第一篇:光催化分解水材料研究总结全解
光催化分解水材料研究总结
班级:xxxxx 学号:xxxxx 姓名:xxx 一·研究小组简介 彭绍琴:1985年毕业于南昌大学(原江西大学)无机化学专业,获理学学士学位。1993,2-1994,6北京大学访问学者;1999年7月研究生毕业于南昌大学物理化学专业,获理学硕士学位;2005年7月研究生毕业于南昌大学材料物理与化学专业,获工学博士学位。目前是江西省高校骨干教师,南昌大学无机化学和应用化学,长期从事无机化学、材料化学的教学和科研工作。在无机功能材料、纳米材料、光催化领域有较长时间的工作积累,在国内外重要学术刊物上发表论文30余篇。参与完成国家自然科学基金和“973”项目2项,主持和完成江西省自然科学基金各1项。主持和完成江西省教育厅项目各1项。
上官文峰:日本国立长崎大学工学博士,原日本国工业技术院科学技术特别研究员,曾先后任北京大学、东京大学高级访问学者。现任上海交通大学教授、博士生导师,机械与动力学院燃烧与环境技术研究中心副主任。主要从事环境催化与材料、光催化、太阳能制氢、燃烧排放及柴油机尾气催化净化、纳米材料制备及其功能开发等领域的研究。主要负责承担了国家863计划、国家973计划、国家自然科学基金、上海市重点发展基金、海外合作等项目。在Chem Commun, J Phys Chem B, Appl Catal A & B,《科学通报》等国际国内权威期刊上发表了一系列学术论文,取得日本国发明专利 4 项,并获日本政府 “注目发明”奖 1 项。获国家发明专利 10 余项,获省部级科学技术进步奖 2 项。教育部“跨世纪优秀人才”培养计划入选者,中国化学会催化专业委员会委员,中国太阳能学会氢能专业委员会委员,中国仪表材料学会理事,973计划“太阳能规模制氢的基础研究”项目专家组成员,《环境污染与防治》杂志编委,亚太纳米科技论坛ISNEPP2006、2007学术委员会委员。
李越湘:男,博士,教授,博士生导师,南昌大学科技处副处长。南昌大学材料物理与化学重点学科光催化方向学术带头人,江西省高校中青年学科带头人,2004年获江西省科学技术协会“江西青年科学家提名”称号。现为中国太阳学会氢能专业委员会委员,《功能材料》通讯编委。1984年大学本科毕业于江西大学化学系,获学士学位;1996,10-1997,12国家公派到德国科隆大学((Universitaet zu Koeln))做访问学者,期间得到德国学术交流中心(DAAD)短期奖学金资助;2002年研究生毕业于中国科学院研究生院(兰州化学物理所),获理学博士学位;2006年6月-11月国家公派到德国汉诺威大学(Leibniz Universitaet Hannover)做高级研究学者。长期从事光催化、无机材料、环境化学等方向的研究,已在国内外重要学术刊物上发表了学术论文50余篇,其中18篇为SCI论文,4篇为EI。作为主要承担者完成省科技厅攻关项目一项和多项横向项目,主持和参与(排名第二)完成江西省自然科学基金各一项。目前承担973计划(国家重点规划基础研究项目)二级子项目和省自然科学基金项目各一项。
尚世通(1985一):男,山东省成武县人,东北电力大学硕士研究生,主要从事水质科学与技术研究工作。
宋华(1963-):女,工学博士,教授、博导,现系大庆石油学院化学化工学院副院长,从事绿色化学及催化理论等方面的研究。
胡蕊(1985一):女,陕西咸阳人,西北大学在读硕士研究生,师从樊君教授,从事光催化分解水制氢方面的研究。
田蒙奎(1978—):男,贵州翁安县人,中国科学院地球化学研究所和上海交通大学联合培养博士研究生,从事光触媒材料及太阳能光解水制氢的研究。
潘商峰(1983--):男。河北沧县人.在读硕士,师承李越湘教授.从事光催化材料研究. 其他:烟台大学教授徐爱琴、大庆石油学院化学学工学院教授李锋、化工学院教授樊君、中国科学院教授田蒙奎、上海交通大学机械与动力学院燃烧与环境技术研究中心欧阳自远、扬州工业职业技术学院张伟,沈发治,杜彬、中国科学院潘高峰、湘潭大学化学学院朱启安,王树峰,王先友,宋方平,陈万平等(以上研究人员排名不分前后)。
二.研究内容概括 2.1概述:
煤和石油等化石燃料消耗量的日益增加。其储量日益减少.终有一天这些资源将会枯竭。这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新型能源。氢能正是人们所期待的这种二次能源之一。
氢是自然界存在最广泛的元素。大量存在于水中.据统计它构成了宇宙的75%。氢作为能源有以下特点:(1)发热值很高,是汽油的3倍;(2)易储运,适应各种环境的要求;(3)本身无毒,且燃烧时只产生水,没有其他污染。以方便而廉价的方法制备氢成为能源和环境工作者梦寐以求的愿望。
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源。1972年。El本学者Fujishima和Honda对光照Ti02电极导致水分解产生氢的发现,揭示了太阳能制氢的可能性。目前。利用太阳能光解制氢的研究主要集中于光电化学法和光催化法嘲,其中以半导体光解水制氢方法经济、清洁、实用,是一种比较有前途的方法。太阳光谱中分布最强的成分集中在可见光区,因此设计在可见光区内具有高量子产率的催化剂是充分利用太阳能、降低光催化制氢成本的关键。本文主要介绍几种具有可见光响应的光催化剂在光解水制氢方面的应用。
2.2光催化分解水制氢的原理:
水是一种非常稳定的化合物。从水这一反应物到氢气和氧气产物的变化.是一个自由能增大的非自发反应过程。在标准状态下若要把l mol的水分解为氢气和氧气.则需237 kJ的能量。光催化反应可以被分为2类。上坡反应和下坡反应,如图1所示川。把水分解成氢气和氧气伴随的是吉布斯自由能的增加(AGo=237 kJ/m01),该反应是一个上坡反应.把光能转化成化学能。而光催化降解有机物是一个下坡的反应。是不可逆的。
图2显示了在光和半导体光催化剂(以Ti02为例)的共同作用下,上述反应的实现过程。
TiO:为N型半导体,有非常好的光稳定性,因而在光催化剂的研究中有着广泛的应用前景。Ti02的禁带宽度为3.2 eV。能够利用太阳光中400 nm以下波长的光。水的分解电解电压为1.23 eV,加上超电位。最适宜的分解电压为1.8 eV左右。当它受到其能量相当或高于该禁带宽度的光辐照时.半导体内的电子受激发从价带跃迁到导带。从而在导带和价带分别产生自由电子和电子空穴。水在这种电子一空穴对的作用下发生电离,生成H:和O:。由于存在电子和空穴再结合和光解水的效率取决于2个因素:(1)光生电子一空穴对的多少;(2)电子一空穴对与受体或给体的反应速度要大于电子和空穴的复合速度。必须指出的是.并非所有的半导体都能够分解水。除了其禁带宽度要大于水的电解电压(理论值1.23 eV)外,还有来自于电化学方面的要求,价带和导带的位置必须要分别同OJH:0和HJH:0的电极电位相适应。具体地说,半导体价带的位置应比O/H20的电位更正,而导带的位置应比H2/H20更负。图3列出了一些半导体材料的能带结构和光解水所要求的位置关系嗍。
由于目前研究的大部分半导体催化剂具有比较宽的禁带宽度.只能够吸收紫外光。而太阳光谱中分布最强的成分集中在可见光区,紫外光只占太阳光中很小的部分。设计在可见光区内具有高量子产率的催化剂是充分利用太阳能、降低光催化制氢成本的关键。具有可见光响应的催化剂必须有合适的能带结构。
三.具有可见光响应的光催化剂
总的来说.半导体的带宽要大于分解水需要的最小带宽。需要在半导体的价带和导带之间引入一个能级,使半导体的带宽减小从而具有可见光响应。近几年.光催化分解水制氢的研究主要集中在利用可见光反应体系的研究中.所报道的光催化剂大概有CdS,Bi2MNb07(M=AI,Ga,In,Y),Pt/SrTi03:Cr,Sb,Pt/SrTi03:Cr,Ta,Pt/SrTi03:Rh等。
3.1 CdS光催化剂
CdS的带隙宽度为2.4 eV.对可见光有很好的吸收。当能量大于或等于禁带宽度的光子被CdS吸收后,价带上的电子跃迁到导带,而空穴则留在价带。e-cb和h+vb能够把水分解成氢和氧。如下所示:
然而,下面的副反应与第3步反应同时存在:
这个副反应使CdS发生光腐蚀.从而限制它的应用。虽然硫化物作为光催化剂容易产生光腐蚀。但是在利用可见光的研究中仍是一个重要的切入点,而且光腐蚀的问题可以通过加入牺牲剂来克服。
人们采取了许多措施来抑制光腐蚀的发生。CdS上担载Pt可以有效的降低光腐蚀。Thewissen等将CdS上负载RuO2在可见光下将H2S分解成氢气和S。Matsumara等报道了Pt/CdS悬浮在亚硫酸钠溶液中。在可见光下高效制氢的同时能够将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子和连二硫酸根.产氢速率为0.61 mmol/h。CdS和其他化合物或金属组成复合材料可以有效的减少电子和空穴的复合.从而提高光催化的效率。上官文峰等合成了具有层间复合结构的CdS—KTiNb05,CdS—K2Ti3.9Nb0.109等纳米复合材料,其光催化活性高于单一的Cds光催化剂。Takayuki Hirai等人研究了纳米CdS—Ti02复合材料。在CdS纳米粒子表面浸渍巯基乙酸(MAA)可以从2一丙醇水溶液中光催化制氢。量子产率较高。这可能是由于CdS被激发了的电子注入到TiO:空的导带中(图4),从而增加了电子和空穴的有效分离,提高了光催化效率。
3.2过渡金属掺杂的光催化剂
适当的离子掺杂可以在半导体的导带和价带之间引入杂质能级,从而使带宽变小。离子掺杂的光催化剂引起研究者比较广泛的关注。由锑或钽与铬共掺杂的SrTiO3,在可见光(A>420 nm)下具有从甲醇水溶液中制氢的活性.产氢速率分别达到了0.078和0.07 mmol。Cr3+形成的施主能级位于半导体禁带中。从而使光催化剂具有可见光响应;而Sb“或Ta“能够维持体系的电荷平衡,抑制Cr6+,和氧缺陷的形成。Rh掺杂的SrTiO,在甲醇水溶液中产氢的量子产率为5.2%(420 nm)。可见光的响应是由于电子从Rh形成的施主能级跃迁到Ti3d材轨道形成的导带。
