第一篇:论文的特性
论文是研究人员在进行科学研究之后,为表述科学研究成果而撰写的理论性文体,又称科学论文,简称论文。科学研究是人类社会实践的一项重要内容,是人类认识世界、改造世界、推动社会发展的有效手段。随着科学的空前发展,新的见解、新的发明创造层出不穷,旧的观点不断得以更新,论文就是这些新观点、新见解、新发明的研究结晶。它通过科学的分析、论证,阐述各个专业领域最新的研究结论,探讨客观事物的发展规律。论文的撰写过程是一个不断地接近真理、认识真理的过程。论文一方面可以作为一种精神力量渗透到整个社会意识形态领域中,另一方面又可以作为一种物质力量运用到生产实践中去。论文可以说是人类智慧的集中反映。论文属于应用文体,有非常鲜明的特点和严格的规范。无论哪类学科,哪门专业,哪种类型的论文一般都具备以下六点共性:
一、科学性论文的这一特点是由其本身性质决定的。科学研究的任务是正确认识客观规律,揭示客观事物的发展规律,探求客观真理,推动人类社会向更文明的阶段发展。因此,学术论文是以科学性为前提的,这一精神贯穿着论文写作的始终。首先,论文的论点和结论必须科学。它必须正确反映客观事物的本质和规律,能够经得起实践的检验。论点绝对不能主观臆造,不能带有主观随意性和偏见。其次,论文的论证和论据必须科学。学术论文通过科学的研究方法如观察、调查、实验等,并运用概念、判断、推理等对立论进行严密而富有逻辑性的科学论证。所引用的论据无论是实地调查来的,还是实验中来的,或是文献中摘引来的,都要求真实、典型,真正成为论点的支柱。再次,论文的论述必须科学。措辞严谨,概念准确,条理清楚,结构完整,才能体现正确的认识过程,令人信服地传达科学的学术见解。论文的科学性要求写作者从探求科学真理的目标出发,以科学的世界观和方法论为指导,坚持实事求是的精神,采取认真、严谨的治学态度来发现问题、研究问题、解决问题,并将揭示出来的客观规律形诸文字,加以科学的表述。
二、学术性论文反映的是某专业领域最新的学术研究成果,对科学事业的发展和人类文明的进步起一定的推动作用。论文的价值即体现在学术性上,而论文的学术性又突出地体现在专业性上。学术是有系统、较专门的学问,它往往以学科的形式表现出来。学科门类繁多,各学科之间虽然有许多相同、相通之处,但差别是主要的,各学科都有自己特定的研究领域,有自己专业研究的基本方法和技巧,有自己的理论体系和科学术语,形成了专门化的知识体系。比如经济学方面的论文,需要研究和解释的是经济领域的问题和现象,那就必须运用经济学的分析方法,采用经济学的分析工具;而管理学方面的问题,其分析问题的方法、工具、表述方式则必须符合管理学的学科要求。人们通常将学科分为自然科学和社会科学两大类,两类之下又可逐层划分下去。分工越细,学问也就越专门化。论文要研究和阐述的就是这些专业知识中的某一个问题。因此,只有在掌握专业知识的基础上,对本学科的研究领域、研究方法、理论体系等基本问题有了充分的了解,才能提出有价值的学术问题,从而进行学术研究。论文所论述的内容,使用的语言都必须与所论述的学科密切相关,这是论文的显著特点。
三、独创性论文不仅要进行专业化的学术研究,而且还要报告自己独到的研究成果。创造是科学的本质,独创性是论文的生命。是否有创见,是衡量学术论文价值高低的标准。论文不同于一般的教科书,它不能重复已有的知识,甚至也不同于一些学术专著。有些学术专著主要用于专业知识的传播和普及,因而比较强调知识的系统性和常规性,但论文绝不能人云亦云,必须创造性地解决某一专业领域的理论问题或实践问题。不同的研究者创造能力可以有大小,创造水平可以有高低。大到能够开创一门新学科、创立一个新学派,小到发现一条有价值的资料,但无论对于哪个层次的研究者而言,独创性这一点都必须是研究者从发现问题开始,到研究问题、解决问题,最后到撰写论文的整个过程中自始至终、坚持不懈的追求。具体说来,独创性可以体现在研究和探索前人未曾涉及的领域;可以纠正或补充前人的观点;可以综合前人的研究,揭示今后研究的方向;可以为前人的立论提供新的事实材料或采用新的研究方法等等,不一而足。
四、理论性学术论文不能停留于事实、现象的罗列,必须探究事物的本质及规律。写论文必须运用理论思维,通过对事实的抽象、概括、说理、辨析和严密的逻辑论证将一般现象上升到一定的理论高度。论文的基本框架是逻辑的,是以中心论点为核心,以分论点为支柱的严密的逻辑体系,其中充满了一般与个别、整体与部分、主要与次要、原因与结果、现象与本质等事理关系。很多作者的论文水平不高,其重要原因就在于论文缺乏理论性。没有理论支持的论文,只能囿于事实材料的堆积,不能从一般的现象中看到问题的本质,由表及里,由此及彼,从而达到对研究对象的客观规律性的认识。论文的理论性是作者的学识水平、理论素养和实践经验的综合反映。
五、实践性论文要充分考虑到文章的实践性和现实意义。只有从社会现实需要出发,从科学进步需要出发,才能写出满足时代发展要求,真正能够体现论文价值的文章。不同学科的论文,其应用性、实践性的表现形式也不同。自然科学方面的论文,它的应用性和社会价值往往比较直观,甚至可以直接产生社会效益,对生产技术的发展及其所研究的学科本身都具有较明显的现实意义;社会科学方面论文的应用性和社会价值虽然常常不如自然科学方面论文那么直接和明显,但社会科学方面论文提出的新观点、新发现、新理论,对本学科的发展和社会的进步同样具有指导和推动作用,因而也同样具有实践性和现实意义。
六、规范性论文具有统一的书写格式和语言规范。科技报告、学位论文等的编写格式已由国家制定了统一的标准。为了便于交流和应用,论文必须运用规范的语言文字系统和符号系统进行表述。这也是论文不同于其他文体的特征之一。来源:中华秘书
第二篇:Z元件特性研究论文
文章
来源莲山
课 件 w w w.5y K J.Co m 5
