深海腐蚀研究现状论文

能够让人类深入了解海洋的奥秘，地球的奥秘。使人类对地球的认知视野，在空间和时间上不断的拓展。就海洋面临的问题非常的大，深海环境的特点是高压黑暗，低温缺氧，海水腐蚀性和破坏性都非常的大。

研究深海是在研究生命的起源，但是人类研究生还是面临的最大的问题就是如何克服深海的压力以及黑暗，无光的环境，也始终可以通过仪器探测扫描，但是毕竟看不清楚，扫描出来的东西某些细节没有办法保证它一点都不漏，更何况深海那样一个环境之中，人是下不去的，只能靠科考仪器。

海洋是生命的起源，生命的摇篮，所以深海它最重要的也是有无数个生命起源的过程，人类是怎么来的？从进化论上来说是海洋的远古生物出现有了两栖生物，有了大陆上的生物，然后最后有了哺乳动物。人类经过很长时间的进化才出现，所以生命的起源是在海洋，海洋深处，至今仍然保留着一些很久很久之前的生物，比如说4亿年前的一些古老生物那些生物，轻易是不会出现在浅海之中的，始终都在深海活动。

研究生命的意义对人类来说短期内那就是长寿的基因到底在哪儿？因为海洋之中有些古老生物，它活个几百年很正常。比如说一些特殊的鲸鱼，他们正常的生命就是300年，人类现在能活过100岁的算长寿了，对于那些鲸鱼来说，他们在完全野生的环境之中活个300岁左右很正常，原因在哪呢？人把这个因素探究明白了，是不是可以把它用在人类基因上面呢？那人类是不是也可以通过基因改变的方式，毕竟从古至今人，除了一个是提高生活质量之外，另外就是延长寿命。

虽然从现在人类的科学认知上来说长生不老是不可能的，但我们现实的说延长寿命并不是不可能的，这很现实的问题，原来人们平均寿命40多岁，现在人们平均寿命70多岁，这有现代医疗的作用在里面啊。但是人类寿命想进一步延长就不单纯是现代医疗技术进步的原因了，那需要更多的突破性的发现，才有可能达到人们的目的。探究海洋，从那些远古的海洋生物身上寻找灵感，这是其中重要的一部分。

桥梁工程中的腐蚀问题探讨论文

摘要：本文从桥梁工程中的腐蚀类型分析机制入手，对桥梁工程中的腐蚀机理以及原因分析进行了简要分析，并着重阐释了桥梁工程中腐蚀问题的整治措施，旨在为相关工程质量管理部门提供有价值的参考建议。

关键词：桥梁工程；腐蚀；问题；原因；对策

0引言

随着经济的发展以及社会的进步，我国桥梁工程项目也呈现出高速发展的态势，但是，在实际工程项目运行过程中还存在很严重的腐蚀问题亟待解决，需要相关研究人员针对具体问题建立具体管控措施，建立更加完善的管控机制。同时，在对桥梁工程项目进行监督和管控的过程中，相关技术要针对腐蚀问题给予有效关注，建构更加完整的工程项目监管机制，从而提升工程管理效果。

1桥梁工程中的腐蚀类型分析

在对工程项目进行研究的过程中，首先要对桥梁腐蚀类型进行分析，由于腐蚀过程主要指的是材料在环境介质内发生物理或者是化学变化的情况，不仅会对整体技术体系产生影响，也会导致整体工程项目的性能受到损害。在实际腐蚀问题中，比较关键的问题主要包括桥梁化学腐蚀、桥梁物理腐蚀以及桥梁电化学腐蚀三类。在工程项目中，桥梁腐蚀问题主要是钢材腐蚀以及混凝土腐蚀，都会对整体工程项目产生较为严重的影响，甚至会导致整体工程的安全运行受到严重威胁[1]。

2桥梁工程中的腐蚀机理和原因分析

（1）桥梁工程中的腐蚀机理桥梁发生腐蚀问题，影响比较大的就是化学腐蚀和电化学腐蚀。在化学腐蚀中，桥梁会发生氧化反应和还原反应，基本原理就是离子交换。在电化学腐蚀过程中，氧化反应和还原反应相对独立，并且在阳极和阴极的作用下产生一定的变化，导致整体桥梁结构出现裂缝；（2）桥梁工程中的原因分析在对裂缝原因进行分析后，主要针对材料选择、施工结构以及养护机制进行综合分析和管控，确保实际问题能得到有效解决，实现整体运行和管控机制的完整度。第一，钢结构出现严重的腐蚀问题。主要是在桥梁工程中的钢结构，会出现严重的问题，究其原因，主要是由于空气中的大气和水共同作用，加之不同自然因素的影响，就会导致整体结构出现裂缝问题。特别要注意的是，在一些污染情况较为严重的地区，环境中含有大量的二氧化碳和二氧化硫，也会导致桥梁出现严重的腐蚀裂缝问题。在众多影响因素中，大气水分含量、降水量、尘埃以及光照都会影响到桥梁的实际质量，甚至会导致整体系统的结构和情况受到非常严重的影响。第二，钢筋混凝土本身组成成分中有水泥，其水化会产生CaO，当该物质和钢筋接触后，就会在钢筋外部产生FeO的化学膜结构，起到保护作用，但是这种保护作用会在接触到外界酸性物质后被破坏，实际的保护作用也会减弱；第二，混凝土出现严重的腐蚀问题，由于混凝土本身是一种较为复杂的复合产物，其实际组成中，硅酸二钙以及硅酸三钙是关键要素，其发生腐蚀反应主要是由于碳化分解以及氯离子出现了严重的腐蚀，都是导致问题出现的原因。特别要注意的是，在混凝土碳化过程中，正是基于本身的碱性环境，若是出现酸性物质，就会和原物质发生反应，致使平衡被破坏。在裂缝原因分析过程中，也要对酸化腐蚀进行集中处理，主要指的是废气废水、酸雨以及酸性物质，由于其都会和混凝土材料发生反应，也就导致反应后生成难溶物质，破坏混凝土结构后，产生了严重的裂缝问题。

3桥梁工程中腐蚀问题的整治措施

针对具体问题，相关研究人员要建立健全完整的管控和处理机制，确保桥梁腐蚀问题能得到有效的解决，特别是针对不良气候条件，要确保钢结构桥梁的腐蚀问题能得到优化管控。第一，要有效控制和治理环境污染问题。要从组织形式以及管理人员的基本素质出发，提升整体管控机制的有效性，并且确保管理行为和科研管控成果能建立有效的`平衡[2]；第二，管理人员要针对实际问题进行优化处理，有效隔离污染问题的侵扰，在工程项目建立过程中集中选用耐腐蚀材料；第三，要集中选用较为先进的制造技术，提高桥梁项目的整体运行技术，促进管控结构和管理效果的优化发展；第四，在对桥梁裂缝问题进行分析和处理后，相关管理部门要结合实际情况，运用有效的技术框架建立一种动态化的管控机制和项目优化措施，从根本上落实最经济也是最有效的实践方案，从而提高整体裂缝处理问题的有效性。

4结束语

总而言之，针对桥梁工程，相关施工单位要建立最优化项目处理机制，强化裂缝问题的处理水平，确保技术层面和人为管理层面的同步优化，一定程度上提升工程项目的实际质量。只有强化问题处理措施和处理效果，确保整体项目管控框架的完整度，才能为我国桥梁工程项目的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献

[1]彭建新,邵旭东.CO2排放、气候变化及其对混凝土结构开始腐蚀时间和时变可靠度评估的影响[J].公路交通科技,2014,26(10):76-81,86.

[2]石建光,余志勇,林挺宁等.沿海混凝土桥梁工程的腐蚀环境评价以及耐久性设计要求[J].混凝土,2013,15(12):67-71.

1引言目前，我国在海洋油气田开发、港口建设、跨海大桥、海底隧道、船舶工程和深海勘探等领域已建和在建大量的各种钢结构及钢筋混凝土结构设施，一旦发生灾害性腐蚀，将会导致严重破坏和巨大经济损失。而近海设施在海水中，除遭到海水的电化学腐蚀外，还遭到海洋生物、微生物的行损。如果我们的研究和防护工作做得好，其中2 5%-- 4 0 %的腐蚀损失是完全可以避免的。发展海洋腐蚀防护技术，特别是钢铁设施关键部位的防腐蚀技术，对于降低重大灾害性事故发生，延长近海设施的使用寿命具有重大意义。2海洋浪花飞溅区腐蚀及防护方法海洋环境可以分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区五个腐蚀区带。我国从上世纪 7 O年代起开展了钢铁设施在海洋环境不同腐蚀区带的腐蚀规律研究，并发明了电连接模拟海洋腐蚀试验装置与方法，建立了海洋环境腐蚀模拟装置。国内外长期的海洋腐蚀研究结果表明，钢结构设施在海洋环境不同腐蚀区带其腐蚀速度有明显差别，其中，浪花飞溅区是钢结构设施腐蚀最为严重的区域。主要的原因是，在浪花飞溅区，钢表面受到海水的周期性润湿，处于干湿交替状态，氧供应充分；加之阳光、风吹和海水环境等协同作用导致发生最严重的腐蚀。一般情况下，钢在海洋大气中的平均腐蚀速率约为／ a ；而浪花飞溅区为 mm／ a 。同一种钢，在浪花飞溅区的腐蚀速度可比海水全浸区中高出 3 ～1 o倍。有关实验和调查结果表明，长期在外海暴露的长尺试件，浪花飞溅区的腐蚀速率最高可达 I mm／ a以上，而在低潮位以下一0 ． 3 m全浸区的腐蚀速度仅为 0 ． 1 ～O ． 3 mm／ a 。由此可见，钢结构设施在浪花飞溅区部位的腐蚀十分严重。一旦在这个区域发生严重的局部腐蚀破坏，会使整座钢结构设施大大降低承载力，缩短使用寿命，影响安全生产，甚至导致设施提前报废。当前，国内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂料保护，海水全浸区主要采用电化学保护，并且取得了较好的保护效果。而在浪花飞溅区，通常使用的涂料，在海水冲击下容易发生鼓泡和剥落，局部腐蚀十分严重。。因此，发展长期有效的浪花飞溅区防腐蚀技术对保护海洋钢结构设施的安全运行具有极其重要的经济价值和社会意义。针对目前浪花飞溅区腐蚀严重这一现状，中科院海洋研究所与有关科研单位合作，联合研究开发了浪花飞溅区的新型包覆防蚀(PTC)技术。PTC技术采用了优良的缓蚀剂成分并采用了能隔绝氧气的密封技术。PTC新型包覆防蚀系统由四层紧密相连的保护层组成，即防蚀膏、防蚀带、聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩。防蚀膏和防蚀带作为防腐蚀保护材料涂抹、缠绕在钢铁设施表面上；聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩作为外防护层包覆在钢铁设施外表面。PTC技术中防蚀膏和防蚀带添加有抗腐蚀材料，具有优良的保护性、粘附性、与水和空气隔绝性，并且长期不会变质，可强力地粘附在钢铁设施表面达到长效的防腐蚀效果。另外，用一个坚硬的固体玻璃钢保护罩保护防蚀带，可达到更好的保护效果。实践证明，PTC是浪花飞溅区最具发展前景的钢铁设施保护技术。具有如下特点：防腐蚀效果优异，有效防护效果达30年以上；施工方便，表面处理简单，可带水作业；可适用于任何形状结构物；具有良好密闭性和抗冲击性能，质量轻，对结构物几乎无附加载荷；绿色环保，无毒无污染。3 港口码头的阴极保护目前，港口码头的防蚀普遍采用复盖层与阴极保护联台的方法，也可将两者分开．复盖层保护钢桩平均低潮位线以上部位，而阴极保护用于保护水下部位。就阴极保护而言，以前采用外加电流系统为多，从2O世纪80年代以来采用铝台金牺牲阳极保护的港口码头数量日益增多。究竞选用何种阴极保护方法，主要受以下几方面因素制约：(1)保护系统的可靠性；(2)相邻结构的影响；(．3)保护电流需要量；(4)被保护结构的复杂性；(5)结构设计使用寿命；(5)被保护结构所处的环境条件等。从保护系统的可靠性、对相邻结构的影响、被保护结构的复杂性等因素来看，应首选牺牲阳极系统；从保护电流需要量来看，需要较大保护电流的大型码头应采用外加电流系统，而只需较小保护电流的小型和中型码头宜采用牺牲阳极系统阴极保护系统在被保护结构设计使用寿命期间应能正常工作，因此对于要求工作30a以上的钢结构码头来说，最好采用外加电流系统或混合系统另外，在淡水或海淡水交替条件下码头保护主要采用外加电流系统。近年来，对大型港口码头愈来愈多地采用牺牲阳极和外加电流的共同作用来实施保护先主要利用外加电流系统提供的初始大电流使码头迅速极化到保护电位范围，然后停止或减小外加电流，主要利用铝台金牺牲阳极向码头提供较小的维持电流，充分发挥牺牲阳极安全、可靠、无需管理的优点使其长期运行。这种混合系统既提高了保护效果，又减小了牺牲阳极的用量。目前也有部分港口设施采用双阳极 · (dualnode)或复合阳极“一(Composite anode)对大型结构物进行阴极保护。职阳极实际上是一个阳极组，在一根阳极固定架上固定有镁阳极和铝阳极，在结构极化初期．镁阳极输出高电流，使其迅速极化，待镁阳极消耗掉后，铝阳极输出的电流维持结构的保护电位复合阳极则是在铝合金或锌合金阳极上铸造包覆一定厚度的镁合金阳极，这样也能起到与双阳极同样的作用据估算，采用上述起始大电流方法，可减少阳极用量30 %以上。4近海平台的阴极保护钢结构固定式平台的主要部分有导管架、桩、甲板及上部建筑。阴极保护主要用于保护浸在海水及埋在海泥中的结构件；而暴露在大气中的结构件通常采用涂层(例如富锌底漆加环氧面漆)保护；暴露在飞溅区和潮差区的结构件采用包覆蒙乃尔合金，或是包扎浸脂肪盐的玻璃布。固定式平台阴极保护的特点固定式平台通常在远离岸边的海上作业，其所处的海洋自然地理环境条件使阴极保护具有某些特点平台的保护电流密度不像船舶和港口设施的保护电流密度那样变化不大，而是变化很大，受到多种因素的影响，如：(1)环境条件。包括海水的组成、含氧量、温度、电阻率、钙镁沉积物，流速及水深等(2)现场情况包括可能出现的大浪、风暴、冰块等。(3)冶金因素包括焊缝区和导管架、桩腿各结点部位的应力集中区。世界各地区(海域)固定式平台阴极保护所采用的保护电流密度数值上有数倍甚至近十倍的差别。两种阴极保护方法的比较牺牲阳极系统的可靠性高，不需要维修和保养，平台下水后即能工作。但是牺牲阳极的自重有时会对平台的稳定性带来影响。有人计算了重25000t的平台．其立柱入水深度1 56m，若采用铝台金阳极保护，需要1200t，为平台本身重量的1／20_] 一般说，外加电流系统比较经济，但自从开发了铝合金阳极后，这种差距缩小了。外加电流系统虽然重量较轻，费用也稍便宜，但在最初一年平台尚未发电时不能工作，而且当修理或潜水员工作时系统也要关闭。因此，将牺牲阳极与外加电流联合使用是保护平台的最佳方案，在第一年与~'l-；bll电流系统断开时可采用铝台金阳极保护平台立柱结点，在正常情况下外加电流使平台各部分进入保护电位范围，以致牺牲阳极输出电流大大减少，这样可使铝合金阳极维持30a的寿命。

