导读铸造人一定要懂,铸造涂料如何制备?怎么生产应用中小实型铸造企业采用外购涂料的方法解决涂料来源问题。这些企业涂料用量小,一次购进一定量的涂料后短期用不完,经常发生涂...

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铸造人一定要懂,铸造涂料如何制备?怎么生产应用

铸造人一定要懂,铸造涂料如何制备?怎么生产应用

中小实型铸造企业采用外购涂料的方法解决涂料来源问题。这些企业涂料用量小,一次购进一定量的涂料后短期用不完,经常发生涂料变质、沉底等质量问题,造成涂料报废。有些交通不便的企业所购进的涂料一旦质量出现问题,无法退货,涂料将批量报废,造成较大的经济损失。因此,这些企业迫切需要自制涂料,并掌握一定的涂料性能调节知识,使自身能够对一些涂料质量问题,通过现场采取措施,挽救问题涂料。企业自制涂料需了解涂料的配方、混制方法、检测方法及涂料性能的变化规律。这些企业条件都比较简陋,需要配制人员能够利用自身的条件特点选择设备和材料。涂料的配方和混制设备有很多选择,掌握了涂料的配制规律和铸造工艺要求,制备出满足使用要求的涂料。配制涂料满足了生产的需要,为企业降低了成本,提高了产品质量;本文将相关经验总结如下,仅供有关中小企业参考。

1、涂料所用原材料简介

确定涂料的配方,需确定涂料的耐火材料组成、悬浮剂、消泡剂、载体溶剂的种类,掌握相关材料的理化性能和微观结构等资料。

1. 1 耐火材料

耐火材料应主要根据铸造合金种类选定。铸铁用涂料的耐火材料常选用鳞片石墨和普通石墨、石英粉、铝矾土、滑石粉、蓝晶石粉等,对几种国外铸铁涂料的耐火材料进行了X射线荧光光谱分析和衍射分析,发现他们的耐火材料常有硅灰石、莫来石、云母、刚玉、锂辉石等,骨料中各种粒型也是搭配使用,具说可提高涂料的透气性和强度,粒型有片状、纤维状及粒状。铸钢件用涂料常选镁砂粉、锆英粉、高铝粉、棕刚玉粉等耐火粉料。对于高锰钢常用电熔镁砂粉和镁橄榄石粉,这些材料可抗高锰钢的碱**蚀。粒度一般在320目—200目,也要搭配使用。此种涂料必须注意镁橄榄石粉中SiO2(石英)含量≥40%时,往往影响涂料的作用,因为SiO2和MnO会产生化学反应而粘砂。

硅灰石【CaO*SiO2】:是一种偏硅酸盐,属三斜晶系,分低温型高温型两种,低温型在1125℃转变成高温型。硅灰石具有针状、纤维状晶体形态(长/径比≥22:1)和良好的耐热性低(耐热度≥1500℃)和烧结性,在涂料中可增加涂料强度、悬浮性和高温透气性。一般应选用SiO2%≥50,沉降度<70的高温型材料。它在吉林、辽宁地区蕴藏量非常大,可在铸铁涂料中广泛使用。

莫来石【3AI2O*2SiO2】:斜方晶系,熔点1810℃,多角粒型。化学性质稳定。线膨胀系数小(20~1000℃,5.3×10-6/℃),抗激冷激热性好,商品粉料可选用经过高温烧结的煤矸石粉,可保证涂料的高温稳定性。该材料国内供应丰富,价格较低,在铸铁和普通铸钢中可使用。

云母【KAI2(AISi3O20)(OH*F)2】:一种具有层片状的硅酸盐,密度2.6~2.86,导热系数低(平均0.67W/m.K),保温性能较好。其鳞片具有弹性,晶格稳定,热化学稳定性较好。该材料熔点较低(1270~1330℃),用于铸铁涂料时易于粘砂。由于具有片状形态,可赋予涂料防降性、流平行,使涂料具有良好的韧性和抗开裂性,可用于铸铝件涂料中。

蓝晶石【AL2[SiO4]O】:根据含蓝晶石的形态特点,将蓝晶石矿分成3类变态:⑴针状和纤维状集合体(纤维针状矿石);⑵富含空晶石的假象蓝晶石集合体;⑶蓝晶石结核矿(结核型矿石)。

蓝晶石矿物在高温下(1100~1650℃)煅烧转变为莫来石和熔融状游离二氧化硅(方石英),同时产生不同程度的体积膨胀。其转变反应式为:

3(AI2SiO5) 3AI2O3*2SiO2+SiO2(1300℃)

铸造涂料应采用煅烧过的纤维针状产品,它的耐火度比硅灰石和石英粉高,和锆英粉相似,由于它的纤维针状形态,可提高涂料的强度和透气性及耐火度。目前该产品在吉林磐石等地也有出产,可用于铸铁、普通铸钢等涂料中。其它材料的性能本文不在详述,在选用时应仔细查找相关资料。

1.2载液

水或乙醇(甲醇)可作为载液。水基涂料成本比醇基涂料低,且悬浮性好控制,但需要一套烘干和和排除水蒸汽的设备。醇基涂料烘干容易,很多小型企业经常使用,但它有以下问题:浇注时发气量大,成本高,涂料气味很大,影响工人健康,安全性也差。一般建议多采用水基涂料工艺,尤其是一些形状较简单的铸件,如锰钢锷板等。甲醇的应用可改善烘干质量,可和乙醇配合使用。

1.3粘结剂

根据载液的不同,粘结剂分为水基用和醇基用两种。对粘结剂的一般要求是:在水中或乙醇中易溶易分散;具有较高的干强度,尤其是高温强度。糖浆、纸浆、酚醛树脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乙酸乙烯乳液(白乳胶)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、羧甲基纤维素(CMC),以及高温性能好的粘土、磷酸二氢铝、硫酸盐、松香、水玻璃和硅溶胶都可作为涂料的粘结剂。酚醛树脂、既具有较高的常温强度,又具有较高的高温强度,我们在涂料中广泛应用。水基涂料可直接采用碱性液态酚醛树脂,醇基涂料采用热固性酚醛树脂,先在酒精中泡开,溶化后再加入涂料中,它和PVB配合使用效果更佳。聚乙烯醇(PVA)和磷酸二氢铝配合使用,效果也较好,成本也低。某些商品涂料具有硬化可逆性,即掉到地上已硬化的涂料仍可重复混制、使用。某些水溶性树脂,如PAM就具备这种性能。