摘要:Z-元件具有进一步的开发潜力,扩充其特性和应用可形成一些新型电子器件。本文在温、光、磁敏Z-元件的基础上,依据对Z-元件工作机理的深入探讨,开发出一些新型的半导体敏感元件,如掺金γ-硅热敏电阻、力敏Z-元件以及新型V/F转换器。本文着重介绍了这些新型敏感元件的电路结构与工作原理。这些新型敏感元件都具有生产工艺简单、体积小、成本低等特点。
关键词:热敏电阻,掺金γ-硅热敏电阻,Z-元件,力敏Z-元件,V/F转换器
一、前言
Z-半导体敏感元件﹙简称Z-元件﹚性能奇特,应用电路简单而且规范,使用组态灵活,应用开发潜力大。它包括Z-元件在内仅用两个﹙或3个﹚元器件,就可构成电路最简单的三端传感器,实现多种用途。特别是其中的三端数字传感器,已引起许多用户的关注。
Z-元件现有温、光、磁,以及正在开发中的力敏四个品种,都能以不同的电路组态,分别输出开关、模拟或脉冲频率信号,相应构成不同品种的三端传感器。其中,仅以温敏Z-元件为例,就可以组合出12种电路结构,输出12种波形,实现6种基本应用[3]。再考虑到其它光、磁或力敏Z-元件几个品种,其可供开发的扩展空间将十分可观。为了拓宽Z-元件的应用领域,很有从深度上和广度上进一步研究的价值。
本文在前述温、光、磁敏Z-元件的基础上,结合生产工艺和应用开发实践,在半导体工作机理上和电路应用组态上进行了深入的扩展研究,形成了一些新型的敏感元件。作为其中的部分实例,本文重点介绍了掺金g-硅新型热敏电阻、力敏Z-元件以及新型V/F转换器,供用户分析研究与应用开发参考。这些新型敏感元件都具有体积小、生产工艺简单、成本低、使用方便等特点。
二、掺金g-硅新型热敏电阻
1.概述
用g-硅单晶制造半导体器件是不多见的,特别是用原本制造Z-元件这样的高阻g-硅单晶来制造Z-元件以外的半导体器件,目前尚未见到报导。Z-元件的特殊性能,主要是由掺金高阻g-硅区﹙也就是n-i区﹚的特性所决定的,对掺金高阻g-硅的性能进行深入地研究希望引起半导体器件工作者的高度重视。
本部分从对掺金g-硅的特性深入研究入手,开发出一种新型的热敏元件,即掺金g-硅热敏电阻。介绍了该新型热敏电阻的工作原理、技术特性和应用特点。
2.掺金g-硅热敏电阻的工作机理
“掺金g-硅热敏电阻”简称掺金硅热敏电阻,它是在深入研究Z-元件微观工作机理的基础上,按新的结构和新的生产工艺设计制造的,在温度检测与控制领域提供了一种新型的温敏元件。
为了熟悉并正确使用这种新型温敏元件,必须首先了解它的工作机理。Z-元件是其N区被重掺杂补偿的改性pN结,即在高阻硅材料上形成的pN结,又经过重金属补偿,因而它具有特殊的半导体结构和特殊的伏安特性。图1为Z-元件的正向伏安特性曲线,图2为Z-元件的半导体结构示意图。
由图1可知,Z-元件具有一条“L”型伏安特性[1],该特性可分成三个工作区:M1高阻区,M2负阻区,M3低阻区。其中,高阻的M1区对温度具有较高的灵敏度,自然成为研制掺金g-硅热敏电阻的主要着眼点。
从图2可知,Z-元件的结构依次是:金属电极层—p+欧姆接触区—p型扩散区—p-N结结面—低掺杂高补偿N区,即n-.i区—n+欧姆接触区—金层电极层。可见Z-元件是一种改性pN结,它具有由p+-p-n-.i-n+构成的四层结构,其中核心部位是N型高阻硅区n-.i,特称为掺金g-硅区。掺金g-硅区的建立为掺金g-硅热敏电阻奠定了物理基础。
Z-元件在正偏下的导电机理是基于一种“管道击穿”和“管道雪崩击穿”的模型[2]。Z-元件是一种pN结,对图2所示的Z-元件结构可按p-N结经典理论加以分析,因而在p-n-.i两区中也应存在一个自建电场区。该电场区因在p区很薄,自建电场区主要体现在n-.i区,且几乎占据了全部n-.i型区,这样宽的电场区其场强是很弱的,使得Z-元件呈现了高阻特性。如果给Z-元件施加正向偏压,这时因正向偏压的电场方向同Z-元件内部自建电场方向是相反的,很小的正向偏压便抵消了自建电场。这时按经典的pN结理论分析,本应进入正向导通状态,但由于Z-元件又是一种改性的pN结,其n-.i型区是经重金属掺杂的高补偿区,由于载流子被重金属陷阱所束缚,其电阻值在兆欧量级,其正向电流很小,表现在“L”曲线是线性电阻区即“M1”区。这时,如果存在温度场,由于热激发的作用使重金属陷阱中释放的载流子不断增加,并参与导电,必然具有较高的温度灵敏度。在M1区尚末形成导电管道,如果施加的正向偏压过大,将产生“管道击穿”,甚至“管道雪崩击穿”,将破坏了掺金g-硅新型热敏电阻的热阻特性,这是该热敏电阻的特殊问题。
在这一理论模型的指导下,不难想到,如果将Z-元件的n-.i区单独制造出来,肯定是一个高灵敏度的热敏电阻(由于半导体伴生着光效应,当然也是一个光敏感电阻),由此可构造出掺金g-硅新型热敏电阻的基本结构,如图3所示。由于掺金g-硅新型热敏电阻不存在pN结,其中n-.i层就是掺金g-硅,它并不是Z-元件的n-.i区。测试结果表明,该结构的电特性就是一个热敏电阻。该热敏电阻具有NTC特性,它与现行NTC热敏电阻相比,具有较高的温度灵敏度。
3.掺金g-硅热敏电阻的生产工艺
掺金g-硅热敏电阻的生产工艺流程如图4工艺框图所示。可以看出,该生产工艺过程与Z-元件生产工艺的最大区别,就是不做p区扩散,所以它不是改性pN结,又与现行NTC热敏电阻的生产工艺完全不同,这种掺金g-硅新型热敏电阻使用的特殊材料和特殊工艺决定了它的性能与现行NTC热敏感电阻相比具有很大区别,其性能各有优缺点。
4.掺金g-硅热敏电阻与NTC热敏电阻的性能对比
从上述结构模型和工艺过程分析可知,掺金g-硅层是由金扩入而形成的高补偿的N型半导体,不存在pN结的结区。它的导电机理就是在外电场作用下未被重金属补偿的剩余的施主电子参与导电以及在外部热作用下使金陷阱中的电子又被激活而参与导电,而呈现的电阻特性。由于原材料是高阻g-硅,原本施主浓度就很低,又被陷阱捕获一些,剩余电子也就很少很少。参与导电的电子主要是陷阱中被热激活的电子占绝对份额。也就是说,掺金g-硅热敏电阻在一定的温度下的电阻值,是决定于工艺流程中金扩的浓度。研制实践中也证明了这一理论分析。不同的金扩浓度可以得到几千欧姆到几兆欧姆的电阻值。金扩散成为产品质量与性能控制的关健工序。
