强度比较分析（精选7篇）
强度比较分析 篇1
CEREC椅旁CAD / CAM系统自1985 年问世以来, 以其准确快速等特点使制作全冠、嵌体和贴面等要求更精确更复杂的修复体椅旁修复成为可能［1 －2］, CEREC系统是文献报道最多的CAD / CAM椅旁系统, 与之相配套的可切削全瓷材料也是国内外学者研究的热点［3 －6］。由于可切削瓷块多为单色瓷块, 且颜色种类相对较少, 制作的修复体, 相对于传统堆瓷的全瓷修复, 较难获得好的美学效果, 有学者提出采用回切切端加饰瓷的方法增加美学效果; 另外CEREC制作的修复体是一次成型, 可能存在邻接过松、外形欠佳等问题, 往往会导致材料浪费。在Viat公司VM9 饰瓷说明书中介绍可以用于Mark II的个性化修饰, 本文作者在临床工作中发现低温瓷粉Titankeramik与Mark II结合强度非常好, 美学效果也令人满意, 因此, 本实验测试VM9、Titankeramik与Mark II的结合强度和电镜观察结合界面, 为临床应用提供理论依据。
1 材料和方法
1. 1 主要材料和设备
Vita Mark II瓷块、VM9 饰瓷, Titankeramik饰瓷 ( 维他公司, 德国) ; WDW-50KN电子万能试验机 ( 凯德仪器有限公司, 济南) ; 烤瓷炉P500 ( 义获嘉伟瓦登特公司, 美国) ; SUPRATM55 热场发射扫描电子显微镜 ( FE-SEM) ( 卡尔蔡司公司, 德国) 。
1. 2 实验方法
1. 2. 1试件的制作Vita Mark II瓷块切割成8 mm× 6 mm × 2 mm试件20 个, 随机分成2 组, 每组10个。分别烧结VM9 饰瓷和Titankeramik饰瓷。所有操作程序均严格按照厂家要求进行, 由同一人操作完成。
1.2.2剪切强度的测定将试件固定于特制夹具中, 放置于万能实验机中, 加载头 (切端厚度为1 mm, 锥度为45°) 切端竖直面与氧化锆试件竖直面紧贴, 向下滑行, 在底座标记位置确保每个试件测试时位置相同并使加载力均作用于双层瓷界面处, 以0.5 mm/min的速度加载至饰瓷脱落, 记录破坏时的最大载荷力F (N) 和瓷结合面积S (mm2) 。根据压强公式:P=F/S来计算剪切强度。
1. 2. 3 断裂模式观察用扫描电镜 ( SEM) 观察基底瓷和饰瓷结合界面处饰瓷的残留及破坏情况。
1. 2. 4 电镜界面元素定性分析制作8 mm × 6 mm× 2 mm MarkⅡ瓷块样本2 个, 按VM9 全瓷专业瓷粉和Titankeramik饰瓷的操作说明, 在样本表面涂布烧结0. 5 mm厚的不透明牙本质瓷, 采用慢速锯切断, 超声清洁界面, 采用SUPRATM55 热场发射扫描电子显微镜观察结合界面。采用扫描电镜元素定性模式下, 观察结合界面的形貌和构象, 拍摄照片。加速电压为15kV, 电子束直径为1 μm, 分别在基底瓷、饰面瓷内部及结合界面进行元素定量分析, 观测元素质量分数的变化曲线。
1. 3 统计分析
采用SPSS 13. 0 统计软件进行分析, 参考ISO9693: 1999 标准［7］, 采用配对t检验比较VM9 组与Titankeramik组剪切强度差异有无统计学意义, 将各组的抗剪强度与该标准指标 ( 25 MPa) 进行比较。
2 结果
2. 1 剪切强度的测定
VM9 组剪切强度为 ( 36. 92 ± 7. 6 ) MPa, Ti-tankeramik组剪切强度为 ( 43. 2 ± 9. 3) MPa, VM9 组和Titankeramik组饰瓷的剪切强度差异无显著性 ( t =0. 97, P = 0. 36 > 0. 05) 。
2. 2 断裂模式的观察
71% 断裂发生在基底瓷, 25% 断裂发生于饰瓷或界面, 4%断裂发生在界面之间和饰瓷层的复合型破坏。
2. 3 SEM观察结果
Vita MarkⅡ基底瓷与VM9 饰面瓷结合界面的形貌见图1。由图1 可见, 图像右侧的基底瓷材料结构致密, 而图像左侧的饰面瓷中则有少许的气孔和缺陷;2 种材料在界面结合区镶嵌融合, 结合紧密无间隙, 交界面不明显。Vita Mark II与Titankeramik结合界面见图2, 左侧瓷材料结构致密, Titankeramik与Vita MarkII在界面区融合, 紧密无间隙, 箭头所示为交界面。
2. 4 扫描电镜元素分析结果
Vita MarkⅡ基底瓷与VM9 饰面瓷结合界面和Vi-ta Mark II与Titankeramik结合界面的扫描电镜元素定性分析结果分别见图3、4。距界面结合区基底瓷和饰面瓷中的Al ( 图3 绿线) 元素的质量分数呈梯度变化;在界面结合区基底瓷中Al ( 图4 黄线) 元素质量分数从Mark II到饰瓷都是由高逐渐降低。
3 讨论
CEREC系统是应用最广的椅旁CAD / CAM系统, 使得椅旁制作包括全冠在内的更精确和更复杂的修复体成为可能［1］。材料的高昂成本是目前限制椅旁CAD / CAM系统广泛应用的主要原因之一。而一次加工成形的理念也使得修复体制作过程中出现的一些瑕疵 ( 如邻接不足, 颜色欠佳等) 变得似乎无法挽救, 由此引起的废弃重做更加大了制作的成本。因此, 提高材料的使用效率及研发廉价新材料是改变这一现状的关键。
Vita Mark II属于长石类可切削瓷。该类陶瓷一般经一次切削加工就形成了修复体的最终外形, 因此很少有人研究其与饰瓷结合的情况, 也没有专门配套的饰瓷, Vita公司建议使用氧化锆饰瓷VM9 作为MarkII的饰瓷, 因此, 找出更多的与Mark II匹配饰瓷也具有一定的临床意义。Mark II瓷热膨胀系数9. 4 ×10－ 6/ ℃［8］, VM9 的瓷热膨胀系数8. 8 × 10－ 6~ 9. 2 ×10－ 6/ ℃ , Titankeramik瓷热膨胀系数9. 0 × 10－ 6/ ℃ , 他们的热膨胀系数相差不大, 虽然, 目前关于全瓷饰瓷的膨胀系数差异要求没有文献报道, 其差异符合金瓷结合要求的1. 0 ×10－ 6/ ℃ 范围内［9］, 他们本质上都属于长石类瓷, 因此存在化学结合, 低温饰瓷从理论上也应当是一种选择。Steiner等［9］的研究提示在全瓷核心和饰面瓷间的热膨胀失匹配低于1 ×10－ 6/ ℃ 时, 在全瓷层状结构中不能产生可见的微裂纹。相比于烤瓷合金的柔韧性, 全瓷核心是脆性材料, 全瓷烤瓷修复体对二者间的热膨胀系数匹配要求更加严格。Aboushe-lib［10］在研究中采用实验性的饰面瓷粉与氧化锆的热膨胀系数差最小, 得到了最佳的粘接效果, 认为饰面瓷与氧化锆核心瓷的热膨胀系数应尽可能接近。MarkII与此2 种瓷均能发生化学反应, 因此剪切强度会更好。
ISO9693: 1999 标准中规定了金瓷之间的结合强度大于25 MPa即可满足临床应用。而截至目前, 关于全瓷基底与饰瓷之间的结合强度尚没有明确规定。国外已有报道［11］应用该标准评价瓷瓷结合强度。因此本实验参考此标准来评价几种饰瓷与Mark II瓷的结合水平。平行界面剪切测试是测试结合强度的最常用的方法［12］, 已有学者研究发现采用此种方法产生的应力集中最小［13］, 从本实验结果可知Mark II瓷块与2种饰瓷的结合强度无统计学差异, 并且结合强度远远大于25 MPa, 因此可满足临床需要。
剪切强度实验界面断裂方式一般有饰瓷断裂、界面断裂和底瓷断裂［11］。氧化锆与饰瓷断裂一般为饰瓷断裂, 而二硅酸与饰瓷的断裂方式上述3 种方式均可能存在, 本实验结果表明Mark II与饰瓷的断裂方式71% 为底瓷断裂, 这可能主要与底瓷自身的强度有直接关系, 有研究表明［12］内部断裂材料的结合强度要大于实际测量的结合强度, 可达到测量值的2 倍左右, 因此Vita Mark II与VM9 和Titankeramik结合强度可达72 ~ 86 MPa。
从电镜扫描图像可观察到, Mark II与VM9 和Ti-tankeramik熔合非常好, 不存在明显的界面, 从元素扫描结果看, Al元素存在界面渗透, 表明发生了化学反应, 元素的跨界面渗透一方面可由于元素的质量分数不同造成物理性渗透, 另一方面也可能是界面区发生了化学反应［14］。
4 总结
Titankeramik饰瓷与Mark II瓷块的结合强度理论上完全可以满足临床需要, 可以作为Mark II瓷块的个性化修饰使用。
