复合添加（共8篇）
复合添加 篇1
随着中国经济的快速发展, 中国成为世界润滑油产品需求增长最快的地区, 各行各业对润滑油的需求量越来越大, 对油品的质量和性能的要求也越来越高, 这就使得润滑油的生产需要量大而品种多的添加剂。在这种形势下, 润滑油调合厂如果还使用单剂进行调合生产, 不仅在调合工艺上很麻烦, 而且在配方评定方面困难很大, 同时也需要很大的场地储存足够的添加剂单剂, 给润滑油调合厂的生产和管理增加了难度。
复合添加剂具有成品油要求的多种功能, 只要在指定性质的基础油中加入适当的量, 就可以生产某一质量级别的油品。而复合添加剂的使用, 使得润滑油的调合工艺变得简单, 储存添加剂的品种大大减少, 降低了生产和管理的难度。
1 调合技术选择
目前, 用于油品调合的先进的调合技术主要有在线管道调合 (I-BL) 、同步计量调合 (SMB) 和自动批量调合 (ABB) 。
1.1 在线管道调合 (ILB) 和同步计量调合 (SMB)
ILB每个组分进料瞬时流量按配方比例严格控制, 所有组分必须连续同时进料;ILB调合适用于大批量连续生产, 运转周期长, 调合精度高, 自动化程度高, 产品合格率高, 直接出成品。批量较小时因其计量精度差, 成品合格率低, 而品种切换频繁, 又会使设备冲洗、吹扫工作量增大, 因此ILB不适于小批量产品调合。
SMB每一批次同步按顺序定量进料, 同一组分可分段进料。同步计量调合 (SMB) 是将管道调合 (ILB) 的计量系统与罐式调合的设备相结合, 调合灵活性大, 各组分加入方式可以不同, 可由流量计计量后加入, 也可以人工称量方式加入。该工艺一般适于中等批量油品调合。SMB的计量系统通道只起计量和预混合的作用, 真正出合格产品的是后面的调合罐。
1.2 自动批量调合 (ABB)
自动批量调合 (ABB) , 实际上是一种将现代计量技术与小釜调合相结合的调合工艺。适合用于小批量产品的生产, 灵活性高, 便于扩建。
自动批量调合 (ABB) 特点:1) 自动化程度高。整个调合过程实现自动生产, 没有人为干预, 实现按配方和设定的程序自动进行。2) 计量精度高。根据每一批次不同的组分添加量, 可以选择主调合釜、辅助计量罐、DDU和人工添加等不同方式。可以达到0.3‰以上的进料计量精度。3) 灵活性好。一是每一批次最低调合量可达到调合釜容积的10%, 大批量产品可多批次调合;二是允许桶装添加剂通过DDU添加, 固体添加剂、加入微量添加剂可采用人工计量后直接倒入, 简化了工序。4) 解决了产品之间的“污染”问题。最小的残留设计, 调合釜和辅助计量罐采用不锈钢材质, 内壁抛光, 减少油品附着。高效率的冲洗头、自排放的配管, 切换品种时利用最少的基础油清洗釜壁, 排放清洗油到200L桶中, 下一次调合同样品种时用DDU抽入, 按基础油计入调合配方。5) 生产速度快。辅助计量罐允许与调合釜可以同时计量和搅拌, 调合釜外部缠绕的半管直焊盘管加热快速;三段立式高效搅拌器搅拌强度大, 快速混合。
复合添加剂生产的特点是原料品种比较多, 要求计量精度高, 进料必须有顺序之分;产品品种多、批量有大有小;混合搅拌时间长。在复合添加剂的生产过程中, 有些添加剂单剂直接接触可能会发生不良反应而不能直接接触, 因为这种不良反应会降低复合添加剂的的某些性能甚至使其不合格, 必须用能够直接接触的添加剂单剂间隔开来, 也就是说在复合添加剂的生产过程中对单剂的添加顺序是有严格要求的。而且又由于单剂的粘度一般都比较高, 瞬时调合不可能使几种单剂充分混合。因此, 在线管道调合 (ILB) 不适合复合添加剂的生产。
在用SMB进行调合时, 主要的几种单剂都是以复合剂的形式加入, 即便是使用单剂进行油品调合, 因为基础油的量很大而单剂的量很小, 即使因为操作不当使不能直接接触的单剂发生了直接接触的失误, 大量存在的基础油也会弱化甚至消除其不良反应。在复合添加剂的生产过程中如果发生了这种操作失误, 后果是不可挽回的。因此, 同步计量调合 (SMB) 的计量系统同样不适合复合添加剂的生产。自动批量调合 (ABB) 的显著特点是自动化程度高、计量精度高、生产速度快。在复合剂的生产过程中调合时间较长, 因此体现不出ABB调合系统的优点。
综上所述, 本项目推荐采用同步计量调合 (SMB) 中的罐式调合与自动批量调合 (ABB) 中的计量 (称重式电子秤) 控制系统相结合的调合工艺—定量加料自动控制罐式调合工艺。小量添加剂采用DDU抽桶系统加剂技术。DDU抽桶系统具有添加剂最大化地回收, 自动洗桶, 残留量较少等优点。
在复合剂的生产过程中, 不论是作为原料的添加剂单剂还是复合添加剂产品的品种都比较多, 不可能设置专线, 共用管线就带来品种间可能存在的相互“污染”的问题, 因此对复合剂及添加剂单剂管线采用通球扫线技术。通球扫线原理和性能:清管球由气 / 液来推动, 用于倒空管线和刮擦管壁。通球扫线效果:1) 相当于管线进行机械的导淋和管线的清洗。2) 把一条管线按顺序输送若干产品成为可能。3) 残留量极小不用冲洗, 没有浪费。4) 极大地减少了管线的数量。
2 调合设备工艺计算
调合系统的使用率与操作时间有关。复合添加剂的生产是间断生产, 年操作天数按250天设计, 根据各个复合剂调合时间及原料的进料时间, 考虑产品需要做实验的时间, 调合设备充满系数取0.85, 根据产品的品种和数量, 并考虑留有适当余地, 满足市场需求, 来考虑调合釜的数量及规格。作为复合添加剂的原料添加剂单剂储存天数按15天计算, 储罐的充满系数取0.9, 根据添加剂单剂的数量及用量来确定原料储罐的数量及规格。添加剂单剂的转料泵根据调合釜进料时间及添加剂的加入量计算确定。作为产品的复合添加剂的储存天数按10天计算, 储罐的充满系数取0.9, 根据各个产品的年产量来确定成品储罐的数量及规格。复合添加剂的转料泵根据产品输转时间计算确定。
