华中科技大学发明痕灌技术
陶瓷注射成形中脱脂工艺及其新进展
German[3] 推导出的虹吸脱脂时间的表达式式 (6) :
t = 4. 5 (1 - Ec) 2 G H2 Dw / [ E3c W D c ( Dc - Dw ) ]
(6)
式中 :t 为时间 ; E 为孔隙率 ; G 为液态粘结剂粘度 ; H 为成形坯
厚度 ;D 为颗粒直径 ; W 为粘结剂表面能 ;下标 c 指成形坯 ,下标
0 引言
陶瓷注射成形 ( Ceramic Injection Molding ,简称 CIM) 是一 种新型的陶瓷近净成形技术 ,其基本工艺是将陶瓷粉末与有机 粘结剂均匀混炼 ,制粒后在加热塑化的条件下加压使喂料注入 模腔内并冷却固化成形 ,然后将成形坯中的有机物通过加热或 其它物理化学方法排除 ,烧结致密化后得到最终产品 。
平方成正比 ,与颗粒直径 、压力降和孔隙率的平方成反比 。从式
(2) 可知 ,渗透控制方式的热脱脂时间与粘结剂分解气体的粘
度 、试样厚度的平方成正比 ,与颗粒直径及压力降成反比 。由此
可见 ,不论是扩散控制方式还是渗透控制方式 ,要缩短脱脂时
间 ,其主要途径是采用小厚度 、大颗粒直径 、真空或低压气氛 、高
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材料导报
2006 年 11 月第 20 卷专辑 Ⅶ
陶瓷注射成形中脱脂工艺及其新进展
彭 周 ,肖建中
(华中科技大学材料科学与工程学院模具技术国家重点实验室 , 武汉 430074)
摘要 陶瓷注射成形是先进的陶瓷近净成形技术 ,可高效成形形状复杂的陶瓷部件 。而脱脂是陶瓷注射成形 中最复杂和重要的环节 。详细介绍了陶瓷注射成形各种脱脂工艺的脱脂原理 ,并对各种脱脂工艺的优缺点进行了比 较。
t = 4 L 2 l nC/ (π2 / DbS )
“痕灌技术”——润而不湿,滴灌技术或将淘汰
痕灌技术”——润而不湿，滴灌技术或将淘汰通讯员周前进万霞）未来农作物的种植灌溉，将由“农作物被补水”变为“农作物主动吸水”。
昨天，记者从华中科技大学获悉，该校材料科学与工程学院教授诸钧团队研发，具有完全自主知识产权的痕量灌溉技术，不但比目前灌溉效果最好的滴灌技术省水50% 左右，还能在不同的地区、土质中高效使用，还能用于城市立体绿化。
痕灌技术”将安装有“控水头”的管材埋设在农作物的根部，依靠土壤的毛细力作用自动调节水分供给，'控水头'上覆盖的纳米纤维可实现对水分精确控制，在植物根系主动吸水时，水分才会按需流出。
”' 痕灌技术'还能让植物在一些城市建筑上铺展成绿色丛林，对缓解城市雾霾天气起到帮助。
”诸钧教授表示，灌溉在建筑上附着的植物，传统的滴灌技术只能让水从空中不断淋下，既浪费水源又污染周边环境，而采用“痕灌技术”则能保证植物在灌溉时“润而不湿”，保持表面干燥。
它在节水效率、抗堵塞及无需动力抗堵塞性等方面达到国际领先水平。
我国是受沙漠化影响最严重的国家之一，治理沙漠化的有效途径之一是合理灌溉。
痕灌技术能按照植物耗水规律适时、适量、均匀而又缓慢地供水供肥，没有蒸发或渗漏损失，且能够使植物根系层土壤长期保持在最佳水分、通气和养分减产甚至增产条件下，与滴灌相比，痕灌节水 40% —60% 。
诸钧介绍，痕灌依靠毛细力作用自动调节水分供给，只湿润作物根系周围土壤，减少了水分地表蒸发和地下深层渗 漏，提高了水分利用率，降低了作物耗水强度，因此具有节 水效果显著、 作物产量稳定、 水分利用效率显著等突出优点。
据了解，以色列滴灌技术被公认为是目前效果最好的节水灌溉技术，我国自上世纪 70 年代末引进以来取得了长 足发展。
但是滴灌灌水器为了实现更小流量的灌水以及长距离铺设，就必须不断减小流道尺寸，由此带来了流通管道易技术的低流量下滴头堵塞这一世界难题，实现了控水头出水 量低于每小时 200 毫升而长期不堵塞 ;比滴灌用水更少， 而且地表干燥、杂草少，减少了病虫害的发生 ;该技术无需电源， 仅靠重力即可运行，可广泛适用于滴灌无法使用的各种环境。
灌溉技术
RDI调亏灌溉技术。
调亏灌溉，即调控亏水度灌溉（英文简称RDI），一般应用于果树的灌溉，是根据果实在生长的三个阶段生长快慢不同，给予不同的灌溉用水量，即在果实生长缓慢、枝条生长迅速的阶段，适当减少灌溉次数和灌溉用水量，而在果实细胞迅速膨大、生长快速的阶段，给予充分灌溉，这样，既提高了果实的产量和品质，又达到了节水的目的。
