那些材料能自己发热,(包括发热的原理,和温度调节)

那些材料能自己发热,(包括发热的原理,和温度调节)

那些材料能自己发热,(包括发热的原理,和温度调节)

金属材料

金属镁:优点是不需要任何能量,和空气结合即可大量发热。缺点是发热迅速,正常情况下不易控制发热速度。稀土:优点是自身蕴含热量。缺点是热量释放困难,需做特殊处理,工艺复杂,成本很高。金属钒:辅助释放热量,促进热交换。金属钛:性能稳定,固化以上活性金属。

其它成份:钡、锶、硫酸钙、硫酸镁等46种物质组成。以上多种物质的混合物在高负压状态、超高温、超音频磁力线穿透等条件同时具备的条件下可改变自身特性,可使混合物在自然环境下当温度超过121度时在超音频磁场作用下自身发热,其自身温度和环境温度的差保持在10度-30度之间。电解质材料

用丙酰胺溴化钠、PEG6000制备了聚合物凝胶固体电解质(SPE).将该SPE与还原铁粉、活性炭物理共混制备了一种自发热材料,形态为固态,接触空气后释热,不接触空气时处于休眠状态.可用于橡胶硬膏剂或黑膏药的发热裱褙材料、人体热敷材料等一次性医用制品.理疗材料

方法:用脲、硫脲、聚乙二醇(PEG)制备了Polymer in Salt型聚合物固体电解质(SPE),将该SPE与还原铁粉、活性炭物理共混制备自发热材料. 结果:自发热材料形态为固态,接

触空气后释热,不接触空气时处于休眠状态,控制其与空气的接触量可实现热量的控制释放,释热效果良好. 结

论:SPE与金属粉末、活性炭物理共混可以制备性能优良的固态自发热材料,该材料可用于橡胶硬膏剂或黑膏药的发热裱褙材料、人体热敷材料等一次性医用制品.

化学发热材料的奇妙应用

化学发热材料的奇妙应用 作者:颜欣彤等????文章来源:《广州市中学生“我与化学”活动论文选编(二)》?? (作者:颜欣彤汤敏玲罗文畅罗敏章谢若霖作者学校:花都区邝维煜中学) 在日常生活中,人们煮饭、洗澡、取暖、行车等等,总脱离不开化学反应提供的热量。随着生活水平的提高,人们有越来越多的地方需要特殊的热源,如:医疗上的热敷,外出时饭菜的加热,天冷时暖手、 1. 1kgCaO 2.热冰 32O(s)+heatH2OCH32 结晶时会放出大量的热,结晶的样子就像水结冰似的,而且用手摸时会有热的感觉,故称其为“热冰”。 放热情况:升温快速,热量较低,一般为50℃左右,持续时间较短,加热后,会重新变成溶液,可重复利用。 3.铁粉氧化发热

反应原理:铁粉与水、氧气等物质发生缓慢氧化反应,放出热量。 放热情况:可持续发热12小时~24小时,温度保持在50℃~60℃左右,并可通过控制药品与空气的接触的量来控制温度。 二、实验部分 1.实验一 2.实验二 在锥形瓶内再多加一倍量的醋酸钠,然后放到酒精灯上加热使其完全溶解,造成过饱和溶液。 将溶解完的醋酸钠溶液,用少许的蒸馏水清洗锥形瓶的内壁之醋酸钠,再放到室温下,使其慢慢地冷却,若无其他因素,应可成过饱和的溶液。 在做好的过饱和醋酸钠溶液中,加入一些醋酸钠晶体,会使溶液迅速地结晶,并会放出大量的热量。 实现现象:醋酸钠溶液结晶放热温度达到52℃,时间持续了35分钟,加热醋酸钠晶体后,又变回成液

