形成机理

2024-07-26

形成机理(通用8篇)

形成机理 篇1

共晶组织及其形成机理

共晶组织的基本特征是两相交替排列,但两相的形态却是多种多样,如下图所示:

层状片棒状球状

针状螺旋状

典型的共晶组织形态

为什么会有不同的组织形态?这是由于共晶组织中的各相的熔化熵不同。从这一观点出发,可以把共晶组织分为三类:

粗糙-粗糙界面(即金属-金属型)共晶;

粗糙-平滑界面(即金属-非金属型)共晶;

平滑-平滑界面(即非金属-非金属型)共晶。

金属-金属型共晶组织的形成机制

以层片状共晶为例来说明,下边左图表明共晶凝固时固-液界面的平衡相浓度;下边右图说明层片状共晶成长时界面前沿的横向原子扩散。

共晶凝固时的固/液

界面的平衡相浓度

层状共晶成长时界面 前沿的横向原子扩散共晶两相同时存在共同成长称为共晶凝固。共晶凝固所共同构成的共晶领域,称为共晶晶团,或晶区。

一个共晶领域中的每一单相并不是都需要单独形核,各相间多半是通过“搭桥”连接起来的,即经过搭桥分枝形成,如下图所示:

共晶生长时的“搭桥”机构

在这类共晶组织中,究竟是呈层状还是棒状,主要取决于两个因

素:共晶中两相的相对量(体积分数)及相间界面能。数学分析可知: 当晶体中的体积分数在30%以下时,形成棒状的总界面比形成层状小,故有利于形成棒状共晶;当一相的体积分数在30%~70%时,有利 于形成层片状。

金属-非金属型共晶组织

由于非金属相晶体结构上的特性,使其成长时具有明显的各相异

性,如Al-Si共晶时,由于Si相生长的各相异性,就出现了分枝长大,呈不规则形态。如下图所示:

Al-Si共晶成长形貌示意图

共晶系合金的非平衡凝固和组织

伪共晶组织非平衡凝固时,成分在共晶点附近的合金也可能获得全部共晶

组织,这种由非共晶成分的合金所得的共晶组织称为伪共晶组织。伪共晶组织的形成可用下图左图来说明。

由液相线所包围的伪晶区可分为:对称型伪晶区及不对称型伪区两种,如下图右图所示:

伪共晶的形成伪共晶区的位置伪共晶区在相图中的位置,对说明合金中出现的不平衡组织有一

定帮助。例如Al-Si系中,共晶成分的Al-Si合金在铸造状态下的组织为α+(α+Si)共晶,而不是单纯的共晶体。这种现象可以从下图

左图所示的Al-Si合金的伪共晶区发生偏移来说明。

Al-Si合金的伪共晶区

Cu-Al合金(w=0.04)离异共晶组织 Sn在共晶转变中,若晶体中与初晶相同的那个相会依附在初晶上

生长,而剩下的另一相则单独存在于初晶晶粒的晶界处,从而使共晶组织特征消失。这种两相分离的共晶称为离异共晶。

上图右图为Al-Cu(wCu=0.04)合金中出现的离异共晶。Al-Cu合相图如下图所示:

AL-Cu 相图富Al角

螺旋状(a)层片状(b)棒状(条状或纤维状)(c)球状(d)针状(e)

(1)金属-金属型(粗糙-粗糙界面)。由金属-金属组成的共晶,如 Pb-Cd,Cd-Zn,Zn-Sn,Ph-Sn等,以及许多由金属-金属间化合物组成的合金,如Al-Ag2AI,Cd-SnCd等均属于此类。

(2)金属-非金属型(粗糙-光滑界面)。在金属-非金属型中,两组成相为金属

-非金属或金属-亚金属,其中非金属或金属性较差的一相在凝固时,其液-固界面为光滑界面,如Al-Ge,Ph-Sb,Al-St,Fe-C(石墨)等合金共晶属于此类。

(3)非金属-非金属(光滑-光滑界面)。此类共晶组织形态研究甚少,而且不属于合金研究的范围,故不加以讨论。

a.金属-金属型共晶这类共晶大多是层片状或棒状共晶。

b.金属-非金属型共晶这类共晶组织通常形态复杂,如针片状、骨骼状等

2.层片生长的动力学

在共晶生长中,由于动态过冷度很小和强烈的横向扩散,使液-固界面前沿不能建立起有效的成分过冷,因此界面是平直状。

界面移动速度方程:

7.4.3 合金铸锭(件)的组织与缺陷

工业上应用的零部件通常由两种途径获得:一种是由合金在一定几何形状与尺寸的铸模中直接凝固而成,这称为铸件;另一种是通过合金浇注成方或圆的铸锭,然后开坯,再通过热轧或热锻,最终可能通过机加工和热处理,甚至焊接来获得部件的几何尺寸和性能。显然,前者比后者节约能源,节约时间,节约人力,从而降低生产成本,但前者的适用范围有一定限制。对于铸件来说,铸态的组织和缺陷直接影响它的力学性能;对于铸锭来说,铸态组织和缺陷直接影响它的加工性能,也有可能影响到最终制品的力学性能。因此,合金铸件(或铸锭)的质量,不仅在铸造生产中,而且对几乎所有的合金制品都是重要的。

1.铸锭(件)的宏观组织

金属和合金凝固后的晶粒较为粗大,通常是宏观可见的,见图7.30

图7.30 钢锭的3个晶区示意图 1-细晶区2-柱状晶区3-中心等轴晶区

a.表层细晶区当液态金属注人锭模中后,型壁温度低,与型壁接触的很薄一层熔液产生强烈过冷,而且型壁可作为非均匀形核的基底,因此,立刻形成大量的晶核,这些晶核迅速长大至互相接触,形成由细小的、方向杂乱的等轴晶粒组成的细晶区。

b.柱状晶区随着“细晶区”壳形成,型壁被熔液加热而不断升温,使剩余液体的冷却变慢,并且由于结晶时释放潜热,故细晶区前沿液体的过冷度减小,形核变

得困难,只有细晶区中现有的晶体向液体中生长。在这种情况下,只有一次轴(即生长速度最快的晶向)垂直于型壁(散热最快方向)的晶体才能得到优先生长,而其他取向的晶粒,由于受邻近晶粒的限制而不能发展,因此,这些与散热相反方向的晶体择优生长而形成柱状晶区。各柱状晶的生长方向是相同的.C.中心等轴晶区柱状晶生长到一定程度,由于前沿液体远离型壁,散热困难,冷速变慢,而且熔液中的温差随之减小,这将阻止柱状晶的快速生长,当整个熔液温度降至熔点以下时,熔液中出现许多品核并沿各个方向长大,就形成中心等轴晶区。

2.铸锭(件)的缺陷

a.缩孔熔液浇入锭模后,与型壁接触的液体先凝固,中心部分的液体则后凝固。由于多数金属在凝固时发生体积收缩(只有少数金属如锑、嫁、税等在凝固时体积会膨胀),使铸锭(件)内形成收缩孔洞,或称缩孔。缩孔可分为集中缩孔和分散缩孔两类,分散缩孔又称疏松铸件中的缩孔类型与金属凝固方式有密切关系。壳状凝固,如图7.31(a)所示。这种方式的凝固不但流动性好,而且熔液也易补缩,缩孔集中在冒口.糊状凝固, 如图7.31(C)所示。显然,这种凝固方式熔液流动性差.实际合金的凝固方式常是壳状凝固和糊状凝固之间的中间状态,如图7.31(b)所示

b.偏析偏析是指化学成分的不均匀性。(1)宏观偏析。宏观偏析又称区域偏析。宏观偏析按其所呈现的不同现象又可分为正常偏析、反偏析和比重偏析3类。(2)显微偏析。显微偏析可分为胞状偏析、枝晶偏析和晶界偏析3种。

