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化學(xué)工程概論結(jié)課論文1

　　中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）

　　期末考試論文專用

　　京津冀霧霾危害及對(duì)策

　　摘要：常言道“秋冬毒霧殺人刀”?？吹靡?jiàn)、抓不著的“霧霾”其實(shí)已經(jīng)對(duì)我們的生活構(gòu)成了極大的威脅，給民眾交通出行和健康都帶來(lái)了嚴(yán)重影響。相比于常年同期，河北南部、北京、天津、山東、河南北部、安徽、江蘇、上海、浙江、廣東、廣西東部等地偏多在1天以上，其中北京、天津、安徽大部、上海等地偏多3～8天，山東北部、安徽東北部、江蘇大部、浙江北部及廣東南部偏多超過(guò)8天。華北南部及江蘇中部、四川東部、重慶西南部、貴州西部等地有8～15天能見(jiàn)度不足1000米，河北南部、山東西北部、四川東部等地部分地區(qū)有5～12天能見(jiàn)度不足500米。以中央電視臺(tái)為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2013年1月11日至2月19日這40天中，中央電視臺(tái)圍繞霧霾天氣的報(bào)道有439條，平均日?qǐng)?bào)道量將近11條。特別值得關(guān)注的是，該臺(tái)自1月12日起連續(xù)3天在《新聞聯(lián)播》中對(duì)霧霾天氣進(jìn)行重點(diǎn)報(bào)道，而且首日頭條播出的時(shí)長(zhǎng)占整個(gè)《新聞聯(lián)播》節(jié)目的近三分之一時(shí)間。這個(gè)數(shù)據(jù)顯示出央視對(duì)此次霧霾天氣的關(guān)注程度之高、報(bào)道密度之大，體現(xiàn)了主流新聞媒體在氣候傳播中的認(rèn)識(shí)水平和把握能力。通過(guò)本次對(duì)霧霾相關(guān)的調(diào)查，加深大家對(duì)霧霾的認(rèn)識(shí)與理解，提高警覺(jué)性，與政府一起建設(shè)藍(lán)天而努力。

　　關(guān)鍵詞：霧霾，污染來(lái)源，，PM10，霧霾危害，治理對(duì)策

　　一、霧霾的概念

　　在氣象學(xué)上，“霧”和“霾”是兩個(gè)氣象概念，兩種天氣現(xiàn)象。霧霾天氣是近年來(lái)出現(xiàn)的新的一種天氣現(xiàn)象，是霧和霾的混合物，還沒(méi)有被列入氣象觀測(cè)規(guī)范。

　　霧是近地面層空氣中水汽凝結(jié)（或凝華）的產(chǎn)物，是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)。霧的氣象學(xué)定義為：大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能見(jiàn)度小于。霧的存在使能見(jiàn)度惡化，降低空氣透明度。如果是因?yàn)樗箲腋≡诮孛婵諝庵械乃Y(jié)（或凝華），目標(biāo)物的水平能見(jiàn)度降低到以內(nèi)的天氣現(xiàn)象即為霧，形成“霧”時(shí)的大氣濕度應(yīng)該是接近飽和或飽和的。霧和云就其物理本質(zhì)而言，都是空氣中水汽凝結(jié)（或凝華）的產(chǎn)物，所以“云”降低至地面時(shí)就稱其為霧，霧升高離開(kāi)地面就稱為云。霧和云與晴空區(qū)之間有明顯的邊界，霧滴的尺度比較大，濃度分布不均勻，其大小為1-100um不等，平均直徑在10-20um，空中飄浮的霧滴可由肉眼看到。霧看起來(lái)呈乳白色或青白色，是由于冰晶或液態(tài)水組成的霧散射的光與波長(zhǎng)關(guān)系不大。

“霾”使黑暗物體微帶藍(lán)色，遠(yuǎn)處光亮物體微帶紅、黃色?？諝庵械挠袡C(jī)碳?xì)浠衔铩⒒覊m等粒子也能使大氣混濁，因能見(jiàn)度惡化導(dǎo)致視野模糊，這種非水性形成物所組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙在水平能見(jiàn)度小于時(shí)，該現(xiàn)象稱為霾。