深海潜水器研究现状分析论文

潜水艇潜入深水区，是怎样帮人减压的大家知道，世界各国的潜水艇都是耐压壳体的，就是说通过耐压壳体的艇壁直接承受潜深的外界水压，当然，因为各国的制作工艺的不同，潜艇的下潜极限深度也不尽相同，美俄技术先进，一般能下潜到600米，但潜艇舱内的气压是保持常压的。就像民航客机一样，因此人在潜艇内是感受不到潜艇的潜深水压的变化的。所以，跟民航客机降落开舱后乘客可以直接出舱类似，潜艇上浮后，人也一样可以直接走出潜艇，不会对人的身体造成任何损害。但是，如果潜艇出现问题，人必须逃出潜艇通过上浮逃生，就要通过特殊手段来对自己的身体进行减压。我们知道海底是有很大压力的，海水越深压力越大，人在潜深的时候，为了适应外界水压的变化，身体是在逐渐进行适应和调整。此时人身体血液内的惰性气体浓度是大幅度上升的。所以潜水人每次上浮前，必须要先进行长时间的逐步减压，使得身体能够逐渐适应压力的变化，同时逐步降低血液中惰性气体的浓度，之后才能成功出水，否则就会有生命危险，即“潜水病”（或减压病）。那么，这个减压逐渐上浮的时间有多长呢？资料显示，当潜水深度在100米时，所需的减压时间是水下有效作业时间的8倍。这意味着如果有效作业时间仅为10分钟，那么减压时间就要长达1个多小时。但如果潜艇出现问题，必须要快速从水里出来。怎么办？人们就研制出一种可以水下使用的救生钟，潜水员需要快速上浮的时，可以进入这个减压舱，潜艇救生钟实际上与潜艇一样，都是依靠艇壁耐压壳体来承受海水压力的，内部则是常压，通过救生钟上浮的艇员不与海水直接接触，也不需要减压，直接可以出舱，不会得减压病。但有时，没有时间等待救生钟，需要艇员从海水中马上快速上浮，这个时候上浮有危险怎么办呢？人们就研究出快速上浮救生方法和装备。潜艇失事后，在潜艇内的常压环境下，艇员穿着一种特殊的充气罩式服装，经艇快速充气增压后，直接上浮到水面，途中不停留减压。据资料显示，目前潜艇快速上浮救生的最深纪录是180米。但使用快速上浮法得救的艇员，此时并非就安然无恙了，而是还要马上进减压舱进行减压，因为在快速上浮中，虽然有充气罩服装缓解压力，但人仍然与海水直接接触，受海水压力影响，身体仍然发生了变化，需要减压。总之，在深海里，人在潜艇或深潜器里待着，就无需减压；只要人在深水里与海水直接接触，上浮就得先减压。

减压病是人体从深海中向上浮动过快，所引发的一种疾病。因此只在潜艇救援或者水下探险等人类潜水活动中，会涉及减压病的环节。但是深海载人潜水器。本身就给内部人员提供了一个常压的工作环境，不涉及减压病的范畴。不过为了对抗深海60~110MPa 的海水压力，深海载人潜水器耐压结构的设计和制造至关重要。根据结构的保护对象和尺寸大小，将耐压结构分为设备耐压结构和生命支持耐压结构。设备耐压结构体积较小，通常装载电子产品等设备，一般为圆柱形筒体和球形端盖组合形式。生命支持耐压结构主要是载人潜水器的载人舱，体积较大，对材料和工艺要求较高。耐压结构的材料主要有钢、钛合金、铝合金、玻璃、陶瓷和复合材料，钢有很长的研究历史，应用非常广泛，万米载人潜水器“Trieste”号潜水器和“Archimède”号的耐压壳体用的是镍-铬-钼锻钢，该材料的屈服强度能达到 1 700Mpa。Deepsea Challenger 载人舱使用的材料是超高强度合金钢，超高强度合金钢的屈服强度能达到 1 370MPa 以上，抗拉强度能达到 1 620MPa。国内的宝钢、钢铁研究院等单位具有制造超高强度的耐蚀合金钢的技术和能力。钛合金和铝合金是应用很广的两种材料，其优点是比重小、比强度高。“蛟龙”号和“深海 6500”载人舱使用材料的是钛合金。钛合金载人舱的制造工艺有两种：半球成型工艺和分瓣成型工艺。半球成型工艺是将大规格厚板直接冲压成型半球，再采用电子束焊接两个半球。分瓣成型工艺的缺点是焊缝多，对球壳的整体性能有影响，但对板材和冲压能力的要求降低。目前供全海深载人舱选用的玻璃有硅酸盐玻璃和有机玻璃。玻璃材料作为观察窗材料已在全海深潜水器中得到应用，其强度和密封技术满足要求。陶瓷具有优越的强度、硬度、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗等性能，由于其密度低，陶瓷在潜水器的应用可以减轻潜水器重量。“海神”号全海深无人潜水器曾使用陶瓷作为耐压结构材料，复合材料比重小、比强度和比模量大。碳纤维与环氧树脂复合材料的比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，并具有优良的耐热、耐疲劳、耐蠕变等性能。

就以潜艇为例来解释：潜艇在结构设计上要满足两个方面的条件，这就是既能保证在水面的水密性和坚固性，又要保证在水下的水密性和坚固性。这样，潜艇的结构在设计上就必须有起不同作用的耐压结构和非耐压结构。在潜艇下潜时，潜艇的耐压结构要承受强大的深水压力并保证艇体的严格符合防水要求。潜艇上采用耐压结构的部位有潜艇的主体结构——耐压船体、耐压指挥室、耐压液舱和横舱壁等。潜艇的耐压结构一般由高强度钢质壳板、肋骨和横隔壁等构成。壳板是保证潜艇强度和水密的主要构件。肋骨呈环形，横向地布置在壳体内部（称内肋骨）或外部（称为肋骨）。横隔壁是壳板地支撑结构，通常以横隔壁将其分成3~8密封舱室，内设各种设备、武器装备、生活设施和操纵指挥部位。现代潜艇的耐压结构强度可以保证潜艇下潜到300~900米的深海。潜艇的非耐压结构指的是包围在耐压艇体外面，潜艇在水下时不承受深水压力的艇体。可分为非耐压水密结构和非耐压非水密结构。潜艇在水面时，非耐压水密结构有可靠的水密性；其不用制成耐压结构的原因是当潜艇下潜时，其结构内部要充满水并与舷外的水相通，这样就可以使这部分结构在水下时的内外压力相等，结构不用随深水的压力。潜艇上的非耐压水密结构部位有主压载水舱、燃油压载水舱和舷外燃油舱等。另外还有非耐压非水密结构，这部分结构既不能随深水压力，又不能保证水密，作用主要是改善艇体形状和保护内部设备的。潜艇上采用非耐压非水密结构的部位有艇首端和艇尾端的透水部分、上层建筑和指挥室围壳等。

