节能灯材料及制造工艺
材料及加工过程
制造灯具的常用材料为：钢板、铝合金铸材、型材、塑料材料、锌合金铸件、填料和封接材料（橡胶、泡沫、树脂、等）玻璃、光控制材料、（高纯铝、不锈钢、抛光玻璃等）。
1、钢板
应用：可用于灯具压条、小灯体、灯盖、嵌入式灯具盒、控制盘、底座及投射器。
等级及特性：低碳钢有较好的机械强度和延展性，但不耐腐蚀，有圈筒、片或板材形式，厚度为0.45~1.2MM。对于室内不太注重美观的使用场所，选用的钢板的表面最好镀一层锌，但对大多数使用场所必须刷漆。预镀层材料
加工：切、钻孔、冲、弯及压的工艺。
人工操作：先剪出外形，再弯板冲压或飞轮冲压。
半自动操作：CNC控制，部件移动由操作者完成。
自动冷滚卷成形：板条通常采用此类方式加工。滚卷机
金属片自动生产控制：对于大型的盒式嵌入灯和吸顶灯具的制造，欧洲的设备生产厂家已经完全实现了自动机械化。
冲压：对于一些较小的圆型灯具，一般是用深冲成形级别的低碳钢板直接冲压成形的。
附属的钢制部件：在喷涂前，无涂层的钢材料可以点焊或者连续焊接。然而未涂层材料必须用铆钉、螺母和螺栓、自攻螺钉或粘合剂连接。涂装：通常采用粉末涂装工艺。相对传统的湿法涂装层，它能获得更厚的涂层薄膜，典型的可达到50~100um厚度，而传统的方法只能达到25um。这在要求有高反射特性的器件（如器件箱）中是非常有利的。有两种处理过程：除油过程和预处理（通常是磷化），接着是静电喷涂过程和随后的烘干过程。较少用到电镀，通常只起装饰作用，或用于一些要求保护层的小件零件，如螺丝、螺栓和螺母等。铬和镍是装饰性电镀的典型，而锌一般用于保护目的的电镀。在钢板表面涂上一层金属化塑料薄膜可作为反射层来使用。
2、铝合金铸件
应用：泛光照明、街道照明灯、小型室内聚光灯的灯具壳体。
等级与特性：具有易熔组分的LM6铝硅合金（含Si 12%）是最常用的合金材料，因为它凝固时间短、流动性良好及收缩性低，很适合于重力铸造和压力铸造。此外，还具有良好的抗腐蚀性能，在室外作用时也不需要涂保护层（除非有美观要求）。含稍微少一点硅的铜铝合金LM2和LM24也经济实用，具有高强度、较好的铸造性能，但相对LM6而言抗腐蚀性能差。在某些地方，如机场照明，需要更高强度和抗腐蚀的合金，如LM25。这些合金都经过高温煅烧以确保能得到足够的强度。大多数的应用中用到铝是因为它具有一些重要特性，即它的耐热性能。由于铝是相对低级的金属，当它与其他金属如钢、
不锈钢和铜接触时，将产生电解作用。因此，对于这些金属的外面很有，或用油脂右塑料垫片，起阻挡隔层作用。必要镀上中间性能的金属材料（锌或镉）．
铸铝工艺：主要有两种工艺，都是将熔融的金属注入开孔的模具中。重力铸造中的压力来自空腔上方熔融金属自身，而在压力铸造中，熔融金属是被猛力挤压进钢型模具中的，后者可生产更薄的器件。
铝铸件的涂装：在涂装前，要经过修整或翻滚以除去表面闪屑或碎片。采用相关工艺如LM25适用阳极化工艺，在这各工艺中当铝暴露在空气中时，人为地在其表面瞬时形成薄而坚韧的氧化层，约为10um厚，在氧化层永久封闭以前，浸入染料中可以得到表层颜色。
3、铝材---片材
应用：反射器和格栅
特性与等级：为获得满意效果，反射器中铝的含量至少为99.8%，当使用99.99%的超纯材
料时可获得最佳效果。大多数反射器通过阳极化过程形成一层薄氧化膜，氧化膜是脆性的，所以在小角度折弯时氧化膜表面会产生许多细的纹理。加热超过100℃后由于膨胀情况不同也能产生同样的效果。氧化膜的另一特性是能产生彩虹效果，在三基色灯下尤其明显。
工艺：反射器材料分成两个主要部分：一是厚度为0.4~1.2mm的卷材或片材；一是较厚的
片材经旋压而生成的对称反射器。卷材或片材先下料—剪切成形—手工操作或半自动冲压完成，弯曲度可由卷板机械加工完成。格栅与十字交叉片的装配是劳动密集的生产过程；旋压加工工艺一般用来生产大型抛物线型反射器或轴对称反射器，主要用于聚光灯。手工或半自动操作—车床加工—使用各种钢质成形器加工—将旋转的平板绕一
个凸模塑性成型—表面抛光化学处理发亮。
涂层：对反射器而言，此工艺主要为阳极氧化作用，使氧化层增厚几个微米，成为自然氧
化层，使铝具有较好的抗腐蚀性。在电化学工艺中，氧化层能在基金属上生长，之前必须有手工或化学抛光过程。膜层越厚反射率越低，增强反射表面效能的方法有新发展：薄的氧化层（如Ti）被蒸发到阳极氧化表面，它的反射效能与镀铝玻璃的反射效能一致，这种材料较贵但无彩虹现象且减少产生细微裂纹的可能性。
4、其他金属材料
1）灯丝材料
材质的发展：天然纤维—喷丝—碳—锇—钛—钨
钨的主要优点：
u 高熔点3420℃使它较其他金属在更高的工作温度，在所有条件都相同的情况下，越高的温度就意味着越高的流明效率。
在所有导电材料中其蒸气压u是最低的，在这个基础上，可获得非常高的灯丝温度和最小的蒸发（泡壳黑化）。
u 钨是选择性光谱发射体，它在可见光谱的发射率高于红外区域的发
射率，它对任何给定温度下的效率有重要的贡献。
2）其他用途
钨常用作灯丝和电极的制造材料。u
纯铝和黄铜常用于灯头的制造材料，黄铜常被镀镍以达到高抗腐蚀性，铝材逐渐成为低成本u灯（如白炽灯）的制造材料。
锡焊或铜焊常用于灯头和灯丝之间的电连接，在一些u灯型中，灯头和导丝之间传统的熔接正在被机械的压接所代替。
铝的另一个重要用途u是作为蒸气沉积在聚光和映射灯中的反射涂
层上，这主要是归因于它的低熔点660℃的性质。
在白炽灯中，灯丝支架由钼（无卤素）和钨（含卤素）制成。用来放置放电灯或白炽灯在外套部件的支架一般用不锈钢丝点焊成所需形
状而制成。u
镍、铁和铜合金被广泛用于保险丝、封玻璃的合金、双金属片和导丝，受热控制弯曲的金属片被引入某些高压钠u灯中用作启动器件。
为了在放电灯光谱中产生辐射带，大量的金属使用在蒸气状态下，如镝、镓、钬、铟、汞、钪、钠、铊、钍、铥和锡等。u
3）电极
电极传导电能进入放电灯，并提供维持电流的电子。
由于要求在高温下（高达2000℃）工作，电极所用材料必须有低蒸
气压，不仅要确保
其本身的寿命，而且要阻止灯本身的过度污染（端部发黑），此外这
些材料必须有足够的机械强度、抗碰撞性，如需要的话，还要有足够的延展性以允许复杂电极几何外形的制造。
到目前为止，钨具有最重要的商业用途，尽管钽、镍和铁也被使用，如氖灯的电极（冷阴极）就是用纯铁制成的。
在温度超过2000℃时，钨是丰富的电子发射体，但在许多长寿命的放电灯中，这样高的温度是无法被接受的，因此，必须找到加强电子发射的方法。
一种解决方法是用含钍钨来制造电极，这种材料中的氧化钍粒子提供钍源，钍源扩散
到电极表面最热点，通常是电极的尖端部，在此它的逸出功降低进而增加电子发射率。含钍电极被用在一些金属卤化物灯中。都采用发射材料来显著地加强电子发射，通常是将某种氧化物涂在电极上或组装时放入电极内的形式出现的。在高压钠灯中，复螺旋的电极用基于钙、钡和钨的综合氧化物所浸渍，通常被称为BCT发射材料，还有一种可选择的发射材料是氧化镱，低压钠灯和荧光灯用的是基于钙、钡和锶的氧化物的发射材料。
5、塑料材料
优点：多用性和设计的灵活性。
缺点：降低了抗高温性、抗化学腐蚀性、强度以及紫外线的稳定性不理想。
特性和等级：两种主要类型：热塑性塑料（可重新熔融及循环使用），
热固性塑料（在工艺中不可逆）。传统使用热固性塑料的附件如灯座已被热塑性材料特别是聚碳酸酯所℃的高温，但在更高温度下，将硬化、脆化且发生颜色的变化，200取代。塑料可耐约．
价格较贵，阻燃性好。
应用：灯具本体、漫射器、折射器、反射器、端盖、灯座、衬套、接线板和松紧螺旋扣。
1）超高温塑料（160℃~200℃）：
聚苯硫醚（polyphenylene sulfide）
不透明材料，表层能镀铝，常用于小灯具主体和反射器，有较好的阻燃性。
聚醚胺（polyetherimide）
常用于高达180℃的环境中，为半透明材料，表面能涂冷光膜，从而能透射红外线与反射可见光（也称冷光束）。在此温度范围内，还有一些其他材料可应用，如聚醚砜（polyethersulfone），阻燃性好，但随温度升高，硬度下降，且外观为淡黄色，所以不能用于折射器和反射器。
2）高温材料（130℃~160℃）
玻璃增强聚酯（GRP）
热固性塑料，应用于大部分街道照明灯具及泛光照明灯具。可与铝相媲美，并可组成片状模塑组合物（SMC）或团状模塑组合物（DMC）。价格低、化学强度高，但易磨损且抗紫外辐射较差，应用于热带环境下，表面在短时间内变得无光泽。无固有的阻燃性，但可通过添加剂
获得此性能。
聚苯并噻唑（polybutylene terephthalate）（PBT）
热塑性塑料，相当于SMC和DMC，有几乎相同的耐温性能。应用于大部分荧光灯的灯帽保护套，也用于制作聚光灯和室内装饰灯的灯具，阻燃性好，防紫外辐射也令人满意，同SMC和DMC相比，加工性