1. 4悬浮剂

常用的悬浮剂有锂基、钠基或有机膨润土、凸凹棒土、CMC等。锂基膨润土不但悬浮性好,所制涂料的涂刷性能也较好,在醇基涂料澡中经常采用,但采用锂基土的涂料易于发生“沉死底”的现象,涂料最好现配现用。要水基涂料中可采用钠土和CMC配合使用,效果也较好。有机土效果最好,价格过高,一般在要求较高的醇基涂料中少量加入。选用膨润土类悬浮剂时,在保证悬浮性的前提下,加入量越少越好,加入量过大涂层易开裂。

1.5其它添加剂

实型(或消失模)涂料还需加入以下几种助剂:⑴表面活性剂 用来改善涂料对塑料模样表面的润湿性,常用的是非离子型的表面活性剂JCF(脂肪醇聚乙烯醚)、OP-10(烷基酚与环氧乙烷的缩合物)、NNO(萘磺酸钠甲醛缩合物),它兼有分散和减水作用。表面活性剂易于产生气泡,在涂料中尽量少加或不加。⑵消泡剂 涂料在高速搅拌过程中也可能卷入空气产生气泡,因此要加入少量的消泡剂。常用的有正辛醇、正丁醇、SPA-202脂肪族矿物油、SAF(聚甲基硅氧烷乳液)。⑶防腐剂 常用的防腐剂有五氯酚萘、五氯苯酚、苯甲酸钠、甲醛等。⑷碳吸附剂 冰晶石(Na3AIF6)在高温下形成活性NaF、AIF3等,对模样分解出的碳产生吸附作用,使之不沉淀在铸件表面,从而防止铸件表面积碳的产生。此外,涂料中还掺入氧化铁粉(Fe2O3),提高涂料的自剥离能力和抗氮气孔能力。件表面光洁,并在一定程度上提高尺寸精度。

2涂料的作用和性能要求

涂料可以填充型和芯的表面孔隙在高温下抑制砂型与金属液的热相互作用 (机械渗透和化学侵蚀),从而防止机械粘砂,使铸件表面光洁,并在一定程度上提高尺寸精度。涂料还能够提高型和芯的表面强度,防止因液体金属的冲刷作用而发生砂眼、毛刺等缺陷。涂料层的隔离作用,还能够防止因型和芯受热产生大量气体侵入铸件而形成气孔缺陷。热膨胀低的涂料还可减少铸件夹砂缺陷。此外,通过在涂料中添加绝热保温材此外,通过在涂料中添加绝热保温材布,调节热流的传递和运动,控制合金的凝固和结晶过程,从而消除缩松缺陷。在涂料中添加某些特殊附加物,还能做到局部孕育或表面合金化,达到改善组织的目的。涂料的这些作用,近来也受到人们的重视。对于涂料的性能,有许多要求:

2.1悬浮稳定性,涂料应当在一定时间内不沉淀、不分层、不结块并保持密度的 均匀性。悬浮性主要决定于所添加的悬浮剂 的质量和加入量,以及耐火填料的颗粒大小和比重等。

2.2渗透性,它表示涂料在涂覆后能够渗入型或芯表层一定深度的能力。渗透性并不是越大越好。渗透性过大,会造成不必要的浪费,或难以保持一定的厚度。渗透性过小,涂料在型或芯上的附着力小,烘干和浇注时易起皮破损。渗透深度取决于耐火材料的粒度、涂料的比重和粘度、涂料悬浊体系的表面特性和内部结构特点,以及涂料与型或芯的润湿性等。

2.3触变性,(摇溶性) 物理化学中把触变性现象视为一种溶胶软胶可逆等温转变过程。触变性包括剪切变稀粘度依时性的两个方面:一是在剪切力作用下能变稀,剪切力去除后又会恢复原先的状态,二是上述变稀或变稠都有一个时间进程。通俗地说,就是“一搅就稀,静止还稠”。好的涂料应当具有一定的触变性,使用时 “稠而不粘,滑而不淌”,便于涂刷、浸涂、喷涂,而涂料既不堆积,也不流失。触变性是现代铸造用的涂料的主要工艺性能之一。它在一定程度上是反映涂料许多工艺性能 (如悬浮性、涂刷性等)好坏的综合指标。触变性取决于涂料悬浊体系的内部结构特点,可以通过在一定剪切速率下涂料的表观粘度和时间的关系来判断。

2.4涂覆性, 它表示涂料以一定厚度均匀覆盖在型或芯表面的难易程度。涂覆时应当不堆积、不流失,也不损坏型或芯的表面。目前还没有直接测定涂覆性的办法,一般可以用涂料的粘度、比重、触变性、涂层厚度或涂挂重量等指标综合衡量。

2.5表面强度, 涂料必须有足够的表面强度,以防止涂层在搬运和合箱过程中损坏。

2.6高温抗裂性, 涂层在烘干和浇注过程中应当不开裂,以防止铸件产生毛刺或脉纹。

2.7抗粘砂性, 防止粘砂的能力是涂料的主要性能之一。它主要取决于涂料的组成,尤其是耐火材料的性质以及浇注时的气氛。涂层的厚度、强度、抗裂性对抗粘砂性也有影响。

存期长、无公害、低成本、适应性广等。除上述性能外,还要求涂料发气少、存期长、无公害、低成本、适应性广等。涂料要全面满足要求,实际上是困难的。对于不同的砂型种类、不同的铸件(甚至同一铸件的不同部位),应当根据低成本高质量的原则选择使用适当的涂料。

3、制备和涂挂

3.1 水基实型涂料配方

首先应根据铸造合金的种类和铸件大小等要求确定制备涂料的性能,如耐火能力,涂层强度,涂料保存时间等,然后选择耐火粉料、载液、粘结剂、悬浮剂和助剂,经试验调整调整并确定配方。表1,表2和 表3列出了配制的几种配方。

3.1表1 铸铁水基实型涂料配方

涂 料

组 分

碱性酚

醛树脂

CMC

钠土

氧 化

铁 粉

锆 粉

锂辉石

莫来石

WT/%

60

3

30

600

5

100

400

500

3.1表2 高锰钢实型醇基涂料配方

涂 料

组 分

酚醛

树脂

PVB

锂土

酒精

氧 化

铁 粉

锆 粉

电熔

镁粉

正辛醇

WT/%

30

6

30

500

5

170

830

5

3.1表3 铸铁醇基实型涂料配方

涂料

组分

酚醛

树脂

PVB

锂土

酒精

氧化

铁粉

锆粉

石墨

鳞片

石墨

WT/%

25

8

25

550

5

150

800

50

3.2涂料的制备

制备时一般先在分散机中分散,再经过研磨设备研磨。对于年用量100t以下的企业,2~3千瓦的分散机即可。其叶轮有叶片和圆盘两种。叶片式搅拌力较大,能使物料上下翻动,但转速稍高就会引起物料飞溅,圆盘式叶片上下交错分布,对物料有很强的剪切作用,可平稳地高速转动,分散效果较好,生产率也较高,设备可自制。叶轮的线可选用大于200cm/min的为宜。对于产量要求不高的企业,也可选用小型球磨机,圆桶直径在0.5-0.8mm左右,转速100转/min左右。涂料在球磨机中研磨,除分散效果良好外,还可使骨料破碎,起到对涂料的活化作用,提高涂层的质量。球磨机比胶体磨效果好,经球磨机研磨好的涂料不但涂层强度高,而且流平性和涂刷性等工艺性能都较好,球磨时间4h。

