硬度和耐磨性,经过适当的着色处理后具有良好的装饰性能。

铝及其合金阳极氧化膜着色技术可分为3 种:化学染色、电解着色及电解整体着色。化学染色是利用氧化膜层的多孔性与化学活性吸附各种色素而使氧化膜着色,根据着色机理和工艺可分为有机染料着色、无机染料着色、色浆印色、套色染色和消色染色等。

电解着色是将阳极氧化后的铝及其合金在含有金属盐的水溶液中进行交流电解,在氧化膜多孔层的底部沉积金属、金属氧化物或金属化合物,由于电沉积物对光的散射作用而呈现各种色彩。

电解整体着色指铝及其合金在阳极氧化的同时被着色,其特点是氧化与着色一步完成,着色膜具有良好的耐光性、耐热性、耐蚀性及耐磨性。电解整体着色又分为自然发色、电解发色和电源发色法,其中电解发色占主导,自然发色次之,电源发色正在开发中。

参考资料来源:百度百科-阳极氧化铝

参考资料来源:百度百科-阳极效应

论文铝制品化学工艺抛光研究方向

用醋洗下怎么样

豫磨精饰专业抛光机生产厂家,专业解决各种抛光难题

铝合金模具抛光不怎么复杂。。。用粗抛+精抛二道工序可以解决的!!有什么不懂的可以对我提问!!谢谢!!

化学除油液的配方和工艺条件:1、配方:氢氧化钠30-50G/L,工业洗涤剂,水70-125G。2、工艺条件:温度:50-60℃时间:3、除油后用清水冲洗。4、化学除氧化膜:进行酸洗处理以中和制件表面残留的碱液,并除去其自然氧化膜,使之露出制件的铝及铝合金基体,对于含硅铝合金制作,必须用混合溶液进行酸洗,以除去其表面的暗色硅浮灰。酸洗液的配方:浓硝液温度:室温时间:除去含硅铝合金制件表面氧化膜和硅浮灰的酸洗液配方:浓硝酸3体积;浓氢氟酸1体积。温度:室温时间:铝及铝合金制件经化学酸洗后,必须立即用流动温水和冷水清洗,以除去残酸,然后浸入水中,以备化学抛光。5、化学抛光:化学抛光是利用铝和铝合金制作在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用,来整平抛光制年表面,以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。这种抛光方法具有设备简单、不用电源,不受制件外型尺寸限制,抛兴速度高和加工成本低等优点。铝及铝合金的纯度对化学抛光的质量具有很大的影响,它的纯度愈高,抛光质量愈好,反之就愈差。化学抛光就是采用简要的粘性液膜理论进行的。抛光液配方和工艺条件:配方一:(重量份浓磷酸75%;浓硫酸;浓硝酸;尿素;硫酸胺;硫酸铜。温度:100-200℃时间:配方二:(重量份浓磷酸85%;浓硝酸5%;冰乙酸10%。温度:90-105℃时间:抛光液的配制方法:1、先把磷酸、硫酸和硝酸按照一定的(%)重量,逐渐依次倒入抛光槽内,小心拦匀。2、再按配方的成分,分别用水溶解一定(%)重量的冰乙酸、尿素、硫酸胺、硫酸铜加入槽内拌匀。3、然后,在搅拌状态下,逐渐调节上述抛光液至各配方所需的温度范围,即可进行化学抛光。三、化学抛光工艺条件的影响:1、温度影响:温度应控制在90-115℃之间,其中最佳温度为105℃。2、抛光时间的影响:抛光时间与抛光温度成反比,温度低延长抛光时间,温度高缩抛光时间

铝及铝合金电化氧化工艺研究论文

表面处理技术在模具发展中有着重要的作用。这是我为大家整理的表面处理技术论文,仅供参考!

显示器防护玻璃表面处理技术

摘 要:采用酸溶液湿法腐蚀和镀制增透、保护膜层的方法,对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行了工艺处理,使得表面反射率降低到2%以下,产品可见光波段平均透过率达到86%,表面硬度提高到。产品性能检测和试用情况表明,防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

关键词: 防护玻璃;表面处理;反射率;硬度

中图分类号:TQ34 文献标识码:A

Display Protective Glass Surface Treatment Technology

WANG Bao-song, ZHANG Guo-sheng, XIE Qin

(Jinling machine factory of Jiangsu province, Nanjing Jiangsu 211100, China)

Abstract: Display protective glasses of a certain type instrument were technically processed by use of wet etching with acid solution and AR protective coating method. The reflectivity of surface was reduced to 2% below, the average transmittance of products was 86% in visible light, and the hardness of surface was enhanced to GPa. The products' performance testing and trials expressed that, the protective glasses have good anti-glare, antireflective, scratch-resistant process and good behaviors.

Keywords: protective glasses; surface treatment; reflectivity; hardness

引 言

显示器作为当今社会一种极为常见的数据和信息的显示方式,在电脑、手机、仪器、仪表等多种设备上具有广泛的应用。根据特殊使用环境的要求,一些仪器设备的显示器往往不直接暴露于外界环境之下,而是在其外部增加一层防护玻璃。防护玻璃的作用主要是保护显示器,防止损坏。针对室外使用情况而言,由于外界视场中光源的强光会在玻璃表面形成较强的反射,影响显示图像在人眼的视觉效果,因此保护玻璃需要具有防眩光、增加透射的作用。王承遇等对玻璃表面结构、表征、测试和处理等方面技术的发展情况进行了报道[1],文献[2]中指出防眩有三种途径:表面刻蚀、喷涂小颗粒成膜和表面镀膜。在多种防眩处理方法中,化学蚀刻因其方法简单、操作容易、适合于大面积玻璃蚀刻和大规模生产特点而倍受关注[3]。

本文介绍了对某型仪表用显示器防护玻璃的表面工艺处理的工作情况,采取酸溶液化学腐蚀的方法对防护玻璃表面进行处理以增加表面粗糙度,通过条件调节控制表面光泽度指标,使产品达到防眩作用亦不影响人眼视觉效果。后续采用硬质膜料在产品表面制备光学增透膜层,提高产品在可见光波段的透射率和表面硬度。本文制备的防护玻璃具有防眩、增透、抗划伤的作用,达到了较好的使用效果。

1 防眩层的制备

工艺条件

经材料成分分析,防护玻璃基材是以SiO2为主体,包含Na、Ca、Mg、K等离子的非晶氧化物。文献[4]中报道了在玻璃表面上采用化学腐蚀方法制备折射率连续变化的非均匀膜,该薄膜是折射率渐变的多微孔性结构,在宽光谱范围内有低的反射率,是一种耐久力较好的减反射膜。罗春炼等通过溶液组分含量的调整,研究了提高防眩玻璃透光率的影响因素[5]。对于制备条件上的控制而言,则需要适宜的腐蚀处理条件(温度、时间、反应物成分等因素),才能使玻璃获得较高的透过率和雾度指标,以达到较好的防眩效果[2]。黄腾超等进行了应用于MOEMS器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[6]。

本文对玻璃所进行的湿法刻蚀,是采用氢氟酸和硝酸为腐蚀液,通过调节酸液比例、温度和时间参数,达到最佳腐蚀效果。腐蚀溶液是以1:1:2比例配比的氢氟酸、硝酸和水混合溶液,腐蚀温度为40℃,刻蚀时间为18~20min。刻蚀效果的评价指标为表面光泽度,即代表了表面反射率的指标高低。本文经试验制得的表面光泽度为50~51的保护玻璃,其性能符合产品性能要求的表面反射率小于2%的技术指标,达到对产品预定的刻蚀效果。

制备过程

按1:1:2的比例配比氢氟酸、硝酸和水的混合溶液,置于聚四氟乙烯容器瓶内。用水洗方法清洗玻璃表面,不需要腐蚀处理的一面用胶带纸屏蔽起来,将玻璃样片浸泡于混合液中,整体置于水浴恒温箱内,设置水浴恒温箱温度至40℃,保持时间18~20min。反应结束后立即取出玻璃样片,用蒸馏水清洗表面残留混合液,去除屏蔽层,并烘干表面水分。采用表面光学测定仪测量玻璃处理表面的光学反射特性,以保证样品质量。

2 增透、保护膜层的制备

膜层设计

根据防护玻璃产品的特点要求,需要在表面制备增透、保护膜层以增加光学透射和提高表面硬度。根据双层减反射膜设计原理,若限定镀制在折射率为ng的基底材料上的外层折射率为n1、内层折射率为n2的两层膜的厚度都是λ/4时,欲使波长λ0的反射光减至零,它们的折射率满足如下关系[4]

基底玻璃材料的折射率为,若外层膜选用折射率为的MgF2膜料,经(1)式计算可得n2值为,故内层选用折射率为的Al2O3膜料。在双层减反射膜的基础上构建三层减反射膜,在此两层膜中间插入半波长的ZrO2层,使得透射光谱平滑。在此基础上,对三层膜系结构进行优化,将厚度做了细微调节,使得平均透光率进一步提高,最后膜系结构为G/ 。膜系结构中采用了硬度较高Al2O3膜料,有助于提高防护玻璃表面硬度。

制备方法

文中所采用的镀膜设备为北京科学仪器有限公司生产的zzs-1100型光学真空镀膜机,有分子泵、行星转动装置、清洗离子源、光学膜厚监控仪的电子枪加热蒸发镀膜设备。镀膜前对防护玻璃表面使用乙醚溶液擦拭干净,进腔后进行离子清洗以改善表面性质,后按照膜系结构进行薄膜制备。工艺参数如表1所示。

