表面处理层范文（精选12篇）
表面处理层 第1篇
在兰州石化公司机械厂制造基地改造项目施工中, 铸钢车间树脂砂基础, 由于尺寸大, 基础埋深深 (见图1) 。由于基础地基为第3层卵石层 (根据岩土工程勘查报告在-5.700m以下为卵石层, 其上为粉土层) , 未到此层的按设计要求用C15混凝土回填至设计要求标高。
因施工现场地下水位较高约-1.700m, 施工之前先进行井点降水措施, 降水3天后进行基础土方开挖, 土方开挖采用反铲挖掘机开挖, 因基坑开挖较深, 为方便基础施工, 基坑底的尺寸线比基础边沿放大0.5m, 作为施工作业面的余留施工空间, 施工前考虑基础较深, 防止出现基坑塌陷情况将基坑边坡定为 (高∶宽=1∶0.4) , 即基坑土方开挖上口比下口每边宽2m (见图2) 。但在具体施工过程中当土方开挖至约-5.200m～-5.800m的范围内, 基坑出现流砂现象。
2 形成原因及处理方法
2.1 分析原因
流砂形成机理:由于基坑外水位高于坑内排水后水位, 坑外水压向坑内流动的动水压等于或大于颗粒的浸水密度, 使土粒悬浮失去稳定变成流动状态, 随水从坑底或四周涌入坑内, 形成流砂现象。
对本次施工出现流砂原因分析:由于该基础所处位置的土层中有较厚的粉土, 加上地下水位较高, 土颗粒周围附着亲水胶体颗粒, 且多为饱和时胶体颗粒, 因此土粒密度较小, 在不大的水冲力下就能悬浮流动。由于本次施工采取机械开挖, 坑内土层被开挖后, 失去原有的动水平衡, 加之地下水未降至基坑底, 故形成流砂现象 (见图3所示) 。
2.2 流砂层通常处理方法
2.2.1 减小或平衡水压力或使动水压力向下
安排全年最低水位季节施工, 使基坑内动水压减小。采取水下挖土 (不抽水或少抽水) , 使基坑内水压与坑外地下压相平衡或缩小水头差。采用井点降水, 使水位降至基坑底0.5m以下, 使动水压力的方向朝下, 坑底土面保持无水状态。
2.2.2 使坑底土粒稳定、不受水压干扰
向坑底抛大石块, 增加土的压重, 使坑底土粒稳定, 同时组织快速施工。延基坑外围四周打板桩, 深入坑底下面一定深度, 增加地下水从坑外流入坑内的渗流路线和渗水量, 减小动水压力, 如基坑面积小可在四周设钢板护筒, 随挖土不断加深, 直到穿过流砂层。
但在本工程施工过程中, 因为施工进度要求紧, 7月份图纸到位后就安排施工, 所以不能达到全年最低水位季节施工;因为本基础比较大施工之前在基础周围打板桩或设钢板护筒会导致施工工期长、造价高, 不可采取。
2.3 现场实际施工措施
2.3.1 基坑支护
基础已开挖至-4.600～-5.800m时, 基坑内②轴附近4m范围内出现流砂现象, 因施工过程中井点降水一直进行, 施工中产生流砂是因为②轴附近水位没有降至基坑底 (见图3) 。基坑底的尺寸比基础大 (有0.5m施工作业范围) , 所以现场施工人员直接用编织袋装砂加固没有产生流砂区域的基坑边缘区域 (见图5) 。并且立即停止机械开挖, 对流砂区域采取处理措施。
3.3.2 流砂区域支护
施工技术人员考虑到施工现场井点降水一直进行, 根据施工现场实际情况就地取材, 采取往坑底抛大石头和编织袋装砂增加土的压重即采取使坑底土粒稳定、不受水压干扰的办法, 但因动水压力过大, 采取本办法不能阻止流砂层。
经过研究采取减小或平衡水压力的办法, 即在垂直坡面楔入直径ф12mm, 长40～60cm插筋, 纵横间距1m, 上铺ф4@300钢筋网片, 其上浇筑50 mm厚的C15细石砼, 表面抹光, 使用此方法防止流砂涌入基坑 (见图6) 。同时加大人力尽快组织后续工程施工。即人工清除基坑表面浮土等杂物进行地基处理后, 直接采用商砼, 用泵车直接浇筑到设计标高 (见图5) 。
3.3.3 基础施工
因本基础①～③轴和④～⑤轴砼回填已超过流砂层, 所以流砂层不会对本部分基础施工带来影响。但③～④轴砼浇筑至标高-5.400m, 而在Ⓐ～Ⓑ轴范围内标高为-5.200～-5.400m还存在流砂层, 虽然采用钢筋网片方法 (见图6) , 防止流砂层涌入③～④轴砼表面, 为施工安全考虑在基础施工中加大人力和机具, 加快基础施工进度, 待土方回填至-1.700m时, 停止井点降水。
4 流砂层预防措施
1) 在粉土地层中开挖土方和进行基础施工, 需采用井点降水方法降低地下水, 如果地下水位降至基坑底便可防止流砂现象发生, 同时由于粉土中水分排除后, 动水压力减小或消除, 大大提高边坡稳定性, 边坡可放陡, 可减少土方开挖量, 从而降低施工成本, 此外由于渗流向下, 动水压力加强重力, 增加粉土颗粒间的压力使坑底土层更为密实, 暂时改善土的性质, 方便深基础施工作业。
2) 在土方开挖过程中应在基坑内做好行车通道, 土方开挖应分层开挖, 每层开挖约1.2～1.5m, 如果出现流砂现象, 可暂停开挖, 待降水水位降至基坑底部以下再进行开挖, 不但防止流砂层产生, 而且保证基础施工时干作业, 因有降水一直进行, 应加大施工人力和机具, 加快施工作业, 待基础回填后停止降水施工。
3) 在施工区域内, 必须先施工深基础, 再施工浅基础, 防止出现附近浅基础因为降水过多, 导致浅基础下土随动水压力滑动, 产生基础沉降。所以以后施工深基础时, 假如大量降低地下水, 必须对附近的建构筑物采取保护措施。
4) 如果施工进度要求紧, 采用井点降水时, 可加大降水点设置, 在较短时间内将地下水位降至基坑底面以下。具体见图3和图4比较, 多一个降水井, 同时间降水, 降低的地下水位线有明显不同。
5) 在以后深基础施工中, 井点降水应将地下水位降至基坑底以后方可进行土方开挖。有以上施工经验可减少处理流砂层所造成人工直接费用, 从而减少施工成本, 同时施工安全措施大大加强。
5 结束语
本树脂砂基础施工完毕后, 施工质量符合设计要求, 现已将设备顺利安装就位。说明使用本措施完全控制了流砂层涌出, 保证工程施工质量。同时根据此次施工经验总结出预防出现流砂层的办法, 为以后施工深基础起到借鉴作用。
摘要：深基础施工时, 地下遇到流砂层, 施工时采取紧急处理, 保证工程顺利安全施工, 同时为后续施工积累经验, 节约工程施工成本。
关键词：流砂层,降水,基坑支护
参考文献
[1]江正荣.建筑施工工程师手册.国建筑工业出版社.
[2]GB50202-2002.建筑地基基础工程施工质量验收规范.
吸收层中TE表面波特性 第2篇
吸收层中TE表面波特性
研究TE表面波在高损耗吸收层中的特性.分析TE表面波的`基本特性:衰减常数,传播常数,布儒斯特角,波阵面和幅阵面的倾斜角度,相速和能速.重点研究了特性参数随吸收层厚度变化的趋势.
作 者：李晓庆 赵惠玲 LI Xiaoqing ZHAO Huiling 作者单位：西北工业大学电子信息学院,西安,710072刊 名：弹箭与制导学报 PKU英文刊名：JOURNAL OF PROJECTILES, ROCKETS, MISSILES AND GUIDANCE年，卷(期)：28(1)分类号：V218关键词：吸收材料 导波 表面波
酵母细胞表面上无机壳层的制备 第3篇
关键词：酵母;细胞壳;自组装;碳酸钙;银质外壳;制备
中图分类号： Q813 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2015）04-0044-03
收稿日期：2014-05-02
基金项目：国家级大学生创新创业训练计划（编号：201314098038）;合肥师范学院校级科研项目（编号：2014cxy25）。
作者简介：姚成立（1975—），男，安徽枞阳人，硕士，高级实验师，主要从事生物无机化学研究。Tel：（0551） 63674145;E-mail：yaochengli@hftc.edu.cn。
细胞壳具备“外衣”功能在自然界并不少见，禽蛋、蚕茧和硅藻等皆属于有壳保护的细胞。蚕茧在蚕蛹的生长发育过程中抵御外界的机械压力、毒性物质和天敌的攻击，传递蚕蛹的生命周期信息。蛋壳为胚胎发育提供了机械支持，并且维持它的生物活性。在硅藻和放射目的生物中，细胞壁外面密集排列的囊泡阵列，连续的硅骨架就在囊泡泡沫周围的膜边界成核，在硅藻细胞进入休眠期时为其提供保护外界的环境侵扰。若能以有壳细胞为启示，通过为活细胞人工制造壳结构来改进细胞固有的性质和功能，会是一个极大的挑战。与单细胞生物不同，真核细胞往往是被复杂的细胞外基质包裹和支持着，缺乏外壳的保护。目前的研究结果表明，通过生物硅化法、水凝胶法、聚电解质法LBL技术、静电匹配直接沉淀法给真核细胞做外衣技术也已经有了可能，而且这些外衣为细胞的储存、抵御有毒有害抗紫外线的能力大大加强。聚电解质法和静电匹配法在构建细胞外壳时，是基于金属纳米粒子或者金属离子与细胞表面的官能团—COOH或—NH2相互作用，在经化学修饰后表面具备异种电荷的细胞表面产生吸附作用[1-2]。目前使用经聚合物分散稳定的磁性纳米粒子，成功在酵母[3-6]、细菌、微藻类、霉菌[7]的外表面上包裹上均匀PAH-四氧化三铁纳米粒子单层，这些磁性纳米粒子在蛋白质分离、细胞收集、药物缓释等方面具有广泛的潜力[8]。在酵母等细胞上已经成功地裹上了碳酸钙[9-11]，碳酸钙微壳（球霰石）直接沉积到酵母表面发生在沉淀过程中的Ca2+和CO2-3相遇在水溶液中的几分钟之内，所得到的核-壳“无机物@细胞”结构在水溶液中是稳定的，并且可以被存储为几个月，同时保留了细胞的生存能力。非常有趣的是，随着酵母细胞的不断分裂，体系中球霰石通过重结晶最终形成较大的方解石微粒。磷酸钙壳通过LbL方式在酵母细胞的表面形成聚电解质壳，随后在对细胞的钙与磷酸盐原位矿化。这种方式是通过聚电解质壳静电吸引Ca2+，接着形成无定形磷酸钙结构层，即相对厚约1 mm的矿物层[12]。此外，SiO2[13]、聚多巴胺[14]、TiO2[15]、氧化石墨烯[16]等细胞外壳液相继制备，上述壳化细胞在细胞储存、细胞保护、细胞输送以及细胞治疗等方面具有广阔的应用前景，细胞壳化为调控和功能化细胞提供了一条行之有效的思路和策略。但上述合成方法都比较繁琐，过多采用化学试剂不可避免会对酵母细胞产生毒害，从而降低试验的成功概率。本研究介绍了通过酵母细胞的有氧呼吸产生CO2为碳源制备碳酸钙外壳，以及在维生素C的还原作用下制备银质细胞外壳。试验结果表明，通过酵母自身的呼吸来提供碳源以及维生素C的还原作用降低了外在的化学毒素对细胞毒害的可能，为未来大量制备无机壳化的细胞提供了可能。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
酵母（Yeast，湖北安琪酵母有限公司）;氯化钙（分析纯）、氯化钠（分析纯）、无水乙醇（分析纯）、浓氨水（分析纯）、维生素C（分析纯）、硝酸银（分析纯）、磷钨酸钠（PTA，分析纯）、聚二烯基丙二甲基氯化铵 （PDADMAC，分析纯）、葡萄糖（生化试剂）、蛋白胨（生化试剂），均购自国药集团上海化学试剂有限公司，试验用水全部为无菌水。红外光谱用Nicolet870傅立叶红外光谱仪测试，KBr压片（扫描范围4 000～400 cm-1，扫描32次，分辨率4 cm-1），微观粒子形貌在日本日立S-4800或1510扫描电子显微镜上完成，离心工作在低速台式离心机（TDL-50C）上完成。
1.2 酵母细胞的培育
从市场购买的干酵母粉用无菌水溶解，在合适的温度和营养下激活细胞，具体操作如下：在恒温30 ℃、转速为 220 r/min 的摇床中培养，培养液为YPD培养基（2%蛋白胨、1%酵母粉悬浮液、2%葡萄糖）。经过12 h的指数生长期之后，酵母细胞被离心收集（1 500 g）并用0.15 mol/L氯化钠溶液清洗。
1.3 酵母细胞诱导碳酸钙的制备