水基涂料的搅拌程序一般是将膨润土、CMC和水置于分散机中搅拌成浆状再加入耐火材料连续搅拌,然后依次加入粘结剂、表面活性剂等助剂。膨润土和CMC预先泡好,效果会更好。醇基涂料如使用锂基膨润土作悬浮剂,应预先用水预发24h,酚醛树脂和PVB等也要先用酒精泡开,再将其加入分散机中混合。我们也采取过将泡好的酚醛树脂和锂基膨润土混合碾压成预混体长期保存,使用时按比例加入到其它混合料中一起混制成涂料。该法对于小型企业非常适用。

3. 3 涂料的涂敷

根据铸件的生产批量来选用涂料的涂挂方法。对于单件、小批量生产的模样,宜采用刷涂。对于较大的铸件可采用流涂。流涂的涂料粘度应小一些,并具有较好的涂挂性能;批量和形状复杂的模样采用浸涂和流涂,薄壁易变形的模样采用喷涂法。几种方法可结合使用。涂料必须均匀覆盖模样表面,无缺涂、过度流淌或夹杂气泡。涂层厚度一般在0.5-2.5mm,可根据铸件形状、薄厚、复杂程度、合金种类、浇口静压头高度等因素确定。

一般需涂1-3次,每次涂层均需干燥,如干燥后的涂层产生裂纹,应及时降低涂料的比重、膨润土加入量,适当增加粘结剂的加入量。涂层干燥,一般在烘炉中通过热空气(低于60℃)循环实现。烘干时间3-10h。也可采用室外晾干、红外线或微波干燥。

4、质量与性能检测

涂料性能的检测是保证涂料质量的必要重要条件,涂料的物理性能,如比重、粘度和悬浮性可以在试验室中用常规仪器检查。比重的检测最好用称重法,因为实型涂料的粘度大,比重计及波美度计不易自由悬浮,影响检测结果。比重的检测非常重要,它直接影响涂层厚度,并可控制溶剂的加入量。涂层厚度可采用称量法和专用卡尺测得。涂层透气性测定有多种方法,在试验室采用固定配方的膨润土湿型砂标准试样,在一端涂上涂料后烘干,在普通透气性仪上测定。在生产现场,可采用测定浇注时间的方法间接估算涂层透气性。

涂层强度采用SVQ型涂料涂层强度测定仪测定。测试前先向底座的涂料槽中逐层涂刷涂料并烘干,经打磨保证涂层厚度为1.2mm。测试时开动空压机向空腔内加压,直至涂层破裂,从压力表上读出最高压力,该压力值即作为涂料的涂层强度值。对表2和表3的涂料性能进行了测定,结果如表4和表5。

表4 铸铁水基实型涂料性能

涂料名称

(24h)

悬浮性

g/cm-3

密度

透气性

涂层强度

MPa

高温急热

抗裂性

发气量

Ml/g

自制 1

98

1.90

17

0.15

1级

21

表5 实型醇基涂料性能

涂料名称

悬浮性

(2h)

密度

g/cm-3

透气性

涂层强度

MPa

高温急热

抗裂性

发气量

Ml/g

自制 2

自制 3

95

98

1.58

1.25

75

80

0.075

1.0080

1级

1级

22.5

20.0

5、生产应用

某厂生产球铁杆头铸件,需要一批高质量的实型涂料,采用进口阿什兰消失模涂料,效果良好,但价格太高。采用国产的商品涂料,质量不是很稳定,如采用仅依靠进口涂料,势必增加很多成本。我们通过分析认为,如大部分采用国内材料,粉状材料成本可降低至4000元以下,经济效益是非常明显的,而且可以根据需要随时进行性能调整。

根据资料配制以270目高铝粉为耐火材料的涂料,粘结剂采用白乳胶。经轮试验后发现,涂料透气性较差,涂料易起泡,铸件废品很多,最初两次几乎没有成品。采用200目莫来石和锂辉石做为骨料,以水溶性酚醛树脂为粘结剂,经试验效果较好,所生产的铸件基本都浇成了,铸件粘砂较严重。随即又在配方中添加了320目锆粉,进行了试验,效果非常明显。铸件浇铸后涂层和铸件非常易于剥离,完全解决了粘砂的问题,而且铸件的成品率较高,达到了同批浇注的采用阿什涂料的水平。配方如表1。

某厂实型法生产球磨机鄂板高锰钢铸件,以前涂料依靠购买商品涂料,经常发生涂层开裂、粘砂等涂料废品。为了自己解决涂料问题,曾经试验过多种配方,都没有成功,尤其是粘结剂和骨料的选择,问题较大。如采用PVA加硫酸盐粘结剂+高铝粉等配方,涂料的常温强度可以,但高温强度低,铸件粘砂严重。经过试验采用表2的配方,采用该厂的球磨机等现用设备,成功的生产出了大批铸件。配制用于铸铁材质的石墨涂料配方见表3。

6、结论

6.1中小实型铸造厂采用各种国产材料自制涂料,可降低材料成本,提高产品质量,也可增强灵活性,提高市场竞争力。正确选用涂料的配方、原辅材料是自配涂料成败的关键。配方的选择除考虑技术因素外,还应考虑材料的成本,可优先采用当地和较近地区的材料。

6.2从国际范围看,商品涂料的品种将日益增多,涂料的工艺性能和涂覆方法在不断改善和革新。由于烘炉烘干费用高,使用水基涂料显得不那么经济,而采用低“泡沫”载体涂料、干态涂料、静电粘结涂料、光辐耐固化涂料等,将成为涂料发展的趋 向。总之,未来的涂料,应用效率将更高,效果将更好。由于严格的环境保护法的限制,可望在几年之内有的国家将不再使用易燃涂料。从国内情况看,涂料的基础理论研究以及新型触变性涂料的研制和应用会取得新的成果,浅色和自色涂料的应用将会逐步扩大。涂料专业定点生产和商品化、优质化,在短期内也将逐步实现。