形成机理 篇2

1776年Adam Smith在其著作《国富论》中就有这样一段阐述:“不过, 在钱财的处理上, 股份公司的董事们是为他人尽力, 而私人合伙公司的伙员, 则纯为自己打算。所以, 要想股份公司的董事们监视钱财用途, 像私人合伙公司那样用意周到, 那是很难做到的。正如富家管事一样, 他们往往拘泥于小节而殊非主人的荣誉, 因此他们非常容易使他们自己在保有荣誉这一点上置之不顾了。于是, 疏忽和浪费, 常为股份公司业务经营上多少难免的弊端。”这段话含蓄地指出在股份公司里董事们可能不会为公司所有者竭尽全力, 点出了在股份公司里普遍存在代理问题的影子。

随着西方工业革命的深入发展, 企业规模变得越来越大, 其所需要的资金远非单个资本家所能承受, 企业必须引入外部资本, 以维持生产和分散风险等。而通过外部资本市场融资, 使得企业的股权高度分散, 众多的所有者不可能亲自经营企业, 或者不能胜任需要特殊技能的管理工作, 于是管理工作转由专职的支薪经理来承担, 这样以所有权和经营权相分离为特征的经理式资本主义企业开始诞生了。Berle and Means (1932) 开创性地提出了“两权分离命题”——所有权与控制权相分离。两权分离成为现代公司制度的本质特征。Coase (1937) 在其经典论文《企业的性质》中指出企业是一系列生产要素的契约的集合, 并与Alchian and Demsetz (1972) 、Jensen and Meckling (1976) 、Ross (1973) 、张五常即Cheung (1983) 等人共同推动发展成企业的委托—代理理论, 其核心是设计出一套有效的机制来激励代理“说真话”和“不偷懒”。而产生代理问题的直接前提条件——代理关系就可以看成一种契约, 在这种契约下, 一个人或更多人 (委托人) 聘用另一个人 (代理人) 来行使某些服务, 某些决策也委托给代理人。在经济人假设前提下, 我们就有理由相信委托人和代理人都会追求各自效用最大化, 如果委托代理双方目标利益函数不一样, 而委托人处于信息劣势、代理人处于信息优势 (一般情况下是这样) 的情形下, 代理人很可能会采取某些增加个人自身效益而损害委托人利益的决策和行为, 代理问题因此而产生。在现代企业中最典型的代理问题就是股东-经理冲突形成的股权代理问题和股东-债权人形成的债务代理问题。

二、企业引入负债的缘由

企业资本结构中包含两大板块:权益资本和债务资本。权益资本不用还本付息而债务资本需要按时支付本息并且有诸多限制, 那么企业是基于哪些原因而引入负债, 除了从最基本的融资需要之外, 可以从以下三个方面进行分析:

一是税盾效应。传统的财务理论认为, 企业进行负债融资可以享受到负债的“税盾效应”所带来的利益, 亦就是对利息支付的税收津贴, 这样可以扩大企业的市场价值。Modigliani and Miller (1963) 年最先论证了采用无风险的永久债券能使企业的总价值 (不计代理成本) 增加一个相当于t B的量, 其中t为边际平均关税税率, B为债券的市场价值。Fama and Miller (1972) 则论证了在企业发行风险性债券的情况下, 企业价值将由于对利息支付的税收津贴的市场价值而升高。如果只单方面考虑负债的税盾效应, 则企业引入负债越多, 其市场价值就越大, 当企业负债率达到百分之百时企业价值将达到最大。

二是负债相机治理作用。由于代理关系中的关系双方都是效用最大化者, 就有充分理由相信代理人不会总以委托人的最大化利益而行动。股权代理问题中的双方——股东和经理之间的目标函数不一致:股东希望企业价值最大化, 也就是最大化股权利益;而经理则更关心企业的规模问题以求建立“企业帝国”。因为一般说来, 规模高速增长的企业经理升迁的机会更多, 其人力资本价值也会得到提升;大企业经理的社会地位及所获得的各种货币、非货币收入也较中小企业经理高。此类经理行为虽然可以通过经理持股、薪酬计划或其他机制加以引导, 但这些努力仍不足以使股东与经理的目标完全一致。Jensen (1986) 年提出著名的“自由现金流量假说” (Free Cash Flow Hypothesis) , 此假说认为当企业拥有大量自由现金时, 经理会倾向与将多余的现金投资到能够扩大企业规模的非盈利项目, 而不是将这些现金用于支付股利或回购债券, 实质上就是牺牲股东的利益来增加自己的财富。这种投资于净现值为负的过度投资行为可以通过负债得到抑制。因为企业引入负债, 负债本金偿还和利息的按期支付可以减少自由现金流量, 即经理的可自由支配现金将减少。债权人通过与企业签订限制性条款和保证条款从而使经理面临更多的监督和约束。如果企业不能按期还本付息, 则根据企业的状态依存所有权理论, 企业的所有权和控制权将归债权人所有。负债型企业由于负债的存在而使经理过度投资行为在一定程度上得到抑制, 这就是负债的相机治理作用。

三是缓和效应。现代公司普遍存在严重的股权代理问题, 为了缓和股权代理问题即股东和经理层之间的利益冲突, 企业可以引入负债从而降低股权代理成本。Jensen (1986) 提出的“利益趋同假说”认为:当企业投资总额固定, 并且经理层投入到企业的股权资金也固定的情况下, 引入负债可以降低对外部股权资金的需要, 间接提高经理层的持股比例, 使经理层和股东的目标利益函数趋于一致。这样经理层就可能采取使其和股东效用最大化的行为决策, 从而缓和股东与经理层之间的冲突, 这就可以认为是负债的缓和效应。

三、股东-债权人冲突

基于税盾效应、负债相机治理作用、缓和效应而引入负债的企业, 其除了原有的股东-经理冲突之外, 必然会产生一种新的冲突——股东-债权人冲突。Fama and Miller (1972) 年在《财务理论》中阐述了股东-债权人冲突, 其作为解释“资本结构之谜”的理论之一。他们认为, 当企业发行风险负债时, 能够使企业价值最大化 (股东与债权人财富之和) 的经营决策却并不一定能够同时使股东财富和债权人财富最大化。Jensen and Meckling (1976) 以及后来由Myers (1977) 补充的股东-债权人冲突的具体表现为资产替代和投资不足。

一是资产替代。Jensen and Meckling (1976) 在其经典的代理文献《企业理论:管理行为、代理成本与所有权结构》中详细论述了股东-债权人冲突而引起的资产替代。资产替代就是指公司股东先选择风险较小的投资项目以发行债券或者向银行借款融资, 而后改变融资用途将借来的资金选择风险较大的项目进行投资, 即用风险较大的项目替代风险较小的项目, 将财富从处于信息劣势的债权人手中转移到处于信息优势的股东手里。在负债比例较高的企业中, 如果股东和经理的目标一致情形下, 经理将有强烈的动机将通过负债融资渠道获取的资金投资于高风险而成功机会较低的项目, 而不是去投资低风险的项目。因为一旦投资成功, 他们将获取全部收益, 而债权人只能得到固定的本金和约定的利息;如果投资失败, 基于有限责任制度和信息不对称 (债权人很难认定是经理投资决策失误) , 经理承担的损失很小, 而债权人将承担绝大部分的损失。

