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GCX-18C通用智能型電工、電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備

GCX-18C通用智能型電工、電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備　通用智能型電工、電子實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室功能：裝置提供了齊全的各種電源及信號源，以及各種儀表，為學(xué)生提供了一個完全開放的，可充分發(fā)揮創(chuàng)新潛能的平臺，在此平臺上，可以做電工電子常用實(shí)驗(yàn)，還可做技能競賽、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和科技開發(fā)；而且模塊維修方便，可放手讓學(xué)生操作、試驗(yàn)，無后顧之憂。該設(shè)備依據(jù)《電工基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)，以模塊化形象化的思路精心組織設(shè)計(jì)而成，它將現(xiàn)有傳統(tǒng)知識型課程重組為模塊化課程, 適合于各類院校的 "電路分析"、"電工學(xué)"等課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可與其它教材配合使用。●實(shí)訓(xùn)屏斜面式設(shè)計(jì)，學(xué)員操作時可站可坐，很符合人體工程學(xué)。●設(shè)備的高度控制在1.2米以下，學(xué)員坐立操作時，視線完全不受設(shè)備阻擋，可清楚地觀看教師在講臺上的授課，使設(shè)備在實(shí)訓(xùn)室中可以因地制宜地布局，增加了設(shè)備布局的靈活性，增強(qiáng)了設(shè)備的場地利用率。●實(shí)訓(xùn)臺的兩用功能：一用為可提供各種電源及控制按鈕(左邊設(shè)計(jì)為操作面板)；二用為可放示波器及函數(shù)信號發(fā)生器(右邊設(shè)計(jì)成空位)。一、產(chǎn)品的特點(diǎn)：電工電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備具有較完善的安全保護(hù)措施，較齊全的功能（詳見實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)簡介）。實(shí)驗(yàn)桌中央配有通用電路板，電路板注塑而成，表面布有九孔成一組相互聯(lián)通的插孔，元件盒在其上任意拼插成實(shí)驗(yàn)電路，元件盒盒體透明，直觀性好，盒蓋印有永不褪色元件符號，線條清晰美觀。盒體與盒蓋采用較科學(xué)的壓卡式結(jié)構(gòu)，維修拆裝方便。元器件放置在實(shí)驗(yàn)桌下邊左右柜內(nèi)，大大提高了管理水平，規(guī)劃化程度，大大減輕了教師實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。二、實(shí)驗(yàn)臺及操作桌結(jié)構(gòu)：1．實(shí)驗(yàn)臺外殼尺寸：123×35×20cm2．三相保險(xiǎn)座3．三相電源輸入指標(biāo)4．總開關(guān)：實(shí)驗(yàn)臺電源總開關(guān)，帶漏電、過載保護(hù)5．試驗(yàn)按鈕：試驗(yàn)漏電開關(guān)漏電功能6．電源輸入指示1只7．電源輸出指示3只(紅、綠、黃三色)8．交流電壓表：指示輸出線電壓9．電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)：與電壓表配合使用，監(jiān)示輸出線電壓的大小與對稱情況10．接線座5只：A單元三相四線及地線輸出11．電流表W相電流輸出指示12．O/I開關(guān)：三相四線電源輸出控制(提高安全系數(shù))13．接線座2只：B單元交流低壓電源輸出14．電表(2A)：B單元交流電流指示15．旋鈕：B單元3-24V交流低壓選擇輸出16．開關(guān)：C單元雙路直流穩(wěn)壓電源開關(guān)17．旋鈕：C單元雙路Ⅰ路穩(wěn)流調(diào)節(jié)18．旋鈕：C單元雙路Ⅱ路穩(wěn)流調(diào)節(jié)19．接線座2只：C單元Ⅰ路直流穩(wěn)壓輸出20．保險(xiǎn)座：C單元雙路穩(wěn)壓電源保險(xiǎn)21．電表4只：雙路穩(wěn)壓電源電壓、電流指示22．接線座：D單元直流5V穩(wěn)壓輸出23．電表：D單元電流0.5V輸出指示24．開關(guān)1：控制各低壓交流電、信號源25．開關(guān)2：控制E單元交直流調(diào)壓電源26．電表：E單元交流電壓輸出指示27．接線座4只：E單元交流、直流輸出口28．旋鈕：E單元0～240V電壓調(diào)節(jié)29．插座：G單元220V輸出插座30．旋鈕：音頻功率放大器音量調(diào)節(jié)31．接線座2只：音頻信號輸入32．按鈕：單次脈使能開關(guān)33．接線座3只：單次脈沖輸出口34．電表：函數(shù)發(fā)生器正弦波輸出電壓指示35．旋鈕：正弦波輸出三級衰減幅度粗調(diào)36．旋鈕：正弦波輸出口37．接線座：正弦波輸出口38．旋鈕：矩形波輸出幅度調(diào)節(jié)39．接線座：三角波輸出口40．旋鈕：函數(shù)信號發(fā)生器頻率細(xì)調(diào)41．接線座：矩形波輸出口42．旋鈕：函數(shù)信號發(fā)生器五級頻率粗調(diào)43．電表：函數(shù)發(fā)生器輸出頻率指示44．萬用表：500型45．智能型交流電路測量電表：通過開關(guān)切換可同時測量電路I、U、KW、Kwh、T，八位液晶顯示。46．實(shí)驗(yàn)桌面尺寸：160×70cm47．通用電路板：規(guī)格35×90cm，元件盒在其上任意拼插進(jìn)行實(shí)驗(yàn)48．儲存板：放置元件盒49．左儲存柜：放置儲存板（帶門鎖）50．抽屜：放置常用工具51．右儲存柜：放置儲存板（帶門鎖）52．示波器：型號不限（用戶自備）53．工具三、實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)指標(biāo)：1、輸入工作電源：三相四線2、輸出電源及信號A單元：三相四線B單元：交流3、6、9、12、15、18、24VC單元：雙路恒流穩(wěn)壓電源（具有過載及短路保護(hù)功能），二路輸出電壓都為0～30V，內(nèi)置式繼電器自動換檔，由多圈電位器連續(xù)調(diào)節(jié)，使用方便，輸出*電流為2A，具有預(yù)設(shè)式限流保護(hù)功能。電壓穩(wěn)定度：<10-2 負(fù)載穩(wěn)定度：<10-2 紋波電壓：<5mvD單元：直流穩(wěn)壓5V，電流0.5AE單元：交直流電壓0～240V連續(xù)可調(diào)，電流2AF單元：220V電壓輸出，供外接儀器使用。