超高速熔覆技术原理及其优势

超高速熔覆技术原理及其优势
超高速熔覆技术原理及其优势

激光熔覆技术已广泛应用于金属表面的修复改性,但传统激光熔覆虽然有柔性加工、异形修复、自定义增材等优势和特点,但工作效率偏低,对于部分生产领域中所要求的大规模快速生产加工需求,仍无法满足。为了满足大批量高速生产需求,提高熔覆工作效率,高速激光熔覆技术应运而生,下文是对其原理及其优势的介绍,希望对你有所帮助。

背景:

在工业、能源、军工、机械相关制造厂以及再制造等领域,由于生产环境恶劣,使用负荷大,导致一些重要的金属零部件腐蚀和磨损。为了延长昂贵的生产设备的使用寿命,须给这些设备的金属部分外表进行提前处理或修复。同时,我国也是世界上最大的液压支架生产国,液压支架的核心部件立柱、千斤顶均同样需要进行表面防腐和耐磨处理。

技术原理:超高速激光熔覆技术是通过同步送粉添料方式,利用高能密度的束流使添加材料与高速率运动的基体材料表面同时熔化,并快速凝固后形成稀释率极低,与基体呈冶金结合的熔覆层,极大提高熔覆速率,显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等工艺特性的工艺方法。

传统方式的优劣对比:

超高速激光熔覆的优势:

★扫描速率高

o线速度20~150 m/min

o熔覆效率0.5~2m2/h

★质量高

o完全冶金结合,结合力远优于喷涂、电镀等传统工艺,高速激光熔覆是绿色替代镀铬等镀层的优选工艺。

o层厚50~500μm,高速熔覆表面精细平整,非常适用于薄层熔覆。

o稀释率<5%,可实现热敏感材料零件的涂层制备,避免传统熔覆表面缺陷发生;

o零件变形量小,高速熔覆的粘结层相比热喷涂层和电镀涂层更加耐磨耐蚀,是与基体呈冶金结合形式制备的超薄保护层。

超高速激光熔覆的应用:

超高速激光熔覆技术可实现致密无缺陷的熔覆层,熔覆层表面质量致密,与基材呈冶金结合,无开口性缺陷,表面光滑平整。不仅能够在回转体上进行加工,也能在平面和复杂曲面上进行加工。通过持续的技术优化,该技术可广泛应用于煤炭、冶金、海洋平台、造纸、民用家电、汽车、船舶、石油、航空航天行业。

中科煜宸始终致力于为客户提供激光表面处理及再制造应用解决方案,目前已成功研发出新品——超高速激光熔覆装备,配备自主研发的负压载气式送粉器、送粉喷嘴等核心器件,与煤机、冶金、汽车、航空航天等行业深入合作,根据企业需求提供工件加工、工艺开发、设备定制等成套技术服务。

该装备三轴联动,更少孔隙、更低的稀释率、更小的热输入量、更低的热应力影响、更低的表面粗糙度,推动绿色环保的技术转型升级。

核心器件—送粉器:

煜宸激光自主研发的负压式送粉器可实现激光加工的同步送粉,多粉桶设计可实现单桶送粉、多桶联合送粉,可根据客户需求定制,能满足客户的不同需求。

加热模块气动送粉

搅拌模块可切换双料桶

以上是对超高速熔覆技术的介绍,想要了解更多这方面的信息,可咨询专业的生产厂家:南京中科煜宸激光技术有限公司或者是登陆公司官网https://www.360docs.net/doc/6a12821190.html,进行详细的了解。

南京中科煜宸激光技术有限公司是一家专业从事激光增材制造装备(3D打印、激光修复)、智能激光焊接装备、自动化生产线、核心器件(工艺软件、送粉器、加工头)和金属粉末材料的研发与制造。

中科煜宸是高新技术企业、中国增材制造产业联盟副理事长单位、全国增材制造标委会标准起草参与单位、国家发改委激光再制造产业化基地、国家工信部激光增材制造产业化基地、国家科技部同步送粉增材制造重大专项承担单位,也是江苏省科技厅金属三维打印工程技术中心、南京市金属三维打印技术中心,江苏省经信委激光智能制造协同创新中心。

场效应管工作原理 1

场效应管工作原理(1) 场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件,具有输入电阻高(108~109?)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中,应用最为广泛的是MOS场效应管,简称MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET);此外还有PMOS、NMOS和VMOS 功率场效应管,以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同,结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应三极管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场

镭射印与冷烫印的工艺及特点

镭射印与冷烫印的工艺及特点 1、镭射压印转移工艺 镭射压印转移工艺的原理是通过可以多次使用的带有镭射微型凹槽的压纹膜与UV光油结合铸造,经UV固化后,对镭射压纹膜进行剥离,固化后的UV光油表面就形成了与镭射压纹膜表面一样的镭射微型凹槽,通过对自然光的折射或漫射,可以达到增进视觉效果的作用。 镭射压印转移工艺的优点在于:①相对于传统的烫印箔而言,镭射压纹膜非常环保,只需用加热的镭射镍版在PP薄膜上压纹即可制成,而传统的烫印箔需要在PET薄膜上涂布离型层、压纹层、镀铝层和胶水层等含多种化学成分的物质;②镭射压纹膜的成本比传统的烫印箔低,种类多,且可以重复使用3次以上; ③可以用于局部镭射压印转移;④使用工艺简单,废品率低。 2、冷烫印工艺 冷烫印在不干胶标签印刷领域是相当普遍的一种表面整饰工艺,不干胶标签冷烫印产品约占不干胶标签烫印产品的80%以上。这主要是因为,相比热烫印,冷烫印更加节能环保,而且更能帮助标签印刷企业提升产能(目前,冷烫印的速度一般可以达到60~120米/分钟)、降低烫印版成本,以及结合先烫后印工艺,可以打造出多变的烫印效果。 机组式柔印机只要稍做改装就可以比较容易地在任何色组上进行冷烫印,因此,冷烫印效果就有多种组合:“印刷+冷烫印”组合、“冷烫印+印刷”组合(印品“印刷+冷烫印+印刷”组合、“冷烫印+印刷+冷烫印”组合。其中,最令业界关注的是后3 种组合,即先烫后印工艺组合:烫银后可再印刷各类专色油墨,以此来代替各种颜色的烫印箔,使得烫一色银箔的标签能够拥有烫印多种色箔的效果,甚至还可以在烫银后印刷网目调图文,使印品呈现出色彩缤纷的金属感。耀眼的金属色光彩照人,具有超强的货架效应,大大提升产品的附加值。现在,无论是洗浴产品标签,还是彩妆产品标签,甚至酒产品标签中,冷烫印工艺几乎无处不见。 这种冷烫印的穿纸方式有一个明显缺陷:冷烫箔与承印材料的贴合牢度不高。冷烫箔与承印材料之间的滑动会引起冷烫箔皱褶、冷烫印图文不完整等故障。这是一种机械设计缺陷,一旦发生,即使对冷烫箔张力、冷烫箔剥离辊角度进行调节,冷烫印产品的品质稳定性也很难得到保证,极易出现锯齿、砂眼、冷烫印图案不全等问题。

