本文關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品包裝材料，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　　摘 要：包裝作為電子產(chǎn)品在流通及存儲過程中的保護和存儲介質(zhì)，其首要作用是保護電子產(chǎn)品，而包裝材料作為構(gòu)成包裝產(chǎn)品的基礎(chǔ)，是影響電子產(chǎn)品包裝質(zhì)量的重要因素之一，因此正確選擇與應(yīng)用包裝材料具有重要的經(jīng)濟和現(xiàn)實意義。本文重點介紹了電子產(chǎn)品包裝常用材料及新型包裝材料，并對其優(yōu)缺點進行了分析，目的在于為包裝產(chǎn)品企業(yè)及電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)更好地選擇包裝材料提供參考。

　　關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品 材料 包裝

　　引言

　　隨著科技的進步，作為高新技術(shù)重要標志的電子產(chǎn)品，發(fā)展迅速[1]。借助國際發(fā)展大環(huán)境，我國也已成為世界電子信息產(chǎn)品制造和出口的大國，電子產(chǎn)品出口額呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。隨著我國由制造大國向創(chuàng)新大國的戰(zhàn)略規(guī)劃的貫徹和實施，電子產(chǎn)業(yè)，特別是一些高新技術(shù)電子產(chǎn)品，如智能手機、電腦、智能家電及其他精密儀器等，必然會迎來新一輪的快速發(fā)展。

　　電子產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，隨著科技的日益進步，電子元器件已經(jīng)發(fā)展到超大規(guī)模集成電路，電子零部件變得更加精細復(fù)雜，因此，其對外部環(huán)境要求也變得越來越高[2]。包裝作為電子產(chǎn)品在流通及存儲過程中的保護和存儲介質(zhì)，其首要作用是保護電子產(chǎn)品，只有保證包裝產(chǎn)品合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和高的質(zhì)量，才能使電子產(chǎn)品在運輸及存儲過程中避免因受潮和機械沖擊而受到損害，影響產(chǎn)品的正常外觀與使用功能[3]。包裝材料作為包裝產(chǎn)品的基礎(chǔ)，其選擇的合理與否直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的安全和經(jīng)濟成本，因此正確選擇包裝材料具有重要意義。

　　電子產(chǎn)品的包裝由外包裝和內(nèi)包裝組成，相應(yīng)的材料主要分為：外包裝材料和內(nèi)部包裝材料兩大類。

　　一、外包裝材料

　　由于外部包裝直接暴露在外部環(huán)境中，因此外部包裝材料的合理選擇能有效保護內(nèi)部產(chǎn)品免受損壞。目前電子產(chǎn)品使用的外部包裝材料主要有：木質(zhì)包裝和紙質(zhì)包裝。

　　1.1 木質(zhì)包裝材料

　　木質(zhì)包裝材料適合用來制作體積較大、質(zhì)量較重、長距離運輸?shù)木茈娮釉O(shè)備產(chǎn)品的外包裝。常用的天然木質(zhì)包裝材料主要有：紅松、白松、落葉松以及馬尾松。其具有以下優(yōu)點：(1)抗機械損傷能力強，堆垛載荷承載水平高;(2)強度高，緩沖性能好;(3)取材廣泛，制作容易，易于回收;(4)生物材質(zhì)，益于環(huán)保[2]。

　　但是由于我國人口多，森林資源比較匱乏，用天然木質(zhì)包裝材料制作包裝產(chǎn)品已經(jīng)不符合綠色環(huán)保的要求，且由于很多國家對進境木質(zhì)包裝都采取了嚴格的檢驗檢疫限制，因此使用天然木材制作的木箱包裝的使用量已呈現(xiàn)日益減少的趨勢[4]。

　　然而經(jīng)過干燥和熱壓等一些列特殊工序處理后制造的人造板，由于其材料來源廣泛(主要利用農(nóng)林生物資源，如竹林、農(nóng)作物秸稈等)、結(jié)構(gòu)強度與純木質(zhì)材料相當，且具有檢疫檢驗方面的優(yōu)勢，已成為了目前發(fā)展迅速的木質(zhì)包裝材料。主要有：定向刨花板、膠合板和單板層積材等。

　　1.2 紙質(zhì)包裝材料

　　紙包裝材料不僅能滿足大部分電子產(chǎn)品對包裝的質(zhì)量要求，而且適應(yīng)了當前綠色環(huán)保的趨勢，因此紙質(zhì)成為當前在電子產(chǎn)品包裝中使用最為廣泛的材料之一。其中瓦楞紙(如圖1)作為包裝材料已有一百多年的應(yīng)用歷史[5]，技術(shù)十分成熟，應(yīng)用廣泛。

　　所謂瓦楞紙又稱為“波紋紙板”，由至少一層瓦楞紙和一層箱板紙(也叫箱紙板)粘合而成，具有較好的彈性和延伸性。隨著技術(shù)、材料的不斷進步，瓦楞紙新產(chǎn)品不斷被開發(fā)，目前已發(fā)展出多種類型，如：峰窩紙、重型瓦楞紙、特種瓦楞紙、增強夾心瓦楞紙板以及微型瓦楞紙。微型瓦楞紙板(如圖2所示)更是以質(zhì)量輕、抗壓強度高以及緩沖性能好等特點，得到了電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的廣泛關(guān)注和應(yīng)用，需求也在不斷增加。