3、單次脈沖源：每次均可輸出一對正負(fù)脈沖4、函數(shù)信號發(fā)生器（正弦波、三角波、矩形波）①頻率范圍：5HZ-550KHZ分五個頻段②頻率指示：由HZ表直接讀出③電壓輸出范圍：正弦波：5HZ-250KHZ>4.5V、250KHZ-550KHZ>3.5V三級衰減：0db、20db、40db具有連續(xù)細(xì)調(diào)矩形波：5HZ-250KHZ>4.5V、250KHZ-550KHZ>3.5V，幅度連續(xù)可調(diào)三角波：5HZ-550KHZ>１V5、音頻功率放大器：輸入音頻電壓不低于10mv，輸出功率不小于1W，音量可調(diào)，內(nèi)有喇叭，用于放大器電路擴(kuò)音，也可作信號尋跡儀器使用。6、智能型多功能交流測量電表：精度1.0級，能同時測量電路電流I、電壓U、功率Kw、電能Kwh和工作時間T，八位液晶顯示。7、絕緣電阻：>5MΩ8、漏電保護(hù)：漏電動作電流≤30mA四、結(jié)構(gòu)與配備（以二十四座為例）1、實(shí)驗(yàn)桌：12臺學(xué)生實(shí)驗(yàn)桌，一臺兩座，桌子外形尺寸：160×70×80cm。桌中央配置通用九孔電路板(尺寸：35×90cm )根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路在其上任意拼插元件盒成實(shí)驗(yàn)電路，元件盒盒體透明直觀，內(nèi)裝元件一目了然，盒蓋印有永不褪色元件符號，盒蓋與盒體結(jié)合采用較科學(xué)的壓卡式結(jié)構(gòu)，維修拆裝方便。每張臺桌配有一粒膠皮板，保護(hù)通用底板與桌面（如需在桌上放置電動機(jī)、焊接等）桌下部是元件儲存柜，放置實(shí)驗(yàn)元器件。2、示教控制臺：1臺示教控制臺，分別控制12臺學(xué)生臺的電源。通用電路板演示屏立在實(shí)驗(yàn)臺上，演示屏尺寸為160×70cm。用于講解、演示。3、實(shí)驗(yàn)臺：13臺，學(xué)生實(shí)驗(yàn)桌及示教控制臺上各配1臺。4、器材配備：13臺180W電動機(jī)，26只時間繼電器，26只熱繼電器，65只交流接觸器，156只交直流電表，13只MF-47萬用表，13套剝線鉗、螺絲刀等工具，13套實(shí)驗(yàn)所需電阻、電位器、電感線圈、變壓器、二極管、三極管、場效應(yīng)管、集成電路、集成座、可控硅、邏輯電平開關(guān)及邏輯電平指示、傳感器件等元件盒（元件已裝在元件盒內(nèi)）。5、用戶自備器材：示波器（型號不限），晶體管毫伏表，滑線變阻器等。五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：（1）電工實(shí)驗(yàn)　　　　　　　1．電工測量儀表的使用　　　　　　　2．常用元件的識別與檢測　　　　　　3．線性元件與非線性元件的伏安特性4．電源的外特性　　　　　　　5．電位值、電壓值的測定　　　　6．電流表和電壓表的擴(kuò)程　　　　　　　7．基爾霍夫定律的驗(yàn)證　　　　8．驗(yàn)征楞次定律9．迭加原理與互易定理的驗(yàn)證　　　　　10．戴維南定理與諾頓定理的驗(yàn)征　　　　11．電壓源與電流源的等效變換　　　　　12．受控源特性的研究　　　　　　　　　13．一階電路實(shí)驗(yàn)　　　　　　　　　　　14．二階電路的過渡過程15．研究LC元件在直流和交流電路中的特性16．負(fù)載獲得*功率的條件17．交流電路參數(shù)的測量18．正弦交流電路中RLC元件的特性19．RL及RC串聯(lián)電路實(shí)驗(yàn)20．RLC串聯(lián)諧振電路21．日光燈電路的連接及功率因數(shù)改善22．三相負(fù)載的星、三角接法23．三相電路及功率的測量24．R-C選頻網(wǎng)絡(luò)的研究25．二端口網(wǎng)絡(luò)研究　26．單相變壓器實(shí)驗(yàn)　　　　　　27．互感電路實(shí)驗(yàn)28．三相異步電動機(jī)的使用與起動29．三相電動機(jī)繼電接觸控制的基本電路30．三相電動機(jī)Y一△起動控制實(shí)驗(yàn)31．三相電動機(jī)的順序控制實(shí)驗(yàn)32．三相電動機(jī)能耗制動控制實(shí)驗(yàn)利用上述32項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的元器件也可完成下面電路實(shí)驗(yàn)33．最簡單的電路　　　　　　　　　　　34．電路中各點(diǎn)電位與參考點(diǎn)的選擇　　35．電阻的串聯(lián)　　　　　　　　　　　　36．電阻的并聯(lián)　　　　　　　　　　　　37．電阻的混聯(lián)　　　　　　　　　　　　38．電阻分壓器電路　　　　　　　　　　39．全電路歐姆定律　　　　　　　　　　40．電橋的應(yīng)用與平衡條件　　　　　　41．節(jié)點(diǎn)電壓法　　　　　　　　　　　42．回路電壓法　　　　　　　43．支路電流法　　　　　　　　　　　　44．RCL并聯(lián)電路　　　　　　　45．串聯(lián)電路　　　　　　　　　46．變壓器結(jié)構(gòu)及工作原理　　　　　47．基爾霍夫第一定律　　　　　　　　　48．基爾霍夫第二定律　　　　　　　　　49．日光燈電路原理　　50．?dāng)U大電壓表量程　　　　　　　　　51．?dāng)U大電流表量程52．RC電路的過度過程　　　　　　　　53．RL過渡過程　　　　　　　　　　54．電容的串聯(lián)電路　　　　　　　　　55．電容的并聯(lián)電路　　　56．電容器的充放電57．電容器在交直流中的作用58．條形磁鐵在線圈中的運(yùn)動59．電容的混聯(lián)60．純電阻、電感、電容電路61．磁耦合線圈的順串62．磁耦合線圈的反串63．歐姆表的工作原理64．雙聯(lián)開關(guān)二地控制65．用示波器觀察磁滯回線66．磁路歐姆定律67．兩線圈的互感及同名端68．互感耦合69．提高功率因數(shù)的方法70．單相電路功率的測量71．收錄機(jī)電源電路72．濾波電路73．電阻與溫度的關(guān)系:用伏安法測出燈絲在不同電壓下的阻值。74．三相異步電機(jī)閘刀控制正轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)75．具有過載保護(hù)的控制線路76．按鈕控制的正反轉(zhuǎn)控制線路77．接觸器控制星一三角降壓起動控制線路（2）電子實(shí)驗(yàn)1．晶體二極管的特性及檢測　　　　　　2．晶體三極管輸入輸出特性3．低頻小信號電壓放大器4．直接耦合兩級放大器5．RC耦合兩級放大器6．負(fù)反饋對放大器性能的影響7．變壓器耦合推挽功率放大器8．互補(bǔ)對稱推挽功率放大器(OTL)9．單相半波整流10．單相全波整流11．單相橋式整流12．單相橋式整流濾波13．單結(jié)晶體管特性14．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路15．晶閘管簡單測試及可控整流電路16．