3.3具有连续价带的光催化剂
利用O2p轨道与其他轨道杂化形成连续能级的价带有利于光催化活性的提高。BiVO4。和AgNbO3,等催化剂在可见光下都具有较好的活性。BiVO4和AgNbO3对分解4一壬基苯氧基乙酸也有比较好的活性。BiV04的合成是把K3V50l4。与Bi(N03)3·5H20水溶液在室温下搅拌。采用液相法合成的BiVO4。活性高于传统固相法合成的BiV04。这类催化剂对可见光的吸收是带一带跃迁引起的。由于Bi6l和Ag4d轨道与02p轨道耦合,使得半导体价带的位置提高,降低了带隙宽度。
3.4 Z型光催化制氢体系
Sayama等人最早报道了以W03和Fe3+/Fe2+组成的2步激发光催化分解水制氢悬浮体系的研究结果。该体系的作用机理类似于光合作用的“Z”模型。故称Z型光催化剂,Fe2+“吸收光产生的Fe2+“和H+作用放出氢,生成的Fe3+“则被光激发WO3,产生的导带电子还原为Fe2+“,而光激发产生的价带空穴则把水氧化成氧,如图5所示。Akihiko Kudo及其合作者将Pt/SrTi03:Rh与BiV04,Bi2M006等作为光催化剂.Fe2+/Fe3+为电荷传递体。建立了具有可见光响应的Z型反应体系。在440 nm的量子产率达到了0.3%.把可见光拓展到了520 nm。
四.提高光催化剂性能的途径
某些光催化剂在催化制氢的过程中存在电子一空穴复合快、光谱利用范围窄,光量子效率低等问题,使其实际应用受到了限制。为了提高光催化剂光量子效率,人们开始转向对光催化剂进行改性。目前,主要的改性方法有贵金属沉积法、离子掺杂法、染料光敏化法等。本文主要介绍了光催化剂纳米化、离子掺杂、半导体复合。
4.1光催化剂纳米化
纳米微粒由于尺寸小,表面所占的体积分数大,表面的键态和电子态与颗粒内部不同、表面原子配位不全等,导致表面的活性位置增加,这就使它具备了作为催化剂的基本条件。纳米半导体比常规半导体光催化活性高得多,原因在于量子尺寸效应使其导带和价带能级变成分立能级,能隙变宽,导带电位变得更负,而价带电位变得更正,这意味着纳米半导体粒子具有更强的氧化或还原能力。Zhou等【12】采用水热法合成纳米Sr2Ta20,其表现出较高的光催化活性。主要是因为其具有较大的表面积和纳米结构。
4.2离子掺杂
离子的掺杂产生离子缺陷,可以成为载流子的获阱,延长其寿命。相对于金属离子掺杂,非金属离子掺杂光催化剂的研究较少。Yuan等121制备了高比表面积的N负载TiO:光催化剂,其光谱响应范围扩展至600 rim。N在Ti02中以分子N2的化学吸附取代基N两种形态共存,它们都加强了可见光的效应,使N—TiO:具有较高的光催化制氧活性。Di等阎和Yamada等1231的研究证实N、F共掺杂Ti02可见光下的光催化活性高于单掺杂的Ti02。s、N共掺杂也可促使TiO:可见光响应。Wei等1241发现s、N共掺杂可产生协同效应,使TiO:的光吸收带边红移,且在可见光区呈现强吸收。
近来人们又进行金属离子,非金属离子共掺杂的方法进一步提高光催化剂的活性。Song等1251发现铜氮共掺杂TiO:在可见光区具有强吸收,光吸收带边红移,而且其光催化活性高于单掺杂和不掺杂的TiO:。Lv等1261研究了铋、碳和氮共掺杂的TiO:,发现共掺杂TiO:不但提高了电子和空穴的分离效率,而且增强了催化剂对光的吸收,光吸收带边红移,光催化活性提高。
4.3半导体复合
近几年,对半导体复合进行了许多研究,复合半导体使吸收波长大大红移,催化活性提高,这可归因于不同能级半导体问光生载流子易于分离。此外,复合半导体的晶型结构也使光催化活性得到提高。王艳华等1271在超声条件下,采用溶胶凝胶法制备Zn(OH):溶胶,然后在其上沉积沉淀CdS,制备cdS/Zn(OH):催化剂前驱体。前驱体分别在空气和氮气下焙烧,制得两种CdS/ZnO复合光催化剂。催化剂表征和分解水制氢实验结果表明,两种CdS/Z nO复合光催化剂在可见光区均有强吸收。
五.结语与展望
近10年来,虽然Ti02光催化研究取得长足进展。但目前仍然存在光催化反应机理的研究不够深人;不能有效利用可见光等等。通过掺杂的方法,可以拓展TiO:光催化剂对光的响应,但催化效果并不理想,特别对于光解水制氢气与氧气体系。为了进一步提高光解水催化剂的光催化活性,均需要在其表面负载Pt,Ru或NiO,并且需要在反应体系中添加NazS,NaaSO,或CH,OH作为牺牲剂。寻找本身具有较高的氢生成活性中心的光催化剂,则无需负载Pt等贵金属也可实现光解水制氢。同时,如何使牺牲剂循环使用,甚至无须牺牲剂实现可见光的光解水,仍需要进一步的研究。
在光催化制氢反应体系方面。目前大多以淡水为研究对象。然而自然界中,淡水只约占全球水储量的2.53%,可被人类直接利用的还不到1%,所以淡水是非常宝贵的资源。与此同时,地球上水资源的97.5%是海水.海水资源可以说是取之不尽、用之不竭的。所以,利用海水制氢有着重要的研究意义,这对于淡水资源和土地资源日益稀缺的我国来说尤为重要。
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第二篇:桥梁工程总结全解
名词解释
1.桥梁全长:桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离。对于无桥台的桥梁为桥面行车道的全长
2.多孔跨径总长:梁式桥、板式桥涵的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长;拱式桥涵为两岸桥台内起拱线的距离,其他形式桥梁为桥面系车道长度。
3.跨径:结构或构件支承间的距离。对于梁式桥、斜拉桥和悬索桥,它是指相邻两桥墩中线之间的距离,或墩中线至桥台台背前缘之间的距离;对于拱桥,则是指净跨径。
4.计算跨径:对于具有支座的桥梁,是指桥跨结构所支承的相邻墩台上的支座中心之间的距离;不设支座的桥梁为上、下部结构相交面中心间的水平距离
5.净跨径:指设计洪水位上相邻两个桥墩之间的净距。
6.桥面净空:桥梁行车道、人行道上方应保持的空间界限。
7.五点重合法:求悬链线拱的拱轴系数时,要求拱圈的五个关键控制截面,即拱顶,两拱脚和两个四分点达到压力线和拱轴线必须重合,从而使各拱圈截面不产生过大的弯矩峰值,这种设计方法称为五点重合法。
8.矢跨比:指拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高与计算跨径之比。9.纯压拱:在某种荷载作用下任意截面弯矩等于零
10.合理拱轴线:一些特殊的分布荷载,和荷载分布规律有关的拱轴线。
11.拱桥按结构体系分类:简单体系拱桥、组合体系拱桥、刚架体系拱桥
1.简单体系拱桥:桥面系是局部承力和传力结构,不考虑与主拱联合受力。是有推力拱,水平推力由墩台和基础直接承受。
2.组合体系拱桥:可以是有推力拱,也可以是无推力拱。
3.刚架系杆拱桥:刚架系杆拱中拱肋与桥墩固结,不设支座,采用预应力钢绞线作为拉杆来平衡拱的推力,拉杆独立于桥面系之外,不参与桥面系受力,而桥面系为局部受力构件。
12.斜拉桥塔梁之间的组合方式:漂浮体系、支承体系(包括半漂浮体系)、塔梁固结体系、刚构体系。1漂浮体系:主梁在顺桥方向变形不受索塔约束,主梁水平荷载不直接传递到索塔。
优点:顺桥向负担小和主梁弯矩分布均匀,纵桥向周期长,减轻地震作用。
缺点:结构刚度小,顺桥向变形大,施工期间稳定性差。
2支承体系:塔梁之间有竖向支承、在顺桥向有一定水平约束的结构形式,其中半漂浮体系在顺桥向无约束。优点:索塔对主梁懂得纵向水平约束刚度越小,结构受到的水平地震作用越小,顺桥向水平变形增大。缺点:刚度较大的支点使得主梁出现比较大得负弯矩。
3塔梁固结体系:塔梁之间固结,但塔与墩之间用支座传递荷载的结构形式。
优点:索塔弯矩小、主梁受力均匀,整体升温引起温度应力小。缺点:结构刚度小,变形较大,支座承受反力大。
4刚构体系:塔、梁、墩三者之间固结的结构形式。
优点:刚度大,变形小,索塔部位不要设置支座,结构维护容易,施工过程稳定性好。缺点:支点处主梁弯矩大,索塔要承受很大的温度应力和水平地震作用。
13.鞍座:设在塔顶及桥台上直接支承主缆并将主缆荷载传递给塔及桥台的装置。
14.锚碇:锚块基础、锚块、主缆锚固系统及防护结构等的总称。
问答题
一.桥梁的组成?
桥梁结构一般分为上部结构与下部结构。上部结构包括桥面铺装、桥面系、承重结构,以及连接部件;下部结构为桥墩、桥台和基础,有时下部结构仅含桥墩与桥台,将桥梁基础单列。桥梁上、下部结构之间常采用连接。上部结构是在线路遇到障碍而中断时,跨越这类障碍的主要承载结构。下部结构的主要作用是承受上部结构传来的荷载,并将它及本身自重传给地基。
二.桥梁有哪些基本类型?按照结构体系分类,各种类型的受力特点是什么?
答:梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥。按结构体系划分,有梁式桥、拱桥、钢架桥、缆索承重桥(即悬索桥、斜拉桥)等四种基本体系。梁式桥:梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。拱桥:主要承重结构是拱肋或拱圈,以承压为主。刚架桥:由于梁与柱的刚性连接,梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用,整个体系是压弯构件,也是有推力的结构。缆索桥:它是以承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
三.公路桥面的构造?桥梁上有哪些基本的附属设施?