指标检测

对膜层的光谱、附着力、摩擦等环境适应性进行了测试,膜层光谱测试曲线如图1所示,膜层的在~μm可见光波段范围内的平均透过率达到99%以上。经试验检测,膜层可通过GJB 2485-1995光学膜层通用规范[7] 对附着力、摩擦、温度、湿热、清擦性、耐溶性和水溶性的检测项目,质量可靠。

3 表面处理效果评析

经过防眩层处理和薄膜镀制的防护玻璃样件制作完成后,对其进行了性能指标检测。通过UV-3600紫外、可见、近红外分光光度计对样件可见光波段光谱进行测试,透射光谱曲线如图2所示,平均透光率达到86%。采用显微硬度计对玻璃样片进行硬度测试,镀膜后表面硬度达到,高于玻璃基底的表面硬度,提高了玻璃表面硬度和抗划伤能力。将防护玻璃安装于仪表显示器上,对其实际使用效果进行测试。在显示器通电状态下,通过人眼观察,显示器表面呈现清晰的图像画面。在太阳光照射情况下观察,显示器图像画面依然清晰,反射太阳光较弱,对人眼没有造成图像不清晰或不适的感觉,整体使用效果良好。

4 结 论

本文对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行工艺处理,采用酸溶液湿法腐蚀处理获得防眩层,后利用电子枪加热蒸发镀膜方法制备表面增透、保护膜层。防护玻璃经湿法腐蚀处理,表面反射率指标降低到2%以下,镀制增透、保护膜层后,在可见光波段的平均透过率达到86%,表面硬度提高到。通过性能指标、环境试验和产品试用的方法对产品工艺处理效果进行评析,结果表明,采用该工艺处理的防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

参考文献

[1] 王承遇,潘玉昆,卢 琪等. 玻璃表面工程的进展[J]. 玻璃与搪瓷,2003,31(5):45-50.

[2] 吴春春,杨 辉,袁 骏等. 抗静电防眩膜研究进展[J]. 材料科学与工程,2002,20(1):133-135.

[3] 胡沛然,韩文爵,王海风等. Na2SiF6和ZnCl2对玻璃防眩光效果的影响研究[J]. 化工新型材料,2009,37(11):84-95.

[4] 唐晋发,顾培夫,刘 旭等. 现代光学薄膜技术[M]. 杭州:浙江大学出版社,2006.

[5] 罗春炼,韩文爵,王海风等. 提高防眩玻璃透过率的主要影响因素[J]. 化工新型材料,2008,36(12):89-91.

[6] 黄腾超,沈亦兵,陈海星等. 应用于MOEM S器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[J]. 光学仪器,2004,26(2):151-155.

[7] 国防科学技术委员会. 中华人民共和国军用标准 光学膜层通用规范 GJB 2485-1995[B]. 中国标准出版社,1995.省略。

铝合金燃油箱表面处理技术

【摘 要】本文概述了铝合金的表面处理技术,通过试验验证了几种铝合金的表面处理技术,分析了铝合金燃油箱的表面处理可行性,对解决铝合金燃油箱表面氧化变暗问题,提升产品外观,延长油箱寿命等具有积极意义。

【关键词】铝合金;燃油箱;钝化;氧化;金属覆膜剂

前言

随着重卡轻量化的发展重卡上的铁质燃油箱逐渐被铝质燃油箱替代,燃油箱采用铝合金材料,不但自重减轻一半以上,内部不生锈,而且铝合金燃油箱以光洁的表面深受用户的青睐,因此这种燃油箱市场前景广阔,逐渐成为应用趋势。但是铝合金燃油箱顾客购买时外观鲜亮,色泽美观,使用大约1年左右铝合金燃油箱“黯然失色”,其表面被雨水、泥沙等腐蚀后,色泽发暗,局部产生白色粉状霉点、发黄,油箱整体色泽不一,严重影响顾客的满意度,见下图1,通过对国内规模化油箱生产企业的了解,发现铝合金燃油箱的表面腐蚀,变色各油箱生产企业都遇到过,各生产企业也在一直寻求铝油箱的表面处理技术,鉴于此笔者对铝合金燃油箱的表面处理技术进行了研究。

图1 腐蚀后的油箱

1 铝制品表面处理技术概述

铝合金燃油箱材料为铝镁合金5052,属于防锈铝,其表面自然形成一层极薄的氧化膜(),有一定的抗腐蚀能力。但这层氧化膜疏松多孔,不均匀,抗腐蚀能力不强,容易沾染污迹,因此铝合金制品通常要进行特殊的表面处理,铝合金的表面处理技术有:钝化、阳极氧化、电镀、喷涂等,这几种处理技术都比较成熟,在一些铝制品上均有应用。

电镀处理技术:铝合金燃油箱是封闭的空心容器,其重量轻,体积大,电镀虽然是一种成熟的处理工艺,电镀层外观漂亮、其耐腐蚀性也较好,但是在铝合金上直接电镀是相当困难的,因为铝表面的氧化膜使得电镀层对铝的附着力很差,因此铝合金电镀必须有特殊的表面预处理,再者铝合金的电镀成本较高,使得这种处理方式并不适合应用于铝合金燃油箱上。

喷涂处理技术:该技术的关键在于解决涂层与铝基体的附着力,因此喷涂前铝合金表面必须进行预处理,其表面预处理需要喷砂或拉毛,再加上磷化或钝化、氧化等形成喷涂底层后,才能形成良好漆膜。其工艺流程较多,喷漆成本较高,其漆膜颜色缺乏金属质感,一般顾客青睐铝合金金属的本色,因此这种处理技术也不适合铝合金燃油箱。若顾客对铝合金燃油箱的外观颜色有特殊要求,比如我公司根据客户的特殊要求也生产黑色的铝合金燃油箱,这种铝合金燃油箱必须经过预处理才能进行粉末喷涂,喷涂后的燃油箱经检测其外表面的耐腐蚀、耐侯性等性能都非常优良,只是产品成本较高。

阳极氧化、钝化、金属覆膜剂等处理技术:铝合金的表面处理技术中阳极氧化是应用最光与最成功的技术,也是研究和开发最深入与最全面的技术,经过阳极氧化处理其表面生成的氧化膜,耐蚀性、耐磨性、装饰性都有显著的提升,其表面可以生成透明的膜,也可以着色成各种彩色的膜。铝合金的钝化处理、金属覆膜剂处理等其工艺流程简单可以将铝制品直接浸入钝化液或者金属覆膜剂溶液中,也可以喷淋在铝制品上。这种处理技术属于化学转化处理,其表面形成的化学转化膜整体性能虽不及阳极氧化膜,但是这种处理技术经济、简便、快速、生产线简单,特别适合大批量零部件的低成本生产。

每种铝制品需要考虑多种因素,选择适合具体产品的处理技术,铝合金燃油箱的表面处理技术方面,目前国内对其研究的还较少,还没有成熟的处理工艺。为此笔者根据铝合金燃油箱的特点,对几种有可能应用的处理技术开展了工艺试验,探索最适合铝合金燃油箱的表面处理技术。

2 铝板表面处理技术试验过程

提供的试板情况

(1)阳极氧化膜试验,分别对铝合金板材进行了5um ,8um,12um的阳极氧化试验;

(2)透明钝化膜试验,与某钝化技术公司合作开展了铝合金的透明钝化处理试验;

(3)覆膜剂试验,与某化工公司合作开发的铝合金用金属覆膜剂,开展了相关工艺试验。

开展的试验如下

(1)耐柴油性试验

经各种表面处理的铝板,浸入柴油,经过120h浸泡,检验铝板表面膜层的完好性、附着力、厚度等都合格。

(2)耐泥浆试验

对各种表面处理的铝板经过240小时耐泥浆试验,试验结果全部合格,

(3)盐雾试验

进行了96h的盐雾试验,经处理的试板全部合格,随后再经过120h的盐雾试验,经处理的试板全部合格。

(4)耐灰浆(水泥)试验

第一次试验96h,第二次试验120h,试板经第一次96h水泥试验,未进行表面处理铝板不合格,其余铝板全部合格,第二次经120h水泥试验,透明钝化及金属覆膜处理的铝板合格,阳极氧化处理铝板有轻微腐蚀痕迹,清洗后留有白色痕迹。

试验结果分析

针对铝合金燃油箱的特殊性,笔者对成熟的几种铝板表面处理技术开展了相关工艺试验,对每种表面处理的铝板都进行了耐柴油性试验,耐泥浆试验,盐雾试验,耐水泥试验。从试验结果来看透明钝化表面处理技术,在铝板表面形成的钝化膜抵抗外界各种腐蚀的的能力较强,能够满足铝合金燃油箱的使用要求;阳极氧化表面处理技术,在铝板表面形成的阳极氧化膜,在耐水泥试验后表面存在轻微的腐蚀,通过对这种阳极氧化膜的深入分析,阳极氧化膜的膜厚及封孔质量是关键控制点,通过对本试验形成的阳极氧化膜检测,其封孔质量不达标,这种阳极氧化膜的其他性能满足使用要求,通过对5um、8um、12um阳极氧化膜的分析,考虑成本及阳极氧化膜的色泽与铝合金燃油箱的本色差别,5um、8um的阳极氧化膜可以应用于铝合金燃油箱的表面处理,需要注意控制阳极氧化膜的封孔质量。

表面进行金属覆膜剂处理,这种表面处理技术与透明钝化的处理技术类似,其优良的耐油、耐高温、防腐及操作方便性,在不改变金属现有外观情况下对各类易氧化金属表面可轻松实现长效防腐效果,是这几种处理技术效果最优的处理方式。

3 结论

本文针对铝合金燃油箱的使用要求开展了相关试验,通过试验验证了透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术应用于铝合金燃油箱的可行性。通过对铝合金燃油箱的适当的表面处理,不仅提高了铝产品外观,还改进了耐蚀、耐候性,满足了铝合金燃油箱的特殊使用要求,延长了产品使用寿命。

本文介绍的透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术,效果好,成本低,可以应用于铝合金燃油箱的工业化生产。

参考文献:

[1]朱祖芳.铝合金阳极氧化与表面处理技术[M].北京:化学工业出版社,2004.