摘要：目的:比较和分析Vita Mark II与2种全瓷系统饰瓷的结合强度。方法:将Vita Mark II瓷块切割成8 mm×6 mm×2 mm试件20个, 随机分成2组 (n=10) , 分别在其表面烧结饰瓷VM9和Titankeramik, 用万能试验机测定剪切强度, 扫描电镜 (SEM) 观察结合界面的形貌和构象, 热场发射扫描电镜 (FE-SEM) 对结合界面进行元素定性分析。结果:VM9组和Titankeramik组剪切强度 (MPa) 分别为:36.92±7.6和41.02±9.40 (P>0.05) ;各组试件破坏模式均以基底瓷破坏为主, SEM观察显示2种饰瓷材料在界面区与Mark II瓷块镶嵌融合, 结合紧密无间隙。FE-SEM分析表明界面区Al元素质量分数呈梯度变化, 由基底瓷向饰面瓷Al的质量分数逐渐下降, 提示基底瓷中Al有越过界面相互渗透的现象。结论:VM9和Titankeramik饰瓷与Vita mark II的结合强度均能满足临床需要。
关键词：Vita Mark II,饰瓷,剪切强度
强度比较分析 篇2
关键词：变电站,工频电磁场,职业健康风险
工频电磁场(power frequency electromagnetic fields)是电荷量和电流量随时间作50 Hz/60 Hz周期变化产生的电场和磁场,是极低频电磁场中的一种。虽然工频电磁场致癌性等慢性健康影响仍没有明确,但短期、高水平工频电磁场接触对人体的神经肌肉刺激效应已被广泛认识[1]。国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)、国际电子工程师协会(IEEE)、美国工业医师协会(ACGIH)等重要的国际电磁辐射健康相关组织以及日本、美国等很多国家均依据急性健康效应制定了工频电磁场的短时接触限值[2,3,4]。这要求存在工频电磁场的作业场所作业环境需要严格控制其工频电磁场水平,才能降低作业人员在作业环境中产生急性健康效应的风险。变电站内布满高电压和强电流设备或装置,是存在较高工频电磁场的作业场所,本研究于2011年对不同电压等级变电站工频电磁场强度的比较和分析,有利于分析这类工频电磁场高接触人群的健康危害风险,为该类职业危害的控制提供相应策略。
1对象与方法
1.1 研究对象
典型抽取110 kV和220 kV变电站各2个, 500 kV变电站1个,以其变电站及所属高压线作业环境作为研究对象,对其作业环境所有作业点进行布点检测。
1.2 方法
1.2.1 现场职业卫生调查
通过现场职业卫生调查,收集变电站位置、电压等级、负荷、面积、工频电磁场设备布局、工艺流程、作业人员作业情况等资料。
1.2.2 作业环境电磁场强度的检测与评定
1.2.2.1 测量仪器
采用德国 PMM8053电磁场测量仪和EHP-50工频电磁场探头进行布点检测。
1.2.2.2 布点
在每个等级变电站相对高压区、相对低压区、变压器进出线两侧及其他特殊设备(电抗器和电容器等)进行布点检测。作业区域按每5 m 1个测点进行布点测量,测点设置在高压线下,开关、刀闸等设备附近,变压器分别测量进线、出线两侧,特殊设备测量其巡视点或作业点。测量的高度按GBZ/T 189.3-2007[5]要求,测定距地面高1.5 m 的电磁场强度。
1.2.2.3 测量及数据记录
测量在晴朗少风的气候进行,每个点测量3次,每次时间不小于6 min,记录电场和磁场的最小值、最大值及均方根值,取均方根值作为该测点工频电磁场场强值。统一的记录表格记录测量日期、测量时间、气象条件、测量地点、测量仪器型号、测量数据、测量人员等。
1.2.3 统计学分析
用均数和标准差描述资料的集中趋势和离散趋势,Kruskal-Wallis非参数检验分析三组电场强度和磁场强度有无统计学差异。依据ICNIRP“1～100 kHz电磁场接触限值导则”(职业接触50 Hz电场强度限值为10 kV/m[2],磁场强度限值为1 mT)职业接触限值计算各等级变电站超标率,用χ2检验分析各组间的差异性。
2结果
本次研究共对192作业点进行工频电磁场的测量,其中110 kV变电站共测量52个作业点,220 kV变电站共测量60个作业点,500 kV变电站共测量了80个作业点。结果192个作业点电场强度最小值为0.12×10-3kV/m,最大值为18.07 kV/m,中位数为0.98 kV/m;磁场强度最小值为0.04 μT,最大值为1.13×103μT,中位数为0.93 μT。其中110 kV变电站52个作业点电场强度最小值为0.12×10-3kV/m,最大值为2.38 kV/m,中位数为0.20 kV/m;磁场强度最小值为0.18 μT,最大值为5.66 μT,中位数为0.69 μT。220 kV变电站60个作业点电场强度最小值为0.12×10-3kV/m,最大值为13.58 kV/m,中位数为0.34 kV/m;磁场强度最小值为0.04 μT,最大值为163 μT,中位数为0.34 μT。500 kV变电站80个作业点电场强度最小值为1.32×10-2kV/m,最大值为18.07 kV/m,中位数为2.52 kV/m;磁场强度最小值为0.15 μT,最大值为1.13×103 μT,中位数为3.26 μT。经Kruskal-Wallis非参数检验,3组电场强度和磁场强度χ2分别为57.11和55.83,P值均<0.01,差异有统计学意义。结果见表1。
依据ICNIRP 2010年“1～100 kHz电磁场接触限值导则”,职业接触50 Hz电场强度限值为10 kV/m,磁场强度限值为1 mT(1 mT =1 000 μT),结果所有被测192个作业点,16.67% 32个作业点电场强度超过限值为10 kV/m的要求,磁场强度除500 kV变电站有1个作业点磁场强度为1.13 mT外,其余均符合限值1 mT的要求。110 kV变电站52个作业点电场强度均<10 kV/m,符合限值要求;220 kV变电站8.3%(5个作业点)电场强度超过限值要求;550 kV变电站32.5%(26个作业点)电场强度超过限值的要求。经χ2检验,3组超标率有显著性差异(χ2=28.52,P<0.01)。经Spearman相关性分析,电压等级越高超标率越高,相关系数为0.38(P<0.01)。结果见表2。
3讨论
虽然工频电磁场是人类可疑致癌物,但是由于缺乏好的流行病学研究和动物实验研究数据,其致癌性等慢性健康影响尚未明确,甚至连工频电磁场的靶器官也是众多研究者疑惑的问题。因此,针对工频电磁场所属的低频电磁场,国际上众多国际组织和国家均是依据已知的急性健康效应制订了相应的接触限值。ICNIRP制定的电磁辐射限值导则是全球众多电磁辐射专家共同协作研制的限值,世界上其他组织或国家制定限值多数参考ICNIRP制定的限值导则。2010年该组织特别针对1～100 kHz电磁场的健康影响进行了进一步的综述,并重新编写了“1～100 kHz电磁场接触限值导则”,将工频电磁场职业接触限值电场强度确定为10 kV/m,磁场强度确定为1 mT。按照ICNIRP,由于职业接触限值依据急性健康影响,所取值为短时最大值,这提示所有作业工人能接触的作业环境均需要符合限值的要求,才能避免急性健康危害的风险。因此,本研究选择了对作业环境所有作业工人的作业点进行检测,从而可以全面评估作业人员可能存在的健康风险。
针对变电站及其线路作业环境的工频电磁场,众多学者进行了相应的调查研究,对750 kV、500 kV、220 kV及35 kV等各等级变电站的工频电磁场均有相应的报道[6,7,8],并发现变电站往往存在高强度的电场强度。本次研究结果表明电压等级越高的变电站作业环境工频电场强度往往越高,当电压等级为220 kV及以上时,变电站作业环境存在工频电场超标作业点,作业人员在此作业点作业时,存在健康风险。特别是在500 kV的超高压变电站,作业点电场强度最高值为18.07 kV,超标率达到32.5%,作业人员在500 kV超高压变电站作业时健康风险较普遍。虽然陈宇民[9]研究认为无论是输电线路还是变电站,其磁感应强度都很小,远小于100 μT。但本次研究还是发现了2个作业点磁场强度>100 μT,甚至1个作业点超过1 mT限值的要求,这些点处在变电站电抗器和电容器周围,存在一定的健康风险,需要严格进行相应的防护和管理。
总之,工频电场广泛存在于高压变电站,电压等级越高,健康风险越大,500 kV超高压变电站电场强度超标现象普遍,存在较大的职业健康风险,需要采取相应的防控措施。磁场强度虽有部分测点超过限值要求,但存在较高磁场强度的作业位置多局限在电抗器和电容器周围,可加强对局部区域的防控,可降低职业危害发生的风险。
参考文献
(1)WHO,ILO,ICNIRP.Environmental health criteria 238 extremelylow frequency fields(M).Spain,WHO.2007:349-356.