　　紙質(zhì)包裝材料還具有：價格低，原料豐富，可進行大批量生產(chǎn)，易回收，可降解，環(huán)保等諸多優(yōu)勢[6]。此外通過在紙質(zhì)材料表面涂覆處理，還能起到防潮的作用。

　　二 、內(nèi)包裝材料

　　內(nèi)包裝的主要作用是為電子產(chǎn)品提供固定和緩沖，因此更注重材料的成型性能及受到外力作用時包裝對沖擊振動的緩沖性能。目前比較常見的電子產(chǎn)品內(nèi)包裝材料有塑料和紙漿兩類。其中塑料包裝材料又分為：發(fā)泡塑料和氣墊薄膜。

　　2.1 發(fā)泡塑料

　　發(fā)泡塑料是大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料(如圖3)，其具有以下幾方面優(yōu)勢：(1)良好的成形性能，能根據(jù)產(chǎn)品的形狀制造出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和外形;(2)較大的可壓縮回彈性，能有效地緩沖電子產(chǎn)品在運輸過程中的振動和沖擊;(3)質(zhì)量輕，材料用量少。被廣泛地應(yīng)用于制造電子產(chǎn)品的內(nèi)部包材。

　　電子產(chǎn)品常用的發(fā)泡塑料有：PU(發(fā)泡聚氨酯)、EPS(發(fā)泡聚苯乙烯)以及EPE(發(fā)泡聚乙烯)等[7]。其中EPS由于性能可靠及加工性能優(yōu)異，被大量應(yīng)用于電子產(chǎn)品。但其在使用過程中存在大量的問題，如難以生物可降解和高溫下會析出雙酚類等有毒物質(zhì)等，引起了嚴重的“白色污染”，顯然不符合當前我國“環(huán)保”要求。EPE是一種環(huán)保材料，主要用于脆性易碎產(chǎn)品的包裝緩沖材料，但是成本較高。

　　2.2 氣墊薄膜

　　氣墊薄膜(如圖4)也稱氣泡薄膜，是在兩層塑料薄膜之間采用特殊的方法封入空氣，使薄膜之間連續(xù)均勻地形成氣泡，主要是靠氣泡內(nèi)的空氣來吸收沖擊和振動能量，從而起到緩沖的作用以保護電子產(chǎn)品。氣泡有圓形、半圓形、鐘罩形等形狀，氣泡薄膜，對于輕型電子產(chǎn)品能提供很好的保護效果。

　　其優(yōu)點是：(1)能被任意剪切，用于包裝幾乎所有形狀的電子產(chǎn)品;(2)柔軟，緩沖性能好;(3)成本相對低廉。

　　缺點是：(1)易受環(huán)境溫度影響而發(fā)生明顯的熱脹冷縮現(xiàn)象，引起產(chǎn)品不必要的損壞;(2)承重能力較差，不適于包裝重量大的電子產(chǎn)品;(3)抗戳穿能力差，不適于作為帶銳角電子產(chǎn)品的緩沖材料;(4)塑料制品，不易降解，污染環(huán)境。

　　2.3 紙質(zhì)類

　　紙漿模塑(如圖5所示)是以廢舊紙張中的再生漿或者植物纖維漿為基礎(chǔ)，經(jīng)過專門的工藝處理制成的不同類型和用途的內(nèi)包裝。由于這種材料不僅具有EPS泡沫塑料的優(yōu)點，而且相比EPS，具有節(jié)省資源，保護生態(tài)的優(yōu)勢，近年來，已經(jīng)成為發(fā)展較快的緩沖包裝材料，正在逐漸取代EPS發(fā)泡塑料。

　　相比傳統(tǒng)的EPS泡沫塑料，紙漿模塑主要依靠結(jié)構(gòu)單元以及其組合的幾何形狀來實現(xiàn)對震動和沖擊的緩沖作用，而不是發(fā)泡材料受力后自身的形變來吸收外界的能量。故其緩沖性能要低于 EPS。目前主要用作手機、打印機等體積小、重量輕的電子產(chǎn)品和通信產(chǎn)品的內(nèi)包裝材料，對于大型電子產(chǎn)品，其效果并不理想。

　　2.4 植物纖維發(fā)泡材料

　　綜上所述，可以知道在內(nèi)包裝材料中，雖然EPS污染環(huán)境，但是相比氣墊塑料和紙漿模塑包裝材料，由于其對電子產(chǎn)品的良好的保護效果以及低廉的價格優(yōu)勢，在我國電子產(chǎn)品用包裝材料中仍然占據(jù)著很大的市場份額。

　　然而隨著我國對環(huán)境保護的日益重視，EPS材料被淘汰已經(jīng)勢在必行。目前國內(nèi)外學者正在積極開發(fā)新型的內(nèi)包裝材料以替代EPS，目前已取得了一些成果。例如，劉壯[8]等人利用玉米秸稈與可發(fā)性聚苯乙烯材料，成功制備了具有良好塑性形變能力的植物纖維發(fā)泡材料;德國不萊梅PSP公司采用舊書、廢報紙和面粉作原料開發(fā)出發(fā)了發(fā)泡紙，用該材料作為原料，可以根據(jù)需要生產(chǎn)出不同形狀的包裝材料。

