绿色化学是20世纪末崛起的一门新兴学科,相对于传统化学,它是未来化学化工发展的主要方向之一。下面是我为大家整理的化学综述性论文,供大家参考。
1改革措施
加强课前预习
随着中国高校培养水平的逐步提高,目前在对学生的培养中设置了大量的实验课,每周学生都要进行两到三次的实验课学习,学生对实验课已经不存在太多的新鲜感,再加上不同的实验课基本采取的都是同一模式的教学方法,从而导致学生对实验的积极性普遍不高,实验应付差事。以往在做实验之前,通常是由教师组织安排,介绍实验目的、实验原理和仪器设备;对易出现的问题提出注意事项,对实验中出现的现象提出理论解释,学生按教师的讲解按部就班的重复实验,获取数据,验证规律。使用实验规定的仪器设备,按照规定的实验方法和步骤完成规定的实验内容,然后按规定的格式完成实验报告;这样可以培养严谨、认真、规范的学习态度,有利于学生掌握有机化学实验的操作要领。但也往往会使学生由于缺少独立解决问题的意识,而挫伤学生的创造性和积极性,完全把他们放在了被动接受的位置上,严重地束缚了学生的创新性,缺少创新思想,缺少学习兴趣,导致记忆不牢,认识不深,做实验则只为拿学分,走形式,实验操作过而忘,更不会掌握扎实的基础。学生不经过预习,同样可以根据老师的讲解了解实验内容,能够按老师的讲解完成实验,但这样学生对预习报告就会流于形式,照抄教材,敷衍了事,对实验内容了解不深,从而不能真正掌握实验的知识要点[3]。为改变此现状,采用要求学生提前预习的措施。在上课之前,要求学生先交预习报告,否则不能进行实验。实验预习的具体内容要求明确实验目的和要求、了解反应机理、熟悉各种化学试剂的物理常数、画好装置图、列出实验步骤和注意事项。为了杜绝学生应付差事,只是将教材一字不落的抄袭下来的现象,要求预习报告中的实验步骤部分必须细化成一个个步骤,每个步骤必须有简明扼要的标题,标题下写明该步骤的具体内容。预习报告最后要求学生根据教材的注释和网上查找的资料写出注意事项。在对实验讲解时,设置若干问题,对学生进行提问,检验预习效果,同时对学生起到督促作用。通过这些措施,使得学生不得不认真预习,从而提高学习效果。
培养过硬的基本操作能力
有机化学实验包括许多的基本操作,在某种意义上我们可以说有机化学实验就是由若干个基本操作构成的一个复杂的操作体系。若要使实验达到理想的效果,学生必须具备扎实的基本功,具备过硬的基本操作技能[4]。有机化学实验课一般设置了基本操作实验(如熔点的测定、蒸馏和沸点的测定、分馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、萃取、重结晶、色谱等)和有机化合物的合成实验(如乙酰乙酸乙酯的制备、肉桂酸的制备、呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备、1-溴丁烷的制备、乙醚的制备、苯乙酮的制备、己二酸的制备、苯甲酸乙酯的制备等)。基本操作实验是后续合成实验的基础,也是今后学生从事工作和科研的基础,打好这个基础对学生具有重要意义。在教学过程中,经常出现课程已经进行了大半部分,而学生的基本操作过程依然错误百出的现象。如在做蒸馏时,不知道温度计水银球的正确位置、冷凝管如何选用等种种实验细节问题。这种问题的出现客观上是基础实验操作要注意的细节很多,主观上是学生学习态度不够认真造成的。为使学生打下坚实的基础,掌握基本的实验技能,在基本操作实验的教学中应该注意要求学生在实验报告中划出实验装置图,在画图的过程中,学生会注意仪器意见的连接关系,仪器的选用、温度计的位置等各种细节,从而使实验装置深深的引入脑海。学生实验过程中老师要及时指出学生的实验装置和实验操作存在的问题。
提高平时成绩权重
为督促学生平时认真实验,应提高平时成绩的权重。将平时成绩的比重设置为60%,考试成绩占40%。这样如果学生平时不认真做实验,综合成绩不可能理想。将平时成绩细化为预习报告成绩、实验操作成绩、实验报告成绩和考勤。其中实验操作成绩为主要考察内容,所占比重最大。学生每次的预习报告,实验报告都给与相应的量化成绩,督促学生不断改进自己的报告,养成良好的习惯。而对于学生在操作工程中出现的问题,在指正的同时,要及时给与扣分的处罚,鞭策学生去认真改正错误。这样在学期末评定学生平时成绩的时候有据可依,成绩更加公正:而在以往的评定中,因为没有详细的评分细则和平时量化分数,教师只能根据主观判断给出一个笼统的分数,成绩评定往往不够理性。而期末考试不但要考察学生的动手能力,(如:装置搭建顺序、仪器选用、装置拆卸、仪器保养、实验操作、熟练程度等);还应设置相应的问题对学生进行考核,考核内容主要是有机化学实验的重要知识,包括实验室规则及安全常识,化学仪器的使用和养护方法,基础操作的原理及适用范围等。
开设综合设计性实验
二十一世纪高素质创新人才的要求和社会主义市场经济对人才的需求,确定了化学实验教学的目标和基本要求,要求我们建立起从接受型到培养综合型的教学体系。过去,验证性实验占的比例过大,综合性、设计性实验很少,甚至没有。学生做实验几乎成了“照方抓药”,实验所需的仪器、试剂均已由实验员准备好,并摆在试架上,加什么试剂,先后顺序,甚至加几滴都照书本步骤学生毫无主动性可言,只是机械地操作,定时观察预计现象,记录实验数据,不能动手配制试剂,不能独立动手安装仪器,离开书本实验步骤,就无法下手[5]。因此,有机化学实验有必要对实验内容进行调整,使之适应新形势的需要。为了拓宽基础实验的内容,强化学生的综合能力训练,在实验教学改革中注重加强综合实验。取消一些单独的验证性实验,增加了综合性实验,开设了一些设计性实验。采用综合设计实验的方式,使学生成为实验方案的制定者和实验的完成者,使其成为绝对的主角。具体做法是,教师负责拟定多个实验题目,并分配给每个实验小组,要求各小组到数据库查找文献资料,自行拟定实验方案并完成实验。采用这种方式不但提高了学生学习的积极性,而且培养了学生查阅文献与参考书的能力、综合分析资料设计实验的能力和一定的科研素养。
2结语
通过改革,学生的学习积极性、综合素质、动手能力和创新能力得到了很大的提高。学生普遍认为通过综合设计性实验学到了很多知识,包括资料的获取、实验方案的拟定、数据的处理等。由于设计性实验能够充分发挥学生自己的聪明才智,而不是按部就班的做验证实验,学生表现出了较高的兴趣。科学、合理的考核方法使得学生注重实验课程的每一个环节,其素质得到了全面的发展。
国家、社会、经济的发展需要人才的发展,人才是国家发展的第一要素。《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》指出,我国人才的总体发展目标为:到2020年,培养一支规模宏大、结构完善、布局合理、素质优良的人才队伍,全面确立国家人才竞争优势,实现加入世界人才强国行列的目标,为社会主义现代化建设奠定人才基础,并且强调高技能人才要占技能劳动者比例的28%。研究生教育在高等教育中占有非常大的比重,其培养目标是为现代社会输送高科技人才、高级管理、技术人才和研究型、应用型人才,这就要求高等学校在加强全日制研究生培养质量的同时,针对在职人员开展非全日制专业学位研究生的培养,使培养目标呈多样化的发展态势,形成高素质人才队伍,全面提高创新型科技人才、领军人才、复合型人才的培养比重,加大培养各个重点领域急需紧缺专门人才的力度。我国非全日制专业学位研究生教育制度始于1991年,主要培养对象为相关专业的在职人员,采用“进校不离岗”的方式进行学习,不影响学生平时的正常工作。在职工程硕士研究生来自于生产第一线,一般毕业3年以上,长期的工作实践,积攒了一定的实践经验和解决实际问题的能力,企业对他们赋予了较高的期望值,但他们由于毕业时间较长,基础知识的陈旧率和遗忘率较高,专业理论并不能满足企业发展需要,从而在某种程度上限制企业的发展。我国国有大中型企业的快速发展决定了现代工程技术人员应该是高层次应用型和复合型人才。化学工程领域工程硕士的培养目标主要是为本领域所覆盖范围内的工业企业和工程建设部门、工程设计和研究院所等有关单位培养基础扎实、素质全面、工程实践能力强且具有一定创新能力的应用型、复合型高级工程技术人才和工程管理人才。对在职工程硕士进行工程应用和实践能力的培养,其目的就在于使化学工程领域工程硕士学位获得者能够胜任企业要求,促进企业发展,推进企业技术进步,所以各个高校一方面要强化他们的基础知识、专业理论,另一方面要培养他们的实践、操作能力,实现发现、分析、处理企业现实问题的目的。因此,对于非全日制专业学位研究生的培养,要根据企业实际生产需求来设置教学内容,优化教学方法、手段、途径,因此改变传统的教学模式,结合工业生产实例进行高等分离工程课程改革,具有重要的意义。
一、引进绿色化学和绿色分离工程的概念
绿色化学又称为环境无害化学,是一门从源头上消除污染的化学,即利用高选择性的化学反应,提高反应原子的利用率,达到100%选择性,实现零排放。绿色分离工程指的是分离过程绿色化,主要包括两种途径进行实现:第一,优化传统分离过程,降低甚至消除分离过程对环境的影响;第二,开发和使用新的技术,例如,膜分离技术。分离技术贯穿于整个化工产品生产过程,分离过程绿色化对于未来环境保护和污染治理具有重大意义,是社会现代化可可持续发展的关键性问题之一。分离技术是提高产品竞争力的关键技术,对于降低产品生产成本、提高产品质量等发挥着重要作用。教师要让学生明白经济发展在满足当代社会发展的同时,又不能威胁子孙后代的未来。根据现有发展基础、条件,在不损害地球生态系统的前提下,合理有效地利用和开发有限的资源并产生足够的财富,以满足社会合理的经济需求。绿色分离工程等新型分离技术在高等分离工程课程中的引入,必将引领学科的健康和可持续性发展。
二、改进教学方法
与全日制研究生不同,在职研究生来自于化工企业,一般为单位的技术骨干或相关岗位的管理者,有些甚至已经是高层次的专业人才和项目负责人等,具有一定的实践经验和解决实际问题的能力,他们的学习目的很明确,致力于知识转化,用专业知识解决现实问题。对于在职工程硕士来说,他们既要增加自己的知识积累,更要培养自己应用知识的能力,学习的核心就是提高知识的有用性和实效性。因此,教学内容不能过于理论化,如果课程内容理论性过强,将会给学生的学习带来困难,影响学生的学习效果。另外,教学一定要做到理论与实际相结合,例如,教师通过工程中的实际案例解释相关的原理或者理论,侧重理论与应用的结合。教师还要合理安排教学内容,课程结构要紧凑,做到重点突出、难点明确、层层递进、详细透彻,通过这种方式提高学生思考、处理问题的能力。例如,课堂上使用启发式教学法、现场教学法、案例教学法等多种教学方法,实现对教学内容的诠释;综合运用多媒体、网络平台及模拟仿真系统等多种教学手段,使教学内容形象化,最终实现该课程教学质量及教学效果的根本性提高,使其达到培养专业型人才的综合要求,建成学而有用、学而会用的核心课程。针对该课程的特点,结合高等分离工程课程教学的特性以及教学中存在的问题,应对该课程教学进行一定的改革.