場效應(yīng)管測試17．串聯(lián)型穩(wěn)壓電壓18．差動放大電路的研究19．集成運(yùn)放參數(shù)的測試20．集成運(yùn)放減法電路21．集成運(yùn)放加法電路22．集成運(yùn)放積分電路23．集成運(yùn)放微分電路24．集成運(yùn)放文氏正弦波振蕩器25．電容三點(diǎn)式振蕩器26．電感三點(diǎn)式振蕩器27．集成穩(wěn)壓電路28．無穩(wěn)態(tài)電路（多諧振蕩器）29．施密特觸發(fā)器30．集成與門邏輯功能測試31．集成非門電路邏輯功能測試32．集成或門電路邏輯功能測試33．集成與非門邏揖功能測試34．CMOS門電路的測試35．基本RS觸發(fā)器36．JK觸發(fā)器37．D觸發(fā)器38．555時基電路的應(yīng)用（方波發(fā)生器)39．二一十進(jìn)制計(jì)數(shù)器40．二一十進(jìn)制8421譯碼器41．加法器42．減法器43．用集成與非門構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器44．組合邏輯電路利用上述44項(xiàng)實(shí)驗(yàn)元器件也可完成面實(shí)驗(yàn)45．P-N結(jié)單向?qū)щ娞匦?6．三權(quán)管ICBO的測量電路47．三極管ICEO的測量電路48．三極管電流放大　49．三極管的VA特性　50．帶負(fù)載的單級小信號電壓放大51．電壓負(fù)反饋偏置電路52．分壓式電流負(fù)反饋偏置電路53．用熱敏電阻穩(wěn)定工作點(diǎn)54．用二極管穩(wěn)定工作點(diǎn)55．分析Ce對低頻特性的影響56．共基極放大實(shí)驗(yàn)電路　57．共集電極放大實(shí)驗(yàn)電路58．共源極基本放大電路59．場效應(yīng)管自給偏壓放大電路60．場效應(yīng)管分壓式自偏壓電路61．場效應(yīng)管共漏極電路62．場效應(yīng)管共柵極電路63．單管阻容放大電路64．基本直流放大電路65．用電阻提高后級發(fā)射極電位66．用穩(wěn)壓管提高后級發(fā)射極電位67．變壓器耦合放大電路68．甲類功率放大電路69．乙類功率放大電路70．串聯(lián)電流負(fù)反饋71．串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路72．并聯(lián)電壓負(fù)反饋電路73．并聯(lián)電流負(fù)反饋電路74．兩級放大電路中的負(fù)反饋75．射極輸出電路76．自舉射極輸出電路77．用電容衰減高頻電壓　　　　　　　78．用負(fù)反饋消除自激振蕩79．電池監(jiān)視電路80．場效應(yīng)管、三極管組成放大電路81．PNP-NPN直接耦合放大電路82．共基共射放大電路83．晶體管開關(guān)作用84．液位光電控制85．簡單的溫控電路86．模擬光控簡易路燈自動開關(guān)電路87．RC移相振蕩器88．雙T選頻網(wǎng)絡(luò)89．雙T選頻網(wǎng)絡(luò)組成的振蕩器90．變壓器反饋式振蕩電路91．場效應(yīng)管變壓器反饋式振蕩電路92．防盜報(bào)警電路93．串聯(lián)型晶體振蕩電路94．互補(bǔ)音頻振蕩訊響器95．報(bào)警訊響器96．音樂門鈴電路97．電子報(bào)警器電路98．差動放大電路的基本形式99．電子門鈴電路100．準(zhǔn)互補(bǔ)對稱電路101．三管OTL互補(bǔ)對稱電路102．長尾式差動放大電路103．差動輸入單端輸出104．單端輸入雙端輸出105．單端輸入單端輸出106．雙電源式長尾差動放大電路107．差動式放大器實(shí)驗(yàn)電路108．具有恒流源的差動放大電路措施109．單端輸出差動放大電路的溫諷分析110．閃光器電路111．運(yùn)算放大器的基本接法112．電流差動式運(yùn)放用作交流比例放大113．Vos的簡易測量方法114．Aos的簡易測量方法　　　　　　　115．Aod的簡易測量方法　　　　116．共模抑制比Cmrr的簡易測試117．*共模輸入電UIcm的簡易測試118．Yopp的簡易測試119．SR的測量方法120．基本同相放大接法121．運(yùn)放構(gòu)成的LC振蕩器122．電熱杯調(diào)溫電路123．引到反向端輸入調(diào)零措施124．引到同向端輸入調(diào)零指施125．為使電值不致過大的接法126．利用三極管的基極電流實(shí)現(xiàn)Ios的溫度補(bǔ)償127．利用T型網(wǎng)絡(luò)提高等效反饋電阻　128．使互補(bǔ)管工作在甲乙類擴(kuò)大輸出電流的措施129．對電容負(fù)載進(jìn)行校正時措施　　　　130．反相輸入保護(hù)措施131．同相輸入保護(hù)措施　　　132．利用穩(wěn)壓管保護(hù)器件　　　　　133．電源極性錯接的保護(hù) 　　　134．電源啟動瞬間過壓保護(hù)　　　　135．二極管檢波電路　　　　136．利用PN結(jié)的溫度系數(shù)測量溫度的電路原理137．雙二極管限幅器138．反相運(yùn)放基本電路　　　139．可變比例放大　　　140．同相運(yùn)放基本電路　　　141．電壓/電流變換電路　　　142．電流/電壓變換電路143．電壓跟隨器　　　144．差動放大基本電路　　　145．運(yùn)算放大器的差動輸　　　　146．反相輸入求和運(yùn)算　　　147．同相輸入求和運(yùn)算148．雙端輸入求和運(yùn)算149．基本積分電路150．EG考濾泄漏阻對的積分運(yùn)算電路　151．提高積分時間常數(shù)的措施152．快速積分電路153．模擬一階微分方程電路154．模擬二階微分方程電路155．基本微分電路156．實(shí)用微分電路157．利用間接方法得到近似微分158．基本對數(shù)運(yùn)算電路159．利用三極管的對數(shù)特性組成對數(shù)運(yùn)算電路160．反對數(shù)放大的基本電路161．Vo正比于VxVy電路162．簡單的過零此較電路163．具有滯迥特性的比較電路164．雙限比較電路165．利用二級管作為上限檢測幅度選擇電路166．雙限三態(tài)比較電路167．下限檢幅選擇電路168．基本采樣保護(hù)電路169．RC無源網(wǎng)終的低通濾波電路170．濾波電路接到組件的同相輸入端171．濾波電路接到組件的反相輸入端172．簡單二階RC濾波電路173．典型RC有源濾波電路174．兩階有源濾波電路175．多路反饋二級有源濾波電路176．典型二階高通有源濾波電路177．基本帶通濾波電路178．典型帶通濾波電路179．用雙T網(wǎng)絡(luò)組成的帶阻濾波180．輸出限幅的反相器181．實(shí)用差值運(yùn)算放大器182．矩形波振蕩電路183．阻容移相觸發(fā)電路184．電熱褥調(diào)溫裝置185．寬度可調(diào)的矩形波發(fā)生器186．簡單的鋸齒波發(fā)生器187．幅頻可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器188．