航天飞机热防护的技术现状及发展趋势（精选）

第一篇：航天飞机热防护的技术现状及发展趋势（精选）

航天飞机热防护的技术现状及发展趋势

航天飞机防热系统三种方案：不完全重复使用方案，改进防热方案和完全重复使用或永久性防热方案

方案应以实现发展阶段内的可靠性和先进性为目标，根据特定的具体要求及客观可能性提出，不存在某种固定的模式。实现材料合金化，复合化和构建结构积木化，是航天飞机热防护材料的发展方向。许多航天技术大国都将可重复使用空间运输系统—航天飞机列为重要研究对象。

航天飞机要经受起飞助推火箭的脉动力，气动力，声激，和再如返回时的颤振和起落架的摆振等许多不确定因素的作用。

不完全重复使用放热系统：

1.增强碳--碳（RCC）用于鼻锥及前缘，做成开放式空腔薄壳结构，厚度一般不超过6.5mm，RCC经渗硅处理制成抗氧化RCC。抗氧化就是任何以低浓度存在就能有效抑制自由基的氧化反应的物质，其作用机理可以是直接作用在自由基，或是间接消耗掉容易生成自由基的物质，防止发生进一步反应。

2.LI—900是美国现用航天飞机应用的标准型防热瓦，用超细石英纤维制成。

3.AFRSI是一种棉被式石英纤维结构的高级柔性可重复使用表面绝热材料

4.FRSI是一种名叫Omex的尼龙毡柔性可重复使用表面绝热材料。AFRSI和FRSI直接粘接在轨道器的蒙皮上。飞机蒙皮的作用是维持飞机外形，使之具有很好的空气动力特性。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力。

（二）改进防热方案

1.飞机的头部以石英纤维为基础的复合材料制作的软垫制成，轻而绝热，且便于安装。

（三）永久性防热系统

提出使用多层石墨纤维织物与碳化硅涂层制成的一种多层结构（抗氧化Rcc材料）进行鼻锥，机翼，和机尾防热。新一代夹层结构防热，由几层钛合金，超级耐热合金和陶瓷纤维隔热材料组成，这些防热结构及材料，不需要或很少维修，用不着周期更换。

热防护系统技术现状及发展趋势的评价

航天飞机的热防护，在防热结构方面，有从传统的防热结构与主结构分开的外部防热结构向一体化的热结构发展的趋势；在防热材料方面，有从脆性防热瓦结构向复合夹层结构变化的趋势。

永久性防热系统是防热结构与主结构一体化的热结构放热系统，特点是充分发展金属的高温强度特性，并将它应用于主结构构件和包括了较高的整体结构和放热系统。这种方式克服了防热瓦的缺点，不需或很少需要维修更换，因而飞行时间短，被认为是一种具有最大经济效益的有发展前途的方案。

永久性防热方案，不仅是水平起落完全重复使用空天飞机的需要，而且只能是水平起落完全重复使用空天飞机的伴生产物。估计，一体化的永久性高级放热系统将随同水平起落完全重复使用空天飞机的研制成功而出现在人们面前。

防热材料发展方向

航天飞机的热防护，不管防热系统如何演变和发展，赖以抵御高温，保护航天飞机防热安全的，初热管式吸热冷却方式之外，离不开防热材料和绝热材料。材料的研制，正向着材料成分由一元向多元发展---合金化；材料组织由单一向复合发展—复合化，及构件结构由单体向组合的方向发展—积木化；基本特点是特别注意材料的加工处理，强调和突出材料设计的重要作用。

第二篇：浅谈钻井技术现状及发展趋势

浅谈钻井技术现状及发展趋势

【摘要】随着油田的深入开发，钻井技术有了质的发展，钻井工艺技术研究、破岩机理研究、固控技术研究、钻井仪表技术研究、保护油气层钻井完井液技术研究以及三次采油钻井技术等都取得了科研成果，施工技术逐渐多样化，目前已在水平井、径向水平井、小井眼钻井、套管开窗侧钻井、欠平衡压力钻井等方面获得了突破。一些先进的钻井技术走出国门，走向世界，如：计算机控制下套管技术、套管试压技术、随钻测斜技术、密闭取心技术、固控装备、钻井仪表、钻井液监测技术、MTC固井技术及化学堵漏技术等，本文就国内钻井技术的现状及发展趋势进行分析。

【关键词】钻井技术；发展趋势；油田开发

引言

通过钻井技术及管理人员的不懈努力，钻井硬件设施已经比较完善，很多钻井公司配备了先进的钻井工艺实验室、固控设备实验室、钻井仪表实验室、油田化学实验室、高分子材料试验车间、全尺寸科学实验井等，这些硬件设施满足了各种钻井工程技术开发与应用的需要。钻井技术也有了长足发展，具备了世界先进水平，钻井技术的进步为油田科技事业的发展做出了积极的贡献，并取得了良好的经济效益和社会效益，如TZC系列钻井参数仪作为技术产品曾多次参与国内重点探井及涉外钻井工程技术服务，并受到外方的认可。多年来，由于不断进行技术攻关研究与新技术的推广应用，水平井钻井技术迅速提高。水平钻进技术是在定向井技术基础上发展起来的一项钻进新技术，其特点是能扩大油气层裸露面积、显著提高油气采收率及单井油气产量。对于薄油层高压低渗油藏以及井间剩余油等特殊油气藏，水平井技术更具有明显的优势。