二是投资不足。Myers (1977) 在其《企业借贷的决定》一文中指出, 如果债务的到期期限是在企业做出投资决策之后, 当投资的增值数额大于0而小于债务的约定支付额时, 虽然投资对债权人有利, 但企业不会进行投资。即当经理与股东利益一致时, 经理将拒绝那些能够增加企业现行市场价值但预期收益绝大部分将由债权人拥有的投资项目。由于债权人和股东的利益不一致, 负债削弱了企业投资的积极性, 导致企业投资不足。Smith and Warner (1979) 也指出, 如果经理和股东利益一致时, 经理则会有动力设计那些对股东有利但损害债权人利益的经营策略和财务结构。概括地说, 企业如果投资不足, 其市场价值会降低, 这样对股东、债权人等利益相关者都没有好处。

四、债务代理成本的构成

作为同样理性的债权人, 其当然会事先预测股东-经理的决策意图, 股东-债权人冲突带来的资产替代和投资不足的问题将显著影响股东、债权人的利益。由于意识到资产替代行为可能存在, 债权人会通过提高借款利率或者加入各种限制性条款来补偿和控制其承担的放贷风险, 以保证债权人的合理利益。而债权人由于信息不对称, 对企业提出较高的借款利率或过强的约束可能使企业放弃贷款, 停止投资那些盈利较高而成功机会较大的项目。这样企业就可能损失一笔机会财富, 这种机会财富损失就可归结为债务代理成本之一——由于债务对企业投资决策的影响而导致的机会财富损失。同样的道理, 由于股东拒绝投资那些对债权人有利而对自身利益影响不大的项目, 进而使企业投资不足, 将减少企业现行市场价值, 这样也是企业的一种机会财富损失, 这也是最基本的债务代理成本之一。

原则上, 通过在债务契约中加入各种限制性条款和保证条款, 债权人可以限制那些将导致债权价值降低的管理行为, 如过度发放股利、借入新债、给高管过高的薪酬等决策行为。Paul and Emre (2009) 指出在债权人利益保护相关法律既定的情形下, 股利的发放会影响债权人利益。要使债权人能够限制经理者所有对其不利行为, 则这类限制性和保证条款就必须令人难以置信的详细并且涵盖企业大部分的经营领域, 包括对项目承受风险的限制。各种成本包括与拟定这类条款有关的成本, 执行和监督它们的成本以及企业获利能力的下降 (由于契约条款常常限制了经理在特定问题上采取最优决策行动而引起的) 就构成了债务代理成本之二——由债权人和所有者-管理者 (即企业) 承担的监督支出和约束支出。

当资本结构中债务增加到某种程度后, 债务的边际成本将超过外部股权的边际成本, 这样就会常常看到债务和外部股权两者同时使用的现象。如果企业不能按时还本付息或者违反其他有关破产的契约条款时, 破产就发生了。在这种情况下, 债权人取代股东拥有对企业的所有权, 而固定要求权的面值与企业市场价值之间的那个差值, 即为剩余损失则由债权人承担。在企业进行重组的情形下, 债权人所掌握的企业信息处于劣势, 谈判处于不利地位, 为了尽可能的减少损失保护债权人的利益也需要付出一定的成本。这些由于企业破产或者重组发生的支出就构成了债券代理成本之三——破产和重组成本。

五、结论与启示

在现代企业两权分离情形下, 广泛代理关系的存在将产生代理问题。企业资本中负债的引入, 并由债务代理问题导致股东-债权人冲突进而形成债务代理成本。由于债务对企业投资决策的影响而导致的机会财富损失、由债权人和所有者-管理者 (即企业) 承担的监督支出和约束支出与破产和重组成本这三部分构成债务代理成本的三大板块。通过以上债务代理成本的形成机理分析, 笔者认为企业既要在发挥债务的积极作用的同时又要控制债务代理成本的大小。在既定的法律制度下, 控制债务代理成本关键要从其产生的根源分析, 减少企业与债权人之间的信息不对称, 降低股东-债权人冲突, 从而抑制债务代理成本, 最大可能的增加企业市场价值。在我国以银行为主体的债权人情形下, 更要加强企业和银行之间的信息沟通, 尽力创造双赢局面。

参考文献

[1]Adam Smith.1776, The Wealth ofNations, Cannan edition

[2]Berle.A.A, Means G.1932, The Modern Corporation and Property.New York:Macmillan Publishers

[3]R.Coase.1937, The Nature of The Firm, economica, vol.4386-405

[4]Modigliani.F and M.H.Miller.1963, Corporate Income Taxes and The Cost of Capital:A Correction, American Economic American Economic June433-443.

[5]Fama.E.E and M.Miller.1972, The Theory of Finance. (Holt, Rinchart and Winston, New York.)

[6]Jensen, Michael C.and William H.meckling.1976, the Theory of the Firm:Managerial Behavior, Agency Cost and Ownership Structure, Journal of Financial Economics3, 305-360.

[7]Myers.S.1977, Determinants of Corporate Borrowing, Journal of Financial Economics5, 147-175.

[8]Smith C and Jerold.B.Warner.1979, On Financial Contracting:an Analysis of Bond Covenants, Journal of Financial Economics7, 117-161.

[9]Jensen, Michael C.1986.Agency Costs of Free Cash Flow, Corporate Finance, and Takeovers, American Economic Review, 76, 323-329.

品牌价值形成机理初探 篇3

[关键词] 品牌价值 形成机理 品牌识别系统

一、引言

随着世界经济环境的变化、企业竞争模式的转变以及人们需求的多样化,品牌价值研究成为学术界和业界关注的热点。众多学者从不同的角度和维度探讨品牌价值,代表性观点主要有以下两种:基于企业角度的品牌价值研究,这一观点认为品牌价值来源于品牌产品较之非品牌产品所获的价值增值,包括品牌差异性产生的销售价值(Pierre Berthon et al.,1999)、持续的竞争优势、稳定的未来收益和长期的现金流等;基于消费者的品牌价值研究认为,品牌价值源于消费者效用,品牌通过减少消费者搜寻成本、简化购买决策、增强购买信心(Aaker,1991),从而满足其个人识别效用、社会识别效用和地位表达作用(宁昌会,2005),使其获得功能、心理及经济上的三重价值(Neol Capon et al.,2001)。尽管上述研究对品牌价值理论的完善和管理应用起到了重要的作用,但仍有不足和亟待完善之处。上述两种观点都是从品牌价值的某一个相关主体进行研究,缺乏对品牌价值的整体系统认识,结果难免偏颇;另一方面,上述研究的目的多属于“任务导向型”,出于收购或资产重组目的,对品牌财务价值进行评估测量的“实践”性研究,缺乏对品牌价值理论根源的追溯。基于上述研究的不足,本文旨在从理论角度重新诠释品牌价值,系统分析品牌价值形成机理,在此基础上为企业的品牌策略提供指导。

二、品牌价值内涵分析

价值理论的多样化,使得品牌价值被赋予了不同的内涵。根据劳动价值理论,品牌价值是品牌客户、渠道成员和母公司等方面采取的一系列联合行动,能使该品牌产品获得比未取得品牌名称时更大的销量和更多的利益,还能使该品牌在竞争中获得一个更强劲、更稳定、更特殊的优势(凯文·凯勒,2003),这一定义强调了品牌价值的构成因素和形成原因;而根据新古典主义价值理论,品牌价值是人们是否继续购买某一品牌的意愿,可由顾客忠诚度以及细分市场等指标测度,这一定义则侧重于通过顾客的效用感受来评价品牌价值。由此可以看出,品牌作为一种无形资产之所以有价值,不仅在于品牌形成与发展过程中蕴涵的沉淀成本,而且在于它是否能为相关主体带来价值,即是否能为其创造主体带来更高的溢价以及未来稳定的收益,是否能满足使用主体一系列情感和功能效用。所以品牌价值是企业和消费者相互联系作用形成的一个系统概念。它体现在企业通过对品牌的专有和垄断获得的物质文化等综合价值以及消费者通过对品牌的购买和使用获得的功能和情感价值。