能好。
透明折射材料的最高工作温度在140℃~160℃之间。过去，抗紫外辐射的稳定性是一个问题，但现在聚酯碳酸酯（polyestercarbonate）的应用，在街道照明的碗形灯罩上提供了一个令人满意的性能。
3）中温材料（100℃~130℃）
聚碳酸酯（polycarbonate）
在此温度范围内，是主要品种，抗冲击能力强，通常以透明或有彩色形式做成灯具本体、漫射器、折射器、反射器和以阻燃性为先决条件的附件，如灯座。应用于反射器时，这种材料将被镀铝。相对于冲压反射器和旋压反射器而言，这类反射器更为节约，而且可生产更为复杂的反射器。在热气候的紫外辐射下，聚碳酸酯变黄的趋势仍旧是一个问题，这种情况通常在高功率汞放电灯中牵涉到。在强烈的紫外辐射的场合，要把材料的工作温度限制15℃~20℃。聚碳酸酯已经成功地和丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS）混合成一种有光泽的合成材料，可用于装饰性灯罩和灯具本体。
聚丙烯（polypropylene）
长久以来被当作“劣质”的工程材料，硬度低、易蠕变及紫外稳定性
较差等特性，尽管它有较好的不易损坏的特性。现在这种材料的紫外稳定性已经有了很大提高，能用于街道照明的伞罩，带来很大的经济性。一般适用于受力不强的物件，如松紧螺旋扣、紧固板等。
）polyphenylene oxide,PPO，聚苯醚（）acetal，聚甲醛（）polyamide 聚酰胺（尼龙，
适用于管索钉，夹子和松紧螺旋扣，阻燃能力较好，但紫外稳定性差。如果尼龙用在
不适合的环境下，将发生褪色现象并且脆化。
4）低温材料（＜100℃）
在此温度范围内，荧光灯照明中考虑到高透明性，折射器和漫射器主要使用
聚甲基丙烯酸甲酯（acrylic,PMMA）和聚苯乙烯（polystyrene）
前者较后者贵，但有较好的抗紫外特性和耐高温特性（前者90℃，
后者70℃）。两者均无阻燃性。
聚氯乙烯（polyvinyl chloride,PVC）
有较好的阻燃性，但透射系数非常低
ABS、PVC和不透光聚苯乙烯也常用于装饰物，如灯座、盖和低温灯具体，PVC还用于
压制导轨系统，除PVC外，其他材料的阻燃性都较差。
5）塑料工艺
注模成型是热塑性塑料的一种主要成型方法，特别用在大批量生产中。
注射成型可生产有复杂外形、薄壁且有较好外表层的产品。其他成型工艺还包括挤压、漫射槽形的滚压、吹塑和真空成形。产品的形状决定了工艺的难易程度。
挤压和滚压工艺的主要产品有丙烯酸和聚苯乙烯的棱镜板。通过吹塑和真空技术，可将薄板进一步加工。最近几年发展了一种新技术—塑料模型制造用的三维造型技术，电脑控制的激光在树脂槽内加工出
3-D造型。用此方法生产的错综复杂的产品可与注模成型产品相媲美，这种技术对于小件复杂反射器或折射器非常有效。
SMC等热固性塑料的制造要经过压力成型过程。DMC更适用于注模铸造。
6、填料与封接材料
传统材料包括靛类，氯丁橡胶和EPDM泡沫橡胶，以及注塑时反应
的聚氯酯泡沫，这些材料用于常规低温（＜140℃）区域。
高温区域（＞200℃）使用挤压或模压或切割的硅树脂。最新的革新
是使用于注塑时反应的方法，能得到无接缝的高质量的密封。
在灯工作数千小时寿命期间内和在相当宽的工作温度范围内，要求灯头焊泥能提供对各种热膨胀系数及其不同的灯用材料之间可靠的机
械连接。用来将金属灯头固定在玻璃泡壳上的材料由约90%的大理石粉充填物，掺杂加入酚醛的、天然的和硅酮的树脂所组成。为了将陶瓷灯帽固定于熔融石英灯体上，需使用具有更高熔点的焊泥，主要由混有无机粘合剂如硅酸钠的二氧化硅组成。
7、气体
灯用的主要气体都是空气的组成部分，通过分馏的办法得到。常常用来控制各种各样的物理和化学过程。还利用气体本身的特殊性能来
产生光。．
灯工作时，在达到高温的条件下，很多灯用材料的化学活性会大大地增强。为了避免灯结构材料的严重破坏，必须严格控制氧化和腐蚀现象，这种控制方法是使灯内的工作环境由惰性气体或非活性气体组成。蒸发和溅射等物理过程常常会缩短灯丝、电极等重要组件的寿命。当充以惰性气体且气体密度以较大时，这种现象危害的程度会大大减弱。虽然在某些白炽灯内，可用密度较氩气高的氪气来减少热的传导和更好地抑制钨丝的蒸发，以延长灯的寿命，但在实际应用中，往往通过在灯内充入氩气来达到这个目的。氮分子具有能遏制灯内带有不同电位的组件之间形成破坏电弧的能力，所以灯泡的充填气体一般由氮或氮和惰性气体氩和氪组成的混合气体。
在气体放电灯中，所用的单分子气体是氩、氖和氙。作用是帮助放电启动和在主放电区承担缓冲气体的角色。因为潘宁效应的混合气体能帮助气体放电的启动，因此它对气体放电光源显得尤其重要。在潘宁效应的混合气体中占99%成分的主要气体亚稳态能量必须较低，其值应高于掺杂的少量气体的电离电位能，这样才能满足产生潘宁效应的要求。例如：99%的氖加1%的氩和少量低气压的汞蒸气，就是很典
型的潘宁效应混合气体的实例。当气体放电发生时，首先激发气体成
分的原子到亚稳态，这类激发到亚稳态的原子有相对较长的寿命，一旦它们与混合气体中掺杂的少量气体的原子相碰撞时，其所具有的亚稳态能量就足以将这些原子激发到电离态，从而完成电离过程。
在卤钨灯里，有些气体和蒸气还发挥化学功能。活性气体例如溴化氢、三溴甲烷、二溴甲烷、一糗甲烷等等掺杂到惰性气体中起充入卤钨灯内，从而使卤钨灯形成钨的输运循环。另外，金属卤化物气体充入气体放电光源内，能发挥其特有的作用。
由于灯的工作温度很高，所以灯内某些重要组件对少量会产生氧化和掺碳的气体的存在十分敏感。这类气体是氧、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物和水蒸气。这些气体是相当普遍的沾污剂，可通过抽真空除气处理尽可能地减小它们的危害和在封离后通过消气剂的作用来
缩小它们在灯内的活性。在大多数灯的填充气体中，这类有害的杂质气体只允许占总的充填气体量的百万分之几。
8、消气剂材料
灯泡工作时，某些灯丝和电极一类的组件会达到很高的温度，它们的性能对周围的气体十分敏感。它们很容易和残留的氧、水蒸气、氢和碳氢化合物起反应，从而影响灯的性能。因此，应该排除这些残留气体或者将其减少到不影响灯泡性能的水平。
用于除去灯泡封口后残留在泡壳或灯管内杂质气体的材料称为消气剂。作用主要是依靠某些固体，通常是金属，通过它们的吸收作用、吸附作用和化学反应来收集灯内的残留气体。其作用过程常常需要某种形式的加热活化。使用时，可将消气剂制成细丝和薄片状放入灯内，
或有选择地沉积在某个组件表面上。常用作消气剂的金属是钡、钽、钛、铌、锆及它们的某些合金。消气剂的选用取决于必须除去的气体和灯泡的种类。
有一种非金属消气剂，它能有效地除去灯泡内常用的惰性气体中的微量氧气和水蒸气，长期以来被广泛使用，这种消气剂就是磷。
消气剂通常有两种形式：蒸散消气剂和体积消气剂。蒸散消气剂的使用，是在真空器．
件封离后，通过对活性金属迅速地加热或瞬时蒸散，使它们以薄的沉积或膜的形式出现在选择的组
件上，从而起到消气的作用。如磷、钡、镁就是这种蒸散消气剂的典型例子。体积消气常以金属丝、结构件以及半疏松的沉积物的形式置于灯内。当温度升高时会吸收气体，这种消气剂在灯泡的整个寿命期间都有效。钛、钽、锆和某些锆-铝合金就是常用的体积消气剂。
9、玻璃与石英玻璃
商用生产的玻璃可以划分为三大类:纳-钙硅酸盐、铅-碱硅酸磠和硼硅酸盐。制灯工业中最常用的是钠-钙硅酸盐玻璃，因为这种玻璃只要将炉料的组成稍加改变即可以，用普通的白炽灯、荧光灯以及小功率放电灯的泡壳材料。
普通灯泡和荧光灯管的内部玻璃组件、各类小的白炽灯泡壳，特别是采用楔型灯座的各灯灯泡是用铅-碱硅酸玻璃制造成的。铅玻璃与-钙玻璃相比，其优点之处在于它有高的电阻率，能防止夹封处发生电解
作用。铅-碱玻璃很容易和钠-钙玻璃泡壳封接，并比它的软化点低，操作温度范围也比它宽，这些因素都有利于灯泡的生产。
常规聚光灯的泡壳和大功率放电灯的外玻壳，因工作温度太高，不宜采用钠-钙硅酸盐玻璃，而要采用硼酸盐玻璃，它能承受较高的工作温度和想当低的膨胀系数。
普通玻璃不适合制造体积小、功率大的光源。因此都采用透明的硅石作为泡壳材料，这种材料基本上是纯的二氧化硅，在灯泡工业中俗称“石英玻璃”，虽然它是玻璃状的，但它不是晶体。石英玻璃一个显著优点是有高的透明度和好的抗热冲击性能，工作温度高（达到900摄氏度），光学透过特性好，不像普通玻璃只能透过少量的小于300nm 波长范围的辐射。纯的石英玻璃的有效透射范围从160nm的紫外线到4000nm的红外线。
选择灯用玻璃材料的一个重要条件是能够和其他材料气密地封接，特别是和金属的气密封接。要和金属有理想的无应力的气密封接，玻璃应具有以下的性质：