你说的不够详细,不知道你具体问的什么啊,铝和氧的反应可以说是不容易避免的,在你加热的时候氧气就已经开始和铝发生反应了,氧化铝的颜色不能说不是白色的,但是没有铝的颜色光亮

一、表面预处理 无论采用何种方法加工的铝材及制品,表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷,如灰尘、金属氧化物(天然的或高温下形成的氧化铝薄膜)、残留油污、沥青标志、人工搬运手印(主要成分是脂肪酸和含氮的化合物)、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前,用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗,使其裸露纯净的金属基体,以利氧化着色顺利进行,从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。(一)脱脂 铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。乳化溶液 石蜡三乙醇胺油酸松油水 常温 适当 水清洗 溶液组成以体积记 有机溶剂是利用油脂易溶于有机溶剂的特点进行脱脂,常用的溶剂有汽油、煤油、乙醇、乙酸异戊脂、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯等。有机溶剂仅用于小批量小型的或极污秽的制品脱脂处理。表面活性剂是一些在很低的浓度下,能显著降低液体表面张力的物质。常用于脱脂的表面活性剂有肥皂、合成洗涤剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。碱性脱脂溶液的配方非常多,传统工艺采用磷酸钠、氢氧化钠和硅酸钠,其中磷酸钠和硅酸钠有缓蚀、润湿、稳定作用,溶液加热和搅拌有助于获得最好的脱脂效果。油脂在酸的存在下也能进行水解反应生成甘油和相应的高级脂肪酸。电解脱脂可用阳极电流、阴极电流或交流电。在碱性溶液中阴极电流脱脂,阳极最好为镀镍钢板。其在铝及铝合金表面处理中不常用。乳化脱脂所用的溶液为互不溶解的水与有机溶剂组成的两相或多相溶液,并添加有降低表面张力及对各相均有亲和力的去污剂。 (二)碱蚀剂 碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程,通常也称为碱腐蚀或碱洗。其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理,以便进一步清理表面附着的油污赃物;清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体,利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。此外,通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件,可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠,另外还添加调节剂(NaF、硝酸钠),结垢抑制剂、(葡萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等)、多价螯合剂(多磷酸盐)、去污剂铝表面阳极氧化处理方法(二)铝表面阳极氧化处理方法(二) (三)中和和水清洗 铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解,但却能溶于酸性溶液中,所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液,以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗,这种过程称为中和、光泽或出光处理。其工艺过程是制品在300-400g/L硝酸(1420kg/立方米)溶液中,室温下浸洗,浸洗时间随金属组成的不同而有差异,一般浸洗时间3-5分钟。含硅或锰的铝合金制品上的挂灰,可用硝酸和氢氟酸体积比为3:1的混合液,于室温下处理5-15秒。中和处理还可以在含硝酸300-400g/L和氧化铬5-15g/L的溶液或氧化铬100g/L加硫酸(1840kg/立方米)10ml/L溶液中于室温下进行。各道工序间的水清洗,目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物,使下道工序槽液免遭污染,确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清洗。但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。热水的温度为40-60度。中和处理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理,所以这道清洗应特别认真,以防止清洁的表面受污染。否则前几道工序的有效处理可能会因最后的清洗不当而前功尽弃。经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。在空气中停留的时间不宜过长,如停留30-40分钟,制品就需要重新蚀洗和中和。 二、阳极化处理 铝制品表面的自然氧化铝既软又薄,耐蚀性差,不能成为有效防护层更不适合着色。人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中,部分基体金属发生反应,使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程,常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜,它们既薄吸附性又好,可进行着色和封孔处理,表-3介绍了铝制品化学氧化工艺。化学氧化膜与阳极氧化膜相比,膜薄得多,抗蚀性和硬度比较低,而且不易着色,着色后的耐光性差,所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。铝表面阳极氧化处理方法(三)(一)阳极氧化处理的一般概念 1、阳极氧化膜生成的一般原理 以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中,利用电解作用,使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝及铝合金的阳极氧化处理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料,如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时,在阴极上,放出氢气;在阳极上,析出的氧不仅是分子态的氧,还包括原子氧(O)和离子氧,通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化,形成无水的氧化铝膜,生成的氧并不是全部与铝作用,一部分以气态的形式析出。 2、阳极氧化电解溶液的选择 阳极氧化膜生长的一个先决条件是,电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。 3、阳极氧化的种类 阳极氧化按电流形式分为:直流电阳极氧化,交流电阳极氧化,脉冲电流阳极氧化。按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性子分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。 4、阳极氧化膜结构、性质 阳极氧化膜由两层组成,多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的,后者称为阻挡层(也称活性层)。用电子显微镜观察研究,膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔,它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体,称为晶胞,整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。阻挡层厚约μm,为总膜后的。氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成,此外还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时,膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的,它们都与阳极氧化条件密切相关。 (二)直流电硫酸阳极氧化 1、氧化膜成长机理 在硫酸电解液中阳极氧化,作为阳极的铝制品,在阳极化初始的短暂时间内,其表面受到均匀氧化,生成极薄而有非常致密的膜,由于硫酸溶液的作用,膜的最弱点(如晶界,杂质密集点,晶格缺陷或结构变形处)发生局部溶解,而出现大量孔隙,即原生氧化中心,使基体金属能与进入孔隙的电解液接触,电流也因此得以继续传导,新生成的氧离子则用来氧化新的金属,并以孔底为中心而展开,最后汇合,在旧膜与金属之间形成一层新膜,使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。随着氧化时间的延长,膜的不断溶解或修补,氧化反应得以向纵深发展,从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。其内层(阻挡层、介电层、活性层)厚度至氧化结束基本都不变,位置却不断向深处推移;而外早一定的氧化时间内随时间而增厚。 铝表面阳极氧化处理方法(四) (三)其他阳极氧化 1、草酸阳极氧化 对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化,草酸阳极氧化可采用直流电、交流电或者交直流电迭加。用交流电氧化比直流电在相同条件下获得膜层软、弹性较小;用直流电氧化易出现孔蚀,采用交流电氧化则可防止,随着交流成分的增加,膜的抗蚀性提高,但颜色加深,着色性比硫酸膜差。电解液中游离草酸浓度为3%-10%,一般为3%-5%,在氧化过程中每A?h约消耗,同时每A?h有的铝溶于电解液生成草酸铝,需要消耗5倍于铝量的草酸。溶液中的铝离子浓度控制在20g/L以下,当含30g/L铝时,溶液则失效。草酸电解液对氯化物十分敏感,阳极氧化纯铝或铝合金时,氯化物的含量分别不应超过,溶液最好用纯水配制。电解液温度升高,膜层减薄。为得到厚的膜,则应提高溶液的pH值。直流电阳极氧化用铅、石墨或不锈钢做阴极,其与阳极的面积比为(1:2)-(1:1)之间。草酸是弱酸,溶解能力低,铝氧化时,必须冷却制品及电解液。草酸膜层的厚度及颜色依合金成分而不同,纯铝的膜厚呈淡黄或银白色,合金则膜薄色深如黄色、黄铜色。氧化后膜层经清洗,若不染色可用×10的4次方Pa压力的蒸汽封孔30-60分钟。 2、铬酸阳极氧化 铬酸阳极氧化工艺见表-4。氧化过程中应经常进行浓度分析,适时添加铬酐。电解的阴极材料可用铅、铁、不锈钢,最好的阳阴面积比为(5:1)-(10:1)。当溶液中三价铬离子多时,可用电解的方法使其氧化成六价铬离子。溶液中的硫酸盐含量超过,阳极氧化效果不好,硫酸根离子多时可加入氢氧化钡或者碳酸钡使其生成硫酸钡沉淀。溶液中氯化物含量不应超过。溶液中铬含量超过70g/L时就应稀释或更换溶液。铬酸阳极氧化有电压周期变化的阳极氧化方法或恒电压阳极氧化法(快速铬酸法)两种。 3、硬质(厚膜)阳极氧化 硬质阳极氧化是铝及铝合金表面生成厚而坚硬氧化膜的一种工艺方法。硬质膜的最大厚度可达250μm ,纯铝上形成的膜层微硬度为12000-15000MPa,合金的一般为4000-6000MPa,与硬铬镀层的相差无几,它们在低符合时耐磨性极佳,硬质膜的孔隙率约为20%左右,比常规硫酸膜低。4、瓷质阳极氧化 瓷质阳极氧化铝及铝合金在草酸、柠檬酸和硼酸的钛盐、锆盐或钍盐溶液中阳极氧化,溶液中盐类金属的氢氧化物进入氧化膜孔隙中,从而使制品表面显示出与不透明而致密的搪瓷或具有特殊光泽的类似塑料外观的处理过程。瓷质阳极氧化处理工艺流程与常规硫酸阳极氧化基本一致,不同的是瓷质阳极氧化是在高的直流电压(115-125V)和较高的溶液温度(50-60度)、电解液经常搅拌、经常调节pH值使之处于范围内的条件进行。相关

