范文一:螺旋状碳纳米管
第21卷第4期2009年4月
化 学 进 展
PROGRESS I N C HE MISTRY
Vol. 21No. 4 Apr. , 2009
螺旋状碳纳米管
*
黄佳琦 张 强 魏 飞
**
(清华大学化工系绿色反应工程与工艺北京市重点实验室 北京100084)
摘 要 螺旋状碳纳米管(coiled carbon nanotubes, CCNTs) 是一种弯曲环绕, 形成螺线状结构的碳纳米管。其螺旋形态特有的手性、螺旋状, 以及非线性力学响应等性质, 使其在微纳器件、复合材料等领域具有应用前景, 逐渐成为人们关注的热点方向。本文从制备、形成机理、结构调变以及应用几个方面详细阐述了CCNTs 的研究进展。
关键词 螺旋碳纳米管 制备 生长机理 应用
中图分类号:O613171; TB383 文献标识码:A 文章编号:1005-281X(2009) 04-0637-07
Coiled Carbon Nanotubes
Huang Jiaqi Zhang Qiang Wei Fei
(Beijing Key Laboratory of Green Reaction Engineering and Technology, Department of Chemical
Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
Abstract Coiled carbon nanotubes (CC NTs) are CNTs with spiral structure. The CCNTs possess unique properties of helix, chirality and nonlinear mechanical behavior. It attracts great interests in the synthesis, growth mechanisms and application developments. The CC NTs is commonly synthesized by catalys-t supported chemical vapor deposition (C VD) and floating catalyst CVD. The selective production of CC NTs has been achieved. Based on the analysis of the formation mechanism of CCNTs, the prospects on structure modulation of CC NTs are investigated. The challenges in this field include delicate control of para meters in struc ture, the synthesis of CC NTs in ring, double helix and the selective production of CCNTs with chirality. Due to the unique properties, some CC NTs have potential applications in nano -electromechanical devices, composite reinforcements, etc. The applications based on single CC NT, CCNTs array and macroscopic quantity of CC NTs are briefly outlined as well.
Key words coiled carbon nanotubes; synthesis; growth mechanisms; applications
4 Applications of CC NTs
411 Application based on single CCNT
412 Application based on CC NTs array
413 Application based on macroscopic quantity of
CC NTs
5 Conclusions
**
Contents
1 Introduction 2 CC NTs synthesis
211 Chemical vapor deposition with supported catalyst 212 Chemical vapor deposition with floating ca talyst 3 Formation mechanism and structure modulations 311 Formation mechanism of CC NTs 312 Structure modulations of CC NTs
收稿:2008年5月, 收修改稿:2008年6月
1 引言
碳纳米管(carbon nanotubes, C NTs) 可以看作石
*国家自然科学基金项目(No. 20606020) 和国家重点基础研究发展计划(973) 项目(No. 2006CB932702) 资助**通讯联系人 e -mail:w-f dce@tsinghua. edu. cn
#638#
化 学 进 展
第21卷
墨片层卷曲而成的一维管状结构。1991年Iijima 首次利用高分辨透射电镜观察到CNTs 的清晰结构。由于C NTs 具备电磁、力学、热学等方面的优异性能和众多潜在的应用, 在全球范围内引发了CNTs 的研究热潮。大部分碳纳米管都呈现直的一维线状结构; 但如果在碳管中引入非碳六环将导致管结构出现弯曲环绕, 形成螺线状结构。这种螺线状的碳纳米管被称为螺旋状碳纳米管(coiled carbon nanotubes, CCNTs) 。
1993年, Dunlap 和Ihara 等首先通过理论计算预测了完全由碳原子构成的螺旋状结构。并通过分子模拟等手段证实这种由碳五、碳六和碳七环构成的螺旋结构在热力学上是稳定的。1994年, Zhang 等在使用透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM) 观测碳纳米管时, 发现了长直的碳纳米管和具有规则螺旋结构的CCNTs, 这也是首次通过实验观测CC NTs 的报道。在CCNTs 中, 不仅碳原子组装成管状结构, 而且形成的管状结构呈现出介观层次的螺旋形态。近年来一些研究小组发展了一系列基于CCNTs 制备的方法, 获得的CCNTs 无论在单根的形貌以及多根CC NTs 的相互作用方面都存在很大差异。在CCNTs 的成因方面, 尽管在一些理论和实验的基础上取得了长足的进步, 但是目前仍然没有形成被广泛接受的形成机制。作为一种具有特殊结构的碳纳米管, CCNTs 在具备众多C NTs 本征优异性能的同时也具有其螺线状结构带来的优势。诸如具备优良的能量吸收能力, 当其用于高聚物增强时, 形成的复合材料具有良好的机械强度等。当然, 这一系列应用都是建立在C CNTs 的可控制备上的。在理解CC NTs 的形成机制基础上, 如何制备单根形貌和聚团结构可控的CC NTs 将是此领域重要的研究目标之一。本文针对CC NTs 的制备方法、形成机制及结构调变及应用等方面的研究进展情况进行综述。
[4]
[2,3]
[1]
源在其表面分解, 沉积碳纳米管。这种方法也是制备螺旋碳纤维的方法中最为常用的方法。在CVD 过程中, 催化剂起到核心作用。下面以催化剂和碳源进入反应器方式为分类原则, 对CC NTs 的生长过程进行进一步阐述。211 负载法
在该过程中, 需要用浸渍、镀膜、离子溅射、电化学沉积等方法预先将催化剂负载到载体上, 然后将催化剂置于反应器中实现螺旋碳纳米管的生长。一般来讲, 如果催化剂颗粒较大, 例如大于100nm, 得
[7, 8]
到的往往为纤维。对于碳纳米管的生长, 往往需要更小的金属颗粒。例如Zhang 等
[4]
首次发现
[9]
CC NTs 就是在负载有纳米Co 颗粒的SiO 2上裂解乙炔时产生的, 但CCNTs 收率不高。沈曾民等在平整的石墨基板上覆盖Ni 催化剂薄膜, 并加入少量的PCl 3协同催化, 在Ar P H 2保护气氛中裂解乙炔, 获得了螺旋碳纤维和螺旋碳纳米管。陆梅等
[10]
进一步
研究硅胶负载Co 催化剂体系, 发现在减压的条件下裂解乙炔, 通过参数调变, 可以在一定程度上控制CC NTs 形貌。但是通过观察发现该条件下的CC NTs 往往石墨化程度较差, 乙炔为碳源, 其裂解的速度快, 致使石墨层外附着无定性碳。Pan 等在ITO (indium tin oxide) 上选择性生长了CCNTs(图1a) 。其他一些研究小组也采用类似方法制备CCNTs 较少。
[12]
[11]
,
但是形成的CCNTs 往往是制备的副产物, 制备量
图1 (a) 使用负载法在ITO 膜上生长CCNTs [11]; (b) 通过气氛调节获得不同螺旋度的CC NTs [14]
F ig. 1 (a) CCNTs obtained via supporting catalyst p rocess on ITO glass substrate [11]; (b) CCNTs of different coil diameters and pi tches by controlling the atmosphere [14]
2 CC NTs 的制备方法
根据能量输入方式, 碳纳米管的制备方法可以分为石墨电弧法、激光蒸发法和化学气相沉积3大类。其中前两类在制备过程中使用电弧或者激光作为能量输入, 实现碳原子的重组过程。这样能量输入较高, 碳原子排布倾向于形成更稳定的碳六环结构, 少有螺旋管的生成。而化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD) 的方法是在较低的