我们认为,由于掺金g-硅热敏电阻的导电机理与现行的NTC热敏电阻的导电机理完全不同,所以特性差别很大,也存在各自不同的优缺点。掺金g-硅热敏电阻的优点是:生产工艺简单,成本低,易于大批量生产,阻值范围宽(从几千欧姆到几兆欧姆),灵敏度高,特别是低于室温的低温区段比NTC热敏电阻要高近一个量级。其缺点是:一批产品中电阻值的一致性较差、线性度不如NTC,使用电压有阈值限制,超过阈值时会出现负阻。
掺金g-硅新型热敏电阻与NTC热敏电阻的电阻温度灵敏度特性对比如图5所示。
在不同温度下,温度灵敏度的实测值对比如表1所示。
掺金g-硅热敏电阻是一种新型温敏元件。本文虽作了较详细的工作机理分析,但现在工艺尚未完全成熟,愿与用户合作,共同探讨,通过工艺改进与提高,使这一新型元件早日成熟,推向市场,为用户服务。
三、力敏Z-元件
1.概述 “力”参数的检测与控制在国民经济中占有重要地位。力敏元件及其相应的力传感器可直接测力,通过力也可间接检测许多其它物理参数,如重量,压力、气压、差压、流量、位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度、扭矩、振动等,在机械制造、机器人、工业控制、农业气象、医疗卫生、工程地质、机电一体化产品以及其它国民经济装备领域中,具有广泛的用途。
在力参数的检测与控制领域中,现行的各种力敏元件或力传感器,包括电阻应变片、扩散硅应变片、扩散硅力传感器等,严格说,应称为模拟力传感器。它只能输出模拟信号,输出幅值小,灵敏度低是它的严重不足。这三种力敏元件或力传感器,为了与数字计算机相适应,用户不得不采取附加的数字化方法(即加以放大和A/D转换)才能与数字计算机相连接,使用极其不便,也增加了系统的成本。
Z-元件能以极其简单的电路结构直接输出数字信号,非常适合研制新型数字传感器[1],其中也包括力数字传感器。这种力数字传感器输出的数字信号(包括开关信号和脉冲频率信号),不需A/D转换,就可与计算机直接通讯,为传感器进一步智能化和网络化提供了方便。
我们在深入研究Z-元件工作机理的基础上,初步研制成功力敏Z-元件,但目前尚不成熟,欢迎试用与合作开发这一新器件,实现力检测与控制领域的技术创新。
2.力敏Z-元件的伏安特性
如前所述,力敏Z-元件也是一种其N区被重掺杂补偿的改性pN结。力敏Z-元件的半导体结构如图6(a)所示。按本企业标准电路符号如图6(b)所示,图中“+”号表示pN结p区,即在正偏使用时接电源正极。图6(c)为正向“L”型伏安特性,与其它Z-元件一样该特性也分成三个工作区:M1高阻区,M2负阻区,M3低阻区。描述这个特性有四个特征参数:Vth为阈值电压,Ith为阈值电流,Vf为导通电压,If为导通电流。
M1区动态电阻很大,M3区动态电阻很小(近于零),从M1区到M3区的转换时间很短(微秒级),Z-元件具有两个稳定的工作状态:“高阻态”和“低阻态”,工作的初始状态可按需要设定。若静态工作点设定在M1区,Z-元件处于稳定的高阻状态,作为开关元件在电路中相当于“阻断”。若静态工作点设定在M3区,Z-元件将处于稳定的低阻状态,作为开关元件在电路中相当于“导通”。在正向伏安特性上p点是一个特别值得关注的点,特称为阀值点,其坐标为:p(Vth,Ith)。p点对外部力作用十分敏感,其灵敏度要比伏安特性上其它诸点要高许多。利用这一性质,可通过力作用,促成工作状态的一次性转换或周而复始地转换,就可分别输出开关信号或脉冲频率信号。
3.力敏Z-元件的电路结构
力敏Z-元件的应用电路十分简单,利用其“L”型伏安特性,在力载荷的作用下,很容易获得开关量输出或脉冲频率输出。力敏Z-元件的基本应用电路如图7所示。其中,图7(a)为开关量输出,图7(b)为脉冲频率输出。其输出波形分别如图8和图9所示。
在图7所示的应用电路中,电路的结构特征是:力敏Z-元件与负载电阻相串联,负载电阻RL用于限制工作电流,并取出输出信号。Z-元件应用开发的基本工作原理就在于通过半导体结构内部导电管道的力调变效应,使工作电流发生变化,从而改变Z-元件与负载电阻RL之间的压降分配,获得不同波形的输出信号。
(1)力敏Z-元件的开关量输出
在图7(a)所示的电路中,通过E和RL设定工作点Q,如图6﹙c﹚所示。若工作点选择在M1区时,力敏Z-元件处于小电流的高阻工作状态,输出电压为低电平。由于力敏Z-元件的阈值电压Vth对力载荷F具有很高的灵敏度,当力载荷F增加时,阈值点p向左推移,使Vth减小,当力载荷F增加到某一阈值Fth时,力敏Z-元件上的电压VZ恰好满足状态转换条件[1],即VZ=Vth,力敏Z-元件将从M1区跳变到M3区,处于大电流的低阻工作状态,输出电压为高电平。在RL上可得到从低电平到高电平的上跳变开关量输出,如图8(a)所示。如果在图7(a)所示电路中,把力敏Z-元件与负载电阻RL互换位置,则可得到由高电平到低电平的下跳变开关量输出,如图8(b)所示。无论是上跳变或下跳变开关量输出,VO的跳变幅值均可达到电源电压E的40~50%。
开关量输出的力敏Z-元件可用作力敏开关、力报警器或力控制器。
(2)力敏Z-元件的脉冲频率输出
由于力敏Z-元件的伏安特性随外部激励改变而改变,只要满足状态转换条件,就可实现力敏Z-元件工作状态的转换。如果满足状态转换条件,实现Z-元件工作状态的一次性转换,负载电阻RL上可输出开关信号;同理,如果满足状态转换条件,设法实现力敏Z-元件工作状态的周期性转换,则负载电阻RL上就可输出脉冲频率信号。
