无机农业技术（精选12篇）
无机农业技术 篇1
我国是一个农业大国, 有着悠久的农业发展历史, 但是当下传统的无机农业生产模式与生产技术已经无法满足日常增长农业生产需要。有机农业生产技术的兴起为农业发展注入了新的活力, 将有机农业技术与无机农业技术相结合是世界农业发展的必然趋势。我国自引进有机农业技术以来, 农业生产得到大发展, 走有机农业生产技术与无机农业技术相结合的道路会对我国农业科学可持续发展带来极大的促进作用。
1 有机农业技术的兴起与发展以及在我国的推广使用是客观实际要求
随着社会经济的发展以及城市化进程的不断加快, 我国农业生产受到较大的影响与冲击。主要表现为耕地的减少、生态环境的破坏以及落后的农业生产技术不能充分满足要求越来越高的农业生产需求等[1]。我国传统农业生产模式主要是无机农业生产, 这种生产方式和生产技术长期以来对土地资源造成较大的不良影响, 不利于我国农业的可持续发展, 是目前农业发展一个亟待解决的问题。有机农业又称生态农业, 其主要特点是将各种先进的生物技术运用于农业生产, 提高农业生产的生态性, 提升农业生产效率。传统无机农业生产技术生产方式过于粗放, 农产品生产过程中的运用的化肥、农药以及生物生长调节剂等含有过多的有害物质, 不仅影响农产品质量, 也威胁农业生态化境, 对土地、空气等均有一定的污染。有机农业技术在生产过程中使用含有生物酶等元素的有机肥料, 对农业生态环境造成的负面影响较少, 可以达到绿色生产的目标。有机农业生产技术的无污染性应对我国当下的农业生态环境中具有良好的适用性。
2 无机与有机农业生产技术结合在我国现实条件下的优势与不足
有机农业生产技术所运用的生物肥料不含有污染性的元素, 因此能够有效节约各种石化资源的运用, 并且在较大程度上保护农田生态结构, 使农业生产环境和自然生态环境均得到良好保护。因此有机农业生产技术能够有效弥补无机生产技术的弊端。在我国当前形势下要实现无机农业生产技术与有机农业生产技术的结合, 必须充分考虑2种生产技术的优势与不足。无机农业生产技术与有机农业生产技术是不同农业发展历史阶段的产物, 必须充分认识它们运用的社会经济条件。有机农业生产模式虽然能够节约大量的石化能源降低农业生产的物质投资, 保护农业生态环境, 防止污染, 但是其缺点是不利于农业的快速增产和劳动生产率的迅速提高, 有机农业生产技术往往需要各个协作部门的分工协作, 因此也不利于农业生产专业化、社会化的发展。无机农业生产技术的主要优点是能够迅速地提高土地的生产率和劳动生产率, 并且有利于农业的专业化和社会化。但它却需要消耗较多的化石能源和使用较多的物质费用投资, 并且易导致土壤肥力的衰退和生态环境的恶化[2]。以上问题若得不到妥善解决, 那么无机农业生产技术则很难与有机农业生产技术实现联合。
3 在我国农业生产活动中如何处理有机农业技术与无机农业技术之间的关系
我国农业发展类型呈现多样化特点, 而且农业结构比较复杂, 就一个城镇而言, 不同的地方也有一定差异的, 因此很难在短期内实现有机与无机农业生产技术的结合。但是可以通过设立近期目标的方式逐渐引导两相结合式的农业技术的发展, 比如建立以有机农业为主以无机农业为辅的生产模式, 在保证生产效率的基础上循序渐进, 逐步推进, 从而慢慢实现2者的有机结合。要确立长期的有机与无机农业生产技术结合目标, 建立有机与无机农业生产技术结合的生产模式, 在满足当下农业生产效率要求的基础上注重农业生产活动的内部平衡, 在生产过程中逐渐渗透各种先进的有机农业生产技术项目, 维护农业生态平衡, 提高自然环境质量, 推动农业生产快速发展, 促进农业科学可持续发展。
4 结语
实现无机农业生产技术与有机农业生产技术的结合是我国农业持续发展的重要依托。我国农业生产部门应当在“三农”问题的总体纲领之下, 注重对农业生产的技术投入, 不断采用创新方式实现无机与有机农业生产技术的结合, 鼓励发展新型农业。农业技术研发人员和农业生产者应当坚持科学可持续发展原则, 在有机农业技术运用期间重视土地资源与生态环境的保护, 在保证农业基本经济收入的同时, 实现良好的生态环境效益。
参考文献
[1]常艳波, 张凤珍, 徐海艳.论有机农业技术和无机农业技术相结合对我国农业的影响[J].农业与技术, 2014, 34 (1) :24.
[2]叶美强, 魏梅枚, 邹岳威, 等.有机农业技术与无机农业技术结合性思考[J].农民致富之友:科研农业科学, 2014, 4 (8) :54-55.
无机农业技术 篇2
待喷涂完表面干燥约半小时后，根据保温或吸声工程的不同要求，使用压板或铝合金杠尺等不同整形工具进行表面整形；在整形后的产品表面再次喷涂粘接剂，增强表面强度；固化72小时后可进行修整、装饰等其他工序。
关键词：防火 保温 隔声 环保
1．概述
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，是贯彻国民经济可持续发展战略的重要组成部分。节能标准由原来的30％提高到65%，保温技术得到了长足的发展，并成为我国一项重要的建筑节能技术。因此随着建筑节能的全面推进，建筑节能的防火问题也越来越严峻，现代建筑防火、节能、环保要求的进一步规范，超细无机纤维喷涂保温被广为推广。广泛用于地下室顶棚、设备机房、结构复杂的大型（异形）体育场馆、博物馆、交通枢纽等领域。2．主要性能
2.1保温（绝热）性能
2．无机纤维喷涂产品尤其适用于复杂结构或异型结构上喷涂，使保温（绝热）层形成一个密闭无接缝的整体，大大提高了保温性能。2.2复杂结构的适用性
无机纤维喷涂产品可直接喷涂于钢结构、混凝土等任何介质上，高效率机械自动化施工作业，可以在任意复杂（异形）结构上或管线密集区域轻松喷涂，施工方便灵活、大大缩短了工期。
2.3防火性能(a级不燃)
无机纤维喷涂产品为天然无机物，经检测为不燃烧、不发烟、不助燃，属a级不燃材料。这一特性符合gb8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》的检测要求，是其他材料无法比拟的。
2.4隔声性能(降低雨噪声)2.5吸声降噪性能
2.6安全环保性
无机纤维喷涂产品无毒无味，不霉变，不会粉尘飞扬；水基型环保胶，ph值为7，对混凝土、钢结构无腐蚀。符合国家《室内装饰装修材料胶粘剂有害物质限量》gb18583-2001检测标准。
2.7装饰性
无机纤维喷涂产品喷涂后可直接裸露在外面，为保证良好的声学效果，喷涂层表面无需附着其他材料，但表面可进行不同颜色处理，增加其美观性和装饰效果。2.8可靠的粘接性能
无机纤维喷涂产品采用高黏结强度的粘接剂，进行高压雾化喷涂，使每一根纤维被黏结剂均匀包裹，互相粘连，经滚压处理后，吸音层自成整体，以及与混凝土（钢结构）基体粘接密实，固化后表面可耐风速100km/h的风蚀，经检测，自身粘接强度≥7.4kpa，与基体粘接强度≥30kpa。3．技术指标
项 目
单位
技术指标
说明或检测依据
外观
--
灰白色
表面色彩可选配
材料密度
kg/m3
38-120
可根据设计要求调整
纤维直径
um
≤3
均匀柔软环保无毒
渣球率
%
≤2
gb/t5480.5-2004
施工温度范围
℃
≥4
--
4．施工工艺流程及操作要点 4.1工艺流程
喷涂基面处理→喷涂施工→表面修整→喷涂场地清理→质量验收 4.2喷涂基面处理
4.2.1用压缩空气或清水清理喷涂基面灰尘和污垢；检查吊挂件及预埋件是否牢靠，应将松动部件紧固，如原基面已经损坏或有严重裂缝，应先进行修补。
4.2.2对各种设备、管线和非喷涂部位防护遮挡，堵塞非喷涂部位及通风管线、孔。4.2.3清理工作面障碍物，保证喷涂手的顺畅移动空间及其安全性，保持最佳喷射距离。4.3喷涂施工
4.3.1将棉放入机器内打散，并保持料箱内有充足的纤维材料。
4.3.2由专人负责按喷涂胶使用说明（10:1）配置粘接剂和胶粉。配置时必须用洁净水稀释粘接剂原液，不得随意增加水量稀释。搅拌时间不少于15分钟，搅拌须至均匀，逐批调配，随用随配。
4.3.3 喷涂专用机调配：
1．核定用胶量及胶粉量，使其具有适宜的稠度和良好的粘接性能，并降低回弹量。
2．调整工作风压和给料装置，使保温纤维面的输出率和速度适宜，保证纤维棉进料均匀，搅拌速度稳定。
3．掌握喷涂顺序，防止出现空洞或疏松。4．控制喷涂方向和角度，保证喷涂均匀连续。4.3.4 基底预喷：
无机农业技术 篇3
关键词：无机非金属材料 测试技术 教学改革与实践 教学效果
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2012）11（b）-0207-01“无机非金属材料测试技术”在当代材料科学研究中占有重要地位，是材料类本科生及硕士研究生的必修课和学位课，在教学中占有极其重要的地位。此外，在科研生产实践过程中，X射线衍射分析、电子显微结构分析、X射线荧光光谱分析以及热分析等测试技术的应用越来越多。本课程的教学目的，通过对各种大型精密仪器的理论原理、结构功能和应用领域的介绍，使学生理解和掌握利用这些大型精密仪器分析材料的组成、结构，以解决材料组成、结构与性能的关系。结合学校办学特色，着重讲解测试技术分析方法的原理及其在无机非金属材料研究中的应用实例，注重培养学生应用所学测试技术分析工程实际问题的能力。
本文从无机非金属材料测试技术的课程特色出发，将教学与学术研究紧密结合，探讨了本教学团队在多年的教学中过程中总结的经验、规律以及开展的教学改革措施。
1 无机非金属材料测试技术的课程特色
景德镇陶瓷学院“无机非金属材料测试技术”是江西省本科和硕士研究生优质课程，这是一门多学科交叉性、发展性和前沿性的课程，以高度自动化控制和分析数据处理的高度计算机化为主要趋势，因而各种数据分析软件层出不穷，及时更新和补充教学内容是本课程一大特色。其次，该课程教学基础理论抽象难懂，并且课程讲述的测试仪器大多为高端精密的大型设备，不具备“解剖”仪器设备的客观条件；最后，该门课程虽然是一门理论课，同时，又具有很强的实践性，尤其本校的人才培养目标为“培养为我国陶瓷工业和地方经济建设与社会发展服务的基础扎实、知识面宽、有较强实践能力和创新精神、素质高、作风朴实、面向基层的应用型高级专门人才”，如何结合学校办学特色，针对课程特点，更好地开展教学研究和教学改革活动一直是个值得深思的问题。
2 无机非金属材料测试技术的教学改革措施
2.1 打造教学团队，提高课程教学的生命力
课程教学的生命力，不仅来自于课堂内容的更新和补充，还源自于一个年龄、学历、职称以及学缘结构合理的有机的教学团队。通过课程教学团队的建设，弥补了教研室作为教学管理单位在教学改革管理过程中的滞后。团队内形成“以老带新”的良好模式，实行老教师对中青年教师的“传、帮、带”，坚持老带新的教授听课制度，加强老对新的教学过程全程的指导，进一步提升团队的整体教学水平，并定期开展青年教师教学公开课、讲课比赛、教学名师示范教学、教学文件的展评，课件评析等活动帮助青年教师更快地提高教学水平。
2.2 系统地构建了本课程的知识体系，转变了教学手段、方式和方法
科学构建了适合于一般工科院校无机非金属材料工程专业测试技术课程的知识体系，从以“介绍测试设备基本原理与操作为主”的传统教学方式转变为以“解决陶瓷材料工程实际问题和性能改善为核心”的分析应用能力培养方式，在长期的建设中形成了自己鲜明的特色和优势。理论教学为以无机材料（陶瓷）三大基本测试技术（X射线衍射分析、电子显微分析、热分析）为主、其他分析技术为辅的四大知识模块，知识点清晰、学习目标明确。采用多媒体结合传统板书的教学手段，制作的多媒体课件集影像、文字、动画、声效于一体，将抽象的知识直观化、形象化，增大了信息量，有效扩展了课时容量，调动学生主动学习的积极性，提高了教學效率。在重点和难点知识内容上，采用问题式教学方法，以问题为中心、以学生为主体、以教师为导向、以培养学生解决问题和自主学习的能力为教学目标。在某个知识点的讲授上，先设计问题，将学生置于问题情景中，调动学生的主动思维，学生通过自主探究和合作来解决问题，从而掌握在问题背后的知识，更深层次地理解课程的重点和难点。在测试方法的应用方面，则以本课题组和国内外最新研究成果为案例，采用案例式教学方法，引导学生掌握测试结果的分析和应用，扩大学生的视野，为后续专业课学习打下坚实的基础。
2.3 创新了实践教学内容和组织形式，构建立体化的实验教学体系
测试技术是一门理论性强，同时实践性又很强的课程。在材料专业本科、硕士生的毕业论文过程中，多种测试分析方法被用来解释和分析实验过程出现的问题以及获得的结论，对学生的实践和应用能力有很高要求。在本课程中，以提高学生实践和综合分析能力为目标，构建了以综合设计性实验为核心、基础性实验为基础、开放式实验为提高、虚拟实验为拓展的全过程、全方位立体化的实验教学体系。科学地处理了实验课程内容的技术性、综合性和探索性的关系，在实验教学安排上，制定了“必修课程实验＋综合设计性实验周”的培养模式。基础性实验使学生对几大测试方法有一个理性和感性的认识，了解了仪器结构和工作原理。综合设计性实验和开放性实验则在培养学生动手能力的基础上，让其对测试分析技术的应用得到提升，在课程导师的指导下自行实验并对实验样品的测试结果进行分析和解释，撰写小论文。而通过网络平台建设的虚拟实验室，弥补了多数测试设备过于精密学生难以动手亲自操作的不足，便于在基础实验和综合设计性实验之后多次复习和回顾所学内容。
2.4 编著出版了体现专业特色的教材，补充和完善教学内容
在2001年以及2007年修订再版的《无机材料测试技术》（武汉理工大学出版社）基础上，2011年6月重新修订编著出版了《无机材料测试技术》教材（江西高校出版社），教材内容编排立足于本科教学的特点与要求，有效地处理经典与现代的关系，将无机材料（陶瓷）最常用也是经典的X射线衍射分析、电子显微分析和热分析三种测试技术作为本教材的重点内容，同时授课内容还介绍了扫描隧道显微镜、原子力显微镜、红外、拉曼光谱分析、光电子能谱分析、核磁共振分析等先进的新的测试技术与方法。教材的深度适合本科以及硕士研究生教学，理论联系实际。理论教学内容本着“够用”的原则，主要介绍了各种测试方法的基本原理、仪器的结构原理，试样制备和测试原理。各种测试方法的实际应用部分将无机材料（陶瓷）研究方面的科研成果引入到教材中，用大量的实际应用例子对各种测试方法的具体应用进行了阐述，深入浅出，与科学研究和生产实际联系紧密，该教材获得2011年国家教育部普通高等教育精品教材奖。