公路桥面构造包括行车道铺装、排水防水系统、人行道(或安全带)、缘石、栏杆、照明灯具和伸缩缝等。附属设施包括桥面系、伸缩缝、桥梁与路堤衔接处的桥头搭板和锥形护坡等。
四.预应力钢筋的布置:纵向力筋、横向力筋和竖向力筋 纵向力筋的布置:
1.连续配筋:对小跨度的等截面连续梁桥,采用就地灌注施工的,其纵向力筋可按照结构各部位的受力要求进行连续配筋。
2.分段配筋:大跨度变截面预应力梁桥通常采用悬臂施工方法。悬臂伸出施工时,对梁体施加负弯矩筋;在两梁段合龙后(称为体系转换),再张拉正弯矩筋和其它力筋。
3.逐段加长力筋:由于力筋供料长度、施工方法和结构受力等方面的原因,有时需要采用连接器把主筋对接或逐段加长。逐孔施工、顶推法施工的连续梁常用。
4.体外布筋:力筋布置在主梁截面以外的箱内,配以横隔板、转向块等构造,对梁体施加预应力。
5.后连续力筋:对于采用先简支后连续方法施工的预应力混凝土连续梁桥,后连续采用预应力筋布置,必须先预留张拉槽孔和预埋管道,待连续部分的混凝土浇筑完毕后,穿束张拉后连续的力筋,实现整体梁的连续。
五.箱梁的受力特点和简化计算? 箱梁桥上的恒载一般是对称作用的,它使箱梁发生弯曲,而车辆活载一般是偏心作用,使箱梁发生扭转。另外,风力,列车横向摇摆力,支座高程的误差以及基础不均匀沉降等也会使箱梁发生扭转。对曲线桥,即便是对称作用的荷载,也会导致箱梁扭转,因此,结构所受到的外力可综合表示一偏心作用的荷载.简化计算1 经验估值法 2用修正偏心压力法求活载内力增加系数 经验估值法:对于箱型具有一定厚度且有横隔板加劲的箱型梁,忽略歪扭变形的畸变应力:将活载偏心作用引起的约束扭转正应力和扭转坚应力分别估计为活载对称作用下平面弯曲正应力的15%和剪应力的5% 用修正偏心压力法求活载内力增大系数:鉴于箱梁截面横向刚度和抗扭刚度大,则荷载作用下梁发生变形时可以认为横截面保持原来形状不变,即箱梁各个腹板的扰度也呈线性规律。因此通常可以将箱梁腹板近似看做等截面的梁,先按修正偏压法求活载偏心作用下边腹板的荷载分配系数,再乘以腹板总数,这样就可以得到箱梁截面活载内力的增大系数。六.拱桥的分类
1、按行车道位置分:上乘式、中乘式、下乘式
2、按结构体系分(承重结构受力图式分):简单体系拱桥、组合体系拱桥、刚架系杆拱桥
受力特点:简单体系拱桥:桥面系是局部受力与传力结构,不考虑与主拱联合受力
组合体系拱桥:主拱与梁等构件共同受力,对主拱的受力要求相对降低
刚架系杆拱桥:采用预应力钢绞线作为拉杆来平衡拱的推力,拉杆不参与桥面系受力,桥面系为局部受力构件
3、按主拱的截面形式分:板拱、肋拱、双曲拱、箱拱
七.拱桥高程:桥面高程、拱顶地面高程、起拱线高程和基础底面高程。
拱桥桥面的高程的确定:一方面由两岸线路的纵断面来控制,另一方面还要保证桥下净空能满足泄洪或同行的要求。
起拱线高程:为了尽量较小桥墩基础底面的弯矩,节省墩台圬工数量,选择低拱脚设计方案。八.为什么说拱桥的主拱的矢跨比是拱轴设计中的主要参数之一? 拱桥的水平推力与垂直反力之比值,随矢跨比的减小而增大;当矢跨比减小时,拱的推力增大,反之则水平推力减小;无铰拱随矢跨比减小其弹性压缩、温度变化、混凝土收缩及墩台位移产生的附加内力越大;拱的矢跨比过大使拱脚段施工困难;矢跨比对拱桥的外形及周围景观的协调产生影响
九.矢跨比对拱桥受力的影响? 计算表明,恒载的水平推力与垂直反力之比值,随矢跨比的减小而增大。当矢跨比减小时,拱的推力增大,反之则水平推力减小。推力大,相应地在拱圈内产生的轴向力也大,对拱圈本身的受力状况是有利的,但是对墩台基础不利。同时,当拱圈受力后因其弹性压缩,或因温度变化、混凝土收缩,或因墩台位移等原因,都会在无铰拱的拱圈内产生附加内力,而拱愈坦即矢跨比越小,附加内力越大。十.拉索布置形式:
1.索面数量:单索面、双锁面和多索面。双索面分为双平行索面和双斜索面。
2.拉索在顺桥向布置有辐射形、扇形和竖琴形。
辐射形:拉索倾角大,传递竖向荷载效率高,张力水平分立小,减轻主梁轴向压力。
扇形:索力传递接近于最合理,构造能满足施工要求。
竖琴形:优点:避免拉索之间相互交叉的视觉效应,景观效果好,且对主梁的轴向变形约束刚度大。缺点:竖向传力效果比较差。
3.拉索布置按间距分类:密索和稀索。
密索体系:拉索布置密集,可以改善主梁受力条件,索力较小,锚固方便。
稀索体系:主梁无索跨度大,弯矩大,要求主梁截面大,自重也大,索的拉力大,锚固困难。
十一.斜拉索的组成:钢索、两端的锚具、减震装置和保护措施。十二.悬索桥:由主缆、加劲梁、塔柱和锚定组成。悬索桥的结构体系根据加劲肋的构造分为:单跨、三跨简支和三跨连续。
悬索桥的分类:自锚式悬索桥、带斜拉索的悬索桥、斜拉-悬索混合的悬索桥。
悬索桥与其他桥式相比,为什么跨度大,优势体现在哪里?
1材料用量和截面设计方面。其他桥型的承重构件的截面面积,随着跨度增加而增加,致使材料用量大。而大跨度悬索桥加劲梁不是主要承重构件,面积不需要随跨度增大而增大。
2构件设计方面:许多构件截面积的增大时容易受到客观制约的,但悬索桥的主缆、锚定和塔这三项主要承重构件在扩充其截面积或承载能力方面遇到的困难比较小。3主缆具有非常合理的受力形式。对于拉压构件,应力在截面上得分布比较均匀,对受弯杆件,在弹性范围内应力分布呈三角形。就充分发挥材料的承载能力来说,拉压的受力方式较受弯合理,而受压构件需要考虑稳定性问题。由于主缆瘦啦,截面设计较容易,因此悬索桥跨度是最大的。(为什么悬索桥的跨度最大?)
4在施工方面。主缆先架好,而主缆可以有细小钢丝集合而成,使得建造大跨度桥梁使用的大直径缆索能够通过小型安装完成。主缆完成后就是一个现成的悬吊式脚手架。虽然要采取措施防御大风,但同其他桥比起来风险也较小。净跨径: 对于梁桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩或桥墩与桥台之间的净距离;对于拱桥是指两拱脚截面最低点之间的水平距离。计算跨径: 对于有支座的桥梁,是指桥跨结构相邻两个支座中心的距离,用表示;对于拱桥,是指相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离 3 桥梁全长: 指桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离,对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长.4 设计洪水位: 桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位 5 荷载折减系数:计算结构受力时,考虑活荷载标准值不可能全部布满和各构件受载后的传递效果不同,对荷载进行折减的系数。分为横向折减系数和纵向折减系数。6 偶然作用:是指在结构使用期间出现的概率很小,一旦出现,其值很大且持续时间很短的作用。永久作用:是指在结构使用期间,其量值不随时间而变化或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用。可变作用:是指在结构使用期间,其量值随时间变化,且其变化值与平均值比较不可忽略的作用。9 荷载横向分布影响线:指表径桥路上车辆、人群荷载沿横桥上对主梁分配的荷载程度的系数 矢跨比:指拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高与计算跨径之比(),亦称拱矢度,它是反映拱桥受力特性的一个重要指标 合理拱轴线:能使拱的各个截面弯矩为零的拱轴线。五点重合法:求悬链线拱的拱轴系数时,要求拱圈的五个关键控制截面,即拱顶,两拱脚和两个四分点达到压力线和拱轴线必须重合,从而使各拱圈截面不产生过大的弯矩峰值,这种设计方法称为五点重合法。净矢高:指从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点连线的垂直距离,以表示。标准跨径: 对于梁桥,是指两相邻桥墩中心线之间的距离,或桥墩中心线至桥台台背前缘之间的距离;对于拱桥,则是指净跨径,用表示 连拱作用 :支承在有限刚度桥墩上德连续多孔拱桥,在拱圈受力时,各孔拱圈桥墩变形相互影响的作用 预拱度:为了平衡桥梁使用时的上部结构和施工时支架的各变形值,在桥梁浇筑时预先施加的一个上拱值。17 简单体系拱桥是有推力拱,拱的水平推力直接由墩台或基础承受,主拱圈是桥跨结构的主要承重构件 拱桥的联合作用是指当活载作用于桥跨结构时,拱上建筑参与主拱圈共同承受活载的作用 桥梁的建筑高度是指桥面与桥跨结构最低边缘的高差
20总跨径是计算跨径之和 作用效应是指永久作用、可变作用、偶然作用等桥梁作用于桥梁上引起其结构外加变形或约束变形 22 建筑高度:指桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离。桥下净空高度:指设计洪水位或通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离。桥梁高度:指桥面与低水位之间的高差或为桥面与桥下线路路面之间的高差 容许建筑高度:公路(或铁路)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高,对通航净空顶部标高之差,又称为容许建筑高度。最不利荷载组合:对于桥梁结构可能同时存在的荷载,使其产生最不利效应时的荷载组合。拱轴系数:是指拱脚的恒载集度和拱顶恒载集度的比值 作用效应组合:对结构上可能同时出现的作用,按照产生最不利效应时进行的组合。
简答题 梁式桥按承重结构的静力体系的分类和特点?
分为简支梁桥、悬臂梁桥、、连续梁桥、T形钢构桥及连续-钢构桥。简支梁桥受力简单梁中只有正弯矩,体系温变、张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力,设计计算方便,最易设计成各种标准跨径的装配式结构。将简支梁桥梁体加长,并越过支点就成为悬臂梁桥。将简支梁梁体在支点上连接形成连续梁,连续梁受温度变化及混凝土收缩等影响产生的纵向位移也就较大,使伸缩缝及活动支座的构造复杂化。T形刚构是一种墩梁固结、具有悬臂受力特点的梁式桥。连续钢构桥是预应力混凝土大跨梁式桥的主要桥型之一,它综合了连续梁和T形钢构桥的受力特点,将主梁做成连续梁体,与薄壁桥墩固结而成。主拱圈高度如何拟定?
答:根据跨径大小、荷载等级、主拱圈材料规格等条件决定 选择拱轴线的原则?常用的拱轴线型有哪些?什么是合理拱轴线? 答:选择拱轴线的原则是尽可能降低由于荷载产生的弯矩值,充分利用圬工材料抗压性能。常用的拱轴线型有圆弧线、抛物线和悬链线。合理拱轴线是拱桥上拱圈截面只受轴向压力而无弯矩作用的拱轴线。“五点重合法”如何确定空腹式悬链线拱的拱轴线和拱轴系数?
答:五点重合法:使悬链线拱轴线接近其恒载压力线,即要求拱轴线在全拱有5点(拱顶、拱脚和1/4点)与其三铰拱恒载压力线重合。6 简支梁桥的设计计算应包括哪些内容?
答:有受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、裂缝宽度计算、挠度计算。简述“全预应力混凝土梁”和“部分预应力混凝土梁”各自的优缺点? 答:全预应力是在全部荷载最不利组合作用下,正截面上混凝土不出现拉应力。部分预应力是在全部荷载最不利组合作用下构,构件正截面上混凝土允许出现裂缝,但裂缝宽度不超过规定容许值。悬臂梁桥和连续梁桥为什么比简支梁桥具有更大的跨越能力?它们的主要配筋特点是什么?
答:这主要是由于悬臂体系梁桥和连续体系梁桥存在支点负弯矩,所以,其跨中弯矩比相同跨径相同荷载的简支梁桥的跨中弯矩显著减小。同时,由于跨中弯矩的减小可以减小跨度内主梁的高度,从而降低钢筋混凝土用量和结构自重,而这本身又导致了恒载内力的减小,所以它们具有更大的跨越能力。由于负弯矩的存在,它们主要的配筋特点是在支点附近需要配置承受负弯矩的力筋,在跨中附近需要配置承受正弯矩的力筋。悬索桥的基本组成、构造类型、结构体系和受力特点?