量热仪使用原理

量热仪操作步骤

量热仪的标定

1、称样<用坩埚称苯甲酸0.9—1克>

2、把坩埚放入氧弹,点火丝卡在氧弹上,棉线搭在点火丝上再棉线连接到煤里,加入十毫升纯净水装好氧弹,充氧气3Mpa十五秒。

3、放入机器里

4、在机器上按“标定”键,输入重量,在按“标定”键,机器自动开始工作,十五分钟后自动打印结果。

此为机器的标定<通常机器三个月标定一次>

量热仪的反标

1 2 3步 同上。

4、在机器上按“发热量”,输入重量,再按“发热量”,机器开始工作,十五分钟后自动打印结果。

结果出来后应与苯甲酸的实际结果对比,误差应不超于50卡范围

测煤的发热量

1、称样<用坩埚称试验煤0.9—1克>

2、把坩埚放入氧弹,点火丝卡在氧弹上,棉线搭在点火丝上再棉线连接到煤里,加入十毫升纯净水装好氧弹,充氧气3Mpa十五秒。

3、放入机器里

4、在机器上按“设定”键。进入硫氢水,然后根据硫氢水的数字号,来输如实际数值。输完后,按“设定”键退出,,一定要退到原始界面,再按“发热量”键,输入煤的重量,再按“发热量”键,机器开始工作,十五分钟打印结果。

对羟基苯甲酸苯酯的物理性质

聚苯酯具有耐高温、耐磨耗、耐溶剂、耐辐射、耐压缩蠕变、有润滑、绝缘和导热等一系列优良性能,能采用高温模压、高能速锻、冷压烧结、注射成型、等离子喷涂、火焰喷涂和分散液涂覆成型方法制成塑料件和涂层,目前世界上只有中国、美国、日本三家生产,我国仅我院能生产。

聚苯酯可以以任意比例与聚四氟乙烯共混合,聚苯酯改性聚四氟乙烯既保留聚苯酯和聚四氟乙烯的一系列特性和耐热、有润滑、绝缘、耐溶剂等特性,又可在性能上互补,克服了聚四氟乙烯不耐磨、热传导性差的不足和聚苯酯的脆性。

1.主要用途:

(1) 轻工、化工机械零件

用于制作耐高温无油润滑轴承、活塞环、垫圈、密封填料,特别是在水中、水汽中运转的轴承,既可省去润滑油,又可避免产品污染。并可用于制作桥梁滑块以及高温使用的阀门、旋塞、 导轨、泵密封材料等。

(2) 电子、电器、仪表零件

用于制作耐高温插头、插座、线轴、电动机零件、印刷线路板等,由于其绝缘性能和导热性能好,可将电器零件使用过程中所生热量传出,避免局部过热损坏。

(3) 喷气发动机等高速运转机械的可磨耗密封涂层

聚苯酯可混入一定种类的软金属粉,用等离子喷涂法制备涂层,用作喷气发动机可磨耗密封涂层,在发动机延寿、提高效率方面都有明显效果。聚苯酯涂层还可以用作无油润滑涂层,耐腐涂层,防腐涂层以及塑料成型机械的防止粘连的涂层等。

CGZ-351聚苯酯包括CGZ-351(Ⅰ)和CGZ-351(Ⅱ)两个品种:

CGZ-351(Ⅰ)主要用于高温模压,与悬浮法聚四氟乙烯等共混冷压烧结以及等离子喷涂等;CGZ-351(Ⅱ)主要用于等离子喷涂、火焰喷涂等。

2.性能

聚对羟基苯甲酸苯酯(简称聚苯酯)是以对羟基苯甲酸为基本原料合成的新型聚合物,其化学组成为:聚苯酯作为一种新型特种工程塑料,具有以下优良性能:

(1) 高度的热稳定性

分解温度高达530℃,在低于400℃时几乎不软化,可在300℃长期使用。

(2) 优越的耐磨、自润滑性

聚苯酯的晶体呈片状,相似于固体润滑剂(如石墨、二硫化钼)。具有优异的自润滑性能,模压件动摩擦系数为0.16~0.32,可无油润滑;耐磨性、耐压缩蠕变性也非常优异,对对磨材料也不造成损伤。

(3) 兼具导热和绝缘性能

导热系数同聚酰亚胺、聚四氟乙烯等塑料相比大3-5倍,绝缘性能良好,体积电阻1.2xl017欧姆厘米,介质损耗角正切值为3.5-6.4xl0-3。

(4) 优良的耐溶剂性

耐有机溶剂性能突出,几乎在所有有机溶剂中(包括加热条件下)都不溶解。

(5) 耐辐射性能

经109拉特Co60 射线照射后,其弯曲强度基本不变。除上述优良性能外,与其它耐高温聚合物如芳杂环类相比,其成型方法较为简便,可根据不同用途采用多种成型方法制成塑料件、涂层等,在机械、电子、电器等部门有多方面的应用。

主要技术指标

序号 指标名称 CGZ-351(Ⅰ) CGZ-351(Ⅱ)

1 粒度(μm)< 180 220

2 数均分子量 9000~70000 6500~70000

3 失重(空气中,静态,400℃1小时)% ≤ 2.0 3.0

4 外观 淡黄色至土黄色粉末

3.使用方法

我院可依据用户提出的使用要求,协助用户选取相应的成型使用方法,并针对用户的特殊要求,提供复混配比供参考。

聚苯酯使用方法参考如下:

(1) 高温模压成型

模压成型温度360-400℃,压力400-1000Kg/cm2,保压时间3-5分钟。模压后样品如还需加工成机械零件,可采用金属的机械加工方法,加工性能良好。根据需要,聚苯酯可混人各种填料进行改性,如三氧化二铝、短切碳纤维,短切玻璃纤维等,经高温模压后有一定的增强作用。聚苯酯及加入填料后的模压件,主要可用作高温电器绝缘材料,高温耐磨自润滑轴承、耐辐射零件等。

(2) 冷压烧结成型

聚苯酯能与任何比例的聚四氟乙烯(PTFE)混合,其混合物可以象聚四氟乙烯一样采用冷压烧结成型,成型件既可保持这两种聚合物各自的优点,又可以克服后者不耐磨耗和冷流等缺点,成为一个性能更为优异的耐高温耐磨材料,试验数据表明,聚苯酯含量为20-30%的填充聚四氟乙烯材料,其极限PV值远高于各自原有的极限PV值,并在很大程度上改善了聚四氟乙烯的耐压缩蠕变、抗压强度、耐磨耗等性能,而摩擦系数基本保持不变。