3 结语
无机活性保温浆料施工技术 篇4
无机保温砂浆是用于建筑物内外墙的一种新型节能保温砂浆材料, 是一种干粉砂浆, 主要由无机类轻质保温颗粒、石粉、抗裂添加剂、胶凝材料等组成。现今无机活性保温墙体系统主要用于建筑物外墙保温。这种保温系统的施工整体性好, 在保温浆料固化以后, 保温层整体效果一致, 不存在接缝, 避免了接缝热桥以及保温板接缝易开裂的问题。适用于门、窗、圈梁、拐角、柱等变化, 相对于保温板极大减少了“热桥”发生量。其构造图如图1所示。
1 无机活性保温浆料的特点
1) 良好的保温隔热性能;
2) 抗老化耐候性能;
3) 较好的防火性能;
4) 强度高、不空鼓、不开裂;
5) 较好的粘结性, 抗流挂;
6) 施工方便, 现场加水搅拌即可 (适用于各种砖混结构、框架结构和剪力墙结构的墙体保温及复合保温) ;
7) 与一般传统保温材料特点对比见表1。
2 施工工艺
2.1 施工工艺
保温砂浆施工流程图见图2。
2.2 基面检查 (处理)
保温施工前应与相关部门做好结构验收工作, 外墙面基层的平整度和垂直度应符合现行国家施工及验收规范 (GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》、GB50203-2002《砌体工程施工质量验收规范》) , 需要进行以下检查工作。
1) 外墙面的外挂消防梯, 阳台栏杆等安装完毕;
2) 墙面的暗埋管线、预埋件等应提前安装完毕, 并应考虑到保温层的厚度影响;
3) 外窗的辅框安装完毕;
4) 混凝土梁/墙面的钢筋头和凸起物清除完毕, 墙表面凸起物大于或等于10 mm时应剔除干净;
5) 墙面应清理干净, 清洗油渍、清扫浮灰等、墙面松动、风化部分应剔除干净。
经检查合格后方可进行保温施工 (见表2) 。
2.3 放线、打点
保温浆料施工前, 应在墙面做好施工厚度标志, 按下列步骤进行贴饼。
1) 每层用2 m靠尺检查墙面平整度, 用2 m墙体垂直度专用检测尺检查墙面垂直度;
2) 在距楼层顶部约10 cm, 且距大墙阴/阳角10 cm处, 根据大墙角已挂好的垂直厚度控制线, 用无机保温浆料作为标准贴饼 (5 cm×5 cm) ;
3) 待标准贴饼固定后, 在两水平贴饼间拉水平控制线。 (具体做法:将带小线的小圆钉插入标准贴饼, 拉直小线, 使小线控制比标准贴饼略高1 mm, 在两贴饼之间按1.5 m间隔水平粘贴若干标准贴饼) ;
4) 用线坠吊垂直线, 在距楼层底部约10 mm, 大墙角阴阳角10 cm处粘贴标准贴饼;
5) 每层贴饼完成后, 水平方向用2~5 m小线拉线检查贴饼的一致性, 垂直方向用2 m托线板检查垂直度, 并测量贴饼厚度, 记录并计算出超厚面积工程量;
6) 打点 (垂直方向点间隔度为2 m, 水平方向点间隔度1.5 m) 。
2.4 涂刷界面砂浆
1) 将界面砂浆根据基面干燥程度调制成较浓的浆状, 满涂在工作基面;
2) 涂刷时保证涂刷到位, 不得遗漏、空白;
3) 现场所调制的界面砂浆必须在3 h内使用完毕, 超过3 h则不得继续使用;
4) 用电动搅拌器搅拌, 搅拌时间约为10~15 min;
5) 干湿度:界面砂浆的干湿度需根据墙体基面实际情况而定, 一般呈稀糊状;
6) 该项目使用的干粉砂浆是在工厂按照科学配比经混合搅拌制成干混粉, 现场使用时加水搅拌即可。
2.5 无机活性保温浆料层施工
一般项目设计要求保温层厚度是25 mm, 所以保温层施工要分二遍进行, 即:第一遍15 mm、第二遍10 mm, 每一遍施工间隔时间为24 h。施工方法如下。
1) 浆料配比。胶粉料∶玻化微珠∶水=260 (kg) ∶1 m3∶230 (kg) 。
注:水的多少可根据具体情况适量增减。
2) 调制方法。
(1) 水、保温砂浆干粉按顺序放入搅拌机内搅拌, 搅拌时间约为8~10 min;
(2) 将搅拌后的浆料静置5 min;
(3) 再次搅拌2~5 min后方可使用;
(4) 调制好的浆料必须在2 h内使用完毕, 超时不得继续使用。
3) 浆料上墙。
(1) 将配制好的浆料用刮刀边压边推在墙面上, 注意收刮刀痕;
(2) 然后用2 m靠尺靠刮, 调整垂直度、平整度、阴阳角;
(3) 约30 min后进行修补, 用靠尺和水平尺检查施工面情况;
(4) 厚度不宜大于15 mm;
(5) 保温浆料抹灰时按照从上至下, 从左到右, 在压实的基础上可尽量加大施工厚度, 抹至保温标准贴饼高度为宜。
4) 抹保温浆料。专人专职进行保温浆料及抗裂砂浆的搅拌, 来保证搅拌时间和配合比的准确度。2 h内用完保温层浆料。无机 (玻化微珠) 保温砂浆保温层每次抹灰厚度一般在20 mm左右。遍与遍之间间隔24 h, 施工温度偏低时, 间隔时间可适当的延长。施工顺序宜自上而下进行, 最后一遍施工时应达到贴饼、冲筋的厚度, 并用大杠搓平, 使墙面的平整度达到要求。
5) 抹抗裂抹面砂浆。保温砂浆硬化后在其表面抹抗裂抹面砂浆罩面, 涂刮厚度为1~2 mm, 使其具有很好的防渗抗裂性能, 同时对后续装饰工程形成较好的界面。达到设计强度时 (大约7 d) 可进行下道工序, 但前提是必须经过有关方面的验收。
注意: (1) 所有已搅拌的浆料在搅拌好后, 必须在2 h之内用完, 超出规定时间不得使用; (2) 施工期间当温度低于5℃必须停止施工。
2.6 保温砂浆层点补
1) 点补局部不平整现象, 且这些现象是由于保温砂浆层干固收缩引起的;
2) 调整阴阳角、板面的垂直度等;
3) 已施工完的保温砂浆层完成面平整度≤4 mm, 以2m的墙体检测尺检测, 结果为标准;
4) 厚度不小于25 mm。
2.7 热镀锌钢网和保温钉施工
1) 阴阳角玻纤网施工方法。
(1) 见外墙阳角和外墙阴角构造详图 (见图3~4) ;
(2) 在阳角处需从每边双向绕角且相互搭接宽度不小于200 mm, 阴角处不小于100 mm (见图3~4) ;
(3) 当遇到门窗洞口时, 应在洞口四角处沿45°方向补贴一块200 mm×300 mm的标准网格布, 以防止开裂 (见图5) 。
铺设网格布时应防止阳光曝晒, 并应避免在风雨气候条件下施工。
2.8 抹抗裂砂浆
1) 浆料调制。
抗裂砂浆:
抗裂剂∶水∶中砂∶425普硅水泥=0.6kg∶0.4kg∶3kg∶1kg
根据施工的各种条件可适当增减用水量。
注意: (1) 先将浆料搅拌10~15 min, 静置5 min, 再搅拌5 min后才能使用; (2) 调制完毕的浆料需在2 h内使用完毕, 超出规定时间则不可使用。
2) 注意事项。
(1) 注意整理好刀底印、接头痕迹;
(2) 抗裂层厚度不应小于3~5 mm;
(3) 注意阴阳角处理;
(4) 清除抗裂层表面的滴灰;
(5) 已施工完的抗裂层作业面平整度≤4 mm, 以2 m的墙体检测尺检测为标准。
3) 施工完的抗裂层总厚度不小于3~5 mm。
2.9 点补、验收
全面检查已施工完毕的作业面, 修整、点补作业面, 配合相关部门验收。
参考文献
[1]张泽平, 李珠, 董彦莉.建筑保温节能墙体的发展现状与展望[J].工程力学, 2007, 24 (S2) :121-128.
[2]顾天舒, 谢连玉, 陈革.建筑节能与墙体保温[J].工程力学, 2006, 23 (S2) :167-185.
[3]张巨松.新型保温砂浆性能的实验[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版, 2010, 32 (5) :930-934.
无机材料作业 篇5
无机材料作业
B13020906 曲磊
1.了解一种材料，写出起组成，工艺，结构及性能。硅酸盐水泥：硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料加适量石膏磨细而成，不参加任何混合材。
经过破碎及预均化，生料制备，生料均化，预热分解，水泥熟料的烧成，水泥粉磨过程制造。
具有强度高，凝结硬化快，抗冻性好，耐磨性好和不透水性强等优点。
2.简述胶凝材料的种类。
胶凝材料可以分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类。沥青和树脂属于有机胶凝材料，无机胶凝材料按照硬化条件又可以分为水硬性和非水硬性两类。水硬性凝胶材料在掺水后，既能在空气中硬化又能在水中硬化，通常称为水泥。非水硬性凝胶材料只能在空气中硬化，故又称为气硬性凝胶材料，如石灰和石膏等。
3.通用硅酸盐水泥的国家标准规定的废品，不合格品。化学要求、物理要求中任何一项不符合标准技术要求时，判定为不合格品；水泥包装标识中水泥名称、强度等级、生产者名称和出厂编号不全时，判定为包装不合格。只有各项技
无机材料工艺教程作业
术指标检验合格或者水泥强度等级按照规定龄期确认合格后方可出厂，每批水泥出厂时应附有质量保证书。4.硅酸盐水泥的化学组成和矿物组成分别有哪些？
化学组成：硅酸盐水泥熟料主要由氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁四种氧化物组成，通常在熟料中占94%左右。同时，含有约5%的少量其他的氧化物，如氧化镁，硫酐、氧化钛、五氧化二磷以及碱等。
矿物组成：在水泥熟料中，氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁不是以单独的氧化物存在，他们经常在高温煅烧后，以两种或两种以上的氧化物反应生成多种矿物，其结晶细小，通常为30-60微米。因此，水泥的熟料是结晶细小的多种矿物的集合体。在硅酸盐水泥熟料中主要存在以下四种矿物：
1硅酸三钙 ○2硅酸二钙 ○3铝酸三钙 ○4铁相固溶体 ○ 另外，熟料中还含有少量的游离氧化钙、方镁石、含碱矿物以及玻璃体等。通常，熟料中硅酸三钙和硅酸二钙的总含量占75%左右，合称为硅酸盐矿物；铝酸三钙和铁铝酸四钙的总含量占22%左右。在煅烧过程，后两种矿物与氧化镁。碱等，在1250-1280摄氏度开始逐渐融成液相，以促进硅酸三钙的顺利形成，故称为溶剂矿物。
无机材料工艺教程作业
5.物料破碎的定义和目的？常用的破碎机械有几种？
破碎：使大块的物料碎裂成小块物料（>3mm）的过程称为破碎。目的：将大块的物料破碎成小块后，便于他们的运输、储存、预均化、混合、配料和粉磨等。
在水泥生产企业，使用较为广泛的是锤式破碎机。其他的还有环锤式，双齿辊式，锤式，反击式，辊式。6.新型干法水泥预分解窑系统的组成和工艺过程。
预分解窑系统由预热器、分解炉、回转窑、冷却机和煤粉燃烧器组成。预分解窑的生产流程有多种，一般工艺流程如下图所示。
7.简述水泥的水化过程
无机材料工艺教程作业
硅酸盐水泥的水化过程：硅酸盐水泥是由多种熟料矿物和石膏共同组成，加水后，C3S迅速析出Ca(OH)2,所掺的石膏和熟料所含的碱也很快溶于水。一席，水泥的水化在开始之后，基本上是在含碱的氢氧化钙和硫酸钙溶液中进行的。液相的组成依赖于水泥中的各组成的溶解度，但是液相组成反过来也会影响到个熟料矿物的水化速率。
具体过程如下，水泥加水后，C3A立即发生反应，C3S和C3AF也很快水化，C2S则较慢；由于钙矾石的不断生长，使液相中SO4 逐渐减少并在消耗尽之后，就会有单硫型水化硫铝（铁）酸钙出现；若石膏不足，还有C3A和C4AF剩余，则会形成单硫型水化物与C4（A，F）H13的固溶体，甚至单独的C4（A，F）H13，而后者再逐渐转变成等轴晶体C3（A，F）H6。
如图所示为硅酸盐水泥在水化过程的放热曲线，其形式与C3S的基本形式基本相同，据此可将水泥的水化过程简单的划分为三个阶段。
无机材料工艺教程作业
（1）钙矾石的形成期（2）C3S的水化期（3）结构形成和发展期
8.混合材的分类？利用粉煤灰做混合材的意义？
根据来源，混合材分为天然的和人工的（主要是工业废渣），但是通常根据混合材的性质及其在水化过程中所起的作用，分为活性混合材和非活性混合材两大类。
煤粉灰具有是具有一定活性的火山灰质混合材，其活性主要来自低铁玻璃体，其含量越高，则活性越高；适应、莫来石、赤铁矿和自铁矿含量多时，粉煤灰活性下降。粉煤灰水泥在性能上具有干缩性小，抗裂性强，配置混凝土和易性好，水化热低，以及对碱-集料反应有一定的抑制作用等。9.简述用水泥回转窑处置城市生活垃圾的方法和意义。方法：垃圾收集车运送的垃圾在垃圾储仓内储存，用行车进
无机材料工艺教程作业
行搅拌和均化，然后被送至破碎机。垃圾被破碎后继续用行车进行均化，然后经由供料装置被定量送至气化炉中。垃圾与炉内的高温流动介质充分接触，一部分通过燃烧向流动介质提供热源；另一部分气化后形成可燃的气体被送至分解炉进行燃烧，然后经过预热器及废气处理系统净化后排出，同时，垃圾中的不可燃烧物在流动的介质中沉降移动，并从炉底卸除。从不燃物中分选出的金属可以回收利用，其余灰渣则可作为水泥的原料。
无机农业技术 篇6
关键词：大东海；无机磷；无机氮；N/P比值
大东海位于三亚市区东郊，与榆林港毗邻，为自然形成的半月形浅水海湾，是三亚市主要的旅游胜地之一。近年，随着海南国际旅游岛的建设，三亚旅游业迅猛发展，游客人数逐年增加，以及相应增加的海上、海下娱乐设施，都给大东海近岸海域生态环境带来前所未有的压力[1]。在海湾水域，氮和磷是生态系统的重要元素，其含量增加容易引起该海域富营养化现象，从而影响生态环境的质量和生物资源[2]。因此，本文通过分析2014年全年对大东海水体中无机氮、无机磷的监测数据，以探讨该近岸海域水体无机氮、无机磷的动态分布情况，为三亚旅游业持续发展提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 样品采集
在大东海布设3个站点（编号4、5、6，见图1）对其进行全年监测，每月进行一次样品采集，样品的采集、运输，储存均按《海洋监测规范》（GB17378-2007）[3]进行。
1.2 分析方法
采用《海洋监测规范》（GB/T 17378-2007）[3]中的方法进行海水中无机氮、无机磷的分析，所用主要仪器为紫外—可见分光光度计（T6新世纪）。
2 结果与分析
2.1 大东海近岸海域无机氮和无机磷的含量及其变化