答:其主要结构由主缆、桥塔、锚碇、吊索、加劲梁等组成,构造类型组合体系桥型,结构体系为利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系,受力特点是在吊索的悬吊下,加劲梁相当于多个弹性支承连续梁,弯矩显著减小;悬索桥的活载和恒载通过吊索和索夹传递至主缆,再通过鞍座传至桥塔顶,经桥塔传递到下部的桥墩和基础;主缆除承受活载和加劲梁的恒载外,还分担一部分横向风荷载并将它直接传到塔顶。什么叫矮塔部分斜拉桥,它有什么特点?
答:1,埃塔部分斜拉桥由于拉索不能提供,足够的支承刚度,故要求主梁的刚度较大。因拉索只提供部分刚度,所以命名其为部分斜拉桥。
2,特点:塔较矮;梁的无索区较长,没有端锚索;边跨与主跨比值较大,一般大于0.5;梁高较大;受力一梁为主,索为辅;斜拉锁的应力变幅较小,可按体外预应力索布置。连续梁桥中通常布置三向预应力筋,他们分别和什么内力相对应?
答:纵向预应力抵抗纵向受弯和部分受剪,竖向预应力抵抗受剪,横向预应力抵抗横向受弯 斜拉桥的基本组成、构造类型、结构体系和受力特点?
答:斜拉桥由斜索、塔柱、主梁三部分组成,是一种桥面体系受压,支承体系受拉的多次超静定结构。从塔柱上伸出并悬吊起主梁的高强度钢索起着主梁弹性支承的作用,从而大大减小梁内弯矩,使梁截面尺寸减小,减轻了主梁的重量,加大了桥的跨越能力。在这三者中,塔柱以承压为主有时还要承受较大弯矩,主梁受弯也受轴向压力或拉力。为什么大跨度连续梁桥沿纵向一般设计成变高度的形式?
答:
1、大跨度连续梁桥恒载内力占得比重比较大,选用变高度梁可以大大减少跨中区段因恒载产生的内力;
2、变高度梁符合内力分布规律;
3、采用悬臂法施工时,变高度梁又与施工的内力状态相吻合;
4、从美学观点出发,变高度梁比较有韵律感,特别是位于城市中的桥梁 变高度连续体系梁桥箱梁的梁高应如何拟定?
答:在不受截面设计中建筑高度限制的影响的前提下,连续箱梁的梁高宜采用变高度的,其底曲线可采用二次抛物线、折线和介于两者之间的1.5-1.8次抛物线形式,具体的选用形式应按照各截面上下缘受力均匀、容易布束确定。根据已建成桥梁资料分析,支点截面的梁高H支约为(1/16—1/20)L(L为中间跨跨长),跨中梁高H中约为(1/1.6—
1、2.5)H支。在具体设计中,还要根据边跨与中跨比例、荷载等因素通过几个方案的比较确定。什么是拱上建筑?实腹式和空腹式拱上建筑的组成?
答:由于主拱圈是曲线型,一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶,所以在行车道系与主拱圈之间需要有传递荷载的构件和填充物。这些主拱圈以上的行车道系和传载构件或填充物统称为拱上建筑。
实腹式拱上建筑由拱腔填料、侧墙、护拱和桥面系等部分组成,一般适用于小跨径拱桥。空腹式拱上建筑最大的特点在于具有腹孔和腹孔墩。腹孔有拱式腹孔、梁(板)式腹孔两种形式。腹孔跨径不宜过大,腹孔的构造应统一。
桥梁纵断面的设计的主要内容有哪些项?
答:桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径,桥梁的分孔,桥道的标高,桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度等。混凝土桥面是由哪些部分组成的?各部分的作用是什么?
答:
1、道床:减弱对桥的冲击;缓和列车的震动;防治枕木移位;将车轮集中荷载分布到梁顶面;调整轨底标高。
2:桥面铺装:防治车道板磨耗;保护主梁免受雨水侵蚀;减缓冲击;分散汽车荷载。
3:防排水系统:使桥面快速排水,防治桥面水渗透到主梁内部;增加结构的耐久性。
4:伸缩缝:使桥面自由伸缩,桥面连续,车辆驶过时平顺,防止雨水和杂物渗入。
5:防撞墙:防治汽车重装桥面护栏,同时作为机动车道和人行道或非机动车道的分隔带 17 桥面的防排水系统有何作用?常用的构造措施和施作方法有哪些?
答:应迅速排除桥面上积水,并使渗水的可能性降至最小限度。城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象 设置桥梁纵坡的原因和目的是什么?
答:为使雨水迅速排除,防止或减少雨水对铺装层的渗透,从而保护了行车道板,延长桥梁使用寿命。桥面铺装、伸缩缝的作用、要求和类型?
答:桥面铺装作用是保护桥梁主体结构,承受车轮的直接磨损,防止主梁遭受雨水的侵蚀,并能对车辆集中荷载起一定的分布作用。因此,桥面铺装应有一定的强度,防止开裂,并耐磨损。主要类型有普通水泥混凝土、防水混凝土、沥青混凝土。伸缩缝为了保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变等影响下按静力图示自由变形,要求1.能保证结构温度变化所引起的伸缩变形2.车辆驶过时应能平顺、不打滑、无突跳、过大的噪声与振动3.具有安全排水防水的构造防止雨水侵蚀、垃圾及泥土的阻塞对伸缩缝本身以及对桥面以下支座和其他结构的损坏、对功能正常发挥作用。类型有充填式伸缩缝、钢板伸缩缝、橡胶伸缩缝、组合伸缩缝。行车道板的定义是什么?其作用是什么?
答:定义:行车道板是直接承受轮压的混凝土板,它与主梁梁肋和横隔梁联结在一起的结构板。作用:承力、传力、连接。画图表示出温度降低时拱弹性中心处的水平力。P302 23 画出系杆拱桥简图,指明系杆位置所在,简述其作用。拱桥如何处理不等跨分孔问题 ?
1、采用不同的矢跨比:矢跨比与推力大小成反比
2、采用不同的拱脚标高
3、调整拱上建筑的重力
4、采用不同类型的拱跨结构:小跨采用板拱,大跨采用肋拱或中承式拱 拱桥的优缺点(P19和P229)优点:
(1)在竖直荷载的作用下所产生的水平反力,使得与同跨径、同截面的梁相比,拱的弯矩和挠度及剪力要小得多
(2)拱桥的跨越能力很大,外形美观 缺点
(1)
主拱在合拢之前不是拱结构,需要借助其他辅助措施,施工难度大
(2)
拱脚水平推力较大,下部结构的工程数量也相应增加,对地基条件要求较高(3)
拱以受压为主,稳定性能问题突出 拱桥与梁桥相比在受力性能上有哪三点差异?
竖向荷载作用下,支承处存在水平推力,且全拱均匀相等
由于水平推力使拱桥截面弯矩比同截面的梁桥小
主拱主要承受弯压内力 拱桥的主要设计标高有哪四个?
拱桥的设计标高主要有四个:桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高和基础底面标高 29 拱轴线的型式与拱上建筑的布置一般有哪四点关系? 小跨径实腹式拱桥采用圆弧线拱轴线
小跨径空腹式拱桥采用悬链线拱轴线
大、中跨径可采用空腹式近似悬链线拱轴线
轻型拱桥或全透空的大跨径拱桥可采用抛物线拱轴线
拱桥如何处理不等跨分孔问题?
1、采用不同的矢跨比:矢跨比与推力大小成反比
2、采用不同的拱脚标高
3、调整拱上建筑的重力
4、采用不同类型的拱跨结构:小跨采用板拱,大跨采用肋拱或中承式拱 分析题
一
预应力混凝土连续梁梁桥活载内力计算的方法?
答:1.按空间结构计算活载内力 按空间结构计算连续梁桥活载内力的方法有:
(1)按最不利布载计算各主梁(肋)的荷载横向分布系数,按平面杆系结构计算绘制该主梁(肋)的纵桥向内力影响线;
(2)将荷载乘以荷载横向分布系数,沿桥梁纵向按最不利位置分别将荷载加至影响线正负效应区,即可求得绝对值最大的正负活载内力。2.按平面杆系结构计算活载内力 计算方法与空间结构类同,只是无需计算横向分布系数。二 预应力混凝土连续刚构梁桥的主梁截面和预应力筋布置特点? 答:
1、由于刚构桥的主梁除了在跨中部分承受正弯矩外,在支点附近还要抵抗较大的负弯矩,因此在进行截面设计时往往要加强截面底部的混凝土受压区。常用形式有带马蹄形的T形截面,箱型截面,适用于中等跨径及大跨径的桥梁。为了适应向支点处逐渐增大的负弯矩,梁高及梁底均可相应地加大。
2、带挂梁刚构桥的悬臂部分只承受负弯矩,因此将预应力筋布置在梁肋顶部和桥面板内,以获得最大的作用力臂,预应力筋分直筋和弯筋两类,直筋的一部分在接缝处端面上锚固,一部分直通至悬臂端部锚固在牛腿端面上。肋内的弯筋则随着施工的推进逐渐下弯而倾斜锚固在各安装块件(或现浇段)上。为了使位于梁肋外承托内的力筋也能下弯锚固,通常还要使它们在平面内也作适当弯曲。下弯的力筋能增加梁体的抗剪能力。在大跨径桥梁中还可在肋内设置专门的竖向预应力筋来增强梁肋的抗剪作用。
对于带铰刚构桥,悬臂部分也可能出现正负异号的弯矩,在此情况下梁的底部也应布置适当的纵向预应力筋。
三
如何用等代荷载、内力影响线计算拱桥的活载内力? 答:
1、计算集中力荷载:
①首先画出计算截面的弯矩影响线、水平推力和支座竖向反力影响线;
②根据弯矩影响线确定集中力荷载最不利(最大、最小)的加载位置;
③以荷载值乘以相应位置的影响线坐标,求得最大弯矩(最小弯矩)及相应的水平推力和支座竖向反力。
2、计算均布力:
①下图是某等截面悬链线无铰拱桥左拱脚处的弯矩及水平推力和支座竖向反力影响线,首先将均布荷载布置在影响线的正弯矩区段。
②根据设计荷载和正弯矩区影响线的长度,可由《拱桥》手册的均布荷载表查得最大正弯矩的等代荷载及相应水平推力和竖向反力的均布荷载和,及相应的面积。
③再以分别乘以最大正弯矩及相应水平推力和竖向反力的面积,即可求得拱脚截面的内力。最大正弯矩:
与相应水平推力:
与相应竖向反力:
式中:─—为荷载横向分布系数;—为车道折减系数;
则与相应的拱脚截面的轴向力为:
同理,再将荷载布置在影响线的负弯矩区段,可求得最大负弯矩及相应水平推力﹑竖向反力和拱脚截面的轴向力。
④其它相应截面的轴向力和剪力分别按式下两式计算。
拱顶:
轴向力:
拱脚:
其它截面:
拱顶:
数值很小,一般不计算
剪 力:
拱脚:
其它截面:
数值较小,一般不计算
《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)第5.1.1条中规定,计算由汽车荷载产生的拱的各截面正弯矩时,拱顶至拱跨1/4点应乘以折减系数0.7,拱脚应乘0.9,拱跨1/4点至拱脚,用直线插入法确定。
四
实腹式悬链线拱的拱轴线和拱轴系数如何确定(含拱轴系数公式推导)?