, , [5,6]
这种单纯依靠催化剂活性调变的方法控制有限, 需要引入其他因素来进一步精确调变CC NTs 。
[13]
其中孔道的限位作用引起了人们的关注。Bai 等在多孔氧化铝表面电化学沉积催化剂颗粒。通过沉积条件和多孔孔道调变催化剂直径, 进而可以精确[14]
第4期黄佳琦等 螺旋状碳纳米管#639#
利用不规则的大孔, 例如垂直C NTs 阵列模板的表面不均匀性和多孔性, 利用其表面吸附催化剂颗粒, 在氮气气氛下生长得到了CCNTs 。通过调变反应气氛中氮气的比例, 进一步调变了CC NTs 的形态。图1b 为反应气氛中氮气含量逐渐降低时获得的螺旋管TE M 像。可以看到CC NTs 的曲率螺径得到了显著的控制。表1提供了不同研究小组报道的CCNTs 的生长条件, 可以看出, C VD 的生长温度相对集中在500) 800e , 条件较为温和。但生长获得的CCNTs 往往相互缠绕, 尚未有通过该法实现高度取向的CC NTs 阵列生长的报道。
表1 负载法制备CCNTs
Table 1 Synthesis of CCNTs through supporting catalyst processes
carbon source
catalyst
atmos phere temperature s ubs trate
(e ) Ar P H 2) He H 2
N 2P Ar P H 2500) 800720700700650graphite plate silica gel indium tin oxide Al 2O 3powder ref 9101211图2 (a) 通过浮游法获得CCNTs 阵列; (b) 单根CCNT [17]F ig.2 (a ) CCNTs arrays via floati ng catalyst process; (b) TE M i mage of a single CCNT [17]
去了负载的工艺, 同时可实现CC NTs 阵列的制备。
[15]
Hou 等采用羰基铁作为催化剂前驱物, 溶解在嘧啶碳源中, 二者一同进入反应器实现CC NT s 的生长(图2) 。Bajpai 等
[16]
进一步结合CCNTs 与直碳纳米管阵
acetylene PCl 3Ni acetylene Co acetylene Fe films ethylene Fe acetylene Fe Co Ni
列的制备方法, 采用类似的羰基铁-嘧啶共裂解体系和直碳纳米管阵列的操作工艺首次实现了CC NTs 阵列的制备。Wang 等
[17]
将二茂铁、异丙醇铟溶解在二
porous aluminum oxide 13
甲苯溶液中, 将其作为进料, 同样实现了CC NTs 阵列
的制备。该阵列中的CC NTs 具有比较均一的管径和螺距等形貌参数, 并且此阵列很容易从基板剥离, 为后续的具体应用提供了方便。表2提供了采用浮游过程生长CC NTs 的条件, 可以看出, 目前报道中, 浮游法的生长温度要普遍高于负载法, 且一般使用较为平整的基板作为生长载体。这些方法的开发为深入理解CC NTs 的生长以及CC NTs 的应用奠定了基础。
212 浮游法
催化剂不仅仅可以负载到载体上, 还可以一同和碳源引入反应器, 催化剂原位形成, 即催化剂浮游进入反应器, 实现CC NTs 生长。这种制备方法省
表2 浮游法制备CCNTs
Table 2 Synthesis of CCNTs through floating catalyst processes
carbon s ource pyridi ne or toluene pyridi ne
xylene and ace tylene ethanol
catalyst precursor Fe(CO)5Fe(CO)5
ferrocene and indium i sopropoxide cupric acetate
atmosphere H 2Ar P H 2Ar Ar
temperature(e ) 1050) 1150900) 1100700850
s ubs trate silicon wafers quartz subs trates quartz subs trates quartz
ref 15161718
3 CC NTs 形成机制和结构调变
311 CCNTs 形成机制
理解CCNTs 的形成机制是其可控生长的关键和基础, 也是碳材料研究的一个核心问题。在碳纳
[19]
米管发现3年后, 即1994年, Amelinckx 等在单颗催化剂的层次解释了螺旋结构产生的原因。认为:催化剂颗粒的不同位置同时析碳形成碳纳米管, 当催化剂不同位置析碳速率协调一致时产生长直的碳纳米管。而当催化剂各处析碳活性不一致时就会使各个位点产生石墨层速度出现差异, 从而导致空间
上碳纳米管生长对直管发生偏离, 当这种效应随时间不断加剧就会产生螺旋状的结构, 如图3所示。这种观点和流行的螺旋碳纤维形成机制相同, 即催化剂颗粒各向异性导致螺旋结构的产生构, 存在很多不同观点
[22]
[20,21]
。但
是针对这种生长的各向异性产生的原因以及本征结
。
关于催化剂活性的差别, 不外乎来自于自身形貌, 或者成分引入的差异, 或者由于所处环境带来的单颗粒上活性不均造成。例如对于碳纤维, 其颗粒尺度较大, 在100nm 以上, 这样颗粒表面就有很多不[20, 23]
,
#640#
化 学 进 展
[21]
第21卷
析出的活性不同。杜金红等也有类似的报道。
尽管在催化剂颗粒的相态上存在较大的争议, 但是螺旋结构产生的原因是由于催化剂在不同晶面的活性不同而导致的观点是基本相同的。当然, 也可以通过在催化剂颗粒上引入不同的组分,
例如Fe P In 体系
[17, 24]
, Fe P Sn 体系
[17, 25]
, Fe P Ni 体系
[26]
等, 在这类合
金颗粒上, 可能存在相态或者成分的差异, 进而诱发
[9, 27]
催化活性的差异。一些杂原子的引入, 例如P 、S
[15,16, 28]
、Na
[29]
、N
[14, 30]
等也会显著影响催化剂的活
图4 形成碳五-碳七环的C 2插入机制示意图[15]
F ig. 4 Scheme of the formation of C -5C 7rings by the insertion of a C 2cluster [15]
性, 进而影响析碳速度, 有助于螺旋管的产生。
这种屈服的螺旋的尺度往往就会在微米级, 而且和其受力环境密切相关, 有待进一步深入研究。但是各个尺度的模型或者机制, 都为我们进一步可控合
图3 单颗催化剂的活性差异导致CCNTs 的生长, 即一定微分时间($t ) 内的不同位点生长速度(V m 和V M ) 差异导致弯曲形成[19]
Fig. 3 The formation of CCNTs caused by different acti vities on single catalyst particle. Different growth velocities (V m and V M ) in di fferent site cause the curve in ti me interval $t [19]
成CC NTs 提供了基础。
312 CC NTs 的结构调控
自从1994年首次被实验观测至今的十多年间里, 随着人们对CCNTs 生长机理的理解不断深入, 相应的制备水平得到不断提升。
最初人们制备的CC NTs 是在普通碳纳米管中伴生, 然后选择性地得到。通过引入第二组分促使单颗粒催化活性不均, 实现了高选择性制备无取向
[15]
的聚团CC NTs 的制备; 采用更为平整的基板进行接受, 获得了阵列状CCNTs
[16, 17]
也有研究从更为本征, 即C 原子排布的角度来解释螺旋形态产生的原因。Gao 等
[12]
发现:碳五-碳
七环对的产生决定CC NTs 的形态。在石墨烯中插
入一个碳五环会导致石墨烯层向内弯曲; 而插入一个碳七环则会导致石墨烯层向外弯曲。在碳纳米管的相对位置上插入一对碳五-碳七环则会使碳纳米管产生一个拐弯的结构。当催化剂析出石墨烯层结构时不形成碳五-碳七环对就会产生长直的碳纳米管结构; 不规律形成碳五-碳七环对会导致锯齿状碳纳米管的产生。碳纳米管中周期碳五-碳七环对的插入会形成周期螺旋的CCNTs 结构。Hou 等
[15]
。这些工作都是集
中在聚团尺度的工作。而对于CC NTs 的一些应用,
则更关注其本身性能, 包括CC NTs 的管径、螺旋的螺距和螺径等。表3列举了文献中已报道的各种不同螺旋度管的结构和尺寸, 可以看到, 这里的CC NTs 直径一般在015) 70nm 不等, 螺距在1145) 250nm, 螺径在313) 470nm 。实现如此调变的关键在于催化
表3 不同制备方法获得的CCNTs 形貌
Table 3 The morphologies of CC NTs via different processes
CNTs dia meter (nm)1550015107060156515701530
coi-l pi tch (nm) 608011451002502501004007010060120
coi-l di ameter (nm)702203135047012050550502003550
re mark
ref
进
一步提出一种可能的碳五-碳七环对产生的机制, 即在碳源的热裂解过程中, 碳原子的二聚体C 2是裂解的基本产物之一。C 2结构会攻击石墨烯层的完美碳六环结构并插入石墨烯层中。如图4所示, 第一个C 2结构插入会导致两个碳五环和两个碳七环的产生, 之后的C 2结构更容易攻击非碳六环结构(碳六环结构更稳定) , 随着插入的C 2量的增大, 石墨烯层逐渐出现明显的弯曲, 最后就会形成螺旋状的形态。