近年来，各国科学家竞相进行太空探索。但一个不可否认的事实是，人类在热衷研究其他星球的同时，对地球本身仍缺乏足够的认识。比如，对我们所居住的地球上的海洋来说，正如一位美国海洋生物学家所说，“我们关于海底的知识还不如对火星的多”。星际探索短期内可能不会给人类带来实质性的好处，而深海中蕴藏的丰富资源却有望在不久的将来为人类造福。日本在海洋探索方面走在了各国的前列。比如“海沟”号无人驾驶深海探测器，曾在1995年潜入世界最深的马里亚纳海沟，潜深达到10911米。但不幸的是，“海沟”号最终却在日本沿海失踪了。“海沟”号的生命历程1986年，日本海洋科技中心开始研制“海沟”号无人驾驶潜艇，于1990年完成设计并开始制造。“海沟”号长3米，重吨，耗资1500万美元。它是缆控式水下机器人，上面装备有复杂的摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手，是世界上惟一下潜深度达到7000米的探测器。2003年5月29日，日本科学家利用“海沟”号在日本高知县东南大约130公里左右的海域进行海底调查作业，当时“海沟”号的下潜深度为4673米。由于当年的4号台风已经开始接近这一海域，操作人员当天下午1时29分提前结束调查作业。但是在回收“海沟”号时，工作人员发现不知何原因“海沟”号已无法回到母船的发射架中。1分钟后，海面控制船与“海沟”号的光缆通信和高达3000伏的电力供应突然中断，控制船不得不采取紧急措施。当天下午4时17分，控制船的卷扬机只回收到了“海沟”号的母船发射架，“海沟”号则因电缆断裂而不知去向。操作人员大吃一惊，连续用方位测定器向“海沟”号发射了3次信号，但控制船没有接收到“海沟”号的任何信号。“海沟”号上搭载的电波发射器可以连续工作240小时，而电波发射器的发射范围仅在4公里左右。当时由于台风已经接近该海域，控制船上的操作人员推测认为，“海沟”号没有反应，可能是它受海浪冲击与控制船距离已经超过了4公里的范围。此后，日本海洋科学技术中心决心找回“海沟”号，并进行了一个月的搜索，但一无所获。直至当年6月30日，日本方面才向外界公布了“海沟”号失踪的消息。日本海洋科学技术中心于当年7月4日开会研究后认为，在大片海域中即使动用声呐仪也不可能找到久已失去联系的“海沟”号，于是宣告搜索结束。“海沟”号失踪使不少科学家痛心不已。对日本的深海科研来说，这次的损失无法估量。一些科学家甚至将“海沟”号比作航天界的“哥伦比亚”号。他们认为，这个价值5000万美元的探测器是独一无二的，它的失踪对科学研究是一个重大损失。到深海去看看大海正以自己特有的魅力召唤着人类。“海沟”号的失踪并不能阻止人类进行深海探测，正像“哥伦比亚”号失事不能阻止人类的航天事业一样。今天的人类正面临着人口、资源和环境三大难题。随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加，人类消耗的自然资源越来越多，陆地上的资源正日益减少。为了生存和发展，人们必须寻找新的物质来源，海洋应当是首选。因此一些科学家认为，深海给人类带来的利益要比那些耗资庞大的太空计划实惠得多。此外，深海生物新物种的发现，在探索生命起源方面具有重大意义。深海探测中的技术问题在短期内，人类乘坐潜水器潜入深海还不太现实。因为在海洋中，每下潜100米就增加10个大气压，几毫米厚的钢板在1万米洋底就像大气中的鸡蛋壳一样易碎。为了克服这些障碍，从事深海探测的大部分科学家都已从有人驾驶潜水器转向机器人潜水器的研究。现在，称为“遥控潜水器”(ROV)的有绳潜水探测器和小型的计算机控制蓄电池驱动潜水器(AUV)可以由任何合适的船只操纵。此外，它们的造价也比较便宜，而且不会给操纵它的人带来任何危险。另一种可能解决的方案是开发出能取代适于海洋最深处压力的船壳。美国海军已成功试验过利用新型的陶瓷材料制成有浮力的深潜船壳，这类船壳具有人乘坐时所需的安全可靠性。目前这种陶瓷材料的数据资料已经解密，此举必然会促进其商用开发。而对于潜水器的浮力材料，不仅要求它能承受住巨大的压力，而且要求它的渗水率极低，以保证其密度不变，否则机器人就会沉入海底。在高压环境下，耐高水压的动态密封结构和技术也是水下机器人的一项关键技术。机器人上任何一个密封的电气设备、连接缆线和插件都不能有丝毫渗漏，否则会导致整个部件甚至整个电控系统的毁灭。由于无线电波在水中的衰减太快，所以在水中不能使用无线电通信、无线电导航及无线电定位系统。“海沟”号与控制船之间就是利用光缆进行通信的。由控制船发出的信号以及由“海沟”摄像机拍摄到的实时图像信号均可通过光缆传输，操作人员可观察监视器上的图像，在控制船上对“海沟”号进行操作。这些技术问题如能得到彻底的解决，海底这块最后未开发的“处女地”必将得到很好的开发和利用。届时，人类面临的一些社会问题也可有望迎刃而解。我们企盼着这一天的到来。（曲笑）大洋探秘从海洋中探索生命的奥秘记日本海洋科学技术中心曲国斌海洋被称为地球上最后一个未开拓的疆域，她不仅可以为人类提供“取之不尽、用之不竭”的能源，而且还是人类探索生命奥秘的绝好窗口。位于日本横须贺市海滨的日本海洋科学技术中心就是一所专门从事这一科研活动的规模最大的机构。从开发资源到进一步了解地球日本海洋科学技术中心成立于1971年，30年来它走过了3个发展阶段。日本在20世纪70年代初设立这所科研机构的目的在于开发海洋大陆架资源。它通过实施“海洋计划”开发出了可在300米的深海的高水压、黑暗和低温等严峻条件下进行作业的技术以及潜水技术和潜水系统等。80年代，为展开对深海及海洋微生物的研究，它研制了有人潜水考察船“深海2000”号、海中作业实验船“海洋”号、3000米级无人潜水器“海豚3K”号等。到90年代，它开始在世界范围内展开对海洋的全面考察和研究，为此建造了6500米级潜水考察船“深海6500”号、深海考察船“海岭”号、万米级无人潜水器“海沟”号、海洋地球考察船“未来”号、深海巡航探测器“浦岛”号，最新研制的工具是远程航行型自律无人潜水器“AUV”等。1998年，日本海洋科学技术中心制定了新的“海洋开发长期计划”，提出“进一步了解地球”的目标，并设定了五大研究领域：揭示海洋和气候的变化机制、调查海洋海底的动态、探索海洋生态系、解析地球系统及研究新的海洋开发技术等。其中提出，21世纪的重要研究目标之一就是“探索地球生命的起源”。为此，海洋科学技术中心还启动了“深海生态环境”和“深海地球钻探计划”两个研究项目。发现地下生物圈1977年，美国的“阿尔宾”号潜水考察船最早在太平洋上的加拉帕戈斯岛附近2500米深的海底发现了热水（温度高达90℃）喷出孔周围存在着“热水喷出孔生物群落”。以此为契机，1984年，日本海洋科学技术中心使用“深海2000”号在距东京不远的相模滩1200米海底深处也发现了热水喷出孔生物群落，其中有在壳质形成的栖管内生活的虫类以及蜗牛、贝纲、甲壳纲、多毛纲、海葵目等的多种生物。据研究，这些动物不依赖光合作用，而把从地球内部喷出的硫化氢和甲烷等还原性低分子化合物作为初级能源，依靠由以硫酸化细菌、甲烷化细菌等为主的化学合成细菌构成的食物网供应能源。不仅如此，在相模滩及日本列岛附近的日本海沟及南海海沟等处，还发现了“冷水涌出带生物群落”。它们同样是通过化学合成而诞生的生物群落。到目前为止，在日本列岛周围海底，已经发现了18处冷水涌出带生物群落和13处热水喷出孔生物群落。自从发现了存在于海底的热水喷出孔生物群落之后，各国科学家竞相在太平洋、印度洋和大西洋等海域寻找深海生物。结果发现，这种热水喷出孔生物大多生存在地质构造上是活动着的海岭的两侧。而且，它们之间还有某种共同之处。在考虑到海底扩大的不连贯性和海底扩大的历史过程等因素的基础上，科学家对热水喷出孔生物群落的生物地理学特征进行了比较，结果提出如下假说：“生活在大西洋的热水喷出孔生物群落里的生物是从东太平洋派生出来的，而最有可能的传播路线可能就是东南印度洋海岭和西南印度洋海岭。”1996年，日本海洋科学技术中心使用无人探测器“海沟”号又在世界最深的海域———马里亚纳海沟查林杰海渊深度约万米处采到了海底泥沙的标本，从中分离出来大约3000株微生物，并发现了新的微生物种类，如在1000个大气压下能够生存的超喜压性细菌、超好热性细菌、可制造有用酶的蛋白质分解酶及新的糖质分解酶的微生物等。2000年8月，日本海洋科学技术中心使用深海考察船“海岭”号又在印度洋的中央海岭、东南海岭和西南海岭的交接处（南纬25°19′10〃、东经70°2′24〃，水深2420米）发现了热水喷出孔生物群落，共有20多种生物，其中许多都是第一次发现。这表明，即使在深海海底那样的极限环境里，也存在着多样性的生物世界。科学家们设想：地球诞生初期的微生物有可能不受外界干扰而照原样生存下来；既然海底地壳下这样严酷的环境中还有生物生存，那么，在火星等星球上也会有生命存在；如果热水喷出孔生物是适应地球诞生初期高温环境的生物的话，那么，这就有可能使我们解开地球生命起源的奥秘。进一步探索地球生命的起源海底堆积着各种各样的物质层，保存着有关地球的各种历史资料，由此也可以了解地球气候的变化过程。根据迄今为止的研究，80万年来，地球上曾经有过多次超过现在的高温（40℃）和寒冷（－40℃）的时代。而从1万年前开始到现在，地球在气温上处于“异常的稳定期”。更有意义的是，上述谈到的“地下生物圈”，正是探索生命起源的绝好场所。把它与地球外行星上的生命现象进行比较，将加深人类对生命、对自身的了解。日本海洋科学技术中心为此进行超临界水中的氨基酸聚合观察实验、微生物在超临界水中的溶解实验、压力生理学实验等。科学家们发现，色氨酸能够使酵母菌在高压环境（250个大气压～300个大气压）下安然无恙地生存、发育，高等生物细胞（HeLa细胞）在400个大气压下会大大改变其骨骼形态等。为了进一步探索地球生命的起源，日本将从2003年起，与美国联合实施“统一国际深海地球勘探计划（IODP）”。为此，日本建造了“地球”号地球深部勘探船，并于今年1月在三井造船公司冈山公司厂举行了“进水式”。这条船长210米，宽38米，高116米，深米，吃水米，排水量约6万吨，船员150名，能够从海底向下钻探达到5公里～7公里（这是地壳到地幔的最短距离）处的地幔。为了实施这一国际性研究活动，日本海洋科学技术中心设立了“深海生物风险中心”，开发了“深海微生物实验系统”，其中包括地壳岩芯标本的防止微生物污染技术、地壳岩芯及岩石标本的微生物解析法、微生物分离法和培养法等技术。人们对这个计划寄予了极大期望，期待着能够在揭开生命起源之谜等方面获得进展。