调亏灌溉技术可以应用于果树如桃树、梨树、葡萄的灌溉，也可以应用于农作物如小麦、棉花的灌溉。
但是，调亏灌溉是有难度的，调亏灌溉条件下需水信息的监测，都是目前研究的难点和热点。
蔡焕杰等分别对甘肃地区的冬小麦和新疆地区的棉花最佳调亏时间进行了研究，对于棉花来说，在花铃开始形成之前进行调亏灌溉效果较好，对于冬小麦来说，返青至拔节前进行调亏灌溉有利于作物根系生长,而且在小麦拔节后存在补偿效应。
半透膜灌溉技术。
半透膜技术目前已经成功应用在水处理中，如饮用水净化、海水和苦咸水淡化以及工业废水处理等。
基于半透膜的选择性透过功能，杨文君[5]等人将半透膜技术与节水灌溉技术相结合，制成半透膜灌水器。
将内部充好水、与地面供水装置链接的半透膜灌水器埋入作物根部附近的土壤中，由于灌水器内是充满水的，灌水器即半透膜外侧的土壤相对于半透膜内侧水势低，而半透膜的工作原理就是利用水势差使水由水势高的一侧向水势低的一侧渗透，这样，灌水器中的水就会向外侧土壤流动，使土壤湿润。
半透膜节水灌溉技术具有以下几个优点：第一，这种灌溉技术是对田间有作物部分进行选择性局部灌溉，田间裸地部分保持干燥，大大地降低了水分蒸发带来的损失；第二，灌溉的供水过程不需要外加机械动力驱动，节省了大量的能源和动力设备；第三，由于这种灌溉方法只给有作物的部分灌溉，裸地部分干燥，这样就能抑制杂草的生长。
痕量灌溉技术。
痕量灌溉技术是针对滴灌系统中容易出现滴头堵塞这一问题对滴灌计数进行的改进，痕量灌溉技术通过两方面防治低头堵塞，一方面在控水头上面安装一个面积大而膜孔小的痕灌膜，即滤膜，起到了过滤功能，另一方面下部安装面积小而束间空隙大的毛细管束，起到控制水的作用，保证通过上层痕灌膜的水流量极小，杂质只是稀松地堆砌在滤膜表面，不会阻挡缓速的水流。
新一代节水灌溉技术——痕量灌溉
【 收稿 日期】 ２ １－ ６ １ ｏ２ ｏ — ６
【 邮编】 ０ ０ ０ ３６ ０
［ 作者简介】 李顺平 （９ ５ ， 山西隰县人 ， 艺师 ， １７ 一） 男， 农 主要从事果树技 术推广方面的工作 。
２０１ ０７Ｂ ２．
总第 ２ １ ４ 期
根系会 向控水头生长 ，但控水头的出 口处是 由很多 根并列在一起的表面能强大的纳米材料填充而成 ， 且间隙 远远小于植物根系直径， 从而完全杜绝 了植物根系伸人出
度， 均匀、 不间断地将水直接输送到植物根系附近的土壤。
痕量灌溉技术的核心在于控水头 （ 也称无耗能水泵 ） 和过滤技术。控水头功能与微灌技术 中的灌水器类似 ， 是 利用毛细管力对水的天然控制作用 ， 在不耗费任何额外能
源 的 情况 下 ， 现 长期 、 实 稳定 控制 出水量 。
抽水 运 行而 不 发生 水分 倒 吸 。
在痕量灌溉设备运行灌溉期间 ， 地表面和作物叶子仍 然保持干燥状态 ， 可以有效降低温室温度 ， 保持地表温度 ， 有效地抑制 了对作物有害的真菌 ，减少了病虫害的发生。 痕量灌溉技术对灌溉作物营养供应充分 ， 能使作物提早成 熟， 并且作物整体性状有所提高。
１ 痕量 灌溉 技术 简介
痕量灌溉是指在满足植物水分需求的前提下， 通过特制 的控水头， 将低压水转化成极细小的水流， 以极其微小的速
植物根系及土壤 的吸水能力 随着植物 自身对水量需 求 的大小而 自动调节 ， 对于控水头内灌溉水 的吸收能力也 随之变化 。 这样可以保证连续不问断、 均匀 、 适量地向植物
试验研究
文章编号 ：６ ３ ８ ７ （０ ０ — ０ ６ ０ １ ７ — ８ Ｘ ２ １ ）７ ０ ４ － ２ ２
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农 机 科 技
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要闻综述
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在作物根 系附近 ，感知土壤 水势的变化 ，为植 物实时供 水。该技 术减少了 水分地 表蒸发 和地下深层渗漏，提 高
了 水分利用率，降低 了 作物耗水强度，具有 节水效果显
著、作物产量稳定、水分利用效率显 著等突出优点。