激光熔覆技术介绍

激光熔覆是一种新型的涂层技术,是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术,是激光先进制造技术最重要的支撑技术,可以解决传统制造方法不能完成的难题,是国家重点支持和推动的一项高新技术。目前,激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一,已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。 为推动激光熔覆技术的产业化,世界各国的研究人员针对激光熔覆涉及到的关键技术进行了系统的研究,已取得了重大的进展。国内外有大量的研究和会议论文、专利介绍激光熔覆技术及其最新的应用:包括激光熔覆设备、材料、工艺、监测与控制、质量检测、过程的模拟与仿真等研究内容。但到目前为止,激光熔覆技术还不能大面积工业化应用。分析其原因,这里有政府导向的因素、激光熔覆技术本身成熟程度的限制、社会各界对激光熔覆技术的认可程度等因素。因此,激光熔覆技术欲实现全面的工业化应用,必须加大宣传力度,以市场需求为导向,重点突破制约发展的关键因素,解决工程应用中涉及到的关键技术,相信在不远的将来,激光熔覆技术的应用领域及其强度将不断的扩大。下面介绍激光熔覆技术几个发展的动态,以飨读者。 激光熔覆的优势 激光束的聚焦功率密度可达1010~12W/cm2,作用于材料能获得高达1012K/s的冷却速度,这种综合特性不仅为材料科学新学科的生长提供了强有力的基础,同时也为新型材料或新型功能表面的实现提供了一种前所未有的工具。激光熔覆所创造的熔体在高温度梯度下远离平衡态的快速冷却条件,使凝固组织中形成大量过饱和固溶体、介稳相甚至新相,已经被大量研究所证实。它提供了制造功能梯度原位自生颗粒增强复合层全新的热力学和动力学条件。同时激光熔覆技术制备新材料是极端条件下失效零部件的修复与再制造、金属零部件的直接制造的重要基础,受到世界各国科学界和企业的高度重视和多方面的研究。 目前,利用激光熔覆技术可以制备铁基、镍基、钴基、铝基、钛基、镁基等金属基复合材料。从功能上分类:可以制备单一或同时兼备多种功能的涂层如:耐磨损、耐腐蚀、耐高温等以及特殊的功能性涂层。从构成涂层的材料体系看,从二元合金体系发展到多元体系。多元体系的合金成分设计以及多功能性是今后激光熔覆制备新材料的重要发展方向。 最新的研究表明,在我国工程应用中钢铁基的金属材料占主导地位。同时,

(完整版)对场效应管工作原理的理解

如何理解场效应管的原理,大多数书籍和文章都讲的晦涩难懂,给初学的人学习造成很大的难度,要深入学习就越感到困难,本人以自己的理解加以解释,希望对初学的人有帮助,即使认识可能不是很正确,但对学习肯定有很大的帮助。 场效应管的结构 场效应管是电压控制器件,功耗比较低。而三极管是电流控制器件,功耗比较高。但场效应管制作工艺比三极管复杂,不过可以做得很小,到纳米级大小。所以在大规模集成电路小信号处理方面得到广泛的应用。对大电流功率器件处理比较困难,不过目前已经有双场效应管结构增加电流负载能力,也有大功率场管出现,大有取代三极管的趋势。场效应管具有很多比三极管优越的性能。 结型场效应管的结构 结型场效应管又叫JFET,只有耗尽型。 这里以N沟道结型场效应管为例,说明结型场效应管的结构及基本工作原理。图为N沟道结型场效应管的结构示意图。在一块N型硅,材料(沟道)上引出两个电极,分别为源极(S)和漏极(D)。在它的两边各附一小片P型材料并引出一个电极,称为栅极(G)。这样在沟道和栅极间便形成了两个PN结。当栅极开路时,沟道相当于一个电阻,其阻值随型号而不同,一般为数百欧至数千欧。如果在漏极及源极之间加上电压U Ds,就有电流流过,I D将随U DS的增大而增大。如果给管子加上负偏差U GS时,PN结形成空间电荷区,其载流子很少,因而也叫耗尽区(如图a中阴影区所示)。其性能类似于绝缘体,反向偏压越大,耗尽区越宽,沟道电阻就越大,电流减小,甚至完全截止。这样就达到了利用反向偏压所产生的电场来控制N型硅片(沟道)中的电流大小的目的。 注:实际上沟道的掺杂浓度非常小,导电能力比较低,所以有几百到几千欧导通电阻。而且是PN结工作在反向偏置的状态。刚开机时,如果负偏置没有加上,此时I D是最大的。 特点:1,GS和GD有二极管特性,正向导通,反向电阻很大 2:DS也是导通特性,阻抗比较大 3:GS工作在反向偏置的状态。 4:DS极完全对称,可以反用,即D当做S,S当做D。 从以上介绍的情况看,可以把场效应管与一般半导体三极管加以对比,即栅极相当于基极,源极相当于发射极,漏极相当于集电极。如果把硅片做成P型,而栅极做成N型,则成为P沟道结型场效应管。结型场效应管的符号如图b所示。