(2)Health Physics.International Commission on Non-Ionizing Radi-ation Protection.Guidelines for limiting exposure to time-varyingelectric and magnetic fields(1 to 100 GHz)(S).2010.
(3)ACGIH.Sub-radiofrequency(30kHz and below)magneticfields.7th edition documentation of the threshold limit values forphysical agents(M).America,ACGIH,2006:1-12.
(4)陈青松,李涛,黄汉林,等.极低频电磁场职业接触限值研究概况(J).中国职业医学,2011,38(1):72-74.
(5)中华人民共和国卫生部.GBZ/T189.3-2007工作场所物理因素测量第3部分:工频电场(S).北京:人民卫生出版社,2008.
(6)万保权,张广洲,路遥,等.750kV兰州东官亭输变电工程工频电磁场测量(J).高电压技术,2007,33(5):41-45.
(7)刘嘉文,李丽.变电站220kV及以上区域工频电磁场强度特性分析(J).广东电力,2011,24(1):7-9.
(8)陈青松,杨晓瑛,李润琴,等.供电企业工频电磁场职业暴露现况(J).中华劳动卫生职业病杂志,2012,30(8):575-578.
强度比较分析 篇3
地上式钢制储罐发生火灾, 5min内可使罐壁温度升至500℃, 使钢板强度降低一半, 8~10 min后钢板将失去支持能力。储罐发生火灾, 为控制火势, 降低火焰辐射强度, 必须对储罐及时进行水喷淋冷却, 使罐壁温升不超过100℃。关于油品储罐冷却用水量的规定, 国内外规范有所差别, 并且国内三本规范也不尽相同, 这给石化企业冷却设施的设计安装带来困扰。在油罐发生火灾时, 不能正确指导消防队员合理对其进行冷却。
1 各规范对冷却水的规定
1.1《建筑设计防火规范》第8.2.5条对甲、乙、丙类液体储罐的冷却强度和范围做了规定, 见表1
1.2《石油化工企业设计防火规范》第7.3.8条和《石油库设计规范》第12.2.8条对可燃液体地上立式罐应设固定消防冷却水强度的规定见表2。
1.3《石油化工企业设计防火规范》第7.9.3条对液化烃储罐固定消防冷却水系统的用水量单独作出规定:
一、着火罐冷却水供给强度, 不应小于9 L/m i n·m 2;
二、距着火罐1.5倍着火罐直径范围内的邻近罐冷却水供给强度, 不应小于4.5L/m i n·m 2;
1.4《水喷雾灭火系统设计规范》第3.1.2条也对防护冷却强度做了规范:甲乙丙类液体储罐的设计喷雾强度为6 L/min·m 2。
2 冷却水洒水形式[4]
据文献介绍, 冷却水洒水形式主要有三种, 即水雾喷头、淋水管、水幕喷头, 对比见表3。
由上表可以看出, 水幕喷头受外部条件制约最少, 对油罐冷却最有利。而《建筑设计防火规范》、《石油库设计规范》和《石油化工企业设计防火规范》中均未对喷头形式做出明确要求。
而文献经常用来与国内规范冷却水强度做对比的国外规范均为水喷雾强度, 如美国NFPA 15规定控火的喷雾强度为10~2 0 L/m i n·m 2, 针对钢结构防护冷却的强度为10.2 L/min·m2;日本有关法规规定液化石油气储罐及设备的喷雾强度为7 L/min·m2;英国对液化石油气储罐的喷雾强度为10.2 L/min·m2。
水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在一定水压下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定灭火系统。相同体积的水以水雾形态喷出时比直射流形态喷出时的表面积大几百倍, 当水雾滴喷射到燃烧表面时, 因换热面积大而会吸收大量的热迅速汽化, 使燃烧物质表面温度迅速降到物质热分解所需要的温度以下, 使热分解中断, 燃烧即终止。由此可见, 文献通常用国外水喷雾的喷射强度来对比国内规范的喷射强度, 有失合理。
3 结论
可燃液体储罐区消防冷却水强度不同的设计规范规定不同, 这样就导致计算出的冷却水的用量不一样, 建议规范统一标准, 此外, 建议国内规范对喷头的洒水形式做出明确规定, 以便于石化企业进行消防设计和消防员的灭火救援。
参考文献
[1]建筑设计防火规范.GB 50016.2006
[2]石油化工企业设计防火规范.GB 50160～2008.
[3]石油库设计规范.GB 50074.2002.
[4]水喷雾灭火系统设计规范.GB 50219～95.