2014年1月—12月大东海近岸海域无机氮（亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮三者之和）、无机磷的含量范围及平均值如表1所示。
2014年全年大东海3个监测站位测得无机氮含量范围为：0.032～0.366 mg/L，年平均浓度为0.092 mg/L，根据无机氮月平均值绘制2014年无机氮含量变化趋势图（见图2），其中2月份的无机氮平均含量最高，为0.185 mg/L，5月份的无机氮平均含量最低，为0.041 mg/L。根据海水水质标准[4]，2014年全年无机氮含量均小于02 mg/L，符合一类水质标准。3个监测站位中编号为4的站位无机氮年均含量为0.127 mg/L，编号为5的站位无机氮年均含量为0.077 mg/L，编号为6的站位无机氮年均含量为0.073 mg/L；其中编号为4的站位无机氮含量远远高于其他两个站位的无机氮含量。
2014年全年大东海3个监测站位测得无机磷含量范围为：0.000～0.008 mg/L，年平均浓度为0.002 mg/L，根据无机磷月平均值绘制2014年无机磷含量变化趋势图（见图3，其中6、8、9月份的无机磷平均含量较高，为0.004 mg/L，2、5、10、11月份的无机磷平均含量较低，为0.001 mg/L。根据海水水质标准[4]，2014年全年无机磷含量均小于0.015 mg/L，符合一类海水水质标准。3个监测站位中编号为4的站位无机磷年均含量为0.004 mg/L，编号为5的站位无机磷年均含量为0.001 mg/L，编号为6的站位无机磷年均含量为0.002 mg/L；其中编号为4的站位无机磷含量要高于其他两个站位的无机磷含量。
2.2 大东海近岸海域的N/P比值
Redfield的研究表明[5]，海洋浮游植物细胞以及海水中的N/P比值一般接近16/1，浮游植物对氮、磷的吸收基本上也接近这个比例进行。当某海域营养盐体系发生变动时，这个比值也会因此改变，从而影响海洋环境的生态平衡。N/P比值偏离16/1过高或过低都有可能导致浮游植物受到某一相对低量元素的限制。2014年全年大东海3个监测站位测得N/P比值范围为：1550～201.00，年平均值为52.06，其中只有编号为4的站位6月份测得的N/P比值15.88以及编号为6的站位3月份测得的N/P比值15.50低于16，其他测得比值均高于16。
3个监测站位中编号为4的站位年均N/P比值为55.52，编号为5的站位年均N/P比值为38.38，编号为6的站位年均N/P比值为41.74；其中编号为4的站位年均N/P比值最高，且3个监测站位的N/P比值都大于16。
3 讨论
大东海2014年全年无机氮、无机磷含量除编号为4的站位1、2月份测得的无机氮含量以外均符合一类海水水质标准，表明该海域水质良好。但是从监测结果可以看出编号为4的站位测得的无机氮、无机磷含量均高于其他两个站位所测得结果，无机氮年均值分别是编号为5、6站位的165倍、1.74倍；无机磷年均值分别是编号为5、6站位的4倍、2倍。表明该站位受污染程度较大，其原因主要是：紧靠该站位有多个酒店，生活污水大量排入，且在该站位附近有一潜水基地，这都是导致该站位水质差于另外两个站位的原因。
大东海2014年全年N/P比值除编号为4的站位6月份测得的N/P比值15.88以及编号为6的站位3月份测得的N/P比值15.50略低于16，其他测得比值均高于16，表明该海域无机氮较无机磷相对丰富，那么无机磷就为大东海近岸海域的生长限制因子。另有研究指出，当近岸海域水体的N/P比值为5～15时，可能最适合赤潮生物生长[6]，所以本海域发生赤潮的可能还是很小的。
参考文献：
[1]王汉奎，董俊德，张偲，等.三亚湾氮磷比值分布及其对浮游植物生长的限制[J].热带海洋学报，2002，21（1）：33-39
[2] 王慧祺，潘剑宇，车志伟.三亚湾海水中无机氮、无机磷的时空分布和氮磷比值变化研究[J].科技传播，2012（9）：99-100
[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.中华人民共和国国家标准[S].北京：中国标准出版社，2007
[4] 中华人民共和国环境保护局.GB3097-1997海水水质质量标准[S].北京：中国环境科学出版社，1997
[5] Redfield A C，Ketchum B H，Rechards F A. The influence of organisms on the composition of seawater[A].New York：Interscience，1963.26-77
[6] 何建宗，韩国章.南中国海及香港海域赤潮形成机制研究[M].广州：高级教育出版社，1995：77-84
（收稿日期：2015-02-03）
外墙无机保温砂浆的制备技术研究 篇7
随着建筑外保温工程的逐年推进,以粘贴有机保温材料如聚苯板为代表的一类外保温技术暴露出众多缺陷:防火性能差,易引发火灾;耐候性差,生命周期只有约20年;多层搭配施工繁琐;容易开裂脱落。无机保温砂浆是由无机轻质保温颗粒、胶凝材料、填料以及添加剂按照一定比例配制而成的功能型预拌干粉砂浆[1],大量的多孔轻质骨料均匀分布其中,对热传导起到很大阻挡作用,用于建筑物内外墙能起到良好的黏结、保温隔热和节能的效果,与有机保温材料相比具有以下突出的优势:①防火性能优越,燃烧性可达A1级;②绿色环保;③减少空鼓开裂风险;④施工简单,可直接涂抹于毛坯墙面,无需钉锚固件、架钢丝网、涂抹黏结剂等工序;⑤性能稳定,耐老化耐候性强,其耐老化年限远远高于其它有机材料,可以与主体结构的使用寿命相匹配[2,3,4,5]。
本试验通过对无机保温砂浆的各组分分别进行研究,选取不同类别的保温材料、不同的胶凝材料用量、不同种类的填料及外加剂分别制备保温砂浆[6,7,8,9],并对产品的综合性能进行了考察,得到保温效果及施工性、黏结性能、强度均佳的无机保温砂浆,期望推动无机环保产品在建筑节能工程中的应用,提高外墙外保温的工程质量。
1 试验原材料
(1)无机保温材料:硅藻土来自青岛某硅藻土生产公司;珍珠岩来自常州轻质保温材料厂;空心玻璃微珠来自秦皇岛市某公司;空心陶瓷微珠、海泡石、反光玻璃珠均来自河北某保温材料厂;漂珠来自镇江某保温材料厂;玻化微珠为信阳及廊坊某保温材料厂生产;气凝胶粉体来自陕西某新型材料有限公司,导热系数0.017~0.022W/(m·k)。
(2)胶凝材料:42.5级普通硅酸盐水泥。
(3)填料:石英砂粉,重质碳酸钙粉,硅灰石粉,超细硅微粉。
(4)添加剂:可再分散乳胶粉;聚丙烯纤维,长度为6mm,市售;羟丙基甲基纤维素醚(HPMC),黏度为100000m Pa·S,市售;木质纤维,市售。
2 试验方法
2.1 试样制备
称量好各种原材料,首先将水泥、填料、添加剂及分散好的各种纤维均匀混合制成干粉,加水搅拌3~4min,然后加入保温骨料组合搅拌5~6min得到干粉砂浆混合料。试样及试模采用塑料薄膜覆盖,在标准实验室条件下养护3d后脱模,脱模试样在标准环境条件下养护至28d。
2.2 性能测试
干密度和线性收缩率参照GB/T 5486.3—2001《无机硬质绝热制品试验方法密度、含水量及吸水率》。导热系数参照GB 10294—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》。拉伸黏结强度参照JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶黏剂》。抗拉强度参照GB 16777—2007《建筑防水涂料试验方法》。抗压强度、软化系数参照GB/T 5486.2—2001《无机硬质绝热制品试验方法力学性能》。其他性能指标参照JG/T 283—2010《膨胀玻化微珠轻质砂浆》。
3 结果与讨论
3.1 不同保温材料对保温砂浆保温效果的影响
3.1.1 不同种类保温材料物理性能比较
保温材料是决定保温砂浆保温性能的最重要因素,选择合适的保温材料是制备无机保温砂浆必须首先确定的工作。本试验选取八种不同类别的轻质保温材料进行对比试验,并以常规填料滑石粉(400目)为参照物进行对比,各种不同的保温材料与滑石粉的物理性能对比见表1。
保温材料密度越小保温隔热性能越好,上述保温材料中空心玻璃微珠、陶瓷微珠、珍珠岩、漂珠及玻化微珠材料本身的导热系数较低,保温隔热性能较好。但空心玻璃微珠与陶瓷微珠的市场售价较贵,考虑原材料成本不适合应用在砂浆类产品中。
3.1.2不同种类保温材料制备保温砂浆性能考察
将3.1.1中的各种保温材料与滑石粉分别按照相同的配比制备成保温砂浆,考察各无机保温砂浆的综合性能,包括砂浆的施工性、拉伸黏结强度、抗拉强度、抗压强度以及保温隔热性能等。保温砂浆材料配比(重量比)见表2,采用上述保温材料制备的无机保温砂浆性能测试对比见表3。
%
由表3可见,越是轻质的骨料其制备的砂浆导热系数也越低,其中玻化微珠作为中空封闭的球状矿物颗粒密度最小,其制备的保温砂浆导热系数最小,相应的保温隔热性能也最好,导热系数测试结果接近JG/T 283—2010中对抹灰型保温砂浆的要求,适合被选作无机保温砂浆的骨料。然而玻化微珠砂浆的各种强度性能相对较差,如拉伸黏结强度及抗拉强度均非常低。由于本试验研究的无机保温砂浆用于外墙抹灰,经批刮施工后与墙体材料黏结在一起,拉伸黏结强度与抗拉强度是非常重要的性能指标。只有砂浆具有一定的黏结力,才能与基层实现有效的黏结,并长期保持这种稳定性,否则,砂浆易在各种变形引起的拉应力或剪应力作用下,发生空鼓、开裂、脱落等问题。本试验选择玻化微珠为主要保温材料开展外墙无机保温砂浆配方研究,综合考察平衡隔热性能及强度性能,对关键组分进行考察,从中筛选综合性能均佳的保温砂浆配比。
3.1.3 不同玻化微珠对保温砂浆性能的影响
本试验收集三种不同厂家的玻化微珠制备保温砂浆,分别对比三种材料的物理性能及制备砂浆的各项性能,砂浆配合比同表2,试验结果见表4。
不同厂家的玻化微珠物理性能不同,造成制备的保温砂浆在导热系数及强度性能方面的差别较大。干密度小的玻化微珠产品配制的无机保温砂浆导热系数相对较小,如3号,但在抗压强度及抗拉强度方面表现不佳,批刮施工时砂浆整体松散缺乏黏性。作为无机保温砂浆的关键原材料,玻化微珠的选择非常重要,控制原材料的的品质是控制无机保温砂浆产品稳定性的前提。本试验中2号产品综合性能表现较好,可作为候选材料。
3.1.4 保温材料配比对保温砂浆性能的影响
玻化微珠作为保温材料其保温隔热性能极好,然而强度不够,砂浆在受到挤压或者拉拔时易碎,考虑选择强度较高的保温材料与玻化微珠搭配组合来制备保温砂浆,由3.1.1筛选试验找出漂珠是一种强度较高保温隔热性能中等的保温材料。本试验采取漂珠加玻化微珠的组合,随着玻化微珠加量比例的变化(占保温材料组合总量)制备的保温砂浆性能变化情况如图1、图2、图3所示。
随着保温材料组合中玻化微珠加量的减少,漂珠加量的增加,所制备的无机保温砂浆导热系数逐渐增大,保温隔热性能变差,但抗压强度及拉伸黏结强度等指标却逐渐变佳,说明加入漂珠可以改善单一玻化微珠粒径小、表面积大的缺陷,减少骨料之间孔隙率,提高砂浆的强度及施工性能。试验结果表明,玻化微珠占保温材料组合的加量比例在75%~90%之间综合性能较好。
3.2 水泥用量对玻化微珠保温砂浆性能的影响
胶凝材料是影响保温砂浆强度的主要因素,本试验分别以三种不同水泥用量制备保温砂浆,考察砂浆的性能,结果见表5。
由表5可知,随着水泥用量的增加,砂浆的强度逐渐增大,水泥用量提高至57%后,强度达到JG/T283—2010中对抹灰砂浆的性能要求。
3.3 填料对玻化微珠保温砂浆性能的影响
保温砂浆中如果全部采用玻化微珠,形成的保温砂浆内部空隙大,材质酥松强度较低,因此,需要选取一些粒径较小的填料与玻化微珠搭配使用,在尽量不影响材料导热系数的前提下,提高保温砂浆的各项强度性能。本试验分别选取石英砂、重质碳酸钙粉、超细硅微粉及硅灰石粉作为细填料,制备保温砂浆并考察性能,试验结果见表6。
试验结果表明,重质碳酸钙粉因粒径较细对导热系数的影响较大;石英砂粉和超细硅微粉加入后对导热系数影响不大,但砂浆强度也没有太大提高;硅灰石粉可以较大地提高砂浆强度,而且保温隔热性能更好,适合用于制备保温砂浆。
3.4 气凝胶对玻化微珠保温砂浆性能的影响
气凝胶是近年来出现的新型轻质纳米多孔性非晶固态材料,通常指以纳米级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在网络孔隙内充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。气凝胶具有轻质和纳米多孔网络结构特点,能有效限制固态热传导和气态热对流,具有优异的绝热性能。该材料价格较贵,可作为辅助保温材料添加到保温砂浆中。外保温工程中如果单独使用无机保温砂浆来满足建筑热工设计要求,导热系数必须低于0.07W/(m·K),此时纯玻化微珠保温砂浆的强度很差,因此,保温砂浆研究的目标是尽可能将砂浆的导热系数降低,同时又能保持良好的力学性能。本研究通过在砂浆中添加少量气凝胶降低导热系数,同时减少玻化微珠的加量,增加凝胶材料来增加强度。试验结果见表7。
气凝胶的加入能够大大提高砂浆的保温隔热性能,降低导热随之系数,随着气凝胶掺量的增加,导热系数降低。但加入气凝胶后砂浆的强度变差,材料变得很轻且脆,手搓后易粉化,无法满足抹灰型砂浆在墙面施工干燥后的强度要求,若用于热反射保温体系的基层,将会给后期耐久性能带来隐患,因此,气凝胶用于保温砂浆中的推荐用量不能超过1%。
4 结论
(1)通过保温材料的对比筛选试验,确定玻化微珠与漂珠为无机保温砂浆最合适的保温材料组合,其中玻化微珠占保温材料组合的比例在75%~90%之间时,综合性能较好。
(2)水泥用量超过57%后,无机保温砂浆的强度性能才能满足要求。选择硅灰石粉作为细填料可以较大地提高砂浆强度,而且保温隔热性能更好,适合用于制备无机保温砂浆。
(3)为了降低导热系数同时保证足够的强度,无机保温砂浆中加入气凝胶能够降低干密度以及导热系数,气凝胶掺量不能超过1%。
参考文献
[1]李胡勇,杨艳.无机保温砂浆研究进展[J].混凝土与水泥制品,2015(2):69-72.