成型工艺主要包括混料、冷压、烧结三个步骤,混料时必须混合均匀,聚苯酯含量以20-30%为宜,并可根据使用要求添加其它材料,如二硫化钼、玻璃纤维、石墨、青 铜粉、碳纤维等,冷压压力400-1000Kg/cm2 ,烧结温度375℃左右,时间依制品厚度而定。

(3) 等离子喷涂成型

聚苯酯等离子喷涂成型,与其它塑料基本相似,首先将待喷表面进行预处理,然后将聚苯酯(或混有软金属)粉末送入等离子喷枪中,以高速喷射到基材表面上,形成涂层。基材的材质可以是钢、铁、铝、钛等金属,也可以是塑料、陶瓷等。聚苯酯可以和铝、硅铝合金等软金属以任何比例喷涂,涂层硬度可在较大范围内变化,同时,等离子喷涂成型不需要溶剂,涂层也无需再经过烧结,喷涂厚度不受 限制,喷涂后可以用各种方法进行机械加工,并可随时进行抛光。

(4)分散体涂覆成型

聚苯酯可采用和聚四氟乙烯相同的方法进行分散体涂覆,耐磨耗及摩擦性能比聚四氟乙烯更为优异,而且每次涂层厚度更厚,因此成型周期较短,成本也较低。聚苯酯的分散体是由聚苯酯分散在聚四氟乙烯悬浮液中组成的。成型时,先将基材表面预处理,然后涂布一层有机氟底漆,经干燥烧结后,便可进行聚苯酯分散体的涂覆成型。涂层干燥条件为90-1OO℃,30min; 烧结条件为380℃,15min。可进行多次涂覆。

化学材料简介和应用

(一)碳化硅(SiC)

碳化硅的晶体结构和金刚石相近,属于原子晶体,它的熔点高(2827℃),硬度近似于金刚石,故又称为金刚砂。将石英和过量焦炭的混合物在电炉中锻烧可制得碳化硅。

纯碳化硅是无色、耐热、稳定性好的高硬度化合物。工业上因含杂质而呈绿色或黑色。

工业上碳化硅常用作磨料和制造砂轮或磨石的摩擦表面。常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体,一种是绿碳化硅,含SiC 97%,主要用于磨硬质含金工具。另一种是黑碳化硅,有金属光泽,含SiC 95%,强度比绿碳化硅大,但硬度较低,主要用于磨铸铁和非金属材料。

(二)氮化硼(BN)

氮化硼是白色、难溶、耐高温的物质。将B2O3与NH4Cl共熔,或将单质硼在NH3中燃烧均可制得BN。通常制得的氮化硼是石墨型结构,俗称为白色石墨。另一种是金刚石型,和石墨转变为金刚石的原理类似,石墨型氮化硼在高温(1800℃)、高压(800Mpa)下可转变为金刚型氮化硼。这种氮化硼中B-N键长(156pm)与金刚石在C-C键长(154pm)相似,密度也和金刚石相近,它的硬度和金刚石不相上下,而耐热性比金刚石好,是新型耐高温的超硬材料,用于制作钻头、磨具和切割工具。

(三)硬质合金

IVB、VB、VIB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等,由于硬度和熔点特别高,统称为硬质合金。下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。

IVB、VB、VIB族金属与碳形成的金属型碳化物中,由于碳原子半径小,能填充于金属品格的空隙中并保留金属原有的晶格形式,形成间充固溶体。在适当条件下,这类固溶体还能继续溶解它的组成元素,直到达到饱和为止。因此,它们的组成可以在一定范围内变动(例如碳化钛的组成就在TiC0.5~TiC之间变动),化学式不符合化合价规则。当溶解的碳含量超过某个极限时(例如碳化钛中Ti:C=1:1),晶格型式将发生变化,使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格,这时的间充固溶体叫做间充化合物。

金属型碳化物,尤其是IVB、VB、VIB族金属碳化物的熔点都在3273K,其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K,是当前所知道的物质中熔点最高的。大多数碳化物的硬度很大,它们的显微硬度大于1800kg·mm2(显微硬度是硬度表示方法之一,多用于硬质合金和硬质化合物,显微硬度1800kg·mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9)。许多碳化物高温下不易分解,抗氧化能力比其组分金属强。碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好,是一种非常重要的金属型碳化物。然而,在氧化气氛中,所有碳化物高温下都容易被氧化,可以说这是碳化物的一大弱点。

除碳原子外,氮原子、硼原子也能进入金属晶格的空隙中,形成间充固溶体。它们与间充型碳化物的性质相似,能导电、导热、熔点高、硬度大,同时脆性也大。

(四)金属陶瓷

随着火箭、人造卫星及原子能等尖端技术的发展,对耐高温材料提出了新的要求,希望既能在高温时有很高的硬度、强度,经得起激烈的机械震动和温度变化,又有耐氧化腐蚀、高绝缘等性能。无论高熔点金属或陶瓷都很难同时满足这些。金属具有良好的机械性能和韧性,但高温化学稳定性较差,易于氧化。陶瓷的特点是耐高温,化学稳定性好,但最大的缺点是脆性,抗机械冲击和热冲击能力低。金属陶瓷是由耐高温金属如Cr、Mo、W、Ti等和高温陶瓷如Al2O3、ZrO3、TiC等经过烧结而形成的一种新型高温材料,它兼有金属和陶瓷的优点,密度小,硬度大,耐磨,导热性好,不会由于骤冷骤热而脆裂。是具有综合性能的新型高温材料,适用于高速切削刀具、冲压冷拉模具、加热元件、轴承、耐蚀制件、无线电技术、火箭技术、原子能工业等。

二、新型陶瓷材料

传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料,在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。它具有一系列优越的物理、化学和生物性能,其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的,这类陶瓷又称为特种陶瓷或精细陶瓷。

新型陶瓷控化学成分主要分为两类:一类是纯氧化物陶瓷,

如Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、ThO2等;另一类是非氧化物系陶瓷,如碳化物、硼化物、氮化物和硅化物等。按照其性能与特征又可分为:高温陶瓷、超硬质陶瓷、高韧陶瓷、半导体陶瓷。电解质陶瓷、磁性陶瓷、导电性陶瓷等。随着成分、结构和I:艺的不断改进,新剂陶瓷层出不穷。按其应用不同又可将它们分为工程结构陶瓷和功能陶瓷两类。

在工程结构上使用的陶瓷称为工程陶瓷,它主要在高温下使用,也称高温结构陶瓷。这类陶瓷具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优点,是空间技术、军事技术、原子能、业及化工设备等领域中的重要材料。工程陶瓷有许多种类,但目前世界上研究最多,认为最有发展前途的是氯化硅、碳化硅和增韧氧化物三类材料。