强度比较分析 篇4
1 材料与方法
1.1 材料和仪器
25 mm×5 mm×3 mm氧化锆(ZrO2, 3 mol% Y2O3)、氧化铝(含95% Al2O3)陶瓷坯各48 片。高温陶瓷烧结炉(KSL1700X,MTI Corporation),BPS2型双笔式喷砂机(海德医疗设备厂,天津)。 Superbond C﹠B树脂超级粘接剂,陶瓷前处理剂Porcelain Liner M(SUN Medical,Japan); PanaviaTM F含氟树脂粘合剂,可乐丽菲露SE BOND Primer(Kuraray Medical,Japan); RelyXTMUnicem(3M公司,美国)。M350- 20KN CX型万能材料试验机(Testometric公司,英国),Shimadzu SS- 550扫描电子显微镜(岛津,日本),倒置显微镜(Olympus,日本)。
1.2 氧化物陶瓷片的制备
将压制好的ZrO2及Al2O3陶瓷坯切割成10 mm×5 mm×3 mm的条形并放于高温烧结炉中经过4 次升温至1 550 ℃烧结550 min,自然冷却后取出并检测断裂强度及密度。将烧结完成的瓷片用丙酮清洗,再依次用220、400、600 目砂纸打磨陶瓷表面(即5 mm×3 mm的粘接面)。
1.3 试件的制备
1.3.1 粘接前处理
将打磨好暴露新鲜瓷面的陶瓷片在0.4 MPa的压力下用110 μm的Al2O3距离10 mm喷砂15 s, 然后用无水酒精和蒸馏水分别超声清洗10 min并将2 种瓷片各自随机分为3 组,每组16 片。 Superbond C﹠B与Al2O3粘接为SA组,与ZrO2粘接为SZ 组;PanaviaTM F与Al2O3粘接为PA 组,与ZrO2粘接为PZ组;RelyXTMUnicem与Al2O3粘接为 RA组, 与ZrO2粘接为RZ组。各组吹干,待粘接。
1.3.2 试件的粘接
将与Superbond C﹠B配套的Porcelain Liner M以及与PanaviaTM F配套的SE BOND Primer分别对相应组陶瓷粘接面进行粘接前预处理。3 种粘接剂调拌均匀后严格按照使用说明涂布在每组中任意2 个瓷片的粘接面进行指压对位粘接,直至粘接剂完全固化,室温静置10 min后将各组试件放于37 ℃水浴,24 h后测试抗剪强度。以上所有操作均由同一个操作者完成,操作手法相同。
1.4 粘接抗剪强度的测定
用万能材料试验机分别对各组试样进行粘接抗剪强度的测试。测试时试件置于特制夹具中固定,剪切方向与陶瓷粘接面相平行,加载速度为1.0 mm/min(图 1),直至试样上的粘接面破坏,显示器上自动记录此时的剪切力值(N)。根据抗剪强度计算公式[3]t=P/S计算每个试件的粘接抗剪强度。其中t指抗剪强度(MPa);P指粘接破坏的最大剪切力(N); S指粘接面积(mm2)。对每组8 个试件所测得的结果取平均值即为其粘接抗剪强度。
1.5 统计学分析
实验结果使用SAS 9.12统计软件处理,进行单因
素方差分析以及2 组独立样本资料t检验,各项分析的检验水准均为α=0. 05, P<0.05时差异有统计学意义, P<0.01时差异具有高度统计学意义。
1.6 粘接断面观察
20×倒置显微镜下观察各组破坏后的8 个试件粘接断面的破坏形式。
1.7 扫描电镜标本的制作及观察
从喷砂后的Al2O3及ZrO2瓷片中任意选取1 个制作电镜标本,表面金离子溅射处理后用扫描电子显微镜观察表面超微结构。
2 结 果
2.1 烧结后2 种瓷的断裂强度及密度
结果见表 1。
2.2 各组试件的粘接抗剪强度结果
结果见表 2。
SAS 9.12统计软件分析数据,依照单因素方差分析比较3 种粘接剂与同一种陶瓷的粘接强度有无统计学差异,而同一种粘接剂对不同陶瓷的粘接差异则使用两独立样本资料t检验。结果显示,Al2O3陶瓷组间差异有显著性 (P<0.000 1),其中SA最高,RA最低,且两两比较后均为P<0.01。ZrO2陶瓷组间也有差异(P<0.000 1),SZ 与PZ均高于RZ且2 组间差异无显著性(P>0.05)。对于每一种粘接剂来讲,Superbond C﹠B对Al2O3的粘接强度高于ZrO2(P<0.05),PanaviaTM F对2 种陶瓷的粘接无显著性差异(P>0.05),RelyXTMUnicem对Al2O3的粘接强度显著高于ZrO2(P<0.000 1)。
2.3 粘接破坏形式
结果见表 3。
2.4 Al2O3与ZrO2喷砂后扫描电镜表现
从图2 a、b可以看到2 种陶瓷喷砂后呈现不同的表面形貌。Al2O3 (a)的表面结构特点是:晶粒小、孔隙多、晶粒排列比较疏松;而ZrO2(b)则晶粒大、孔隙少、排列紧凑。
a: Al2O3喷砂后表面结构; b: ZrO2喷砂后表面结构
3 讨 论
3.1 3 种树脂粘接剂的特点
Superbond C﹠B为粉液调和、化学固化型4- META/MMA- TBB水门汀,其中,扩散促进单体4- META(4- 甲基丙烯酰乙基偏苯三酸酐)分子内具有亲水性基团和疏水性基团,能与MMA 单体形成共聚物。引发剂TBB反应活性高,在少量氧或水的存在下使聚合速度大大提高。同时该粘接剂与陶瓷粘接需要选择与之配套的陶瓷前处理剂即硅烷偶联剂(Porcelain Liner M),其反应原理是通过混合硅烷偶联剂的A、B液使之水解成为硅醇基(Si- OH)与陶瓷表面存在的硅醇基发生化学反应,在A、B混合液涂布后生成的硅烷偶联剂膜上使用 Superbond C﹠B后两者间形成化学结合并聚合,完成与陶瓷牢固的粘接;此外Superbond C﹠B中的4- META分子可以和喷砂处理后的氧化膜发生反应并形成高度粘接。这使得Superbond C﹠B较另外2 种粘接剂形成很好的初期粘接。PanaviaTM F为自酸蚀、双重固化复合树脂型双糊状树脂水门汀,含有粘接性磷酸酯单体(MDP),MDP可以溶解切削微粒子层,通过自身扩散渗透到陶瓷,使陶瓷表面产生树脂浸润层并与粘接剂结合成一整体,提高陶瓷的粘接强度。又因该材料含有过多的无机填料和疏水性物质,所以其粘接强度稍差于Superbond C﹠B[4]。它调和后本身没有粘接性,必须在粘接面上涂抹预处理剂或粘接剂SE BOND Primer后才能发挥强大的粘接性能。实验结果表明PanaviaTM F可以与氧化物陶瓷产生良好的初期粘接,与ZrO2粘接强度较Al2O3高,其原因有待进一步研究。RelyXTMUnicem属于双固化、自酸蚀一步法粘接剂,它改进了以往树脂水门汀成分,加入了全新的异丁烯酸磷酸酯单体,新的超细填料和引发体系,临床操作非常简单,不需要任何表面处理。但是其粘接效果不如前2 种粘接剂,与姜婷等[2]得出的结论一致,这可能是由于RelyXTMUnicem自身酸蚀效果欠佳,而且经光照后流动性显著降低,从而导致其与粘接面之间形成很少且较短的树脂突所致。
3.2 2 种氧化物陶瓷的表面结构特点
从实验前测定及喷砂后2 种陶瓷的表面结构可以看出,Al2O3的致密程度远较ZrO2低,这决定了二者在施加相同处理方式的情况下表面活性的差异。由于ZrO2晶粒大、孔隙少、密度大、硬度高,所以在同样的条件下喷砂时Al2O3比ZrO2获得更加粗糙的表面,从而使得Al2O3的粘接效果优于ZrO2。
3.3 粘接破坏形式
一般而言,粘接体系的破坏方式有以下4 种[5]:界面破坏——粘接破坏发生在粘接剂与被粘体的界面上;粘接剂内聚破坏——破坏发生在粘接剂内部;被粘体内聚破坏——粘接破坏发生于被黏体内部;混合破坏——既有界面破坏又有内聚破坏。本实验未发现单独的陶瓷内聚破坏,SA、 SZ组全部为混合破坏;PA、PZ组以混合破坏为主,极少数为界面破坏及内聚破坏;RA、RZ组则界面破坏较为多见。说明Superbond C﹠B和PanaviaTM F与氧化物陶瓷之间粘接强度优于一步法自酸蚀粘接剂RelyXTMUnicem。
3.4 本实验中的不足之处
①粘接面是采用手磨、目测使其平整,可能对抗剪强度的测试有一定影响。②粘接时利用手指加压,虽然更加接近临床操作但是加入了人为不确定因素,增加了产生误差的机会。③本实验只测定了各种粘接剂的初期粘接强度,耐久粘接强度未涉及。