3 流程说明
散装或桶装添加剂单剂用泵分别送入单剂储罐中, 调合过程中先用泵将预定比例的单剂送入调合罐内, 用量少的添加剂, 由自动抽桶设施 (DDU) 加入到调合罐内, 添加剂的进料量由称重传感器计量, 进料阀自动控制。在罐内用立式搅拌器充分搅拌混合均匀化验分析合格后, 用泵送至复合剂罐或产品灌装厂房灌装。调合过程中从进料、卸料、吹扫、管线通球等均由计算机自动控制。
4 结论
计量方式用电子秤计量代替液位减尺的计量方法, 测量更准确, 提高产品的一次合格率, 同时降低了工人的劳动强度, 提高了工作效率。少量添加剂单剂采用DDU抽桶系统, 使桶内单剂残留量更少, 减少浪费。通球扫线技术的使用, 解决了单剂及复合剂品种多而相互污染的问题, 同时也大大减少了管线的数量, 减少占地。
复合添加 篇2
添加难熔金属碳化物提高C/C复合材料抗烧蚀性能的研究
摘要：高性能固体火箭发动机(SRM)对喉衬材料的烧蚀率提出了更高的要求,传统的.炭/炭(C/C)材料有待于进一步发展.讨论了含有难熔金属碳化物(ZrC、TaC)的多元基体C/C复合材料及其耐烧蚀性能,通过微观结构分析,探讨该种材料抗烧蚀性能提高的机理,展示了这种材料作为高温烧蚀材料的良好前景. 作者： 崔红[1]苏君明[2]李瑞珍[2]李贺军[1]康沫狂[1] Author： 作者单位： 西北工业大学材料科学与工程系陕西西安 710072航天工业部总公司43所 期 刊： 西北工业大学学报 ISTICEIPKU Journal： JOURNAL OF NORTHWESTERN PLOYTECHNICAL UNIVERSITY 年，卷(期)： 2000,18(4) 分类号： V26 关键词： 难熔金属碳化物 C/C复合材料 耐烧蚀 线烧蚀率 机标分类号： V25 V26 机标关键词： 难熔金属碳化物复合材料抗烧蚀性能固体火箭发动机微观结构分析高温烧蚀材料耐烧蚀性能性能提高喉衬材料多元基体烧蚀率高性能机理 基金项目：
山羊复合添加剂预混料配方设计 篇3
1 材料与方法
饲料级Cu SO4·5H2O (含铜25%) 、Fe SO4·7H2O (含铁20%) 、Mn SO4·H2O (含锰32%) 、Zn SO4·7H2O (含锌22%) 、Na2Se O3·5H2O (含硒1%的预混剂) 、KI (含碘1%的预混剂) 、氯化钴 (含钴1%) 及维生素A、维生素E (有效成分含量均为500 IU/mg) 。
通过参考美国国家研究委员会发布的动物营养需要标准 (NRC) , 及英国农业科学研究委员会发布的动物营养需要标准 (AFRC) , 同时结合生产实际, 确定山羊复合预混料中微量元素与维生素的实际配方量, 预混料配方过程在电子表格上完成。
2 结果与分析
2.1 山羊精补料中有效成分需要量和添加量的确定
2.1.1微量元素在精补料中添加量的确定
要确定添加剂预混料配方中各成分的添加量, 微量矿物元素及维生素部分可参考一些营养学研究机构给出的标准, 如中国标准、NRC、AFRC标准等。山羊属反刍动物, 以采食粗饲料为主, 参考标准中大多给出每天所需的微量元素或维生素量, 而并没有具体给出每千克日粮中所需的各成分需要, 本配方中添加量的确定综合考虑营养标准中的建议用量, 结合生产实际配方, 确定微量元素添加剂预混料中各成分的添加量。
山羊用添加剂预混料各成分的添加量除要考虑羊对各成分的需求特点外, 主要还要考虑精补料占整个日粮的比例, 生产中添加剂预混料主要用于混合在精补料中, 因此精补料占整个日粮的比例对添加量的影响很大。本配方中设定精补料占整个日粮的30%, 参考英国AFRC (1998年) 建议的微量元素需要量, 钴为0.11~0.2 mg/kg, 此量为钴在全日粮中的含量, 当精补料占整个日粮的30%时, 若钴在全日粮中的添加量确定为0.11 mg/kg, 则精补料中的添加量则为0.33 mg/kg。生产中, 除了特殊地区, 矿物元素添加量一般不考虑饲料原料本身所含有的微量, 如一些特殊地区某种矿物元素含量特别高或特别低时, 则在原料中的含量不能忽视, 某种矿物元素含量特别低的地区应注意增加添加的保险系数。特别高的地区就是注意此元素是否不添加或减少添加量。铜元素的AFRC (1998年) 建议量为10~20 mg/kg, 羊对铜中毒较为敏感, 因此添加量以满足营养需要就可, 不要盲目提高铜添加量。本配方中, 确定全日粮中铜添加量为10 mg/kg, 则精补料部分铜的添加量要用到33 mg/kg;铁元素的建议量为30~40 mg/kg, 若全日粮中添加量确定为30 mg/kg, 则精补料中用到100 mg/kg。碘的全日粮建议添加量为0.15~2.00 mg/kg, 若确定全日粮中的添加量为0.3 mg/kg, 则精补料中的添加量为1 mg/kg。锰的全日粮建议添加量为60~120 mg/kg, 若确定全日粮中的添加量为60 mg/kg, 则精补料中的添加为198 mg/kg。锌的全日粮建议添加量为50~80 mg/kg, 若确定全日粮中的添加量为50 mg/kg, 则精补料中的添加量为165 mg/kg。硒的全日粮建议添加量为0.05 mg/kg, 若确定全日粮中的添加量为0.05 mg/kg, 则精补料中的添加剂为0.16 mg/kg。
2.1.2 维生素在山羊精补料中添加量的确定