精密陶瓷氨化硅代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高工件温度,从而提高热效率,降低燃料消耗,节约能源,减少发动机的体积和重量,而且又代替了如镍、铬、钠等重要金属材料,所以,被人们认为是对发动机的一场革命。氮化硅可用多种方法制备,工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1600K反应后获得:

3Si+2N2 Si3N4

也可用化学气相沉积法,使SiCl4和N2在H2气氛保护下反应,产物Si3N4积在石墨基体上,形成一层致密的Si3N4层。此法得到的氮化硅纯度较高,其反应如下:

SiCl4+2N2+6H2→Si3N4+12HCl

氯化硅、碳化硅等新型陶瓷还可用来制造发动机的叶片、切削刀具、机械密封件、轴承、火箭喷嘴、炉子管道等,具有非常广泛的用途。

利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多,用途各异。例如,根据陶瓷电学性质的差异可制成导电陶瓷、半导体陶瓷、介电陶瓷、绝缘陶瓷等电子材料,用于制作电容器、电阻器、电子工业中的高温高频器件,变压器等形形色色的电子零件。利用陶瓷的光学性能可制造固体激光材料、光导纤维、光储存材料及各种陶瓷传感器。此外,陶瓷还用作压电材料、磁性材料、基底材料等。总之,新剂陶瓷材料几乎遍及现代科技的每一个领域,应用前景十分广阔。

三、磁性材料

磁性材料是一种重要的电子材料。早期的磁性材料主要采用金属及合金系统,随着生产的发展,在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面,迫切要求提供一种具有很高电阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上,研制出了一种新型磁性材料——铁氧体。铁氧体属于氧化物系统的磁性材料,是以氧化铁和其他铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物,可用于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。

铁氧体磁性材料按其晶体结构可分为:尖晶石型(MFe2O4);石榴石型(R3Fe5O12);磁铅石型(MFe12O19);钙钛矿型(MFeO3)。其中M指离子半径与Fe2+相近的二价金属离子,R为稀土元素。按铁氧体的用途不同,又可分为软磁、硬磁、矩磁和压磁等几类。

软磁材料是指在较弱的磁场下,易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。有实用价值的软磁铁氧体主要是锰锌铁氧体Mn-ZnFe2O4和镍锌铁氧体Ni-ZnFeO4。软磁铁氧体的晶体结构一般都是立方晶系尖晶石型,这是目前各种铁氧体中用途较广,数量较大,品种较多,产值较高的一种材料。主要用作各种电感元件,如滤波器、变压器及天线的磁性和磁带录音、录像的磁头。

硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料,也称为永磁材料或恒磁材料。硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型,其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19。这种材料性能较好,成本较低,不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁,而已在医学、生物和印刷显示等方面也得到了应用。

镁锰铁氧体Mg-MnFe3O4,镍钢铁氧体Ni-CuFe2O4及稀土石榴型铁氧体3Me2O3·5Fe2O3(Me为三价稀土金属离子,如Y3+、Sm3+、Gd3+等)是主要的旋磁铁氧体材料。磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下,电磁波在材料内部按一定方向的传播过程中,其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象。旋磁现象实际应用在微波波段,因此,旋磁铁氧体材料也称为微波铁氧体。主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中。

重要的矩磁材料有锰锌铁氧体和温度特性稳定的Li-Ni-Zn铁氧体、Li-Mn-Zn铁氧体。矩磁材料具有辨别物理状态的特性,如电子计算机的"1"和"0"两种状态,各种开关和控制系统的"开"和"关"两种状态及逻辑系统的"是"和"否"两种状态等。几乎所有的电子计算机都使用矩磁铁氧体组成高速存贮器。另一种新近发展的磁性材料是磁泡材料。这是因为某些石榴石型磁性材料的薄膜在磁场加到一定大小时,磁畴会形成圆柱状的泡畴,貌似浮在水面上的水泡,泡的"有"和"无"可用来表示信息的"1"和"0"两种状态。由电路和磁场来控制磁泡的产生、消失、传输、分裂以及磁泡间的相互作用,即可实现信息的存储记录和逻辑运算等功能,在电子计算机、自动控制等科学技术中有着重要的应用。

压磁材料是指磁化时能在磁场方向作机械伸长或缩短的铁氧体材料。目前应用最多的是镍锌铁氧体,镍铜铁氧体和镍镁铁氧体等。压磁材料主要用于电磁能和机械能相互转换的超声器件、磁声器件及电讯器件、电子计算机、自动控制器件等。

四、超导材料

金属材料的电阻通常随着温度的降低而减小,当温度降低到一定数值的时候,某些金属及合金的电阻会完全消失,这种现象称为超导现象。具有超导性的物质称为超导体或超导材料。超导体电阻突然消失时的温度称为临界温度(Tc)。

荷兰物理学家H·K昂尼斯(Onnes)成功地制取了液体氦,获得了4.2K的低温。1911年他发现水银的电阻在4.2K附近突然下降到零,这就是人类第一次发现了超导现象。随着进一步的研究发现周期表中有26种金属具有超导性,单个金属的超导转变温度都很低,最高的超导金属是Nb,Tc一9.2K。因此,人们逐渐转向研究金属合金及化合物的超导性。

1986年4月瑞士科学家J.G贝德诺兹等发现由钡、镧、铜、氧组成的氧化物可能是高Tc的超导材料,并获得了Tc为30K的超导体,这是对超导材料的研究取得的第一次重大突破。在这之后,各国科学家对这一类材料进行了广泛研究。1987年2月美同科学家发现钡把铜氧材料的超导转变温度高达98K,从而突破了液氦温区而进入液氮温区。中国科学院物理所、化学所、北京大学等也都分别研制成功Tc为83.7K的超导线材和超导薄膜。日本研制成功钇一钡一铜一氧陶瓷高温超导材料,其成分为0.6Ba~0.4Y~1ICu~3O,在123K开始显示超导电性,在93K时出现零电阻。目前新的氧化物系列不断出现,如Bi-Sr-Ca-CuO,Tl-Ba-Ca-CuO等,它们的超导转变温度超过了120K。这些研究成果为超导材料早日付诸实用开辟了途径。

值得注意的是,人们发现碳的第三种同素异形体——C60碱金属作用形成AxC60(A代表钾、铷、铯等),它们都是超导体,其超导转变温度列于下表。从表中可看到,大多数AxC60超导体的转变温度比金属合金超导体高。这使人们看到C60这类有机超导体的巨大潜力,同时因其加上性能优于金属氧化物(陶瓷)超导体,因此AxC60类超导体将是很有发展前途的超导材料。