1、玻璃的热膨胀系数应在相当大的温度范围内和金属的膨胀系数相匹配，特别是从退火温度到室温的范围内。
2、在封接部位必须是可塑的。
3、对空气的腐蚀必须有足够的化学抵抗力。
4、它的电阻率、介电常数和介电损耗必需是令人满意的。
5、必须是完全匀质的，它的性质不随批号而波动。
10、陶瓷
1）光学陶瓷
含二氧化硅的玻璃在高温与高压下易受到碱金属蒸气的侵蚀，因此要求制造能在高温和高
压下耐受化学侵蚀的泡壳材料，告别是高压钠灯的制造中需要这些材料。现代陶瓷技术的进展，已有可能制成几乎达到理论密度的多晶金属氧化物坏体。使用这种材料制．
成的产品基本上是无气孔的，因此可透过绝大部分入射的可见光，再加上它所固有的耐熔性质，使它成为一种制造高温电弧管的有效材料。氧化铝、普通的尖晶石、氧化镁、氧化铍、氧化锆、氧化钍、氧化钇以及各种稀土氧化物均可成为制造半透明和全透明的陶瓷材料。
目前，在制灯中应用得最广的是氧化铝。除了各种矿石中含有氧化铝之外，已发现天然刚玉、蓝宝石和红宝石都是较纯净的氧化铝。它结晶有两种不同的形式，一种是不完整的立方r相氧化铝，仅在约1000℃以下才保持稳定，在这温度以上时就形成另一种稳定的a相氧化铝，a相氧化铝是所有化合物中性能最稳定的，它几乎不溶于强无机酸，不受大多数金属（包括钠在内）和无水卤素的侵蚀，仅在高温下能和碱类起某些反应。它的熔点为2050℃，具有良好的抗热冲击性能。
多晶半透明氧化铝（PCA）管也可用一般的陶瓷制造方法来生产，广泛用于高压钠灯（HPS）的制造。壁厚为1MM的陶瓷管的可见光的总透过率可以超过90%。
全透明的氧化铝陶瓷管直接从熔融的氧化铝生长而形成所需尺寸。这
些管子实际上是纯单晶的蓝宝石。这种材料虽有极好的耐热性和化学特性，透明度也好，但目前它对可见光的总透过率并不比多晶氧化铝高，另外，其各向异性的热膨胀使得很难获得这种材料的可靠和长寿命的封接。
2）普通陶瓷
虽然普通陶瓷包括有不同万分和性质的材料，但是最普通的陶瓷主要由不同比例的氧化铝和二氧化硅所组成。按其自身的力学、电学和热学的性质而被选用。常被用作灯座和灯头，具有良好的机械强度、抗热冲击的能力以及在工作温度范围内有良好的电绝缘性能和耐潮气
的侵蚀等。
传统的电气绝缘陶瓷材料是电瓷，有相当高的介电损耗系数，只是它的抗热冲击性能不错，但其电阻率却随着温度的升高而迅速降低。这些缺点使电瓷在很大程度上被皂石材料代替。皂石价廉，容易由机器生产，它能被做成各种形状以适用于不同灯泡的设计需要。以铝矾土为基本材料的陶瓷含有铝矾土约90%，用作高强度气体放电灯的基板，这类用途的陶瓷表面很有光泽，以免表面吸湿造成电击穿。
11、光控制用材料
反射器：两种类型：规则反射和镜面反射，只包括反射角等于入射角的反射光；漫反射，包括所有反射的光。
折射器和漫反射：在选择光控材料时，不仅要考虑其光学特性，而且
要注意该材料的强度、韧性、抗热性和抗紫外辐射以及最终产品生产难易等。
如果发射的红外能量不通过灯的玻璃外壳而耗散，而是反射回灯丝上，那么白炽灯的效率就会大大增加，获得这种效果的一个方法就是在外壳上涂上一层红外反射膜。
在低压钠灯中，掺锡的氧化铟薄膜用来把波长为1500~3000nm的红
外线反射回到电弧腔，以维持所需的工作温度。这种膜在卤素灯中不能得到所需的温度稳定性，于是采用多层氧化物重叠；一种由氧化钽和氧化硅交替涂敷的46层膜，可用化学蒸气沉积法涂在卤丝灯的外
壳表面。据估计引入理想的红外反射器的卤互灯的理论效率可达约．300%，而实际上现在只能获得约40%的效率。用多层干涉滤波膜层
选择性地反射某些波段而透过剩余部分，可以改变灯所发出的光的颜色。
材料加工工艺
A、材料成形
1、锻压：锻造、机压、铸造
1）锻造：俗称“打铁”。
2）机压：冲压、旋压、挤压
冲压：用压力机械并配用相应的模具制造出所需求的产品工艺，分为裁剪、落料、成形、飞边、拉伸等几种工序。载剪、落料、飞边是一种分离材料的工艺。成形、拉伸是一种利用材料的延伸特性而改变产品结构的工艺。在冲压产品中经常出现需要将以上两种工艺重复使用
才能达到所要求的产品效果。在冲压过程中，材料和模具都影响到产品的品质，包括：
材料的延伸性n
材料的硬度n
材料本身的缺陷n
模具的硬度n
模具的合模间隙n
模具结构的合理性n
此工艺广泛用于汽车、电脑、电器、灯具等各行业产品制造，如铁质天花灯。
旋压：利用材料的延伸性，通过旋压机配用相应的模具并由工人技术的支持达到生产产品的工艺，该工艺对外形难度大的拉伸产品有替代作用，灯具行业主要用于铝杯的制作。
挤压：利用材料延伸性，通过挤压机械并配有线形模具，压制成我们所需要的产品的工艺。该工艺被广泛用于铝型材、钢管、塑胶管件的制造，灯具行业有导轨、格栅灯面板等。
3）铸造：负压铸、浇铸、压铸
负压铸：用于对产品密度要求不高，一些产品的制作工艺用于大型机床的制造。
浇铸：俗称“翻沙”工艺。
压铸：利用压铸机械和模具制造所需的产品，对结构复杂，立体程度高的产品应用广泛。该工艺精确度高，表面流平好，广泛用于汽车、
兵器、灯具等行业，但制造成本高。
分为热室压铸和冷室压铸。
热室压铸：自动化程度高，效率高，耐高温性差，冷却时间短，用于锌合金压铸（锌合金熔点380℃，密度6.75KG/CM3，用于天花灯、射灯的制造）。
冷室压铸：手工操作程序多，效率低，产品不良率高，耐高温性好，冷却时间长。用于铝合金压铸（铝合金熔点780℃左右，密度
2.55KG/CM3，用于天花灯、射灯的制造）。
加工程序：合模—锁模—进料—冷却—脱模—出料
其中热式压铸的进料、出料都是自动化操作，冷室压铸的进料、出料需要手工操作。
压铸工艺对机械设备，产品的模具要求和原材料的质量要求都很高。
2、注塑
此工艺同压铸工艺，只在模具的工艺和加工的温度上有差别，其精度更高，对模具要求高，其产品成本较高，用于变压器外壳底座的生产制造。
B、表面处理
1、表面处理的作用：
表面防腐、镀饰（装饰）的效果
2、表面处理的演变：
人类从石器时代进入铜器时代，表面处理技术的需要便伴随而生。
考古发掘表明：
①6千年前发现铜②5千年前新石器时代出现红铜器物
③4千年前出现青铜器物④3千多年前的商代出现热镀锡，并开始使用陨铁
⑤春秋时期开始炼铁，战国出理烤兰防锈等表面处理工艺
⑥唐代开始有生锈的记述，战国开始淬火，南北朝开始应用化学热处理（渗碳）烧兰（热氧化）鎏鋈等工艺。
3、水溶液电镀的发展
电镀的发展要从原电池的发现和应用开始，应用於水溶液电镀。
①1837年Bird（伯德）发现铂电极上沉积渣状壳层。
②随着V olta(伏打)电堆即原电池的发现，Faraday (法拉第)在1833年、1834年发表了著明的电解定律，阐明电镀过程赖以形成的物理化学基础。
③1840年Shore（肖尔）申请了和一个商业专利。
④1854提Bunsen（本生）沉积Geuther（杰金）在1856年宣布用铬酐溶液镀出铬层。1869-1870年出现商业化镀镍（即不锈钢色）
⑤19世纪80后代后直流民电机的开发促进了电镀金的发展，1916年Watt（瓦特）的schlotter（光亮镍）开始商业化，1932年有人改良用氟硅酸来对镀铬过程加速，得到更理想的效果。
1949年，Blum 和Hogaboom（霍格勃姆）出版了被誉为经典或里程碑的论著，把电镀纳入了科学和工程技术轨道。Gibbs（吉布斯）热
节能灯的设计及方案+(1)
内容摘要 随着半导体材料及工艺技术的进步，生产量的增加， LED节能灯的性能会进一步地提高，价格也会不断地下降，它将逐步地进入千家万户，给您带来节电、明亮度新的光源。LED日光灯节电达80%以上，几乎是免维，不存在要经常更换灯管、镇流器、启辉器的问题，约半年下来节省的费用就可以换回成本。绿色环保型的半导体电光源，光线柔和，光谱纯，有利于工人的视力保护及身体健康，6000K的冷光源给人视觉上清凉的感觉，有助于集中精神，提高效率。由普通的白炽灯灯具到节能灯具，对其产生的节能效果、经济投入和经济收益、减排低碳等情况进行较为全面的测算分析，结果表明，综合效应较为显著。 摘要应写出来你论文的整个思路，起码说明文章主要研究的对象，有什么现实意义~ 例如基于你了解的led光源的各种优点本文主要研究了一种太阳能风光互补LED路灯基本设计方案，本方案如何实现，实现应用后预期效果如何，收益如何 关键词：节能灯具、节能效果、LED、光源