脉冲频率输出电路如图7(b)所示。在图7(b)电路中,力敏 Z-元件与电容器C并联。由于力敏Z-元件具有负阻效应,且有两个工作状态,当并联以电容后,通过RC充放电作用,构成RC振荡回路,因此在输出端可得到与力载荷成比例变化的脉冲频率信号输出。其输出波形如图9(a)所示。输出频率的大小与E、RL、C取值有关,也与力敏Z-元件的阈值电压Vth值有关。当E、RL、C参数确定后,输出频率仅与Vth有关,而Vth对力作用很敏感,可得到较高的力灵敏度。初步测试结果表明:电容器C选择范围在0.01~1.0mF,负载电阻在5~20kW,较为合适。
同理,若把力敏Z-元件(连同辅助电容器C)与负载电阻RL互换位置,其输出频率仍与力载荷成比例,波形虽为锯齿波,但与图9﹙a﹚完全不同,如图9(b)所示。
4.力敏Z-元件的机械结构与施力方式
力敏Z-元件芯片体积很小,施加外力载荷时,必须通过某种弹性体作为依托。当力载荷作用于弹性体时,使芯片内部产生内应力,此内应力可改变力敏Z-元件的工作状态(从低阻态到高阻态,或者从高阻态到低阻态),从而使输出端产生开关量输出或脉冲频率输出。作为弹性体可以采用条形或园形膜片,材质可以是磷铜、合金钢或其它弹性材料。无论采用哪种弹性体,力敏Z-元件的受力方式目前理论上可归结为两种基本结构:即悬臂式结构和简支式结构,其示意图如图10所示。为便于研究力敏Z-元件受力后的应力应变特征,结构放大示意如图11所示。
如前所述,Z-元件在外加电场作用下,在N区可产生“导电管道”,该导电管道在外部激励作用下,可产生“管道调变效应[2],由图11可知,对力敏Z-元件来说,其p区很薄,N区相对较厚,焊接层的厚度可忽略不计,因而,在力载荷作用下的管道调变效应必将发生在N区。当力载荷作为一种外部激励作用于弹性体时,使弹性体产生一定的挠度,在半导体晶格内部产生内应力,导电管道受到力调变作用,使N区电阻发生变化,改变了力敏Z-元件的伏安特性,使阈值点p产生偏移,阈值电压Vth将发生变化。
实验表明,由于封装结构和受力方式的不同,可产生如图12和图13所示两种方式的应力应变。若静态工作点Q设置在M3区,施加的力载荷使N区产生“压”应力,N区晶格被压缩,导电管道变“细”,正偏使用时电阻值将增加,因伏安特性的改变使阈值点p右移,Vth增加。当力载荷F增加到某一特定阈值Fth时,阈值点p向右移至负载线的右侧,力敏Z-元件将从低阻M3区跳变到高阻M1区,如图12所示。
同理,若静态工作点Q设置在M1区,施加的力载荷使N区产生“拉”应力,N区晶格被拉伸,导电管道变“粗”,正偏使用时电阻值将减小,因伏安特性的变化使阈值点p左移,Vth减小。当力载荷F增加到某一特定阈值Fth时,阈值点p左移至负载线上,力敏Z-元件将从高阻M1区跳变到低阻M3区,如图13所示。
上述分析可知,力敏Z-元件在不同封装结构和不同受力方式下,可产生工作状态的转换,可按设计需要输出不同的跳变信号,可用作力敏开关、力报警器或力控制器。在实际应用中,可通过电源电压E或负载电阻RL来设定力载荷的阈值Fth,但由于跳变阈值与力敏Z-元件的制造工艺、芯片尺寸、封装结构、弹性体材质与厚度、受力点的位置等诸多因素有关,许多问题尚需进一步研究与探讨。
力敏Z-元件具有M2区的负阻特性,并具有两个稳定的工作状态是脉冲频率输出的基础。借助辅助电容器C,按图7(b)所示电路,通过RC的充放电作用,可实现力敏Z-元件工作状态的周而复始的转换,采用图12﹙a﹚、﹙b﹚或图13﹙a﹚、﹙b﹚的结构和受力方式,都可输出脉冲频率信号,输出频率与力载荷成比例,其输出波形如图9(a)或图9(b)所示,分析从略。
作为设计实例,力敏Z-元件样件1#与样件2#,经加载与卸载实验,其脉冲频率输出的测试结果如下,供分析研究参考: 力敏Z-元件特征参数: Vth=10V, Ith=1mA, Vf=4.5V(测试条件: T=25℃, RL=5kW)
芯片尺寸:2′5′0.3mm,采用简支式结构,两支点距离为10mm;中间受力,应力应变方式为N区受压应力;条状p铜弹性体,厚度为0.2mm;试验环境温度为25.4℃。测试数据如表2所示。,样件2#﹙加载﹚所测数据,经计算机绘图可得回归线如图14所示。由于封装结构尚未定型测试数据有一定误差,但初步实验表明,在这种施力方式下,输出频率f与力载荷成正比,在一定施力范围内近似呈线性关系,且回差较小。随力载荷量程加大,非线性度要增加。回归处理后,力的平均频率灵敏度SF为:
Hz/g
约每10g 改变1Hz。力灵敏度和回差是力敏Z-元件的重要技术指标。需要指出的是:灵敏度和回差与力敏Z-元件的特征参数、形状与尺寸、弹性体材质与厚度、封装结构以及受力方式等诸多因素有关。许多问题也需进一步研究与探讨。需按用户需求进行结构定型与标准化生产。
四、新型V/F转换器
1.概述
目前正在研制或在线使用的各种传统传感器,因只能输出模拟电压或模拟电流信号,应称为模拟传感器。模拟传感器是模拟仪表或模拟信讯时代的产物,主要缺点是输出幅值小,灵敏度低,不能与数字计算机直接通讯。人类进入数字信息化时代后,以数字技术支撑的数字计算机已十分普及,现代数字计算机要求处理数字信号,而模拟传感器因受材料、器件的限制,仍只能输出低幅值的模拟信号,不能与计算机直接通讯,已成为制约信息产业发展的瓶颈问题。为了使模拟传感器能与计算机实现通讯,目前是采取把输出信号进行放大再加以A/D转换,即把现行的模拟传感器加以数字化的方法来与数字计算机相适应。虽然在信息采集与处理过程中电路复杂,硬件成本增加,但由于目前能直接输出数字信号的数字传感器为数不多,这种模拟传感器数字化的方法仍发挥着巨大的作用。
本部分利用Z-元件构成一种新型的V/F转换器,它能把模拟传感器输出的电压信号变成能被数字计算机识别的频率信号,提供了一种模拟传感器数字化的新方法。该方法与采用A/D转换器方案相比,具有电路简单、成本低、体积小、输出幅值大、灵敏度高、输出线性度好、能与计算机直接通讯等一系列优点,可做为模拟传感器与计算机之间的重要接口,在信息产业中具有广泛的应用前景。