　　二、霧霾的危害：

（一）影響身體健康

　　霧霾天氣使空氣質(zhì)量明顯降低，影響人們的身心健康。首先，霧霾中的威脅新生兒健康。最近一項(xiàng)大型的國(guó)際研究證實(shí)，接觸過(guò)某些較高空氣污染物的孕婦，更容易產(chǎn)下體重不足的嬰兒，而出生體重低的嬰兒很容易增加兒童死亡率和疾病的風(fēng)險(xiǎn)，并且與嬰兒未來(lái)一生的發(fā)育及健康都有很大關(guān)系。而且，由于霧天日照減少，兒童紫外線照射不足，體內(nèi)維生素D生成不足，對(duì)鈣的吸收大大減少，嚴(yán)重的會(huì)引起嬰兒佝僂病、兒童生長(zhǎng)減慢。其次，霧霾天氣是心血管疾病患者的“健康殺手”，尤其是對(duì)有呼吸道疾病和心血管疾病的老人，霧霾的組成成分非常復(fù)雜，包括數(shù)百種大氣化學(xué)顆粒物質(zhì)。其中有害健康的主要是直徑小于10um的氣溶膠粒子，如礦物顆粒物、海鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)氣溶膠粒子、燃料和汽車廢氣等，它能直接進(jìn)入并粘附在人體呼吸道和肺泡中。尤其是亞微米粒子會(huì)分別沉積于上、下呼吸道和肺泡中，引起任課教師： 日期：

　　2014年4月15日 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）

　　期末考試論文專用 急性鼻炎和急性支氣管炎等病癥。對(duì)于支氣管哮喘、慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者，霧霾天氣可使病情急性發(fā)作或急性加重，并使得空氣中的傳染性病菌的易活性增強(qiáng)，如果長(zhǎng)期處于這種環(huán)境還會(huì)誘發(fā)肺癌。再次，霧霾天氣空氣中污染物多，氣壓低，容易誘發(fā)心血管疾病的急性發(fā)作。比如霧大的時(shí)候，水汽含量非常的高，如果人們?cè)趹敉饣顒?dòng)和運(yùn)動(dòng)的話，人體的汗就不容易排出，造成人們胸悶、血壓升高，誘發(fā)高血壓、腦溢血等疾病，嚴(yán)重會(huì)致死。

（二）影響心理健康

　　霧霆天氣容易讓人產(chǎn)生悲觀情緒，如不及時(shí)調(diào)節(jié)，很容易失控。

（三）影響交通安全

　　由于能見(jiàn)度較低，駕駛困難，多處機(jī)場(chǎng)、高速公路、輪渡碼頭等交通設(shè)施被迫關(guān)閉，交通阻塞，事故頻發(fā)。

（四）影響區(qū)域氣候

　　霧霾使區(qū)域極端氣候事件頻繁，氣象災(zāi)害連連。更令人擔(dān)憂的是，霧霾中的一些化合物在強(qiáng)烈的陽(yáng)光紫外線照射下，會(huì)產(chǎn)生一種有刺激性的有機(jī)化合物，這個(gè)過(guò)程被稱為光化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)物就是含劇毒的光化學(xué)煙霧，嚴(yán)重威脅人類生命。

　　三、京津冀霧霾的形成原因

　　大氣污染防控主要是三大污染源——煤、油和基建。一是火電、鋼鐵、水泥行業(yè)為主的煤炭消費(fèi)；二是使用非清潔油品的機(jī)動(dòng)車輛；三是今年以來(lái)“大上快上”的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成的揚(yáng)塵。

　　從北京市四季氣象特點(diǎn)看：春季，北京市受張家口、唐山地區(qū)的重工業(yè)排放源的影響顯著；夏季，北京市夏季風(fēng)力弱，氣溫高等不利于顆粒物沉降；秋季，北京市受周圍省市排放源影響明顯；冬季，受寒潮影響頻繁，風(fēng)速較大，而北京市內(nèi)部排放明顯增多，大氣對(duì)流造成顆粒懸浮，但又不足以攜帶擴(kuò)散到北京市以外。

　　從霧霾污染成分來(lái)看，環(huán)保部曾表示，對(duì)于北京市而言，是這兩個(gè)月空氣質(zhì)量惡化的重要因子，但還有氮氧化物、二氧化硫等大氣污染物在起作用。據(jù)環(huán)保部統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)有一半的不是來(lái)自污染源的直接排放（一次源），而是經(jīng)過(guò)十分復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程而形成（二次源）。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，以煤炭為主的能源消耗大幅攀升，機(jī)動(dòng)車保有量急劇增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物排放量顯著增長(zhǎng)，污染加劇。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員王躍思的研究表明，造成北京市霧霾的原因，除了跟PM10和有關(guān)系，還與包括亞微米顆粒在內(nèi)的PM1的關(guān)系也很大。1998年到2010年，PM10的數(shù)據(jù)雖然持續(xù)下降，但是北京市的霧霾天數(shù)區(qū)總體在增加，主要就是因?yàn)檎碱w粒總體比例的和PM1是增加的，每年大概增加3到4倍。在PM10和總懸浮顆粒物污染還未全面解決的情況下，主要受到和PM1等小顆粒的影響，京津冀等地區(qū)霧霾現(xiàn)象頻繁發(fā)生，能見(jiàn)度降低。正是由于各種人工排放源污染物的排放增加，北京市大霧多發(fā)季節(jié)發(fā)生了更多的霧霾天氣，白色的大霧天氣轉(zhuǎn)變?yōu)槲：π愿鼜?qiáng)的霧霾天氣。