DHPLC系统工作原理及其应用

?综述与专论? 生物技术通报 B I O TECHNOLO G Y BULL ET I N 2006年增刊 D HP LC 系统工作原理及其应用 李莉 王翀 陈瑶生 (华南农业大学动物科学学院,五山 510642) 摘 要: 变性高效液相色谱(DHP LC )是一种高通量筛选DNA 序列变异的新技术,从该仪器设备的组成、工作原理、基本操作方法、主要技术特点等作一综述,并对其在基因组领域的应用如S NP 分析、双链DNA 片段分析、微卫星分析、mRNA 定量分析、引物纯度检测等方面及在医学、遗传学方面的应用作了较详细的综述。 关键词: DHP LC 原理 应用 W orki n g Pr i n c i ples and Appli cati on of DHP LC Syste m L i L i W ang Chong Chen Yaosheng (College of A ni m al Science,South China A gricultural U niversity,Guangzhou 510642) Ab s tra c t: Denaturing H igh Perf or mance L iquid Chr omat ography (DHP LC )is a kind of high thr oughout ne w tech 2 nique t o detect the mutati on of the DNA sequence .The structure of the instru ment,working Princi p les,basic mani pulating method and main technical characteristic were revie wed .The app licati ons in the medicine,genetics and genome domain such as analysis of S NP,the frag ment of double strains,m icr osatellite,the quantitative mRNA,the pure detecti on of the p ri m e,et al were revie wed in detail . Key wo rd s: DHP LC Princi p le App licati on 基金项目:国家自然科学基金资助(30300249) 作者简介:李莉(19822),女,硕士研究生,专业方向:动物遗传育种与繁殖,电话:020********* 通讯作者:王翀(19682),女,博士,副教授,主要研究方向:分子遗传学,电话:020*********,E 2mail:betty@scau .edu .cn 变性高效液相色谱(denaturing high perf or mance liquid chr omat ography,DHP LC )是一种新的高通量筛选DNA 序列变异的新技术,这一技术最先由美国Stanf ord 大学Oefner 及Underhill 等于1995年报道, 美国Transgenom ic 公司采用该原理制造专利化仪器,专利产品为WAVE μ DNA 片段分析系统 (WAVE μDNA frag ment analysis syste m )。1.1 仪器主要组成部分 硬件部分:变性高效液相色谱仪(WAVE μ 3500HT ):WAVE μ L 27100型四元梯度溶液注入系 统(含四元梯度泵),WAVE μ L 27250型Peltier 可冷 却、加热自动进样器,WAVE μ L 27300p lus 型高精度Peltier 柱箱,WAVE μ L 27400型紫外/可见光检测 器,WAVE μ L 2700在线去气装置:四通道,样品池(可容纳4个96孔PCR 板,以便进行大规模分析筛 查),WAVE μ Maker 数据工作站系统(硬件)等。 软件部分:M icr os oft W indows μ NT 操作系统,HS MD 27000数据工作站控制接口软件,WAVE μ Maker 核苷酸片段分析系统专用软件包。1.2 DHP LC 基本原理及其应用 用离子对反向高效液相色谱法:①在不变性的温度条件下,检测并分离分子量不同的双链DNA 分子或分析具有长度多态性的片段,类似RF LP 分析,也可进行定量RT 2PCR 及微卫星不稳定性测定 (MSI );②在充分变性温度条件下,可以区分单链DNA 或RNA 分子,适用于寡核苷酸探针合成纯度 分析和质量控制;③在部分变性的温度条件下,变异型和野生型的PCR 产物经过变性复性过程,不仅分别形成同源双链,同时也错配形成异源双链,根据柱子保留时间的不同将同源双链和异源双链分离,

场效应管工作原理

场效应管工作原理 MOS场效应管电源开关电路。 这是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。 MOS 场效应管也被称为MOS FET,既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的为增强型MOS场效应管,其内部结构见图5。它可分为NPN型PNP 型。NPN型通常称为N沟道型,PNP型也叫P沟道型。由图可看出,对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称电场)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。

为解释MOS场效应管的工作原理,我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。如图6所示,我们知道在二极管加上正向电压(P端接正极,N端接负极)时,二极管导通,其PN结有电流通过。这是因为在P型半导体端为正电压时,N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端,而P 型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动,从而形成导通电流。同理,当二极管加上反向电压(P端接负极,N端接正极)时,这时在P型半导体端为负电压,正电子被聚集在P型半导体端,负电子则聚集在N型半导体端,电子不移动,其PN结没有电流通过,二极管截止。 对于场效应管(见图7),在栅极没有电压时,由前面分析可知,在源极与漏极之间不会有电流流过,此时场效应管处与截止状态(图7a)。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时,由于电场的作用,此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极,但由于氧化膜的阻挡,使得电子聚集在

激光熔覆技术毕业设计(论文)

1. 引言 1.1 本课题的研究背景及意义 激光熔覆技术(Laser cladding technology)是指在被涂覆机体表面上,以不同的添料方式放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和机体表面薄层同时熔化,快速凝固后形成稀释度极低、与基体材料成冶金结合的涂层,从而显著改善机体材料表面耐磨、耐热、耐蚀、抗氧化等性能的工艺方法[1]。按涂层材料的添加方式不同,激光熔覆技术可分为预置法和同步送粉法,如图1所示。激光熔覆技术因具有应用灵活、耗能小,热输入量低、引起的热变形小,不需要后续加工或加工量小,减少公害等优点,近年来已在材料表面改性上受到高度重视[2]。特别是上个世纪80年代以来,该技术得到了很大进步和发展。激光熔覆的最终目的是改善材料的使用性能,使其更好地满足使用要求。与堆焊、热喷涂和等离子喷焊等表面改性技术相比,激光熔覆具有下述优点:(1)熔覆层晶粒细小,结构致密,因而硬度一般较高,耐磨、耐蚀等性能亦更为优异;(2)熔覆层稀释率低,由于激光作用时间短,基材的熔化量小,对熔覆层的冲淡率低(一般仅为5%-8%),因此可在熔覆层较薄的情况下获得所要求的成分与性能,节约昂贵的覆层材;(3)激光熔覆热影响区小,工件变形小,熔覆成品率高;(4)激光熔覆过程易实现自动化生产,覆层质量稳定,如在熔覆过程中熔覆厚度可实现连续调节,这在其他工艺中是难以实现的。由于激光熔覆的上述优点,它在航空、航天乃至民用产品工业领域中都有较广阔的应用前景,已成为当今材料领域研究和开发的热点。