中国农 科 院首创 日光温 室蓄 能调温技 术
使 蓄放 热量显 著提 升。 同时，还率先提 出了热泵与主动
蓄放 热系统结合 的温 室调 温控制方法，使蓄放 热效率大 幅提升、取热方式更加 简便 ，避免了打井、深挖地 埋管
有效的科 近Ｅ ｌ ，农 业部农机 推 广总站、北京 市农 机 试验鉴 等工序 ，为热泵技 术在 日光温室的应 用提供 了
“ 被动式补水”的全球传统 灌溉模 式，改 由农作物 自己
中，千万亩设施农 业工程重点支持辽西北地 区以摆脱雨
按 需吸水。５ 年 多的 田间应用试 验表明，该技 术比 目 前 养 农 业为 目 标 的种植 业设 施 小区， 支持 沈 阳等 中部 地 效 果 最好 的滴灌技 术 还可 节水 ５ ０ ％左右，未来有 望替 区规 模化 发展 种植 业设施 小区，支持 大连等南部地 区 代 滴灌 ，并在滴灌无法使 用的广大地 区获得应用。痕灌 发展 出口创汇型种植 业设施 小区和辽 东地 区特色型设施 技 术的核心节水部件痕 灌控水头，由具有 良好导水性能 小区 ； 千万亩 节水滴灌工程 通过 建设 配套水利基 础设 的毛 细管束和具有过 滤功能的痕 灌膜组成 ，控 水 头埋 施 ，采取节水 滴灌先进技术 ，在辽宁省干旱少雨地 区实
一
现 出强劲的生命力。山西保护 陛耕作成功实现技术本土
化 ，堪 称农 技 推 广 的 国际样 本 。 目 前 ， 山西省创 新 和 确
系列农机 化科技创 新与推广活动。据 统计，全国省级 立了四种保护 ｝ 生 耕作技术体 系。 同时，根 据地域牦 占 ’ 还 研发和筛选 出与大、 中、小各 类拖拉 机 配套 的免少耕播
以上 农机 推 广部 门组 织开展了 １ ５ ０余项重大科技 活动， 示范推广 了６ ０多项次农 机化 技 术，培 训人员达 ２ ４ ０多
种、深松 和地表 处理等系列化 机 械 ，多种机具 填补 国
内空白。 山 西省保 护性 耕 作技 术 研 发 和 推广 已经 是 全 国
５ ５ ＂ Ａ ￣ 次，在省级 以上媒 体开展 有关 “ 农 业科技促 进年”
截至 ２ ０ １ ２ 年底 ，山西省保护性耕 作实施面积 已达
提 升、农 机农 艺技 术融合推进行 动、重点农机 化技 术 １ ３ ０ ０万亩，曾经 的 “ 舶 来品”被 赋 予 “ 山西特 色” ，展 培 训、农 机化技 术 进村入户、农 机新技 术新机 具展示 演示等 六项行动为抓手，引领全 国农机 推广系统开展 了
定推广站、 宁夏回族 自治区农 机化技 术推广站等单位被 技 支撑 。
农 业部评 为全 国农 业科技促 进年活动先进单 位。 一年 来 ，农 业部农机 推 广总站 认真贯彻 落 实全 国农 业科技 促 进年活动部署，以实施 农机推广系统规 范建设与能力
山西省 ： 保护性 耕 作成农技 推广 国际样本
的 宣传报 道 １ ５ ０余次，为促进 农 机化 科 学发展 和现代 的领 头羊。据测 算，２ ０ １ ２年保 护性耕 作的 实施 为山西 农 业建设提供 了强有力支撑和 保 障，发挥 了重要 作用，
取得了显著成 效。 省增粮 ６ ． ５ 亿公斤，节本增效 １ ７ ． ５ 亿元 ，减 少 土壤 流失
近日 ， 由中国农科 院农 业环 境与可持 续发展研 究
所研 究员杨其长主持 完成 的 “ 日光温室主动蓄放 热关键
各地 动态
总站被 评为全 国农 业科 技促进 年活 动先 进单位
技 术 研 究 与应 用” 通 过 了 农 业 专 家鉴 定 。杨 其 长领 导 的
科研 团队首次提 出以流体为媒 介的主动蓄放 热理论与方 法，改 变了传统 的以墙 体为核心 的被 动式蓄放 热方式，
量２ ９ ０ ０多万吨 。
华 中科 技 大 学 发 明 痕 灌 技 术
２月 ２ ６日，华中科技 大学召开新 闻发布会 宣布 ： 该
辽宁省 ： 瞄准三个： Ｆ － ￣ － 亩工程 发展现代农业
辽宁省积 极 实施 千万亩设 施 农 业工程 、千万亩节
校 痕量 灌溉 研 究中心主任诸 钧 团队历时 １ ０多年成功研 水 滴灌 工 程 和 千 万亩 水 稻 生产全 程 机 械 化 工 程 。 这 三 发 出痕量灌溉 （ 简称 “ 痕 灌” ）技 术 ，一举打破 农作物 个 千万亩工程全 面 完成 后，将 改 写辽宁农 业 历史。其