山羊瘤胃能合成大部分维生素, 放牧条件下山羊精补料中只需要添加维生素A和维生素E就可, 若是圈养则还需要补充维生素D。山羊能合成所需的B族维生素, 因此在精补料中不必补充也不会出现缺乏;但若是早期断奶山羊, 由于瘤胃还没发育完善, 微生物还不能合成足够的维生素, B族维生素也需要补充, 要求快速育肥的山羊也可补充部分B族维生素, 一般生长状况下的生长育肥羊则不需要补充。本例中配制放牧条件下精补料中的添加剂预混料, 只需要添加维生素A与维生素E, 参考的标准一般给出的是每天每头一定体重山羊需要的维生素A与维生素E量, 在配制添加剂预混料时估算出每天每头羊的采食量, 然后折算在每千克精料中需要补充的此2种维生素量, 比如维生素E, 参考美国NRC (2007年) 建议的山羊营养需要量, 20 kg体重山羊维生素E建议量为200 IU/d, 以20 kg山羊每天干物质采食量0.72 kg计算, 每千克全日粮干物质中维生素E量为278 IU/kg;由于精料采食量占整个日粮的30%, 则精料部分维生素的量为926 IU/kg。参考NRC (2007年) 建议的山羊营养需要量, 20 kg体重山羊精补料中维生素A的添加量为30 558 IU/kg。
2.1.3 添加剂有效成分在精补料中的用量
将各微量元素与维生素在精补料中的用量整理、输入电子表格中, 结果见表1。
注:应用电子表格计算时数据区不能出现单位。维生素A、维生素E的单位为IU, 各种微量元素单位为mg·kg-1。维生素在日粮中的建议量参考NRC (2007年) , 微量矿物元素在日粮中的建议量参考AFRC (1998年) 。
2.2 商品原料在配方中的用量计算
选用适宜有效成分含量的微量元素和维生素添加剂原料, 并将商品原料相应的有效成分含量输入电子表格, 按下列公式计算生产1 t山羊精补料所需要的各添加剂商品原料的用量。
1 t山羊精补料中添加剂商品原料用量=精补料中的添加量÷有效成分含量×0.001 (kg) 。利用电子表格的自动求和计算出生产1 t精补料需要添加的各添加剂商品原料的总量。
则:E2单元格中计算式=C2/D2×0.001;E3单元格中计算式=C3/D3×0.001;E4单元格中计算式=C4/D4×0.001;E5单元格中计算式=C5/D5×0.001;E6单元格中计算式=C6/D6×0.001;E7单元格中计算式=C7/D7×0.001;E8单元格中计算式=C8/D8×0.001;E9单元格中计算式=C9/D9×0.001;E10单元格中计算式=C10/D10×0.001;E11单元格中计算式=C11/D11×0.001。
以上计算若利用电子表格的公式和自动填充功能则计算速度较快, 先在E2单元格中入公式=C2/D2×0.001。得出E2单元格中的数据结果, 然后将光标移到E2单元格的右下脚, 当光标由空心十字架变为实心十字架时按住鼠标左键将鼠标往下拉, 利用电子表格的自动填充功能将E3~E16的计算结果自动填充出来, 并用电子表格的自动求和功能在E17单元格中将1 t配合料中各添加原料的小计结果计算出来, 计算结果见表2。
2.3 计算山羊复合添加剂预混料中载体或稀释剂用量并得出配方
注:应用电子表格计算时数据区不能出现单位。每天日粮中建议量、每千克精补料中添加量维生素A、维生素E单位为IU, 各种微量元素单位为mg·kg-1。每毫克中有效成分含量维生素A、维生素E单位为IU, 各种微量元素单位为%, 1 t精补中商品原料量单位为kg。
计算得出各商品添加剂原料在精补料中占的配比总和为2.21 kg/t, 载体或稀释剂在复合添加剂预混料中用量的多少可参考市场上同类产品在精补料中添加比例或综合考虑混合机的混合均匀度。若复合添加剂预混料主要用于出售, 则添加剂预混料在精补料中的比例主要参考市场和结合所设计的产品综合考虑确定;若复合添加剂预混料是厂家用来生产精补料用的, 则载体或稀释剂的用量主要由精料与添加剂预混料混合机的混合均匀度来确定, 均匀度较好的则载体或稀释剂的用量可适当减少。此次复合添加剂预混料中各有效成分的商品原料合计为2.21 kg/t, 设复合添加剂预混料占精补料的比例为4 kg/t, 则每吨复合添加剂预混料中各有效成分商品原料的用量:1 t精补中商品原料的量/4×1 000, 在F2单元格中输入公式:=E2/4×1 000。F3~F10用电子表格的自动填充功能填充出来。考虑在复合添加剂预混料中添加抗氧化剂2, 6-二叔丁基-4- (甲基苯酚BHT) , 添加量为每吨添加400 g, 载体量为 (1 000-553.179 5-0.4) kg。配方结果见表3。
2.4 整理山羊用复合添加剂预混料配方结果
整理配方, 将配方结果保留到小数点后两位, 配方见表4。
3 结论与讨论
山羊复合添加剂预混料配方设计由以上4个步骤完成, 创建的添加剂预混料相关资料的电子表格可用于其他动物复合添加剂预混料的配方设计, 如果用于反刍动物复合添加剂预混料配方设计, 只要购买的商品原料有效成分含量一样, 则只需根据配方对相应有效成分添加量的不同修改添加量及添加剂预混料在精补料中的比例, 电子表格就会将配方结果自动显示出来。用此种方法制作配方速度快且精确度高, 且随生产要求调整配方快速、灵活, 可为生产中山羊复合预混料的配方提供参考。
注:应用电子表格计算时数据区不能出现单位。每天日粮中建议量、每千克精补料中添加量维生素A、维生素E单位为IU, 各种微量元素单位为mg·kg-1。每毫克中有效成分含量维生素A、维生素E单位为IU, 各种微量元素单位为%, 1 t精补中商品原料量、1 t添加剂预混料中商品原料量单位为kg。BHT为抗氧化剂。
注:每天日粮中建议量、每千克精补料中添加量维生素A、维生素E单位为IU, 各种微量元素单位为mg·kg-1。每毫克中有效成分含量维生素A、维生素E单位为IU, 各种微量元素单位为%, 1 t精补中商品原料量、1 t添加剂预混料中商品原料量单位为kg。BHT为抗氧化剂。
参考文献
[1]孙波, 罗艳, 邹明春, 等.畜禽微量元素预混料配方的制作方法与步骤[J].养殖技术顾问, 2013 (6) :70-71, 211.
[2]李玉斌.兔用预混料的设计配制及加工制作[J].养殖技术顾问, 2013 (11) :209.