AxC60的超导转变温度

K2 C60:19 Tc/K

Rb3C60:28 Tc/K

Cs3C60:30 Tc/K

Rb2CsC60:30 Tc/K

RbCs2C60:33 Tc/K

超导材料的应用范围极为广泛,用超导材料制造的超导磁体,可产生很强的磁场,且体积小,重量轻,损耗电能小,比目前使用的常规电磁铁优异得多。应用超导材料还可以制造大功率超导发电机、磁流发电机、超导储能器、超导电缆等。超导技术最引人注目的应用是超导磁悬浮列车,其车速可高达500km/h。在海洋航行中利用超导电磁推进器,即不用电动机而实现高速、高效、无噪音航行。利用超导的完全抗磁性可制造超导无摩擦轴承。无论是在能源、电子、通讯、交通,还是由防军事技术、空间技术、受控热核反应以及医学等各个领域中,超导材料将以其特有的性能发挥出神奇的作用。

五、光导纤维与激光材料

(一)光导纤维

光导纤维简称光纤,是近10年来蓬勃发展起来的新型材料。光纤的中心是用高折射率的超纯石英或特种光学玻璃拉制成的晶莹细丝,称纤维芯。纤维芯的外皮是一层低折射率的玻璃或塑料制成的纤维皮。光纤具有传导光波的能力。

光纤的纤维芯是一种光密介质,外皮是一种光疏介质。当光线进入纤维芯,就只能在纤维芯内传播(全反射),经无数次全反射,呈锯齿形向前传播,最后到达纤维芯的另一端。这就是光纤传递信号的原理,如下图所示:

目前应用较多的有高纯石英光纤、组分玻璃光纤和塑料光纤。石英光纤所需的主要原料是经过精制的石英(SiO2),它由SiCl4水解而得到:

SiCl4+2H2O=SiO2+4HCl

工业上通常将天然石英砂在电炉中以碳还原得到粗硅或结晶硅,其硅含量为95%~99%,然后再在结晶炉中用氯气与粗硅合成四氯化硅:

SiO2+2C Si+2CO↑ Si+2Cl2 SiCl4

此法制得的SiCl4含有许多杂质,如BCl3、SiHCl3、PCl3等。需进一步精馏提纯。由于石英光纤原材料资源丰富,化学性能极其稳定,除氢氟酸外,对各种化学试剂有强的耐蚀性。因此,已实际应用在各种通讯线路上。除石英光纤外,其他类型的光纤材料也在大力开发之中。

目前光纤最大的应用是在通讯上,即光纤通讯,光纤通讯信息容量很大,如20根光纤组成的像铅笔一样大小的一支电缆每天可通话76200人次,而直径3英寸(3×2.54cm),由1800根铜线组成的电缆每天可只能通话900人次。此外,光纤通讯具有重量轻、抗干扰、耐腐蚀等优点,而且保密性好,原材料丰富,可大量节约有色金属。因此光纤是一种极为理想的通讯材料。

光纤制成的光学元器件,如传光纤维束,传像纤维束,纤维面板等,能发挥一般光学元件所不能起的特殊作用。此外,利用光导纤维与某些敏感元件组合或利用光导纤维本身的特性,可以做成各种传感器,用来测量温度、电流、压力、、声音等。它与现有的传感器相比,有许多独特的优点,特别适宜于在电磁干扰严重、空间狭小、易燃易爆等苛刻环境下使用。

(二)激光材料

激光是20世纪的重大发明之一,自1960年用红宝石作工作物质首次振荡出了激光之后,在激光的基础理论,激光的应用、激光材料和器件的研究等各个方面都有了迅速的发展。激光是利用受激辐射原理,在谐振腔内振荡出的一种特殊光。它同普通光相比,具有良好的单色性、相干性和高亮度的特点,在科学技术上有着广泛的用途。

用于生产激光的材料叫做激光11作物质,有固体、气体和液体二种,这里着重介绍固体激光材料。内体激光工作物质包括两个组成部分:激活离子(真正产生激光的离子)和基质材料(传播光束的介质)。形成激活离子的元素有三类:第一类是过渡元素如锰、铬、钴、镍、钒等;第二类是大多数稀土元素如钕、钬、镝、铒、铥、镱、镥、钆、铕、钐、镨等;第三类是个别的放射性元素如铀。目前应用最多的激活离子是Cr3+和Nd3+。基质材料有晶体和玻璃,每一种激活离子都有其对应的一种或几种基质材料。例如,Cr3+渗入氧化铝晶体中有很好的发生激光的性能,但掺入到其他晶体或玻璃中发光性能就很差,甚至不会产生激光。目前已研制出的同体激光工作物质有上百种之多,但有实际使用价值的主要有:红宝石(Al2O3:Cr3+),掺钕钇铝石榴石(Y3Al5O12:Nd3+),掺钕铝酸钇(YAlO3:Nd3+)和钕玻璃四种。

红宝石是最早振荡出激光的材料,输出激光波长为694.2nm的红色光。红宝石是以Al2O3晶体为基质材料,掺入质量分数为5×10-4的Cr2O3,激活离子是Cr3+。制备红宝石单晶用的原料必须有很高的纯度,通常用重结晶法提纯后的铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]和重 铬酸铝[(NH4)2Cr2O7],将它们以一定比例混合,加热到1050~1150℃,这时发生下列反应:

NH4Al(SO4)2·12H2O Al2(SO4)3+2NH3↑+SO3↑+25H2O↑

Al2(SO4)3 Al2O3+3SO3↑

2(NH4)2Cr2O7 4NH3↑+2Cr2O3+3O2↑+2H2O↑

制得的Al2O3和Cr2O3的混合物,再用火焰法或引上法制成红宝石单晶。

掺钕钇铝石榴石和掺钕铝酸钇是分别以Y3Al5O12和YAlO3为基质材料,掺入不同浓度的Nd3+的作为激活离子的激光工作物质。

钕玻璃的激活离子是Nd3+,以K2O-BaO-SiO2成分的玻璃为基质材料时,产生激光的性能较好。用玻璃作同体激光工作物质的最大优点是,可以熔制出尺寸大、光学均匀性良好的材料,而且激活离子的质量分数可以提高到0.02~0.04。在核聚变的研究中,用钕玻璃激光器作为引发聚变反应的强光源取得了有效的成果。