2.电路组成与工作原理
Z-元件是一种新型的半导体开关元件,当其两端电压达到一定阈值(即阈值电压Vth)时,可从高阻状态跳变到低阻状态;而当其两端电压小于一定阈值(即导通电压Vf)时,又可从低阻状态跳变到高阻状态。利用这一特性可方便地开发V/F转换器。
由Z-元件构成的V/F转换器如图15(a)所示,图15(b)为其中Z-元件的电路符号。在图15(a)所示电路中以电压E为输入,由于RL、C和Z-元件之间的充、放电作用,使电路始终处于自激振荡状态,其振荡频率f与输入电压E成正比,波形为锯齿波,其输出幅值可以很大,由选定的Z-元件参数而定。实现了模拟信号(电压E)到数字信号(频率f)的转换,可用于数字系统的触发。由于输出幅值大,它不需放大就可实现与计算机的直接通讯。
3.V/F转换器的传输特性
当基准温度TS=20℃时,输入电压E与输出频率f之间的传输特性如图16所示。由图16可知该传输特性具有良好的线性关系,其中Emin~Emax(相应于MN区间)是工作电压的极限范围,AB区间为可靠的工作量程范围,它决定于模拟传感器的输出和V/F转换电路的参数设计。
由于Z-元件是半导体开关元件,构成V/F转换器时,对温度也具有一定的灵敏度,即温度漂移。该温度漂移具有正温度系数,一般小于10Hz∕°C,当环境温度变化较大时,将引起检测误差。
如果该误差在允许范围内,可不做温度补偿。如果要求检测精度较高,特别是在高精度计量使用时,应考虑温度补偿技术。
由温漂引起的相对误差与输出频率范围(即量程)有关。若输出频率较高,相对误差较小,若输出频率较低,则相对误差较大。如果假定环境温度有±10℃的变化,引起输出频率变化的绝对误差为Df=100Hz,按全量程输出频率的平均值为f=2000Hz设计,这时由温漂引起的相对误差d=±0.5%/℃,可满足一般计量精度要求。为进一步提高计量精度,必须采取温度补偿技术[4]。
参考文献:
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[2].周长恩等,Z-半导体敏感元件原理与应用-(2)Z-元件的研制实践与工作机理的定性分析,传感器世界,2001.4
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[4].傅云鹏等,Z-半导体敏感元件原理与应用-(5)Z-元件的温度补偿技术,传感器世界,2001.10
The Review of Z-element-(6)
Extension of Z-element’s Characteristics and Applications
Abstract:The Z-elements possess potential ability for further development.By researching the characteristics deeply, some new application can be developed.In this paper , some new type sensitive semiconductor are introduced such as impure gold g-Si thermistor, force-Z-sensor and V/F converter, which are developed by researching the work mechanism of Z-element deeply on the basis of Z-thermistor, photo-Z-element and magnito-Z-element.These elements possess many advantages such as simpler manufacturing technique, smaller volume and lower cost.In this paper, the characteristics, typical circuits and work principles of these new products are thoroughly introduced too.Keywords:Thermistor, Impure gold g-Si thermistor, Z-element, Force-Z-sensor, V/F converter..文章
来源莲山
课 件 w w w.5y K J.Co m 5
第三篇:电子特性物理实验论文[定稿]
电子特性专题论文
大学物理实验
电子特性专题实验小结及感想 内容摘要:
电子特性专题包括三个实验:用密里根油滴仪测量电子电量,金属电子逸出功的测定以及电子在电场磁场中的运动及电子比荷的测定。实验1主要任务是观察并控制带电油滴在电场中的运动,测量油滴所带电量,测定电子的电荷值,并验证电荷的不连续性:实验2主要任务是测量阴极温度,测量电子发射电流,用理查逊直线法测量电子逸出功:实验3主要任务是观察调节电聚焦和磁聚焦,测量电子比荷,计算偏转灵敏度和偏转因数。本文主要讨论实验中遇到的问题及解决方法,及其感悟体会。关键词:
电子,逸出功,比荷,电聚焦,磁聚焦,偏转灵敏度,偏转因数 专题背景:
电子于1987年由英国著名物理学家约翰汤姆逊发现,1909年开始美国物理学家密立根做了著名的油滴实验,测量了电子电荷、电子的质量,电子的荷质比,而且确定了电子电荷是电量的最小单位。
电子的质量很小,因此它有很大荷质比,其值是氢离子荷质1840倍,比其他元素的特别是重元素的荷质比就更大的多。荷质比大,电子束在电磁场中容易被聚焦、偏转和加速。利用这些性能可以执行各种复杂的任务,制成性能优越的各种电子数器件和设备。