复合添加 篇4
复合肉制品添加剂
复合食品添加剂的定义
复合食品添加剂在国外的应用十分广泛, 它是指将两种或两种以上食品添加剂按照一定比例复合而成的食品添加剂产品。不同的物质, 由于其化学组成和结构不同而具有不同性质, 而当不同物质同时存在时, 往往因为相互作用和影响而使其性质发生不同程度的改变。食品添加剂的复合正是利用物质的这一性质, 改变食品添加剂的性质, 提高其应用特性, 使之可以更经济、更有效的应用于实际生产中。
复合肉制品添加剂的复配原则
保证各单体成分复配后的稳定性:充分掌握和了解复合肉制品添加剂的各种组分的性质, 确保在复配时各种单体之间不发生不良化学反应而降低性能, 不改变彼此的保存性, 不降低彼此的使用方便性, 各成分之间能够在一定的时间和条件下保持稳定, 不应存在变质现象。如肉制品改良剂的复配, 要剔除一些影响保质期、保存条件特别、彼此共混后影响溶解性、产生异味的单体配料。
各组分具有协同作用, 促进使用性能提高:复合肉制品添加剂的各组分在功能上彼此有协同增效的作用, 化学性质、使用性能不会有相互抵触的现象存在, 复配的肉制品添加剂必须具备功能性强、使用量少、使用方法简单、较之单体使用有着明显的技术优势等特点。
各组分的比例合理科学:复合添加剂各成分的比例, 要根据肉制品加工的实际需要合理配置, 具有经济适用的特点, 能够减少不必要的原材料浪费。
良好的适应性:复合肉制品添加剂的使用性能要针对某些产品的实际需要, 做到有的放矢。复合肉制品添加剂的功能针对性很强, 选择合理的添加剂会事半功倍, 更好的发挥作用, 节省成本。
安全性、使用量符合GB 2760要求:复合肉制品添加剂的使用要严格按照GB 2760规定的要求复配, 确保复合肉制品添加剂的安全性;使用量符合GB2760要求, 同时要有明确说明, 让使用者在使用的过程中合理搭配其他的添加剂, 不至于因重复使用某种添加剂而造成超标。
我国肉制品添加剂的应用发展历程
我国肉制品添加剂的应用发展历程大体可分为初始、发展和成熟三个阶段。
初始阶段
19世纪80年代, 肉制品加工技术得到迅猛发展, 我国肉制品添加剂的应用也随之出现。这一阶段我国肉制品添加剂的应用发展处于萌芽状态, 严格说来, 市场上还没有专职人员和机构从事肉制品添加剂的研发和生产, 许多技术都是拿来主义, 主要来源于从国外引进肉制品生产设备时带来的加工技术资料, 肉制品添加剂也主要依赖进口, 由一些信息灵通的贸易公司根据市场需要定向采购。在这种特定的历史背景下, 应用技术大部分掌握在少数技术人员手中, 由此造成这些技术不能被灵活应用。市场整体对国外配料的依赖性很强, 产品的创新受到很大限制。
发展阶段
19世纪90年代初, 肉制品添加剂在实际应用中的问题开始不断涌现。在这样的背景下, 专注于该领域的科研人员和机构开始出现, 许多肉制品添加剂开始在国内研发、生产和应用, 肉制品添加剂的应用也更为灵活。
肉制品添加剂应用技术的成熟, 打破了大企业对肉制品加工领域的垄断, 肉制品加工业越发繁荣, 使肉制品添加剂在国内的应用有了普遍而坚实的基础, 促进了肉制品添加剂企业的发展。一大批肉制品添加剂生产厂家应运而生, 市场竞争在这一阶段逐渐形成。肉制品添加剂的质量逐步提高, 肉制品添加剂的功能性、实用性、性价比逐渐成为竞争的核心, 复合型添加剂企业开始出现。
成熟阶段
近几年来, 肉制品加工市场的竞争趋向白热化, 肉制品加工企业对肉制品添加剂的技术和性价比都提出了更为苛刻的要求, 这促进了肉制品添加剂企业的不断创新, 以适应新一轮的竞争需要。品质至上、严格管理、科技为主、深化研究、资源集中专业化、市场集中规模化成为此阶段肉制品添加剂企业发展的方向, 科学管理、技术创新成为肉制品添加剂市场竞争的核心。在未来几年, 肉制品添加剂发展将逐渐规范, 最终走向成熟。
我国复合肉制品添加剂企业发展现状
我国复合肉制品添加剂企业由于原始资源的不同, 生存发展道路也各有不同。
“信息垄断型”企业
在肉制品加工企业发展初期, 一些信息灵通人士与规模较大的肉制品加工企业保持了密切联系, 并根据这些企业的实际需要, 专门为其进口所需的复合肉制品添加剂。出于垄断信息的目的, 这些复合肉制品添加剂始终受到一些小集团利益的保护, 对技术进步的推动作用不大。
“信息垄断型”的复合肉制品添加剂企业是由引进国外配料的贸易公司发展而来, 通过对进口单体配料信息等的保护获得垄断性利润。但随着信息渠道的快速发展, 目标市场的不断变化, 许多“信息垄断型”企业逐渐退出了肉制品添加剂市场, 又回到进口贸易为主业的经营模式。
“技术垄断型”企业
部分所谓“技术垄断型”复合肉制品添加剂企业, 通过从大型肉制品加工企业的关键技术人员手中购买配方的方式成长起来。中小型肉制品加工企业是此类复合肉制品添加剂企业的主要客户群体。
由于行业监管和竞争的加剧, 中小型肉制品加工企业的发展出现了两极分化现象, 而“技术垄断型”复合肉制品添加剂企业由于缺乏自主研发的创新能力, 也逐渐丧失了竞争力。一方面, 部分中小型肉制品加工企业逐步发展壮大, 自主研发能力得到很大提高, 对肉制品添加剂的配方技术有了更为全面的认识, 开始自行研发或采用更高技术含量的复配肉制品添加剂, 减少了所谓“技术垄断型”复合肉制品添加剂企业的市场份额;另一方面, 一些中小肉制品加工企业的生产经营开始变得举步维艰, 或转投他业, 这也进一步促使“技术垄断型”复合肉制品添加剂企业失去了市场。得益于低价策略, 此类添加剂企业目前在竞争尚不激烈的边远地区仍占据着一定市场。
“资源垄断型”企业
随着专业肉制品加工技术市场开发的不断深入, 肉制品加工企业对添加剂也提出了更高的要求。更为专业的“资源垄断型”肉制品添加剂企业应运而生, 他们以更为先进、更加专业、更具规模的运营主导着市场。
这些企业的共同特点是顺应市场需要, 有着得天独厚的资源。他们或依靠引进国际领先的肉制品添加剂技术, 或利用国家肉制品技术资源, 或是由知名肉制品加工企业核心技术人员主导研发, 具备了极强的核心技术和研发能力。