[2]吴文杰,余以明.基于单因素分析玻化微珠保温砂浆的配合比研究[J].材料导报,2014,28(11):385-390.
[3]瞿晓玲,赵旭光.组分对玻化微珠保温砂浆干燥收缩的影响[J].材料科学与工程学报,2015,33(2):283-287.
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[5]贺志敏,闫成文.膨胀玻化微珠保温砂浆配制技术试验研究[J].新型建筑材料,2007(8):73-76.
[6]曾亮,黄少文.玻化微珠保温砂浆的性能优化[J].南昌大学学报,2008,30(4):341-344.
[7]李宝佳.水泥基保温砂浆的制备与性能研究[D].济南:济南大学,2012.
[8]江飞飞.玻化微珠无机保温砂浆及其保温系统的研究[D].重庆:重庆大学,2010.
无机活性保温砂浆外墙施工技术 篇8
关键词：保温砂浆,外墙面,施工,检验方法
梅园6号楼建设地点位于新绛县新城区。本工程地下1层, 地上11层, 总建筑面积6 396.8 m2, 总长为42 m, 总宽11.6 m, 高37.3 m。建筑结构形式为剪力墙, 外墙采用200厚加气混凝土砌块, M5.0的混合砂浆砌筑。外墙保温层采用40 mm厚无机活性保温砂浆。
1 施工工艺
1) 面砖外墙面 (用于建筑高度h≤30 m) :基层墙体→聚合物砂浆界面或108胶素水泥浆一遍→保温砂浆 (带圆盘塑料膨胀螺栓锚入墙内不小于25, @500×500固定) →压入0.7~0.9热镀锌钢丝网, 网孔12.7×12.7→保温砂浆涂抹压光3~5厚→陶瓷粘结剂→面砖外墙面, 柔性面砖勾缝剂。2) 涂料外墙面 (用于外保温层厚度30<&≤60, 建筑高度h>30 m或保温层厚度&>60, 建筑高度h≤30 m) :基层墙体→聚合物砂浆界面或108胶素水泥浆一遍→保温砂浆 (带圆盘塑料膨胀螺栓锚入墙内不小于25, @500×500固定) , 压入0.7~0.9热镀锌钢丝网, 网孔12.7×12.7→保温砂浆涂抹压光3厚→涂料外墙面。
2 施工流程
基层处理→吊垂直、套方、弹控制线→做灰饼、冲筋→刷108胶素水泥浆一遍→在毛坯墙上直接抹保温砂浆→挂钢丝网→抹罩面保温砂浆→饰面层施工。
3 施工要点
3.1 基层面检查及施工条件
1) 基层墙体:建筑物中起承载或围护作用的外墙墙体, 可以是混凝土墙体或各种砌体墙体。2) 基层墙面清理干净, 基层墙体表面不得有油污、脱模剂、浮尘等污染物, 墙面不平整处可用角磨机打磨或水泥砂浆找平。基层墙面若太干燥, 应适当洒水润湿。脚手架眼及施工留洞已用水泥砂浆堵塞密实, 外墙上打眼处做好防渗措施, 门窗框安装完毕。外墙上的消防梯、水落管、各种进户管线等各种预埋件已安装完毕。并会同甲方、监理机构验收合格。3) 保温施工时应避开雨季施工, 防止雨水冲刷墙面。4) 施工条件:本系统的施工24 h内, 环境温度不应低于5℃, 严禁在大风、大雨以及阳光直射下施工。否则需采取防护措施。当气温低于5℃时应采取相应措施。5) 平整度和垂直度检查:2 m靠尺检测平整度和垂直度, 要求控制在不大于3 mm。6) 刷108胶素水泥浆一遍 (配合比为:108胶∶水=1∶4) 。
3.2 吊垂直、套方、冲筋、厚度控制
1) 施工前首先读懂图纸, 仔细做好每道檐子和造型, 确认基层结构墙体的伸缩缝、墙体体型的具体部位, 并做出标记。2) 在建筑物外墙大角 (阳角、阴角) 、飘窗沿、阳台沿、平窗窗套及其他必要处挂垂直基准钢线, 每个楼层适当位置挂水平线, 以控制墙面的垂直度和平整度。用保温砂浆做50 mm×50 mm标准贴饼, 之后按间隔1.5 m左右沿垂直方向粘贴标准贴饼。3) 在2 m左右高度, 离两边阳角100 mm~200 mm处各做一个大小70 mm直径的灰饼, 厚度按墙面垂直度定, 灰饼采用保温砂浆, 然后根据上面两个灰饼用靠尺挂垂线做下面两个灰饼, 再用这四个灰饼拉小线做出其他中间灰饼, 其间距以1.2 m~1.5 m为宜。根据灰饼厚度, 用底子灰将上下同一直线的灰饼成一条宽约100 mm的标筋面应与灰饼面平。4) 施工完成后由专人对贴饼水平方向和垂直方向进行检查, 将检查结果记录后对材料用量做出预算, 按抹灰厚度控制保温砂浆用量。
3.3 保温浆料的配制与施工
1) 保温浆料应在现场用砂浆搅拌机进行搅拌, 按照浆料所用水灰重量比 (0.9∶1) 先注入水, 再加入保温浆料搅拌1 min~2 min, 使料成膏体状, 即可使用。2) 搅拌由专人操作, 以确保搅拌质量和搅拌时间符合施工规定。搅拌的浆料应便于操作且不沉底, 和易性符合质量要求。搅拌完毕检查合格才能用于抹灰, 并做好施工质量记录。搅拌好的保温浆料一般在45 min内用完, 不许另外加水。3) 保温浆料的施工:保温浆料施工时分两道抹灰, 每道粉刷的厚度10 mm~15 mm左右, 保温层整体厚度达到设计要求。涂抹时应压紧压实, 抹灰顺序按照从上至下, 从左到右抹灰, 去高补低。落地灰去除结块、杂质后及时搅拌利用, 掺量不得超过1/6。配合好的保温砂浆料应在45 min内用完。4) 每道施工间隔时间以24 h为宜, 且每道施工工序必须紧压密实, 杜绝有疏松、空鼓、开裂、起壳等不良现象的发生, 并控制其表面的垂直度、平整度。
3.4 挂钢丝网片
1) 在保温层厚度距设计厚度小于20 mm并干燥固化后, 应在墙面每隔500 mm×500 mm用冲击钻打孔, 钉塑料膨胀锚栓, 并悬挂热镀锌钢丝网, 钢丝网要求直径0.7~0.9, 网孔12.7×12.7。2) 锚固点在墙面上的排布应基本均匀, 钢丝网的搭接部位附加锚固点。3) 外墙阳角和阴角部位, 锚固点距墙角的水平距离不应大于150 mm, 且不宜小于100 mm;上下间距不应大于500 mm。4) 锚固件进入基层墙体的有效深度不应小于25 mm。当基层墙体为加气混凝土制品时, 其进入的有效深度不应小于70 mm;对有空腔结构的基层, 应采用有回拧功能的锚固件。
3.5 抹面层保温砂浆
1) 面层保温砂浆的施工应在底层保温层基本硬化后进行。2) 面层表面用抹子搓平, 压实收光即可, 若用面砖饰面则不用收光, 应保留粗糙面, 便于与护面层结合。
3.6 特殊部位施工
1) 外墙外保温对外墙阳角部位加强应符合下列要求:涂料饰面时, 应在首层阳角部位的面层中增加钢板护角, 以提高抗撞性能, 如图1所示。2) 外墙勒脚部位的外保温做法:a.外墙勒脚 (用于有地下室) :外保温底端距散水预留20 mm宽缝, 保温层构造施工完毕, 底层附加一层加强网。散水与外墙之间预留30 mm宽的缝隙, 采用聚苯乙烯泡沫作分隔条, 养护期满后, 用耐候密封胶嵌缝。b.外墙勒脚 (用于无地下室) , 外保温施工至散水垫层, 底层附加一层加强网, 外保温与散水之间预留30 mm宽的缝隙, 采用聚苯乙烯泡沫作分隔条, 养护期满后, 用耐候密封胶嵌缝。填塞时分隔缝两边粘贴3 cm宽美纹纸, 既可防止沥青污染散水表面, 也可使分隔缝内沥青砂浆平直、美观。缝隙处棱角施工务必精工细作, 整齐才显美观。3) 基层墙体设有变形缝时, 外保温系统应在变形缝处断开, 缝中可粘设软聚乙烯泡沫塑料或填塞低密度聚苯板, 缝口设变形缝金属盖板。
4 检验方法和质量验收标准及成品保护
4.1 检验方法标准
1) 外墙外保温工程应按现行国家标准GB 50300-2001建筑工程施工验收统一标准、GB 50411-2007建筑节能工程施工质量验收规范中的规定进行施工质量验收。2) 应以东、西、南、北四面外墙中每500 m2~1 000 m2划分一个检验批, 每检验批每100 m2应至少抽查一处, 每处不小于10 m2。3) 验收应符合下列规定:a.保温层垂直度尺寸允许偏差应符合现行国家标准GB 20210-2001建筑装饰装修工程质量验收规范中的规定。b.工程竣工后分项工程施工质量验收应符合现行国家标准GB 50210-2001建筑装饰装修工程质量验收规范中的规定。
4.2 质量验收标准
4.2.1 保温工程主控项目
1) 无机活性保温砂浆构造做法符合设计规范要求, 保温层厚度均匀, 不允许有负偏差。2) 各构造层之间粘结牢固, 无脱层、空鼓裂缝, 面层无粉化、起皮、爆灰等现象。3) 所有材料规格、质量、性能应符合国家有关标准及企业标准。检查方法:观察, 检查施工质量记录, 面层无粉化、起皮、爆灰现象。
4.2.2 保温工程一般项目
1) 表面平整、洁净、接槎平整、毛面纹路均匀一致, 表面无抹子印。2) 分格条横平竖直, 宽窄一致, 滴水线位置正确, 线条顺直。保温层允许偏差及检验方法见表1。
4.3 成品保护
1) 保温材料进入现场后应贮存于阴凉处, 避免太阳暴晒和雨淋, 防止包装破裂, 材料在使用前应充分搅拌均匀。2) 拆除吊篮时, 应防止破坏已经抹好的墙面, 门窗洞口、边角等易破坏地方应做好防护措施。其他作业时不得污染和损害墙面, 严禁踩踏窗口。3) 各构造层施工完毕应做好成品保护, 凝结硬化之前应防止水冲、撞击、震动。4) 竣工后派专人对墙面进行看管, 严禁在墙面再实施剔凿作业。
5 结语
无机活性保温砂浆作为新型的保温材料, 在施工过程中施工方法简单, 省时省工, 具有良好的节能保温性能, 能达到A级防火要求, 与其他保温系统相比, 具有明显的经济社会价值。
参考文献
[1]GB 50411-2007, 建筑节能工程施工质量验收规范[S].