答:定拱轴线一般采用无矩法,即认为主拱圈截面仅承受轴向压力而无弯矩。
拱轴系数的确定:拱轴系数:,拱顶恒载分布集度为 :
(4-20)
拱脚恒载分布集度为:
(4-21)
式中: ─—分别为拱顶填料、拱圈材料及拱腹填料的容重;
─—为拱顶填料厚度,一般为300~500mm;
─—为主拱圈厚度;
─—为拱脚处拱轴线的水平倾角; 由几何关系有
(4-22)
由以上各式可以看出,尽管只有
为未知数,其余均为已知,但仍不能直接算出。所以,在具体计算值时可采用试算法确定。具体做法如下:
①先根据拱的跨径和矢高假设,再由《拱桥》附录表(Ⅲ)-20查得拱脚处的值;
②将值代入式(4-21)计算出后,再与一同代入式(4-11),即可求得值。
③再与假设的值比较,如两者相
第三篇:化学电池的研究论文全解
本 科 论 文
题 目:学 院:专 业:年
级:姓 名: 化学电池的研究
摘要
通过前人的研究得知化学电池是将化学能直接转变为电能的装置。而这一理论
历了伏特的“伏特电堆”,才有化学电池(原电池和蓄电池两种)的问世。而化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池);铅酸蓄电池碱性氢氧燃料电池磷酸型燃料电池等等。这些电池的问世既给社会带来好的一面,同时也带来一些弊端。生产生活中我们要正确对待它。毕竟,“化学电池是把双刃剑”。
关键词:化学电池;发展史;种类;废电池处理
引言
化学电池是将化学能直接转变为电能的装置。它在人们日常生活中的应用范围极其广泛。现在我们就对化学电池工作原理(主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线)、种类以及它对环境、对人类健康污染源头的认识一定要到位。只有做到这些我们才能正确的使用好化学电池、才能从本质上对废电池做正确的处理,也只有做到这些、我们的处理方法才会更妥当、化学电池对我们的健康、对环境、才会更有利、才能为我们的生活带来福音。也只有这样,我们对它的处理才不会违背可持续发展、科学发展观、和谐发展的理念。化学电池才会有更好的发展前景,我们的明天才会更加的美好。
一 化学电池的发展史简介
1799年,伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里,发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是,他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片,平叠起来。用手触摸两端时,会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功的制成了世界上第一个电池—— “伏特电堆”。这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。它成为早期电学实验,电报机的电力来源。
1836年,英国的丹尼尔对 “伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液,解决了电池极化问题,制造出第一个不极化,能保持平衡电流的锌—铜电池,又称“丹尼尔电池”。此后,又陆续有去极化效果更好的 “本生电池”和 “格罗夫电池”等问世。但是,这些电池都存在电压随使用时间延长而下降的问题。
1860年,法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池。这种电池的独特之处是,当电池使用一段使电压下降时,可以给它通以反向电流,使电池电压回升。因为这种电池能充电,可以反复使用,所以称它为“ 蓄电池”。
然而,无论哪种电池都需在两个金属板之间灌装液体,因此搬运很不方便,特别是蓄电池所用液体是硫酸,在挪动时很危险。
二 化学电池的种类
化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池);铅酸蓄电池。其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。
1.锌锰电池
锌二氧化锰电池[1](简称锌锰电池)又称勒兰社(Leclanche)电池,是法国科学家勒兰社(Leclanche,1839-1882)于1868年发明的由锌(Zn)作负极,二氧化锰(MnO2)为正极,电解质溶液采用中性氯化铵(NH4Cl)、氯化锌(ZnCl2)的水溶液,面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池,由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态,故又称锌锰干电池。按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种,板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。
干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是A:二氧化锰粉末(黑色)------用于吸收在正极上生成的氢气;B:用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。
2.碱性锌锰电池[2]
20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。电池使用氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)的水溶液做电解质液,采用了与锌锰电池相反的负极结构,负极在内为膏状胶体,用铜钉做集流体,正极在外,活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接,正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。
3.铅酸蓄电池[3]
1859年法国普兰特(Plante)发现,由正极板、负极板、电解液、隔板、容器等5个基本部分组成。用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。
铅蓄电池可放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳;正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到硫酸溶液中。放电时为原电池,其电极反应为:
负极:Pb + SO42-- 2e === PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e === PbSO4+ 2H2O
总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O
当放电进行时,硫酸溶液的的浓度将不断降低,当溶液的密度降到一定浓度时应停止使用进行充电,充电时为电解池,其电极反应如下:
阳极:PbSO4 + 2H2O--2e === PbO2 + 4H+ + SO42-
阴极:PbSO4 + 2e === Pb + SO42-
总反应式为:2PbSO4 + 2H2O ====== Pb + PbO2 + 2H2SO4
当溶液的密度升到一定浓度时,应停止充电。
4.锌银电池
一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正极壳和负极壳组成,形似纽扣(俗称纽扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应式如下:
负极:Zn + 2OH- -2e=== ZnO + H2O
正极:Ag2O + H2O + 2e === 2Ag + 2OH-
电池的总反应式为:Ag2O + Zn ====== 2Ag + ZnO
电池的电压一般为1.59V左右,使用寿命较长。
5.镉镍电池和氢镍以及金属氢化物镍电池
二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极,以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为20世纪80年代,利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成,是小型二次电池主导产品。
6.锂电池 锂电池是一类以金属锂或含锂物质作为负极材料的化学电源的总称通称锂电池,分为一次锂电池和二次锂电池。
7.锂离子电池
指能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极,锂的化合物作正极,混合电解液作电解质液制成的电池。锂离子电池是1990年有日本索尼公司研制出并首先实现产品化。国内外已商品化的锂离子电池正极是LiCoO2,负极是层状石墨。
8.熔融盐燃料电池
这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池,按其所用燃料或熔融盐的不同,有多个不同的品种,如天然气、CO、---熔融碳酸盐型、熔融磷酸盐型等等,一般要在一定的高温下才能工作。
负极反应式:2CO + 2CO32--4e === 4CO
2正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e=== 2CO32-
总反应式为:2CO + O2=== 2CO2
该电池的工作温度一般650oC 左右。9.海水电池
1991年,我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。其电极反应式如下:
负极:4Al – 12e === 4Al3+
正极:3O2 + 6H2O + 12e === 12OH-
总反应式为:4Al + 3 O2 + 6H2O === 4Al(OH)
3这种电池的能量比普通干电池高数十倍。
本段是新型化学电池(1)碱性氢氧燃料电池[5]
这种电池用30%-50%KOH为电解液,在100°C以下工作。燃料是氢气,氧化剂是氧气。其电池图示为(―)C|H2|KOH|O2|C(+)
电池反应为 负极 2H2 + 4OH―4e=4H2O
正极 O2 + 2H2O + 4e=4OH-
总反应 2H2 + O2=2H2O
碱性氢氧燃料电池早已于本世纪60年代就应用于美国载人宇宙飞船上,也曾用于叉车、牵引车等,但其作为民用产品的前景还评价不一。否定者认为电池所用的电解质KOH很容易与来自燃料气或空气中的CO2 反应,生成导电性能较差的碳酸盐。另外,虽然燃料电池所需的贵金属催化剂载量较低,但实际寿命有限。肯定者则认为该燃料电池的材料较便宜,若使用天然气作燃料时,它比已经商业化的磷酸型燃料电池的成本还要低。
(2)磷酸型燃料电池
它采用磷酸为电解质,利用廉价的炭材料为骨架。它除以氢气为燃料外,现在还有可能直接利用甲醇、天然气、城市煤气等低廉燃料,与碱性氢氧燃料电池相比,最大的优点是它不需要CO2处理设备。磷酸型燃料电池已成为发展最快的,也是目前最成熟的燃料电池,它代表了燃料电池的主要发展方向。目前世界上最大容量的燃料电池发电厂是东京电能公司经营的11MW美日合作磷酸型燃料电池发电厂,该发电厂自1991年建成以来运行良好。近年来投入运行的100多个燃料电池发电系统中,90%是磷酸型的。市场上供应的磷酸型发电系统类型主要有日本富士电机公司的50KW或100KW和美国国际燃料电池公司提供的200KW。
富士电机已提供了70多座电站,现场寿命超过10万小时。
磷酸型燃料电池目前有待解决的问题是:如何防止催化剂结块而导致表面积收缩和催化剂活性的降低,以及如何进一步降低设备费用。
三 废电池的危害与处理方法[6]
1、电池的危害[7]
一般的电池主要成分为碳棒、碳粉、铝皮、包装纸,其中含有铁、碳、锌、锰、铝等元素以及一些微量的汞、镉、镍等元素,虽然所含的汞、镍含量极少,但其是重金属,所以对人体、环境的危害却不可估量。
(1)废电池对人体的危害。汞是一种毒性很强的重金属,对人体中枢神经的破坏力很大,上世纪五十年代发生在日本的震惊中外的水俣病就是由于汞污染造成的。目前我国生产的含汞碱性干电池的汞含量达1%—5%,中性干电池的汞含量为0.025%,我国电池生产消耗的汞每年就达几十吨之多。镉在人体内极易引起慢性中毒,主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血,严重使人体瘫痪。而铅进入人体后最难排泄,它干扰肾功能、生殖功能。
(2)废电池对环境的危害。目前,我国的废电池几乎都和生活垃圾一起排出;而生活垃圾多以堆肥,焚烧,填埋三种方式处理。据检验,我国有的城市每吨垃圾汞含量竟高达1.7~5.1g,其中70%来自废电池。当生活垃圾堆肥处理时,会因含汞等重金而影响发酵;当生活垃圾焚烧处理时,烟气中的汞含量也高达1~5mg/Nmз,超过世界保健机构规定的标准60~300倍;当生活垃圾填埋处理时,电池中的重金属可能随滤液一起渗漏出,成为污染土壤和地下水的永久隐患。有关资料显示,一节一号电池烂在地里,能使1平方米的土壤永久失去利用价值;一粒纽扣电池可使600吨水受到污染,相当于一个人一生的饮水量。在对自然环境威胁最大的几种物质中,电池里就包含了汞、铅、镉等多种,若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋,或者随手丢弃,渗出的汞及重金属物质就会渗透于土壤、污染地下水,进而进入鱼类、农作物中,破坏人类的生存环境,间接威胁到人类的健康。
2:处理方法[8]
(1)堆肥法:当生活垃圾堆肥处理时,会因含汞等重金属而影响发酵,这种处理方法对人体和环境都有害。
(2)焚烧法:当生活垃圾焚烧处理时,烟气中的汞含量也高达1~5mg/Nmз,超过世界保健机构规定的标准60~300倍,危害更大。
(3)填埋法:当生活垃圾填埋处理时,电池中的重金属可能随滤液一起渗漏出,成为污染土壤和地下水的永久隐患。
(4)热处理法:瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂,巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎,然后送往炉内加热,这时可提取挥发出的汞,温度更高时锌也蒸发,它同样是重金属。铁和锰融合成后成为炼钢所需的锰铁合金,该工厂一年可以加工2000吨废电池,可获得780吨锰铁合金,4000吨锌合金及3吨汞。另一家工厂则是从电池中提取铁元素,并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属直接出售。
(5)湿处理法:德国马格德堡近郊区正兴建一个“湿处理”装置,在这里除铅蓄电池外,各类电池均溶解于硫酸,然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属物,用这种方式获得的原料比热处理方法纯净,因而在市场上售价也更高,而且电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。湿处理可省去分拣环节(因为分拣是手工操作,会增加成本。)马格德堡这套装置年加工能力可达7500吨,其成本虽然比填埋方法略高,但贵重原料不致丢弃也不会污染环境。
(6)真空热处理法[9]:德国阿尔特公司研制的真空热处理法还要便宜,不过这首先需要在废电池中分拣出镍镉电池,废电池在真空中加热,其中汞迅速蒸发,即可将其回收,然后将剩余原料磨碎,后用磁体提取金属铁,再从余下粉末中提取镍和锰。
结论
通过以上论述,我们对化学电池的认识更加深刻,我们知道了很多种类的化学电池以及它们的工作原理、它们的构造、各种化学电池的优点、缺点。所以要想让它们为我们的生产生活服务、为社会主义建设社会服务,我们就要必须抓住他们的优点、知道他们的缺点、以至于扬长避短。这样正确地利用好化学电池、处理好废旧电池,也只有这样,我们对电池的利用与处理才能更佳;也只有这样,我们的生活才能更美好,社会主义的明天才更加美好。
参考文献
[1]张玲,陈磊磊.化学教学[J].上海.2010 ,(8)[2]严宣申.普通无机化学(第二版)[M], 北京, 北京大学出版社.2000, 134-138.[3]于同双.蓄电池[J] ,沈阳.2008,(12).[4]严宣申.普通无机化学[M], 北京大学出版社.2000,97-104.[5]天津大学化学教研室.无机化学(第三版)[M], 北京, 高等教育出版社.2002., 201-211.[6]人力资源和社会保障部教材办公室, 化学电池制造工[J], 北京.2005,(17).[7]废电池污染防治技术政策.国家环境保护总局[J].2003,(22).[8]期崔燕,王海宁.技情报开发与经济[J] , 北京.2007,(8).[9]戴志群,黄思良.化学废旧电池的环境污染和利用[J] ,江苏.2005 ,(13).