　　該種類型材料多是以植物纖維以及淀粉添加助劑材料制作而成[9]。由于其是利用發(fā)泡工藝制成，和EPS材料具有相似的吸震效果，因而緩沖性能優(yōu)于紙漿模塑制品。并且具備了紙漿模塑制品易于回收，不污染環(huán)境的優(yōu)點。

　　除此之外，植物纖維發(fā)泡材料還具備以下特點：(1)使用范圍廣泛;(2)生產(chǎn)工藝簡單，周期短，綜合成本低;(3)防靜電、防腐蝕性較發(fā)泡塑料好，優(yōu)于紙漿模塑產(chǎn)品的緩沖性能，能夠作為大型家電產(chǎn)品的內(nèi)包裝材料使用;(4)可按被包裝產(chǎn)品要求，通過加入多種輔助添加劑，實現(xiàn)不同的附加功能。

　　該材料目前在國外已經(jīng)成功通過實驗室階段，進入企業(yè)試制階段，我國在該材料的研究方面也取得了可喜的成果，相信在不久的將來必然能夠完全替代EPS發(fā)泡材料，成為電子產(chǎn)品內(nèi)包裝用材料的主力。

　　三、結(jié)語

　　包裝材料是電子產(chǎn)品實現(xiàn)其功能的必備條件，不僅影響商品包裝的整體效果，更關(guān)乎到電子產(chǎn)品在運輸和儲存過程中的質(zhì)量問題。包裝材料的選擇除了要保證電子產(chǎn)品不受損害，還應(yīng)向著節(jié)約、環(huán)保方向發(fā)展。在保證實現(xiàn)包裝基本功能的基礎(chǔ)上，堅持適度包裝，盡量縮減包裝材料用量，降低包裝成本，節(jié)省包裝材料資源，減少包裝材料廢棄物的產(chǎn)生量。本著保護環(huán)境的目的，向可重復(fù)使用和可再生的包裝材料方向發(fā)展，這是電子包裝材料發(fā)展的必然趨勢。

　　參考文獻：

　　[1]王欣，郭彥峰，付云崗，等.電子產(chǎn)品包裝防護系統(tǒng)的綜合評價[C].第十三屆全國包裝工程學術(shù)會議論文集，2010.

　　[2]彌銳.電子產(chǎn)品包裝工藝設(shè)計[J].中小企業(yè)管理與科技.2009 (24)：298.

　　[3]孫衛(wèi)學.淺談電子產(chǎn)品紙質(zhì)包裝的發(fā)展問題[J].數(shù)字化用戶，2014(5).

　　[4]房友盼，劉英，徐兆軍，等.機電產(chǎn)品木質(zhì)包裝材料的回收再用與優(yōu)選加工研究[J].機械設(shè)計與制造工程，2015(4)：53-56.

　　[5]段成瑞.電子產(chǎn)品紙基材料包裝設(shè)計研究[D].沈陽航空工業(yè)學院，2009.

　　[6]李鵬.論產(chǎn)品包裝材料的選擇與應(yīng)用[J].美術(shù)大觀，2012 (7)：122-123.

　　[7]萬達.電子產(chǎn)品包裝材料與工藝[J].中國包裝，2009 (8)：65-66.

　　[8]劉壯，朱琳，高德，等.玉米秸稈纖維發(fā)泡聚苯乙烯緩沖包裝材料及其性能的研究[J].包裝工程，2007，27(6)：27-30.

　　[9]曹紹文，，吳其葉.發(fā)泡型植物纖維緩沖包裝材料[J].中國包裝工業(yè)，2002(9)：8-11.

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電子產(chǎn)品包裝材料淺析相關(guān)推薦

　　摘要：隨著全球能源枯竭，氣候變暖，各種自然災(zāi)害頻發(fā)，人們對于環(huán)保節(jié)能的要求開始重視。從輪胎方面來說就是低滾阻、低消耗輪胎的研發(fā)成為一種趨勢。根據(jù)市場需求，我司設(shè)計開發(fā)了435/50R19.5規(guī)格輪胎，通過試驗及路試表明輪胎達到相關(guān)法律法規(guī)及客戶要求。

　　關(guān)鍵詞：435/50R19.5;輪胎外輪廓及施工設(shè)計;超寬輪胎

　　一、技術(shù)要求

　　按歐盟輪胎標準ETRTO 2010要求435/50R19.5寬基無內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎(以下簡稱TBR輪胎)標準輪輞寬度 13.00英寸，標準充氣壓力 900kPa，充氣外直徑931±15mm，充氣斷面寬438±17mm，標準負荷4500kg。

　　二、輪廓設(shè)計

　　2.1 外直徑(D)和斷面寬(B)

　　TBR輪胎在胎冠部有剛性的帶束層箍緊，標準充氣一般增大0-3mm，同時因本次設(shè)計為拖車輪輪胎，綜合考慮，本次設(shè)計D取919mm。

　　B的設(shè)計較為復(fù)雜， B值的選取主要與胎圈著合寬度(C)有關(guān)，當C值比標準輪輞寬12.7mm時B應(yīng)比標準大5mm。本次設(shè)計C值取值比標準大12.7mm，故B比標準值大5mm，綜合考慮B實際取值443mm。

　　2.2 胎圈著合直徑(d)和著合寬度(C)

　　d取值主要影響輪胎的氣密性與輪胎裝卸。取值大，胎圈與輪輞過盈量小，裝卸容易，結(jié)合不夠緊密，氣密性差;取值小，胎圈與輪輞過盈量大，結(jié)合緊密，氣密性好，但裝卸困難;綜上，d取值493.5mm。