铝及铝合金的氧化处理的方法主要有两类: 铝及铝合金的化学氧化处理设备简单,操作方便,生产效率高,不消耗电能,适用范围广,不受零件大小和形状的限制。铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸-磷酸盐膜。 组成物的质量浓度/g·L 配 方 编 号 1 2 3 碳酸钠 40~60 50~60 40~50 铬酸钠 15~25 15~20 10~20 氢氧化钠 2~5 磷酸三钠 ~2 硅酸钠 ~ 温度/℃ 85~100 95~100 90~95 时间/min 5~8 8~10 8~10 注:①配方1,2适用于纯铝,铝镁合金,铝锰合金和铝硅合金的化学氧化。膜层颜色为金黄色,但后二种合金上得到的氧化膜颜色较暗。碱性氧化液中得到的膜层较软,耐蚀性较差,孔隙率较高,吸附性好,适于作为涂装底层。②配方3中加入硅酸钠,获得的氧化膜为无色,硬度及耐蚀性略高,孔隙率及吸附性略低,在硅酸钠的质量分数为2%的溶液中封闭处理后可单独作为防护层用,适合于含重金属铝合金氧化用。③工件经氧化处理后为提高耐蚀性,可在20g/L的CrO3溶液中,室温下钝化处理5~15s,然后在低于50℃温度下烘干。 组成物的质量浓度/g·L 配 方 编 号 1 2 3 4 5 磷酸 10~15 50~60 22 铬酐 1~2 20~25 2~4 4~5 ~5 氟化钠 3~5 5 1~ 氟化氢氨 3~ 磷酸氢二氨 2~ 硼酸 ~ 2 铁氰化钾 ~ 重铬酸钾 3~ 温度/℃ 20~25 30~40 室温 25~35 25~30 时间/min 8~15 2~8 15~60s ~ 3 注:①配方1得到的氧化膜较薄,韧性好,耐蚀性好,适用于氧化后需变形的铝及铝合金,也可用于铸铝件的表面防护,氧化后不需要钝化或填充处理。②配方2溶液pH值为~,得到的氧化膜较厚,约1~3微米,致密性及耐蚀性都较好,氧化后零件尺寸无变化,氧化膜颜色为无色至浅蓝色,适用于各种铝及铝合金氧化处理。在配方2溶液中氧化处理后零件应立即用冷水清洗干净,然后用重铬酸钾40~50g/L溶液填充处理(PH=~时用碳酸钠调整),温度90~95℃,时间5~10分钟,清洗后在70℃烘干。③配方3溶液中得到的氧化膜为无色透明,厚度约~微米,膜层导电性好,主要用于变形的铝制电器零件。④配方4适用于纯铝及防锈铝及铸铝等合金。氧化膜很薄,导电性及耐蚀性好,硬度低,不耐磨,可以点焊或氩弧焊,但不能锡焊;主要用于要求有一定导电性能的铝合金零件。⑤配方5得到的氧化膜较薄,约微米,导电性及耐蚀性好,孔隙少,可单独作防护层用。

国外螺杆手工艺品研究现状论文

必然会引起一系列历史上的蝴蝶效应你可以做一个假设,例如茶叶没有传入欧洲,后来美国独立战争的导火线 波士顿茶港事件就不会发生,没有美国成立(当然这里存在一个历史必然性的问题,也许没有波士顿茶港事件,独立战争会借由其他的事件引发,也许美国晚独立),没有珍珠港事件,没有广岛长崎的原子弹,日本鬼子晚投降等等..