图1.1 激光熔覆原理示意图 1.2 本课题国内外研究现状 激光熔覆技术的发展当然离不开激光器。目前,激光器主要有3种:CO2激光器、YAG 固体激光器和准分子激光器。国内外常用于激光熔敷的激光器主要有两种:一种是输出功率为0.5-10KW的CO2气体激光器,另一种是输出功率为500W左右的YAG固体激光器。其中工业上用来进行表面改性的多为CO2大功率激光器。近年来,华中科技大学、中国科学院、清华大学、西北工业大学等国内多家单位在激光熔覆设备及过程控制方面做了许多研究工作,如华中科技大学激光加工国家工程研究中心已相继成功研制出500 - 10000W大功率CO2气体激光器、100-500W固体激光器等系列激光产品,中科院则开发出集成化激光智能加工系统,清华大学激光加工研究中心已研制出各种规格的同轴送粉喷嘴和自动送粉器等。在激光熔覆技术上,国内的研究主要表现在以下几个方面:1.激光熔覆同轴送粉器以及利用CCD红外检测激光熔覆温度场,如天津工业大学杨洗尘教授[3];2.激光熔覆制备耐磨涂层[4];3.激光熔覆工艺参数的研究;4.激光熔覆过程中添加某重金属元素对特定合金组织的影响[5];5.扫描速度对熔覆层硬度和厚度的影响[6];6.激光熔覆制备金属基复合涂层以提高机械性能[7];7.Mg表面熔敷不同金属材料涂层的机械性能[8];国外的研究状况:国外对激光熔覆技术的研究其实与上世纪80年代,比我国早十年左右,国外的研究主要集中在欧洲、北美和亚洲。欧洲的主要研究内容包括:1.对激光熔覆过程的基础研究与理解,如葡萄牙先进技术研究所和英国利物浦大学,如图2;2.激光熔覆制备金属基复合涂层以提高机械性能[9];3.激光熔覆恢复零件和工具性能[10];4.激光熔覆过程显微裂纹和残余

MOS 场效应管的工作原理及特点

MOS 场效应管的工作原理及特点 场效应管是只有一种载流子参与导电,用输入电压控制输出电流的半导体器件。有N沟道器件和P 沟道器件。有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET (Metal Oxide SemIConductor FET)。 MOS场效应管 有增强型(Enhancement MOS 或EMOS)和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS)两大类,每一类有N沟 道和P沟道两种导电类型。场效应管有三个电极: D(Drain) 称为漏极,相当双极型三极管的集电极; G(Gate) 称为栅极,相当于双极型三极管的基极; S(Source) 称为源极,相当于双极型三极管的发射极。 增强型MOS(EMOS)场效应管 道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极,一个是漏极D,一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底(substrat),用符号B表示。 一、工作原理 1.沟道形成原理

当Vgs=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压,不会在D、S间形成电流。当栅极加有电压时,若0<Vgs<Vgs(th)时(VGS(th) 称为开启电压),通过栅极和衬底间的电容作用,将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层。耗尽层中的少子将向表层运动,但数量有限,不足以形成沟道,所以仍然不足以形成漏极电流ID。 进一步增加Vgs,当Vgs>Vgs(th)时,由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子,因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层(inversion layer)。随着Vgs的继续增加,ID将不断增加。 在Vgs=0V时ID=0,只有当Vgs>Vgs(th)后才会出现漏极电流,这种MOS管称为增强型MOS管。 VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(vGS)|VDS=const这一曲线描述,称为转移特性曲线,见图。 转移特性曲线斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。gm 的量纲为mA/V,所以gm也 称为跨导。 跨导的定义式如下: gm=△ID/△VGS| (单位mS) 2.Vds对沟道导电能力的控制 当Vgs>Vgs(th),且固定为某一值时,来分析漏源电压Vds对漏极电流ID的影响。Vds的不同变化对沟 道的影响如图所示。 根据此图可以有如下关系 VDS=VDG+VGS= —VGD+VGS VGD=VGS—VDS 当VDS为0或较小时,相当VGD>VGS(th),沟道呈斜线分布。在紧靠漏极处,沟道达到开启的程度以上,