　　四、京津冀霧霾已造成的危害

　　1、易引發(fā)呼吸道疾病、癌癥等，北京等地近年來(lái)因天氣原因引發(fā)的呼吸道疾病發(fā)病率大幅提高，特別是老人、青少年與孕婦這些抵抗力較低的人群，醫(yī)院因呼吸道而診治的病例也增加了不少。

　　2、由于霧霾天氣所引起壓抑的心理情緒必然會(huì)影響人們的快樂(lè)生活。

　　3、能見(jiàn)度降低必然會(huì)引起人們的出行受阻，對(duì)很多人而言因?yàn)殪F霾天氣的影響，不得不減少外出或者是更改出行計(jì)劃，同時(shí)也引起高速公路封路的現(xiàn)象。

　　五、京津冀霧霾治理對(duì)策

　　任課教師： 日期：

　　2014年4月15日 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）

　　期末考試論文專用

（一）國(guó)外防治霧霾經(jīng)驗(yàn)

　　從19世紀(jì)開(kāi)始，倫敦就被稱為“霧都”。1952年的倫敦，無(wú)數(shù)個(gè)家庭與工廠成千上萬(wàn)個(gè)煙囪排放燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，從12月4日開(kāi)始，城市連續(xù)五天被濃霧籠罩，能見(jiàn)度只有幾米，造成萬(wàn)人死亡，成為20世紀(jì)全球最嚴(yán)重的環(huán)境公害事件之一。造成污染的最直接原因是發(fā)電站和普通家庭使用的煤炭以及汽車尾氣。為了治理霧霾天氣，英國(guó)首次推出嚴(yán)厲措施控制污染。1954年倫敦通過(guò)治理污染的特別法案。1956年《清潔空氣法案》獲得通過(guò)，該法令禁止使用多種燃料，關(guān)停大批重污染工廠，提高工業(yè)煙囪的最低限高，并將發(fā)電站搬出城市。同時(shí)要求大規(guī)模改造城市居民的傳統(tǒng)爐灶，減少煤炭用量，逐步實(shí)現(xiàn)居民生活天然氣化；冬季采取集中供暖。從英國(guó)中央政府到倫敦市政府相繼出臺(tái)多項(xiàng)法令法規(guī)，大力發(fā)展公共交通，鼓勵(lì)清潔能源利用。1968年以后，英國(guó)又出臺(tái)了一系列的空氣污染防控法案，劃出空氣質(zhì)量管理區(qū)域，并強(qiáng)制在規(guī)定期限內(nèi)達(dá)標(biāo)，這些法案針對(duì)各種廢氣排放進(jìn)行了嚴(yán)格約束，并制定了明確的處罰措施，有效減少了煙塵和顆粒物。目前，倫敦市政府正大力采用灰塵抑制劑的化學(xué)手段清潔空氣，醋酸鎂和醋酸鈣被投放在倫敦市內(nèi)污染最嚴(yán)重的瑪麗勒博路與上泰晤士街，實(shí)驗(yàn)表明，抑制劑可以減少高達(dá)14%的污染水平。

（二）國(guó)家已經(jīng)采取的主要對(duì)策

　　1、堅(jiān)持清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略，煤煙型污染控制取得新進(jìn)展。2011 年北京市將鍋爐“煤改氣”（800蒸噸）工程列入了政府實(shí)事項(xiàng)目。

　　2、有力控制機(jī)動(dòng)車污染排放，舊車淘汰卓有成效。北京市制定并實(shí)施了老舊汽車淘汰更新方案，機(jī)動(dòng)車排放管理中心執(zhí)法人員對(duì)上路行駛機(jī)動(dòng)車尾氣排放開(kāi)展路檢路查，嚴(yán)控超標(biāo)排放機(jī)動(dòng)車上路。