　　同時為降低輪胎充氣難度，C值比標準值大12.7mm設(shè)計，取值343mm。

　　2.3 行駛面寬度(b)和弧高度(h)

　　b的選取很大程度上影響輪胎的使用性能，多數(shù)情況b與C接近。增大b能提高輪胎與地面的接觸面積，提高輪胎磨耗性能，但是太寬容易使肩部生熱過高導(dǎo)致肩空，影響輪胎高速性能。綜合考慮，本次設(shè)計b取值364mm。為保證行駛面與地面最佳的著合，考慮寬基胎的特殊性，h取值15.0mm。

　　2.4 斷面水平軸(H1/H2)

　　斷面水平軸位于輪胎斷面最寬處，是輪胎在負荷下法向變形最大的位置�？梢圆捎肏1/H2值表征，H1/H2值加大則斷面水平軸上移，輪胎受力上移，易造成肩空或肩裂;反之則受力下移，易造成胎側(cè)子口折斷。

　　2.5 負荷能力

　　L=K*6.075*0.00001*P0.8*Sd1.1*(Dr+Sd)

　　通過計算，在充氣壓力900kPa時，輪胎負荷能力≥4500kg，滿足歐洲ECE標準要求。

　　三、施工設(shè)計

　　3.1 胎面

　　胎面設(shè)計肩寬與b比值為0.9，厚度按照實際材料分布設(shè)計，擠出采用雙復(fù)合擠出工藝。

　　3.2 骨架材料

　　胎體采用3+9+15*0.175+0.15，帶束層采用四層帶束層結(jié)構(gòu)，材料采用工作層采用3+8*0.33HT簾線。

　　3.3 成型硫化

　　成型采用軟控兩鼓成型機，硫化采用68寸硫化機。

　　四、成品性能

　　4.1 外緣尺寸、強度性能

　　成品輪胎使用標準輪輞14.00*19.5、標準氣壓900kPa下，按照歐洲ECE標準測量輪胎充氣外直徑和斷面寬，并進行成品輪胎強度性能測試。

　　試驗結(jié)果如下：

　　4.2 耐久性能

　　按照歐洲ECE標準進行輪胎耐久性能測試：測試輪胎充氣壓力900kPa，試驗速度50km/h，試驗結(jié)果如下：

　　4.3 速度性能

　　按照公司企業(yè)標準進行高速性能檢測：測試充氣壓力900kPa，測試負荷3200 kg，初始速度55km/h， 10h后增加至60km/h，隨后每行駛2h增加10km/h，試驗結(jié)果如下：

　　4.4 滾阻性能

　　按照ISO28580測試方法進行滾動阻力測試，試驗條件為：充氣壓力900kPa，額定負荷4500 kg，拖車滾阻系數(shù)標準為不大于5.1，實測為4.7。

　　五、結(jié)語

　　435/50R19.5規(guī)格超低斷面寬基無內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎的充氣外緣尺寸、強度、耐久和高速性能均達到相應(yīng)標準要求，花紋外形設(shè)計客戶滿意，產(chǎn)品滾動阻力低，耐久性能較好，綜合行駛里程高。自產(chǎn)品上市3年以來深受歐洲客戶青睞，對公司形象與利潤率提升效果明顯。

　　參考文獻：

　　[1]俞琪等編著.計算公式引用自《子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造技術(shù)》.

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435/50R19.5寬基全鋼載重子午線輪胎的設(shè)計相關(guān)推薦

　　摘要：為了實現(xiàn)功能梯度材料技術(shù)在道岔翼軌上的使用，在功能材料配方、熱處理參數(shù)的選擇、翼軌機械加工工藝等方面都進行了大量試驗和研究，成功實現(xiàn)了功能梯度材料在翼軌上的應(yīng)用，加強了翼軌的耐磨性能，延長了翼軌的使用壽命。

　　關(guān)鍵詞：功能梯度材料;翼軌;焊接

　　一、概述

　　隨著我國高速重載鐵路的快速發(fā)展，列車運行速度、承載重量和密度不斷增加，致使線路上使用的合金鋼組合轍叉壽命大幅降低、更換周期大幅縮短，而造成合金鋼組合轍叉壽命降低的主要原因是由于翼軌磨耗嚴重而造成下道，目前所使用的轍叉翼軌大多是用在線淬火鋼軌制成，經(jīng)現(xiàn)場使用，由于其耐磨性能不高，導(dǎo)致轍叉使用壽命較短，更換頻繁，與轍叉設(shè)計要求通過運量2億噸，甚至3億噸的目標相差較大，不僅增加了運營成本，大大增加了線路的養(yǎng)護維修工作量，而且使運輸組織和效率也受到了很大影響。

　　因此，將功能梯度材料技術(shù)應(yīng)用到翼軌上不僅可有效解決以上問題，延長翼軌使用壽命，從而提高合金鋼組合轍叉整體使用壽命和更換周期、提高運輸效率，而且具有較好的經(jīng)濟效益和市場前景。