可以看到, 上述模型的解释都是从本征结构上试图解释, 但是, 如果一根直的碳纳米管, 在受限的, , [31]
double helix
single -walled
double helix mai nly CCN Ts some double helix mainly CCN Ts CCN Ts array some double helix CCN Ts array
。
12932131415101633343517
第4期黄佳琦等 螺旋状碳纳米管#641#
剂、气氛、碳源等的选择, 所以获得结构精确可控的CCNTs 仍然是制备方面的重要问题。
此外, 我们注意到, 螺旋结构本身可以有单螺旋、双螺旋之分, 也有因旋转方向不同带来的手性之分。随着研究的深入, 人们发现, 部分CCNTs 呈现类似于DNA 组装的双螺旋形态
[9, 13]
CC NTs 还可以进行复合物的增强, 在保持C NTs 增强优势的同时利用螺线结构加强了C CNTs 和复合物之间的结合。下面将对这些应用进一步阐述。
411 基于单根CCNT 的应用
碳纳米管具有极高的硬度、极小的质量, 这些性质使得碳纳米管具有极高的本征震动频率。利用质量改变会改变共振频率的特性以单根碳纳米管作为[43]
共振体, 碳纳米管的良好震动属性会大大提高质量分辨率。然而单根长直的碳纳米管共振体系构建比较复杂, 从单根碳管的转移到固定等都存在一定困难, 尤其在制作两段固定的桥连碳纳米管共振体系时加工工艺极其复杂
[44]
, 而螺旋结构的
[36]
固有手性也逐渐引起人们的关注。Tang 等采用Fe 颗粒为催化剂, 乙炔为碳源, 得到了如图5所示的中心铁催化剂颗粒对称的/V 0形CCNTs 结构, 其中催化剂两侧的CCNT 结构分别为左手螺旋和右手
[37]
螺旋。Blank 等提出催化剂颗粒晶面的对称性可能是导致这种对称结构产生的原因, 在CC NTs 生长过程中, 裂解的碳原子倾向于沉积在(111) 晶面并形成石墨层结构。这一倾向会促使Fe 催化剂形成八面体的对称结构并形成两侧对称的CCNTs 结构。但是, 如何通过一定的手段完成手性CCNTs 的选择性制备也是一项很具挑战性的工作。此外, 与CCNTs 生成类似, C NTs 弯曲还可形成闭合的圆环结构
[38]
。如果采用单根CCNT 作
[45]
为共振体系就可以同时保证良好的震动特性, 显著降低其制作难度。Volodin 等采用单根C CNT 作共振体成功实现了该体系的构建。他们首先将CC NT 在较低能量的超声下沉积到一块氧化硅晶片上, 然后在CCNT 两端蒸镀上金电极, 将CCNT 固定在硅基板上。该共振体系的本征震动频率约为100) 400MHz, 其对质量变化显著, 可以通过原子力显微镜判断CCNT 的共振状态, 通过接触电阻判断CC NT 振荡频率, 进而实现10g 量级的质量测量, 为微质量传感器的发展提供了一种可行方法。412 基于C CNTs 管束和阵列的应用
碳纳米管阵列具有比较好的回弹性能, 其本身的弹簧结构就会体现出优异的性能。Daraio 等采用落球实验对CCNTs 阵列的回弹特性进行探讨, 指出CC NTs 阵列表现出非线性力响应。Coluci 等
[47][46]
-18
。碳纳米管环的形成需要克服一定的能垒, 这
[39]
部分能量一般是通过超声、辐照等方式引入的
[40) 42]
;
气流的扰动和催化剂粉体的限位作用也可能是诱导碳纳米管环产生的原因之一。目前对碳纳米管环的具体形成机制还没有明确认识, 结构调变也
存在一定难度。
建
立了该过程的理论模型, 指出相互缠绕显著影响其力学行为。通过控制缠绕程度, 有望进一步调变这种非线性力响应特性。因此基于这一特性, CC NTs 阵列可以用作非线性弹簧、机械能储存器等。此外, CC NTs 阵列在多次高应力的形变后仍然可以在应力撤除后恢复到原始状态, 因此有望应用于精密部件
图5 在单颗催化剂上同时生长左、右螺旋的碳纳米管[36]Fig. 5 Left and right handed CCNTs attached to one catalyst nanoparticle [36]
的减震防护设备中。
413 基于宏量CCNTs 的应用
宏量的CC NTs 可以进一步用于聚合物复合增强。对于普通直的CNT, 其和聚合物基体的相互作用复杂, 且一般较弱。Qian 等
[48]
4 CC NTs 的应用
基于CC NTs 所具有的特殊结构, 很多颇具前景的应用被不断开发出来。利用单根CCNT 的螺线状结构和特殊的力学、电学等特征可以制作微纳器件; 具有相同取向的CC NTs 阵列由本身具有弹簧结构的CCNTs 构成, 在能量吸收等方面具有独到的优势; , 研究发现很多
C NTs P 聚合物复合材料受力断裂的主要方式为C NTs 从基体中拔出。即使通过基团修饰, 仍很难实现较强的结合。如果采用C CNTs 进行复合, 螺旋状结构既可以有效降低石墨烯层之间的滑动, 也可在分子水平增强碳纳米管和复合物之间的接触。因此不需
#642#
化 学 进 展
(5582) :787) 792
第21卷
形状就可有效起到增强复合物性质, 避免了直CNTs 刚性强、容易脆性断裂的缺点。Lu 等
[49, 50]
在实验中
[6] Wei F, Zhang Q, Qian W Z, et al. Powder Tec hnol. , 2008, 183
(1) :10) 20
[7] Motoji ma S, As akura S, Iwanage H. J. Mater. Sci. , 1995, 30:
5049) 5055
[8] Motoji ma S, Chen X Q. J. Appl. Phys. , 1999, 85(7) :3919)
3921
[9] Wen Y K, Shen Z M. Carbon, 2001, 39(15):2369) 2374[10] Lu M , Liu W M, Guo X Y, et al. Carbon, 2004, 42(4) :805) 811[11] Pan L J, Hayas hida T, Harada A, et al. Physica B, 2002, 323(1P
4) :350) 351
[12] Gao R P, Wang Z L, Fan S S. J. Phys. Chem. B, 2000, 104(6) :
1227) 1234
[13] Bai J B. Mater. Lett. , 2003, 57(18) :2629) 2633
[14] Zhong D Y, Liu S , Wang E G. Appl. Phys. Lett. , 2003, 83(21) :
4423) 4425
[15] Hou H Q, Jun Z, Weller F, et al. Chem. Mater. , 2003, 15(16) :
3170) 3175
[16] Bajpai V, Dai L M , Ohas hi T. J. Am. Chem. Soc. , 2004, 126
(16) :5070) 5071
[17] Wang W, Yang K Q, Gaillard J, et al. Adv. Mater. , 2008, 20:
179) 182
[18] Wang J N, Su L F, Wu Z P. Crys t. Growth Des. , 2008, 8(5) :
1741) 1747
[19] A melinckx S , Zhang X B, Bernaerts D, et al. Science, 1994, 265
(5172) :635) 639
[20] Chen X Q, Kusunoki M, Motoji ma S. J. Mater. Res. , 1999, 14
(11) :4329) 4336
[21] 杜金红(Du J H) , 苏革(Su G) , 白朔(Bai S) 等. 中国科学E 辑
(Sciencei n China(Series E) ) , 2003, 33(7) :604) 608
[22] 毕辉(Bi H) , 寇开昌(Kou K C) , 张教强(Zhang J Q) . 炭素技
术(Carbon Techniques) , 2006, 25(2):23) 28
[23] Kawaguchi M, Nozaki K, Motoji ma S, e t al. J. Crys t. G rowth,
1992, 118(3P 4) :309) 313
[24] Okaz aki N, Hosoka wa S, Goto T, et al. J. Phys. Chem. B, 2005,
109(37):17366) 17371
[25] Chang N K, Chang S H. Carbon, 2008, 46(7) :1106) 1109[26] Yang S M, Ozeki I, Chen X Q, et al. Thin Solid Fil ms, 2008, 516
(5) :718) 721
[27] Zhao D L, Shen Z M. Mater. Le tt. , 2008, 62(21P 22) :3704)
3706
[28] Huang J Q, Zhang Q, Wei F, et al. Carbon, 2008, 46(2) :291)
296
[29] Qian W Z, Wei F, Li u T, et al. J. Chem. Phys. , 2003, 118(2) :
878) 882
[30] Yang S, Chen X, Kikuchi N, et al. Mater. Lett. , 2008, 62(10P