1、钻井技术发展现状

从世界能源消耗趋势看，还是以油气为主，在未来能源消耗趋势中，天然气的消耗增加较快，但是在我国仍然以石油、煤炭作为主要能源。尽管如此，我国的油气缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要进口，从钻井的历史看，我国古代钻井创造了辉煌历史，近代钻井由领先沦为落后，现代钻井奋起直追，逐步缩小差距，21世纪钻井技术有希望第二次走向辉煌。随着钻进区域的不断扩大及钻井难度的不断增加，各种新的钻井技术不断出现，目前，水平井钻井技术逐渐成为提高油气勘探开发最有效的手段之一。各种先进的钻井技术在油田开发中显示出了其优越性，新技术、新工艺日益得到重视和推广应用。例如：旋转钻井技术，是目前世界上主要的钻井技术，旋转钻井方式有以下几种：转盘（或顶驱）驱动旋转钻井方式、井下动力与钻柱复合驱动旋转钻井方式（双驱）、井下动力钻具旋转钻井方式、特殊工艺旋转钻井方式：欠平衡钻井、套管钻井、连续管钻井、膨胀管钻井等、冲旋钻井方式（空气锤钻井等）。其中，冲击旋转钻井就是在普通旋转钻井钻头上部接一个冲击器。冲击器（有液动冲击器，气动锤等）是一种井底动力机械，依靠高压钻井流体，推动其活塞冲锤上下运动，撞击铁砧，并通过滑接套传递给钻头，钻头在冲击动载和静压回转的联合作用下破碎岩石。冲击力不同于静压力，它是一种加载速度极大的动载荷，作用时间极短，岩石中的接触应力瞬时可达最大值并引起应力集中，岩石不易产生塑性变形，表现为脆性增加，岩石易形成大体积破碎，提高钻井速度。从破岩机理来看，空气锤钻井主要依靠空气锤活塞对钻头的高频冲击作用破岩，而不需要采用大钻压迫使钻头吃入地层破岩。因此，钻井作业中，空气锤钻井技术是采用低转速（20～30rpm）、小钻压（5～10kN）及高频震击破岩方式的钻进技术，既能有效满足井斜控制要求，又能大幅度提高机械钻速，是一种比较理想的防斜打快钻井技术。

2、与钻井技术相关难题分析

（1）针对我国复杂深井和超深井钻井工程中面临的严重井斜和低效率等技术难题，应积极组织优势力量，从客观（地层各向异性）和主观（垂钻系统）两个方面进行技术攻关研究，以期尽快获得具有自主知识产权的先进控制工具、科学计算软件及智能钻井系统等。随着材料、信息、测量与控制等相关学科领域的发展，钻井与油气井工程技术不断朝着信息化、智能化及自动化的方向发展，如旋转导向钻井系统、智能完井等。应积极发展膨胀管技术，以便彻底革新井身结构，推动油气井工程的技术革命。这不仅能够大幅度提高石油工程效率和效益，而且能够为不断创造人类“入地、下海”的新纪录提供高技术支持。

（2）复杂结构井、深井超深井、高危气井及特殊工艺钻井等技术系列，在20世纪90年代已得到迅速发展与应用。进入21世纪后，这些技术系列仍是油气资源勘探与开发所需要的关键技术系列，并将得到进一步发展与提高。与国外先进水平相比，我国在这些技术方面整体上仍存在较大的差距。国外先进的自动垂钻系统，虽然可以在昂贵的复杂深井和超深井垂直钻井工程中发挥有效作用，但目前的技术水平仍在使用条件上具有一定的局限性，在实际工作中应注意对其进行科学评估与合理选用。

（3）钻井逐渐与录井、测井及地震等信息技术融为一体，以有效地解决钻井过程中的不确定性问题，从而可提高油气钻探与开发的效果和效益，如LWD和SWD等技术即为典型例证。

3、油气钻井技术发展趋势

油气井包括普通结构井和复杂结构井。复杂结构井包括多分支井、大位移井、水平井、复杂地条件下的深井超深井、高危气井、高温高压气井等。地下环境的复杂性及其不确定性（地应力、地层压力、各向异性、可钻性、理化特性、不稳定性等地层特性十分复杂和异常）给油气钻探造成极大困难：钻井事故多、速度慢、质量差、效益低（成本高），严重制约了油气勘探开发的步伐。目前，钻井复杂深井油气钻探难度很大，钻井技术正在根据实际需求，不断攻克难关，未来钻井技术的发展趋势：大位移井技术在我国逐步应用，采用大位移井技术已经开发了南海西江24-1油田和流花11-1油田；欠平衡钻井技术正在各大油田推广应用；国外已经成熟的CTD（连续管钻井）技术，我国也逐渐开始常识应用；膨胀管钻井技术和套管钻井技术也有了实质性发展；旋转导向钻井技术正在研制中；钻井向地球的更深处钻探、井身结构有重大革新、挑战大位移井延伸极限、钻井的信息化与智能化发展、井下测量与可视化计算。

结束语

经过历代钻井人员的努力，国内各油田钻井队伍不断壮大，钻井装备水平逐渐提高，生产管理水平实现现代化，众多先进钻井技术已经达到世界先进水平。但是，随着油田开发的不断深入，油田开采难度逐渐加大，勘探开发有了更高的要求，这给钻井技术带来了新的挑战，钻井难度不断加大。相信在钻井人员在苦难面前一定能够正确面对，一定能够不断的进行技术创新和技术进步，一定能够不断解决世界性难题，为油田勘探开发打下良好的基础作用。