本专题从识别电子的基本属性,即测定电子的电荷入手,然后进一步研究电子的发射,电子在电场和磁场中的运动情况,从而对电子的特性有一个整体的认识。
实验一:用密立根油滴仪测量电子电量:
通过本次实验我们要观察并控制带电油滴在电磁场中的运动,测量油滴所
带电量,测定电子电荷量并验证电荷的不连续性。
实验过程:
(1)仪器调节
(2)油滴观察与运动控制
(3)正式测量
实验注意事项:
(1)每次计时后,及时控制油滴不要丢失,眼睛离开显微镜时一定使油
滴静止,油滴升级运动时必须不停地注视以免油滴跑得太高或太低,以致逃出视野甚至消失。若停止观察时间过长,则应把油滴稳定在电源上部,不可停止观察太久。
(2)油滴选定之后应及时关闭电极进油口,再开始正式测量。
(3)适当延长观察平衡状态的时间。
(4)每一次测量都要记录平衡电压值。
通过实验得到以下结果:
e=1.62×10^(-19)C,相对误差1.25%,并验证了电荷的不连续性。实验二:金属电子逸出功的测定:
这次实验我们需要测量阴极温度,测量热电子发射电流,用理查逊直线法测量电子逸出功。
实验过程:
(1)连接电路,预热十分钟。
(2)理想二极管灯丝电流从0.50-0.80A之间变化,根据灯丝电流与温度
关系对照表选择电流进行测量。
(3)测量不同电压下的阳极电流。
理查逊直线法:对理查逊—杜西曼公式两边同除以T2再取对数即测lg(I/T2)与1/T成线性关系,求出直线的斜率即可求出电子的逸出电位二不必再测
量A和S。
实验结果:
计算出电子逸出功为4.79ev,相对误差5.5%
实验三:电子在电磁场中的运动及电子比荷的测定
实验过程:
(1)观察调节显示亮度
(2)观察调节电聚焦
(3)观察调节磁聚焦
(4)测量电子比荷
(5)测量偏转灵敏度和偏转因数
实验结果:经计算得电子比荷为1.21×10^11C/Kg,x方向偏转灵敏度0.10cm/V,偏转因数9.93V/cm,y方向偏转灵敏度0.08V/cm,偏转因数
6.45V/cm.实验小结及感想:
电子特性专题实验中的每个实验都有着严格的操作步骤,要求学生要细心耐心地做完每个实验。同时各个实验又有所侧重,比如“用密立根油滴仪测量电子电量”实验,就特别重视操作,如果操作不熟练,实验现象就出不来;“金属电子逸出功的测定”实验虽然操作比较简单,但数据处理比较繁琐,要有耐心。“电子在电磁场中的运动及电子比荷的测定”实验,操作难度和数据处理难度介于前面两个实验之间。这样每个实验都比较均衡。老师说这三个实验中有两个已经获得过诺贝尔奖,今天我们重温这些著名的实验,不仅应该了解实验所用的基本方法,更要借鉴与学习科学家的实验思想,精湛的实验设计和严谨的科学作风,从而更好地提高我们的实验素质和能力。
参考文献:
1.《大学物理实验》北京交通大学编
2北京交通大学大学物理实验教务系统网络资源
第四篇:科技小论文:植物的奇异特性
科技小论文:植物的奇异特性
——《叶片上的肉食大餐》
广东省广州市天河区先烈东小学 六年(1)班 朱楚宁
我一直以为植物很枯燥,自从读了《叶片上的肉食大餐》这篇文章后,改变了以前的看法,对植物产生了浓厚的兴趣,植物世界很奇妙。
这篇文章是以探索食肉植物为主题的。
我原以为植物都是通过阳光、水分、土壤来汲取营养的,但我万万没有想到植物还可以以食肉为营养的来源。
自然界里有许许多多的植物,其中有500多种食肉植物。为什么这些植物会食肉呢?这与植物的生存环境有着密切的联系。这种食肉植物多生长在泥塘沼泽及附近的潮湿土地或浸水的土地上,这种低盐性的沼泽地中,富含水分的土壤大都呈强酸性,那些能够将铵基和亚硝盐所含的氮转变成植物所需的硝酸盐的土壤细菌几乎无法生存。所以,这些植物便只有通过将自己转变成肉食性植物的方式,捕捉昆虫和其他小动物,消化它们体中的蛋白质来满足自身对氮的需求。
食肉植物因为它周围恶劣的环境,而改变了它的生活方式,自己能够在这样缺少营养的情况下依然生活着,正是因为它知道改变自己,使自己接受这样的环境,改变吸收营养的途径。这种精神使我敬佩不已。
这些食肉植物还十分地聪明,知道怎样引诱食物,从而捕捉食物并吃掉食物。它一般是以自身鲜艳的色彩与蜜汁来引诱昆虫落入陷阱,然后再运用它的捕虫技巧。食肉植物捕虫的技巧大致有三种:陷阱式,等待昆虫掉进捕虫叶袋后将其捕住;粘虫式,用叶上分泌的黏液粘住昆虫;圈套式,包括合拢叶片夹住虫子和在水中将昆虫吸入捕虫叶袋里两种。
我们人类通过食肉动物的这种奇特的生存方式与特性得到了有益的启示。既然这种食肉植物是以食虫为生的,那么如果人类利用食虫植物的这种特性来捕捉臭虫、苍蝇、蚊子和蟑螂等害虫,就可以切断传染病的传染途径,减小传染病的发病几率。
我想,人类可以试着人工饲养食肉植物,把这种植物引进世界各地,使人们摆脱因害虫引起的传染病。
我们应细心观察,利用一切大自然具有的事物特性来更加丰富、改进我们的生活,使我们的生活变得更加美好!
会走迷宫的豆苗
先烈东小学 六(2)班 严慧玲
前段时间,在我家阳台浇花我发现了一个奇怪的现象,我发现它们总是向着有光的地方生长。我很好奇,于是就查了书,原来这种现象叫做植物的向光性。我为了更好的了解向光性,做了一个实验,叫做“会走迷宫的豆苗”。
实验材料如下:豆苗一盆,纸箱。步骤如下:一 在纸箱左面(或右面)开一个圆洞;二 把豆苗放在纸箱里面,盖好。过几天之后,就会发现豆苗的头深处洞头了。这个实验是我在一本书上发现的,我对这个实验很感兴趣,于是就按照书上的方法做了这个实验。我拿了一盆豆苗,和一个大小合适的纸箱,在纸箱的左面开了一个洞,然后把豆苗放进箱子里盖好。没想到,才过了两三天,豆苗就从洞里探出头来了!我真是好高兴啊,因为实验顺利成功了,耶!
通过实验,我知道了,原来植物大多数都是向着有光的地方生长,这种特殊现象叫做——植物的向光性。通过实验,让我明白植物如果一旦失去阳光,就会四,所以家里的植物要多晒太阳哦!