1.优化教学方案、完善多媒体课件。教师要根据目前国内外的新技术、新工艺、新设备的发展,在现有课程体系基础上,适当加入新的教学内容,制定出合理的教学方案。多媒体课件是目前高校授课的必备工具,目前该课程主要采用理论教学方法,没有系统的模拟仿真系统和实践设施,因此为提高授课效果,应对该多媒体课件进行进一步的完善,加入基本原理的动画和实际生产的视频,以保证该课程理论教学与实践的有机结合,提高学生的理解能力。
2.采用研讨式的教学方式。由学生提出本单位现场分离设备中存在的问题,根据所学的理论知识和工作经验,找出解决问题的方法,并在各自的实际生产过程中进行验证。
3.为了使学生能够更好地学习、理解和掌握课程的理论技术和方法,采用AspenPlus、Pro/II等化工流程模拟软件,对化工分离过程进行设计和模拟,建立典型案例库,模拟化工分离的过程、分离过程中物质之间的相互作用以及分离工艺中相关设备的直观演示,开发相关的计算软件以解决分离工程中大量计算的问题。
4.让学生提出工厂实际中分离设备存在的问题,并收集现场数据,进而设计程序,得出计算结果,提高学生处理实际问题的能力和素质。
5.充分利用互联网资源。二十一世纪是信息时代,技术人员需要广泛了解科技发展动态,了解学科的前沿性技术并掌握其发展趋势。在职研究生平时在单位工作,只有节假日才能到学校上课,因此建立师生互助平台和网络信息库势在必行,不仅能加强学生与教师的沟通,还能加强学生与学生的联系。教师在学校将专业的最新信息录入信息库内,为研究生开辟获取信息的渠道,学生将遇到的技术困难提交到平台,教师与同学一起通过讨论和研究,提出解决方案,再用于实际生产进行验证。
三、注重教学环节
教学过程是影响研究生教育质量的关键,同时也是保证研究生教育质量的重要因素。高双林等对影响研究生培养质量的可控因素进行了系统分析,主要包括学科建设、教学环节和管理体系三大部分,其权重系数分别为、、,说明教学环节是研究生教育质量保证体系中的重要部分。在职研究生虽然参加工作一段时间,社会经验和工程经验比较丰富,但是回到学校后,往往会存在些许的陌生和拘谨,尤其是在教室内安静的听老师讲课,往往很难。因此,对于这些学生的授课方式,要以互动交流为主,鼓励学生提出生产中的实际问题,例如石油化工过程中针对硫含量过高的问题,鼓励学生结合自己的工作去查阅文献,以化学法和物理吸附法为基础,设计出脱硫的方案,大家以基本理论为依据进行讨论,提出解决方案,并到相关的企业进行验证。
四、优化教师队伍
空气分离技术论文篇二 深冷技术在空气分离设备设计中的应用 摘 要:随着国民经济的迅速发展及科学技术水平的不断提高,各种新型空气分离设备不断出现,作为空气分离技术中最早出现的技术,深冷技术在其发展中得到了广泛的应用。文章主要对深冷技术的概念、空气分离设备的含义及深冷技术在空气分离设备设计中的应用进行了简要的分析与探究。 关键词:深冷技术;空气分离设备;设计;应用;概念 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)23-0063-02 空气分离技术起源于1985年与1903年德国卡尔・林德教授创造的第一套空气液化设备及10 m3/h(氧)空气分离设备,在其100多年的发展历程中,随着新型技术的不断发展,空气分离设备及技术得到了极大的发展,深冷分离技术在空气分离出现最早的一种技术,经人们的不断研究及革新,在工业生产实践及设备更新中愈加成熟,在国民经济发展中的应用范围也随之更加广泛。 1 深冷技术的概念 深冷技术是指采用冷媒介质作为冷却介质,把淬火后的金属材料的冷却过程继续下去,达到远低于室温的某一温度(-196 ℃),进而实现金属材料性能发送的目的。近年来,随着空气分离设备设计的不断发展,作为金属工件性能发送的新型工艺技术,深冷技术是现阶段最有效、最经济实用的技术。 在深冷加工中,金属里残余的大量奥体转化为马氏体的形式,尤其是从-196 ℃到室温的过程中过饱和的亚稳定马氏体的过饱和度会下降,析出弥散,超微细碳化物其与基体保持共格关系,电流只有20~60 A,这种现象的产生可以减少马氏体晶格畸变,降低微观应力,在材料塑性变形中细小弥散的碳化物可以对位错运动造成阻碍,进而起到基体组织强化的作用。与此同时,析出超微细碳化物颗粒后要在马氏体基体上进行均匀分布,对晶界脆化作用进行有效减弱,细化基体组织不仅可以对杂质元素在晶界的偏聚程度进行有效减弱,还可以充分发挥晶界强化的作用,进而对工模具性能进行极大改善,提高其硬度、抗冲击韧性及耐磨性。深冷技术的应用不仅体现于工作表面,还在工件内部进行渗入,展现的是整体性效果,基于此,可以对工件进行重模,多次使用。在工件方面,深冷技术的应用还可以对淬火应力进行有效降低及起到尺寸稳定性增强的作用。 2 空气分离设备的含义 随着社会经济的迅速发展及科学技术的不断进步,在空气分离研究等行业的发展中,其装备发展已呈现出大型化的趋势,对空气分离设备配套的要求也越来越高。现阶段,在空气分离设备自主化发展中我国的水平等级已达6万等级,与世界先进水平十分接近。2002年,杭氧的3万等级国产空气分离设备在宝钢集团成功运转,使得我国空气分离设备的竞争力得到了极大的提升,促使国产大型空气分离设备成功对国内市场进行了大范围地占领。 3 深冷技术在空气分离设备设计中的应用 空气深冷分离工艺是采用多塔低温精馏的方式,从压缩空气中制取高纯度的氧、氮等产品。目前在空气分离设备设计中主要有两种存在形式,第一种是常温空气分离设备,这种设备主要是在常温及非低温的状态下进行的,这种常温空气分离设备又可以分为两种不同的形式:变压吸附分离与膜分离。这里要进行分析的就是另一种空气分离设备设计形式,深冷空气分离,这种设备主要应用于温度非常低的情况下。在20世纪50年代,为提升我国国防力量,满足国防需求,我们的深冷空气分离技术及设备都是从苏联引进和仿制,当时仿制的企业为杭州铁工厂。在1953年左右时,我国才成功仿制出了属于自己的深冷空气分离设备。直至今日,我国的空气分离技术及设备制造水平已经得到了极大的发展,并为国民经济的增长贡献着自己的一份力量。目前,深冷空气分离技术主要应用于以下几方面。 压缩空气净化组件 压缩空气净化组件主要的组成成份有高效除油器、冷冻式干燥机、精密过滤器及活动性过滤器。首先空气要在空气压缩机里进行压缩,再在空气缓冲罐中进行作业,然后经过高效除油器将大部分的杂质进行有效去除,杂质主要包括油、水及尘等,在水分进一步去除中可以采用冷冻式干燥机进行,再次进行去油、去尘时可以选用精密过滤器实施操作,最后选用活性炭过滤器进行更深层次地去油工作。 空气缓冲罐 空气缓冲罐组件主要的构成成份有空气缓冲罐与附属阀门仪表。空气缓冲罐在空气分离设备设计中起到的主要作用就是缓冲,对气流脉动起到有效降低。进而使系统压力波动得到降低,使压缩空气能够顺利在压缩空气净化组件中通过,最大限度地将尤、水等杂物进行有效排除。与此同时,在进行吸附塔工作切换过程中,还可以帮助氧氮分离系统在极少时间中得到大量所需的压缩空气,这种技术的应用,可以可以帮助吸附塔中的压力进行迅速上升并达到工作压力,还可以确保机械设备运行的可靠性与稳定性。 氧氮分离系统 构成氧氮分离系统组件主要的成份有吸附塔、压紧装置、附属阀门与仪表电器。选用复合床结构设计中的吸附塔,主要分为两种塔:A塔与B塔,将进口碳分子筛填装进塔内(为提高碳分子筛装填的均匀性可以选用伸展扭转式振动填充方式进行操作)。清洁的压缩空气要先从A塔入口端在碳分子筛的作用下流向出口端,这个时候被其吸附的主要成分有氧气、二氧化碳及水,在吸附塔出口端流出的只有产品氮气。经过时间的不断推移,当A塔内的碳分子筛吸附达到饱和前将会出现自动吸附停止的现象,在B塔中流入清洁压缩空气在进行吸氧产氮,并进行A塔分子筛的再生。通过将吸附塔快速降低到常压脱附的氧气、二氧化碳就水来实现分子筛的再生。在进行A、B塔交替吸附塔再生时,不仅可以促使氧氮分离的完成,还可以不断产生氮气。 氧氮缓冲系统 氧氮缓冲系统组件主要的构成成份有氮气缓冲罐、精密过滤器、流量计、调压阀、放空部件等,氮气缓冲罐主要是将氮氧分离系统中分离出来的氮气压力及纯度进行均衡作用,确保氮气的稳定性并保障连续供给。与此同时,在进行吸附塔切换工作之后,将自身的一些气体进行吸附塔回充作业,这种方式可以有效起到提升吸附塔压力的作用,还能起到对床层的有效保护,在空气分离设备工作时还能起到极大的保护作用。最后进行再次过滤,主要采用精密过滤器进行工作,这样可以最大限度地确保氮气的质量。 作为一种传统的制氮方式,深冷空气分离制氮已经有几十年的发展历程。这种方式主要以空气作为原料,为使空气液化变为液体空气,必须进行严格的压缩、净化,并进行热交换。液体空气主要构成的混合物分两部分组成:液态氧气与液态氮气,通过两者不同的沸点进行液态空气的精馏,将两者进行有效分离并获取氮气。在整个工作操作中深冷空气分离制氮设备及过程十分繁杂,需要占用大范围的土地面积,基础建设成本很高,气体产生的速度很慢,在安装过程中,具有较高要求及较长工作周期。对深冷空气分离设备、安装与基层建筑等方面的因素进行综合分析,当设备低于3 500 N m3/h时,规格一样的PSA装置与深冷空气分离装置在成本投资方面相比,要低出20%~50%之间。在经济适应方面,深冷空气分离制氮装置并不适应中、小规模的工业制氮,主要适应于规模较大的工业制氮。 4 结 语 综上所述,随着科学技术水平的不断提升,我国空气分离设备及技术越来越向大型化、专业化、规模化的发展趋势迈进。深冷技术作为空气分离最重要的分离技术,在确保企业利益最大化的基础上,将深冷技术的能耗量进行有效降低,是空气分离工作的主要任务。 参考文献: [1] 叶必楠.杭氧应用新技术开发系列新产品[J].深冷技术,1996,(4). [2] 姜润民.空气分离设备及低温液化设备的模块化设计和制造[J].深冷技术,1997,(4). [3] Helmut Springmann,毛捷.空气分离设备的现状和展望[J].深冷技术,1974,(3). 看了“空气分离技术论文”的人还看: 1. 化工分离技术论文 2. 大气污染控制技术论文 3. 化工企业技术论文3000字 4. 化工分离技术论文(2) 5. 金属技术论文2000字
膜分离技术综述一 膜分离技术是近三十多年来发展起来的高新技术,是多学科交*的产物,亦是化学工程学科发展新的增长点。它与传统的分离方法比较,具有如下明显的优点:1.高效:由于膜具有选择性,它能有选择性地透过某些物质,而阻挡另一些物质的透过。选择合适的膜,可以有效地进行物质的分离,提纯和浓缩;2.节能:多数膜分离过程在常温下*作,被分离物质不发生相变, 是一种低能耗,低成本的单元*作;3.过程简单、容易*作和控制;4.不污染环境。二.膜分离技术简介 1.分离膜的种类:膜是膜技术的核心,膜材料的性质和化学结构对膜分离性能起着决定性的影响。膜的种类很多,其中按材料分有高分子膜、金属膜、无机膜。高分子膜用途最广,其所使用的材料见后面附件Ⅰ。按结构分有七类:(1)均质膜或致密膜,为结构均匀的致密薄膜,见附件Ⅱ图1。(2)对称微孔膜,平均孔径为~10。按成膜方法不同,有三种类型的微孔膜,即核孔膜、控制拉伸膜和海绵状结构膜(见附件Ⅱ图2、图3、图4)。(3)非对称膜。(见附件Ⅱ图5),膜断面为不对称结构,是工业上应用最多的膜。(4)复合膜,如图6。在多孔膜表面加涂另一种材料的致密复合层。(5)离子交换膜(6)荷电膜(7)液膜、包括支撑液膜和乳状液膜2.膜分离设备(组件)板框式,见图8,结构类似板框式压滤机。卷式,见图9,结构类似出螺旋板换热器。管式,见图10,结构类似列管式换热器。中空纤维式,图11,结构类似列管式换热器,由几千根甚至几百万根中空纤维组成。3.膜分离过程 膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离,提纯的目的。不同的膜过程使用不同的膜,推动力也不同。目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等八种。 反渗透、超滤、微滤、电渗析这四大过程在技术上已经相当成熟,已有大规模的工业应用,形成了相当规模的产业,有许多商品化的产品可供不同用途使用。 气体分离和渗透汽化是正在发展中的技术。其中气体分离相对较为成熟一些。目前已有工业规模的气体分离体系是, 空气中氧和氮的分离;合成氨厂中氨、氮、甲烷混合气中氢的分离;天然气中二氧化碳与甲烷的分离。渗透汽化是这些膜过程中唯一有相变的过程,在组件和过程设计中均有特殊的地方。它主要用于有机物/水,水/有机物,有机物/有机物分离,是最有希望取代某些高能耗的精馏技术的膜过程。80年代中期进入工业化应用阶段。 除了以上八种已工业应用的膜分离过程外,还有许多正在开发研究中的新膜过程,它们是膜萃取、膜蒸馏、双极性膜电渗析、膜分相、膜吸收、膜反应、膜控制释放、膜生物传感器等。这些膜过程目前尚处在小型试验和中试阶段。五.目前基础研究的前沿课题1.以水处理为主的膜材料及膜研究大通量、高表面积的反渗透膜研究 截留分子量低于1000, 高于100万的超滤膜及透过机理; 抗污染膜制造孔径从到75m 微孔膜系列化研究 界面缩聚法制备纳滤膜活性层的方法 2. 大通量高选择性气体分离膜研究二氧化碳分离 有机废气(VOCS)处理 3. 渗透汽化膜从水中分离有机物的高选择性膜研究 有机物/有机物分离膜研究 4. 无机膜超薄化, 超微孔化复合膜研究; 多组分复合膜研究 电导移动膜研究 无机与有机材料接枝膜 5. 膜催化反应器的传质、传热模型6. 膜过程在环境保护及治理、水资源再生、燃料电池隔膜的理论和应用研究7.膜中的分子模拟