11) :1462) 1465
[31] Zhang Q, Zhou W P, Qian W Z, et al. J. Phys. Chem. C, 2007,
111(40):14638) 14643
[32] Bi ro L P, Ehlich R, Os vath Z, et al. Mat. Sci. Eng. C -Bi o. S. ,
2002, 19:3) 7
[ et al. 8:
采用单壁碳纳米管(SW CNT ) 、多壁直碳纳米管(MWCNT) 、CC NTs 添加入环氧树脂中并进行性能对比(如表4所示) 。发现CCNTs 增强环氧树脂的玻璃化转变温度和转化热较低。这说明在玻璃化转变过程中, SWC NT 的添加增强了环氧树脂的吸热, 而同时, CC NTs 的添加则使环氧树脂与外界的热交换被大大降低, 可以视作一种热屏蔽材料。同时, CCNTs 增强环氧树脂的强度比掺杂前强度提高了60%, 挠曲强度降低了18%。但相比SWCNT 掺杂的环氧树脂(挠曲强度降低32%) , CC NTs 增强的环氧树脂仍然具有较好的韧性。这样, 螺旋型碳纳米管的弹簧结构既保证了复合物的强度, 也可以很好地避免复合物韧性的损失, 有望获得高性能CCNTs 复合材料。
表4 CNTs P 环氧树脂形成的复合材料的性能比较Table 4 composites
sample pure epoxy SWCN T P epoxy CCNTs P epoxy
[51]
[51]
Performance comparison of differen t C NTs P epoxy
T g (e ) 541475713450194
$H (J P g) 71282718526175201745
fle xural s trength micro hardnes s
(MPa) (HV)74135013) 6018
10181219) 1616
MWCN T P epoxy 55128
5 结束语
螺旋碳纳米管的研究和开发提供了一种具有新
结构、性能和应用的材料, 从微纳器件到复合物增强等宏观材料领域都有很多有前景的应用。但是目前, 对螺旋碳纳米管的形貌调控方面还存在较大困难, 同时各个制备过程中CCNTs 的产量普遍不大, 这两个问题影响了CC NTs 作为一种新材料更广泛的应用。可以预见, 随着研究的深入, CC NTs 的制备将逐渐向批量、可控方向发展, 同时CCNTs 自身性能带来的更多的应用也将成为人们关注的另一焦点。
参考文献
[1] Iiji ma S. Nature, 1991, 354:56) 58
[2] Dunlap B I. Phys. Rev. B, 1992, 46(3) :1933) 1936[3] Ihara S, Itoh S. Phys. Rev. B, 1993, 48(8) :5643) 5647[4] Zhang X B, Zhang X F, Bernaerts D, et al. Europhys. Lett. ,
1994, 27(2) :141) 146
[5 A
第4期
1628) 1633
黄佳琦等 螺旋状碳纳米管
(5407) :1513) 1516
#643#
[34] Luo T, Liu J, Chen L, et al. Carbon, 2005, 43(4) :755) 759[35] Valles C, Perez -Mendoza M, Castell P, et al. Nanotechnology,
2006, 17(17) :4292) 4299
[36] Tang N J, Zhong W, Au C T, et al. Adv. Funct. Mater. , 2007, 17
(9) :1542) 1550
[37] Blank V D, Kulni ts kiy B A. Carbon, 2004, 42(14) :3009) 3011[38] Li u J, Dai H J, Hafner J H, et al. Nature, 1997, 385(6619) :
780) 781
[39] Martel R, Shea H R, Avouris P. J. Phys. Chem. B, 1999, 103
(36) :7551) 7556
[40] Song L, Sun L F, Jin C H, et al. Adv. Mater. , 2006, 18:1817)
1821
[41] Yu H, Zhang Q F, Luo G H, et al. Appl. Phys. Lett. , 2006, 89:
art. no. 223106
[42] Zhang Q, Yu H, Liu Y, et al. Nano, 2008, 3(1) :45) 50[43] Poncharal P, Wang Z L, Ugarte D, et al. Science, 1999, 283
[44] Wi tkamp B, Poot M , van der Zant H S J. Nano. Lett. , 2006, 6
(12) :2904) 2908
[45] Volodin A, Buntinx D, Ahlskog M, et al. Nano Lett. , 2004, 4(9) :
1775) 1779
[46] Daraio C, Nesterenko V F, Jin S, et al. J. Appl. Phys. , 2006,
100:art. no. 0643096
[47] Coluci V R, Fonseca A F, Galvao D S, et al. Phys. Rev. Lett. ,
2008, 100(8):art. no. 086807
[48] Qian D, Dickey E C, Andrews R, et al. Appl. Phys. Lett. , 2000,
76(20) :2868) 2870
[49] Lu M, Lau K T, Xu J C, et al. Colloi d Surface A, 2005, 257P 258:
339) 343
[50] Lau K T, Lu M, Hui D. Compos. Part B -Eng. , 2006, 37(6) :
437) 448
[51] Lau K T, Gu C, Hui D. Compos. Part B -Eng. , 2006, 37(6) :
425) 436
范文二:光伏螺旋状支架安装表格
1区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-01-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
2区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-02-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
3区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-03-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
4区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-04-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
5区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-05-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
6区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-06-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
7区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-07-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
8区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-08-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
9区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-09-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
10区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-10-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
11区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-11-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
12区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-12-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