电化学腐蚀研究论文

查一下资料，首先把化学腐蚀和电化学腐蚀解释一下，弄明白，然后再把防止腐蚀的方法展开写一下差不多字说就够了。

在网站上找了一份，希望对你有帮助。一电化学腐蚀原理�1．腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化，所释放的电子完全为氧化剂消耗，构成一个自发的短路电池，这类电池被称之为腐蚀电池。腐蚀电池分为三（或二）类：（1）不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。例如：在铜板上有一铁铆钉，其形成的腐蚀电池。铁作阳极（负极）发生金属的氧化反应：Fe→Fe2++2e-；（Fe→Fe2++2e）＝－.阴极（正极）铜上可能有如下两种还原反应：(a)在空气中氧分压=21kPa时：O2+4H＋＋4e-→2H2O；(O2+4H＋＋4e-→2H2O)＝,(b)没有氧气时，发生2H++2e-→H2；（2H++2e-→H2）＝0V，有氧气存在的电池电动势E1=－()＝;没有氧气存在时，电池的电动势E2＝0-()=。可见吸氧腐蚀更容易发生，当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起，相当于电池的外电路短接，于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。Fe氧化成Fe2+进入溶液，多余的电子转向铜极上，在铜极上O2与H＋发生还原反应，消耗电子，并且消耗了H＋，使溶液的pH值增大。在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2，接着又被空气中氧继续氧化，即：Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。这样不断地进行下去，机械部件就受到腐蚀。（2）电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。例如工业用钢材其中含杂质(如碳等)，当其表面覆盖一层电解质薄膜时，铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。该微型电池中铁是阳极：Fe→Fe2++2e-碳作为阴极：如果电解质溶液是酸性，则阴极上有氢气放出（2H++2e-→H2）；如果电解质溶液是碱性，则阴极上发生反应O2+2H2O+4e-→4OH-。总结：从上面的分析可以看出：所形成的腐蚀电池阳极反应一般都是金属的溶解过程：M→Mz++ze-阴极反应在不同条件下可以是不同的反应，最常见的有下列两种反应：�①在缺氧条件下，H+离子还原成氢气的反应（释氢腐蚀）2H++2e-→H2。（＝）该反应通常容易发生在酸性溶液中和在氢超电势较小的金属材料上。②氧气还原成OH-离子或H2O的反应（耗氧腐蚀）中性或碱性溶液中O2+2H2O+4e—→4OH-。（＝）在酸性环境中，O2+4H++4e-→2H2（＝）2．腐蚀电流一旦组成腐蚀电池之后，有电流通过电极，电极就要发生极化，因而研究极化对腐蚀的影响是十分必要。在金属腐蚀文献中，将极化曲线(电势～电流关系)绘成直线（横坐标采用对数标度），称为Evans(埃文斯)极化图（图10—8）。在Evans极化图中的电流密度j腐蚀表示了金属腐蚀电流，实际上代表了金属的腐蚀速率。影响金属表面腐蚀快慢（即腐蚀电流j）的主要因素：①腐蚀电池的电动势——两电极的平衡电极电势差越大，最大腐蚀电流也越大。②金属的极化性能——在其它条件相同的情况下，极化程度愈大（即极化曲线的斜率），腐蚀电流愈小。③氢超电势——释氢腐蚀时，氢在金属表面析出的超电势逾大，极化曲线的斜率就逾大，腐蚀电流反而减小。二、金属的稳定性“在所处环境下金属材料的稳定性如何？”是研究金属腐蚀与防腐首先必须考虑的问题。因此，金属－水系统的电势—pH图无疑是很有用的工具。1．电势（E）—pH关系的一般表达式若有如下电极反应：xO(氧化态)+mH++ze-�－→yR(还原态)+nH2O例如：Fe3O4＋8H+＋2e-＝3Fe2+＋4H2O式中O代表氧化态、R代表还原态；x，m，z，y，n为各反应物、产物的计量系数。当T＝时E＝－（10—14）因pH=-lg[a(H+)],a(H2O)=1上式可写成E＝--（10—15）在a(R),a(O)被指定时，电势E与pH值成直线关系。①.电势与pH无关的反应：②.这些反应只有电子得失，没有H+或OH-离子参加。例如反应Zn2+(aq)+2e-＝Zn(s)；E(Zn2++2e-→Zn)＝[a(Zn2+)/a(Zn)]。当a(Zn2+)＝10-6、a(Zn)＝时，E(Zn2++2e-→Zn)＝．水溶液中的氢、氧电极反应因为反应在水溶液中进行，反应与H2，O2，H+，OH-有关。所以凡是以水作为溶剂的反应系统都一定要考虑氢、氧电极反应。氢电极反应（①线）：电极反应式2H+(a)+2e-→H2(p)；当p(H2)=时,有E(2H++2e-→H2)=(10—13)在E—pH图上是一条截距为零的直线，斜率为。氧电极反应(②线)：电极反应式O2(p)+2H+(a)+2e-→H2O(l)在(H2O)=1、p(O2)=时,E(O2+2H++2e-→H2O)=该式表示氧电极反应的E—pH直线与氢电极的E—pH直线斜率相同，仅截距不同。4．电势-pH图的应用（1）图10—9中每条线上的点都表示Zn—H2O系统的一个平衡状态。凡不在直线上的任何一点均为非平衡状态，且每条线上方为该线所代表电极反应中氧化态稳定区，下方为还原态稳定区。因此，在图上分别得到Zn2+，Zn，Zn(OH)2的各自稳定存在区。线②以上是O2（氧化态）的稳定区，下方是H2O（还原态）的稳定存在区；在线①以上是H+（氧化态）的稳定区、线①以下是H2（还原态）的稳定存在区。（2）在E—pH图中任意两条线所代表的电极反应都能构成一个化学反应。例如线①与②所代表的电极反应构成的化学反应为：O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)。该反应可视为氧电极和氢电极组成的燃料电池。一般而言，高电势区直线所代表电极反应中的氧化态能氧化低电势区直线所代表反应中的还原态即：[氧化态]上+[还原态]下→[还原态]上+[氧化态]下且二直线相距愈远，以此二直线所代表电极反应组成电池时，电池的电动势就愈大，因此该氧化还原反应的趋势就愈大。如Zn2++2e-=Zn是线段a代表的平衡系统，该平衡位于①线下方，说明Zn在水溶液中是不稳定的。溶液中H+被还原成H2（g），Zn被氧化成Zn2+的反应2H++Zn=Zn2++H2是自发进行的。又因Zn的稳定区也在O2还原反应的②线以下，Zn被氧化成Zn2的反应：＋2H++Zn=Zn2++H2O①线与a线反应组成电池：②线与a线组成电池，比①线距离线a更远，说明在含有O2的水溶液中Zn的热力学稳定性更差。（3）E—pH图可用来指导防腐、金属保护等方面的研究。从图10—9可知，当E<－时，Zn在酸性溶液中，既使在有氧存在的情况下都可以稳定存在，这就是金属电化学防腐的阴极保护原理；（4）水－Fe的E-pH图：Fe2+＋2e-→Fe（1线）Fe2O3+6H+＋2e=2Fe2＋＋3H2O(2线)Fe3+＋e－＝Fe2+（3线）Fe2O3+6H+=2Fe3+＋3H2O(4线)Fe3O4+8H+＋2e－=3Fe2＋＋3H2O(5线)3Fe2O3+2H+＋2e－=2Fe3O4＋H2O(6线)Fe3O4+8H+＋8e－=3Fe＋4H2O(7线)总之，E—pH图在解决水溶液中发生的一系列反应及平衡问题，如元素分离，湿法冶炼，金属防腐，金属电沉积，地质问题等方面均得到广泛的应用。三、电化学保护1．阳极保护（适用有钝化曲线的金属）凡是在某些化学介质中，通过一定的阳极电流，能够引起钝化的金属，原则上都可以采用阳极保护法防止金属的腐蚀。例如我国化肥厂在碳铵生产中的碳化塔已较普遍地采用阳极保护法，取得了良好效果，有效地保护了碳化塔和塔内的冷却水箱。使用此法注意点：钝化区的电势范围不能过窄，否则容易由于控制不当，使阳极电势处于活化区，则不但不能保护金属，反将促使金属溶解，加速金属的腐蚀。2．阴极保护就是在要保护的金属构件上外加阳极，这样构件本身就成为阴极而受到保护，发生还原反应。阴极保护又可用两种方法来实现。（1）称为牺牲阳极保护法：它是在腐蚀金属系统上联结电势更负的金属，即更容易进行阳极溶解的金属(例如在铁容器外加一锌块)作为更有效的阳极，称为保护器。这时，保护器的溶解基本上代替了原来腐蚀系统中阳极的溶解，从而保护了原有的金属。此法的缺点是用作保护器的阳极消耗较多。（2）外加电流的阴极保护法：目前在保护闸门、地下金属结构(如地下贮槽、输油管、电缆等)、受海水及淡水腐蚀的设备、化工设备的结晶槽、蒸发罐等多采用这种方法，它是目前公认的最经济、有效的防腐蚀方法之一。该法是将被保护金属与外电源的负极相连，并在系统中引入另一辅助阳极，与外电源的正极相连。电流由辅助阳极(由金属或非金属导体组成)进入腐蚀电池的阴极和阳极区，再回到直流电源B。当腐蚀电池中的阴极区被外部电流极化到腐蚀电池中阳极的开路电势，则所有金属表面处于同一电势，腐蚀电流消失。因此，只要维持一定的外电流，金属就可不再被腐蚀。（3）气相中阴极保护。电化学方法能否在气相环境中使用是人们一直希望解决的问题。1988年，中国研究出了气相环境中的阴极保护技术，用于架空金属管道、桥梁、铁轨、海洋工程构件上的飞溅区保护，并在架空金属管道的实际试验中取得了非常好的保护效果，使材料的寿命延长了20多倍，为气相环境中的构件保护提供了一个崭新的途径。气相阴极保护原理与溶液中的阴极保护原理相同，只是用固体电介质代替溶液，成为阴极保护电流从阳极层流向阴极层的主要离子迁移通道。外加阴极电流从辅助阳极流入，经过固体电介质至阴极(即被保护的结构材料)，从而使处于气相环境中的结构得到保护。3.缓蚀剂的防腐作用把少量的缓蚀剂(如万分之几)加到腐蚀性介质中，就可使金属腐蚀的速率显著的减慢。这种用缓蚀剂来防止金属腐蚀的方法是防腐蚀中应用得最广泛的方法之一。下面我们根据极化图来说明缓蚀剂抑制金属腐蚀的基本原理。电化学腐蚀的速率是由阳极过程和阴极过程的极化特征所决定的。只要加入的缓蚀剂能够抑制上述过程中的一种或二种，腐蚀速率就会降低。根据缓、蚀剂所能抑制的过程，我们可以把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。加入缓蚀剂，加快极化程度，降低腐蚀电流。作用的机理主要是在电极表面形成钝化膜或者吸附膜。缓蚀剂的种类繁多，属于无机类的缓蚀剂有亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐，磷酸盐等等；属于有机类的缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类等等。具体使用时，需根据要保护的金属种类和腐蚀介质等条件通过筛选试验来确定。

桥梁工程中的腐蚀问题探讨论文

关键词：桥梁工程；腐蚀；问题；原因；对策

0引言

1桥梁工程中的腐蚀类型分析

2桥梁工程中的腐蚀机理和原因分析

3桥梁工程中腐蚀问题的整治措施

4结束语

参考文献

[1]彭建新,邵旭东.CO2排放、气候变化及其对混凝土结构开始腐蚀时间和时变可靠度评估的影响[J].公路交通科技,2014,26(10):76-81,86.

[2]石建光,余志勇,林挺宁等.沿海混凝土桥梁工程的腐蚀环境评价以及耐久性设计要求[J].混凝土,2013,15(12):67-71.

2000字很好搞的，先弄个引言啊啥的，最好是双语的。然后可以简单的回顾一下化学腐蚀与防护的历史起源啊发展啊，再说一下现状，最后展望一下未来。如果还没凑够字数就发表一下自己的看法啊学校在这方面的成就啊啥的。记得最后要写明参考资料