参考文献

[1]沈忠厚，黄洪春，高德利.世界钻井技术新进展及发展趋势分析[J].中国石油大学学报（自然科学版），2009年04期

[2]李东方.我国石油钻井技术现状及发展趋势初探[J].化工管理，2014年08期

第三篇：PVC无毒热稳定剂现状及发展趋势

PVC无毒热稳定剂现状及发展趋势

摘要:本文分析了国内PVC无毒热稳定剂的现状及发展趋势,总结出PVC热稳定剂生产中存在一些的问题,主要表现在规模小、品种少、结构不合理,并指出其今后发展的方向。关键词:PVC;无毒热稳定剂;国内现状;发展趋势

Abstract:The domestic present status and development of the non-toxic PVC heat stabilizers were analyzed in this paper.We also discussed some problems in the production of PVC heat stabilizers, such as small scale, less variety and irrational structure and pointed out the future of development direction.Key words:PVC;non-toxic heat stabilizers;domestic present status;development

聚氯乙烯(PVC)是产量仅次于聚乙烯(PE)的通用塑料,具有自熄、阻燃、耐磨、强度较高、电绝缘性和化学稳定性较好等优点,且价格低廉,广泛应用于工业、农业、国防及建筑等领域,但是PVC结构特殊,PVC是在高温和高剪切条件下进行加工的,容易脱去分子上的HCL而导致聚合物降解,因其产品变色和制品机械性能等下降,影响其使用寿命,因此需要添加热稳定剂来增加其稳定性。

PVC热稳定剂传统上主要有:铅盐类、有机金属皂类、有机锡类、复合稳定剂类、有机热稳定剂类等。随着化学建材应用领域的扩展,特别是异型材、管材和板材等用量的快速增加,对PVC的需求量将大幅增加。具体消费比例为:铅盐类约占 40 %,硬脂酸盐类约占10 %,有机锡类约占15 %,稀土类约占8 %,钙/锌复合稳定剂约占25 %,其他占 2 %。1PVC热稳定剂的现状及发展趋势

近年来,随着全世界环保意识的日益强化,铅盐类热稳定剂将被无毒的产品取而代之,现在,中国铅盐类热稳定剂的发展重点在于消除粉尘,开发复合型铅盐技术。代表性成果是在南京、温州、重庆建立了无尘铅盐生产基地。这些企业的产品大多是通过配合脂类润滑剂制造,产品以粉状和片状替代传统的粉状,较好地解决了粉尘污染和计量困难等问题。但此类稳定剂由于受RoHS指令和EUP指令技术壁垒及中国环保要求不断提高的影响,市场占有率将不断下降。20世纪80年代后,热稳定剂在技术上的进步相对缓慢,但在环境保护方面的研究却相当活跃。欧盟议会及欧盟委员会于2003年2月13日在其官方网站发布RoHS和WEEE指令,RoHS指令已于2006年7月1日正式执行,所有销往欧盟国家的产品必须要符合欧盟RoHS指令规范,在电子电气设备中禁止使用含铅和镉等元素的材料。欧州取代铅盐的呼声日益高涨,北欧国家的管材生产企业已承诺替代铅盐。欧盟要求欧盟各国2008年1月1日起必须替代有毒的铅盐、镉盐在电子电器仪器设备中的应用。早在2003年,荷兰就计划于2004年完全取代铅盐类稳定剂,英国严格地制定了铅盐在水管的迁移量以至取消铅盐类稳定剂的使用。欧洲25 %的电线电缆和10 %的PVC-U制品使用的热稳定剂已从铅盐类稳定剂转向Ca/Zn热稳定剂。2003年后,我国也开始关注PVC加工助剂的毒性问题,2004年建设部在公告中明确指出:全国范围内供水用PVC-U管一律禁用铅盐类稳定剂。无毒、无污染、复合和高效已成为PVC助剂研究发展的趋势。我们重点分析几类无毒热稳定剂的现状及发展趋势:

1.1稀土类热稳定剂

稀土类热稳定剂是近年来发展起来的新型热稳定剂,是以稀土氧化物和氯化物为主的单一化合物或混合物。具有无毒、高效、多功能、价格适中等优点,适用于软质、硬质及透明与不透明的PVC制品。目前,广东广洋科技实业有限公司是国内最大的稀土热稳定剂生产企业,生产规模达8 000 t/a。另外,浙江合成化工厂、广东肇庆鼎湖精细都有生产。

1.2有机锑类热稳定剂

有机锑类热稳定剂也是近年来在我国得到较快发展一种无毒型热稳定剂,其热稳定性效

果和透明型都不如有机锡,但价格比有机锡稳定剂低得多,同时具有本身不稳定、容易分解、储存困难和耐紫外光性等缺点。目前国内研制的锑稳定剂主要是以三锑和以其为主要成分的复合锑稳定剂。其热稳定性优于Ca/Zn复合热稳定剂对PVC长期热稳定有较好的效果,同时也能防止制品的初期着色。我国锑资源丰富,发展有机锑稳定剂前景广阔,同时有机锑稳定剂无毒,热稳定效率高,所以有机锑稳定剂的发展正受到人们越来越多的重视。生产厂家主要是湖南益阳氮肥厂。