　　二、選題理由

　　2.1 功能梯度材料簡介

　　功能梯度材料是指在一個構(gòu)件的不同部位需要適應(yīng)不同的性能要求時，其構(gòu)件不同部位的材料也與之相適應(yīng)地有所不同，也就是構(gòu)件的不同部位因不同的使用要求而具有不同的化學成分、不同的性能特點及不同的組織結(jié)構(gòu)，二者銜接部分則具有連續(xù)變化的性能狀態(tài)及顯微組織結(jié)構(gòu)，使之成為一個有機結(jié)合的整體。

　　2.2 功能梯度材料在翼軌上的應(yīng)用

　　現(xiàn)有合金鋼組合轍叉的結(jié)構(gòu)，由于有害空間的存在，使用中形成翼軌局部區(qū)域?qū)囕喌闹С忻嬉蠕撥壵５闹С忻嫘〉枚啵簿褪瞧鋯挝幻娣e上所承受的車輪壓力將遠大于鋼軌，因此，要保證翼軌具有較長的使用壽命，就需要相應(yīng)地提高該區(qū)域翼軌工作面的硬度和強度。因此，本課題的任務(wù)就是在翼軌頂面復(fù)合一層功能梯度材料耐磨層，以提高其工作層的硬度和強度，增強翼軌的強度和耐磨損性能，從而延長其使用壽命。

　　如上所述，由于翼軌工作時， 不僅產(chǎn)生與車輪的磨擦， 而且還有車輪傳遞過來的擠壓力和撞擊力。因此，對翼軌這樣一個由鋼軌鋼制成的細長桿件而言，不僅要有較高的抗磨損性能，同時還要具備良好的抗沖擊能力。功能梯度材料耐磨翼軌的研發(fā)，目的就是利用堆焊焊接工藝，在翼軌的工作面形成一定厚度，且具有較高硬度(設(shè)計硬度予計為HRC 42～45)和良好沖擊性能(Aku>15)的耐磨層。圖1所示即為在翼軌工作面上，采用梯度材料復(fù)合后的工作斷面。

　　三、研究內(nèi)容及試制過程

　　3.1 梯度材料合金系統(tǒng)的設(shè)計、試驗

　　對于耐磨材料而言，提高耐磨性的必要途徑是提高材料的硬度，而材料的硬度又與其化學成分和金相組織有關(guān)。因此，梯度材料合金系統(tǒng)的設(shè)計，首先是選擇添加能導(dǎo)致材料硬化的合金元素，如Mn、Cr、Mo、Ni，而同時必須考慮這些元素加入量對金相組織穩(wěn)定性的影響，通過試驗確定合金系統(tǒng)設(shè)計見表1：

　　金相組織：基體鋼軌母材仍保持細珠光體組織，復(fù)合層中無淬火馬氏體組織。

　　3.2 電弧焊梯度焊接

　　由于梯度材料與翼軌工作面復(fù)合的工藝采用電弧焊接實現(xiàn)，電弧熱量較高，且加熱面積比較集中，無論成分或溫度的變化，都有可能導(dǎo)致組織以及硬度的變化，因此，在制定工藝的時候，課題組對如何保證整個復(fù)合層成分、溫度(包括加熱溫度和冷卻速度)的均勻性做了大量實驗，最終均通過設(shè)備自動控制功能得以實現(xiàn)。

　　在裝備的設(shè)計中，除必須保證工藝實施上的要求外，還應(yīng)能最大限度地減小翼軌在處理過程中的變形和殘余應(yīng)力，以免在隨后的調(diào)直和矯正時出現(xiàn)開裂(本論文中以制作工藝為主，焊接設(shè)備不在此贅述)。

　　3.3 梯度材料的熱處理

　　目前線路上合金鋼組合轍叉中的翼軌、叉跟軌采用在線熱處理鋼軌制作，其硬度在HRC36左右，與合金鋼心軌硬度HRC38～42有一定差別，且線路上因翼軌磨耗超限下道的合金鋼組合轍叉居多。為此我們采用功能梯度材料對翼軌進行強化，并通過優(yōu)化整體鋼軌淬火工藝，提高翼軌工作面的硬度和強度使翼軌軌頭硬度達到HRC42～45，這樣不僅可延長翼軌使用壽命，而且可提高轍叉的整體壽命。

　　課題組在現(xiàn)有鋼軌中頻淬火生產(chǎn)線和先噴風后噴霧的熱處理工藝的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整優(yōu)化工藝參數(shù)，反復(fù)進行淬火試驗，即調(diào)整小車變頻頻率、加熱后的冷卻風壓、水量，使淬火翼軌軌頭硬度達到HRC42～45，并進行取樣檢測，確定了提高鋼軌軌頭淬火硬度的工藝參數(shù)，見表2：

　　課題組利用表中工藝參數(shù)處理的鋼軌試件取樣，委托中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所進行了檢測，檢測的軌頭硬化層硬度、深度和金相組織滿足TB/T1779標準要求，且硬度達到了預(yù)期指標。