單相橋式整流常用畫法電路189．全波整流電路的*反向峰值電壓190．電容濾波電路191．電容濾波帶電阻負(fù)載　　　　　192．全波整流電容濾波電路193．RC濾波電路194．多段RC濾波電路　　　195．基本的LC濾波電路　　　196．T型濾波電路　　　197．二倍壓整流電路　　　198．三倍壓整流電路　　　199．基本穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路　　　200．基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路　　　201．具有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電路　　　202．調(diào)整管穩(wěn)流電路　　　203．電子濾波器　　　204．串聯(lián)穩(wěn)壓電路　205．并聯(lián)穩(wěn)壓電路206．電子催眠器　　　207．三端集成穩(wěn)壓電路208．正電源輸出可調(diào)的集成穩(wěn)壓電路209．單相全波可控整流210．硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路211．單相半波可控整流212．單相橋式半控整流213．充電用硅整流器原理214．感性負(fù)載對晶閘管的影響215．晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通試驗(yàn)216．反電動勢負(fù)載晶閘管電路217．簡易電子調(diào)壓電路218．測試單結(jié)管分壓比n219．單結(jié)管振蕩電路220．單結(jié)管觸發(fā)應(yīng)用電路221．二極管"與"門電路222．三極管"或"門電路223．與邏輯形象化224．或邏輯形象化225．非邏輯形象化226．三極管"非"門227．三極管"與非"門228．三極管"或非"門229．三扳管雙穩(wěn)態(tài)電路230．三極管單穩(wěn)態(tài)電路231．三極管多諧振蕩電路232．置位觸發(fā)電路233．射極耦合雙穩(wěn)態(tài)234．對稱式多諧振蕩器235．環(huán)形多諧振蕩器236．微分型單穩(wěn)態(tài)電路237．集成施密特電路238．矩形波發(fā)生器239．單脈沖電路240．連續(xù)脈沖發(fā)生器

上海計(jì)呈教學(xué)設(shè)備有限公司 2025-04-22

合金化阻燃鎂合金的產(chǎn)業(yè)化

合金化阻燃鎂合金的產(chǎn)業(yè)化一、項(xiàng)目簡介鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其密度大約在1.75～1.85g/cm3之間，僅相當(dāng)于鋁的2/3，鋼的1/4。同時鎂合金還具有比強(qiáng)度和比剛度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、阻尼減震、電磁屏蔽、易于加工成形和容易回收等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、電子通信、航空航天和國防軍事等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”。但是鎂合金由于自身化學(xué)活性很強(qiáng)，而且氧化后不能形成致密的氧化膜。鎂合金在高溫熔煉和加工成形過程中容易氧化燃燒，從而限制了鎂合金的發(fā)展前景。因而有必要尋找一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、無污染的鎂和金熔煉保護(hù)方法以防止鎂合金生產(chǎn)過程中的氧化燃燒問題。目前較為成熟的鎂合金阻燃方法有熔劑保護(hù)法和氣體保護(hù)法。然而，對于熔劑保護(hù)法而言，在熔劑的使用過程中會產(chǎn)生大量有刺激性氣味的氣體（如HCl、Cl2），給環(huán)境造成危害；且容易產(chǎn)生熔劑夾雜，損害合金的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。氣體保護(hù)法通常是通入一定量的SF6和CO2的混合氣體，使用過程中產(chǎn)生SO2、SF4等有毒氣體，甚至?xí)a(chǎn)生劇毒氣體S2F10，造成環(huán)境污染，且SF6和CO2能長期滯留在大氣中，產(chǎn)生巨大的溫室效應(yīng)。另外氣體保護(hù)法還需要有復(fù)雜的混氣裝置和密封裝置，而且從熔煉到澆鑄也需要復(fù)雜的輸送設(shè)備，因而加大了一定的成本。針對熔劑保護(hù)法和氣體保護(hù)法帶來的問題，20世紀(jì)50年代人們提出了合金化阻燃的想法，其主要原理在于向鎂合金中添加適量的低氧位合金元素（即其與氧的親和力大于鎂與氧的親和力），使其在熔煉、澆注過程中自動生成致密的復(fù)合氧化膜，從而阻止鎂合金的進(jìn)一步氧化燃燒。本課題正是基于此思想，希望通過向鎂合金中添加某些合金元素，使得鎂合金獲得優(yōu)良的阻燃性能，同時不降低其力學(xué)性能。然而合金熔體表面氧化膜結(jié)構(gòu)的改變必然同時改變了熔體表面張力的大小，因而可以通過研究表面張力大小對氧化膜結(jié)構(gòu)改變的影響，進(jìn)而找到合金元素含量、阻燃性能和表面張力之間的定量關(guān)系，從而使本課題所得結(jié)果能夠指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。合金化阻燃法將大大降低設(shè)備及工藝的復(fù)雜程度，同時也不會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值及巨大的發(fā)展?jié)摿Α６?項(xiàng)目技術(shù)成熟程度本課題組長期從事合金化阻燃鎂合金材料及其相關(guān)加工工藝方面的研究，目前已經(jīng)建了一系列鎂合金相關(guān)的研究方法和性能檢測方法。研究的基體不僅包括工業(yè)純鎂，也包括商業(yè)應(yīng)用最為廣泛的AZ91D，添加阻燃元素包括Ca和不同含量的Re元素。現(xiàn)已經(jīng)取得以下研究成果：2.1 鎂合金起燃溫度測試系統(tǒng)的建立2.1.1 概述鎂合金起燃溫度的準(zhǔn)確測試是研究阻燃鎂合金過程中的關(guān)鍵一步，也是本課題的一個難點(diǎn)。傳統(tǒng)的測試方法有觀察法和溫度記錄儀法。觀察法就是在敞開的爐中加熱試樣，當(dāng)觀察到試驗(yàn)燃燒時讀取電爐溫度控制器的溫度并記錄，作為試樣的燃點(diǎn)溫度。此方法簡單易行，但是測試的結(jié)果受人為因素影響較大，誤差較大。溫度記錄儀法就是利用熱電偶作為溫度傳感器，使用溫度記錄儀記錄溫度時間曲線。鎂及其合金燃燒時放出的熱量會使溫度升高的速率發(fā)生急劇變化，從而使溫度-時間曲線發(fā)生拐點(diǎn)，此拐點(diǎn)處溫度即為燃點(diǎn)溫度。近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)采集技術(shù)的燃點(diǎn)測試方法。