取2 mL酵母悬浮液和葡萄糖于250 mL经无菌处理过三角烧瓶中，快速倒入50 mL 0.05 mol/L CaCl2溶液中，同时加入一定量的氨水，調节pH值至微碱性，搅拌30 min，通入一定量的O2后用保鲜膜将三角瓶瓶口扎紧，置于恒温30 ℃、转速220 r/min的摇床上，经48 h呼吸作用后离心，收集三角瓶中的沉淀物，分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，真空干燥6 h，再将固样放在马弗炉中400 ℃下焚烧，收集白色粉末，待测。
1.4 酵母细胞银质壳的制备
取1 mL酵母悬浮液并分散在1 mg/mL PDADMAC溶液中，置于恒温30 ℃、转速220 r/min的摇床上摇晃15 min，然后在2 000 r/min下离心2 min，收集沉淀，弃除多余的PDADMAC，接着用无菌水洗涤沉淀细胞2次;再将洗涤后的酵母细胞分散于1 mg/mL磷钨酸溶液中，接下来的操作过程如前所述，共循环3次，形成Yeast/PDADMAC/PTA自组装包裹结构;再将上述包裹结构分散于0.05 mol/L AgNO3溶液中，在摇床上摇晃15 min，添加0.05 mol/L 维生素C溶液，继续摇晃15～30 min，在转速2 000 r/min下离心2 min，收集沉淀待测。
nlc202309040443
2 結果与分析
由图1可以清楚地看到试验酵母的细胞形态，菌落表面光滑。酵母细胞的形态有很多种，最常见的有球形、卵圆形、腊肠形、椭球形、柠檬形或藕节形等。酵母菌为生物体，在自然状态下会因脱水而收缩变形，从图1可以看出酵母细胞发
生了脱水现象。
图2-A是在纯水中制备的碳酸钙，它和文献[17]中的报道一致，是立方体形且稳定性最大的方解石。图2-B、图2-C 是在酵母细胞有氧呼吸的条件下制备的碳酸钙固体经400 ℃焚烧后得到的固样，从形貌可以看出，碳酸钙在结晶时基本上还是生成稳定的方解石晶型，但是碳酸钙颗粒表面多处含有直径为1.5～2.0 m的孔洞，初步推测这些孔洞是由于酵母细胞镶嵌在碳酸钙粒子中，经高温焚烧后挥发后形成的，尤其是图2-C的右上角出现管道式的孔洞，可以证明酵母被完全埋没在碳酸钙粒子中。
为了探究功能化细胞中碳酸钙与酵母细胞的相互作用，笔者又进行了红外光谱测试，结果见图3。从图3可以看出，在712、874 cm-1处都有明显的碳酸钙的红外吸收特征峰，这是由碳酸钙中CO2-3的面内弯曲振动峰和面外弯曲振动峰引起的，红外吸收测试的结果与方解石型碳酸钙的红外吸收峰吻合，而且焚烧后的碳酸钙固体颗粒中已不存在有机质。
图4是经PDADMAC/PTA自组装包裹后在维生素C还原作用下，银粒子包裹在酵母细胞表面的扫描电镜图片。图4-A是在摇床上摇晃15 min后的酵母细胞表面反应的，可以看出经过几次循环后，酵母细胞未出现死亡、干瘪现象，个体细胞仍旧饱满。随着时间的推移，继续摇晃，当达到30 min时，细胞表面形成了光滑的、有细小颗粒组成的致密外壳（图4-B）。
为了确定所看到的外壳结构的元素成分，对图4-B所示部分进行EDX能谱分析，结果如图5所示。由图5可以看出P、W、O、C、Ag等元素的存在，这些元素应该分别来自于磷钨酸、银单质，其中C既有可能来自于PAH聚电解质层，也有可能来自于酵母及其培养基的本身，少量其他元素的干扰应该是离心后酵母培养基引入的。
3 结论
酵母细胞壁主要由一些多聚糖如葡萄糖、甘露糖和乙酞胺基葡萄糖组成，因此很难直接诱导物质在细胞外面直接生成，这就需要对酵母细胞的外围作相应的修饰来引导目标产物的生成。试验中得到含碳酸钙功能化细胞的可能机理是：由于酵母细胞在一定浓度的葡萄糖溶液中复苏后，在有氧条件下，酵母将葡萄糖经有氧呼吸（糖酵解→三羧酸循环）代谢
生成CO2和H2O。在有氧条件下，酵母菌往往能够迅速出芽繁殖，同时富含糖羟基的细胞壁也能吸附一定量的Ca2+且也会有部分Ca2+进入细胞内部，由呼吸作用产生的CO2会在细胞内部转变成CO2-3，可以与细胞内外的Ca2+相互反应得到CaCO3晶体。在制备银质细胞壳的过程中带正电荷的聚合物聚二烯基丙二甲基氯化铵首先和带负电荷的细胞壁静电吸引，先形成正电荷的外壁，接着再次吸附带负电荷的磷钨酸，数次循环后，修饰层表面大量的电荷也促使更多的银离子与细胞表面结合，在维生素C以及磷钨酸的还原作用下于细胞外围得到1层包裹比较严密的银质壳层。类似于此类的处理，可以让酵母细胞外围的人工壳在对具有生命活性的细胞进行贮存、保护、运输以及修饰等方面有很大的应用潜能，同时多孔碳酸钙在药物缓释方面将会有一定的应用潜能。
参考文献：
[1]Fakhrullin R F，Zamaleeva A I，Minullina R T，et al. Cyborg cells：functionalisation of living cells with polymers and nanomaterials[J]. Chemical Society Reviews，2012，41（11）：4189-4206.
[2]Fakhrullin R F，Zamaleeva A I，Morozov M V，et al. Living fungi cells encapsulated in polyelectrolyte shells doped with metal nanoparticles[J]. Langmuir，2009，25（8）：4628-4634.
[3]Garcia-Alonso J，Fakhrullin R F，Paunov V N，et al. Microscreening toxicity system based on living magnetic yeast and gradient chips[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry，2011，400（4）：1009-1013.
[4]Fakhrullin R F，Garcia-Alonso J，Paunov V N. A direct technique for preparation of magnetically functionalised living yeast cells[J]. Soft Matter，2010，6（2）：391-397.
[5]García-Alonso J，Fakhrullin R F，Paunov V N. Rapid and direct magnetization of GFP-reporter yeast for micro-screening systems[J]. Biosensors & Bioelectronics，2010，25（7）：1816-1819.
[6]Fakhrullin R F，Bikmullin A G，Nurgaliev D K. Magnetically responsive calcium carbonate microcrystals[J]. ACS Applied Materials & Interfaces，2009，1（9）：1847-1851.
nlc202309040443
[7]Zhang D Y，Fakhrullin R F，Ozmen M，et al. Functionalization of whole-cell bacterial reporters with magnetic nanoparticles[J]. Microbial Biotechnology，2011，4（1）：89-97.
[8]Wang L，Yang Z M，Gao J H，et al.A biocompatible method of decorporation：bisphosphonate modified magnetite nanoparticles to remove uranyl ions from blood[J]. J Am Chem Soc，2006，128：13358-13359.
[9]Fakhrullin R F，Minullina R T. Hybrid cellular-inorganic core-shell microparticles：encapsulation of individual living cells in calcium carbonate microshells[J]. Langmuir：the ACS Journal of Surfaces and Colloids，2009，25（12）：6617-6621.
[10]Wang B，Liu P，Jiang W E，et al. Yeast cells with an artificial mineral shell：protection and modification of living cells by biomimetic mineralization[J]. Angewandte Chemie-International Edition，2008，47（19）：3560-3564.
[11]Ma X M，Chen H F，Yang L，et al. Construction and potential applications of a functionalized cell with an intracellular mineral scaffold[J]. Angewandte Chemie，2011，50（32）：7414-7417.
[12]Huang M J，Wang Y J. Synthesis of calcium phosphate microcapsules using yeast-based biotemplate[J]. Journal of Materials Chemistry，2012，22（2）：626-630.
[13]Yang S H，Ko E H，Jung Y H，et al. Bio-inspired functionalization of silica-encapsulated yeast cells[J]. Angew Chem Int Ed，2011，50（27）：6115-6118.
[14]Yang S H，Kang S M，Lee K B，et al. Mussel-inspired encapsulation and functionalization of individual yeast cells[J]. Journal of the American Chemical Society，2011，133（9）：2795-2797.
[15]Yang S H，Ko E H，Choi I S. Cytocompatible encapsulation of individual chlorella cells within titanium dioxide shells by a designed catalytic peptide[J]. Langmuir，2012，28（4）：2151-2155.
[16]Yang S H，Lee T，Seo E，et al. Interfacing living yeast cells with graphene oxide nanosheaths[J]. Macromolecular Bioscience，2012，12（1）：61-66.
[17]Cheng L Y.The purification of biliary protein and its effect on calcium carbonate mineralization[J]. Chinese Journal of Chemistry，2008，26（6）： 1075-1078.