目录 第一章节能灯 (2) 1.1节能灯的概述 (2) 1.2节能灯分类 (3) 1.3 节能灯的工作原理 (3) 1.4 节能灯的电路 (4) 1.5 节能灯系列 (5) 1.6 节能灯支架系列 (5) 1.7 吸顶灯系列 (6) 1.8 LED节能灯带6种常用规格术语解释 (7) 第二章电子节能灯 (9) 2.1电子节能灯 (9) 2.2电子节能灯的维修 (9) 第三章太阳能风光互补LED路灯基本设计方案 (12) 3.1风光互补LED路灯设计案例分析 (12) 3.1.1设计依据 (12) 3.1.2工程设计方案 (12) 3.1.3 控制说明 (18) 3.1.4 设计说明 (18) 3.2 国家政府政策支持 (18) 3.3 项目效益分析 (19) 3.3.1社会效益分析 (19) 3.3.2环保效益 (20) 3.3.3 LED路灯环保分析 (20) 附件 (21) 致谢 (22)
节能灯电路图
220V交流电源供电的电容限流式LED节能灯图 1、高亮LED应用电路图集 1.采用220V交流电源的电阻限流式小射灯或台灯 图1电路的特点是制作简单，根据本地区电源电压的高低，一般可用管子90-100只串联。管子的数量如果太少效率相对就较低。限流电阻R根据电源电压和管子的数量适当调整以控制发光管的电流，一般不要超过20mA。对于电源电压不稳定和波动较大的地区，发光管的电流也会跟着电压的波动而有所波动，这是它的缺点。限流电阻R的功率要求2W以上，以免发热损坏（发光管数量越少，R的阻值就要越大且功率也要越大）。本电路总耗电功率不足6W。如果用于制作射灯，则宜选用聚光型的发光管，如果用于制作一般照明台灯，则宜选用散光型的发光管。 / 2、2、采用恒流源电路的220V交流电源小射灯或节能照明灯 图2是采用恒流源的电路，虽然电路多用了几个元件，增加了一些成本，但使用效果要比只用电阻限流的电路好得多，即使电压波动较大，电路仍然能保持电流恒定不变，这对发光管的寿命是非常有利的，本电路中的主要元件三极管，要求其耐压要400V以上，功率也要10W以上的大功率管，如MJE13003、MJE13005等，并且要加上散热片，滤波电容C容量为4.7uF，耐压要有400V以上，发光管电流的大小由R2调整决定，为方便调整可用可变电阻调整后再换上相同阻值的固定电阻，本电路可带发光管数量少则十几只，最多可达到90多只，在此范围内的电流都能基本保持恒定不变。本电路使用发光管数量也不可太少，越少其效率也越低。本电路总耗电功率约6W。 3、采用220V交流电源的电容限流式节能照明灯 图3电路的优点是成本较低体积较小，电路的电流也相对恒定，通过管子的电流大小主要由C1决定。本电路具有完善的三重防冲击电流设计，能最大限度的保护发光管的安全。即R2防开灯时的大电流对整流管的冲击；电容C2起滤波并和R2、R3共同起防开灯时大
《半导体制造工艺及设备》课程教学大纲
《半导体制造工艺及设备》课程教学大纲 课程类别：技术基础必修课课程代码：BT1410_2 总学时：总学时48 （双语讲授48） 适用专业：微电子制造工程 先修课程：大学物理、半导体物理、微电子制造基础 一、课程的地位、性质和任务 本课程是微电子制造工程专业的一门必修的专业技术基础课。其作用与任务是：使学生对集成电路制造工艺及其设备有一个比较系统、全面的了解和认识，初步掌握硅材料制备、氧化、淀积、光刻、刻蚀、离子注入、金属化、化学机械平坦化等工艺及其设备，工艺集成以及CMOS工艺的基础理论。 二、课程教学的基本要求 1.初步掌握半导体工艺流程的基本理论与方法； 2.掌握半导体制造技术的基本工艺（硅材料制备、氧化、淀积、光刻、刻蚀、离子注 入、金属化、化学机械平坦化）及其设备； 3.初步掌握工艺集成与当前最新的CMOS工艺流程。 三、课程主要内容与学时分配 1、半导体制造概述3学 时 半导体制造在电子制造工程中的地位与概述、基本概念、基本内容 2、硅材料制备3学 时 直拉法、区熔法 3、氧化4学时 氧化物作用、氧化原理、氧化方法、氧化工艺、氧化炉 4、淀积5学 时 物理淀积与化学气相淀积（CVD）、淀积工艺、CVD淀积系统 5、光刻8学 时 光刻胶、光刻原理、光刻工艺、光刻设备、先进光刻技术、光学光刻与软光刻。 6、刻蚀4学 时 刻蚀方法、干法刻蚀、湿法刻蚀、等离子刻蚀、刻蚀反应器 7、离子注入3学 时 扩散、离子注入原理、离子注入工艺、离子注入机 8、金属化4学时 金属类型、金属化方案、金属淀积系统、铜的双大马士革金属化工艺 9、化学机械平坦化（CMP）2学时 传统平坦化技术、化学机械平坦化CMP工艺、CMP应用
电器制造工艺特点与材料 (1)
电器制造工艺特点与材料 1、电器制造的特点和要求 电器制造基本属于机械制造的范畴，但也有它本身的特点。第一，电器制造的总体结构是由金属材料制造的机械结构，用以完成支撑、传动、储能等机械动作，以达到电器分断的目的。第二，电器零部件的加工方法主要是采用冷冲压、机械切削加工和热处理等通用机械加工工艺。这是与机械行业本身基本相同的制造范畴。 但是，电气制造业有其独特的特点，主要有以下几点： 1.）工艺涉及面极广。电器制造，尤其是开关制造因其电器性能的要求，设计了多种不同的制造工艺：如冷冲压工艺、塑料压制工艺、绝缘处理工艺、电阻焊接工艺、电器元件热处理工艺、弹簧制造工艺、电镀工艺。当然还包括机加工工艺等工艺。涉及面极广，这就使得电器制造工艺有许多与普通机械工艺不同的特点。有些特殊工艺如果减少，在外观上无法发现，如：双金属稳定处理工艺，不进行这些复杂的工艺，可大大降低成本，但产品会有严重的隐患。 2.）工艺装备多。工艺装备时指除机加工之外，所有的工、量、卡具和模具。在开关制造中，冲压模具是最主要的工艺装备，约占整个工艺装备数量的50%~80%。电器制造都是大批制造。一般来说，工艺装备越多，产品质量越稳定而生产效率越高。 3.）材料的品种、规格繁多。在电器制造中，采用的材料品种规格可达数千种。电器对材料性能有多方面的要求。有些材料不仅要有良好的机械性能，还需要有良好的导磁、导电、导热性能，对另外一些材料又要求有很高的绝缘强度和耐导弧性能，另外还对材料提出了耐磨、耐化学、耐腐蚀等苛刻的要求，当然，所有的材料都要求有良好的工艺性。 4. ）制造精度高。低压电器在工作过程中，不仅有简单的机械运动。同时还有一系列的电、热、磁能的能量转换。因此，对于电器零件，不仅要求有尺寸、几何形状和位置的精度，还要考虑零件及零件材料的导电、导热、导磁、灭弧、绝缘等性能对产品特性的影响。零部件的精度等级必须满足产品技术参数的要求。如：触头压力、接触电阻、动作参数、动作时间、温升等。 此外，对影响产品电磁特性的零件相互位置、几何形状、精度以及热处理规范也有着很高的要求。有些零部件在常温常态下没有问题，但是一但通电，改变了常温常态在电场、电磁场、高温的状态下，会产生很大变化。会严重影响技术参数。如弹簧、常温下压力正常，高温下可能退火变软，压力迅速减小，引发电器故障。再如绝缘材料，如果因潮湿导致绝缘性能大幅下降，有可能引起开关相间短路而爆炸。 制造精度如何，仅从电器外观上是看不出来的，劣质产品的外观有时甚至比质量好的还漂亮，但对于用户来说选购了这种产品就等于选择了事故隐患。 5 ）材料： 在电气材料中，除了大量采用黑色金属，有色金属外，还大量采用了贵重、稀有金属。如：银、镍、铂、铬和磷青铜、铍青铜、镍铬铁、铁铬铝，双金属等合金材料，在塑料、绝缘材料中，也广泛使用了聚四氟乙烯、DMC（玻璃纤维增强塑料）、聚酰胺（尼龙）、三聚氰胺等高绝缘强度和耐磨、耐电弧材料。 这些大量的贵重、有色金属、绝缘材料其价格都很高，近年来又连年提高价格。他们在产品成本中一般要占70%~80%。有些非正规生产厂家，之所以产品价格很低而还可以拿到利润，就是在这些内容上作了手脚。 A、金属材料 1.黑色金属：主要指钢板、圆钢类、钢丝类材料 用途：黑色金属是组成开关电器的主要材料，其制品负责满足电器动作、传动、支撑的要求。也有少量要满足电器的电性能要求（如弧角、栅片）。 质量：板类材料主要对材料的材质、厚度、表面质量有要求。如：常用的Q235（A3)钢板，要求材料保证机械性能指标（不保证化学成分），材料厚度要在国标允差范围之内，例如厚度为1mm的钢板（冷）允差为±0.07mm。再如钢丝类材料，要求具有准确的外径，具有均匀的材质和良好的热处理性能等。弹簧对开关的重要性使大家都知道的。 B、有色金属：主要指铜及铜合金材料。它们具有高导电性、足够的机械强度、不易氧化、不易腐蚀、易 加工、易焊接的特性。
LED灯生产工艺流程
LED灯生产工艺流程
§1 LED制造流程概述 LED的制作流程包括上游的单晶片衬底制作、外延晶片生长；中游的芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装。 图 2.1 LED 制造流程图 上游 晶片：单晶棒（砷化镓、磷化镓）单晶片衬底在衬底上生长外延层外延片 成品：单晶片、外延片 中游 制程：金属蒸镀光罩腐蚀热处理（正负电极制作）切割测试分选 成品：芯片 下游