中国是竹的故乡,竹与人类的 文化 生活结下不解之缘,在中华民族日常的衣食住行中,到处都有竹的倩影。下文是我为大家整理的竹文化的论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考! 竹文化的论文篇1 浅谈现代竹文化及竹的开发利用 摘 要:在人类生活中,竹以其独特的优势在设计中扮演着重要的角色,是一种值得推广的低投入、可再生的绿色植物。现阶段的竹产品开发与利用,已经相对广泛,但也存在一些问题,如竹原料及竹产品发霉和生虫等等,都是有待解决的,只有解决好了这些问题,才能够更好地开发利用好竹资源,让我们减轻对生态环境的破坏,达到生态平衡的目的,更好的服务于我们的日常生活。 关键字 :竹文化;竹产品;环保;维护 一、 竹的现代文化及应用 中国从几千年前的文明古国发展到今天的社会主义国家,几经风雨,竹子一路见证。发展永不停息,追求永无止境,特别是改革开放以来,涌现出了许多新思想和新观点,园林领域亦不例外,除了保留中国古典园林所具有的特色外,许多新的造园手法和造园材料应运而生,竹类植物并不因为其平凡普通而被人们遗忘,相反,人们的喜竹之情是有增无减。竹类植物正以一种新的姿态亮相现代园林。 (一) 竹在现代园林中的应用 纵观这几年竹类植物在园林中的发展态势,主要体现在以下这些方面:城市楼盘中的竹文化园林景观、风景名胜区的竹海旅游景观、别墅区中竹韵主题的景观设计、营造竹类专类园景观、作为城市各种公园中竹林的绿化材料、作为城市街道两旁的行道树和通过加工成园艺制品装饰居家环境等。其中以竹类植物在城市楼盘中的竹文化园林景观、风景名胜区的竹海旅游景观、别墅区中竹韵主题的景观设计这三方面最有发展潜能。 (二) 竹在城市楼盘中的应用 房地产行业可以说是现在中国最热门的产业之一。生活水平的不断提高必将导致人们对高标准生活环境的追求,甚至现在有的房地产厂商打出这样的 口号 :“我们不卖房子,我们只卖环境”,在城市楼盘中千方百计的营造出个性化的园林景观环境,是房地产厂商们之间竞争的重要手段。经典园林景观已经在城市楼盘中得到广应用。 (三) 竹在风景名胜区的竹海旅游景观中的应用 我们见过蓝色的海洋,可您见过绿色的海洋吗?我不是说远在山野的原始森林,如果说这种海洋由数万公倾竹子组成,更难能可贵的是海洋中有无数让人流连忘返、乐不思蜀、像珍珠一样串连起来的景点。风景名胜区中竹海旅游项目的开发,给中国的生态旅游注入了新的活力。 二、 竹产品的开发利用 笔者认为:自古以来,人们对竹的开发利用一直没有停止过;竹的开发利用范围也随着经济的发展在不断的扩大延伸,广泛的运用到了生活用品、手工艺品等方面。竹作为原材料的产品已经深深地融入了我们的日常生活,给我们的生活带来不断的惊喜与便利,已经成为我们日常生活中不可缺少的一部分。下面笔者就从三方面介绍一下竹的运用: (一) 竹子在容器方面的应用 笔者认为:竹为原材料的容器形态各异、丰富多样;具备实用性与美观性;多以民间工艺为主,纯手工 编织 而成,如背篓、簸箕等方面;花样繁多、手工精美的炊事饮食用具、衣冠鞋佩饰、席扇等纳凉用具、床榻椅凳案桌等坐卧用具、笥箧屏帘等盛器和家庭装饰物、 儿童 的竹马竹蛇玩具及老人的拐杖等,大量采 用竹材制作并制成特色独具的样式,与中华民族的情感、观念和理想密切相关,充分地显示出中华文化的特征与魅力。 (二) 竹子在工艺品方面的应用 笔者认为:多以展示、装饰为主。优秀及具特色的工艺品用于参展;室内的风格布置,衬托出房屋的风格及主人的喜好。 (三) 竹子在灯具方面的应用 笔者认为:将传统手工艺品以竹为原材料的编织及组合融入到现代灯具设计中来,给予人们不一样的感受不断为人们的生活带来新鲜与便捷。 竹是一种可再生的资源,是绿色环保的原材料。充分的利用好竹类,进行加工创造,不仅可以节约资源,绿色环保;还可以给人们的日常生活带来更多的改变与惊喜。无论是在生活用品还是工艺等方面,竹产品的开发与利用都是具备很大的发展空间的。 三、 竹产品的保养与维护 (一) 竹产品在使用过程中出现的问题 各种精美的竹产品和竹工艺品,在使用一段时间之后,多多少少会出现一些发霉或者产生蛀虫的现象。因此,我们必须解决竹产品在生产和使用过程中出现的发霉和生虫两个问题。 (二) 解决发霉问题 发霉是由于竹子加工成竹产品后仍然存在一部分水分在其中,给细菌的滋生提供了温床,所以减少水分是一种比较直接也是比较彻底的手段。 当竹子开发成一种产品后,对竹子整体形态要求较高,因此内部水分较难处理,通常我们采用阳光下暴晒的 方法 ,具 体操 作步骤如下: a. 将竹子平摊的铺开,避免交叉和重叠 b. 在阳光下暴晒,每隔一小时翻转一次 c. 每天暴晒8个小时,持续暴晒10天 (三) 解决生虫问题 竹产品生虫往往是由于竹产品在加工前未处理周到,导致竹产品中仍然残留部分水分和糖分,给虫卵的寄生和繁殖提供了条件。 对于不同时期不同季节不同害虫我们分别采用以下三步来消灭害虫: a. 成虫羽化期用灯光诱杀 b. 使用白僵菌粉包,每667m 24"-,可降低虫口密度70%左右 c. 利用夏天中午幼虫下竹的习性.用80%敌敌畏乳油或溴氰菊脂乳油溶液喷洒竹秆 四、 结束语 竹类植物正以其飒爽的英姿向前大步迈进,我们相信,没有什么力量能够阻挡中国历史前进的脚步,也没有什么力量能够阻挡竹类植物在中国园林历史中永恒的延伸! 参考文献 [1]黄盛林《竹资源开发利用技术与竹产业发展策略》 银声音响出版社; [2]何明,廖国强:《中国竹文化》,人民出版社2007年8月第1版; [3]李津, 《中国文化常识》,中央编译出版社2006年7月第1版。 [4]贤之,《青竹凤骨》,中国三峡出版社2006年10月第1版. 竹文化的论文篇2 试谈基于竹文化的竹家具创新设计 【摘 要】针对竹子多,竹家具少的现状,在分析 市场调查 的基础上,研发了基于竹文化的系列竹家具。从设计理念、造型和人机等角度分析“竹家具”的基本特点,并对市场前景与产品价值进行了分析与预测。“竹家具”体现了传统与现代的有机融合,是一款具有竹韵味的产品。 【关键词】竹;家具;文化;传统 0 绪论 提到文化,人们自然想到文学、艺术、哲学等等,但文化的产生和发展必然要受到自然环境的影响,包括地理气候、生态资源等诸多因素,其中对中国文化影响最深远的植物资源,非竹莫属[1]。 “宁可食无肉,不可居无竹。”让我们了解到“居”与“竹”之间千丝万缕的联系,竹在家居中的利用,可以追溯到农耕时代,我国在先秦时期已经有了竹家具;这个充满东方情调的生活哲学,也曾是一代又一代中国文人雅士的精神追求,他们赋予竹之十德:正直、奋进、虚怀、质朴、奉献、卓尔、善群、性坚、操守、担当[2]。许多营造气氛的场合常常能见到竹子的身影,这是因为竹子对中国人而言颇具特殊意蕴,是西方人无法理解的东方美学,可见竹文化在中国不可动摇的历史地位。 我国是竹子资源最丰富的国家,全世界有1200多种竹子,我国就占了500多种[2]。竹子的环保特性值得一提,竹子进行光合作用时,吸入二氧化碳、释放出的氧气比树木多35%,还能更有效地结合土壤,避免土壤侵蚀。竹子也是世界上生长速度最快的植物,生长周期短,繁殖能力强,3―4年即可成材,完全成长后高度可达35―40米,可称为“取之不尽,用之不竭”的环保材料,与可持续发展的思想不谋而合[3]。犹如竹子的旺盛生命力,这种材质也蕴含着很大的开发空间。竹材纹理美观自然,触感温和舒适,易于加工,经久耐用,竹纤维材料强度高,弹性好且密度小,抗拉强度是钢材的3―4倍,抗压强度比混凝土高。 竹子蕴含的特殊人文价值和环保价值,使得国内外设计师开始关注竹在设计上的应用,掀起一场全新的竹革命。随着时代的发展,现代家居不仅仅以“功能”为唯一目的,外形高雅、设计时尚、坚固耐用等新环境下的新要求,都必须让我们对竹提出更高的要求。这就需要能顺应竹子的自然特性,结合新的材料工艺,超越对竹的传统定位,在功能上进行改良和拓展,使之更符合现代人的生活需求。 1 市场调查 通过查阅竹材料特性、市场应用现状的资料和实地走访,以及对142个消费者的问卷调查,我们得出了关于竹家具创新设计的以下结论: (1)市场上的竹家具种类主要有原竹、竹集成材、竹重组材、竹材弯曲胶合家具等,但竹家具的市场总体占有率依旧不高,一般多为与其他材质混合使用,而且竹子多为配角,可见这一块还有很大的发展空间。 (2)圆竹、竹编、竹集成、重组竹……竹材料加工工艺不断在创新和发展,但是现在一般竹材加工往往效仿木材的材料特性和加工工艺,没有很好地利用竹材的特有品质。 (3)中国古代早就开始使用竹家具,这些原竹家具使用的竹材没有经过任何的现代化的防腐处理,很容易出现虫蛀、开裂甚至腐烂等问题。近几年出现的竹家具,解决了原竹家具的很多问题。但由于对传统竹家具的偏见,新型竹家具的优良特性并没有被消费者认识到。 2 “竹家具”设计的基本特点 设计理念 竹,因为他的坚韧不拔的品性被古代文人冠以了君子的称号。“宁可食无肉,不可居无竹”东坡先生如是说。可是由于城市的发展,钢筋水泥土、人造板材等各种冰冷的东西充斥着我们的生活。为了摆脱这样的情况,我们选取竹子这一材料结合竹子特有的文化设计了这么一套家具。从居无竹到居有竹,我想增加的不只是竹子,更是增加了一些绿色,一些清新,一些自然以及一些文化气息。而且竹子做材,不仅用料便宜,更是绿色环保无毒的。 设计造型 根据竹子的优良的韧性做的弯曲,融入了竹子坚韧不拔这一文化要点,如图2所示。 竹子相间排列给人一种错落感,使视觉感不再单一。且使用整根原竹,保留了竹子的竹节和它空心这一特点,融入了竹文化中的虚心接受,高风亮节这两个方面,如图3。 由竹直接劈成片拼合而成保留了竹节,寓意做人要高风亮节,如图4。 造型及人机工程分析 这套竹家具由一个卷书案及一把凳子构成。家具的用材全由原竹切片然后排列成面,再由整根竹子经弯曲后做腿。完完全全的保留了竹子原有的风味。因为竹子具有的良好的韧性,所以使竹子的弯曲工艺不像木头那样繁琐,所以我们在整套家具的设计中加入了大量的曲线,使整套家具更具曲线美,看上去更加柔和,美丽。 全套家具的尺寸在设计前我们都查阅了人机工程学上的数据,所以符合人的使用习惯,使人们在使用的时候不会说因为更换了材料而产生一些不适的感觉。