第四篇:计算机网络前三章总结全解
计算机网络前三章总结 第一章:计算机网络概述
1.1计算机网络与因特网的产生与发展:
计算机网络技术发展的历程:
第一阶段:20世纪50年代,计算机网络开始形成。
第二阶段:20世纪60年代,实现了分组交换网。
第三阶段:20世纪70年代,因特网开始形成。
第四阶段:20世纪90年代,计算机网络出现了大发展。具体表现为以下几个方面:
1.因特网迅速扩展与快速发展 2.无线局域网和无线城域网快速发展 3.三网融合促进了宽带城域网的出现
三网融合:计算机网络 电信网 广播电视网
4.物联网技术的形成与发展 1.2计算机网络的定义和拓扑结构
1.2.1计算机网络的定义:计算机网是“以能够相互共享资源的方式互联的自治计算机系统的集合“
1.2.2计算机网络拓扑结构
连接到网络中的计算机等各种设备称为结点,把结点连成网络可以有多种结构,我们称之为网络拓扑。基本的网络拓扑有5种:
1.总线形:在总线形拓扑结构中,所有结点连接在一条作为公共传输介质的总线上。
2.星形:在星形拓扑结构中,结点通过点-点通信线路与中心结点连接,所以增减结点非常方便。
3.树形:在树形拓扑结构中,结点按层次进行连接,信息交换主要在上、下结点之间进行。4.环形:在环形拓扑结构中,结点通过点-点通信线路连接成闭合环路。5.网状:网状拓扑又被称为无规则型。在网状拓扑结构中,结点之间的连接是任意的,没有规律的。
1.3计算机网络分类
按覆盖的地理范围进行分类,计算机网络可以分为:个人区域网(PAN 0~10m)局域网(LAN 10m~10km)
城域网(MAN 10km~100km)
广域网(WAN 100km~1000km)。
局域网、城域网与广域网三网融合 1.4分组交换技术
计算机网络的数据交换方式基本上可以分为电路交换和存储转发交换。存储转发交换方式又可分为报文交换和分组交换。分组交换又进一步分成数据报和虚电路方式。
1.4.1交换方式
1.电路交换:电路交换方式与电话交换的工作过程类似。这里,电话换成计算机(称为主机),电话交换机换成了数据交换机,电话交换网变成了通信子网。
2.报文交换:将需要传输的数据封装成一个包,这个包称为报文。报文交换就是在网络中直接传输报文。但与电路交换不同,它一段一段占用通信线路。
3.分组交换:分组交换技术就是分组、路由选择与存储转发。分组交换将需要传输的数据预先分成多个短的、有固定格式的分组。
1.4.2数据报方式与虚电路方式
分组交换技术可以分为:数据报(DG)方式与虚电路(VC)方式。
1.数据报方式:数据报是报文分组存储转发的一种形式。在数据报方式中,分组传输钱不需要预先在与源主机与目的主机之间建立“线路连接“。2.虚电路方式:虚电路方式试图将数据报方式与电路交换方式结合起来,发挥这两种方法各自的优点,以达到最佳的数据交换效果。1.4.3面向连接服务与无连接服务
计算机网络通信服务是至通信子网对通信主机之间数据传输的效率和可靠性所提供的保证机制。通信服务可以分为两大类:面向连接服务和无连接服务。
1.5 OSI和TCP/IP
1.5.1协议与划分层次
1.5.2 OSI(开放系统互联)参考模型
1.OSI参考模型 2.OSI环境数据传输过程
1.5.3TCP/IP协议
1.TCP/IP与OSI
TCP/IP协议分为4个层次:应用层、传输层、网际层、网络、接口层 3.TCP/IP协议各层功能
1.5.4因特网组织、管理机构与RFC文档
第二章:网络基础
2.1通信线路类型及物理层协议
1.点—点通信线路及物理层协议
2.广播通信线路及物理层协议 2.2数据通信的基本概念
2.2.1信息、数据与信号
1、信息:组建计算机网络的目的是实现信息共享。
2、数据:计算机存储与处理是二进制数据。
3、信号:在通信系统中,计算机表达的二进制代码序列必须变成信号之后才能够通过传输介质进行传输。
2.2.2数据通信方式
1.串行通信与并行通信:在数据通信中,将表示一个字符的二进制代码按由
低到高的顺序依次发送的方式称为串行通信;将表示一个字符的8位二进 制代码同时通过8条并行的通信信道发送,每次发送一个字符代码的方式 称为并行通信。
2.单工、半双工与全双工通信:按照信号传送方向与时间的关系,数据通信
可以分为3种类型:单工通信、半双工通信与全双工通信。
单工通信方式中,信号只能向一个方向传输,任何时候都不能改变信号的 传送方向;
半双工通信方式中,信号可以双向传送,但必须是交替进行,一个时间只 能向一个方向传送;
全双工通信方式中,信号可以同时双向传送;
4.同步技术:同步是要求通信双方在时间基准上保持一致的过程。数据通信 的同步包括位同步和字符同步。
(1)位同步:曼切斯特编码就是自含时钟编码的方法。(2)字符同步:实现方法主要有两种:同步传输和异步传输。
2.2.3 传输的信号类型
传输的信号类型模拟信号与数字信号。
2.2.4 网络传输参数的数据校验方法
1.延时:延时(又称时延)是描述网络性能的重要参数之一。
网络延时包括发送延时、传播延时、排队延时与处理延时。
发送延时:主机发送速率是一定的,主机发送一个数据分组的第一位到最
后一位需要一定的时间,这个时间叫做“发送延时“。
传播延时:传播延时就是电磁波在传输介质中传输需要的时间。排队延时:当分组从一个输入端口进入路由器等待处理,以及在输出队列中
等待转发所需要的时间叫做排队延时。
2.比特率: 数据传输速率是指主机向传输介质发送数据的速率,即每秒发送的二进制比特数。因此也可以称为比特率。
3.带宽:带宽本来指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。现在带宽指数字信道所能传送的“最高数据速率“的同义语。
4.校验方法:在计算机网络传输的帧中,发送方在发送数据后面跟上发送数据校验码(FCS),以便接收方通过它来判断接收到数据的正确性。
2.3传输介质
传输介质是网络中连接收发双发的物理通路,也是通信中实际传送信息的载体。网络中常用的传输介质有:同轴电缆、双绞线、光纤、无线与卫星通信信道。
2.3.1同轴电缆:同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层
以及保护塑料外层所组成。
粗缆传输距离可达到500m
细缆传输距离可达到185m
2.3.2双绞线(使用最广泛):双绞线可以由1对、2对或4对相互绝缘的铜导
线组成。一条导线可以作为一条通信线路。每条导线相互绞合的目的是为了使通信线路之间的电磁干扰达到最小。
局域网中所使用的双绞线分为两类:屏蔽双绞线(STP)与非屏蔽双绞
线(UTP)。
2.3.3 光纤
1.光纤通信:光纤通信就是利用光导纤维(简称光纤)传递光脉冲进行
通信。有光脉冲表示1,没有光脉冲表示0。
2.光波传输
3.光电转换
2.3.4 无线与卫星通信
1.无线通信
2.微波通信
3.蜂窝无线通信
4.卫星通信 2.4频带传输技术
将发送端的数字信号变换成模拟信号的过程称为“调制“,接收端的模拟信号还原成数字信号的过程称为”解调“。同时具备调制与解调功能的设备称为调试解调器(Modem)【猫】。1.振幅键控 2.移频键控 3.移相键控 2.5基带传输技术
2.5.1数字信号编码方法:1.非归零码
2曼切斯特编码
2.5.2模拟信号数字化:PCM(脉冲编码调制)包括采、量化与编码3步 2.6多路复用技术
2.6.1多路复用的基本概念
2.6.2时分多路复用:TDM:1.同步时分多路复用2.统计时分多路复用
2.6.3频分多路复用:FDM
2.6.4波分多路复用:WDM
2.6.5码分多址复用:CDMA 2.7同步光纤网与同步数字体系
2.7.1基本速率标准:Tx/Ex :1.T1载波速率 :T1=193/(125*10-6)=1.544Mbps
2.E1载波速率:E2=256/(125*10-6)=2.048Mbps
2.7.2 SDH速率体系:1.STS速率、OS速率与STM速率 2.OC、STS与STM速
率对应关系 第三章:以太网 3.1以太网的发展和网卡
1.以太网的发展
2.网卡(NIC)也叫网络适配器,是计算机及其连接网络的接口。
网卡分为有线网卡和无线网卡。网卡的主要功能分为发送和接收:
(1)发送。就是将需要传输的数据先缓存,然后组织成以太网帧发送出去,其中包括加入帧头、自动生成校验数据作为帧尾。
(2)接收。就是接收传输介质上的信号,变成数据帧。3.2总线形以太网
3.2.1基本组成与工作原理
3.2.2数据传输的基本单元:MAC帧:DIX V2标准定义帧成为MAC帧
以太网的帧分为三个部分:第一部分(目的地址、源地址、类型[判断是
否为IP数据包])
第二部分(数据)
第三部分(帧校验字段[FCS])
DIX V2帧各部分说明如下: 1.前同步码与帧开始定界符
2.目的地址和源地址字段分别表示帧的接受结点与发送结点的MAC地址。
源地址始终是单播地址,因为任何帧都只能来自一个帧。