13区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-13-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
14区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-14-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
15区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-15-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
16区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-16-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
17区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-17-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
18区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-18-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
19区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-19-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
20区固定支架安装分项工程质量检验评定表 工程编号:DQ-01-20-01-01 表号: 1.1.1 工 性 单 单项 检 验 项 目 质 量 标 准 质量检验结果 序 质 位 评定
支架与基础连接 主要 按设计规定、牢固、可靠 牢固、可靠 合格
外外型尺寸 按制造厂规定、无变形 与图纸相符 合格 观
检 支架镀锌 完整、无剥落 完整、无剥落 合格 查
防松件外观 齐全、完好、压平 齐全、完好 合格
螺紧固力矩 符合规定 4.7N/M 合格 支接
架螺栓紧固后 扣 2,3 3 合格 组露扣长度
支合 焊接工艺 按设计规定 / / 焊架
接 安防腐处理 按设计规定 铁红防锈+银粉 合格 装
支架倾斜角 主要 度 合格 设计角度?0.5? 43
中心线位置偏差 mm ?2 合格 2
偏单根立柱垂直度 mm ?2mm/m 2 合格
差 横相邻横梁间 mm ,2 1 合格 梁
高整行横梁间 mm ,5 3 合格 差
接 支架接地 牢固、导通良好 / / 地
验收结论:经检查,以上各项目均符合质量标准要求,该分项工程质量评定为 质检机构 质量检验评定意见 签 名
班组 年 月 日
工地 年 月 日 质 检 部 年 月 日 监理单位 年 月 日
范文三:螺旋状粗钢筋复合锥螺纹连接工法
1.特点 ........................................................................................................ 2 2.适用范围 ................................................................................................ 2 3.连接原理 ................................................................................................ 2 4.工艺流程及操作要点 ............................................................................. 3 5.材料设备 ................................................................................................ 4 6.质量检查 ................................................................................................ 5 7.劳动组织 ................................................................................................ 6 8.安全措施 ................................................................................................ 6 9.效益分析 ................................................................................................ 6 10.工程实例............................................................................................... 7
1
钢筋锥螺纹连接是一种能承受拉压两种作用力的机械式钢筋连接
方法,工艺简单;连接速度快;不受钢筋材质、气候条件、人员素质
等因素的影响,钢筋连接质量有保证;而且具有质检直观方便、综合
效益好等优点,已成为钢筋连接领域今后发展的方向。可调锥螺纹接
头作为锥螺纹接头的一种,使锥螺纹接头具有了更广泛的适用性,使
该接头成为一种全方位的接头。
1.
1.1复合式钢筋接头可进行弧形筋、 弯折筋及两根钢筋间有一定间距的各种情况下(同径或异径、竖向或水平及环向等)的钢筋连接。
1.2钢筋连接速度快, 锥螺纹可以预制,不占工期,并节约了钢
材。
1.3在施工面上操作时, 不用电,不用气,无明火作业,可全天
候施工。
1.4质量稳定,连接钢筋的对中性好。
1.5机械连接,不改变接头处钢筋的化学和力学性质。
1.6该工艺可操作性强, 不用专门技工,普通工人经过简单技术
培训即可掌握。
2.
适用于工业与民用建筑的砼结构中钢筋直径为Φ16~Φ40mm的
?~?级钢筋的连接。对直接承受动力荷载的结构,接头应满足设计
要求的抗疲劳性能。
该接头属机械接头,在地震区宜优先采用。 3.
普通锥螺纹接头,在连接过程中需旋转被连接钢筋,且有一根不
能有轴向约束, 以完成接头的连接,见图1。而在遇有连接弧形或带弯折的钢筋时由于旋转钢筋困难,且不能有效控制弧形和弯折方向或
连接两根都具有轴向约束
的钢筋时,普通锥螺纹接
头就无法满足结构要求,
而复合式钢筋锥螺纹接头
在连接钢筋过程中,是将
被连接的钢筋分别与左右
锥套进行锥螺纹连接,并
进行中间套筒的正反丝将
其连接起来,连接时使用
力矩扳手且拧至规定的力
矩值,即只通过接头自身
的调节,不需转动钢筋,
2
便可完成弧形筋、弯折筋等的连接,见图2。
4.
4.1工艺流程
套丝机 成品钢套管
购置
下料 套丝 成型 钢筋连接
用牙形规检查丝头钢筋弯曲成弧形,保扭力矩值
端部检查 护锥螺纹丝头 检查 质量用卡规检查丝
头小端直径
接头试件静力拉卡规抽检丝头小端直径
伸试验 牙形规抽检丝头牙形
4.2操作要点
4.2.1钢筋下料: 采用砂轮锯下料,钢筋端面要切平,并与钢筋
轴线相垂直,端部不准有挠曲或马蹄形。
4.2.2钢筋套丝: 将切断钢筋卡于套丝机上,将钢筋两端套丝。
套丝时用水溶性切削冷却润滑液进行冷却润滑。当气温低于0?时,应掺入15%~20%的亚硝酸钠,不得用机油作润滑液或不加滑液套丝。套
丝完整牙数达到下表1要求:
表1
钢筋直径16~20~25~32 36 40
(mm) 18 22 28
完整牙数 5 7 8 10 11 12
4.2.3保护与运输: 钢筋套丝后,在两连接端分别拧上塑料保护
帽后,将钢筋按设计要求弯曲成弧形,注意加工时保护锥螺纹丝头。
钢筋运输装卸时文明施
工,以防塑料保护帽破坏
使丝头损坏。
4.2.4钢筋连接(图
3)
?钢筋就位,回收接
头上的密封盖和塑料保
护帽;
?使锥套2、4处在中套3的中间对顶位置,以试验N值;
3
?先将锥套2与钢筋1拧紧到规定力矩值;
?使锥套2的直螺纹露出4扣,锥套4的直螺纹露出(N+4)扣;
?卡住中套3将钢筋5拧入锥套4,并拧到规定力矩值;
?卡住锥套4,拧中套3,使锥套2、4拧紧到规定的力矩值;双向
可调接头设计拧紧状态为锥套2、4与中套3直螺纹均外露1~2扣,总数不超过3扣。
N---钢筋与锥套拧紧到规定力矩值时的转动圈数,接头拧紧力矩
值见表2:
表2
钢筋直径(mm) 16 18 20 22 25~28 32 36~40 拧紧力矩(N?m) 118 145 177 216 275 314 343
?拧紧的接头在套管上用彩色油漆作出标记。
4.2.5接头应用
4.2.5.1 设置在同一构件内同一截面受力钢筋的接头位置应相互
错开,在任一接头中心至长度为钢筋直径35倍的区段范围内,有接头
的受力钢筋总截面面积的百分率应符合下列规定:
?受拉区不宜超过50%;
?受压区和装配式构件中钢筋受力较小部位,可不受限制。
4.2.5.2接头端头距钢筋弯曲点不得小于钢筋直径的10倍。
4.2.5.3不同直径钢筋连接时, 一次连接钢筋直径规格不宜超过
二级。
4.2.5.4钢筋连接套的砼保护层厚度宜满足国家标准 《砼结构设计规范》 中受力钢筋保护层最小厚度的要求, 且不得小于15mm,至连接套间的净距不宜小于25mm。
5.