复合添加 篇5
1 材料与方法
1.1 试验动物及分组
选择体重、胎次、体况相近的新生生长期蓝狐160只,公母各半。随机分为对照组、试验组,每组设1个重复。
1.2 试验时间及地点
试验于2012年6月10日—12月20日在唐山市开平区凤娥蓝狐场进行,预试期为7 d。试验蓝狐为笼养,每笼2只,由专人负责,每天饲喂2次。
1.3 基础日粮组成及营养成分
对照组蓝狐饲喂基础日粮,试验组日粮在基础日粮的基础上按5 g/kg日粮比例添加复合添加剂。基础日粮组成及营养成分见表1,基础日粮及试验日粮氨基酸水平见表2。
%
1.4 复合添加剂主要成分
复合添加剂主要由蛋氨酸、维生素E、维生素A、维生素D、生物素、二氢吡啶、氨基酸螯合锌等组成。
1.5 测试指标
1.5.1 始重、末重、体增重及平均日增重
试验开始时称量始重,结束时称量末重,计算体增重、平均日增重。每次称重均在8:00空腹进行。
1.5.2 皮张长度
打皮后测量生皮长度。
1.5.3 针毛、绒毛长度及直径
待皮充分凉干后,每组取4 张皮,测量每张皮背中部针毛、绒毛的长度,延中线将毛分开,插入有刻度的薄钢板尺测量其长度,从背中部取一小撮毛测定针毛、绒毛直径。
1.6 数据处理及分析
采用Excel 2000统计软件对试验数据进行方差分析及显著性检验,试验数据以平均数±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 蓝狐基础日粮及试验日粮中部分氨基酸比值分析结果
根据表2中氨基酸检测数据,以赖氨酸为100,蛋氨酸+胱氨酸、苏氨酸、组氨酸与其相比,结果见表3。
由表3可知:加入复合添加剂后,试验组蛋氨酸+胱氨酸与赖氨酸的比值高于对照组,但与参考文献[4]报道值相比偏低。其他氨基酸与赖氨酸的比值均低于参考文献[4]报道值。
2.2 复合添加剂对蓝狐体重、日增重的影响(结果见表4)
注:同行数据肩标*表示差异显著(P<0.05),**表示差异极显著(P<0.01),无肩标表示差异不显著(P>0.05)。
由表4可知:试验组蓝狐末重显著高于对照组(P<0.05),体增重极显著高于对照组(P<0.01)。
2.3 复合添加剂对蓝狐皮张长度,针毛、绒毛长度及其直径的影响(结果见表5)
由表5可知:与对照组相比,试验组蓝狐皮张长度提高7.56%,但差异不显著(P>0.05);针毛长度、直径,绒毛长度、直径与对照组相比均有所提高,但差异不显著(P>0.05)。
3 讨论
试验结果表明,复合添加剂对蓝狐的生长和皮张质量有明显的促进作用。可以极显著提高蓝狐的体增重(P<0.01),明显提高蓝狐的皮张长度、提高针毛、绒毛长度(P>0.05)。
复合添加剂中含有一定比例的蛋氨酸,蛋氨酸是动物生长所必需的氨基酸之一,是必需氨基酸中唯一的含硫氨基酸,动物体内有80种以上的反应都需要蛋氨酸参与,被誉为生命性氨基酸。蛋氨酸是合成蛋白质、非蛋白性含氮物质的重要成分,对提高机体免疫力和解毒方面也具有重要作用[5]。张海华等[6]报道, 蛋氨酸等含硫氨基酸是蓝狐第一限制性氨基酸,赖氨酸为第二限制性氨基酸,并研究了在低蛋白日粮条件下添加蛋氨酸和赖氨酸对蓝狐生产性能的影响,结果显示,可以取得与高蛋白相近的生长速度。复合添加剂中的蛋氨酸使蓝狐日粮中含硫氨基酸水平有所提高,为蓝狐的生长提供了较充足的含硫氨基酸,对于促进蓝狐生长具有重要作用。复合添加剂中的蛋氨酸不仅对蓝狐生长具有促进作用,而且对提高皮张长度,针毛、绒毛长度及直径也起到了一定作用,这与张冠项等[7]的研究结果一致。
复合添加剂是一种绿色饲料添加剂,可以抑制脂类化合物的氧化过程,防止脂肪肝的形成;同时还可以改变血清中某些激素水平,改善畜禽生产性能,增强免疫力;此外,还能增强小肠肌肉活动,提高饲料利用率。李光然等[8]报道,在蓝狐日粮中添加二氢吡啶可以提高蓝狐日增重和皮张长度,这与本研究结果一致。
维生素A参与骨代谢,维生素D可以促进钙、磷代谢,间接参与骨的合成与代谢,维生素E对抗氧化和保持细胞膜稳定具有重要意义。复合预混合饲料中含有一定量的维生素A、维生素D和维生素E,可以促进水貂钙、磷代谢和骨代谢,进而促进其骨架的生长;添加维生素E可以防止水貂日粮中不饱和脂肪酸氧化,促进其吸收、利用,提高脂肪代谢;因此,添加维生素A、维生素D和维生素E有利于水貂的生长发育。
张宇等[9]报道,在蓝狐日粮中添加有机锌与添加无机锌相比,可以提高蓝狐的生长速度。研究中的复合添加剂中含有一定比例的氨基酸螯合锌,氨基酸螯合锌作为新型有机微量元素,与无机锌相比,具有吸收快、利用率高等特点。研究中蓝狐生长速度的提高,可能与复合添加剂中含有一定比例的氨基酸螯合锌有关。
参考文献
[1]崔虎,张铁涛,张志强,等.饲粮蛋白质水平对育成期蓝狐生长性能及营养物质消化代谢的影响[J].动物营养学报,2011,23(8):1439-1445.
[2]刘佰阳,李光玉,张海华,等.不同水平脂肪对冬毛期蓝狐生产性能及消化代谢的影响[J].经济动物学报,2008,12(3):131-137.
[3]张振兴.我国毛皮动物养殖概况及存在的问题[J].经济动物学报,2005,9(4):187-190,210.
[4]李光玉,杨福合,王凯英,等.狐、貉健康养殖技术研究[Z].中国农业科学院特产研究所,2009.
[5]朱德堂.动物的蛋氨酸营养研究进展[J].山东畜牧兽医,2007,28(4):57-58.
[6]张海华,李光玉,杨福合,等.低蛋白质日粮中添加赖氨酸和蛋氨酸对生长前期蓝狐消化代谢及生产性能的影响[J].动物营养学报,2008,20(6):724-730.
[7]张冠项,刘玉堂.不同营养水平配合料对蓝狐毛皮品质的影响[J].林业科技,1995,20(1):32-33.
[8]李光然,孙丽娜,刘志平.饲料中添加二氢吡啶对蓝狐体增重、皮张长度和皮重的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2009(2上):113-114.