§2 LED 芯片生产工艺 LED 照明能够应用到高亮度领域归功于 LED 芯片生产技术的不断提高，包括单 颗 晶片的功率和亮度的提高。 LED 上游生产技术是 LED 行业的核心技术，目前在该 技术领先的国家主要日本、美国、韩国，还有我国台湾，而我国大陆在 LED 上游生 产技术的发展比较靠后。下图为上游外延片的微结构示意图。 图 2.2 蓝光外延片微结构 图 生产出高亮度 LED 芯片，一直是世界各国全力投入研制的目标，也是 LED 发的 方向。目前，利用大功率芯片生产出来的白光 1WL ED 流明值已经达能到 150lm 之高。 LED 上游技术的发展将使 LED 灯具的生产成本越来越低，更显 LED 照明的优势。以 下 以蓝光 LED 为例介绍其外延片生产工艺如下： 首先在衬低上制作氮化鎵 （GaN ）基的 外延片,这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延片炉 （MOCVD 中） 完成的。准备 好制作 GaN 基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后，按照工艺的要求就可以 逐步把外延片做好。常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底 , 以及 GaAs 、 AlN 、 ZnO 等材料。 MOCVD 是利用气相反应物 （ 前驱物 ）及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的 NH3在衬底表 面 进行反应 ,将所需的产物沉积在衬底表面。 通过控制温度、 压力、反应物浓度和种 P 型 GaN 负极 P 型 AlGaN InGaN 量子阱（ well ） N 型 InGaN N 型 AlGaN N 型 GaN P 型 GaN GaN 缓冲层（ buffer ） 蓝宝石衬底（ subatrate ） 正极
LED节能灯电路图
LED节能灯电路图--不需要外部开关的大功率LED灯具驱动电路图 随着新一代的新LED实现了较高的功率和效率，这些设备的应用逐渐扩展到了新的领域，如手电筒或车辆应用等。大功率LED与白炽灯泡及荧光灯管等共同应用于环境照明中。电流源是对LED供电的最佳方式。由于多数的能源，包括电池、发电机及工业主电源，越来越像电压源而不是像电流源，LED需要在其与电源之间插入某些电子电路。这种电路可以很简单，如同串联电阻器。但考虑到能源效率及其它因素，最好的是高效的电压馈入式电流源。对于电流大于0.35A的LED，感应式开关稳压通常是最佳选择。 本设计实例提供了一系列基于单电源集成电路开关稳压器电路，主要是为了提高效率和减小体积。电路设计师为了实现此目标，尽量减少使用较大的元件，如外接功率晶体管、开关、大电容、电流检测电阻，并采用持续的大密度光源尽可能扩展光照范围来维持电路正常运行。 图1、2、3中的电路适合采用三、四个碱性电池、镍氢电池（NiMH）或镉镍电池(Ni Cd)组成的电源供电。图4和图5中的电路可用于汽车，其配电系统的标称线路电压为12V、24V或42V。图4、5中的电路也可用于包括24V配电线路进行控制的工业系统和应急子系统及电信应用，其系统电源为–48V线路电压。 图一 这些电路的设计者们采用相同的概念：全面集成的单芯IC开关稳压器和微功耗运算放大器。运算放大器驱动IC上的1.25V反馈端子。尽管该节点针对的是标准电压稳压器的拓扑结构，运算放大器将其与小得多的电流检测电压及略有差异的电流调节器拓扑结构相匹配。这些电路都不需要使用外部电源开关。由于不需要平滑处理LED电流中的高频纹波，这种设计避免了开关稳压器中常用的较大值的滤波电容。所有电路的共同点是可以选择变暗功能，方法是在运算放大器的输入端引入可由电阻和电位器调节的偏置来实现。根据IC的不同，电阻及电位器可由内部稳压器的VD或CVL端子来供电。
原材料使用及生产工艺流程说明
原材料使用及生产工艺流程说明 第一章：原材料明细 婴儿纸尿裤、纸尿片的组成材料主要为：非织造布、进口原生纯木浆、高分子吸水树脂（SAP）、湿强纸、仿布防漏流延膜、热熔胶、左右腰贴、前腰贴、弹性PU等。 一．原材料使用要求：所有原材料外观应洁净，无油污、脏污、蚊虫、异物；并且符合环保要求；无毒、无污染、材料可降解；卫生指标符合GB15979 《一次性使用卫生用品卫生标准》规定要求。 二．原材料使用明细： 非织造布：主要用于产品的面层、直接与婴儿皮肤接触、可选的材料有无纺布或竹炭纤维； 进口原生木浆：主要作用是快速吸收尿液；可选材料主要为原生针叶木浆。已经考察的品牌有美国的石头、白玉、惠好、IP、瑞典的女神、俄罗斯的布阔等； 高分子吸水树脂：主要作用是吸收、锁住水分；主要选择日本住友和德国巴斯夫； 湿强纸：卫生包装用纸，含有湿强剂；主要用于包覆绒毛浆和SAP的混合物，便于后续工艺以及防止吸收体分解； 仿布防漏流延膜：主要用作产品的底层；防止尿液渗漏污染衣物或床上用品；主要参考的材料是台湾的复合透气流延膜； 热熔胶：用于任意两种材料的复合；主要选用德国汉高的产品或国民淀粉； 左右腰贴和前腰贴：主要用于婴儿纸尿裤上、让产品具备一定的形状；主要采用美国3M公司产品； 弹性PU：主要作用是让产品更贴身、防止尿液后漏；首选产品为美国3M 弹性PU 。 第二章：工艺流程
一．工艺流程 木浆拉毛——SAP添加——湿强纸包覆——吸收体内切——面层复合——前腰贴复合——底膜复合——左右贴压合——主体折合——产品外切——三折——成品输送——包装——装箱——检验入库——结束 二．流程说明 木浆拉毛：原生木浆经过专用设备拉毛成为绒毛浆；才具备快速吸水的能力； SAP添加：准确控制SAP的施加量，使其均匀混合在绒毛浆里，增加吸收体的吸水速度；利用SAP的锁水特性使混合物吸水后不会反渗； 湿强纸包覆：为了工艺的流畅性以及吸收体的整体性，利用湿强纸的特性对绒毛浆和SAP的混合物进行包覆； 吸收体内切：对经过湿强纸包覆的混合装物体进行分切；使其具备吸收体的形状； 面层复合：将面层材料（无纺布或竹炭纤维）用热熔胶复合在吸收体上，是吸收体不直接与皮肤接触； 前腰贴复合：在底膜和吸收体符合前，为了工艺的流畅性首先把前腰贴复合在底膜上； 底膜复合：利用热熔胶将底膜复合在吸收体上； 左右贴压合：利用压力将左右贴复合在底膜和面层上； 主体折合：将吸收体以外的部分折合在吸收体上，方便后续工艺进行； 产品外切：根据产品规格对产品进行分切； 三折：对分切后的产品进行折合，方便后续包装； 成品输送：将分切后的产品输送到包装部位； 包装：将三折后的产品按照一定的数量装入包装袋； 装箱：将包装后的产品装入纸箱。 检验入库：入库前对产品进行最后一次检验；合格后入库。 流程结束！
各种材料及其加工工艺详解
各种材料及其加工工艺详解 1. 表面立体印刷（水转印）水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为： a. 膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案； b. 喷底漆：许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等； c. 膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整； d. 活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态； e. 转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上； f. 水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净； g. 烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性与熔点而定； h. 喷面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面； i. 烘干：将喷完面漆的物体表面干燥。水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术(CubicTransfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截然不同的外观。披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披
覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需与印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。 2. 金属拉丝直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。 螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌
节能灯的内部构造元件及工作原理
电子元器件知识 电子元器件基础知识（1）——电阻 导电体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用Ω、KΩ、MΩ表示。一、电阻的型号命名方法： 国产电阻器的型号由四部分组成（不适用敏感电阻） 第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字。如R表示电阻，W表示电位器。 第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体用什么材料组成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。 第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。 第四部分:序号，用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等例如：R T 1 1 型普通碳膜电阻 二、电阻器的分类 1、线绕电阻器：通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。 2、薄膜电阻器：碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器：无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。 4、敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 三、主要特性参数 1、标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。 2、允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻器的精度。允许误差与精度等级对应关系如下：±0.5%-0.05、 ±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级 3、额定功率：在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为－55℃～＋70℃的条件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。 线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100 4、额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。 5、最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气压工作时，最高工作电压较低。 6、温度系数：温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小，电
110V与220V节能灯电子镇流器线路的区别
110V节能灯电子镇流器的设计 关键字:EB（电子镇流器或电子安定器），倍压电路。 通常设计110V的EB比220V的EB难度要高点,尤其是高功率因数的,下面以几副常规的原理图引领大家进入文章的主题. 图1 220V通用线路 图2 100-110V倍压线路 图3 100-110V直接驱动线路A
图4 100-110V直接驱动线路A 为何110V的EB比220V的EB难度要高，最直接的影响是灯的启动问题，尤其是整灯在高温低压时，容易出现灯管不能成功启动，只有两边灯丝发红。原因是在高温时磁环和三极管的驱动能力降低，以至灯启动电压和灯启动电流供应不足而不能使灯管成功引燃。灯启动电压和启动电流供应不足也影响低温低压时灯的启动。另外，要想EB输出相同的功率，110V的EB的输出电流自然要比220V的输出电流大一倍，输出电流受控的关键点是EB的输出电感（也称扼流圈），此电感的选值太大，输出功率不足。选值太小，便会引至EB的工作频率严重超标，三极管的开关损耗会上升，引至管子发热。 在线路的拓朴上,以上四副原理图是一样的,都是串联谐振正反馈电路，只是有一些巧妙的地方和元器件的数值选取不同。此电路的最佳工作状态，必须符合： 式1 式中：Fw为工作频率。Fo为整个谐振电路的固有频率。以简单的词语说明就是：工作频率与输出电感和谐振电容的固有频率要相等，电路才能工作于最佳状态，此时负载电路等效于一个电阻，可提高整个EB 的效率，降低热损耗，整机性能上升。 图1是常规的220V原理图，图2是110V经过倍压的原理图。图3为110V双谐振电容直接驱动原理图，图4是双谐振电容与灯丝交叉的直接驱动原理图。 图1不适宜用在110电路当中，何解？是因为要维持确定的功率，输出电感L2必须选得很小，要符合上式，谐振电容C6将要选取得很大，而C6不能选取得太大，因为太大了，启动电压将降低。原因是：设有一高频电流流过灯丝，C6增大，等效于C6的电阻减小，C6两端的电压便下降，输出电感和灯丝的压降便上升，C6两端的电压下降，等于灯管电压下降，便很容易出现前文所述的高温不能启动问题。 因为这样，人们便研究出了如图2所示的倍压整流电路，D1，D1，C1构成倍压全波整流滤波电路，整流滤波后的电压可用下式表示： 式2 式中：V o为输出直流电压，Vin为输入交流电压。此电路的缺点是在120V以上的线路当中难以被采用，如127V的电子节能灯，原因？你可以按上式算一算120V的节能灯，在正110%的电压环境132V交流电压供给的情况下整流滤波后的电压有多高，耐压差一点的三极管受得了吗？还得提醒你：三极管在高温时它的最高耐压值比常温耐压值是会有小许下降的。当供电电压超过三极管最高耐压值，三极管便出现二次击穿，引起集电极和发射极短路。 图3中比图1增加了补偿电容C0，可有效的符合谐振公式（式1），令EB的效率提高了很多，启动性能也大为提高，是较为理想的直接驱动电路。此电路的磁环材料宜选用BS温度曲线较为平坦的2K或2.5K材料。三极管的集电极电流Ic和放大倍数β宜大些。此电路也有一个较大的缺点，就是当灯工作了一定时间后，灯管阴极完全老化，灯丝开路，EB电路因C0的接入仍然构成串联谐振正反馈电路，线路仍然工作，线路功率会比正常时大一倍，若此时EB不损坏，灯管两端发红，温度很高，足可以将固定灯管的塑料件溶掉。 图4是比图3更理想的直接驱动电路，采用双谐振电容与灯丝交叉的方法取得更好的启动性能，工作频
金属材料及加工工艺
金属加工工艺 第一篇变形加工第二篇切削加工第三篇磨削加工第四篇焊接第五篇热处理第六篇表面处理 第一篇变形加工 一、塑性成型 二、固体成型 三、压力加工 四、粉末冶金 一、塑性成型加工 塑性(成型) 塑性(成型)加工是指高温加热下利用模具使金属在应力下塑性变形。 分类： 锻造： 锻造：在冷加工或者高温作业的条件下用捶打和挤压的方式给金属造型，是最简单最古老的金属造型工方式给金属造型，艺之一。艺之一。 扎制： 扎制：高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，辊子将金属扎入型模中以获得预设的造型。 挤压：用于连续加工的，具有相同横截面形状的实心或者空心金属造型的工艺，状的实心或者空心金属造型的工艺，既可以高温作业又可
以进行冷加工。 冲击挤压：用于加工没有烟囱锥度要求的小型到中型规格的零件的工艺。生产快捷，可以加工各种壁厚的零件，加工成本低。 拉制钢丝： 拉制钢丝：利用一系列规格逐渐变小的拉丝模将金属条拉制成细丝状的工艺。 二、固体成型加工 固体成型加工：是指所使用的原料是一些在常温条件下可以进行造型的金属条、片以及其他固体形态。加工成本投入可以相对低廉一些。 固体成型加工分类：旋压：一种非常常见的用于生产圆形对称部件的加工方法。加工时，将高速旋转的金属板推近同样高速旋转的，固定的车床上的模型，以获得预先设定好的造型。该工艺适合各种批量形式的生产。弯曲：一种用于加工任何形式的片状，杆状以及管状材料的经济型生产工艺。 冲压成型： 金属片置于阳模与阴模之间经过压制成型，用于加工中空造型，深度可深可浅。 冲孔： 利用特殊工具在金属片上冲剪出一定造型的工艺，小批量生产都可以适用。冲切：与冲孔工艺基本类似，不同之处在于前者利用冲下部分，而后者利用冲切之后金属片剩余部分。 切屑成型：当对金属进行切割的时候有切屑生产的切割方式统称为切屑