表面处理层 第4篇
相比以往的移动通信系统, LTE-Advanced可能使用覆盖能力较差的高频载波以及支持高数据速率业务的需求, 因此可能需要部署更多的站点[1]。基站与核心网之间的连接方式如果仍然采用传统的有线连接方式, 那在部署的难度与成本上将会给运营商带来较大的困难, 并且限制了其站点部署的灵活性, 因此需要引入某种技术来解决上述出现的问题。中继技术不仅能够解决部署灵活性和成本的问题, 还有非常广泛的应用前景, 如用户覆盖增强与系统容量增强[2]。层3中继作为当下的一个研究热点, 它与层2中继相比主要是增加了RRC层, 这使得层3中继除了包含层2中继所具有的功能外, 还将包含更多的功能:具有e NB的所有功能以及部分UE的功能, 减少了终端的RRC连接建立与切换所需的时间。
由于LTE-A层3中继与终端交互的消息众多, 而消息处理模块作为RRC层中的一个关键模块, 其设计与实现的方法将关系到整个LTE系统的性能。在以往的消息处理模块设计方案中, 存在着函数调用频繁、内存碎片增多以及开发过程不便于调试等问题。本文将针对这些问题, 在深入研究消息处理模块的设计与实现方法基础上, 提出了通过“优化转换规则”、“恰当使用宏函数”、“调试中加入XML打印语句”以及“优化内存管理”等方法以实现对消息处理模块的改进。最后通过仿真与测试的结果验证了这些方法对于提高消息处理模块的消息处理与开发调试阶段的效率确实起到了一定的成效。
1 引入中继后的LTE-A协议栈结构
Type I relay和Type II relay为LTE-A系统中所提到的中继类型。在现阶段, 将Type I relay引入到未来移动蜂窝系统则是LTE-A的主要目标。本文所研究的层3中继即为Type I relay。
根据中国移动给予设备商的技术要求可知, 国内LTE系统将选用Alt2[3]的架构。从图1可以看到, RRC层位于中继空口控制面的协议栈上, 而消息处理模块为RRC层中的一个关键模块, 通过它可以将RRC SDU转换为RRC PDU或者将RRC PDU转换为RRC SDU。因此, 设计并实现一个正确、高效以及功能完善的消息处理模块对于开发LTE-A层3中继协议栈软件起着至关重要的作用。
2 消息处理模块的设计与实现
2.1 消息处理模块的总体设计
以RRC SDU转换为RRC PDU为例, RRC SDU从图2的上方输入到消息处理模块后, 首先由PDU处理模块将其转换为原始的RRC PDU, 如果在转换的过程中发生了错误, 则对其进行错误处理, 没有错误则进入到RRC填充与去填充模块。在填充与去填充模块中, 如果检测到该消息为PCCH或BCCH信道上的消息且该原始RRC PDU没有填满一个传输块, 则对其进行填充。最后, RRC PDU经L2处理后由L1的PHY发送出去。由于PDU处理模块为设计的核心部分, 故将在文中重点阐述。
2.2 PDU处理模块的设计与实现
消息处理模块的核心部分即为PDU处理子模块, 而根据3GPP TS36.331协议可知其实质即为ASN.1的编解码。
ASN.1是一种ISO/ITU-T的标准。该语言与C/C++类似, 可定义具有复杂结构的数据类型, 且不同的数据类型之间还可以有像C++那样的继承关系。在LTE系统中使用到ASN.1的协议有RRC、S1-AP以及X2-AP。因为它是以一种独立于计算机架构和语言的方式来描述消息结构类型的, 故需要将其转换为计算机语言, 如C/C++/Java。对于中继的RRC层, 其ASN.1使用了UPER[4]编码规则 (即Unsigned PER) 。
PER是在BER的基础上所设计的一种ASN.1编码规则, 它的优势是可以有效地减少消息的编码开销。图3为PER的编码结构。其中, PLC的每个域都是比特串而不是八位组串, 且每个域都是可选的[5]。采用UPER方式所编码出来的数据会按其被编码的次序顺序相连, 不像Signed PER (对齐编码方式) 那样需要填充数据以达到每个信元编码后都字节对齐, 只需在编码完成后所生成的比特数据长度不为8的倍数时, 在其后面填“0”以达到8的倍数[6]。
编码结构中的Preamble用来标记结构类型中是否有扩展项、可选项以及缺省值;Length标记Contents部分的长度;Contents部分可以对基本类型直接编码, 也可以对结构类型采用嵌套编码, 甚至可以包含PLC三个部分。
ASN.1编解码的实现方案有多种, 如直接编写代码、商业编译软件等, 但商业编译软件一般并不是针对LTE系统的, 对LTE系统而言存在价格高、冗余大和调试与维护不便等问题, 因而需要进行一定的修改。本文将把ASN.1编解码作为研究对象, 对其进行设计与实现。
根据PER相关的ITU-T规范文档[4,7,8], 我们实现过程的第一步是将TS36.331协议里用ASN.1语法所描述的消息转换为C语言代码。按照表1的转换规则在消息相应的.h文件中转换为其C语言的描述, 并在每一条消息的.c文件中给该消息在编解码过程中所需的数据结构进行相应的赋值。
1) 优化转换规则
基于“空间换时间”的思想, 将表1的ASN.1转换规则与文献[5]相比做了如下一些改进:⑴INTEGER的转换类型改为long。因为INTEGER类型分为包含负数和不包含负数两种。当包含负数时, 最小值为-140, 最大值为91;不包含负数时, 最大值能达到4 294 967 295, 故考虑用long型。在描述INTEGER属性的结构体中将专门用一个成员变量来指明其是unsigned还是signed, 以提高对该类型的处理效率。⑵BIT STRING的转换规则中增加“int bits_unused”。使用该变量来记录二进制串中没有使用到的二进制位数, 以简化该类型的编解码算法设计, 从而提高编解码的效率。⑶CHOICE中改用枚举类型枚举CHOICE中供选择的成员, 以保证代码的简洁性, 方便调试与阅读。在改进的方法中, 还将为36.331协议里的每一条消息类型设计一个描述其属性的数据结构, 每条RRC消息将根据自己各自的情况, 在其.c文件中对它所用到的类型的属性进行相关的赋值, 这样就能很好地提高ASN.1编解码的编解码效率。
2) 恰当的宏函数使用
宏函数在程序的运行过程中会长时间地占用内存资源, 一般在编写代码时并不建议随便使用。但在中继的RRC层设计中, 因需要处理的数据庞大, 在数据编解码过程中会频繁地进行一些操作, 如将数据写入到缓冲区, 从缓冲区中读数据等, 这些操作普遍存在于各类型消息的编解码函数中, 因此可以使用宏函数来实现。
3) 调试中加入XML打印语句
在ASN.1编解码的代码未release之前需要对其进行足够地仿真与测试, 以确保其本身的正确性。为了在调试与出错的时候能直观与准确地跟踪消息赋值情况, 可以在代码的调试阶段加入XML打印语句, 而在release的时候再通过宏把该功能去掉。
4) 优化内存管理
在嵌入式系统中, 内存资源往往十分紧缺, 如果内存分区不合理, 那么经常会产生内存碎块, 这是ASN.1编解码设计中需要充分注意的。
大量的指针被RRC消息的.h文件所使用, 导致解码时内存被频繁地申请, 而如果使用ANSI C中标准库函数, 就容易生成碎片, 使系统的开销增大, 因此, 需要专门设计一个独立的内存管理模块。
在内存管理模块的设计中, 可以使用一个专门的数组作为ASN.1编解码模块的内存区, 并用一个变量指示其当前可用的空间。该模块能提供初始化、内存分配和释放等3种功能函数。在编解码过程中, 对内存的操作均在专用内存区中, 直至编解码过程结束时被释放。
图4为ASN.1编解码模块的总体设计结构图。
2.3 RRC填充的实现
根据协议TS36.331可知, 并不是所有信道上的消息经过ASN.1编码后都能传递给下一层。对于PCCH和BCCH信道的消息, 如果编码的RRC消息没有填满一个传输块 (24 bit) , 那么RRC层将需要填充比特使消息为填充块的整数倍。
2.4 出错处理
根据协议TS36.331, 当在BCCH、PCCH、CCCH或者MCCH上收到一条无效的RRC消息时, 只需要直接忽略该消息。
3 仿真与测试
本文将采用如图5所示的测试方法对设计的消息处理模块进行互通性的测试, 以确定其能与别的系统的消息处理模块进行互通。测试的对象选取CCCH上传输的RRCConnection Setup消息, 因为该消息几乎包含所有的ASN.1数据类型且包含的复合结构比较多, 有很好的代表性。PDU的赋值选用Objective System的ASN1VE软件, 并在其编码方式中选择3GPP R10, 对消息中的各信息单元进行随机赋值, 得到16进制串{0x70, 0x1B, 0x84, 0x00, 0x20, 0x0C, 0x FF, 0x00, 0x40, 0x04}, 然后将该串数据作为RRC PDU, 先后进行ASN.1的解码与编码操作。在Visual C++6.0下建立仿真环境, 新建ASN.1编解码工程并运行测试程序, 得到如图6、图7的测试结果。比较测试前后的数据以及查看XML打印函数所打印的消息赋值情况可以得知编解码正确, 与Objective System可以达到互通。
通过ASN1VE赋值得到了500个测试数据, 对这500个测试数据做统计, 得到表2的编解码性能表。从该表中可以得知, 采用改进后的方法对编解码的性能确实有一定的提升, 且在比特数较多的情况下, 能保持更高的效率。
4 结语
本文对LTE-A层3中继的RRC层消息处理模块进行了设计与实现, 并针对以往消息处理模块设计中所存在的问题, 提出了几点改进方法。最后通过仿真与测试结果验证了这些方法的有效性, 对层3中继高层协议栈的实现具有重要的意义。在下一步的工作中, 将结合层3中继RRC层的过程处理模块在ARM目标板上进行运行与调试, 因此研究的工作仍然还有待进一步地完善。
参考文献
[1]王映民.TD-LTE技术原理与系统设计[M].北京:人民邮电出版社, 2010.
[2]王映民, 孙韶辉.TD-LTE-Advanced移动通信系统设计[M].人民邮电出版社, 2012.
[3]Rabbi M F, Hou S W, Ko C C.High mobility orthogonal frequency division multiple access channel estimation using basis expansion model[J].IETCommun, 2010, 4 (3) :353-367.
[4]ITU-T Recommendation X.691-2002, Information Technology-ASN.1:encoding rules:Specification of Packed Encoding Rules (PER) [S].2002.
[5]李小文, 冉靖.LTE协议栈中ASN.1模块的设计与实现[J].计算机工程, 2011, 37 (8) :252-255.
[6]文小强.LTE系统中ASN.1编解码的研究与实现[D].重庆邮电大学, 2011-05.
[7]ITU-T Recommendation X.680-2002, Abstract Syntax Notation One (ASN.1) :Specification of Basic Notation[S].2002.
[8]ITU-T Recommendation X.681-2002, Information Technology-ASN.1:Information object specification[S].2002.
[9]3GPP TS 36.331:“Evolved Universal Terrestrial Radio Access (EUTRA) ;Radio Resource Control (RRC) ;Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) ;Radio Resource Control (RRC) ;Protocol specification”.
[10]鲍忠贵, 刘贵金.抽象语法记法ASN.1原理与应用[M].北京:国防工业出版社, 2011.