烫发理论知识

【烫发的发.Nicser推荐。】 1.烫发是利用卷度将头发的发束重叠或是产生空隙的效果。 2.热朔烫能让顾客上瘾,冷烫能发挥设计创意。 3.曲线代表舒适,直线代表冷酷。 4.直发与卷发的融合设计是非常重要的。 5.烫发卷度就是赋予头发甜美与温柔感,直发赋予冷酷与意志力 6.颈部区的卷度卷型会影响长度,侧部区的卷法会影响脸形,冠顶区的卷度卷型影响分线,毛流,走向,动感。 7.大卷代表轻柔,波浪代表柔和,小卷代表重强。 8.发根的卷度可表现份量感,发尾的卷度可做出律动方向感。 9.烫发发束分三种a.横向平饶法-->表现份量感 b.纵向平饶法-->表现发束感 c.斜向平饶法-->表现立体感 10.大小不同的发卷重叠组合可以表现质感强弱混合,产生旋律。 11.头发表现一个人的个性,发型设计是让人生活更加幸福。 12.洞察力,设计性,和技术不断提升是互相关联的。 烫发的专业与打薄之重要性 1.烫发是非常之重要,所以要考虑完成后之发型卷度。 2.型的创造与基本剪发,决定烫发设计的品质。 3.烫发失败的原因之一,发质判断错误与烫发处理程序。 4.必须要理解卷度的质感,毛流方向,上卷角度与方向性,开始上卷的位置,取发片之不同质感和发根膨度关系。 5.上卷方式质感和量感的不同: a.发根上卷-->角度(高,中,低) --> 发根上卷,发梢重叠-->发根卷发尾飘 b.发梢上卷-->角度(高,中,低) -->发梢重叠,发根上卷-->发尾卷,发根弹性 6.依方向性卷度的质感不同: a.往前(脸)-->重心高,发根有膨度,自然印象 b.往后(脑)-->重心低,发根不蓬松,华丽印象 7.依上卷位置毛流不同; a.发根-->重心高,横宽-->重心在发根走向重叠 b.中间-->介于中间-->重心在发中走向重叠 c.发梢-->重心低,纵长-->重心在发尾走向重叠 8.取发片方式依毛流不同: a.横向-->卷度均匀,横宽,圆形-->适合短发 b.斜向-->介于中间-->适合中长 c.纵向-->卷度立体感,纵长-->适合长发 9.烫前打薄基础: 提高卷度质感,型的调整,再现性,取发片下方和方向,位置。

开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用

开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用(二) (低轴阻发电机参考资料) 1 引言 开关磁阻电机驱动系统(SDR)具有一些很有特色的优点:电机结构简单、坚固、维护方便甚至免维护,启动及低速时转矩大、电流小;高速恒功率区范围宽、性能好,在宽广转速和功率访问内都具有高输出和高效率而且有很好的容错能力。这使得SR电机系统在家用电器、通用工业、伺服与调速系统、牵引电机、高转速电机、航空航天等领域得到广泛应用。 SR电机是一种机电能量转换装置。根据可逆原理,SR电机和传统电机一样,它既可将电能转换为机械能—电动运行,在这方面的理论趋于成熟;也可将机械能转换为电能—发电运行,其内部的能量转换关系不能简单看成是SR电动机的逆过程。本文将从SR电机电动和发电运行这两个角度阐述SR电机的运行原理。 2 电动运行原理 2.1 转矩产生原理 控制器根据位置检测器检测到的定转子间相对位置信息,结合给定的运行命令(正转或反转),导通相应的定子相绕组的主开关元件。对应相绕组中有电流流过,产生磁场;磁场总是趋于“磁阻最小”而产生的磁阻性电磁转矩使转子转向“极对极”位置。当转子转到被吸引的转子磁极与定子激磁相相重合(平衡位置)时,电磁转矩消失。此时控制器根据新的位置信息,在定转子即将达到平衡位置时,向功率变换器发出命令,关断当

前相的主开关元件,而导通下一相,则转子又会向下一个平衡位置转动;这样,控制器根据相应的位置信息按一定的控制逻辑连续地导通和关断相应的相绕组的主开关,就可产生连续的同转向的电磁转矩,使转子在一定的转速下连续运行;再根据一定的控制策略控制各相绕组的通、断时刻以及绕组电流的大小,就可使系统在最隹状态下运行。 图1 三相sr电动机剖面图 从上面的分析可见,电流的方向对转矩没有任何影响,电动机的转向与电流方向无关,而仅取决于相绕组的通电顺序。若通电顺序改变,则电机的转向也发生改变。为保证电机能连续地旋转,位置检测器要能及时给出定转子极间相对位置,使控制器能及时和准确地控制定子各相绕组的通断,使srm能产生所要求的转矩和转速,达到预计的性能要求。 2.2 电路分析

场效应管工作原理

场效应管工作原理(1) 场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件,具有输入电阻高(108~109?)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中,应用最为广泛的是MOS场效应管,简称MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET);此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管,以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同,结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应三极管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管,3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。 第二种命名方法是CS××#,CS代表场效应管,××以数字代表型号的序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。 三、场效应管的参数 场效应管的参数很多,包括直流参数、交流参数和极限参数,但一般使用时关注以下主要参数: 1、I DSS — 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压U GS =0时的漏源电流。 2、U P — 夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。 3、U T — 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。 4、g M — 跨导。是表示栅源电压U GS — 对漏极电流I D 的控制能力,即漏极电流I D 变化量与栅源电压U GS 变化量的比值。g M 是衡量场效应管放大能力的重要参数。 5、BU DS — 漏源击穿电压。是指栅源电压U GS 一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一 项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BU DS。

烫发是人们利用物理和化学的原理

烫发是人们利用物理和化学的原理,通过热能的作用,使头发产生形和质的变化,以丰富发式造型增加发型的美感,达到卷曲或直的目的。1905年德国人内斯拉发明用碱溶液将头发湿润变软,再卷缠到小棍上烘干,卷烫的方法,1933年法国人在蒸汽烫发基础上改用通电卡子,并发明电热烫。到了1937年英国的斯区曼在美国发明现代化学烫发技术(俗称冷烫),一直普及到现在。 第一节烫发的目的 1、增加头发的可塑性、变化性; 2、增加体积感; 3、增加层次感; 4、卷曲发比直发受光更分散,加上波折方向感和闪烁感产生光和色的变化; 5、能增加错视感转移脸上焦点; 6、弥补发质不足(硬发变得柔软,软发增加弹性)。 第二节烫发的原理 无论是化学烫、电烫或蒸汽烫等,其变形原理是一样的都意味着毛发自身的膨胀,这是先决条件,然而毛发自身的膨胀都是基于化学成分的改变,头发通过表皮的软化与内部分子的改变以适应新的情况而得以卷曲,改变头发内部的化学键位置的过程即:裂变反应——迫使移位——组合新键——位置固定。 染发的理由 理由一、亚洲人的个子一般不高,发色太重更会压得人心情沉重。在头发上稍加层次,再配合流行挑染,可增添头发的轻盈质感。从造型的角度来看,为头发染色彩可以增添变化感从而令生活也相应多姿多彩。 理由二、头发的色彩与心情搭配,换个发色,换个心情。红色给人热情、大胆、生命力旺盛的感觉;黄色给人高贵、辉煌的感觉。如果最近比较郁闷低调,可选择鲜艳靓丽的发色;如果最近烦躁不安定,不妨将头发染成较为深沉厚重的颜色。 理由三、增添女人味,衬托肤色以及着装。不同的头发颜色有不同的美感,棕色头发柔和易接近,深色头发端庄典雅,并能强调独特东方美,当着装非常东方化的时候,最好保持黑色。肤色白皙的人宜选用暖色调染发。而如果想变得更加更富有女人味,则可尝试浅棕色。 理由四、与脸型配合,令脸部更迷人。用挑染的手法将前额一小撮头发染成突出的色彩,或只刷表面做重点式的染发,会吸引别人的视线,从而强调脸部更美的部位。或者只强调脸部周围的头发,如书框一般框住脸型,以突出发型及脸型的轮廓。 理由五、在时尚感极强的同时透出一点自己独特的品味。比如适当的挑染可以给秀发制造出一种韵律感,可选择与黑色相近的酒红、紫红、棕红等,效果十分显著。