4 总 结
本实验结果表明3 种树脂粘接剂中 Superbond C﹠B和PanaviaTM F均与氧化物陶瓷之间具有较高的粘接强度,优于一步法自酸蚀粘接剂RelyXTMUnicem,可在临床氧化物陶瓷修复体的粘接过程中作为首选粘接材料。而对于陶瓷来讲,Al2O3 的粘接强度高于ZrO2, 这可能与陶瓷本身的表面结构有关系。有研究结果[6,7]证实磷酸酯类粘接剂能够使氧化物陶瓷具有更加耐久的粘接强度。关于本实验中3 种树脂粘接剂的耐久粘接强度我们将在后续实验中进一步探讨。
参考文献
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强度比较分析 篇5
检测方法:GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》;
检测条件:环境温度23℃, 相对湿度为52%;
检测对象:某低强度钢圆形试样, 试样名义尺寸d=8mm, 通过实验检测mR参数;
检测设备:MTS C64.35E电脑式伺服控制材料试验机, 检定0.5级合格;
检定合格的数显游标卡尺;
检测过程:根据GB/T 228.1-2010, 用数显游标卡尺测量试样直径d, 以计算其原始横截面积s0, 选择MTS C64.35E电脑伺服控制材料试验机, 对试样施加轴向拉力, 检测试样的mF, 计算相应的强度指标mR。
数学模型:
式中:
Rm:试样抗拉强度, N/mm2;
Fm:试样断裂时试验机显示最大力, N;
d:试样直径, mm;
具体检测结果如下。
测量不确定度主要来源的分析
主要来源:试验力值测量引入的不确定度分量;试样尺寸测量带来的不确定度分量;试验速率引入的不确定度分量。
标准不确定度分量的评定
评定检测结果标准不确定度的方法众多, 本文中仅采用GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》附录L与CNAS-GL10:2006《材料理化检验测量不确定度评估指南及实例》提供的两种不同方法对同一检测结果进行不确定度评定。
GB/T 228.1-2010附录L拉伸试验测量结果不确定度的评定
抗拉强度的合成标准不确定度ucrel (Rm) 由u rel (F m) 、u rel (S o) 、urel (Rm V) 、urel (rep) 4个彼此独立不相关的引入不确定度合成而得。
最大力mF的B类相对标准不确定度分项u rel (F m)
1. 材料拉伸试验机力值测量系统示值误差引入的相对标准不确定度urel (F1)
0.5级的材料拉伸试验机示值误差±0.5%, 按照均匀分布处理
2.标准测力计的相对标准不确定度urel (F 2)
检定0.5级的材料拉伸试验机需使用0.1级标准测力计。重复性R=0.1%。可以看成重复性极限。则相对标准不确定度为:
3.电脑控制材料拉伸试验机数据采集系统带入的相对标准不确定度urel (F 3)
试验数据采集系统带入的B类相对标准不确定度为20.2 10-×
4.最大力mF的相对标准不确定度分项u rel (F m)
原始横截面积S0的B类相对标准不确定度分项urel (S 0)
测定原始横截面积时, 测量每个尺寸应准确到±0.5%
拉伸速率影响引入的相对标准不确定度分项u rel (Rm V)
试验得出, 在拉伸速率变化范围内抗拉强度最大相差3MPa, 所以拉伸速率对抗拉强度的影响为±2 MPa, 按均匀分布考虑
A类相对标准不确定度分项u rel (re p)
Rm相对标准偏差S=1.073%, 评定3个试样测量平均值的不确定度, 故
计算抗拉强度的相对合成标准不确定度ucrel (Rm)
则
计算相对扩展不确定度Urel (Rm)
取包含概率约P=95%按k=2,
CNAS-GL10:2006《材料理化检验测量不确定度评估指南及实例》
抗拉强度的合成标准不确定度u c (R m) 由u (F m) 、u (d) 、u (Rm, V) 、u (Rm, rou) 4个彼此独立不相关的引入不确定度合成而得。
拉伸试验力值测量误差所引入的不确定度分量u (F m)
1.试验机示值误差所引入的不确定度u1 (Fm)
该试验机为0.5级, 示值误差∆=±0.5%, 均匀分布,
2. 标准测力计所引入的不确定度u2 (Fm)
校准1级试验机所用的标准测力计为0.1级, 该校准源的不确定度为0.1%, 包含因子为2, 由此引入的B类评定相对标准不确定度, 。
3. 电脑控制材料拉伸试验机读数所引入的不确定度u3 (Fm)
仅考虑由电脑控制材料试验机试验力分辨力δx所引入的不确定度u3 (F m) =0.29δx
因为设备的分辨力很高 (最小单位µN) , 即δx很小, 所以这个分量可忽略不计。
4.u (F m) 的合成
5.求灵敏系数CmF。
对式 (3) 中的Fm求偏导, 得
试样原始直径测量的不确定度分量u (d)
1.数显游标卡尺测量试样直径d所引入的误差
数显游标卡尺示值误差引入的不确定度u1 (d) 可以从CNAS-GL10:2006一书的附录4中查得:u1 (d) =0.017mm。
2.试样直径d测量的重复性
u2 (d) 按照测量的数据和经验来确定, 查CNAS-GL10:2006书中表4-10可得:u 2 (d) =0.010mm。
3.u (d) 的合成
4. 求灵敏系数Cd, m。式 (2) 对d求偏导,
得
试样速率的偏差对Rm产生影响而引入的不确定度分量, (u) RmV
由CNAS-GL10:2006书中附录6可查得测定mR引入的u rel (Rm V) 对应低强度钢为0.15%。即:
数据结果修约引入的标准不确定度分量u (Rm, rou)
按GB/T 228.1-2010要求对数据进行修约, 修约间隔δx=1, 半宽, 包含因子可得
计算抗拉强度的合成不确定度u c (R m)
计算相对扩展不确定度Urel (Rm)
取包含因子k=2, 区间的置信概率约为95%
两种评定方法的对比
GB/T 228.1-2010附录L是通过urel (Fm) 、urel (S o) 、urel (Rm V) 、urel (rep) 共4个相互独立的标准不确定度分项合成ucrel (Rm) 最终得到Urel (Rm) ,
而CNAS-GL10:2006则是由u (F m) 、u (d) 、u (Rm, V) 、u (Rm, rou) 4个不确定度分量和两项灵敏度系数CmF、Cd, m才得到合成不确定度U c (R m) , 由U c (R m) 得Urel (Rm) 。
由以上具体演算过程对两种不确定度评价方法进行比较:
最大力mF的不确定度分量来源一致:试验机测力系统、标准测力计以及计算机数据采集系统;
试样尺寸d的不确定度来源:GB/T 228.1-2010附录L仅考虑尺寸测量的准确度, CNAS-GL10:2006则引入了测量工具的示值误差和测量重复性两个经验值;
GB/T 228.1-2010附录L与CNAS-GL10:2006都考虑了试样速率V对试样结果的影响, 但侧重方向不同;
GB/T 228.1-2010附录L特别考虑了测量结果的重复性rep;
CNAS-GL10:2006引入了检测结果修约u (Rm rou) 产生的不确定度。
结语
GB/T 228.1-2010附录L以及CNAS-GL10:2006两种评价方法对试验力的不确定度来源及尺寸测量和试验速度可能带来的不确定度等问题的结论一致, 但具体分析采用了不同的思路, 且两种方法分别考虑了测量结果的重复性以及对检测结果修约引入的不确定度影响。
试样尺寸测量引入的不确定度统计方法需要进一步规范化, 减少经验数据对最终评定结果的干扰;
检测速率对评价结果的影响需要进一步论证后方能确定;
此次评价的最终结果相差不大, 可能和检测列中数据较少有关 (重复性) ;
强度比较分析 篇6
近年来，众多国内外学者对环境问题的研究方向慢慢转向对环境信息披露水平的探索。