表面处理层 第5篇
关键词：水利水电工程；大坝；深覆盖层处理；防渗墙施工要点；思考
前言
水利水电工程在实际施工中，通过对自然环境中的水资源进行合理化的调配，保障了生态水资源的平衡性应用。同时，水利工程能够除害兴利，满足了社会对于水资源的需求。在水利工程的施工环节中，大坝深覆盖层处理和防渗墙的施工技术至关重要。当以上施工环节存在着问题时，将会严重影响到水利工程建设的实际效果。因此，本文针对水利水电大坝深覆盖层处理、防渗墙的施工进行了研究，对于水利工程发展而言具有较为积极的意义。
1工程概述
表面处理层 第6篇
关键词：地基处理；褥垫层；施工技术
中图分类号：TU472.99 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）8-0046-02
1 褥垫层的作用
1.1 对桩和土的共同作用进行确定
若路基基底下方不对褥垫层进行设置，路基和桩与土的接触直接实施，通过垂直荷载的作用下，桩对较多的荷载进行承受，通过时间的发展，桩容易有一定的沉降问题形成，荷载逐渐转移至软土区域，随着时间的增加，桩承担的荷载会逐渐减少。对CFG桩复合地基，当基础对垂直荷载进行承受时，桩与桩间土会有变形现象出现，与土相比，桩的模量相对较大，且桩的变形较小。由于在基础下需要对厚度为0.8 m的褥垫层进行设置，桩能够向上刺入，随着变化现象的逐渐形成，褥垫层的材料会逐渐向桩间土上补充，与褥垫层的调整作用相结合，通过垂直荷载的作用，桩和土实现共同承担的效果。
1.2 对整桩及土听力比实施有效调整
由于CFG桩的桩身模量大大超过桩间土，通常会有较大的桩土应力存在，通过褥垫层自身的作用，能够使应力比得到有效减小，使得CFG桩的作用得到充分发挥，随着褥垫层厚度的逐渐提升，桩和土的应力也会进一步减少，最后达到一定值，使桩与土的承载力充分发挥，最终实现工程造价降低的效果。
1.3 将路基基底的受力状态进行改善
由于CFG桩属于半刚性、刚性桩，当部队褥垫层进行设计时，桩对基础会产生较为明显的应力集中现象，此时应将路基基础受到桩的冲切破坏现象进行考虑。当褥垫层厚度达到0.8 m左右时，桩对路基基础会明显减少路基基础的应力集中问题，促使桩和桩间土达到共同受力效果。
1.4 地基变形的调整
调节褥垫层厚度能够对桩土荷载的分配产生影响。结合该条件，在应用CFG桩复合地基时，应运用对褥垫层厚度调整的方式使地基的不均匀性得到消除，使桩与桩间土达到协调变形。褥垫层的应用能够使桩体的应力达到有效消除，对于强度较低的CFG桩而言，有较大的意义存在。由于在荷载作用下，对低强度桩进行使用，通常会在浅部有桩体剪切形成，使桩体破坏的可能性减少，促使负荷地基的承载能力得到充分发挥。
2 施工工序及方法的应用
2.1 施工前的准备
在施工之前，应运用小型挖机将CFG桩桩间土得到清除，并凿平CFG桩头，使其与设计标高相符，通过对CFG桩的检测，确保合格之后即可实施褥垫层施工。
2.1.1 施工材料的要求
砂、碎石向指定地点运入，运用级配良好的中、粗砂作为砂垫层，禁止有草根、垃圾等杂质存在，控制其含泥量，使其小于5%即可。运用未分化的干净砾石或碎石作为碎石垫层，最大粒径应小于50 mm，且含泥量控制在小于5%。运用5～31.5 mm的联系级配碎石作为碎石垫层颗粒级配进行应用。确保土工格栅及性能与设计要求相符，当运入施工场地之后，应在料棚内对其实施分批堆放整齐，避免有日晒雨淋等问题形成，实现料棚的干燥通风，避免长时间的阳光曝晒。
2.1.2 测量放线
结合线路中心线、路基断面以及地面高程对每50 m的线路两侧及中线放样进行测量，并对褥垫层的铺垫范围运用白灰进行洒出。应结合施工测量的相关规定，对测量误差进行控制，采用复合制对测量工作进行开展。
2.2 对第一层碎石垫层进行摊铺
与每车碎石的方量相结合，运用画格布料的方式，使用挂线定高的方法，设置专业人员对卸料实施指挥，促使每车对一个方格相对应。填料摊铺施工中，应运用装载车进行初评，促使每车料的摊平大道一定的及时性，采用平地机实施终平。运用挂线控制的方式对摊平厚度进行控制，使虚铺厚度控制在24～25 cm范围内，促使摊铺面的纵、横向处于平顺且均匀的效果。
与施工要求相结合，对碾压施工的压路机进行选择，促使压实与设计要求相符。运用先两侧后中间的方式作为压实施工的顺序，先慢后快，先静压后弱振的操作程序实施碾压，禁止有强振现象出现，避免对CFG桩头产生破坏。运用半轮碾压的方法，控制压路机的速度，使其小于4 km/h，通常情况下，实施6遍碾压即可与相关要求相符。
2.3 第一层土工格栅的铺设
在铺设土工格栅时，应与线路的方向相垂直展开，在摊铺时，应处于拉直平顺的效果，与保护层紧贴，禁止有褶皱、扭曲等问题出现。禁止受力方向联接处的强度与设计抗拉强度相比过低，且搭接长度应超过30 cm。在布设土工格栅时，应对相邻两层土工格栅实施绑扎固定，要求所铺设的土工格栅砂层表面处于平整状态，精制油坚硬的凸出物存在。当土工格栅铺设好之后，禁止对其进行移动，避免在土工格栅上有重型机械行走及施工的现象。
2.4 第二层砂垫层的摊铺平整
在摊铺第二层砂垫层时，应禁止在土工格栅上有料车行走的现象出现，运用装载机和人工操作的方法在接头位置进行砂子的铺设，从而发挥土工格栅保护的效果。运用装载机对填料实施初平，再运用平地机实施终平，运用挂线控制的方式使摊铺厚度得到保障，虚铺厚度应达到13 cm，促使摊铺面的纵横向处于均匀且平顺的效果。
运用压路机实施碾压，促使压实与设计要求相符。运用吨位为18 t的压路机实施1遍静压，然后通过人工操作的方式，采用自制工具实施拱起部分的刮平，对下道施工工序进行操作。
2.5 第二层土工格栅的铺设
土工格栅的铺设应与线路方向相垂直，在铺设时应处于拉直平顺的状态，与砂层相紧贴，避免有褶皱、扭曲等问题形成。控制搭接长度，使其超过30 cm即可。应将上下层土工格栅接缝设置为交替错开，控制错开距离，使其超过0.5 m。对相邻搭接的土工格栅采用绑扎固定的方式，确保土工格栅所铺设的砂层处于表面平整的状态，禁止有坚硬的凸出物存在。
2.6 第三层砂垫层的摊铺平整
在摊铺第三层砂垫层时，应不得存在土工格栅上有料车行走的现象出现，首先运用装载车和人工施工相结合的方法对接头位置的砂子实施铺设，实现土工格栅的有效保护。运用装载机对填料实施初平，再用平地机实施终平，运用挂线控制的方式对摊铺厚度进行保障，使其虚铺厚度控制在13 cm。对摊铺面的纵横向平顺均匀状态进行保障。
2.7 第二层碎石垫层的摊铺平整
对第二层碎石进行填筑时，应运用装载机对一条一定厚度的进料口进行铺设，促使每车料的摊平处于及时状态，沿着前一车所铺设的道路作为下一车入场卸料的道路。运用推土机实施初平，采用平地机进行终平，运用控制挂线的方式对摊铺厚度进行控制，使虚铺厚度控制在35～36 cm范围内，促使摊铺面的纵横向都处于均匀平顺状态。
与分成施工要求相结合，对碾压施工中的压路机设备进行选择，促使压实与设计要求相符。运用先两侧后中间的方式作为碾压顺序，通过先慢后快、先静压后弱振的方式进行施工。运用半轮碾压的方法，对压路机的速度控制在4 km/h以下。由于砂垫层的压实难度较多，因此咋碾压第二层碎石垫层时应是时候较多遍数施工。与相邻碾压的高差相结合，当存在较小高差时，需运用自检操作的方式。通常情况下，运用6遍碾压即可符合相关要求。
3 结 语
总之，运用褥垫层技术能够有效地调节并协调桩与桩间土的应力，使得路基基础应力集中及桩顶应力集中的作用得到减少。其次，设置褥垫层能够发挥复合地基中桩与桩间土的效果，促使复合地基中桩间土的作用得到充分发挥，有效地降低了工程实际造价。
参考文献：
[1] 陈健.带褥垫层刚性桩复合地基作用机理研究[D].武汉：华中科技大学，2006.