体。 实验分析:CH3COONa·3H2O(s)+heatH2OCH3COO-(aq)+Na+(aq)+3H2O(aq),由反应方程式可知,过饱和溶液中含有醋酸根离子、钠离子和水分子,当加入醋酸钠晶体时,便给予溶液一种趋力,使其结晶。要使过饱和的醋酸钠溶液结晶有三个条件:动能、机率、方位。而加入醋酸钠晶体,是提供其结晶时所需的概率和方向的条件。由反应方程式可知,当溶液中的粒子结晶时,即反应向左进行,会放出热,这就是为什么锥形瓶摸起来会热的原因。 量。 3.实验三 时间。 续发热12 实验分析:天地通远红外纳米贴内的热敷袋是利用了铁粉氧化发热的原理,因此可通过控制药品与空气的接触的量来控制温度,在热敷袋外贴上控温贴就是减少铁粉与氧气的接触。硅藻土是高吸水性物质,可令贮存中无氢气发生,使用中,即使将发生氧化作用之水分全部吸收,也不会成为浆状。只要外层不透气性袋不打开,氧化发热剂就不会氧化,可以长期贮存。 三、三种主要的发热剂对比

化学反应的热效应知识点总结

知识点总结一?化学反应中的热效应 一、化学反应的焓变 1. 反应热与焓变 (1)反应热:化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同时,所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。 (2)焓与焓变 ① 焓是与物质内能有关的物理量。常用单位:,符号:H ②焓变(△ H):在条件下,化学反应过程中吸收或放出的热量称为化学反应的 焓变。符号:,单位:或 表1-1反应热与焓变的关系

1)所有的燃烧反应; 化学反应表现为吸热反应还是放热反应与 反应开始时是否需要加热无关 ,需要加热的 注意 反应不一定是吸热反应(如 C + O 2 2,铝热反应等),不需要加热的反应也不一定是 放热反应。 3. 化学反应过程中伴随能量变化的本质原因 1) 化学反应的特征: 2) 化学反应的本质: _____________________________________ 。化学键断裂 _______ 能量,化学键生 成 ______ 能量。 3)某种物质的能量与化学性质的稳定性、键能的关系: 物质的能量越高,化学性质越 ,键能越 ;反之,能量越低,化学性质越 键能越 。 、热化学方程式 2. 意义:既能表示化学反应过程中的 ,又 能表示化学表 示化学反应 的 。 3. 热化学方程式的书写步骤及注意事项: 1)写出完整的化学方程式,并配平。 2)标明物质的聚集状态,一般用以下字母表示:固态 ______________ ,液态 ________ ,气态 ________ ,溶 反应过程 图示 常见反应 举例 2) 所有的酸碱中和反应; 3) 大多数的化合反应; 4) 活泼金属、金属氧化物与水或酸反应; 5) 生石灰和水反应; 6) 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等(不属 于化 学反应)。 1)大多数的分解反应; 2 )以H 、、C 为还原剂的氧化还原反应; 3) 晶体()2 ? 8fO 与4溶液反应; 4) 铵盐溶解等(不属于化学反应)。 1.定义:能够表示 的化学方程式叫做热化学方程式。

材料中的化学元素对热处理的影响

材料中的化学元素对热处理的影响 钢性, 化学元素 钢材中都含有各种各样的杂质,杂志含量的多寡,直接影响到钢材的物理化学性质%26mdash;%26mdash; 1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当含碳量超过0.23%时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。 3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-.50%。 在碳素钢中加入0.70%以上时就算%26ldquo;锰钢%26rdquo;,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰

增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。 4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。 5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于 0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。 6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。 7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。 8、钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。 9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。

最新金属材料综合课程设计化学热处理

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 金属材料综合课程设计汽车变速箱齿轮热处理工艺 所属学院:材料学院 专业班级:金属1002 姓名:陈浩 学号:3100702039 2013年6月27日