1.3水滑石类热稳定剂

水滑石类热稳定剂是日本在20世纪80年代开发的一类新型无机PVC辅助稳定剂,其热稳定效果比钡皂、钙皂及它们的混合物好。具有透明性好、绝缘性好、耐候性好及加工性好的优点,不受硫化物的污染,无毒,能与锌皂及有机锡等热稳定剂起协同作用,是极有开发前景的一类无毒辅助热稳定剂。以水滑石、沸石为辅助稳定剂。德、日、韩等国家均有自己的商品热销稳定剂品牌出售,我国大连富美达有限公司和江苏宜兴助剂厂采用北京化工大学的专利技术,也开始生产销售水滑石热稳定剂。对于水滑石热稳定剂及其复配技术的研究正在国内外兴起。

1.4钙/锌复合稳定剂

由于铅镉作为重金属,对人体健康有着严重危害,因此近年来世界热稳定剂领域研究开发的热点是铅、镉的替代产品,并不断推进其工业化生产。

目前,世界最大的热稳定剂生产商Baerocher公司新开发的无毒热稳定剂品种有:MC-KA41、MC-KA60系固体钙/锌稳定剂,用于电缆料;MC-8367KA是一种以钙/铅/锌为主体的高效热稳定剂和润滑剂;MC8369KA系列具有稳定剂和润滑剂的双重作用,而且性价比较高。

深圳志海实业有限公司的AIMSTA6800系列钙/锌复合稳定剂产品,成功替代了铅盐稳定剂应用于电线电缆市场;杭州三叶助剂有限公司研发的液体钙/锌复合稳定剂,可以替代钡镉类稳定剂应用于PVC软制品;浙江海普顿华工科技有限公司的Himpton1086L系列钙/锌复合稳定剂,可以应用于硬质注塑类PVC制品。目前全球限制铅和镉稳定剂的步伐加快,而且铅盐稳定剂大幅涨价,为替代产品的推进提供了很好的历史机遇。但铅盐稳定剂作为传统高效价廉的主要热稳定剂产品,在许多方面具有不可替代的优越性,将在一定时间内,在热稳定剂领域内仍占主导地位。

1.5有机锡类热稳定剂

有机锡类稳定剂是PVC最佳的热稳定剂之一,优点是:①综合性能比其他广泛使用的稳定剂更为优良,适用于高温加工,如在挤出和压延加工中,最高温度可达200 ℃～230 ℃;②耐候性较好,适于用做户外制品;③透明性优良,不会产生白化现象,也可用做透明鲜艳的着色制品;④与PVC相容性好,长期使用也不会析出;⑤毒性低,可用于食品、医药包装用PVC制品中和上水管中;⑥加工时的流动性非常好,不粘辊、不结垢。缺点是制造成本高,因此销售价格也较高,且有一定的气味。

目前有机锡稳定剂在中国初具规模的生产企业有:北京阿科玛化学有限公司的5 000 t/a生产装置,可生产20多个牌号的有机锡产品,主要品种是辛基硫醇锡;浙江海普顿化工科技有限公司的5 000 t/a甲基锡热稳定剂生产线;湖北D星化工有限公司建有2 000 t/a生产装置,生产甲基硫醇锡。

有机锡热稳定剂开发和研究的方向主要有如下几个方面:①开发和推广含有Sn-S键的有机锡化合物。该类化合物有硫代羧酸和硫醇类两种,硫代羧酸类有机锡可以减少对金属的腐蚀,具有抗虑出性,对人体毒性极小,允许用作食品级PVC热稳定剂。硫醇有机锡,不仅具有良好的热稳定性,透光性也极好,可以用于光学材料领域;②无毒无味有机锡产品的开发;③开发复合型多功能有机锡热稳定剂是有机锡热稳定剂又一大发展趋势。有机助稳定剂单独使用无

任何稳定作用,然而与有机锡稳定剂配合使用能发挥较好的协同效应。

2存在的问题和建议

总体看,我国热稳定剂生产与开发取得了一定的成绩,但与世界先进水平相比,仍存在许多不足和差距:

2.1品种少,规模小

PVC热稳定剂在国外研究应用较多,就品种而言就有近万种,仅有机锡就有1 000多类,而我国规模化生产的只有50种～60种,铅盐类占主导地位,而有机锡类稳定剂所占比例远远低于国外发达国家的水平。

2.2结构不合理,产品质量差

我国热稳定剂生产质量差,有许多小作坊,质量不稳定,影响着热稳定剂的生产和市场。3PVC热稳定剂的发展方向

随着PVC工业的发展,我国新型热稳定剂的开发层出不穷,但由于历史的原因,新型热稳定剂的生产与应用远远不能满足中国 PVC工业的发展,今后我国热稳定剂工业应着重调整产品结构、顺应环保潮流,扩大生产规模,提高产业的集中度,增加钙/锌复合品种和有机锡的生产,利用我国丰富的稀土资源,生产与推广稀土类稳定剂。尤其是研发和生产多功能、复合化、高效、无毒、无味的热稳定剂。

第四篇：PVC无毒热稳定剂现状及发展趋势

PVC无毒热稳定剂现状及发展趋势.txt54就让昨日成流水，就让往事随风飞，今日的杯中别再盛着昨日的残痕；唯有珍惜现在，才能收获明天。PVC无毒热稳定剂现状及发展趋势