青铜化学腐蚀研究论文

摘要：夏代作为中国青铜时代的发展时期，其青铜器的审美特征突出地表现在酒器和兵器的造型形式和纹饰意蕴之中。尽管这一时期的青铜器仍然显得相对朴实，但其实用功能和形式美感兼具的造型，以及变化多样的几何纹和威严庄重的动物纹装饰，却凸显了其鲜明的时代审美风格：寓意象征性、庄严厚重性和整体适应性。这为商周青铜器鼎盛时代的到来，在审美的造型、纹饰和风格上均作了必要的铺垫。关键词：夏代青铜器;造型;几何纹;动物纹;寓意象征;庄严厚重Abstract: As the development time of Chinese Bronze Age, the esthetic characteristics of Xia Dynasty bronze utensil prominently is shown on modeling form and decorative design of drinking utensil and weapon. Although this time’s bronze utensil still appeared relatively simple, the modeling with practical function and form esthetic sense, as well as the changed diverse geometry decoration and the dignified grave animal decoration, actually display its bright time esthetic style: Implication symbolic, dignified massiveness and overall compatibility, which prepare both for the arrival of Shang and Zhou bronze prosperous time and the esthetic modeling, decorative design, word: The Xia dynasty’s bronze; modeling; geometry grain; animal grain; implication symbol; dignified早在6500年前，陕西临潼姜寨的仰韶文化先民铸造出了第一块铜片；随后，从马家窑文化到龙山文化时代，先民们又遗留下来了陶寺遗址的铜铃，登封王城岗遗址的残铜片、坩锅残片等；到了甘肃青海的齐家文化时代，他们则开始冶铸或冷锻出铜刀、凿、锥、钻头、斧、匕、指环以及小饰件和镜子等铜器。这些显示了中国文化由“铜石并用时代”向“青铜时代”的缓慢过渡。而到了夏代，青铜器工艺在总结新石器时代器物制造经验的基础上取得了长足的进步。偃师二里头遗址和夏县东下冯遗址这一片独特面貌的早期青铜文化区域，同中国历史记载的夏王朝统治的范围大致吻合；考古发掘的大量青铜器，又与夏人的一些史实——如夏禹的 “贡金九牧，铸鼎物象”（《左传•宣公三年》）、“以铜为兵”（《越绝书•记宝剑》），夏后启的采矿冶铜等，也是可以相互印证的。尤其是二里头遗址中发掘的炼渣、炼铜坩埚残片、陶范碎片，表明青铜器的冶炼作坊已初具规模。因此，“青铜器的大量铸造和使用是二里头文化的重要特征之一……二里头文化……已进入中国青铜时代的发展时期”[1]。夏代青铜器已经开始走出新石器时代青铜器制造的原始阶段，其大量的礼器和兵器形成了中国青铜器造型的基本格局，神秘的兽面纹开启了中国青铜器纹饰的主体图案，庄严厚重的审美感受更是代表了中国青铜器的整体艺术风格，这些均为商周青铜器艺术鼎盛时期的到来作了必要的铺垫。一造型形式以二里头文化遗址为代表的夏代文明，其出土的青铜器主要有礼器中的酒器爵、斝、角、盉，饪食器鼎，兵器中的戈、钺、镞，乐器中的铃，以及镶嵌绿松石兽面纹铜牌饰和残存的圈足器等，从而奠定了中国青铜器以礼器和兵器为主要形制的造型格局。在众多的器形之中，仅就青铜爵而言，“二里头文化的青铜爵大体上有两种造型，一类是原始型的，即爵的样式基本上是模仿陶爵的，它的外形和二里头遗址中出土的手制陶爵有着相似的特征，细腰、平底、短足，呈荷叶状的边口部和流从口部的延伸不甚规整，外观颇像用手捏成的陶器。另一类造型是比较精致型的，器壁匀薄流狭长而线条优美精细，虽然同是细腰平底，显然是在陶范上事先作过细致修整的，三足细长而微呈曲线形”[2]。这种原始型和精致型的变化，实际上体现了从早期到晚期夏代青铜器造型由简单向复杂多样，由粗放向精致演变的审美历程。早期的青铜器形制主要受同时期的各类陶器的影响。如夏代早期作为食器的青铜三足云纹鼎，矮小、无柱、口沿平直，其祖型就是新石器时代的陶鼎；作为酒器的青铜束腰爵，素面无柱，形体单薄古拙，充满着浓厚的原始初创气息，其流的长短、俯仰以及爵身趋扁宽的形式也同龙山文化的豫西三里桥类型和豫北后岗类型陶器如出一辙，并没有摆脱陶爵的三条矮尖足附于器底的外侧、形体圆润以及没有棱角变化等浓重特征，更“没有形成青铜器所特有的准确造型和挺劲的轮廓线，也未经精工磨砺”[3]，这无疑是二里头青铜爵的最早形式。铜鬲的口沿也与陶鬲口沿的折沿式和侈沿式相对应，其足仍沿用规整圆锥体的陶鬲足。因而，这一时期的青铜容器“从其形制特征来讲，它们几乎全与同时的陶器相同，它们的发展演变也与相应的陶器同步”[4]。夏代早期的青铜器尚处于祖型于陶器的阶段，还没有形成自身独立的审美特征。到了夏代后期，青铜器则相对精巧，造型具有一定的审美价值。此时，青铜爵造型的陶器特征显著减退，在注重实用的同时，还十分讲究形式感，增设了距离很近且具有装饰性的两乳钉状柱，三足分布规矩，接近于等腰三角形，口沿呈凹弧流线型。另外，爵的侧面设一折弧形大鋬，鋬面上又加铸两个狭长的镂孔，既有效控制了鋬的厚度，又增饰了具有装饰效果的镂孔纹；1959年上海博物馆自废铜中抢救出来的乳钉纹管流爵，其一侧设斜置的流管，流上铸两个方折形饰物，造型别具一格，其鋬下有一圈较宽的假腹，其上铸用多个空心圆孔，形成镂空的装饰效果；尤其是二里头出土的乳钉纹长流爵，流特别细长，作狭槽状，尾与其对应，既平衡了重心，又显得修长而纤细，三足尖端呈弯弧线状而外撇，这些与扁平直立式样规整的橄榄形爵身搭配和谐，刚柔相济，已经脱离了夏代陶爵的体制，并成为中国酒具的形象代表。这时的青铜鼎，其腹部较为高深，配三只四棱锥形空心足，两耳立于口沿上，其中一耳与一足呈垂直线对应，另一耳则位于另外两足中间，整体造型兼具实用和审美的双重要求，给人一种规整中有生气，对比中显和谐的审美感受。同时，这一时期还出现了创新型的高颈扁腹直壁斝（二里头遗址六区M9：1），口沿上设两个三菱锥状矮柱，腹部鼓起，下承三个大空锥足，器壁很薄，其先进的设计直接是二里岗文化铜斝的原始祖型。夏代晚期处理器壁匀薄的技巧，也为商代青铜器物新颖造型的设计开创了先河。二纹饰意蕴夏代青铜器的纹饰，一方面对同时期的灰陶和礼玉的纹饰有所继承，另一方面又结合当时专制社会形成阶段的特征对其纹饰作了一定的扬弃，所以无论是纹饰的结构特征，还是其表现方法，均形成了鲜明的时代特征。夏代青铜器纹饰多以乳钉或圆饼状的实心的连珠纹，以及弦纹、云雷纹等几何纹为主，虽然还没有发现像商代青铜器上直接铸刻的饕餮动物纹为主题的装饰，但在二里头遗址发掘的用绿松石镶嵌而成的动物头部图案的铜牌饰上，却已经形成了这一动物纹的基本模式，从而开启了中国青铜器动物纹的先河。（一）几何纹几何纹在新石器时代的彩陶上就早已出现，而到了夏代，青铜器则开始模仿陶器的各种几何纹饰类型，出现了一些简单的连珠纹、弦纹和云雷纹，从而开启了中国青铜器纹饰的先河。这些几何纹虽然相对单纯和平面化，却不仅具有形式上的变化和结构上的美感，体现了丰富的审美风尚和极具时代性的文化内涵。最早出现的连珠纹图案呈小圆珠状，有单排和双排两种横式排列，圆圈也有实心和空心之分，多饰在器物的肩上或器盖的边缘等部位，其形成也经历了一定的演变过程。如青铜器上的乳钉等，首先可能是防碰撞的实用功能和相对规则的装饰功能的统一，后来其实用功能退化，渐渐演化为专门的装饰性图案。二里头乳钉纹斝颈部突出的圆饼状乳钉纹（即连珠纹），作为青铜器上简单而原始的纹饰，就是在防滑的实用基础上而形成的。据考证，连珠纹是用一个管状器在陶范上印制的，圈与圈间距的疏密，横行排列的整齐，虽不很严格，却显得自然。如二里头铜爵上也饰有很不规矩的圆点纹，作单向或双向排列，类似的还有上海博物馆收藏的一件铜角，其杯体下部也铸有圆圈状的连珠纹。弦纹也是青铜器上简单的纹饰，为一根凸起的直或横的线条，简洁朴素。它一般与乳钉状连珠纹配合使用，并且多作为连珠纹的边框。如夏代晚期的乳钉纹管流爵的颈上也饰弦纹三道，其间夹杂疏密有致的双排乳钉纹，显得规整而又有变化；二里头出土的铜斝，与鋬相背的腰腹正面装饰有两道凸弦纹，中间则夹有一排五颗乳钉纹，从而在腹部形成了一周由凸弦纹与圈纹组成的宽带纹，显得简洁而利落，形成了夏代青铜器纹饰的特有形式，与青铜时代的其它阶段的纹饰风格迥异。云雷纹是夏代青铜器上最为典型的几何形图案，是用利器在陶范上刻划而成，圆柔形的云纹和方折形的雷纹连续出现，构成了回旋式线条，显得自然流畅。夏代青铜鼎的腹部一般多饰以云雷纹，较特殊的是二里头六区（KM3：2）青铜戈，其曲内后部也铸有凸起的云纹，纹间的凹槽内还镶嵌有绿松石，将相对神秘庄重的云雷纹打扮得楚楚动人，寓庄严与审美于一体。这种云雷纹的阳纹线条在纹饰中间均形成一个圆圈，颇似神秘而狞厉的斜角目纹，周围再搭配饰以抽象而富于变化的阳纹线条，整个构图简洁而生动，寓狞厉与生气为一体，很可能就是商周青铜鼎上兽面纹的胎形。除此之外，二里头文化中出现的几何纹还有近似水涡的涡纹；阳纹线条纵横交错而成的网格纹，如二里头遗址五区M1:1青铜鼎腹部饰有粗疏的带状网格纹；以及绿松石镶嵌十字纹，如1975年偃师二里头遗址出土的圆形青铜器上就饰有两头粗中间细的十字纹，另外一件夏代晚期的镶嵌十字纹方钺在其中心圆孔周围的正反两面也用形状规整的小绿松石片镶嵌成两周十字图案，并在其内外用绿松石片组成两个圆周将其围住，整个图案排列整齐有序，又富于变化。十字纹、圆圈纹与中心镂孔形成方圆，体现了虚实融合的和谐形式感。（二）动物纹到了夏代晚期，铜牌饰的出现才标志着中国青铜器中以夸张形式或以幻想中的动物头部为主体的抽象兽面图案，这也是迄今发现的青铜器上最早的动物纹。该纹饰的动物头部，除两眼之外的其他部分，均为抽象的，而不是具体表现实样的。这可以追溯到龙山文化遗址中石锛上怪异的动物纹饰，身上横条沟曲形的刻线与青铜兽面纹就极为相似，新寨二里头一期文化遗存中发现的陶器盖上也有类似的怪兽纹饰。夏代兽面铜牌上的兽面纹，图案设计简单质朴，特别突出兽目，后来逐渐发展成二里头玉柄形器上的饕餮图案，并成为早商及其以后青铜容器上兽面纹和饕餮纹的祖型。李学勤分析山东日照两镇的玉锛饕餮纹、河南偃师二里头铅的嵌绿松石青铜牌饰饕餮纹时，也指出了其审美过渡性：“山东龙山文化和二里头文化的饕餮纹确实可以看成良渚文化和商代这种花纹的中介”[5]。夏代也有部分铜酒器在器盖的边缘饰以变形的动物纹图案，并且特别突出骇人的双目，营造了一种威严的氛围，既与使用者的礼仪和等级地位相呼应，也与夏代关于龙的神话传说相印证。夏代青铜器上的动物纹装饰，当为商周同类青铜器纹样的滥觞，而且经过变形的动物纹图案也形成了后来青铜纹饰的主体。总之，夏代晚期的青铜器纹饰，一方面赋予了青铜器外在形式的华美与瑰丽，如青铜质料的器物表面，刻以单层平雕纹饰，且纹饰多作条带状，往往给人以既有力度和锐度的触觉感受，又有流畅和圆润的视觉感受，“灵活的线形纹饰弥补了青铜器体块特质的不足，赋予了凝重的青铜器以生命的气息”[6]，形成了刚柔相济的艺术审美韵味；另一方面又承载着特定的文化意味和精神特质，夏代先民把现实以及臆想的物象铸刻在象征权力、威仪和用以祭祀的青铜礼器上，如夏代九鼎的纹饰既满足了其宗教性的龙崇拜，也通过把天下各地的自然资源和财富绘制成图象，刻铸于鼎上，以此作为帝王享有灵物和征收贡赋的象征，突出其现实的攫取权力和树立威信的政治意义。三艺术风格夏代青铜器由于工艺技术的演进而极大地促进了先民们审美理想的物化，在各类器物造型和纹饰的审美设计中，充分吸收夏王朝这个全新社会形态中的精神内涵和生活习俗，将社会各阶层，尤其是统治阶层的意识形态形象化抽象化地熔铸于这一高贵典雅的青铜器物之中，从而形成了独具时代特色的青铜艺术风格：寓意象征性、庄严厚重性、整体适应性。一是寓意象征性。夏代青铜礼器和兵器的特定功用及其造型纹饰的文化内涵是极具寓意象征性的，不仅寄寓着当时夏代贵族和下层民众对所谓自然力量的利用和膜拜，而且还直接象征着当时社会的政治权力和等级制度。青铜礼器和兵器造型庄重，纹饰逐渐走向神秘化，发挥着“钟鸣鼎食”的重要作用。《左传•宣公三年》载：“昔夏之方有德也，远方图物，贡金九牧，铸鼎象物，百物而为之备，使民知神奸”，夏代青铜九鼎的纹饰图案在象生的背后，仍然隐含着一定的表意性，用鼎的大小、轻重和不同形状、纹饰来象征各种事物和等级制度，既是天下各地自然资源和财富的体现，也是帝王享有灵物和征收贡赋的象征。夏代晚期出土的镶嵌十字纹方钺，根据其平直无锋刃的造型和镶嵌绿松石十字纹的纹饰判断，应该不是一件简单的兵器，“而可能作为仪仗用，是一种军事权力的象征，是现实所有者身份的特殊兵器”[3]，寄寓象征着夏代这一特定历史阶段的意识形态和精神内涵。同时，夏代青铜器的装饰性纹饰自此一改以往的仿生化形式模拟，更多地向着抽象化方向发展。如镶嵌十字纹方钺上的十字纹，是一种抽象的线条，二里头五区M4出土的青铜兽面牌饰，有突出的圆目，装饰性和抽象性特征较明显。夏代是一个充满残酷战争和奴役的时代，这种兽面纹饰“一方面是恐怖的化身，另方面又是保护的神祗。它对异氏族、部落是威惧恐吓的符号；对本氏族、部落则又具有保护的神力。这种双重性的宗教观念、情感和想象便凝聚在此怪异狞厉的形象之中”[7]，夏代青铜礼器的王权性象征在其纹饰尤其是在兽面纹中彰显无疑。因此，夏代社会生活内容和宗教礼仪的丰富，特别是青铜礼器和兵器的精神性特征，强化了夏代器物创造的寓意象征性。二是庄严厚重性。青铜器在夏代作为国家第一重器，其礼仪性比当时全社会普及的陶器要浓厚得多，无论是其坚硬的质地、凝重的色泽，还是独特的造型、别样的纹饰，都在陶器、玉器的基础上融入了审美形式的因素，呈现出威严而凝重的审美风格，形成一种独具时代气息的庄严厚重美。如夏代青铜爵改造了以往陶爵的基本造型，力求使器物的上中下各部位比例协调，左中右各部位保持平衡，以便器物的重心落在中心位置，从而取得沉稳的视觉效果。同时，流管等附件的安置，也在不破坏整体平衡的原则下进行，成为一种有效调节平衡的手段，显得规整而庄严；镶嵌绿松石兽面纹图案的双目以及周围的抽象化线条，装饰虽简洁，却突现出神秘动物的凶猛与残酷，且采用对称平衡的方式，更是给人一种庄严肃穆的审美感受。同时，夏代青铜器的社会政治功能性也极大地影响着青铜艺术的发展方向，几何式的方圆结构，长短大小的比例变化，器腹多为圆方造型，下面贯之以三足，与夏礼的规范性合拍。如青铜鼎在仿照新石器时代陶鼎造型的基础上进一步融入国家的理念，对称规整的双耳立于口沿之上，坚实浑厚的三足承于圆腹之下，营造了一种厚实而稳定的氛围，确实有“定鼎”的气度，成为国家的象征。厚重而不失其精致，形体规整而又显得大方，夏代器物在活泼愉快的自然美基础上形成了厚重而神秘的庄严美，而这种庄严厚重性蔚为夏代青铜艺术的主流，也是整个三代青铜器艺术的审美特质之一。因此，夏代青铜器整体风格的形成，一方面与青铜艺术本身内在求变的的传承与创新有关，另一方面外在的社会、政治、文化也在其演变中也充当着重要的角色，从而实现了器物整体造型和纹饰庄重风格和现实社会权力等级制度庄严氛围的完美统一。三是整体适应性。夏代青铜器尤其注重器物造型、纹饰及其功用的整体适应性。“青铜器的整体艺术造型，主要是器物的形象特点，各种附饰和纹饰的整体适应性水平”[8]，因而夏代青铜器的整体艺术造型也正是表现为其形制、装饰和功能的整体性和相应性，在表现形式、表现手法上，均讲究别致的形制与其特殊功能的紧密联系，讲究纹样及图案在各种不同器皿具体部位结合时的“适形造型”方式。如上海博物馆馆藏的一夏代钉形柱爵，其中腰极细，与上部伸出的流尾，以及下部外撇的锥足形成分段，既利于饮用，又方便摆放，形制与功用得到了完美的结合。此外，夏代青铜器的纹饰，也“布置严谨，意匠奇妙，虽是一种装饰艺术，但和器的形制是一致的，表现一个时代工艺美术的时代特征，也反映了当时人们的观念形态”[9]，并且这些纹饰形象随着不同时代的社会风俗和制作目的的不同，附着于不同的青铜式样上而表现出不同的精神内涵与艺术趣味，从而突显了夏代青铜器的纹饰与功用整体适应性的时代特征。如二里头遗址出土的呈盾牌状的铜牌饰，其凸面由各式形状的绿松石片粘嵌排列成浅浮雕式的兽体形象，多为龙的各种变体，且下体背侧有的还饰以卷云纹，飞龙在天的威严和自由，与夏代先民的龙崇拜思想以及铜牌饰的礼仪功能相得益彰，铜牌饰的纹饰与功用也就在夏代先民的想象中得到了整合。“中国真正进入青铜时代大约是从公元前21世纪开始的，从公元前21世纪至公元5世纪中叶，包括古代文献上记载的夏、商、西周和春秋几个历史时代是中国的青铜时代。时间长达1600年左右”[10]，而在这1600年的演变历程中，夏代青铜器中礼器和兵器的两大工艺造型，几何纹与兽面纹的工艺装饰，以及独具时代特征的庄严厚重的审美艺术风格，无疑具有举足轻重的作用，是我国青铜器工艺的源头，为商代和西周时代青铜铸造业的持续稳定发展奠定了坚实的物质和精神基础。参考文献：[1]张之恒周裕兴.夏商周考古[M].南京：南京大学出版社，1995:32-33.[2]马承源.中国青铜器研究[M].上海：上海古籍出版社，2002:14-15.[3]陈佩芬.夏商周青铜器研究•夏商篇上》[M].上海：上海古籍出版社，2006: 7、16.[4]郑光.二里头陶器文化论略[J].二里头陶器集粹，中国社会科学出版社，1995: 24.[5]李学勤.良渚文化玉器与饕餮纹的演变[J].走出疑古时代，辽宁大学出版社，1997:90.[6]朱志荣邵君秋：《商代青铜器纹饰的审美特征[J].安徽师范大学学报，2003，1: 99.[7]李泽厚.美的历程[M].天津：天津社会科学出版社，2001: 57.[8]马承源.中国青铜器[M].上海：上海古籍出版社，2003: 15.[9]容庚张维持.殷周青铜器通论[M].北京：文物出版社，1984: 102.[10]李伯谦.中国青铜文化结构体系研究[M].北京：科学出版社,1998: 275.