六、纳米材料

材料绝大多数是固体物质,它的颗粒大小一般在微米数量级,一个颗粒包含着无数原子和分子,这时材料显示的是大量分子的宏观性质。当用特殊的方法把颗粒尺度加工到纳米数量级大小,则一个纳米级颗粒所含的分子数大为减小,这种由颗粒尺度为纳米数量级(1~100nm)的超细微颗粒组成的间体材料称为纳米材料。纳米材料在结构上与常规的晶态和非晶态材料有很大的差别。由于纳米材料的粒子是超细微的,粒子数多,表面积大,而且处于粒子界面上的原子比例极大,一般可占总原子数的50%左右,这就使纳米材料具有特殊的表面效应、界面效应、小尺寸效应、量子效应等,因而呈现出一系列独特的物理、化学性质,在电子、冶金、化学、生物和医学等领域展示了广泛的应用前景。

纳米材料熔点低,例如金的熔点是1064℃,而纳米金的熔点只有330℃,降低了近700℃;又如纳米级银粉的熔点由金属银的962℃降低为100℃。纳米金属熔点的降低不仅使低温烧结制备合金成为现实,还将为不互熔金属冶炼成合金创造条件。

纳米材料的表面积大,表面活性高,可制造各种高性能催化剂。例如,Ni或Cu-Zn化合物的纳米颗粒对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂,可替代昂贵的铂或把催化剂;纳米铂黑催化剂可使乙烯氢化反应的温度从600℃降至室温;利用纳米镍粉作火箭固体燃料反应触媒,燃烧效率可提高100倍。此外,其催化的反应选择性还表现出特异性。如用硅载体镍催化剂对内醛的氧化反应表明,镍粒直径在5nm以下时,反应选择性发生急剧变化,醛分解反应得到有效控制,生成酒精的转化率急剧增大。

陶瓷材料由于性脆、烧结温度高等缺点,限制了其应用范围。而纳米陶瓷则具有很好的韧性和延展性能。研究表明:TiO2和CaF2纳米陶瓷材料在80~180℃范围内可产生约100%的塑性变形,韧性极好,而且烧结温度降低,能在比大晶粒样品低600℃的温度下达到类似于普通陶瓷的硬度。这些特性使纳米陶瓷材料在常温或次高温下进行冷加工成为可能。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成型,然后作表面退火处理,就可以得一种表面保持常规陶瓷硬度,而内部仍具有纳木材料延展性的高性能陶瓷。

纳米材料还可以广泛应用于生物医药领域,如进行细胞分离、细胞染色等。由于纳米粒子比红血球(6~9um)小得多,可以在血液里自由运动,因此,注入各种对机体无害的纳米粒子到人体的各部位,可检查病变和进行治疗。研究纳米生物学可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系,获取生命信息,特别是细胞内的各种信息。利用纳米传感器,可获取各种生化反应的生化信息和电化学信息。

纳米材料的出现给物理、化学、生物等许多学科带来了新的活力和挑战,纳米科学技术必将发展成为21世纪最重要的技术,人们将在纳米尺度上重新认识和改造客观世界。

原平市煤化工循环经济工业园区的入园项目

1、总投资12亿元的千万吨洗煤项目。

2、总投资50亿元的200万吨焦化及煤化工项目。

3、总投资30.8亿元的100万吨生铁、100万吨铸件、100万吨钢渣水泥整体搬迁退城入园项目。

4、总投资2亿元的300万吨球团烧结招商引资项目。

一期高度关联项目投产达效后,预计年销售收入300亿元,利税30亿元。

1、千万吨洗煤项目 项目总投资12亿元,由山西神达能源集团有限公司投资,在循环经济工业园建设1000万吨/年煤炭洗选生产线。项目分两期实施,每期建设生产规模500万吨。主要产品为炼焦煤、优质洗混煤、普通洗混煤,可用于冶金、化工、建材、电力等行业,有较好的市场前景。项目全部建成后,年销售收入可达64亿元,实现利税10亿元。2010年8月6日,项目正式签约。2010年12月5日,一期工程开工建设,预计2011年11月份投产。

2、200万吨焦化及煤化工项目 年产200万吨焦化及煤化工项目是由山西云马焦化有限责任公司以现有的100万吨/年产能和原平市石豹沟煤矿未建的60万吨/年焦化项目整合,另从省里置换配置40万吨/年的产能,在原平市循环经济工业园建设年产200万吨焦化及煤化工项目。项目总投资50亿元,建设周期3年,建设内容为200万吨/年焦炭、20万吨/年焦炉煤气制甲醇、15万吨/年二甲醚、15万吨/年焦油加工、6万吨/年粗笨精制、5万吨/年顺酐、5万吨/年1,4-丁二醇项目。项目全部建成后,年可实现销售收入80亿元,上缴税费10亿元,直接安排就业人员3000余人。该项目已于11月份签约,入园前期工作有序推进。预计2011年5月开工建设,2013年12月份投产。

3、100万吨生铁、100万吨铸件、100万吨钢渣水泥整体搬迁退城入园项目 100万吨生铁、100万吨铸件、100万吨钢渣水泥整体搬迁退城入园项目是原平钢铁有限公司建立在发展循环经济,实现清洁生产,资源综合利用基础上的可持续发展型企业目标,已列入山西省“十二五”重点建设项目、忻州市“十二五”及2011年重点开工建设项目,总投资30.8亿元,建设年产100万吨生铁、100万吨铸件、100万吨钢渣水泥生产线以及配套2×550立方米炼铁高炉等辅助和公用设施。项目投产达效后,年可实现产值71.5亿元,实现利润6.4亿元,上缴税金2.2亿元。目前,100万吨铸件及配套100万吨生铁项目的可研报告已由省冶金设计院编制完成,并经省发改委批准备案.100万吨钢渣水泥的可研报告正在编制,入园前期工作有力推进。

4、年产300万吨球团烧结招商引资项目 我市铁矿资源丰富,已查明资源总储量为4107万吨,矿床属于磁铁矿,含铁品位平均在35%。境内现有大小铁选企业20多家,年产铁精粉90万吨,销往本地冶金企业和周边县市球团烧结企业,以铁精粉深加工为依托的产业链基本形成。为做大做强冶金产业,使铁精粉资源就地转化增值,安置更多的富余人员就业,拟建年产300万吨球团烧结生产线。项目概算投资2亿元,建成投产后,年可实现销售收入30亿元。 (一)是下游产业链精细化工招商引资项目。

1、农药、染料、涂料、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品、食品和饮料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化学药品等精细化工产品项目。

2、尿素、甲醇、甲酸、醋酸、合成氨等下游产业项目。

(二)是物流中心、商业街、超市等商贸物流项目。

(三)是办公楼、污水厂、供暖、供水、供电等公共设施项目。

( 四)是标准化公寓、园林式绿地、文体广场、排洪景观渠等休闲娱乐项目。

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