较多的研究集中于环境信息披露与内部因素相关性的研究，对环境信息披露与环境规制相关性的研究并不多。朱金凤、赵红雨（2008）对造纸行业的招股说明书与年报进行研究后认为：环境规制的发布时点影响着企业环境信息披露的水平。王宁涛（2010）对我国环境会计近年来发展状况的研究指出：有效监管方法的缺乏、建设的滞后、环境成本的分配不均与社会对环境会计监督体系的不完整等问题，在我国环境信息披露制度中普遍存在。毕茜（2012）的研究结果表明：环境规制的出台，提高了我国重污染行业环境信息披露水平。环境规制包含制定与执行两个层面的含义。国内外学者对环境规制的研究很少，且主要研究环境规制执行层面的效果。赵红（2008）对环境规制对企业技术创新的影响研究后，得出结论：环境规制每提高1%的强度，滞后1期或2期的R&D投入强度提高0.12%，同时专利授权数量增加0.30%，说明了我国企业技术创新在中长期受到了环境规制正向的影响。
综观已有的研究，国内外学者在环境信息披露的绩效及影响因素方面已经做出了大量、有益的探索。但其中对环境规制与环境信息披露水平关系的研究较少，而对环境规制强度也仅局限于执行层面；在对外部制度作用研究时，主要是以全国性环境规制为着力点，缺少分行业、分地域的系统研究。基于此，本文首次通过比较两个省份重污染行业企业环境信息披露规制出台时点与制定层面的强度，探索它们与环境信息披露水平的关系。
二、区域环境信息披露规制的比较
2008年北京市环境保护局发布了《北京市环境保护局环境信息公开暂行办法》（以下简称《办法》）。2012年浙江省环保局出台了《关于进一步加强上市企业环境信息披露工作的通知》（以下简称《通知》）。本文对北京市与浙江省的环境信息披露规制中针对重污染行业的规定进行归纳，运用8个强度指标来衡量制度的强度。具体见表1:
根据表1，浙江省的《通知》在衡量强度的5个指标的表现优于北京市的《办法》，8个指标方面均在规制中做出详细规定，因此我们认为浙江省环境信息披露规制的强度高于北京市的环境信息披露规制的强度。
三、环境信息披露水平的区域分析
为了探讨地域性环境信息披露规制的颁布与强度的效用，本文对样本公司的年报、社会责任报告等公开报告展开实证研究。
1. 样本选取。
本文选定我国仅有的两个颁布了独立环境信息披露规制的省份——北京市与浙江省作为样本省份。并将两地颁布规制的年份及之前1年和之后1年纳入研究年份，将研究跨度确定为2007～2012年，并剔除掉北京市2007～2009年与浙江省2010～2012年没有上市的公司后，最终选择了北京市24家与浙江省30家重污染行业上市公司2007～2012年的年报、社会责任报告及可持续发展报告为研究对象。（资料来源于巨潮网）
2. 重污染行业界定与研究方法。
根据2010年国家环境保护部门出台的《上市公司环境信息披露指南》的规定，并结合《上市公司行业分类指引》，本文对重污染行业进行了如下划分：(1)水电煤气业：火电业；(2)金属非金属行业：电解铝、钢铁、冶金、水泥、建材；(3)采掘业：采矿业、煤炭业；(4)石化塑胶业：化工、石化；(5)造纸印刷业：造纸业；(6)食品饮料业：酿造、发酵；(7)生物医药业：制药业；(8)纺织服装皮毛业：纺织、制革。
本文将使用指数法对北京市与浙江省重污染行业上市公司环境信息的披露状况分别从数量和质量两个层面进行分析和比较。环境信息披露数量的最终得分为公开报告中与环境信息相关的行数总和。环境信息质量的评分过程借鉴了Patten、Darrell(1992）与沈洪涛（2010）的方法，将显著性、量化性和时间性3个维度作为衡量披露质量的指标，量化样本公司年度报告等公开报告中披露的环境信息的质量。如表2所示：
3. 区域环境信息披露内容的数量分析。
(1）北京市环境信息披露内容的数量分析。表3列示了北京市样本公司2007～2012年环境信息的披露数量评分，即环境信息的行数。通过横向分析，2007年北京市重污染上市公司环境信息的披露数量值域为[0,55]，均值7.57;2008年值域则迅速增长到[0,100]，均值也上升到19.91，增长幅度在6年中最大；2009～2012年间披露数量都有不同程度的提升。由此可见，北京市样本公司环境信息披露数量呈递增趋势，t检验证明北京市样本公司200～2012年环境信息披露内容的数量提升较为明显。
通过纵向分析，北京市的采掘业与水电煤气业是在内容披露数量方面表现最好的行业，6年均值为40.56和28.13；而披露数量最少的是生物医药业，6年均值仅为11.5，行业之间方差分析ANOVA检验结果表明，北京市各行业环境信息披露内容的数量有着较为明显的差距。
(2）浙江省环境信息披露内容的数量分析。表4列出了浙江省样本公司2007～2012年环境信息的披露数量分数。通过横向分析，2007年浙江省重污染上市公司环境信息的披露数量值域为[0,11]，均值为4.63；接下来几年一路攀升，直到2010年，披露数量的值域增长到[1,170]，均值达到24.52;2011年样本公司环境信息披露数量的值域持续增长至[2,249]，均值上升到33.15;2012年出台《通知》，浙江省样本公司披露数量的值域尽管没有较2011年有大幅度提升，但是均值却以6年最大的增幅达到52.73。从均值检验的结果来看，2007～2012年间浙江省样本公司环境信息披露数量的增加幅度较大。
从纵向角度来看，食品饮料业在浙江省所有重污染行业披露环境信息数量中表现最佳，6年的均值达到36.33；纺织服装皮毛和石化塑胶的披露数量也较多，分别为27.75和25.72;6年中披露最少的行业则是生物医药业，仅为12.78。行业之间方差分析（ANOVA）证明：浙江省各个行业环境信息披露内容的数量没有明显差距。
4. 区域环境信息披露内容的质量分析。
(1）北京市环境信息披露内容的质量分析。表5列示了北京市重污染行业样本公司2007～2012年环境信息披露内容的质量得分，即显著性（E）、量化性（Q）与时间性（T）的分别得分。从纵向的时间角度来看，显著性（E）、量化性（Q）与时间性（T）的得分分别从2007年的2.67、3.24、2.99，以6年中最大幅度上升至2008年的5.54、6.70、5.85,2008～2012年间三项指标都以不同程度逐年增长。均值检验表明6年的环境信息披露的3项质量指标分数均变化显著。从综合数量的变化趋势来看，北京市样本公司环境信息的披露数量与质量呈同向增长。
从横向角度看，采掘业上市公司披露的环境信息质量总体表现最好，金属非金属行业与水电煤气业披露的环境信息的质量也较好，而生物医药业在三个指标上表现最差。
(2）浙江省环境信息披露内容的质量分析。表6列示了浙江省样本公司2007～2012年环境信息披露内容的质量得分。从纵向的时间角度来看，显著性（E)2007～2008年的得分从2.84上升到了5.16，但是2009年却又下降到4.80，继而2010～2012年分数又继续呈现上升趋势；量化性和时间性的得分情况同显著性变化一致。其中2011～2012年之间提升的幅度最大，E、Q、T分别从7.64、8.44、6.95增长到10.27、11.37、8.25。均值检验表明，显著性和量化性分数变化显著，时间性变化不显著，但是综合来看，2007～2012年浙江省样本公司环境信息披露内容的数量与质量均有显著提高。
从横向的行业间角度来看，石化塑胶业上市公司披露的环境信息质量最高，其次，食品饮料业与纺织服装皮毛业质量较好，而生物医药业的质量最低。
四、基于环境规制层面的环境信息披露区域比较
环境信息披露的水平受到内部与外部因素的影响。内部因素包括公司规模、公司盈利能力等，外部因素即为政府颁布环境规制、颁发许可证、给予补贴等。接下来本文将基于环境规制对北京市与浙江省环境信息披露进行比较，以验证地域性环境信息披露规制的颁布与强度是否对当地环境信息披露水平有所影响。
1. 环境信息披露数量的区域比较。
从行业间的数量均值来看，两地的生物医药业环境信息披露数量均为最少；北京市环境信息披露数量位列第四的食品饮料业，在浙江省位列第一，披露数量最多；而在北京市披露数量位列第三的金属与非金属行业，在浙江省位列倒数第二。