這類方法也是利用了鎂及其合金燃燒時釋放的熱量使?fàn)t內(nèi)溫度上升速率加快的現(xiàn)象。基于數(shù)據(jù)采集技術(shù)的燃點(diǎn)測試方法可把所采集的溫度時間曲線保存起來待日后分析，燃點(diǎn)溫度的確定可通過軟件編程自動識別。本課題自行開發(fā)了基于數(shù)據(jù)采集技術(shù)的鎂及鎂合金燃點(diǎn)測試分析系統(tǒng)。鎂合金起燃溫度測試系統(tǒng)從功能上可分為硬件部分和軟件部分，硬件部分主要完成溫度的傳感、信號的調(diào)理及數(shù)據(jù)采集；軟件部分主要完成溫度的實(shí)時顯示、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的回放分析等功能。2.1.2 硬件構(gòu)成及功能本課題所建立的鎂合金起燃溫度測試系統(tǒng)的硬件組成主要由坩堝式電阻爐、TCW-32B型溫度控制器、數(shù)據(jù)采集卡以及電腦組成，其組成結(jié)構(gòu)見圖1所示。該電阻爐與溫度控制器具有節(jié)能、可編程控制以及加熱速度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。溫度傳感器采用K型熱電偶。由于溫度采集的采樣率不需要很高，因此數(shù)據(jù)采集卡采用了研華USB-4718型，該數(shù)據(jù)采集卡為8路熱電偶輸入，支持USB2.0，無需外部電源，與筆記本電腦可構(gòu)成便攜式測試系統(tǒng)；該卡還具有3000VDC隔離保護(hù)，支持4~20mA，能夠?qū)犭娕夹盘栠M(jìn)行內(nèi)部調(diào)理，無需外加調(diào)理電路，降低系統(tǒng)的成本及開發(fā)時間。其中一支熱電偶接入溫度控制器對電阻爐進(jìn)行控溫，然后再接入數(shù)據(jù)采集卡；另一支熱電偶用來測試試驗(yàn)樣品的溫度，因而直接接入數(shù)據(jù)采集卡。數(shù)據(jù)采集卡將這兩路溫度信號通過USB接口傳送到電腦進(jìn)行記錄并顯示。坩堝式電阻爐的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在電爐底部開有通風(fēng)孔，盛放試樣的物品應(yīng)采用帶孔的結(jié)構(gòu)或者石棉網(wǎng)，以保證良好的供氧條件。1.坩堝式電阻爐；2.耐火磚墊；3.坩堝；4.試樣；5．熱電偶；6.溫度控制器；7.數(shù)據(jù)采集卡；8.電腦圖1 鎂合金燃點(diǎn)測試裝置示意圖2.1.3 軟件功能及關(guān)鍵技術(shù)鎂合金起燃溫度測試系統(tǒng)軟件部分是利用LabVIEW8.5開發(fā)的，其界面見圖2。該軟件界面從功能上可大致分為三個區(qū)域：實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置區(qū)、實(shí)驗(yàn)參數(shù)動態(tài)顯示區(qū)和軟件功能控制區(qū)。實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置區(qū)可對實(shí)驗(yàn)采用的熱電偶類型、數(shù)據(jù)采集卡的通道、實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存路徑以及采樣率等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。實(shí)驗(yàn)參數(shù)動態(tài)顯示區(qū)可實(shí)現(xiàn)對所采集的兩路溫度的直觀動態(tài)顯示以及溫度—時間曲線的動態(tài)顯示。軟件功能控制區(qū)可完成對實(shí)驗(yàn)進(jìn)度的控制，如數(shù)據(jù)采集的開始與結(jié)束、界面的刷新、溫度曲線的回放顯示以及系統(tǒng)的退出等功能。圖2 鎂合金起燃溫度測試系統(tǒng)軟件界面軟件與硬件的通訊是通過調(diào)用研華提供的底層驅(qū)動函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，一個通道的數(shù)據(jù)傳輸程序框圖見圖3。由于該數(shù)據(jù)采集卡不支持8路信號的并行通信，也就是說數(shù)據(jù)采集卡的8路輸入信號的讀取要按順序循環(huán)讀取，所以要想實(shí)現(xiàn)多路溫度信號的傳輸，必須在軟件上來完成。本文是通過調(diào)用順序結(jié)構(gòu)的方法來實(shí)現(xiàn)對兩通道數(shù)據(jù)的順序讀取的。圖3 數(shù)據(jù)傳輸程序框圖為了能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行事后分析，軟件要提供對所采集的數(shù)據(jù)的存儲功能，存儲的數(shù)據(jù)一定要和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)名稱結(jié)合起來，以防止實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)混淆。本軟件是通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行命名與計(jì)算機(jī)自動生成名稱相結(jié)合的方法來避免數(shù)據(jù)的混淆。也就是說，對每個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行命名后，由于每個實(shí)驗(yàn)不一定只做一個實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此系統(tǒng)會自動生成一個以精確到秒的時間字符串做為實(shí)驗(yàn)名的后一部分，如“mg1.2ca-1熔體溫度20100531204001.bin”。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在存儲時同時被存儲為二進(jìn)制格式和文本格式，路徑及文件名生成以及數(shù)據(jù)存儲的的程序框圖如圖4所示。圖4 數(shù)據(jù)存儲程序示意圖由于軟件在數(shù)據(jù)采集過程中顯示區(qū)域顯示的是動態(tài)過程，所以無法看到所采集的數(shù)據(jù)全貌，因此軟件提供了對所采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的回放顯示功能，既可顯示一條曲線，也可同時顯示多條曲線進(jìn)行對比分析，此功能是通過調(diào)用子VI（Virtual Instruments的簡寫，即虛擬儀器）的方式實(shí)現(xiàn)的。通過按下主界面的“單曲線顯示”或“多曲線顯示”即可調(diào)出一個新的顯示窗口。多曲線顯示的曲線條數(shù)可以輸入。多曲線顯示的界面及程序框圖見圖5。