这是一篇综述性关于化学痕量分析的论文。如果没有自己做试验,那综述性论文是很好的选择,因为不需要做试验,查一些资料,就可以自己整理出来。气相色谱有机痕量分析进展摘要对气相色谱有机痕量分析的进展进行了评述,共引用文献63篇。关键词气相色谱;有机痕量分析;前处理;综述前言 痕量分析是指样品中低含量物质的测定,这些低含量物质通常被称为痕量组分。所谓痕量分析这个概念是一个动态的概念,是随着科学技术的发展而变化的。梁汉昌[1]认为,现代痕量分析是指检测纯物质或混合物中所含浓度为10-9-100×10-6,或者更低的组分。朱明华[2]认为,含量在100 ppm以下的组分的分析,称为痕量分析(TraceAnalysis)。 随着国民经济的发展和高新技术的不断出现,各行业各领域对物质纯度和质量的要求越来越高,环境及生命体中的痕量组分也会对自然界及生物体造成很大影响,从而促进和推动了痕量分析技术的发展。因此,研究并建立更加灵敏、更加准确的痕量分析方法具有重要的现实意义。 诸多分析方法,如气相色谱法[3]、液相色谱法[4],质谱法、红外光谱法、拉曼光谱法[5],毛细管电泳法[6],电化学法[7]、毛细管电色谱法一电喷雾质谱测定法[8]、导数分光光度法[9]等都可以用于有机痕量分析。气相色谱法由于具有分离效率高,选择性好,灵敏度高,分析速度快,直接进样样品用量少,一次进样可以同时分析多种组分等突出优点,特别适用于有机痕量物质的分析。但是有机痕量分析是一项面大、面广、难度大、要求高的工作,不仅包括仪器本需要解决的检测灵敏度和分离的问题,还包括极为关键的内容,如样品采集、运输、存储、制备等。气相色谱有机痕量分析样品预处理 环境中有机污染物(包括环境激素),食品中某些成分,药物中的杂质等的分析大都涉及痕量水平的检测,必须适应不同基体和大量共存物等复杂因素,是一项系统的痕量分析工作。在早期,人们把注意力集中于发展高灵敏和高选择性的色谱分析方法上。通过二十年来的实践,人们认识到在这些分析中,样品的前处理是整体分析方法中不可忽略的一个环节,而且往往还是影响分析成败的关键。我国在样品前处理技术方面已有一定的发展,但不平衡。现就近年来国内外对样品前处理技术的进展作一简要介绍。溶剂萃取 溶剂萃取是各类样品最常用的处理技术之一。液-固萃取(LSE)和液-液萃取(LLE)一直是应用最为广泛的样品前处理方法,如索氏提取,兼有富集和排除基体干扰的效果,过去美国EPA500,600,800系列方法大都采用这个方案,其缺点是要耗用较大量的有机溶剂(数10 mL)并易引入新的干扰(溶剂中的杂质等),还需要费时的浓缩步骤,易导致被测物的损失,造成空气污染,效率也较低。 微量溶剂萃取和连续萃取在方法和设备上均作了改进,前者每次萃取只需耗用100-1000μL的溶剂,灵敏度有所提高;连续萃取法结合气相色谱测定海水中的痕量有机物,检测限可达10 ppt水平(辛烷)[10]。 快速溶剂萃取(ASE)是由Bruce等自1995年以来介绍的一种萃取技术[11],适用于固体和半固体样品的前处理技术是在加压(7-12 MPa,最高可达20 MPa)和加热(50-200℃)条件下进行萃取,适用于固体样品(10-30 g),溶剂用量15-45mL,全程约15 min。ASE在飘尘、底泥、食品和鱼肉中的除草剂、含磷农药,多氯二苯呋喃和多氯联苯的监测中已得到广泛应用,回收率和相对标准偏差(RSD)均优于一般萃取法12]。微波萃取 微波萃取是指在微波能的作用下,用有机溶剂将样品基体中的待测组分萃取出来的过程。以往微波处理仅用于无机分析,自20世纪80年代末期逐渐扩展到有机分析。微波萃取的萃取速度快,溶剂用量少,回收率高,可以同时处理多个样品。主要适用于固体或半固体样品。微波萃取的原理是:利用极性分子吸收微波能量来加热具有极性的溶剂,如:甲醇、乙醇、丙酮和水等等。由于萃取过程是在密封罐中进行,内部压力可达1 MPa以上,因此,溶剂沸点比常压下的溶剂沸点提高了许多。这样用微波萃取可以达到常压下使用同样的溶剂所达不到的萃取温度,可以提高萃取效率。对有机氯农药的微波萃取试验表明,萃取温度120℃时可获得最好的回收率。微波萃取技术已应用于土壤、沉积物、海洋生物、食品和蔬菜中的多环芳烃、农药残留、有机金属化合物、重金属及有毒元素的萃取测定,回收率一般优于索氏提取和超声波萃取法[13],该法易于实现自动化[14]。但微波萃取技术在应用时可能出现微波泄露的问题,作为一种新兴技术,有待进一步研究。液相微萃取 液相微萃取或溶剂微萃取是1996年发展起来的一种新型的样品前处理技术,最初是由Jeannot和Cantwell提出的[15]。此技术是将有机液滴挂在气相色谱(GC)微量进样器针头上对物质进行萃取。微量进样器,既用作GC进样器,又用作微量分液漏斗。LPME分动态和静态两种,静态LPME,用10μL微量进样器抽取1μL溶剂,浸入到水样中,水样中有机物通过扩散作用分配到有机溶剂中,一定时间后,将溶剂抽回进样器中,进GC分析。与静态LPME操作不同,动态LPME用微量进样器抽取1μL溶剂,将微量进样器浸入到样品中,抽取3μL样品进入进样器中,停留一定时间,推出3μL样品,如此反复,取有机溶剂进行GC分析。该技术是在液-液萃取的基础上发展起来的,与液-液萃取相比,LPME可以提供与之相媲美的灵敏度,甚至更佳的富集效果,同时,该技术集采样、萃取和浓缩于一体,灵敏度高,操作简单,而且还具有快捷,廉价等特点。另外,它所需要的有机溶剂也是非常少的(几至几十μL),是一项环境友好的样品前处理新技术,特别适合于环境样品中痕量、超痕量污染物的测定。另外,LPME技术在处理样品时只需一个搅拌器、一支普通的微量进样器或多孔性的中空纤维,这些特点使液相微萃取与便携式的气相色谱仪很容易联用,可望对环境污染物进行简单、快捷的现场分析,因此更具有较广泛的应用前景[16]。微蒸馏 蒸馏包括简单蒸馏,分馏,减压蒸馏、水蒸气蒸馏等。蒸馏技术是挥发性和半挥发性有机物样品精制的第一选择。但是在进行色谱分析样品制备时,蒸馏通常不是第一选择技术。具有蒸馏时间短,能够制备多种样品、可进行小体积样品蒸馏等优点的微蒸馏技术可以成功的用于色谱分析前样品的精制或者混合样品的预分离。Tim Mansfeldt曾用微蒸馏技术测定了土壤中的氰化物[17],得到了很好的效果。固相萃取(SPE) 固相萃取是70年代初发展起来的样品前处理技术,固相萃取主要用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离和富集。例如,生物体液中(如血液,尿等)药物及其代谢产物的分析,食品中有效成分或有害成分的分析,环境水样中各种污染物的分析都可使用SPE进行样品预处理。该技术利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰化合物分离,然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附,达到分离和富集目标化合物的目的。据统计,现在将近有50%的环境样品采用这个方法。固相萃取是净化和富集相结合的方法,特别适用于水样样品,样品量不受限制,少到几毫升多至几十升都可适应。从实验技术上讲,SPE接近于一般的顶替色谱,样品藉重力或加压通过萃取床层,除去基体,富集待测物,然后用少量(若干毫升)适当的溶剂洗脱回收待测物。 SPE所用固定相主要有硅胶、反相C18固定相(RP-C18)、石墨化碳黑、苯乙烯-二乙烯基苯系列聚合物、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。这些固定相对不同有机物的选择性不同,SPE可利用固定相的选择性来萃取样品中各种有机物,从而提高目标物的分析灵敏度。固相萃取的萃取床层有两种形式,一是柱状,商品预装柱的装填量约100~500 mg,另一是以较细的颗粒混于聚四氟乙烯纤维中形成状(disc),装填量约30 mg-10 g,其优点是层薄而紧,不易发生渗漏,样品通过速度可较快(~1 L/min)。当用气相色谱一电子捕获检测器(GC-ECD)测定有机氯等非极性农药残留时,一般采用氧化铝一银盐吸附柱,硅胶吸附柱的净化分离效果不如氧化铝柱。 SPE主要用于痕量分析中,其最大优点是减少了高纯溶剂的使用,易于自动化,当它与热脱附装置联用时可避免使用溶剂,降低实验成本及溶剂后处理费用。SPE与LLE相比,避免了LLE中易出现的乳化问题。但对有些样品,SPE空白值较高,灵敏度比LLE方法差,极性化合物的萃取也存在一些问题。后来逐渐发展了SPE-GC/GC-MS18]在线分析方法。在线方法的优点是自动化分析,分析物损失少,外来污染少,方法精密度高,适于大批量样品的分析,但缺点是顺序操作,程序不灵活,导致不同步骤的优化较复杂,甚至不能优化。固相微萃取 近年来,在SPE的基础上发展出了固相微萃取(SPME)样品前处理技术,但它不是把待测物全部分离出来,而是通过样品(例如水样)与萃取剂(固相)之间的平衡分配来实现分离。该法的基本技术是将一附着有适当涂层的弹性石英丝(丝径100-150μm)浸入样品(浸入方式)或置于样品上部空间(顶空方式),待平衡一段时间(2-30 min)后,样品中的待测物即被吸附于涂层上,吸附量与样品中待测物的原始浓度成正比,并与待测物的物化性质和平衡条件有关,然后将石英丝导入气相色谱进样室,待测物受热挥发进入色谱系统。SPME保留了SPE的优点,避免了SPME中样品高空白的缺点,完全避免使用溶剂。该法对水中挥发性有机物的测定取得了较好的效果,以聚硅氧烷为涂层,达到了饮用水中挥发性有机物的检测要求(法)。此法也已成功地应用于排放水中氯苯、PCB、PCDD、除草剂、农药、酚等的监测,数据与液液萃取法基本平行,RSD稍低[19]。应用聚丙烯酸涂层,结合GC-MS,对水中氯酚用SPME方法进行预处理,效果也令人满意[20]。 把涂层石英丝悬置于水样的顶端空间中,藉气相中的待测物与涂层平衡分配,开发了顶端空间的SPME技术。适当提高平衡温度或缩小顶端(气相)空间的体积,此法甚至可适用于水中沸点稍高物质的分析,缩短了样品萃取时间,易于测定各种介质中挥发性有机物[21]。顶空-固相微萃取(HS-SPME)在重现性上可与静态顶空方法相比,在灵敏度上可以与动态顶空方法相比,是目前应用最为广泛的顶空分析方法。顶空样品制备技术 顶空气相色谱不是一种新技术,此技术从气相色谱出现初期就一直在应用着。顶空分离技术广泛用于把挥发性物质从液体或固体样品中的基体中分离出来[22]。它的原理是:在恒温的条件下,样品中挥发性物质在气-液(或气-固)两相间分配,达到平衡时,取液上蒸气相进行GC分析。因此,平衡温度和平衡时间是影响分析灵敏度的主要因素。而分析的准确度主要取决于良好的恒温状态和分析环境,另外要注意样品瓶和瓶密封塞不能对样品有吸附效应。顶空分离有以下特点:(1)可用于测定不能直接汽化的试样(液体、固体)中的微量挥发性组分,不需对样品进行特殊处理;(2)色谱柱不会由于直接注入水样或高沸点物质或非挥发性组分而污染;(3)由于在气相中,挥发性组分的浓度比其它组分的浓度高,因此,可以提高挥发性组分的检测灵敏度。(4)不使用试剂,操作简单,可与气相色谱联用。吹扫-捕集法(动态顶空法) 吹扫-捕集法可看作是一个连续的顶空技术,主要用于样品中挥发性物质的分析,该方法在理论上可测定水中全部挥发性有机物。吹扫-捕集的原理是依据许多有机化合物具有挥发性的特点,利用气体将挥发性物质从样品中吹扫出来,吹扫出来的组分被捕吸附的化合物吹脱出来,直接用色谱仪进行分析。这样可以将水体中的痕量有机物富集到足以用色谱能够检测的浓度。此法不但克服了色谱分离中溶剂主峰掩盖其它峰的问题,而且比静态顶空有更高的检测灵敏度,更适于痕量和超痕量分析,美国环保局实验室应用吹扫-捕集技术测定公共饮用水和各种环境样品中挥发性有机物。利用吹扫捕集-气相色谱分析法时,最好使用大口径( mm)毛细管色谱柱;如用填充柱时,应选择冷柱头进样方式,以便使各组分得到很好的分离。另外吹扫流量、吹扫和捕集时间是影响分析灵敏度的主要因素,最好用标准样品在已知的条件下通过实验获得。国内已开展了一些气提法富集水中痕量有机物研究,但挥发性有机物回收率低,不够稳定,其应用面亦窄。许丽娟[23]等人改进了气提装置,深入、系统地研究了气提法的实验条件对挥发性有机物收率的影响,并确定了最佳富集条件。在进行了合成样品实验的基础上以气提法富集GC-MS联用方法对多个水样进行定性定量分析,取得了令人满意的结果。超临界流体萃取(SFE) 超临界流体萃取(SFE)是近几年出现的一种特殊分离技术。SFE主要使用超临界状态的C02作萃取剂,兼有气体的渗透能力和液体的分配作用。超临界流体对物质的溶解能力接近于液体,但其粘度接近于气体,扩散系数介于液体和气体之间,即它既有良好的溶解能力,又有高效的传输能力。目前最常用的流体CO2,临界温度℃,临界压力 MPa)。流出液中的C02在常压下挥发,待测物用溶剂溶解后进行分析。与传统的溶剂提取方法相比,SFE有很多优点。首先可以避免使用大量溶剂,提高萃取效率,减少了分析时间,降低对样品污染的可能性,特别适合于环境、生物等方面的组成复杂、组分易变的样品[24],而且可以自动化。SFE是近几年才发展起来的,很多实验参数和条件还有待进一步优化和明确。萃取液的压力、温度已能很好的控制,但其它一些问题,如细胞组织的萃取、萃取液通过细胞时的速度、滞留时间、样品物质的干扰等还需要进一步的研究[25]。膜分离技术 膜分离是近年来新发展起来的可用于分析化学领域中的新技术之一。利用待测物与溶剂或待测物与大分子物质(如蛋白质或其他高聚物)的传递速度的差异而使彼此得以分离。膜萃取是用膜将目标分析物从样品溶液(给体)萃取到萃取剂(受体)中。如果系统保持较长时间,相间可建立平衡。在样品处理过程中,尽可能将目标分析物从给体转到受体上。膜萃取可与反相-液相色谱(RP-HPLC)[26]、GC[27,28]和毛细管电泳(CE)等在线联用。膜萃取克服了水本身的干扰、选择性较高,然而低极性膜不适合极性有机污染物分析。膜萃取成功地测定了水样中许多有机污染物[29],有些膜对水中低浓度物质有较高的富集倍数。超声悬浮技术 超声悬浮技术是利用声辐射力将物体悬浮在超声驻波场声压结点处的无容器处理技术,该技术能够以非接触的方式处理体积为几μL甚至几十pL的样品,避免因容器壁的不确定性吸附、记忆效应和污染而引起的分析物的损失,排除由于容器壁与样品间的相互作用对细胞反应的干扰以及容器壁引起的光学干扰,且对被悬浮物体的物理化学性质无特殊要求,是基于单颗粒或小液滴研究的强有力工具,特别适合于材料的深过冷(远离凝固平衡状态)研究和小体积痕量分析,可使检测极限降低1-3个数量级。超声悬浮技术在生物科学与生物技术中的应用越来越引人注目,展示了诱人的前景。尽管如此,它还处于初始阶段,国内基本是一个空白。 回顾样品前处理技术已取得相当的成就,但有机痕量分析的科学家们仍在不断努力发展更有效、更合理、更简便可靠的新技术和新方法。由于各种样品来源和存在形式比较复杂,待测物也多种多样,不太可能找到一个统一的或“万能”的前处理方法,要根据检测要求和样品情况,因地制宜地制订出适当的方案。在所有已知的方法中,固相萃取法、固相微萃取法将继续发展,应用面将更广,方法将更趋于自动化。在固体样品方面,除改进的液固萃取(快速、微波协助等)外,超临界流体萃取将随着对其机理认识的深化,得到更好的选择性和处理效果。膜技术,特别是微透析和支持液膜的应用是值得注意的发展动向。色谱技术的联用,如GC/GC,LC/GC以及LC/CE(毛细管电泳)将为样品分析,特别是有机痕量分析提供更为广阔的应用领域。样品中的挥发性有机物将仍以顶端空间法(包括吹扫-捕集)为主要的前处理方式。其他的样品前处理技术,如电化学富集,免疫化学色谱也是值得注意的发展内容。借助于计算机技术的智能化的样品前处理方案也将是一个研究方向。
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要。在大学,自动化专业的学生不仅要掌握知识概念,还要能够编写代码用计算机实现抽象的概念。所以大学自动化专业毕业论文要构建模型和写代码。自动化是在没有或者很少有人进行干预、交互的情况下,由设备及其系统自动完成相应工作。
在统计学中,统计模型是指当有些过程无法用理论分析 方法 导出其模型,但可通过试验或直接由工业过程测定数据,经过数理统计法求得各变量之间的函数关系。下文是我为大家整理的关于统计模型论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考!