相反,因为在制作时考虑人机这一因素,所以会让使用者更加的舒适。竹子清新的气息,也会让人心旷神怡。使生活品质得到一定的提高。 家具与竹文化 中国传统中,竹子象征着生命的弹力、长寿、幸福和精神真理。竹子空心,象征谦虚,品格虚心能自持,竹的特质是坚韧不拔,凌云,不畏风雪,竹节必露,竹梢拔高,比喻高风亮节,有气节,是儒、道两家思想的反应,在我国有深刻的文化内涵[4]。本套家具保留了竹子的空心、有竹节的特征且通过弯曲突出表现了竹子的坚韧的品性。看到此套家具就可直观的看到竹看到那抹弯曲,从而想起竹子带给我们的坚韧不拔、高风亮节以及虚心接受的这种文化。竹家具不仅改变了家具用材方面,更因为结合了竹文化给人一种 反思 ,让我们的心可以不再那么浮躁。 3 市场场景与产品价值 市场场景 中国是四大文明古国,是世界竹文化的发祥地。人们种竹,用竹,画竹,咏竹,竹一直伴随我们,延绵数千年。竹从古至今在我们生活中起着重要的作用,竹文化也一直渗透在我们生活中。我国是世界竹子产区之一,是世界上,面积最大,资源最丰富,栽培历史悠久的国家。我国木材能源短缺,而竹是一种速生材,作为家具材料能源,具有很好的开发价值。 从文化上看,竹文化历史悠久,古人使用竹简,文人墨客咏竹作诗,以竹为画。古人用“宁可食无肉,不可居无竹”表达了对竹的喜爱,竹更有“心虚节坚,坚韧不拔,风度潇洒”的君子美称。竹是我们中华民族的文化特色。 在全球化的格局下,文化的力量不可估量,竹文化在竹家具产品中的体现,会使竹家具更具中国的传统特色,更具深厚的文化内涵,使用者使用会更具有精神享受,同时产品的价值也就更大。传承竹文化的竹家具投入到市场会更受欢迎,得到青睐。竹文化的传承与发展需要我们一起去努力。 产品价值 从功能上看,产品结合 传统文化 与现代工艺作为公共设施符合人们的基本需要,并考虑人机舒适性,满足人们的生理及心理从精神上看,产品有着深厚的传统文化底蕴,又吸取了现代的发展精神,传承与发展,用文化感染使用者。 从环保上看,竹子生长速度快,三到四年可成材,使用竹材利用完可再生,是很环保的材料。 从经济上看,对于丰富资源的合理应用,可以创造财富。用我们的文化吸引外国,提升产品本身的价值,在国内外都可创造财富。 4 结语 文化产业的市场需要开发,发展。产品不仅只是外形与功能,它的文化内涵越来越显得重要。中华民族丰富多彩的文化越来越显得抢眼,主打文化的竹家具是它的灵魂所在,精神内涵所在,满足广大群众的精神需求。如果竹家具可以热销,推动的不仅只是经济,更多的是对中华传统文化的传承与发展,是对文化全球化作了积极的意义。 【参考文献】 [1]杨锋.竹与中国文化[J]. 散文 ,1996(3):20-21. [2]本刊编辑部,李科.居有竹[J].中华手工,2010(5):28. [3]胡芷嫣,张建华.竹子在商业空间中的应用[J].上海商业,2013(7):44-45. [4]王逢瑚,时迪.关于中国竹家具设计的思考:观北京国际设计三年展有感[J]. 装饰,2012(1). 竹文化的论文篇3 试谈古典园林中的竹文化 摘 要:我国竹文化历史悠久,竹子在园林中应用广泛。基于竹元素在饮食、文学、工艺、建筑4个方面的文化意蕴,分别从诗情、画意、音韵3个层面揭示古典园林中竹文化的深刻内涵,探讨了古典园林中竹景的营造艺术。现代园林设计应该借鉴和发扬古典园林中竹子造景的一些艺术手法。 关键词:竹文化;古典园林;营造艺术 中国古典园林非常讲究植物配置,竹子因其特殊的观赏特性和生物特征一直被看作中国园林中最具特色、不可或缺的植物造景材料之一。竹作为我国传统观赏植物之一,有着悠久的历史和深厚的文化意蕴。据文献记载,秦始皇为建“上林苑”,从山西云冈引种竹子到咸阳,这应该是竹子造园的萌芽时期,讫今已有2200多年的历史。历经数代,以竹造园得到持续发展,竹林景观已成为江南园林的特色之一,竹景更以其独特的艺术风格和文化蕴意为现代园林带来了无限的诗情画意。 1 竹元素的文化意蕴 竹与饮食 《诗经》曰“其蔌维何,维笋及蒲。”竹笋是人们熟悉的中国传统食品,不但是一道美食,更是一道雅食,被列为“素食第一品”和“山珍”之一。据相关资料记载,晋朝戴凯所著的《竹谱》一书中曾介绍过70多个竹子品种及不同竹笋的风味,宋代德清僧人赞宁在所著的《笋谱》中则是记载了80多个竹笋品种。 同时,中国的十大竹乡(浙江安吉竹乡、江西宜丰竹乡、浙江临安竹乡、江西崇义竹乡、湖南桃江竹乡、贵州赤水竹乡、广东广宁竹乡、福建顺昌竹乡、福建建瓯竹乡、安徽广德竹乡)还开发出一系列与竹相关的食品和保健品,例如竹笋干、竹笋罐头、竹粽子、竹食用菌竹荪、竹木糖醇、竹汁饮料和竹汁酒等,除此之外,在竹乡中还能品尝到竹笋全席宴、竹筒饭、竹虫等与竹有关的具有民族特色的食物。 竹与文学 在我国传统文化中,竹以其特有的风姿品性,占据了古代文人审美视野及价值系统内的一个重要位置,竹在历代诗人作家主观情感中,为文人阶层的文化所认同和传播,被赋予了以下几种象征意味:(1)以竹表示对官场的厌恶、对归隐的憧憬以及对故乡的向往。例如清朝郑板桥的《题画诗》:“乌沙掷去不为官,囊橐萧萧两袖寒,写取一枝清瘦竹,秋风江上作渔竿”。(2)以竹标明典雅、孤傲的神韵与品格情趣。例如晚唐诗人司空图在《二十四诗品》中特以“坐中佳士,左右修竹”来昭示“典雅”的风格意境。(3)以竹含蓄地表达执着相思怀远的执着爱情。例如西晋张华《博物志》曰“舜死,二妃泪下,染竹即斑。妃死为湘水神,故曰湘妃竹”。 竹与工艺 竹制工艺品内涵丰富,具有鲜明的地域性和民族性,堪称竹文化的一绝,其工艺加工手法主要有竹编和竹雕2种。(1)竹编。竹编工艺源远流长,被誉为“东方珍宝”,其充分利用竹材的柔韧性和线条美,达到工艺品外型与内涵、功能性和艺术性的和谐统一,同时劳动人民卓越的创意,使竹编工艺增添了生活的趣味和恬淡优雅的情致。(2) 竹雕。竹雕工艺已有上千年历史,其造型讲究夸张变形,构图讲究对称与平衡关系,刀法力求变化多样,总体风格淡雅清秀,具有中华民族风格的古朴素雅之美。 竹与建筑 中国人远在新石器时代就利用竹建造房屋,汉代用竹建甘泉宫,名曰“竹宫”,北宋时黄冈地区人用竹造竹楼,明清时期扬州和常州都建有竹楼,竹建筑遍及南方产竹之乡。用竹建造的建筑主要有竹楼、竹屋、竹亭、竹廊等。(1) 竹楼。竹楼是最具有代表性、最富特色的竹民居建筑,在云南傣族、布朗族、基诺族、景颇族、德昂族、和部分怒族、哈尼族、佤族、傈僳族的聚居区是主要的民居建筑形式。(2) 竹屋。竹屋建筑是我国南方竹乡最常见的建筑形式,清代沈日霖的《粤西琐记》中记载了广东山区的人们用竹建屋的盛况,同时,清代的扬州园林广泛用竹建屋作为园林景点。(3) 竹亭。亭是重要的园林建筑小品,清代扬州园林好用竹建亭,竹亭使竹的天然野趣得以发挥,与周围地区的湖光山色和谐且融合成一体。(4) 竹廊。屋檐下的过道及其延伸成独立的有顶的过道称为廊[1],竹廊是廊建筑的形式之一,据记载,明代无锡的邹迪光在愚公谷用竹建造了一座竹廊,名曰“虹廊”。 2 古典园林竹景营造艺术 诗情 中国古典园林注重文化内涵的表达和意境的营造,善于将植物的形态和文学诗歌、艺术和民间 传说 故事 等结合起来进行造景,竹因其优美的形态及其深厚的文化意蕴,在中国的古典园林中得以广泛的应用,古典园林中的竹景无不渗透着一种“诗情”,而这诗情主要体现在2个方面:一是以竹为内容的景点名称。如苏州留园的“碧梧西凤”、苏州网师园的“竹外一枝轩”、苏州拙政园的“海棠春坞”、苏州沧浪亭的“倚玉轩”和“翠玲珑”、扬州的个园等。二是竹景背后的文学象征意义。“逸气假毫翰,清风在竹林”,“数茎幽玉色,晓夕翠烟分”, 竹子与梅、兰、菊并称“四君子”,象征着文人墨客孤傲、清高的气节,同时,竹还可以用来表达对故乡思念以及对爱情的忠贞。 画意 “园以竹胜,景以竹异”,竹既有自然美的“形”,又有灵魂美的“意”,具有“形”和“意”相结合的美妙意境,营造出疏朗、雅致的画意。在竹的艺术造景手法中,无论是竹径通幽、移竹当窗、粉墙竹影,还是竹径绕池、青竹白石,无不体现着风格多种多样、千变万化的画境,如竹海长廊、竹篱夹道、竹径通幽、竹亭闲逸、竹圃缀雅、竹园留春、竹水相依等,可谓“月照有倩影,风吹有清声,雨涤有清韵,霜凝有清光,雪染有清趣”,从而衍生出无穷的画意来。 音韵 宋朝文同在《咏竹》中如此描述竹:“化龙杖入仙陂,呼凤律鸣神谷。月娥巾披净冉冉,凤女声笙竽清肃肃。”这里说的就是竹的音韵美,而这句诗特指竹在风的作用下产生的音韵美,不同形态和数量的叶片在风的作用下相互摩擦会产生不同的音响效果。而竹的音韵有时萧瑟凄清,有时汹涌澎湃,有时流畅优美,产生不同的韵味。苏州怡园的“玉延亭”原有一片竹林环绕,四季青翠,玉延亭取“万竿戛玉,一笠延秋,洒然清风”诗意而名,“万竿戛玉”即风吹竹林摇摆而发出玉石响声,以实现“清风时一过,交戛响鸣玉”的音乐效果。上面描述的都是竹在风中产生的声响韵律,除此之外,在雨的作用下,竹也会产生独特的音韵美。南唐李中的《赠朐山杨宰》“听雨入秋竹,留僧复旧棋”说的就是雨中之竹,色泽鲜亮,竹径半掩半开,加上雨滴落在竹叶上产生的声响,引人静思,营造出一种清幽的意境。 3 结语 竹积淀着我国深厚的历史文化意蕴,它蕴含着丰富的文化符号,也是文人墨客的情感载体。以竹造园,竹因园而茂,园因竹而彰;以竹造景,竹因景而活,园因竹而显。其人格化的象征,美学的意象,已深深积淀在人们的审美情趣中,探求现代园林设计的时候,只要充分借鉴古典园林中竹子造景的一些艺术手法,并合理巧妙地运用竹文化,就可以创造出充满诗情画意的现代园林景观。(收稿:2013-05-09) 参考文献: [1]刘福智,佟裕哲.风景园林建筑设计指导[M],北京:机械工业出版社,2007:107. [2]赵芸.南竹北调及北方竹造景的研究[J].世界竹藤通讯,2011,9(6):29. [3]关传友,何秋中.扬州园林植竹造景史考[J].竹子研究汇刊,2007,26(2). [4]黄春华,王晓春,仇蓉.扬州竹文化探析[J].风景园林艺术,2012,3(28). [5]龙莉红.竹子在岭南现代园林中的运用[J].广东园林,2010,2(1). 猜你喜欢: 1. 生活与竹文化论文 2. 竹文化毕业论文3000字左右 3. 竹文化毕业论文 4. 中国竹文化论文参考 5. 竹文化论文 6. 中国竹文化较好的论文