三、品牌价值形成机理分析

根据品牌价值的定义可以看出,品牌价值的形成过程是一个由各方面主体共同作用的系统工程,可以分为三个阶段:品牌价值创造阶段、转化阶段和实现阶段。不同实施主体在各个阶段发挥作用,共同促成品牌价值的最终形成。

1.品牌价值创造阶段

按照马克思劳动价值论的观点,品牌价值首先是凝结在品牌中的一般人类劳动,具体涉及了企业品牌行为基础上抽象出来的一般人类劳动。因此,品牌价值的形成首先依赖于企业的行为,包括丰富的企业资源和适宜的品牌战略措施,这是品牌价值创造阶段顺利开展的基础保障。

(1)企业资源

企业品牌战略活动创造了品牌价值。但这些活动本身是基于企业的能力,即其所拥有的资源。只有企业拥有必要的资源以及具备有效协调的能力,才能保证其品牌战略活动的实施。企业资源包括厂房设备、资本等有形资产以及技术、人力资源、组织结构、文化等无形资产。传统上,企业的资本和有形资产被视为最重要的资源,而在今天的信息时代,技术创新已经取代了生产成为拉动经济的发动机,投资者越来越意识到公司的文化、员工和组织结构等这些无形资产是其保持良好经营的关键。2000年,世界排名前20的企业价值中,超过80%的部分是由无形资产创造的(Peter Doyle,2001)。

(2)企业品牌战略

企业品牌战略包括品牌定位、生产管理、供应链管理、品牌营销、品牌文化等内容。

①品牌定位:品牌定位就是根据消费者的需求偏好、购买习惯、价值观念和生活方式等不同特征把市场分割为若干个群体,企业结合自身能力和产品特征,准确将其品牌定位于某一个或某几个细分市场。一个企业不论它的规模有多大,它所拥有的资源相对于消费需求的多样性和可变性总是有限的,不可能去满足市场上的所有需求,必须通过品牌定位确定目标市场,从而集中核心资源,有的放矢的实施战略。品牌定位成为了品牌要素组合的战略起源。

②生产管理:尼尔森公司通过对一些迅速取得成功的品牌的研究发现,产品对于品牌的成功起到了最重要的作用。凯文·莱恩·凯勒(Kelvin Lane Keller,2003)曾指出,产品本身即是品牌的核心。品牌呈现于消费者面前,消费者首先感受到的即是质量、技术、功能、价格等产品因素,企业生产管理活动的重要性可见一斑,而规模化、标准化和差异性是企业生产管理活动的重要内容和目标。这是因为,企业规模化生产可有效地控制生产成本,从而使品牌的价格定位在对自己有利的水平上,增强竞争能力;标准化生产可带动企业采用先进的技术进行生产,保障产品质量,维持品牌的持久竞争力;而差异化生产可满足日益个性化和多样化的消费者需求,实现品牌价值。

③供应链管理:供应链管理是企业开展品牌战略的保障环节,企业只有拥有了稳定高效的供给、生产、流通以及销售流程,才能保障其产品、渠道、规模、营销等战略的实施。因为仅靠作为供应链某个环节的企业自身无法完全控制产品的质量,只有整个供应链上的各个环节的质量控制,才能设计出符合消费者需求的产品并帮助其及时方便的获得。而且,品牌供应链管理能够有效整合企业资源和竞争力,在整个流程供应链条上调配资源,优势互补,集中优势发展品牌核心竞争力。例如,企业可以将自身并不擅长的非核心业务外包出去,充分利用资源的同时又弥补自身不足,提高效率的同时又降低了成本,最终提供给消费者满意的高品质产品。

④品牌营销:在企业的品牌运营过程中,品牌营销已经成为企业品牌战略竞争的主要推动力量。它是指企业在完成了其品牌定位和生產活动后,随着品牌价值和文化的逐步培养,将品牌内涵向消费者推广的行为,目的是提高品牌知名度和美誉度,加深消费者的品牌的认知。常见的品牌营销方式有传统媒体广告、促销活动、他人推荐以及渠道建设活动等。

⑤品牌文化:品牌文化是指企业经营理念、企业精神、道德规范、管理制度以及品牌形象等。不同的品牌,附着不同的特定文化。一个具有深刻文化积淀的品牌必定能够显示出其独特的魅力和与众不同的特质,不仅能够激励企业职工,形成强大的凝聚力量,同时带给消费者强烈的品牌意识和联想,增加品牌情感价值。因而,品牌文化成为企业长久竞争优势的基础,是企业品牌战略有效的支持系统。

2.品牌价值实现阶段

按照新古典主义价值论的观点,品牌价值体现在消费者拥有品牌后所获得的效用大小上。尽管企业是品牌价值的创造者,但只有得到消费者对品牌的价值认同并实施其购买行为,才能真正实现品牌价值。因而,消费者的品牌购买行为决定了品牌价值能否最终形成。本文在对众多消费者购买行为模型的研究基础上,得到了消费者针对品牌的购买行为要素模型。该模型认为,消费者品牌购买行为受到了包括产品质量、种类、价格、广告、促销、品牌知名度、购买环境、购买方便性以及品牌名称、包装和品牌形象等外部因素,消费者样本特征等内部因素和产品大类属性等其他因素的共同影响。值得注意的是,消费者样本特征和产品大类属性虽然对消费者品牌购买行为起到了重要的作用,但是这种作用是一种间接行为,并不直接影响品牌特性,是通过影响品牌外部因素刺激消费者行为。例如,消费者样本特征影响了企业对品牌外部因素的选择和控制程度;产品大类属性决定了哪些外部因素作为影响消费者品牌购买行为的重要因素,如同一样本特征的消费者,面对奢侈品和快速消费品,影响其品牌购买行为的因素就大不相同。

3.品牌价值转化阶段

企业和消费者作为品牌价值的创造者和实现者,保证了品牌价值的最终形成。然而,品牌价值若要顺利获得实现,仅考虑这一系统过程的输入和输出两端是不够的,企业的资源并不能够自发的生成消费者的价值,二者之间需要联结和转化。品牌识别系统正是联结企业与消费者的有效工具。

所谓品牌识别系统(Brand Identity System,BIS),是企业通过各种沟通手段试图达到的品牌预期的状态(宁昌会,2005),可由前文描述的品牌产品要素、组织要素、符号要素以及象征要素四部分组成。品牌的产品要素指的是产品的质量、价格、种类等物质属性,这类要素是品牌存在的基础;品牌的组织要素就是与品牌产品相关的组织保障因素,如品牌渠道控制、营销策略等;品牌的符号要素包括品牌的名称、包装、图案以及缩写等标志物;品牌的象征要素指的是品牌个性,代表了品牌的情感价值。

从企业角度看,品牌识别系统是企业品牌战略活动的导向性目标,而从消费者角度看,品牌识别系统是消费者易于接受和感知的品牌价值要素,因而,品牌识别系统自然成为了企业和消费者之间的联结体。

四、研究結论

综上所述,品牌价值的形成是一个由多个主体控制的系统过程。企业整合资源实施品牌战略,创造出品牌价值,经由品牌识别系统将其转化成消费者易于接受和理解的品牌要素,并构成影响其品牌购买行为的关键因素,最终实现了品牌价值的“企业-消费者”流动过程;与此同时,企业通过市场分析和调研活动,将调查所得消费者品牌购买行为的影响因素进行聚类分析和重要性测度,进而明确了品牌识别系统内的关键要素及其重要程度,这些指向性要素作为企业品牌战略的发展方向,指导着企业具体品牌策略的制定,这一流程属于信息的“消费者-企业”逆向传递过程。

参考文献:

[1](美)戴维·阿克著吕一林译:创建强势品牌[M].中国劳动社会保障出版社, 2004

[2]凯文.莱恩.凯勒:战略品牌管理[M].中国人民大学出版社,2003,5

[3]宁昌会:基于消费者效用的品牌权益模型及应用[J].中国工商经济,2005,10

[4]斯科特·戴维斯著刘莹等译:品牌资产管理[M].中国财政经济出版社, 2006

[5]卫海英:品牌资产生成路径[M].经济科学出版社, 2006.