1、零件图

2、零件服役条件 齿轮是机械设备及汽车中的重要零件,变速箱齿轮为汽车、拖拉机等发动机的重要部件,用于改变发动机曲轴和传动轴的速度比。故齿面在较高的载荷(冲击载荷和交变载荷等)下工作,因此磨损快。在工作过程中,通过齿面的接触传递动力,两齿面在相对运动过程中.既有滚动也有滑动,存在较大的压应力和摩擦力.经常换挡使齿端部受到冲击。要求变速箱齿轮具有高的抗弯强度、接触疲劳强度和良好的耐磨性,心部有足够的强度和冲击韧性。齿轮在传递力及改变速度的运动过程中啮合齿面之间既有滚动,又有滑动r而且齿面还受到脉动或交变弯曲应力的作用. 在变速器中,齿轮可改变传动比,扩大驱动轮转矩和转速的变化范围,以适应经常变化的行驶条件,同时使发动机在有利的工况下工作。差速器中,通过车桥齿轮增加扭矩,并调节左右轮的转速。全部发动机的动力均通过齿轮传给车轴,推动汽车运动。所以汽车齿轮的受力较大,受冲击频繁,其耐磨性、疲劳强度、冲击韧性等均要求比机床齿轮高。同时由于汽车行驶状况随路况随机变化,因而汽车齿轮的工作状况非常复杂。 服役条件 (1)汽车齿轮的工作条件比机床要繁重得多,它们经常在较高的载荷下工作,磨损亦较大。 (2)在汽车运行中由于齿根受着突然变载的冲击载荷以及周期变动的弯曲载荷,

会造成轮齿的脆性断裂或弯曲疲劳破坏. (3)轮齿的工作面承受着较大的压应力及摩擦力,会造成麻点、接触疲劳破坏及深层剥落,由于经常换档,齿的端部经常受到冲击,也会造成轮齿的端部破坏。因此在耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面的要求均比机床齿轮高. 3、所需性能 汽车变速齿轮工作条件比机床齿轮差,特别是主传动系统中的齿轮,受力较大,受冲击较频繁,因此对材料要求较高。由于弯曲与接触应力都很大,所以重要齿轮都需渗碳、淬火处理,以提高耐磨性和疲劳抗力。为保证心部有足够的强度及韧性,材料的淬透性要求较高,心部硬度应在35~45HRC之间。另外,汽车生产批量大,因此选钢材时,在满足力学性能的前提下对工艺性能必须予以足够重视。汽车齿轮工作时,啮合齿面间既有滚动,又有滑动,轮齿根部还受到脉动或交变弯曲的作用。在由此而引起的各种应力的作用下,齿轮经常发生失效的情况。根据工作条件的不同,汽车齿轮的失效形式主要是齿面磨损和断齿。图1.1是四种主要的失效形式。 a 轮齿根部弯曲疲劳断裂 b 齿面严重磨损、齿厚变小 c 齿面剥落 d 轮齿冲击断裂 美国的一个关于齿轮失效形式及原因的统计资料的结果表明,疲劳断裂占失效齿轮总数的三分之一以上,居首位;其次是表面损伤。总的来说,断裂是齿轮失效的主要形式。齿轮在传递动力及改变速度的运行过程中,周期的受到弯曲应力,接触应力以及摩擦力的作用。齿面和齿根在上述应力的作用下导致齿面剥落

便携式化学发热剂

便携式化学发热剂 随着旅游业的发展和户外活动的增多,便携式发热剂的需要量也在日益增长。于是,利用生石灰水合反应热来加热便饭、盒饭、罐头、罐装食品等的生石灰发热剂,便引起人们的关注。然而,由于生石灰水合反应激烈,会使温度急剧上升,应用困难。 本品是以生石灰为基本原料,以枸磷糖来作为生石灰水合反应发热抑制配制而成,是反应平稳、使用效果良好的便携式化学发热剂。 一、特点 (1)利用生石灰水合反应发热抑制剂的添加量及水在生石灰中的渗透速度,来抑制生石灰的水合反应,故生成热的产生和持续稳定性好。(2)水在生石灰中渗透速度的抑制,是利用水蒸气将热传给被加热物体后又成为水再次滴入生石灰中的方法,如此反复进行,故反应平稳,无大量热和蒸气一起喷出。(3)供热温度,一般保持在100~120℃左右,供热平稳。(4)反应开始后,约需3~5min,即可达到正常供热温度。(5)原料来源广,价廉易得。(6)产品成本低,便于推广应用。 二、用途 宜在外出、旅游、户外活动中使用,作为热源加热饮食品。 三、使用方法和效果 1.使用方法 使用时,先将需要加热的饮食品放置于加热器的上部,即加热器的内部,然后,将发热剂(包括上述两种方法制得的化学发热剂)的两个包装打开,使两种成分相互接触,即可自行发热。 2.使用效果 实用结果表明,使用以上制得的便携式化学发热剂,以其1/2之量,按上述方法加热20℃的400mL水,7min可达60℃,10min可达83℃;用来加热1人份的饭菜(在一个饭盒内,重约400~450g),从开始加热起,经约20min,饭菜温度可达80℃以上,完全符合食用要求。并且供热稳定,使用安全。