　　3、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，工業(yè)污染治理進(jìn)一步深化。繼續(xù)推進(jìn)20噸以下燃煤鍋爐改用清潔能源工作和繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)工業(yè)排放污染的監(jiān)管等控制煤煙污染，檢查了50多家燃煤鍋爐煙氣排放情況。繼首鋼搬遷后，今年北新建材完成整體搬遷，燕山石化公司完成2#催化裂化裝置煙氣脫硫除塵工程。加強(qiáng)煤質(zhì)和鍋爐排放監(jiān)管、繼續(xù)鞏固平房“煤改電”示范區(qū)的工作，加強(qiáng)對(duì)經(jīng)營(yíng)性小煤爐、露天燒烤、露天焚燒等違法行為的執(zhí)法檢查。

　　4、多部門齊抓共管，加大揚(yáng)塵污染控制力度。為減少建筑渣土運(yùn)輸車車輛帶泥土上路行駛，在全市30多家建筑工地示范安裝了轉(zhuǎn)輪式高效洗輪機(jī)，檢查了200多處工地?fù)P塵污染情況。

　　5、針對(duì)10、11月重污染天氣多發(fā)的特點(diǎn)，市環(huán)保局和有關(guān)部門、企業(yè)已經(jīng)制定了重污染天氣應(yīng)急預(yù)案，并將在出現(xiàn)連續(xù)重污染天氣時(shí)啟動(dòng)。重污染天氣應(yīng)急預(yù)案主要包括：道路清掃、灑水；排放大的企業(yè)自行減排、啟動(dòng)企業(yè)應(yīng)急措施等，一般在連續(xù)2天出現(xiàn)重度污染天氣時(shí)啟動(dòng)預(yù)案。

（三）在未來(lái)處理中國(guó)家的努力方向：

　　1、繼續(xù)開(kāi)展科學(xué)研究，制定達(dá)標(biāo)規(guī)劃。在抓緊開(kāi)展監(jiān)測(cè)與公開(kāi)透明信息發(fā)布的基礎(chǔ)上，組織力量盡快開(kāi)展相關(guān)科研，摸清規(guī)律，明確排放清單和控制對(duì)策。針對(duì)北京市空氣質(zhì)量改善途徑和階段目標(biāo)以及相應(yīng)的控制工程技術(shù)，在投入資金進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)、深入地研究 的同時(shí)，及早開(kāi)展PM1的治理研究。在北京市實(shí)施更加嚴(yán)格的大氣污染物排放特別限值，強(qiáng)化 治理，落實(shí)到具體法人，實(shí)施一票否決制。

　　2、在京津冀地區(qū)開(kāi)展大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。在此區(qū)域，建立一盤(pán)棋思想，建立國(guó)家考核指標(biāo)，實(shí)施大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。提高環(huán)境準(zhǔn)入門檻，嚴(yán)把北京市新建項(xiàng)目準(zhǔn)入關(guān)，加強(qiáng)北京市產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)。實(shí)施大氣污染防治規(guī)劃，加大產(chǎn)業(yè)調(diào)整力度，加快淘汰落后產(chǎn)能。積極推廣清潔能源，開(kāi)展煤炭消費(fèi)總量控制試點(diǎn)。制定并實(shí)施更加嚴(yán)格的火電、鋼鐵、石化等重點(diǎn)行業(yè)大氣污染物排放限值，大力削減二氧化硫、氮氧化物、顆粒物和揮發(fā)性有機(jī)物排放總量。實(shí)施多污染物協(xié)同控制，防止二次污染形成。

　　3、切實(shí)加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車污染防治。在北京市采取激勵(lì)與約束并舉的經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)手段，加快推進(jìn)車用燃油品質(zhì)與機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施進(jìn)度同步，提升車用燃油清潔化水平。在北京市提前實(shí)施第五階段排放標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車環(huán)保監(jiān)管能力建設(shè)，強(qiáng)化在用車環(huán)保檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)監(jiān)管，全面提高機(jī)任課教師： 日期：

　　2014年4月15日 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）

　　期末考試論文專用 動(dòng)車排放控制水平。

　　4、探索建立北京市轄區(qū)大氣霧霾預(yù)報(bào)系統(tǒng)，逐步形成風(fēng)險(xiǎn)信息研判和預(yù)警能力，進(jìn)一步增強(qiáng)大氣污染防治科技支撐，健全極端不利氣象條件下大氣污染監(jiān)測(cè)報(bào)告和預(yù)警體系。研究制定大氣污染防治預(yù)警應(yīng)急預(yù)案、構(gòu)建京津冀地區(qū)應(yīng)急體系，出現(xiàn)重污染天氣時(shí)及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急機(jī)制，實(shí)行重點(diǎn)排放源限產(chǎn)限排、建筑工地停止土方作業(yè)、機(jī)動(dòng)車限行等應(yīng)急措施，積極向公眾提出防護(hù)措施建議。