统计套利模型的理论综述与应用分析
【摘要】统计套利模型是基于数量经济学和统计学建立起来的,在对历史数据分析的基础之上,估计相关变量的概率分布,并结合基本面数据对未来收益进行预测,发现套利机会进行交易。统计套利这种分析时间序列的统计学特性,使其具有很大的理论意义和实践意义。在实践方面广泛应用于个对冲基金获取收益,理论方面主要表现在资本有效性检验以及开放式基金评级,本文就统计套利的基本原理、交易策略、应用方向进行介绍。
【关键词】统计套利 成对交易 应用分析
一、统计套利模型的原理简介
统计套利模型是基于两个或两个以上具有较高相关性的股票或者其他证券,通过一定的方法验证股价波动在一段时间内保持这种良好的相关性,那么一旦两者之间出现了背离的走势,而且这种价格的背离在未来预计会得到纠正,从而可以产生套利机会。在统计套利实践中,当两者之间出现背离,那么可以买进表现价格被低估的、卖出价格高估的股票,在未来两者之间的价格背离得到纠正时,进行相反的平仓操作。统计套利原理得以实现的前提是均值回复,即存在均值区间(在实践中一般表现为资产价格的时间序列是平稳的,且其序列图波动在一定的范围之内),价格的背离是短期的,随着实践的推移,资产价格将会回复到它的均值区间。如果时间序列是平稳的,则可以构造统计套利交易的信号发现机制,该信号机制将会显示是否资产价格已经偏离了长期均值从而存在套利的机会 在某种意义上存在着共同点的两个证券(比如同行业的股票), 其市场价格之间存在着良好的相关性,价格往往表现为同向变化,从而价格的差值或价格的比值往往围绕着某一固定值进行波动。
二、统计套利模型交易策略与数据的处理
统计套利具 体操 作策略有很多,一般来说主要有成对/一篮子交易,多因素模型等,目前应用比较广泛的策略主要是成对交易策略。成对策略,通常也叫利差交易,即通过对同一行业的或者股价具有长期稳定均衡关系的股票的一个多头头寸和一个空头头寸进行匹配,使交易者维持对市场的中性头寸。这种策略比较适合主动管理的基金。
成对交易策略的实施主要有两个步骤:一是对股票对的选取。海通证券分析师周健在绝对收益策略研究―统计套利一文中指出,应当结合基本面与行业进行选股,这样才能保证策略收益,有效降低风险。比如银行,房地产,煤电行业等。理论上可以通过统计学中的聚类分析方法进行分类,然后在进行协整检验,这样的成功的几率会大一些。第二是对股票价格序列自身及相互之间的相关性进行检验。目前常用的就是协整理论以及随机游走模型。
运用协整理论判定股票价格序列存在的相关性,需要首先对股票价格序列进行平稳性检验,常用的检验方法是图示法和单位根检验法,图示法即对所选各个时间序列变量及一阶差分作时序图,从图中观察变量的时序图出现一定的趋势册可能是非平稳性序列,而经过一阶差分后的时序图表现出随机性,则序列可能是平稳的。但是图示法判断序列是否存在具有很大的主观性。理论上检验序列平稳性及阶输通过单位根检验来确定,单位根检验的方法很多,一般有DF,ADF检验和Phillips的非参数检验(PP检验)一般用的较多的方法是ADF检验。
检验后如果序列本身或者一阶差分后是平稳的,我们就可以对不同的股票序列进行协整检验,协整检验的方法主要有EG两步法,即首先对需要检验的变量进行普通的线性回归,得到一阶残差,再对残差序列进行单位根检验,如果存在单位根,那么变量是不具有协整关系的,如果不存在单位根,则序列是平稳的。EG检验比较适合两个序列之间的协整检验。除EG检验法之外,还有Johansen检验,Gregory hansan法,自回归滞后模型法等。其中johansen检验比较适合三个以上序列之间协整关系的检验。通过协整检验,可以判定股票价格序列之间的相关性,从而进行成对交易。
Christian L. Dunis和Gianluigi Giorgioni(2010)用高频数据代替日交易数据进行套利,并同时比较了具有协整关系的股票对和没有协整关系股票对进行套利的立即收益率,结果显示,股票间价格协整关系越高,进行统计套利的机会越多,潜在收益率也越高。
根据随机游走模型我们可以检验股票价格波动是否具有“记忆性”,也就是说是否存在可预测的成分。一般可以分为两种情况:短期可预测性分析及长期可预测性分析。在短期可预测性分析中,检验标准主要针对的是随机游走过程的第三种情况,即不相关增量的研究,可以采用的检验工具是自相关检验和方差比检验。在序列自相关检验中,常用到的统计量是自相关系数和鲍克斯-皮尔斯 Q统计量,当这两个统计量在一定的置信度下,显著大于其临界水平时,说明该序列自相关,也就是存在一定的可预测性。方差比检验遵循的事实是:随机游走的股价对数收益的方差随着时期线性增长,这些期间内增量是可以度量的。这样,在k期内计算的收益方差应该近似等于k倍的单期收益的方差,如果股价的波动是随机游走的,则方差比接近于1;当存在正的自相关时,方差比大于1;当存在负的自相关是,方差比小于1。进行长期可预测性分析,由于时间跨度较大的时候,采用方差比进行检验的作用不是很明显,所以可以采用R/S分析,用Hurst指数度量其长期可预测性,Hurst指数是通过下列方程的回归系数估计得到的:
Ln[(R/S)N]=C+H*LnN
R/S 是重标极差,N为观察次数,H为Hurst指数,C为常数。当H>时说,说明这些股票可能具有长期记忆性,但是还不能判定这个序列是随机游走或者是具有持续性的分形时间序列,还需要对其进行显著性检验。
无论是采用协整检验还是通过随机游走判断,其目的都是要找到一种短期或者长期内的一种均衡关系,这样我们的统计套利策略才能够得到有效的实施。
进行统计套利的数据一般是采用交易日收盘价数据,但是最近研究发现,采用高频数据(如5分钟,10分钟,15分钟,20分钟收盘价交易数据)市场中存在更多的统计套利机会。日交易数据我们选择前复权收盘价,而且如果两只股票价格价差比较大,需要先进性对数化处理。Christian L. Dunis和Gianluigi Giorgioni(2010)分别使用15分钟收盘价,20分钟收盘价,30分以及一个小时收盘价为样本进行统计套利分析,结果显示,使用高频数据进行统计套利所取得收益更高。而且海通证券金融分析师在绝对收益策略系列研究中,用沪深300指数为样本作为统计套利 配对 交易的标的股票池,使用高频数据计算累计收益率比使用日交易数据高将近5个百分点。
三、统计套利模型的应用的拓展―检验资本市场的有效性
Fama(1969)提出的有效市场假说,其经济含义是:市场能够对信息作出迅速合理的反应,使得市场价格能够充分反映所有可以获得的信息,从而使资产的价格不可用当前的信息进行预测,以至于任何人都无法持续地获得超额利润.通过检验统计套利机会存在与否就可以验证资本市场是有效的的,弱有效的,或者是无效的市场。徐玉莲(2005)通过运用统计套利对中国资本市场效率进行实证研究,首先得出结论:统计套利机会的存在与资本市场效率是不相容的。以此为理论依据,对中国股票市场中的价格惯性、价格反转及价值反转投资策略是否存在统计套利机会进行检验,结果发现我国股票市场尚未达到弱有效性。吴振翔,陈敏(2007)曾经利用这种方法对我国A股市场的弱有效性加以检验,采用惯性和反转两种投资策略发现我国A股若有效性不成立。另外我国学者吴振翔,魏先华等通过对Hogan的统计套利模型进行修正,提出了基于统计套利模型对开放式基金评级的方法。
四、结论
统计套利模型的应用目前主要表现在两个方面:1.作为一种有效的交易策略,进行套利。2.通过检测统计套利机会的存在,验证资本市场或者某个市场的有效性。由于统计套利策略的实施有赖于做空机制的建立,随着我股指期货和融资融券业务的推出和完善,相信在我国会有比较广泛的应用与发展。
参考文献
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[2]方昊.统计套利的理论模式及应用分析―基于中国封闭式基金市场的检验.统计与决策,2005,6月(下).
[3]马理,卢烨婷.沪深 300 股指期货期现套利的可行性研究―基于统计套利模型的实证.财贸研究,2011,1.
[4]吴桥林.基于沪深 300 股指期货的套利策略研究[D].中国优秀硕士学位论文.2009.
[5]吴振翔,陈敏.中国股票市场弱有效性的统计套利检验[J].系统工程理论与实践.2007,2月.