青铜是人类历史上一项伟大发明，它是红铜和锡、铅的合金，也是金属治铸史上最早的合金。青铜发明后，立刻盛行起来，从此人类历史也就进入新的阶段－青铜时代。中国使用铜的历史年代久远。大约在六、七千年以前我们的祖先就发现并开始使用铜。1973年陕西临潼姜寨遗址曾出土一件半圆型残铜片，经鉴定为黄铜。1975年甘肃东乡林家马家窑文化遗址（约公元前3000左右）出土一件青铜刀，这是目前在中国发现的最早的青铜器，是中国进入青铜时代的证明。相对西亚、南亚及北非于距今约6500年前先后进入青铜时代而言，中国青铜时代的到来较晚，但却不能否认它是独立起源的，因为中国存在一个铜器与石器并用时代，年代距今约为5500~4500年。中国在此基础上发明青铜合金，与世界青铜器发展模式相同，因而可以排除中国青铜器是由境外传播而来之说。 “国之大事，在祀及戎”。对于中国先秦中原各国而言，最大的事情莫过于祭祀和对外战争。作为代表当时最先进的金属治炼、铸造技术的青铜，也主要用在祭祀礼仪和战争上。夏、商、周三代所发现的青铜器，其功能（用）均为礼仪用具和武器以及围绕二者的附属用具，这一点与世界各国青铜器有区别，形成了具有中国传统特色的青铜器文化体系。一般把中国青铜器文化的发展划分为三大阶段，即形成期、鼎盛时期和转变期。形成期是指龙山时代，距今4500～4000年；鼎盛期即中国青铜器时代，时代包括夏、商、西周、春秋及战国早期，延续时间约一千六百余年，也就是中国传统体系的青铜器文化时代；转变时期指战国末期－秦汉时期，青铜器已逐步被铁器取代，不仅数量上大减，而且也由原来礼乐兵器及使用在礼仪祭祀，战争活动等等重要场合变成日常用具，其相应的器别种类、构造特征、装饰艺术也发生了转折性的变化。一、形成期距今4500~4000年龙山时代，相当于尧舜禹传说时代。古文献上纪载当时人们已开始冶铸青铜器。黄河、长江中下游地区的龙山时代遗址里，经考古发掘，在几十处遗址里发现了青铜器制品。从现有的材料来看，形成期的铜器有以下特点：１、红铜与青铜器并存，并出现黄铜。甘肃省东乡林家遗址，出土一件范铸的青铜刀；河北省唐山大城山遗址发现两件带孔红铜牌饰；河南省登封王城岗龙山城内出土一件含锡7%的青铜容器残片；山西省襄汾陶寺墓地内出土一件完整铜铃，系红铜；山东胶县三里河遗址出土两件黄铜锥；山东省栖霞杨家圈出土黄铜残片。发现铜质制品数量最多的是甘肃、青海、宁夏一带的齐家文化，有好几处墓地出土刀、锥、钻、环和铜境，有些是青铜，有些是红铜。制作技术方面，有的是锻打的，有的是用范铸造的，比较先进。２、青铜器品种较少，多属于日常工具和生活类，如刀、锥、钻、环、铜镜、装饰品等。但是应当承认当时人们已能够制造容器。此外，在龙山文化中常见红色或黄色陶鬶，且流口，腹裆部常有模仿的金属柳钉，如果认为这时的铜鬶容器与夏商铜鬶，爵、斝容器功能一样的话，当时的青铜器已经在或开始转向礼器了。３、一般小遗址也出土铜制品，一般居民也拥青铜制品。此外，这个时期的青铜制品多朴实无饰，就是有纹饰的铜镜也仅为星条纹、三角纹等等的几何文饰，绝无三代青铜器纹饰的神秘感。二、鼎盛期：鼎盛期即中国青铜器时代，包括夏、商、西周、春秋及战国早期，延续时间约一千六百余年。这个时期的青铜器主要分为礼乐器、兵器及杂器。乐器也主要用在宗庙祭祀活动中。礼器是古代繁文缛节的礼仪中使用的，或陈于庙堂，或用于宴饮、盥洗，还有一些是专门做殉葬的明器。青铜礼器带有一定的神圣性，是不能在一般生活场合使用的。所有青铜器中，礼器数量最多，制作也最精美。礼乐器可以代表中国青铜器制作工艺的最高水平。礼器种类包括烹炊器、食器、酒器、水器和神像类。这一时期的青铜器装饰最为精美，文饰种类也较多。青铜器最常见花纹之一，是饕餮纹，也叫兽面纹。这种纹饰最早出现在距今五千年前长江下游地区的良渚文化玉器上，山东龙山文化继承了这种纹饰。饕餮纹，本身就有浓厚的神秘色彩。《吕氏春秋·先识》篇内云“周鼎著饕餮，有首无身，食人未咽，害及其身”，故此，一般把这种兽面纹称之为饕餮纹。饕餮纹在二里头夏文化中青铜器上已有了。商周两代的饕餮纹类型很多，有的像龙、像虎、像牛、像羊、像鹿；还有像鸟、像凤、像人的。西周时代，青铜器纹饰的神秘色彩逐渐减退。龙和凤，仍然是许多青铜器花纹的母题。可以说许多图案化的花纹，实际是从龙蛇、凤鸟两大类纹饰衍变而来的。蝉纹，是商代、西周常见的花纹，到了春秋，还有变形的蝉纹。春秋时代，螭龙纹盛行，逐渐占据了统治地位，把其他花纹差不多都挤掉了。中国古代青铜器的另一个突出特征是制作工艺的精巧绝伦，显示出古代匠师们巧夺天工的创造才能。用陶质的复合范浇铸制作青铜器的和范法，在中国古代得到充分的发展。陶范的选料塑模翻范，花纹刻制均极为考究，浑铸、分铸、铸接、叠铸技术非常成熟。随后发展出来毋需分铸的失蜡法工艺技术，无疑是青铜铸造工艺的一大进步。在青铜器上加以镶嵌以增加美观，这种技术很早就出现了。镶嵌的材料，第一种是绿松石，这种绿色的宝石，至今仍应用在首饰上。第二种是玉，有玉援戈，玉叶的矛，玉刃的斧钺等。第三种陨铁，如铁刃铜钺，铁援铜刃，经鉴定，铁刃均为硕铁。第四种是嵌红铜，用红铜来组成兽形花纹。春秋战国时也有用金、银来镶嵌装饰的青铜器。东周时代，冶铸技术发展较高，出现了制造青铜器的技术总结性文献《考工记》。书中对制作钟鼎、斧斤、弋戟等各种器物所用青铜中铜锡的比例作了详细的规定。由于战争频繁，兵器铸造得到了迅速发展。特别是吴、越的宝剑，异常锋利，名闻天下，出现了一些著名的铸剑的匠师，如干将，欧治子等人。有的宝剑虽已在地下埋藏两千多年，但仍然可以切开成叠的纸张。越王勾践剑等一些剑，其表面经过一定的化学处理，形成防锈的菱形、鳞片形或火焰形的花纹，异常华丽。中国青铜器还有一特点，就是迄今为止没有发现过任何肖像。不少的青铜器用人的面形作为装饰品，如人面方鼎、人面钺等，但这些人面都不是什么特定人物的面容。更多的器物是人的整体形象，如人形的灯或器座；或者以人的整体作为器物的一部分，如钟架有佩剑人形举手托住横梁，铜盘下有几个人形器足之类，这些人形大部分是男女待从的装束，而且也不是特定婢奴的肖像。四川广汉三星堆出土的立体像、人头像，大小均超过正常人，均长耳突目，高鼻阔口，富于神秘色彩，应是神话人物。商周青铜器中数以万计的铜器留有铭文，这些文字，现在一般叫金文。对于历史学者而言起着证史、补史的作用。中国青铜器的铭文，文字以铸成者为多。凹入的字样，称为阴文，少数文字凸起，称阳文。商代和西周，可以说铭文都是铸成的，只有极个别用锋利的工具刻字的例子。西周晚期，开始出现完全是刻成的铭文。战国中期，大多数铭文已经是刻制的，连河北省平山中山王汉墓的三件极为典重的礼器，都是契刻而成，其刀法异常圆熟，有很高的艺术价值。古人认为青铜器极其牢固，铭文可以传流不朽，因此要长期流传的事项必须铸在青铜物之上。因此，铭文已成为今天研究古代历史的重要材料。三、转变时期；转变时期一般指战国末年至秦汉末年这一时期。经过几百年的兼并战争及以富国、强兵为目的的政治、经济、文化改革，以郡县制取代分封制，具有中央集权性质的封建社会最终建立，传统的礼仪制度已彻底瓦解，铁制品已广泛使用。社会各领域均发生了翻天覆地的变化。青铜器在社会生活中的地位逐渐下降，器物大多日用化，但是具体到某些青铜器，精美的作品还是不少的。如在陕西临潼秦始皇陵掘获的两乘铜车马。第一乘驾四马，车上有棚，御者为坐状。这两乘车马均为青铜器铸件构成，大小与实际合乎比例，极其精巧。车马上还有不少金银饰件，通体施以彩绘。第二乘马，长、高米，可以说是迄今发掘到的形制巨大、结构又最复杂的青铜器。到了东汉末年，陶瓷器得到较大发展，在社会生活中的作用日益重要，从而把日用青铜器皿进一步从生活中排挤出去。至于兵器，工具等方面，这时铁器早已占了主导地位。隋唐时期的铜器主要是各类精美的铜镜，一般均有各种铭文。自此以后，青铜器除了铜镜外，可以说不再有什么发展了，因而本网对中国古代铜器发展的研究，至隋唐为止。追问：复制别人的这个我刚看过鄙视这类团队回答：我只是代表我不代表团队啊·········· 追问：额这话我喜欢采纳了