目的地址有可能是单播(第一个字节最低位是0)、多播(第一个字节最低位是1)或者广播地址(是多播的一种特殊形式,一个广播地址就是由48个1形成的地址)。
3.类型字段:表示网络层使用的协议类型。
当类型字段值等于0x0800时,表示网络层使用IP协议; 当类型字段值等于0x0806时,表示网络层使用ARP协议;
当类型字段值等于0x0800时,表示网络层使用NetWare的IPX协议; 4.数据字段:是结点待发送的数据部分。数据长度在46~1500字节之间。5.帧校验字段(FCS)是为了检测网卡接收的MAC帧有无差错而专门设置的。
校验范围:目的地址、源地址、类型、数据字段,并不包括前同步码与帧开始定界符。
3.2.3总线以太网扩展:中继器
1.使用中继器延长总的距离:信号在粗缆上可传输500m,在细缆上只能传输
185m。
2.以太网最小帧长度限制总的距离:通常在一个网络中,最多可以分为5个
电缆段,用4个中继器连接。这样,粗以太网延长后的最大总线长度为2500m。
最大传输距离(称为冲突域或者碰撞域):64*8/发送速率=2L/信号传播
速率(0.7C)
3.2.4发送和接收数据:CSMA/CD协议
CSMA/CD的发送流程可以简单概括为4点:先听后发,边听边发,冲
突停止,延时重发
3.3共享以太网
3.3.1集线器及其传输介质
1.集线器:是具有多个端口的中继器
2.双绞线连接:直通线两端顺序一致
交叉线1与3连接,2与6连接,其他顺序一致。
3.光纤连接:光纤以太网也呈星形结构,所不同的只是网络中心为光集线器。
光纤的一端与光集线器连接,另一端与网卡连接。
3.3.2网络的拓扑
基于集线器组成的网络虽然物理上是星形结构,但逻辑上仍是总线结构,因为集线器是没有鉴别能力的设备。
基于集线器的以太网常称为共享式以太网,即所有端口共享信道带宽。3.3.3集线器的级联
1.级联
2.堆叠
3.冲突域
3.3.4半双工工作方式 3.4网桥
1.网桥的内部结构:最简单的网桥有两个端口。网桥的每个端口与一个局域网网段相连。
2.通过自学习建立转发表
3.透明网桥
4.使用网桥扩展以太网的优缺点 3.5交换式以太网
用以太网交换机作为核心设备组建的以太网就是交换式以太网
3.5.1以太网交换机是交换式以太网的核心构件,其功能类似网桥。网桥的端口数很少,而以太网交换机通常有几十个端口。因此,它实质上就是一个多端口的网桥。
1.工作原理:多端口网桥
2.交换机的种类:(1)企业级交换机:支持500个信息点
(2)部门级交换机:支持300个信息点
(3)工作组级交换机:支持100个信息点
(4)小型(办公室或家庭)交换机:带宽在100Mbps及以下
3.背板带宽
4.全双工工作方式
3.5.2虚拟局域网
3.6快速以太网:它放弃了总线拓扑结构,而仅保留了星形拓扑结构。1.MAC子层
2.工作方式:快速以太网支持半双工和全双工工作方式 3.自动协商 4.实现方式
3.7千兆以太网又称吉比特以太网(GE).MAC子层
2.工作方式:半双工模式 3.实现方式
3.8万兆以太网(10GE)3.9十万兆以太网(40/100GE)
第五篇:易经全解[范文]
《易经》64卦象、卦名含义全解
卦象、卦名往往揭示整个事体轮廓,如讼卦往往主官司诉讼之象,要测之事不是牵扯到官司就是有口舌,即使暂时没有在发展中也要出现。卦象卦名有一些特定意义,《解卦》、《说卦》一类易书中有详细说明,现将64卦名象合一综述。
1、乾为天:爻全阳,有刚硬之象,两乾叠加更富刚建不弯,阳刚之气最足,具有天象,广大无垠,覆盖万物。朝乾夕惕,自强不息。指形容一天到晚勤奋谨慎,没有一点疏忽懈怠。乾卦要人效仿天的刚健,所谓天行健,君子以自强不息。行健就是行动变化刚健,积极向上向好的方面努力发展。
2、天风姤:乾上(老男)巽下(长女),不为正配。乾(天、阳、刚),巽(风、阴、柔),阴阳相遇,有风相吸、柔乘刚。一阴五阳有一女五夫之象,占婚主女人不正,淫荡不贞。卦名有交媾、约会之意,易有外情、暖味事,尤其女人不正。“风云相济之卦,或聚或散之象”。在当前形势下,主方已经处于客方控制下,主方不得不听任客方摆布。主方在自身发展变化过程中,越过了顶峰,开始走向衰落,如果主方想扭转当前不利形势,就必须振作起来,恢复当日威风,积极主动地去创造新的成就。
3、天山遁:天上山下有山上别有洞天之意,卦名有逃亡、逃跑、逃走、退避、隐遁之意。两阴爻(小人)在内,阳爻(君子)在外,有小人欲制君子,而君子不得不退隐山上之象。占行人往往主逃避、躲避某事而出走。“豹隐南山之卦,守道远恶之象”。
4、天地否:三阴爻居内,三阳爻居外。《否》:否定闭塞,阴阳不相交,万物不生长。以人事论为闭塞黑暗,小人得势,君子受排斥之象;以家庭论:夫妻不和,分居分离之象。否卦是天地不交,凶;泰卦是天地交,大吉。天地交和,则万物生,天地不交,是万物不生不长之象。测人心性是外强中柔,表面强大,实质软弱,或表面坚强,内心软弱。“天地不交之卦,人口不圆之象”。
5、风地观:上风下地为风在地上、万物滋生、国运昌盛、求官得爵之象。有观看、观望、等待、展示之意。将道义展示与衆人(坤)前,树立魏延权威的意思。占卦多有外出旅游或参观、展览之象,或等待观望。“云卷晴空之卦,春花竞发之象”。
6、山地剥:艮山居外卦,山高而危必剥落;阴爻成长,剩一阳爻已到极位,要谨微慎行,不可冒然行动。有剥落、掉下、侵蚀之意。此卦阴盛阳衰、阴阳不均衡,小人得势,宜隐忍、待机而动。测官运多剥官降职、降薪。“去旧生新之卦,群英剥尽之象”。
7、火地晋:上离(日)下坤(地),象徵太阳普照大地,万物柔顺依附之象。忠於职守者晋升。有前进、晋升、晋级、进见之意。占来意主人有更进一步向前发展的意象,或扩大事业规模、寻求升官、晋级等。“龙剑出匣之卦,以臣遇君之象”。
8、火天大有:离火为日在天《乾》上普照万物,六五君位与乾天相应,象徵天命、得人心。卦名大有指所有的人,引申为大的富有。与《同人》卦上下相反,与人协同方能大有;大有助协同,交互作用,虚心与人协同,万民方能归顺。“金玉满堂之卦,日丽中天之象”。
9、坎为水:一阳陷於两阴中,而且重叠,有重重险阻之意。阳虚阳实象徵心中实在,说话办事有诚信,豁然通达。实际中取象决定於六爻五行生克结果,吉取吉象,凶用负面。卦名有坎坷、波折之意:陷阱、陷入、危险。因水向下、多曲折,又流通源远流长;预测中如何取舍需变通灵活运用。“船涉重滩之卦,外虚中实之象”。
10、水泽节:水在上往下流,兑为口、凹地、容器之类。有水流入凹地或容器中被截流收容之象,赋予卦名“节”。有竹节、一段段分开、止意,节制、节约。水流入泽,水满则溢,应有度、有量、有节制才行。比喻人性人事有节制、节约、气节才是美德。“船行风横之卦,寒暑有节之象”。
11、水雷屯:上(水雨)下(震木),雷行雨施、滋润草木与万物,有生的含义。屯为草木萌芽於地,但萌芽过程既充满生机又有艰辛;还有停顿、屯积、驻扎之意。测事有集货、囤积之象,或事物刚刚形成、生成。“龙居浅水之卦,万物始生之象”。
12、水火既济:三阴三阳全都得位,形象完整完美。预测遇之多难成功完美,因物极必反。《既济》是已经成功之意,而实际人家正在办理尚未成功,所以必以反论。“舟揖济川之课,阴阳配合之象”。
13、泽火革:革为皮革。上兑为润泽,下离火,兽皮润泽水后在火上烤,制成皮革。革引申为改革、革新、革命。比喻人事:移风易俗,实现革新,社会才能进步。测事有改变原来从事的事业,另谋新专案或出路之象。有废除旧老、原来的而谋取新的含义。占卦多主改行换业,变革换新。“豹变为虎之卦,改旧从新之象”。
14、雷火丰:上震为动、鼓、雷之声,下离为光明、活跃。意象:人们在地下身著华装,装饰亮丽的景观,到处洋溢鼓乐、欢庆之声。丰有高杯盛物、盛大之意,有丰收欢庆、丰盛之象;也象徵过年过节,烟花、爆竹交辉相映,此起彼伏,一种盛世华衣景象。“日丽中天之卦,背暗向明之课”。
15、地火明夷:坤(黄色)火(红色)就象人受伤流血流脓,夷明显有受伤之象。测吉凶往往主受伤、得病开刀。“凤凰垂翼之课,出明入暗之象”。
16、地水师:一阳居二爻,它爻皆阴,且坤主衆多,阴爻也代表衆多,师为军队,有浩浩荡荡、衆多参与之象。测事必是多人参与,大有势不可挡之象。“天马出群之卦,以寡服衆之象”。
17、艮为山:两山重叠,重重阻碍,难以前行。有止住、停顿之意。两山相加更是高耸入云、难以攀登;又有云雾之意。“游鱼避网之卦,积小成高之象”。
18、火山贲:山火相济有墙意(山墙,将墙视为山)。墙内有离(主亮丽)寓意墙内亮丽,正像人们将居室内墙粉饰一新,故受之以“贲”(装饰)。延伸为化妆、粉饰、打扮、遮掩、装修、涂抹、包装等含义。占住宅多有装修、装演之象。测人事主包装自己。测职业多是包装、打扮、化妆、礼品、鲜花等类行业。“猛虎*岩之卦,光明通泰之象”。