关于半参统计模型的估计研究
【摘要】随着数据模型技术的迅速发展,现有的数据模型已经无法满足实践中遇到的一些测量问题,严重的限制了现代科学技术在数据模型上应用和发展,所以基于这种背景之下,学者们针对数据模型测量实验提出了新的理论和方法,并研制出了半参数模型数据应用。半参数模型数据是基于参数模型和非参数模型之上的一种新的测量数据模型,因此它具备参数模型和非参数模型很多共同点。本文将结合数据模型技术,对半参统计模型进行详细的探究与讨论。
【关键词】半参数模型 完善误差 测量值 纵向数据
本文以半参数模型为例,对参数、非参数分量的估计值和观测值等内容进行讨论,并运用三次样条函数插值法得出非参数分量的推估表达式。另外,为了解决纵向数据下半参数模型的参数部分和非参数部分的估计问题,在误差为鞅差序列情形下,对半参数数据模型、渐近正态性、强相合性进行研究和分析。另外,本文初步讨论了平衡参数的选取问题,并充分说明了泛最小二乘估计方法以及相关结论,同时对半参数模型的迭代法进行了相关讨论和研究。
一、概论
在日常生活当中,人们所采用的参数数据模型构造相对简单,所以操作起来比较容易;但在测量数据的实际使用过程中存在着相关大的误差,例如在测量相对微小的物体,或者是对动态物体进行测量时。而建立半参数数据模型可以很好的解决和缓解这一问题:它不但能够消除或是降低测量中出现的误差,同时也不会将无法实现参数化的系统误差进行勾和。系统误差非常影响观测值的各种信息,如果能改善,就能使其实现更快、更及时、更准确的误差识别和提取过程;这样不仅可以提高参数估计的精确度,也对相关科学研究进行了有效补充。
举例来说,在模拟算例及坐标变换GPS定位重力测量等实际应用方面,体现了这种模型具有一定成功性及实用性;这主要是因为半参数数据模型同当前所使用的数据模型存在着一致性,可以很好的满足现在的实际需要。而新建立的半参数模型以及它的参数部分和非参数部分的估计,也可以解决一些污染数据的估计问题。这种半参数模型,不仅研究了纵向数据下其自身的t型估计,同时对一些含光滑项的半参数数据模型进行了详细的阐述。另外,基于对称和不对称这两种情况,可以在一个线性约束条件下对参数估计以及假设进行检验,这主要是因为对观测值产生影响的因素除了包含这个线性关系以外,还受到某种特定因素的干扰,所以不能将其归入误差行列。另外,基于自变量测量存在一定误差,经常会导致在计算过程汇总,丢失很多重要信息。
二、半参数回归模型及其估计方法
这种模型是由西方著名学者Stone在上世纪70年代所提出的,在80年代逐渐发展并成熟起来。目前,这种参数模型已经在医学以及生物学还有经济学等诸多领域中广泛使用开来。
半参数回归模型介于非参数回归模型和参数回归模型之间,其内容不仅囊括了线性部分,同时包含一些非参数部分,应该说这种模型成功的将两者的优点结合在一起。这种模型所涉及到的参数部分,主要是函数关系,也就是我们常说的对变量所呈现出来的大势走向进行有效把握和解释;而非参数部分则主要是值函数关系中不明确的那一部分,换句话就是对变量进行局部调整。因此,该模型能够很好的利用数据中所呈现出来的信息,这一点是参数回归模型还有非参数归回模型所无法比拟的优势,所以说半参数模型往往拥有更强、更准确的解释能力。
从其用途上来说,这种回归模型是当前经常使用的一种统计模型。其形式为:
三、纵向数据、线性函数和光滑性函数的作用
纵向数据其优点就是可以提供许多条件,从而引起人们的高度重视。当前纵向数据例子也非常多。但从其本质上讲,纵向数据其实是指对同一个个体,在不同时间以及不同地点之上,在重复观察之下所得到一种序列数据。但由于个体间都存在着一定的差别,从而导致在对纵向数据进行求方差时会出现一定偏差。在对纵向数据进行观察时,其观察值是相对独立的,因此其特点就是可以能够将截然不同两种数据和时间序列有效的结合在一起。即可以分析出来在个体上随着时间变化而发生的趋势,同时又能看出总体的变化形势。在当前很多纵向数据的研究中,不仅保留了其优点,并在此基础之上进行发展,实现了纵向数据中的局部线性拟合。这主要是人们希望可以建立输出变量和协变量以及时间效应的关系。可由于时间效应相对比较复杂,所以很难进行参数化的建模。
另外,虽然线性模型的估计已经取得大量的成果,但半参数模型估计至今为止还是空白页。线性模型的估计不仅仅是为了解决秩亏或病态的问题,还能在百病态的矩阵时,提供了处理线性、非线性及半参数模型等方法。首先,对观测条件较为接近的两个观测数据作为对照,可以削弱非参数的影响。从而将半参数模型变成线性模型,然后,按线性模型处理,得到参数的估计。而多数的情况下其线性系数将随着另一个变量而变化,但是这种线性系数随着时间的变化而变化,根本求不出在同一个模型中,所有时间段上的样本,亦很难使用一个或几个实函数来进行相关描述。在对测量数据处理时,如果将它看作为随机变量,往往只能达到估计的作用,要想在经典的线性模型中引入另一个变量的非线性函数,即模型中含有本质的非线性部分,就必须使用半参数线性模型。
另外就是指由各个部分组成的形态,研究对象是非线性系统中产生的不光滑和不可微的几何形体,对应的定量参数是维数,分形上统计模型的研究是当前国际非线性研究的重大前沿课题之一。因此,第一种途径是将非参数分量参数化的估计方法,也称之为参数化估计法,是关于半参数模型的早期工作,就是对函数空间附施加一定的限制,主要指光滑性。一些研究者认为半参数模型中的非参数分量也是非线性的,而且在大多数情形下所表现出来的往往是不光滑和不可微的。所以同样的数据,同样的检验方法,也可以使用立方光滑样条函数来研究半参数模型。
四、线性模型的泛最小二乘法与最小二乘法的抗差
(一)最小二乘法出现于18世纪末期
在当时科学研究中常常提出这样的问题:怎样从多个未知参数观测值集合中求出参数的最佳估值。尽管当时对于整体误差的范数,泛最小二乘法不如最小二乘法,但是当时使用最多的还是最小二乘法,其目的也就是为了估计参数。最小二乘法,在经过一段时间的研究和应用之后,逐步发展成为一整套比较完善的理论体系。现阶段不仅可以清楚地知道数据所服从的模型,同时在纵向数据半参数建模中,辅助以迭代加权法。这对补偿最小二乘法对非参数分量估计是非常有效,而且只要观测值很精确,那么该法对非参数分量估计更为可靠。例如在物理大地测量时,很早就使用用最小二乘配置法,并得到重力异常最佳估计值。不过在使用补偿最小二乘法来研究重力异常时,我们还应在兼顾着整体误差比较小的同时,考虑参数估计量的真实性。并在比较了迭代加权偏样条的基础上,研究最小二乘法在当前使用过程中存在的一些不足。应该说,该方法只强调了整体误差要实现最小,而忽略了对参数分量估计时出现的误差。所以在实际操作过程中,需要特别注意。
(二)半参模型在GPS定位中的应用和差分
半参模型在GPS相位观测中,其系统误差是影响高精度定位的主要因素,由于在解算之前模型存在一定误差,所以需及时观测误差中的粗差。GPS使用中,通过广播卫星来计算目标点在实际地理坐标系中具体坐标。这样就可以在操作过程中,发现并恢复整周未知数,由于观测值在卫星和观测站之间,是通过求双差来削弱或者是减少对卫星和接收机等系统误差的影响,因此难于用参数表达。但是在平差计算中,差分法虽然可以将观测方程的数目明显减少,但由于种种原因,依然无法取得令人满意的结果。但是如果选择使用半参数模型中的参数来表达系统误差,则能得到较好的效果。这主要是因为半参数模型是一种广义的线性回归模型,对于有着光滑项的半参数模型,在既定附加的条件之下,能够提供一个线性函数的估计方法,从而将测值中的粗差消除掉。
另外这种方法除了在GPS测量中使用之外,还可应用于光波测距仪以及变形监测等一些参数模型当中。在重力测量中的应用在很多情形下,尤其是数学界的理论研究,我们总是假定S是随机变量实际上,这种假设是合理的,近几年,我们对这种线性模型的研究取得了一些不错的成果,而且因其形式相对简洁,又有较高适用性,所以这种模型在诸多领域中发挥着重要作用。
通过模拟的算例及坐标变换GPS定位重力测量等实际应用,说明了该法的成功性及实用性,从理论上说明了流行的自然样条估计方法,其实质是补偿最小二乘方法的特例,在今后将会有广阔的发展空间。另外 文章 中提到的分形理论的研究对象应是非线性系统中产生的不光滑和不可微的几何形体,而且分形已经在断裂力学、地震学等中有着广泛的应用,因此应被推广使用到研究半参数模型中来,不仅能够更及时,更加准确的进行误差的识别和提取,同时可以提高参数估计的精确度,是对当前半参数模型研究的有力补充。
五、 总结
文章所讲的半参数模型包括了参数、非参数分量的估计值和观测值等内容,并且用了三次样条函数插值法得到了非参数分量的推估表达式。另外,为了解决纵向数据前提下,半参数模型的参数部分和非参数部分的估计问题,在误差为鞅差序列情形下,对半参数数据模型、渐近正态性、强相合性进行研究和分析。同时介绍了最小二乘估计法。另外初步讨论了平衡参数的选取问题,还充分说明了泛最小二乘估计方法以及有关结论。在对半参数模型的迭代法进行了相关讨论和研究的基础之上,为迭代法提供了详细的理论说明,为实际应用提供了理论依据。
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这个论文应当包括的内容:1、首先明确概念。即什么是住宅建筑模型,它在设计构思阶段内容;2、论述:住宅建筑模型在设计构思阶段的作用;3、结论。提炼、归纳你论述的观点。建筑模型概述建筑模型线是设计院给你出图的线。红线是规划局给你的限定线。建筑模型线是可变的,得服从红线,如果建筑模型线在红线外,就必须改变建筑模型线来躲红线。红线是负有法律权力的。所有建筑不得超过公路建筑红线,公路法规定,国道不少于30米,省道不少于15米,县道不少于10米,乡道不少于5米,指从公路用地边缘开始。住宅的种类繁多,主要分为高档住宅、普通住宅、公寓式住宅、TOWNHOUSE、别墅等。(1)按楼体高度分类,主要分为低层、多层、小高层、高层、超高层等。(2)按楼体结构形式分类,主要分为砖木结构、砖混结构、钢混框架结构、钢混剪刀墙结构、钢混框架一剪刀墙结构、钢结构等。(3)按楼体建筑形式分类,主要分类低层住宅、多层住宅、中高层住宅、高层住宅、其他形式住宅等。(4)按房屋型分类,主要分为普通单元式住宅、公寓式住宅、复式住宅、跃层式住宅、花园洋房式住宅、小户型住宅(超小户型)等。(5)按房屋政策属性分类,主要分为廉租房、已购公房(房改房)、经济适用住房、住宅合作社集资建房等。商品房主要是指由各房地产开发公司投资建设,以营利为目的,按市场规律经营的房屋。它有别于各地政府为解决住房困难,实施“安居工程”而建造的“安居房”、“解困房”、“解危房”,从 1998年年底开始兴建的经济适用住房也是特殊的商品房。从销售看,商品房又分现房销售和期房预售;从销售对象看,分内销商品房、外销商品房;从用途看,分普通住宅、公寓、别墅等。内销商品房是指房地产开发经营企业建造的向境内单位和个人出售的商品房。外销商品房是指房地产开发经营企业建造的向境外人员(外国人、港澳台人士)销售的商品房。内销商品房可以销售给个人和单位,包括中央单位和个人,以及批准设立的办事处和联络处;外销商品房可以向国外的企业、其他组织和个人出售,但向国内(香港、澳门、台湾地区除外)个人售房,须经人民政府批准。商品房的结构形式主要是以其承重结构所用其所用的材料来划分。一般可分为以下三种形式:(1)砖混结构住宅;(2)砖木结构住宅;(3)钢筋混凝土结构住宅。砖混结构是指建筑模型物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或砌块砌筑,柱、梁、楼板、屋而板、桁架等采用钢筋混凝土结构。通俗的讲,砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。砖混结构住宅中的“砖”,指的是一种统一尺寸的建筑模型材料,也有其他尺寸的异型粘土砖,如空心砖等。“混”是指由钢筋、水泥、砂石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配料,包括楼板、过梁、楼梯、阳台、排檐等。这些配件与砖做的承重墙相结合,可以称为砖混结构住宅;由于抗震的要求,砖混住宅一般在5层、6层以下。砖木结构住宅的指建筑物中承重结构的墙、柱采用砖砌筑或砖块砌筑,楼板结构、屋架用木结构共同构筑成的房屋。钢筋混凝土结构住宅是指房屋的主要承重结构如柱、梁、板、楼梯、屋盖用钢筋混凝土制作,墙用砖或其他材料填充。这种结构搞震性能好,整体性强,搞腐蚀,耐火能力强,经久耐用,多用于高层住宅。具体又分框架、框架剪刀墙结构等。根据《住宅设计规范》,民用建筑高度与层数的划分为:1层~3层为低层住宅;4层~6层为多层住宅;7层~10层为中高层住宅(也称小高层住宅);11层~30层为高层住宅;30层(不包括30层)以上为超高层住宅。复式住宅一般是指每户住宅在较高的楼层中增建一个夹层,两层合计的层高要大大低于跃层式住宅(复式为米,而一般跃层式为米),其下层供起居用,如炊事、进餐、洗浴等;上层供休息睡眠和贮藏用。优点是:(1)平面利用系数高,通过夹件层复合,可使住宅的使用面积提高50%~70%;(2)户内隔层为木结构,将隔断、家具、装饰融为一体,既是墙,又是楼板、床、柜,降低了综合造价;(3)上部层采用推拉窗户,通风采光好,与一般层高和面积相同住宅相比,土地利用率可提高40%。不足在于:(1)复式住宅面宽大、进深小,如采用内廊式平面组合必然导致一部分户型朝向不佳,自然通风、采光较差;(2)层高过低,如厨房只有2米高度,长期使用易产生局促憋气的不适感;贮藏间较大,但层高只有米,很难充分利用;(3)由于室内的隔断、楼板均采用轻薄的木隔断,木材的成本较高且隔音、防火功能差,房间的私密性、安全性较差。智能化住宅是指将各种家用自动化设备、电器设备、计算机及网络系统与建筑技术和艺术有机结合,以获得一种居住安全、环境健康、经济合理、生活便利、服务周到的感觉,使人感到温馨舒适,并能激发人的创造性的住宅型建筑物。一般认为具备下列四种功能的住宅为智能化住宅:(1)安全防卫自动化;(2)身体保健自动化;(3)家务劳动自动化;(4)文化、娱乐、信息自动化。具备以下四种基本功能,即可实现家庭活动自动化。家庭活动自动化是指家务、管理、文化娱乐和通信的自动化。所谓家务,是指家电设施、保安设施、能源管理等;所谓管理,是指家庭购买、经济管理、家务工作及医疗健康管理等;所谓文化娱乐,是指利用计算机进行学习、娱乐、文艺创作等;所谓通信,是指利用通信网络与外界联络及咨询服务。(1)《导则》要求一星级示范小区应具有:安全防范子系统,包括出入口管理及周界防卫报警、闭路电视监控、对讲与防盗门控、住户报警、巡更管理;信息管理子系统,包括对安全防范系统实行监控、远程抄收与管理、IC卡、车辆出入与停车管理,供电设备、公共照明、电梯、供水等重要设备监控管理,紧急广播与背景音乐系统,物业管理计算机系统;信息网络子系统,包括为实现上述功能科学合理的布线,每户不少于两条电话线和两个有线电视插座,建立有线电视网。(2)二星级示范小区除应具有一星的全部功能外,在安全防范子系统和信息管理子系统方面,其功能及技术水平应有较大提高;信息传输通道应采用高速宽带数据网作为主干网;物业管理计算机系统应配置局部网络,并供住户使用。(3)三星级示范小区应具有二星级的全部功能。其智能化系统的建设在有可能的条件下,应实现现代集成建造系统(HI-CIMS)技术,并把物业管理智能化系统建设纳入整个住宅小区中,作为HI-CIMS工程中的一个子系统。同时,HI-CIMS要考虑物业公司对其智能化系统管理的运行模式,使其实现先进性、可扩展性和方便管理。在住宅设计中,住宅的宽度是指一间房屋内一面墙皮到另一面墙皮之间的实际距离。因为是就自然间的宽度而言,故称为开间。根据有关规定,砖混结构住宅建筑的开间常采用下列参数:米、米、米、米、米、米、米。但就我国目前大量建造的砖混住宅来说,住宅开间一般不超过米。规定较小的开间尺度,可有效缩短楼板的空间跨度,增强住宅结构整体性、稳定性和抗震性。住宅的长度和进深,在建筑学中是指一间独立的房屋或一幢居住建筑从前一墙皮到后一墙皮之间的实际长度。根据有关规定,住宅的进深常采用下列参数:米、米、米、米、米、米、米、米、米 、米、米。为了保证住宅具有良好的天然采光和通风条件,从理论上讲,住宅的进深不宜过大。在住宅的高度(层高)和宽度(开间)确定的前提下,设计的住宅进深过大,就使住房成狭长型,距离门窗较远的室内空间自然光线不足;如果人为地将狭长空间分隔,则分隔出的一部分房间就成为无自然光的黑房间。