　　3.4 功能梯度材料處理翼軌的機械加工工藝

　　確定功能梯度材料翼軌的制作工序和機加工工藝如下：

　　3.4.1 下料：用卷尺量取鋼軌尺寸4855mm，然后鋸切，鋸切端面垂直度不大于1.0mm。

　　3.4.2 鉆孔：鋼軌定位后用75魚尾孔鉆模板鉆出趾端魚尾孔，直徑31mm三個通孔。

　　3.4.3 劃線、頂彎：按照轍岔開向劃出相應(yīng)軌頭、軌底銑削位置，按轍叉開向頂彎，彎折段要圓順。

　　3.4.4 銑軌底：按劃線位置銑削軌底。

　　3.4.5 銑工作邊軌底：按劃線位置銑削工作邊軌底。

　　3.4.6 銑軌頭：按劃線位置銑削軌頭。

　　3.4.7 扭軌底坡：在鋼軌扭轉(zhuǎn)機上扭轉(zhuǎn)翼軌跟端170mm范圍內(nèi)1：40軌底坡。

　　3.4.8 垂直調(diào)彎：在調(diào)直機上頂出鋼軌垂直彎5mm，并保證軌底各直線段的直線度不大于1.5mm。

　　3.4.9 質(zhì)量檢驗按《合金鋼組合轍叉質(zhì)量檢驗實施細則》的要求檢測。

　　3.5 功能梯度材料翼軌的探傷檢查

　　翼軌處理完成后進行磁粉和超聲波探傷檢查，均無異常。

　　3.6 梯度材料翼軌加工工序及技術(shù)要求

　　梯度材料翼軌加工工序及技術(shù)要求見表3。

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功能梯度材料技術(shù)在道岔翼軌上的應(yīng)用相關(guān)推薦

　　摘要：抗碳化性能是衡量再生高性能混凝土耐久性的一項重要指標。本文設(shè)計一正交試驗，研究水膠比、礦物摻合料、再生粗細骨料取代率以及應(yīng)力水平對再生混凝土碳化深度的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明：(1)再生混凝土的水膠比以及粗骨料的取代率對混凝土的碳化深度影響很大。(2)再生混凝土的碳化深度和碳化時間的平方根基本成一直線關(guān)系。(3)再生混凝土在拉應(yīng)力狀態(tài)下其碳化深度會隨著應(yīng)力的增大而增大。

　　關(guān)鍵詞：高性能混凝土;水膠比;粉煤灰;礦渣;抗碳化性能

　　一、引言

　　混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程中最常見的結(jié)構(gòu)形式，在結(jié)構(gòu)使用壽命期間內(nèi)，由于受到環(huán)境和荷載的雙重作用，引起結(jié)構(gòu)的老化、腐蝕，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能的降低，因此建筑工程結(jié)構(gòu)的耐久性問題已引起工程界和學術(shù)界關(guān)注。再生混凝土的微觀結(jié)構(gòu)由于再生骨料的加入而變得比普通混凝土更為復(fù)雜。在再生混凝土中至少存在兩種界面：再生粗骨料中天然骨料和附著老砂漿之間的界面、再生粗骨料的老砂漿與新砂漿之間的界面。這種復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)給分析再生混凝土的耐久性帶來了困難。關(guān)于再生混凝土抗碳化性能國內(nèi)外已有不少學者作了初步探討[1-2]，但他們研究結(jié)果可比性較差，還存在不一致、甚至相互矛盾的結(jié)論，并且未考慮應(yīng)力狀態(tài)的影響，而在外加應(yīng)力作用下產(chǎn)生的微觀裂紋使得CO2在再生混凝土中擴散的渠道增多加速了CO2的擴散。因此，為研究裂縫的影響，開展拉應(yīng)力狀態(tài)下再生混凝土的抗碳化性能研究很有必要[3-5]。

　　二、試驗原材料及主要設(shè)備

　　2.1試驗原材料

　　廢棄混凝土樣品取自某檢測中心提供的廢棄混凝土試塊(原始強度等級為C40，粗骨料為卵石)，試驗前再生骨料采用高溫強化。

　　粉煤灰，采用揚州亨威熱電廠提供的Ⅰ級粉煤灰，實測細度<8%、燒失量<5%、需水量比<95%，含水率<0.2%，三氧化硫<0.67%，均符合Ⅰ級粉煤灰標準。

　　礦粉，由揚州汊河超細粉廠提供，比表面積為487m2/kg。為堿性礦渣，活性較好。

　　減水劑，為揚州江都潤揚化工有限公司生產(chǎn)的氨基磺酸系高效減水劑，黑色液態(tài)，減水率為15%～25%，摻入量控制在0.5～1.2%左右。

　　2.2主要設(shè)備

　　混凝土碳化試驗箱CCB-70A由江蘇省蘇州市東華試驗儀器有限公司生產(chǎn)，CO2濃度：20±3%，濕度控制：70±5%，溫度控制20±5℃;采用WE-300液壓式萬能材料試驗機，濟南試驗機廠生產(chǎn)，最大負荷為300千牛頓。

　　三、試驗方案及方法

　　3.1試驗方案

　　本試驗在快速碳化試驗的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究水膠比、礦物摻合料、再生粗細骨料取代率、應(yīng)力水平對再生混凝土碳化深度的影響規(guī)律。碳化試驗考慮荷載耦合，采用兩個100×100×300的試塊用鉚釘同時加載，其力學模型見圖1。

　　圖1 再生混凝土碳化試塊受力示意圖

　　選取正交表L18(37)進行試驗，其因素水平見表1。

　　表1 碳化試驗因素水平表

　　A B C D E F G

　　水平 水膠比 再生粗骨料

　　% 再生細骨料

　　% 粉煤灰

　　% 礦渣

　　% 砂率

　　% 應(yīng)力水平 ft

　　1 0.36 30 10 15 15 35 0.5

　　2 0.33 60 20 25 25 40 0.8

　　3 0.30 90 30 35 35 45 1.2

　　根據(jù)正交試驗方法，可以排列出18組試驗。

　　3.2試驗方法

　　碳化試驗采用《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ 82―85)中的快速碳化試驗方法，所用棱柱體混凝土試塊尺寸為100 mm×100 mm×300mm。