（四）市民個(gè)人力所能及的事兒：

　　霧霾天氣是自然和人為污染環(huán)境所形成的，面對(duì)這種惡劣天氣，市民也有積極參與，一起防治霧霾的責(zé)任，采取各種措施盡量避免其給我們的正常生活和健康帶來(lái)的危害。

　　1、減少外出，外出時(shí)戴口罩防護(hù)身體防止污染物由鼻、口侵入肺部，外出歸來(lái)后，做好個(gè)人衛(wèi)生，應(yīng)立即清洗面部及裸露肌膚。

　　2、減少戶外鍛煉鍛煉的時(shí)間最好選擇晚間，空氣較為清潔，有晨練習(xí)慣的市民不妨把鍛煉放在晚間空氣質(zhì)量好，能見(jiàn)度高的時(shí)段進(jìn)行，地點(diǎn)以樹(shù)多草多的地方為好。

　　3、重視居室衛(wèi)生，每天記得開(kāi)窗換氣，保證空氣清新及時(shí)打掃房間衛(wèi)生，清理衛(wèi)生死角，不給病菌以孳生之地。在大霧的天氣應(yīng)緊閉門窗，避免室外霧氣進(jìn)入室內(nèi)污染室內(nèi)空氣，誘發(fā)急性呼吸道和心血管疾病的發(fā)生。

　　4、調(diào)節(jié)情緒、飲食清淡，建議大家保持科學(xué)的生活規(guī)律，避免過(guò)度勞累，多飲水，注意飲食清淡，少食刺激性食物，多吃些豆腐、牛奶等食品。

　　5、保護(hù)環(huán)境，治理霧霾是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，應(yīng)該全民動(dòng)員、人人參與，從我做起，樹(shù)立“人人為我，我為人人”共同保護(hù)我們周圍大氣環(huán)境的綠色生活理念。堅(jiān)持“綠色出行、綠色消費(fèi)、綠色過(guò)節(jié)”的綠色生活理念。盡量選擇地鐵或公交系統(tǒng)、減少私車出行；節(jié)日期間拒絕燃放等。從身邊的小事做起，珍惜資源，降低能耗，減少污染。

　　參考文獻(xiàn)

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　　2014年4月15日

化學(xué)工程概論結(jié)課論文2

　　景觀設(shè)計(jì)概論 結(jié)課論文

　　論文題目：

（自擬）

　　論文內(nèi)容要求： 從課程中講授的中外園林史部分。挑出一種具有明顯代表性的

　　論文字?jǐn)?shù)：

　　論文格式：

　　風(fēng)格（或是景觀設(shè)計(jì)師及其作品），從自己的審美角度去分析這種風(fēng)格的形成和歷史的發(fā)展，分析在當(dāng)代時(shí)代背景下，此種風(fēng)格的境遇、發(fā)展現(xiàn)狀以及站在自己的角度分析此種風(fēng)格在未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。

　　1500字------2500字（手寫(xiě)、打印均可）

　　參照標(biāo)準(zhǔn)論文格式。

　　標(biāo)準(zhǔn)論文格式

　　一：

　　1、題目。應(yīng)能概括整個(gè)論文最重要的內(nèi)

　　容，言簡(jiǎn)意賅，引人注目，一般不宜超過(guò)20個(gè)字。

　　2、論文摘要和關(guān)鍵詞。論文摘要應(yīng)闡述學(xué)位

　　論文的主要觀點(diǎn)。說(shuō)明本論文的目的、研究方法、成果和結(jié)論。盡可能保留原論文的基本信息，突出論文的創(chuàng)造性成果和新見(jiàn)解。而不應(yīng)是各章節(jié)標(biāo)題的簡(jiǎn)單羅列。摘要以500字左右為宜。

　　關(guān)鍵詞是能反映論文主旨最關(guān)鍵的詞句，一般3-5個(gè)。

　　3、目錄。既是論文的提綱，也是論文組成部分的小標(biāo)題，應(yīng)標(biāo)注相應(yīng)頁(yè)碼。

　　4、引言（或序言）。內(nèi)容應(yīng)包括本研究領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，本論文所要解決的問(wèn)題及這項(xiàng)研究工作在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展等方面的理論意義與實(shí)用價(jià)值。

　　5、正文。是畢業(yè)論文的主體。

　　6、結(jié)論。論文結(jié)論要求明確、精煉、完整，應(yīng)闡明自己的創(chuàng)造性成果或新見(jiàn)解，以及在本領(lǐng)域的意義。