黑房间当然不适于人们居住,补救的措施之一是将黑房间用于次要的生活区,如储藏室、走道等,用人工照明来弥补自然光的不足;另一措施是在住宅内部建造内天井,将光线不足的房间布置于内天井四周,通过天井来解决采光、通风不足的问题。但内天井住宅也存在厨房串味、传声、干扰大、低层采光不足的问题。根据有关规定,凡符合规划标准的新建居住区,居住小区绿地率不得低于30%,且要保证居住区内人均2平方米,居住小区人均1平方米的规模。绿化覆盖率则不然,相对而言比较宽泛,大致长草的地方都可以算作绿化,所以绿化覆盖率一般要比绿地率高一些。计算绿化覆盖率所指的绿地,简单地说,就是只要有块草皮就可以计入,所以绿化覆盖率有时能做到60%以上。建筑模型是建筑设计及都市规划方案中,不可缺少的审查项目。它以其特有的形象性表现出设计方案之空间效果。因此,在国内外建筑、规划或展览等许多部门模型制作,已成为一门独立的学科。建筑及环境艺术模型介于平面图纸与实际立体空间之间,它把两者有机的联系在一起,是一种三维的立体模式,建筑模型有助于设计创作的推敲,可以直观地体现设计意图,弥补图纸在表现上的局限性(见建筑制图)。它既是设计师设计过程的一部分,同时也属于设计的一种表现形式,被广泛应用于城市建设、房地产开发、商品房销售、设计投标与招商合作等方面。使用易于加工的材料依照建筑设计图样或设计构想,按缩小的比例制成的样品。建筑模型是在建筑设计中用以表现建筑物或建筑群的面貌和空间关系的一种手段。对于技术先进、功能复杂、艺术造型富于变化的现代建筑,尤其需要用模型进行设计创作。长春市啄木鸟模型设计制作有限公司是北京啄木鸟模型制作有限公司在长春分公司。在长春模型制作、长春建筑模型、以及吉林模型沙盘等领域起着领头羊的作用,本公司是集规划模型制作、工业模型制作、建筑模型制作、模型沙盘、房地产模型设计与制作、展馆和展厅的设计与布置施工,虚拟现实开发研究的专业模型制作和建筑制作公司。本公司以国家一级注册建筑师,工艺美术师及测绘专业人事为骨干,模型主创人员为资源专家,有着万余项大中型模型制作、模型沙盘项目的实际操作经验,同时拥有众多的具有高度敬业精神的中青年技师为公司发展奠定了完美的基础。多年来一直秉承着,一直坚持 “先做人,后做事”的理念,兢兢业业,勤勤恳恳,有幸成为国内发展迅速的专业模型制作公司。拥有现代最先进的精雕机、激光机、完美的工艺技术,提供最合理的模型制作材料。公司先后在郑州、长春、兰州、呼和浩特、乌鲁木齐、昆明、济南等地建立分公司,业务遍及全国、我们将以精湛的技术为基础,不断追求更高的艺术境界,以自己的前瞻的目光和素质引领当今模型制作发展趋势。
摘要:随着我国汽车保有量的持续增长,汽车排放污染跟能源问题将会越来越严峻。现在我们国家提 摘要 倡低碳生活和可持续发展,为了响应国家的政策。我们必须寻找一种对环境零污染或低污染的汽车,而目 前公认最为理想可行的就是纯电动汽车了。而作为内燃机跟纯电动汽车的过渡产物就是混合动力汽车,混 合动力汽车已经不是什么新鲜的产物了,目前已经有很多车企生产了。在近两年,我国的车企对纯电动汽 车的热情很高,可惜都只是雷声大雨点小。大都只是处于概念车的阶段。发动纯电动汽车还有一段很曲折 艰辛的路要走。 关键词:内燃机:混合动力: 电动汽车:汽车: 关键词 内燃机 像我们这代人,对于汽车并不会感到很陌生.特别是近几年中国车市出现井喷的现象,据保 守的估计,中国现在的机动车保有量已经超过两亿.而且还保持上升的趋势,去年的产销量达 1360 万辆,首次超过美国而位居世界第一.今年 1 到 9 月份的产销已经达到去年全年的水平了, 保守估计今年的产销量将达 1700 万辆.而且在接下来的几年会稳居榜首,产销量持续增长.在 这数据中,又有多少是属于电动汽车的呢?统计数据显示是非常非常的少,几乎可以被忽视. 汽车的产销量不断的增长,这也将引起一系列的问题.内燃机技术发展到今天已经可说是 炉火纯青的地步了,想到再进一步改善是非常的困难了.我们都是知道无论是汽油机还是柴油 机,都会排放一些对大气有害的气体,如:CO HC Nox 等.虽然说排放标准不断的在提高,但是污 染还是存在的.这将跟我们提倡的低碳生活有点格格不入,因此我们就必须找出其它代替品. 就目前而言,就有新燃料发动机,如:醇燃料 氢燃料 石油气燃料 天然气燃料 太阳能燃料混合动力汽车 电动车等等.在这些新能源汽车中,纯电动汽车将是我们发展的趋势.因为其它 的,不是技术太难攻关,就是使用经济性和燃料来源困难等等.电动汽车的优点是零排放 零污 染 燃料来源方便 动力性良好等.但就目前的现状而言,电动汽车的缺点也是显而易见的, 目 前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,使用成本高。 电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但从发展的角度看,随 着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短,电动汽 车会逐渐普及, 其价格和使用成本必然会降低。 现在处于内燃机跟纯电动汽车的过渡产物是HEV 混合动力汽车, 混合动力汽车的种类目前主要有 3 种。一种是以发动机为主动力,电 动马达作为辅 串联混合动力电动汽车原理。 另外一种是, 在低速时只靠电动马达驱动行驶, 速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式” 。还有一种是只用电动马达 驱动行驶的电动汽车“串联方式” ,发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱 动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。 现在车市的混合动力车主要有,PRIUS 思域 凯美瑞 凯越 LS600H S400 SMART F3DM 等等. 由于我们国家提倡低碳生活,国家的政策便大力的支持发展纯电动汽车.目前几乎所有的车企都积极的响应国家的号召,如:比亚迪的 E6 奇瑞 S18 众泰 2008EV 长安奔奔 MINI 日 产的 LEAF 通用的 VOLT 等等.虽然推出的车型很多,但也只是雷声大雨点小.技术都不啥的, 而且销量也是少之又少. 电动汽车并不是现代才有的产物, 早在 19 世纪后半叶的 1873 年,英国人罗伯特·戴维 森 (Robert Davidsson) 制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。 这比德国人戴姆勒 (Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了 10 年以上。戴维森发明的电动汽车 是一辆载货车,长 4800mm,宽 1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。 其后,从 1880 年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池, 这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪 下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890 年法 国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时电动汽车生产的车用内燃机技术还相当落后, 行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便. 电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”“高容量要求”及 、 “高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过 10 多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单 位重量储存能量比铅酸电池多一倍, 其它性能也都优于铅酸电池。 但目前价格为铅酸电池的 4-5 倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成 本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位 重量储能为铅酸电池的 3 倍,锂聚合物电池为 4 倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是 很有希望的电池。 我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。 电 动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷 电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风 阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城 市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有 16 个城市被列入全球大 气污染最严重的 20 个城市之中。我国现今人均汽车是每 1000 人平均 10 辆汽车,但石油资 源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均汽车持有量达到现在全 球水平---每 1000 人有 110 辆汽车, 我国汽车持有量将成 10 倍地增加, 石油进口就成为大问 题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略 考虑。 下面是一些专家对我国发展电动汽车的看法: 锂电池大规模用于电动车还需一定时间 河南环宇集团锂电池产业技术副总工程师邓伦浩 目前国内锂电池的研究工作和国外相比,差距主要体现在电池的控制系统和电源 管理系统上。邓伦浩对记者说,现在国内对锂电池的研究处于各自开发的状态。目前,有的公司已经能 够为电 动汽车提供相应 的锂电 池配套产品,配 套的锂 电池一般能跑 200~500 公里左右。 邓伦浩告诉记者,现在国内锂电池的价格太高,电源管理系统的问题还没得到很 好地解决。电动汽车还面临充电的问题。目前,家里的一般线路不能为电动汽车锂电 池充电,必须配一个小型的专用充电器,而且充电的时间很长,很麻烦。在国外,为 了解决这一问题,一般都把充电站和加油站放在一起。现在国内的充电站还没有大规 模地建立起来。 国内锂电池研究存在三大问题 中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世 陈全世告诉记者,目前国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。 由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐, 制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致 性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。 其次是知识产权问题。目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由 于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权 问题上,还不知如何应对。 第三是原材料的筛选问题。现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要 还是取自国内, 但是国内的原材料要通过国际认证, 生产出的锂电池才能被国际认可, 所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。 大力发展电动汽车将增加能源供需紧张形势 中国国际经济合作学会经济合作部副主任杨金贵 目前中国 80%的二氧化碳排放来自燃煤,超过 50%的煤炭消费用于火力发电,而同时, 火力发电量占到总发电量的 70%以上。加之目前我国煤炭发电平均效率只有 35%,在这样 的情况下,发展电动汽车,无异于增加电力消耗,同时也就意味着增加碳排放量。随着我国 城镇化、工业化步伐的加快,电力资法律论文 源将更为紧张。而在风能、核能发电尚在发展阶段的我 国而言,大力发展电动汽车,势必将增加能源供需紧张形势,相反不利于低碳产业的发展布 局。对于政府来说,在不遗余力地支持电动汽车发展、支持相关企业开发新产品的同时,更 需要解决源头问题。以电动汽车为例,用煤炭替换石油的作为并不可取,电动汽车成为低碳 经济时代先锋的前提是解决电力资源问题,否则,前景并不乐观。 从以上各个专家的看法,可以看出我国要发展电动汽车是非常艰辛的和曲折的。但这并 不代表不可能, 只是时间问题, 只要我们攻关了那些技术难题, 电动汽车将会造福我们国民, 甚至全人类。因此,发展纯电动汽车势不可挡。
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。下面是学术堂整理的关于新能源汽车的论文题目,欢迎大家阅读参考:1、对汽车新能源技术的初步探讨2、2011第九届(上海)汽车电子与汽车新能源高峰论坛圆满落幕3、现阶段我国汽车新能源技术发展战略研究4、汽车新能源及润滑油的发展研究5、宝马汽车新能源发展战略6、汽车新能源之氢动力7、21世纪汽车新能源——燃料电池8、汽车新能源领域异军突起的新秀——来自EVS25珠海银通展区的报告9、宝马集团展示汽车新能源技术的现在和未来10、未来的汽车新能源11、汽车新能源的N种可能12、FPT菲亚特动力科技杯中国汽车新能源技术金牌榜揭晓13、汽车新能源开发蕴育绿色革命的到来14、CNG车型走俏 力帆汽车新能源战略将分“两步走”15、也谈汽车新能源——形形色色的清洁汽车“食谱”
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力操控和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。主要区别于现在我们常见的汽油和柴油为燃料的内燃机汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢动力汽车、其他新能源汽车等。下面介绍几个市场主流的新能源汽车类型:1、新能源包括混合动力汽车:采用燃油和电作为驱动原料的混合动力。目前各大品牌基本都有此类车型,比如:奔驰S400、宝马5系等,这些混动车辆都会标有Hybrid字样。2、纯电动汽车:此款车完全脱离了燃油,完全靠电作为驱动原料的混合动力。3、燃料电池汽车:这款车也是电池车,是一种氢氧混合燃料电池,您可以快速将电池燃料灌满,无需充电等待。4、氢能源动力汽车:此款车也完全脱离了燃油,利用氢能源替代了燃料。5、太阳能汽车:这款车大家比较容易理解,通过太阳能电池板,转化成电能来驱动车辆。还有其他新能源汽车,如:双燃料汽车、天然气汽车等