无机EL显示技术研究和开发进展 篇9
无机EL显示是重要的平板显示技术之一,具有全固化、主动发光、视角宽(>160o)、响应速度快(<1ms数量级)、对比度大(ICETM1 000∶1)、分辨率高(2 000 lpi)、工作温度宽(-60～85 °C)、抗冲击和抗震动能力强(～200 G)、EMI辐射低、寿命长(>105 h)、与LCD界面兼容、结构简单紧凑、重量轻、环境友好、造价低等优点,应用于工业、医疗电子、仪表、运输和有特殊要求的办公室,特别在头盔、飞机座舱、车载舰载仪表显示等军事以及航天应用领域具有其他平板显示器难于替代的优势。
在国外,日本Sharp电子公司和美国Planar Systems公司几乎同时(1983年)从事单色ZnS∶Mn ACTFEL 的产业化。但是,国内最近40余年在无机EL显示器产业化方面的努力相继失败。本文总结了国内外最近十多年在无机EL显示领域理论研究和技术开发方面的进展情况,概览了当前世界产业状况,结合作者在该领域的实践提出了一些重要的科学与技术问题,并提出自己的看法。
1 无机EL显示理论研究
从法国科学家G. Destriau发现高场电致发光的70多年来[1],国内外该领域的学者在无机EL器件物理、结构设计、各层材料选择、薄膜沉积和制造缺陷分析方面做了大量的工作, 其中尤以Y.A. Ono的总结最为详尽,标志着无机EL显示器件的理论研究和生产方法进入了成熟阶段[2]。但是,作为一门重要的技术学科,国内外学者为了克服无机EL全彩色显示的困难、进一步提高器件的亮度、稳定性和可靠性以及降低器件阈值做了大量的工作,以下对作者所掌握的部分内容作简要介绍。
1.1 分层优化
我国发光学的奠基人之一徐叙先生为了解决全彩色显示中的蓝光问题在1990年前后提出了分层优化概念,即在通常的ACTFEL器件结构中引入电子加速层以提高进入发光层的电子能量,随后在SiO2、ZnS中获得了证实[3,4]。其中一个例子是玻璃基片/ITO/SiO/SiO2/ZnS∶Re/SiO2/SiO/Al(Re为掺杂的发光中心离子),其中SiO为电子预热层,SiO2为电子加速层。据理论估计,电子由SiO2层进入ZnS∶Re层时可以获得0.5 eV的能量。为了进一步提高器件的亮度,可以选择能够提供较多有效电子的材料或使用级联结构。所谓级联,就是用加速层把发光层分隔以产生更多的界面,其依据是加速层和发光层界面电子的能量较高,薄膜中的电子能量较低。
从器件原理上讲,这种器件构想是合理的。但是,该器件的实施却有非常大的难度,因为有太多的问题需要克服。一是加速层的材料问题,所研究的SiO2、ZnS是低介电常数材料,将导致器件阈值的显著提高。二是加速层采用半导体材料,与发光层和介质层的界面匹配难于同时达到理想的效果。三是加速层若为非晶半导体,非晶薄膜的晶格扭曲和缺陷将大大地减小电子输运中获得加速的能力,即使采用多晶材料,晶界对获得加速的电子速度的减弱作用也不可忽略,若采用单晶薄膜目前对于ACTFEL器件在制造上还无法实现。四是获得预加速的电子穿过加速层与发光层的界面时有能量损失,需要把界面的厚度减到最小,实际上做到这一点是相当困难的。事实上,徐叙■先生领导的天津理工学院材料物理研究所特别是北方(现为北京)交通大学光电子研究所在ACTFEL器件发光层的电子输运理论模型方面做了大量有成效的工作,至今是我国在该领域难于超越的理论高峰[5,6,7]。
1.2 复合介质的厚度设计原则
ACTFEL器件的介质要求高的介电常数、高的击穿场强和自愈型击穿,实际上目前已知的几乎所有的介质都难于同时满足这三个要求,因此,上、下介质通常采用二层或更多层的堆垛结构,把低介电常数、高击穿场强和自愈型击穿的介质1与高介电常数、低击穿场强和传播型击穿的介质2复合。中科院长春光机所的钟国柱等从理论上推导了二层介质的厚度选择原则[8]:
式中,d1、ε1、E1B分别为介质1的厚度、介电常数、击穿场强,d2、ε2、E2B分别为介质2的厚度、介电常数、击穿场强。该式的推导中假设介质1击穿时的复合绝缘层的总电压等于介质2的击穿电压。实践表明,在缺乏实验数据时,该式可以作为绝缘层的厚度优化依据以减少工作量,我们在制备ZnS∶Mn 和Zn2Si0.5Ge0.5O4∶Mn ACTFEL器件时所采用的SrTiO3/Ta2O5复合介质也考虑了这个原则[9]。
1.3 介质的选择依据
实际上,介质材料的选择需要考虑电荷储存密度、击穿场强外,还必须考虑稳定性、位垒性质和相临层的界面。介质选择的根据是品质因子(即介电常数和击穿场强的乘积)和ISI匹配。介质/电极界面考虑的是,在ITO上沉积介质通常要求用电子束蒸发或高速溅射以减轻等离子体对ITO的破坏。A.N. Krasnov 综述了常用介质Ta2O5、SiO2、SiON、Si3N4、Sialon、BaTiO3、Y2O3、Al2O3、HfO2的特点及在器件中的应用选择,见表1。从表1可以看出,Sialon作为TFEL介质其综合性能较好[10]。我们采用Y-α-β Sialon作为 ZnSixGe1-xO4∶Mn ACTFEL显示器件的底介质,相对于BST(BaxSr1-xTiO3)底介质器件的初始打火点的提高超过了100 V[11],其原因可能是Sialon薄膜的组成中含有SiO2、SiON、Si3N4、Y2O3、Al2O3成分而结合了这些介质的优点,从而获得好的界面匹配性能。A.N. Krasnov还分析了BaTiO3、Y2O3、Si3N4、Al2O3与ZnS∶Mn的界面态分布,指出BaTiO3/ZnS∶Mn的界面态深且密度高;Y2O3/ZnS∶Mn的界面态密度高但分布较宽,浅能级的贡献显著,引起工作电压的升高;Al2O3/ZnS∶Mn的界面态较深,但密度较低,器件的亮度低;SiON/ZnS∶Mn由于界面的结合性差,界面态较浅;Si3N4/ZnS∶Mn的界面态深,密度适中,但工作过程中界面态分布会向浅能级漂移;Ta2O5可以采用多种溅射方法制备,但与ITO发生反应,而且Ta2O5/ZnS界面的能级太浅, Ta2O5与ZnS的粘着性差。
介质和电极的匹配也影响器件的性能。比如在ITO上沉积Al2O3会形成位错,ITO/BaTiO3、ITO/Ta2O5界面发生氧亲合性,SiO2/金属界面发生电荷束缚,因科镍/Al2O3发生相互作用降低界面的粘结强度。介质和电极的不匹配降低器件的亮度和稳定性问题,可通过引入中间层解决,如因科镍/Al2O3引入Ti以增加附着力,ITO/BaTiO3之间插入Al2O3以降低氧的亲合性。下介质也影响发光层的结晶性,如在择优取向的BaTa2O6下介质层上以MOCVD法沉积的ZnS∶Mn呈岛状成核,而在Y2O3下介质层上沉积ZnS∶Mn由于发生了[100]到[111]取向的变化,结晶性较差。
在我们整整4年的工作印证中,上述的观点对于器件结构设计和材料选择基本上是可借鉴的。需要指出的是,在ZnS∶Mn发光层上射频磁控溅射SrTiO3薄膜发生了严重的剥落现象。
1.4 超高偶极矩介质在交变电场下的不稳定性
普通介质的介电常数在几十以下,品质因子不大于5 μC/cm2。iFire Technology采用的厚膜印刷膏之一的主要成分为PMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3),属钙钛矿型结构,其居里温度为15～45 °C,介电常数在10 000左右,击穿场强可达106 V/m数量级,品质因子为几十μC/cm2,因而极大地提高了器件的亮度(ZnS∶Mn TDEL的亮度最高达15 000 cd/m2)并明显降低了驱动电压(阈值为60～100 V,而ACTFEL的阈值为150～200 V)。在该方面取得极大成功的同时,iFire Technology的科学家可能忽略了这样一个重要问题,高介电常数介质,比如上面提到的钙钛矿型介质PMN-PT,具有比一般介质完整得多的结晶态和超大的偶极矩。由于无机EL交流驱动,在无机EL的工作电压频率范围(几十～几百Hz),对于一般中、低介电常数的介质,介电常数的贡献主要来自空间电荷,而超高介电常数的介质,偶极矩还要考虑离子位移、电子位移以及偶极矩转向和伸缩,造成电子对晶格的散射,将使介质很快发热。还有一个问题是,要获得好的结晶态,需要的退火温度为800～1 000 °C或更高,这对下介质及下介质/电极、电极/基片界面的破坏难于预料,而且难于使用玻璃基片,特别是对于大尺寸的显示器。
1.5 ACTFEL器件的缺陷分析
A.N. Krasnov对ACTFEL的各类制造缺陷的性状和产生机理作了详细的分析[12]。ACTFEL性能参数的偏离主要有亮度低、阈值漂移、漏电流大。物理缺陷主要有内部短路或开路、破坏性事件、键合缺陷、金属化和封装失效。制造缺陷从效果上又分为灾难性和非灾难性。这些缺陷包括局域破坏击穿缺陷、缺陷的传播、脱层、应力缺陷、ISI界面的退化、粒子污染、金属化和交联缺陷、封装缺陷和潮气诱导的缺陷、离子迁移缺陷。
1.6 不对称器件结构
ACTFEL器件结构的对称性针对所使用的上、下介质而言,至今没有明确的定义。一般指上、下介质的种类相同、厚度接近或者说上、下介质的品质因子接近。早期ACTFEL器件的上、下介质是接近对称的。不对称器件结构的提出开辟了无机EL器件新的领域。1986年,M. Kawaguchi等提出了不对称绝缘层ACTFEL结构:玻璃/ITO/SiO2-Si3N4/ZnS∶Mn/Si3N4-Al2O3/Al,绝缘层和发光层都采用电子束蒸发沉积[13]。器件的介电特性取决于在光滑玻璃基片上的下介质层的性质,上介质层用于维持极化效应,太厚很少能提高器件介电特性。上、下介质层优化的结果是:下介质层与上介质层的厚度比为1～3,总厚度为400 nm。但是,这种结构中下介质在发光层退火时耐压性能有一定程度的破坏,而且因为厚度大存在应力和对EL发射光的吸收,在随后的二十多年没有获得发展。
不对称无机EL器件最为成功的范例是iFire Technology提出的TDEL器件[14]。TDEL和TFEL器件结构上的区别在于TFEL上、下绝缘层通常是对称的,厚度在0.3～0.5 μm之间,为底发射结构,TDEL为顶发射结构,下介质层为厚20 μm 左右的钙钛矿型高介电常数介质,上介质层的厚度只有50 nm左右。
2 产品研发
2.1 Planar Systems公司的研发工作
无机EL显示技术从1983年产业化起,产品品种从单一的ZnS∶Mn橙色ACTFEL显示器,发展到当今的红绿多色和透明显示器,其性价比也在不断的提高,图1(a)、(b)和(c)分别是Planar Systems公司网页上公布的三类产品的事例(图1(d)为上海广电电子股份有限公司开发的显示器样机)。目前,Planar Systems公司推出的ACTFEL单色显示器产品有16个系列、近百个各种规格型号,其中25.4 cm VGA ZnS∶Mn ACTFEL显示器产品在60 Hz下的亮度为120 cd/m2。日本Sharp公司曾经推出的23.9 cm VGA ZnS∶Mn ACTFEL显示器产品在60 Hz下的亮度为100 cd/m2,该公司数年前已停产,据说是产品的可靠性达不到市场要求。在无机EL显示器的产业化历程中,芬兰的Finlux公司、日本的Denso公司也曾涉足该领域。
在这26年里,该领域世界产业的领先者Planar Systems公司在技术方面取得了巨大的进步,主要是:1)发光薄膜的亮度和驱动方案的开发有持续而明显的进步,从而显示器的亮度、对比度显著提高,功耗明显减小,在明亮的环境下可读性增强;开发了新型的光吸收电极,采用集成对比度增强技术(Integral contrast enhancement)可以把对比度提高到1 000∶1;发光层表面的平坦化从而减小光的散射,使光的透过率增加近10%;2)开发了独有的灰度算法;3)包装尺寸的减小以及显示器抗冲击、震动能力的提高;4)以color by white(以SrS∶Ce/ZnS∶Mn 为发光层+滤色片)的全彩色方案接近实用化;5)小尺寸、高分辨率(2 000 lpi)AMTFEL 的开发成功;6)采取各层优化和转换成非散射发光层以及玻璃表面涂上抗反射层以避免眩晕效应。