摘要:本文分析了国内PVC无毒热稳定剂的现状及发展趋势,总结出PVC热稳定剂生产中存在一些的问题,主要表现在规模小、品种少、结构不合理,并指出其今后发展的方向。关键词:PVC;无毒热稳定剂;国内现状;发展趋势

Abstract:The domestic present status and development of the non-toxic PVC heat stabilizers were analyzed in this paper.We also discussed some problems in the production of PVC heat stabilizers, such as small scale, less variety and irrational structure and pointed out the future of development direction.Key words:PVC;non-toxic heat stabilizers;domestic present status;development

聚氯乙烯(PVC)是产量仅次于聚乙烯(PE)的通用塑料,具有自熄、阻燃、耐磨、强度较高、电绝缘性和化学稳定性较好等优点,且价格低廉,广泛应用于工业、农业、国防及建筑等领域,但是PVC结构特殊,PVC是在高温和高剪切条件下进行加工的,容易脱去分子上的HCL而导致聚合物降解,因其产品变色和制品机械性能等下降,影响其使用寿命,因此需要添加热稳定剂来增加其稳定性。

PVC热稳定剂传统上主要有:铅盐类、有机金属皂类、有机锡类、复合稳定剂类、有机热稳定剂类等。随着化学建材应用领域的扩展,特别是异型材、管材和板材等用量的快速增加,对PVC的需求量将大幅增加。具体消费比例为:铅盐类约占 40 %,硬脂酸盐类约占10 %,有机锡类约占15 %,稀土类约占8 %,钙/锌复合稳定剂约占25 %,其他占 2 %。

1PVC热稳定剂的现状及发展趋势

近年来,随着全世界环保意识的日益强化,铅盐类热稳定剂将被无毒的产品取而代之,现在,中国铅盐类热稳定剂的发展重点在于消除粉尘,开发复合型铅盐技术。代表性成果是在南京、温州、重庆建立了无尘铅盐生产基地。这些企业的产品大多是通过配合脂类润滑剂制造,产品以粉状和片状替代传统的粉状,较好地解决了粉尘污染和计量困难等问题。但此类稳定剂由于受RoHS指令和EUP指令技术壁垒及中国环保要求不断提高的影响,市场占有率将不断下降。20世纪80年代后,热稳定剂在技术上的进步相对缓慢,但在环境保护方面的研究却相当活跃。欧盟议会及欧盟委员会于2003年2月13日在其官方网站发布RoHS和WEEE指令,RoHS指令已于2006年7月1日正式执行,所有销往欧盟国家的产品必须要符合欧盟RoHS指令规范,在电子电气设备中禁止使用含铅和镉等元素的材料。欧州取代铅盐的呼声日益高涨,北欧国家的管材生产企业已承诺替代铅盐。欧盟要求欧盟各国2008年1月1日起必须替代有毒的铅盐、镉盐在电子电器仪器设备中的应用。早在2003年,荷兰就计划于2004年完全取代铅盐类稳定剂,英国严格地制定了铅盐在水管的迁移量以至取消铅盐类稳定剂的使用。欧洲25 %的电线电缆和10 %的PVC-U制品使用的热稳定剂已从铅盐类稳定剂转向Ca/Zn热稳定剂。2003年后,我国也开始关注PVC加工助剂的毒性问题,2004年建设部在公告中明确指出:全国范围内供水用PVC-U管一律禁用铅盐类稳定剂。无毒、无污染、复合和高效已成为PVC助剂研究发展的趋势。我们重点分析几类无毒热稳定剂的现状及发展趋势:

1.1稀土类热稳定剂

稀土类热稳定剂是近年来发展起来的新型热稳定剂,是以稀土氧化物和氯化物为主的单一化合物或混合物。具有无毒、高效、多功能、价格适中等优点,适用于软质、硬质及透明与不透明的PVC制品。目前,广东广洋科技实业有限公司是国内最大的稀土热稳定剂生产企业,生产规模达8 000 t/a。另外,浙江合成化工厂、广东肇庆鼎湖精细都有生产。

1.2有机锑类热稳定剂

有机锑类热稳定剂也是近年来在我国得到较快发展一种无毒型热稳定剂,其热稳定性效果和透明型都不如有机锡,但价格比有机锡稳定剂低得多,同时具有本身不稳定、容易分解、储存困难和耐紫外光性等缺点。目前国内研制的锑稳定剂主要是以三锑和以其为主要成分的复合锑稳定剂。其热稳定性优于Ca/Zn复合热稳定剂对PVC长期热稳定有较好的效果,同时也能防止制品的初期着色。我国锑资源丰富,发展有机锑稳定剂前景广阔,同时有机锑稳定剂无毒,热稳定效率高,所以有机锑稳定剂的发展正受到人们越来越多的重视。生产厂家主要是湖南益阳氮肥厂。

1.3水滑石类热稳定剂

水滑石类热稳定剂是日本在20世纪80年代开发的一类新型无机PVC辅助稳定剂,其热稳定效果比钡皂、钙皂及它们的混合物好。具有透明性好、绝缘性好、耐候性好及加工性好的优点,不受硫化物的污染,无毒,能与锌皂及有机锡等热稳定剂起协同作用,是极有开发前景的一类无毒辅助热稳定剂。以水滑石、沸石为辅助稳定剂。德、日、韩等国家均有自己的商品热销稳定剂品牌出售,我国大连富美达有限公司和江苏宜兴助剂厂采用北京化工大学的专利技术,也开始生产销售水滑石热稳定剂。对于水滑石热稳定剂及其复配技术的研究正在国内外兴起。