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何谓注塑压缩成型,如何进行成型? 所谓注塑压缩成型,是一种注塑和压缩模塑的组合成型技术,又叫二次合模注塑成型。这种成型工艺原是为了成型光学透镜而开发的。众所周知,光学透镜对其几何精度要求非常高、既要尺寸准确,又要变形小,而一般注塑成型就难以达到此要求。 下图所示为注塑压缩成型原理图。它要经过注塑和压缩两个阶段。熔料先由螺杆推送注射入模腔,随后对注入模腔中的熔料进行压缩,这种压缩十分重要;它可以减少熔料在压力注射入模时对分子取向的影响,有助于降低塑件中的残余应力,使成型塑件具有很高的精度,现在广泛用于成型塑料光学透镜,激光唱片等高精度塑件,以及难以成型的薄壁塑件。 图:注塑压缩成型原理图 1一动模2-塑件3—定模4一螺杆5—料筒6—检测器7—活塞 (1) 注塑压缩成型的特点 1) 注塑压缩成型的最大优点就是塑件精度高,取向度低,内应力小,各向的收缩接近于相等,故特别适合要求高度透明且变形小的大面积光学塑料制品的成型。 2) 采用注塑压缩成型,可以利用现有的注塑成型机进行,且注射压力可以大为减小。 但是,注塑压缩成型的工艺操作较复杂,对注射量的控制要十分准确,在第一次合模时所控制的距离也要精确,注塑模的结构也较复杂。因此它的应用并不广泛。 (2) 注塑压缩成型的操作 注塑压缩成型的操作主要分为两大步骤,即注射入模和压缩成型。 1) 注射入模。模具先进行初次闭合,这时并不是将动、定模完全闭合,而是留有左右的间隙,随之螺杆4前移,将计量精确的熔料注射人模,由于模具的型芯部分没有台阶、虽然模具尚未闭合,但型腔中的熔料也不会泄漏。 2) 压缩成型。当螺杆前移达到注射所预定的位置时,即向合模装置发出第二次合模信号,由专用的闭模活塞7实施第二次合模,合模装置随后立即增大锁模力并推动动模1前进,将动、定模板完全合拢,这时模腔中的熔料即在动模的压缩作用下取得型腔的精确形状。 需要注意的是:塑件固化后必须在闭模活塞7对模具的压力消失后进行开模和顶出塑件,所以用于注塑成型的注塑机必须有专用闭模液压缸。
注塑压缩成型,是一种注塑和压缩模塑的组合成型技术,又叫二次合模注塑成型。这种成型工艺原是为了成型光学透镜而开发的。 采用注塑压缩成型,可以利用现有的注塑成型机进行,且注射压力可以大为减小。 但是,注塑压缩成型的工艺操作较复杂,对注射量的控制要十分准确,在第一次合模时所控制的距离也要精确,注塑模的结构也较复杂。因此它的应用并不广泛。 注塑压缩成型的操作 注塑压缩成型的操作主要分为两大步骤,即注射入模和压缩成型。 1) 注射入模。模具先进行初次闭合,这时并不是将动、定模完全闭合,而是留有左右的间隙,随之螺杆4前移,将计量精确的熔料注射人模,由于模具的型芯部分没有台阶、虽然模具尚未闭合,但型腔中的熔料也不会泄漏。 2) 压缩成型。当螺杆前移达到注射所预定的位置时,即向合模装置发出第二次合模信号,由专用的闭模活塞7实施第二次合模,合模装置随后立即增大锁模力并推动动模1前进,将动、定模板完全合拢,这时模腔中的熔料即在动模的压缩作用下取得型腔的精确形状。 需要注意的是:塑件固化后必须在闭模活塞7对模具的压力消失后进行开模和顶出塑件,所以用于注塑成型的注塑机必须有专用闭模液压缸。
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浅析高分子材料成型加工技术
摘要:近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展对高分子材料成型的加工技术要求更高,更精细。在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的 方法 ,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。
关键词:高分子材料加工方法成型技术
一、前言
近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展要求更高性能的聚合物材料,开发研制满足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。
二、高分子材料成型成型加工技术的相关定义
1.高分子材料
高分子材料是指由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料,其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要是橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点,使它具有其他材料不可取代与不可比拟的优异性能,从而广泛运用到科学技术、国防建设和国民经济等领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。
2.高分子材料成型加工技术
在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状,使其成为具有使用价值的各种制品。高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗,从大规模向较短研发周期的多品种转变。判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。
三、高分子材料成型加工技术的方法
高分子材料的的成型方法有挤出成型、吹塑成型、注塑成型、压延成型、激光成型等。以下介绍的是现今高分子材料成型加工的主要技术方法。
1.挤出成型技术
挤出成型技术是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。它的具体原理是高分子原材料自料斗进入料筒,在螺杆旋转作用下,通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段,在此松散固体向前输送同时被压实;在压缩段,螺槽深度变浅,进一步压实,同时在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切作用,料温升高开始熔融,压缩段结束;均化段使物料均匀,定温、定量、定压挤出熔体,到机头后成型,经定型得到制品。挤出成型又有共挤出技术、挤出注射组合技术、成型技术、反应挤出工艺与固态挤出工艺等。
2.注塑成型技术
注射成型技术是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一,可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件[2]。注射成型技术根据组合材料的特征,又有以组合惰性气体为特征的气体辅助注射成型,以组合组成化学反应过程为特征的反应注射成型,以组合混合混配为特征的直接注射成型,以组合不同材料为特征的夹心成型等多种方法。
3.吹塑成型技术
吹塑技术一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯,趁热或加热到软化状态,置于对开模中,闭模后立即在型坯内通入压缩空气,使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上,经冷却脱模,即得到各种中空制品。根据型坯制作方法,吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑,新发展起来的有拉伸吹塑和多层吹塑。
四、高分子材料成型加工技术的发展新趋势
目前,高分子加工成型技术正在快速地进步,它的发展总方向是高度集成化、高度产量、高度精密化,不断实现对加工制品材料的聚集态、组织形态与相形态等的控制,最大程度地达到制品高性能的目的。具体的创新技术之处主要体现在以下几项新技术上。
1.聚合物动态反应加工技术
聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的[3]。这项技术解决振动力场下聚合反应加工过程中质量、动量和能量传递与平衡的难点,从技术上解决了设备结构集化的问题。
2.热塑性弹性体动态全硫化制备技术
这项技术引入振动立场到混炼挤出的全过程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化,控制硫化反直的进程,防止共混加工过程共混物相态发生发转。此技术非常有意义,研制发明出新的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,能有效地提高我国TPV技术的水平。
3.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术
此技术是将盘级PC树脂生产、中间储运与光盘盘基成型三个过程融合为一体,联系动态连续反应成型技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到有效提高产品质量、节约能源,降低消耗的目的。该技术避免了传统方式中间环节多、能耗大、周期时间长、成型前处理复杂、储运过程易受污染等缺陷。
五、结语
综上所述,我国在新时期要把握高分子成型加工技术的前沿,注重培育自主的知识产权,努力打破国外技术的垄断,实现科学技术研究与产业界的良好结合的目的。这能有效地将科学研究成果转化为实际的生产力,有效地加快我国高分子材料成型加工技术及其相关产业的快速发展。
参考文献
[1] 王云飞;孙伟.浅谈高分子材料成型加工技术[J].城市建设理论研究,2012,(11): 32.
[2] 甄延波.高分子材料成型加工技术的进展[J].化工中间体,2012,(09): 25.
[3]黄贵禹.浅析高分子材料成型加工技术[J].东方 企业 文化 ,2011,(16): 97.
浅析高分子材料成型
摘要:我国的高分子材料成型技术在工业上取得了飞速的发展,本文主要阐述了高分子材料成型的原理以及高分子材料成型的加工技术。
关键词:高分子材料;成型;技术
一、前言
高分子材料是指以高分子化合物为基体组分的材料。高分子材料按来源可分为天然高分子材料、合成高分子材料;按化学组成分类可分为有机高分子材料、无机高分子材料;按性能可分为通用高分子材料、新型高分子材料。高分子材料比传统材料发展迅速的主要原因是原料丰富、制造方便、加工容易、品种繁多、形态多样、性能优异以及在生产和应用领域中所需的投资低,经济效益比较显著。高分子反应加工分为反应挤出和反应注射成型两个部分,目前我国普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机。现阶段,我国的高分子材料成型也取得了较好的成绩。
二、高分子材料成型的原理
高分子材料的合成和制备一般都是由几个化工单元操作组成的,高分子反应加工把多个单元操作熔为一体,有关能量的传递和平衡,物料的输运和平衡问题,与一般单个化工单元操作完全不同。传统聚合过程解决传热和传质问题主要是利用溶剂和缓慢反应来进行的,但是在聚合反应加工过程中,物料的温度在数分钟内就能达到400℃~800℃,此时对于反应过程中产生的热,如果不能进行脱除的话,那么降解和炭化将会发生在物料中。传统的加工过程是通过设备给聚合物加热,而需要快速将聚合生成的热量通过设备移去是聚合反应加工所进行的,由此可见,必须从化学和热物理两个方面开展相应的基础研究。
高分子材料的物理机械性能、热性能、加工性能等均取决于其化学结构、分子结构和凝聚态的形态结构,而加工工艺与高分子材料的形态结构关系是非常密切的。
流变学,指从应力、应变、温度和时间等方面来研究物质变形和(或)流动的物理力学。它是力学的一个新分支,它主要研究物理材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。高分子材料成型加工成制备的理论基础是高分子材料流变学。高分子材料的自身的规律和特点是伴随化学反应的高分子材料的流变性质而产生的。
三、高分子材料成型的加工技术
(一)聚合物动态反应加工技术及设备
目前国外已经研发出可以解决其他挤出机作为反应器所存在的问题,即连续反应和混炼的十螺杆挤出机。在我国高分子材料成型加工工业的发展中占有极其重要的地位,但是我国的高分子材料成型的加工技术的开发目前还处于初步阶段。缩聚反应器的反应挤出设备就是指交换法聚碳酸酯连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术,除此之外,我国每年还有数以千万吨的改性聚合物生产,反应挤出技术及设备也是其关键技术。
采用传统的加工设备存在一些问题,例如传热、化学反应过程难以控制等,另外投资费用大、噪音大等问题。无论是在反应加工原理还是设备的结构上,聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术都完全不同,将聚合物反应挤出全过程引入到电磁场引起的机械振动场,从而达到控制化学反应过程、反应制品的物理化学性能以及反应生产物的凝聚态结构的目的,这就是聚合物动态反应加工技术及设备。高分子材料成型加工是高能耗过程作业,无论是挤出、注射还是中空吹塑成型塑料原理都必须经过熔融塑化及输送这一基本和共性的过程,目前普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机等。该技术使得控制聚合物单体及停留时间分布不可控的问题得到了解决,而且也使得振动立场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量以及能量传递和平衡问题得到了解决,同时也使得设备结构集成化问题得到了解决。新设备的优点很多,例如:体积重量小、适应性好、噪音低、可靠性高等等,而这些技术是传统技术和设备是比不了的。
(二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术
此技术的研究实现,加强了我国在该领域内的发言权。以动态反应技术为基础方向,进行深入的研究,从而产生了新的材料制备技术。我们以存储光盘盘基为基础原型,以反应成型技术直接作用于其上。通过对这些技术的研究改进,改变了传统技术中多环节、消耗大、复杂度高、周期长、而且环境污染比较严重等诸多不利因素。通过学习研究,可以把制作光盘的PC树脂原料工业、中途存放、盘基成型工业串联于一体,提高了工业生产效率、减少了资源浪费、能够完全有效的进行控制,而且产品的质量有大幅度的提高。
聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。研究表明,对无粒子进行适当的处理,可以得到一些好的效果,比如说利用聚合物进行原位表面改性处理、原位包覆、强制分散等处理后,就可以使我们复合材料成型。
热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将混炼引入到振动力场挤出全过程,为实现混炼过程中橡胶相动态全硫化,对硫化反直进程进行控制,从而使得共混加工过程共混物相态反转问题得到了解决。实现自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备研制开发出来,促进我国TPV技术水平的提高。
四、结语
我国必须根据自身的实际情况来发展高分子材料成型加工技术及设备,把握技术前沿,不断地培育自主知识产权,从而使得我国高分子材料成型技术及其产业发展不断加快。
参考文献:
[1] 黄汉雄. 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(下)[J]. 橡塑技术与装备, 2006, (06) :13-18
[2] 黄汉雄. 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(上)[J]. 橡塑技术与装备, 2006, (05) :17-27
[3] 王玉东, 付鹏, 李晓光, 赵清香, 刘民英. 尼龙612等温结晶的球晶形态与生成条件[J]. 高分子材料科学与工程, 2009, (09):76-79
[4] 吴刚. 高分子材料成型加工技术的进展[J]. 广东化工, 2008, (09) :8-12