冷烫技术之探讨

摘要 在激烈的市场竞争中,为了增加产品的附加价值,更有效地进行包装防伪,越来越多的包装商品采用烫印技术,而本研究针对于冷烫技术之发展与现况与其冷烫印种类及制成原理进行探讨,并分析冷烫技术与热烫技术之优缺点。冷烫技术一般分为干式冷烫与湿式冷烫两种。冷烫技术是采用印刷胶黏剂的方法转移金属箔,且冷烫印技术成本低,节省能源及生产效率高,是未来符合加工市场需求的新技术。 一、前言 近年由于印刷包装领域的重要性日益增多,独特而美观的设计与加工技巧,逐渐成了商品包装的一部份。烫印技术与包装市场可谓息息相关,采用优质烫金箔的包装设计使产品亮丽美观,提升包装品质与价值。早期烫金箔技术以热烫箔为主,由于冷烫技术近年急速发展,皆可适用于柔版印刷、平版印刷…等。冷烫技术不同于热烫技术需要复杂之设备,且生产速度快,符合包装行业未来的高速发展趋势。而在商品防伪方面,给予消费者购买前直接目测辨别真伪,防止包装被造假者再利用提高防伪性及商业效益。根据包装印刷及纸加制品加工机械业者指出,全球印刷市场年营业额的1/3是由包装印刷行业创造的,年营业额可高达2500亿美元的市场,且还不断增长。而全球书刊印刷的年营业额仅为100亿美元。2004年北美包装印刷及加工总值达680亿美元,预计将于2009年之前增长至830亿美元(中国包装机械网,2005)。 在激烈的市场竞争中,为了增加产品的附加价值,更有效地进行包装防伪,越来越多的包装商品采用烫印技术。而冷烫技术不需使用加热后的金属印版,而是利用印刷胶黏剂的方法转移金属箔,且冷烫印技术成本低,节省能源,生产效率高,是未来符合加工市场需求的新技术(蔡右政,2004)。 二、冷烫技术的发展与现况 冷烫金技术是近年来欧美印刷行业于印刷加工的新科技之成果,与传统烫印技术不同的是,冷烫技术使用一种全新的概念由冷压技术来转移电化箔,不仅解决了许多印刷烫金产业过去难以解决的转移问题,而且最重要的是节约了能源,并避免了制作金属印版过程中对环境产生的污染(官淑娟,2004)。将冷烫金技术用于在窄幅轮转印刷机上印刷较下易干燥的塑胶材料时,只需在原有设备上附加装置即可加工(Image Printing Products International,IPPI,2001)。DURPA2004德国KURZ于Nilpeter的窄幅印刷机上用冷烫箔烫印饮料瓶标签(KURZ,2004),同时曼罗兰(MANRoland)的R-700型印刷机也装置冷烫系统,曼罗兰因连线冷烫装置更荣获由PIA/GATF(美国印刷工业协会/印刷技术委员)颁发的极具声望的2006年度InterTech技术奖项殊荣(MANRoland,2006)。而国内也有厂商像是联艺机械也将冷烫设备设计于LLR-300全轮转间歇式商标印刷机上。 在冷烫金箔生产制造方面,目前全球主要真空蒸镀竞争者包括了全球第一大厂德国Kurz、美国ITW集团与CRL、英国APl、日本NaKai与Oike,及韩国Kolon等,国内真空蒸镀产业始自1968年由日本东洋真空镀金提供技术并出资49%在嘉义县民雄乡成立之东洋真空镀金?发展至今,约有10余家业者,如东和真空镀金与农宝企业成立较早,台湾真空镀膜、明松真空镀金、岱棱等则成立时间相近,而国内产值每年稳定成长,近年已达40亿元台币,市场发展逐渐以外销为主。业者之中以岱棱科技较具规模,其烫金膜之销售约占全球市场3%,

激光熔覆_图文讲解

一、激光熔覆的原理 激光溶覆是利用高能激光束辐照,通过迅速熔化、扩展和凝固,在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料,构成一种新的复合材料,以弥补基体所缺少的高性能。能充分发挥二者的优势,克服彼此的不足。 可以根据工件的工况要求,熔覆各种(设计)成分的金属或非金属,制备耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面覆层。通过激光熔覆,可在低熔点材料上熔覆一层高熔点的合金,亦可使非相变材料 (AI 、Cu 、Ni 等)和非金属材料的表面得到强化。 在工件表面制备覆层以改善表面性能的方法很多,在工业中应用较多的是堆焊、热喷涂和等离子喷焊等,与上述表面强化技术相比,激光熔覆具 有下述优点: (1 )熔覆层晶粒细小,结构致密,因而硬度一般较高,耐磨、耐蚀等性能 亦更为优异。 (2 )熔覆层稀释率低,由于激光作用时间短,基材的熔化量小,对熔覆层的冲淡率低(一般仅为 5%-8%),因此可在熔覆层较薄的情况下,获得所要求的 成分与性能,节约昂贵的覆层材料。 (3 )激光熔覆热影响区小,工件变形小,熔覆成品率高。 (4 )激光熔覆过程易实现自动化生产,覆层质量稳定,如在熔覆过程中熔覆厚度可实现连续调节,这在其他工艺中是难以实现的。 由于激光熔覆的上述优点,它在航空、航天乃至民用产品工业领域中都有较广阔的应用前景,已成为当今材料领域研究和开发的热点。 激光熔覆技术应用过程中的关键问题之一是熔覆层的开裂问题,