1.4钙/锌复合稳定剂

由于铅镉作为重金属,对人体健康有着严重危害,因此近年来世界热稳定剂领域研究开发的热点是铅、镉的替代产品,并不断推进其工业化生产。

目前,世界最大的热稳定剂生产商Baerocher公司新开发的无毒热稳定剂品种有:MC-KA41、MC-KA60系固体钙/锌稳定剂,用于电缆料;MC-8367KA是一种以钙/铅/锌为主体的高效热稳定剂和润滑剂;MC8369KA系列具有稳定剂和润滑剂的双重作用,而且性价比较高。深圳志海实业有限公司的AIMSTA6800系列钙/锌复合稳定剂产品,成功替代了铅盐稳定剂应用于电线电缆市场;杭州三叶助剂有限公司研发的液体钙/锌复合稳定剂,可以替代钡镉类稳定剂应用于PVC软制品;浙江海普顿华工科技有限公司的Himpton1086L系列钙/锌复合稳定剂,可以应用于硬质注塑类PVC制品。目前全球限制铅和镉稳定剂的步伐加快,而且铅盐稳定剂大幅涨价,为替代产品的推进提供了很好的历史机遇。但铅盐稳定剂作为传统高效价廉的主要热稳定剂产品,在许多方面具有不可替代的优越性,将在一定时间内,在热稳定剂领域内仍占主导地位。

1.5有机锡类热稳定剂

有机锡类稳定剂是PVC最佳的热稳定剂之一,优点是:①综合性能比其他广泛使用的稳定剂更为优良,适用于高温加工,如在挤出和压延加工中,最高温度可达200 ℃～230 ℃;②耐候性较好,适于用做户外制品;③透明性优良,不会产生白化现象,也可用做透明鲜艳的着色制品;④与PVC相容性好,长期使用也不会析出;⑤毒性低,可用于食品、医药包装用PVC制品中和上水管中;⑥加工时的流动性非常好,不粘辊、不结垢。缺点是制造成本高,因此销售价格也较高,且有一定的气味。

目前有机锡稳定剂在中国初具规模的生产企业有:北京阿科玛化学有限公司的5 000 t/a生产装置,可生产20多个牌号的有机锡产品,主要品种是辛基硫醇锡;浙江海普顿化工科技有限公司的5 000 t/a甲基锡热稳定剂生产线;湖北D星化工有限公司建有2 000 t/a生产装置,生产甲基硫醇锡。

有机锡热稳定剂开发和研究的方向主要有如下几个方面:①开发和推广含有Sn-S键的有机锡化合物。该类化合物有硫代羧酸和硫醇类两种,硫代羧酸类有机锡可以减少对金属的腐蚀,具有抗虑出性,对人体毒性极小,允许用作食品级PVC热稳定剂。硫醇有机锡,不仅具有良好的热稳定性,透光性也极好,可以用于光学材料领域;②无毒无味有机锡产品的开发;③开发复合型多功能有机锡热稳定剂是有机锡热稳定剂又一大发展趋势。有机助稳定剂单独使用无任何稳定作用,然而与有机锡稳定剂配合使用能发挥较好的协同效应。

2存在的问题和建议

总体看,我国热稳定剂生产与开发取得了一定的成绩,但与世界先进水平相比,仍存在许多不足和差距:

2.1品种少,规模小

PVC热稳定剂在国外研究应用较多,就品种而言就有近万种,仅有机锡就有1 000多类,而我国规模化生产的只有50种～60种,铅盐类占主导地位,而有机锡类稳定剂所占比例远远低于国外发达国家的水平。

2.2结构不合理,产品质量差

我国热稳定剂生产质量差,有许多小作坊,质量不稳定,影响着热稳定剂的生产和市场。3PVC热稳定剂的发展方向

随着PVC工业的发展,我国新型热稳定剂的开发层出不穷,但由于历史的原因,新型热稳定剂的生产与应用远远不能满足中国 PVC工业的发展,今后我国热稳定剂工业应着重调整产品结构、顺应环保潮流,扩大生产规模,提高产业的集中度,增加钙/锌复合品种和有机锡的生产,利用我国丰富的稀土资源,生产与推广稀土类稳定剂。尤其是研发和生产多功能、复合化、高效、无毒、无味的热稳定剂。

第五篇：汽油发动机技术现状及发展趋势

汽油机控制技术发展现状及趋势分析

内燃机的发明，带动了汽车的发展，给世人在“行”上带来极大的便利，使得窨距离缩小，人们的工作速度得以提高。近年来随着电子技术的发展，又使汽车发动机如虎添翼，成为高新技术的集成。