锅炉主要污染物形成机理分析 篇4

锅炉主要污染物形成机理分析

摘要:节能减排是建设环境友好型社会的要求,因此高效低污染的锅炉燃烧运行优化技术越来越受到关注和重视.文章以热电厂锅炉为研究对象,对锅炉排放物进行了深入分析,介绍了影响锅炉效率的.主要因素,分析了锅炉燃烧主要污染物的形成机理和控制净化方法,并着重讨论了NOX生成的主要因素以及方法.作 者:艾国红 作者单位:南京第二热电厂,江苏,南京,210000期 刊:中国高新技术企业 Journal:CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES年,卷(期):,“”(6)分类号:X511关键词:热电厂锅炉 锅炉污染物 火电机组 燃烧优化 NOX

形成机理 篇5

平和县典型地质灾害点形成机理探讨

摘要:通过对福建省平和县地质灾害调查与区划中的典型地质灾害点--滑坡的`特性和形成机理进行分析总结,同时进一步证明了对典型地质灾害点调查、治理的重要性,以期对类似地质灾害调查和防治提供借鉴.作 者:卢少山 作者单位:福建省闽南地质大队,福建,漳州,363000期 刊:西部探矿工程 Journal:WEST-CHINA EXPLORATION ENGINEERING年,卷(期):,22(2)分类号:X43关键词:平和县 典型地质灾点 机理分析

形成机理 篇6

天荒坪开关站滑坡的形成条件和滑动机理

天荒坪抽水蓄能电站位于浙江省安吉县。枢纽项目500KV开关站场地系从陡峭山坡中开挖而成。3月10日,开挖中的`开关站边坡发生岩体滑动,影响整体工程。结合滑坡的分析和治理工作,对其产生条件、影响因素及发生发展机理作了较深探讨。

作 者:梅其岳  作者单位:华东勘测设计研究院 刊 名:岩石力学与工程学报  ISTIC EI PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING 年,卷(期):2001 20(1) 分类号:P642.22 关键词:开关站边坡   滑动机理   影响因素   天荒坪抽水蓄能电站  

突触形成机理及相关疾病分析 篇7

关键词:突触形成,细胞黏附分子,神经疾病

1 突触形成研究历史

1897年, 英国神经生物学家Sherrington发现神经元之间是不连续的, 并创造性地将神经元之间的连接部位命名为“突触”[1]。1954年, 俄裔美籍犹太科学家Stanford Palay, 利用电子显微镜首次成功地看到了鼠的小脑神经细胞突触结构, 它直径约为1μm, 由突触前的轴突、突触后的树突及突触前后之间的突触间隙构成。同年, 阿根廷细胞生物学家Eduardo De Robertis和美国细胞生物学家Stanley Bennett利用电子显微镜看到了蛙交感神经节和蚯蚓神经索的突触间隙[2]。

1992年美籍德国科学家Thomas C.Südhof认为可能是突触前后膜上面有一些跨膜的蛋白通过相互作用联接在一起, 介导前一个神经元与后一个神经元形成突触, 他们发现蛛毒素 (latrotoxin) 可以强烈地诱导神经递质释放, 推测蛛毒素蛋白可能与突触上某种蛋白质发生作用, 用蛛毒素蛋白为亲和层析诱饵, 在大脑样本中纯化到了许多与蛛毒素结合的蛋白质, 肽断分析后发现了一个位于神经突触前的跨膜蛋白质, 命名为neurexin[3]并以neurexin (Nrx) 蛋白为诱饵, 发现了Nrx的位于突触后的配体蛋白—neuroligin[4]。

2000年, Peter Scheiffele在传代培养的HEK293细胞中过表达neuroligin (NL) 蛋白约24h后将其消化, 加入到原代培养的神经元中共培养36h, 意外发现过表达NL的HEK293细胞周围聚集了很多突触, 而对照组HEK293细胞周围突触分布零散[5]。2004年, Ethan R.Graf在传代培养的HEK293细胞中过表达Nrx, 加入到原代培养的神经细胞共培养, 发现过表达Nrx蛋白的HEK293细胞周围也聚集了大量的神经元[6]。从此发现了参与突触形成最重要的粘联蛋白家族Nrxs和NLs, 而不是最起始的粘联蛋白[7]。

突触形成是一个动态过程, 表现为突触前最起始的粘联蛋白与突触后的跨膜蛋白先相互识别, 通过相互作用将突触前与突触后联接起来, 介导突触形成开始, 突触前后建立初步联系后, 招募更多的粘联蛋白如Nrxs和NLs聚集到突触前后膜上, 蛋白通过同源或异源相互作用牢牢结合, 类似桥梁一样将突触前和突触后紧密连接, 突触形成稳定。

2000年至今, 科学家相继发现了一些新的参与突触形成的跨膜蛋白.2002年, Thomas C.Südhof实验室报道突触细胞粘附分子 (SynCAM) 介导突触形成[8]。2009年Ann Marie Craig实验室通过全基因组范围内大规模筛选, 鉴定富含亮氨酸的跨膜蛋白 (LRRTM) 参与突触形成[4], 随后Thomas C.Südhof实验室在报道的LRRTM基础上, 发现了LRRTM的配体为突触前的Nrx蛋白[9]。

自1992年发现第一个参与突触形成的蛋白Nrx至2016年, 已报道22种蛋白家族参与突触形成, 包含Contactin, NCAM, Nectin, SALM等家族蛋白, 其中NL2蛋白强度最强, 但与全基因组2~3万个基因相比, 被发现的突触形成蛋白仅占约1‰。

2006年, Thomas C.Südhof和Nils Brose实验室构建NL1-3基因敲除小鼠, 体内和体外实验表明NL1-3基因敲除并没有抑制神经元突触的形成和突触结构的变化[7]。2009年LRRTM基因敲出小鼠的体内和体外实验结果也是没有抑制突触的形成和结构的变化[9]。推测不同粘联蛋白之间可能起到了补偿作用, 是否还存在突触形成的核心蛋白, 这一突触形成的奥秘至今没有被完全解开。

2 参与突触形成蛋白

2.1 Nrx

目前报道参与突触形成的蛋白有22种左右, 但是许多蛋白的功能未完全清楚。哺乳动物神经元中含有3个Nrx基因 (Nrx1~3) , 每个基因都编码α-Nrx和β-Nrx两种蛋白[10]。1995年Südhof实验室发现Nrx与突触后的NL蛋白识别且相互作用结合在一起[4]。2004年, 科学家首次将Nrx蛋白在非神经元细胞中过表达与神经元共培养, 鉴定Nrx基因参与突触形成[7]。2009年, KO发现Nrx还可以与突触后的LRRTM2蛋白相互作用结合[11]。2010年, 发现Nrx可以与突触后的GABA受体相互作用结合[12]。同时, Nrx也与突触前钙调蛋白活化的色氨酸-苏氨酸激酶 (CASK) 结合[13]。