尤其是大工件的熔覆层,裂缝几乎难以避免,为此,研究者们除了改进设备,探索合适工艺,还在研制适合激光熔覆工艺特点的熔覆用合金粉末和其他熔覆材 料。 二、激光熔覆工艺方法 激光熔覆工艺方法有两种类型: 1、二步法(预置法) 该法是在激光熔覆处理前,先将熔覆材料置于工作表面,然后采用激光将其熔化,冷凝后形成熔覆层。预置熔覆材料的方式包括: (1 )预置涂覆层:通常是应用手工涂敷,最为经济、方便、它是用粘结剂将熔覆用粉末调成糊状置于工件表面,干燥后再进行激光熔覆处理。但此法生产效率低,熔覆厚度不一致,不宜用于大批量生产。 (2 )预置片:将熔覆材料的粉末加入少量粘结剂模压成片,置于工件需熔覆部位,再进行激光处理。此法粉末利用率高,且质量稳定,适宜于一些深孔零件,如小口径阀体,采用此法处理能获得高质量涂层。 2、一步法(同步法) 这是在激光束辐照工件的同时向激光作用区送熔覆材料的工艺, 它又有两种方/法。 同步送粉法:使用专用喷射送粉装置(见图)将单种或混合粉末送入熔池,控制粉末送入量和激光扫描速度即可调整熔覆层的厚度。由于松散的粉末对激光的吸收率大,热效率高,可获得比其他方法更厚的熔覆层,容易 实现自动化。国外实际生产中采用较多。 同步送丝法:此法工艺原理虽与同步送粉法相同,但熔覆材料是预先加工成丝材或使用填充丝材。此法便利且不浪费材料,更易保证熔覆层的成分均匀性,尤其是当熔覆层是复合材料时,不会因粉末比重或粒度大小的不同而影响覆层质量,且通过对丝材进行预热的精细处理可提高熔覆速率。但是丝材表面光滑,对激光的反射较强,激光利用率相时较低;此外,线材制造过程较 复杂,且品种规格少。

烫发原理

烫发是美化头发的一种化妆方法,凡具有改变头发弯曲度并能保持相对稳定的美发用品均属于烫发化妆 品。头发的主要成分是角蛋白,约占95%,角蛋白由氨基酸组成,其中胱氨酸占14%,这些氨基酸在头发中按长轴方向以酰胺健结合,形成肽链,而肽链彼此之间又通过胱氨酸中的二硫键形成键桥固定,使头发呈一定的形状。 烫发就是打开键桥,重新排列、固定发型、再构成新的键桥,使头发保持固定的波纹卷曲的发型。利用加热并辅以碱液的方法打开二硫键,称为热烫;利用化学药物在常温下打开二硫键的方法称为冷烫,所使用的化学药物称为冷烫剂。 冷粱剂多为二剂型,第一剂主要成分是还原剂,其作用是打开二硫键;第二剂是氧化剂,其作用是修补打开的二硫键,使其恢复头发的刚韧性,固定设计的发型。 冷烫剂的组成如下: ⑴还原剂常用的还原剂是巯基乙酸铵和巯基乙酸钠,也可用其他巯基化合物,如巯基乙酰胺、巯基乙酸酯、巯基乙酰肼和2-亚氨基噻吩烷等。 ⑵碱类物质冷烫剂中使用的碱性物质有氨水、单乙醇胺、三乙醇胺、碳酸氢铵、氢氧化钠(钾)、碳酸钠(钾)和硼砂等。 碱性物质的作用是控制冷烫剂的pH值为9~9.5,使头发溶胀松软,增强卷毛效果而又不损伤头发。 ⑶中和剂它是第二剂的主要原料,主要成分是氧化剂和柠檬酸。常用的氧化剂有过氧化氢、溴酸钠和硼酸钠等。 ⑷其他添加剂为使冷烫剂具有良好的卷发效果而不损伤头发,还需加入其他添加剂,主要有 ①滋润剂使头发柔韧、光泽,常用的滋润剂有羊毛脂及其衍生物、油醇、蓖麻油、肉豆蔻酸异丙酯、水解胶原和硅油等。 ②软化剂其作用是促使头发软化膨胀,促进冷烫剂渗入发质,加速卷发过程。常用的有烷基硫酸钠(如K12)和三乙醇胺等。 ③乳化剂产品形态为冷烫乳液或冷烫膏时,需加入乳化剂,常选用非离子表面活性剂如AEO、Span和Tween等。 ④增稠剂其作用是增加冷烫剂的黏度,使冷烫剂在使用时不易流失,常用的CMC、PEG(高相对分子质量)和汉生胶等。 ⑤调理剂其作用是改善头发的梳理性、增加光泽,可选用阳离子表面活性剂和阳离子纤维素聚合物等。 ⑥金属螯合剂(EDTA)、香精和色素等。 直发剂是利用碱性物质对头发的溶胀松驰作用将弯曲的头发拉直,因为强碱对头发有损伤,还需要在直发剂中加入其他添加剂,如滋润剂、乳化剂和调理剂等。 烫发剂