一、世界汽油机技术发展现状

为了适应汽车对节油、环保、安全的需要，车用汽油机主要朝着更节油、更环保的方向发展，因此欧洲己执行欧Ⅳ标准。以下为国外在汽油机方面主要先进技术。

1．多气门技术：每缸3-5个气门（大多为4气门），可提高功率，改善燃烧质量，如捷达王5气门、丰田8A4气门等。

2．双顶置凸轮轴（D.HC）可提高转速、提升可靠性。

3．可变气门正时（VVT）：根据不同转速调节气门时，可节省燃油，改善排放，如本田VTEC、丰田VVT-i等。

4．汽油机增压：可提高升功率，在排量不变的情况下，可提高功率，如帕萨特1.8T轿车。

5．可变进气道长度（VIM）：在不同转速下使用不同进气道长度，保证在任何工况下都有较好的充气效率，如奥迪A6。

6．停缸技术：在输出功率减小时，使一部分气缸停止工作，可节省燃油，如通用开拓者EXT 2005款有8个气缸，需要时可使4个气缸一停止工作。

7．全铝发动机：使用铝缸体、缸盖、活塞等，可减小质量，节省燃油，如日本铃木1.3L、1.4L汽油机。

8．智能驱动气门（SVA）：取代传统凸轮轴，每一个气门挺杆上有一个独立的驱动器，可以减少20%油耗及污染物，如：法国法雷奥公司已设计出样机，2009年可大批量投产。9．可变压缩比汽油机：将传输功率与压缩比控制功能进行整合，压缩比可变。2005年法国MCE-5公司己开发出样机。

10．汽油机直喷（GDI）和稀薄燃烧技术：将高压汽油直接喷射到气缸内，周围为稀薄混合气，实现分层燃烧，可提高燃料经济性，节油约20%，如丰田皇．冠3.0L V6汽油机（国产皇冠无GDI技术）。

11．可控燃烧速率系统（CBR）：两个进气道，有一个是切向进气的，另一个是中性的。喷油器向两个进气道喷入等量的燃油。改变进气口封闭控制阀的位置，可调节气缸内空气涡流强度和混合气浓度，实现稀薄燃烧；

12．发动机控制用ECU已达32位，匹配参数超过6000个。

二、国内汽油机技术现状及发展水平

我国早期汽油机大多是引进和测绘仿制产品，如：一汽解放载货车用CA6102、BJ2020车用BN492Q、南汽轻型货车用6427等。之后随着中外合资企业的建立及技术引进，我国汽车行业已生产多种机型，例如：切诺基BJ498Q、BJ698Q（2.5L、4.0L）；桑塔纳AEE（1.8L）；帕萨特AWL（1.8L）；北京现代伊兰特B4GB（1.8L）；天津一汽夏利TJ376Q（LOL）；长安奥拓JL368Q（0.8L）；广州丰田凯美瑞（丰田2.4L）；广州本田雅阁（2.0L、2AL、3.0L）；广州本田飞度（1.3L、1.5L）；东风日产（1.6L、1.8L、2.0L）；一汽轿车引进技术生产的克莱斯勒CA488（2.2L）；沈阳航天三菱引进的三菱4G63、4664（2.0、2.4L）和4669系列汽油机；东安动力引进的三菱4G1（1.3L、1.6L），4G9（1.8L、2.0L）;东风悦达起亚千里马（1.6L）,以及国内沈阳新光、保定长城等企业生产的491Q（丰田4Y），吉利生产的JL376（LOL）、JL479（1.3、1.50、JL481（1.8L）汽油机等。

在技术应用方面，大多数引进机型和合资企业生产的机型都采用一些国外先进技术。1．天津丰田8A、5A,东风本田，北京现代，奇瑞SQR372（0.8L）、SQR481Q（1.6L），神龙公司爱丽舍（1.6L）等都使用多气门和DOHC技术。

2．东风本田发动机，天津丰田发动机有限公司生产的花冠、皇冠汽油机，东风日产，北京现代等生产的汽油机型都引进可变气门技术（VTEC、VVT-i、CVVT等）。特别是奇瑞公司，在AVL公司帮助下开发的自主品牌1.6LSQR481H和2.0L SQR484H汽油机使用了VVT可变气门技术，吉利也开发出了带可变技术的自主品牌汽油机。

3．汽油机直喷（GDI）发动机国内尚未批量生产，但奇瑞公司在AVL公司帮助下开发的自主品牌2.0L SQR484J汽油机使用了GDI技术。

4．全铝发动机国内产品较多，如长安铃木雨燕1.3L汽油机、东风本田发动机的产品、上海大众POLO发动机等，奇瑞动力1.6L SQR481F（已投产）和SQR481 H及未投产的SQR484J、SQR681 V（2.4L）、SQR684V（3.0L）都是全铝发动机。

5．国内奇瑞公司已投产的自主品牌SQR481H（1.6L）具有CBR系统，奇瑞公司其他样机中不少机型也装有CBR系统。

6．国内引进的已投产机型中已有不少机型采用涡轮增压技术：如PASSAT 1.8T、宝来1.8T等；华晨金杯在德国FEV公司帮助下开发的1.8T汽油机，也是增压机型（配装中华轿车）。

7．停缸技术、智能气门、可变压缩比等技术尚未在国内生产的汽油机中采用。

8．发动机电喷管理系统（EMS）国内主要有联合电子有限公司、北京万源德尔福发动机管理系统公司，分别是中方与德国BOSCH公司和中方与美国德尔福公司的合资企业。同时，还有马瑞利、电装和摩托罗拉等企业生产。

9．汽油机电喷系统中传感器、电控喷油泵等国内己批量生产；汽油机排气系统中三效催化转化器及陶瓷芯等，国内己批量生产，如：大连华克吉来特、天津卡达克高新技术公司等生产三效催化转化器；在苏州的日本独资企业NGK（苏州）环保陶瓷有限公司生产国Ⅲ、国Ⅳ汽油机用三效催化转化器陶瓷芯等。