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关键词:超高分子 量聚乙烯 工程塑料1 引言UHMWPE是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化,此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国上海高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业生产,70年代后期又有广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。限于当时条件,产物分子量约150万左右,随着工艺技术的进步,目前北京助剂二厂的产品分子量可达100万~300万以上。UHMWPE的发展十分迅速,80年代以前,世界平均年增长率为,进入80年代以后,增长率高达15%~20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12,000~12,500吨,而到1990年世界需求量约5万吨,其中美国占70%。UHMWPE平均分子量约35万~800万,因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且,UHMWPE耐低温性能优异,在-40℃时仍具有较高的冲击强度,甚至可在-269℃下使用。UHMWPE优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域,其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外,由于UHMWPE优异的生理惰性,已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用。2 UHMWPE的成型加工由于UHMWPE熔融状态的粘度高达108Pa*s,流动性极差,其熔体指数几乎为零,所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来,UHMWPE的加工技术得到了迅速发展,通过对普通加工设备的改造,已使UHMWPE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。 一般加工技术(1)压制烧结压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低,易发生氧化和降解。为了提高生产效率,可采用直接电加热法〔1〕;另外,Werner和Pfleiderer公司开发了一种超高速熔结加工法〔2〕,采用叶片式混合机,叶片旋转的最大速度可达150m/s,使物料仅在几秒内就可升至加工温度。(2)挤出成型挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。60年代大都采用柱塞式挤出机,70年代中期,日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。北京化工大学于1994年底研制出Φ45型UHMWPE专用单螺杆挤出机,并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。(3)注塑成型日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺,并于1976年实现了商业化,之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMWPE的螺杆注塑成型工艺。北京塑料研究所1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造,成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMWPE托轮、水泵用轴套,1985年又成功地注射出医用人工关节等。(4)吹塑成型UHMWPE加工时,当物料从口模挤出后,因弹性恢复而产生一定的回缩,并且几乎不发生下垂现象,故为中空容器,特别是大型容器,如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜,从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致,容易造成纵向破坏的问题。 特殊加工技术 冻胶纺丝以冻胶纺丝—超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利,随后美国Allied公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究,逐步形成了自己的技术,制得了高性能的UHMWPE纤维〔3〕。UHMWPE冻胶纺丝过程简述如下:溶解UHMWPE于适当的溶剂中,制成半稀溶液,经喷丝孔挤出,然后以空气或水骤冷纺丝溶液,将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中,几乎所有的溶剂被包含其中,因此UHMWPE大分子链的解缠状态被很好地保持下来,而且溶液温度的下降,导致冻胶体中UHMWPE折叠链片晶的形成。这样,通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶,进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链,从而制得高强度、高模量纤维。UHMWPE纤维是当今世界上第三代特种纤维,强度高达,比强度是化纤中最高的,又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物:防弹背心和衣服、防切割手套等,其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将UHMWPE纤维织成不同纤度的绳索,取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。UHMWPE纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。 润滑挤出(注射)润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层,从而降低物料各点间的剪切速率差异,减小产品的变形,同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种:自润滑和共润滑。(1)自润滑挤出(注射)UHMWPE的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂,以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切,提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前,首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中,生产时,物料中的润滑剂渗出,形成润滑层,实现自润滑挤出(注射)。有专利报道〔4〕:将70份石蜡油、30份UHMWPE和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅胶)混合造粒,在190℃的温度下就可实现顺利挤出(注射)。(2)共润滑挤出(注射)UHMWPE的共润滑挤出(注射)有两种情况,一是采用缝隙法〔5、6〕将润滑剂压入到模具中,使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层;二是与低粘度树脂共混,使其作为产物的一部分(详见)。如:生产UHMWPE薄板时,由定量泵向模腔内输送SH200有机硅油作润滑剂,所得产品外观质量有明显提高,特别是由于挤出变形小,增加了拉伸强度。 辊压成型〔1〕辊压成型是一种固态加工方法,即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力,通过粒子形变,有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块,舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力,产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台,经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用,可使加工过程连续化。 热处理后压制成型〔8〕把UHMWPE树脂粉末在140℃~275℃之间进行1min~30min的短期加热,发现UHMWPE的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的UHMWPE粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较,前者具有更好的物理性能和透明性,制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。 射频加工〔9〕采用射频加工UHMWPE是一种崭新的加工方法,它是将UHMWPE粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起,用射频辐照,产生的热可使UHMWPE粉末表面发生软化,从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件,其加工效率比目前UHMWPE常规模压加工高许多倍。 凝胶挤出法制备多孔膜〔10〕将UHMWPE溶解在挥发溶剂中,连续挤出,然后经一个热可逆凝胶/结晶过程,使其成为一种湿润的凝胶膜,蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩,在干燥过程中产生微孔,经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装,也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比,由此法制备的多孔UHMWPE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。3 UHMWPE的改性 物理机械性能的改进与其它工程塑料相比,UHMWPE具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于UHMWPE的分子结构和分子聚集形态造成的,可通过填充和交联的方法加以改善。 填充改性采用玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼、炭黑等对UHMWPE进行填充改性,可使表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强度、热变形温度得以较好地改善。用偶联剂处理后,效果更加明显。如填充处理后的玻璃微珠,可使热变形温度提高30℃。玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉等可提高硬度、刚度和耐温性;二硫化钼、硅油和专用蜡可降低摩擦因数,从而进一步提高自润滑性;炭黑或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性等。但是,填料改性后冲击强度略有下降,若将含量控制在40%以内,UHMWPE仍有相当高的冲击强度。 交联交联是为了改善形态稳定性、耐蠕变性及环境应力开裂性。通过交联,UHMWPE的结晶度下降,被掩盖的韧性复又表现出来。交联可分为化学交联和辐射交联。化学交联是在UHMWPE中加入适当的交联剂后,在熔融过程中发生交联。辐射交联是采用电子射线或γ射线直接对UHMWPE制品进行照射使分子发生交联。UHMWPE的化学交联又分为过氧化物交联和偶联剂交联。(1)过氧化物交联过氧化物交联工艺分为混炼、成型和交联三步。混炼时将UHMWPE与过氧化物熔融共混,UHMWPE在过氧化物作用下产生自由基,自由基偶合而产生交联。这一步要保证温度不要太高,以免树脂完全交联。经过混炼后得到交联度很低的可继续交联型UHMWPE,在比混炼更高的温度下成型为制件,再进行交联处理。