火箭发动机包覆层表面缺陷定位技术 第7篇
在火箭发动机包覆层生产过程中, 由于生产工艺及环境等因素的影响, 可能会使其表面产生凸起、凹坑、裂纹等缺陷。这些缺陷会直接影响到发动机的工作性能, 甚至会引起安全事故。
机器视觉是研究用计算机来模拟生物视觉的一门新兴技术。与人工视觉相比, 机器视觉有精度高、成本低、灵活性好等优点。本文应用机器视觉理论, 并结合当前图像处理技术, 通过对图像进行滤波及阈值分割将缺陷从图像背景中分割出来, 并通过种子填充方法遍历整个缺陷来确定缺陷中心的圆周向角度以及距发动机口部的轴向距离, 来实现火箭发动机包覆层表面缺陷的自动定位检测。检测结果为后续针对缺陷的处理起着至关重要的作用。
1 图像采集
整个火箭发动机包覆层表面缺陷自动定位检测的图像采集过程如图1所示。
具体工作过程为:将工业相机与环形光源固定在测臂上, 工业相机的镜头中心与发动机的圆心在轴向方向上处于同一水平位置。根据相机的分辨率, 设定每次检测的区域为10 cm。工业相机首先移动到检测起始位置之前L (L为相机最大视角与发动机的相交截面距相机的距离) 处, 进行第一次图像采集。然后测臂每移动10 cm进行一次图像采集。由于检测区域长度为140 cm, 所以共采集14幅图像。
2 图像标定
为实现发动机包覆层表面缺陷距发动机口部轴向距离的准确定位, 在对发动机进行自动定位检测以前, 需事先对工业相机采集到的发动机包覆层表面图像进行标定。将刻度单位为厘米的长方形刻度纸贴于发动机包覆层表面, 刻度线与发动机的轴线相垂直。为实现灰度值的区分, 刻度线为白色, 刻度线周围颜色为黑色。用相机采集此标定图像, 且保证采集到的图像的下边沿与白色刻度线的下边沿相齐, 如图2所示。
用工业相机采集到的图像为分辨率为768×576的灰度图像。由于采集图像时相机的镜头中心与发动机的圆心在轴向方向上处于同一水平位置, 所以以整幅图像的中心a (384, 288) 为圆心所画的图像内切圆 (图2中虚线圆圈所示) 所在位置即对应相机最大视角与发动机的相交截面所在位置。在图1所示的图像采集过程中, 采集到的图像的内切圆位置也同时为对应检测区域的起始位置。提取图2中过a (384, 288) 点且垂直于图像上、下边沿的直线l所在列的像素点的灰度值, 得到刻度线部分的灰度曲线如图3所示。图3所示曲线中, 突起部分为白色刻度线部分。由于白色刻度线与周围黑色背景的灰度值有明显反差, 所以会导致明显的突起。由于在缺陷自动定位检测中每次设定的检测区域长度为10 cm, 所以, 提取图中箭头所标注的10 cm范围内各厘米的起始点与结束点所对应的横坐标差值, 即可得到各厘米在图像中所占据的像素点数。由此得到每次检测的10 cm长度的检测区域中, 距检测区域起始位置的轴向距离与映射到图像中所对应的距图像内切圆的径向像素点数的拟合关系曲线如图4所示。
3 缺陷特征提取
3.1 图像滤波
在整个火箭发动机包覆层表面缺陷自动定位检测过程中, 由于图像采集设备、现场环境和光源等的影响, 使得采集到的图像可能含有各种各样的噪声, 为了便于后续的缺陷特征提取, 采用中值滤波法对图像进行滤噪处理。中值滤波的优点在于边沿保护性好, 能够在抑制随机噪声的同时不使边缘模糊, 很好地保留了缺陷特征细节。而且中值滤波的算法简单, 易于实现, 能够很好满足缺陷自动定位检测中实时性的要求。图5为缺陷自动定位检测中采集到的含缺陷的图像。综合考虑去除噪声和保留图像细节两方面的效果, 对图像进行中值次数为9次的二维中值滤波, 滤波后的图像如图6所示。对比两幅图可看出, 滤波后, 图像中的噪点得到很好消除, 整幅图像变得比较光滑而且缺陷的轮廓仍然得到了较好地保留, 这为后续缺陷特征的提取提供了方便。
3.2 阈值分割
图像阈值分割是一种广泛应用的分割技术, 利用图像中要提取的目标区域与其背景在灰度特性上的差异, 选取一个比较合理的阈值, 以确定图像中每个像素点应该属于目标区域还是背景区域, 从而实现目标的提取。
从工业相机采集到的发动机包覆层图像可看出, 图像的像素点灰度值分布不均匀, 靠近图像中心的像素点的灰度值较小, 靠近边缘的像素点的灰度值较大, 而缺陷的灰度值可能是介于两者之间的任意值, 所以不能用一个固定的阈值来把缺陷从图像背景中分离出来。仔细观察中值滤波后的图像会发现一个规律, 即距图像中心等距离的圆上的像素点 (缺陷对应的像素点除外) 的灰度值基本一致, 根据此特点采用圆扫描的方式来针对以图像中心为圆心的不同半径圆上的像素点选取不同的阈值来实现缺陷的提取。把处于同一圆上的所有像素点的灰度平均值作为基准值, 考虑到当缺陷为凹坑时, 缺陷处的灰度值小于基准值, 而当缺陷为凸起时, 缺陷处的灰度值大于基准值, 所以每个圆上需选取上下两个阈值来进行缺陷提取, 把圆上大于上阈值或小于下阈值的像素点的灰度值置为255, 实现缺陷与背景的分离。经多次实验分析, 取上阈值为:基准值+10, 下阈值为:基准值-8。经此方法将图6即中值滤波后的图像进行处理后, 得到的图像如图7所示。从图7所标圆圈内可看出, 缺陷与背景得到了分离, 实现了缺陷特征的提取。
4 缺陷定位
从图7中经阈值分割提取出的缺陷可看出, 缺陷自身构成了一个封闭的连通区域, 且灰度值单一, 所以, 可以用遍历连通区域的算法来对缺陷进行坐标定位。在这里用图像处理中常用的种子填充算法来对整个缺陷区域进行扫描, 记录下缺陷中距离图像中心点C (384, 288) 最近和最远的像素点的坐标值, 然后取这两像素点连线的中间点的坐标值来作为定位此缺陷的坐标。设用此方法得到的缺陷的坐标为d (x1, y1) , 则缺陷距离以图像中心为圆心的图像内切圆的径向像素点数N为:
N=288- (x1-384) 2+ (y1-288) 2.
由上述图4中所示的像素点数与实际距离的对应关系曲线则可得出N所对应的实际距离L, 此距离L即为缺陷距其所在检测区域起始位置的实际轴向距离。已知检测起始位置距火箭发动机口部的轴向距离为80 mm, 假设缺陷所在的检测区域为第i个检测区域, 则可得出缺陷距发动机口部的轴向距离S为:
S=80+ (i-1) ×100+L.
把发动机最右端的圆周向角度设为0°, 则缺陷在发动机的圆周向角度θ为:
undefined
上式中, undefined。
5 实验及结束语
依照上文介绍的图像采集、缺陷特征提取及缺陷定位方法对某固体火箭发动机进行了包覆层表面缺陷自动定位检测。已知检测区域总长度为1 400 mm, 而每次检测的区域长度为100 mm, 所以共采集14幅包覆层图像, 共找出3个缺陷, 如图8中圆圈内所示。其距发动机口部的轴向距离分别为784.5 mm, 1 170.1 mm, 1 190.5 mm, 圆周向角度分别为80.4°, 31.7°, 325.6°。经实际测量3个缺陷离发动机口部的距离, 大约位于, , 的范围内, 圆周向角度大约位于, , 的范围内, 由此可以看出, 本文所介绍的包覆层表面缺陷定位技术切实可行, 能够较准确地对包覆层表面缺陷进行定位。
参考文献
[1]苗慧, 路宏年.火箭发动机厚层包覆质量的信号处理[J].宇航材料工艺, 2004, 9 (3) :60-62.
[2]郭波, 管菊花.基于机器视觉的机加工缺陷检测系统设计[J].微计算机信息, 2008, 3 (24) :307-309.
[3]龙晓薇, 阳春华, 龙永红.PVC建材表面缺陷检测系统研究与设计[J].计算机技术与自动化, 2010, 8 (2) :46-50.
表面处理层 第8篇
1 IRS服务器常见故障及处理
该服务器采用INTEL服务器,有PIII和PIV两种。PIII用的是INTEL service board,型号:SDS2。电源用的是台湾宝锐公司的650W电源,目前市面上较少。RAID 0磁盘阵列用于存储原始数据,采用NT4.0 sp6操作系统。
1.1 操作系统软件和应用软件安装
飞利浦公司提供了该机的操作系统软件和应用软件的安装CD光盘,都是全自动安装,维修人员介入的工作较少,但要注意以下事项:
1.1.1 启动电脑,按F2键进入root设置,选CD-ROM启动项。
1.1.2 放入IRS OS光盘,启动电脑后,会出现安装选择菜单,选择第1项,进行操作系统软件的安装。完成后,重启电脑。
1.1.3 使用用户名administrator登陆,密码:mxroot。
1.1.4 在start菜单中,Programs/Administrative Tools/DiskAdministrator中查看我的电脑磁盘驱动器排列为“C、E、D”,将其修改为“C、D、E”。
1.1.5 依次放入Environment Creator、Application Software光盘,按照光盘上所列顺序安装所有软件。
1.1.6 完成后,重启电脑,使用用户名mx登陆,无密码。
1.2 主板及电源更换
打开主电源开关,IRS服务器不工作。检查发现CT机电源正常,IRS服务器主机工作指示灯未亮。拆机后发现服务器电源盒无电源输出。该电源功率大,可采用相同功率的服务器专用电源替代,输出端要按照原电源进行相应改动。更换电源后,启动电脑黑屏,并有报警声。检查确认为SDS2主板损坏,送电脑主板维修处未修复,购买新主板更换后恢复正常。
1.3 网卡故障
在扫描操作界面显示“IRS Disconnect”,在IRS界面发现应用软件未自动启动。在启动窗口查看ERROR提示,发现未能找到与HOST主机通讯的网卡IP。仔细检查发现,由于地震晃动造成网线破损短路、网卡损坏,购买同型号网卡更换后正常。也可购买其他型号千兆网卡替代,但要注意驱动程序安装和IP地址设定。
1.4 磁盘阵列故障
扫描过程中出现:IRS服务器内蜂鸣器报警声,图像无法重建,或者重建图像出现伪影。检查发现报警声来自AMI磁盘阵列卡,查AMI手册,根据报警声长短判定有磁盘损坏。在电脑启动后进入AMI磁盘阵列自检时,按Ctrl M键进入“MegaRAID BIOS Config Utility”,在config/view/add configuration下会发现故障磁盘出现红色提示,正常为绿色显示。可以将故障磁盘重新格式化,或更换新磁盘后,重做RAID 0磁盘阵列,然后重装软件。
2 HOST主机常见故障及处理
该机采用DELL workstation主机,windows xp操作系统。
2.1 操作系统和应用软件安装
2.1.1 选择由CD-ROM启动电脑。
2.1.2 放入HOST OS光盘,选择格式化硬盘后,自动安装windows xp,完成后,根据机器的installation ID拨打微软公司800-830-1832免费电话索取激活码,将windows xp激活。
2.1.3 安装Environment Creator光盘软件。
2.1.4 安装COTS光盘软件。
2.1.5 安装Application Software光盘软件。
2.1.6 输入应用软件的密码(service.key)。
2.1.7 在磁光盘驱动器中放入Backup光盘,回复最近一次的备份数据。
2.1.8 重启电脑,使用mx用户名登陆。
2.2 DICOM设备无法通讯
扫描过程中,出现无法传送数据到激光打印机或CT工作站。检查网络设置正常,网络线路正常。重装HOST主机软件后CT机工作正常。
2.3 DICOM相机、PACS系统与CT机的连接和设置
2.3.1 采用mxservice用户名登陆,密码:mxservice_only.
2.3.2 双击桌面shortcut to msconfig.bat图标,进入Network/Exit界面。
2.3.3 在此界面中选择要设置的相机、RIS、PACS、工作站,输入相关设备的AETITL、IP地址等。
2.4 ACQ板故障
扫描后不能重建图像。在CT操作界面HomeUtilitiesserviceError Log viewer查看相关ERROR注释项,出现以下一些提示:ERROR=>
3 电源柜故障
3.1 CT无法开机
旋转CT Box上钥匙开机后,电源指示灯不亮,扫描架、计算机系统无电源。
3.1.1 经检查发现稳压电源、UPS电源工作正常,CT Box钥匙开关闭合后输出12V电压正常,LOGO继电器损坏。购买新LOGO继电器并输入程序后工作正常。
3.1.2 稳压电源工作正常,UPS电源无输出。将接在UPS电源上的各电源插头改接到稳压电源后,CT机工作正常。更换或维修UPS电源后修复。
3.2 UPS电源故障
3.2.1 打开UPS电源开关,指示灯不亮,空气开关跳闸。经检查发现UPS控制板烧毁,更新后正常。
3.2.2 CT操作界面上出现“UPS To old”,可用UPSMAN软件进行维护或更换UPS电源电池。
4 扫描架常见故障及处理
4.1 扫描架不能启动
CT机加电启动后,扫描架两侧面板无数字显示。HomeUtilitiesserviceError Log viewer中有“ERROR 1 0 0a0 8800”提示。查看错误代码提示GPU板上MCBD2板故障。
4.1.1 用mxservice用户名登陆,按下CT Box上Stop键,在HomeUtilitiesserviceCalibrationGantry and couch Calibration下选flash菜单,load Gpc firmware文件。
4.1.2 刷新以上软件后,无法修复则要更换MCBD2板,再刷新以上软件。
4.2 不能曝光
扫描过程中突然出现不能曝光故障。HomeUtilitiesserviceError Log viewer菜单中有E5 0 0017 0001C错误提示,代码显示XRS故障。HomeUtilitiesserviceTubeHistory菜单arcs项中有球管打火记录,打火出现后一直报错不能正常曝光。经检测发现球管旋转阳极旋转不正常,更换球管组件后正常。
4.3 图像上出现圆环状伪影
此伪影系探测器故障引起的。mxservice用户登陆后,在HomeUtilitiesDiagnosticBadsegments菜单中可进行坏探测器检测、屏蔽等工作,将损坏的探测器屏蔽后,进行空气校正后图像正常。
4.4 滑环清洗和碳刷检查
由于碳刷磨损会产生碳粉,积累太多会引起滑环短路打火等故障,应定期对滑环进行清洗,保持滑环洁净。同时要检查碳刷长度,多磨损厉害的碳刷要及时更换,避免造成接触不良等故障。
5 扫描床故障
5.1 不能扫描
扫描时提示“scan failed”,扫描架上扫描床位置显示等只有两个正常。
5.1.1 检查发现由于床脚踏开关锁定未复位,造成扫描时床不能移动而终止扫描。修复后工作正常。
5.1.2 床控制开关正常,能升降,前后移动缓慢。检查发现有异物掉进床面,造成床面移动不畅而无法扫描。清除异物后正常。
5.2 床升降异响
床上下移动时发出异响,多为床裙变形,上下移动时摩擦所致,可做适当校正。
6 水冷机组故障与检修
水冷机组出现故障后机架温度会升高,导致无法扫描或损坏机内部件。扫描架内温度超过28℃后会出现温度异常提示。HomeUtilitiesserviceShow Temperature菜单中有扫描架内温湿度、循环水温等显示,正常水温在16～18℃。
6.1 水冷机组制冷剂泄漏
请制冷专业人员进行检漏,对泄露部件进行更换或者补漏处理后,加注符合要求的制冷剂(R134a、R407c等)。
6.2 水冷机组内循环水压降低
通过水压表可以检测循环水压,低于正常水压2bar后要加水。
6.3 水冷机组冷凝器故障
因灰尘阻塞或者进风口阻塞会造成热交换不良,制冷机组压力太高,压缩机组会出现异常响声,扫描架内温度会升高,造成扫描终止。应定期清洗进风口和冷凝器防尘网。
参考文献
[1]陈书林,马红强.PHILIPS Mx8000CT机床驱动控制电路板的修复一例[J].医疗装备,2007,1(39):42.