-化学发热材料的奇妙应用

化学发热材料的奇妙应用 作者:颜欣彤等文章来源:《广州市中学生“我与化学”活动论文选编(二)》 (作者:颜欣彤汤敏玲罗文畅罗敏章谢若霖作者学校:花都区邝维煜中学) 在日常生活中,人们煮饭、洗澡、取暖、行车等等,总脱离不开化学反应提供的热量。随着生活水平的提高,人们有越来越多的地方需要特殊的热源,如:医疗上的热敷,外出时饭菜的加热,天冷时暖手、暖脚……但是如果这些热源来自于电能,有一定的局限性和危险性。当你处于空气稀薄的高原或在人迹罕至的地方,如何取得理想的热源呢? 聪明的人类把眼光转向一些特殊的化学发热材料。这些化学发热材料,具有不受地区条件限制,效率高,体形细小方便携带,材料价廉易得,可循环再用,对环境破坏与污染程度较轻微等优点。无论在高山或是人迹罕至的地方,都能方便地使用,得心应手。 一、几种主要化学发热剂的反应原理 1.生石灰与水反应放热 反应原理:CaO+H2O=Ca(OH)2+heat 放热情况:块状生石灰与水发生剧烈反应,放出大量的热,温度最高可达120℃,可持续3分钟。1kg CaO与水混合产生的热量可煮开2个暖水瓶的水。 2.热冰 反应原理:CH3COONa·3H2O(s)+heat H2O CH3COO-(aq)+Na+(aq)+3H2O(aq),由方程式可反推出,醋酸钠溶液结晶时会放出大量的热,结晶的样子就像水结冰似的,而且用手摸时会有热的感觉,故称其为“热冰”。 放热情况:升温快速,热量较低,一般为50℃左右,持续时间较短,加热后,会重

新变成溶液,可重复利用。 3.铁粉氧化发热 反应原理:铁粉与水、氧气等物质发生缓慢氧化反应,放出热量。 放热情况:可持续发热12小时~24小时,温度保持在50℃~60℃左右,并可通过控制药品与空气的接触的量来控制温度。 二、实验部分 1.实验一 实验目的:探究CaO加热饮用水的情况,从而推测CaO加热食物的情况。 实验操作:取100g CaO与水混合,再把盛有100mL水的铁饭盒迅速放在混合物上,用温度计插入水中,观察现象。 实验现象:100g CaO与水混合后很快体积膨胀,发出“咝咝”的响声,产生大量的水蒸气,温度可升至95℃。不到一分钟,插入水中的温度计示数就上升到62摄氏度,符合人体需要的饮食温度。 实验分析:CaO放热速度快,可迅速加热食物和水,而且不会产生有害物质,使用安全,适合于加热熟食,但加热300mL的食物需250g~300g的生石灰,而生石灰生热时体积膨胀,所以用于加热食物用的饭盒的体积必然较大,携带起来较不方便。 2.实验二 实验目的:探究醋酸钠溶液结晶放热情况,从而推测其应用范围。 实验操作:取一250mL锥形瓶,装50mL的蒸馏水,加入醋酸钠使其溶于水中,直到无法溶解为止。