钢轨耐腐蚀机理研究论文

浅谈铁路工程技术研究论文

铁路工程技术论文范文一：浅谈铁路工程技术与发展

摘要：铁路工程技术，主要表现为施工技术，施工技术管理包括技术基础工作、施工过程技术管理工作、技术开发与技术总结四大部分。本文以铁路的工程技术、材料及铁路的发展做出的探讨。

关键词：工程技术工程标准高铁发展

中图分类号：文献标识码：A文章编号：

1.铁路工程技术标准的确定

因为铁路科学技术在不断地发展，铁路工程技术标准也在逐步更新。铁路工程技术标准主要有以下几点：⑴轨距：铁路轨道两股钢轨头部内侧之间的最短距离。铁路工程技术标准规定：标准轨距为1435毫米。轨距大于或小于标准轨距的分别称为宽轨距和窄轨距。⑵坡度：铁路区段内在规定的行车速度下对机车牵引重量起限制作用的坡度，即一个一定类型的机车，牵引一定重量的列车在上坡道上能够以“计算速度”运行的最大坡度，称为该线的限制坡度。⑶曲线半径：铁路平面的中心线，由直线和曲线(圆曲线及缓和曲线)组成。曲线设置在两相邻直线间。列车以一定速度通过曲线时，为了列车的安全，曲线最大外轨超高和未被平衡的离心加速度应受限制。当列车以求得的“平衡速度”通过曲线时，能够保证列车安全、稳定的圆曲线半径的最低限值，称为铁路的最小曲线半径。⑷限界：为了保证机车车辆的安全运行和铁路建筑物不受损害,需要规定几种横断面的轮廓尺寸,以约束机车车辆的构造外型尺寸和建筑物设备的位置，这种规定称为铁路限界。⑸到发线有效长：到发线是站线的一种，是供列车到达或出发使用的线路。到发线供列车停留而又不妨碍邻线行车或调车的长度，称为到发线有效长。一条铁路线路的到发线有效长应根据这条铁路的等级、输送能力和所处的地形，并考虑与相邻区段到发线有效长的配合等因素决定。⑹洪水频率：根据数理统计原理，推算一定大小的洪水在任何一年会发生的概率，常以分数 1/T来表示。⑺标准活载：在铁路桥梁和线路建筑物设计中，要考虑各种可能产生的外力作用，其中主要外力之一就是列车的活载。但是铁路上使用的机车车辆类型繁杂，车列组合形式也不尽相同，因此需要制定一种有代表性的车列组合，作为设计的依据，这种特定车列组合所形成的活载，就称为标准活载。

2.桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准

为统一铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准，贯彻国家有关法规和铁路技术政策，使设计符合安全适用、技术先进、经济合理，以下的要求：材料：⑴混凝土――混凝土强度等级可采用C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、 C60。钢筋混凝土构件当采用HRB335级钢筋时，桥跨结构混凝土强度等级不宜低于C30。其它结构混凝土强度等级不宜低于C20。预应力混凝土主要承重结构的混凝土强度等级不宜低于C40。管道压浆用水泥浆强度等级不宜低于M35，并掺入阻锈剂。混凝土的骨料选择及碱含量应符合《铁路混凝土工程预防碱―骨料反应技术条件》(TB/T3054)的规定。混凝土中的氯离子含量不得大于，在有腐蚀性环境下的桥涵结构应采取耐腐蚀措施。 ⑵钢筋 ――铁路桥涵混凝土结构可采用下列类型的普通钢筋和预应力钢筋：①普通钢筋宜采用Q235和HRB335钢筋，其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 (GB1499)的规定。承受疲劳荷载的桥涵结构(≤)， HRB335钢筋的化学成分6MnC+应小于或等于。 ②预应力钢丝应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》 (GB5223) 的规定。③预应力钢绞线应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》 (GB5224)的规定。④预应力粗钢筋可采用预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋。注：⑴普通钢筋系指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。⑵严禁使用经高压穿水处理过的HRB335级钢筋。

3.中国高速铁路关键技术

⑴接口设计：高速铁路技术是轨道，桥梁，路基，通信，信号，电力，牵引，供电，环保等专业技术高度集成的创新性工程体系。系统中各专业的技术创新, 都将对桥梁技术的发展起到促进作用。在高速铁路的大系统中统筹考虑桥梁技术发展,综合考虑专业之间的接口以及设计、施工、运营、养护维修技术。

⑵运营养护：随着高速铁路陆续建成, 在提高建设质量的前提下,特别急需系统完善运营及养护维修技术,进而形成我国高速铁路桥梁运营养护维修的技术与管理体系。

⑶高速铁路应用技术:随着材料和加工技术的进步, 目前我国桥梁支座已经形成了多种材料系列化定型产品,同时也形成了系列化设计、加工、安装、养护维修方面的技术规程。为满足高速铁路桥梁更高的刚度需求、适应某些区域沉降地区特点、预留建成后沉降的调整条件,我国已研发了满足调高需求的可调高盆式橡胶支座。

⑷高性能混凝土材料应用技术：结合我国环境特点和材料、工艺、装备水平, 高速铁路工程多采用高性能混凝土材质。高性能混凝土是选用优质原材料, 掺加矿物细掺料和高效外加剂,采用现代技术制作的混凝土,具有低水胶比配制特点,能满足结构耐久性、体积稳定性等要求。目前我国已初步掌握高性能混凝土工作机理、材料控制标准、工艺等主要技术,系统制定了设计、施工、验收规范规程。

4.现代铁路发展动向综述

从一开始起铁路优于其他交通运输工具的地方是速度较快和每列列车装载较多。现代铁路又在高速及重载方面有新的发展。

⑴提高速度

法、意、联邦德国、英、苏、美等国铁路都用不同的方法致力于提高旅客列车速度。在技术上，采用传统轨道将旅客列车速度提高到250公里/时左右已成为可能。此外，德、日、法等国正在探索磁浮式铁路，试验时速已突破500公里。

⑵增加载重量

指的是：①增加货运车辆载重，在原有桥梁与轨道荷载潜力范围内提高车辆轴重与增加轴数，货车载重可达100吨。②增加列车中车辆数目，列车编组为100～150辆，最多达200辆，用机车5～8台分挂于列车各部，列车长为1800～4000米，列车货物载重1～2万吨。③发展循环专用列车或单元列车，即为一个特定用户专编车型一体化的直达列车，在两固定站(如矿区、港口等)之间循环运行。重载长大列车的运输成本在美国比普通货运列车约降低1/3～1/4，在货运量大的线路上有明显的经济效益。

⑶新的课题

现代铁路的发展给铁路工程提出了不少新问题，例如：客运和货运线路标准之间的巨大差别;加修第二线的最佳时间;站坪长度、坡度、曲线的优化设计;轨道结构的强度与稳定性等，都有待于深入研讨。

总结

新技术的发展是高速铁路发展的需要,如何处理技术参数标准和高速之间的统一和矛盾是今后铁路研究的重要课题。铁路建设工程管理是一项综合的管理过程，它涉及的专业知识面广，专业种类多，具体管理内容多，各方协调关系复杂，如何科学地把握好工程管理中各个环节，使之不出问题或出了问题后能妥善、尽快及时地解决，是铁路管理工作应着重考虑的地方。

参考文献：

中华人民共和国铁道部. 新建时速 300 ~ 350公里客运专线铁路设计暂行规定 (上、下 ) [ S ] . 北京: 中国铁道出版社, 2007

林峰.公路路基施工问题探讨[J].四川建材，2007，6.