[2]胡志,卢晶.西门子plus4CT上不了高压问题的判定[J].医疗设备信息,2007,4(109):110-111.
[3]黄剑平,周旭辉.GE Hispeed系列螺旋CT滑环系统故障分析和保养[J].医疗装备,2007,11(43):46.
表面处理层 第9篇
1工程概况
某市某住宅小区建设有11楼建筑工程, 才建筑工程采用的是6.5层的钢筋混凝土框架结构, 在其底层主要为架空层, 而在二层以上则为住宅层。每一楼层之间的高度为2.9m。该工程在对装饰天棚层进行设置的过程中, 主要采用的是中级抹灰方式, 材料为钢筋混凝土板以及素水泥砂浆在材料中还加入了建筑胶, 而材料中水泥、石灰膏以及砂浆的比例为1:0.53, 在找平层中, 采用比例为1:0.5:2.5的水泥、石灰膏以及砂浆, 在找平层完成之后, 再进行装饰层涂料工作, 所采用的涂料为纸筋灰罩面-喷水性耐擦洗涂料。
2造成建筑天棚装饰层出现脱落的主要原因
2.1施工准备不足
在施工准备工作中, 如果准备工作做得不到位, 就会使得建筑天棚装饰层出现严重的脱落问题, 而表现主要为:首先, 在进行抹灰之前, 基层没有进行全面的清理, 或者是基层清理不干净。其次在使用胶合板模板进行装饰层的施工时, 基层较为光滑, 及时在水灰比为1:1的水泥砂浆中加入一定量的胶水, 并且利用工具将基层上的毛化处理干净, 如果甩点零星不均匀, 或者是在水泥砂浆凝固之后, 没有进行有效的浇水养护处理, 而在抹灰之前, 没有对基层进行有效的浇水处理, 这样就会使得砂浆在抹灰之后, 基层的水分很快的就被蒸发掉, 使得基层过于干燥, 这样就会严重影响到抹灰层与基层之间的粘结效果, 使得两者之间的粘结出现问题。
2.2抹灰操作不当
在对建筑天棚装饰层进行抹灰处理时, 最好对抹灰的厚度进行有效的控制, 一般而言, 需要将抹灰的厚度控制在15mm以内, 同时也要对水泥砂浆的抹灰厚度进行控制, 最好将厚度控制在5~7mm之间。而在实际的工程操作中, 很多的施工人员在第一遍砂浆抹灰完成之后, 还没有将砂浆完全晾干, 就开始进行第二遍抹灰工作, 抹灰工作如此紧凑, 使得抹灰的效果无法凸显, 砂浆由于湿度较大, 很容易粘结在一起, 无法起到分层的作用这样就会使得砂浆内部的收缩力过程, 从而使得装饰层出现空鼓、裂缝的问题。而有些施工人员在进行抹灰的时候, 没有对抹灰的厚度进行控制, 这就使得抹灰层相对较厚, 粘结面太过光滑, 很容易造成滑移问题的出现。
3处理方法
就该工程来说, 工程管理人员在工程施工完成之后, 根据相关的规定采取有效的处理措施, 对可能造成建筑天棚装饰层脱落现象的因素进行了处理, 而处理的方法主要是采用中级抹灰的方式, 在经过技术人员的详细分析以及综合各方意见之后, 该工程在对建筑天棚装饰层进行处理时所采用的材料为石英砂胶浆, 利用这种材料对天棚中的钢筋混凝土面进行毛化以及附着物的处理, 如果想要保障该工程天棚装饰层施工的质量就需要在对天棚进行面刮白处理, 而运用这种技术方法对天棚装饰层进行处理, 主要的优势在于:首先, 利用石英砂胶浆可以是的饿基层得到有效的毛化处理, 这样可以使得基层出现一种粘结度较好并且较为封闭的技术隔层, 所产生的这一技术隔层可以有效的防止空气与板面进行接触, 降低的面板被氧化的可能性。其次, 利用这种技术措施, 可以降低湿作业的出现, 加快抹灰层干燥的速度, 从而使得施工的速度得到有效的提升。再次杜绝了抹灰空鼓脱落落产生的安全隐患。腻子涂层与基面可以有效地联结成一个整体, 杜绝了腻子起粉现象的发生。最后, 由于福建省建筑工程预算定额中没有天棚薄抹灰的子目, 根据薄抹灰砂浆的材料消耗量及市场价进行测算, 天棚薄抹灰的综合单价为12.30元/m2, 比本工程施工单位投标单价12.85元/m2稍低。
4天棚石英砂薄抹灰工艺流程及施工工艺要求
4.1石英砂薄抹灰做法, 具体做法见图1。
4.2工艺流程:天棚基面人工修凿———基层湿润———板阴角处人工修补100-200mm宽水泥砂浆———石英砂胶浆第一遍打底2mm厚———石英砂胶浆第二遍刮平3mm厚———刮第一遍腻子打底———刮第二遍腻子———人工打磨。
4.3施工工艺要求
天棚基面人工修凿:采用人工对天棚模板接缝处及局部砼突出部分进行修凿, 使天棚面顺平。
基层湿润:常温下在抹灰前1d进行基层喷水湿润, 抹灰时再洒水一遍。
板阴角处人工修补100-200宽水泥砂浆:对天棚阴角处弹顺平线, 对于阴角局部偏差较大部位采用水泥砂浆进行修补100-200宽, 使板面阴角处与板面之间的高差在5mm左右。
分层薄抹灰:采用灰刀将配制好的胶浆均匀的涂刷于天棚上, 第一次的涂刷厚度控制在2~3mm左右, 应顺模板纹方向垂直抹, 并用抹子用力抹实, 越薄越好, 待第一遍胶浆干后再进行第二次胶浆刮平施工, 其厚度控制在3~4mm左右, 待六七成干时, 即罩面。抹灰面时要用力均匀, 避免粘结面错动而起鼓。
5结论
天棚薄抹灰在与基层结合牢固、杜绝天棚脱落的隐患方面具有传统的中级抹灰不可比拟的优点, 近几年部分省份已先后取消了中级抹灰做法, 积极推行天棚薄抹灰, 而一部分省建设行政主管部门暂未出台有关的规定, 但本工程采用该工法施工数年, 至今未发生天棚空鼓、脱落的投诉案例, 且部分工程如某花园住宅小区等工程在多年前已采用该做法, 至今未出现质量问题, 说明在全省推行取消中级抹灰、推广薄抹灰的做法不论是从控制施工质量、杜绝安全隐患, 还是降低工程造价方面, 都有积极意义。
摘要：建筑天棚装饰层容易受到各种因素的影响, 而出现天棚装饰层脱落的问题, 要想有效的解决这种问题, 就需要对建筑天棚装饰层出现脱落的原因进行全面的分析, 同时根据分析所得的结果, 选用合理的处理措施对其脱落问题进行处理, 一般来说, 所采用的方法通常为石英砂抹灰处理措施, 这项工艺流程的提出, 不仅有效的避免了抹灰层出现脱落现象, 而且在一定程度上保障了建筑工程施工的质量, 就建筑天棚装饰层脱落的原因和处理措施进行了简要的分析, 仅供参考。
关键词：建筑天棚,装饰层,脱落原因,处理措施
参考文献
[1]宋昆, 兰巍.现代建筑中装饰和技术的关系解读[J].城市建筑, 2009 (04) .
[2]吴长安, 彭凤珍.浅析高档办公场所的装饰装修[J].科技创新与应用, 2012 (19) .
[3]闫振甲, 何艳君.粉煤灰装饰砖的研制[J].粉煤灰综合利用, 2002 (01) .