复合添加 篇6
1、复合复合锂基润滑脂结构特点
复合锂基润滑脂是是由12—轻基硬脂酸与二元酸复合锂皂作稠化剂制成的.二元酸可以用壬二酸或癸二酸, 如不用二元酸还可以用硼酸或同时加入第二种超基酸如水杨酸、乳酸或对羟经基苯甲酸。
⑴具有很高的滴点 (高于260℃) 和优良的高温流动性。
⑵复合理基脂具有优良的机械安定性, 轴承漏失量少。
⑶复合理基脂具有优良的抗水性、防锈性和氧化安定性。
⑷复合理基脂具有很好的润滑极压性能。
2、实验
2.1 原材料
制备复合锂基润滑脂采用的原材料有:12-经基硬脂酸、硬脂酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、硼酸、水杨酸、苯甲酸、氢氧化锂、基础油 (环烷基矿物油) 和添加剂 (聚异丁烯、I.a F, , 、三聚氰胺氰脲酸络合物、硫代氨基甲酸盐) 。
2.2 添加剂的影响
2.2.1 聚异丁烯的影响
聚异丁烯 (T603) 对复合锂基润滑脂性能的影响见表1。从表1可以看出, 聚异丁烯对复合铿基润滑脂的锥入度、滴点、分油的影响很小, 但抗水性有所改善。
2.2.2 氟化镧的影响
据报道, 稀土化合物可作为良好的减摩抗磨添加剂。La F3对复合铿基润滑脂性能的影响见表2。从表2可以看出, La F, 使复合铿基润滑脂的锥入度升高、滴点下降、分油增大, 但四球试验的PB值提高。
2.2.3 三聚氮胺氰脲酸络合物的影响
三聚氰胺氰脲酸络合物 (MCA) 是白色粉末, 可用作润滑脂的抗磨剂。在复合铿基润滑脂中加人2%MCA, 考察其对润滑脂性能的影响, 结果见表3。从表3可以看出, MCA在复合铿基润滑脂中容易分散, 对润滑脂的结构影响很小, 对复合铿基润滑脂的滴点和分油影响不大, 但四球试验的PB值提高。
2.2.4 硫代氨基甲酸盐的影响
硫代氨基甲酸盐是润滑脂的多效添加剂, 可提高润滑脂的抗磨极压性能, 同时兼有抗氧、防腐性能。试验考察了四种硫代氨基甲酸盐, 即钼盐 (Mo DTC) , 锑盐 (Sb-DTC) 、锌盐 (Zn DTC) 和铅盐 (Pb DTC) 对复合铿基润滑脂性能的影响, 结果见表4。从表4可以看出, 钼盐有突出的抗磨极压性, 对润滑脂的滴点和分油影响不大, 但对铜有腐蚀;锑盐的极压性好, 抗磨性不突出, 但对润滑脂的滴点和分油有不利影响, 且对铜有腐蚀;锌盐有一定的抗磨极压性, 并兼有抗氧防腐性, 对润滑脂的滴点和分油影响小;铅盐对润滑脂四球试验的PB值提高不多, 对PD值有很大提高, 但对润滑脂的滴点和分油有不利影响。
3、结论
复合添加 篇7
1 材料与方法
1.1 试验时间及地点
试验时间:2008年3～4月。
试验地点:花溪区小碧乡黄泥哨村肉鸡养殖小区。
1.2 益生菌制剂
选自贵州兴亚生物工程研究中心研制的复合益生菌制剂。
1.3 试验动物
试验鸡由贵阳国顺牧业有限公司提供的2400只18日龄铁脚麻肉鸡脱温雏鸡, 体重480g左右。
1.4 基础日粮
参照NRC (1998) 标准配制基础日粮, 为玉米、豆粕型基础饲粮, 其饲粮组成和营养成分见表1。
1.5 试验方法
将2400只试验鸡随机分为对照组、试验组Ⅰ、试验组Ⅱ, 每组800只。试验分预试期7天和试验期28天。按表2进行饲养试验。
1.6 饲养管理
1.6.1 饲养
舍饲, 3组鸡关于同一圈舍中分栏饲养, 地面平养。
1.6.2 投料与饮水
投料桶投料, 自由采食, 自由饮水。
1.6.3 防疫与卫生
免疫接种由鸡场工作人员按常规进行。每7天内外环境消毒一次。
1.7 数据收集
1.7.1 增重及日增重
试验开始对试验苗鸡进行抽样测定苗鸡个体初重、7日龄、14日龄、21日龄、35日龄上午8:00, 以重复组为单位对鸡群进行空腹称重, 计算日增重。
1.7.2 耗料量
以组为单位记录每天的投料量与剩料量。耗料量=投料量-剩料量。
1.7.3 成活率
每天记录各组的死亡肉鸡数, 统计试验期间各组的成活率。
1.8 数据统计与分析
1.8.1 增重效果数据与分析
(1) 总增重与平均增重的统计
以组为单位统计出各组的总增重、平均增重、平均日增重, 计算出平均增重与平均日增重的标准差。
总增重=末重-始重
平均增重= (末重-始重) /试验鸡数
平均日增重= (末重-始重) /试验鸡数/试验天数
标准差的计算按生物统计方法进行计算。
(2) 组间增重差异显著性检验
采用方差分析法, F检验。
(3) 饲料转化效率分析
以组为单位分别分析饲料总消耗量、平均消耗量、料肉比等指标。
平均消耗量=总消耗量/试验鸡数
料肉比=平均消耗量/平均增重。
1.8.2 存活效果及分析
以组为单位, 每天记录死亡的鸡数, 并计算存活率
存活率=试验末鸡数/试验初鸡数。
2 结果与分析
2.1 复合益生菌制剂对肉鸡生长性能的影响
各组试验肉鸡生长性能结果见表3。
从表3可以看出, 试验期中对照组、试验Ⅰ、II组的平均增重分别为1.22kg、1.58kg、1.51kg, 平均日增重分别为44g、56g、54g, 试验Ⅰ和II组的增重分别对照组高28.5%、22.8%, 差异极显著 (P<0.01) ;试验Ⅰ组比试验II组增重高4.6%, 差异不显著 (P>0.05) 。
2.2 复合益生菌制剂对肉鸡饲料转化效率的影响
复合益生菌制剂对肉鸡饲料转化效率结果见表4。
从表4可以看出, 试验期中对照组、试验Ⅰ、II组的料肉比 (耗料/增重) 分别为2.12、1.78、1.82, 试验Ⅰ和II组的料肉比分别对照低0.34和0.30;试验Ⅰ、II组的饲料转化效率比对照组高16.0%和14.1%, 试验Ⅰ组的饲料转化效率比试验II组高1.9个百分点。料肉比各试验组较对照组都显著降低 (P<0.01) , 但两组之间差异不显著 (P>0.05) 。
注:预混料有效成份含量 (每kg) :I 100mg, Co 15mg, Lys 1g, VA60000IU, VD20000IU, VE1000mg, VB175mg, VB2300mg, VB6200mg, VB120.75mg, 泛酸1000mg, 烟酸1750mg, 生物素5mg, 氯化胆碱18750mg, Cu 20000mg, Fe 15OOOmg, Mn 7000mg, Zn 12500mg, Se30mg。
2.3 复合益生菌制剂对肉鸡成活率的影响
复合益生菌制剂对肉鸡成活率效果见表5。
从表5可以看出, 试验期中对照组、试验Ⅰ、II组的成活率分别为97.7%、99.8%、99.2%, 试验Ⅰ、II组的成活率分别比对照组高2.1和1.5个百分点。
2.4 复合益生菌制剂对肉鸡饲料成本的影响
复合益生菌制剂对肉鸡饲料成本影响见表6。
从表6得知, 试验期中对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组每千克增重的饲料成本分别为5.21元、4.66元、4.77元, 试验Ⅰ、Ⅱ组每千克增重的饲料成本分别比对照低0.75元和0.44元, 成本降低率分别为14.4%和8.4%, 以试验Ⅰ组的成本最低。