探究暖宝宝化学组成和发热原理设计实验论文

暖宝宝自发热秘密的探究及化学组成测定 摘要 设计并进行了对暖宝宝发热原理的探究与化学组成的测定。鉴定暖宝宝反应物、产物,再又原电池模拟反应进行原理,最后进行各组分含量测定。 关键词:暖宝宝发热原理,暖宝宝各组分含量,Fe ,NaCl ,C,蛭石 引言 “暖宝宝”自发热袋成为冬日的流行,它可以30-50度持续发热6-12小时,我们设计了该实验探究它的发热原理以及组成成份。 1.产品概述 目前,在市场上已经出现了很多自发热产品,暖宝宝为片状贴剂,在使用时,去掉外袋,让无纺布袋暴露在空气里,氧气通过透气膜进入里面,暖宝宝开始持续低温发热(58o C)。由于携带方便,发热持久稳定,暖宝宝成为取暖驱寒,热敷理疗的时尚用品。 2.实验部分 2.1实验试剂 暖宝宝,硫酸,盐酸,NaOH,K2Cr2O7,Na2CO3,苯,K3Fe(CN)6,KSCN,AgNO3,SnCl2,酚酞,甲基橙,硫磷混酸,二苯胺磺酸钠,铁片、碳棒、澄清石灰水,树脂。 2.2实验仪器 G4砂芯漏斗,布氏漏斗,交换柱,250mL容量瓶,移液管,锥形瓶,酸式滴定管,酒精灯,酒精喷灯,干锅,泥三角,石棉网,电流表,定量滤纸。 2.3实验方法 现象解释 暖宝宝均匀细腻 的黑色固体, 其中混杂白瓷色 的小颗粒, 湿润含少量水

按组分含量测定的结果取活性 炭、还原铁粉、蛭石加入盛 溶液的烧杯中模拟暖宝宝 2.3.4组分含量测定

V3 =25.22mL 灼烧碳离子交换法K2Cr2O7滴定Fe3+ 3.实验结论与数据处理 由暖宝宝反应物:C、Fe、NaCl ,产物:C、Fe2O3、NaCl,可组成原电池氧化还原反应得: 3.1暖宝宝组分 活性炭(15.89%)、还原铁粉(37.87%)、蛭石(17.00%)、NaCl(6.81%)、水 3.2暖宝宝发热原理 利用原电池加快氧化反应速度,将化学能转变为热能。 负极:Fe-2e-=Fe2+ 正极:O2 + 2H2O + 4e-=4OH- 总反应:2Fe + O2 + 2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3↓ 2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O 使用蛭石来保温。通过透气膜的透氧速率控制放热的时间和温度。

发热处理流程

(一)病因处理 针对发热的病因进行积极的处理是解决发热的根本办法。例如:感染性发热,根据感染源不同选择有效药物进行治疗;脱水的患者积极进行补液;发生药物反应时立即停用药物并进行抗过敏治疗等;同时完善相关检查,如BRt 、CRP 、PCT 、痰培养、血培养、尿培养、肺CT 等检查。 (二)降温处理 对于感染性发热而言,发热本身是机体免疫系统清除感染源的表现之一,除非高热以及患者严重不适、强烈要求外,通常可不急于使用解热药等药物,但一定要告知患者,取得患者的理解。而对于高热患者必须进行降温处理。 1﹒物理降温(低热) 发热流程 诊断 处理 定位定性 呼吸道、消化道、泌尿、血液、其他感染性、药物热、肿瘤热、风湿热、 中枢热血常规、CRP 、降钙素原、血培养、肺CT 、 尿常规 物理降温 常规补液 生理盐水500-1000ml 松解衣被、冰块、温水擦浴、多饮 开水 每15分钟监测血压、心率、出汗、尿量直至稳定、每班统计进出量 体温>38.5-39.0℃小剂量退热 剂 强化补液>2000ml

①使用冰袋,将冰袋置于头部、腋窝及腹股沟部,冰袋要用干毛巾包裹后使用。②温水 擦浴,患者取仰卧位,从颈部向下沿臂外侧直至手背,再换一小毛巾,从腋下沿臂内侧直至手心,用同样方法擦拭对侧;然后,从腹股沟部经腿擦拭至足部。再让患者取侧卧位,从后颈部开始,自上而下擦拭整个背。当擦至大血管附近(如腋下、肘部、腹股沟区、窝等部位)时,应稍做停留,以提高疗效。擦拭过程中,如有寒战、面色苍白或脉搏、呼吸不正常,应立即停止操作。同时应注意补液维持水电解质平衡。 2﹒小剂量退热剂(T>38.5-39℃) 可使用布洛芬悬液10ml左右口服,每次间隔4-6h,退热栓塞肛,高热不退,还可考虑使用糖皮质激素如地塞米松等。监测血压、心率、出汗、尿量等情况,必要时强化补液。 (三)休息 患者需卧床休息,多饮水,给予清淡、易消化饮食。