UHMWPE经过氧化物交联后在结构上与热塑性塑料、热固性塑料和硫化橡胶都不同,它有体型结构却不是完全交联,因此在性能上兼有三者的特点,即同时具有热可塑性和优良的硬度、韧性以及耐应力开裂等性能。国外曾报道用2,5-二甲基-2,5双过氧化叔丁基己炔-3作交联剂〔11〕,但国内很难找到。清华大学用廉价易得的过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂进行了研究〔12〕,结果发现:DCP用量小于1%时,可使冲击强度比纯UHMWPE提高15%~20%,特别是DCP用量为时,冲击强度可提高48%。随DCP用量的增加,热变形温度提高,可用于水暖系统的耐热管道。(2)偶联剂交联UHMWPE主要使用两种硅烷偶联剂:乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷,常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶联剂一般要靠过氧化物引发,常用的是DCP,催化剂一般采用有机锡衍生物。硅烷交联UHMWPE的成型过程首先是使过氧化物受热分解为化学活性很高的游离基,这些游离基夺取聚合物分子中的氢原子使聚合物主链变为活性游离基,然后与硅烷产生接枝反应,接枝后的UHMWPE在水及硅醇缩合催化剂的作用下发生水解缩合,形成交联键即得硅烷交联UHMWPE。(3)辐射交联在一定剂量电子射线或γ射线作用下,UHMWPE分子结构中的一部分主链或侧链可能被射线切断,产生一定数量的游离基,这些游离基彼此结合形成交联链,使UHMWPE的线型分子结构转变为网状大分子结构。经一定剂量辐照后,UHMWPE的蠕变性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。用γ射线对人造UHMWPE关节进行辐射,在消毒的同时使其发生交联,可增强人造关节的硬度和亲水性,并且使耐蠕变性得以提高〔13〕,从而延长其使用寿命。有研究〔14〕表明,将辐照与PTFE接枝相结合,也可改善UHMWPE的磨损和蠕变行为。这种材料具有组织容忍性,适于体内移植。 加工性能的改进UHMWPE树脂的分子链较长,易受剪切力作用发生断裂,或受热发生降解。因此,较低的加工温度,较短的加工时间和降低对它的剪切是非常必要的。为了解决UHMWPE的加工问题,除对普通成型机械进行特殊设计外,还可对树脂配方进行改进:与其它树脂共混或加入流动改性剂,使之能在普通挤出机和注塑机上成型加工,这就是中介绍的润滑挤出(注射)。 共混改性共混法改善UHMWPE的熔体流动性是最有效、最简便和最实用的途径。目前,这方面的技术多见于专利文献。共混所用的第二组份主要是指低熔点、低粘度树脂,有LDPE、HDPE、PP、聚酯等,其中使用较多的是中分子量PE(分子量40万~60万)和低分子量PE(分子量<40万)。当共混体系被加热到熔点以上时,UHMWPE树脂就会悬浮在第二组份树脂的液相中,形成可挤出、可注射的悬浮体物料。(1)与低、中分子量PE共混UHMWPE与分子量低的LDPE(分子量1,000~20,000,以5,000~12,000为最佳)共混可使其成型加工性获得显著改善,但同时会使拉伸强度、挠曲弹性等力学性能有所下降。HDPE也能显著改善UHMWPE的加工流动性,但也会引起冲击强度、耐摩擦等性能的下降。为使UHMWPE共混体系的力学性能维持在一较高水平,一个有效的补偿办法是加入PE成核剂,如苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐等,可以借PE结晶度的提高,球晶尺寸的微细均化而起到强化作用,从而有效阻止机械性能的下降。有专利〔15〕指出,在UHMWPE/HDPE共混体系中加入很少量的细小的成核剂硅灰石(其粒径尺寸范围5nm~50nm,表面积100m2/g~400m2/g),可很好地补偿机械性能的降低。(2)共混形态UHMWPE的化学结构虽然与其它品种的PE相近,但在一般的熔混设备和条件下,它们的共混物都难以形成均匀的形态,这可能与组份之间粘度相差悬殊有关。采用普通单螺杆混炼得到的UHMWPE/LDPE共混物,两组份各自结晶,不能形成共晶,UHMWPE基本上以填料形式分散于LDPE基体中。熔体长时间处理和使用双辊炼塑机混炼,两组份之间作用有所加强,性能亦有进一步的改善,不过仍不能形成共晶的形态。Vadhar发现〔16〕,当采用两步共混法,即先在高温下将UHMWPE熔融,再降到较低温度下加入LLDPE进行共混,可获得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的UHMWPE/LLDPE共混物。(3)共混物的力学强度对于未加成核剂的UHMWPE/PE体系,其在冷却过程中会形成较大的球晶,球晶之间存在着明显的界面,而在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力,由此会导致裂纹的产生,所以与基体聚合物相比,共混物的拉伸强度常常有所下降。当受到外力冲击时裂纹会很快地沿球晶界面发展而导致最后的破碎,因此又引起冲击强度的下降。 流动改进剂改性流动改进剂促进了长链分子的解缠,并在大分子之间起润滑作用,改变了大分子链间的能量传递,从而使得链段位移变得容易,改善了聚合物的流动性。用于UHMWPE的流动改进剂主要是指脂肪族碳氢化合物及其衍生物。其中脂肪族碳氢化合物有:碳原子数在22以上的n-链烷烃及以其作主成分的低级烷烃混合物;石油分裂精制得到的石蜡等。其衍生物是指末端含有脂肪族烃基、内部含有1个或1个以上(最好为1个或2个)羧基、羟基、酯基、羰基、氮基甲酰基、巯基等官能团;碳原子数大于8(最好为12~50)并且分子量为130~2000(以200~800为最佳)的脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇等。举例来说,脂肪酸有:癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬酯酸、油酸等。北京化工大学制备了一种有效的流动剂(MS2)〔17〕,添加少量(~)就能显著改善UHMWPE的流动性,使其熔点下降达10℃之多,能在普通注塑机上注塑成型,而且拉伸强度仅有少许降低。另外,用苯乙烯及其衍生物改性UHMWPE,除可改善加工性能使制品易于挤出外,还可保持UHMWPE优良的耐摩擦性和耐化学腐蚀性〔18〕;1,1-二苯基乙炔〔19〕、苯乙烯衍生物〔20〕、四氢化萘〔21〕皆可使UHMWPE获得优良的加工性能,同时使材料具有较高的冲击强度和耐磨损性。 液晶高分子原位复合材料液晶高分子原位复合材料是指热致液晶高分子(TLCP)与热塑性树脂的共混物,这种共混物在熔融加工过程中,由于TLCP分子结构的刚直性,在力场作用下可自发地沿流动方向取向,产生明显的剪切变稀行为,并在基体树脂中原位就地形成具有取向结构的增强相,即就地成纤,从而起到增强热塑性树脂和改善加工流动性的作用。清华大学赵安赤等采用原位复合技术,对UHMWPE加工性能的改进取得了明显的效果〔22〕。用TLCP对UHMWPE进行改性,不仅提高了加工时的流动性,采用通常的热塑加工工艺及通用设备就能方便地进行加工,而且可保持较高的拉伸强度和冲击强度,耐磨性也有较大提高。 聚合填充型复合材料高分子合成中的聚合填充工艺是一种新型的聚合方法,它是把填料进行处理,使其粒子表面形成活性中心,在聚合过程中让乙烯、丙烯等烯烃类单体在填料粒子表面聚合,形成紧密包裹粒子的树脂,最后得到具有独特性能的复合材料。它除具有掺混型复合材料性能外,还有自己本身的特性:首先是不必熔融聚乙烯树脂,可保持填料的形状,制备粉状或纤维状的复合材料;其次,该复合材料不受填料/树脂组成比的限制,一般可任意设定填料的含量;另外,所得复合材料是均匀的组合物,不受填料比重、形状的限制。与热熔融共混材料相比,由聚合填充工艺制备的UHMWPE复合材料中,填料粒子分散良好,且粒子与聚合物基体的界面结合也较好。这就使得复合材料的拉伸强度、冲击强度与UHMWPE相差不大,却远远好于共混型材料,尤其是在高填充情况下,对比更加明显,复合材料的硬度、弯曲强度,尤其是弯曲模量比纯UHMWPE提高许多,尤其适用作轴承、轴座等受力零部件。而且复合材料的热力学性能也有较好的改善:维卡软化点提高近30℃,热变形温度提高近20℃,线膨胀系数下降20%以上。因此,此材料可用于温度较高的场合,并适于制造轴承、轴套、齿轮等精密度要求高的机械零件。采用聚合填充技术还可通过向聚合体系中通入氢或其它链转移剂,控制UHMWPE分子量大小,使得树脂易加工〔23〕。美国专利〔24〕用具有酸中性表面的填料:水化氧化铝、二氧化硅、水不溶性硅酸盐、碳酸钙、碱式碳酸铝钠、羟基硅灰石和磷酸钙制成了高模量的均相聚合填充UHMWPE复合材料。另有专利〔25〕指出,在60℃,且有催化剂存在的条件下,使UHMWPE在庚烷中干燥的 氧化铝表面聚合,可得到高模量的均相复合材料。齐鲁石化公司研究院分别用硅藻土、高岭土作为填料合成了UHMWPE复合材料〔26〕。 UHMWPE的自增强〔27、28〕在UHMWPE基体中加入UHMWPE纤维,由于基体和纤维具有相同的化学特征,因此化学相容性好,两组份的界面结合力强,从而可获得机械性能优良的复合材料。UHMWPE纤维的加入可使UHMWPE的拉伸强度和模量、冲击强度、耐蠕变性大大提高。与纯 UHMWPE相比,在UHMWPE中加入体积含量为60%的UHMWPE纤维,可使最大应力和模量分别提高160%和60%。这种自增强的UHMWPE材料尤其适用于生物医学上承重的场合,而用于人造关节的整体替换是近年来才倍受关注的,UHMWPE自增强材料的低体积磨损率可提高人造关节的使用寿命。4 UHMWPE的合金化UHMWPE除可与塑料形成合金来改善其加工性能外(见和),还可获得其它性能。其中,以PP/UHMWPE合金最为突出。通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合物(如橡塑共混物),其增韧机理为“多重银纹化机理”。而在PP/UHMWPE体系,UHMWPE对PP有明显的增韧作用,这是“多重裂纹”理论所无法解释的。国内最早于1993年报道采用UHMWPE增韧PP取得成功,当UHMWPE的含量为15%时,共混物的缺口冲击强度比纯PP提高2倍以上〔29〕。最近又有报道,UHMWPE与含乙烯链段的共聚型PP共混,在UHMWPE的含量为25%时,其冲击强度比PP提高一倍多〔30〕。以上现象的解释是“网络增韧机理”〔31〕。PP/UHMWPE共混体系的亚微观相态为双连续相,UHMWPE分子与长链的PP分子共同构成一种共混网络,其余PP构成一个PP网络,二者交织成为一种“线性互穿网络”。其中共混网络在材料中起到骨架作用,为材料提供机械强度,受到外力冲击时,它会发生较大形变以吸收外界能量,起到增韧的作用;形成的网络越完整,密度越大,则增韧效果越好。为了保证“线性互穿网络”结构的形成,必须使UHMWPE以准分子水平分散在PP基体中,这就对共混方式提出了较高的要求。北京化工大学有研究发现:四螺杆挤出机能将UHMWPE均匀地分散在PP基体中,而双螺杆挤出机的共混效果却不佳。EPDM能对PP/UHMWPE合金起到增容的作用。由于EPDM具备的两种主要链节分别与PP和UHMWPE相同,因而与两种材料都有比较好的亲合力,共混时容易分散在两相界面上。EPDM对复合共晶起到插入、分割和细化的作用,这对提高材料的韧性是有益的,能大幅度地提高缺口冲击强度。另外,UHMWPE也可与橡胶形成合金,获得比纯橡胶优良的机械性能,如耐摩擦性、拉伸强度和断裂伸长率等。其中,橡胶是在混合过程中于UHMWPE的软化点以上进行硫化的。5 UHMWPE的复合化UHMWPE可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材,这些片材可进一步与金属板材制成复合材料。除此之外,UHMWPE还可复合在塑料表面以提高耐冲击性能。在UHMWPE软化点以上的温度条件下,将含有硫化剂的未硫化橡胶片材与UHMWPE片材压制在一起,可制得剥离强度较高的层合制品,与不含硫化剂的情况相比,其剥离强度可提高数十倍。用这种方法同样可使未硫化橡胶与塑料的合金(如EPDM/PA6、EPDM/PP、SBR/PE)和UHMWPE片材牢固地粘接在一起。参考文献:〔1〕 钟玉荣,卢鑫华.塑料〔J〕,1991,20(1):30〔2〕 孙大文.塑料加工应用〔J〕,1983(5):1〔3〕 杨年慈.合成纤维工业〔J〕,1991,14(2):48〔4〕 JP 63,161,075〔P〕〔5〕 .〔J〕,1981,27(1):8

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