2.2 NLs

1995年Thomas C.Südhof利用Nrx为诱饵, 发现了定位于突触后的NL基因[4], 目前发现, 鼠类神经元有4种NL基因 (NL1~4) , 人类神经元有5个NL基因[14,15]。2000年, 过表达NL蛋白的非神经元细胞与体外培养的神经元细胞共培养, 首次确定NL蛋白家族参与突触形成[5]。1997年, 发现NL与突触后的PSD95蛋白相互作用[16]。体外培养的神经元过表达NL2蛋白, 可以增加单位长度树突上抑制性突触的数量.神经元过表达NL1蛋白增加单位长度树突上兴奋性突触的数量[17,18]。

2.3 LRRTMs

2009年加拿大Ann Marie Craig实验室, 提取11d大鼠前脑的mRNA, 然后克隆表达基因, 通过神经元与非神经元细胞共培养筛选系统, 以250个基因混在一起为一个pool, 通过规模筛选, 鉴定出LRRTM家族蛋白参与兴奋性突触形成[9]。LRRTMs家族是一类富含亮氨酸的跨膜蛋白, 目前鉴定出4个不同LRRTM基因 (LRRTM 1~4) , 基因均位于兴奋性突触后膜上, 在成熟的脑和发育阶段高表达[19]。2009年, Thomas C.Südhof实验室Jaewon Ko通过LRRTM2与脑匀浆的免疫共沉淀实验和质谱分析, 发现LRRTM与突触前的“明星分子”Nrx蛋白相互作用, 体外培养的神经元过表达LRRTM家族蛋白, 增加了单位树突上兴奋性突触的数量[11]。

2.4 SynCAM

突触细胞粘附分子 (SynCAM) 是一类含有3个胞外Ig结构, 1个跨膜和1个胞内结构的家族蛋白[20], 目前已鉴定出4个成员基因为SynCAMs 1~4, 成员蛋白在脑组织中高表达[21]。2002年Thomas C.Südhof实验室Biederer等利用非神经元细胞与神经元共培养方法发现synCAM蛋白参与突触形成, 且synCAM同时存在于突触前后膜, 神经元过表达SynCAM, 增加了单位树突上兴奋性突触的数量。SynCAM蛋白之间除通过同源和异源相互作用外, 还可以通过C端氨基酸与CASK蛋白相互作用[8]。神经元中SynCAM1蛋白表达下降, 减少了兴奋性突触的数量[22]。SynCAM 1蛋白不仅介导突触形成, 还影响突触可塑性和学习[23]。

3 突触形成异常相关疾病

3.1 自闭症

研究表明, 突触形成异常与自闭症相关。1946年, Kanner医生发现一类儿童, 他们具有一些独特的行为特征:常常自己玩耍, 不喜欢与外界交流, 重复地做同样的一些事情, 通常有语言障碍, 只能说一些简单的词语或不能正常表达自己的想法。自闭症的症状可以归为3个重要方面:沟通交流缺陷, 行为重复刻板及语言发育缺陷。对意外死亡的自闭症病人的解剖研究未发现自闭症病患者的脑任何病变[24]。

2003年, 法国科学家在《自然-遗传学》的研究论文中通过对多个患有自闭症的家系进行基因测序分析, 意外地发现其位于X染色体上的NL3与NL4基因在自闭症病人中均发生了突变[25]。2003年, Thomas C.Südhof实验室构建NL3突变的转基因小鼠和NL3的基因敲除小鼠, 发现NL3单氨基酸突变的转基因小鼠有自闭症, 而NL3的基因敲除小鼠没有表现出自闭症。同年, NL3蛋白的R451C突变, 损害NL3转运到膜上, 导致突触后膜上低表达NL3, 影响NL3与突触前的Nrx1结合, 突触形成异常, 从而R451C转基因小鼠表现出自闭症症状[26]。

2009年Thomas C.Südhof实验室Chen Zhang通过对医院自闭症儿童分析, 发现NL4基因的第87位精氨酸突变为色氨酸, 体外研究发现突变后的NL4蛋白不能正常转运到膜上, 大量聚集在内质网中, 可能是导致自闭症的原因[27]。

3.2 阿尔茨海默病

突触的不正常形成与发育与老年痴呆症相关。阿尔茨海默病 (Alzheimer’s disease, AD) 也叫老年痴呆症, 1906年由科学家Alois Alzheimer发现, 是一种伴有认知, 行为和功能失常的进行性的神经变性疾病, 是老年痴呆的最常见的一种形式, 表现为β-淀粉样蛋白斑、淀粉样血管病和神经纤维缠结, 年龄越大, 得病风险越高。目前全球约有数千万人患有阿尔茨海默病。仅美国就有450万人阿尔茨海默病患者, 65岁以上发病率为10%, 85岁以上发病率近50%。我国阿尔茨海默病患病人数目超过500万人, 约占全球所有患病人数的1/4[28]。

目前, 阿尔茨海默病的发病机理尚未完全弄清楚。其一假说是, AD病人中突触的损坏与突触上蛋白的成分改变相关, 突触形成蛋白AD密切相关。2014年, Nrxs和NLs被报道在β-淀粉样蛋白斑的新陈代谢中起到了重要的作用, 表明Nrxs和NLs蛋白与AD相关[29]。Nrx蛋白C末端的积累, 对presenilin/γ分泌酶复合物具有抑制作用[30]。β-catenin蛋白结构的改变与记忆形成相关, 表明β-catenin蛋白在记忆损害中起到了作用[31]。N-cadherin蛋白可以增强APP蛋白的二聚化, N-cadherin蛋白的C端结构可以加快Aβ生成导致突触损害[32,33]。

4 展望

经过一个多世纪的研究, 科学家相继发现了一些参与于突触形成和成熟的基因, 加深了人们对突触的认识。相对神经元基因组来说, 已知的参与突触形成的基因数量少, 而且基因的突变或敲除均不能抑制突触的形成或改变突触的结构。说明不同基因之间可能存在补偿作用, 或存在着核心基因。突触形成的关键基因是目前研究突触形成的一大挑战。

神经元与非神经元细胞共培养方法, 构建人基因组库, 全基因范围内大规模的筛选是未来突触形成研究的方向[34]。比如通过在HEK细胞中过表达筛选基因, 再与神经元共培养来筛选新的参与突触形成的关键基因。

非晶合金的性能、形成机理及应用 篇8

关键词:非晶合金;软磁性能;力学性能;化学性能;非晶形成机理

非晶态材料很早以前就被人类所使用,例如玻璃.非晶合金又被稱为金属玻璃,是20世纪60年代以来才发展起来的一种新型软磁性材料,被称为21世纪的新型功能材料.由于非晶合金的内部结构的特殊性,原子排列结构为长程无序、短程有序,所以它与传统金属材料的晶体结构不同,这使得它具有与传统金属材料不同的性能特点,例如软磁性、超导性、低磁损耗性、耐磨性、耐腐蚀性、高强度和高硬度等.目前,非晶软磁材料主要有钴基非晶合金、铁基非晶合金和铁镍基非晶合金,其中钴基非晶合金具有强磁性、低矫顽力等性能,经常作为磁屏蔽、磁记录的好材料.还因为非晶合金的性能优异,工艺过程简单等特点,近年来已经得到飞速发展.目前在材料科学应用中已成为一大研究热点,而且已经被广泛应用于计算机、通讯和电力电子等高新技术领域。