节能灯材料及制造工艺
材料及加工过程 制造灯具的常用材料为：钢板、铝合金铸材、型材、塑料材料、锌合金铸件、填料和封接材料（橡胶、泡沫、树脂、等）玻璃、光控制材料、（高纯铝、不锈钢、抛光玻璃等）。 1、钢板 应用：可用于灯具压条、小灯体、灯盖、嵌入式灯具盒、控制盘、底座及投射器。 等级及特性：低碳钢有较好的机械强度和延展性，但不耐腐蚀，有圈筒、片或板材形式，厚度为0.45~1.2MM。对于室内不太注重美观的使用场所，选用的钢板的表面最好镀一层锌，但对大多数使用场所必须刷漆。预镀层材料 加工：切、钻孔、冲、弯及压的工艺。 人工操作：先剪出外形，再弯板冲压或飞轮冲压。 半自动操作：CNC控制，部件移动由操作者完成。 自动冷滚卷成形：板条通常采用此类方式加工。滚卷机 金属片自动生产控制：对于大型的盒式嵌入灯和吸顶灯具的制造，欧洲的设备生产厂家已经完全实现了自动机械化。 冲压：对于一些较小的圆型灯具，一般是用深冲成形级别的低碳钢板直接冲压成形的。
附属的钢制部件：在喷涂前，无涂层的钢材料可以点焊或者连续焊接。然而未涂层材料必须用铆钉、螺母和螺栓、自攻螺钉或粘合剂连接。涂装：通常采用粉末涂装工艺。相对传统的湿法涂装层，它能获得更厚的涂层薄膜，典型的可达到50~100um厚度，而传统的方法只能达到25um。这在要求有高反射特性的器件（如器件箱）中是非常有利的。有两种处理过程：除油过程和预处理（通常是磷化），接着是静电喷涂过程和随后的烘干过程。较少用到电镀，通常只起装饰作用，或用于一些要求保护层的小件零件，如螺丝、螺栓和螺母等。铬和镍是装饰性电镀的典型，而锌一般用于保护目的的电镀。在钢板表面涂上一层金属化塑料薄膜可作为反射层来使用。 2、铝合金铸件 应用：泛光照明、街道照明灯、小型室内聚光灯的灯具壳体。 等级与特性：具有易熔组分的LM6铝硅合金（含Si 12%）是最常用的合金材料，因为它凝固时间短、流动性良好及收缩性低，很适合于重力铸造和压力铸造。此外，还具有良好的抗腐蚀性能，在室外作用时也不需要涂保护层（除非有美观要求）。含稍微少一点硅的铜铝合金LM2和LM24也经济实用，具有高强度、较好的铸造性能，但相对LM6而言抗腐蚀性能差。在某些地方，如机场照明，需要更高强度和抗腐蚀的合金，如LM25。这些合金都经过高温煅烧以确保能得到足够的强度。大多数的应用中用到铝是因为它具有一些重要特性，即它的耐热性能。由于铝是相对低级的金属，当它与其他金属如钢、
LED节能灯电路
为了让广大的电子爱好者和电子DIY发烧友能够自己制作简易的LED节能灯,现博主特意为广大的朋友奉献一款LED节能灯的制作资料和LED灯的简易制作过程包含LED节能灯制作电路图,以下是38LED灯的制作电路图: 图1 图1是一款LED灯杯的实用电路图,该灯使用220V电源供电,220V交流电经C1降压电容降压后经全桥整流再通过C2滤波后经限流电阻R3给串联的38颗LED提供恒流电源.LED的额定电流为20mA,但是我们在制作节能灯的时候要考虑很多方面的因素对LED的影响,包括光衰和发热的问题,我们在做这种灯的时候因为LED的安装密度比较高,热量不容易散出,LED的温度对光衰和寿命影响很大,如果散热不好很容易产生光衰,因为LED的特性是温度升高电流就会增大,所以一般在做大功率照明时散热的问题是最重要的,将影响到LED的稳定性,小功率一般都采取自散热方式,所以在电路设计时电流不宜过大.图中R1是保护电阻,R2是电容C1的卸放电阻,R3是限流电阻防止电压升高和温度升高LED 的电流增大,C2是滤波电容,实际在LED电路中可以不用滤波电路,C2是用来防止开灯时的冲击电流对LED的损害,开灯的瞬间因为C1的存在会有一个很大的充电电流,该电流流过LED将会对LED产生损伤,有了C2的介入,开灯的充电电流完全被C2吸收起到了开灯防冲击保护.该电路是小功率灯杯最实用的电路,占用体积小可以方便的装在空间较小的灯杯里,现在被灯杯产品广泛的采用.优点:恒流源,电源功耗小,体积小,经济实用.但是在设计时降压电容要采用耐压在400V以上的涤纶电容或CBB电容,滤波电容要用耐压250v以上.此电路适合驱动20-40只20mA的LED. 图2是电路板图PCB
LED节能灯电路图之一
Led节能灯电路图（一） LED通用照明应用及发展前景 LED除了广泛应用移动设备、中大尺寸液晶显示屏 （ LCD）背光及 LED标牌等领域外，如今也在越来越多地用于 LED汽车内部 / 外部照明，如前照灯、雾灯、尾灯、停车灯、仪表盘背光、车顶灯、阅读灯和氛围灯等，以及住宅照明和建筑物装饰照明等 LED通用照明。 LED通用照明应用覆盖范围广，低至 3W到 15W的 LED住宅照明，中等功率有如 15W至 75W 的商业及建筑物装饰性照明，高至 75W到 250W的户外及基础设施照明，典型照明产品有如 MR16/GU10灯、 E27/A19灯泡、镇流器、筒灯、 T8 灯管、街灯等。 LED通用照明应用极具发展前景。各种 LED通用照明灯具中，近期来看，LED灯泡（如A19 LED灯泡）的发展势头惊
人。据统计，2012 年全球 LED灯泡出货量达 7。35 亿只，2013年增长到 12。25 亿只； 2014年迎来 LED灯泡市场的引爆点， 2015年 LED灯泡平均价格将会降至 10美元以下，出货量预计将进一步增长至 39 亿只左右。 高能效驱动器是 LED通用照明的重点 要将 LED照明的节能功能发挥至最高，就需要高能效的LED驱动器。我们以 LED灯泡为例，典型的 LED灯泡包含LED阵列、驱动电路、散光罩、散热片和螺旋灯头等主要组件，见图 2 的左半部分。就驱动电路而言，高能效 LED驱动器 IC无疑是其中的重点。图 2 的右半部分显示了典型的LED灯泡驱动电路，其中使用的是典型的独立式 LED驱动器。 要发挥 LED通用照明的高能效优势， LED驱动器存在多重挑战。首先就是能效至关重要。以 LED灯泡为例，其形状固
节能灯组装工艺
先进的节能灯组装工艺必用 新型胶粘剂一一焊泥 先进的组装工艺需要先进的胶粘剂一一焊泥 要制造品质优良的节能灯，除发光管与电子镇流器必须性能优良夕卜，采用先进的成灯组装工艺和粘接材料至关重要。 国内目前通用的组装工艺是采用硅胶等各种胶粘剂，手工涂于灯管 与灯座之间，一般采用室温12~24小时，也有个别的自制胶在 80~100 C需要2小时固化。虽然该类胶成本低，每只灯在0.03 ~0.04 元左右，但时间长，效率低，占用场地大，大批量生产受到制约。 而且这种组装工艺还存在许多严重缺陷，常见的： ①由于涂抹不均匀，将产生应力，容易使灯管产生细微裂纹，造成慢性 漏气，通常在长时间使用与存放后出现。 ②由于只能手工操作，故组装的节能灯歪斜不正，影响外观质量，难以 满足国外销售的要求。 ③由于这类胶在高温，潮湿下会失去粘性，因而固定不牢固，不能达到 经久耐用的性能。 目前世界上先进的组装工艺是采用一种新型材料一一焊泥，将焊泥填充于灯管与灯座之间，在120 C温度下使焊泥膨胀、固化，从而将灯管与灯座牢固地固定成一体，好象用水泥固定电线杆一样的方式。世界上美国GE公司、飞利浦，日本松下等著名公司都是采用此类焊泥。采用这种组装工艺和材料组装的节能灯外观美观牢固，经久耐用，成品率大幅度提高，具有如下优点： ①高温下产生膨胀固化是不可逆化学反应，所以今后在高温、高湿条 件下，灯管与灯座之间不会松动。 ②而且固化时间短，在120 C条件下只需要5分钟左右，生产效率也 会大大提高，并且大大节省人工，生产场地也可以充分利用。 ③由于采用专用焊泥注入机将焊泥均匀地注入灯座内，这种专用焊泥
注入机装置能确保焊泥注入量(2.0 ±0.3g ),所以灯管受力均匀， 不产生应力，故不会产生裂缝而漏气，确保使用寿命长久。 ④由于可采用正规组装夹具，灯管与灯座的垂直度好（〈1.5 °） ⑤焊泥固化后如水泥固定电线杆一样牢固，因此灯管与灯座之间可以 承受5牛顿?米的扭力而不松动，30kg的拉力也不脱落。综上所述，使用了先进的胶粘剂一一焊泥和先进的组装工艺，就能使节能灯成灯成品率大幅提高，象松下的工艺技术成品率可以达到99.9%以上。虽然对材料费而言，该焊泥每只灯需要0.04元，比目前通用的胶粘剂要增加0.01元/只，但是由于机械化方法组装，节约人工费，所以组装工序综合成本反而大幅降低，现在用的普通胶约0.13元/只，而焊泥约0.06元/只 二焊泥的粘接原理 由于粘接剂与被粘物之间通过界面互相吸引和连接的作用（粘接力）的来源是多方面的，粘接过程是一个复杂的物理，化学过程，简单的说有下列几个力在作用，使得灯管与灯座牢固连接在一起。 吸引力：当粘接剂与被粘接物体界面的分子（或原子）之间的距离处于引力场的范围之内，就能因为主力键（或化学键）形成化学吸附 和物理吸附。 机械作用力：由于焊泥高温下膨胀作用，就能紧紧抱住灯管，将灯管与灯座牢固地固定在一起。 啮合力：任何物体放大后都能看出表面是非常粗糙的，当粘接剂渗透至康表面的凹凸或孔隙之中，固化之后在界面将产生啮合力。 静电吸引力：当金属与非金属材料密切接触时，由于二者对电子亲合 力的差异，使界面两侧产生接触电势，形成双电层，产生 静电吸引力。 四使用设备 使用焊泥固化的组装工艺，一般采用专门制造的设备可以获得良好的效果，在组装节能灯时候，需要使用下列设备： ⑴焊泥搅拌器（或者可以采用简单的和面机替代）