　　7、參考文獻(xiàn)和注釋。按論文中所引用文獻(xiàn)或

　　注釋編號(hào)的順序列在論文正文之后，參考文獻(xiàn)之前。圖表或數(shù)據(jù)必須注明來(lái)源和出處。

（參考文獻(xiàn)是期刊時(shí)，書(shū)寫(xiě)格式為：[編號(hào)]、作者、文章題目、期刊名（外文可縮寫(xiě)）、年份、卷號(hào)、期數(shù)、頁(yè)碼。

　　參

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　　8、附錄。包括放在正文內(nèi)過(guò)份冗長(zhǎng)的公式推導(dǎo)，以備他人閱讀方便所需的輔助性數(shù)學(xué)工具、重復(fù)性數(shù)據(jù)圖表、論文使用的符號(hào)意義、單位縮寫(xiě)、程序全文及有關(guān)說(shuō)明等。

　　論文上交時(shí)間： 第十五周

化學(xué)工程概論結(jié)課論文3

　　材 料 科 學(xué) 概 論

　　論題：鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

　　結(jié) 課 論 文

　　班級(jí)：材料學(xué)院13級(jí)1班

　　姓名：范孝衛(wèi) 學(xué)號(hào)：

　　鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

　　范孝衛(wèi)

料131班

　　摘要：本文綜述了鈦合金材料的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，著重介紹了鈦合金的主要性能及其在航空航天、汽車制造和生物醫(yī)藥等方面的應(yīng)用，并對(duì)鈦合金未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

　　關(guān)鍵字： 鈦合金，性能，應(yīng)用，發(fā)展趨勢(shì) 引言

　　金屬元素鈦在地殼中的分布范圍比較廣泛，據(jù)估計(jì)和推算，其含量是地殼質(zhì)量的%還要多一點(diǎn)，世界儲(chǔ)量約34億噸，在所有元素中含量居第10位（氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦）[1]。其豐富的儲(chǔ)量，為金屬鈦及鈦合金的生產(chǎn)和發(fā)展提供了主要的原料來(lái)源。

　　自20世紀(jì)50年代以來(lái)，鈦及鈦合金的發(fā)展已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的歷程，鈦合金的種類已從1954年的Ti-6Al-4V合金[2]發(fā)展到數(shù)百種。因?yàn)榫哂斜葟?qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)，鈦合金被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，包括航空航天、汽車制造、醫(yī)藥衛(wèi)生以及其他日常生活領(lǐng)域。世界上的許多國(guó)家如美國(guó)、日本、俄羅斯以及中國(guó)等都認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性，并相繼對(duì)其進(jìn)行了研究開(kāi)發(fā)，得到了實(shí)際應(yīng)用[2,3]。鈦合金的性能

鈦合金的高溫性能

　　在高溫下，鈦合金仍能保持良好的機(jī)械性能，其耐熱性遠(yuǎn)高于鋁合金，且工作溫度范圍較寬。高溫鈦合金不僅具有良好的室溫性能和高溫強(qiáng)度，并且在蠕變性能、熱穩(wěn)定性、疲勞性能和斷裂韌性等方面具有良好的匹配。世界上第一個(gè)研制成功的高溫鈦合金使用溫度僅為 300~350℃，經(jīng)歷了40多年的發(fā)展，目前新型耐熱鈦合金的工作溫度可達(dá)550~600℃，而Ti-Al金屬間化合物的崛起，打破了600℃的使用溫度界限，將使用溫度升至700℃以上。

[4] 鈦合金的腐蝕性能

　　鈦的抗腐蝕性強(qiáng)，在550℃以下的空氣中，表面會(huì)迅速氧化形成薄而致密的TiO2鈍化膜，故在大氣、海水、硝酸和硫酸等氧化性介質(zhì)及堿性溶液中，其耐蝕性優(yōu)于大多數(shù)不銹鋼。由于合金可以調(diào)整成分、改變組織，因而鈦合金在多數(shù)情況下具有比純鈦更好的耐蝕性和其他性能，更能在某些苛刻的腐蝕環(huán)境中工作。