1979年,美国Allied Signal(联信)公司开发了与非晶合金宽带有关的平面流铸带技术,并在1982年建立了非晶带材生产厂,相继钴基、铁基和铁镍基非晶合金带材的大批生产得到了实现.1989年,美国Allied Signal(联信)公司的非晶合金带材的生产能力已达到年产量6万t,在这段时间里,美国在非晶带材生产技术及其产品应用方面基本形成了垄断,1988年,日本日立金属公司的YOSHIZAWA等在Fe-Si-B非晶合金基体中加入微量的Cu和M(M为Nb、W、Ta等),然后经过退火处理后得到铁基纳米晶软磁合金(Finemet).此类纳米晶软磁合金不仅具有钴基非晶合金的高磁导率和低损耗,而且还具有铁基非晶合金的高饱和磁感应强度,并且它还具有低成本的特点,纳米晶合金可以代替晶态坡莫合金、钴基非晶合金和铁氧体,所以它在电力电子和通信领域中被广泛地应用,实现了轻量化、小型化、低成本等目的,是目前世界上所公认的具有突出综合性能的软磁性材料.20世纪70年代中期,我国开始对非晶合金材料进行了研究,虽然起步较晚,但其发展极其迅速.在“六五”至“十一五”连续6个5年计划的攻破下,我国在材料研究、工艺装备、基础研究等方面都取得了巨大成就,其标志性成果分别有:“七五”期间建成了百吨级的非晶合金带材生产线,非晶合金带材宽达100mm;“八五”期间实现了非晶合金带材在线自动卷取技术,并实现了年产量20万条的非晶带材生产线;“九五”期间建成了国家非晶超微晶工程技术研究中心.在国家的大力支持下,我国非晶纳米晶材料的应用将会迅速发展并满足电力电子等高新技术日益增长的需求。

1非晶合金的主要性能

1.1软磁性能

与传统的金属磁性材料相比,由于非晶合金原子排列无序,没有晶体的各向异性,而且电阻率高,因此具有高的导磁率、低的损耗,是优良的软磁材料.非晶合金还具有高饱和磁感应强度、高磁导率、低矫顽力和低损耗等特性,即便在高频环境下,它的综合软磁性能也远远优于取向硅钢、铁氧体和坡莫合金等传统磁性材料,可以大大提高变压器效率、缩小体积、减轻重量、降低能耗.此外,大部分非晶合金的磁致伸缩都非常小,有些非晶合金的磁致伸缩甚至为零,如钴基非晶合金.目前比较成熟的非晶软磁合金主要有铁基、钴基和铁镍基3大类,它们都具有比较优异的软磁性能,可作为高频变压器、传感器、扼流器和互感器等广泛应用于电力电子领域.

1.2力学性能

非晶合金具有良好的力学性能,与晶体材料相比,其强度、硬度、韧性和耐磨性较好.而且非晶合金的抗拉强度和硬度也较高,其硬度(HV)的大小与所添加元素种类、数量有密切的关系,可高达1400,并且一些非晶合金的强度可达到3920MPa.还因为非晶合金内部无序排列的原子,使得它具有高强度同时又具有高塑性和冲击韧性,由于非晶合金具有优异的力学性能,因此可以用它制造一些耐磨器件,考虑到它是条带状或者薄片状的,可以用来制作涡轮材料、弹簧材料和切削刀具等。

1.3化学性能

由于非晶合金中不存在晶界、沉淀相相界和位错等容易引起局部腐蚀的部位,也不存在晶态合金容易出现的成分偏析,所以非晶合金在结构和成分上都比晶态合金更均匀,具有更高的耐腐蚀性.相对于其他材料来说,非晶合金具有良好的耐腐蚀性.非晶合金不仅在一般情况下不易发生腐蚀,而且还能抑制在特殊情况下诱发的缝隙腐蚀和点蚀的发展.非晶合金的耐酸腐蚀性优于不锈钢,这也预示了在某些特殊情况下可以用其来替代不锈钢.由于非晶合金具有耐腐蚀性这一优异特性,可以利用它来制造电池电极、海底电缆屏蔽、耐腐蚀管道及磁分离介质等。

2非晶合金的制备方法

非晶合金常用的制备方法有:单辊急冷法、双辊急冷法、悬滴熔化提取法和平面流铸造法.

2.1单辊急冷法

单辊急冷法简称SMS法,是将石英管内的合金熔体快速喷射到快速旋转的冷却铜辊表面,利用离心力将合金熔体甩出而快速冷却形成薄且连续的非晶合金条带.制备条带时应该注意:整个装置必须在无氧而充满惰性气体的环境下,才能进行甩带.将合金样品置于石英管底部,调节石英管底部与铜辊表面的距离,利用感应线圈将合金样品加热至熔融状态,启动铜辊,待铜辊的转速达到设定转速后,往石英管另一端通入高压氩气,在高压氩气的作用下,合金熔体将被喷射到铜辊表面,同时瞬间被甩出而形成非晶合金条带。

该方法所需设备比较简单,操作比较方便,所制备出来的非晶合金条带宽度和厚度都比较均匀,质量比较好,因此应用十分广泛.用该方法一般可以制成宽度约几毫米,厚度约几十微米,长度达十几米的均匀非晶合金薄带。

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2.2双辊急冷法

双辊急冷法简称DMS法,其基本设备装置与单辊急冷法相同,但与单辊法不同的是在石英管下方有两个可以相对高速旋转的铜辊.两个铜辊侧面之间有一条缝隙,当合金熔体从石英管下方喷射出来时正好下落到两铜辊之间,冷却凝固成非晶薄带.这种方法的优点是冷却速度比单辊法快,因为合金熔体凝固时,热量可以同时向两个铜辊面传导,从而提高冷却速度.但其缺点也比较明显,薄带在凝固时受到两个铜辊的挤压会产生相应的形变和残余应力,影响非晶薄带的质量。

2.3悬滴熔化提取法

悬滴熔化提取法简称PDME法,同样有一个铜辊,但与单辊法不同的是,它没有石英管和感应线圈.它是将合金棒的一端固定,然后用激光或者高能电子束加热熔化合金棒的另一端,使合金熔体在重力的作用下滴向铜辊而凝固成非晶合金薄带.这种方法的优点在于避免了高温熔体与石英管发生反应的可能性,同时又避免了石英管因熔体高温而软化.其缺点是无法制成优质连续的非晶合金薄带。

2.4平面流铸造法

平面流铸造法简称PFC法,是在单辊法的基础上发展起来的.其设备与单辊急冷法基本相同,但石英管嘴的狭缝宽度与薄带的宽度基本相同,喷嘴与铜辊表面的距离更近,仅为100~300μm.与单辊法相比,该方法有以下两个优点:第一,由于石英管喷嘴更加靠近铜辊表面,所以冷却速率更加均匀;第二,熔池较稳定,所受到的扰动较小,所以薄带的形状和尺寸变动较小.这种方法适合制作较宽和较薄的薄带,其宽度最大可达15cm,厚度一般为20~100μm。

3非晶合金的形成机理

液態合金的凝固有两种趋势:第一,当冷却速度较小时,液态合金凝固时体积缓慢减小,同时原子有足够的时间进行扩散排列,形成长程有序的晶体结构;第二,当冷却速度较大时,液态合金通过玻璃化转变后体积随着温度下降而急剧减小,在这一过程中,液体的能量被迅速带走,原子动能急剧下降,成为过冷体,导致其来不及扩散有序排列就被凝固下来,从而形成长程无序的非晶结构。