从总体均值来看，北京市样本公司2008年环境信息披露内容的数量大幅增长，增幅达到12.3，与当年尚未颁布环境信息披露规制的浙江省拉出较大差距；2011年浙江省样本公司的环境信息披露数量后来居上，以19.6——最大幅度的提升迅猛地超过北京市（如图1所示）。
2. 环境信息披露质量的区域比较。
从行业间的3个质量维度均值来看，北京市与浙江省两个不同地区、同一行业的上市公司环境信息披露质量差异显著，质量高低排名几乎相反，但两地的生物医药业环境信息披露内容的质量均为最低。
从时间角度并结合图2来看，2008年，北京市环境信息披露质量在三个维度均实现最大幅度的提升，分别上升了2.87、3.46、2.86，并与当年尚未颁布环境信息披露规制的浙江省逐渐拉出差距，一直且持续到2011年；但到2012年，浙江省大幅度上升的时间性与量化性分数远远超过北京市，这同浙江省环境信息披露数量趋势一致。
从E、Q、T三个维度来看，首先，北京市与浙江省环境信息的显著性、量化性和时间性几乎都遵循相同的发展趋势；其次，北京市与浙江省都更注重环境信息的量化性（Q），即较多披露货币化的环境信息，如排污费、绿化费等环保投入与政府补助；但是对时间性（T）的关注较弱，大部分公司仅仅披露当年的环境信息，而忽略了对比与展望（如图2所示）。
3. 小结。
综上所述，从环境信息披露规制的层面来看，环境信息披露规制颁布时点与强度的差异是导致地域环境信息披露数量与质量差异的主要原因。
2008年不仅有《上海证券交易所上市公司环境信息披露指引》的约束，北京市环保局也于2008年发布了《办法》，2008之后国家也出台了若干全国性环保规制，但是却只有在2008年，北京市样本公司披露内容的数量与质量上升幅度最大，且与当年尚未颁布环境信息披露规制的浙江省拉出较大差距；同样，在2012年浙江省环保局出台《通知》后，浙江省样本公司的环境信息披露数量与质量实现了6年间最大幅度的增长。在北京市与浙江省共同履行全国性规制的前提下，可以得出结论：北京市与浙江省地域性环境信息披露规制的颁布提高了当地企业环境信息披露的水平。
表7与表8列示了2007～2012年间北京市与浙江省样本公司逐年环境信息披露数量、质量的变化幅度及幅度差额。表中的“变化幅度差额”将两省共同受到的全国性环境信息披露规制的影响排除在外，从环境规制层面来说，即表示地域性规制的作用大小。因此我们可以看出：《办法》对数量影响的效用分数为5.36，对质量影响的效用分别为0.55、1.62、0.91；《通知》对数量影响的效用分数为15.03，对质量影响的效用分别为2.16、2.51、0.62。《通知》的效用分数明显高于《办法》的效用分数，即浙江省的环境信息披露规制比北京市发挥更大的作用，只有地域性环境信息披露规制的不同强度能够解释这一差异。
五、研究结论与建议
地域性环境信息披露规制的出台，促进了当地企业在环境信息披露内容的数量与质量方面的提升；而环境信息披露规制强度的大小，在某种程度上决定了当地环境信息披露的数量与质量提升幅度的大小。基于此，我国环境规制体系的完善可以从以下几个方面入手：
1. 出台地域性环境信息披露规制。
地方政府应当意识到建立健全地域性环境信息披露规制体系的必要性。鼓励全国各省出台专门的环境信息披露规制，首先，颁布地域性环境信息披露规制加强了地方企业对环境保护、对环境信息披露行为的重视，意识到自身肩负的环保责任，保障政府、公民对其环境信息的知情权，接受来自外界的监督，对环境、社会公民负责；其次，各省可以根据当地的产业结构有针对性地设置环境规制的条款，对主要污染企业做严格的规制约束，对一般企业则鼓励自愿披露，提高全省环境信息披露率，督促提高省内环境质量。
2. 提高地域性环境信息披露规制强度。
根据表1测度环境信息披露规制强度的指标，与样本省份因规制强度差异产生的环境信息披露数量与质量上升幅度的差异，笔者认为环境信息披露规制的强度对环境信息披露的提升意义重大。
第一，在环境信息披露规制中对进行环境信息披露的对象范围做明确指定，为不同性质的行业设置条款约束，使得各行业更明确自身的披露标准，各行业披露环境信息时有制度可依。第二，在环境信息披露规制中对环境信息披露的内容做详细阐述，具体指导各企业该披露哪些内容，避免各企业披露内容参差不齐、避重就轻，对重污染行业约束的条款使用强制性用语，如“必须”，减少“应当”、“鼓励”等动词，以此保证重污染行业完整、真实并及时地披露当期环境信息。第三，在环境信息披露规制中明确规定环境信息披露的形式，如以文字形式披露或以量化形式披露，对污染物排放量、环保支出、“三废”收入等能够量化的指标则做出必须量化的要求，以期与上期数据作对比，考察企业每年在节能减排方面所做的努力，鼓励企业以图表形式展示其环保成效，督促各企业每年在环保技术方面不断改进。第四，地方环保部门或独立第三方定期对环境信息的披露行为进行监督，在实证资料收集中，笔者发现一部分企业连续几年的可持续发展报告内容完全一致，仅变更了年份，因此环境信息披露规制应规定相应部门对企业环境信息披露内容进行审核，消灭企业侥幸心理。第五，在规制中设置激励与惩处条款，奖励当期环境信息披露行为较出色的企业，为其他企业提供范例，而对懈怠的企业也给予严重的警告与处分，奖罚分明，按规制条款严格执行，对上市公司起到激励与警示作用。
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强度比较分析 篇7
在高强度有氧运动下,肌肉会反复收缩产生大量乳酸,肌细胞内的p H降低,造成乳酸性酸中毒。当高强度运动结束后,肌肉会恢复原来的状态,同时乳酸的浓度也会降低至正常水平。人体在高强度运动结束后的短时间内,乳酸在肌肉中的浓度可达16~18 mmol/kg,这时肌肉进入疲劳状态,肌肉的强度降至最低。很多研究者根据这些现象认为“高强度运动”、“乳酸”和“肌肉强度”这三者存在着一定的关系。
乳酸是能量供应体系内的一种重要中间产物,它是血糖分解后的最终产物,同时也是代谢功能体系中的氧化基质。在运动的过程中,肌肉会产生乳酸,运动量越大,分解出的乳酸量越多。在长时间高强度运动的过程中,肌肉组织中的细胞膜的通透性会增加,同时肌肉组织可能会出现损伤,这些因素都会导致乳酸增加。乳酸代谢产物的部位主要在身体中各个肌肉部分。乳酸是一种重要的反应运动员运动能力的生化指标,对运动员肌肉强度的训练具有重要的指导作用,也是重要的评价依据。乳酸能够准确、客观、灵敏地反应运动员的运动强度、肌肉强度和体能水平,因此,将血乳酸作为评价肌肉强度的重要指标,受到了人们的重视。
由于乳酸的变化会使肌肉强度发生变化,研究高强度有氧运动下的肌肉强度变化,能够为运动员训练水平的提高和病人的康复都提供准确的依据,在体育领域和医学领域等多个领域都具有重要的现实价值和重要意义,已经成为当前医学领域中的一个热点研究课题,受到了很多学者的高度关注。
1 研究对象与方法
1.1 实验对象
在实验的过程中,在某省长跑队中选取17名健康的运动员参与实验。其中男性运行员9名,女性运动员8名,参与实验的运动员均无吸烟史和心肺疾病。在正式实验之前对参与实验的运动员进行了风险和相关注意事项的告知。运动员的基本资源如下:年龄分布范围:(23·6±2.5)岁;身高分布范围:(176.2±3.4)cm;体重分布范围:(70.6±2.5)kg;VO2max分布范围:(62.4±3.1)m L/kg/min,血红蛋白分布范围:(15.4±1.3)g/d L,红细胞分布范围(44.2±2.3)%,参与实验的运动员都有过高强度运动的经历。
1.2 实验方案设计
采用交叉对比的方法进行实验。随机选取8名运动员进行高强度有氧运动测试,剩余9名运动员进行低强度有氧运动测试。两组运动员都休息一周后,再以随机的顺序交换低强度和高强度运动的方式进行测试。在实验的过程中观察运动员的行为特征,判断运动员的疲劳程度。