　　在試驗前2天從標準養(yǎng)護室取出試塊，放入101A-1型電熱鼓風干燥箱，在60℃的烘箱中烘48h。經(jīng)烘干的試件留下一個側(cè)面外，其余表面均用加熱的石蠟予以密封。在側(cè)面上順長度方向用鉛筆以10 mm間距畫出平行線，以確定碳化深度的測量點。再將試塊放入CO2濃度保持在(20±3)%、相對濕度為(70±5)%、溫度為(20±5)℃的碳化箱內(nèi)。

　　碳化到7天、14天、28天、60天時，分別取出試件破型，測定碳化深度。將切除所得的試件部分，刮去斷面上殘余的粉末，立即噴上1%的酚酞酒精溶液。圖2顯示再生混凝土試件的碳化情況。

　　圖2 再生混凝土碳化試件的碳化深度

　　四、碳化試驗結(jié)果及分析

　　4.1碳化試驗測試數(shù)據(jù)

　　根據(jù)《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ 82-85)中的快速碳化試驗方法測出試件在7d、14d、28d和60d的碳化深度，測試數(shù)據(jù)見表2。

　　表2 正交試驗碳化深度(mm)

　　編號 水膠比 再生粗骨料(%) 再生細骨料(%) 粉煤灰

　　(%) 礦渣

　　(%) 砂率

　　(%) 應(yīng)力水平(ft) 7d 14d 28d 60d

　　1 0.36 30 10 15 15 35 0.5 2.0 3.0 4.6 8.2

　　2 0.36 60 20 25 25 40 0.8 1.8 2.8 4.8 8.8

　　3 0.36 90 30 35 35 45 1.2 3.0 3.6 6.4 12.1

　　4 0.33 30 10 25 25 45 1.2 1.6 2.1 3.9 6.8

　　5 0.33 60 20 35 35 35 0.5 2.2 3.0 4.6 8.9

　　6 0.33 90 30 15 15 40 0.8 2.3 2.7 5.2 9.6

　　7 0.3 30 20 15 35 40 1.2 不明顯 1.8 3.5 4.8

　　8 0.3 60 30 25 15 45 0.5 不明顯 1.6 2.9 5.8

　　9 0.3 90 10 35 25 35 0.8 3.0 3.8 6.3 12.2

　　10 0.36 30 30 35 25 40 0.5 1.6 2.2 3.9 6.7

　　11 0.36 60 10 15 35 45 0.8 2.0 2.6 4.8 9.7

　　12 0.36 90 20 25 15 35 1.2 1.9 2.8 5.3 9.8

　　13 0.33 30 20 35 15 45 0.8 1.3 1.7 3.1 5.8

　　14 0.33 60 30 15 25 35 1.2 1.2 2.0 3.7 6.9

　　15 0.33 90 10 25 35 40 0.5 2.2 3.2 5.8 10.6

　　16 0.3 30 30 25 35 35 0.8 不明顯 3.0 4.2 7.8

　　17 0.3 60 10 35 15 40 1.2 不明顯 3.6 4.3 8.4

　　18 0.3 90 20 15 25 45 0.5 2.7 2.9 5.6 10.2

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再生高性能混凝土抗碳化性能試驗研究相關(guān)推薦

　　摘 要：火災(zāi)在給人類的生命及財產(chǎn)造成損失的同時，也引發(fā)了人類對于克服或?qū)⒒馂?zāi)帶來的損失減小到最低程度的設(shè)想，在將這一設(shè)想付諸實踐的同時，人類開始將預(yù)防火災(zāi)或滅火的眼光投向消防器材。因此，消防器材也在火災(zāi)頻頻發(fā)生的過程中不斷被更新和升級。相關(guān)領(lǐng)域在研發(fā)和生產(chǎn)消防器材的同時，不僅僅要考慮到它的具體功能，其包裝設(shè)計的材料選用對于其防火性能也有著不可忽視的重要性。本文主要論述了一些常見的消防器材，其次給出了筆者對于消防器材的包裝設(shè)計的材料的選用的一些建議，希望我國消防器材能在火場中發(fā)揮出更大的作用。

　　關(guān)鍵詞：消防器材 材料 包裝設(shè)計

　　引言

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，各家各戶在科技的和經(jīng)濟發(fā)展的推動下，紛紛為家里添置了各式各樣的電器，而電力系統(tǒng)在造福公眾的同時，也將無數(shù)個家庭關(guān)聯(lián)在一起，這就導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生時，很容易出現(xiàn)一家小火導(dǎo)致多戶人家受牽連。所以，在提高市民的防火意識的同時，相關(guān)部門更應(yīng)該在防火器材的包裝設(shè)計上多下功夫，從最有效、傷害力最小的方向來開發(fā)防火器材。

　　一、主要的消防器材

　　消防器材是專門用來滅火、防范火和火災(zāi)事故的專業(yè)滅火器材。通常情況下，人們最常見的消防器材包括：滅火器、防毒面具、消防栓、應(yīng)急燈、防火門、火災(zāi)自動報警器、手動火災(zāi)報警器等。