与晶体形成理论相同,非晶形成理论也属于凝固理论的范畴,因此,非晶合金的形成机理源于凝固理论.合金液体在降温结晶过程中,首先要发生原子的扩散以准备做有序排列,当合金液体中的结构起伏和成分起伏发展到一定程度时就会开始形成晶核,然后经过扩散、长大成为晶界.因此,只要控制工艺条件,防止合金液体发生形核和长大,就能有效促进非晶体的形成.也就是说,抑制合金液体中形核和长大的理论和机理就是非晶合金的形成机理。

关于非晶合金的形成机理,可以从结构、热力学及动力学3个方面来进一步分析。

3.1结构分析

非晶合金在整体上原子的排列是长程无序的,不具备晶体有序的点阵结构,但在几个原子间距的范围内仍然具有一定的短程有序结构,即存在化学短程有序.研究证明,化学短程有序与无序原子间存在动态平衡.文献的试验结果表明,负的混合焓是合金具有短程有序的直接原因.化学短程有序是在均匀熔体中产生的,但它不会导致均匀熔体发生分层.在合金液体连续冷却的过程中,合金液体中原子排列结构渐渐地由非稳态向亚稳态或者平衡态接近,体系建立稳定的平衡态需要体系中各组分原子的长程扩散.当体系熔体中存在多种多元短程有序时,熔体的吉布斯自由能在某些成分点处会达到最小值,存在化学短程有序的熔体的吉布斯自由能比均匀的理想液态结构的吉布斯自由能低,因此形成一个晶核就需要更大的过冷度,这就意味着熔体黏度n必须增加.在过冷熔体中,熔体黏度n的增加会使原子的长程迁移变难,因此亚稳态的原子构型便有机会在一定时间内存在,这增加了均质形核的难度,有利于非晶的形成。

对于多元合金体系,由于各组元间原子的尺寸差别较大、组元的多样性和组元间较大的负混合焓等,使合金过冷熔体中的随机堆垛层错结构变得更加致密,增加熵变△S的同时也有利于增加固液界面能a和降低焓变△H;与此同时抑制了形核的发生,促进了非晶的形成.因此,组元数目的增加有利于提高玻璃形成能力。

3.2热力学分析

非晶结构是一种内部原子排列呈长程无序而短程有序的固态结构.非晶合金形成过程中,液态合金凝固成固态合金的过程满足相应的热力学原理.增强玻璃形成能力就要抑制结晶,也就是减小结晶的驱动力.该驱动力符合吉布斯自由能公式:式中:△H为熔化焓;T为体系热力学温度;△S为熔化熵;△G为吉布斯自由能差.

△G越大结晶就越容易发生,反之越容易形成非晶.从式(1)中可以明显看出,在体系温度不变的情况下获得小△G的条件是:增大△S,减小△H.其中,△S与体系中的微观状态数成正比,因此,合金组元越多,△S就越大.而随着△S的增大,紧密的随机堆垛程度也会增加,这有利于减小△H,因而有利于减小△G,大大提高玻璃形成能力.所以,一般情况下,合金组元数目越多,越容易形成非晶.

3.3动力学分析

从动力学观点来分析,合金从液态到固态的快速冷却凝固过程中,如果形成非晶的动力学条件抑制了结晶的形核与长大,就能够避免发生结晶而形成非晶合金.因此,分析非晶形成动力学与分析晶体形成动力学所考虑的因素是一致的,抑制结晶形核与长大的条件就是提高玻璃形成能力的条件.当过冷液相以球形均质形核并长大时,形核率和长大率可分别用下式来表达:式(2)和式(3)中:I为均匀形核率;U为长大率;Trg=Tg/Tm为约化玻璃转变温度;△Trg=(1Trg)Trg为约化过冷度;n为黏度b为形状因子,球形的形状因子b=16/3;f为固液界面上形核位置数;T为合金体系的温度;Tm为熔化初始温度;a和β为与固液界面能a有关的无量纲参数。式(4)和式(5)中:N为Avogadro常数;V为摩尔体积;R为理想气体常数。

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由式(4)和式(5)可以看出,△S的增大和△H的减小将导致a和β增大,从而导致I和U减小,抑制结晶形核和长大,即提高了合金的玻璃形成能力aβ1/3反映了过冷熔体的热稳定性.当aβ1/3>0.9时,过冷熔体在任何冷却速度下都不会发生结晶而只形成非晶结构;当aβ1/3<0.25时,过冷熔体将必须形成晶体结构,由式(2)可以看出,在其他参数不变的情况下,I与n成反比,即n越大,I就越小,则玻璃形成能力越强.在一般情况下非晶合金的黏度n可表示为:

由式(2)和式(3)可以看出,随着约化玻璃转变温度Trg的升高,形核率降低,合金熔体容易过冷到非晶态,形成非晶合金.合金熔体黏度n增大使各组元原子的扩散激活能增大,阻碍了合金熔体的形核与长大,从而抑制了结晶,提高了玻璃形成能力。

4我國非晶合金应用前景展望

随着社会的进步和生产的发展,非晶态金属涉及的领域将越来越广,与之相关的功能材料和特殊材料将不断涌现,对非晶态金属的需求量也将越来越高.

非晶合金发展潜力较大的两个领域分别是智能电网和新能源领域.非晶、纳米晶产品主要应用于智能电网中的智能电表、太阳能并网发电的光伏逆变器和新能源汽车.非晶合金研发的新产品主要有第3代高性能纳米晶薄带(带厚低于22μm)、高端共模电感铁芯、高频功率变压器铁芯、C型铁芯和高效电机非晶定子铁芯.

智能电表是实施智能电网不可或缺的重要组成部分.随着智能电网的全面建设,智能电表将逐步替代传统电表,中国将成为全球最大的智能电表消费市场.紧密电流互感器是智能电表中的关键元件,随着智能电网的建设,预期10年内每年需求关口智能电表和用户端智能电表近亿块,而每块电表需要3只紧密电流互感器.因此,随着智能电表的推广和大量应用,纳米晶互感器铁芯将面临着巨大的市场需求.

在太阳能光伏产业中,非晶C型铁芯主要用于光伏逆变器中的滤波电感.衡量非晶C型铁芯性能的主要指标是铁芯损耗,降低铁芯损耗对提高光伏逆变器的转换效率具有重要意义.

非晶材料应用的另一个新兴领域是非晶高效电机.非晶高效电机具有高扭矩密度、高效率、小体积和大功率等特点,因而开发非晶高效电机对于我国工业电机系统有着巨大的节能意义.在我国电力消费结构中,电机系统用电所占比例达60%以上,而我国现行主体系列电机的平均运行效率仅为87.6%,而目前国际上采用非晶合金定子铁芯开发研制的非晶高效电机,其运行效率可达到95.0%,由此可见,开发节能潜力巨大的非晶高效电机成为必然趋势.由于非晶合金带材薄、脆、硬,而且磁性能对应力非常敏感,因而面临的技术难题是研发一种经济的非晶铁芯加工方法或设计出不用切割的非晶合金铁芯。

非晶态金属材料的发展还与纳米材料的发展密切相关.纵观纳米材料的研究过程,不难看出,纳米材料的推广应用关键在于块体纳米材料的制备,而块体金属纳米材料制备技术发展的主要目标是发展工艺简单、产量大、适用范围宽、能获得样品界面清洁、无微孔隙的大尺寸纳米材料的制备技术,而通过块状大块非晶合金的晶化可制备具有特殊性能、全致密、颗粒小(5~10nm)以及界面清洁的三维大尺寸块体纳米金属合金材料,故纳米材料的发展趋势则是发展大块非晶直接晶化的纳米制备技术。

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