李萍.浅谈公路路基施工技术要点[J].青海交通科技，2007，5.

铁路工程技术论文范文二：铁路工程中轨道铺设施工技术

摘要：铁路工程在我国的交通业之中，具有十分重要的作用，直接推动着我国经济的发展，因此需要保证其质量，铁路工程之中，轨道铺设技术是其十分重要的组成部分，基于此，本文探讨了铁路工程之中轨道铺设相关技术。

关键词：铁路工程;轨道铺设

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言

铁路轨道的施工对整个铁路建设工程来说具有重要意义，铁路轨道施工是一项非常系统的工程，需要事前严谨规划、合理设计。铁路轨道施工质量的好坏直接关系到铁路工程能不能正常投人运行。在文章中，笔者从正线铺设道床的施工工艺出发，系统探讨了铁路轨道施工的工艺。

1、道床预铺底碴

底碴是铁路道床的重要组成部分，位于道床道碴层和路基基床表层之间，起着传递、分散列车负荷的作用，并防止底碴和路基颗粒之间互相渗透，既防止了渗水过度，也起到了防冻保温的作用。使用的道碴应进行品种、外观的检验，质量必须符合现行《铁路碎石道床底碴》的规定。碴面平整度不得大于10 mm。道岔前后各30 m范围内应做好顺坡并碾压。

2、轨排拼装

轨排在铺架基地设单线往复式轨排生产线拼装，轻轨锚固及轨排拼装采用固定式锚固拼装作业线拼装，轻轨锚固采用反锚方法，利用熔锅熬制硫磺砂浆，拼装由散枕、翻一道枕、上锚固板、翻二道枕、灌浆锚固、翻三四道枕、匀枕、散扣件、布轨、预上扣件、扣件紧固、质量检查、吊轨排等工序组成。

3、机械架梁

施工前先做好施工调查，做好架梁准备，对填土质量、桥头地形、地貌情况、墩台施工质量等进行调查复核。了解梁片的技术标准、生产日期、直曲线梁标识、几何尺寸的验收，避免不合格桥梁的出现。架梁的主要工序包括：复测桥跨及墩台支撑垫石几个尺寸、桥梁准备、桥头路基加固、架桥机定位、桥梁换装、喂梁、吊梁、落梁、安装支座、焊接连接板、铺桥面轨、梁肋及支座锚栓孔灌注混凝土、桥梁接缝处理、封锚、桥面板等。

4、底碴摊铺作业的道碴摊铺设备

在底碴摊铺过程中，为了确保因路基基层床表层轨道作业不当而影响道碴的平顺性和均匀性，选用国内合资的Titan423型摊铺机铺设底层道碴，该道碴摊铺设备具有经济实用的特点，另外，在底碴摊铺工序中，也可以采用平地机和压力机等机械设备，通过人工配合作业的方式来设底碴摊铺，但是，这种人工配合作业的方式在施工过程中难以控制，难以保证摊铺质量。针对某铁路客运专线轨道工程施工，其主要采用Titan423型摊铺机改造后的设备来进行底碴摊铺施工，其主要通过改造摊铺机系统中的刮板输送带，即改变刮板输送带的节距，并加上一层橡胶垫板，提高刮板输送带的结构强度。

5、轨道铺设机组配置

由于国内外出现了各种各样、不同种类的铺轨机组，目前，轨道铺设施工主要有群枕法、单枕法等铺设方法，这就要求不同的铺设方法应采用不同的轨道铺设机组配置，而轨道铺设中使用最多的是单枕法，针对单枕法的机组配置，主要包括瑞士马蒂萨公司生产的TCM60行铺轨机组、美国HTT公司制造的NTC性铺轨机组和国内生产的PC500型铺轨机组，第一，对于TCM60型机组铺轨机组，其最高布整速度可以达到15根/min，(12h)，由于履带走行器宽度与轨枕长度相同，并且钢轨与轨枕同车装运，不仅能保持道碴平整度，也能提高车辆利用率，缩短钢轨铺设时间，但是，由于布设的`轨枕容易倾斜，则容易造成轨枕倾翻;第二，对于PC500型铺设机组，其最高布整速度也可以达到15根/min，(12h)，由于垂直布设轨枕，布枕准确，钢轨与轨枕同车装运，车辆利用率高，钢轨铺设时间段，能够是实现一次铺设长500m钢轨，该铺设机组性能好，价格低廉实惠。该铁路客运专线轨道工程施工主要采用TCM60型铺设机组设备进行轨道铺设。

6、补碴、MDZ机组作业中的机组配置

针对MDZ作业机组，其主要进行线路维护作业，采用MDZ作业机组配置进行线路维护作业，不仅可以提高轨道铺设质量，也可以提高轨道铺设的平顺性和密实度，针对某铁路客运专线轨道工程，其主要采用SPZ-200型双向道床配碴整形车、WD-320型动力车、08-32型自抄平起拨道捣固车等MDZ作业机组，其都是基于集机、电、液、气于一体化的大型线路机械，第一，SPZ-200型双向道床配碴整形车是一体化的自行式大型线路机械，主要对道床进行抛碴、清扫轨枕;第二，WD-320型动力车可以将道碴重新排列，其工作原理是通过激振装置产生的垂直静止压力，使道碴发生相应的变化，从而提高道碴的密实度和精度，进而提高线路作业效率;第三，08-32型自抄平起拨道捣固车，目前，已被升级为09-32型自抄平起拨道捣固车，其具有作业效率高、操作方便的特点，在补碴、MDZ作业中，该配套技术不仅可以进行起道、抄平等作业，也可以进行枕端道喳夯实作业，通过ALC自动导向技术来实现现场作业的实时监控，即控制主车的作业速度和降低车体冲击次数，从而提高作业的准确度。

7、钢轨的焊接

施工中使用u75v的热轨性能更好，并且价格合理，适合在地铁施工中推广。我国的钢轨焊接工艺分为气压焊、接触焊和铝热焊三种。气压焊运用电流通过电阻时产生的大量热量进行钢轨焊接，并经过一定的顶锻加工达到焊接所需的效果。接触焊的焊接效率相对更高，焊接的质量也更好，是目前世界范围内广泛使用的焊接方式。铝热焊的施工环境比较差，焊接后钢轨接头的质量没有保障，焊接后接缝处的极限强度只能达到母材的70%，所以一般地铁轨道施工焊接中不采用这种方式。但针对轨道交通中既有线钢管和续建部分钢管的焊接，使用铝热焊具有明显的优势。铝热焊的焊接工艺相对简单，比较适合流水性较强的作业。在进行铝热焊施工作业时，首先要对氧气瓶、加热的工作压力等进行严格控制，以此保障焊接的顺利实施和焊接的质量。

8、站线人工铺轨的施工工艺分析

、站线人工铺轨施工前的准备

站线人工施工前的准备主要包括三方面的内容，具体如下:第一，根据工程施工组织的计划以及工期的安排，精心组织轨料和轨枕的进场;施工所需要的施工设备应当由卡车运抵施工现场。第二，在铺轨之前，应当根据信号专业设计的标准进行信号的测定，从而合理确定绝缘接头所处的位置。第三，在铺轨之前，应当准备好施工的材料和施工的用具，检查施工机械和施工机具的性能是不是完好等

、施工工艺分析

人工铺设。从站线的一段岔尾部开始铺设，根据铁路信号绝缘接头的位置来确定非标轨的具体长度;使用单轨车把钢轨沿着正线均匀散布到位，然后用合乎工艺标准的抬轨钳用人工的方式抬人承轨槽，并与之进行连接

轨枕位置用白漆标杆在一侧钢轨内侧，而在曲线地段标于外股钢轨轨的内侧，而另外一侧则用方尺进行定位如果一侧钢轨扣件上的太紧，则需要进行相应的调整，然后再进行温度的计算轨道线路达到施工标准之后，应用机车进行压道处理，然后再进行沉落和整修道床，以便使道床的断面符合相关的设计要求;轨道的配件必须齐全，做到钢轨、坡脚线和渣肩线三线平行。

此外，在上渣整道过程当中，应该对轨道线路的方向、水平以及标高、接头错才、超高等进行仔细检查，发现问题应立即整改。

9、轨道床裂缝的修补

一般对影响轨道床整体强度、危及列车行车安全的裂缝需要提前停止地铁运营，封闭修补区域，掺入早强剂并用混凝土浇筑来修补裂缝，保证尽快恢复地铁运行。但这种方法对轨道运行的影响比较大，目前多运用“封口注胶”的方法来修补裂缝。首先对裂缝表面进行处理，去除混凝土表面的灰尘和杂物，然后将封口胶粘在裂缝的中心部位，注入胶体前先检查裂缝的状态，保持注入器和孔的间距为20一25厘米。之后将裂缝密封并让封口胶自然固化，为后续工作做准备。封口胶固化后注入灌注胶，等灌注胶固化后清理混凝土表面。

10、结语

铁路助推中国经济快速发展，同时随着中国经济社会的快速发展，铁路工程的建设规模和投资规模将会大幅度增加在铁路工程建设中，轨道的铺设是重中之重，在文章中，结合自身的实际经验，系统分析了铁路轨道施工的工艺，主要有铁路正线道床的铺设工艺、站线人工铺轨的施工工艺等。希望文章有助于提高铁路轨道施工工艺水平。

参考文献

[1]程木珍.浅谈铁路工程中轨道铺设施工技术应用[J].科技信息,2011,05:734+762.

[2]石永军.浅谈铁路工程中轨道铺设施工技术[J].技术与市场,2012,06:228.

[3]薛淑红.海南东环城际铁路轨道工程施工技术方案研究[D].西南交通大学,2013.

[4]屈文波.城市轨道交通工程多种轨道结构施工技术研究[D].西南交通大学,2013.

我很愤怒！！！

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。1铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨损带来的损失很大。钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤量的80%以上,即40亿元左右。2机车车辆车轮的磨损车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。车轮损伤的形态据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、内部缺陷应力集中等。车轮的消耗目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指磨损后车轮的维修和更换以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费用约为31·55亿元。在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近5·8亿元。制动闸瓦的消耗在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万3降低轮轨磨耗的技术措施我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或间接地节约能源。”针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降低消耗,取得显著的经济效益。采用淬火钢轨与维护钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很大的。采用磨耗型车轮踏面车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过这些标准,就会危及行车安全。早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车轮相比,轮缘减磨可达30%~70%.一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效果(参见表5)。表5上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。采用径向转向架传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲线时的运行示意图见图3。再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘的磨耗情况。戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮缘磨耗仅为16%。【下转第8页】【上接第4页】资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而言,轮缘磨耗至少降低了45%。大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨耗下降了74%。据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每台机车每年可节约费用5·8万元。安装轮轨润滑装置润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和阻力,降低机车能耗。”以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万km,车轮寿命由30万km延长至80万km。除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分可观。4结语综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此提出以下建议。(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当高度重视,并采取相应的对策。(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应用等。(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。