2.5 复合益生菌制剂对肉鸡养殖经济效益影响
复合益生菌制剂对肉鸡养殖经济效益影响结果见表7。
从表7可以看出, 对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组毛利润分别为1066.4元、3749.3元、2694.6元, 试验Ⅰ、Ⅱ组每千克增重的毛利润分别比对照组高2682.9元和1628.2元, 利润分别提高251.6%和152.7%。
3 讨论
3.1 复合益生菌制剂可以提高肉鸡生产效果
添加复合益生菌制剂是由多种有益微生物组成, 这些有益微生物带有的酶可以促进饲料在畜禽体内的消化, 有益微生物在畜禽消化道内定殖可以抑制致病微生物的生长, 保证畜禽的健康, 从而提高畜禽的生长和饲料转化效率, 降低死亡率。从本次试验结果来看, 在日粮添加复合益生素制剂肉鸡的增重可以提高22.8%～28.5%, 饲料转化效率提高14.1%～16.0%, 成活率提高1.5～2.1个百分点, 生产效果明显提高, 其中以在日粮中添加1%的复合益生菌制剂效果最好。这一效果与国内外的有关报道相吻合。杨汉博等 (2003) 在基本不使用抗生素、生长激素的情况下, 进行使用益生芽孢杆菌菌株饲喂肉鸡试验, 结果表明, 益生芽孢杆菌能促进肉鸡的免疫器官成熟, 增强肉鸡体液的免疫功能。张书杰 (2007) 采用在肉仔鸡的日粮中添加0.2%的高活性生物制剂饲养3000羽AA肉仔鸡, 雏鸡成活率较不添加高活性生物制剂的对照组高7.6%, 饲料转化率提高6.5%。。
3.2 添加复合益生菌制剂可以明显提高肉鸡生产经济效益
添加复合益生菌制剂提高了肉鸡的生长速度、饲料转化效率、降低了死亡率, 由于生产效果的提高, 生产经济效益也随之提高。本试验结果证明了在日粮中添加复合益生素制剂可以使肉鸡每千克增重的饲料成本分别比对照低0.44元～0.75元和成本降低8.4%～14.4%, 生产经济效益提高152.7%～251.6%, 提高生产经济效益的效果十分明显, 尤以在日粮中添加1%的添加复合益生菌制剂效果最好。
复合添加 篇8
关键词：Cu-Fe合金,原位复合,Ag,形变热处理,性能
随着近年来电气化铁路规模不断扩大, 具有高强度和高导电率的导线需求量不断增加。而电气化铁路的发展方向为高速、重载, 因而对接触线/架空线的强度提出了更高的要求, 如列车时速为350km/h时要求接触线抗拉强度大于530MPa、电导率超过78%IACS[1,2]。形变铜基原位复合材料是高强高导铜合金的研究热点和发展方向之一, 其突出的特点是具有超高的强度和良好的电导率。研究表明, 将铜基原位复合材料进行大变形, 当η<5时Cu-bcc的强度基本满足混合定律, 当η>5后材料的强度远远超过混合定理计算值[3,4,5,6,7]。BEVK等[3]研究发现, 按Hall-Petch公式估算, 直径为25μm的形变Cu-18.2% (质量分数) Nb原位复合材料抗拉强度可达到2750MPa, 和实验测量值达到2230MPa非常接近, 与1μm铜晶须的强度2940MPa相当。Cu-Fe系铜基原位复合材料以其低廉的成本深受国内外研究工作者的关注。但高温下Fe在Cu基体中的固溶度相对高, 低温下的扩散速度慢, 导致室温下Cu基体中固溶的Fe含量远远大于相平衡浓度, 同时固溶Fe原子对基体电导率的有害影响非常大[8], 导致形变Cu-Fe的电导率通常不足40%IACS, 比相同方法下制备的Cu-Nb低25%IACS-30%IACS。因此如何降低Fe在Cu基体的固溶度, 促进Fe从基体中析出, 是该系合金研究的重点和热点。目前研究的主要方法有两个, 一是通过加入其他合金元素来降低Fe的溶解度;二是通过合适的形变热处理工艺促进Fe的析出。孙世清[9]对形变Cu-Fe-Cr和Cu-Fe-Cr-Zr/Ni原位复合材料进行了大量研究, 认为Cr主要起强化Fe纤维的作用, 对电导率改善作用很小, 并降低材料塑性变形能力。葛继平等[10,11]在Cu-Fe中加入了少量Zr和Mg, 研究表明材料的强度略有提高, 而电导率比Cu-Fe更低。HONG[12]等人在Cu-Fe的基础上, 研究了加入Ag等第三组元的作用, 研究表明Ag能浸润Fe, 降低界面能, 使Fe容易形成细小树枝状组织, Ag溶于Cu基体中, 强化基体, 而纤维中无Ag。高海燕[13]通过在Cu-Fe材料中加入Ag, 降低了Fe在基体中的溶解度, 同时由于Ag的电导率较Cu高, 制备的Cu-Fe-Ag系材料的UTS可达到1260MPa, 电导率可达到63.8%IACS。
本工作分别选取Cu-14Fe (质量分数/%, 下同) 及Cu-14Fe-0.1Ag 两种合金, 采用多道次的形变工艺, 并辅以等温时效处理, 分析不同时效条件下析出相及其相互转化规律, 并对不同温度时效工艺下合金的力学性能和电学性能进行测试, 为合理制定该合金的形变热处理工艺提供参考。
1实验材料及方法
以高纯无氧铜 (99.98%) 块, 化学生铁 (99.99%) 粉和化学银 (99.99%) 粒为原料, 放入石墨坩埚, 感应熔化, 炉温为 (1150±10) ℃, 为了防止氧化, 坩埚表面覆盖木炭, 经过熔化搅拌, 磷铜脱氧, 分别连铸成直径为33.0mm的两种长杆实验合金。锭坯经固溶处理后, 经过多次变形及中间处理得到直径0.5mm至3.3mm不等 (形变量为η=4, 6, 7, 8) 多组试样。为了寻求最佳形变热处理工艺, 本实验对形变量为η=4, 6, 7, 8的各组合金试样在300, 400, 500, 600℃均保温1h。时效处理后空冷至室温。时效空冷后进行超声波酒精清洗。
试样力学性能测试在CSS-44100型电子万能试验机上进行, 拉伸速率为2mm/min。导电性能测试在QJ19型单双臂两用电桥上进行。为了获得较好显微组织照片, 采用两种金相腐蚀方法:浅腐蚀: (FeCl3 5g, HCl 10mL, 水100mL) 进行腐蚀, 时间为30～60s, 酒精清洗后用电吹风吹干;深腐蚀: (H2O80mL, K2Cr2O210g, H2SO45mL) 70℃腐蚀15min。采用Neophot21光学显微镜和Sirion 200场发射电子扫描电镜进行组织分析。
2结果与分析
2.1 微组织分析
图1依次给出了Cu-14Fe和Cu-14Fe-0.1Ag合金的铸态金相显微组织。从图1中可以看出, 两种材料的铸态组织特征基本一致, 基体上均匀分布着第二相枝晶。Cu-14Fe和Cu-14Fe-0.1Ag合金经过大变形后显微组织几乎没有差别, 因此下面主要分析Cu-14Fe-0.1Ag合金大变形后的变化规律。