心肺功能测试:运动员先休息半个小时,然后在Monark 839E功率车(瑞典)上进行5 min的热身,接着以初始负荷(75 W、60 r/min)的运动强度蹬车,强度以25 W/2min的速度递增,直至运动员感到力竭,此时测量运动员的VO2max,VO2max的判定标准主要有三项,即:①心率达到170次/min;②呼吸商≥1.2;③RPE≥18;在逐渐增加运动强度的过程中记录Sp O2和最大功率。
肌氧饱和度的测量:肌氧饱和度的测定与VO2max测定的逐级运动强度的增加同步进行。利用NIRS肌氧饱和度监测仪测量运动员的总血红蛋白(THb)、氧合血红蛋白(O2Hb)。在肌氧饱和度测量的过程中,感光探头和光源需要与大腿的肌肉保持平行,并用胶带将感光探头固定在股外侧肌肌腹中部。
乳酸的测量:采集运动员的血液样本,在0.1m L血清中加入0.2 m L蛋白沉淀剂,放置10 min后,以3 500 r/min的转速进行离心,离心时间为10min,取上层的血清,按照乳酸分离试剂盒说明书的操作步骤加入试剂、进行水浴、测试和计算。
肌肉强度的测量:利用肌肉拉伸强度检测器对参与实验的运动员的肌肉强度进行测量。肌肉拉伸强度检测器是由传感器混合相关的电子部件构成的,传感器采用的是测量位移的传感器和压力电容传感器构成,电子部件主要由多谐振荡器、极射输出单元和显示器构成,肌肉强度的测量如图1所示。
1.3 数据处理
利用双因素方差的统计方法统计实验过程中的相关数据和运动强度,运动强度的变化采用功率峰值的百分比。在后续的比较中利用Tukey检验法进行对比,高强度运动下和低强度运动下的运动员身体中的代谢指标均采用t检验,实验结果以平均数±标准差的方式表示(±SD),在实验的过程中将显著性水平设置为P<0.05。
2 实验结果与分析
2.1 运动增加过程中乳酸的变化情况
随着运动强度的逐渐增加,运动员体内的乳酸的浓度也越来越高。血液循环系统将乳酸运输到身体中的各个组织,组织中的糖原接收到此信号后进行分解,释放能量,适应有氧运动强度的增加对能量的需求的增加。同时,乳酸和丙酮酸之间的转换还可以对NAD/NADH之间的比率进行调节。
在实验中发现,在低强度运动的过程中,运动员肌肉中会产生少量的乳酸;当中等强度有氧运动时,乳酸的浓度有明显的提升;随着运动强度的逐渐增加,乳酸的生成量大于分解量,从中等强度的运动至高强度的运动中,乳酸的浓度持续升高,在高强度运动的过程中,局部肌肉内会发生缺氧现象,使肌肉组织受到损伤,这时乳酸分解量增加。在高强度运动至力竭的过程中,此时乳酸的含量达到最高值。
不同运动员运动至力竭的时间差距较大,为了方便观察运动员在有氧运动增强过程中肌肉强度的变化,将运动员的整个运动过程分成四个阶段:分别为安静阶段(0~30 min)、有氧运动强度I阶段(30~60 min)、有氧运动强度Ⅱ阶段(力竭前60 min~力竭)、恢复阶段(力竭~恢复60 min)。
分析图2可知,人体内的乳酸在运动开始后的15~20 min出现一个短时间的显著性增加(P<0.05),在运动后期运动员力竭前的10 min左右,乳酸浓度有了明显的下降(P<0.05,P<0.01)。在恢复期的时间段内,乳酸的水平明显低于安静时的水平(P<0.05,P<0.01)。
2.2 运动强度对肌肉强度的影响
随着运动强度的增加,肌肉的强度呈现出先增加后降低的趋势。肌肉强度的降低是肌肉疲劳的直接反应。肌肉疲劳的“能耗学说”认为,肌肉疲劳是由于肌肉中能量物质消耗引起的。
低强度运动的过程中,随着运动加剧,肌肉的强度会逐渐增加。在中等的运动强度时,肌肉中发生一系列的生化反应,肌肉强度继续增加;从中等强度的运动至高强度的运动中,运动员的肌肉因高强度的运动产生损伤,此时的肌肉强度达到最高值。在高强度运动过后的一段时间内,肌肉内胶原的含量提高,促进受伤的肌肉组织的胶原沉淀和新血管的生成。使肌肉的氧化防御能力得到提高,并增加了胶原的合成,提高肌肉的功能,增加肌肉的强度。在高强度运动至力竭的过程中,此时的肌肉强度会高于安静时的值而低于高强度运动时的肌肉强度值。肌肉中的原糖不能得到分解,导致运动员快速疲劳,使肌肉强度快速下降。
分析表1可知,对照组与运动组的运动员的肌肉强度在运动前的安静状态没有显著性差异(P>0.05),运动组采用高强度有氧运动的方式进行测试,对照组采用低强度有氧运动的方式进行测试。在运动开始后的30 min内,运动组的运动员相对对照组的运动员,其肌肉强度均有了大幅度的提高。运动组中的运动员在运动停止后,肌肉强度逐渐降低到安静时的水平,在恢复期的10 min内,运动组的肌肉强度明显低于对照组中运动员的肌肉强度(P<0.05),强度是肌肉在单位时间内所做的功,即功率,因此,肌肉强度的单位为W。
2.3 乳酸对肌肉强度的影响与分析
乳酸在肌肉中的代谢起到关键的作用。随着乳酸的浓度越来越高,这些乳酸会通过血液循环到达心肌,或者进入到肌肉纤维内进行氧化,则乳酸在肌肉细胞之间穿越时起到了一个传递信号的作用。同时,乳酸和丙酮酸之间的转换还可以对NAD/NADH之间的比率进行调节,以调整肌肉细胞的氧化还原状态,调整了细胞的代谢水平。
乳酸与肌肉的强度关系能够用图3进行描述。
分析图3可知,在低强度的运动过程中,乳酸的浓度主要在2 mol/L以下,乳酸能够影响肌肉中血管的扩张和儿茶酚胺的释放,提高气体交换的性能,促进脂肪和碳水化合物的分解,同时,乳酸还能进入肝脏等部位进行糖的分解。
分析图3可知,当运动员肌肉中会产生少量的乳酸,此时乳酸主要的作用是增加肌肉的血管扩张,使肌肉能够更好地促进血管的扩张,此时肌肉的强度会逐渐增加。
当运动员的肌肉强度达到60%Wmax时,乳酸的浓度大约在4 mol/L,这表明乳酸能够抑制肌肉的运动,乳酸浓度会有明显的提升,这时乳酸起到的作用是模拟缺氧的环境,并引发肌肉中一系列的生化反应,使糖原得到更充分的利用,并对脂肪的分解产生一定的抑制作用,这时的肌肉强度继续增加,乳酸的浓度也持续升高,这对于运动员的身体会起到一定的保护作用,避免运动员的肌肉因高强度的运动产生损伤,此时的肌肉强度达到最高值。分解的乳酸量增加,降低了肌肉内的p H,在这种酸性的环境下,乳酸会使受损的肌肉组织得到一定的修复,这时乳酸起到的作用是作为一种局部的信号分子,可以促进白介素的分泌;当肌肉强度超过一定值的一段时间内,乳酸可以使表皮生长因子和转化生长因子增加,并提高肌肉内胶原的含量。乳酸的量积累到一定的程度时,乳酸促进受损组织的修复与毛细血管的生成,使肌肉的氧化防御能力得到提高,并增加了胶原的合成,提高肌肉的功能,增加肌肉的强度。
当运动员的肌肉强度至力竭的过程中,乳酸主要是作为引起人体中枢神经对运动应激的感知信号的作用,在肌肉停止运动前避免发生损伤或者使运动的强度降低。
3 结论
在高强度的运动中,运动员的肌肉中会产生大量的乳酸,乳酸浓度的增加,在运动开始的时段时间内会改善肌肉的疲劳,增加肌肉的强度,这表明乳酸不仅能够改善肌肉的疲劳程度,同时可以为肌肉提供能量来源。在高强度的运动中,肌肉以乳酸作为能量的补充来源能够迅速提高肌肉补充能量的速度,更有助于增强肌肉的强度。在高强度运动至力竭的过程中,随着肌肉中能量的消耗和乳酸的堆积,肌肉的强度最终大幅度降低。
摘要：研究高强度有氧运动下运动员肌肉强度的变化情况及发生机制。有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼,肌肉指身体肌肉组织和皮下脂肪组织的总称,研究高强度有氧运动下的肌肉强度变化十分重要。采用交叉对比的方法对17名长跑运动员进行高强度有氧运动下的实验。采集运动员的血液测量乳酸含量,利用肌肉拉伸强度检测器测量运动员的肌肉强度变化情况。实验结果表明,在高强度有氧运动的初期,运动员体内的乳酸含量逐渐升高,同时运动员的肌肉强度也有了显著提高(P<0.5);在高强度有氧运动的后期至力竭后的恢复期,乳酸的含量逐渐增高,运动员的肌肉强度先是到达最高值,然后逐渐降低,最后低于安静状态时的水平(P<0.1),差异显著;说明乳酸在高强度运动中对于肌肉强度的变化起到决定性的作用,同时乳酸积累也是导致肌肉强度下降的主要因素。
关键词：有氧运动,肌肉强度,乳酸
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