电子节能灯电路原理图及维修方法
电子节能灯电路原理图及维修方法 09-10-15 09:14 发表于：《镇江HAM之家》分类：未分类 维修电子节能灯，首先要排除假故障。关灯后节能灯有间隙性的闪光，这并不是灯的质量问题。主要原因是电工线路安装不规范，将开关设在零线造成的。只要把进线端的零线与火线调换一下即可。使用了带氖灯的开关，关灯后仍然能形成微流通路，或借线安装双联开关的，会造成有时关灯后有闪光现象。 电子节能灯有玻罩型和裸露型。玻罩型又有球型、球柱型、工艺型等三个系列，前两个系列均有全透明、刻花、彩色刻花和乳白色４个品种。 它具有外形美观、安装时不易损坏灯管、耐碰撞等优点；裸露型则有Ｈ型、ＵＨ型、３Ｕ型、４Ｕ型、２Ｄ型及螺旋型等。按发光的颜色分，则可分为红、绿、蓝、黄（色温为２７００Ｋ，属暖色光，类似于白炽灯的光色）、白（色温以６４００Ｋ居多，属冷色光，类似于日光灯的光色）；而色温为５０００Ｋ的灯管因光色接近于自然光，对眼睛无刺激，更适合于学生和精细工作。本文介绍的电子节能灯电路见图１，印板图见图２。该电路已加有软启动（灯丝预热）电路，可延长灯管寿命。多应用于护目灯和外销灯具中。 维修电子节能灯，首先要排除假故障。关灯后节能灯有间隙性的闪光，这并不是灯的质量问题。主要原因是电工线路安装不规范，将开关设在零线造成的。只要把进线端的零线与火线调换一下即可。使用了带氖灯的开关，关灯后仍然能形成微流通路，或借线安装双联开关的，会造成有时关灯后有闪光现象。 维修电子节能灯时，为安全应用１：１隔离变压器隔离市电。 一、灯不能正常点亮的检修 １．常见为谐振电容Ｃ６击穿（短路）或耐压降低（软击穿），应换为耐压在１ｋＶ以上的同容量优质涤纶或ＣＢＢ电容。 ２．灯管灯丝开路。若灯管未严重发黑，可在断丝灯脚两端并联０．０４７μＦ／４００Ｖ的涤纶电容后应急使用。 ３．Ｒ１、Ｒ２开路或变值（一般以Ｒ１故障可能性较大），用同阻值的１／４Ｗ优质电阻代换。 ４．三极管开路。如发现只有一只三极管开路，但不能更换一只，而应更换一对耐压在４００Ｖ以上的同型号配对开关管。否则容易出现灯光打滚或再次烧管。 ５．灯光闪烁不停。灯管若未严重发黑，检查Ｄ５、Ｄ６有无虚焊或开路，若Ｄ５、Ｄ６软击穿或滤波电容Ｃ１漏液及不良，也会使灯光闪烁不停。 ６．灯难以点亮，有时用手触摸灯管能点亮或灯光打滚，这可能是Ｃ３、Ｃ４容量不足、不配对。
节能灯电子镇流器工作原理
节能灯电子镇流器工作原理 这几年来，电子镇流荧光灯行业持续大发展，产品水平不断提高，中国在世界上作为节能灯大国的地位已经确立;中国还要进一步成为节能灯强国，这就需要对产品技术和相应的技术基础理论进行进一步的探索。在对灯用三极管损坏机理的深入研讨中，笔者感到这以前对荧光灯电子镇流工作原理的描述越来越满足不了需要，甚至其中还有谬误之处，有必要对其进行更深入仔细的研究探讨。为避免复杂的数学推导，本文用较多的实测波形图加以说明。 电子镇流器工作最基本的原理是把50HZ 的工频交流电，变成20-50KHZ 的较高频率的交流电，半桥串联谐振逆变电路中上下两个三极管在谐振回路电容、电感、灯管、磁环的配合下轮流导通和截止，把工频交流电整流后的直流电变成较高频率的交流电。但是，具体工作过程中，不少书刊上把谐振回路电容充放电作为主要因素来描述，甚至认为“振荡电路的振荡频率是由振荡电路充放电的时间常数决定的”。 我们感到谐振回路电容充电和放电是变流过程中的一个重要因素，但是，振荡电路的振荡频率却不能说就是由振荡电路的充放电时间常数决定的，电路工作状态下可饱和脉冲变压器(磁环)磁导率变化曲线的饱和点和三极管的存储时间ts 是工作周期的重要决定因素。 三极管开关工作的具体过程中，不少书刊认为“基极电位转变为负电位”使导通三极管转变为截止，”T1(磁环)饱和后，各个绕组中的感应电势为零”“VT1 基极电位升高VT2 基极电位下降”;我们认为实际工作情况不是这样的。 一、三极管开关工作的三个重要转折点： 1、三极管怎样由导通转变为截止——第一个转折点： 不管是图1 用触发管DB3 产生三极管的起始基极电流Ib，还是基极回路带电容的半桥电路由基极偏置电阻产生三极管VT2 的起始基极电流Ib，三极管的Ib 产生集电极电流Ic，通过磁环绕组感应，强烈的正反馈使Ic 迅速增长，三极管导通,那么三极管是怎样由导通转变为截止的? 图1 原理图
材料制备方法
陶瓷基复合材料的制备 摘要：现代陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀及重量轻等许多优良的性能。但是，陶瓷材料同时也具有致命的缺点，即脆性，这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。 因此，陶瓷材料的韧性化问题便成了近年来陶瓷工作者们研究的一个重点问题。现在这方面的研究已取得了初步进展，探索出了若干种韧化陶瓷的途径。其中，往陶瓷材料中加入起增韧作用的第二相而制成陶瓷基复合材料即是一种重要方法。 一．基体与增强体 1.1基体 陶瓷基复合材料的基体为陶瓷，这是一种包括范围很广的材料，属于无机化合物而不是单质，所以它的结构远比金属合金复杂得多。现代陶瓷材料的研究，最早是从对硅酸盐材料的研究开始的，随后又逐步扩大到了其他的无机非金属材料。 目前被人们研究最多的是碳化硅、氮化硅、氧化铝等，它们普遍具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低等优点。 1.2增强体 陶瓷基复合材料中的增强体，通常也称为增韧体。从几何尺寸上增强体可分为纤维(长、短纤维)、晶须和颗粒三类。 纤维:在陶瓷基复合材料中使用得较为普遍的是碳纤维、玻璃纤维、硼纤维等； 晶须为具有一定长径比(直径0.3~1μm,长0~100 μm) 的小单晶体。晶须的特点是没有微裂纹、位错、孔洞和表面损伤等一类缺陷，因此其强度接近理论强度。 颗粒：从几何尺寸上看，颗粒在各个方向上的长度是大致相同的，一般为几个微米。颗粒的增韧效果虽不如纤维和晶须。但是，如果颗粒种类、粒径、含量及基体材料选择适当仍会有一定的韧化效果，同时还会带来高温强度，高温蠕变
性能的改善。所以，颗粒增韧复合材料同样受到重视并对其进行了一定的研究. 二．纤维增强陶瓷基复合材料 在陶瓷材料中，加入第二相纤维制成复合材料是改善陶瓷材料韧性的重要手段，按纤维排布方式的不同，又可将其分为单向排布长纤维复合材料和多向排布纤维复合材料。 2.1单向排布长纤维复合材料 单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料的显著特点是它具有各向异性，即沿纤维长度方向上的纵向性能要大大优于其横向性能。 在实际构件中，主要是使用其纵向性能。在单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料中，当裂纹扩展遇到纤维时会受阻，这时，如果要使裂纹进一步扩展就必须提高外加应力。 2.2多向排布纤维复合材料 单向排布纤维增韧陶瓷只是在纤维排列方向上的纵向性能较为优越，而其横向性能显著低于纵向性能，所以只适用于单轴应力的场合。而许多陶瓷构件则要求在二维及三维方向上均具有优良的性能，这就要进一步研究多向排布纤维增韧陶瓷基复合材料。 二维多向排布纤维增韧复合材料的纤维的排布方式有两种：一种是将纤维编织成纤维布，浸渍浆料后，根据需要的厚度将单层或若干层进行热压烧结成型。这种材料在纤维排布平面的二维方向上性能优越，而在垂直于纤维排布面方向上的性能较差。一般应用在对二维方向上有较高性能要求的构件上。 另一种是纤维分层单向排布，层间纤维成一定角度。这种三维多向编织结构还可以通过调节纤维束的根数和股数，相邻束间的间距，织物的体积密度以及纤维的总体积分数等参数进行设计以满足性能要求。 2.3制备方法 目前采用的纤维增强陶瓷基复合材料的成型主法主要有以下几种： 1．泥浆烧铸法 这种方法是在陶瓷泥浆中分散纤维。然后浇铸在石膏模型中。这种方法比较古老，不受制品形状的限制。但对提高产品性能的效果显著，成本低，工艺