鈦合金的加工性能

切削加工性能

　　鈦合金強(qiáng)度高、硬度大，所以要求加工設(shè)備功率大，模具、刀具應(yīng)有較高的強(qiáng)度和硬度。切削加工時(shí)，切屑與前刀面接觸面積小，刀尖應(yīng)力大，所以刀具切削刃承受的應(yīng)力更大，刀尖或切削刃容易磨損。鈦合金摩擦因數(shù)大，而熱導(dǎo)率低，切削熱積聚于切削刃附近的小面積內(nèi)而不易散發(fā)，這些因素使得鈦合金的切削溫度很高，造成刀具磨損加快并影響加工質(zhì)量。鈦合金在切削加工中，工件材料極易與刀具表面粘結(jié)，加上很高的切削溫度，所以刀具易產(chǎn)生擴(kuò)散磨損和粘結(jié)磨損。 磨削加工性能

　　鈦合金化學(xué)性質(zhì)活潑，在高溫下易與磨料親和并粘附，堵塞砂輪，導(dǎo)致砂輪磨損加劇，磨削性能降低，磨削精度不易保證。砂輪磨損的同時(shí)也增大了砂輪與工件之間的接觸面積，致使散熱條件惡化，磨削區(qū)溫度急劇升高，在磨削表面層形成較大的熱應(yīng)力，造成工件的局部燒傷，產(chǎn)生磨削裂紋。鈦合金強(qiáng)度高、韌性大，使磨削時(shí)磨屑不易分離、磨削力增大、磨削功耗相應(yīng)增加。另外，鈦合金熱導(dǎo)率低、比熱小，磨削時(shí)熱傳導(dǎo)慢，致使熱量積聚在磨削弧區(qū)，造成磨削區(qū)溫度急劇升高。

擠壓加工性能

　　對(duì)鈦及鈦合金進(jìn)行擠壓加工時(shí)，要求擠壓溫度高，擠壓速度快，以防溫降過(guò)快，同時(shí)應(yīng)盡量縮短高溫坯錠與模具的接觸時(shí)間[4,5]。因此擠壓模具應(yīng)選用新型耐熱模具材料，坯錠由加熱爐到擠壓筒的輸送速度也要快。鑒于在加熱和擠壓過(guò)程中金屬易被氣體污染，故還應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。擠壓時(shí)應(yīng)選擇合適的潤(rùn)滑劑，以防粘結(jié)模具，如采用包套擠壓和玻璃潤(rùn)滑擠壓。因鈦及鈦合金的變形熱效應(yīng)較大，導(dǎo)熱性較差，故在擠壓變形時(shí)還要特別注意防止過(guò)熱現(xiàn)象。鈦合金的擠壓過(guò)程比鋁合金、銅合金、甚至鋼的擠壓過(guò)程更為復(fù)雜，這是由鈦合金特殊物理化學(xué)性能所決定的。鈦合金的應(yīng)用

在航空航天中的應(yīng)用

　　從20世紀(jì)50年代開(kāi)始, 鈦合金在航空航天領(lǐng)域中得到了迅速的發(fā)展。該應(yīng)用主要是利用了鈦合金優(yōu)異的綜合力學(xué)性能、低密度已及良好的耐蝕性，比如航空構(gòu)架要求高抗拉強(qiáng)度并結(jié)合有良好的疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性。而鈦合金的優(yōu)異的高溫抗拉強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度和高溫穩(wěn)定性也使之被應(yīng)用于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)上。鈦合金是當(dāng)代飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料之一, 應(yīng)用它可以減輕飛機(jī)的重量, 提高結(jié)構(gòu)效率[6~8]。

　　太空飛行器的有效載荷相對(duì)飛機(jī)較小，因此其結(jié)構(gòu)的減重就顯得更為重要。鈦合金已在最早的阿波羅和水星計(jì)劃中得到了應(yīng)用，燃料箱和衛(wèi)星艙體等都是鈦合金的典型應(yīng)用。鈦合金質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、與燃料的長(zhǎng)期化學(xué)穩(wěn)定性好，因而比高強(qiáng)度鋼更有優(yōu)勢(shì)。如合金[9]是作為低溫應(yīng)用而研制的，在太空的深冷條件下仍有良好的韌性和塑性。

在汽車制造中的應(yīng)用

　　汽車工業(yè)是一個(gè)潛力巨大的鈦制品市場(chǎng)，多年來(lái)發(fā)展緩慢，主要是因?yàn)殁伜辖甬a(chǎn)品價(jià)格太高。近年來(lái)鈦合金技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，使得很多鈦制品的生產(chǎn)成本逐年降低。在當(dāng)前的汽車市場(chǎng)上，豪華轎車、跑車和賽車需求逐年增加，可望促進(jìn)鈦用量的增長(zhǎng)[10,11]。