為了軟件使用過程中的方便，提供了界面刷新功能，按下“界面刷新”后軟件界面可恢復(fù)到默認(rèn)狀態(tài)。考慮到每次測燃點(diǎn)溫度時實(shí)驗(yàn)名稱或者數(shù)據(jù)存儲的路徑可能會相同，所以建立了“實(shí)驗(yàn)名稱”和“存儲路徑”兩個全局變量，同時建立了一個配置文檔。每次軟件更改實(shí)驗(yàn)名稱或存儲路徑時，都要修改全局變量的值，軟件退出時，要把最后的實(shí)驗(yàn)名稱和存儲路徑存到配置文檔中，當(dāng)再一次打開運(yùn)行軟件時，要打開配置文檔讀取實(shí)驗(yàn)名稱和存儲路徑的信息作為軟件界面的默認(rèn)值。 (a) 程序框圖 (b) 程序界面圖5 多曲線顯示為了使軟件運(yùn)行的更流暢、使用更方便，軟件中還應(yīng)用了很多容錯技術(shù)。容錯技術(shù)包括軟件的自檢和硬件自檢兩部分。軟件自檢包括檢查輸入的存儲路徑是否正確、實(shí)驗(yàn)名稱是否為空等，以保證數(shù)據(jù)存儲的可靠性。硬件自檢主要是在點(diǎn)擊“開始采集”按鈕后，檢測數(shù)據(jù)采集卡工作是否正常，如果數(shù)據(jù)采集卡異常，軟件會報(bào)警并返回到初始狀態(tài)，避免了由于數(shù)據(jù)采集卡異常導(dǎo)致的死機(jī)。2.1.4 系統(tǒng)測試及起燃溫度的確定將電阻爐加熱至500℃左右，再將塊狀鎂合金放入帶孔的坩堝，然后將其置入電阻爐中，并使測量鎂合金溫度的熱電偶與塊狀鎂合金接觸，使電路按固定加熱速率進(jìn)行加熱，并開始數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集過程的界面見圖2，經(jīng)測試，軟硬件各項(xiàng)功能正常。所采集的溫度-時間曲線如圖6所示。鎂合金在開始燃燒瞬間，放出大量的熱量使溫度急劇上升，會在溫度-時間曲線上出現(xiàn)一個拐點(diǎn)。本課題中，將溫度-時間上的第一個拐點(diǎn)所對應(yīng)的溫度值定義為燃點(diǎn)。圖6 典型溫度-時間采集曲線2.1.5 小結(jié)（1）本章建立了鎂合金起燃溫度測試硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)由坩堝式電阻爐、溫度控制器、熱電偶、研華USB-4718型數(shù)據(jù)采集卡及電腦組成，所建立的硬件系統(tǒng)成本低、結(jié)構(gòu)簡單、測試系統(tǒng)便攜。（2）本章開發(fā)了鎂合金起燃溫度測試軟件系統(tǒng)，該軟件采用LabVIEW8.5開發(fā)，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)動態(tài)顯示、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)回放分析等功能。軟件界面友好，操作簡單，容錯性強(qiáng)。（3）本章對所建立的鎂合金起燃溫度測試系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行了測試，測試結(jié)果表明，所建立的測試系統(tǒng)各項(xiàng)功能正常，能夠很好的完成對鎂合金起燃溫度的測試，并給出了確定起燃溫度的方法。2.2 鎂合金熔體表面張力裝置的建立2.2.1 概述我們通常將物體表面單位長度上作用的力稱作表面張力，單位為N/m，而且通常我們所說的表面張力指的是液相與氣相接觸面上的表面張力。在液態(tài)金屬或者合金與氣體組成的體系中，與氣體接觸的液體表面層原子處于不平衡力場中，即與表面層原子接觸的液體中的原子與表面層原子距離較小，且數(shù)目量多，因此作用力較大；而與表面層原子接觸的氣體中的原子與表面層原子距離較大，且數(shù)量少，因此作用力較小。這樣就產(chǎn)生了方向垂直于液體表面，指向液體內(nèi)部的力，如圖7所示。該力使液體表面有如一彈性膜所包圍，傾向減少其表面，因此產(chǎn)生了表面張力。表面張力的大小不但與液體本身的性質(zhì)有關(guān)，而且與它相接觸的相的性質(zhì)有關(guān)。圖7 熔體表面原子模型表面張力是液態(tài)合金重要的物性參數(shù)，它不僅是研究界面反應(yīng)動力學(xué)的基礎(chǔ)，而且在金屬凝固過程和鑄造合金參數(shù)的預(yù)測中起著重要作用，因此，研究液態(tài)合金熔體表面張力具有重要理論價(jià)值和實(shí)際意義。在阻燃鎂合金的研究領(lǐng)域，特別是在阻燃鎂合金的熔煉與制備過程中，合金液在高溫下的急劇擴(kuò)散與在凝固過程中晶粒的形成，尤其是晶體在長大時，稀土元素會富集在相界上，在液態(tài)下有表面聚集的趨勢,元素的擴(kuò)散必然會對熔體的表面張力和氧化膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，因而我們可以通過研究稀土阻燃鎂合金熔體特性特別是在不同狀態(tài)下熔體表面張力的變化對氧化膜結(jié)構(gòu)改變的影響規(guī)律，進(jìn)而找到表面張力與阻燃性能之間的對應(yīng)關(guān)系。2.2.2 表面張力的測量方法表面張力的測量方法有很多，總體上可分為動態(tài)法和靜態(tài)法兩類。動態(tài)法是以測量決定某一過程特征的數(shù)值來計(jì)算表面張力，主要有毛細(xì)管波法和振蕩射流法。通常在溶液表面張力隨時間變化變化較快時需要用動態(tài)法測量，如用振蕩射流法測定的時間變化可以小到1ms左右。在現(xiàn)階段，動態(tài)法測量表面張力還不完善，測量誤差較大，因而，實(shí)際應(yīng)用很少。主要的方法有毛細(xì)管上升法、懸滴法、滴重法、最大氣泡法、拉筒法、液滴外形法和電磁懸浮法等。常溫或低于200℃下的液體表面張力測量方法較多。但是，多于液態(tài)金屬、爐渣、熔鹽等高溫熔體，增加了測量的難度和復(fù)雜程度，應(yīng)用于高溫熔體表面張力的測量方法主要有最大氣泡法、電磁懸浮法、拉筒法和靜滴法。考慮到試驗(yàn)的測量精度和設(shè)備的復(fù)雜程度，本課題采用最大氣泡法測量鎂合金熔體表面張力。最大氣泡法Simon于1851年提出，后由Canter、Jaeger分別從理論和實(shí)用角度加以發(fā)展。實(shí)驗(yàn)步驟是，將一毛細(xì)管插入待測液體內(nèi)部，再向管中緩慢通入惰性氣體，隨著吹入氣體壓力的增大，氣泡逐漸長大，當(dāng)氣泡恰好是半球時，氣泡內(nèi)的壓力達(dá)到最大值，此時通過測量氣泡壓力，計(jì)算得到液體的表面張力值。2.2.3 表面張力的測量裝置本課題采用“最大氣泡壓力法”測定鎂合金熔體表面張力，實(shí)驗(yàn)裝置如圖8所示：圖2.4 最大氣泡壓力法測試表面張力裝置簡圖Fig. 2.6 BMP Surface tension testing schematic圖8 最大氣泡法測量熔體表面張力裝置1.氬氣瓶2.壓力表 3.大量程浮子流量計(jì) 4.穩(wěn)壓計(jì) 5.針型閥 6.微調(diào)針型閥 7.干燥瓶 8.