　　人們生活總常見的消防器材便是滅火器，滅火器按充裝的滅火劑可分為五類：(1)干粉類的滅火器。干粉滅火器就是通過利用壓縮后的二氧化碳來吹出干粉，所以在打開開關(guān)之后，滅火器中的泡沫會迅速地從里面噴出來，然后覆蓋在正在燃燒的物體上，使得空氣與燃燒物隔開，降低火場的溫度，以達到滅火的目的。(2)二氧化碳滅火器。主要是利用部分冷卻和窒息的作用來達到滅火的效果的。由于二氧化碳液體在常壓下極易汽化，汽態(tài)的二氧化碳能排除空氣從而包圍燃燒物，降低可燃物體周圍的氧氣濃度，在二氧化碳液體汽化的過程中，會吸收周圍的熱量，冷卻貨場的溫度，起到快速滅火的目的。(3)泡沫型滅火器。該滅火器里分裝著碳酸氫鈉和硫酸鋁溶液，在倒立情況下它們會混合，然后產(chǎn)生大量的二氧化碳氣體。這時，里面的發(fā)泡劑會催生出大量的泡沫，當這種泡沫噴出并覆蓋在燃燒物上時，便會阻斷空氣與燃點，從而降低溫度達到滅火的效果。(4)鹵代烷型滅火器。(5)水型滅火器等。

　　按驅(qū)動滅火器的壓力型式可將滅火器分為三類：一是貯氣式滅火器;二是化學反應(yīng)式滅火器;三是貯壓式滅火器。

　　消火栓是指室內(nèi)外兩種消火栓系統(tǒng)。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)指室內(nèi)消火栓、水槍、水帶。而室外消火栓包括了地上與地下這兩類，室外消火栓是廣泛運用于大型石化消防設(shè)施中的，由于不同地區(qū)的安裝條件受到不同限制，使用場地不同，石化消防水系統(tǒng)采用了穩(wěn)高壓水系統(tǒng)，消火栓也由普通型逐漸轉(zhuǎn)化成可調(diào)壓型消火栓。破拆工具類，包括消防斧和切割工具。還有一些消防系統(tǒng)，例如火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、防火分隔系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、消防廣播系統(tǒng)、應(yīng)急疏散系統(tǒng)等。

　　二、針對消防器材包裝設(shè)計的改進建議

　　眾所周知，滅火器是火災(zāi)現(xiàn)場常用的滅火器之一。考慮到它的重要性，滅火器的包裝設(shè)計更應(yīng)注重其實用性和使用的長久性。目前，市面上常見的滅火器主要以紅色的提攜式瓶罐裝為主，為了安全起見，滅火器的瓶身應(yīng)嚴格要求使用不銹鋼作為外殼，以維護其內(nèi)部填充物的穩(wěn)定性。由于目前火災(zāi)的影響范圍在電力系統(tǒng)的連接下容易牽連火災(zāi)現(xiàn)場周圍的地區(qū)，所以在公共場所和家庭式的滅火器包裝設(shè)計上應(yīng)注意簡單易攜帶、易操作、這樣才能在有限的時間內(nèi)為逃生者提供更多的逃生機會。

　　另外，逃生或自救中常用到的消防器材便是防毒面了，防毒面具一般都是以明亮的黃色小盒包裝，面具上裝有自救式過濾呼吸器，可以保護人體免受來自各種有害氣體濃煙和熱氣的傷害，由于防毒面具直接用于逃生者的頭部，因此材料的選用應(yīng)充分考慮其防火和耐熱性能。在設(shè)計時應(yīng)加大面具的視窗口，可使逃生者更清楚地看到周圍的環(huán)境。

　　消防栓作為滅火的一大助手，有需要的場所在安裝時最重要的就是要將其放置在安全易見的地方，這樣才便于在緊急情況下供人使用。

　　報警按鈕。報警按鈕包括手動火災(zāi)報警按鈕、消火栓按鈕，這一類的按鈕主要是以紅色的外殼安裝在人群易見得墻面上，在發(fā)生緊急情況時，人群可以報警便于消防人員及時趕到現(xiàn)場。最重要的是，在常用的消防器材上如滅火器上應(yīng)刻印相關(guān)的信息，使用者可以了解到該滅火器的生產(chǎn)時間、型號、類型以及生產(chǎn)許可證等信息，便于用戶來保養(yǎng)、維修觀察。

　　三、結(jié)語

　　綜上所述，在選用消防器材的包裝設(shè)計的材料時，針對不同類型的產(chǎn)品，尤其是滅火器，要根據(jù)其性能做出有針對性的設(shè)計策略，對這些產(chǎn)品的相關(guān)信息一定要準確無誤地標記在產(chǎn)品上。同時，要注意器材包裝的可見性強、便于攜帶、易操作等特點。另外，消防器材的擁有者也應(yīng)定期對其進行檢查，以防止突發(fā)情況下，器材因出現(xiàn)問題而無法使用。

　　參考文獻：

　　[1]張耿.淺談消防器材裝備的現(xiàn)狀分析及發(fā)展方向[J].中國西部技，2013(10).

　　[2]李鶴.買消防器材要看“身份證”[J].品牌與標準化，2014(07).

　　[3]侯永鋒.關(guān)于消防材料的阻燃性和易清潔性探析[J].科技與企業(yè)，2014(18).

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