图2为Cu-14Fe-0.1Ag合金经η=4形变后的横截面显微组织。随应变增大, 枝晶的形貌发生了较大变化。粗大的枝晶被破碎成细小的枝晶, 最终形成卷曲状的ribbon形貌, 这一形貌与Bevk[3]报道的Cu-18.2%Nb原位复合材料中的Nb纤维卷曲形貌类似。图3 (a) 和图3 (b) 分别为经过η=4和η=8变形的纵向显微组织, 从中可以发现随着变形量的增加, 纤维间距明显减小, 其间距由η=4的5μm左右减小为η=8时的2μm以下, 部分纤维间距小于0.5μm。同时可以看出, 纤维之间的间距值相差较大, 可见材料形变过程中纤维的不同部位变形程度不一致。
图4为Cu-14Fe-0.1Ag合金经过η=4变形后深腐蚀的纵断面SEM照片。从图4中可以发现合金变形不均匀, 有的Fe相已经形成片状, 有的仍保持未变形状态。图中表现更多的形态为蝌蚪状, 表明多数纤维首尾变形不均匀。
2.2 合金性能分析
图5是Cu-14Fe合金及Cu-14Fe-0.1Ag合金变形后极限抗拉强度 (UTS) 与变形量 (η) 的关系曲线。从中可见, 两种合金的极限抗拉强度均随形变量增加而单调增加, 这是因为大形变量冷拉伸后两种合金已转变为纤维增强复合材料, 其强度主要由形成的纤维状组织的间距[15]决定。随着拉伸的进行, 线材的横截面逐渐缩小, 纤维状组织也逐渐变得细密 (由图3可以得到验证) , 从而使材料的强度上升。同时可以从图中发现, Cu-14Fe-0.1Ag合金的强度在同一变形率下强度均比Cu-14Fe合金的要高50MPa以上。此结果与先前的一些研究结果有差异, 高海燕[13]等数据表明未加Ag的Cu-Fe系合金在高的形变率下, 强度比加Ag系强度略微偏高。本实验Cu-14Fe-0.1Ag在高的形变率时强度仍比Cu-14Fe合金的强度要高, 在变形实验中可以得到很好的体现。实验过程中发现, 添加微量的银可以显著改善该系合金的加工性能;未添加银的该系合金在实验中则很容易被拉断。
材料的电导率是评估该系材料性能的一个重要指标。根据Mathiessen理论[16], 合金电阻率可表示为:
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式 (1) 中, ρ0为声子散射 (纯铜的电阻率) ;ΔρS, Δρp, Δρv, ΔρD和ΔρB分别是由于固溶、析出、空位、位错和粒子/基体与Cu晶粒界面散射引起的电阻率的变化量。研究表明, 冷拔Cu-bcc合金在η>4后, 由于变形热的产生基体开始发生动态回复和再结晶, 基体中的位错密度约为1010～1011cm-2位错散射产生的电阻率≈0.1μΩ·cm[17]。因此, Cu-Fe原位复合材料的电导率主要取决于界面散射和杂质散射。杂质散射一般随应变的变化较小, 因此在不同应变下材料的电导率主要由界面散射决定。
如图6 为Cu-14Fe合金及Cu-14Fe-0.1Ag变形后电导率 (%IACS) 与变形量 (η) 的关系曲线。从图中可以发现, 随着变形率的增加, Cu-14Fe原位复合材料电导率不断减小。由图3可知, 随着变形率的增加, 材料中的纤维厚度减小, 纤维间距减小, 同时由于α-Fe枝晶的破碎, 纤维的密度不断增加, 从而增加电子在材料传输过程的界面散射, 使材料的电导率随变形量的增加不断减小。Cu-14Fe-0.1Ag原位复合材料的微观组织演变与Cu-14Fe相似, 因此电导率随应变的变化趋势基本相同。但添加Ag后, 材料的电导率较Cu-14Fe有一定程度的提高, 当应变η>5后, 两种材料的电导率基本相等。
2.3 时效温度对合金性能的影响
由于Cu-14Fe合金性能低于Cu-14Fe-0.1Ag合金, 因此对变形后的Cu-14Fe-0.1Ag原位复合材料进行了时效处理, 以得到材料强度与电导率的性能优化组合。
如图7所示, 材料的强度在300℃时效时强度略有升高, 温度超过300℃后, 材料的强度持续下降。在较低温度下, 材料的电导率随时效温度提高而逐渐提高, 在500℃附近产生电导率峰值, 温度大于550℃后, 材料的电导率又迅速降低。材料强度和电导率变化的主要原因是Fe的析出导致固溶度的变化, 以及析出Fe粒子的粗化。
Cu的晶格参数大小与Fe在其中的溶解度存在定量关系。在Cu-Fe系二元合金中, 可以根据X射线衍射结果计算出晶格参数, 并依据费伽 (Vegard) 定理[18]计算Fe在Cu基体中的溶解度ω。费伽 (Vegard) 定理关系式为:
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式 (2) 中aCusub为Cu基体的晶格常数, aFe , aCu分别为标准α-Fe和Cu的晶格常数。
通过计算Cu-14Fe-0.1Ag中的Cu, Ag的质量比 (100∶0.13) , 并对照Cu-Ag二元相图, 可以发现合金中由于只添加了微量的Ag, Ag将完全固溶Cu基体, 且固溶的Ag含量不随温度的改变析出。故可以对式 (2) 进行修正, 即把式 (2) 中的aCu (标准Cu的晶格常数) 替换为Ag固溶于Cu后的晶格常数aCu-Ag。其中aCu-Ag同理可以根据费伽 (Vegard) 定理计算, 如式 (3) :
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式 (3) 中aCu.sub为Cu基体的晶格常数, aAg , aCu分别为标准Ag和Cu的晶格常数;ωAg为Ag在Cu基体中的固溶度, 本例中其值为0.13%。
从而Cu-14Fe-0.1Ag的Fe在Cu基体中的溶解度ωFe可用下式计算, 如式 (4) :
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式 (4) 中aCu.sub为Cu基体的晶格常数, aFe为标准α-Fe晶格常数;aCu-Ag为Ag固溶于Cu后的晶格常数, 其值可根据式 (3) 计算得出。
表1为式 (4) 的计算结果, 从表中可以发现: (1) Cu-14Fe-0.1Ag合金在温度500℃以下时效, 固溶在Cu基体的Fe原子逐渐减少, 随着固溶Fe原子的时效析出, 降低了基体中固溶Fe原子含量, 使材料电导率迅速恢复; (2) 随温度升高, 尤其是温度超过550℃以后, Cu基体中Fe的平衡固溶度明显增大, 基体中析出的Fe减少或者析出Fe粒子重新溶解, 都会降低材料的电导率。
综合考虑合金的力学性能与电学性能, Cu-14Fe-0.1Ag实验合金最佳的等温时效温度为400～500℃。在此时效温度范围内等温时效1h, 可以得到强度/电导率为770MPa/43.75%IACS和720MPa/52.44%IACS的优化性能组合。
3结论
(1) Cu-14Fe合金经室温变形后, 由铸态的树枝状变成纤维状组织, 随形变量增加, 纤维尺寸及纤维间距逐渐减小, 材料极限抗拉强度及电阻率均增加。
(2) 添加Ag后, Cu-14Fe-0.1Ag合金比原Cu-14Fe合金加工性能更加优越, 强度及电导率均略有提高。