小量程浮子流量計(jì) 9.U形壓力計(jì) 10.溫度控制儀 11.毛細(xì)石英管 12.熱電偶 13.石墨坩堝 14.鎂合金熔 15.坩堝電阻爐16.升降機(jī)構(gòu) 17.大量程百分表氬氣經(jīng)過減壓計(jì)，穩(wěn)壓計(jì)，通入裝有氯化鈣的干燥瓶中進(jìn)行干燥，再由三通器分成兩路，一路連接到U形壓力計(jì)（U形管所盛液體為水），另一路經(jīng)細(xì)的石英管通入鎂合金熔體。由小到大緩慢調(diào)節(jié)氬氣氣壓，并通過針型閥控制氣體流量大小（將氣體流量控制在18-20毫升/分以內(nèi)），觀察U形管內(nèi)兩邊液注高度差H。試驗(yàn)采用的毛細(xì)石英管內(nèi)半徑r=2.86mm，符合精度要求。毛細(xì)管端口經(jīng)過拋光、清洗處理，以排除雜質(zhì)和端口缺陷對測量結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)中，通過升降機(jī)構(gòu)可控制毛細(xì)管的上升和下降，當(dāng)毛細(xì)管插入合金液后，隨著氬氣的緩緩?fù)ㄈ耄軆?nèi)液體被排出管外，會在管口處形成氣泡并不斷長大（圖9）。氣泡在成長過程中，其內(nèi)部壓力P與液體靜壓力及液體表面張力的合力保持動態(tài)平衡，直至這種平衡被破壞，氣泡會脫離管口而浮出液面。此過程，H值也將呈現(xiàn)出由小到大的變化趨勢，設(shè)氣泡內(nèi)的壓力為P，則：P+PM=PH （1）其中，PM為鎂合金熔體在深度為h處形成的壓強(qiáng)，PH為U形管內(nèi)兩邊液注差所形成的壓強(qiáng)。圖9 氣泡形成過程根據(jù)表面張力的物理意義，在液體中若有一半徑為r的球形氣泡，液體表面張力的作用造成了指向氣泡內(nèi)部的壓力P（圖10）。圖10球形氣泡氣泡的表面積為：S =4πr2球形氣泡的體積為：V =4πr3/3若將球的體積增大dV，則必須克服阻力P對它做功：ΔW =PdV，而這一所做的功將轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻娣e增大后的表面自由能增量：ΔE =σdS（σ為表面張力）。由于ΔW =ΔE，即PdV =σdS而dV =4πr2dr，dS =8πrdr，因而可推導(dǎo)出：P =2σ/r （2）PM為鎂合金熔體在深度為h處形成的壓強(qiáng)，即PM =ρMgh，ρM為鎂合金熔體的密度，為便于計(jì)算我們以Mg-Al合金的液態(tài)密度代替；PH為U形管內(nèi)兩邊液注差所形成的壓強(qiáng)，即PH =ρwgH,ρw為水的密度。所以，由式（1）、（2）可以得到，當(dāng)H達(dá)到最大值Hmax時， 2σ/r +ρMgh =ρwgH （3）所以，表面張力σ為：σ=(ρwgHmax-ρMgh)?r/2 （4）用最大氣泡法測量鎂合金熔體表面張力的具體步驟為：1．采用電阻爐、坩堝在一定溫度下對合金進(jìn)行熔煉，待完全熔煉后攪拌一段時間，除去表面雜質(zhì)，再保溫10分鐘；2．通過調(diào)整升降機(jī)構(gòu)，使毛細(xì)管下降到恰好接觸合金熔體表面，此時調(diào)整百分表托架，使百分表的芯端部與升降機(jī)構(gòu)水平臂平面接觸，將刻度盤對零，下降升降機(jī)構(gòu)，使毛細(xì)管插入合金液表面之下，記錄毛細(xì)管下降的精確深度h；3．固定好這一高度打開爐蓋與氬氣瓶壓閥，并通過針型閥控制氣體流量大小（將氣體流量控制在18-20毫升/分以內(nèi)），此時U形管兩側(cè)開始出現(xiàn)壓差，當(dāng)熔體內(nèi)部能夠穩(wěn)定、緩慢的產(chǎn)生氣泡時，觀察U形兩側(cè)壓差值將由小到大變化，到達(dá)一最大值后（即氣泡成為半球形，此時半徑最小等于石英管內(nèi)半徑r時），U形管兩端壓差突然減小（因?yàn)闅馀萜屏眩涗浵耈形管左右兩端的最大液面差值H；4．帶入公式中進(jìn)行計(jì)算便可得到熔體的表面張力。2.2.4 小結(jié)（1）本章建立了鎂合金熔體表面張力測量裝置，該裝置主要由氬氣瓶、壓力表、浮子流量計(jì) 、穩(wěn)壓計(jì)、針型閥、干燥瓶、U形壓力計(jì) 、毛細(xì)石英管、升降機(jī)構(gòu)和百分表組成。（2）本課題對所建立的鎂合金熔體表面張力測量裝置進(jìn)行了測試，測試結(jié)果表明，所建立的測量裝置各項(xiàng)功能正常，能夠很好的完成對鎂合金熔體表面張力的測量，并給出了熔體表面張力的測量方法。三、技術(shù)指標(biāo)通過本次研究必須到達(dá)以下要求：①研制成一種或多種阻燃鎂合金可以在大氣下不加任何保護(hù)措施條件下，熔煉而不發(fā)生燃燒現(xiàn)象；②研制成的阻燃鎂合金成分通過壓鑄、熱處理工藝過后所制成的成品，其結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能必須達(dá)到相應(yīng)的要求；③通過本次研究結(jié)果，發(fā)表1項(xiàng)發(fā)明專利和1項(xiàng)實(shí)用新型專利。四、市場前景鎂及鎂合金既可以鑄造成各種鑄件或壓鑄件，也可以采用各種塑形加工方法加工成不同品種、規(guī)格、性能和用途的管、棒、型、線、帶、箔材以及鍛件等，然后經(jīng)切削加工、冷沖壓、接合成形和表面處理等深加工成各種零件和結(jié)構(gòu)件。與其他結(jié)構(gòu)材料相比，鎂及其合金具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼減振降噪能力強(qiáng)、電磁屏蔽性能優(yōu)異、抗輻射、液態(tài)成型性能優(yōu)越、切削加工和熱成型性能好、易于回收等，符合“21世紀(jì)綠色結(jié)構(gòu)材料”的要求，越來越受到人們的青瞇。今年來，鎂材在汽車、摩托車等交通工具、計(jì)算機(jī)、通信、家電、電子電器、冶金、航空航天、國防軍工等部門獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著鎂合金提煉及加工技術(shù)的發(fā)展，以及成本的下降，鎂材已成為工業(yè)應(yīng)用的重要金屬材料，在全球范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。1. 鎂合金材料在汽車工業(yè)上的開發(fā)與應(yīng)用自1970年中東石油危機(jī)以來，為減輕汽車質(zhì)量，以降低油耗和污染，提高安全性能，鎂合金材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用與日俱增。目前，汽車工業(yè)中鎂合金用量較多的地區(qū)和國家主要是北美、歐洲、日本和韓國。