在TDEL显示器的研制方面,加拿大的iFire Technology也取得了骄人的成绩。iFire Technology在2004年5月国际SID年会上展示的86.4 cm全彩色TDEL显示器样机(1 280×768像素),其亮度(400 cd/m2)、对比度(500∶1)、寿命(>20 kh)等关键显示性能指标已达到了实用化的水平。iFire Technology还拥有厚膜介质、BaAl2S4∶Eu+CCM实现全彩色显示和ERIS驱动电路的三项核心专利技术。TDEL电视的产业前景曾引起国内无机EL专家的高度重视[15,16]。但是, iFire Technology面临着技术进展缓慢和资金困境以及其他平板显示技术特别是AMLCD和AMOLED的迅速崛起及其明显价格优势的压力,最近也被迫停止了TDEL的产业化研发。其研发阵地有可能转移到中国河南省平顶山市,目前正在与平高电器股份有限公司谈判之中。作为中方拟引进的高技术产业化项目,其论证会于2008年8月在河南郑州召开,并获得中国与会专家包括徐叙■、王占国、范希武、高鸿锦、谷至华等的肯定。
2.2 上海广电电子股份有限公司开展的研发工作
上海广电电子股份有限公司平板显示技术研究开发中心由公司内部立项从2003年起花了四年时间从事以产业化为目的的ACTFEL显示器的研制,并发表了5.1 cm ZnS∶Mn AC TFEL字符显示样机(见图1 (d)),获得200 Hz下的阈值电压为160 V、L50达488 cd/m2[17]。在这期间,公司无机EL项目课题组成员付出了艰辛的劳动,作者作为主要技术骨干之一参与了介质性能优化以及ZnS∶Mn、Zn2SixGe1-x∶Mn和BaAl2S4∶Eu ACTFEL显示器的研制。以下对这两方面的工作结果和存在问题作了简要介绍,希望能为国内该领域的后续研究开发提供前车之鉴。
介质性能优化的工作主要是射频磁控溅射BST(BaxSr1-xTiO3)薄膜的沉积工艺条件优化。BST组成x在0～1之间可调,居里温度在40～393 K之间可调,在居里峰的介电常数高达15 000,可以根据具体应用裁剪介电常数。因此,BST在无机EL的介质应用一直被看好,在国外,A.H. Kitai使用SrTiO3薄膜作为绿光Zn2SixGe1-xO4∶Mn和红光Ga2O3∶Eu ACTFEL器件的上、下介质,获得比一般器件显著低的阈值电压和高的L50[18]。在A.H. Kitai工作的基础上,我们以品质因子为依据对BST薄膜的溅射沉积工艺包括功率、气压、Ar/O2比和基片温度做了大量的优化工作[19,20,21,22,23],最高的品质因子达到11μC/cm2[20]。但是,在ZnS∶Mn和Zn2SixSi1-xO4∶Mn ACTFEL器件的实施上遇到许多难于克服的问题。我们在重复A.H. Kitai的工作时发现,溅射/溶胶-凝胶/溅射的BST薄膜形成过程中,在镀有ITO的无碱玻璃上直接溅射沉积BST,对于大面积镀膜是不可行的,薄膜的剥落严重(见图2,Olympus偏光显微镜观察),这对于制造实用型器件是不可取的。尽管我们在ITO/BST之间插入一层几十纳米的溅射或电子束蒸发的Al2O3或Sialon薄膜有效的解决了剥落的问题,实际上在大的像素面积(0.462 5 cm2)耐压仍难于达到实用要求。另外,在居里峰,介电常数随温度变化很大,难于在温差变化大的环境中使用,还有,超高偶极矩BST薄膜还存在交流驱动下的发热现象。需要指出的是,在BST组成中引入抑峰剂,如Bi2(SnO3)3,可以在一定程度上把居里峰拉平。
介质性能优化的另外一些工作是脉冲反应溅射Al2O3、Ta2O5薄膜沉积工艺包括功率、气压、Ar/O2比的优化和介电性能研究,以及复合介质SrTiO3/Ta2O5, Ba0.5Sr0.5TiO3/Ta2O5, HfO2/Ta2O5/Al2O3的开发。
BaAl2S4∶Eu+CCM全彩色方案曾经引起国内外该领域学者的广泛关注。 2004年iFire Technology完成的107 cm TDEL全彩色样机是以BaAl2S4∶Eu+CCM为基础的。从2005年8月起,我们就依靠现有镀膜和退火设备跟踪并企图超越iFire Technology的工作,原计划走的是TFEL+CCM实现全彩色化的道路。但是,经过整整两年的艰苦努力,仍然没有获得成功,最后只好放弃。我们在Corning Eagle 2000玻璃/ITO/Ta2O5/ZnS/BaAl2S4:Eu/ZnS/HfO2/Ta2O5/Al2O3/Al的单像素器件中获得200 Hz下的L55为63 cd/m2[24],而iFire Technology制作类似器件的L60高达800 cd/m2[25]。还有,我们的结果仅仅是发现BaAl2S4∶Eu发光材料的日本明治大学N. Miura结果的1/4[26]。结合来华交流的iFire Technology科学家透露的信息,我们分析了其中差异的原因,主要是:1)iFire Technology净化室的湿度控制在百分之十几,而我们的实验室虽然配备有除湿机,但湿度还在50%左右;2)iFire Technology的镀膜和原位退火设备的本底真空为1.3×10-4 Pa,而我们所用的设备只能达到2.5×10-3 Pa,相差一个数量级;3)溅射靶材采用BaS∶Eu粉末/金属Al复合靶,在制备过程中BaS受到潮解;4)iFire Technology的试生产线采用反应溅射沉积蓝光薄膜,在靶的使用过程中靶没有暴露在大气中,只是在初次使用时通过预溅射去除靶表面氧化层或潮解层。而我们的靶材频繁的暴露在大气中,每次镀膜前都要在高功率下预溅射以剥掉靶面的潮解层,时间高达3～4 h时,而实际成膜的时间只有几分钟;5)BaAl2S4∶Eu薄膜的结晶性的获得通过选择合适的退火温度、时间、气氛来达到,其中温度最为关键,完全结晶在700 °C以上。iFire Technology采用原位退火的温度在750 °C以上,快速退火的温度在900 °C以上,时间仅数分钟,而我们所使用的设备退火温度只能达到650 °C,而且时间长达60 min(包括升温过程);6)所采用的镀膜真空室和所使用的金属工件存在Fe的污染。
从XPS和EDS测试提供的结果看,薄膜的最低含氧量为23%(at),绝大多数在35%～55%(at)之间,这么高的氧含量对于硫化物薄膜是难于接受的。所沉积的蓝光薄膜存在结晶度差、污染严重的问题,从而导致器件的亮度低、色纯性和稳定性差。图3示出我们工作中一个较好结果的EL谱,波峰为470 nm。
2.3 国内其他单位一些重要的研发工作及结果
中科院长春光机所早在20世纪60年代就开展以产业化为目的的无机EL显示产品的研制, 1982年提出了4 m×4 m矩阵式超大型ZnS∶Cu ACPEL塑料发光屏幕,在北京人民大会堂使用长达十年之久。上海科润光电公司目前仍在生产该类产品,但主要用于照明和装饰。长春光机所还在1989年完成了应用于计算机终端显示的对角线为25 cm、VGA格式的ZnS∶Mn ACTFEL样机,工作电压为280～300 V,在1 kHz下的亮度达1 000 cd/m2以上,电极的断线少于1%[8]。天津理工学院材料物理研究所1994年采用电子束蒸发制备了结构为玻璃/透明电极/绝缘层/绿色发光层/橙色发光层/Al电极的128×64和128×128矩阵屏结构,分辨率2线/mm[27]。南京电子器件研究所在20世纪90年代也从事过ACTFEL显示器的研制,工作侧重于驱动电路和接口。1995～2000年间上海大学材料科学系在国家自然科学基金的资助下从事ZnS∶Mn TDEL的研制,获得50 Hz下的阈值电压约40 V、L50达100 cd/m2[28]。最近,北京理工大学材料科学与工程学院在有关部门的支持下正在继续从事ZnS∶Mn TDEL的研制,已获得器件的阈值电压约50 V、最高亮度为220 cd/m2[29]。
3 无机EL显示的产业现状
3.1 无机EL显示器的制造过程
图4以ZnS∶Mn ACTFEL显示器为例说明无机EL显示器的制造过程。该过程包括15个工序,如果每个工序的成品率只有90%,那么最终的合格产品率只有1/5,对于大批量生产是不可行的。这说明实现高效益的规模生产有相当大的困难。
3.2 无机EL显示器的世界产业现状
无机EL显示器的生产和研究目前在世界范围内均陷入萎缩状态。从产业化起至今已销售一百多万台,目前世界每年拥有的市场份额约25万台,而中国大陆约占6%。但无机EL的产业前景并不乐观,曾经和Planar Systems公司同时从事产业化的日本Sharp电子公司的生产线在几年前已关闭,在厚膜电致发光显示器的研制一直在世界范围领先的iFire Technology因技术和资金的困难最近也被迫停止了面向生产的研发。
在国内,广东江门的光阵(美国)电子公司在2000年前后斥资3亿元从美国引进了全套技术和生产设备,采用金属锌反应溅射制备ZnS∶Mn,生产过15.2 cm黄光QVGA ACTFEL显示器,在50 Hz驱动下的亮度为45 cd/m2、对比度为22∶1,但由于器件的可靠性达不到要求,该产品未投放市场就夭折了。2003年开始,上海广电电子股份有限公司经过四年以产业化为目的的艰苦努力最后也不得不放弃。这其中的原因不得不令人深思。
3.3 国内无机EL显示产业化努力失败的原因
无机EL显示技术在中国经过了40多年的持续努力仍未能成功,到底失败的原因何在?限于本人的思考上看,主要是设备和设施的差异。我们知道,ZnS∶Mn ACTFEL显示器早期的产业化成功依赖于原子层沉积(ALE)专利。目前,Planar Systems生产的ACTFEL显示器的发光层和介质层还是采用ALE,这是因为ALE与其它常用的薄膜沉积方法如溅射、电子束蒸发、CVD、PLD相比有独特的优势。ALE依靠表面化学反应成膜,可以精确控制薄膜的厚度和组分,实现原子层级的生长,薄膜具有很好的均匀性、保形性和致密性,其特点是自限制生长。ACTFEL介质和发光层的沉积基片上是有电极台阶的, ALE沉积的薄膜能够均匀致密的覆盖这些台阶,避免薄膜的边缘放电并减少针孔,从而大大提高了介质薄膜的击穿场强和发光薄膜的发光性能。还有,我们虽然看到了Planar Systems公司上海代理商提供的样机,但是对显示屏的详细生产工艺并不清楚,只从文献上获知下介质是ALE制备的ATO薄膜。
国内所采用制备无机EL 显示器的设备设施中,上海广电电子股份有限公司算是先进的。虽完成了5.1 cm和12.7 cm字符显示器样机,离产业化的距离还非常遥远,显示屏存在的主要问题是可靠性,显示屏在施加电压的过程中存在大量的打火点,从而造成电极断线。作者单位在研制ZnS∶Mn ACTFEL显示器所采用的设备中,各种设备是分离的,采用溅射和/或电子束蒸发方法制备介质薄膜,采用电子束蒸发制备上电极Al和发光层ZnS∶Mn,底电极ITO采用光刻,发光层的退火采用独立的热退火炉。与ALE比较,溅射和电子束蒸发薄膜的均匀性、保形性和致密性要差;另一个严重问题是,在显示屏的制作过程中,经过多次人工搬运而暴露在未除湿的大气中;还有一个严重问题是,镀膜室和净化室的尘埃的控制不够严格。
另外,缺少顶尖的、高度负责的科技领军人才以及优异、高效、竭力合作的团队也是一个重要的原因。这个问题的解决不是单靠引进一两个领军人物就能解决的。提高中国的整体科技实力并达到世界先进水平,至少需要花费数代人的艰苦努力,而且需要调动全国的资源。
4 问题探讨
从我们的工作经验出发,作者提出了以下问题,希望能对国内无机EL显示的后续技术开发或进一步发展有所裨益。
4.1 关于全彩色方案
无机EL全彩色的实现方案主要有color by white、color by blue和三基色方法。Color by white靠SrS∶Ce/ZnS∶Mn堆垛结构发出的宽带白光通过滤光片获得全彩色显示所需的红、绿、蓝三基色,目前蓝光的亮度还达不到要求(11 cd/m2)。color by blue采用BaAl2S4∶Eu 发出的蓝光(波峰～472 nm)通过色彩转换膜获得全彩色显示所需的红、绿、蓝三基色,iFire Technology在2004年发表的107 cm全彩色显示样机使用了该项技术。单纯靠红、绿、蓝发光材料获得全彩色显示都还没有成熟的材料。从大规模产业化的角度以及iFire Technology已经发表的工作看,color by blue最有可能率先获得突破,BaAl2S4∶Eu蓝光器件的亮度已经超过1 000 cd/m2。
4.2 关于高温透明基片