5.1钢筋: 用钢筋锥螺纹接头连接的钢筋,应符合现行国家标准《钢
筋砼用热轧带肋》GB1499
及《钢筋砼用余热处理钢
筋》GB13014的要求,并
应符合国家现行钢筋砼
用钢筋 (GB50204-92)标
准。
5.2钢管套:一般由
专业厂家提供。套筒尺寸
见图4,并可加工异径套
筒。套筒符合下列要求:
?套筒规格
4
表3
规格 L D Φ S
直径
Φ16 112 33 26 48
Φ18 116 37 29 52
Φ20 120 41 32 56
Φ22 122 43 33 58
Φ25 130 48 37 65
Φ28 140 54 42 71
Φ32 144 59 44 75
Φ36 156 65 48 82
Φ40 164 71 52 88
?该技术提供单位提供有效的产品出厂合格证和接头型式检验报
告;
?锥孔两端有密封盖封住;
?锥螺纹连接套的材料宜用45#优质碳素结构钢, 连接套的受拉承载力不应小于被连接钢筋承载力标准值的1.10倍。
5.3锥螺纹套丝机:SZ-50A型等;
5.4砂轮锯、角向磨光机、台式砂轮:用以切平钢筋接头;
5.5扭矩扳手:PW360型等;
5.6量规:包括牙形规、卡规、锥螺纹塞规;
5.7钢筋弯曲机。
6.
6.1锥螺纹加工检查
6.1.1丝扣检查:操作工人对加工完的丝扣逐个检查。
?牙形规检查丝头牙形,牙形饱满,无断牙、秃牙缺陷,与牙形
规的牙形吻合,且表面光洁为合格品。
?卡规或环规检查锥螺纹小端直径,丝头锥度与卡规或环规吻合,
小端直径在卡规或环规的允许误差之内。
6.1.2连接套检查: 用塞规拧入连接套后,连接套的大端边缘在
锥螺纹塞规大端的缺口范围内。
6.1.3牙形规、 卡规或环规、塞规由钢筋连接技术单位配套提供。
6.1.4随机抽取同规格接头数的10%进行外观检查,应满足钢筋与
连接套的规格一致,接头丝扣无完整丝扣外露。
6.2接头拧紧力矩值检查:
5
?检查数量: 梁、柱构件按接头数的15%,且每个构件的接头抽
验数不得少于一个接头;基础、墙、板构件按各自接头数,每100个接头作为一个验收批,不足100个也作为一个验收批,每批抽检3个接头。
?检查质量:用专用的质检扭矩扳手 (为确保质检用的扳手精度,
规定质检用的扳手专用,与施工用的扳手不得混用) 对接头进行检查,要求扭矩值全部合格。如有一个接头不合格,则该验收批接头全数检
查, 对查出的不合格的接头采用E50XX型焊条补强, 将钢筋与连接套焊在一起,焊缝高度?5mm,当连接?级钢筋时,应先做可焊性能试验,
经试验合格后,方可焊接。
6.3接头现场检验: 按验收批进行。同一施工条件下的同一批材
料的同等级、 同规格接头,以500个为一验收批进行检验与验收,不
足500个也作为一个验收批。
6.4机械性能试验:
对每批进场钢筋和接头进行工艺检验:
?每种规格钢筋母材进行抗拉强度试;
?对接头的每一验收批, 应在工程结构中随机截取3个试件作单向拉伸试验,每种规格钢筋接头的试件数量不少于3根。
a.接头的抗拉强度实测值不小于钢筋抗拉强度标准值的1.35倍(异径钢筋接头以小径钢筋钢度为准)。
b.接头在0.7、0.9倍钢筋屈服强度标准值下的割线模量E0.7?0.9Es(钢筋弹性模量实测值),E0.9?0.7Es。
c.受拉接头极限应变εu?0.02。
d.接头单向拉伸的残余变形μ?0.3mm。
如有1个试件的钢筋不符合要求,应取双倍(6个)试件进行复检, 复检中仍有1个试件试验结果不符合要求,则判定该批连接件不合格。
7.
7.1钢筋套丝: 每台套丝机配熟练工1人/班,搬运钢筋2~4人/台.班,下料、成型每台弯曲机2人/班,检查套丝质量、拧紧塑料保护帽1人。
7.2现场钢筋连接每一接头需2人, 其中1人扶正钢筋、1 人用扭矩扳手拧紧钢筋接头并作油漆标记。
8.
8.1钢筋套丝机专人维修保管,防止漏电伤人。
9.
复合锥螺纹连接技术由于其广泛的适用性和全天候的施工环境等
特点,更具有明显的经济效益和社会效益。
?连接速度快,每根接头累计作业时间仅一分钟左右。
6
?焊接接头速度慢,且焊接大直径?级钢筋质量不稳定;采用45d绑扎接头浪费钢材, 连接质量差,复合锥螺纹连接钢筋对中性好,能
满足接头合格率100%要求,钢筋接头质量有保证,并能改善大型筒仓
筒壁综合受力应力状态。
?解决施工难题,保证了环状螺旋筋、弧形筋及带弯折钢筋的同
径异径及两根钢筋之间有一定间距的钢筋连接质量。
?节约钢材和能源, 比绑扎接头节省钢材, 且其耗电量为10d单面电弧焊的1/59、 为电渣压力焊的1/20、并节省了氧气和乙炔,具有
显著的经济效益。
10.
本公司一九九六年在山东大宇水泥厂2个生料仓 (Φ22m×H60m) 和2个熟料仓(Φ40m×H30m)中,在垂直荷载(3万T、6万T) 与大气压(3Mpa) 的作用下,仓壁Φ32?级螺纹式钢筋采用45#钢制作的双向可调式锥螺纹连接,满足了大型筒仓在大荷载、大气压作用下的受力要
求,接头合格率达100%, 接头残余变形?0.1mm,保证了工期和质量,
提高了结构的整体稳定性。
(执笔:杨 春)
7
范文四:北极圈罕见的螺旋状蓝白极光(图)
这是一组发生在北极圈罕见的螺旋状蓝白极光照片。
Strange spiral: Residents in northern Norway were left stunned after the lightshow, which almost looked computer-generated, appeared in the skies above them
Curious: A blue-green beam of light was reported to have come shooting out the centre of the spiral
Confusion: The Norwegian Meteorological Institute was flooded with calls after the light storm
What could it be? Astronomers say the spectacle did not appear to be connected to the Northern Lights
更多报道:http://www.dailymail.co.uk/news/worldnews/article-1234430/Mystery-spiral-blue-light-display-hovers-Norway.html?ITO=1490#ixzz0ZCOomAQa
范文五:平面矩形螺旋状线圈的电感计算
DLJ-3晶闸管中频电源控制板
使用说明书
QQ:871973804
手机:15202963227
邮箱:zpganyingjiare@163.