什么是化学热处理

什么是化学热处理 化学热处理是通过改变金属和合金工件表层的化学成分、组织和性能的金属热处理。 化学热处理的工艺过程一般是:将工件置于含有特定介质的容器中,加热到适当温度后保温,使容器中的介质(渗剂)分解或电离,产生的能渗入元素的活性原子或离子,在保温过程中不断地被工件表面吸附,并向工件内部扩散渗入,以改变工件表层的化学成分。通常,在工件表层获得高硬度、耐磨损和高强度的同时,心部仍保持良好的韧性,使被处理工件具有抗冲击载荷的能力。 每一种化学热处理工艺都各有其特点,如果需要分别或同时提高耐磨、减摩、抗咬死、耐蚀、抗高温氧化和耐疲劳性能,则根据工件的材质和工作条件选择相应的化学热处理工艺。 化学热处理是古老的工艺之一,在中国可上溯到西汉时期。已出土的西汉中山靖王刘胜的佩剑,表面含碳量达O.6~0.7%,而心部为O.15~O.4%,具有明显的渗碳特征。明代宋应星撰《天工开物》一书中,就记载有用豆豉、动物骨炭等作为渗碳剂的软钢渗碳工艺。 明代方以智在《物理小识》“淬刀”一节中,还记载有“以酱同硝涂錾口,煅赤淬火”。硝是含氮物质,当有一定的渗氮作用。这说明渗碳、渗氮或碳氮共渗等化学热处理工艺,早在古代就已被劳动人民所掌握,并作为一种工艺广泛用于兵器和农具的制作。 随着化学热处理理论和工艺的逐步完善,自二十世纪初开始,化学热处理已在工业中得到广泛应用。随着机械制造和军事工业的迅速发展,对产品的各种性能指标也提出了越来越高的要求。除渗碳外,又研究和完善了渗氮、碳氮和氮碳共渗、渗铝、渗铬、渗硼、渗硫、硫氮和硫氮碳共渗,以及其他多元共渗工艺。 电子计算机的问世,使化学热处理过程的控制日臻完善,不仅生产过程的自动化程度越来越高,而且工艺参数和处理质量也得到更加可靠的控制。 按渗入元素的性质,化学热处理可分为渗非金属和渗金属两大类。前者包括渗碳、渗氮、渗硼和多种非金属元素共渗,如碳氮共渗、氮碳共渗、硫氮共渗、硫氮碳(硫氰)共渗等;后者主要有渗铝、渗铬、渗锌,钛、铌、钽、钒、钨等也是常用的表面合金化元素,二元、多元渗金属工艺,如铝铬共渗、钽铬共渗等均已用于生产。此外,金属与非金属元素的二元或多元共渗工艺也不断涌现,例如铝硅共渗、硼铬共渗等。 钢铁的化学热处理可按进行扩散时的基本组织,区分为铁素体化学热处理和奥氏体化学热处理。前者的扩散温度低于铁氮共析温度,如渗氮、渗硫、硫氮共渗、氧氮共渗等,这些工艺又可称为低温化学热处理;后者是在临界温度以上扩散,如渗碳、渗硼、渗铝、碳氮共渗等,这些工艺均属高温化学热处理范围。 渗碳是使碳原子渗入钢制工件表层的化学热处理工艺。渗碳后,工件表面含碳量一般高于0.8%。淬火并低温回火后,在提高硬度和耐磨性的同时,心部能保持相当高的韧性,可承受冲击载荷,疲劳强度较高。但缺点是处理温度高,工件畸变大。 渗碳工艺广泛应用于飞机、汽车、机床等设备的重要零件中,如齿轮、轴和凸轮轴等。渗碳是应用最广、发展得最全面的化学热处理工艺。用微处理机可实现渗碳全过程的自动化,能控制表面含碳量和碳在渗层中的分布。 渗氮是使氮原子向金属工件表层扩散的化学热处理工艺。钢铁渗氮后,可形成以氮化物为主的表层。当钢中含有铬、铝、钼等氮化物时,可获得比渗碳层更高的硬度、更高的耐磨、耐蚀和抗疲劳性能。渗氮主要用于对精度、畸变量、疲劳强度和耐磨性要求都很高的工件,例如镗床主轴、镗杆,磨床主轴,气缸套等。 碳氮共渗和氮碳共渗是在金属工件表层同时渗入碳、氮两种元素的化学热处理工艺。前者以渗碳为主,与渗碳相比,共渗件淬冷的畸变小,耐磨和耐蚀性高,抗疲劳性能优于渗碳,70