Color by white技术中发光层的沉积或退火温度在500 °C左右,可使用Corning公司生产的玻璃基片。Color by blue技术中BaAl2S4∶Eu在700 °C以上退火才能获得好的结晶性,而应变点最高的Corning Eagle 2000玻璃只能达到666 °C。另外,单色绿光Zn2SixGe1-xO4∶Mn和单色红光Ga2O3∶Eu薄膜的退火温度也要700 °C以上。因此,对于无机EL开发耐高温高透明度的基片是必要的。透明氧化物陶瓷包括Al2O3、Y2O3、MgAl2O4和YAG等耐温在1 000 °C以上,作为无机EL高温基片有很好的应用前景。
4.3 关于新的退火工艺
ZnS∶Mn TFEL的制作过程中,发光层即使在450 °C的低温下加热退火,对下介质的绝缘能力的破坏还是十分明显的,对于Zn2SixGe1-xO4∶Mn、BaAl2S4∶Eu发光层,退火温度在700 °C以上,将对下介质的绝缘能力将造成更大的破坏。特别是TDEL,厚膜介质的烧结温度高达800～1 000 °C,将对电极/基片界面造成更大的破坏。发光层退火对基片、下介质、下介质/电极界面、电极/基片界面的破坏难于控制。因此,开发新的更好的退火工艺以避免上述问题是必要的。一个可能的设想是,无机EL的器件结构中,与发光层相邻的一侧,通常需要电子注入层,厚度在几～几十纳米,可以显著提高器件的亮度并降低阈值电压。电子注入层可以是金属或硫化物、氧化物、氮化物,但已有工作表明,这些措施增加了器件结构的复杂性,而且效果并不明显。一个合理的想法是,在下介质沉积之后,可以采用电子束或激光原位退火,通过控制电子束或激光束的能量,使介质的表层几纳米深的薄膜获得晶化,而晶化层以下的薄膜仍然保持非晶态。由于电子束或激光的作用时间很短(～10-7s),因此,可以避免或大大减轻常规退火对下介质和下介质/下电极界面、下电极/基片界面以及基片的破坏作用。另外,在发光层沉积之时,也可以控制电子束或激光的能量,退火时不影响发光层以下的部分,上介质也可通过电子束或激光的退火形成晶化的电子注入层和非晶的介质层。如果上述设想通过实验证实,将在大大提高TFEL显示器性能的同时,降低对设备设施的要求。
4.4 关于单晶介质和发光薄膜
对于底发射结构的TFEL介质,特别是BST等钙钛矿型介质,实现外延单晶生长是可行的。钙钛矿型铁电单晶的击穿场强比多晶块体要高一个数量级,做得好可以达到10 MV·m-1的数量级。因此,利用铁电单晶作厚膜的器件可能比iFire Technology的TDEL器件更优。存在的问题主要是铁电单晶的制备温度在1 400～1 500 °C,这使电极和基片的制作成为问题,只有使用透明陶瓷才能实现。正如上述的,还存在的问题是,超高介电常数介质在交流电场作用下的发热现象。
对于单晶的发光薄膜,其意义可能会大于单晶介质,因为单晶薄膜没有晶界,电子在发光层穿行时可以避免在多晶体内频繁的晶界散射,因此薄膜的发光效率和亮度将会大大提高。
4.5 关于驱动问题
据Planar Systems公司在中国的代理商介绍,驱动电路成本占整机成本的六分之五。有源无机EL图像刷新速率没有受到限制,但需要高压集成电路,所使用的TFT除了耐高压要求,还要求电流小、开/关比高以及稳定性、重复性、均匀性好,需要继续解决驱动成本高的问题。接口上尽量和当前市场上流行的AMLCD兼容。为了在阈值电压以上有较陡的L-V曲线从而有利于实现灰度控制,要求EL器件中薄膜的厚度误差控制在2%以内。在国内,驱动电路是制约ACTFEL显示器产业化的瓶颈之一,主要问题是缺乏自主开发的能力。
5 结 语
尽管无机EL显示技术在最近26年获得了重要发展,但相对于蓬勃发展的AMLCD和AMOLED,其技术进步可以说是相当缓慢的。无机EL产业方面的继续发展将集中于解决全彩色化、进一步优化器件结构、提高器件的亮度、降低功耗、减小阈值电压、开发新的介质和发光材料以及更有效的高压驱动电路。在理论上,根据器件结构和所用材料属性以及沉积条件计算器件的L-V特性、研究老化机理并预期器件的使用寿命将是很有意义的。从目前看来,靠国内现有的自主开发的技术还是无法达到国外20世纪80年代的水平,技术水平的飞跃将寄希望于优良设备和设施的建设,或者走引进、消化和创新的道路,同时必须加强高水平、负责任的科技团队建设。但是,应该明白对于这一市场有限的显示技术要获得可观的投资是很困难的。
摘要：无机电致发光平板显示是重要的平板显示技术之一。总结了最近几年国际上无机EL领域理论研究和产品开发方面的研究进展,分析了当前无机EL产业状况、国内外存在巨大技术差距以及国内一些单位在产业化方面的努力相继失败的原因,指出了无机EL领域一些重要的科学与技术问题,并提出自己的看法。
无机农业技术 篇10
无机膨胀玻化微珠保温砂浆系统是一种新型保温隔热材料, 采用轻质玻化微珠产品, 替代传统的普通膨胀珍珠岩和聚苯颗粒作为保温型干混砂浆的轻质骨料的保温砂浆相比, 具有保温、抗老化、耐水、不空鼓、不开裂、强度高、粘结性能好、防火强度高, 质轻、保温、隔热隔声好, 电绝缘性能好, 耐磨、耐腐蚀, 防辐射等到显著特点, 因此在建筑工程中得到广泛运用。
2 无机膨胀玻化微珠保温砂浆材料的特点
2.1 品质稳定。
采用工业化生产的玻化微珠保温砂浆对原材料和配合比进行了严格的控制, 在施工现场仅需要加水搅拌, 确保了砂浆质量的稳定性、可靠性。相对于我省工人的缺少经验、素质不一的实际情况, 这一特点充分显示出了其优越性。
2.2 工效提高。
大规模的商品化生产, 节约现场的搅拌时间, 而且材料柔性好、施工性能好, 所以不仅提高了生产效率, 施工效率也明显提高。
2.3 施工性能好。
玻化微珠保温型干混砂浆独特的配料技术使其和易性很好, 产品易涂刮, 保水性好, 可免去基层预湿和后期淋水养护等工序, 产品附着力强, 抗流挂性好, 所以砂浆在施工中不下垂, 不流挂, 大大节约了施工中的损耗。
2.4 材料独特性。
采用无机材料玻化微珠为骨料的保温砂浆与传统的聚苯颗粒、普通珍珠岩相比, 它克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化, 在浆料搅拌中体积收缩率大, 易造成产品后期强度低和空鼓开裂等现象。同时又弥补了聚苯颗粒有机材料易燃、防火性能差、和易性差、施工中反弹性大等缺陷。自身具有保温性、抗老化、耐侯性、防火性、防虫蚁噬蚀、不空鼓、不开裂、强度高、粘结性能好等特点, 而且施工工艺特别简单。
3 无机膨胀玻化微珠保温砂浆施工条件
3.1 基层墙面应干燥并已验收合格, 门窗框已安装到位。
内墙上的消防梯、水落管、各种进户管线等外墙上的各种预埋件已安装完毕。
3.2 施工现场环境温度和基层墙体表面温
度在施工及施工后24h内建议不得低于5摄氏度 (低于5摄氏度应使用甲酸钙防冻措施) , 可使风力不大于5级。
3.3 为保证施工质量, 施工面应避免长时间阳光直射, 应保证系统施工的连续性。
3.4 雨天施工应采取有效措施, 防止雨水冲刷墙面, 有脚架带网布为宜。
3.5 墙体系统在施工过程中所采取的保护
措施, 应待泛水、密封材料等永久保护按设计要求施工完毕后方可拆除。
4 无机膨胀玻化微珠保温砂浆施工技术
4.1 保温砂浆搅拌及施工
4.1.1 保温砂浆搅拌
中空微珠保温砂浆为防水防潮包装, 每袋0.04立方米, 重量12.5公斤左右。它是单组分的材料, 现场施工时只需直接加水搅拌均匀即可使用;每袋保温砂浆加水10-13kg;搅拌5-6分钟, 用手握成团, 浆料柔糍无松散现象即可施工。
4.1.2 施工要点
在保温砂浆施工前12小时用水将多孔砖和找平层墙面淋透, 施工前2-3小时再将墙面淋湿;趁界面砂浆未干时作保温砂浆, 这样确保保温砂浆不会因墙面干燥失水太快而出现开裂等现象。
作保温砂浆时应分层施工。第一遍厚度应控制在15mm内。且必须压实, 让保温层和基层结合牢固。这是确保保温砂浆不空鼓、开裂、脱落的最有效的保证措施;第一遍保温砂浆作好养护24小时 (视气温而定, 只要表面发白, 用手指基本按不动即可) 方可做第二遍保温砂浆。保温砂浆的厚度以灰饼为准。之后应用大杠刮平、压实, 养护24小时;配好的保温砂浆必须在4小时内用完。掉地上的砂浆必须在4小时内回收使用, 严禁使用过时灰。
4.1.3 施工注意事项
4.1.3. 1 现场混料搅拌时, 保温砂浆必须整
包或整包的倍数进行加水搅拌, 严禁将单一包装的保温砂浆分批搅拌。确保保温砂浆的水灰比例。
4.1.3. 2 由于保温砂浆在搬运过程中可能会
造成颗粒分层, 因此若对保温砂浆进行抽样检验时, 应该对单一包装的保温砂浆进行充分混合均匀的工作, 之后方可抽样进行测试。
4.1.3. 3 保温砂浆在施工后24小时内避免雨淋, 肪止保温层被雨水冲掉, 影晌工程质量。
4.2 抗裂砂浆及网格布和锚固件施工要点
4.2.1 抗裂砂浆施工
抗裂砂浆为防水防潮包装, 规格为40 kg/袋。为工厂预拌而制成的经聚合物改性水泥基防渗防裂的单组份砂浆。其抗裂性能好, 耐水强度高、压折比柔韧度稳定, 施工操作方便, 现场加水搅拌均匀即可施工。抗裂砂浆中的骨料比较粗糙, 正因为粗糙度较大不易产生收缩裂缝, 再加上其中的木质纤维和PP纤维混合使用, 形成立体、多维的网状结构, 能柔性释放应力, 从雨消除了因温差引起的开裂。
4.2.2 网格布施工
4.2.2. 1 加强型抗裂砂浆浆料的配制。
搅拌机内加净水7.2-8kg, 再加入一袋抗裂砂浆 (40kg) , 实际搅拌时一般每次5袋抗裂砂浆, 加36-40公斤水。用搅拌机搅拌3分钟, 静置3分钟以增加和易性, 装入推车前再搅拌一次2-3分钟, 重新搅拌时无须添加水和其他材料。
4.2.2. 2 第一遍抗裂砂浆施工。
待保温砂浆养护好后, 如果温度在30-35度左右时, 施工抗裂砂浆前2-3小时应在养护好的保温砂浆面上浇一次水。在浇好水后的保温砂浆面上抹4mm厚的抗裂砂浆。在荷载加强的角钢部位也用抗裂砂浆封盖, 如果高出1-2mm的待做二遍抗裂砂浆时处理。
4.2.2. 3 网格布施工。
施工时宜从顶层开始沿墙面阳角处, 铺设在固化后的第一遍抗裂砂浆之上。固定时应由两人配合, 其中1人按住网, 另一个用与膨胀钉直径相同的冲击钻头成梅花形从网中钻孔并安装膨胀钉, 膨胀钉锚固于基层的深度不小于25mm。网固定后在有凸出的部位用钢丝做成V型卡子压入, 网平面三角的搭接不应小于10mm, 阴阳角处的搭接不应小于50mm, 固定阴阳角网前, 应先将网折成90°直角, 再铺贴。网平整度检验合格后再进行第二遍抗裂砂浆的施工, 厚度控制在5-7mm, 要求完全覆盖网。用大杠刮平抗裂砂浆层, 用木抹搓平并拉毛。每平米锚固件的个数不小于4个。
4.2.2. 4 第二遍抗裂砂浆的施工。
在铺设好的网面上做抗裂砂浆层, 以网及锚固件刚好埋入抗裂砂浆中为最佳厚度;抗裂砂浆达到一定强度后应适当浇水养护。
4.3 特殊部位施工
4.3.1 保温部位与非保温部位之间接头的处理
所有保温部位与非保温部位起头与收头部位 (挑檐下口、正负零的部位等) 。在界面剂施工前先预埋 (用界面剂埋覆) 翻包耐碱网格布, 压埋宽度不小于50mm, 保温层施工完毕后, 达到规定的时间后进行翻包, 将耐碱网格布翻包在第一遍抗裂砂浆层上, 宽度为100mm, 以便增强抗裂和抗冲击的强度, 总宽度=50mm+保温层厚度+100mm。保温层与非保温层起头与收头部位必须用密封膏填充, 然后再进行下道工序即抹抗裂砂浆的施工。
4.3.2 门窗洞口处耐碱玻纤网格布加强
门窗洞口处用200×300的耐碱玻纤网格布加强, 铺设方式为45度角方向加强。玻纤网格布压埋在抗裂砂浆中。
4.3.3 节点的防水处理
所有预留空洞, 门窗侧边, 在抗裂砂浆施工完毕, 达到规定的时间后, 在门窗侧边及四周涂刷一道聚合物水泥基弹性防水涂料, 外圈四周压边宽度为100mm, 以杜绝水的渗透而影晌基层。
5 结语
实践证明玻化微珠确实是一种应用范围广泛, 性能优异的材料, 在当今提倡节能、环保的时代, 我们将抓住这个历史性的机遇, 在该领域有所发展, 为我国发展新型节能环保材料作出贡献。
摘要：概括总结了无机膨胀玻化微珠保温砂浆材料具有的品质稳定、提高工效、施工性能好、材料独特性特点;提出了该种材料作为保温材料的施工作业条件和技术要点。
关键词：保温砂浆,墙体保温,施工技术
参考文献
[1]杨航飞.玻化微珠保温砂浆性能探索[J].福建建材, 2010.3.