一 概述
DLJ-3恒功率晶闸管中频电源控制板,是本公司开发使用研制的第四代控制触发板。主要由电源、调节器、移相控制电路、保护电路、启动演算电路、逆变频率跟踪、逆变脉冲形成、脉冲放大及脉冲变压器组成。电路除调节器外,其余均实现数字化,整流触发器部分不需要任何调整,而且可靠性高、脉冲对称度高、抗干扰能力强、反应速度快等特点,又由于有相序自适应电路,无需同步变压器,所以,现场调试中免去了调相序、对同步的工作,仅需把KP 晶闸管的门极线接入控制板相应的接线端上,整流部分便能投入运行。
二 技术要求
(一)正常使用条件
1海拔不超过2000米。
2环境温度不低于-10℃,不高于+40℃。
3空气最大相对湿度不超过90%(20℃±5℃时)。
4运行地点无导电及爆炸性尘埃,无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。 5无剧烈振动和冲击。
(二)主要技术参数
1主电路进线额定电压:100V~660V(50HZ )。
2控制供电电源:单相17V/2A。
3中频电压反馈信号:AC 15V/15mA。
4电流反馈信号:AC 12V/5mA三相输入。
5整流触发脉冲移相范围:α=0~130°。
6整流触发脉冲不对称度:小于1°。
7整流触发脉冲信号宽度:≥600μS 、双窄、间 隔60°。
8整流触发脉冲特性:触发脉冲峰值电压:≥12V
触发脉冲峰值电流:≥1A
触发脉冲前沿陡度:≥0.5A/μS
9逆变频率:400HZ-10KHZ 。
10逆变触发脉冲信号宽度:50μS 。
11逆变触发脉冲特性:触发脉峰值电压:≥22V
触发脉峰值电流:≥1.5A
触发脉冲前沿陡度:≥2A/μS
(逆变的触发脉冲变压器是外接的)
12最大外型尺寸:295×205×40mm 。
13故障信号输出:
控制板在检测到故障信号时,输出一组接点信号,该接点容量为AC :5A/220V;DC :10A/28V。
三 变频器工作原理
1.主回路工作原理
可控硅中频电源的基本工作原理,就是通过一个三相桥式整流电路,把50HZ 的工频交流电流整流成直流,再经过一个滤波器(直流电抗器)进行滤波,最后经一逆变器将直流变为单相中频电流以供给负载,所以这种逆变器实际上是一只交流――直流――交流变换器。
2.控制电路特点及原理
DLJ-3恒功率中频电压控制板是我厂开发研制的第四代控制电路,它具有以下特点:
z 该控制板适合并联逆变。用于各种金属的熔炼,保温及感应加热设
备的电压控制。
z 控制板为单板全集成化控制板,采用数字触发,具有可靠性高、精
度高、调试容易、继电元件少。
z 先进的扫频启动方式使操作者无需选择启动电压和启动频率就能
实现100%的成功启动。
z 自动跟随负载变化,在运行时具有非故障性的自动再启动功能以及
功率自动调节功能。
z 具有理想的截流、截压、精确的关断时间和逆变控制角,保证设备
可靠运行。
z 适合控制100KW ~2000KW/500~8000HZ 中频电源。
整个控制电路除逆变末級触发电路板外,做成一块印刷电路板结构,从功能上分为整流触发部分、调节器部分、启动演算部分。(详细电路见附图)
1) 整流触发工作原理
这部分电路包括三相同步、数字触发、末級驱动等电路。触发部分采用的是数字触发,具有可靠性高 ,精度高,调试容易等特点.数字触发器的特点是用计数(时钟脉冲)的办法来实现移相,该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器,输出脉冲频率受a 移相控制电压vk 的控制,vk 降低,则振
荡频率升高,而计数器的计数量是固定的(256),计数器脉冲频率高,意味着计一定脉冲数所需时间短,也即延时时间短,a 角小,反之a 角大.计数器开始计数时刻同样受同步信号控制,在a =0o时开始计数.现假设在某Vk 值时,根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为25KHZ ,则在计数到256个脉冲所需的时间为(1/25000)×256=10.2(mS),相当于约180o电角度,该触发器的计数清零脉冲在同步电压(线电压)30o处,这相当三相全控桥式整流电路的β=30o位置,从清零脉冲起,延时10.2mS 产生的输出触发脉冲,也即接近于三相桥式整流电路某一相晶闸管a=150o位置,如果需要得到准确的a=150o触发脉冲,可以略徽调节一下电位器W4。显然,有三套相同的触发电路,而压控振荡器和VK 控制电压为公用,这样在一个周期中产生6个相位差60o的触发脉冲。
数字触发器的优点是工作稳定,特别是用HTL 或CMOS 数字集成电路,则可以有很强的抗干扰能力。
IC16A 及其周围电路构成电压-频率变换器VFC ,其输出信号的频率随调节器的输出电压VK 而线性变化。这里W4微调电位器是最低输出频率调节(相当于模拟电路锯齿波幅值调节)。
三相同步信号直接由晶闸管的门极引线K4、K6、K2从主回路的三相进线上取得,由R23、C1、R63、C40、R102、C63进行滤波及移相,再经6只光电耦合器进行电位隔离,获得6个相位互差60度、占空比小于50%的矩形波同步信号(如IC2C 、IC2D )的输出。
IC3、IC8、IC12(4536)计数器构成三路数字延时器。三相同步信号对计数器进行复位后,对电压-频率变换器的输出脉冲每计数256个脉冲便输出一个延时脉冲,因计数脉冲的频率是受VK 控制的,换句话说,VK 控制了延时脉冲。
计数器输出的脉冲经隔离、微分后,变成窄脉冲,送到后级的LM556,它既有同步分频器的功能,亦有定输出脉宽的功能。输出的窄脉冲经电阻合成为双窄脉冲,再经晶体管放大,驱动脉冲变压器输出。具体的时序图见附图。
2)调节器的工作原理
调节器部分共设有四个调节器:电压调节器、电流调节器、阻抗调节器、逆变角调节器。
其中电压调节器、电流调节器、组成常规的电流、电压双闭环系统,在启动和运行的整个阶段,电流环始终参与工作,而电压环仅工作于运行阶段;另一阻抗调节器,从输入上看,它与电流调节器LT2的输入完全是并联的关系,区别仅在于阻抗调节器的负反馈系数较电流调节器的略大,再者就是电流调节器的输出控制的是整流桥的输出直流电压,而阻抗调节器的输出控制的是中频电压与直流电压的比例关系,即逆变功率因数角。
调节器电路的工作过程可以分为两种情况:一种是在直流电压没有达到最
大值的时候,由于阻抗调节器的反馈系数大,阻抗调节器的给定小于反馈,阻抗调节器便工作于限幅状态,对应的为最小逆变θ角,此时可以认为阻抗器不起作用,系统完全是一个标准电压,电流双闭环系统;另一种情况是直流电压已经达到最大值,是流调节器开发始限幅,不再起作用,电压调节器的输出增加,而反馈电流却不变化,对阻抗调节器来说,当反馈电流信号比给定电流略小时,阻抗调节器工作,若负载等效电阻RH 的继续增大,逆变θ角亦相应增大,直至最大逆变θ角。
逆变角调节器用于使逆变桥能在某一θ角稳定的工作。
中频电压互感器过来的中频电压信号由CON2-1和CON2-2输入后,分为两路一路送到逆变部分,另一路经D7-D10整流后,又分为三路,一路送到电压调节器;一路送到过电压保护;一路用于电压闭环自动投入。
电压PI 调节器由IC13A 组成,其输出信号由IC13D 进行钳位限幅。IC13C 和IC21C 组成电压闭环自动投入电路,DIP-3开关用于电压开环调试,内环采用了电流PL 调节器进行电流自动调节,控制精度在1%以上,由主回路交流互感器取得的电流信号,从CON2-3、CON2-4、CON2-5输入,经二极管三相整流桥(D11~D16)整流后,再分为三路。一路作为电流保护信号,另一路作为电流调节器的反馈信号,还有一路作为阻抗调节器的反馈信号。由IC17B 构成电流PI 调节器,然后由IC17A 隔离,控制触发电路的电压――频率变换器VFC 。
IC17C 构成阻抗调节器,它与电流调节器是并列的关系。用于控制逆变桥的引前角,其作用可间接地达到恒功率因数,DIP—1可关掉此调节器。
3)逆变部分工作原理