　　鈦及其合金可用做發(fā)動(dòng)機(jī)閥門、軸承座、閥簧、連桿以及半軸、螺栓、緊固件、懸簧和排氣系統(tǒng)元件等。在轎車中使用鈦，可達(dá)到節(jié)油、降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲及振動(dòng)、提高壽命的作用。目前，新的低成本原料、合金體系的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)和先進(jìn)的粉末冶金成形技術(shù)結(jié)合可望使鈦大量進(jìn)入汽車制造業(yè)。

在生物醫(yī)藥中的應(yīng)用

　　鈦合金具有高強(qiáng)度、低密度、無(wú)毒性以及良好的生物相容性和耐蝕性等特性，已被廣泛用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，成為人工關(guān)節(jié)、骨創(chuàng)傷、脊柱矯形內(nèi)固定系統(tǒng)、牙種植體、人工心臟瓣膜、介入性心血管支架、手術(shù)器械等醫(yī)用產(chǎn)品的首選材料[12~14]。在用于人體硬組織修復(fù)的金屬材料中，鈦的彈性模量與人體組織最接近，約為80~110GPa,這可以減輕金屬種植體與骨組織之間的機(jī)械不適應(yīng)性。

　　鑒于鈦合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域優(yōu)良的使用效果，人們對(duì)其也越來(lái)越重視。隨著醫(yī)療事業(yè)的不斷發(fā)展，鈦?zhàn)鳛橐阎飳W(xué)性能最好的金屬材料，其醫(yī)用領(lǐng)域的市場(chǎng)需求將不斷擴(kuò)大，應(yīng)用前景廣闊。

其他方面的應(yīng)用

　　鈦合金憑借其優(yōu)異的性能，在運(yùn)動(dòng)器械上，如自行車、摩托艇、網(wǎng)球拍和馬具上都獲得了廣泛的應(yīng)用，但影響最大的還是高爾夫球頭。鈦合金密度小、強(qiáng)度高，與不銹鋼相比，它可以制作打擊面與容積更大的球頭，因此它打得準(zhǔn)、打得遠(yuǎn)。在日本第一桿球頭90%為鈦球頭，其中鑄鈦的占70%以上。目前第二~第四桿也已推廣使用精鑄鈦合金球頭，精鑄件的制造已經(jīng)形成具有一定生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。日本市場(chǎng)1991年鑄鈦高爾夫球頭銷售量為6萬(wàn)件，1995年則猛增至150萬(wàn)件，年銷售額已達(dá)7000萬(wàn)美元。鈦合金在體育領(lǐng)域的使用量不容小視。

　　另外，由于鈦易于陽(yáng)極化成各種顏色，這使其應(yīng)用于建筑物、手表和珠寶行業(yè)[15]。鈦合金的發(fā)展趨勢(shì)

　　目前 ,鈦合金材料主要的應(yīng)用領(lǐng)域是航空航天等軍事工業(yè)部門 ,開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域 ,特別是在汽車、火車、磁浮列車、鈦?zhàn)孕熊嚒⒏邩峭鈮ρb飾等民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。

　　近年來(lái)國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)鈦合金、高溫鈦合金、耐蝕鈦合金、高強(qiáng)鈦合金、低溫鈦合金等均取得了很大的進(jìn)展，一些合金也得到了實(shí)際的應(yīng)用。但是，總的來(lái)看，鈦合金研究的多、應(yīng)用的少的現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，另外鈦合金的高成本也限制了鈦合金更加廣泛的應(yīng)用。根據(jù)國(guó)內(nèi)外鈦合金的研究和開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀，鈦合金將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是：

（1）通過(guò)設(shè)備和工藝改進(jìn)，改善現(xiàn)有鈦合金的使用性能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。（2）大力發(fā)展民用鈦合金，如汽車用低成本鈦合金，生物鈦合金等。（3）采用先進(jìn)的熔煉加工技術(shù)和設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。（4）開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的鈦合金制備技術(shù)和鈦的新產(chǎn)品。（5）采用提高材料利用率的凈成型技術(shù)。結(jié)語(yǔ)

　　鈦合金因其優(yōu)良的性能在航空航天和其他領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景 ,但其應(yīng)用受到加工效率和生產(chǎn)成本的制約。因此，現(xiàn)在急需改進(jìn)和開(kāi)發(fā)新的鈦合金冶煉技術(shù),降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大應(yīng)用。

　　隨著鈦合金的開(kāi)發(fā)研制，鈦材品種的不斷增多,其在民用工業(yè)中的應(yīng)用將成倍增加。與此同時(shí)，市場(chǎng)的需求的增長(zhǎng)也將促進(jìn)鈦工業(yè)與鈦合金加工技術(shù)的發(fā)展。

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