宁可食无鱼 不可摄无机 篇11
摄影术发明160年来，每当光学、化学的技术进步，都会惠及摄影操作工艺，同时也会深刻地影响摄影理念和表现形式的变革。曾几何时，摄影人到了一起，话题从老掉牙的器材、镜头转到了相机、软件。“狼来了”之声刚息，学习数码的浪潮骤起。
现在，摄影人必备的“硬件”概念扩大了外延：还要看你有没有电脑，CPU是什么，内存有多大，显示器是不是专业，懂不懂色彩管理和Photoshop运用，看你是不是把笔记本电脑作为摄影工作的必备品，好象三脚架、镜头一样是绝不可分的基本组合，数码时代是电脑的时代，而笔记本电脑以其轻便小巧、功能强大备受摄影师的欢迎。
我的工作经常会碰到高标准的商业摄影，过去胶片的麻烦自不去回首，客户的要求在照片冲出后为时已晚，有不少遗憾。现在，我在摄影现场拍片时，相机联结笔记本电脑，图像直接传到显示器上，客户可以在现场看到成品照片，直接提出要求和意见，经过稍许调整就可以正式拍摄，能够高质、高效地完成工作。
笔记本电脑的另一个功劳是为重要客户做业务展示，在大屏幕上投影精心编排的作品和技术要素，能让客户了解你的专业素质，避开低价恶性竞争，获得应有的尊重。
由于经常外出讲课，笔记本电脑自然是必备的，现在到处都有投影仪，插上电脑就能讲。讲课也是一个学习交流的过程，白天讲课，晚上就可以把一天的心得修改进讲稿里，进一步调整和完善讲义，笔记本电脑简直就是一个贴身的全能秘书，把讲稿设计编排得逻辑明了，美观易懂，得反复琢磨不断修改，抱着笔记本随时都可以操作。
我比较偏爱数码创意摄影，它可以打破客观景物的限制，按照事先的构思拍摄积累素材，而素材又会使我修改原先的构思，权衡的办法是，把素材在笔记本电脑上简单的摆布，往往有出人意料的收获。千里迢迢出去，只能带笔记本电脑，而且也决不能没有笔记本，晚上在旅馆里梳理白天的收获，其乐莫大焉。
有一点切身的体会，经常在外，笔记本电脑里的数据安全不可小视，大家一定要为电脑设置密码，非授权不能打开，以防文件被盗用的事情发生。
摄影人是一个能吃苦的群体，在艰苦的拍摄中，大家都不会特别在意生活条件，什么都能将就，但是，器材决不能将就。现在外出拍摄的摄影师越来越多地携带笔记本电脑了，有些摄影包从设计上就有放笔记本电脑的位置，数字化理念和装备成为现代摄影的显著特征。生活可以“食无鱼”，工作可不能“摄无机”，这里的“机”就是指笔记本电脑。纯粹从技术层面上讲，不懂电脑的摄影师肯定要落后，学习数码，摄影应该同时掌握笔记本电脑，因为它特别适合我们这些摄影人。
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无机胶合人造板技术的重大突破 篇12
镁水泥制品半干法热压成型工艺在四川(成都)新木通风净化有限公司研制成功了,这是继2002年在国内首次研制成功镁质硫铝酸盐水泥(又称镁铝硅酸盐水泥专利号:ZL02133685.7)后又一重大技术突破。镁水泥制品半干法热压成型工艺节约劳动时间、缩短生产周期、加大植物纤维掺量、提高复合板材强度,为实现无机胶合人造板规模化批量生产奠定了基础,从而推动镁水泥在人造板的应用上开辟了新的道路。
本文根据镁水泥水化反应规律分析湿料法辊压成型工艺的弊端,又从环境保护高度指明有机胶合人造板缺陷,还从理论上阐述镁水泥半干法热压成型工艺的原理,尤其是利用可再生性资源秸秆生产镁质硫铝酸盐水泥复合的秸秆板进行系统论证。希望在技术溢出效应的作用下,推广半干法热压成型工艺,实现资源的有效配置和合理利用,达到在短期内解决我国木材供需结构矛盾的目的。
2 问题的提出
2.1 湿料法辊压成型工艺的弊端
湿料法辊压成型工艺在我国十分普遍。菱镁防火板就是采用这一工艺生产的。据统计,在我国防火板年产量约7～8亿平方米,其中出口量占三分之一以上。但是,这一工艺很不合理。若用氯氧镁水泥作为胶黏剂,解决不了吸潮返卤问题;就是用硫氧镁水泥生产防火板,也解决不了强度低的问题。在这里,有必要分析湿料法辊压成型工艺的弊端。
我国杰出的镁水泥专家祝志雄工程师提出的按氯化镁溶液浓度决定需液量的配比方法,揭示了氯化镁溶液浓度和反应生成物之间的数学关系。
祝志雄指出:如果轻烧氧化镁的质量为m,活性氧化镁含量为α:氯化镁溶液重量为Q,百分比浓度为β,则配合比的数学关系式为:
这一公式表明,如果氯化镁溶液的浓度低,则需液量较少。采用湿料法辊压成型工艺生产防火板,氯化镁溶液的浓度不但低,而且需液量较大,否则就无法提高植物纤维掺量。显然,这样的配比方法违反祝志雄推导的公式。按照质量作用定律,化学反应的速率和参与反应的有效质量成比例。氯化镁溶液浓度低,水的有效质量大,自然和氧化镁反应生成氢氧化镁的速率较大。只有水的消耗使氯化镁溶液的浓度提高后,才和氧化镁反应生成氯氧镁水泥5Mg (OH) 2·MgCl2·8H2O(5·1·8型)、3Mg (OH)2·MgCl2·8H2O(3·1·8型);而氧化镁在反应中消耗后,剩下的则是没有参与反应的氯化镁。由于氯化镁以游离态存在于防火板中,一旦湿度较高,氯化镁就要从防火板中析出,产生吸潮返卤。因此,湿料法辊压成型工艺解决不了氯氧镁水泥生产的防火板吸潮返卤问题。
例如,采用22°Be'氯化镁溶液生产防火板,22°Be′氯化镁溶液的百分比浓度为20.39%。在轻烧氧化镁活性含量60%的条件下,将这一浓度代入祝志雄公式中,则100kg轻烧氧化镁只需要22°Be′氯化镁溶液55kg,这样少的需液量是无法满足30%～50%的植物纤维掺量搅拌后辊压制板的,只有增加用液量。若按MgO/MgCl2为7个摩尔比计算,则需液量为99kg,这样就有44kg的氯化镁溶液过剩。过剩的氯化镁溶液除一部分待板坯水分蒸发后与氧化镁生成5·1·8型、3·1·8型外,大部分以游离态氯化镁存在于防火板中,形成了吸潮返卤的隐患。
朱玉杰等把氯化镁溶液浓度和强度关系列出表格,浓度和强度几乎成偏态分布曲线[1]。这样,氯化镁溶液浓度除存在一个临界浓度外,还存在一个最佳浓度。从朱玉杰文章的表格中可以看出氯化镁溶液的最佳浓度为26°Be′,采用26°Be′的氯化镁溶液浓度是无法用湿料法辊压成型工艺生产防火板的。
祝志雄推导公式的原理同样适用于改性硫氧镁水泥、碱式硫酸镁水泥,甚至于镁质硫铝酸盐水泥。在这三种水泥中,也同样存在硫酸镁的最佳浓度问题。采用湿料法辊压成型工艺生产防火板就要增加大量的植物纤维,硫酸镁溶液的浓度就要低于最佳浓度甚至临界浓度,虽然生产的防火板不存在吸潮返卤,但低浓度硫酸镁溶液生产的防火板,水化反应产物中氢氧化镁占的比例较大,所生产的防火板基体材料的强度较低,防火板的强度就要受到影响。
既要满足溶液的最佳浓度要求,又要大掺量植物纤维,只有半干法热压成型工艺才能实现。
2.2 有机胶合人造板的缺陷
目前,有机胶合人造板所用的胶黏剂主要有:脲醛树脂胶黏剂(urearesins,UF),酚醛树脂胶黏剂(phenolicresins,PF),三聚氰胺树脂胶黏剂(melamineresins,MF),间苯二酚树脂胶黏剂(resorcinolresins,RF),环氧树脂胶黏剂(epoxyresins,EP),聚醋酸乙烯酯树脂乳液胶黏剂(polyvinylacetate,PVAc),水性高分子异氰酸酯胶黏剂(aqueousvinylpolymersoution-isocyanaleadhesives,API),热熔胶黏剂(hot-meltadhesives)等。有机胶黏剂价格贵,生产的板材成本高;有机胶黏剂生产的人造板不防水、不防火、易霉变、易老化、使用寿命短,其中用得较多的是脲醛树脂、酚醛树脂,而这些树脂含有大量的甲醛,污染环境,损害人体健康。
2.3 半干法热压成型工艺的优点
半干法热压成型工艺可以在溶液最佳浓度状态下实现大掺量植物纤维生产。我们研制成功镁质硫铝酸盐水泥,是在提高铝聚合度的前提下,利用氧化镁作为碱性激发剂,硫酸镁和其它硫酸盐作为硫酸盐激发剂共同作用于火山灰质材料所生成的一种新的镁水泥,这种镁水泥很适应于半干法热压成型工艺,因为在反应温度较高时才能加速Al2O3的溶解,而半干法热压成型工艺为Al2O3的溶解提供了较为有利的条件,使反应生成物以水化硫铝酸镁和水化硅酸镁为主。由于半干法热压成型工艺可以在硫酸镁溶液最佳浓度下生产,所以人造板的基体材料的强度较高。采用镁质硫铝酸盐水泥生产的人造板,防火、防水、防霉变、防老化,不含甲醛,具有有机胶合人造板所没有的优点。
3 半干法热压成型原理
3.1 短时高温对水化反应的作用
镁水泥的水化反应是个放热反应,放出的热量越多,水泥的晶格就越稳定。但是,镁水泥的水化反应有一个临界温度。低于临界温度,参与反应的离子处于相对静止状态,水化反应不能进行。高于临界温度,离子由静止向运动转化,获得一个初动能。温度越高,初动能越大,参与反应的离子碰撞的几率增加。离子碰撞化合后要释放能量,这种现象用于半干法热压成型工艺有利于能量向板坯内梯度传递。按照动量守恒定律,离子碰撞后形成的水化反应产物,仍处于运动状态,只是由于质量的叠加,运动速度降低。而由于化学键使水化产物的凝聚,质量的增加,运动速度进一步降低,产生沉淀,使强度上升。因此,半干法热压成型工艺的短时高温,就是给予参与反应的离子一个较大的初动能,使水化反应迅速进行,强度迅速上升,达到固化的要求。
3.2 板坯养护
有机胶黏剂和无机胶黏剂不同,有机胶黏剂固化后,强度基本上不再上升。例如脲醛树脂固化温度在100℃～115℃,酚醛树脂在135℃～145℃,三聚氰胺树脂在120℃～130℃,而异氰酸酯树脂在100℃以下,这些树脂固化后所胶合的板材一次就完成了。无机胶黏剂强度上升几乎成逻辑型规律曲线:前期缓慢发展、中前期加速度发展、中后期减速度发展和后期饱和发展。热压成型工艺只是缩短强度前期缓慢发展和中前期加速度发展时间。所以热压成型脱模后,板坯必须进入到自然养护阶段,使板坯中的无机胶黏剂像正常浇筑一样,继续强度上升。
3,3半干法热压成型的目的
满足成型要求是半干法热压的目的。所谓成型就是板材在厚度规的控制作用下,板材不反弹、不变形、不龟裂、可脱模。这一目的,基本上和湿料法辊压成型工艺脱模时一样,并不是和有机胶黏剂一样达到最终强度的目的。
4 半干法热压成型应用的范围
镁质硫铝酸盐水泥具有强度高、碱度低和与植物纤维复合能力强的性能。利用镁质硫铝酸盐水泥生产人造板,可解决我国木材供需结构的矛盾。植物纤维的来源有两种:一种是木材类植物纤维,利用各种几何形状的木材类植物纤维可生产纤维板、木丝板、刨花板、木屑板;另一种是非木材植物纤维,主要是秸秆,采用不同加工方式可生产秸秆纤维板和秸杆碎料板。
4.1 木材类植物纤维人造板
木材类植物纤维人造板主要有纤维板、木丝板、刨花板、木屑板。笔者发表在2012年第3期《中国建材科技》杂志上的《镁水泥木丝板复合原理和制作工艺分析》和2013年第2期《中国建材科技》杂志上的《无机胶合中密度纤维板复合原理和关键工艺分析》的文章已经作了分析,这里就不再赘述。至于镁水泥刨花板、木屑板,其热压成型原理是一样的,不同的只是力学性能分析,力学性能分析的应用只是对各种不同几何形状的木材纤维在人造板中排列方式差异,例如定向刨花板,可采用二维状态力学分析,其力学原理也是相同的。
4.2 非木材植物纤维人造板
我国木材资源稀缺,而各种农作物的剩余物秸秆又泛滥成灾。若用于燃烧,在消耗氧气的同时,产生二氧化碳,造成环境污染;若过腹处理(用于饲养草食类动物如牛、羊等),降解后还得产生二氧化碳,重回自然。只有用于生产人造板,才能固碳,减少二氧化碳的排放量。
非木材植物纤维由于纤维短、灰分高等,抗拉强度大都低于木材类植物纤维,但只要合理应用,完全可以生产出满足不同需要的人造板。
为避免秸秆表面腊质层和硅质层对镁质硫铝酸盐水泥胶合的负面影响,一般生产镁水泥秸秆人造板采用纤维分离后具有一定长径比的植物纤维或经过粉碎后的秸秆碎料生产。笔者发表在2005年第11期《人造板通讯》杂志上的《试论无机胶合非木材植物纤维人造板的生产方法》以及发表在(第六届全国人造板工业科技发展研讨会论文集(2007)》上的《非木材人造板无机胶合原理探讨》的文章,对利用细长秸秆通过施强板的方法生产薄板坯,再通过无机胶合生产人造板进行了论述。在半干法热压成型工艺中,由于镁质硫铝酸盐水泥显碱性,在碱、水和高温作用下秸秆不仅出现软化,而且纤维素、半纤维素在热解和水解中能使其活性重新组合,通过木素的融合纤维之间形成氢键作用实现自胶接。在热压成型中,参与反应的离子化合后释放能量向板坯内传递,使镁水泥的强度很快通过前期缓慢发展阶段和中前期加速度发展阶段。因此,热压成型工艺生产的人造板是在自胶接和无机胶黏剂的双重作用下生产的。如果是生产秸秆纤维人造板,抗弯强度较高;如果是生产秸秆碎料人造板,可通过增加一些弹性模量高的纤维如玻璃纤维提高抗弯强度,达到使用要求。生产秸秆碎料人造板工艺简单,投入资金较少,一般企业都能承受。公司开发成功的镁水泥秸秆碎料人造板,技术成熟,完全可以满足使用要求。我国《建筑材料行业“十二五”科技发展规划》规定,达到30%及以上秸秆的利废水平,财税可享受国家优惠政策。证明采用半干法热压成型工艺生产秸秆人造板是国家政策支持的产品,因而应该大力推广。
5 应用前景
一种新产品是否具有生命力,取决于该产品的使用价值和使用范围。半干法热压成型工艺生产的人造板防火、防水、防老化、防霉变、不含甲醛,因而具有较大的使用价值、发展空间和广阔的市场前景。
菱镁行业生产的目的是最大限度地满足不断提升的社会需求。墙体材料和人造板在社会需求中占有的份额很大。
墙体材料占房屋建筑材料的70%,据统计,目前我国每年新增建筑面积高达18亿～20亿平方米,是世界最大的建筑市场。2010年,我国新型墙体材料占墙体材料总产量的55%;据统计到2015年,新型墙体材料所占比重达65%以上。建筑业的加速发展已成了我国新的经济增长点。一是新型墙体材料在墙体材料总产量中的相对增长;二是高于GDP的年均增长率的绝对增长。随着城市化进程和新农村建设的步伐加快,对墙体材料的需求越来越多、质量要求越来越高,节能环保和便于机械化施工的各类墙体材料在技术进步的推动下如雨后春笋般涌现出来。如果利用半干法热压成型工艺生产镁质硫铝酸盐水泥胶合木墙体材料用于建筑,由于胶合木热阻比钢材、混凝土、砖大得多,在建筑节能上有着得天独厚的优势。
当代经济学家主张对产品“从摇篮到坟墓”(fromcradetograve)的生命周期(lifecyleassessment)分析,无论是墙体材料还是装饰装修材料、家具等都是耐用消费品,产品的使用寿命长,消费存量增长的速度就快。用不了很长的时间,人们将会发现,衡量人们的富裕程度的提高不是以人均国民生产总值的增长为标准,而是以人均消费现量和消费存量的增长为尺度。这样,使用寿命长的产品将在内涵上增加人们的消费存量,提高人们的富裕程度。半干法热压成型工艺生产的镁质硫铝酸盐水泥制品的使用寿命极大地高于热力学介稳相的氯氧镁水泥、硫氧镁水泥制品,因而最大限度地利用了稀缺的自然资源,对可持续发展有着重要的作用。
6 结语
半干法热压成型工艺生产的镁质硫铝酸盐水泥人造板的问世,将加速菱镁行业调整产业结构的步伐,正如多米诺效应一样,取代湿料法辊压成型工艺已成了技术进步的必然。
南京航空航天大学余红发教授指出:开发和生产环保型镁水泥人造板,“对于调整镁水泥的现有产品结构,改变传统落后的浇注辊压生产工艺、发展机械化程度高的半干法热压工艺,提供了新的契机[3]。”一是墙体材料市场,二是装饰、装潢和家具的人造板市场,这两个巨大的市场正在召唤着菱镁行业。
参考文献
[1]朱效甲、朱玉杰、刘蓉梅、朱效兵、张秀娟.玻纤菱镁建筑模壳冬季生产养护问题解析[J].中国菱镁.2013(6):45
[2]中国菱镁产业发展规划(纲要)[Z].中国菱镁行业协会年会会刊.2013:9