表面处理层 第10篇
热化学反应热喷涂法制备陶瓷涂层是一种新型热喷涂方法,在热喷涂过程中,喷涂材料之间或喷涂材料与基材发生热化学反应生成的新相,增加了涂层与基体结合强度,改善了涂层性能[1,2,3]。渗铝既可以提高基体材料的抗高温氧化性和耐磨性,还能提高基体材料在一些酸、碱或含硫等介质中的耐蚀性能,被广泛地应用于石油、化工、冶金、交通等领域[4,5,6,7,8]。本工作结合以上2种技术,同时将传统包埋法制备渗铝层[9]改良为热喷涂+热处理来完成,制备了铜基热喷涂陶瓷/渗铝复合涂层,并研究了其力学性能,以期为工程应用提供参考。
1 试 验
1.1 复合涂层制备
基材为20 mm×20 mm×4 mm紫铜板(铜含量为99.9%);渗铝层材料为Al2O3-Al(质量比1 ∶1,过200目筛);陶瓷涂层材料为Al2O3-TiO2-ZnO-Al(质量比6 ∶3 ∶1 ∶1,过200目筛),其中Al2O3为涂层主要骨料,TiO2为填料,ZnO为助熔剂。
复合涂层制备工艺流程:等离子喷涂厚约0.1 mm的Ni-Al过渡层→火焰喷涂中间铝层、表层陶瓷层→氮气保护下炉中850 ℃(或920 ℃)加热扩散 8 h→氮气保护下随炉冷却至室温。火焰喷涂工艺:采用QTE2000-7/H火焰喷枪喷涂,O2压力0.8~0.9 MPa,C2H2压力0.11~0.12 MPa,喷涂距离110~130 mm,微碳火焰,喷涂角度60°~90°。
制作一组未喷涂中间铝层的单纯陶瓷涂层做对比研究,其加热扩散温度为850 ℃,工艺流程及其他工艺参数与制备复合涂层时相同。采用不同的工艺参数(见表1)制备了以下几组试样用于测试分析。
1.2 测试分析
将试样打磨、抛光、腐蚀后,用SSX-550型扫描电镜(SEM)观察涂层截面形貌。用2RGAKU2500/PC X射线分析仪分析涂层的结构。打磨去除复合涂层表层陶瓷涂层部分,采用71型显微硬度计测量渗铝层显微硬度。
热震性能:将试样在箱式电阻炉中700 ℃下恒温加热10 min,取出迅速淬入室温水中,如此循环进行,直至涂层出现近1/3部分剥落,采用循环次数表征涂层的抗热震性,用浮力法测试涂层孔隙率以评定其致密性[10]。
腐蚀失重:用15%(质量分数)H2SO4溶液和3.5%(质量分数)NaCl溶液为腐蚀液,室温下对涂层试样进行腐蚀,以腐蚀失重评价其耐蚀性,称重时间间隔为24 h,腐蚀时间为7 d。
耐磨性测试:在ML-10磨损试验机上进行,载荷0.2 N,对磨材料为2号金相砂纸,移动行程40 cm,转盘转速60 r/min,磨损后称重,并计算失重。
2 结果与讨论
2.1 涂层形貌及结构
图1为陶瓷涂层和复合涂层的截面SEM形貌:陶瓷涂层与基体、复合涂层中陶瓷涂层与渗铝层以及渗铝层与基体之间的过渡层很薄,热处理后已融化消失;陶瓷涂层和复合涂层均与基体结合良好且无剥落,涂层致密但仍保留有火焰喷涂疏松多孔的形貌特征。
图2为陶瓷涂层和复合涂层X射线衍射谱:2种涂层中均有新相生成,复合涂层中生成的新相较陶瓷涂层中的多,复合涂层中生成了Cu1.05Zn0.95,Cu2TiZn等新相,说明涂层与基体、涂层与涂层间有化学结合,提高了结合强度。
不同工艺制备的涂层的孔隙率见表2,由表2可知:复合涂层的致密性优于单纯陶瓷涂层,这是因为其中间铝层的少量剩余铝在加热过程中熔化,形成铝液相,可有效填充火焰喷涂产生的孔隙;用聚氨酯涂层封孔后,因清漆在液态时可完全渗入涂层孔隙中,从而使涂层孔隙率为0。
2.2 涂层抗热震性
不同工艺制备的涂层的热震性能见表3,由表3可知:复合涂层的抗热震性优于单纯陶瓷涂层;经920 ℃加热扩散处理后的复合涂层结合性能最佳,涂层抗热震性最好,热震试验40次才有近1/3部分掉落。这是因为复合涂层的中间铝层剩余铝在加热过程中熔化扩散,增强了涂层结合力;火焰喷涂前先喷涂Ni-Al过渡层、喷涂后加热扩散可使复合涂层、Ni-Al过渡层和基体表面结合更加紧密,使涂层和基体间产生焊合的冶金结合面,从而大幅提高了涂层与基体的结合强度,提高了涂层抗热震性能。
2.3 涂层耐蚀性
各种涂层酸腐蚀、盐腐蚀失重曲线见图3、图4,平均酸及盐腐蚀速率和耐蚀性相对纯铜基体提高倍数见表4。
由表4可知,经920 ℃加热扩散处理后的复合涂层的耐蚀性最好,其耐酸蚀性为基体的3.84倍,清漆封孔后为基体的14.33倍,其盐耐蚀性为基体的3.44倍,清漆封孔后为基体的21.09倍。
Ni-Al层打底,Ni、Al之间能形成一系列耐蚀性优良的金属间化合物和致密的腐蚀产物膜,可阻止腐蚀进一步扩展[11]。涂层中含有很多耐蚀陶瓷相,可有效阻断铜基体与腐蚀液的接触,提高涂层的耐蚀性。涂层致密性是影响涂层耐蚀性的主要因素之一,结合表2可知,涂层耐蚀性随着孔隙率的降低而提高,用聚氨酯清漆封孔,可使涂层孔隙率降低,阻止腐蚀介质透过涂层孔隙形成穿孔腐蚀,同时可使涂层与基体之间不能构成腐蚀电池,提高了耐蚀性能。
2.4 渗铝层硬度及涂层耐磨性
渗铝层显微硬度变化见图5,由图5可见,采用较高温度(920 ℃)加热扩散的处理的复合涂层中,Al原子扩散较充分,其渗铝层硬度最高;硬度的峰值并不是出现在最边缘(渗铝层侧),边缘硬度稍低,这是由于Al,Cu容易与空气中的氧发生氧化,使表层形成疏松的Al2O3,CuO的贫Al,Cu区,从而使硬度降低。
表5为各试样的磨粒磨损数据,由表5可知,复合涂层的耐磨性较单纯陶瓷涂层的好,因为其在表层涂层与基体中间附加一层硬度较高的合金层,材料的硬度越高,其抵抗磨粒压入的能力越强,耐磨性(磨粒磨损)越好[12,13],经920 ℃加热扩散处理后的复合涂层因其原子扩散最充分,致密性最好,涂层结合最致密,耐磨性最好。
3 结 论
(1)陶瓷/渗铝复合涂层与铜基体间发生了化学反应,产生的新相Cu1.05Zn0.95,Cu2TiZn等可提高其相互间的结合强度。
(2)陶瓷/渗铝复合涂层的抗热震性能较单纯陶瓷涂层的好,经920 ℃加热扩散处理后的复合涂层的抗热震性能最好,热震次数可达40次。
(3)耐蚀性随着孔隙率的减小而提高,经920 ℃加热扩散处理后的复合涂层的耐蚀性最好,其耐酸蚀性为基体的3.84倍,清漆封孔后为基体的14.33倍,其盐耐蚀性为基体的3.44倍,清漆封孔后为基体的21.09倍。
(4)陶瓷涂层、经850 ℃加热扩散处理的复合涂层以及经920 ℃加热扩散处理的复合涂层的耐磨性分别为纯铜基体的2.98,4.31,4.37倍。
摘要：为提高铜部件的使用寿命,采用火焰涂技术,在铜基体表面先后喷涂中间铝层和表层陶瓷涂层,经加热扩散处理,制备成铜基陶瓷/渗铝复合涂层。用扫描电镜、X射线衍射仪、热震试验、腐蚀失重、耐磨检测等对复合涂层进行分析、研究。结果表明:复合涂层中有Cu1.05Zn0.95,Cu2TiZn等新相生成;复合涂层抗热震性能较单纯陶瓷涂层好,经920℃加热扩散处理的复合涂层热震次数达40次;复合涂层显著提高了纯铜基体的耐蚀性和耐磨性。
表面处理层 第11篇
关键词:不锈钢纤维毡隔离层表面缺陷
中图分类号:TG115文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0047-01
不锈钢纤维毡因具有高强度、高过滤精度、高纳污容量、耐高温、耐高压、抗腐蚀、抗热震、可折叠、可焊接、可反复清洗等特点,已广泛应用于军工、化工、化纤、冶金、石化、食品加工、机械设备、环保等领域[1,2],且其应用范围不断扩大,需求量也在不断上升。为扩大市场,满足市场需求,我们不仅要注重产量,更要狠抓产品质量。
在纤维毡烧结过程中,为防止毡与毡之间粘连,要用隔离层对纤维毡进行隔离。由于不同的隔离层同纤维毡之间存在性能差异,并且隔离层在使用过程中对纤维毡造成污染,从而使烧结的纤维毡出现各种缺陷。本文就隔离层对不锈钢纤维毡表面质量的影响进行分析和探讨。
1 使用材料和方法
使用两种不同的隔离层,一种为耐高温二氧化硅陶瓷布,另一种为用金属钼丝织成网制作的隔离层。在烧结不锈钢纤维毡过程中,使用相同的生产工艺,分别用这两种隔离层对纤维毡进行隔离,尔后在真空炉中烧结。出炉后,纤维毡经过吸尘、平整后,进行表面宏观检查。利用统计技术计算并分析产品的缺陷。
2 结果与分析
用耐高温布和金属网做隔离层时,产品的表面缺陷统计分别见表1和表2,其不合格品排列图如图1和图2。可以看出,使用耐高温布时,影响纤维毡产品质量的主要缺陷是折皱、结板、针眼;使用金属网时,其主要缺陷为不均匀、折皱、结板,而纤维毡不均匀和结板与铺毡机的老化有关,与隔离层的使用无关;用耐高温布作隔离层的毡表面缺陷的百分率高于用金属网作隔离层的。
隔离层与不锈钢纤维的物理性能不同,在烧结过程中,其伸缩性与不锈钢纤维毡不能保持一致,致使烧结出的毛毡表面起伏不平,呈波浪状,在平整过程中产生折皱,严重时则产生折叠。折皱也与平整机的辊的突度有关。平辊平整时会加大折皱的产生机率。
夹杂、针眼、熔洞一方面与纤维在酸洗除铜包套时夹有塑料丝网及纤维毡在成网、配制过程中,异物混入有关,另一方面,与隔离层表面不干净、吸尘不彻底有关,当其表面异物杂质不排除掉,致使毛毡在装炉时杂质落入,烧结后形成夹杂、针眼、熔洞等缺陷。由此可见,这些缺陷的产生都与隔离层的使用有关。
使用金属网隔离层时折皱下降不明显,夹杂、熔洞、黑斑略有下降,但针眼下降明显。这一方面由于纤维本身杂质减少,另一方面由于耐高温布在使用几次后,变脆,易烂,表面不易受力,其表面杂质不易排除。而金属网隔离层材质坚硬,易搬动,易清理。使用金属网隔离有时也有新的缺陷产生,如压坑等,这都与隔离层处理时的操作工艺有关。另外,由于金属网制作的隔离层比耐高温布硬,柔韧性差,在出炉时会出现隔层划痕。有的轻微划痕在平整后可消除,严重的由于厚度限制不能消除,部分影响了产品表面美观,严重者成为不合格品。
另外,使用耐高温布烧结的毡表面平整,不会产生压坑、划痕等缺陷。但其成本高,使用寿命短,并且烧结后产生的大量粉尘会对人体产生极大危害。而金属网制作的隔离层,其制作简便,成本较低,使用寿命长,产生的微量粉尘少。应逐渐淘汰耐高温布,大量使用金属网制作的隔离层。
3 结语
(1)使用金属网制作的隔离层优于耐高温布隔离层;
(2)折皱仍然是主要缺陷,隔离层在烧结过程中的伸缩性对纤维毡表面折皱影响较大;
(3)减少纤维毡的产品缺陷应集中在不均匀、结板、折皱上。
参考文献
[1]金永良.金属纤维的性能特点及其产品开发[J].棉纺织技术.2003,31(5):284.