綜合部分廠家的使用情況，目前鎂合金材料主要用來制造以下汽車零部件：①車內(nèi)構(gòu)件：儀表盤、座椅架、座位升降器、操縱臺架、氣囊外罩、轉(zhuǎn)向柱支架、收音機(jī)外殼、小工具箱門、車窗馬達(dá)罩、剎車與離合器踏板托架、氣動托架踏板等；②車體構(gòu)件：門框、尾板、車頂框、車頂板、IP橫梁；③發(fā)動機(jī)及傳動系統(tǒng)：閥蓋、凸輪蓋、四輪驅(qū)動變速箱體、手動換擋變速器、離合器外殼活塞、進(jìn)氣管、機(jī)油盤、交流電機(jī)支架、變速器殼體、齒輪箱殼體、油過濾器接頭、馬達(dá)罩、氣缸頭罩、分配盤支架、油泵殼、油箱、濾油器支架、左側(cè)半曲軸箱、空機(jī)罩、左抽氣管等。④底盤：輪轂、引擎托架、前后吊桿、尾盤支架。美國福特、通用、克萊斯勒三家公司在每輛汽車上使用的鎂合金鑄件分別達(dá)到30個、45個和20個；瑞典推出的沃爾沃CP20C0車型全重700kg，使用50kg鎂合金，包括輪轂、合器箱、轉(zhuǎn)向齒箱、后懸臂、發(fā)動機(jī)架、進(jìn)氣歧管、氣缸體等部件；本田轎車一部分零件采用鎂合金材料后，重量大大減輕。最近，Magers分析了汽車市場的鎂合金需求趨勢，預(yù)測鎂合金材料在汽車工業(yè)的應(yīng)用將會不斷增加。2. 鎂材在軌道交通工具上的應(yīng)用前景在列車和其他軌道交通工具上使用鎂材，目的是減輕重量，減小噪音和震動，規(guī)整零部件和防止塑料老化，提高使用壽命等。主要應(yīng)用實(shí)例：儀表盤支撐梁、發(fā)動機(jī)閥蓋、密封結(jié)構(gòu)件、高速器、濾器器、發(fā)動機(jī)承受臺、消音器等。3. 鎂材在自行車上的開發(fā)與應(yīng)用自行車是人力驅(qū)動工具，因而質(zhì)量的減輕帶來的效果非常顯著，具有更好的加速性能、爬坡性能、轉(zhuǎn)彎性能，并且容易操縱，因而在國外自行車行業(yè)流傳著“產(chǎn)品輕1g多賣1美元”的說法。與鋁質(zhì)自行車相比，用鎂材制造自行車可減重33%；用鎂材制造的折疊自行車車架重量僅1.4kg，總重量僅為4kg。目前自行車使用鎂合金部件包括輪轂、車把夾、腳踏板、制動器、手把、前叉、框架等近十幾個部件。4. 鎂材在航空航天上的開發(fā)與應(yīng)用航空航天材料減重帶來的經(jīng)濟(jì)效益和性能改善十分顯著。在質(zhì)量減輕相同的情況下，商用飛機(jī)節(jié)省的燃油費(fèi)是汽車的近100倍，而戰(zhàn)斗機(jī)的燃油費(fèi)用節(jié)省又是商用飛機(jī)的近10倍，更重要的是其機(jī)動性能的改善可以極大地提高戰(zhàn)斗力和生存能力。正因?yàn)槿绱耍缭?0世紀(jì)20年代就開發(fā)出了許多鎂合金部件，如發(fā)動機(jī)曲柄箱、發(fā)動機(jī)零件、氣球吊籃、客機(jī)座椅、起落輪。隨著鎂合金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，材料的性能不斷提高，其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。目前的應(yīng)用領(lǐng)域包括各種民用和軍用飛機(jī)的發(fā)動機(jī)零部件、螺旋槳、齒輪箱、支架結(jié)構(gòu)，以及火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星的一些零部件。5. 現(xiàn)代兵器零部件的鎂合金化及發(fā)展趨勢槍械武器、裝甲車輛、導(dǎo)彈、火炮、彈藥、光電儀器、武器用計(jì)算機(jī)及軍用器材中有較大數(shù)量的鋁合金零件和工程塑料件，根據(jù)鎂合金材料的性能和使用特點(diǎn)，將這些零件改用鎂合金制造在技術(shù)上是可行的。采用鎂合金材料代替武器裝備的中、低強(qiáng)度鋁合金零件和部分黑色金屬零件，實(shí)現(xiàn)武器裝備輕量化：槍械武器：機(jī)匣、彈匣、槍托體、提把、前護(hù)手、彈托板、瞄具座等；裝甲車輛：坦克座椅骨架、機(jī)長鏡、變速箱殼體、發(fā)動機(jī)濾座、進(jìn)出水管、空氣分配器座、機(jī)油泵殼體、水泵殼體、機(jī)油熱交換器、機(jī)油濾清器殼體、氣門室罩、呼吸器等；光電產(chǎn)品：鏡頭殼體、紅外成像儀殼體、底座。6. 鎂合金材料在電子工業(yè)（家用電器和3C產(chǎn)品）上的開發(fā)與應(yīng)用近10年來，電子工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，特別是日本和歐美一些國家，在鎂合金產(chǎn)品的開發(fā)方面開展了大量工作并取得了重要進(jìn)展，一大批重要電子產(chǎn)品使用了鎂合金，取得了理想的效果。3C工業(yè)（計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、消費(fèi)類電子產(chǎn)品）是當(dāng)今全球發(fā)展速度最快的產(chǎn)業(yè)，數(shù)字化技術(shù)導(dǎo)致各種數(shù)字化產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。鎂合金3C產(chǎn)品最早出現(xiàn)于日本，1998年日本廠商開始采用鎂合金制造各種可攜式商品（如PDA、手機(jī)等），如今最為普遍的鎂合金3C產(chǎn)品是筆記本電腦，是由日本SONY公司率先推出的。在3C產(chǎn)品朝著輕、薄、短、小方向發(fā)展趨勢的推動下，今年來鎂合金的應(yīng)用得到了持續(xù)增長。我國雖然是世界產(chǎn)鎂大國，但與日、美、歐相比，在鎂合金材料研究、生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域等方面還有相當(dāng)大的差距，仍處于起步階段。五、規(guī)模與投資需求投資規(guī)模萬元，廠房及設(shè)備設(shè)施需求等。六、生產(chǎn)設(shè)備根據(jù)研發(fā)和生產(chǎn)需求，鎂合金在加工和性能檢測方面需要用到以下裝置：真空式高頻感應(yīng)熔煉爐；鑄件的金屬型模具；坩堝為石墨型坩堝；大型真空熱處理爐；一整套機(jī)加工設(shè)備：加工中心、數(shù)控車床、手動工具；試樣拉伸試驗(yàn)在Zwick/Roell Z100拉伸試驗(yàn)機(jī)上完成；硬度測試采用XC-ST50顯微硬度測試儀，金相組織觀察在VMS-2000金相圖像分析系統(tǒng)上完成；氧化膜形貌觀測等在日立S-4800掃描電鏡上進(jìn)行；大氣條件下的氧化動力學(xué)實(shí)驗(yàn)在SDT-Q600差熱分析儀上進(jìn)行。七、效益分析按每年生產(chǎn)X噸計(jì)算，可獲利約XXXX萬，八、合作方式合作方式采用技術(shù)入股或者技術(shù)轉(zhuǎn)讓的形式，價(jià)格面談。九、項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：丁儉，電話：15122335148，email：[email protected]。十、附件：成果圖片圖11 鎂合金零件產(chǎn)品

河北工業(yè)大學(xué) 2021-04-11

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