激光熔覆技术分析与展望讲解

激光熔覆技术分析与展望 作者:张庆茂激光熔覆是一种新型的涂层技术,是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术,是激光先进制造技术最重要的支撑技术,可以解决传统制造方法不能完成的难题,是国家重点支持和推动的一项高新技术。目前,激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一,已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。为推动激光熔覆技术的产业化, 作者:张庆茂 激光熔覆是一种新型的涂层技术,是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术,是激光先进制造技术最重要的支撑技术,可以解决传统制造方法不能完成的难题,是国家重点支持和推动的一项高新技术。目前,激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一,已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。 为推动激光熔覆技术的产业化,世界各国的研究人员针对激光熔覆涉及到的关键技术进行了系统的研究,已取得了重大的进展。国内外有大量的研究和会议论文、专利介绍激光熔覆技术及其最新的应用:包括激光熔覆设备、材料、工艺、监测与控制、质量检测、过程的模拟与仿真等研究内容。但到目前为止,激光熔覆技术还不能大面积工业化应用。分析其原因,这里有政府导向的因素、激光熔覆技术本身成熟程度的限制、社会各界对激光熔覆技术的认可程度等因素。因此,激光熔覆技术欲实现全面的工业化应用,必须加大宣传力度,以市场需求为导向,重点突破制约发展的关键因素,解决工程应用中涉及到的关键技术,相信在不远的将来,激光熔覆技术的应用领域及其强度将不断的扩大。下面介绍激光熔覆技术几个发展的动态,以飨读者。 激光熔覆的优势 激光束的聚焦功率密度可达1010~12W/cm2,作用于材料能获得高达1012K/s的冷却速度,这种综合特性不仅为材料科学新学科的生长提供了强有力的基础,同时也为新型材料或新型功能表面的实现提供了一种前所未有的工具。激光熔覆所创造的熔体在高温度梯度下远离平衡态的快速冷却条件,使凝固组织中形成大量过饱和固溶体、介稳相甚至新相,已经被大量研究所证实。它提供了制造功能梯度原位自生颗粒增强复合层全新的热力学和动力学条件。同时激光熔覆技术制备新材料是极端条件下失效零部件的修复与再制造、金属零部件的直接制造的重要基础,受到世界各国科学界和企业的高度重视和多方面的研究。 目前,利用激光熔覆技术可以制备铁基、镍基、钴基、铝基、

水文地质结构系统的基本原理及其应用

水文地质结构系统的基本原理及其应用 摘要:近些年来,随着我国经济、科学技术、建筑行业的发展,我国的工程建 设越来越多,工程建设的过程中因为人的不当行为、工程的某些要求,对工程建 设周边的地下水资源的破坏比较严重,随着工程建筑的不断增多,对地下水资源 的破坏在不断的加重,而水文地质条件对环境的效应有一定的影响,而对水文地 质结构系统的基本原理研究可以解决一些环境问题,所以研究水文地质结构系统 的原理和应用具有十分重要的现实意义。 关键词:水文地质;结构系统;基本原理;应用 1水文地质学发展简史 水文地质学的发展经历了萌芽、奠基、形成和发展四个阶段。5700年的浙江 余姚河姆渡古文化遗址水井,约3000年前中西亚及北非的干旱地带出现的坎儿 井(Biswas,1970;Todd等,2005),表明人类从远古时代就开了地下水的利用,代表了水文地质学的萌芽。欧洲工业革命时期,由于工业的快速发展,需水量大 大增加,人们对井的出水有了量的需求。1856年,法国水利工程师达西 (H.Darcy),通过室内水通过沙的控制性实验,得出线性渗透定律,即著名的达 西定律,奠定了水文地质学的基础。法国人裘布依(A.Dupuit)、美国人泰斯(C.V.Theis)都先后加入到地下水的定量计算中,并且将其推到了一个新的高度。该阶段人们已经通过实践得到了水文地质相关的基本理论,并且将其应用到了地 下水的研究之中,为水文地质学的发展奠定了好的基础。第一次世界大战之后, 合理开发、科学管理与保护地下水资源,越来越受到人们重视。20世纪40~60 年代,雅克布(C.E.Jacob)及汉图什(M.S.Hantush)等论述了孔隙承压含水层的 越流现象,“含水层思维”受到冲击,逐渐产生含水系统的概念。随后英国的博尔 顿(N.S.Boulton)和美国的纽曼(Neuman)分别导出了潜水完整井非稳定流方程。至此,水文地质学已经完成了从找水型向资源型的转变,各方面理论研究已经构 建了较完备的结构框架,水文地质学的发展已经初步成型。第二次世界大战以后,随着生产力与科学技术的迅速发展,世界人口急剧增长,消费需求也急剧升高, 因而人类开始大规模改造自然环境,大量消耗了包括地下水在内的各种资源,破 坏了环境,打破了生态平衡,进而导致了生态环境的急剧恶化,如土地荒漠化、 土壤盐碱化、地面沉降、水土流失等。保护生态环境刻不容缓,水文地质工作者 开始寻求新的发展模式,水文地质学开始进入了以生态环境为研究核心的阶段, 期间面临的问题错综复杂,以及在全球信息化大的背景下,原有的思维模式、概念、理论以及方法已经难以满足发展需求。加拿大的托特提出了地下水流动系统 理论,为水文地质学的发展开拓了新的发展前景。新技术、新理论的不断引入, 使得水文地质学越来越系统,概念越来越完善,技术越来越成熟,分支学科的划 分也越来越明确,其发展也越来越迅速,至此,水文地质学进入了新的发展时期。从水文地质学发展的四个阶段我们可以清晰地看出,其是一门与生活实践密不可 分的学科。水文地质学的发展贯穿于人类文明的发展之中。 2水文地质结构系统的基本思想 结构系统的概念是系统理论中基本概念的扩展。系统科学强调从系统的结构 与功能的观点出发去研究整个客观世界,这也是水文地质结构系统理论的出发点。 由不同等级、不同形态、不同成因(建造)、经受不同改造作用、具有不同结构和水力学性质的水文地质综合体的有机组合所构成的、具有控水功能、并且不断 运动演化的有机整体,这就是水文地质结构系统的定义。这里,结构系统既指各

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