表面处理层 第12篇
近年来,电子束材 料表面改 性技术已 经得到较 多研究[1,2,3,4,5,6,7,8],研究表明,材料表面经电子束改性后表层可晶粒细化,硬度升高,硬化层深度超过1mm,同时在材料表面出现大量弥散的熔坑[9]。如果对材料表面在涂层前进行电子束预处理,能够形成性能过渡层,防止在压力作用下由于表面的涂层硬度很高,缺少足够的支撑力而发生破裂。同时电子束照射处理后产生的熔坑形貌,可以增加涂层与基体的接触面积从而可能会增加它们之间的结合力,而电子束改性由于电子的巨大冲击力,对材料表面具有清洁作用,从而减少了杂质的影响,对提高涂层与基体的结合力也有积极的帮助。
40Cr综合性能良好,价格便宜,经调质后可用于制造承受中等负荷及速度工作的机械零 件,如汽车及 机床所用 齿轮、轴、蜗杆等。Cr和40Cr具有较好的相容性,同时可作为CrN涂层的过渡层。这里对40Cr表面进行电子束预处理后溅射Cr层,分析电子束预处理工艺后对涂镀Cr层工艺的影响,考察其对材料表面形貌,硬度分布、粗糙度、结合力及摩擦磨损等性能的影响规律。
1实验
1.1材料及处理工艺
材料选用调制 后的40Cr,将样品加 工成20 mm×20 mm×5mm,经过磨光、超声波清洗后在“RITM-2M”型强流脉冲电子束表面改性装置上进行预处理,后在其表面磁控溅射一层约2μm的Cr层,具体试样号和工艺路线如表1所示。
1.2组织性能分析
用卡尔蔡司Axio Imager A10金相显微镜、基恩士VR3000型超景深显微镜和S-3700N扫描电子显微镜(SEM)观察试样处理后的表面、横截面及摩擦磨损后的形貌;HVS1000型维氏硬度计测量显微硬度;TR-200型手持式粗糙度仪测试表面粗糙度;WS-2005型自动划痕仪上测试涂层结合力:载荷20N,滑行速度5mm/min,加载速度80N/min,最大载荷80N,滑动距离5mm。
摩擦磨损实验在MFT-R4000高速往复摩擦磨损试验仪上进行,接触方式为球/平面接触,对磨试样为直径4mm的GCr15钢球(硬度63HRC),试样为长方形,载荷为15N,位移幅值10mm,频率4Hz,时间20min。利用Ambios轮廓仪测磨痕轮廓和磨损量。
2结果及讨论
2.1表面形貌
图1中(a-1)、(b-1)、(c-1)、(d-1)为不同工艺电子束预处理40Cr表面形貌,(a-2)、(b-2)、(c-2)、(d-2)为相应工艺磁控溅射Cr层后的材料表面形貌。由图1可以看出,电子束预处理以后材料表面出现大量熔坑[10],当照射5次时,表面的熔坑密度最大,随着照射次数的增加,表面熔坑数量明显减少、直径略变 大,中心熔孔 变浅、消失,这与Zhang K M等[5,11]观察到的现象相似。磁控溅射沉积Cr涂层后,熔坑密度随照射次数的变化规律与涂层前保持一致,但整体上熔坑深度变浅,数量有所减少,不过并没有因为沉积了Cr层而消失。这是因为电子束处理后熔坑深度深浅不一,其中一些深度超过了涂层能湮没的厚度。
此外,镀膜前后涂层的颜色有明显差异,经电子束预处理后材料表面较光亮、杂质少,而镀膜后表面呈现较暗的灰色,这主要是因为电子束处理对材料表 面有很好 的清洁效 果,而表面溅射Cr层后,Cr本身具有一定的颜色也使其表面变得更暗。
2.2粗糙度和硬度
图2为各试样经过两种工艺复合处理后的表面粗糙度随电子束照射次数的变化。未经照射处理的材料Cr表面溅射Cr层后粗糙度为Ra=0.506μm,而电子束预处理后表面粗糙度会先上升再下降,最后下降到Ra=0.614μm,接近未照射的试样,其中b工艺试样的粗糙度最大,达Ra=0.981 μm,这是由电子束预处理材料表面产生熔坑所致,这种结果一方面可能增加其结合力,另外一方面可能恶化摩擦性能。
表面硬度测试结果如图3所示,40Cr基体调质后表面显微硬度为335HV,电子束处理后,表面硬度较大程度增加,且随着脉冲电子束次数的增加而增加,最高达到699HV。图4为40Cr经不同工艺电子束预处理溅射Cr层前后的显微硬度对比图。结果表明,电子束预处理以及再磁控溅射Cr层都能提高表 面硬度,其中电子 束预处理 能提高基 体硬度79%~109%,预处理后的镀Cr层能进一步提高硬度14%~ 25%。
熔坑的形成使得电子束预处理后Cr涂层表面粗糙度均大于直接镀Cr层试样的粗糙度。同时还产生诸如位错、弥散颗粒、裂纹、胞状晶等表面缺陷,使得材料表面硬度随着照射次数的增加而增加,这使得在承受载荷时能为Cr层提供更好的载荷支撑,但a、b、c、d工艺所制备试样的硬度增加比例不同,其中b试样硬度的增加量最小,这或许是由于b试样的粗糙度过大,导致镀的一层薄Cr层在某些区域太薄,使得表面在承受重压时很容易变形,再加上粗糙度对硬度测量也产生一定的影响。
2.3涂层结合力
表面Cr层的结合力随电子束预处理工艺不同而变化, 未经电子束预处理的40Cr基体溅射Cr层的结合力大概在12N左右,经过电子束预处理后,涂层的结合力都有所提高。 其中a、b工艺的结合力能达到16N左右,提高约33.3%,c、 d的结合力达17N左右,提高约41.7%。这一方面是因为熔坑增大了涂层的面积和机械咬合力。
同时电子束预处理基体可以有效提高Cr层试样的结合力还可用式(1)解释。
式中:W为膜层与基体附着能,σj为基体表面自由能,σm为膜层表面自由能,σjm为涂层与基体界面自由能。表面自由能越高、界面自由能越低,结合力越好。高熔点或高硬度物质的表面自由能一般较高,晶体相似的材料界面不存在应变,其 σjm较小。膜-基体系的膜层材料与基体材料的适应性是获得良好附着力的前提条件。电子束处理后,晶粒细化,提高了表面硬度,从而提高了表面自由能,Cr涂层本身硬度高,拥有较高的表面自由能。但电子束预处理后的表面产生大量缺陷,导致晶体结构畸变,而磁控溅射沉积的Cr涂层晶体结构一般为致密纤维晶粒组成的纤维结构或者柱状晶结构,这与电子束预处理的表面晶体结构不一样。因此从涂层与基体界面自由能来看,电子束处理后表面涂层与基体界面自由能 σjm并不一定减小。
结合力实验中也发现了异常情况,经电子束预处理镀Cr层试样在小于12N时就出现了声信号,但是隔一段距离后再发出比较连续的声信号,如图5所示,这说明电子束预处理也许会对涂层结合力产生负面影响,这可能是由工艺产生的熔坑所致,表面的粗糙度较大,在划痕实验的过程中,压头经过表面明显凸起的地方时会出现压力突然增加,从而涂层被划破而产生声信号。
40Cr经电子束预处理后其表面的晶体结构及状态是影响涂层结合力的主要因素,电子束预处理基体后表面的结合性能总体有所增强,但是也会出现结合性能较差的区域。
2.4涂层摩擦磨损性
图6为各工艺试样摩擦磨损实验过程中摩擦系数随时间的变化。由图6可见,开始阶段,随着压力的加载,摩擦系数均上升到一个特定峰值,然后再保持在一个很小的范围内上下波动,并整体呈下降趋势,这是由于材料经过电子束预处理再涂层Cr以后从基体到表面硬度等性能出现梯度和渐变,随着实验的进行,摩擦表面性能也出现一定的改变。其中c工艺在达到峰值之前有一定的波动,这可能和电子束预处理以后出现的熔坑分布的不均匀性有关。在摩擦系数达到较稳定阶段,整体上区别不大,但存在一定差异。e工艺摩擦系数从0.38左右经过1min后下降到0.31,然后小段上升后经过8~10min降到0.3,11min后降到0.25左右。而a、b试样在开始的1min没有出现明显波动,在6min后降到0.3左右,随着时间的延长,摩擦系数一直处于0.3左右;c、d试样在上升到一定数值后一直处于0.3左右及以上。由此可见,电子束处理后的试样比较耐磨,在较长时间的摩擦过程中比未电子束预处理的试样摩擦更稳定,更耐磨。
如图7所示,摩擦磨损工艺的平均摩擦系数随电子束照射次数的增加而增大。这主要是因为电子束处理后的试样表面粗糙度上升及产生其他相关变化(如硬度增加、产生熔坑、位错等缺陷)。虽然一般情况下材料表面摩擦系数越小, 摩擦磨损性能越好。但从图6的结果看,出现这种情况主要是因为电子束预处理试样摩擦时间较短,其摩擦系数变化区域还是处于初磨阶段,这个时间段摩擦系数在0.3左右,而未经电子束预处理的涂层较早经过了此阶段,因此单凭摩擦系数并不能评估其耐磨性。进一步测量了磨痕宽度、最大磨痕深度以及磨损体积大小,结果如表2所示,其磨痕宽度近似随着照射次数的增加而增加,但是磨损体积的变化并没有明显的递增递减关系,其中d试样的磨损体积最小,c试样的磨损体积最大,对于最大磨痕深度c、d试样均较小,表明c、d试样的磨痕的形状较平坦,没有太大波动。
涂层摩擦磨损性能受到基体硬度、表面粗糙度及结合力的共同影响。40Cr经不同次数电子束预处理后硬度、粗糙度及涂层的结合力随照射次数的变化的次数并不一致,使得摩擦系数、磨损体积等与照射次数的变化没有明显的规律。但是d试样(即经过35次照射)的磨损体积最小,摩擦系数也一直较稳定,具有最好的摩擦磨损性能。
3结论
(1)随着电子束照射次数的增加,表面熔坑数量明显减少、直径略变大,中心熔孔变浅、消失,Cr涂层并不能完全覆盖表面熔坑形貌。
(2)40Cr基体经电子束预处理后,随着脉冲电子束次数增加而增加,最高达到699HV。电子束预处理能让基体硬度提高79%~109%,预处理后的溅射Cr层能让其硬度进一步提高14%~25%,粗糙度出现上升趋势。
(3)40Cr经电子束预处理后溅射Cr层的结合力可以提高约41.7%。主要原因是:一方面熔坑增大了材料表面积从而增加了机械咬合力,另一方面表面晶体结构及状态影响了涂层结合力。
(4)电子束预处理表面的平均摩擦系数要高于未电子束处理的涂层,但摩擦系数变化比未电子束处理的表面慢,延长了初磨阶段时间,增加了表面的摩擦磨损性能。
摘要：针对涂层硬度梯度过渡急剧、涂层与基体的结合力不足的问题,利用电子束对40Cr材料表面进行预处理,然后溅射Cr涂层,考察电子束预处理工艺对材料表面形貌、硬度分布、粗糙度、结合力及摩擦磨损等性能的影响规律。研究结果表明,电子束预处理后,基体硬度提高79%~109%,镀Cr后硬度进一步提高14%~25%,基体熔坑形貌不能完全被Cr层覆盖,涂层粗糙度高于基体未预处理涂层。40Cr经电子束预处理后溅射Cr层的结合力可提高约41.7%,主要原因是表面晶体结构及状态影响了涂层结合力。电子束预处理延长了涂层初磨阶段时间,增强了表面的摩擦磨损性能。