含能材料燃烧过程中热分解化学的研究进展

含能材料燃烧过程中热分解化学的研究进展 刘子如,张腊莹 (西安近代化学研究所,陕西西安710065) 摘 要:从模拟燃烧条件、组分相互作用、组分物理状态、分析测试技术等几方面介绍了含能材料燃烧过程中热分解化学研究近几年来的最新进展。着重介绍燃烧热分解中的基元反应对建立推进剂燃烧新型模型的重要性、氧化剂和黏合剂及催化剂之间的相互作用、氧化剂的黏度和相态变化对燃烧和热分解过程的影响。关键词:分析化学;含能材料;燃烧;热分解 中图分类号:TJ 55 文献标识码:A 文章编号:100727812(2005)0320072204 Advance of Therma l D ecom position Chem istry of Energetic M a ter i a ls under Com bustion Cond ition L I U Zi 2ru ,ZHAN G L a 2ying (X i ′an M odern Chem istry R esearch In stitu te ,X i ′an 710065,Ch ina ) Abstract : N ew advance of recen t years in the investigati on of therm al decompo siti on chem istry of energetic m aterials under com bu sti on conditi on w as review ed .T he con ten ts con sist of the therm al decompo siti on at si m u lated com bu sti on conditi on ,in teracti on of the componen ts of energetic m aerials ,an influence of physical state on thermo lysis and m easu rem en t techn iques etc . T he ob jects of study w ere rem arked w h ich are the great i m po rtance of elem en tray reacti on of therm al decompo siti on to bu ild com bu sti on new model of p ropellan ts ,the in teracti on s of ox idan ts w ith adhesives and catalysts ,and the influence of grain size and phase tran siti on of the ox idan ts on the p rocesses of com bu sti on and decompo siti on . Key words : analytical chem istry ;energetic m aterials ;com bu sti on ;therm al decompo siti on 引 言 含能材料的燃烧过程是以凝聚相和气相化学反应为基础的复杂的多阶段过程。所有描述燃烧的理论模型都是建立在含能材料热分解过程的质量和能量(热)传输的基础上,热分解化学研究为此提供了基本的动力学和热力学数据。因此,含能材料热分解化学研究对含能材料的应用研究具有重要意义。本 文以《航天航空进展》(P rogress in A stronau tics and A eronau tics )第185卷的论文为主简介含能材料燃 烧过程中热分解化学研究的最新进展。 1 新型燃烧理论对热分解化学的要求 由于高能和低特征信号固体推进剂的需要,推 进剂配方的研究有重大发展,为了改善燃烧和力学 性能,降低烟雾等需要,加入了各种添加剂,使推进剂配方具有多样性和多组分性。因此,在有关含能材料燃烧模型的研究方面发生了重大变化,建立了所 谓“基元反应化学特定模型”(chem ically sp ecific m odeling w ith elem en tary reacti on ) [1] ,逐渐用明确 的基元反应机理解释了燃烧过程中详细的化学本 质,以替代那些以“非特定化学反应”(chem ically non sp ecific reacti on )为理论基础的燃烧模型。所谓 详细化学本质(detailed chem ical natu re )就要求探索含能材料及其添加物的热分解特性,能量的释放 和传输过程,产物(包括气相产物)的逸出和相互作用过程。 M iller 和A nderson 等人[1] 认为 “非特定化学反应”可以描述复合推进剂各组分的物理特性,如氧化剂颗粒度的选择,但不能用于指导化学成分的选择, 收稿日期:2004212210 作者简介:刘子如(1940-),男,研究员,博士生导师,研究领域为火炸药热化学分析。 2 7  火炸药学报 Ch i nese Journa l of Explosives &Propellan ts 第28卷第4期2005年11月

相关主题
相关文档
最新文档