三、汽车产量持续增加引发系列问题

全球汽车总保有量将从目前的约8亿辆增加到2020年的12亿辆，21世纪中叶，将达38亿辆，其中，发展中国家汽车保有量将增长15倍以上。目前全球每年新生产的各种汽车约6400万辆，按平均每辆车年消耗10到15桶石油及石油制品计算，汽车的石油消耗量每年达85至127亿桶，约占世界石油产量的一半。石油资源的开采每年达几十亿吨，经过长期的现代化大规模开采，石油资源日渐枯竭，按科学家预测，地球上的石油资源如果按目前的开采水平，仅仅可以维持60到100年左右。2007年我国进口石油1.9亿吨，预计到2020年前后我国的石油进口量有可能超过日本，成为亚太地区第一大石油进口国。国务院发展研究中心预测，预计到2010年和2020年，我国汽车消耗石油为1.38亿吨和2.56亿吨，约占全国石油总消耗量的43%和67％。因此能源危机是我们必需面对的重要问题。

汽车拥有量的增长带来了许多问题，如健康威胁、环境污染、气候变化、能源短缺和交通拥挤等。目前空气污染在城区已经成为非常严重的问题，汽车的有害物排放对人类的生存环境形成了一种公害性的破坏，据资料显示，市区的大气污染物60%来自于汽车尾气。全球变暖、气候变化正在吸引人们更大的注意力，与之相对应的二氧化碳排放将成为汽车制造商要解决的主要问题。2010年左右，发展中国家能源的供需平衡问题将会导致世界石油价格的波动，在保证环保的同时，使用替代能源的汽车将成为汽车制造商开发的重点。2008年，欧盟要求轿车CO2排放达到140克/公里，对于汽油车，对应油耗将达到6升/100公里以下；2012年，CO2排放要求达到120克/公里。因此，降低油耗、降低排放将是汽车行业目前急需解决的问题。

四、汽油机技术的发展趋势

由于汽油机的燃油经济性比柴油机差，所以降低汽油机的能耗已经成为汽车界当前必须要解决的一个问题。具有理论空燃比的均质混合气的燃烧理论在火花点火发动机上被广泛使用，它的最大优点是可以实用三效催化器来降低CO、HC和NOx等废气的排放。不足之处是不能获得较高的燃油经济性，为了提高发动机的热效率和降低废气排放，燃烧技术在不断地发展。汽油机经历了由完全机械控制的化油器供油为主到采用电控喷射、缸内直喷、电辅助增压和电动气门、可变压缩比、停缸等技术的变化，汽油机发展的最终方案将采用综合汽油机和柴油机优点的燃烧控制技术。

目前最有代表性的三大汽油机技术是：

a.汽油直喷技术。开发车用具有汽油机优点同时具有柴油机部分负荷高燃油经济性优点的发动机是主要的研究目标。汽油缸内直喷是提高汽油机燃油经济性的重要手段，近些年来，以缸内直喷汽油机(Gasoliine Direct Injection, GDI)为代表的新型混合气形成模式的研究和应用，极大地提高了汽油机的燃油经济性。以日本为代表的非均质直喷技术面临燃烧稳定性和后处理等问题，同时以欧洲为代表的均质直喷技术正在兴起。

b.电动气门与无凸轮发动机。发动机可变气门正时技术(Variable Valve Timing, VVT)是针对在常规车用发动机中,因气门定时固定不变而导致发动机某些重要性能在整个运行范围内不能很好的满足需要而提出的。VVT技术在发动机运行工况范围内提供最佳的配气正时，较好地解决了高转速与低转速，大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾，同时在一定程度在一定程度上改善了排放性能。随着环境保护和人类可持续发展的要求，低能耗和低污染已成为汽车发动机的发展目标。VVT技术由于自身的优点，日益受到人们重视，尤其是当今电子技术的飞速发展，促进了VVT技术从研究阶段向实用阶段发展。电动气门具有与电控喷射同等重要的意义，它将给发动机空气系统控制和循环过程管理带来一系列技术变革，如取消节气门、可变压缩比、部分停缸等。

c.燃烧方式的混合。传统的火花点火发动机的燃烧过程在火焰传播中，火焰前锋的温度比未燃混合气高很多。所以这种燃烧过程虽然混合气时均匀的，但是温度分布仍是不均匀，局部的高温会导致在火焰经过的区域形成NOx。柴油机的燃烧过程是扩散型的，燃烧过程中燃烧速率由混合速率决定，点火在许多点发生，这种类型的燃烧过程混合和燃烧都是不均匀的，NOx在燃烧较稀的高温区产生，固体微粒在燃料较浓的高温区产生。在均质充量压缩点燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)过程中，理论上是均匀的混合气和残余气体，在整个混合气体中由压缩点燃，燃烧是自发的、均匀的并且没有火焰传播，这样可以阻止NOx和微粒的形成。这种汽油机均质与柴油机压燃混合的燃烧方式，以燃料技术和控制技术为基础，综合汽油机和柴油机两种燃烧方式优点的均质压燃HCCI内燃机技术正在兴起。

汽车产量持续的发展面临着许多问题，降低燃油消耗量和二氧化碳排放将成为汽车制造商要解决的主要问题。随着汽油机电子控制系统性能的提高，相信在不久我们将使用上更节能、更高性能的汽车。