本电路逆变触发部分,采用的是扫频式零压软启动,由于自动调频的需要,虽然逆变电路采用的是自激方式,控制信号也是取自负载端,但是主回路上无需附加启动电路,不需要预充磁或预充电的启动过程,因此主回路得以简化,但随之带来的问题是控制电路较为复杂。
启动过程大致是这样的:在逆变启动前,先以一个高于槽路谐振频率的它激信号去触发逆变晶闸管,当电路检测到主回路直流电流时,便控制它激信号的频率从高向低扫描,当它激信号频率下降到接近槽路谐振频率时中频电压便建立起来并反馈到自动调频电路控制逆变引前角,使设备进入稳态运行。
若一次启动不成功,即自动调频电路没有抓住中频电压信号,此时,它激信号便会一直扫描到最低频段,便进行一次再启动,把它激信号再推到最高频率,从新扫描一次直至启动成功,重复启动的周期为0.5秒钟,完成一次启动到满功率运行的时间不超过1分种。
由CON2-1和CON2-2输入的中频电压信号,经变压器隔离送到中频启动电路,由启动电路输出的信号经微分后由IC18B 和IC20B 变成窄脉冲输出,驱动末级MOS 晶体管。IC20A 构成频率电压变换器FVC ,用于驱动频率表。W7用于整定频率表的度数,IC18A 构成过电压保护震荡器,当逆变桥发生过电压
时,震荡器起振,使逆变桥的4只晶闸管导通。
IC19D 为启动失败检测器,其输出控制重复启动电路,IC19A 为启动成功检测器,其输出控制中频电压调节器的输出限幅电平,即主回路的直流电流,W6为逆变它激信号的最高频率设定电位器。
4)启动演算工作原理
过电流保护信号经IC13B 倒相后,送到IC5A 组成的过电流截止触发器,封锁触发脉冲(或拉逆变);驱动“过流”指示灯和驱动报警继电器。过电流触发器动作后,只有通过复位信号或通过关机后再开机进行“上电复位”,方可再启动。通过W2电位器可整定过流电平。
当三相交流输入缺相时,本控制板均能实现保护和指示。其原理是:由4#、6#、2#晶闸管的阴级(K )分别取A 、B 、C 三相电压信号(通过门级引线),经过光电耦合器的隔离送到IC14及IC16进行检测和判别,一旦出现“却相”故障时,除了封锁触发脉冲外,还驱动“缺相”指示灯以及报警继电器。
为了使控制电路能够更可靠准确的运行,控制电路上还设置了启动定时器和控制电源欠压检测保护。在开机的瞬间,控制电路的工作是不稳定的,设置一个3秒钟左右的定时器,待定时后,才容许输出触发脉冲,这部分电路由C11、R20等元件构成,若由于某种原因造成控制板上直流供电电压过低,稳压器不能稳压,亦会使控制出错。设置一个欠压检测电路(由DW4、IC9B 等组成),当VCC 电压低于12.5V 时便封锁触发脉冲,防止不正确的触发。
自动重复启动电路由IC9A 组成。DIP-2开关用于关闭自动重复启动电路。 IC5B 组成过电压截止触发器,封锁整流桥触发及脉冲(或拉逆变),驱动“过压”指示灯和驱动报警继电器,通过Q9使过电压保护震荡器IC18A 起振。过电压触发器动作后,也像过流触发器一样,只有通过复位信号或通过关机后再开机进行“上电复位”,方可再次运行,调节W1微调电位器可整定过压电平。
Q7及周围电路组成水压过低延时变换电路,延时时间约8秒。
复位开关信号由CON2-6、CON2-7输入,闭合状态为复位暂停。
四 调试
1. 整流部分调试
调试前,应该使逆变桥不工作,例如:把平波电抗器的一端断开或断开逆变末级的输入线,使逆变桥的晶闸管无触发脉冲,再在整流桥口接入一个约1~2KW 的电阻性负载。电路板上的If 微调电位器W2顺时针旋至灵敏最高端,(调试过程发生短路时,可以提供过流保护)。主控板的 DIP开关 均拨在ON 位置;用示波器做好测量整流输出直流电压波形的准备;把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小。
送上三相供电(可以不分相序),检查是否有缺相报警指示,若有,可以检查进线快速熔断器是否损坏。
把面板上的“给定”电位器逆时针旋大,直流电压波形应该几乎全放开,再把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小,调节控制板上的W4微调电位器,使直流电压波形全关闭,移相角约120度。输出直流波形在整个移相范围内应该是连续平滑的。
把逆变桥接入,使逆变触发脉冲投入,把电路板上的Vf 微调电位器W1顺时针旋至灵敏最高端,(调试过程中发生逆变过压时,可以提供过压保护)。把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大,这时逆变桥便工作,当出现直通现象时,继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至一半,此时直流电流表应指示到额定电流的25%左右,若电流表的指示不为额定值的25%,可调节控制板上的W2电流反馈微调电位器,使直流电流表指示到额定输出电流的25%左右。一旦逆变起振后,直流电流就可接近额定电流值,精确的额定电流整定,要在满负荷运行时才可进行。
若把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大,逆变器起振,不出现直通现象,可调整中频电压互感器的相位,即把中频电压互感器20V 绕组的输出线对调一下,就不会起振了。
这样整流桥的调试就基本完成,可以进行逆变桥的调试。
2. 逆变部分的调试
1)校准频率表。用示波器测逆变触发脉冲的它激频率(它激频率可以通过W6来调节),调节W7微调电位器,使频率表的读数与示波器测得相一致。
2)启振逆变器,调节控制板上的W6微调电位器,使其略高于槽路的谐振频率,W3、W5微调电位器旋在中间位置。把面板上“给定”电位器顺时针稍微旋大,这时它激频率开始扫描,逆变桥进入工作状态,当起动成功后,控制板上“P.P ”指示灯会熄灭,可以把面板“给定”电位器旋大、旋小反复操作,这样,它激信号也反复作扫频动作,若不起振,可调整中频电压互感器的相位,即把中频电压互感器20V 绕组的输出线对调一下,此步骤的调试,亦可使DIP-2和DIP-3开关处在OFF 位置,此时加入了重复起动功能,电压环也投入工作。
3)逆变起振后,可做整定逆变引前角的工作,把DIP-1开关打在OFF 位置,调节W5微调电位器,使中频输出电压与直流电压的比为1.2左右(若换相重叠角较大,可适当增大此比例值);再把DIP-1开关打在ON 位置调节W3微调电位器,使中频输出电压与直流电压的比为1.5左右(或更高)此项调试工作在较低的中频输出电压下进行。注意,必须先调1.2倍关系,再调1.5倍关系,否则顺序反了,会出现相互牵扯的问题。
4)下一步可以在轻负荷的情况下整定电压外环。主控板上的DIP-3开关拨在OFF 位置,W1微调电位器顺时针旋至最大,把面板上的“给定”电位器顺时针旋至最大,逆时针调节W1微调电位器,使输出的中频电压达到额定值,在这项调试中,可见到阻抗器起作用的现象,即直流电压不再上升,而中频输出电压却还能继续随“给定”电位器的旋大而上升。
3. 过压保护
控制电路上已经把过压保护电平固定在额定输出电压的1.2倍上,当进行额定电压整定时,过压保护就自动整定好了,若觉得1.2倍不合适,可改变控制板上的R13电阻值,增大R13,过压保护电平增高;反之减小。
4. 额定电流整定
在满负荷下,调节控制板上的W2电流反馈微调电位器,使直流电流表达到额定值。
五、控制电路板各故障显示灯 序号 代 号 用 途
过压指示
过流指示
欠压指示
水压不足
电压环投入
缺相指示
启动成功
电源指示
压控振荡器工作
注意:P.P 指示灯在启动前为亮状态,启动成功后熄灭。
六、DIP (S1)开关工作状态
开关
DIP-1
DIP-2 工作状态 逆变角度开关:打在OFF 时,小角度;打在ON 时,大角度。 重复起动开关:打在OFF 时,重复起动开;打在ON 时,重复
起动关。
电压环控制:打在OFF 时,电压环投入;打在ON 时,电压环
断开。
注释:说明如有改动,恕不另行通知
2010年9月28日
DIP-3