19、山天大畜:内乾纯阳,外卦(阳卦,阳为大)阴多阳少故称大畜。乾(健)被艮阻,另内外卦都具阳刚之德,道德积蓄以成大也是大畜(大的积蓄与停止双重意义)。也有大的六畜含义(如驴、马、骡子、牛等)。测出行被人挽留、拘留,停留时间较长。“龙潜大壑之卦,积小成大之象”。
20、山泽损:上(山)下兑(口、洞、缺)有山被盗空,形成山洞或缺口之象。有缺口漏洞便是减少、损坏、损失,故受之以损(亏损、减少、损坏、损失)。若测求财卦理不吉,多买卖亏损。测物多有损伤、损坏之兆。“凿石见玉之卦,握上为山之象”。
21、火泽睽:有背离,违背之意,序卦传:“家道穷必乘,故受之以睽,睽者,乘也。”有因家中贫穷而人心背离、分散别离之象。测婚、测合夥生意多有离婚、散夥之象。“猛虎陷井之卦,二女同居之象”。
22、天泽履:有妇人裸体之象。占婚主女人不正。履为实践、履行,序卦传曰:“物畜然後有礼,故受之以履”。如履虎尾之卦,安中防危之象”。
23、风泽中孚:上(巽木)下泽为水,木在水上象徵船,有船就可涉大川。中孚:中指中正,孚指信服;忠信之意。“鹤呜子和之卦,事有定期之象”。
24、风山渐:上巽为顺,渐进之意;下艮为止。说明举止有节,该进则进,该止则止,且从九二到九五各爻都位正,象徵女子出嫁品德纯正(有女子出嫁之象)。“高山植木之卦,积小成大之象”。
25、震为雷:为动、戒惧、雷,象徵长子,卦象坤初六变初九,最下方生一阳,使大地振动,发生雷电之意。“震惊百里之卦,有声无形之象”。
26、雷地豫:余阴爻皆服从九四阳爻,喜悦有利建侯,受之以豫(喜悦,安乐),有利於兴师、教育。此卦阳爻(象徵老师)衆阴爻(象徵学生):引申为“育”。“凤凰生雏之卦,万物生发之象”。
27、雷水解:内险外震动,动而出困难之境;解除困难。有瓦解、消散之象;具有解决问题,解除困境的意象。“春雷行雨之卦,忧散喜生之象”。
28、雷风恒:常久、持之以恒。上震长男、下男长女为正配,主长久永恒。还有恒心之意,“日月长明之卦,四时不没之象”。
29、地风升:土在木上,巽(棺木):有棺木入土之象。占人疾病有将棺木擡到山上掩埋,人死入土之象。占仕途有晋升、升职之象,为寻求升职。能否升上还要看具体卦爻的生克。“灵鸟翺翔之卦,显达光明之象”。30、水风井:巽为交易,近利市三倍。井:市井(市场、交易场所)。古时井田法:四处井田合成一邑,全村人都到井边汲水,有些人就到此卖东西形成交易场所。因井固定不动,所以邑可改,井不可移。占事安身勿动、守道无亏。“株藏深渊之卦,守静安常之象”。
31、泽风大过:阳爻过度,但九二、九五得中,内巽顺外兑悦,故中庸顺从。使人喜悦得到协助,前进有利。大的过度,非常行动;也有事做过头,大转折变化、大行动之象。“寒木生花之卦,本未俱弱之象”。
32、泽雷随:顺:有随从、跟随、顺从之象。综卦上刚下柔,随时之意,革故鼎新,衆美俱至。占出走不是一人,跟随别人一起。占工作有随从。占人事有同意、顺应、随礼之象。“良石琢玉之卦,如水推舟之象”。
33、巽为风:谦逊、进入、风,无孔不入、经济,占事有经济往来,或想找机会钻空子求财求利。“风行草僵之封,上行下效之象”。
34、风天小畜:小积蓄、阻碍、停留;引申为小家畜(鸡、狗、鹅鸭等)。本卦阳多阴少,阳盛阴不足,一阴养五阳,力量不足,不得不暂时停顿,终久能亨通。“匣藏宝剑之卦,密云不雨之象”。
35、风火家人:为敍述家庭伦理关系,特别强调主妇在家中地位,主妇正则一家正。占事往往主家庭内部事。“入海求珠之课,开花结子之象”。
36、风雷益:六二与九五中正相应,下震为动有利前进。上(巽风)下(震动)象徵船,风吹船动,利涉大川。有受益、益处、利益之意。“鸿鹄遇风之课,湖水添河之象”。
37、天雷无妄:上乾为动,下雷也为动,有行动之象。不要妄动,动多则乱,乱动必有灾咎。也有不虚僞、意外。“石中蕴玉之卦,守旧安常之象”。
38、火雷噬嗑:上下颚咬合,将东西咬碎,将中间物咬碎才亨通。为咀嚼、品味、考察,咬合、刑罚。卦辞曰:“亨,利用狱,占卦遇此,利于官司诉讼”。“日中为市之卦,颐中有物之象”。
39、山雷颐:下雷上艮,雷动而止,万物得养。颐:养,节食能养其身;自求口实(凡事需自己亲自而为)。测事有找工作、自求生活出路之意。“龙隐清潭之卦,迁善远恶之象”
40、山风蛊:败、坏。上艮山,下巽木又为虫。巽陨落为虫所败。有腐败、溃烂,蛊惑民心,腐朽败落之象。测国政主朝政腐败,人心涣散。“三蛊食血之卦,以恶害义之象”。
41、离为火:表示光明、美丽,利于文章、不利出师(离主文)。测婚分离、分散。已婚人测婚多离婚。“飞禽遇网之课,大明当天之象”。
42、火山旅:孔疏云:“旅者,寄客之名,旅之称,失其本居而寄他方为方旅”。测事先乐后悲。可引申为旅游、外出、旅行等。占事多主有外出走动、或租房、借居之象。属“如鸟焚巢之课,乐极生悲之象”。
43、火风鼎:鼎为食器、君主权威的宝物,也是祭器,有时将法律条文铸于鼎上,以示庄重,新君登位,第一件事是铸鼎,颁定法律,以示吉祥。所以鼎主隆重,属“调和鼎鼎之卦,去故取新之象”。
44、火水未济:未完成,全部爻位元不正,在形象上极端恶劣,但变化在酝酿中,未来充满希望。属“碣海求珠之卦,忧中望喜之象”。
45、山水蒙:启蒙、蒙昧、教育。万物生成后接著是幼稚蒙昧时期,教育为当务之急。测事主事情刚打算(或开始),为事物初始阶段。“人藏禄宝之卦,万物发生之象”。
46、风水涣:涣散,冰溶解、破裂、离散。虽散还可重新聚合。测住宅则风水不好、不聚气,风水涣散。测人事主人心涣散、四分五裂,也有别离、分别之意。属“顺水行舟之卦,大风吹物之象”。
47、天水讼:争讼、诉讼。上乾刚健,下坎险陷。占事多主是非口舌,重者官司诉讼。“俊鹰逐兔之卦,天水相违之象”。
48、天火同人:集结、和同。这个卦是异卦(下离上干)相叠,干为天,为君;离为火,为臣民百姓,上天下火,火性上升,同于天,上下和同,同舟共济,人际关系和谐,天下大同。卦象预示着事业顺利、平安、尤其是在与他人的合作方面会十分成功,宜广泛开展人际活动,建立广泛的联系,克服狭隘的门户之见,照顾各方面的利益,求大同,存小异,坚持正确的原则,必能成就大事业。
49、坤为地:柔顺,地气舒展之象,具纯阴之性、元亨利贞四德,西南方。大车之象、承载万物。有大地之象,顺直方大,厚德载物。天圆地方,地顺直,方大。地承载万物,包容万物。所以《周易》上说,地“厚德载物”。天地人称作三才,作为人,既要效法天的刚健有为,又要效法地的厚德容物。
50、地雷复:复归、归来、反复。上九剥落成纯阴之坤,而阳爻出现在下方,阴阳去而复返,使万物生生不息。占事多有反复。“淘沙见金之卦,反复往来之象”。
51、地泽临:迫临、临下,情况较紧急,目前就要来到或面临。上级来看望、考察下级之象。下兑为悦,上坤为顺,悦快而顺从保证亨通。无论什么紧急事情要乐观面对,才会万事顺利。“凤入鸡群之卦,以上临下之象”。
52、地天泰:亨通、泰平。序卦传云:履而泰,然后安,故受之以泰,泰者通也”。泰为消息卦的正月卦,相当于天地交泰万物亨通的安泰时期。“天地交泰之卦,小往大来之象”。
53、雷天大壮:壮大、昌盛。连续四个阳爻表示壮大、阳气隆盛、象征君子。“抵羊触藩之卦,先曲后顺之象”。
54、泽天夬:决断,决裂。五阳一阴象征强大的阳将阴切断。有哭泣、判决官司之象。“反目成仇之卦,险中求利之象”。
55、水天需:踌躇、期待,需要,需求。下乾刚健,上坎险陷,虽刚强但前面有险阻,需等待时机。“云霭中天之卦,密云不雨之象”。
56、水地比:相亲、相依附,比邻、攀比、比肩、比赛、相仿。九五阳刚君位至中至正,下五阴爻追随依附于君,和平共处而吉祥“众星拱比之卦,水行地上之象”。
57、兑为泽:喜悦、取悦,残缺、缺少,泽中水滋润万物。属“江湖养物之卦,天降雨泽之象”。
58、泽水困:穷困、困扰、拘留、困住。此卦阴爻两边、阳爻在内,为君子受困于小人。占事主窘困,有被某人某事某物困扰、困住之象。“河中无水之卦,守己待时之象”。
59、泽地萃:聚集,原义为丛生之草。上兑泽下坤土:水在地上聚集成泽滋润万物、造福于民。占人事有相聚、相约、汇聚、集合之意。“鱼龙汇聚之卦,如水就下之象”。
60、泽山咸:感应。下艮少男,上兑少女,象征少男追求少女,艮止兑悦表明爱情专
一、为正配,卦书云:取女吉,利于婚嫁。占测无论何事,多有男女感情、感应之事发生。“山泽通气之课,至诚感神之卦”。
61、水山蹇:困难、跋脚。下艮止、上坎险,山高水深,前途艰难,止步不前。测事多有因某人事物绊住或蹩脚而难以进行。“飞雁衔芦之卦,背明向暗之象”。
62、地山谦:谦逊。内止外顺:内心知道抑止,外表柔顺(谦虚的态度)。艮山应高于地,但将自己贬到地下,也是谦虚形象。“地上有山之卦,仰高就下之象”。
63、雷山小过:小的过度、过错。此卦四阴两阳,阳少阴多,两个阳爻像鸟身,四个阴爻像翅膀,象似飞鸟。“飞鸟遗音之卦,上逆下顺之象”。占卦宜下不宜上。
64、雷泽归妹:嫁娶,婚姻卦。上震长男,下兑少女,二者结合称作归妹。占婚主长男配少女。“浮云蔽日之卦,阴阳不交之象”。卦辞曰:征凶,无所利,意思不要外出,或改旧变新,宜于保持现状。归魂卦,不利变化及外出。