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其一定形状和尺寸锻件的加工方法,下面是由我整理的锻造成型技术论文,谢谢你的阅读。 锻造成型技术论文篇一 GH4169合金涡轮盘锻造成型的数值模拟和分析 摘要: 利用Gleeble3500型热模拟试验机研究GH4169合金在不同温度和变形速度下的热变形行为,建立该合金的高温流变应力模型.用Deform3D对GH4169镍基高温合金涡轮盘锻造成型过程进行数值模拟,比较不同变形速度和不同变形温度下工件的变形行为.结果表明:相对于变形速度,变形温度对锻件性能的影响更加明显;较高的变形温度有利于材料的动态恢复和再结晶,使组织均匀,但过高的终锻温度会使晶粒尺寸变大,进而影响涡轮盘的机械性能. 关键词: 航空发动机; 涡轮盘; 镍基高温合金; 锻造成型; 变形温度; 晶粒尺寸; 数值模拟 中图分类号: ;文献标志码: B Abstract: The thermal deformation of GH4169 alloy is studied by the thermal simulation testing machine of Gleeble3500 under the condition of different temperature and deformation velocity, and the high temperature flow stress model of the alloy is built. The numerical simulation is performed on the forging deforming of GH4169 nickelbase superalloy turbine disc by Deform3D, and the different deformation behaviors of a workpiece are compared under different deformation velocity and temperature. The results show that, comparing with the deformation velocity, the effect of deformation temperature on the performance of the forging piece is more obvious; the higher deformation temperature is helpful for dynamic recovery and recrystallization of the material, which makes the organization more uniform; but the grain size becomes larger if the final forging temperature is too high, which weakens the mechanical performance of the turbine disc. Key words: aeroengine; turbine disc; nickelbase superalloy; forging deforming; deformation temperature; grain size; numerical simulation 引言 GH4169作为一种常见的航空发动机用镍基高温合金,在-253~650 ℃下具有高强度、高疲劳性能和良好的塑性,是目前应用广泛的一种高温合金,占世界上高温合金产品的35%~40%.[1]但是,GH4169合金在锻造成型时,具有高温塑性低、变形抗力大、可锻温度范围窄、导热性差等缺点,且锻件的晶粒尺寸无法由后期热处理工艺进行改善,主要靠锻造成型工艺进行控制.所以,GH4169合金锻件的成型工艺直接决定锻件的机械性能.[2] 本文利用Deform3D对某型号航空发动机涡轮盘锻造成型过程进行仿真模拟研究,为优化涡轮盘锻造工艺、研究GH4169的热塑性变形行为提供理论依据. 模拟模具的初始温度设置为980 ℃.在变形初始,模具与工件直接存在60 ℃的温度差.在变形过程中,工件不断向模具散热,接触表面温度下降,同时塑性变形使工件的变形功转化为热能.模具和工件之间的摩擦也随着接触面积的增加而不断增大,由摩擦引起的热效应也增强,从而使工件温度不断上升,尤其是飞边和轮缘这些变形最激烈的区域.变形速度的增加,使模具和工件的接触时间缩短,热传递时间也缩短,工件整体温度升高.因此,在实际锻造生产过程中,要合理选择变形速度,避免局部温度过高,从而产生局部粗晶现象,影响涡轮盘的机械性能. 当摩擦因子为,温度为1 040 ℃时不同变形速度对等效应力的影响见图5,可知,随着变形速度的增加,轮盘的等效应力明显增加 由图6可知,随着温度的升高,工件的等效应变不断增加.当变形温度从980 ℃升高到1 100 ℃时,等效应变也从增加到,即材料的流动性得到显著改善. 当摩擦因子为,变形速度为20 mm/s时不同的变形温度对工件等效应力的影响见图7,由图7可知,等效应变随变形温度的升高而显著降低.在变形结束时刻,当变形温度为980,1 000,1 040和1 100 ℃时,工件的最高等效应力分别为496,426,407和370 MPa.等效应变和应力随温度的升高不断发生变化,这些都可以看做是材料变形能力的变化,其原因是:温度的升高增强原子的扩散能力,增加晶界的迁移能力,使材料更容易发生动态回复和再结晶,抵消由位错产生的加工硬化,提高材料的塑性,使变形更容易. 通过对上述不同加工条件的分析可以看出,温度对GH4169合金的变形影响更大.虽然当变形速度不同时,工件的等效应变、等效应力存在差异,但通常造成这种差异的原因除变形速度不同造成的温度降不同以外,则是高应变速率使工件组织的回复和再结晶过程不够充分.在本次模拟过程中,工件与模具都处在较高的温度中,散热很少,导致工件的温度降低和高应变速率的硬化机制不能发挥主导作用,从而显著地影响工件的变形抗力. 因此,在GH4169合金涡轮盘的锻造过程中,首先应考虑合理的锻造温度区间的选择.温度的选择一方面要保证组织能够发生普遍明显的动态再结晶,使组织晶粒度均匀,避免出现混晶现象;另一方面要考虑晶粒的尺寸,避免温度过高,使晶粒过分长大.其次,虽然变形速度对加工过程的影响相对变形温度产生的影响较小,但因变形速率过高而造成工件局部过热,从而产生局部粗晶现象却是GH4169合金涡轮盘加工过程中的常见现象,因此,在合理选择变形温度的基础上,选择适当的变形速度能进一步改善变形的均匀性,提高工件的性能. 4结论 (1)通过GH4169合金的等温恒应变速率压缩试验,确定该合金在高温下的双曲正弦流变应力模型,并通过实例模拟验证该模型在数值模拟过程中能够准确反映GH4169合金在不同加工条件下的变形规律. (2)较高的变形速度可以减少工件与模具的接触时间,使工件的散热减少,温度场分布更均匀;但过大的变形速度会使工件产生局部温度过高,造成局部粗晶现象. (3)较高的变形温度使材料的恢复与再结晶变得更容易,使工件塑性更好,变形更均匀充分;但过高的终锻温度会使再结晶后的晶粒增大,影响工件的机械性能.参考文献: [1]王会阳, 安云岐, 李承宇, 等. 镍基高温合金材料的研究进展[J]. 材料导报, 2011(25): 482486. WANG Huiyang, AN Yunqi, LI Chengyu, et al. Research progress of Nibased superalloy[J]. Mat Rev, 2011(25): 482486. [2]刘润广, 蒋浩民, 姜勇, 等. GH4169合金超塑性变形及其力学行为的研究[J]. 航空材料工艺, 1998(2): 3638. LIU Runguang, JIANG Haomin, JIANG Yong, et al. Study on superplastic deformation and mechanical behavior of alloy GH4169[J]. Aerospace Materials & Technol, 1998(2): 3638. [3]SELLARS C M, MCTEGART W J. On the mechanism of hot deformation[J]. Acta Metallurgica, 1966, 14(9): 11361138. [4]Mc QUEEN H J, RYAN N D. Constitutive analysis in hot working[J]. Materials Science and Engineering A, 2002(322): 4363. 锻造成型技术论文篇二 试论自由锻造 【摘要】自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形,不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法,简称自由锻。 自由锻造所用工具和设备简单,通用性好,成本低。同铸造毛坯相比,自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷,使毛坯具有更高的力学性能。锻件形状简单,操作灵活。因此,它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。 【关键词】自由锻,基本工序,特点 【中图分类号】 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)01―0194-02 自由锻造的基本工序 自由锻工序分:基本工序,辅助工序,精整工序。 一、基本工序 主要是使金属产生一定程度的属性变形,以达到所需要的形状及尺寸。 如,镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转等 二、辅助工序 是为基本工序的操作方便而进行的一些预先变形工序。 如,压钳口、压肩等。 三、精整工序 在终端温度下进行。如清理锻件表面的凸凹不平及整形等,主要用来减 少锻件表面缺陷的工序。 【拔长】也称延伸,它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。拔 长常用于锻造杆、轴类零件。拔长的方法主要有两种: 1、在平砧上拔长。 2、在芯棒上拔长。锻造时,先芯棒插入冲好孔的坯料中,然后当作实心坯料进行拔长。拔长时,一般不是一次拔成,先将坯料拔成六角形,锻到所需长度后,再倒角滚圆,取出芯棒。为便于取出芯棒,芯棒的工作部分应有1:100左右的斜度。这种拔长方法可使空心坯料的长度增加,壁厚减小,而内径不变,常用于锻造套筒类长空心锻件。 镦粗 【镦粗】是使毛坯高度减小,横断面积增大的锻造工序。镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。镦粗工序可以有效地改善坯料组织,减小力学性能的异向性。镦粗与拔长的反复进行,可以改善高合金工具钢中碳化 物的形态和分布状态。 镦粗主要有以下三种形式: 1、完全镦粗。完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上,在上砧的锤击下,使坯料产生高度减小,横截面积增大的塑性变形。 2、端部镦粗。将坯料加热后,一端放在漏盘或胎模内,限制这一部分的塑性变形,然后锤击坯料的另一端,使之镦粗成形。用漏盘的镦粗方法,多用于小批量生产;胎模镦粗的方法,多用于大批量生产。在单件生产条件下,可将需要镦粗的部分局部加热,或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷,然后进行镦粗。 3、中间镦粗。这种方法用于锻造中间断面大,两端断面小的锻件,例如双面都有凸台的齿轮坯就采用此法锻造。坯料镦粗前,需先将坯料两端拔细,然后使坯料直立在两个漏盘中间进行锤击,使坯料中间部分镦粗。 为了防止镦粗时坯料弯曲,坯料高度h与直径d之比h/d≤。 冲孔 【冲孔】是在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。冲孔的方法主要有以下两种: 1、双面冲孔法。用冲头在坯料上冲至2/3-3/4深度时,取出冲头,翻转坯料,再用冲头从反面对准位置,冲出孔来。 2、单面冲孔法。厚度小的坯料可采用单面冲孔法。冲孔时,坯料置于垫环上,一略带锥度的冲头大端对准冲孔位置,用锤击方法打入坯料,直至孔穿透为止。 弯曲 【弯曲】采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序,称为弯曲。 常用的弯曲方法有以下两种: 1、锻锤压紧弯曲法。坯料的一端被上、下砧压紧,用大锤打击或用吊车拉另一端,使其弯曲成形。 2、模弯曲法。在垫模中弯曲能得到形状和尺寸较准确的小型锻件。 切割 【切割】是指将坯料分成几部分或部分地割开,或从坯料的外部割掉一部分,或从内部割出一部分的锻造工序。 错移 【错移】是指将坯料的一部分相对另一部分平行错开一段距离,但仍保持轴心平行的的锻造工序,常用于锻造曲轴零件。错移时,先对坯料进局部切割,然后在切口两侧分别施加大小相等、方法相反且垂直于轴线的冲击力或压力,使坯料实现错移。 锻接 【锻接】是将坯料在炉内加热至高温后,用锤快击,使两者在固态结合的锻造工序。锻接的方法有搭接、对接、咬接等。锻接后的接缝强度可达被 连接材料强度的70%-80%。 扭转 【扭转】是将毛料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。该工序多用于锻造多拐曲轴和校正某些锻件。小型坯料扭转角度不大时,可用锤击方法。 自由锻工艺规程的制定 1、分析零件图设计绘制锻件图 锻件图即是在零件图的基础上+锻件余量+锻件公差+余块所组成的图纸 2、坯料质量的计算 锻件坯料体积包括锻件的体积和锻造过程中的各种体积损失,如加热时的表面氧化、烧损等。 锻件坯料质量的计算可以按下公式计算M坯=M锻+M烧损+M切+M芯 3、坯料尺寸计算 根据已算得锻件质量和截面积大小定:坯料质量÷材料的比重=坯料体积。 4、选择锻造工序、确定锻造温度。 5、选择确定锻造设备。 6、规定有关技术要求、编写工艺卡等。 自由锻造特点 1)软件自动计算功能极大地提高工作效率: 软件可自动给出下料重量、锻件重量、及零件重量,十分迅速,使您省 去繁琐的计算和查询手册的工作,极大地提高您的效率,60秒就可以轻松完成一张完整的工艺卡。 软件还具有的锻件锻前加热规范、锻后热处理工艺,给工艺人员在做热处理工艺时一个很好的参考依据。一个工艺工程师可以做几个人的工作量,可以节约很多人力资源成本。 2)特殊图形和工艺: 任何复杂图形及特殊的工艺都可以利用软件的制图功能进行自行制作并可以储存,锻造工艺却可以自动生成,也可以自行修改工艺。 3)准确的材料利用率: 锻前就可以准确地给出热耗和工艺损耗(函数程序准确计算的),可以使您在锻打产品前就可以给出材料的成本核算,利于您的准确报价。 4)多级台阶轴的优化和法兰胎膜制作功能: 多级台阶轴可以预先模拟出几种各级的锻件图形进行比较,可以很直观地观察出哪一种方案最佳,取最佳方案进行锻打,法兰胎膜制作功能,在实际使用中效果也很显著,锻件还列有锻打工步可作为工人师傅的锻打依据。 5)减少了材料的浪费: 避免新产品的反复试验工艺而造成损失;避免人为因素的失误和错误而造成损失;准确的材料重量计算可以提高材料利用率。 6)强大的自动计算和数据功能: 软件包含的几十类数千种锻件的工艺、数万种材料牌号、各类技术要求、所有吨位的锻锤和水压机、图形的参数化都会给您带来极大的方便(避免繁琐的手册查询工作)。 7)方便管理及有利于提高企业形象: 工艺卡片可以根据您的客户分类而自动存贮在软件里,可以随时调用,不用另存其他地方,便于管理者和工艺人员查看。规范化的设计和管理,也利于提高企业形象。 8)软件具有很强的升级功能: 随着贵公司的工艺水平的改进、或者各个时期不同工艺都可以取精华编制在软件里,使公司里锻造工艺具有连续性和升级性,不至于使工艺人为流失。 9)操作简单: 使用十分方便,即使不熟悉计算机的人,也能很容易掌握;不用另制作工艺卡,可以直接用打印机打出和分类保存在电脑里。 结论 锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松及焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。 锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工,热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态,但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。 参考文献 [1]刘润广,锻造工艺学,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002. [2]林法禹,特种锻压工艺,北京:机械工业出版社,1991. 看了“锻造成型技术论文”的人还看: 1. 材料成型控制技术论文 2. 材料成型新技术论文 3. 材料成型论文 4. 粉末冶金件成型技术论文(2) 5. 论材料成型及控制工程专业建设论文