第五篇:单丝特性
单丝
锦纶、涤纶看直径,用直径算纤度
丙纶、聚乙烯纤度用纤度算,样品至少50米 成品包装有:网套+封塑
网套+塑料袋
塑料袋+封塑
直径0.15以下多为纸管包装;0.15以上考虑塑料管。具体根据客户要求。其中为了消除纤维的光泽,采用含有锐钛型二氧化钛(T iO 2)的切片以消减纤维的光泽。如果在切片中不含T iO 2为有光丝(或大有光丝),含有0.3%二氧化钛为半消光丝,1%为全消光丝。
一般情况下,PP0.27以下(含)用纸管,以上是塑料管 PET0.15以下(含)用纸管,以上是塑料管 PE、PA0.2以下(含)用纸管,以上是塑料管
或根据客户要求
涤纶长丝(PET)
涤纶 ρ=1.38g/cm3 g=3.145×ρ×r2×m(米数)
涤纶长丝,是用涤纶做成长丝。涤纶是合成纤维中的一个重要品种,是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(MEG)为原料,经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),经纺丝和后处理制成的纤维。所谓涤纶长丝,是长度为千米以上的丝,长丝卷绕成团。【主要性能】:强度高、弹性好、耐磨性好、耐光性好、吸湿性差、染色性差。涤纶单丝在加工前原料必须烘干4小时,形成冷却时,冷却池水温60℃~70℃。涤纶比锦纶硬度高,韧性却没锦纶好。和聚乙烯、丙纶都可以用纸管卷。【燃烧特性】:接近火焰软化,融卷缩。在火焰中熔融,缓慢燃烧,有黄色火焰,焰边呈蓝色,焰顶冒黑烟。离开火焰:继续燃烧有时停下燃烧自灭。燃烧气味:略带芳香味或甜味。
残留特征:硬而黑的圆珠状,用手指不易压砕。【油剂】:FDY油剂(乳白色)+水 【分类】
按生产方式分
1.初生丝:未拉伸丝(常规纺丝)(UDY)、半预取 涤纶长丝样品
向丝(中速纺丝)(MOY)、预取向丝(高速纺丝)(POY)、高取向丝(超高速纺丝)(HOY)
2.拉伸丝:拉伸丝(低速拉伸丝)(DY)、全拉伸丝(纺丝拉伸一步法)(FDY)、全取丝(纺丝一步法)(FOY)
3.变形丝:常规变形丝(TY)、拉伸变形丝(DTY)、空气变形丝(ATY)。按用途分
主要分为民用及工业用 【应用】
涤纶的用途很广,大量用于制造衣着和工业中制品。阻燃涤纶因具有阻燃性,应用范围很广,除了产业用纺织品、建筑内饰、交通工具内装饰等发挥无可替代的作用外,还在防护服领域内发挥着不少的作用。根据阻燃防护服国家标准规定,冶金、林业、化工、石油、消防等部门应使用阻燃防护服。中国应使用阻燃防护服的人数在百万以上,阻燃防护服市场潜力巨大。除了纯阻燃涤纶外,可根据用户的特殊要求,生产阻燃、防水、拒油、抗静电等多功能系列产品。如对阻燃涤纶织物进行防水、拒油整理,可提高阻燃服的功能性;采用阻燃涤纶与导电纤维交织以生产抗静电的阻燃织物;利用阻燃纤维与高性能纤维进行混纺交织,可生产高性能阻燃织物;采用阻燃纤维与棉、粘胶等纤维混纺,以改善防护服的舒适性,同时减少二次烧伤。【特点用途】 涤纶长丝的特点 强度:涤纶纤维的强度比棉花高近1倍,比羊毛高3倍,因此涤纶织物结实耐用。耐热性:可在70~1700C使用,是合成纤维中耐热性和热稳定性最好的。弹性: 涤纶的弹性接近羊毛,耐皱性超过其他纤维,织物不皱,保形性好。耐磨性:涤纶的耐磨性仅次于锦纶,在合成纤维中居第二位。
吸水性:涤纶的吸水回潮率低,绝缘性能好,但由于吸水性低,摩擦产生的静电大,染料自然吸附性能差,因此涤纶一般染色采用高温高压染色法。
染色性:涤纶自身缺少亲水基团或染料接受体部位,故涤纶的染色性较差,可用分散染料或非离子染料染色,但染色条件比较苛刻。涤纶长丝的用途
涤纶作为衣用纤维,其织物在洗后达到不皱、免烫的效果。常将涤纶与各种纤维混纺或交织,如棉涤、毛涤等,广泛用于各种衣料和装饰材料。涤纶在工业上可用于传送带、帐篷、帆布、缆绳、渔网等,特别是做轮胎用的涤纶帘子线,在性能上已接近锦纶。涤纶还可用于电绝缘材料、耐酸过滤布、医药工业用布等。合成纤维因具有强度高,耐磨、耐酸、耐碱、耐高温、质轻、保暖、电绝缘性好及不怕霉蛀等特点,在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。涤纶长丝和化学短纤
纺织纤维分为天然纤维和化学纤维,天然纤维主要有丝、毛、棉、麻,化学纤维又分为合成纤维和人造纤维 涤纶长丝和短纤
聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯,PET)由PTA和MEG聚合而成。PET呈米粒状,品种多样。75%用于化纤用涤纶,制造涤纶短按纺织工业要求,制造涤纶短纤维和涤纶长丝.涤纶纤维分长丝和短纤维两种型式。所谓涤纶长丝,是长度为千米以上的丝,长丝卷绕成团。涤纶短纤维是几厘米至十几厘米的短纤维。涤纶纤维的特点及用途
强度: 涤纶纤维的强度比棉花高近1倍,比羊毛高3倍,因此涤纶织物结实耐用。
耐热性:可在70~1700C使用,是合成纤维中耐热性和热稳定性最好的。弹性: 涤纶的弹性接近羊毛,耐皱性超过其他纤维,织物不皱,保行性好。耐磨性:涤纶的耐磨性仅次于锦纶,在合成纤维中居第二位。
吸水性:涤纶的吸水回潮率低,绝缘性能好,但由于吸水性低,摩擦产生的静电大,染色性能较差。
涤纶作为衣用纤维,其织物在洗后达到不皱、免烫的效果。常将涤纶与各种纤维混纺或交织,如棉涤、毛涤等,广泛用于各种衣料和装饰材料。涤纶在工业上可用于传送带、帐篷、帆布、缆绳、渔网等,特别是做轮胎用的涤纶帘子线,在性能上已接近锦纶。涤纶还可用于电绝缘材料、耐酸过滤布、医药工业用布等。合成纤维因具有强度高,耐磨、耐酸、耐碱、耐高温、质轻、保暖、电绝缘性好及不怕霉蛀等特点,在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。
锦纶(PA)聚酯胺纤维 尼龙
锦纶 ρ=1.14g/cm3
【主要性能】:弹性好、耐磨性好、易皱折、透气性差、易产生静电、吸湿性好、耐光热性差、质地轻。【种类】: PA6、PA66、PA11、PA610 PA6、PA66耐光性差,长时间光照下强度下降、颜色发黄。
锦纶单丝成品一般用铁管和塑料筒管卷,因为锦纶的收缩性比较大,用纸管会被压爆。
透明剂、着色母粒相对锦纶切片加工成单丝来说都是杂质,能不加就不加。【应用】我们生产的锦纶单丝主要用于制作织带、拉链、筛网、滤布。【燃烧特性】:接近火焰可燃,软式收缩,在火焰中卷缩、熔融。燃烧缓慢,产生小气泡,火焰很小,呈蓝色。离开火焰:停止燃烧而自熄。燃烧气味:氨基味或芹菜味。残留特征:硬而黑的圆珠状,用手指不易压砕,熄灭后有类似羊毛或指甲的味道。【油剂】:锦纶油剂+水(乳白色)【综合】:
强力耐磨性好,耐用性极佳。
锦纶织物弹性恢复性极好,小外力易变形,故其织物穿用过程中易变皱折。通风透气性差,易产生静电。
锦纶织物吸湿性好,因此比涤纶服装穿着舒适。有良好的耐蛀,耐腐蚀性。
耐热光性不好,熨烫注意小于140℃,以免损坏。锦纶织物轻型织物适合登山服。冬季服装。
丙纶 聚烯泾纤维 PP 丙纶
ρ=0.91g/cm3 学名聚丙烯纤维,近火焰即熔缩,易燃,离火燃烧缓慢并冒黑烟,火焰上端黄色,下端蓝色,散发出石油味,烧后灰烬为硬圆浅黄褐色颗粒,手捻易碎。
它是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维。丙纶于1957年正式开始工业化生产,是合成纤维中的后起之秀。由于丙纶具有生产工艺简单,产品价廉,强度高,相对密度轻等优点,所以丙纶发展得很快。目前丙纶已是合成纤维的第四大品种,是常见化学纤维中最轻的纤维。
丙纶的品种有长丝(包括未变形长丝和膨体变形长丝)、短纤维、鬃丝、膜裂纤维、中空纤维、异形纤维、各种复合纤维和无纺织布等。主要用途是制作地毯(包括地毯底布和绒面)、装饰布、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸油毡、建筑增强材料、包装材料和工业用布,如滤布、袋布等。此外在衣着方面应用也日趋广泛,可与多种纤维混纺制成不同类型的混纺织物,经过针织加工后可以制成衬衣、外衣、运动衣、袜子等。由丙纶中空纤维制成的絮被,质轻、保暖,弹性良好。制得的纤维。丙纶于1957年正式开始工业化生产,是合成纤维中的后起之秀。由于丙纶具有生产工艺简单,产品价廉,强度高,相对密度轻等优点,所以丙纶发展得很快。目前丙纶已是合成纤维的第四大品种,是常见化学纤维中最轻的纤维。【种类】:未变形长丝、膨胀变形长丝、短纤维、棕丝、中空纤维。【用途】:地毯、装饰布、家具布、各种绳索、条带、鱼丝、建筑增强材料、滤布、织袜、手套、针织衫、裤子。【综合】:
强度高,不易晒、易老化脆损、弹性好。耐光性差、易老化、不耐熨烫、绝缘性好。耐酸、耐碱、耐化学腐蚀,过滤材料、着装。吸湿性差、染色性不好、质轻保暖性好。密度小、质地轻。
纵面平直光滑,截面呈圆形。
聚乙烯(PE)
聚乙烯 ρ=0.91g/cm3 HDPE相对密度为0.941~0.960 g/cmLDPE相对密度为0.91~0.925 g/cmLLDPE相对密度为0.918~0.935 g/cm
聚乙烯(polyethylene,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100~-70°C),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。
聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差于聚合物的化学结构和加工条。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛,主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。具有优良的耐低湿性(-70℃~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱侵蚀,绝缘性好、耐热老化差、强度高。【性质】:无味、无毒、表面光泽、吸水性小,低温时仍保持柔软、电绝缘性高。
3【用途】:注塑、吹塑、挤塑、绳缆、渔网、电线线缆。【分类】:高密度聚乙烯 ρ>0.94 [硬]
ρ:0.91~0.94[软,透明度高] 线性低密度聚乙烯低密度聚乙烯【燃烧特性】:易燃烧火焰下蓝上黄。燃烧比较完全,黑烟甚少。在近火焰外,塑料有熔融、滴落现象,类似于矿烛蜡的流淌,残留物有石蜡燃烧气味。【化学分类】
聚乙烯(POLYETHYLENE,PE)是由乙烯聚合而成之聚合物,产品发展至今已有60年左右历史,全球聚乙烯产量居五大泛用树脂之首。
聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构之不同,分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯。低密度聚乙烯(LOW DENSITY POLYETHYLENE,LDPE)俗称高压聚乙烯,因密度较低,材质最软,主要用在塑胶袋、农业用膜等。
高密度聚乙烯(HIGH DENSITY POLYETHYLENE,HDPE)俗称低压聚乙烯,与LDPE及LLDPE相较,有较高之耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性及抗环境应力开裂性,此外电绝缘性和抗冲击性及耐寒性能很好,主要应用于吹塑、注塑等领域。
线型低密度聚乙烯(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE,LLDPE),则是乙烯与少量高级Α-烯烃在催化剂存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外观与LDPE相似,透明性较差些,惟表面光泽好,具有低温韧性、高模量、抗弯曲和耐应力开裂性,低温下抗冲击强度较佳等优点。
LLDPE应用领域几乎已渗透到所有LDPE市场。现阶段LLDPE和HDPE处于生命周期的成长阶段;LDPE则在1980代末逐渐进入发展成熟期,世界上已少有LDPE设备投产。聚乙烯可用挤出、注射、模塑、吹塑和熔纺等方法成型,广泛应用于工业、农业、包装及日常工业中,在中国应用相当广泛,薄膜是其最大的用户,约消耗低密度聚乙烯77%,高密度聚乙烯的18%,另外,注塑制品、电线电缆、中空制品等都在其消费结构中占有较大的比例,在塑料工业中占有举足轻重的地位。
高压聚乙烯:一半以上用于薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等
中低、压聚乙烯:以注射成型制品及中空制品为主。
超高压聚乙烯:由于超高分子聚乙烯优异的综合性能,可作为工程塑料使用。LDPE树脂用途:可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等。
LLDPE树脂用途:通过注塑、挤出、吹塑等成型方法,生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等。
HDPE树脂用途:采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。